NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ CHÉ MỦ CAO SU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÙNG MẺ TẠI ĐÒN ĐIỆN CAO SU TÂN XUÂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ CHẾ MỦ CAO SU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỪNG MẺ TẠI ĐỒN ĐIỀN CAO SU TÂN XUÂN SVTH MSSV LỚP GVHD : NGUYỄN VĂN TUÂN : 610612B : 06MT2N : TS.MAI TUẤN ANH TP.HCM, Tháng 01 Năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ CHẾ MỦ CAO SU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỪNG MẺ TẠI ĐỒN ĐIỀN CAO SU TÂN XUÂN SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN MSSV : 610612B LỚP : 06MT2N Ngày giao nhiệm vụ luận văn : Ngày hoàn thành luận văn : TP.HCM, Ngày …….Tháng 01 Năm 2007 TS.MAI TUẤN ANH Lời Cảm Ơn Để hoàn thành luận văn em nhận giúp đỡ tận tình thầy cơ, gia đình, bạn bè,… Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: Ban giám hiệu trường Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Lãnh đạo khoa Môi Trường tất thầy dìu dắt em suốt năm ngồi ghế nhà trường Cảm ơn thầy Mai Tuấn Anh trực tiếp tận tình hướng dẫn em Đặc biệt Ba mẹ chịu thương chịu khó ni ăn học đặt hy vọng vào Cảm ơn bạn Hương ( lớp 60MT2N), anh Bảo ( Viện Nước TP.HCM) tất bạn bè quanh Tuân giúp đỡ Tuân thời gian thực luận văn Sau hoàn thành luận văn này, em mong nhận lời nhận xét chân thành quý báu từ thầy cô bạn bè, để nhận thấy thiếu sót mà rút kinh nghiệm bổ sung thêm kiến thức Một lần em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tuân Nhận xét giáo viên hướng dẫn Ngày… , Tháng……,Năm 2007 GVHD TS Mai Tuấn Anh Nhận xét giáo viên phản biện Ngày… , Tháng……,Năm 2007 GVPB TRƯỜNG ĐHBC TƠN ĐỨC THẮNG KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ BHLĐ CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN VĂN TUÂN MSSV : 610612B NGÀNH : CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG KHOA : MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG Tên luận án: Nghiên cứu xử lý nước thải sơ chế mủ cao su phương pháp sinh học mẻ cho Đồn Điền cao su Tân Xuân Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung số liệu ban đầu): - Tìm hiểu hoạt động sản xuất Đồn Điền cao su Tân Xuân - Tìm hiểu cơng nghệ sơ chế mủ Đồn Điền - Tìm hiểu thành phần tính chất nước thải sơ chế mủ cao su - Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sơ chế mủ cho Đồn Điền - Bản vẽ thiết kế - Tính toán kinh tế Ngày giao luận án: Ngày hoàn thành nhiêm vụ: Họ tên người hướng dẫn: TS MAI TUẤN ANH Nội dung yêu cầu luận án thông qua môn Ngày … Tháng … Năm 200 Chủ nhiệm môn Người hướng dẫn (Kí ghi rõ họ tên) (Kí ghi rõ họ tên) Phần dành cho khoa, môn Người duyệt:……………………………………………………………………… Ngày bảo vệ: ……………………………………………………………………… Điểm tổng kết: ……………………………………………………………………… Nơi lưu trữ luận án:………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bang 5.1 Bảng 5.2 Bảng 5.3 Bảng 5.4 : Thành phần chất hữu phi cao su mủ 10 : Kết phân tích nước thải cao su đồn điền 20 : Thành phần hoá học nước thải ngành chế bến cao su 21 : Các công nghệ ứng dụng hiệu xử lý chúng 29 : Chất lượng tổng quát nước thải cao su sau xử lý 30 : Hệ thống xử lý nước thải nước Đông Nam Á 30 : Công nghệ xử lý có cơng ty cao xu thuộc tổng công ty cao su Việt Nam 32 Bảng 6.1 : Kết tính tốn bể gạn mủ 45 Bảng 6.2 : Cơng suất hồ tan ơxy nước thiết bị phân hối bọt khí mịn 50 Bảng 6.3 : Kết tính tốn bể Aeroten mẻ 52 Bảng 6.4 : Kết tính tốn hồ sinh học hiếu khí 54 Bảng 6.5 : Tải trọng đặc trưng sân phơi bùn 55 Bảng 6.6 : Thông số thiết kế sân phơi bùn 55 Bảng 6.7 : Kết tính toán sân phơi bùn 58 Bảng 6.8 : Các thông số thiết kế bể UASB 58 Bảng 6.9 : Tải trọng thể tích hữu bể UASB bùn hạt bùn hàm lượng BOD tỉ lệ chất không tan khác 57 Bảng 6.10 : Tải trọng thể tích hữu bể UASB bùn hạt có hàm lượng trung bình 25 kg VSS/m3 57 Bảng 6.11 : Số điểm phân phối nước thải yêu cầu bể UASB 58 Bảng 6.12 : Cơng suất hồ tan ơxy vào nước thiết bị phân phối bọt khí mịn 63 Bảng 6.13 : Kết tính tốn bể Aeroten 65 Bảng 6.14 : Kết tính tốn bể lắng ly tâm 67 Bảng 7.1 : Chi phí xây dựng gạch 70 Bảng 7.2 : Chi phí xây dựng bê tông cốt thép 70 Bảng 7.3 : Chi phí thiết bị 70 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 : Cơng nhân chăm sóc cao su Hình 2.2 : Quá trình sản xuất mủ Hình 2.3 : Thu hoạch mủ Hình 2.4 : Sơ đồ cơng nghệ sản xuất cao su ly tâm 14 Hình 2.5 : Sơ đồ chế biến mủ cốm 15 Hình 2.6 : Sơ đồ chế biến mủ tờ 16 Hình 3.1 : sơ đồ quy trình sản xuất mủ Đồn điền Tân Xuân 18 Hình 5.1 : sơ đồ quy trình xử lý nước thải Malaysia 31 Hình 5.2 : Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ nhà máy cao su Phú Riềng 3.2 Hình 5.3 : Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ nhà máy cao su Đồng Nai 32 Hình 5.4 : Sơ đồ dây chuyền công nghệ nhà máy cao su Lộc Ninh 33 Hình 5.5 : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đưa theo phương án 36 Hình 5.6 : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đưa theo phương án 37 Hình 6.1 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động bể Aeroten mẻ 46 Hình 6.2 : Sơ đồ làm việc bể Aeroten bể lắng ly tâm 47 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học, mgO2 / l) BOD : Biochemical Oxygen Demand ( Nhu cầu oxy sinh hóa, mgO2 / l) SS : Suspended Solid (Tổng lượng chất rắn lơ lửng, mg/l) SCR : Song chắn rác pH : Chỉ số biểu thị hoạt tính ion H+ TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam VSV : Vi sinh vật MỤC LỤC Lời cảm ơn Danh mục hình Danh mục bảng Bảng ký hiệu chữ viết tắt Lời mở đầu CHƯƠNG : NỘI DUNG MỤC TIÊU – CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Nội dung đồ án 1.2 Mục tiêu đồ án 1.3 ĐốI tượng đồ án CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CƠNG NGHIỆP CAO SU VÀ QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ SƠ CHẾ MỦ CAO SU 2.1 Tổng Quan Về Ngành Công Nghiệp cao su 2.2 Đại cương cao su cao su thiên nhiên 2.2.1 Định nghĩa cao su thiên nhiên 2.2.2 latex cao su 2.3 Tổng quan qui trình cơng nghệ sơ chế mủ cao su 2.3.1 thành phần cấu tạo mủ cao su 2.3.1.1 Thành phần hoá học latex 2.3.1.2 Cầu trúc tính chất thể giao trạng 11 2.3.1.3 Pha bị phân tán – hạt tử cao su 11 2.3.2 qui trình sơ chế mủ 12 2.3.2.1 phân loại so chế mủ 12 2.3.2.2 bảo quản mủ 12 2.3.2.3 qui trình cơng nghệ sơ chế mủ 13 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ ĐỒN ĐIỀN CAO SU TÂN XUÂN VÀ QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ TẠI ĐỒN ĐIỀN 3.1 Tổng quan đồn điền cao su tân xuân 18 3.2 Qui trình cơng nghệ sơ chế mủ 18 3.2.1 Sơ đồ công nghệ 18 3.2.2 Lưu lượng nước thải 19 3.2.3 Thành phần tính chất nước thải cao su 19 3.2.3.1 Thành phần , tính chất nước thải 20 3.2.3.2 Đặc tính nước thải cao su 21 CHƯƠNG : MỨC ĐỘ GÂY Ô NHIỄM TẠI SƠ SỞ 4.1 Ô nhiễm nước 23 4.2 Ơ nhiễmkhơng khí 23 Bảng 6.11 : Số điểm phân phối nước thải yêu cầu bể UASB Diện tích/đầu vào, m2 Loại bùn Bùn bơng có mật độ cao (> 40 kgSS/m3) 0,5 – 1,0 tải trọng < 1kgCOD/m3.ngày 1,0 – 2,0 tải trọng – kgCOD/m3.ngày – tải trọng > kgCOD/m3.ngày Bùn bơng có mật độ trung bình (20 – 40 kgSS/m3) – tải trọng < – kgCOD/m3.ngày – tải trọng > kgCOD/m3.ngày Bùn hạt 0,5 – tải trọng  kgCOD/m3.ngày 0,5 – tải trọng – kgCOD/m3.ngày > tải trọng > kgCOD/m3.ngày  Hiệu xử lý : Hàm lượng COD nước thải sau xử lý kị khí : CODra = CODvào x (1 – ECOD) = 2880 x (1 – 0,65) = 1008 mgCOD/l Hàm lượng COD bị khử : CODkhử = CODvào – CODra = 2880 – 1008 = 1872 mgCOD/l Hàm lượng BOD5 nước thải sau xử lý kị khí : BODra = BODvào x (1 – EBOD) = 618 x (1 – 0,75) = 154,5 mgBOD/l  Kích thước bể : - Diện tích bề mặt phần lắng : A Q 20  = m2 LA - Thể tích ngăn phản ứng bể UASB : Vr  QxCODvao 20 x 2880  = 19,2 m3 LCOD x1000 (Trang 461 – XLNTĐT&KCN – GS – TS : Lâm Minh Triết & Cộng sự) Chọn bể UASB bể hình trịn với phần thu khí phía - Đường kính bể : D xA   x4 = 2,25 m 3,14 - Chiều cao phân phản ứng : H pu  Vr 19,  = 4,8 m A - Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể : Mb  CSS xVr 30 x19,  = 11520 kg = 11,52 TS 0, 05 Trong : CSS = Hàm lượng bùn bể, kg/m3 Vr = Thể tích ngăn phản ứng 58 TS = Hàm lượng chất rắn bùn nuôi cấy ban đầu, % - Lượng sinh khối hình thành ngày : Px  Yx  So  S  xQ   kd x c  0,06x  2880 - 1008  x 20  1   0, 025 x60   x1000 = 0,9 kgVSS/ngày - Thể tích khí mêtan sinh ngày VCH4 = 159 x [(So – S) x Q – 1,42 x Px] = 350,84 x [(2880 - 1008) x 20 / 1000 – 1,42 x 0,9] = 12687 LCH4/ngày = 12,687 m3CH4/ngày Trong : = Thể tích khí mêtan sinh điều kiện 0o áp suất atm) VCH4 Px = Sinh khối tế bào sinh ngày, kgVSS/ngày 350,84 = Hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí mêtan sản sinh từ kg BOD chuyển đổi hồn tồn thành mêtan CO2, Lít CH4/kg BOD - Lượng bùn bơm ngày : Qw  Px 0,8  = 0,035 m3/ngày CSS x0, 75 0, 75 x30 Lượng chất rắn từ bùn dư MSS = Qw x CSS = 0,035 x 30 = kgSS/ngày (Trang 464 – XLNTĐT&KCN – GS – TS : Lâm Minh Triết & Cộng sự) - Ống phân phối vào bể Vận tốc ống chính: 1,5 – 2,5 m/s, chọn Vống = 1,5m/s Đuờng kính ống nhánh đẩy bơm đưa nước vào bể UASB: Dống nhánh = xQ x 20  = 0,048 m x3600 x xvong x3600 x3,14 x1,5 Để chống tắc nghẽn đường ống chọn ống nhựa PVC  60 Đường kính ống phân phối nước bể: Dphân phối = xQ x 20 = 0,029 mm  x3600 x x1x x3600 x3,14 x1x Để chống tắc nghẽn đường ống chọn đường ống nhựa PVC  34 - Tính hệ thống thu bùn: Chọn thời gian lưu bùn tháng Hệ thống gồm 1ống xả phân bố đơn nguyên, - Tính ống thu bùn: Thể tích bùn lấy ra: Vb = Qw.90 = 0,035m³ /ngày)(90ngày) = 3,15 m³ Chiều cao bùn: H= Vb/250 = 3,15/250 = 0,01m Lưu lượng cặn đơn nguyên, với thời gian xả cặn t =15 phút 59 qb= Vb 3,15 = 3,5.10 – m³ /s  t 15 x60 Diện tích ống xả cặn, với vận tốc bùn ống chọn 1,5m/s: F= q b 3,5.10-3 m3 / s =2,3.10 – m2  1,5m / s v Đường kính ống thu bùn: D=0,054m Chọn đường ống 90 - Tính hệ thống thu khí: Chọn đơn ngun có phểu thu khí, đáy phễu thu khí có chiều dài 12m chiều rộng 5m Kiểm tra phần diện tích khe hở phễu thu khí: Akh/A= F  AP 12m  12m   5m  20m = 16.67% nằm khoảng từ 15% 100  A 12m  12m 20% Akh diện tích khe hở phễu thu khí Ap diện tích đáy phễu thu khí F diện tích bề mặt bể Từ vận tốc ta tính diện tích ống thu khí (coi tiết diện ống thu khí từ phễu ống thu khí từ phễu ống trung tâm nhau), tính tiết diện ống thu khí ống trung tâm: F= vCH4/v=0,002583 m² Đường kính ống thu khí: D= 0.0573 m Chọn ống thu khí có 60 - Tính ống thu khí chính: Diện tích ống thu khí chính: F=V/v= 0.005166 m² Đường kính ống thu khí: D= 0.081102 m Chọn ống thu khí có 100 Tính hướng dịng: Gồm hướng dòng thép đặt sát thành bể hướng dòng thép chữ V đặt bể Chọn phần hướng dịng dơi so với máng thu khí l=10cm Tính thép đặt sát thành bể: Chọn góc hướng dòng 550 (=350) Khoảng từ mép máng thu khí đến thành bể l=70cm Chiều dài chiều cao hướng dịng tính với kết sau: L= l  l 10cm  70cm = 0,977m  cos  cos 55 H=(l+l)tan=0,56m Chọn L=1 m, chiều cao hướng dịng: H=0,6m - Tính thép chữ V: Thép chữ V có góc đặt lệch 450(=450) 60 Khoảng cách từ bể đến mép thu khí =30cm Chiều dài cạnh thép chữ V tính sau: L= l  l 10cm  30cm =0,565 m  cos  cos 45 Chọn thép có L=0,6m 6.2.3 BỂ AEROTANK 6.2.3.1 Thơng số Tính tốn  Lưu lượng trung bình nước thải ngày đêm: Q= 20 m3/ngđ  Hàm lượng BOD5 nước thải dẫn vào bể Aeroten La = 154,5 mg/l  Hàm lương BOD5 nước thải cần đạt sau xử lý Lt = 50 mg/l  Hàm lượng chất lơ lửng nước thải dẫn vào Aeroten C = 122,5 mg/l  Hàm lượng chất lơ lửng nước thải cần đạt sau xử lý Cs = 50 mg/l Giả sử chất lơ lửng nước thải đầu vào chất rắn sinh học (bùn hoặt hóa) trogn có 80% chất dễ bay 60% chất có khả phân hủy sinh học Các thơng số tính tốn bể Aeroten điều kiện xáo trộn hoàn toàn  Thời gian lưu bùn hoạt tính θ c = 20 ngày  Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng X = 1500 mg/l  Tỉ số F/M = 0,2 – 0,6 kg/kg.ngày  Hệ số sản lượng bùn Y = 0,60 mgVSS/mgBOD  Hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,03 ngày-1  Tải trọng chất hữu : 0,4 ÷1,2kg BOD5/m3.ngày  Tỉ số tuần hồn bùn hoặt tính :  = Qth/Q = 0,25 – 1,0; chọn  = 0,75  6.2.3.2 Tính tốn - Tính nồng độ BOD5 hòa tan nước đầu theoquan hệ sau : BOD5 (ra) = BOD5 hòa tan nước đầu + BOD5 chất lơ lửng đầu  BOD5 chất lơ lửng trogn nước thải đầu tính sau :  Phần có khả phân hủy sinh học chất rắn sinh học ở đầu : 0,6 x 50 = 30 mg/l  BOD hồn tồn chất rắn có khả phân hủy sinh học đầu : 30 x 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị ôxy hóa = 42,6 mg/l  BOD5 chất rắn lơ lửng đầu : 42,6 x 0,68 = 28,968 mg/l Lượng BOD5 hòa tan nước nước thải đầu xác định sau : 50 – 28,968 = 21,032 mg/l - Xác định hiệu xử lý E : Hiệu xử lý viết theo phương trình : E= La  Lt x100 La Hiệu xử lý tính theo BOD5 hịa tan 61 Eht  154,5  21.032 x100 = 86,38 % 154,5 Hiệu xử lý tính theo tổng cộng Etc  La  Lt 154,5  50 x100  x100 = 67,63 % L 154,5 - Xác định thể tích bể Aeroten Thể tích bể Aerotank: V= θ c Q.Y (So - S) X (1 + K d θ c ) Trong đó: V : thể tích bể Aerotank, (m3) Q : lưu lượng nước thải đầu vào, Q = 20 m3/ngđ Y : hệ số sản lượng bùn, Y = 0,6 mgVSS/mgBOD So – S : 154,5 – 21,032 = 133,468 mg/l X : nồng độ bùn hoạt tính X = 1500 mg/l kd = Hệ số phân hủy nội bào; Kd = 0,03 ngày-1 c = Thời gian lưu bùn = 20 ngày Vậy: V= bể Aerotank, 20 x 20 x0, x(154,5  21, 032) = 13,35 (m3) 1500 x(1  0, 03 x 20) (Trang 156 – TTTKCCTXLNT – Trịnh Xuân Lai) Chọn kích thước bể: - Chiều dài L = 2,7 m - Chiều rộng B = 1,6 m - Chiều cao làm việc H=3m - Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,3 m - Thể tích thực bể V = 14,784 m3 - Tính lượng cặn dư phải xả ngày Hệ số sản lượng quan sát tính theo cơng thức Yb = Y 0,  = 0,4  K d x c  0, 03 x 20 Lượng sinh khối gia tăng ngày tính theo MLVSS : Px = Yb.Q (La - Lt).10-3 = 0,4 x 20 (154,5 – 21,032).10-3 = 1,6 (kg/ngđ) Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS : Pxl = Px 1,  = (kg/ngđ) 0,8 0,8 Lượng bùn thải bỏ ngày Pxả = Pxl – Q x 50 x 10 – = – 20 x 50 x 10 – = kg/ng.đ 62 - Xác định lưu lượng bùn xả từ đáy bể theo đường ống tuần hoàn  θc = Vr xX Qb xX  QxX Qb = Vr xX   c xQxX  c xX = 13,35 x1500  (20 x 20 x 40) = 0,134 (m3/ngđ) 20 x1500 Trong đó: Vr: thể tích bể Aerotank X: nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng Xra : Nồng độ VSS SS khỏi bể lắng; Xra = 0,8 x 50 = 40 mg/l Qb : Lưu lượng bùn thải Thời gian lưu nước bể Aeroten : t V 13,35 = 0,667 ngày = 16  20 Q - Tính lượng ôxy cần thiết cung cấp cho bể Aerotank theo BOD5 Khối lượng BOD5 cần xử lý ngày : G = (154,5 – 21,032) x 20 x 10-3/ 0,68 = 3,9 kg/ngày Tính lượng ơxy u cầu theo công thức : M = G – (1,42 x Px) = 3,9 – (1,42 x 1,6) = 1,63 kg O2/ngày Nồng độ ơxy bão hồ Cs = 9,02 mg/l Nồng độ ơxy trì bể làm thống C = mg/l Lượng ôxy thực tế cần đến : OCt  Mx CS 9, 02  1, 63 x = 2,1 kg/ ngày (ở 200C) CS  C 9, 02  - Tính thể tích khơng khí theo u cầu : Dùng hệ thống phân phối khí có bọt khí mịn với  = 0,7 Bảng 6.12 : Cơng suất hồ tan ơxy vào nước thiết bị phân phối bọt khí mịn Điều kiện thí nghiệm Nước T = 200C Nước thải T = 20 C,  = 0,7 Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình Gr O2/m3.m Kg O2/KW Gr O2/m3.m Kg O2/KW 12 2,2 10 1,7 8,5 1,5 1,2 - Chọn cơng suất hồ tan ơxy thiết bị Ou = gr O2/m khơng khí cấp vào độ ngập 1m - Bể sâu m độ sâu ngập nước : 2,7 m - Cơng suất hịa tan thiết bị OU = Ou x hngập nước = x 2,7 = 18,9 gr O2/m3 - Lượng không khí cần thiết tính theo cơng thức : 63 Qkk  QCt 2,1x1000 –3 xf  x = 222,22 m /ngày = 2,57 x 10 m /s OU 18,9 Trong : QCt : Lượng ơxy thực tế cần đến; QCt = 2,1 kg/ngày OU : Cơng suất hịa tan thiết bị; OU = 18,9 gr O2 /m3 = 18,9 x 10 – kg O2/m3 f : Hệ số an toàn; f = 1,5 – 2; chọn f = (Trang 107 – TTTK CCTXLNT – Trịnh Xn Lai) - Tính tốn máy thổi khí - Áp lực cần thiết máy thổi khí : Hm = h1 + H Trong h1: Tổn thất hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,4m H : Độ sâu ngập nước miệng vòi phun H = 2,7 m Hm = 0,4 + 2,7 = 3,1 m - Cơng suất máy thổi khí GRT1 Pmáy = 29,7 ne  p  0, 283     1  p1   Trong Pmáy : Cơng suất u cầu máy nén khí , kW G: Trọng lượng dịng khơng khí , kg/s G = Qkk  khí = 2,57 10 –  1,3 = 3,34 10 – kg/s R : số khí , R = 8,314 KJ/K.mol 0K T1: Nhiệt độ tuyệt đối khơng khí đầu vào T1= 273 + 25 = 298 0K P1: áp suất tuyệt đối khơng khí đầu vào P1= atm P2 : áp suất tuyệt đối khơng khí đầu P2 = Hm + = 1,5 atm n= K 1 = 0,283 ( K = 1,395 khơng khí ) K 29,7 : hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất máy , chọn e= 0,7 Vậy : Pmáy = 3,34.106  8,314  298 29,  0, 283  0,  1,5  0, 283   1 = 0,17 kW = 180 W      Chọn máy có cơng suất Pmáy = 180 W - Tính tốn đường ống dẫn nước thải vào bể - Chọn vận tốc nước thải ống : v = m/s - Lưu lượng nước thải : Q = 20 m3/ngày - Chọn loại ống dẫn nước thải ống PVC , đường kính ống D= 4Q = v x 20 = 0,017m 24 x3600 x3,14 x1 Chọn ống PVC có đường kính 49 mm - Chọn máy bơm nước thải vào bể Aerotank - Lưu lượng bơm : Q = 20 m3/ngày 64 - Cột áp bơm : H = m QgH 1000 x9,81x5 x 20 = = 0,014kW = 14 W N= 1000 x0,8 x 24 x3600 1000 Chọn N = 15 W  : hiệu suất chung bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8  Tính tốn đường ống dẫn bùn tuần hồn Chọn ống PVC có đường kính 21mm theo cataloge - Bơm bùn tuần hoàn - Lưu lượng bơm :Q r = 15 m3/ng - Cột áp bơm : H =5m - Công suất bơm Q' gH 1000 x9,81x5 x15 = = 0,014 kW = 14W N= r 1000 1000 x0,8 x 24 x3600 Chọn N = 15 W  : hiệu suất chung bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8 Bảng 6.13 : Kết tính tốn bể aerotank Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Chiều dài L m 1,6 Chiều rộng B m 2,7 Chiều cao làm việc H m 3,3 Chiều cao bảo vệ Hbv m 0,3 6.2.4 BỂ LẮNG :  Diện tích mặt bể lắng S= Q (1 + α) Co Ct VL Trong đó: Co : nồng độ bể Aerotank (tính theo chất rắn lơ lửng) Co = X 1500 = = 1875 (mg/l) 0,8 0,8 : hệ số tuần hoàn,  = 0,75 Ct : Nồng độ bùn dịng tuần hồn, Ct = 10000 mg/l VL : Vận tốc lắng bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL -6 VL = Vmax e- KC 10 Với : CL = xCt = 0,5 x 10000 = 5000 mg/l = 5000 (g/m3) Vmax = m/h K = 600 (cặn có số tích 50 < SVI < 150) L 65 -6  VL = x e-600 x 5000 x10 = 0,34 (m/h)  Diện tích phần lắng bể: S= 20 x (1+ 0,75) x 1875 = 19,3 (m2) 0,34 x 10000 Diện tích bể tính thêm buồng phân phối trung tâm: Sbể = 1,1 x 19,3 = 21,2 (m2)  Đường kính bể: Dbể = 4Sbể  = x 21,2 = 5,2 (m) 3,14 Đường kính buồng phân phối trung tâm Dtt = 0,25Dbể = 0,25 x 5,2 = 1,3 (m) Diện tích buồng phân phối trung tâm Stt = π x D 2tt 3,14 x 1,32 = = 2,15 (m2) 4 Diện tích vùng lắng bể Slắng = Sbể - Stt = 21,2 – 2,15 = 19,05 (m2) Q 20 Tải trọng thủy lực lên bể : a = = = 1,05 (m3/m2.ngđ) Slaéng 19,05 Vận tốc lên dòng nước bể : Vnước = a 1,05 = = 0,13 (m/h) 8 Máng thu nước đặt vịng trịn có đường kính 0,9 đường kính bể Đường kính máng thu nước: Dmáng = 0,9 x 5,2 = 4,68 (m) Chiều dài máng thu nước : L = .Dmáng =  x 4,68 = 14,7 (m) Chọn cưa sắt , cao h = 250 mm, dài l = 14,7 m Trên cạnh cắt thành hình cưa (dạnh hình thang cân) có chiều cao 50mm, vát đỉnh 30mm,khoảng cách 30mm Số cưa : n = 14700 + 30 = 18,75 cưa 80 Tải trọng thu nước mét chiều dài máng: Q 20 a1 = = = 1,36 (m3/m dài.ngđ) 14,7 L Tải trọng bùn: b= (Q  Qt )  Co (20  15)  1875 x10-3 = = 0,43 (kg/m2.h) 10  Slaéng x19,05 (Trang 160 – TTTKCCTXLNT - Trịnh Xuân Lai)  Xác định chiều cao bể Chọn chiều cao bể: H = m Chiều cao dự trữ mặt thoáng: h1 = 0,3 m Chiều cao cột nước bể: h = – 0,3 = 2,7 m Chiều cao phần nước trong: h2 = 1,5m Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 8% hướng tâm: 66 D beå 5,2 = 0,08 x = 0,2 (m) 2 Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: h4 = H – h1 – h2 – h3 = – 0,3 – 1,5 – 0,2 = (m) Thể tích phần chứa bùn: Vb = Sbể xh4 = 21,2 x = 21,2 (m3) Nồng độ bùn bể: C + Ct 5000  10000 = = 7500 g/m3 = 7,5 (kg/m3) Ctb = L 2 Lượng bùn chứa bể lắng G = VbxCtb = 21,2 x 7,5 = 159 (kg) (Trang 161 – TTTKCCTXLNT - Trịnh Xuân Lai)  Thời gian lưu nước bể lắng Dung tích bể lắng: Vbể = HxSbể = 2,7 x 21,2 = 57,24 (m3) Nước vào bể lắng: Qt = (1 + ) Q = (1 + 0,75) x20 = 35 (m3/ngđ) V 57,24 Thời gian lắng: T = = x8 = 13 (giờ) 35 Qt h3 = 0,08 Bơm bùn dư đến bể chứa bùn - Lưu lượng bơm Qw = 1,67 m3/ngày = 0,2 m3/h Cột áp H = m - Công suất bơm Qw gH 0, 1000  9,81 = = 0,056 kW = 56W N= 1000 3600 1000  0,8  3600 Chọn N = 80 W  : hiệu suất chung bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8  Tính Tốn Đường Dẫn Bùn Dư - Lưu lượng bùn dư Qw = 1,67 m3/ngày - Chọn vận tốc bùn ống v= 0,5 m/s D= 4Q = v  1, 67 = 0,012 m = 12 mm 0,5  3,14 x8 x3600 Chọn ống PVC có đường kính 50 mm theo cataloge Bảng 6.14 : Kết tính tốn bể lắng ly tâm Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Diện tích bể F m 21,2 Đường kính D m 5,2 Chiều phần chóp đáy h m 0,2 Chiều cao bảo vệ Hbv m 0,3 Chiều cao làm việc H m 2,7 6.2.5 BỂ CHỨA BÙN ( tính tốn giống phương án 1) 67 CHƯƠNG : TÍNH TỐN CHI PHÍ Các bể AEROTANK bể lắng ly tâm đúc bê tông #200, bên phải phủ lớp chống thấm Chi phí xây dựng cơng trình bao gồm chi phí xây dựng, chi phí mua thiết bị, chi phí cho người vận hành 7.1 Tính cho Phương án 7.1.1 Chi phí xây dựng 7.1.1.1 Bể gạn mủ Thơng số : H = 1,8 m bxl = 2m x 10m = 0,3m hbv Bề dày thành; bt = 20cm Bể gồm số vách ngăn : vách Mỗi vách ngang có số sau : Chiều rộng = 12 cm = 0,2 m Chiều dài = 2m Chiều cao = 1,8 m Thể tích vách ngang : V = 2m x 1,8m x 0,2m = 0,72 m3 Thể tích vách dài : (10 + 0,4)m x 1,8m x 0,2m = 3,744 m3 Thể tích xây dựng bể gạn mủ : x 0,72 + x 3,744 = 11 m3 Lòng bể xây gạch với chiều cao 0,2 m Thể tích xây lịng bể : 0,2 x x 10 = m3 Tổng thể tích xây bể : + 11 = 15 m3 Bể gạn mủ xây gạch 7.1.1.2 Bể Aeroten mẻ Thông sô xây dựng cho bẻ : H = 3,3 m BxL = 1,6m x 2,7m = 0,3 m Hbv Chiều rộng thành bể dày 0,2 m Thể tích bể tơng cần xây dựng bể : V = x (2,7 + 0,2 + 0,2) x 0,2 x (3, + 0,3) + x 1,6 x 0,2 x 3,3 = 6,2m3 Chân móng : sâu 0,5 m; rộng 0,4 m Chân móng cần đổ bê tơng la : Vbt = x (2,7 + 0,4 + 0,4) x 0,4 x 0,5 + x 0,4 x 0,5 x 1,6 = 2,04 m3 Lòng bể xây gạch với chiều cao 0,2 m 68 Thể tích cần xây : Vlòng = 0,2 x 1,6 x 2,7 = 0,864 m3 Vậy thể tích đổ bê tơng : 6,2 + 2,04 = 6,24 m3 Tổng thể tích đổ bê tông bể : 6,24 x – 1,6 x 0,2 x 3,3 = 11,424 m3 Thể tích xây gạch : 0,864 m3 7.1.1.3 Hồ sinh học Thông số xây dựng : chiều cao hồ = 1,5m Chiều rộng chiều dài hồ = 2,5m x 13,5m Chiều cao bảo vệ = 0,3m Bề dày thành = 0,2m Thể tích xây dựng : V = x (13,5 + 0,2 + 0,2) x 0,2 x 1,5 + x 2,5 x 0,2 x 1,5 = 9,84 m3 Bể xây gạch Lòng hồ xây gạch với chiều cao 0,2m Thể tích xây lòng hồ : 2,5 x 13,5 x 0,2 = 6,75 m3 Tổng thể tích xây dựng : 6,75 + 9,84 = 16,59 m3 7.1.1.4 Bể chứa bùn Thông số xây dựng : Chiều cao bể = 1,3m Chiều rộng bể = 2m Chiều dài bể = 4,2m Chiều cao bảo vệ = 0,3m Độ dầy thành bể = 0,2m Thể tích xây dựng bể : V = x (4,2 + 0,2 + 0,2) x 0,2 x 1,3 + x 0,2 x 2,5 x 1,3 = 4,992 m3 Bể xây gạch Chân móng có số thiết kế sau : Chiều dài = 5m chiều rộng = 0,4m Chiều cao = 0,5m Thể tích xây dựng chân móng : V = x x 0,4 x 0,5 + x 2,5 x 0,4 x 0,5 = m3 Chân móng đổ bê tơng cốt thép 69 Bảng 7.1 : Chí phí xây dựng gạch: Tên cơng trình Kích thước(m3) Giá (VNĐ/ m3) Thành tiền(VNĐ) Bể gạn mủ 15 800.000 12.000.000 Bể Aeroten 0,864 800.000 691.200 Hồ sinh học 16,59 800.000 13.272.000 Bể chứa bùn 4,992 800.000 3.993.600 Tổng cộng 29.956.800 đ Bảng 7.2 : Chi phí xây dựng bê tơng cốt thép Tên cơng trình Kích thước(m3) Giá (VNĐ/ m3) Bể gạn mủ 1.500.000 Bể Aeroten 11,424 1.500.000 17.136.000 Hồ sinh học Bể chứa bùn 1.500.000 4.500.000 Thành tiền(VNĐ) Tổng cộng 7.1.2.Chí phí thiết bị: Bảng 7.3 : Chi phí thiết bị Tên thiết bị Đơn tính Bơm nước thải Cái Bơm bùn Máy thổi khí Số lượng Thành tiền 2.000.000đ/cái 2.000.000 đ Cái 5.000.000đ/cái 10.000.000 đ Cái 30.000.000đ/cái 60.000.000 đ 1.500.000đ/tấm 1.500.000 đ Máng thu nước cưa Tấm vị Giá thiết bị Hệ thống đường ống Bơm hoá chất Tổng cộng 2.000.000 đ Cái 15.000.000đ/m 30.000.000 đ 104.000.000 đ 7.1.3.Chi phí phát sinh: Chi phí phát sinh = 5% chi phí thiết bị = 0,05 × 104.000.000 = 5.200.000 đ 7.1.4 Chi phí tổng cộng = chi phí xây dựng + chi phí thiết bị + chi phí phát sinh = 29.956.800 đ + 21.636.000 đ + 5.200.000 đ + 104.000.000 = 160.792.800 đ 70 CHƯƠNG : KẾT LUẬN Kết Luận : Qua trình nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải mủ cao su phương pháp sinh học mẻ Ta có kết luận sau : Phương pháp tương đối mẻ, thích nghi với xử lý chất hữu cơ, chất dinh dưỡng Chi phí xây dựng tương đối rẻ Dễ xây dựng vận hành Thích hợp với việc xử lý có lưu lượng nhỏ Kết thực nghiên cứu luận văn: Khái quát tình hình xử lý nước thải sơ chế mủ cao su Nắm bắt quy trình sản xuất sơ chế mủ cao su, biết thành phần tính chất chủ yếu nước thải sau sơ chế Đưa phương pháp xử lý , lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp với điều kiện sở Thực tính tóan, thiết kế vẽ, chi phí xây dựng Hạn chế luận văn: Do thời gian thực nghiên cứu hạn hẹp,kiến thức non nớt điều kiện kinh tế khơng có, nên khơng tránh khỏi sai sót trình thực nghiên cứu Trong trình học tập, khơng có điều kiện tiếp xúc với cơng trình xử lý nước thải thực tế, nên vẽ khơng tránh khỏi thiếu sót Sau thực luận văn này, thấy thân cần phải nghiên cứu học hỏi nhiều nữa, tiếp xúc với cơng trình thực tế để có thêm nhiều kinh nghiệm Rất kính mong thầy hướng dẫn thêm, thiếu sót để bổ sung kiến thức 71 Tài liệu tham khảo 1) Hoàng Huệ Xử lí nước thải- Nhà xuất xây dựng - 1996 2) Metcalf & Eddy : Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse 3) Trần Văn Nhân & CTV Giáo trình cơng nghệ xử lí nước thải NXB Khoa học kỹ thuật 1996 4) Trịnh Xn Lai Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải NXB 5) Lâm Minh Triết & CTV Xử lý nước thải đô thị khu cơng nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình NXB Đại học quốc gia TPHCM 2004 6) Nguyễn Trung Việt, Sustainable treatment of Rubber Latex Processing Wastewater, PhD thesis, Wageningen University, 1999 72