NGHIÊN CỨU VÀ ĐÈ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ M ÁY CÔN RƯỢU BÌNH ĐỊNH CÔNG SUÁT 250mNGÀY ĐÊM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP  NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ M ÁY CỒN RƯỢU BÌNH ĐỊNH CƠNG SUẤT 250m3/NGÀY ĐÊM GVHD SVTH LỚP MSSV : LÊ ĐỨC KHẢI : NGUYỄN VĂN TRIỀU : 06MT2N : 610593B TP HỒ CHÍ MINH: THÁNG 1/2008 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP  NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ M ÁY CỒN RƯỢU BÌNH ĐỊNH CƠNG SUẤT 250m3/NGÀY ĐÊM GVHD SVTH LỚP MSSV : LÊ ĐỨC KHẢI : NGUYỄN VĂN TRIỀU : 06MT2N : 610593B Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 25/09/2007 Ngày hoàn thành luận văn:……………… TPHCM, Ngày……tháng……năm 2008 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LÊ ĐỨC KHẢI TP HỒ CHÍ MINH: THÁNG 1/2008 LỜI CẢM ƠN! Dưới truyền đạt dạy bảo thầy cô trường Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng, đặc biệt thầy cô khoa Môi Trường Bảo Hộ Lao Động Em nỗ lực cố gắng hồn thành luận văn Với lịng người học trò, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới: Ban giám hiệu thầy cô trường Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng truyền đạt dạy bảo em suốt năm học qua Thầy Lê Đức Khải hướng dẫn, bảo tận tình động viên em việc định hình hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cuối em xin cảm ơn đến gia đình, chỗ dựa vững em suốt năm học đại học bạn bè giúp đỡ em nhiều để hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Do lần đầu tiếp cận thực tế, đồng thời kiến thức thân cịn giới hạn nên khơng thể tránh khỏi hạn chế định Kính mong nhận đóng góp q thầy bạn để đề tài hồn thiện TP Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 01 năm 2008 Sinh viên Nguyễn Văn Triều DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu Oxy hóa học DOC Dissolvel Organic Carbon Carbon hữu hòa tan DS Dissolvel Solids Chất rắn hòa tan SS Suspended Solids Cặn lơ lửng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TDS Total Dissolvel Solids Tổng chất rắn hòa tan TOC Total Organic Carbon Tổng carbon hữu TS TVS VS MLVSS Total Solids Tổng hàm lượng chất rắn Total Volitile Solids Tổng chất rắn bay Volitile Solids Chất rắn bay Mixed Liquor Volatile Suspended Solids Chất rắn lơ lửng dễ bay bùn lỏng MLSS Mixed Liquor Suspended Solids Chất rắn lơ lửng bùn lỏng UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket Bể phản ứng dòng chảy ngược qua lớp bùn kỵ khí TL Tài liệu DANH MỤC CÁC BẢNG CÁC HÌNH Danh mục hình Hình 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất nhà máy Hình 3.1 Các trình phát sinh nguồn thải nhà máy Hình 3.2 Sơ đồ nước thải sản xuất cồn Hình 4.1 Kỹ thuật sản xuất Hình 5.1 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy Hình 5.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy cồn – rượu Thái Hưng Tiềng Giang Hình 5.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy rượu từ rỉ đường viện cơng nghệ rượu Ucraina Hình 5.4 Sơ đồ công nghệ lựa chọn để xử lý nước thải nhà máy rượu – cồn Bình Định Danh mục bảng Bảng 3.1 Tải lượng nồng độ chất nhiễm khí thải đốt than đá Bảng 3.2 Mối liên hệ nồng độ CO triệu chứng Bảng 3.3 Hậu người tiếp xúc với H S Bảng 3.4 Tác hại NH sức khỏe người Bảng 3.5 Thành phần đặc trưng nước thải sinh hoạt Bảng 3.6 Hàm lượng ô nhiễm nước thải sản xuất cồn Bảng 6.1 Thành phần tính chất nước thải nhà máy yêu cầu nguồn tiếp nhận Bảng 6.2 Các thơng số tính tốn cho song chắn rác thô Bảng 6.3 Thông số phục vụ cho việc thiết kế bể lắng ly tâm đợt I Bảng 6.4 Các thông số thiết kế bể lắng đợt II Bảng 7.1 Vốn đầu tư xây dựng cơng trình Bảng 7.2 Vốn mua trang thiết bị MỤC LỤC Lời cảm ơn Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh sách bảng Danh sách hình CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Sự cần thiết luận văn 1.2 Mục tiêu luận văn 1.3 Nội dung phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp thực luận văn 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CỒN - RƯỢU BÌNH ĐỊNH 2.1 Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất cồn – rượu nước ta 2.2 Giới thiệu tổng quan nhà máy 2.2.1 Vị trí địa lý 2.2.2 Tổ chức máy lao động nhà máy 2.2.3 Vốn đầu tư 2.2.4 Sản phẩm nhà máy 2.3 Nhu cầu nguyên vật liệu lượng nhà máy 2.3.1 Nhu cầu nguyên vật liệu nhà máy 2.3.2 Nhu cầu lượng nhà máy 2.3.3 Nhu cầu nước 2.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất cồn nhà máy 2.4.1 Giai đoạn lên men 10 2.4.2 Giai đoạn chưng cất cồn 11 CHƯƠNG NHỮNG TÁC ĐỘNG VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA NHÀ MÁY 3.1 Môi trường khơng khí 13 3.1.1 Nguồn phát sinh tác động 13 3.1.2 phân tích đặc điểm xác định tải lượng 14 3.1.3 Những tác động đến môi trường người 15 3.1.4 Những giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường khơng khí 18 3.2 Mơi trường nước 19 3.2.1 Nguồn phát sinh tác động 19 3.2.2 Tính toán tải lượng nước thải 19 3.2.3 Tác động nước thải đến môi trường người 23 3.2.4 Những giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải 24 3.3 Chất thải rắn 25 3.3.1 Nguồn phát sinh tác động 25 3.3.2 Tính toán tải lượng 25 3.3.3Tác động chất thải rắn đến người môi trường 25 3.3.4 Những giải pháp giảm thiểu tác động chất thải rắn 26 CHƯƠNG NHỮNG BIỆN PHÁP SẢN XUẤT SẠCH HƠN NHẰM GIẢM THIỂUOHIỄM NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY VÀ NHỮNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỒN RƯỢU HIỆN NAY 4.1 Giới thiệu phương pháp sản xuất 27 4.1.1 Định nghĩa sản xuất 27 4.1.2 Những kỹ thuật sản xuất 27 4.2 Những phương pháp xử lý nước thải 31 4.2.1 Xử lý nước thải phương pháp học 31 4.2.2 Xử lý nước thải phương pháp sinh học 32 4.2.3 Xử lý nước thải phương pháp hóa lý hóa học 35 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY 5.1 Nghiên cứu tổng quan 37 5.2 Những cơng trình xử lý nước thải cồn – rượu 38 5.3 Lựa chọn thuyết minh sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy 43 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY 6.1 Song chắn rác 47 6.2 Bể tập trung 49 6.3 Bể điều hòa 50 6.4 Bể keo tụ - tạo 53 6.5 Bể lắng I 56 6.6 Bể pH 59 6.7 Bể UASB 60 6.8 Bể Biofil - Bể lọc sinh học cao tải 66 6.9 Bể lắng đợt II 70 6.10 Bể lọc áp lực 72 6.11 Hồ sinh học 75 6.12 Bể ép bùn 76 6.13 Bể chứa bùn 78 6.14 Máy ép bùn dây đai 78 CHƯƠNG KHÁI TOÁN KINH TẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY 7.1 Vốn đầu tư cho hạn mục cơng trình 80 7.1.1 Phần xây dựng 80 7.1.2 phần thiết bị 81 7.2 Chi phí vận hành 82 7.2.1 Chi phí nhân cơng 82 7.2.2Chi phí điện 82 7.2.3 Chi phí hóa chất 82 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 Kết luận 83 8.2 Kiến nghị 83 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Sự cần thiết luận văn Cồn loại sản phẩm sử dụng làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp như: thục phẩm, mỹ phẩm, y tế ngành công nghiệp khác.v.v Sản lượng cồn cần cho năm ngày tăng cao Công nghiệp sản xuất Cồn – Rượu ngành công nghiệp mang lại nhiều lợi ích mặt kinh tế Đóng góp nhiều vào trình phát triển đất nước Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích mặt kinh tế, ngành công nghiệp sản xuất cốn – rượu ảnh hưởng lớn đến vấn đề môi trường Đối với, chất thải cần quan tâm hàng đầu nước thải Vì nước thải cơng nghiệp cồn - rượu loại n ước thải nhiễm nặng, có hàm lượng chất hữu cao tác động mạnh đến mơi trường Ngồi nước thải cịn chứa nhiều chất gây bệnh, độc chất gây hại đến sức khoẻ người sinh vật thuỷ sinh nguồn tiếp nhận Do đó, vấn đề đặt làm để giảm thiểu nồng độ ô nhiễm nước thải đến mức cho phép trước thải mơi trường Từ lợi ích tác hại việc xử lý nước thải sản xuất ngành công nghiệp cồn – rượu việc làm cần thiết cấp bách 1.2 Mục tiêu luận văn Nghiên cứu đ ưa giải pháp phòng ngừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường nhà máy sản xuất rượu – cồn Bình Định, đặt biệt nước thải sản xuất Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất cồn – rượu Bình Định 1.3 Nội dung phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Nội dung nghiên cứu Giới thiệu đề tài Giới thiệu sơ lược nhà máy sản xuất rượu – cồn Bình Định Tổng quan biện pháp giảm thiểu phịng ngừa nhiễm mơi trường, đặt biệt nhiễm nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu đưa giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải kết hợp với hệ thống xử lý để thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy 1.4 Phương pháp thực luận văn Đề tài thực số phương pháp sau: Tham khảo phương pháp xử lý nước thải Cồn từ mật rỉ đường số nhà máy Phương pháp tham khảo thực tế nhà máy Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu Phương pháp phân tích đưa giải pháp để xử lý nước thải nhà máy 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đề tài mang tính khả thi áp dụng vào thực tế để giải vấn đề ô nhiễm, nhằm cải thiện môi trường nhà máy 6.9 Bể lắng II Nhiệm vụ: Sau qua bể Biofil, hầu hết chất hữu hòa tan nước thải bị loại đáng kể Tu y nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có nước thải lớn, bùn hoạt tính chất rắn lơ lửng tách bể lắng đợt II Tính tốn: Diện tích bề mặt bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn As = (Qtb.h + Qr ) × MLSS (10 + 7.8)m / h × 3750 g / m = 13.35m2 = 5kg / m h × 1000 g / kg Ls Trong đó: Q tb.h lưu lượng trung bình giờ, Q tb.h = 10m3/nđ Q r lưu lượng bùn lớn nhất, Q r = 7,8 ( lấy theo bảng 6.4 ) L s tải trọng chất rắn, chọn L s = 5kg/m2.h Bảng 6.4 Các thông số thiết kế bể lắng đợt II Tải trọng bề mặt (m3/m2.nđ) Loại xử lý Trung bình Lớn Bùn hoạt tính 16 – 32 Bùn hoạt tính oxy Tải trọng bùn (kg/m2.h) Chiều sâu tổng cộng Trung bình Lớn (m) 40 – 48 3.9 – 5.8 9.8 3.7 – 16 – 32 40 – 48 4.9 – 6.8 9.8 3.7 – Aeroten tăng cường – 16 24 – 32 0.98 – 4.9 6.8 3.7 – Lọc sinh học 16 - 24 40 – 48 2.9 – 4.9 7.8 – 4.5 Đường kính bể: D bể = × As π = × 13.35 = 4,2m 3.14 Đường kính buồng phân phối trung tâm: D tt = 0,25D bể = 0,25 x 4.2 = 1.05m Đường kính ống loe: d’ = 1,35× D tt = 1,35× 1.05 = 1.43 m Chiều cao ống loe: (h’= 0,2 ÷ 0,5 m) Chọn h’= 0,3 m Đường kính chắn d’’= 1,3 × d’ = 1,3 × 1.43 = 1.86 m Chiều cao từ ống loe đến chắn (h’’ = 0,2 ÷ 0,5 m) Chọn h’’ = 0,3 m Diện tích buồng phân phối trung tâm 70 S tt = π x D 2tt 3.14 x1.05 2 = = 0.83 m 4 Diện tích vùng lắng bể S l = A s - S tt = 13.35 – 0.83 = 12.52 m2 Tải trọng thủy lực lên bể q= Q 250 = = 20 m3/m2.ngđ Sl 12.52 Vận tốc lên dòng nước bể : V nước = q 20 = 0,83 m/h = 24 24 Máng thu nước đặt vòng trịn có đường kính 0,9 đường kính bể Đường kính máng thu nước: D máng = 0,85 x D b = 0.85 x 4.2 = 3.6 m Chiều dài máng thu nước L = π.D máng = π x 3.6 = 11.3 m Tải trọng thu nước mét chiều dài máng: a1 = Q 250 = = 22.1 m3/m dài.ngđ L 11.3 Xác định chiều cao bể: Chọn chiều cao bể: H = 4m Chiều cao dự trữ mặt thoáng: h = 0,5 m Chiều cao cột nước bể: h n = – 0,5 = 3.5 m Chiều cao phần nước trong: h = 1,5m Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 8% hướng tâm: h = 0,08 Db 4.2 = 0,08 x = 0,17 m 2 Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: h = H – h – h – h = – 0,5 – 1,5 – 0,17 = 1.83 m Thể tích phần chứa bùn: V b = A s x h = 13.35 x 1.83 = 24.5 m3 Hàm lượng bùn sinh bể G = Q tbh x SS r = 10 m3 l mg kg x1000 x89.6 x10 −6 h l mg m = 0.896kg/h = 21.5 kg/nđ Dung tích bùn cần xử lý ngày 71 Qb = G2 21.5 = 4.3 m3/nđ = 5%x1.009 0.05 x1.009 x1000 Chọn máy bơm hoạt động Cột áp bơm 8m tổn thất 2m, H = +2 = 10m Công suất bơm: 4.3 × 1000 × 9,81 × 10 QρgH N= = = 0,02 (kW) 1000η 1000 × 0,8 × 86400 η : Hiệu suất bơm η = 0,8 Công suất thực tế bơm N tt = N x 1.5 = 0.3 kW Chọn bơm có cơng suất 0.5hp Thời gian lưu nước bể lắng: Dung tích bể lắng: V bể = H x A s = x 13.35 = 53.4 m3 Thời gian lắng: t= V 53.4x24 = = 5h 250 Q tb.nđ Hiệu xử lý bể lắng đợt Với SS đạt khoảng 70%, hàm lượng SS lại SS r = SS v x (100 – 70) = 128 x 30% = 38.4 mg/l Với BOD đạt khoảng 60%, hàm lượng BOD lại BOD r = BOD v x (100 – 50) = 409.5 x 50% = 204.75 mg/l Với COD đạt khoảng 70%, hàm lượng COD lại COD r = COD v x (100 – 70) = 810 x 30% = 243 mg/l Nước thải sau qua bể lắng bơm qua bể lọc áp lực Cột áp toàn phần bơm: H = 10m Lưu lượng bơm 250m3/nđ Công suất máy bơm: 250 × 1000 × 9,81 × 10 QρgH = = 0.35 (kW) N= 1000η 1000 × 0,8 × 86400 η : Hiệu suất bơm η = 0,8 Công suất thực tế bơm N tt = N × 1,5 = 0,35 × 1.5 = 0,53 kW Chọn bơm có cơng suất: 1hp 6.10 Bể lọc áp lực Nhiệm vụ 72 Lọc tạp chất bẩn phân tán nhỏ có nước thải mà bể lắng không giữ lại vah hấp phụ màu nước thải trước qua hồ sinh học Những loại vật liệu lọc sử dụng cát thạch anh, than cốc, than nâu.v.v Tính tốn Chọn bể lọc áp lực hai lớp: (1) lớp than Anthraceti (2) lớp cát thạch anh ( có sử dụng thêm lớp đá sỏi dày khoảng 0,2m để làm lớp đỡ cho lớp cát) Kích thước vật vật liệu lọc chọn (theo bảng 9-13, trang 440 - SGK Xử lý nước thải đô thị công nghiệp- Gs Lâm Minh Triết) Chiều cao lớp cát h = 0,3m, có đường kính hiệu d c = 0,5mm, hệ số đồng U = 1,6 Chiều cao lớp than h = 0,5m, có đường kính hiệu d c = 1,2mm, hệ số đồng U = 1,5 tốc độ lọc v = 8m/h, số bể công tác Diện tích bề mặt lọc A= Q tb.h 10 = = 1,25 m v Đường kính bể lọc xA D= π = x1,25 = 1,3m 3.14 Chọn D = 1,5m Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng thu nước rửa h = H vl x e +0,25 = (0,3 + 0,5 + 0,2) x 0,4 + 0,25 = 0,65m : H vl chiều cao lớp vật liệu lọc e: độ giãn nở lớp vật liệu lọc rửa ngược, e = 0,25 – 0,5 chọn e = 0.4 Chiều cao tổng cộng bể lọc H = h + H vl + h bv + h thu = 0,65 + + 0,5 +0,35 = 2.5m Trong đó: h bv : chiều cao an tồn , chon h bv = 0.5m h thu : chiều cao phần thu nước ( tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể), chon h thu = 0,35m Tính tốn lượng nước rửa lọc Dựa vào bảng 9-4 (trang 441-SGK xử lý nước thải đô thị công nghiệp Gs Lâm Minh Triết) đường kính hiệu cát than ta chọn Tốc độ rửa nước, v n = 0.35m3/m2.phút Tốc độ khí, v k = 1m3/m2.phút 73 Rửa ngược chia làm ba giai đoạn Giai đoạn 1: rửa khí có tốc độ v k = 1m3/m2.phút thời gian từ đến phút Giai đoạn : rửa khí nước thời gian đến phút Giai đoạn : rửa ngược nước khoảng thời gian đến phút với tốc độ rửa, v n = 0.35m3/m2.phút Lượng nước cần thiết để rửa ngược W n = A x v n x t = x 0,35 x = 1,75m3 Lưu lượng bơm rửa ngược Q b = A x v n = x 0,35 x 60 = 21m3/h Lưu lượng máy thổi khí Q k = A x v k = x x 60 = 60m3/h Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc xác định theo công thức Hazen: h= L 60 × × × vl C 1.8 xt + 42 d e Trong : C: hệ số nén ép, C = 600 – 1200 tùy thuộc vào tính đồng t0: nhiệt độ nước, 0C d e : đường kính hiệu quả, mm v l : tốc độ lọc, m/nđ L : chiều dày lớp vật liệu lọc Đối với lớp lọc cát hc = L 60 60 0.3 × × × vl = x x x10 x 24 = 0.2m 1000 1.8 x 25 + 42 0.5 C 1.8 xt + 42 d e lớp lọc than ht = L 60 0.5 60 × × vl = x x x10 x 24 = 0.06m × 1000 1.8 x 25 + 42 1.2 C 1.8 xt + 42 d e Tổn thất áp lực qua hai lớp vật liệu lọc h = h c + h t = 0.2 + 0.06 = 0.26m Hiệu xử lý bể lọc áp lực Với BOD đạt khoảng 60%, hàm lượng BOD lại BOD r = BOD v x (100 – 60) = 204.75 x 40% = 81.9 mg/l Với COD đạt khoảng 60%, hàm lượng COD lại COD r = COD v x (100 – 60) = 243 x 40% = 97.2 mg/l Nồng độ chất ô nhiễm đạt yêu cầu nguồn thả loại B Tuy nhiên, thực tế có cơng trình xử lý khơng đạt u cầu lý thuyết Do đó, nước thải đưa tiếp qua hồ sinh học bơm trước thải vào sông Kôn 74 Chọn hai bơm hoạt đông luân phiên, lưu lượng bơm Q b = Q tb = 10m3/h Cột áp toàn phần bơm: H = 10m Công suất máy bơm: 250 × 1000 × 9,81 × 10 QρgH N= = = 0.35 (kW) 1000η 1000 × 0,8 × 86400 η : Hiệu suất bơm η = 0,8 Công suất thực tế bơm N tt = N × 1,5 = 0,35 × 1.5 = 0,53 kW Chọn bơm có cơng suất: 1hp 6.11 Hồ sinh học Chọn hồ sinh học hiếu khí bão hịa khơng khí tự nhiên Thể tích hồ sinh học tính sau: V = Q tbnđ x T (m3) Trong : Q : Lưu lượng nứớc thải m3/ngày T : thời gian lưu nước lại hồ, ngày Thời gian lưu nước lại hồ phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải hiều xử lý Bảng 6.10 Bảng tra thời gian kưu nước tronh hồ sinh học T 0C Thời gian lưu lại (ngày) Hiệu xử lý BOD (%) 10 – 15 4–5 30 – 40 15 – 20 2–3 40 – 50 20 – 25 1–2 40 – 60 25 - 30 – 10 60 – 80 (Trang 107 theo tiêu chuẩn xây dựng) chọn thời gian lưu nước lại bể ngày, nhiệt độ 25 0C thể tích hồ : V = 250 x = 1250 m3 Diện tích hồ là: F= V 1250 = 312.5 m2 = h 44 Với h chiều cao hồ, chọn h = 4m Kích thước hồ sinh học hình chữ nhật có kích thước: b x l = 15m x 20m 75 Đặt hai ống xả nước hồ, thành hồ phía hướng sơng Kơn, có φ 200 6.12 Bể nén bùn Nhiệm vụ: Bể nén bùn giúp làm giảm thể tích hỗn hợp bùn cặn cách gạn phần lượng nước có hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lí phía sau giảm khối lượng phải vận chuyển Làm giảm độ ẩm hỗn hợp bùn cặn từ 99% xuống 97% Bùn cặn bể nén bùn có nguồn gốc từ: Lượng bơng phèn sinh từ bể tạo bơng q trình keo tụ tạo bơng Lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng II Lượng bùn sinh từ bể UASB hai bể lọc Tính tốn: Lượng hỗn hợp bùn cặn: 9,8 + 0,896 + = 13,7 kg/h = 328,7 kg/nđ Lưu lượng hỗn hợp bùn cặn xả hàng ngày qb = G 328.7 = 6.57 m3/nđ = C 50 Trong đó: G : Lượng bùn sinh hai bể lắng ngày G = 328.7 kg/ngày C : Hàm lượng chất rắn bùn nằm khoảng 40 – 120 g/L = 40 – 120 kg/m3 , chọn C = 50 kg/m3 Thời gian nén bùn ngày, chọn t = Diện tích bể nén bùn li tâm: F= q 6.57 = = 3.6m q o x0,3 q o : Tải trọng tính tốn lên diện tích mặt thống bể nén bùn, m 3/m2.h lựa chọn ph ụ thuộc vào nồng độ bùn dẫn vào bể nén bùn Trường hợp chọn q o = 0,3 m3/m2.h Đường kính bể: D= xF π = x3.6 = 2.2m 3,14 Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 0,2 x 2.2 = 0,44m, chọn d = 0.5m Chiều cao ống trung tâm chọn h = 1m Chiều cao công tác vùng nén bùn: H = q xt = 0,3 x6 = 1.8m t : Thời gian nén bùn, chọn t = Chiều cao tổng cộng bể nén bùn li tâm: H tc = H + h bv + h = 1.8 + 0,5 + 0,3 = 2.6m Trong đó: H bv : Khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h bv = 0.5m 76 h : Chiều cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn đáy Khi dùng hệ thống gạt bùn h = 0,3m Bể có dạng hình trụ với độ dốc đáy 5% hướng tâm Lượng bùn sinh sau nén: Q = q× 100 − P1 100 − 99 = 6.57 × = 2.19m / = 0.4m3/h 100 − P2 100 − 97 Trong bể đặt máy gạt cặn để gạt cặn đáy bể hố thu trung tâm , độ dốc đáy bể i = 5% Tốc độ quay hệ thống gạt 0,75 - h-1, chọn 2h-1 Bùn lấy khỏi bể ống PVC có φ 200 mm đặt áp lực thủy tĩnh khoảng 2,0 – 2,5 m Đường kính máng tràn thu nước sau nén: D máng = 0,8 x D b = 0,8 x 2.2m = 1.8 m Tải trọng máng tràn: Lưu lượng nước tách từ bể nén bùn qx = q × P1 − P2 100 − P2 Trong đó: P : Độ ẩm ban đầu bùn P = 99% P : Độ ẩm bùn sau nén P = 97 % q : Lưu lượng nước bùn xả hàng ngày q = 6.57 m3/ngày 99 − 97 = 4.38 m3/ngày = 0,75m3/h 100 − 97 qx 4.38 = = = 0.12 x10 −3 m / m.s Dmang x3600 x1.8 q x = 6.57 × Lmang Bên thành máng gắn máng tràn chữ V làm thép inox dày 1mm 1m dài xẻ 10 chữ V, cách 60 mm, đáy chữ V rộng 40mm, chiều cao khổ chữ V 20mm, góc chữ V 90o Lưu lượng nước qua khe chữ V: q khe = 0.12x10-3/10 = 0.12x10-4 m3/m.s Từ q khe = 1,4 x H2,5 = 0,12 x10-4 Ta có: Chiều cao lớp nước khe : H = 0,008 m = 8mm Khe chữ V sâu 20mm, lớp nước 8mm, dễ dàng điều chỉnh để thu nước theo chiều dài mép máng Tính tốn đư ờng ống dẫn nước tách từ bể nén bùn đến hầm bơm tiếp nhận Chọn vận tốc nước ống v = 0.2 m/s Lưu lượng nước tách từ bể nén bùn = 4.38 m3/ngày = 0.75m3/h D= × 0,75 = 0.36m 0,2 × 3,14 × 3600 Đường kính ống dẫn nước : Chọn ống PVC Φ42 77 6.13 Bể chứa bùn Nhiệm vụ: Bể chứa bùn tiếp nhận lượng bùn sau nén bể nén bùn trọng lực, từ lượng bùn bơm vào máy ép bùn dây đai Tính tốn: Lượng bùn sinh sau nén: Q b = 0.4 m3/h Chọn thời gian lưu bùn ngày, tức 48h, Thể tích cần thíêt là: V = Q b x t = 0.4 m3/h x 48 h = 20m3 Ngăn thiết kế dạng hình chữ nhật mặt bằng, phần đáy bể có độ dốc 45% để tiện lợi cho q trình tháo bùn Thể tích thực bể ứng với kích thước chọn là: V thực = h x b x l = 2m x 2.5m x 4m Tính tốn đường ống dẫn bùn từ bể chứa bùn đến máy ép bùn Chọn vận tốc bùn ống v = 0,2 m/s Lưu lượng bùn đưa vào máy tuần : G t = x x 0,4 = 16.8 m3/tuần Giả sử máy làm việc 4h/ngày tuần làm ngày Lượng bùn đưa vào máy : Gh = 16.8 = 0,84m / h 5× Đường kính ống dẫn bùn : D= × 0,84 = 0.38m 0,2 × 3,14 × 3600 Chọn ống PVC Φ42 Bơm bùn từ bể chứa bùn sang máy ép bùn: Chọn bơm bùn (1 bơm hoạt động, bơm dự phòng) Cột áp bơm 8m tổn thất đường ống 2m, H = + = 10m Cơng suất bơm: QρgH 0.4 × 1000 × 9,81 × 10 = = 0,12 (kW) N= 1000η 3600 x1000 × 0,8 η: Hiệu suất bơm η = 0,8 Chọn bơm có cơng suất 0.5hp 6.14 Lọc ép dây đai Nhiệm vụ: Giảm thể tích bùn, tách nước khỏi bùn nén bể nén bùn phía trước; để dễ dàng vận chuyển, chôn lấp giảm thể tích nước ngấm vào nước ngầm bãi chôn lấp … Tăng hàm lượng cặn từ 3% lên 18% 78 Máy ép bùn lắp đặt với hệ trích ly polyme để đơng tụ tách nước bùn Bồn pha hóa chất composite; motơ khuấy inox; bơm định lượng Bùn bơm vào ngăn khuấy trộn polyme để ổn định bùn qua hệ thống băng tải ép bùn loại nước ( gồm tách nước tác dụng trọng lực lực ép dây đai nhờ truyền động khí) Bùn sau ép có dạng bánh đổ bỏ Tính tốn: Xem máy lọc ép làm việc ngày Lượng cặn đưa vào máy : Gc = 328.7 = 65.74kg Tải trọng cặn 1m rộng băng tải dao động khoảng 90 – 680 kg/m chiều rộng băng Chọn máy có suất 100kg/m chi ều rộng, chiều rộng băng tải cần dùng là: b= 65.74 = 0,66m 100 Chọn chiều rộng băng 0,7m Bơm bùn từ bể chứa bùn sang máy ép bùn (1 bơm hoạt động, bơm dự phịng) Tính tốn đư ờng ống dẫn nước tách từ máyép bùn đ ến hầm bơm tiếp nhận Chọn vận tốc nước ống v = 0,2 m/s Lưu lượng nước tách từ máy ép bùn: q x = Gb × P1 − P2 97 − 82 = 0,4 × = 0,34m / h 100 − P2 100 − 82 với G b lượng bùn sau nén, G b = 0.4m3/h Đường kính ống dẫn nước : D= × 0,34 = 20mm 0,5 × 3,14 × 3600 Chọn ống PVC Φ27 Chất kết tủa polymer sử dụng cho máy ép bùn: Lượng bùn đưa vào máy : 65.74 kg Liều lượng polymer: kg/tấn bùn Liều lượng polymer tiêu thụ: (65.74 x 5) / 1000 = 0,33 kg/h Thời gian lưu dung dịch : h Dung tích thùng yêu cầu: 0.33 x = 0.66m3 Chọn bơm định lượng châm polimer Đặc tính bơm : Q = 120 L/h, áp lực 1,5 bar 79 CHƯƠNG KHÁI TỐN KINH PHÍ Khái tốn kinh phí vi ệc tính tốn chi phí xây dựng cho cơng trình đơn vị,các thiết bị máy móc,, hóa chất chi phí vận hành trạm xử lý Trên sở chi phí xây dựng, xác định thgời gian khấu hao vốn thu hồi vối chi phí vận hành, tu, dự phịng Từ xác định tổng chi phí cần thiết cho hệ thống xử lý nước thải đơn vị thời gian xác định giá thành xử lý cho 1m3 nước thải 7.1 Vốn đầu tư cho hạng mục cơng trình 7.1.1 Phần xây dựng Bảng 7.1 Vốn đầu tư xây dựng cơng trình Đơn vị tính Số lượng Đơn giá ( triệu VNĐ/đ ơn vị) BTCT M2 1,5 BTCT BTCT BTCT BTCT BTCT BTCT BTCT BTCT Thép Đá chẻ BTCT BTCT - M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 Cái M3 M3 M3 M2 M2 M2 M2 27 13 28 20 20 280 30 12 10 120 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 10 0,5 1,5 1,5 0,8 0,8 0,8 0,05 4,5 40 4,5 19,5 42 30 30 10 140 7,5 24 9,6 391,5 Vật liệu STT Tên cơng trình 10 11 12 13 14 15 16 17 Mương đặt song chắn rác Bể tập trung Bể điều hòa Bể keo tụ - tạo Bể lắng I Bể pH Bể UASB Bể Biofil Bể lắng xoáy Bể lọc áp lực Hồ sinh học Bể nén bùn Bể chứa bùn Nhà điều hành Nhà chứa hóa chất Nhà đẻ máy nén khí Đường Σ vốn đấu tư xây dựng Thành tiền ( triệu VNĐ) 80 7.1.2 Phần thiết bị Bảng 7.2 Vốn mua thiết bị Thành tiền (triệu đồng) 1 Đơn giá (triệu VND/đơn vị) 0,05 0,6 Cái Thép Thép Cái Cái Keo ụt - -Thiết bị khuấy trộn Sắt tạo bơng - Thiết bị châm hóa Inox chất Lắng Bơm bùn Thép Cái Cái 2 2 4 Cái 8 1 1+1 10 10 1 8 20 20 Cơng trình Song ắn c rác Tên thiết bị - Thiết bị cào rác Song chắn Bể tập - Máy bơm trung Bể điều -Bơm nước thải hòa - Máy thổi khí Vật liệu Đơn vị tính Số lượng Thép Thép Cái Cái Thép Bơm nước thải Thép Cái Bơm rửa lọc Sắt Cái Bơm nước thải Thép Cái Giảm tốc + cánh Sắt + Cái khuấy Inox Bơm nước thải Thép Cái Lọc Bơm rửa lọc Sắt Cái Bể chứa Bơm bùn Sắt Cái bùn Máy ép Thép Cái bùn Bể pH Lọc sinh học Lắng xoáy Σ vốn thiết bị máy móc 0,05 0,6 95,65 Vậy tổng chi phí đầu tư xây dựng ban đầu: S = 391.500.000 + 95.650.000 = 487.150.000 đồng Chi phí xây dựng khấu hao 20 năm, chi phí thiết bị khấu hao 10 năm Vậy chi phí khấu hao năm: 391.500.000 đồng/20 + 95.650.000đồng / 10 = 29.140.000 đồng 81 7.2 chi phí vận hành 7.2.1 Chi phí nhân cơng + Cơng nhân: người x 1.500.000 đồng/ tháng x 12 tháng = 72.000.000 đồng + Cán bộ: người x 2.500000 đồng/ tháng x 12 tháng = 60.000.000 đồng + Tổng cộng : 72.000.000 + 60.000.000 = 132.000.000 đồng / năm 7.2.2 Chí phí điện : 150.000.000 đồng/năm 7.2.3 Chi phí hố chất : 50 000 000 đồng /năm Tổng chi phí quản lí hàng năm: S = 132.000.000 + 150.000.000 + 50.000.000 = 332.000.000 đồng ⇒ Tổng chi phí năm cho trạm xử lí ( tính ln khấu hao hàng năm): S t = 332.000.000 + 29.140.000 = 316.140.000 đồng Giá thành xử lí 1m3 nước thải : s= 361.140.000 = 4.000 VNĐ 250 × 360 82 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 Kết luận Trong trình thực luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất cồn - rượu Bình Định” có vài kết luận sau: Nước thải công nghiệp sản xuất cồn – rượu có nồng độ chất nhiễm cao, BOD COD ấr t lớn Do đó, việc áp dụng bể xử lý kị khí UASB cần thiết để tăng hiệu xử lý nước thải trước thải mơi trường Trong q trình xử lý cần phải kết hợp với bể keo tụ - tạo để giảm hàm lượng chất rắn lơ lửng đến mức thấp trước cho vào bể UASB, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho bể hoạt động tốt, không bị tải, gốp phần giảm thiểu mùi sinh từ bể Lượng khí metan sinh từ bể UASB lớn , cần có thiết bị để thu hồi lượng khí để sử dụng đốt lò 8.2 Kiến nghị Sau tìm hiểu trạng xử lý nước thải nhà máy nội dung trình bày, luận văn có vài kiến nghị sau: Hệ thống xử lý nước thải nhà máy không hiệu quả, cụ thể nồng độ nước thải đầu không đạt yêu cầu mùi hôi phát sinh từ bể UASB lớn Do đó, cần bổ sung thêm vài cơng trình xử lý nước thải kết hợp với hệ thống xử lý Hàm lượng lưu huỳnh mật rỉ lớn, ngun nhân gây mùi Do đó, có điều kiện xây dựng thêm hệ thống hấp phụ lưu huỳnh owr hầm bơm tiếp nhận để khử lưu huỳnh trước qua cơng trình xử lý Cần phải xây dựng lò biogas đẻ sử dụng nguồn lượng rẻ để cung cấp cho lò 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân Xử Lí Nước Thải Đơ Thị Và Cơng Nghiệp, Tính Tốn Thiết Kế Cơng Trình Nhà Xuất Bản Quốc Gia Tp HCM – 2004 – TS.Nguyễn Phước Dân Giáo Trình mơn h cọ Kỹ Thuật Xử Lí Nước Thải Kĩ Thuật Xử Lí Nước Cấp 3- Hoàng Đ ức Liên– Tống Ngọc Tuấn Kỹ Thuật Thiết Bị Xử Lý Chất Thải Bảo Vệ Môi Trường Nhà Xu ất Bản Nông Nghiệp– Hà N ội 2003 - Trịnh Xn Lai Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Trong Hệ Th ống Cấp Nước Sạch Nhà Xuất Bản Xây Dựng – 2003 - Trịnh Xuân Lai Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Xử Lí Nước Thải Nhà Xu ất Bản Xây Dựng – 2000 - Tiêu Chuẩn Xây Dựng Thoát Nước Mạng Lưới Bên Ngồi Và Cơng Trình – TCXD – 51 – 84 7- PGS, TS.Hồng Văn Huệ Thốt Nước – Tập 2: Xử Lí Nước Thải Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kĩ Thuật – 2002 84 ... nghệ 1-Bể chứa cặn; 2- Bẫy cát; 3- Bể hỗn hợp tập trung nước thải; 4- Giếng hòa trộn nước thải với bùn hồi lưu; 5- Bể lắng sơ bộ; 6- bể hiếu khí( Aeroten); 7- Ngăn tái sinh bùn hoạt tính; 8- Bể... snng; 9- Giếng chứa nước ra, chưa đạt yêu cầu cho quay lại bể để xử lý lần hai; 10 - Bể lọc; 1 1- Bể Chlo hóa; 1 2- Giếng chứa bùn hoạt tính; 1 3- Trạm bơm; 1 4- Trạm khí nén; 1 5- Máy nghiền; 1 6- Bãi... sinh học Người ta phân loại bể lọc sinh học theo : - Mức độ xử lý - Biện pháp làm thoáng - Chế độ làm việc - Sơ đồ công nghệ - Khả chuyển tải - Đặc điểm cấu tạo vật liệu lọc Những cơng trình xử