1 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nhận và làm đồ án chuyên nghành, với sự hướng dẫn tận tình, sự truyền đạt hiệu quả của cô giáo Trần Thị Phương và nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này Trong quá trình làm đồ án với sự học hỏi và làm việc nghiêm túc của bản thân, yêu cầu tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Tằng lỏng Huyện Bảo Thắng Tỉnh Lào Cai với năng suất 3000m3ngày đêm đã được thực hiện một cách đầy đủ Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế và khả năng t.
LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nhận làm đồ án chuyên nghành, với hướng dẫn tận tình, truyền đạt hiệu cô giáo Trần Thị Phương nỗ lực thân em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án với học hỏi làm việc nghiêm túc thân, u cầu tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Tằng lỏng- Huyện Bảo Thắng- Tỉnh Lào Cai với suất 3000m3/ngày đêm thực cách đầy đủ Tuy nhiên trình độ cịn hạn chế khả thực tế không cao nên không tránh khỏi thiết xót q trình thiết kế Qua đồ án giúp em hiểu nhiều kiến thức thầy, truyền đạt q trình học tập, nâng cao khả tư tìm cho cách tìm hiểu, tham khảo tài liệu hữu ích, nhiện vụ cán làm kỹ thuật Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Công nghệ môi trường, em xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Phương giáo viên hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Phú Thọ, tháng năm 2017 Sinh viên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC VIẾT TẮT…………………………………………………….6 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nội dung đề tài Phương pháp thực Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học Cấu trúc đồ án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP TẰNG LOỎNG HUYÊN BẢO THẮNG – TỈNH LÀO CAI 10 1.1.Giới thiệu chung kcn Tằng Loỏng 10 1.1.1 Tên dự án: 10 1.1.2 Chủ dự án: Sở Kế hoạch Đầu tư tỉnh Lào Cai 10 1.1.3 Vị trí địa lý dự án 10 1.1.4 Nội dung chủ yếu dự án (phương án lựa chọn) 11 1.1.4.1 Mục đích phạm vi hoạt động dự án: 11 1.1.4.2 Các lợi ích Kinh tế - Xã hội dự án: 14 1.2 Điều kiện tự nhiên 14 1.2.1 Điều kiện địa lý, địa chất 14 1.2.1.1 Vị trí địa lý 14 1.2.1.2 Đặc điểm địa hình 15 1.2.1.3 Đặc điểm địa chất cơng trình 15 1.2.2 Điều kiện khí hậu, khí tượng 15 1.2.3 Điều kiện thủy văn 19 CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP 20 2.1.Phương pháp học 20 2.1.1.Song chắn rác lưới lọc rác 20 2.1.2.Lắng Cát 20 2.1.3.Bể Vớt Dầu Mỡ 20 2.1.4.Lọc Cơ Học 21 2.2 Phương pháp hóa lý 21 2.2.1 Keo Tụ 21 2.2.2 Hấp Phụ 22 2.3 Phương pháp hóa học 22 2.3.1 Phương Pháp Trung Hòa 22 2.3.2 Phương pháp oxy hóa khử 22 2.3.3 Phương Pháp Điện Hoá Học 23 2.4 Phương pháp sinh học 23 2.4.1 Công nghệ sinh học hiếu khí 24 2.4.1.1 Cơng nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank) 24 2.4.1.2 Công nghệ xử lý sinh học dạng mẻ (SBR) 26 2.4.1.3 Cơng nghệ sinh học tăng trưởng dính bám 28 2.4.1.4 Công nghệ lọc sinh học (Trickling Filter) 29 2.4.2 Cơng nghệ sinh học kỵ khí 30 2.4.2.2 Công nghệ sinh học kỵ khí UASB 32 CHƯƠNG PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 34 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý 34 3.2 Nguồn gốc nước thải 34 3.2.1 Nguồn Phát Sinh 34 3.2.2 Lưu Lượng Nước Thải 34 3.3 Phân tích lựa chọn cơng nghệ 34 3.4 Đề xuất quy trình cơng nghệ 37 3.5 So sánh hai công nghệ 42 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH MBR 44 4.1 Mức độ cần thiết xử lý thơng số tính tốn 44 4.1.1 Mức độ cần thiết xử lý 44 4.1.2.Xác định thơng số tính tốn 44 4.2.Tính tốn cơng trình MBR 45 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.Tọa độ điểm cắt góc khu vực dự án 10 Bảng 1.2 Danh sách doanh nghiệp xả thải thu gom xử lý giai đoạn 13 Bảng 2.1 Nhiệt độ trung bình tháng năm 16 Bảng 2.2 Độ ẩm tương đối trung bình tháng năm 17 Bảng 2.3 Tổng số nắng tháng năm 17 Bảng Lượng mưa trung bình tháng năm 18 Hình 2.5 Lượng bốc trung bình tháng 19 Bảng 2.6 Tổng lượng nước bốc tháng năm 19 Bảng3.1: Tiêu chuẩn nước thải đầu vào đầu trạm XLNT tập trung 35 Bảng 4.1 Bảng tóm tắt thơng số cho q trình thiếu khí/hiếu khí 46 Bảng 4.2 Bảng tóm tắt thơng số thiết kế bể hiếu khí 55 Bảng 4.3 Các thông số màng sử dụng 56 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ vị trí khu vực dự án 11 Hình 2.1 Nhiệt độ trung bình tháng 16 Hình 2.2 Độ ẩm trung bình tháng 16 Hình 2.3 Tổng số nắng năm 17 Hình 2.4 Biểu đồ thống kê cấp độ gió 18 Hình 2.5 Lượng mưa trung bình tháng 18 Hình 2.6 Lượng bốc trung bình tháng 19 Hình 2.7:Bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank 24 Hình 2.8:Quy trình xử lý nước thải SBR 26 Hình 2.9:Bể lọc sinh học Trickling Filter 29 Hình 210:Cấu tạo bể xử lý nước thải áp dụng công nghệ xử lý kỵ khí 31 Hình 2.11:Hệ thống UASB xử lý nước thải thủy sản GREE thực sau năm vận hành tốt 32 Hình 4.1: Màng lọc MBR 57 DANH MỤC VIẾT TẮT SS : Chất rắn lơ lửng BOD : Nhu cầu oxi sinh hóa COD : Nhu cầu oxi hóa học QCVN : Quy chuẩn Việt Nam DO : Oxy hoà tan MLSS : Hỗn dịch chất rắn lơ lửng MLVSS : Hỗn dịch chất rắn lơ lửng dễ bay SS : Chất rắn lơ lửng KCN : Khu công nghiệp MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hiện Việt Nam giai đoạn đổi mới, kinh tế chuyển phát chuyển mạnh mẽ Các khu cơng nghiệp, ngành công nghiệp, đơn vị sản xuất tranh đua phát triển, mở rộng sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu ngày tăng mặt người Cũng khu công nghiệp khác, khu công công nghiệp Tằng Loỏng với nhiều nhà máy sản xuất khác không ngừng phát triển Các ngành công nghiệp phát triển mạnh, sản xuất nhiều sản phẩm với chủng loại đa dạng khác xong nghuyên nhân lượng nước thải nhiều loại chất thải khác gia tăng không ngừng đe dọa ô nhiễm mơi trường nghiêm trọng cần kiểm sốt Các khu cơng nghiệp phát triển kinh tế nước ta ngày phát triển Sự đời KCN Tằng Loỏng thu hút hàng vạn lao động trực tiếp nhà máy tạo thêm công ăn việc làm cho hàng vạn lao động công trường xây dựng lao động gián tiếp cho dịch vụ khác Trong tương lai, KCN Tằng Loỏng không ngừng lớn mạnh kéo theo gia tăng vấn đề môi trường Tuy nhiên, tất KCN khác, vấn đề môi trường nảy sinh hoạt động KCN nỗi xúc quyền người dân nên cần giải Hoạt động KCN phát sinh khối lượng chất thải rắn lớn lượng nước thải với nồng độ chất ô nhiễm tương đối cao Do đó, việc đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung cho KCN Tằng Loỏng để đạt tiêu chuẩn cho phép trước xả vào hệ thống kênh, rạch thoát nước tự nhiên điều cấp thiết phải tiến hành đồng thời với trình hình thành hoạt động KCN nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho KCN tương lai bảo vệ sức khỏe cộng đồng Chính lý em chọn tiến hành thực đề tài “ Phân tích lựa chọn tính tốn thiết kế cụm cơng trình xử lý sinh học cho hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Tằng Loỏng ” Mục tiêu đề tài Dựa vào thành phần, tính chất nước thải, luận văn lựa chọn cơng nghệ, tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho KCN Tằng Loỏng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước thải gây ra, đạt quy chuẩn QCVN 24 - 2009 cột B trước thải nguồn tiếp nhận để bảo vệ môi trường sinh thái sức khỏe công đồng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Công nghệ xử lý nước thải cho KCN Tằng Loỏng Phạm vi nghiên cứu Đề tài giới hạn việc tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu Công Nghiệp Tằng Loỏng Nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất sở sản xuất sở sản xuất thuộc Khu Công Nghiệp Tằng Loỏng Nội dung đề tài Tổng quan ô nhiễm môi trường nước thải khu công nghiệp Tổng quan phương pháp xử lý nước thải khu công nghiệp “ Phân tích lựa chọn tính tốn thiết kế cụm cơng trình xử lý sinh học cho hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Tằng Loỏng ” Phương pháp thực Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập tài liệu khu công nghiệp, tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải số liệu cần thiết khác Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu cơng nghệ xử lý nước thải cho khu công nghiệp qua tài liệu chuyên ngành Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm cơng nghệ xử lý có đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp Phương pháp tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn cơng trình đơn vị hệ thống xử lý nước thải, dự tốn chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học Luận văn thực sở khảo sát tình hình thực tế đặc điểm, thành phần, tính chất nước thải KCN So sánh phương pháp xử lý nước thải thơng thường từ đề xuất cơng nghệ, thiết kế cơng trình đơn vị phù hợp với nước thải KCN Do vậy, kết nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học phù hợp với tình hình thực tế, số liệu đủ độ tin cậy Ý nghĩa thực tiễn Giải ô nhiễm môi trường nước thải tập trung KCN Tằng Loỏng áp dụng cho khu cơng nghiệp khác có thành phần, tính chất nước thải tương tự Cấu trúc đồ án Cấu trúc đồ án chia thành chương gồm: Phần mở đầu Chương Tổng quan Khu Công Nghiệp Tằng Loỏng - huyện Bảo Thắng – tỉnh Lào Cai Chương Tổng quan phương pháp xử lý nước thải khu cơng nghiệp Chương Phân tích lựa chọn đề xuất công nghệ xử lý phù hợp cho KVN Tằng Loỏng Chương Tính tốn thiết kế bể MBR Chương Kết luận – kiến nghị CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP TẰNG LOỎNG HUYÊN BẢO THẮNG – TỈNH LÀO CAI 1.1.Giới thiệu chung kcn Tằng Loỏng 1.1.1 Tên dự án: Xây dựng hệ thống xử lý nước thải Khu công nghiệp Tằng Loỏng huyện Bảo Thắng - tỉnh Lào Cai (Giai đoạn 1- Công suất: 3.000 m3/ngày đêm) 1.1.2 Chủ dự án: Sở Kế hoạch Đầu tư tỉnh Lào Cai Đại diện chủ đầu tư: Ban Quản lý Dự án ODA tỉnh Lào Cai - Địa chỉ: Đại lộ Trần Hưng Đạo, phường Nam Cường, TP Lào Cai - Điện thoại: 0203.849.655 - Fax: 0203.849.655 - Người đại diện: Ông Phan Trung Bá - Chức vụ: Trưởng ban 1.1.3 Vị trí địa lý dự án Nhà máy xử lý nước thải KCN Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai xây dựng thị trấn Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai Ranh giới khu vực dự án xác định sau: Khu Công nghiệp Tằng Loỏng nằm phía Nam tỉnh Lào Cai, cách trung tâm thành phố Lào Cai khoảng 35 km - Phía Bắc giáp thôn Bản Mường, xã Xuân Giao, huyện Bảo Thắng - Phía Đơng giáp thơn Khe Khoang thơn Khe Chom, thị trấn Tằng Loỏng - Phía Tây giáp thôn Tằng Loỏng 2, thôn Cống Bản, thị trấn Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng - Phía Nam giáp thôn Phú Hà, xã Phú nhuận, huyện Bảo Thắng Đường vào dự án tuyến đường nội KCN Tằng Lỏong vào Nhà máy xử lý nước thải Khu vực Dự án có toạ độ điểm cắt góc với khu vực xung quanh sau: Bảng 1.1.Tọa độ điểm cắt góc khu vực dự án A B C D 10 E F Q tb s Qh 125 = = = 34,7 l / s 3.6 3.6 tb Lưu lượng lớn nhất: Chọn hệ số khơng điều hịa, cao điểm: kmax = 1,6 Q hmax = 125 × 1,6 = 200 m3/h Lưu lượng giây lớn nhất: Qsmax = KQstb = 0,0347 x 1,6 = 0,055 m3/s 4.2.Tính tốn cơng trình MBR Tính tốn: - Q Trình Thiếu Khí/Hiếu khí Các thơng số thiết kế bể hiếu khí sau (bảng 11-25 trang729-Metcalf & Eddy): - Thời gian lưu bùn (SRT) c = ÷ 25 ngày - Thời gian lưu nước (HRT) Aerobic zone = ÷ Anaerobic zone = 0,5 ÷ 1,5 Tỉ số F/M = 0,2 ÷ 0,7 ngày-1 Tải trọng thể tích L = 0,8 ÷ 1,92 kgBOD5/m3.ngày Nồng độ MLSS > 8000mg/l % bùn hoạt tính tuần hồn = 25 ÷ 40% Tỷ số BOD5 : BODL = 0,625 Hàm lượng bùn đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0,8% khối lượng riêng 1,008 kg/l Tính nồng độ BOD hịa tan nước thải đầu Nồng độ cặn hữu bị phân hủy: BS = b x SSra x 0,6 = 100mg / l = 60mg / l - - Lượng cặn hữu tính dựa vào phương trình C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + H2O + NH3 + E 45 Bảng 4.1 Bảng tóm tắt thơng số cho q trình thiếu khí/hiếu khí Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Các giá trị thông số thiết kế Lưu lượng nớc vào bể ngày Q m3/ngày 3000 SSvào C0 mg/l 114 SSra C mg/l 100 BODvào S0 mg/l 128,25 BODra S mg/l 50 Lượng bùn hoạt tính nước vào X0 mg/l Nhiệt độ nước thải tnƣớc 0C 25 Nhiệt độ môi trường xung quanh Tkktb 0C 25 Lượng cặn hữu (BS)/SSra b 0,6 Lượng cặn bay (VSS)/SSra a 0,8 Các thông số vận hành Nồng độ cặn lơ lửng tuần hoàn lại bể Xr (VSS) 46 mg/l 12.000 Nồng độ sinh khối trì X (VSS) mg/l 8000 bể Tỷ số MLVSS : MLSS c 0,75 Các giá trị thông số động học Hệ số sản lượng bùn Y mgVSS/mgBOD 0,8 Hệ số phân huỷ nội bào Kd ngày-1 0,097 Dựa vào phương trình lượng BOD cần 1,42 lần lượng tế bào Do lượng BODL chất rắn có khả phân hủy sinh học đầu BODL = 601,42mgO2 = 85,2mg / l Lượng BOD5 chứa cặn lơ lửng đầu 85,2 0,625 = 53,25mg / l Lượng BOD5 hồ tan cịn lại nước khỏi bể lắng: BOD5ht = 60 mg/l – 53,25 mg/l = 6,75mg/l - Xác định hiệu xử lý E Tính theo BOD5 hịa tan: E= S0 − St 128,25 − 6,75 x100 = x100 = 94,7% S0 128,25 Tính theo BOD5 tổng cộng: E= - S0 − St 128,25 − 50 x100 = x100 = 61% S0 128,25 Xác định thể tích bể hiếu khí Thể tích bể hiếu khí tính theo cơng thức sau: 47 V= Qtb,ngàyxYx c x(S − S ) Xx (1 + K d x c ) = 3000 x0,8 x12 x(128,25 − 6,75) = 202,1m 8000 x(1 + 0,097 x12) Trong - c: thời gian lưu bùn, ngày Chọn c = 12 ngày Y: hệ số sản lượng bùn, mgVSS/mgBOD Chọn Y = 0,8 mgVSS/mgBOD X: nồng độ chất lơ lửng dễ bay bùn hoạt tính đƣợc trì bể Chọn X = 8000mg/l Kd: hệ số phân hủy nội bào, ngày-1 Kd = 0,08 x 1,04(25 – 20) = 0,097 ngày-1 Chọn chiều cao hữu ích bể hiếu khí 4m, chiều cao bảo vệ 0,5m Bể thiết kế theo dạng hình hộp chữ nhật, diện tích mặt bể hiếu khí - Atk = = =50,5m2 Chọn chiều rộng bể 6m → chiều dài bể 9,4m Xác định tỉ số tuần hoàn = X 8000 = =2 X r − X 12000 − 8000 Tính tốn lượng bùn dư cần phải xả bỏ ngày Tốc độ tăng trưởng bùn: Yt = Y + c xK d = 0,8 = 0,37 + 12 x0,097 Lượng sinh khối gia tăng ngayftinhs theo MLVSS P= Yt xQx(S − S ) 0,37 x3000 x(128,25 − 6,75) = 134,8kgVSS / ngày 1000 1000 Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLVSS = 0,75 -> Px(ss) = = = 179,7 kg VSS/ngày Giả sử bùn dư xả bỏ từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn, Qra = Q hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay (VSS) bùn đầu chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) Khi lưu lượng bùn dư thải bỏ tính toán 48 Qc = VxX − Qe xX e x c 202,1x8000 − 3000 x80 x12 = = 1,23m / ngày Xx c 12000 x12 Trong - c: thời gian lưu bùn, c = 12 ngày - Qw: lưu lượng bùn thải bỏ Qe: lưu lượng nước xử lý, Qe = 3000m3/ng.đ V: thể tích bể hiếu khí, V = 202,1m3 X: nồng độ bùn hoạt tính trì bể hiếu khí (tính theo VSS), X = 8000mg/l Xr = nồng độ chất rắn bay có bùn hoạt tính tuần hồn lại bể, Xr = 12000mg/l Xe = nồng độ chất rắn bay (VSS) có bùn hoạt tính (SS) nước khỏi bể lắng II, Xe = 0,8 x 50 = 40mg/l - Kiểm tra tỷ số F/M - S F 128,25 = = = 0,2kgBOD / kgVSS ngày M xX 0,083x8000 Trong - S0: BOD5 đầu vào, S0 = 128,25mg/l - X: Hàm lượng VSS bể, X = 8000mg/l - : Thời gian lưu nước, = 2h = 0,083 ngày Tốc độ oxy hóa 1g bùn hoạt tính: = S − S 128,25 − 6,75 = = 0,2mgBOD5 / m ngày xX 0,083x8000 Tải trọng thể tích: L= S xQ 128,25 x3000 x10 −3 = = 1,90(kgBOD5 / m ngày V 202,1 Xác định tỷ số IR (internal recycle ratio): IR = NOx −1,0 − = 54,6 N e 10 Trong đó: 49 −1,0 − = 2,46 - NOx = TKN − Ne − 0,12 134,8103 P x Q = 54,6g / m3 = 70 − 10 − 0,12 tb,ngđ - Ne: nồng độ N-NH4 đầu ra, Ne = 10mg/l - : tỷ số tuần hoàn, = 3000 Lưu lượng nước thải vào bể thiếu khí: Q = IR × Qtb,ngđ + × Qtb,ngđ = 2,46 × 3000 + × 3000 = 13380m3/ngđ Xác định thể tích bể thiếu khí Chọn thời gian lưu nước 1,5h = 0,0625ngày Thể tích bể thiếu khí: Vtk = t × Qt, ngđ = 0,0625 × 3000 = 187,5m3 Bể hiếu khí AeT bể thiếu khí AnT thiết kế hợp khối (compact) với nhau, chiều cao hữu ích bể lấy chiều cao bể hiếu khí AeT : h = 4m Và chiều cao bể lấy theo AeT H = 4,5m Bể thiết kế theo dạng hình vng, diện tích mặt bể thiếu khí Akt = = =41,66 m2 Chọn cạnh bể hình vng có cạnh chiều rộng bể hiếu khí Ltk = Btk =6m Chọn thiết bị khuấy trộn bể thiếu khí Thể tích bể: 187,5m3 Chọn máy khuấy trộn chìm kiểu chong chóng cho bể thiếu khí có đặc điểm sau: Đường kính chân vịt D = 350mm Tốc độ quay n = 1000 phút-1 Công suất động N = 2,3kW Cụm bể thiếu khí hiếu khí chia thành hai đơn nguyên giống Mỗi đơn nguyên có kích thước: 50 Bể thiếu khí: 6m × 6m × 4,5m Bể hiếu khí: 9,4m × 6m × 4,5m Xác định lượng oxy cần cung cấp cho bể hiếu khí Lượng oxy lý thuyết cần cung cấp theo điều kiện chuẩn: OC0 = Q (S − S ) f −1,42Px Với f : hệ số chuyển đổi BOD5 BOD20, F= OC0 = = 0,625 3000 x(128,25 − 6,75) − 1,42 x197,7 = 328,02kgO2 0,625 Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể: OC2 = ( C s 20 1,024 (T −20) x xC SH − C d OCt = 328,02 x x ) −1 (1,024(25 – 20) x 0,8)-1 = 536,9 kgO2/ngày Trong đó: - Cd: lượng oxy hịa tan cần trì bể, C d = 1,5 ÷ 2mg/l Chọn Cd = 2mg/l - CS20 : Nồng độ bão hòa oxy nước 200C, CS20 = 9,17 mg/l - CSH : Nồng độ bão hòa oxy nước 250C, CSh = 8,22 mg/l - : hệ số điều chỉnh lượng oxi ngấm vào nước thải, = 0,6 ÷ 0,94 Chọn = 0,8 - : hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, = Tra phụ lục D, Unit operation processes in enviromental engineering Tính lượng khơng khí cần thiết để cung cấp vào bể: Qkk = OCt xf 539,9 x1,5 = = 25167,2m / ngày = 1048,6m / h −3 OU 32 x10 Trong đó: f : Hệ số an toàn Chọn f = 1,5 OCt: Lượng oxi thực tế cần sử dụng cho bể OCt = 394,8 kgO2/ngày 51 OU: cơng suất hịa tan oxy vào nước thải thiết bị phân phối OU tính theo cơng thức: OU = Ou × h = × = 32 gO2/m3 Với Ou = gO2/m3.m (Ou: lượng oxi hòa tan vào 1m3 nước thải thiết bị phân phối bọt khí nhỏ mịn chiều sâu 1m) - Tính tốn thiết bị phân phối khí Chọn đ a phân phối khí dạng đ a xốp đường kính 250mm Lưu lượng riêng phân phối khí đ a thổi khí = 150 – 200 l/phút, chọn = 185 l/phút =11,1m3/h Số đ a phân phối bể là: n= = = đĩa Số đ a phân phối bể 81 đ a Tính tốn đường ống dẫn khí Cách bố trí ống phân phối khí Ống phân phối từ máy thổi khí đặt theo chiều dài bể Từ ống chia thành ống nhánh dẫn khí đến bể Lưu lượng khí ống phân phối chính: Q = 1048,6m3/h = 0,29m3/s Vận tốc khí ống dẫn khí trì khoảng 15 ÷ 20m/s Chọn vkhí = 18m/s Đường kính ống dẫn khí chính: D= = = 0,14m Chọn ống dẫn khí làm sắt tráng kẽm Φ140 Chọn ống dẫn khí làm sắt tráng kẽm Φ140 Lưu lượng khí ống nhánh dẫn đến bể: Q = 0,29/9 = 0,03m3/s Đường kính ống dẫn khí nhánh: D= = = 0,05 m Chọn ống dẫn khí nhánh làm sắt tráng kẽm Φ50 Tính chọn máy thổi khí Tổng lượng khí cung cấp: Q =1048,6 /60 =17,47 m3/phút Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo cơng thức 52 H ht = H d + H c + H f + H Trong đó: - Hd : Tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài đường ống dẫn m Hc : Tổn thất cục điểm uốn, khúc quanh m ∑Hf : Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối khí, m, khơng 0,5 m H : Chiều sâu hữu ích bể, m, H = 4m Tổng tổn thất Hd Hc thường không 0,7 m Chọn Hd=0,6m Do áp lực cần thiết là: Hht = 0,6 + 0,4 + = mH2O = 0,5atm Chọn Hht = 0,5atm Cơng suất máy thổi khí tính theo cơng thức: GRT P2 Pm = 29,7 xnxe P1 , 283 − 1 Trong đó: Pm : Cơng suất yêu cầu máy nén khí, kW G : Khối lượng khơng khí mà hệ thống cung cấp đơn vị thời gian, kg/s G = Qkk kk = 17,47/60 m3 / s x 1,3kg / m3 =0,38 kg/s - R : Hằng số khí lý tưởng, R = 8,314 T : Nhiệt độ tuyệt đối khơng khí đầu vào, T = 25 + 273 = 298oK P1 : Áp suất tuyệt đối không khí đầu vào, atm P1 = 1atm P2 : Áp suất tuyệt đối khơng khí đầu ra, atm P = Hht +1 = 0,5 + = 1,5 atm n= K −1 = 0,283 K K : Hệ số khơng khí, K = 1,395 29,7 : Hệ số chuyển đổi e : Hiệu suất máy nén khí từ 0,7 – 0,8, chọn e = 0,8 Vậy cơng suất máy thổi khí: 53 0, 283 0,38 x8,314 x 298 1,5 Pm = x − 1 = 17 KW = 23,12 Hp 29,7 x0,283x0,8 Chọn máy thổi khí có cơng suất 15Kw hoạtđộng ln phiên Tính tốn đường ống dẫn nước Đường ống dẫn nước vào bể: Vận tốc ống tự chảy: v = 0,7 – m/s Chọn v = 0,7 m/s Đường kính ống dẫn nước: D= = = 0,251 m Chọn ống dẫn nước vào bể sinh học ống uPVC Φ250 Đường ống dẫn nước khỏi bể: Chọn vận tốc dòng chảy ống v = 0,7m/s Lưu lượng đầu bể hiếu khí: Q = 125 m3 / h Đường kính ống : D= = = 0,251m Chọn ống dẫn nước bể sinh học ống uPVC Φ250 - Tính đường ống bơm bùn tuần hồn Vận tốc bùn chảy ống điều kiện có bơm 1÷ 2m/s - Vận tốc bùn tuần hồn lại bể đƣợc chọn 2m/s - Lưu lượng bơm: Q = 3000m3/ngày = 125m3/h - Chọn vận tốc ống: v = 2m/s - Đường kính ống : - D= = = 0,148m Chọn đường ống dẫn bùn tuần hoàn uPVC Φ150 Chọn cột áp bơm H = 7m Công suất bơm bùn: N= xQxH 998,1x125 x7 = = 3KW = 4,1Hp 102 x 102 x0,8 x3600 Chọn bơm bùn tuần hồn có cơng suất 2,0 kW hoạt động luân phiên 54 Tính đường ống bơm bùn dư Lưu lượng bùn dư: Q = 1,23m3/ngày = 0,05 m3/h Ứng với nồng độ bùn hoạt tính bể hiếu khí X = 8000mg/l, nồng độ bùn hoạt tính bể lắng bùn X2 = 12000mg/l Lượng bùn dư bể lắng bùn 2,56m3/ngày, lượng bùn dư bể hiếu khí tính x 1,23 m3/ngày = 1,85 m3/ngày Chọn vận tốc ống dẫn bùn dư: v = 2m/s Đường kính ống dẫn bùn dư: D= = = 0,017m Chọn ống dẫn bùn dư uPVC Φ20 Chọn bơm bùn công suất 0,5 kW Bảng 4.2 Bảng tóm tắt thơng số thiết kế bể hiếu khí Các thơng số thiết kế Đơn vị Giá trị Chiều cao xây dựng H m 4,5 Chiều dài bể L m 9,4 Chiều rộng bể B m 6,0 Thể tích xây dựng m3 202,1 m 3/h 539,9 Lượng khơng khí cần cung cấp Loại màng áp dụng hệ thống loại HF hollow fiber Polyvinylidene Fluoride Màng xuất xứ từ Trung Quốc Các thơng số kỹ thuật màng trình bày bảng 4.17 Chọn modul màng MOTIMO_MBR40 gồm 20 màng xếp thành dãy 55 - Kích thước modul: LxWxH = 2200x1400x1700 Trọng lượng giá đỡ: 400kg Trọng lượng màng: 600kg Đường kính ống thu nước: uPVC Φ60 Lượng nước thu qua modul màng: – 14m3/h Bảng 4.3 Các thông số màng sử dụng Characteristics (đặc điểm) Contents Material (vật liệu) PVDF Type (loại màng) Hollow fibre FP-A4 Pore size (kích thước lỗ rỗng) 0.2 μm Surface Area (diện tích bề mặt) 25 m2 Flux (thơng lượng) 10 ÷ 20l/h.m2 Air to water ratio (tỉ lệ khí nước) 15:1 – 20:1 Kích thước màng 534 x 450 x 1523 56 Hình 4.1: Màng lọc MBR Lượng nước rửa ngược cho modul màng: Qr= Diện tích màng lọc x 2l/m2 + lượng nước qua ống thu nước x0,6 = 20 x 25 x2 x10 + x0,534 x = 7,0m / h Chọn bơm: Lưu lượng nước cần bơm 83,3 m3/h Độ cao cột áp: h = 5m Công suất bơm: N= QxxgxH 125 x1000 x9,81x5 = = 2,1kw = 2,9 Hp 1000 x 1000 x0,8 x3600 Trong đó: - Qtb, s : Lưu lượng nước thải, Q = 125m3/h H: chiều cao cột áp bơm, H = 5,0m : Khối lượng riêng nước thải, 1000 kg/m3 η : Hiệu suất bơm, (η = 0,6 – 0,9) Chọn η = 0,8 Chọn bơm nước công suất 2,0 Hp hoạt động luân phiên 57 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong tiến hành thực luận văn tốt nghiệp “ Tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải KCN Tằng Lỏng – huyện Bảo Thắng – tỉnh Lào Cai với cơng suất 3000m3/ngđ “ em có nhận xét sau: - Nước thải sau xử lý công ty trước thải nguồn tiếp nhận tái sử dụng đạt loại B QCVN 40/2011/ BTNMT Hệ thống bột giấy thu hồi để tái sản xuất Bùn thải xử lý triệt để trước mang xử lý - Mặt công ty rộng thuận lợi sản xuất xây dựng hệ thống xử lý nước thải quy mô - Xây dựng hệ thống xử lý nước thải hợp lý tình hình cơng ty Điều cho thấy KCN có quan tâm đến vấn đề môi trường Kiến nghị Sau khảo sát thực tế điển hình số KCN trình thực luận văn có số kiến nghị sau: - Cần phải có quan chuyên nghành có thẩm quyền, kiểm sốt chặt chẽ vấn đề phát thải nhà máy, khu công nghiệp - Nhà nước nên có sách khuyến khích đầu tư giảm thiểu ô nhiễm ngành công nghiệp có khả gây nhiễm mơi trường cao - Các nhà máy nên nghiên cứu, áp dụng kỹ thuật vào trình xử lý để nâng cao hiệu quả, giảm chi phí xử lý, đầu tư Đối với công ty: - Nên tiến hành nghiên cứu áp dụng sản xuất cho công ty nhằm nâng cao hiệu sản xuất, tiết kiệm nguyên vật liệu, lượng, hóa chất phần giảm ô nhiễm môi trường, nước thải - Cần trồng thêm xanh 58 - Thay đổi, nâng cấp trang thiết bị sản xuất phù hợp nhằm giảm ô nhiễm, tiết kiệm nguyên liệu - Tăng cường thêm nhân viên quản lý môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 ... địa lý Nhà máy xử lý nước thải KCN Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai xây dựng thị trấn Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai Ranh giới khu vực dự án xác định sau: Khu Công nghiệp Tằng. .. địa lý dự án Nhà máy xử lý nước thải KCN Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai xây dựng thị trấn Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai Ranh giới khu vực dự án xác định sau: Khu Công nghiệp. .. quan Khu Công Nghiệp Tằng Loỏng - huyện Bảo Thắng – tỉnh Lào Cai Chương Tổng quan phương pháp xử lý nước thải khu cơng nghiệp Chương Phân tích lựa chọn đề xuất công nghệ xử lý phù hợp cho KVN Tằng