Trang chủ / Tài liệu miễn phí / Luận Án Tiến Sĩ Công Nghệ Môi Trường

Đề Xuất Sơ Đồ Dây Chuyền Công Nghệ Xử Lý Nước Rỉ Rác


Máy Ozon

H2O2

Hồ chứa

Tháp làm thoáng

(lọai NH3)

Bể keo tụ lắng

Bể chứa bùn

Sân phơi bùn (hố chôn lấp)

Sữa vôi

PAC

Bể sục vôi – kết hợp


Bể yếm khí

Vi sinh – Vi chất

Nước rác



Bể Perozon/quặng mangan



Bể hiếu khí



Bể lắng bùn

hoạt tính



Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 224 trang tài liệu này.

Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp bằng phương pháp ozon hóa - 18



Bể lọc


Hồ chứa


Vi sinh-Vi chất

Ra môi trường

Hình 3.48. Đề xuất sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước rỉ rác

3.5.2. Tính toán thiết kế hệ thống

*. Công suất thiết kế:

- Q min = 20m3/h x 24h = 480m3/ngày đêm.

- Q max = 25m3/h x24h = 600m3/ngày đêm.


- Thông số đầu vào: Lưu lượng: 500 m3/ng.đêm, BOD5: 1.900 mg/l, COD:

5.000 mg/l, SS: 1.400 mg/l, NH4+ : 1.300 mg/l, Tổng Coliform: 106 MNP/100ml

*. Yêu cầu chất lượng:

Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn theo QCVN 25:2009/ BTNMT cột B2 về nước thải rỉ rác.

*. Thuyết minh diễn giải công nghệ:

1- Bể sục vôi kết hợp lắng.

Nước sau tách rác được bơm lên bể sục vôi kết hợp lắng. Đầu tiên nước qua khoang trộn, cơ cấu trộn bằng khí. Tại khoang này, nước rỉ rác được trộn với sữa vôi cấp vào bởi hệ pha cấp định lượng sữa vôi. Sau khoang trộn nước tự chảy sang khoang làm đều với thời gian lưu 1 giờ, tại đây nước luôn được đảo trộn bằng sục khí thông qua hệ dàn sục khí cưỡng bức đặt dưới đáy bể. Quá trình cấp vôi đảo trộn và sục khí với mục đích nâng pH, khử một số kim loại nặng, khử màu, mùi và loại một phần Nitơ dưới dạng NH3.

Sau khoang làm đều nước thải tự chảy vào khoang lắng, nước sau lắng đã

giảm đáng kể cặn lơ lửng, COD, amoni, độ màu và một số kim loại nặng đã được kết tủa. Cặn lắng bùn vôi định kỳ được xả (hoặc bơm) về sân phơi bùn qua hệ thống van đường ống xả bùn. Nước trong tiếp tục tự chảy vào hố thu.

2- Tháp làm thoáng (loại NH3).

Nước sau lắng cặn vôi tự chảy về hố thu, trước khi vào hố thu nước được bổ sung hóa chất là dung dịch NaOH để duy trì pH =10 - 12 tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình loại NH3 trong tháp làm thoáng nhỏ giọt. Dung dịch NaOH được cấp vào thông qua hệ bơm định lượng được điều khiển bởi bộ đo điều khiển pH tự động. Tại hố thu, nước sẽ được tự động bơm lên 02 tháp làm thoáng nhỏ giọt, tùy thuộc vào mức nước được đặt cho chế độ phao của bơm (tự động chạy hoặc dừng khi có nước và hết nước). Tháp làm thoáng với cơ chế nhỏ giọt đối lưu khí tự nhiên sử dụng vật liệu dạng đệm sinh học chất liệu nhựa, khí đi từ dưới lên ngược dòng với nước từ trên xuống đi qua lớp đệm. Do nước được tưới phân phối đều trên bề mặt đệm có bề mặt riêng lớn (250 - 300m2 /m3) tạo quá trình bốc hơi NH3 được thuận lợi. Nước ra


khỏi tháp (đã được loại bỏ 50-60% amoni) chảy về hố thu trước khi được bơm lên hệ keo tụ lắng.

3- Bể keo tụ lắng.

Nước từ hố thu được bơm lên khoang khuấy trộn phản ứng (keo tụ, tạo bông). Tại đây nước rỉ rác được khuấy trộn cơ khí (máy khuấy), hóa chất kết tủa nhằm kết tủa canxi, điều chỉnh môi trường và chất keo tụ được cho vào bởi các bơm định lượng, tạo điều kiện thuận lợi quá trình loại bỏ caxi, cặn lơ lửng, kim loại nặng và màu trong nước rỉ rác. Nước sau trộn phản ứng keo tụ tạo bông và được điều chỉnh pH thích hợp cho quá trình lắng tự chảy vào khoang lắng. Khoang lắng được thiết kế 2 khoang làm việc song song, nguyên lý lắng đứng. Nước đi vào ống trung tâm từ dưới lên, bùn cặn lắng xuống côn thu bùn định kỳ được tháo xả về bể bùn qua hệ thống van đường ống, nước tách bùn đi từ dưới lên tràn vào máng thu tự chảy sang hệ bể Perozon/quặng mangan. Sau keo tụ lắng, COD và amoni trong nước thải tương ứng giảm 25-30% và 50-60%.

4- Bể Perozon/quặng mangan.

Nước sau keo tụ tự chảy sang hệ bể Perozon/quặng mangan. Thời gian nước lưu trong bể này 80 phút. Quặng mangan được cố định trên các tầng giá đỡ ngập trong nước rỉ rác để lượng quặng không bị trôi ra ngoài theo nước sau xử lý. Nước đi từ bể lọc sang bể phản ứng Perozon/quặng mangan được oxi hóa nhằm loại bỏ các chất hữu cơ. Điều chỉnh pH duy trì trong khoảng 8 - 9 và H2O2 được bơm vào bởi các bơm định lượng từ hệ pha cấp định lượng hóa chất, tạo điều kiện thuận lợi quá trình oxi hóa loại bỏ các chất hữu cơ và màu trong nước rỉ rác. Các đường ống dẫn khí chứa O3 từ máy phát ozon được đặt ở đáy bể phản ứng. Sử dụng 5,045 kg

O3/m3/ngày.đêm và 3,08 kg H2O2/m3/ngày.đêm. Nước sau xử lý tiếp tục được dẫn

sang hệ bể xử lý yếm khí. Sau xử lý bằng Perozon/quặng mangan, COD trong nước rỉ rác giảm khoảng 60-70%.

5- Hệ bể lọc yếm khí

Nước sau xử lý bằng Perozon/quặng mangan lắng tiếp tục tự chảy sang 2 cụm bể lọc yếm khí làm việc song song, trước khi vào bể yếm khí nước được điều chỉnh pH về khoảng 7 – 7,5 và bổ sung vi sinh trong giai đoạn đầu xử lý và được


trộn với hỗn hợp nước bùn được tuần hoàn lại từ bể lắng sau bể hiếu khí (xử lý COD và nitrat hóa amoni). Bể lọc yếm khí sử dụng vật liệu giá thể vi sinh bám dính. Tại đây nước đi từ dưới lên tiếp xúc với quần thể vi sinh yếm khí bám dính trên bề mặt giá thể, COD trong nước rỉ rác được phân hủy, đồng thời nitơ trong nước rỉ rác tuần hoàn được xử lý thông qua quá trình denitrat.

6- Hệ bể lọc hiếu khí.

Nước từ cụm hệ lọc yếm khí tiếp tục tự chảy sang hệ bể lọc hiếu khí và được chia thành 2 cụm làm việc song song. Bể sinh học hiếu khí sử dụng vật liệu lọc là giá thể vi sinh bám dính. Trong quá trình vận hành khí luôn được sục cấp vào bể thông qua hệ dàn ống và đĩa phân phối khí, được đặt sát đáy bể. Nước đi từ trên xuống qua khối giá thể vi sinh ngược chiều với dòng khí đi từ dưới lên. Quá trình vận hành khi đó sẽ xuất hiện 01 khu hệ vi sinh vật bám dính trên giá thể bao gồm vi sinh vật kỵ khí ở lớp trong cùng, tiếp đến là vi sinh vật kỵ khí tuỳ tiện ở lớp giữa, ngoài cùng là vi sinh vật hiếu khí. Hệ vi sinh vật này có tác dụng xử lý toàn bộ chất hữu cơ, nitrat hóa amoni và một lượng lớn nitơ. Trong quá trình xử lý hiếu khí còn được bổ xung dòng vi sinh vật có khả năng phân giải nitơ trong nước rỉ rác nhằm mục đích xử lý triệt để thành phần ô nhiễm này. Hỗn hợp bùn nước từ bể hiếu khí tự chảy sang bể lắng bùn hoạt tính.

7- Bể lắng bùn hoạt tính.

Nước từ bể xử lý sinh học hiếu khí tự chảy sang bể lắng bùn hoạt tính, có tác dụng lắng vi sinh (bùn hoạt tính), gồm 2 bể làm việc song song, nguyên lý lắng đứng. Nước đi vào ống trung tâm từ dưới lên, bùn cặn lắng xuống côn thu bùn, tại bể lắng nước bùn được liên tục tuần hoàn trở về bể lọc yếm khí với mục đích loại nitơ có trong dòng tuần hoàn dưới dạng nitrat đã được hình thành trong bể sinh học hiếu khí. Mặt khác, dòng tuần hoàn giúp bể lọc yếm khí ổn định bùn. Lượng bùn dư định kỳ được tháo xả về bể bùn qua hệ thống van đường ống, nước tách bùn đi từ dưới lên tràn vào máng thu tự chảy sang bể lọc.


8- Bể lọc.

Nước sau lắng bùn hoạt tính tiếp tục tự chảy sang hệ bể lọc. Bể lọc theo nguyên ký lọc nhanh trọng lực. Vật liệu lọc là cát. Qua bể lọc toàn bộ cặn lơ lửng còn lại được tách triệt để.

9- Hồ chứa sinh học.

Hồ chứa nước đã xử lý dung tích 30.000m3, tại hồ này nước tiếp tục được làm sạch tự nhiên và chất lượng nước được kiểm tra trước khi thải ra môi trường.

*. Tính toán các hạng mục công trình chủ yếu:

Các tiêu chuẩn sử dụng trong thiết kế:

- Tiêu chuẩn ngành 20 TCN 51-84: Thoát nước - Mạng lưới và công trình bên ngoài - Thiết kế kỹ thuật.

- Quy chuẩn Việt Nam QCVN 25-2009/BTNMT (cột B)

Cơ sở thiết kế:

Thiết kế hệ xử lý trên cơ sở:

- Công suất 500 m3/ngày.đêm.

- Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý: QCVN25-2009/BTNMT (mức B2): lưu lượng: 500 m3/ng.đêm, BOD5: 50 mg/l, COD: 300 mg/l, SS: 100 mg/l, N-NH4+ : 25 mg/l, Tổng Coliform: 5.000 MNP/100ml

- Thời gian vận hành: liên tục 24 giờ/ngày. (Vxửlý= 10m3 : 24 = 0,4m3/h)

Thông số tính toán dây chuyền công nghệ:

1- Bể sục vôi kết hợp lắng

- Khoang trộn cơ cấu trộn khí:

+Thời gian lưu: T=10 phút

+Thể tích hữu dụng Vhd= 25m3/60x10= 4,1 m3

+ Chiều cao hữu dụng: 3 m

+ Chiều cao lưu không: 0,7 m

+ Kích thước tổng: D x R x C = 3 x 0,5 x 3,7 m.

+Thể tích tổng Vt= 3 x 0,5 x 3,7 = 5,55 m3

- Khoang sục khí:

+Thời gian lưu: T=50 phút


+Thể tích hữu dụng Vhd= 25m3/60 x50=21 m3

+ Chiều cao hữu dụng: 3 m

+ Chiều cao lưu không: 0,7 m

+ Kích thước tổng: D x R x C = 3 x 2,5 x 3,7 m.

+Thể tích tổng Vt= 3 x 2,5 x 3,7 = 27,75 m3 Khoang trộn và sục vôi được thiết kế hợp khối thành một modul

+Thể tích tổng Vt= 5,55 + 27,75 =33,3 m3

+ Kích thước tổng : D x R x C = 3 x 3 x 3,7 mm

- Cơ cấu sục khí: giàn ống thép mạ kẽm đục lỗ đặt sát đáy bể.

- Khoang lắng cặn vôi:

Được thiết kế theo nguyên lý lắng đứng, tải trọng lắng: 28m3/m2/ngày.

+ Tiết diện lắng: F =500m3/ngày/28m3/m2/ngày = 17,85=18 m2 Được chia thành hai modul, tiết diện lắng mỗi modul: f=18/2 = 9 m2

+ Kích thước bề mặt lắng: D x R = 3 x 3m

+ Chiều cao hữu dụng: Hhd= 3 m

+ Chiều cao lưu không: 0,7 m

+ Kích thước tổng: D x R x C = 3 x 3 x 3,7 m.

+Thể tích tổng Vt= 3 x 3 x 3,7 = 33,3 m3

2- Hệ tháp làm thoáng (loại NH3):

Được chia thành hai tháp làm việc song song. Nguyên lý tháp sinh học nhỏ giọt cao tải, vật liệu đệm nhựa, kích thước : 0,5 x 0,5 x 1m, diện tích bề mặt S = 300 m2/m3.

+ Tải trọng thủy lực bề mặt: 14m3/m2 /ngày

+ Tiết diện tháp: F = 500m3/ngày/14m3/m2ngày = 36 m2 Được chia thành hai tháp, tiết diện bề mặt mỗi tháp: f=36/2 = 18 m2

+ Kích thước bề mặt : D x R = 3 x 6m

+ Chiều cao lớp đệm: HĐ = 2,5 m

+ Chiều cao cửa lấy khí : 0,6 m

+ Chiều cao lưu không đỉnh tháp : 0,6 m

+ Kích thước tổng: D x R x C = 3 x 6 x 3,7 m.



ngăn):

+Thể tích đệm VĐ = 3 x 6 x 2,5 = 45 m3

+ Diện tích bề mặt đệm ST = 300 m2/m3. x 45 m3 = 1.350 m2

- Bao gồm hai tháp: Kích thước tổng mỗi tháp : D x R x C = 3 x 6 x 3,7 m.

3- Bể keo tụ lắng.

Được chia thành hai bể, mỗi bể có lưu lượng xử lý 250m3/ngày:

- Khoang trộn keo tụ cơ cấu khuấy cơ khí (được chia làm 3 khoang bởi vách


+Thời gian khuấy trộn: T= 10 phút

+Thể tích hữu dụng Vhd= 250m3/ 24 / 60 x 10 = 2,1 m3

+ Chiều cao hữu dụng: 1 m

+ Chiều cao lưu không: 0,5 m

+ Kích thước tổng: D x R x C = 3 x 0,7 x 1,5 m.

+Thể tích tổng Vt= 3 x 0,7 x 1,5 = 3,15 m3

- Khoang lắng: Được thiết kế theo nguyên lý lắng đứng, tải trọng lắng:

14m3/m2/ngày.

+ Tiết diện lắng: F = 250m3/ngày/14m3/m2ngày = 17,85=18 m2

Được chia thành hai modul, tiết diện lắng mỗi modul: f=18/2 = 9 m2

+ Kích thước bề mặt lắng: D x R = 3 x 3m

+ Chiều cao hữu dụng: Hhd= 3 m

+ Chiều cao lưu không: 0,7 m

+ Kích thước tổng: D x R x C = 3 x 3 x 3,7 m.

+Thể tích tổng Vt= 3 x 3 x 3,7 = 33,3 m3

4- Bể Perozon/quặng mangan.

Trong quá trình nghiên cứu trên mô hình thí nghiệm dạng cột ở áp suất thường, các thông số tối ưu được đưa ra như sau:

- pH = 8

- Công suất ozon tiêu tốn: 5,045kg O3/m3/ngày.đêm

- Lượng H2O2 tiêu tốn: 3,08kg H2O2/m3/ngày.đêm

- Lượng quặng mangan: 500 mg/l nước rỉ rác và được cố định trên giá đỡ ngập trong bể để quặng không bị mất đi sau xử lý.


- Thời gian phản ứng lấy: 80 phút

- Hiệu suất xử lý lấy: 70%

- Áp suất làm việc: 1 at (áp suất khí quyển)

- Bể được thiết kế có tiết diện vuông như sau:

+ Dung tích hữu ích của bể:

V = Q*t = 500 m3/ngày * 0,051 ngày = 25,5 m3

+ Chiều cao hữu dụng: Hhd= 3 m

+ Chiều cao lưu không: 0,7 m

+ Kích thước tổng : D x R x C = 3 x 3 x 3,7 m.

+ Thể tích tổng: Vt = 3 x 3 x 3,7 = 33,3 m3

5-Hệ bể lọc yếm khí.

Hệ bể yếm khí được chia thành hai cụm làm việc song song. Các bể được thiết kế có tiết diện vuông, sử dụng vật liệu màng vi sinh bám dính, kích thước 0,5 x 0,5 x 1m, diện tích bề mặt S = 300m2/m3. Tải lượng xử lý COD chọn 1,0 kg/m3.ngày.

- Thông số tính toán: Sau quá trình keo tụ lắng COD nước thải thông thường giảm 30% nên COD đầu vào hệ Perozon/quặng mangan là 5.000 x 70% = 3500 mg/l. Sau xử lý bằng Perozon/quặng mangan, COD giảm 70%, khi đó COD vào yếm khí là: CODYK = COD đầu vào hệ Perozon/quặng mangan x 30% = 3.500 x 30% = 1.050 mg/l

+ Tải lượng COD = 1,0 kg/m3.ngày

+ Hiệu suất xử lý lấy: 60%

+ Thể tích hệ bể yếm khí: V= (CODYK x 60%) Q / 1.0 = (1.050 x 60% x 500 )/1,0/1.000 = 315 m3

+ Chọn kích thước một bể: DxRxC = 3 x 3 x 3 m, VYK = 27 m3

+ Số bể: V/VYK = 315/27 = 11,6; lấy = 12 bể.

+ Chiều cao lưu không: 0,7 m

+ Kích thước tổng: D x R x C = 3 x 3 x 3,7 m.

+Thể tích 1 bể, VYK = 3 x 3 x 3,7 = 33,3 m3

+ Chiều cao đệm HĐ = 2,0m

Xem tất cả 224 trang.

Ngày đăng: 20/10/2022
Trang chủ Tài liệu miễn phí