ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG KHÁCH SẠN pdf

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ CHẤT THẢI ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG KHÁCH SẠN GVHD: ĐÀO MINH TRUNG SVTH: NHÓM 13 1. Nguyễn Thị Ái Duyên 3009100039 2. Hồ Thị Thanh Dương 3009100037 3. Lê Minh Hiếu 3009100061 4. Nguyễn Văn Hướng 3009100075 5. Nguyễn Văn Nhất 3009100137 6. Nguyễn Thị Thanh Phương 3009100151 1 LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước, là sự đóng góp không nhỏ của ngành du lịch Việt Nam. Kinh doanh trong lĩnh vực khách sạn nhà nghỉ đang thu hút rất nhiều vốn đầu tư và ngày càng có nhiều khách sạn mọc lên trên khắp cả nước. Do nhiều yếu tố khách quan hay chủ quan mà nhiều khách sạn vẫn chưa thật sự quan tâm nhiều đến vấn đề xử lý nước thải do mình thải ra, gây ra nhiều ảnh hưởng đến môi trường sinh thái và đặc biệt là ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Với đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải khách sạn có Q = 70 m3/ng.đ” nhóm 13 hy vọng sẽ góp một phần nào đó giúp mọi người có thể có một cái nhìn đúng đắn hơn về lĩnh vực môi trường nói chung và lĩnh vực xử lý nước thải sinh hoạt nói riêng, để từ đó nhà đầu tư sẽ dành nhiều thời gian và tiền của hơn cho việc xử lý nước thải, đảm bảo đến sự phát triển an toàn của môi trường sinh thái cũng như an toàn cho chính sức khỏe của họ. Vì thời gian và kiến thức có hạn nên bài làm không tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy (cô) và các bạn đóng góp ý kiến để bài làm được hoàn chỉnh hơn. Chân thành cảm ơn! 2 CHƯƠNG I – KHÁI QUÁT NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG KHÁCH SẠN I. Nguồn gốc phát sinh Nước thải nhà hàng khách sạn sinh ra trong quá trình sinh hoạt của nhà hàng khách sạn: ăn uống, tắm rửa, vệ sinh,…. Lượng nước thải nhà hàng khách sạn phụ thuộc vào quy mô của khách sạn II. Đặc tính nước thải Nước thải nhà hàng khách sạn có hàm lượng chất hữu cơ cao (55-65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật có cả vi sinh vật gây bệnh, vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình chuyển hóa chất bẩn trong nước thải. Bảng 1: Thành phần tính chất nước thải STT Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Giá trị đầu ra QCVN 14:2008 – cột A 1 BOD mgO 2 /l 500 - 1100 30 2 COD mgO 2 /l 220 – 470 - 3 pH - 6.1 – 7.2 5 – 9 4 SS mg/l 200 - 350 50 3 CHƯƠNG II – CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. Xử lý cơ học 1. Song chắn rác Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây, các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilon,… được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60-100mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25mm. Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn rác cũng có thể đặt cố dịnh hoặc di động. Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45 – 60 0 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng 75 – 85 0 nếu làm sạch bằng máy. Tiết diện của song chắn rác có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắt bởi các vật giữ lại. Do đó thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy. Vận tốc nước chảy qua song chắn rác giới hạn trong khoảng từ 0.6 – 1m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0.75 – 1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song. Vận tốc cực tiểu là 0.4m/s để tránh các chất thải rắn. 2. Lắng cát Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0.2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đam,r bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng các công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát có thể được phân thành 2 loại: (1) bể lắng ngang, (2) bể lắng đứng. Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi. Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt quá 0.3m/s. Vận tốc này cho phép các hạt cát, hạt sỏi và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở những công trình tiếp theo. 3. Lắng 4 Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng. Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang với vận tốc không lớn hơn 0.01m/s và thời gian lưu nướ từ 1.5 – 2.5 giờ. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000 m 3 /ngày. Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0.5 – 0.6m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động khoảng 4-120 phút. Hiệu suất lắng cua rbeer lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10-20% Hình 2.3 Cấu tạo bể lắng đứng 4. Lọc Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại chúng được, là quá trình tách các hạt rắn ra khỏi pha lỏng hoặc pha khí bằng cách cho dòng khí hoặc lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qua lớp ngăn xốp, các hạt rắn sẽ bị gữi lại. Lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất thấp sau vách ngăn. Để lọc nước thải người ta có thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau. Thiết bị lọc có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc 5 liên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áo suất trong quá trình lọc như lọc chân không ( áp suất 0.085MPa), lọc áp lực (0.3 – 1.5MPa), hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng… Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với bể lọc dạng hạt. Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hay than gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc và loại nước thải và điều kiện địa phương. II. Xử lý hóa học 1. Bể điều hòa Dùng để duy trì sự ổn định của dòng thải, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động của lưu lượng dòng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý.Lợi ích: - Làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây các bể sinh học (do được tính toán chính xác hơn). Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật. - Chất lượng NT sau xử lý và việc cô đặc bùn ở đáy bể lắng thứ cấp được cải thiện do lưu lượng nạp chất rắn ổn định. - Diện tích bề mặt cần cho hệ thống lọc nước giảm xuống và hiệu suất lọc được cải thiện, chu kỳ làm sạch bề mặt các thiết bị lọc cũng ổn định hơn. 2. Oxy hóa khử Để làm sạch nước thải, có thể sử dụng các tác nhân oxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, doixit clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganate kali, biocrom kali, peroxy hydro, oxy không khí, ozone… Quá trình oxy hóa sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hại hơn và tách khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn nhiều hóa chất nên thường chỉ sử dụng khi không thể xử lý bằng những phương pháp khác. Tuy nhiên trong những năm gần đây do phát triển khoa học kỹ thuật một số doanh nghiệp Việt Nam đã chế tạo thành công máy phát ozone với giá thành thấp, dễ vận hành, chi phí điện năng thấp. III. Xử lý hóa lý 1. Keo tụ tạo bông Mục đích của phương pháp này nhằm loại bỏ các hạt chất rắn khó lắng hay cải thiện hiệu suất lắng của bể lắng. Cấu tạo của bể này là loại bể lắng cơ học thông thướng, nhưng trong quá trình vận hành, chúng ta thêm vào một số chất keo tụ như phèn nhôm, polymere để tạo điều kiện cho quá trình keo tụ và tạo bông cặn để cải thiện hiệu suất lắng. Quá trình tạo bông cặn có thể đơn giản hoá trong hình dưới đây. 6 Hìnmph 2.4 Moâ hình Jartest. Các chất thường dùng cho quá trình keo tụ là muối sắt và muối nhôm. Các chất thường dùng để tạo bông cặn là polyacrilamids. Nếu kết hợp với các loại muối kim loại sẽ cho hiệu suất tốt hơn. Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ. Việc sử dụng các chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo. Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin, các ete, dioxit silic hoạt tính Các chất trợ keo tụ tổng hợp là polyacrylamit. Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân li mà các chất trợ keo có điện tích âm hoặc dương. Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thí nghiệm Jartest Mô hình Jartest IV. Xử lý sinh học 7 1. Xử lý sinh học hiếu khí Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành: - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa cacbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí. Trong số những quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là phổ biến nhất. - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính như quá trình bùn hoạt tính bám dính, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đãi sinh học, bể phản ứng nitrate hóa với màng cố định. 2. Xử lý sinh học kị khí Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau: Vi sinh vật Chất hữu cơ ——————> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới Một cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử; - Giai đoạn 2: acid hóa; - Giai đoạn 3: acetate hóa; - Giai doạn 4: methan hóa. Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo. Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2. Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid. Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate. Vi sinh vật chuyển hóa methan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines, và CO. Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành: 8 - Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB) - Qúa trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process). CHƯƠNG III – TÍNH TOÁN THIẾT KẾ I. Tính toán công suất nhà hàng, khách sạn - Hệ số không điều hòa ngày: k=1,7 - Tiêu chuẩn dùng nước của một người trong ngày: 180l/người.ngày - Khách sạn 200 người/ngày đêm => sử dụng 200*1,7*180 = 61200 l/ngày = 61.2m 3 /ngày - Khách sạn có 300 khách vãn lai (ở 4 giờ trong ngày) => sử dụng 9 Bể chứa bùn Thải ra ngoài QCVN 14:2008/BTNMT clo Nước thải Bể điều hòa Hố gom Bể lắng Bể Aerotank Khử trùng Thổi khí Thổi khí Hóa chất bùn  Tổng lượng nước cấp cho khách sạn trong 1 ngày là 61,2 + 15,3 = 76,5 m 3 /ngày Tuy nhiên, lượng nước thải bằng 80% lượng nước cấp dùng cho sinh hoạt  Lượng nước khách sạn thải ra trong 1 ngày là 76,5*80% = 61,2 m 3 /ngày Vậy thiết kế công suất xử lý là 61,2m 3 /ngày. Công suất xử lý tối đa là 70m 3 /ngày. II. Sơ đồ công nghệ Sơ đồ công nghệ III. Tính toán bể trong hệ thống xử lý 1. Cơ sở tính toán 1.1. Bể điều hòa: * Nguyên lý: − Lưu lượng và chất lượng nước thải (nồng độ chất ô nhiễm) từ hệ thống cống thu gom chảy về trạm xử lý thường xuyên dao động theo các giờ trong ngày. Khi hệ số không điều hòa K ≥ 1,4 , xây dựng bể điều hòa để các công trình xử lý làm việc với lưu lượng đều trong ngày sẽ kinh tế hơn. * Công thức tính toán: V bể = Q x t 10 [...]... hệ thống xử lý nước thải của nhà hàng khách sạn có công suất tương đối nhỏ (70m3/ngđ) nên nhóm lấy bể aerotank là xử lý chính Vì lượng kiến thức có hạn nên bài làm không tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy (cô) và các bạn đóng góp ý kiến để bài của nhóm hoàn chỉnh hơn Chân thành cảm ơn! 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 2 3 4 5 6 7 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết Xử lý nước thải – Thạc... quát nước thải nhà hàng khách sạn I II Nguồn gốc phát sinh 3 Đặc tính nước thải 3 Chương II – Cơ sở lý thuyết I II III IV Xử lý cơ học .4 1 Song chắn rác .4 2 Lắng cát 4 3 Lắng 4 4 Lọc 5 Xử lý hóa học .6 1 Bể điều hòa 6 2 Oxy hóa khử 6 Xử lý hóa lý 6 1 Keo tụ tạo bông 6 Xử. .. bể là: V = Q x t, m3 Q: Lưu lượng nước thải đưa vào xử lý ( m3 / giờ ) t: Thời gian tiếp xúc hay lưu nước (giờ) Thường chọn t = 0,5 -> 1 giờ 1.5 * Bể phân hủy bùn: Nguyên lý: − Các nhà máy xử lý nước thải, nhất là các công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí sẽ sinh ra một lượng bùn thải dư thừa Lượng bùn này chúng ta phải xử lý nhằm tránh tác hại gây bệnh, giảm mùi thối rửa,…nghĩa... Nguyên lý: − Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải − Đối với nước thải sau khi xử lý sinh học, liều lượng Clo có thể lấy 6g / m 3 Sau 30 phút Clo tiếp xúc với nước thải thì lượng Clo thừa còn lại là 0,3÷1mg/l * Công thức tính toán: − Thể tích bể là: V = Q x t, m3 Q: Lưu lượng nước thải. .. khử 6 Xử lý hóa lý 6 1 Keo tụ tạo bông 6 Xử lý sinh học 8 1 Xử lý sinh học hiếu khí 8 2 Xử lý sinh học kị khí 8 Chương III – Tính toán thiết kế I II III Tính toán công suất nhà hàng khách sạn 10 Sơ đồ công nghệ .10 Tính toán các bể trong hệ thống xử lý .11 1 Cơ sở tính toán 11 2 Tính toán thực tế 15... đó: Q: Lưu lượng xử lý ( m3 / giờ ) t : Thời gian lưu nước ( giờ ) 1.2 Bể Aerotank: * Nguyên lý: − Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan và tăng cường quá trình oxy hóa chất bẩn hữu cơ có trong nước − Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh hiếu khí có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Để giữ cho... hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng θc : Tuổi của bùn XT : Nồng độ bùn tuần hoàn cũng là nồng độ ra bể lắng − Lượng bùn xả ra hàng ngày là: Qxả = V X − Qr X r θ c X t θ c = 31 * 2500 − 150 * 23,8 * 10 7000 × 10 = 0,87 ( m3 / ngày ) Qxả = 0,87( m3 / ngày ) − Chọn kích thước bể là: Vbể = D x R x C = 2m x 1,3m x 1,5m= 6,5m3 (đã có 0,5m an toàn) 19 KẾT LUẬN Nước thải nhà hàng khách sạn có hàm lượng... 1.3 * Bể lắng: Nguyên lý: − Bể lắng đợt có nhiệm vụ lắng trong nước ở phần trên để xả ra nguồn tiếp nhận và cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để bơm tuần hoàn lại bể aerotank − Nguyên lý làm việc của các loại bể này đều dựa trên cơ sở trọng lực, trong trường hợp này là bể lắng đứng Nước thải chảy vào ống trung tâm, sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải thay đổi hướng rồi... khối lượng bùn hoạt tính: Vbể = Trong đó: Q.S o X.F M , ( m3 ) V: Thể tích bể ( m3 ) Q: Lưu lượng nước xử lý ( m3 / ngày ) 11 So: Hàm lượng BOD5 trong nước thải ( mg / l ) X : Nồng độ bùn hoạt tính (cặn hữu cơ bay hơi), (mg / l) (X = 1500 ÷ 4000 mg/l; độ tro của bùn Z = 0,3) F/M , Tỉ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính ( mg BOD5 / mg bùn ) − Xác định lượng bùn hữu cơ sinh ra khi khử BOD5 : +... hướng rồi dâng lên theo thân bể Nước đã lắng trong tràn qua máng thu đặt xung quanh thành bể và đi ra ngoài Khi nước thải dâng lên theo thân bể thì cặn lắng thực hiện chu trình ngược lại * Công thức tính toán: − Diện tích mặt bằng lắng của bể lắng: S* = Trong đó: Q(1 + α )C o C t V L , m2 S*: Diện tích mặt bằng lắng của bể lắng ( m2 ) Q: Lưu lượng nước thải đưa vào xử lý ( m3 / giờ ) α : Hệ số tuần . KHÁI QUÁT NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG KHÁCH SẠN I. Nguồn gốc phát sinh Nước thải nhà hàng khách sạn sinh ra trong quá trình sinh hoạt của nhà hàng khách sạn: ăn uống,. rửa, vệ sinh,…. Lượng nước thải nhà hàng khách sạn phụ thuộc vào quy mô của khách sạn II. Đặc tính nước thải Nước thải nhà hàng khách sạn có hàm lượng chất