luận văn xử lý nước thải nhà máy chế biến mũ cao su

Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu  ĐỒ ÁN Đề Tài: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MŨ CAO SU Trang 1 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề 7 1.2. Mục tiêu đồ án 8 1.3. Nội dung đồ án 8 1.4. Phương pháp đồ án 8 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 2.1. Sơ lược về công nghệ chế biến mủ cao su (mủ cốm) 9 2.1.1. Thành phần và cấu tạo của nguyên liệu 10 2.1.2. Quy trình chế biến mủ cao su 10 2.2. Thành phần và tính chất của nước thải chế biến mủ cao su 14 2.2.1. Thành phần nước thải 14 2.2.2. Tính chất đặc trưng của nước thải 14 2.3. Đánh giá về mức độ ô nhiễm môi trường của nhà máy chế biến cao su 16 2.3.1 Các nguồn gây ô nhiễm từ nhà máy 16 2.3.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm của nhà máy chế biến cao su 17 2.4. Các phương pháp xử lý nước thải 17 2.4.1. Phương pháp cơ học 19 2.4.2. Phương pháp hóa học và hóa lý 21 2.4.3. Phương pháp sinh học 22 Trang 2 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG 3.1. Thành phần nước thải đầu vào 25 3.2. Đề xuất phương án xử lý 25 3.2.1. Cơ sở để lựa chọn phương án xử lý 25 3.2.2. Sơ đồ công nghệ 26 3.2.3. Thuyết minh dây chuyền công nghệ 27 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1 Song chắn rác 28 4.2 Hố thu gom 30 4.3 Bể tách mủ 32 4.4 Bể keo tụ, tạo bông 34 4.5 Bể lắng 37 4.6 Bể UASB 41 4.7 Bể Aerotank 50 4.8 Bể lắng 2 58 4.9 Bể trộn 61 4.10 Bể chứa bùn 64 4.11 Bể nén bùn 64 4.12 Máy ép bùn 67 4.13 Hồ hoàn thiện 68 4.14 Hồ tùy nghi 69 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trang 3 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu 5.1. Kết luận 69 5.2. Kiến nghị 69 Tài liệu tham khảo 71 Trang 4 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa, mgO 2 /l. COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học, mgO 2/ l. DO: Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan, mgO 2 /l. TS: Chất rắn tổng cộng UASB: Uflow Anaerobic Sludge Blanket SCR: Song chắn rác QCVN: Quy chuẩn Việt Nam TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam Trang 5 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học của mủ cao su Bảng 2.2: Thành phần hóa học của nước thải cao su Bảng 2.3: Các phương pháp xử lý nước thải cao su Bảng 3.1: Thành phần nước thải đầu vào Bảng 4.1: Thông số thiết kế song chắn rác Bảng 4.2: Thông số thiết kế hố thu Bảng 4.3: Thông số thiết kế bể tách mủ Bảng 4.4: Thông số thiết kế bể keo tụ tạo bông Bảng 4.5: Thông số thiết kế bể lắng ngang Bảng 4.6: Thông số thiết kế UASB Bảng 4.7: Thông số thiết kế Aerotank Bảng 4.8: Thông số thiết kế lắng 2 Bảng 4.9: Thông số thiết kế bể trộn và cánh khuấy tuabin Bảng 4.10: Thông số thiết kế bể nén bùn Bảng 4.11: Thông số thiết kế bể chứa bùn Trang 6 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ chế biến mủ cốm Hình 2.2: Song chắn rác thủ công Hình 2.3: Bể lắng ngang Hình 2.4: Bể lắng 2 Hình 2.5: Bể kết tủa tạo bông Hình 2.6: Bể aerotank Hình 4.1: Bể khuấy trộn Trang 7 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Môi trường và những vấn đề liên quan đến môi trường là đề tài được bàn luận một cách sâu sắc trong kế hoạch phát triển bền vững của bất kỳ quốc gia nào trên thế giới. Trái đất – ngôi nhà chung của chúng ta đang bị đe dọa bởi sự suy thoái và cạn kiệt dần nguồn tài nguyên, nguồn gốc của mọi sự biến đổi về môi trường trên thế giới ngày nay là do các hoạt động kinh tế - xã hội. Các hoạt động này, một mặt đã cải thiện chất lượng cuộc sống con người và môi trường, mặt khác đem lại hàng loạt các vấn đề như: khan hiếm, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường khắp nơi trên thế giới. Ngành công nghiệp chế biến mủ cao su là một trong những ngành công nghiệp hàng đầu của nước ta và tiềm năng phát triển của ngành này vô cùng lớn. Theo xu hướng phát triển chung của thế giới thì nhu cầu tiêu thụ cao su ngày càng tăng. Cao su được sử dụng hầu hết trong những lĩnh vực từ nhu cầu sinh hoạt hằng ngày đến nhu cầu nhiên liệu công nghiệp và xuất khẩu. Ngoài tiềm năng công nghiệp, cây cao su còn có tác dụng phủ xanh đất trống, đồi trọc, bảo vệ tài nguyên đất tránh rửa trôi, xói mòn, tạo môi trường không khí trong lành… Hiện nay, để chế biến hết lượng số mủ cao su thu hoạch được nâng cấp và xây dựng mới tại nhiều tỉnh phía Nam, chủ yếu tập trung ở các tỉnh Đông Nam Bộ như Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước. Những năm gần đây, cao su trở thành một trong những mặt hàng xuất khẩu chiến lược mang lại hàng trăm triệu USD cho đất nước, giải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn công nhân làm việc trong nhà máy và hàng trăm ngàn công nhân làm việc trong các nông trường cao su. Tuy nhiên tăng trưởng kinh tế chỉ là điều kiện cần và sẽ không bền vững nếu không kết hợp yếu tố môi trường – xã hội. Ở nước ta, ước tính hàng năm ngành chế biến mủ cao su thải ra khoảng 5 triệu m 3 nước thải. Lượng nước thải này có nồng độ các chất hữu cơ dễ bị phân hủy rất cao như acetic, đường, protein, chất béo… Hàm lượng COD đạt đến 2.500 – 35.000 mg/l, BOD từ 1.500 – 12.000 mg/l được xả ra nguồn tiếp nhận mà chưa được xử lý hoàn toàn ảnh hưởng trầm trọng đến thủy sinh vật trong nước. Ngoài ra vấn đề mùi hôi phát sinh do chất hữu cơ bị phân hủy kỵ khí tạo thành mercaptan và H 2 S ảnh hưởng môi trường không khí khu vực xung quanh. Do đó vấn đề đánh giá và đưa ra phương án khả thi cho việc xử lý lượng nước thải chế biến mủ cao su được nhà nước và chính quyền địa phương quan tâm một cách đầy đủ. Trang 8 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu 1.2 Mục tiêu của đồ án Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến mủ cao su (mủ cốm) với yêu cầu đặt ra nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải (QCVN 01: 2008) cho nước thải đạt loại B và TCVN 6584-2001. 1.3 Nội dung của đồ án • Tổng quan về công nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và phương pháp xử lý trong ngành chế biến mủ cao su. • Lựa chọn công nghệ, tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống xử lý nước thải cao su công suất 1500 m 3 /ngày đêm. • Khai toán chi phí công trình xây dựng hệ thống xử lý. 1.4 Phương pháp nghiên cứu • Thu thập số liệu, tài liệu liên quan, phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước. • Phương pháp lựa chọn  Tổng hợp số liệu  Phân tích khả thi  Tính toán kinh tế Trang 9 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN MỦ CAO SU (MỦ CỐM) 2.1. Sơ lược về công nghệ chế biến mủ cao su (mủ cốm) 2.1.1. Thành phần hóa học và cấu tạo của nguyên liệu Cây cao su (có tên quốc tế là Hevea brasiliensis) được tìm thấy ở Mỹ, rừng mưa Amazon bởi Columbus trong khoảng năm 1493 – 1496. Brazil là quốc gia xuất khẩu cao su đầu tiên vào thế kỷ thứ 19 (Webrsre and Baulkwill, 1989). Mủ từ cây cao su Hevea brasiliensis là một huyền phù thể keo, chứa khoảng 35% cao su. Cao su này là một Hydrocacbon có cấu tạo hóa học là 1,4 – sis – polyisopren, có mặt trong mủ cao su dưới dạng các hạt nhỏ được bao phủ bởi một lớp các phospholipid và protein. Kích thước các hạt nằm trong khoảng 0,02µm đến 0,2µm.Nước chiếm khoảng 60% trong mủ cao su và khoảng 5% còn lại là những thành phần khác của mủ, gồm có khoảng 0,7% là chất khoáng và khoảng 4,3% là chất thải hữu cơ. Mủ cao su là hỗn hợp các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dịch gọi là nhũ thanh hoặc serium. Hạt cao su hình cầu có đường kính d < 0,5 µm chuyển động hỗn loạn (chuyển động Brown) trong dung dịch. Thông thường 1 gram mủ có khoảng 7,4.10 12 hạt cao su, bao quanh các hạt này là các protein giữ cho latex ở trạng thái ổn định. Thành phần hóa học của latex: Phân tử cơ bản của cao su là isoprene polymer (cis-1,4-polyisoprene[C 5 H 8 ] n ) có khối lượng phân tử 10 5 – 10 7 . Nó được tổng hợp từ cây bằng một quá trình phức tạp của carbonhydrate. Cấu trúc hóa học của cao su tự nhiên (cis-1,4-polyisoprene): CH 2 C = CHCH 2 – CH 2 C = CHCH 2 = CH 2 C = CHCH 2 CH 3 CH 3 CH 3 Bảng 2.1: Thành phần hóa học của mủ cao su Thành phần Phần trăm (%) Cao su 35 – 40%. Trang 10 [...]... pháp xử lý cơ học Trang 18 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu  Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý  Phương pháp xử lý sinh học Các phương pháp và công trình thường được sử dụng trong xử lý nước thải cao su Hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh có thể gồm một vài công trình đơn vị được trình bày trong bảng sau: Bảng 2.3: Các phương pháp xử lý nước thải cao. .. phương pháp xử lý nước thải Mục đích của xử lý nước thải: Mục đích chính là loại bỏ bớt những chất ố nhiễm có trong nước thải đến mức độ chấp nhận được theo tiêu chuẩn quy định Mức độ xử lý tùy thuộc vào các yếu tố sau:  Xử lý để tái sử dụng  Xử lý để thải ra môi trường Hầu hết nước thải được xử lý để thải ra môi trường, trong trường hợp này yêu cầu xử lý phụ thuộc vào nguồn tiếp nhận nước thải và quy... 5,6 - 6–9 Lưu lượng nước thải cần xử lý là 1500m3/ngày đêm Nước thải sau khi xử lý phải đạt theo QCVN 01:2008 đối với nước thải công nghệp để thải ra môi trường 3.2 Đề xuất phương án xử lý 3.2.1 Cơ sở để lựa chọn phương án xử lý Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý dựa vào các yếu tố cơ bản sau đây: • Công su t của trạm xử lý Trang 25 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm • • • •... Metabbisulfatnatri, Phenol, Canxiclorua… Trang 14 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu Ở khâu đánh đông: CH3 – COOH, NaHS … • 2.2 Thành phần và tính chất của nước thải chế biến mủ cao su 2.2.1 Thành phần nước thải Trong chế biến cao su cốm, nước thải sinh ra ở các công đoạn khuấy trộn, làm đông và gia công cơ học Nước thải ra từ bồn khuấy trộn là nước rửa... các chất bẩn • 2.2.2 Tính chất đặc trưng của nước thải Trong quá tình chế biến mủ cao su, nhất là khâu đánh đông mủ (quy trình chế biến mủ nước) các nhà máy chế biến mủ cao su thài ra một lượng lớn nước thải khoảng từ 600-1.800 m3 cho mỗi nhà máy với tiêu chuẩn sử dụng nước 20-30 m3/tấn DRC Lượng nước thải này có nồng độ các chất hữu cơ dễ bị phân hủy rất cao như acid acetic, đường, protein, chất béo... Diệu Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu Nước thải trong quá trình sản xuất của nhà máy được thu gom qua hệ thống mương thu gom có đặt song chắn rác và được dẫn đến bể thu gom để tránh làm hư hại bơm ở công trình phía sau Tại đây nước thải được bơm lên bể tách mủ, nước thải nhà máy chế biến cao su có hàm lượng mủ cao su lớn vì thế trước tiên cần cho qua... đưa vào lò sấy Cao su sau khi sấy được đóng thành bành có trọng lượng 33,3 kg hay 35 kg tùy theo yêu cầu của khách hàng Phương pháp này cũng được sử dụng để chế biến cao su cốm từ mủ đông phát sinh từ mủ skim Trang 11 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm Hình 2.1: Sơ đồ chế biến mủ cốm Trang 12 GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD:... trình tự nhiên Sinh học Xử lý nước thải trong các công trình nhân tạo - Các phương pháp yếm khí Trang 19 Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm  GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu Các công trình thường được áp dụng trong xử lý nước thải cao su 2.4.1 Phương pháp cơ học Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng Để tách các chất này ra khỏi nước thải thường sử dụng các phương... Hàm lượng muối hòa tan Ca2+ cao, tạo thành lớp màng chắn không cho sự vận chuyển chất dinh dưỡng đến tế bào vi sinh vật o 2.3 Đánh giá về mức độ ô nhiễm môi trường của nhà máy chế biến cao su 2.3.1 Các nguồn gây ô nhiễm từ nhà máy:  Ô nhiễm nước: Nước thải sinh hoạt: được thải ra từ quá trình giặt giũ, tắm rửa, vệ sinh của công nhân ở nhà máy Nước thải công nghiệp: được thải ra từ các khâu sản xuất... thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm Protein 2% Quebrachilol 1% Xà phòng, acid béo 1% Chất vô cơ 0,5% Nước GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu 50 – 60% 2.1.2 Quy trình chế biến mủ cao su Phương pháp chế biến mủ cốm Trong công nghệ này, mủ nước từ vườn cây sau khi được đánh đông bằng acid và mủ đông vườn cây được đưa vào dây chuyền máy sơ chế để đạt kết quả sau cùng là các hạt cao su có kích thước trung . thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu  ĐỒ ÁN Đề Tài: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MŨ CAO SU Trang 1 Tính toán. máy chế biến cao su 16 2.3.1 Các nguồn gây ô nhiễm từ nhà máy 16 2.3.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm của nhà máy chế biến cao su 17 2.4. Các phương pháp xử lý