Với tốc độ đô thị hóa tăng tốc, quy mô của các nhà máy xử lý nước thải không ngừng được mở rộng và vấn đề khí có mùi phát sinh trong quá trình xử lý nước thải ngày càng trở nên nổi bật. Khí gây mùi không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân nhà máy mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng cuộc sống của cư dân xung quanh. Vì vậy, việc thiết kế khoa học và hợp lý hệ thống kiểm soát mùi của nhà máy xử lý nước thải đã trở thành một phần không thể thiếu và quan trọng trong kỹ thuật bảo vệ môi trường. Bài viết này, kết hợp các thông số kỹ thuật thiết kế kỹ thuật và dữ liệu trường hợp, giới thiệu một cách có hệ thống các điểm thiết kế của hệ thống kiểm soát mùi của nhà máy xử lý nước thải để các chuyên gia xử lý nước tham khảo.
I. Thu gom khí mùi
Việc xử lý khí có mùi bắt đầu bằng việc thu gom hiệu quả. Theo thông số kỹ thuật thiết kế, các nhà máy xử lý nước thải thường sử dụng vòng hút-đóng áp suất âm để thu gom khí mùi nhằm ngăn chặn sự khuếch tán của khí có mùi. Các phương pháp thu thập phổ biến như sau:
1. Vỏ bọc kín
Nắp hoặc mũ trùm kín được lắp đặt tại các cơ sở dễ phát sinh mùi, chẳng hạn như bể lắng sơ cấp, bể cô đặc và các công trình xử lý bùn, để ngăn chặn khí thoát ra ngoài.
2. Bộ sưu tập được bản địa hóa
Đối với các vị trí như phòng bơm đầu vào và phòng sàng lọc quầy bar, hệ thống thông gió xả cục bộ thường được sử dụng để thu gom khí, cân bằng hoạt động và bảo trì với hiệu quả về chi phí.
3. Điều phối hệ thống cấp khí
Ở những khu vực có nhân viên thường xuyên di chuyển, cần có hệ thống cung cấp không khí hoặc không khí bổ sung để duy trì sự ổn định của việc thu khí.
Về vật liệu dùng làm vỏ bọc, các vật liệu chống ăn mòn-như sợi thủy tinh, tấm thép và UPVC thường được sử dụng. Thiết kế nên xem xét cả sức mạnh kết cấu và độ bền. Ví dụ: vỏ bằng sợi thủy tinh có trọng lượng nhẹ và độ bền-cao, phù hợp với kết cấu nhịp nhỏ đến trung bình; trong khi các thùng có nhịp lớn yêu cầu sự kết hợp giữa kết cấu thép và lớp phủ chống ăn mòn-.
II. Tính toán khối lượng mùi
Sau khi thu gom khí mùi, quy mô của hệ thống khử mùi cần được xác định thông qua tính toán thể tích không khí hợp lý. Theo thông số kỹ thuật, thể tích không khí có mùi được tính theo công thức sau.
Trong đó: Q là thể tích không khí có mùi được hệ thống khử mùi thu vào, m³/h; Q1 là thể tích không khí cơ bản thu được trong kết cấu kín, m³/h; Q2 là thể tích không khí bổ sung cần thiết cho thông gió trong nhà, m³/h; Q3 là lượng không khí rò rỉ và dư thừa của hệ thống đường ống, m³/h, thường được lấy bằng 10% của (Q1 + Q2).
Các giá trị thể tích thông gió cho công trình và thông gió trong nhà được xác định theo các phương pháp sau:
(1) Thể tích không khí có mùi của giếng hút bơm đầu vào và bể lắng được tính toán dựa trên 10 m³/(m²h) trên một đơn vị diện tích nước, tăng lượng thông gió không gian lên 1 ~ 2 lần/h.
(2) Lưới, băng tải xỉ, máy loại bỏ cát, băng tải lắng và phễu xỉ phải được trang bị nắp đậy. Thể tích không khí khử mùi được tính bằng (0,5 × thể tích R của nắp, thông gió 7 lần/h) hoặc vận tốc không khí khi mở nắp là 0,6 m/s.
(3) Thể tích không khí tạo mùi cho bể lắng sơ cấp được tính ở mức 2 m³/(m2h) trên một đơn vị diện tích nước, có thêm 1-2 lần thay đổi không khí mỗi giờ.
(4) Thể tích không khí tạo mùi cho bể cô đặc bùn được tính ở mức 3 m³/(m2h) trên một đơn vị diện tích nước, với tần suất thay đổi không khí bổ sung là 1-2 lần/giờ.
(5) Bể hiếu khí thường không cần khử mùi. Nếu cần khử mùi, thể tích không khí có mùi được tính bằng 110% tốc độ sục khí.
(6) Thiết bị khép kín được tính toán dựa trên 6-8 lần thay đổi không khí mỗi giờ trên thể tích không gian kín.
(7) Mũ trùm máy bán kín được tính toán dựa trên tốc độ không khí 0,6 m/s khi mở mui.
(8) Máy ép lọc đai (bao gồm buồng cách ly có lối đi bảo trì) được tính toán dựa trên tốc độ thay đổi không khí 7 lần thay đổi không khí mỗi giờ. Thể tích không khí khử mùi Q(m³/h)=0.5 × thể tích buồng cách ly R(m³) × 7 lần thay đổi không khí mỗi giờ. Lý tưởng nhất là mỗi buồng máy nên có 4 cửa hút gió. (9) Máy ly tâm khử nước, ép lọc đai (chỉ khi có nắp đậy thân máy): Thể tích khí khử mùi Q (m³/h)=0.5 × thể tích vỏ R (m³) × 2 lần/h. Mỗi nắp lý tưởng nên có 4 cửa hút gió.
(10) Bộ lọc áp suất, bộ lọc chân không: Khi lắp nắp, thể tích không khí khử mùi Q (m³/h)=0.5 × thể tích nắp R (m³) × 7 lần/h. Mỗi nắp lý tưởng nhất phải có ít nhất 4 cửa hút gió.
III. Thiết kế đường ống và vận tốc không khí
Khí mùi thu được sẽ được vận chuyển đến thiết bị khử mùi thông qua đường ống. Những điểm sau đây cần được lưu ý trong thiết kế:
(1) Vận tốc ống chính: cần được kiểm soát ở mức 5 ~ 10 m/s;
(2) Vận tốc ống nhánh: cần được kiểm soát ở mức 3 ~ 5 m/s;
(3) Sức cản cục bộ: nên tránh những khúc cua sắc nét, bố trí đường ống phải trơn tru và khoảng cách vận chuyển phải được rút ngắn càng nhiều càng tốt;
(4) Đường ống phải duy trì độ dốc thích hợp, thường là 0,002 ~ 0,005;
(5) Nên lắp đặt cửa xả nước ngưng ở điểm thấp nhất của ống dẫn;
(6) Khoảng cách giữa thành ngoài của ống và tường không được nhỏ hơn 150 ~ 200 mm; khoảng cách giữa ống và dầm, cột, thiết bị có thể giảm 50 mm so với khoảng cách với tường nhưng không được lắp đặt mối hàn tại vị trí này; khi hai ống được bố trí song song, khoảng cách giữa các mặt ngoài của ống không được nhỏ hơn 150 ~ 200 mm. Các đường ống không được đi qua động cơ, bảng phân phối hoặc bảng thiết bị và không được cản trở hoạt động và bảo trì thiết bị, đường ống, van và hố ga; chúng không được cản trở hoạt động của cần cẩu;
(7) Khi đặt ống ở trên cao ngang qua lối đi dành cho người đi bộ thì khoảng trống không nhỏ hơn 2,0 m (khoảng cách từ đáy ống đến mặt đất); khi băng qua đường, chúng không được ảnh hưởng đến việc tiếp cận thiết bị và phải tuân thủ các quy định phòng cháy chữa cháy quốc gia hiện hành. Xét về chiều cao của xe chữa cháy, khoảng sáng gầm xe không được nhỏ hơn 4,5 m; khoảng cách giữa các trụ đỡ ống và mặt đường không được nhỏ hơn 2,0 m.
Tóm tắt: Thiết kế hệ thống khử mùi trong nhà máy xử lý nước thải là một dự án có tính toàn diện cao liên quan đến nhiều lĩnh vực như động lực học khí, kỹ thuật môi trường và khoa học vật liệu. Thông qua tính toán luồng không khí khoa học và hợp lý, thiết kế đường ống tối ưu và quy trình khử mùi hiệu quả, việc phát thải khí có mùi có thể được giảm thiểu một cách hiệu quả, cải thiện chất lượng môi trường của khu vực nhà máy và khu vực xung quanh. Về lâu dài, hệ thống khử mùi không chỉ là “yêu cầu bảo vệ môi trường” mà còn là biểu hiện quan trọng của trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp. Với nhận thức của cộng đồng ngày càng cao về bảo vệ môi trường, các hệ thống khử mùi trong các nhà máy xử lý nước thải trong tương lai chắc chắn sẽ trở nên thông minh và xanh hơn, góp phần xây dựng những thành phố xinh đẹp.