Luận văn: Công nghệ cải tạo xử lý nước thải nhà máy Spindex, 9đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
---------------------------
NGUYỄN VĂN THỊNH
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CẢI TẠO XỬ LÝ
NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SPINDEX HÀ NỘI
GIAI ĐOẠN 2
LUẬN VĂN THẠC SĨ: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG
Hà Nội – 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
---------------------------
NGUYỄN VĂN THỊNH
KHÓA 2013-2015
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CẢI TẠO XỬ LÝ
NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SPINDEX HÀ NỘI
GIAI ĐOẠN 2
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
Mã số: 60.58.02.10
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS. HOÀNG VĂN HUỆ
Hà Nội – 2015

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của khoa đào tạo Sau đại học -
Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, sự tận tình giảng dạy của các thày cô trong suốt
khóa học và sự giúp đỡ của bạn bè cùng lớp.
Tôi xin trân thành cảm ơn và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Giáo sư - Tiến sỹ
Hoàng Văn Huệ đã trực tiếp, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt thời gian thực
hiện luận văn và cung cấp nhiều thông tin khoa học có giá trị để luận văn này được
hoàn thành.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Lãnh đạo, cán bộ các cơ quan:
Công ty TNHH nhà máy SPINDEX Hà Nội, Công ty Công nghệ và Môi trường
Delco đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập các tài liệu phục vụ
luận văn.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã
động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn!
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
Nguyễn Văn Thịnh

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập
của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có
nguồn gố rõ ràng.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
Nguyễn Văn Thịnh

MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng, biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Khái niệm các thông số cơ bản
MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY
GIAI ĐOẠI 1 ..........................................................................................................4
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy Spindex Hà Nội............................................4
1.2 Thực trạng về công nghệ sản xuất nhà máy ................................................6
1.3 Thực trạng xử lý nước thải của nhà máy.....................................................7
1.3.1 Thực trạng về hệ thống cấp thoát nước nhà máy ..................................7
1.3.2 Thực trạng về hệ thống xử lý nước thải nhà máy..................................9
1.4 Đánh giá thực trạng hệ thống xử lý nước thải giai đoạn 1.........................18
1.5 Tình hình nghiên cứu liên quan đến xử lý nước thải rửa mạ .....................19
1.5.1 Các đề tài nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải nói chung .................19
1.5.2 Những nghiên cứu về xử lý nước thải rửa mạ.....................................20
1.5.3 Những vấn đề cần giải quyết của luận văn .........................................24
Chương 2. CƠ SỞ KHOA HỌC............................................................................25
2.1 Lý thuyết xử lý nước thải mạ....................................................................25
2.1.1 Đặc điểm của quá trình mạ điện:........................................................25
2.1.2 Các vấn đề môi trường trong công nghệ mạ:......................................31
2.1.3 Ảnh hưởng do chất ô nhiễm gây ra ....................................................38
2.1.4 Các biện pháp giảm thiểu:..................................................................40

2.1.5 Các phương pháp xử lý nước thải ngành mạ điện:..............................44
2.2 Cơ sở lý thuyết công trình cho xử lý nước thải mạ....................................47
2.2.1 Điều hòa lưu lượng............................................................................47
2.2.2 Lắng ..................................................................................................48
2.2.3 Oxy hóa – khử ...................................................................................54
2.2.4 Kết tủa, đông keo tụ:.........................................................................55
2.3 Cơ sở pháp lý ...........................................................................................58
2.4 Cơ sở kỹ thuật ..........................................................................................59
2.5 Quy hoạch giai đoạn 2 của nhà máy .........................................................60
2.6 Bài học kinh nghiệm xử lý nước thải mạ trong và ngoài nước ..................60
2.6.1 Bài học kinh nghiệm xử lý nước thải mạ trên thế giới........................60
2.6.2 Bài học kinh nghiệm xử lý nước thải mạ trong nước..........................63
Chương 3. NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO NÂNG CẤP HỆ THỐNG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI............................................................................................68
3.1 Lựa chọn công nghệ xử lý ........................................................................68
3.1.1 Mục tiêu và yêu cầu đối với hệ thống xử lý nước thải:.......................68
3.1.2 Lựa chọn phương pháp xử lý nước thải:.............................................68
3.1.3 Phân tích, lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải mạ giai đoạn
2 của nhà máy.................................................................................................69
3.2 Kết quả tính toán các thiết bị chính trong hệ thống xử lý giai đoạn 2........72
3.3 Đánh giá kinh tế, kỹ thuật, phương án thiết kế cải tạo...............................74
3.3.1 Chi phí ước tính cải tạo hệ thống xử lý: .............................................74
3.3.2 Hiệu quả chi phí và lợi ích thu được khi lắp đặt hệ thống...................78
3.3.3 Vận hành hệ thống và sự cố trong quá trình hoạt động.......................79
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.....................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................82
PHỤ LỤC..............................................................................................................84
Phụ lục : Chi tiết tính toán các thiết bị chính trong hệ thống xử lý......................84
1. Lưới chắn rác và hố thu nước thải: ...........................................................84

2. Bể điều hòa: .............................................................................................86
3. Bể oxy hóa và khử:...................................................................................90
4. Bể kết tủa...............................................................................................102
5. Bể lắng đứng:.........................................................................................111
6. Bể trung hòa:..........................................................................................119
7. Tính toán và lựa chọn bơm nước thải: ....................................................121
8. Máy nén khí ...........................................................................................128
9. Bơm bùn: ...............................................................................................129
10. Bể chứa bùn........................................................................................129
11. Thiết bị ép bùn ...................................................................................130

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Tên đầy đủ
SS Suspendid Solids - Chất lơ iửng
BOD Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hóa
DO Dissolved Oxygen - Oxy hòa tan
COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học
ThOD Theoretical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy theo lý thuyết
TOC Total Ogarnic Carbon - Tổng cacbon hữu cơ
KPHĐ Không phát hiện được
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
XLNT Xử lý nước thải
Xlý Xử lý
NT Nước thải
NTXN Nước thải xí nghiệp
VLL Vật liệu lọc
EM Efective microorganỉc
HC Hữu cơ
VC Vố cơ
Đ.kiện Điều kiện
SBR Sequencing Batch Reactor - Hoạt động gián đoạn theo mẻ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Số hiệu
bảng, biểu
Tên bảng biểu
Bảng 1.2
Thành phần đặc trưng của các loại nước thải nhà máy Spindex
Hà Nội (2014)
Bảng 1.2
Kết quả khảo sát đặc tính nước thải của phân xưởng mạ Nhà
máy Spindex Hà Nội sau khi phân luồng dòng thải
Bảng 1.3
Kết quả khảo sát các thông số ô nhiễm sau xử lý nhà máy
Spindex
Bảng 1.4 Danh sách thiết bị hiện trạng
Bảng 2.1 Đặc tính của nước thải trong các công đoạn mạ
Bảng 2.2 Thành phần đặc trưng của các nguồn khí thải công nghiệp mạ
Bảng 2.3
Bảng tóm tắt ưu điểm và hạn chế của một số phương pháp xử lý
nước thải ngành mạ thường dùng
Bảng 2.4 Hiệu suất của 1 số phương pháp xử lý nước thải mạ điện
Bảng 2.5 Thành phần, tính chất nước thải mạ điện tại Nhật Bản
Bảng 2.6
Hiệu quả xử lý nước thải phân xưởng mạ điện Công Ty
DCCKXK
Bảng 2.7
Nồng độ nước thải trước và sau xử lý nước thải mạ từ Công ty
Trách nhiệm Hữu hạn Tae Yang Việt Nam
Bảng 3.1
Kết quả tính toán các thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải của
nhà máy giai đoạn 2
Bảng 3.2 Chi phí cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu hình Tên hình
Hình 1.1 Vị trí địa lý nhà máy Spindex Hà Nội
Hình 1.2 Nhà máy Spindex Hà Nội trên google map
Hình 1.3 Quy trình mạ tại nhà máy
Hình 1.4 Phân luồng dòng thải hiện trạng tại nhà máy
Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ xử lý hiện trạng
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý quá trình mạ
Hình 2.2 Quy trình công nghệ mạ điện Crom, Niken kèm dòng thải
Hình 2.3 Các phương pháp rửa mạ
Hình 2.4 Sơ đồ xử lý nước thải chứa crôm gián đoạn
Hình 2.5 Thiết bị lắng
Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mạ điện tại Nhật Bản
Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải chứa Crôm
Hình 3.1
Sơ đồ công nghệ khu xử lý nước thải tại phân xưởng mạ
điện

Cái khái niệm, thông số chuyên ngành
Nước thải công nghiệp bao gồm: Nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất.Nước
thải sinh hoạt bao gồm: nước thải sinh hoạt từ khâu chuẩn bị. chế biến thức ăn tại
các nhà hàng nhà ăn xí nghiệp: nước sinh hoạt của công nhân trong giờ làm việc và
nước thải tắm của công nhân sau ca làm việc.
Hàm lượng chât rắn: Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trứng nhất của nước
thải, bao gồm các chất rắn không tan lơ lửng - chất lơ lửng (SS), chất keo và hòa
tan.
Nhu cầu oxy cho quá trình sinh hóa (BOD) và hóa học (COD)
Mức độ nhiễm bẩn nước thải bởi chất hữu cơ có thể xác định theo lượng oxy cần
thiết để oxy hóa chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí và được goi là
nhu cẩu oxv cho quá trình sinh hóa. Tùy theo mục đích nghiên cứu có thể xác định
BOD đối với nước thải đã lắng sơ bộ hoặc đối VỚI nước thải ban đầu.
Trên thực tế BOD không đặc trưng cho sô" lượng đầy đủ chất hữu cơ có chứa trong
nước thải. Vì rằng một phần chất hữu cơ tự nó không bị Oxy hóa sinh hóa, phần
khác dùng để tăng sinh khôi. Để xác định tổng lượng Oxy cần thiết người ta sử dụng
phương pháp oxy hóa iođat hay bicromat là những tác nhân oxy hóa hóa học mạnh.
Lượng oxy sử dụng cho quá trình oxy hóa chất hữu cơ bằng phương pháp hóa học
này gọi là nhu cầu oxy cho quá trình hóa học - COD.
Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy hóa sinh học. do
đó nó có giá trị cao hơn giá trị của BOD.
Oxy hòa tan (DO): Trong quá trình xử lý, các vi smh vật tiêu thụ oxy hòa tan đê
Oxy hóa sinh hóa, đồng hóa các chất dinh dưỡng và chất nền (BOD, N, P) cần thiêt
cho sư sống, sinh sản và tăng trưởng.
Trị số PH: Trị sô pH cho biết nước thải có tính trung hòa pH = 7 hay tính axit
pH<7 hoặc tính kiềm pH > 7. Quá trình xử lý sinh học nước thải rất nhạy cảm với
sự dao động của trị số pH. Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi trị sô pH trong khoảng
6.5 đến 8.5, khoảng giá trị tốt nhất là từ 6,8 đến 7.4.
Hợp chất nitơ và phôtpho trong nước thải

Xác định hàm lượng các liên kết nitơ có trong nước thải đô thị và công nghiệp cũng
là cần thiết, vì chúng là thành phần dinh dưõng cơ bản trong quá trình phát triển của
vi sinh trong các công trình xử ]ý sinh học nước thải.
Trong nước thải đô thị và nước thái công nghiệp, ni tơ tồn tại chủ yếu dưới dạng
hữu cơ và amoniac. Khi khử nitơ bằng sinh học xảy ra bốn quá trình cơ bản:
• Quá trình amôn hóa là quá trình biến đổi từ nitơ hữu cơ thành nitơ amôn.
• Quá trình đồng hóa là việc sử dụng một phần nitơ amôn và kể cả nitơ hữu
cơ để tổng hợp vi khuẩn.
• Quá trình nitrat hóa là quá trình dưới tác động của nhóm vi khuẩn đặc
biệt
Quá trình khử nitrat là quá trình trong đó các vi khuẩn dị dưỡng sử dụng oxy liên
kết của muối axit nitric để thực hiện oxy hóa nội bào (nguồn cacbon của chính bản
thân các vi khuẩn). Kết quả của quá trình ỉà giảm lượng nitrat và giải phóng nitơ tự
do bay vào không khí.
Phôtpho cũng như nitơ, nhưng phôtpho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần thiết cho sự
phát triển thảo mộc sông dưới nước. Nếu nồng độ phôtpho trong nước thải xả ra
sồng, suối, ao hồ vượt quá mức cho phép sẽ gây hiện tượng phì dưỡng. Phôtpho
thường ở dạng phôtphat vô cơ và cũng như nitơ bắt nguồn từ chất thải là phân, nước
tiểu, ure, phân bón dùng trong nông nghiệp và các chất tẩy rửa dùng trong sinh hoạt
thường ngày,...

1
MỞ ĐẦU
Sự cần thiết phải nghiên cứu đề tài.
Cùng với quá trình mở cửa về kinh tế xã hội, nền kinh tế Việt Nam hiên nay đã đạt
được những kết quả đáng khích lệ. Tuy nhiên việc phát triển nhanh về kinh tế trong
giai đoạn hiện nay và quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trong những
năm tiếp theo đã và sẽ tạo nên những hậu quả nhất định, đặc biệt là vấn đề làm suy
giảm chất lượng môi trường sống. Sự xuất hiện liên tục trong những năm gần đây ở
Việt Nam các khu công nghiệp mới với quy mô lớn, các nhà máy xí nghiệp đang
tạo ra những bức xúc về môi trường và suy thoái nguồn tài nguyên thiên nhiên. Đặc
biệt là môi trường nước là một trong những môi trường quan trọng nhất, sau môi
trường không khí.
Chính vì vậy việc bảo vệ và giữ gìn để môi trường nướckhôngbịônhiễm là nhiệm vụ
quan trọng không chỉ của riêng ai.
Có nhiều nội dung trong việc bảo vệ và chống ô nhiễm môi trường nước, nhưng
trước hết là phải xử lý các nguồn nước thải của sản xuất công nghiệp, trong đó có
nước thải của công nghiệp mạ điện trước khi đổ vào hệ thống thải chung của thành
phố.
Nguồn nước thải của công nghiệp mạ điện chứa nhiều kim loại nặng gây ô nhiễm
như crôm, kẽm, niken, đồng ...là một trong nhữns vấn đề đang được quan tâm cả về
mặt kinh tế kỹ thuật và môi trường.
Ngày nay trên thế giới đã có nhiều phương pháp xử lý nướcthảiđượcđưa ra:
Phương pháp hoá học, phương pháp trao đổi ion, phương pháp thẩm thấu
ngược, phương pháp khử kết tủa... Nhưng khả năng áp dụng phương pháp
này vào xử lý nước thải ở những nước đang phát triển như nước ta còn rất
hạn chế vì giá thành để xử lý các chất gây ô nhiễm thường khá cao làm cho
giá thành sản phẩm công nghiệp tăng quá mức thị trường có thể chấp nhận
được, các cơ sở chưa có nhận thức đúng về vấn đề xử lý chất ô nhiễm, chưa
đầu tư vốn để đổi mới công nghệ và thiết bị cho thích hợp nhằm giảm chất

2
gây ô nhiễm môi trường.Do năng xuất sản phẩm mạ từ đó đến nay tăng nên rất
nhiều, các thiết bị xử lý trở nên cũ kỹ và lạc hậu các thông số đầu vào thay đổi, nên
thành phần kim loại nặng gây độc hại ( chủ yếu là Cr+6
) trong nước thải đã tăng lên
nhiều lần. Thành phần Cr+6
trong nước thải đã xử lý vẫn lớn hơn hàng trục lần so
với tiêu chuẩn cho phép.
Trước tình hình đó, những người làm công tác xử lý, các cán bộ quản lý môi
trường, cán bộ quản lý sản xuất phải thống nhất đưa ra một giải pháp hữu hiệu đảm
bảo mức độ thải theo tiêu chuẩn cho phép. Có như vậy mới duy trì được vai trò của
công nghiệp mạ điện và tính khả thi của luật môi trường.
Do đó đề tài “ Nghiên cứu cải tạo công nghệ xử lý nước thải nhà máy Spindex Hà
Nội giai đoạn 1 để áp dụng cho giai đoạn 2 của nhà máy” thực sự cần thiết khi
nghiên cứu về ngành mạ hóa chất và nước thải rửa sau mạ để áp dụng cho các nhà
máy sản xuất tương tự.
Mục đích, yêu cầu nghiên cứu
Nghiên cứu hiện trạng công nghệ xử lý nước thải giai đoạn 1.
Nghiên cứuứng dụngcông nghệ xử lý nước thải mạ Crom, Niken giai đoạn 1 cho
giai đoạn 2 của nhà máy.
Đối tượng nghiên cứu
Công nghệ xử lý nước thải rửa sau mạ Crom, Niken
Phạm vi nghiên cứu
Nhà máy Spindex – Hà Nội
Nhiệm vụ nghiên cứu
Khảo sát, đánh giá hiện trạng
Khảo sát, thu thập, thông tin tài liệu có liên quan đối tượng nghiên cứu
Thu thập, đánh giá các nghiên cứu trước đây về nước thải mạ
Đề xuất các giải pháp kỹ thuật công nghệ cho hệ thống xử lý nước thải giai đoạn 2
Đánh giá kinh tế, kỹ thuật, phương án thiết kế cải tạo
Đưa ra lộ trình thực hiện giải pháp cải tạo.
Phương pháp nghiên cứu

3
Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tài liệu
Phương pháp so sánh phân tích các thông tin trong nước và quốc tế thu thập được
liên quan đến đối tượng nghiên cứu
Phương pháp vận dụng có tính kế thừa các giá trị khoa học và kết quả nghiên cứu
Phương pháp tổng hợp nhằm đề xuất giải pháp công nghệ và cải tạo công nghệ.
Cấu trúc luận văn:
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3
chương:
CHƯƠNG I:TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ
MÁY GIAI ĐOẠI 1
CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC
CHƯƠNG III:NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO NÂNG CẤP HỆ
THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email: digilib.hau@gmail.com
TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Việc xử lý nước thải của cơ sở mạ điện là cần thiết do nước thải công nghiệp mạ
điện có pH dao động trong khoảng rộng và có nồng độ các kim loại ô nhiễm với độc
tính cao. Muốn nâng cao hiệu quả xử lý nước thải công nghiệp mạ điện thì cần phải
thực hiện các biện pháp phòng ngừa ô nhiễm và giảm thiểu tại nguồn tức là tại phân
xưởng mạ điện.
Trong một loạt các phương pháp xử lý nước thải ngành mạ thì phương pháp oxy
hóa khử và keo tụ là phương pháp phù hợp và khả thi nhất đối với điều kiện hiện
nay của cơ sở sản xuất như: kinh phí eo hẹp, không có công nhân trình độ cao để
vận hành hệ thống...
Ưu điểm của hệ thống xử lý thiết kế theo phương pháp oxy hóa khử và keo tụ chính
là: Dễ vận hành, dễ thao tác, tính linh hoạt cao có thể thay đổi công suất phù hợp
với tình hình sản xuất của nhà máy ngay cả khi quy mô sản xuất của nhà máy được
mở rộng, hiệu suất xử lý cao và xử lý được triệt để chất ô nhiễm trong nước thải,
lượng bùn thải sinh ra ít, khả năng tái thu hồi kim loại cao, chi phí xử lý cho 1 m3
nước thải là tương đối, các hóa chất đều dễ kiếm và dễ mua trên thị trường.
Hệ thống xử lý theo phương pháp kết tủa có thêm tủ điều khiển tự động, vận hành
dễ dàng, chỉ cần 1 kỹ thuật viên với trình độ trung bình là có thể điều khiển hệ
thống, hiệu quả xử lý kim loại cao. Tuy nhiên, hệ thống này phát sinh ra nhiều bùn.
Bùn này đều là các hydroxyt kim loại, rất độc hại, gặp điều kiện pH thuận lợi (pH =
4-5) thì bùn sẽ lại tan vào nước. Việc xử lý bùn của hệ thống chủ yếu là đem đi
chôn lấp mà không tận thu tái sử dụng kim loại còn chứa trong bùn nếu hàm lượng
còn cao vì chi phí đầu tư ban đầu khá lớn.
Kiến nghị:
Để giảm thiểu ô nhiễm chất thải mạ một cách hiệu quả và tốn ít chi phí nhất, các cơ
sở cần áp dụng các giải pháp quản lý và sản xuất sạch hơn trong sản xuất và cần
nhận thức đúng về công tác môi trường cũng như được đầu tư vốn để đổi mới công
nghệ thiết bị.

82
4 TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Một số trang Web (www.Artisanplanting.com.vn, www.vinachem.com.vn)
2. Trần Minh Hoàng
Công nghệ mạ điện, NXB KH&KT, 2001.
3. Trần Minh Hoàng
Phương pháp thiết kế xưởng mạ điện. Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội, 1998
4. Sở khoa học, công nghệ và môi trường Tp Hồ Chí Minh
Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm công nghiệp trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp –
Tập 8. Xử lý ô nhiễm ngành mạ điện, 1998
5. Đinh Bách Khoa, INEST
Bài giảng môn các quá trình sản xuất cơ bản trong công nghệ môi trường, năm
học 2007
6. Vũ Văn Mạnh
Nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp mạ điện chứa Crom, Niken, và lựa chọn
quy trình thích hợp áp dụng thực tế tại Công ty khóa Minh Khai Hà Nội; Luận văn
thạc sĩ, Hà Nội, 1997
7. Trần Văn Nhân - Ngô Thị Nga
Giáo trình Công nghệ xử lý nước thải, NXB KH&KT, 2006.
8. Trần Minh Hoàng - Nguyễn Văn Thanh – Lê Đức Trí
Sổ tay mạ điện, NXB KH&KT, 2002.
9. Mạc Cẩm Thảo
Khảo sát điều tra hiện trạng môi trường công nghiệp mạ điện trên địa bàn Hà
Nội; Đánh giá hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống thông gió – Xử lý khí
thải tại phân xưởng mạ Công ty khóa Minh Khai. Luận văn thạc sĩ, Hà Nội,
10. Trần Văn Thắng
Mô hình hoá và tối ưu hoá quá trình công nghệ khử Crôm (IV) trong xử lý nước
thải công nghiệp mạ điện. Luận án Tiến sỹ, Hà nội, 1996
11. Trịnh Xuân Lai

83
Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, 2008, [240
trang].
12. PGS.TS Hoàng Văn Huệ - PGS.TS Trần Đức Hạ
Thoát nước, Tập II, Xử lý nước thải, NXB KH&KT, Hà Nội, 2002.
13. Trần Hiếu Nhuệ
Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, NXB KH&KT, 2001.
14. Bộ môn quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất - Khoa Hóa - Trường Đại Học
Bách Khoa Hà Nội
Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập I và II, Nhà xuất bản Khoa
học và Kỹ thuật, 1978.
Tính toán các công trình xử lý và phân phối nước cấp, NXB Xây Dựng, 2008
16. Đặng Xuân Hiển, INEST
Bài giảng môn xử lý nước thải, năm học 2008.
17. Thí nghiệm Quá Trình Cơ Bản trong Công Nghệ Môi Trường.
Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, NXB Xây dựng, 2004.
19. http://www.nea.gov.vn/tapchi/Toanvan.
20. http://vi.wikipedia.org/wiki/Mạ_điện.
21. http://moitruong.xaydung.gov.vn.
22. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm Xuân Toản, Đỗ Ngọc Cử, Đinh Văn Huỳnh
Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, tập I và II. Trường Đại Học
Bách Khoa Hà Nội, 1999.
23. Trần Văn Nhân và các cộng sự
Nghiên cứu nước thải mạ điện, Hà Nội, 1995.
24. Một số trang web môi trường khác.
25. Metcalf & Eddy (2003), Wastewater Engineering, 4th Edition
26. Tài liệu hướng dẫn sử dụng và vận hành hệ thống xử lý nước thải của nhà máy

84
5 PHỤ LỤC
Phụ lục :Chi tiết tính toán các thiết bị chính trong hệ thống xử lý
1. Lưới chắn rác và hố thu nước thải:
a) Song chắn rác:
Song chắn được đặt ở cửa dẫn nước và công trình thu nước có tác dụng loại bỏ rác
trong nước nhằm bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả xử lý của công trình xử lý
nước thải.
Thanh chắn rác có thể dùng loại tiết diện tròn, chữ nhật, bầu dục... Tiết diện tròn ít
được sử dụng vì rác dễ dính chặt vào thanh chắn gây khó khăn cho công tác vớt rác.
Được sử dụng nhiều là thanh chắn có tiết diện hình chữ nhật, tuy nhiên loại này tổn
thất thuỷ lực lớn. Song chắn đặt nghiêng góc 600
so với mặt phẳng ngang để thuận
lợi khi vớt rác và đặt vuông góc với hướng nước chảy theo mặt bằng.
Vì lượng rác trong các xưởng mạ không nhiều, với lưu lượng 200m3
/ngày chọn
song chắn có tiết diện hỗn hợp hình tròn và chữ nhật. Loại song chắn này khắc phục
được hạn chế của của 2 loại song chắn trên.
1h
ph kh
sB
1l sl 2l
Hình 4.1: Sơ đồ cấu tạo song chắn rác.
Do kích thước các chất rắn vô cơ lơ lửng trong nước thải mạ điện thường lớn, nước
lại chứa hợp chất ăn mòn, vì vậy ta dùng các lưới lọc rác để loại bỏ rác thô. Các

85
lưới này được làm bằng inox vì inox có khả năng chịu được sự ăn mòn của các axit
hay kiềm có lẫn trong nước thải. Kích thước mắt lưới là 2cm x 2 cm.
b) Hố thu gom nước thải:
Từ bể mạ có 4 dòng thải chính đi theo các tuyến ống khác nhau đặt chìm dưới đất
về hố thu gom nước thải với lưu lượng mỗi dòng là:
+ Dòng Cr: Q = 7,5 m3
/h
+ Dòng Xianua: Q = 5 m3
/h
+ Dòng Zn: Q = 6,25 m3
/h
+ Dòng Ni: Q = 6,25 m3
/h
Hố thu gom được thiết hình chữ nhật, đặt nửa chìm nửa nổi trên mặt đất. Vật liệu
xây dựng: bê tông cốt thép.
Thời gian lưu nước trong hố thu gom tối thiểu là 15 – 20 phút.
Chọn thời gian lưu nước là t = 15 phút.
+ Thể tích hố thu gom của dòng Cr là: V1 = Q.t = 7,5. 15
60
= 1,875 (m3
)
+ Thể tích hố thu gom của dòng Xianua: V2 = Q.t = 5. 15
60
= 1,25 (m3
)
+ Thể tích hố thu gom của dòng Zn và Ni: V3 = V4 = Q.t = 6,25.15
60
= 1,5625 (m3
)
Hình 4.2: Hố thu gom
 Kích thước hố thu gom mỗi dòng:
+ Hố thu gom của dòng Cr:

86
V1 = cao × rộng × dài = 1 x 1,25 x 1,5 = 1,8 (m3
)
+ Hố thu gom dòng Xianua:
V2 = cao × rộng × dài = 1 x 0,85 x 1,5 = 1,275 (m3
)
+ Hố thu gom của dòng Zn và Ni:
V3 = V4 = cao × rộng× dài = 1 x 1,05 x 1,5 = 1,575 (m3
)
Kích thước xây dựng hố thu là:
Chọn chiều cao bảo vệ là 0,3m
V1xd = cao × rộng × dài = 1,3 x 1,25 x 1,5 = 2,4375 (m3
)
V2xd = cao × rộng × dài = 1,3 x 0,85 x 1,5 = 1,6575 (m3
)
V3xd = V4xd = cao × rộng × dài = 1,3 x 1,05 x 1,5 = 2,0475 (m3
)
(Ngoài tác dụng lưu giữ nước thải, mỗi hố thu gom này còn có tác dụng như một bể
lắng cát nhằm tách các hạt vô cơ có lẫn trong dòng thải của phân xưởng. Lượng cặn
lắng sẽ được công nhân nhà máy định kì lấy ra khỏi hố với thời gian lấy là 1-1,5
tháng/lần.)
2. Bể điều hòa:
H
B
Hình 4.3: Mô phỏng bể điều hòa

87
Bể điều hòa đặt sau hố thu gom, nhận nước thải trực tiếp từ hố gom, đặt nửa chìm
nửa nổi trên mặt đất. Tại mỗi bể điều hòa, chúng ta có thể dùng cánh khuấy hoặc
sục khí để điều hòa nồng độ các chất trong nước thải. Ở đây, ta lựa chọn phương
pháp khuấy trộn là sục khí bằng máy nén. Phương pháp này sử dụng điện năng
không lớn và còn có tác dụng tăng lượng oxy hòa tan trong nước giúp cho các quá
trình oxy hóa được tốt hơn. Nước thải sau khi điều hòa có hàm lượng oxy hòa tan
cao.
Bể điều hòa dạng hình chữ nhật trên mặt bằng. Với 4 dòng thải chính có 4 bể điều
hòa.
 Vật liệu xây dựng: Bê tông cốt thép có trát lớp vữa chịu acid, thành bể dày 22cm.
 Thể tích bể:
Do không có số liệu về sự thay đổi lưu lượng, thành phần nước thải theo thời gian
trong ngày, nên chọn thời gian lưu là 45 phút tính gần đúng theo thời gian lưu cần
thiết.
Công thức tính thể tích bể: V = Qmax.t trong đó là Qmax = β.Q (với β là hệ số không
điều hòa; chọn β = 1,5).
+) Với bể điều hòa dòng Cr:
V = Qmax.t = 1,5.7,5.
60
45
= 8,4375 (m3
)
Hình dạng của bể hình chữ nhật, có lót nhựa composit, chịu được axit, chịu được
mài mòn, kích thước bể:
- Cao: H = 1,8m (H = 1,5 – 2m)
-Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,2m (nổi trên mặt đất)
- Tổng chiều cao: 2m
- Dài: L = 2,3m
- Cạnh đáy: B = 2,1m
V = 1,8 x 2,1 x 2,3 = 8,694 (m3
)
- Thể tích thực: V = 2 x 2,1 x 2,3 = 9,66 (m3
)
+) Với bể điều hòa dòng Xianua:

88
V = Qmax.t = 1,5.5.
60
45
= 5,625 (m3
)
Hình dạng bể điều hòa là hình chữ nhật, có lót nhựa composit, chịu được axit, chịu
được mài mòn, kích thước bể:
- Cao: H = 1,8m (H = 1,5 – 8m)
- Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,2m (nổi trên mặt đất)
- Tổng chiều cao: 2m
- Dài: L = 2,3m
V = 1,8 x 2,3 x 1,4 = 5,796 (m3
)
)
+) Với bể điều hòa dòng Zn và dòng Ni:
V = Qmax.t = 1,5.6,25.
60
45
= 7,0313 (m3
)
Hình dạng bể điều hòa là hình chữ nhật, có lót nhựa composit, chịu được axit, chịu
được mài mòn, kích thước bể:
- Cao: H = 1,8m
- Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,2m (nổi trên mặt đất)
- Dài: L = 2,3m
V = 1,8 x 2,3 x 1,7 = 7,038 (m3
)
)
Phía trên bể tuyển nổi lắp các tấm đan bảo vệ tránh những tai nạn cho công nhân
vận hành hệ thống.
 Hệ thống thổi khí được bố trí ở đáy bể điều hòa.
Ống phân phối thường có đường kính 50 – 75 mm. [13]
+ Sử dụng thiết bị cấp khí tạo bọt có kích thước trung bình kiểu dàn ống phân phối
khí nén dạng đục lỗ. Hệ thống phân phối gồm 1 tuyến ống dẫn khí chính D70 mm
từ máy nén khí tới các bể điều hòa. Tại mỗi bể có: 1 đường ống nhánh D50 mm dẫn
khí xuống dàn sục khí phía dưới, mỗi đường ống lắp van một chiều để điều chỉnh

89
lượng không khí cấp vào từng bể điều hòa cho phù hợp với lượng nước thải vào bể.
Thường lựa chọn hệ thống phân phối khí là đĩa quay, mỗi đĩa cách nhau 50cm.
- Bể điều hòa dòng Cr có 4 hàng đĩa/bể, 5 đĩa/hàng.
- Bể điều hòa dòng Xianua có 3 hàng đĩa/bể, 5 đĩa/hàng.
- Bể điều hòa dòng Ni và dòng Zn có 3 hàng đĩa, 5 đĩa/hàng.
Trên mỗi đường ống D50 ta lắp một van một chiều để điều chỉnh lượng không khí
cấp vào từng bể điều hòa cho phù hợp với lượng nước thải vào bể.
+ Do chỉ có tác dụng xáo trộn nước thải là chính nên cường độ cấp khí của máy nén
có thể thay đổi tùy vào lượng nước vào bể.
Nước thải từ bể điều hòa tự chảy tràn sang ngăn thu nước bên cạnh qua lưới chắn
làm bằng inox. Lưới này có tác dụng tách rác vô cơ lần nữa, tránh tắc bơm. Từ ngăn
thu nước, nước thải được bơm lên các bể phản ứng. Ngăn thu nước cũng được xây
bằng bê tông cốt thép. Chọn kích thước ngăn thu nước là:
+) Với ngăn thu của dòng Cr:
- Kéo dài với bể điều hòa 0,5m
- Rộng: 2,1m
- Sâu: 1,8m
- Chiều cao dự phòng: 0,2m
=> Thể tích xây dựng là: 2.2,1.0,5 = 2,1 (m3
).
+) Với ngăn thu dòng Xianua:
- Rộng: 1,4m
- Sâu: 1,8m
=> Thể tích xây dựng: 2.1,4.0,5 = 1,4 (m3
).
+) Với ngăn thu dòng Zn và dòng Ni:
- Rộng: 1,7m
- Sâu: 1,8m

90
=> Thể tích xây dựng là: 2.1,7.0,5 = 1,7 (m3
).
Từ ngăn thu nước, nước thải được bơm lên cụm bể phản ứng đặt ở trên cao. Do đó
trong ngăn thu nước ta xây dựng bệ đặt bơm. Bơm được đặt chìm dưới nước.
3. Bể oxy hóa và khử:
Tiến hành phản ứng khử đối với dòng Crom và phản ứng oxy hóa đối với dòng
Xianua.
+ Bể khử Crom:
a) Nguyên lý hoạt động:
Nhiệm vụ là khử Cr(VI) thành Cr(III). Dòng thải chứa Cr được đưa vào bể phản
ứng, được khuấy trộn đều với các hóa chất (Na2SO3) nhờ hệ thống cánh khuấy,
tham gia phản ứng khử Cr(VI) thành Cr(III).
Hình 4.4: Nguyên lý làm việc của bể khử Cr6+
.
Nguyên lý hoạt động của bể phản ứng khử Cr6+
thành Cr3+
được mô tả như hình
IV.4. Hóa chất Na2SO3 được định lượng đưa vào bể phản ứng. Dung dịch axit
(98%) từ bể chứa axit định lượng và đưa vào bể chứa để tạo môi trường thích hợp
(pH = 3), thiết bị đo pH được gắn liền với thiết bị định lượng nhằm kiểm soát lượng
axit đưa vào bể, tạo điều kiện cho phản ứng xảy ra tối ưu (ở đây dòng Cr mang tính
axit nên dựa vào thiết bị đo pH mới thêm axit với lượng thích hợp).

91
Dòng thải chứa crôm được đưa vào bể chứa, được khuấy trộn đều với các hoá chất
nhờ hệ thống cánh khuấy, tham gia phản ứng khử crôm (VI) thành crôm (III). Với
thời gian phản ứng là 25 - 30 phút, hiệu suất khử crôm đạt 99,9% [6]. Nước ra khỏi
bể được đưa vào bể phản ứng kết tủa.
b) Tính toán thùng hóa chất sử dụng:
 Tính toán lượng hóa chất Na2SO3 cần thiết:
Phản ứng khử Cr6+
về Cr3+
là:
2H2CrO4 + 3Na2SO3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 5H2O(*)
Lượng Cr6+
bị khử trong 1m3
nước thải là:
nCr
6+
= 50
0,962( )
52
mol
Dựa vào phương trình phản ứng (*) ở trên ta có:
Cứ 2 mol Cr6+
thì cần 3 mol Na2SO3
Vậy lượng Na2SO3 phản ứng trong 1m3
nước thải là:
n 32SONa =
0,962.3
1, 443( )
2
mol
Vậy lượng Na2SO3 cần cho 1m3
nước thải là:
1,443.126 = 181,8(g)
Lượng Na2SO3 20% cần thiết cho 1m3
nước thải là:
3181,8 100
909( / )
20
g m


Vậy lượng hóa chất Na2SO3 cần thiết bổ sung để xử lý 7,5m3
nước thải là:
909 x 7,5 = 6817,5 (g/h) 6,818 (kg/h)
Khối lượng riêng của nước ở 25°C là: )/(08,997 3
2
mkgOH  [14]
Khối lượng riêng của Na2SO3 là: )/(843,5862 3
32
mkgSONa  [14]
Khối lượng riêng của dung dịch Na2SO3 x% là:
2
1 1
dd H O
x x
  

  [14]
Khối lượng riêng của Na2SO3 20% ở 25°C

92
4
10.36,8
843,5862
2,0
08,997
2,011 



dd
=> ρdd= 1195,52(kg/m3
)
Lượng dung dịch Na2SO3 được cấp vào bể là:
3
3 36817,5.10
5,7.10 ( / ) 5,7( / )
1195,52
dd
m
Q m h l h



   
Lượng Na2SO3 được bơm vào bể khử Cr bằng bơm định lượng và trong bể khử Cr
phải lắp đầu dò pH nhằm kiểm soát được pH của phản ứng luôn ở pH =2,5- 3.
 Tính kích thước thùng chứa Na2SO3:
Lượng Na2SO3 cần thiết bổ sung vào bể khử Cr6+
là 5,7(l/h)
Na2SO3 sẽ được pha dưới dạng dung dịch với nồng độ 20%
=> Lượng dung dịch Na2SO3 cần bổ sung vào bể khử Cr trong 1 ngày là:
5,7.8 = 45,6 (l/ngày)
Với lưu lượng nước thải cần xử lý là 60 m3
/ngày => Lượng Na2SO3 cần thiết cho
một ngày tương ứng là 45,6 lít.
Ta không xây dựng bể chứa Na2SO3 mà chọn loại thùng hình trụ tròn bằng nhựa ,
kín để đảm bảo an toàn hóa chất. Phía trên thùng có lắp cánh khuấy để pha hóa chất.
Mỗi thùng có bơm định lượng để bơm hóa chất vào các bể phản ứng.
VNa2SO3= 45,6 lit → Chọn loại bình 50 lit .
Hóa chất được mua trên thị trường và pha vào thùng hàng ngày.
c) Tính toán kích thước bể khử Cr (VI):
Vr = Q. (m3
)
Trong đó:
Q : tổng lưu lượng nước thải và lưu lượng hóa chất sử dụng (m3
/h).
 : thời gian phản ứng ở thiết bị khử Cr6+
thành Cr3+
(h).
Để phản ứng xảy ra với hiệu quả cao nhất ta chọn thời gian phản ứng là =30’ [6].
Do dòng thải mạ Cr có môi trường axit, nên khi cần mới bổ sung thêm axit cho
phản ứng khử Cr (VI).
Lưu lượng các dòng vào bể:

93
Q = QCr + Qdd
Với QCr: lưu lượng dòng thải Cr, QCr = 7,5 (m3
/h)
Qdd: lượng hóa chất Na2SO3 ; Qdd = 5,7.10-3
(m3
/h).
Thay các thông số trên vào công thức ta có lưu lượng các dòng vào bể 7,51 m3
/h.
Thể tích cần thiết của bể khử Cr là: V = 3,75m3
. Chọn hệ số dư là k = 1,2 xác
định được thể tích của bể phản ứng khử là ~ 4,5m3
.
Xây dựng bể hình tròn. Chọn chiều cao bể là 2,5m, chiều cao bảo vệ là Hbv = 0,2 m
Khi đó bán kính bể là:
4,5
0,76( )
2,5.3,14
R m 
Bể được xây dựng bằng bê tông, có lót nhựa composit, chịu được axit, chịu được
mài mòn. Trong bể có lắp cánh khuấy để trộn đều hóa chất.
Nước thải được đưa vào bể từ dưới, hóa chất được bổ sung vào ở giữa bể bằng bơm
định lượng. Bể được làm bằng bê tông, trong có lót nhựa composit, chịu được axit,
chịu được mài mòn. Trong bể có lắp cánh khuấy để khuấy trộn đều hóa chất.
d) Tính toán cánh khuấy của bể khử:
Cánh khuấy có tác dụng tăng cường quá trình hòa trộn trong bể khử. Chọn cánh
khuấy chân vịt, loại cánh khuấy này thích hợp với độ nhớt không cao và có số vòng
quay lớn.
+) Các thông số cánh khuấy chân vịt [14]:
- Số cánh khuấy: 3
- D/d = 3
- S/d = 1,5
- b = 0,1D
Trong đó:
d - Đường kính cánh khuấy, m
D - Đường kính bể phản ứng khử, m
S - Khoảng cách từ đáy bể đến bề mặt dưới của cánh khuấy, m
b - bề rộng của cánh khuấy, m
Đường kính bể: D = 0,85 (m)

94
Đường kính cánh khuấy: d = D/3 = 0,85/3  0,3 (m)
Suy ra: S = 1,5 × 0,3 = 0,45 (m)
Chiều dài trục khuấy: L = H – S = 2,3 – 0,45 = 1,85 (m)
b = 0,1.D = 0,1 × 0,85 = 0,085 (m)
+) Số vòng quay của cánh khuấy:
Hiệu quả của quá trình khuấy trộn phụ thuộc vào cường độ và thời gian khuấy trộn.
Cường độ khuấy trộn phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng tiêu hao để tạo ra dòng
chảy rối.
Trong kỹ thuật xử lý nước thải, sử dụng đại lượng Gradien vận tốc để biểu thị
cường độ khuấy trộn:
G
5,0
. 






V
P

, (s-1
) [15]
Trong đó
V: thể tích bể khuấy trộn, V = 4,5 (m3
)
μ: Độ nhớt động lực của nước thải, NS/m2
. Coi độ nhớt của nước thải bằng
độ nhớt của nước.
Nước ở nhiệt độ 25o
C, μ = 0,894.10-3
NS/m2
. [14]
G: Gradien vận tốc, s-1
. Trong thực tế, để hòa trộn có hiệu quả, giá trị Gradien
vận tốc thường lấy từ 200 đến 1000 s-1
. Chọn G = 300 (s-1
) [15]
P: Năng lượng tiêu hao tổng cộng là
P = K. ρ. n3
. d5
[15]
Với P: Năng lượng cần thiết, W
ρ: Khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3
. Coi khối lượng riêng của nước
thải bằng khối lượng riêng của nước.
Khối lượng riêng của nước ở 250
C, ρ = 997,08 (kg/m3
) [14]
d: đường kính cánh khuấy, d = 0,3 (m)
n: Số vòng quay của cánh khuấy, vòng/giây
K: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào cánh khuấy
K = 0,32 [15]

95
3
5
2
..
..
dK
VG
n


 =
 
2 3
3 5
3 0 0 0 , 8 9 4 .1 0 4 , 5
0 , 3 2 9 9 7 , 0 8 0 , 3

 
 
= 7,48(vòng/giây)
Số vòng quay của cánh khuấy là 7,5 (vòng/giây).
+) Tính toán công suất của động cơ cánh khuấy:
- Tính chuẩn số Raynod:

 2
Re
dn 
 [14]
Trong đó:
n: số vòng quay của cánh khuấy (vòng/s)
ρ: khối lượng riêng của nước, kg/m3
2
3
997, 08 7, 5 0, 3
Re
0,894.10
 
  752828 › 104
→ Chất lỏng trong bể có chế độ chảy xoáy
- Công suất tiêu tốn:
N = A . n3
. d5
. ρ , W (*) [14]
Trong đó:
A: hệ số, A = 0,36
n: số vòng quay (vòng/s), n = 7,5
d: đường kính cánh khuấy, d = 0,3 m
ρ: khối lượng riêng của nước thải, kg/m3
N = 0,36 × 7,53
× (0,3)5
× 997,08 = 368 (W)
+) Công suất mở máy
Nc = Nm + Ng , W [14]
Trong đó
Nm: công suất để khắc phục ma sát giữa chất lỏng và cánh khuấy, W
Nm = N = 368 (W)
Ng : công suất tiêu tốn để khắc phục trở lực, W
Ng = K . n3
. d5
. ρ , W (**)

96
Từ (*) và (**) ta có: Nc =
0,32 0,36
368 695
0, 36
K A
N
A
   
    
   
(W) [IV.1]
+) Công suất của động cơ xác định như sau:
c
d c
N
N

 , W
Trong đó:
η: là hiệu suất truyền lực từ động cơ sang cánh khuấy, thường η = 0,6 ÷ 0,7
[13]
Chọn η = 0,65
6 9 5
0 , 6 5
d cN  = 1069 (W)
Chọn động cơ có công suất: Ndc = 1,1 KW
+ Bể oxy hóa xianua (do có mạ đồng xianua):
a) Hoạt động:
Chất oxy hóa được chọn là NaOCl cho bể phản ứng oxy hóa bằng bơm định lượng
xảy ra quá trình oxy hóa
b) Tính toán hóa chất sử dụng:
 Tính toán lượng hóa chất cần thiết:
Lượng CN-
bị oxh trong 1m3
nước thải là:
nCN
-
= 40
1,538( )
26
mol
Ta có phản ứng:
+ Đối với Cu :
2CuCN + 6NaOCl + 2H2O => 2CuCl2 + 2NaCl + 4NaOH + N2 + 2CO2 (**)
Cứ 1 mol CN-
thì cần 3 mol NaOCl
=> lượng NaOCl phản ứng trong 1m3
nước thải:
nNaOCl=1,538.3
4,614( )
1
mol
Lượng NaOCl cần cho 1m3
nước thải là:
M = 4,614.74,5 = 343,743(g)

97
Lượng hóa chất NaOCl 20% cần thiết cho 1m3
nước thải là:
343,743.100
1718,715
20
 (g)
Vậy lượng NaOCl cần bổ sung cho để xử lý 5m3
nước thải là:
1718,715.5 = 8593,575 (g/h)  8,594 (kg/h)
2
mkgOH  [14]
Khối lượng riêng của NaOCl 20% là: )/(1100 3
mkgNaOCl  [14]
Khối lượng riêng của dung dịch Na2SO3 x% là :
2
1 1
(14)
dd H O
x x
  

 
Khối lượng riêng của NaOCl 20% ở 25°C
4
10.84,9
1100
2,0
08,997
2,011 



dd
)/(09,1016 3
mkgdd 
Lượng dung dịch NaOCl được cấp vào bể là:
3 38,594
8,459.10 ( / )
1016
ddQ m h
  = 8,459 (l/h)
Lượng NaOCl được bơm vào bể oxy hóa xianua bằng bơm định lượng và trong bể
oxy hóa xianua phải lắp đầu dò pH nhằm kiểm soát được pH của phản ứng luôn ở
pH = 8,5-10.
 Tính toán thùng chứa NaOCl:
Lượng NaOCl cần thiết bổ sung vào dòng thải là 8,459(l/h).
=> Thể tích nước dùng trong 1 ngày là:
8,459.8 = 67,672 (l/ngày)
Với lưu lượng nước thải cần xử lý là 40 m3
/ngày => Lượng NaOCl cần thiết cho
một ngày tương ứng là 67,672 lít.
VNaOCl = 67,672→ Chọn loại bình 70 lit.

98
Vậy thùng đựng nước javen là một thùng nhựa có nắp đậy và thể tích khoảng 70 lít.
Hóa chất được mua trên thị trường và pha vào thùng hàng ngày. Nước javen được
bơm định lượng vào bể oxy hóa.
Riêng với NaOH ta dùng dung dịch xút có nồng độ 20%. Lượng xút này được bơm
định lượng tự động bơm vào bể để duy trì pH = 8,5 – 10 (theo tín hiệu kiểm soát
của đầu dò pH). Xút này có thể lấy từ thùng đựng xút riêng (100 lít) của bể oxy hóa
xianua hoặc từ thùng chứa xút của bể kết tủa.
b) Tính toán kích thước bể oxy hóa CN-
:
Vr = Q. (m3
)
Trong đó:
Q : tổng lưu lượng nước thải và lưu lượng hóa chất sử dụng (m3
/h).
 : thời gian phản ứng ở thiết bị oxy hóa CN-
.
: Ta chọn thời gian phản ứng là 30’ [6]
Lưu lượng các dòng vào bể:
Q = QCN- + Qdd
Với :
QCN- : lưu lượng dòng thải xianua, QCN- = 5 (m3
/h)
Qdd : lượng hóa chất NaOCl ; Qdd = 8,459.10-3
(m3
/h).
Thể tích cần thiết của bể oxh CN-
là:
V = (5 + 8,459.10-3
). 30
60
= 2,504(m3
)
Chọn hệ số dư là k = 2 xác định được thể tích của bể phản ứng khử là ~ 5,01m3
.
Ta xây dựng bể hình trụ tròn. Chọn chiều cao bể là 2,5m, chiều cao bảo vệ là Hbv =
0,2 m
5,01
0,80( )
2,5.3,14
R m 
Nước thải được đưa vào bể từ dưới, hóa chất được bổ sung vào ở giữa bể bằng bơm
định lượng. Bể được làm bằng bê tông thành, trong có lót nhựa composit, chịu được
mài mòn. Trong bể có lắp cánh khuấy để khuấy trộn đều hóa chất.

99
c) Tính toán cánh khuấy của bể oxy hóa:
Cánh khuấy có tác dụng tăng cường quá trình hòa trộn trong bể oxy hóa. Chọn cánh
khuấy chân vịt.
+) Các thông số cánh khuấy chân vịt [14]:
- Số cánh khuấy: 3
- D/d = 3
- S/d = 1,5
- b = 0,1D
Trong đó:
d - Đường kính cánh khuấy, m
D - Đường kính bể phản ứng oxy hóa, m
S - Khoảng cách từ đáy bể đến bề mặt dưới của cánh khuấy, m
b - bề rộng của cánh khuấy, m
Đường kính bể: D = 0,80 (m)
Đường kính cánh khuấy: d = D/3 = 0,80/3 = 0,25 (m)
Suy ra: S = 1,5 × 0,25 = 0,375 (m)
Chiều dài trục khuấy: L = H – S = 2,5 – 0,375 = 2,125 (m)
b = 0,1.D = 0,1 × 0,80 = 0,08 (m)
+) Số vòng quay của cánh khuấy:
Hiệu quả của quá trình khuấy trộn phụ thuộc vào cường độ và thời gian khuấy trộn.
Cường độ khuấy trộn phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng tiêu hao để tạo ra dòng
chảy rối.
Trong kỹ thuật xử lý nước thải, sử dụng đại lượng Gradien vận tốc để biểu thị
cường độ khuấy trộn:
G
5,0
. 






V
P

, (s-1
) [15]
Trong đó
V: thể tích bể khuấy trộn, V = 5,01 (m3
)

100
μ: Độ nhớt động lực của nước thải, NS/m2
. Coi độ nhớt của nước thải bằng
độ nhớt của nước.
Nước ở nhiệt độ 25o
C, μ = 0,894.10-3
NS/m2
. [14]
G: Gradien vận tốc, s-1
. Trong thực tế, để hòa trộn có hiệu quả, giá trị Gradien
vận tốc thường lấy từ 200 đến 1000 s-1
. Chọn G = 300 (s-1
) [15]
P: Năng lượng tiêu hao tổng cộng là
P = K. ρ. n3
. d5
[15]
Với P: Năng lượng cần thiết, W
ρ: Khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3
. Coi khối lượng riêng của nước thải
bằng khối lượng riêng của nước.
Khối lượng riêng của nước ở 250
C, ρ = 997,08 (kg/m3
) [14]
d: đường kính cánh khuấy, d = 0,25 (m)
n: Số vòng quay của cánh khuấy, vòng/giây
K: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào cánh khuấy
K = 0,32 [15]
3
5
2
..
..
dK
VG
n


 =
 
2 3
3 5
3 0 0 0 , 8 9 4 .1 0 5 , 0 1
0 , 3 2 9 9 7 , 0 8 0 , 2 5

 
 
= 10,5 (vòng/giây)
Số vòng quay của cánh khuấy là 10,5 (vòng/giây).
+) Tính toán công suất của động cơ cánh khuấy:
- Tính chuẩn số Raynod:

 2
Re
dn 
 [14]
Trong đó:
2
3
997, 08 10, 5 0, 25
Re
0,894.10
 
  731916 › 104
→ Chất lỏng trong bể có chế độ chảy xoáy
- Công suất tiêu tốn:

101
N = A . n3
. d5
. ρ , W (*) [14]
Trong đó:
A: hệ số, A = 0,36
n: số vòng quay (vòng/s), n = 7,5
d: đường kính cánh khuấy, d = 0,3 m
ρ: khối lượng riêng của nước thải, kg/m3
N = 0,36 × 10,53
× (0,25)5
× 997,08 = 406 (W)
+) Công suất mở máy
Nc = Nm + Ng , W [14]
Trong đó
Nm: công suất để khắc phục ma sát giữa chất lỏng và cánh khuấy, W
Nm = N = 406 (W)
Ng : công suất tiêu tốn để khắc phục trở lực, W
Ng = K . n3
. d5
. ρ , W (**)
Từ (*) và (**) ta có: Nc =
0,32 0,36
406 767
0,36
K A
N
A
   
    
   
(W)
+) Công suất của động cơ xác định như sau:
c
d c
N
N

 , W
Trong đó:
η: là hiệu suất truyền lực từ động cơ sang cánh khuấy, thường η = 0,6 ÷ 0,7
[13]
Chọn η = 0,65
767
0, 65
dcN  = 1180 (W)
Chọn động cơ có công suất : Ndc = 1,2 KW
* Thông số ô nhiễm của nước thải sau khi đi qua các bể oxy hóa và khử với hiệu
suất xử lý chung là 99,9%.
Để xử lý Cr (VI) đạt loại B theo QCVN 40: 2011/BTNMT thì hiệu suất cần đạt là:

102
50 0,1
99,8%
50


 
Và hiệu suất để xử lý CN-
đạt loại B theo QCVN 40: 2011/BTNMT:
40 0,1
99,75%
40


 
Thông số Nồng độ trước khi xử lý Nồng độ sau khi xử lý
Cr6+
Cr3+
CN-
50mg/l
40 mg/l
0,1 mg/l
49,9 mg/l
0,1 mg/l
Nước thải của các dòng sau khi qua bể khử và bể oxy hóa sẽ tự chảy tràn sang bể
kết tủa.
4. Bể kết tủa
Hình 4.5: Nguyên lý làm việc của bể kết tủa
Nguyên lý hoạt động của bể phản ứng kết tủa được trình bày trong hình IV.5. Xút
được pha chế thành dung dịch có nồng độ khoảng 20%. Xút từ bể chứa được đưa
vào bể phản ứng để tạo kết tủa. Thiết bị đo pH được gắn liền với thiết bị định lượng
sữa vôi để đảm bảo pH của môi trường luôn ổn định trong dải pH keo tụ, tạo điều
kiện thuận lợi cho phản ứng kết tủa xảy ra.
Phân xưởng mạ điện gồm 4 dòng thải với 4 kim loại Cr, Cu, Zn và Ni lưu lượng đầu
vào là 200 m3
/ngày. Mỗi kim loại sẽ keo tụ với pH thích hợp ([7] và thực tế ở Nhà

103
máy Spindex Hà Nội), ứng với đó sẽ cho lượng NaOH thích hợp để đưa pH về môi
trường pH kết tủa của kim loại. Các dòng thải khi vào bể keo tụ:
+ Nước thải dòng Cr lưu lượng lớn đồng thời hàm lượng Cr cao, dòng Cr sẽ tự chảy
tràn từ bể khử Cr sang bể kết tủa. Khi đi vào bể keo tụ, tại đây Cr (III) bị kết tủa
dưới dạng hydroxyt.
+ Nước thải dòng Ni với hàm lượng Ni+2
cao, sẽ được bơm trực tiếp từ ngăn thu
nước lên bể phản ứng kết tủa. Tại đây Ni+2
kết tủa dưới dạng hydroxyt.
+ Nước thải dòng Cu sẽ nhập chung với dòng Zn, hàm lượng Cu và Zn trong dòng
thải bé. Dòng Zn sẽ bơm trực tiếp tư ngăn thu nước lên bể phản ứng kết tủa, còn
dòng thải Cu sẽ tự chảy tràn từ bể oxy hóa xianua sang bể kết tủa. Khi đi vào bể keo
tụ, tại đây các kim loại bị kết tủa dưới dạng hyđroxyt.
Trong bể có đặt thiết bị khuấy trộn để tạo điều kiện cho phản ứng xảy ra trong điều
kiện tốt nhất. Nước thải sau khi ra khỏi mỗi bể sẽ tiếp tục đưa vào bể lắng.
b) Tính toán hóa chất:
 Tính lượng hóa chất bổ sung:
+ Dòng Cr:
Cr3+
+ 3NaOH = Cr(OH)3 + 3 Na+
(1)
Từ phản ứng trên ta thấy để xử lý:
52g Cr3+
phải sử dụng 120g NaOH tạo ra 103g Cr(OH)3
=>Vậy để xử lý 1m3
nước thải chứa
49,9g Cr3+
thì cần 115,15g NaOH
=> Lượng NaOH cần bổ sung vào bể keo tụ Cr là: 115,15g/m3
Lượng NaOH 20% cần bổ sung vào bể keo tụ trong một giờ là:
3115,15.100
575, 75( / )
20
g m
Lượng NaOH 20% cần bổ sung vào bể keo tụ dòng Cr để xử lý 7,51 m3
/h
575,75.7,51 = 4323,88 (g/h)
2
mkgOH  [14]
Khối lượng riêng của NaOH là: )/(1892 3
mkgNaOH  [14]

104
=> Khối lượng riêng của NaOH 20% ở 25°C là:
2
1 1
(14)
dd H O
x x
  

 
4
10.08,9
1892
2,0
08,997
2,011 



dd
=>ρdd = 1101,26(kg/m3
)
Lượng dung dịch NaOH được cấp vào bể là:
3 34,324
3,93.10 ( / )
1101,26
ddQ m h
  = 3,93 (l/h).
+ Dòng Ni:
Ni2+
+ 2NaOH = Ni(OH)2 + 2Na+
(2)
Từ phản ứng trên ta thấy để xử lý:
59g Ni2+
phải sử dụng 80g NaOH tạo ra 93g Ni(OH)2
80g Ni2+
=> Lượng NaOH cần bổ sung vào bể keo tụ Ni là: 108,5g/m3
3108,5.100
542,5( / )
20
g m
Lượng NaOH 20% cần bổ sung vào bể keo tụ dòng Cr để xử lý 6,25 m3
/h
542,5.6,25 = 3390,625 (g/h)
2
mkgOH  [14]
mkgNaOH  [14]
2
1 1
(14)
dd H O
x x
  

 
4
10.08,9
1892
2,0
08,997
2,011 



dd
=>ρdd = 1101,26(kg/m3
)

105
3 33,391
3,08.10 ( / )
1101,26
ddQ m h
  = 3,08 (l/h).
+ Dòng (Cu + Zn):
Cu2+
+ 2NaOH = Cu(OH)2 + 2Na+
(3)
Zn2+
+ 2NaOH = Zn(OH)2 + 2Na+
(4)
Từ các phản ứng trên ta thấy để xử lý:
64g Cu2+
phải sử dụng 80g NaOH tạo ra 98g Cu(OH)2
65g Zn2+
phải sử dụng 80g NaOH tạo ra 99g Zn(OH)2
6g Cu2+
5g Zn2+
=> Lượng NaOH cần bổ sung vào bể keo tụ là: 13,7g/m3
313,7.100
68,5( / )
20
g m
Lượng NaOH 20% cần bổ sung vào bể keo tụ dòng (Cu + Zn) để xử lý 11,26 m3
/h
68,5.11,26 = 771,31 (g/h)
2
mkgOH  [14]
mkgNaOH  [14]
2
1 1
(14)
dd H O
x x
  

 
4
10.08,9
1892
2,0
08,997
2,011 



dd
=>ρdd=1101,26(kg/m3
)
3
3 3771,31.10
0,7.10 ( / )
1101,26
ddQ m h


  = 0,7 (l/h)

106
 Tính kích thước thùng chứa NaOH:
Lượng NaOH cấp vào các bể kết tủa gồm bể kết tủa Cr, bể kết tủa Ni và bể kết tủa
(Cu + Zn) là 7,71(l/h)
NaOH được pha dưới dạng dung dịch với nồng độ 20%
=> Lượng dung dịch NaOHcần bổ sung vào bể kết tủa trong 1 ngày là:
7,71.8 = 61,68 (l/ngày)
Lượng NaOH cần thiết cho một ngày tương ứng là 61,68 lít.
Ta không xây dựng bể chứa NaOHmà chọn loại thùng hình trụ tròn bằng nhựa , kín
để đảm bảo an toàn hóa chất. Phía trên thùng có lắp cánh khuấy để pha hóa chất.
VNaOH= 61,68 lit → Chọn loại bình 100 lit .
Hóa chất được mua trên thị trường và pha vào thùng hàng ngày.
c) Tính toán kích thước bể kết tủa:
Thể tích thiết bị phản ứng tính theo công thức:
V = Q 
Trong đó:
Q: Tổng lưu lượng nước thải và lưu lượng hóa chất sử dụng (m3
/h).
: Thời gian phản ứng để kết tủa hết lượng kim loại (h).
 Tính  (h)
Phản ứng kết tủa kim loại diễn ra rất nhanh, khoảng 3 - 5 phút [13]. Để phản ứng
diễn ra triệt để, nâng cao hiệu quả tách bỏ kim loại ra khỏi nước thải, chọn thời gian
phản ứng là 5 phút, khi đó hiệu suất phản ứng đạt 99,9%.
 Bể kết tủa dòng Cr:
Tổng lưu lượng nước thải và lượng hoá chất cho vào bể:
Nước thải đi vào bể gồm có nước ra từ bể phản ứng khử và lượng xút thêm vào.
Lưu lượng nước thải đi ra từ bể phản ứng khử crôm là 7,51m3
/h (đầu vào + hóa
chất).
Lượng xút thêm vào bể kết tủa Cr là
3 3
3,93.10 ( / )m h

107
Vậy tổng lượng nước thải và hoá chất sử dụng trong bể kết tủa (lưu lượng các dòng
vào bể) là:
Q = Qthải + Qdd
Với :
Qthải: lưu lượng dòng thải, Qthải= 7,51 (m3
/h)
Qdd: lượng hóa chất NaOH ; Qdd = 3,93.10-3
(m3
/h).
Thể tích cần thiết của bể kết tủa là:
V = (7,51 +3,93.10-3
). 5
6 0
= 0,63 (m3
)
Với hệ số dư là 1,2 xác định được thể tích của bể kết tủa là 0,756m3
Ta xây dựng bể hình trụ tròn. Chọn chiều cao bể là 1,5m, chiều cao bảo vệ là
Hbv = 0,2 m
0,756
0,4( )
1,5.3,14
R m 
Trong bể có lắp cánh khuấy để khuấy trộn đều hóa chất.
Theo các phương trình phản ứng (1), (2):
Nước thải tự chảy sang bể lắng. Hiệu suất phản ứng đạt là 99,9%, thực tế yêu cầu
xử lý kết tủa Cr3+
đạt loại B theo QCVN 40: 2011/BTNMT thì hiệu suất cần đạt là:
49,9 1
97,99%
49,9


 
Khi đó các thông số của nước thải khi ra khỏi các bể kết tủa là:
- Lượng cặn hydroxyt:
Lượng cặn lắng Cr(OH)3 là 98,84 g/m3
=> Lượng cặn Cr(OH)3 là 5998,39g
Vậy lượng bùn tạo ra: 98,84 g/m3
- Hàm lượng các ion kim loại còn lại:
Cr6+
: 0,1 mg/l
Cr3+
: 1 mg/l
- pH = 8,5 – 9,5
 Bể kết tủa dòng Ni:

108
Nước thải đi vào bể gồm nước thải của dòng thải chứa niken và lượng xút thêm vào.
Lưu lượng nước thải của dòng thải niken sau khi ra khỏi bể điều hoà là 6,25m3
/h.
Lượng xút thêm vào bể kết tủa Ni là
3 3
3,08.10 ( / )m h
vào bể) là:
Q = Qthải + Qdd
Với :
Qthải : lưu lượng dòng thải, Qthải= 6,25 (m3
/h)
Qdd : lượng hóa chất NaOH ; Qdd = 3,08.10-3
(m3
/h).
V = (6,25 + 3,08.10-3
). 5
6 0
= 0,521 (m3
)
Hbv = 0,2 m
0,625
0,36( )
1,5.3,14
R m 
Nước thải tự chảy sang bể lắng. Với hiệu suất phản ứng đạt là 99,9%, yêu cầu xử lý
kết tủa Cr3+
đạt loại B theo QCVN 40: 2011/BTNMT thì hiệu suất cần đạt là:
80 0,5
99,375%
80


 
Vậy các thông số của nước thải khi ra khỏi các bể kết tủa là:
Lượng cặn lắng Ni(OH)2 là 126,1 g/m3
=> Lượng cặn Cu(OH)2 là 360,72g
- Hàm lượng ion kim loại còn lại:
Ni2+
: 0,5mg/l
- pH = 10 – 11

109
 Bể kết tủa dòng (Cu + Zn):
Nước thải đi vào bể gồm có nước ra từ bể phản ứng oxy hóa, nước thải của dòng
thải chứa Zn và lượng xút thêm vào.
Lưu lượng nước thải đi ra từ bể phản ứng oxy hóa 5,01 m3
/h (đầu vào + hóa chất).
Lưu lượng nước thải của dòng thải Zn sau khi ra khỏi bể điều hoà là 6,25m3
/h.
Lượng xút thêm vào bể kết tủa (Cu + Zn) là
3 3
0,7.10 ( / )m h
vào bể) là:
Q = Qthải + Qdd
Với :
Qthải: lưu lượng dòng thải, Qthải= 11,26 (m3
/h)
Qdd: lượng hóa chất NaOH ; Qdd = 0,7.10-3
(m3
/h).
V = (11,26 +0,7.10-3
). 5
6 0
= 0,938 (m3
)
Hbv = 0,2 m
1,126
0,49( )
1,5.3,14
R m 
Nước thải tự chảy sang bể lắng. Với hiệu suất phản ứng đạt là 99,9%, yêu cầu xử lý
kết tủa Cr3+
đạt loại B theo QCVN 40: 2011/BTNMT thì hiệu suất cần đạt là (tính
theo đồng):
6 2
66,67%
6


 
Vậy các thông số của nước thải khi ra khỏi các bể kết tủa là:

110
Lượng cặn lắng Cu(OH)2 là 9 g/m3
Lượng cặn lắng Zn(OH)2 là 7,62 g/m3
=> Lượng cặn Zn(OH)2 là 381g
- Hàm lượng các ion kim loại còn lại:
Cu2+
: 2mg/l
Zn2+
: 1,67mg/l
- pH = 8 – 9
d) Tính toán cánh khuấy cho bể kết tủa:
+ Chọn cánh khuấy loại chân vịt, có các thông số sau: [14]
- Đường kính cánh khuấy: d = 0,3m
- Bề rộng cánh khuấy: b = 0,1D = 0,03 m
- Số vòng quay n = 5 vòng/ phút ( cần sử dụng hộp giảm tốc)
- Hệ số ma sát A = 0,62
Coi độ nhớt và khối lượng riêng của nước thải bằng độ nhớt và khối lượng riêng của
nước ở 250
C
Khi đó:

 2
Re
dn 
 [14]
Trong đó:
2
3
997,08.5.(0,3)
Re 10.000
0,894.10
  [14]
Vậy dung dịch ở chế độ chảy xoáy.
+ Công suất tiêu tốn: N = A.n3
.d5
.ρdd[14]
Thay số vào, xác định được N = 187,78 W
+ Công suất mở máy của cánh khuấy:
.c
K A
N N
A

 Với K = 0,32 [IV.1]
Vậy Nc = 284,7W

111
+ Công suất động cơ:
287,4
442,15
0,65
dcN   W
Vậy công suất động cơ của cánh khuấy là 0,5kW
Chúng ta có 3 cánh khuấy cho 3 bể keo tụ dòng Cr, dòng Ni và dòng (Cu + Zn).
5. Bể lắng đứng:
Nước thải theo đường dẫn nước vào (1) chảy vào ống trung tâm (8) ở giữa bể. Phía
dưới ống trung tâm có bố trí tấm hướng dòng (5) để thay đổi hướng chảy của nước
thải sang hướng ngang. Nước chảy ra khỏi ống trung tâm dâng lên theo thân bể, sau
đó tràn ra máng thu (2) và theo ống dẫn nước ra (4) đi sang bể điều chỉnh pH cuối
cùng. Cặn lắng rơi xuống vùng chứa cặn hình chóp (7) và theo ống xả cặn (6) sang
thiết bị xử lý cặn.
Nước thải 2 dòng sau khi ra khỏi bể keo tụ sẽ nhập dòng sau đó vào bể lắng. Lượng
cặn như sau:
Lượng cặn lắng Cr(OH)3 là 98,84 g/m3
(Q = 7,51 m3
/h).
=> Lượng cặn Cr(OH)3 là 5998,39g
Lượng cặn lắng Ni(OH)2 là 126,1 g/m3
(Q = 6,25 m3
/h)
Hình 4.6: Thiết bị lắng đứng

112
=> Lượng cặn Ni(OH)2 là 39406,25g
Lượng cặn lắng Cu(OH)2 là 9 g/m3
(Q = 5,01 m3
/h)
Lượng cặn lắng Zn(OH)2 là 7,62 g/m3
(Q = 6,25 m3
/h)
=> Lượng cặn Zn(OH)2 là 381g
Vậy lượng bùn: 230,5 g/m3
.
b) Tính toán kích thước bể:
Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường từ 50 – 70% .
Thời gian lắng cần thiết của hạt cặn :
E
C
E
t
o
).
22400
1(1
.2,529
2

 [12]
t : thời gian lắng (s)
E : Hiệu suất lắng
C0 : nồng độ bùn ban đầu trước khi vào bể lắng (mg/l) . C0 = 230,5 (mg/l)
Vậy:
2 2
529,2. 529,2.0,5
914,95( ) ~ 915( )
22400 22400
1 (1 ). 1 (1 ).0,5
230,5o
E
t s s
E
C
  
   
Tốc độ lắng nhỏ nhất (độ lớn thủy lực) của phần tử cặn:
nct
ct
o
h
H
Kt
HK
U
)..(.
..1000

 [12]
Uo: tốc độ lắng nhỏ nhất của phần tử cặn (mm/s)
α: Hệ số kể tới ảnh hưởng của nhiệt độ tới nước. Chọn α = 1 (theo TCXDVN
51 :2006)
n: hệ số kết tụ hấp dẫn. Theo tiêu TCXDVN 51 :2006, với nồng độ bùn 230,5 mg/l
thì n=0,3.
K: hệ số sử dụng thể tích bể lắng phụ thuộc vào cấu tạo của hệ thống phân phối. Đối
với bể lắng đứng thường chọn K=0,35.

113
Hct: độ sâu công tác của bể lắng (m) . Chọn Hct=3,5 (m).
h: chiều cao ống nghiệm dùng để lắng trong phòng thí nghiệm (m) .
Thường h=500 (mm).
ω : vận tốc thành phần theo phương thẳng đứng (mm/s). Vận tốc này phụ thuộc vào
vận tốc công tác theo phương nằm ngang . Với bể lắng đứng v=0 [16] →ω=0
Vậy:
0,3
1000. . 1000.0,35.3,5
1,023( / )
3,5
1.860.(0,35. ). .( . )
0,5
ct
o
nct
K H
U mm s
H
t K
h

  
Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng là 1,5h [12]. Chọn chiều cao của bể lắng là
3,5m. Khi đó vận tốc lắng thực tế của hạt là:
33,2
T
H
vtt
(m/h) [7]
Tuy nhiên trong thực tế, do nhiều yếu tố ảnh hưởng đế quá trình lắng như lắng chen
của các hạt, chuyển động của các lớp nước hoặc do quá trình bơm hút bùn, đưa
nước vào bể,... mà vận tốc lắng thực tế thường thâp hơn so với vận tốc lắng lý
thuyết. Giả thuyết vận tốc lắng lý thuyết lớn gấp 2 lần vận tốc lắng thực tế. Khi đó:
vlt = 2.vtt = 2.2,33 = 4,66 (m/h)= 1,29.10-3
m/s
Trong nước thải các hạt lắng đều có dạng hình cầu và chủ yếu là các hydroxit kim
loại. Nhưng để tiện cho quá trình tính toán bể lắng, ta tính toán với bể Niken mà các
hydroxit niken là chủ yếu. Độ nhớt của môi trường bằng độ nhớt của nước, bỏ qua
độ nhớt của các thành phần trong nước thải. Nhiệt độ làm việc của nước thải là
250
C.
+ Giá trị chuẩn số Lyasenco được xác định theo công thức:
3 2
0
0 0
.
.( ).
lt
h
v
Ly
g

  


[14]
Với vlt – Vận tốc lắng lý thuyết; vlt = 1,29.10-3
m/s
μ0 – Độ nhớt của môi trường lắng ở 250
C; μ0 = 0,894.10-3
Ns/m2
.
ρ0 – khối lượng riêng của môi trường lắng; ρ0 =995,68Ns/m3
.
ρh – khối lượng riêng của hạt; với Ni(OH)2ρh =996,58Ns/m2
.

114
G – gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2
.
Thay số vào, xác định được Ly= 1,7.10-4
.
+ Giá trị của chuẩn số Acsimet có thể xác định được từ đồ thị thực nghiệm theo giá
trị của chuẩn số Ly. Từ đồ thị II.17/tr408 “Sổ tay các quá trình và thiết bị trong
công nghệ hóa chất tập I”, xác định được Ar ~ 1.
+ Khi đó đường kính của hạt được xác định theo công thức sau (II.91/tr409 – Sổ tay
các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất tập I):
2
0
0 0
Ar.
( ). .
h
h
d
g

  


Thay số vào công thức ta xác định đươc dh = 0,368.10-4
m.
+ Kiểm tra lại vận tốc lắng:
Đối với động lực học của lớp hạt
0
0
. .
Re 0,05h ltd v

  [14]
Vì Ar < 3,6; Ly < 0,0022; Re < 0,2 nên vận tốc lắng của hạt tuân theo định luật
Stock
2
0
0
0
.( ).
w
18.
h hd g 


 [14]
Thay số xác định được w0 = 1,21.10-3
m/s ~ vlt =1,29.10-3
m/s
Vậy chọn vận tốc lắng lý thuyết ban đầu là hợp lý.
+ Diện tích bể lắng là:
tt
Q
F
v
 [12]
Với Q – Lưu lượng nước vào bể lắng; Q = 25,03 m3
/h
vtt – Vận tốc lắng thực tế; vtt = 2,33 m/h
=> F = 10,74 (m2
)
+ Thể tích bể lắng là: V = Q.t = 25,03.1,5 = 37,545 (m3
)
+ Bán kính của bể lắng là: R =
F

= 1,85 (m) => D = 3,7(m)

115
Hình 4.7: Ống loe và tấm chắn
+ Diện tích ống trung tâm đưa nước và bể lắng được tính theo công thức:
q
f
V
 [12]
Trong đó: q: lưu lượng nước thải qua ống q = 25,03 m3
/h
v: vận tốc nước thải qua ống, chọn v = 0,03 m/s
Thay số ta có f = 0,232(m2
)
Khi đó đường kính ống trung tâm là:
0,232
2. 0,544
3,14
d   (m)
Phía cuối của ống trung tâm có 1 phần ống loe. Chọn đường kính là chiều cao của
phần ống loe bằng 1,35 đường kính ống trung tâm ([12]). Khi đó:
dloe = hloe = 1,35.0,544 = 0,734 (m)
Đường kính tấm chắn trước miệng ống loe bằng 1,3 đường kính ống loe.
Vậy dtấm chắn = 1,3.0,7344 = 0,955(m)

116
+ Ngăn chứa bùn của bể lắng đứng có dạng hình nón, chọn đường kính đáy của đáy
ngăn chứa bùn là dbùn = 0,4m.
+ Chiều cao ngăn chứa bùn được tính theo công thức
0( )
. 45
2
b
b
D d
h tg

 [12]
Thay số, xác định được hb = 1,65m
* Kích thước bể lắng đứng được xác định:
Đường kính: D = 2R = 2.1,85 = 3,7 m
Chiều cao công tác: H = 3,5 + 1,65 = 5,15 m
Chiều cao xây dựng Hxd = H + hbảo vệ = 5,15 + 0,30 = 5,45 m
* Thời gian tháo bùn
Bùn từ bể lắng sẽ được bơm bùn bơm đến hệ thống máy ép bùn để xử lý. Ở đây ta
cần tính được thời gian tháo bùn tại bể lắng để đưa ra thời gian hoạt động hợp lý
của thiết bị ép bùn.
+ Dung tích phần chứa cặn là:
2 2
c
. .
W ( )
3 4
bh D d Dd  
 [7]
Trong đó:
Wc – Thể tích ngăn chứa bùn của bể lắng đứng
D – đường kính bể lắng đứng; D = 3,7 m
d – đường kính của ngăn chứa bùn d = 0,4 m
hb – Chiều cao ngăn chứa bùn cặn, hb = 1,65 m
Thay số vào ta được Wc = 6,62 m3
.
+ Chu kì xả cặn lắng là:
c
ax
W . .
( )m
N
T
Q C C



δ – Nồng độ cặn trung bình đã nén
=> Chọn δ = 25000 mg/l [TCXDVN 51 :2006]
N – Số bể lắng N = 1
Q – Lưu lượng nước thải vào bể (25,03 m3
/h)

117
C – Hàm lượng cặn ra khỏi bể lắng.
Cmax – hàm lượng cặn lớn nhất trong nước thải (lấy Cmax = Co)
Như vậy, thay số vào ta sẽ có chu kì xả cặn của bể lắng là: T 3,5 ngày
+ Lượng bùn tạo thành:
Hàm lượng bùn ban đầu: C0 = 230,5 (g/m3
) = 230,5 (mg/l)
Chọn hiệu suất bể lắng của bể lắng là 70%. Tuy nhiên các hydroxit kim loại có kích
thước lớn nên hầu như bị lắng hết ngay khi mới vào bể lắng. Hiệu suất lắng các hạt
này đạt 99% [12]
Vậy hàm lượng bùn xả ra khỏi bể: 228,195 mg/l
=> Thể tích bùn sau 1,5 giờ lắng
Wb =
c
CCQT

).(. 0 
, m3
Với T – chu kỳ lắng , T = 1,5 giờ
Q – lưu lượng nước xử lý, Q = 25.03 (m3
/h)
C0,C- nồng độ cặn trước và sau khi lắng.
c - nồng độ trung bình của cặn trong vùng lắng
Wb = 1, 5 2 5 , 0 3 6 9 , 1 5
2 5 0 0 0
 
= 0,34 (m3
)
* Máng thu nước:
Để thu nước trong ra khỏi bể lắng đứng, ta dùng loại máng thu nước đặt ở vị trí
cách tâm bể từ 3/4 – 4/5 bán kính bể, ta chọn cách 4/5 bán kính bể
4 4 3,7
1,5
5 2 5 2
D
r      m.
Chiều dài của máng thu chính bằng chu vi của bể lắng đứng:
2 2 1.5 9,42L r        m.
Tải trọng thu nước trên 1 m dài của mép máng:
L
Q
q  , m3
/m.s. [18]
Trong đó:
Q – Lưu lượng nước thải, m3
/s, Q = 0.007 m3
/s.

118
L - Chiều dài của máng, m, L = 9,42 m.

0.007
0.0007
9,42
q   m3
/m.s.
Ta chọn tấm xẻ khe chữ V, góc đáy 900
trên máng thu để điều chỉnh độ cao độ của
mép máng. Chiều cao đáy chữ V là 10 cm, khoảng cách giữa các đỉnh là 20 cm nên
1 m chiều dài của máng thu sẽ có 5 khe. Do đó, toàn bộ chiều dài máng sẽ có:
9, 42 5 47,1 47   khe.
0
90
Lưu lượng nước qua 1 khe sẽ là:
4
0
0.0007
1, 4 10
5 5
q
q 
    m3
/s.
Mặt khác lưu lượng nước qua 1 khe còn được tính theo công thức:
2
5
0 4.1 hq  [18]
 Chiều cao mực nước h trong khe chữ V là:
22
4 55
0 1,4 10
1,4 1,4
q
h

  
    
   
= 0.025 m = 2.5 cm < 10 cm.
Do đó, chiều cao này đạt yêu cầu.
Dựa vào tính toán trên, ta có kế hoạch hoạt động cho hệ thống máy ép bùn.Nước
thải trước khi đưa vào bể lắng chủ yếu chứa các hạt hydroxit kim loại và một lượng
nhỏ các hạt huyền phù khó lắng. Các hydroxit kim loại có kích thước lớn nên hầu
như bị lắng hết ngay khi mới vào bể lắng. Hiệu suất lắng các hạt này đạt 99% ( sau
25 phút). Các hạt rắn lơ lửng có kích thước nhỏ hơn nên khó lắng hơn. Hiệu suất
lắng đạt khoảng 70%. Như vậy, sau khi qua bể lắng hàm lượng chất lơ lửng trong
nước đã giảm đáng kể. Thông số các chất ô nhiễm trong nước thải sau khi ra khỏi
bể lắng là:

119
Bảng 4.1: Thông số các chất ô nhiễm sau khi ra khỏi bể lắng
Thông số Trước khi vào bể lắng Sau khi ra khỏi bể lắng
pH
Ni2+
Ni(OH)2
Cu2+
Cu(OH)2
Cr3+
Cr(OH)3
Zn2+
Zn(OH)2
Cr6+
10 – 11
0,5 mg/l
126,1 mg/l
2 mg/l
9mg/l
0,05 mg/l
98,84mg/l
1,67 mg/l
7,62mg/l
0,1 mg/l
10 – 11
0,5 mg/l
1,26 mg/l
3 mg/l
0,09 mg/l
0,05 mg/l
0,988 mg/l
1,67 mg/l
0,07 mg/l
0,1 mg/l
6. Bể trung hòa:
 Kích thước bể trung hòa:
Sau khi lắng xong, nước thải được đưa sang bể trung hoà để đưa pH từ 11 xuống
5,5-9 để đạt với QCVN 40: 2011/BTNMT loại B. Trong hệ thống xử lý, tác nhân
được chọn để trung hoà là axit H2SO4. Hệ thống trung hoà bằng H2SO4 có ưu điểm
là đơn giản, dễ vận hành và điều chỉnh phù hợp với tình hình sản xuất ở Việt Nam.
Sau khi ra khỏi bể lăng, nước thải có pH = 10 hay [H+
] = 10-10
Do [OH-
].[H+
] = 10-14
nên [OH-
] = 10-4
(mol/l).
Phản ứng trung hòa là :
OH-
+ H+
= H2O
Theo phản ứng trên , cứ 1 mol OH-
thì phản ứng hết với 1 mol H+
.Vậy số mol H+
để trung hòa hết OH-
trong 1 m3
nước là : nH+ = 10-4
.103
= 0,1 (mol).
Số mol H2SO4 cần để trung hòa 1 m3
nước thải là : n 42 SOH =0,05 (mol) .
Tải lượng H2SO4 vào bể trung hòa là :
n 42 SOH .M 42 SOH .Q = 0,05.98.25,03 = 122,647 (g/h).

120
Tải lượng dung dịch H2SO4 vào bể trung hòa là : 122,647.100
98
= 125,15 (g/h).
Nước pha dung dịch có nhiệt độ là 25o
C. Khối lượng riêng của dung dịch H2SO4
98% ở 25o
C là : ρ=1818 (kg/m3
).
Vậy , lưu lượng dung dịch H2SO4 98% vào bể là :
3
5 3125,15.10
6,9.10 ( / )
1818
axitQ m h


 
Chọn thời gian lưu của nước thải trong bể là 10 phút, thể tích của bể trung hoà là:
V= Q x t = (25,03 + 6,9.10-5
).10/60 = 4,2 (m3
)
Với hệ sô dư là 1,2 thì thể tích thật của bể là 5,04 m3
.
Chọn kích thước bể: 1,7 x 2,5 x 1,2(m)
+ Chiều cao bảo vệ là 0,2 (m)
Thể tích thực tế của bể : 1,7 x 2,5 x 1,4 = 5,95 (m3
)
Bể được nắp tấm đan bảo vệ và được làm bằng bê tông thành dày 10cm, trong có lót
nhựa composit, chịu được axit, chịu được mài mòn. Trong bể có lắp cánh khuấy để
khuấy trộn đều hóa chất.
 Thùng chứa axit:
Theo tính toán ở trên lượng H2SO4 thực tế cần bổ sung cho bể trung hòa là
0,069 x 1,2  0,1 (l/h)
H2SO4 được pha dưới dạng dung dịch với nồng độ 98%
=> Lượng dung dịch H2SO4cần bổ sung vào bể kết tủa trong 1 ngày là:
0,1 x 8 = 0,8 (l/ngày)
Lượng H2SO4 cần thiết cho một ngày tương ứng là 0,8 lít.
Ta không xây dựng bể chứa H2SO4 mà chọn loại thùng hình trụ tròn bằng nhựa , kín
để đảm bảo an toàn hóa chất. Phía trên thùng có lắp cánh khuấy để pha hóa chất.
VH2SO4= 0,8 lit → Chọn loại bình 5 lit .
Hóa chất được mua trên thị trường và pha vào thùng hàng ngày. Hóa chất được pha
3 ngày/lần.

121
 Tính toán cánh khuấy bể trung hòa:
+ Chọn cánh khuấy loại chân vịt, có các thông số sau: [14]
- Đường kính cánh khuấy: d = 0,4m
- Bề rộng cánh khuấy: b = 0,1D = 0,04 m
- Số vòng quay n = 5 vòng/ phút ( cần sử dụng hộp giảm tốc)
- Hệ số ma sát A = 0,62
Coi độ nhớt và khối lượng riêng của nước thải bằng độ nhớt và khối lượng riêng của
nước ở 250
C
Khi đó:

 2
Re
dn 
 [14]
Trong đó:
2
3
997,08.5.(0,3)
Re 10.000
0,894.10
 
Vậy dung dịch ở chế độ chảy xoáy.
+ Công suất tiêu tốn: N = A.n3
.d5
.ρdd[14]
Thay số vào, xác định được N = 791,28 W
+ Công suất mở máy của cánh khuấy:
.c
K A
N N
A

 Với K = 0,32 [IV.1]
Vậy Nc = 1199,68W
+ Công suất động cơ:
1199,68
1845,66
0,65
dcN   W
Vậy công suất động cơ của cánh khuấy là 2kW
7. Tính toán và lựa chọn bơm nước thải:
a) Tính bơm nước thải:

122
Nước thải dẫn từ xưởng sản xuất qua song chắn rác, qua bể điều hòa bằng thuỷ lực.
Nước từ bể điều hòa sẽ được bơm lên bể khử Cr đối với dòng Cr, bơm lên bể oxy
hóa đối với dòng Xianua và kết tủa đối với dòng Ni và dòng Zn. Nước sau đó sẽ
được xả thủy lực sang các bể tiếp theo và ra ngoài. Bùn từ được bơm lên lọc ép
khung bản để làm khô và đem chôn lấp.
Số bơm nước cần chọn là 4 bơm ở những vị trí:
- Hố thu dòng Cr: lưu lượng dòng là 7,5 m3
/h = 2,08.10-3
m3
/s.
- Hố thu dòng Ni: lưu lượng dòng là 6,25 m3
/h = 1,74.10-3
m3
/s.
- Hố thu dòng Cu: lưu lượng dòng là 5 m3
/h = 1,39.10-3
m3
/s.
- Hố thu dòng Zn: lưu lượng dòng là 6,25 m3
/h = 1,74.10-3
m3
/s.
Bơm nước thải được đặt chìm trong nước tại ngăn thu nước. Chiều cao hút của bơm
là H1 = 1m, chiều cao đẩy là H2 = 6,5m (do độ sâu của bể lắng là 5,5m cộng thêm
1m chiều cao đẩy của chính hố bơm)
Chọn loại bơm dùng là bơm ly tâm
Công suất yêu cầu trên trục bơm
N =


.1000
... HgQ
(kW) [14]
Trong đó
Q: Năng suất bơm (m3
/s)
 : Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3
)
g : Gia tốc trọng trường (m/s2
)
H : áp suất toàn phần của bơm (m)
 : Hiệu suất của bơm.
 Hiệu suất bơm:
= cktlo  .. [14]
Trong đó
o : Hiếu suất thể tích tính đến sự hao hụt chất lỏng chảy từ vùng áp suất cao đến
vùng áp suất thấp và do chất lỏngrối qua các chổ hở của bơm. Chọn o = 0,9 .

123
tl : Hiệu suất thủy lực tính đến ma sát và sự tạo thành dòng xoáy trong bơm
tl = 0,85 .
ck : Hiệu suất cơ khí tính đến ma sát cơ khí ở ổ lót ,ổ bi ck = 0,95.
Vậy: = 0,9.0,85.0,95 = 0,727
 Tính H:
H =
g
P
.

, suy ra P =  g  H, N/m2
[14]
Do đó:



1000
PQ
N
P : Áp suất toàn phần cần thiết để thắng tất cả sức cản thủy lực trong hệ thống ống
dẫn nước (kể cả ống dẫn và thiết bị) khi dòng đẳng nhiệt.
 P =  Pd +  Pm +  PH +  Pt +  Pk +  PC
1. Đối với dòng nước thải Crôm:
Đường kính của ống dẫn: D =
785.0
V
, [14].
Trong đó:
D- đường kính của ống, m.
V- lưu lượng thể tích, m3
/s, V = Q = 2,08.10-3
m3
/s.
- tốc độ trung bình, m/s.
Ta có: chất lỏng trong ống đẩy của bơm,  = 1.5 – 2.5 m/s, [14],chọn  = 2.0 m/s.

3
2,08.10
0.036
0.785 2
D

 

m = 36 mm.
D = 0,036 m.
- Tính P:
P = Pđ + Pm + PH + Pt + Pk + Pc , [14]
Pđ – áp suất động lực học tức áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra khỏi
ống dẫn:

124
Pđ =
2
. 2

, N/m2
, [14]
Pđ =
2
208.997 2

= 1994 N/m2
.
Pm- áp suất để khắc phục trở lực ma sát (khi dòng chảy ổn định trong ống thẳng),
N/m2
.
Pm =
2
.
.
2


tdd
L
, [14]
Trong đó:
- hệ số ma sát.
L- chiều dài ống dẫn (ống đẩy), m, L = 8 m.
- khối lượng riêng của nước thải, Kg/m3
,  = 997,08 Kg/m3
, [14]
- tốc độ của lưu thể, m/s,  = 2 m/s.
dtđ – đường kính tương đương, m, dtđ = D = 0,036 m.
 Xét 3
997.08 0.036 2
Re
0.8937 10
tđd 
 
   
 

= 89254 > 4000 suy ra chất lỏng
chảy trong ống dẫn ở chế độ chảy xoáy, do đó:
0.9 0.9 4
1 6.81 6.81 1.75 10
2 lg 2 lg
Re 3.7 89254 3.7
       
             
         
,
Trong đó:
λ- Hệ số ma sát.
- Độ nhám tương đối,
tđd

 .
 - Độ nhám tuyệt đối,  = 0.007mm (đối với ống nhựa)
=>
0,007
36tđd

   = 1,9410-4
Do đó:
0.9 4
1 6.81 1,94 10
2 lg
89254 3.7
  
     
   
,

125
Suy ra  = 0,019.
Pm =
2
8,5 997.08 2
0.019
0.036 2

  = 10273 N/m2
.
PH– Áp suất cần thiết để nâng chất lỏng lên cao hoặc để khắc phục áp suất thuỷ
tĩnh, N/m2
.
HgPH   , N/m2
, [14]
Trong đó:
- khối lượng riêng của chất lỏng cần bơm, Kg/m3
,  = 997.08 kg/m3
.
g- gia tốc trọng trường, m/s2
, g = 9.81 m/s2
.
H- chiều cao nâng chất lỏng hoặc cột chất lỏng, m, H = 7,5 m.
 997,08 9,81 7,5HP    = 73360 N/m2
.
Pt– áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong thiết bị, N/m2
, Pt = 0.
Pk– áp suất cần thiết ở cuối ống dẫn, N/m2
, Pk = P1 – P2.
P1 - áp suất ở hố gom, N/m2
, P1 = Pa (vì hố gom hở).
P2 -áp suất ở bể điều hoà, N/m2
, P2 = Pa (vì bể hở).
Pk = 0.
Pc– áp suất cần thiết để thắng trở lực cục bộ.
2
2



 cP , N/m2
, [14]
Trong đó:
- hệ số trở lực cục bộ.
- khối lượng riêng của nước thải, Kg/m3
,  = 997.08 kg/m3
.
- tốc độ của lưu thể, m/s,  = 2 m/s.
Tại góc cua 900
ta dùng khuỷu 900
do 3 khuỷu 300
tạo thành. Vì Re = 89254 <
2105
nên bỏ qua trở lực.
Dùng 1 van điều chỉnh lưu lượng (van bướm) có α = 200
và dùng loại ống tròn nên
= 1.54 [14].

126

2
2 997.08
1,54
2
cP

   = 3071 N/m2
.
Nên tổn thất áp suất toàn phần là: P = 1994 + 8946 + 73360 + 3071 = 87371 N/m2
.
* Năng suất của bơm:
Do đó: Công suất yêu cầu của trục bơm:
3
2,08.10 87371
0,260
1000 1000 0.7
Q P
N


 
  
 
KW
Công suất động cơ điện:
0,260
0.97 0.95
dc
tr dc
N
N
 
 
 
= 0,282 KW.
tr :Hiệu suất truyền động tr = 0,85
đc :Hiệu suất động cơ điện đc = 0,9
Công suất động cơ điện có tính đến hệ số dự trữ:
dc
c
dc NN 
Vì Ndc = 0,282 KW < 1 nên tra bảng II.33 trang 440 [14] ta có  = 2, do đó:
2 0,282c
dcN   = 0,564 KW.
Vậy chọn bơm có công suất 0,6 KW.
2. Đối với dòng nước thải Ni:
785.0
V
, [14].
Trong đó:
/s, V = Q = 1,74.10-3
m3
/s.

3
1,74.10
0.033
0.785 2
D

 

m = 33 mm.
D = 0,033 m.

127
Lưu lượng dòng thải nhỏ hơn dòng Cr nên tính toán tương tự dòng Cr:
Với L = 8,5m; dtđ = D = 0,033m => Re = 73635; Pm = 10273 N/m2
; P = 88698
N/m2
Lưu lượng dòng là 1,74.10-3
m3
/s => N = 0,220 KW;
c
dcN = 0,479 KW
Ta chọn bơm có công suất: 0,5 KW
3. Đối với dòng nước thải đồng:
785.0
V
, [14].
Trong đó:
/s, V = Q = 1,39.10-3
m3
/s.

3
1,39.10
0.030
0.785 2
D

 

m = 30 mm.
D = 0,030 m.
Với L = 9m; dtđ = D = 0,033m => Re = 73635; Pm = 73360 N/m2
; P = 89725
N/m2
m3
/s => N = 0,178 KW;
c
dcN = 0,386 KW
4. Đối với dòng nước thải Zn:
785.0
V
, [14].
Trong đó:
/s, V = Q = 1,74.10-3
m3
/s.

128

3
1,74.10
0.033
0.785 2
D

 

m = 33 mm.
D = 0,033 m.
Với L = 9,5m; dtđ = D = 0,033m => Re = 73635; Pm = 10273 N/m2
; P = 88698
N/m2
m3
/s => N = 0,220 KW;
c
dcN = 0,479 KW
8. Máy nén khí
Lưu lượng không khí cần cấp cho bể điều hòa theo nguyên tắc xáo trộn là:
Q = n.qkk.L [13]
Với Q – Lưu lượng không khí cần cấp
n – Số ống phân phối khí
qkk – Cường độ thổi khí cho 1m chiều dài; qkk = 3 – 5m3
/m.h
=>chọn qkk = 5m3
/m.h
L – Chiều dài bể điều hòa
Thay số ta có Q = 2.5.9,2 = 92 (m3
/h) (4 bể điều hòa với chiều dài 2,3m => chiều
dài tổng: 4.2,3 (m)) => Chọn máy nén khí có năng suất 140m3
/h (gấp rưỡi lưu
lượng khí cần cung cấp). Áp suất tuyệt đối đầu vào và đầu ra của máy nén khí là p1
= 1at, p2 = 1,5 at => Công suất lý thuyết của máy nén khí là:
.
1000
lt
G L
N  [14]
Với G: Công suất của máy nén khí (kg/s)
L: công nén 1kg không khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt (tra bảng
II.49/Tr465 - Sổ tay quá trình công nghệ và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1 – NXB
KHKT 2000)
Ta lấy nhiệt độ của không khí ở đầu vào là 250
C với áp suất 1 at

129
Vậy với công suất máy nén khí là 140m3
/h thì công suất lý thuyết của máy nén khí
là:
. . . 140.1136.56.1000
2474 2,474
1000 1000 3600.1000
lt
G L Q d L
N W kW    
(d = 1136 kg/m3
: khối lượng riêng của không khí ẩm trong phòng ở áp suất 1 at và
250
C – Tra theo bảng I.10/tr15 – Sổ tay các quá trình công nghệ và thiết bị công
nghệ hóa chất tập I – NXB KHKT 2000)
Công suất thực tế của máy nén đoạn nhiệt:
2,474
3,093( )
0,8
lt
tt
dc
N
N kW

  
(ηdc : hiệu suất cơ khí của máy nén, với máy nén li tâm ηdc = 0,8 – 0,9 => Chọn ηdc
= 0,8).
Công suất của động cơ điện là .
. .
tt
lt
ck tt dc
N
N 
  

β: Hệ số dự trữ thường từ 1,1 – 1,15 => Chọn β = 1,1
ηck, ηtt, ηđc: hiệu suất cơ khí, hiệu suất truyền động, hiệu suất động cơ điện
=> Với máy nén li tâm ηck = 0,96 – 0,98; ηtt = 0,96 – 0,99; ηdc = 0,95
3,093
. 1,1. 3,89( )
. . 0,96.0,96.0,95
tt
lt
ck tt dc
N
N kW
  
  
Vậy ta chọn 2 máy nén khí li tâm có QB1 = 140 m3
/h, NB1 = 4 kW.Hai bơm này hoạt
động luân phiên.
9. Bơm bùn:
Muốn ép được bùn thải ta cần có bơm bùn để vận chuyển bùn từ bể lắng sang bể
chứa sau đó sang máy ép bùn. Lượng bùn thải hút từ có V = 1 – 1,5 m3
mỗi lần hút.
Lượng bùn thải này không nhiều và máy ép bùn hoạt động gián đoạn theo chu kì
hoạt động đã tính, ta không tính bơm bùn mà lựa chọn loại có khả năng chịu được
kiềm, năng suất Q = 2m3
/h, công suất N = 3 kW, số lượng 1.
10.Bể chứa bùn
Lượng bùn sau chu kỳ lắng là 0,34 (m3
)

130
Thể tích bể chứa bùn được tính theo công thức:
tQV  , m3
.
Chọn t = 1 chính là 1lần bơm cặn từ bể lắng.
Bùn được chứa sang bể, diện tích bể hình chữ nhật, giữa bể hình tròn có răng cưa
phân phối nước đồng thời tránh hiện tượng sục bùn lên tiếp giáp, thể tích bể là 6,35
m3
Vậy: Kích thước bể chứa bùn:
+ Chiều dài bể 1,75m
+ Chiều rộng bể 1,6m
+ Chiều cao bể 2,3m
+ Chiều cao bảo vệ 0,2 m
Kích thước xây dựng: Vxd = 1,6 x 1,75 x 2,5 = 7 (m3
)
Kích thước trụ tròn chứa bùn ở giữa để xả bùn từ bể lắng vào là: R = 0,5m; H =
2,5m
Được bố trí 1 ống để nước chảy tràn sang bể trung hòa và ống bơm bùn sang máy
lọc ép khung bản.
11.Thiết bị ép bùn[14]
 Nhiệm vụ:
Tách nước trong bùn thải, tách lượng bùn tạo ra trong quá trình xử lý là lượng bùn
ra ở bể lắng đứng.
Bùn có thể làm khô bằng phương pháp như dùng sân phơi bùn hoặc các máy lọc
như lọc băng tải, máy lọc tấm, máy lọc thùng quay, hoặc máy lọc ép. Làm khô bùn
bằng sân phơi bùn có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, chi phí thấp nhưng nhược điểm
là phải phụ thuộc vào thời tiết (nếu không có mái che) tốn nhiều công nhân vận
hành. Ở đây sử dụng máy lọc ép để xử lý bùn.
Thiết bị ép cặn ta lựa chọn ở đây là thiết bị lọc ép khung bản.
 Cấu tạo của máy lọc ép khung bản: [17]

131
Hình 4.8: Thiết bị lọc ép khung bản
Cấu tạo thiết bị lọc ép khung bản được mô tả như hình trên gồm 1 dãy khung bản
ghép xen kẽ nhau. Khung rỗng được nối thông với ống dẫn cặn (1). Bản đặc hai mặt
xẻ rãnh được nối thông với ống nước rửa (2) và ống thoát nước (3). Trên khung và
bản có tay vịn để tựa lên 2 thanh nằm ngang khi lắp. Giữa khung và bản có vải lọc.
 Nguyên lý hoạt động:
Cặn được bơm đẩy vào ống dẫn (1) rồi được đưa vào các khung. Nước thấm qua vải
lọc sang một mặt của bản và rãnh thoát theo vòi (3) ra ngoài.
Khi cặn đã chứa đầy khung, tốc độ lọc chậm lại, người ta ngừng cung cấp cặn để
tiến hành rửa bã. Trong quá trình rửa bã, nước rửa đi theo ống (2) phân phối vào 2
mặt của bảng (khi đó cách 1 vòi khóa 1 vòi), ngấm qua lớp bã trong khung, sang

132
bản bên cạnh và thoát ra ngoài theo vòi thoát. Khi đã rửa xong bã người ta tháo
khung và bản ra để xả cặn.
Máy lọc ép khung bản có ưu điểm là bề mặt lọc rất lớn, động lực của quá trình lớn
nên hiệu suất cũng lớn, kiểm tra được quá trình làm việc và dễ thay vải lọc.
Tuy nhiên nhược điểm của thiết bị này là công việc tháo bã thực hiện thủ công bằng
tay nên nặng nhọc, quy trình rửa bã chưa hoàn hảo và vải lọc nhanh bị bào mòn.
Lượng bùn ép thu được sẽ được lưu giữ trong kho chứa bùn của nhà máy. Lượng
bùn này sẽ được xử lý để tận thu kim loại chứa trong nước thải. Nước thải sau khi
ép bùn sẽ được dẫn trở lại bể trung hòa để trung hòa trước khi thải.
Máy lọc ép khung bản có thể mua sẵn trên thị trường do đó ta không tính toán mà sẽ
dựa vào catalog của nhà sản xuất mà lựa chọn cho phù hợp
=> Ngoài những thiết bị chính và các thiết bị phụ như bơm, máy nén khí, thùng
chứa thiết bị thì còn nhiều thiết bị phụ khác như bơm định lượng, ống, rãnh thoát
nước thải, phòng thí nghiệm..vv. Nhưng trong khuôn khổ đồ án ta chỉ tính và lựa
chọn sơ bộ các thiết bị như trên.

Luận văn: Công nghệ cải tạo xử lý nước thải nhà máy Spindex, 9đ

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (19)

Similar to Luận văn: Công nghệ cải tạo xử lý nước thải nhà máy Spindex, 9đ

Similar to Luận văn: Công nghệ cải tạo xử lý nước thải nhà máy Spindex, 9đ (20)

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (19)

Luận văn: Công nghệ cải tạo xử lý nước thải nhà máy Spindex, 9đ