THIẾT KẾ HỆ THÓNG XỬ LÝ NƯỚC THÁI NHÀ MÁY HOÁ DẦU AP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CÔNG TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG NGÀNH: CÁP THOÁT – MÔI TRƯỜNG NƯỚC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY HOÁ DẦU AP CÔNG SUẤT:10 M3/NGĐ SVTH : VĂN TẤN QUÂN MSSV : 610538B LỚP : 06CM1N GVHD : TS NGUYÊN QUỐC BÌNH TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 /2007 LỜI CẢM ƠN ! Đầu tiên, Con xin cảm ơn gia đình ln động viên, ủng hộ tạo điều kiện cho học tập Em xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, tận tình giảng dạy hướng dẫn Em suốt mười hai năm học phổ thông năm năm học đại học vừa qua Những kiến thức mà Em tiếp thu từ thầy, Cô hành trang quý báu để Em bước tiếp vào đời Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quốc Bình tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện tuận lợi để Em hoàn thành tốt luận văn Em xin gởi lời cảm ơn đến Anh, Chị công tác Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới & BVMT đặc biệt anh Danh, bảo tận tình giúp đỡ Em suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Cảm ơn bạn giúp đỡ, động viên Mình suốt thời gian vừa qua Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2007 Sinh viên Văn Tấn Quân Bộ Giáo dục Đào tạo CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐH BC TÔN ĐỨC THẮNG Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: VĂN TẤN QUÂN MSSV: 610538B NGÀNH: CẤP THOÁT NƯỚC&MT NƯỚC LỚP : 06CM1N Đầu đề luận văn: “ Tính tốn - Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy hóa dầu AP ” Nhiệm vụ: Ngày giao luận văn : /0 /200 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 08/01/2007 Họ tên người hướng dẫn : Th NGUYỄN QUỐC BÌNH Nội dung u cầu LVTN thơng qua môn Ngày…… tháng………năm 2006 Chủ nhiệm môn Người hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Phần dành cho khoa, Bộ môn: Người duyệt: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: MỤC LỤC MỤC LỤC .1 DANH MỤC CÁC BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN .5 CHƯƠNG 1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: 1.2 MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU : 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU : .6 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU : 1.5 PHẠM VI CỦA LUẬN VĂN : 1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN : CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TẠI CÔNG TY 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TY TNHH HĨA DẦU AP 2.1.1 Giới thiệu chung công ty 2.1.2 Địa điểm nhà máy công ty 2.1.3 Quy trình hoạt động nhà máy 2.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI KHU VỰC NHÀ MÁY .11 2.2.1 Đặc điểm địa hình - địa chất 11 2.2.2 Đặc điểm khí hậu 12 2.2.3 Chế độ thủy văn 14 2.3 PHÂN TÍCH NHỮNG NGUỒN GÂY Ô NHIỄM TẠI NHÀ MÁY 15 2.4 CÔNG TÁC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CỦA NHÀ MÁY HIỆN NAY 18 2.4.1 Kiểm sốt nhiễm nguồn nước 18 2.4.2 Kiểm sốt nhiễm khơng khí 19 2.4.3 Chống ồn, rung 20 2.4.4 Quản lý chất thải rắn 20 2.4.5 Kiểm sốt nhiễm chất thải từ tàu 21 2.5 MỞ ĐẦU .6 VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG TỒN TẠI VÀ CẦN GIẢI QUYẾT CỦA NHÀ MÁY 21 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 22 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI 22 3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 25 3.2.1 Xử lý nước thải phương pháp học 26 3.2.2 Xử lý nước thải phương pháp hóa lý 28 3.2.3 Xử lý nước thải phương pháp sinh học .29 CHƯƠNG 4.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 32 CÁC THƠNG SỐ TÍNH TOÁN .32 4.1.1 Số công nhân nhà máy 32 4.1.2 Lưu lượng tính tốn đặc trưng nước thải 32 4.1.3 Xác định nồng độ nước thải 33 4.1.4 Mức độ cần thiết làm nước thải 33 4.1.5 Yêu cầu xử lý .35 4.2 CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 36 4.2.1 Chọn công nghệ xử lý 36 4.2.2 Chọn phương án xử lý 36 4.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 39 4.3.1 Lưới chắn rác .39 4.3.2 Ngăn thu gom nước thải kết hợp điều hòa nước thải 40 4.3.3 Bể lọc sinh học với vật liệu 43 4.3.4 Ngăn tự hoại 50 4.3.5 Ngăn khử trùng 51 4.3.6 Bể chứa Na2HPO4 bơm châm Na2HPO4 52 4.3.7 Mặt tổng thể cao trình hệ thống xử lý 53 4.4 KHÁI TOÁN CHI PHI HỆ THỐNG XỬ LÝ 55 4.4.1 Phần xây dựng: 55 4.4.2 Phần thiết bị: 55 4.4.3 Tổng chi phí đầu tư: 55 4.4.4 Chi phí quản lý, vận hành .55 4.4.5 Giá thành xử lý 1m3 nước thải : 57 4.5 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ .58 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng – Danh mục thiết bị 10 Bảng – Nhiệt độ khơng khí Trạm Long Thành 12 Bảng – Độ ẩm tương đối không khí (%) trạm Long Thành 13 Bảng – Lượng mưa (mm) hàng tháng trạm Long Thành .13 Bảng – Tần suất (%) tốc độ gió trung bình (m/s) trạm Long Thành .13 Bảng – Các vấn đề nhiễm nguồn gốc phát sinh 15 Bảng – Chất lượng khí thải cơng nghiệp 16 Bảng – Các yếu tố vật lý .16 Bảng – Chất lượng không khí xung quanh 16 Bảng – 10 Chất lượng nước thải nước mặt .17 Bảng – Phân loại chất rắn 22 Bảng – Phân loại phương pháp xử lý 25 Bảng – Phân loại trình lắng 27 Bảng – Kết phân tích nguồn nước thải sinh hoạt nhà máy hóa dầu AP .33 Bảng – Phân bố lưu lượng nước thải ngày 40 Bảng – Quan hệ hệ số phụ thuộc α β với Chuẩn số tổ hợp F lưu lượng đơn vị không khí B .44 Bảng – Quan hệ giá trị K với nhiệt độ nước thải T0C, chiều cao lớp vật liệu H, lưu lượng khơng khí B, tải lượng thủy lực q 45 Bảng – Chi phí phần xây dựng 55 Bảng – Chi phí phần thiết bị .55 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình – Qui trình sản xuất Hình – Qui trình vận chuyển từ nguyênvật liệu đến sản phẩm .9 Hình - Hệ thống xử lý nước thải chung nhà máy 18 Hình - Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 19 Hình - Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 26 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa ( Biochemmical Oxy Demand ) COD Nhu cầu oxy hóa học ( Chemical Oxygen Demand ) MPN/100ml Tổng Coliform 100ml mẫu SS Chất rắn lơ lửng nước ( Suspended Solid ) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Môi trường ảnh hưởng lớn đến sống người người tác động không nhỏ đến môi trường Trong lịch sử phát triển lồi người chưa mơi trường điều kiện sống lại quan tâm năm gần Khuynh hướng đề cập nghị tồn cầu mơi trường phát triển năm gần Vấn đề môi trường thực đề cập nhiều đến chương trình nghị trị kinh tế giới Ở Việt Nam, thời kỳ phát triển cơng nghiệp hóa đại hóa thị hóa vũ bão nay, kinh tế thị trường động lực thúc đẩy nhịp điệu kinh tế bước nhảy vọt Bên cạnh mặt tích cực kinh tế thị trường, ô nhiễm môi trường ngày nghiêm trọng Để cân phát triển kinh tế bảo vệ môi trường Nhà nước ta nước giới đưa luật môi trường, tiêu chuẩn mơi trường, nhằm kiểm sốt bảo vệ môi trường tốt Các quan quản lý môi trường thực việc giám sát bảo vệ môi trường dựa luật môi trường Về phía cơng ty TNHH hóa dầu AP, mặt thực công tác bảo vệ môi trường theo yêu cầu Nhà Nước Việt Nam, đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường dựa tiêu chuẩn Nhà Nước đưa Mặt khác đáp ứng tiêu chuẩn bảo vệ môi trường điều kiện để sản phẩm xuất nước Về mặt xã hội sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn môi trường, công ty có thành tích mặt bảo vệ mơi trường, sản phẩm xã hội Nhà nước khuyến khích 1.2 MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU Đề tài nhằm vào mục tiêu :  Quan sát tìm hiểu nguồn nước thải sinh hoạt cơng ty  Tìm hiểu đánh giá cơng tác bảo vệ môi trường công ty  Đưa biện pháp giải vấn nạn môi trường cơng ty  Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải sinh hoạt công ty 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Giới thiệu đề tài  Giới thiệu sơ lược cơng ty TNHH hóa dầu AP  Đánh giá trạng ô nhiễm môi trường công ty  Tổng quan phương pháp xử lý phân tích – lựa chọn phương án xử lý tối ưu  Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý  Kết luận kiến nghị 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài “Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cơng ty TNHH hóa dầu AP công suất 10 m3/ngày” thực dựa số phương pháp :  Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu  Phương pháp thực địa khảo sát điều kiện tự nhiên nhà máy  Phương pháp so sánh quy trình cơng nghệ có liên quan đến cơng nghệ xử lý nước thải Từ đưa cơng nghệ xử lý tối ưu, phù hợp với cơng ty TNHH hóa dầu AP 1.5 PHẠM VI CỦA LUẬN VĂN Luận văn tập trung khảo sát trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt cơng ty tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải công suất 10 m3/ngày 1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Đưa quy trình cơng nghệ phù hợp với điều kiện đặc thù công ty :  Điều kiện tự nhiên đặc biệt xung quanh nhà máy  Lưu lượng chất lượng nước thải công ty cần xử lý  Mức đầu tư hợp lý với công ty Ứng dụng cụ thể vào để giải tính trạng nhiễm mơi trường cơng ty Bảng – Quan hệ hệ số phụ thuộc α β với Chuẩn số tổ hợp F ưu lượng đơn vị khơng khí B Lưu lượng đơn vị khơng khí B(m3/ m3) Chuẩn số tổ hợp F α β  0,662 1,51  0,662 0,47 0,69  0,85 1,2 0,13  0,85 0,4 0,83  1,06 1,1 0,19  1,06 0,2 1,15 10 12 Ta chọn : α = 1,51 β = 0, ứng với B = 8(m3/m3) Với q = 20 m3/ m2 tương ứng với vận tốc lọc : V 20m3  0,8333(m / h)  (m / h) 24h 1m3 Lấy chiều cao lớp vật liệu lọc : H = 1,3m Hiệu làm qua đợt lọc : K1 α S   10αF β  10 S H B 0,6 KT β q 0,4  2,634  Tính số đợt lọc + BOD5 hòa tan đầu : BOD5 chất lơ lửng nước thải đầu tính sau : Phần có khả phân hủy sinh học SS đầu : 0,6  15 (mg/l) = mg/l BOD SS có khả phân hủy sinh học đầu : 0,6  15 (mg/l)  1,42 mg/l O2 tiêu thụ/ mg tế bào bị oxy hóa = 12,78 mg/l BOD5 chất rắn lơ lửng đầu = 12,78 mg/l  0,68 = 8,69 mg/l BOD5 hòa tan nước đầu xác định sau : 20mg/l = BOD 5ht + 8,69 mg/l  BOD 5ht = 11,34 mg/l + Số bậc lọc cần thiết với điều kiện bể lọc đợt , đợt 2, đợt 3… có cấu tạo giống nhau, có tiêu làm việc giống tức K1 = K2 = K3 = ….= Kn + Hiệu làm với yêu cầu thiết kế : 44  K S0 110   9,725 S 11,31 K  ( K1 ) n  9,725  (2,634) n  n  1,9 Chọn số bậc lọc n =  Xác định hệ số tuần hoàn : Xác định giới hạn BOD5 (Lhh) Nếu Lhh< La cần thực tuần hoàn nước thải vào bể lọc Nếu Lhh > La khơng cần tuần hồn nước thải Giới hạn để xác định hệ số tuần hồn tính theo cơng thức : Lhh = K  Lt Trong : K : hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, chiều cao lớp vật liệu lọc, lưu lượng khơng khí tải trọng thủy lực, xác định theo bảng sau : Bảng – Quan hệ giá trị K với nhiệt độ nước thải T0C, chiều cao lớp vật liệu H, lưu lượng khơng khí B, tải lượng thủy lực q Giá trị K phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải T0C, chiều cao lớp vật liệu H(m), lư u lượng khơ ng khí B(m3/m3), tải lượng thủy lực q(m3/m2) B(m3/m3) H(m) 10 12 T = 140C T = 200C T = 250C q= 10 q= 20 q= 30 q= 10 q= 20 q= 30 q= 10 q= 20 q= 30 4,3 3,02 2,56 6,85 4,31 3,5 10,36 6,18 4,71 8,95 5,25 4,09 12,02 8,93 6,53 14,45 11,48 10,1 12,1 9,05 4,59 16,26 12,16 10,67 21,8 15,2 12,86 5,09 3,67 3,16 7,76 5,08 4,17 12,03 7,08 5,52 9,9 6,04 4,82 16,22 9,86 7,31 19,95 15,49 11,22 16,4 10 7,42 21,03 16,37 12,85 28,84 20,41 17,31 5,97 4,31 3,7 9,33 6,02 4,89 14,53 8,47 6,55 11,7 7,2 5,72 23,01 11,7 8,73 26,01 19,72 13,4 23,1 12 8,83 27,1 23,12 15,56 31,86 30,2 23,83 Lt : gía trị BOD5 sau khỏi bể lọc, Lt = 20mg/l [2] Với nhiệt độ T= 25 0C, tải trọng thủy lực q = 20 (m3/m2), lư lượng riêng khơng khí B = 8(m3/m3), H = 2,6m ( nước thải lọc qua đợt lên tiếp ứng với n = 2, đợt có 1,3m vật liệu, H = đợt  1,3m/đợt = 2,6m ) Nội suy ta K = 9,36 Vậy Lhh = 9,36  20 = 187,2 > La = 110 mg/l Như khơng cần tuần hồn nước  Diện tích đợt lọc : Do khơng có tuần hồn nước nước nên diện tích bể lọc sinh học tính theo tải trọng thủy lực q lưu lượng nước thải thiết kế : Ftt  Q  q 0,5 m2 Diện tích thực lớp vật liệu lọc tính đến hệ số an toàn : F  Ftt  K  0,5   m2 Với hệ số an toàn K = Khối tích lớp vật liệu : 45 W=F  H = 1,3 m3  Chiều cao xây dựng bể : HXD = Hbv + Hdn + Hvl + Hr Trong : Hbv : chiều cao dự trữ, hbv = 0,15 m Hdn : chiều cao dãn nỡ lớp vật liệu lọc rữa lọc Lấy 30% Hvl Hvl : chiều cao lớp vật liệu lọc, Hvl = 1,3m Hr : chiều cao rửa lọc Chọn Hr = 1,2m Khoảng cách bảo vệ từ đáy đến sàn lưới chắn 0,05m Chiều cao xây dựng ngăn sau : HXD = 0,15 + 0,4 + 1,3 +1,2 + 0,05 = 3,1(m) Mỗi ngăn có dạng hình hộp chử nhật có kích thước: L   B HXD = 1m 1m 3m  Lưu lượng không khí đơn vị cấp vào bể : B = 8(m3/m3)  Lưu lượng khơng khí cấp cho bể ngày : TQ QKK  B  Q  10  80m3 / ng Để cung cấp đủ oxy cho nhu cầu vi sinh vật cần tính tốn đầy đủ lượng oxy cần thiết thiết bị làm thoáng dàn ống có khoan lỗ  Tính hệ số tạo bùn từ BOD5: Y Yobs =   c kd = 0,3  0, 2654  10  0,013 Trong : Kd : hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,013 ngày-1 Y : hệ số sản lượng tối đa ( tỷ số tế bào tạo thành với lượng chất tiêu thụ ), Y = 0,32 θC : thời gian lưu bùn θC =  15 ngày, chọn θC = 10 ngày Tính lượng oxy cần cung cấp cho bể Aerotank dựa BOD20 Lượng oxy cần thiết điều kiện tiêu chuẩn: 0C0 = Q( S  S )  1.42 Px f  Lượng bùn sinh ngày khử BOD5 (Tính theo MLVSS): Px = Yobs  Q (S0 –S) = 0,2654  10  (110 – 11,34)  10-3 = 0,261 (kg/day) Với f hệ số chuyển đổi BOD5 BOD20, f = 0,68  OC0 = 10(110  11,34)  1, 42  0, 261  0,68 1000 1,08(kg O2/day)  Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể điều kiện thực 250C: 46 OCt = OCo C20  C25  CL 1,024T 20 Trong đó: C20 : nồng độ bão hòa oxy nước 200C, C20 = 9,08 mg/l (Tra phụ lục 2) [9] C25 : nồng độ oxy bão hòa nước 250C, C25 = 7,01 mg/l CL : lượng oxy hòa tan cần trì bể, CL = mg/l T : nhiệt độ nước thải, T = 250C OCt = 1,08 9,08   7,01  1,0242520 1,738 (kg O2/day)  Tính lượng khơng khí cần thiết để cấp vào bể: Qkk = OCt OU Trong đó: OCt : lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể, OCt = 1,738 (kg O2/day) OU : công suất hòa tan oxy vào nước thải thiết bị phân phối Dàn ống khoan lỗ tạo bọt khí kích thước trung bình với cơng suất hịa tan oxy vào nước điều kiện trung bình 4,5 g O2/KW Độ sâu ngập nước thiết bị phân phối h = 2,277m Tra bảng - trang 115 [2] Ta có Ou = 4,5 gO2 /m3.m OU = Ou   h = 4,5 2,3 = 10,35 g O2/m3 Suy ra: Qkk = 1,738  10,35  103 16,8 (m3/ngày) Như so sánh lượng khơng khí cung cấp tổng quát trình Q  80m3 / ng lượng oxy tính tóan theo lượng bùn sinh qua thiết bị TQ KK làm thoáng Ta chọn QKK  80m3 / ng Để đảm bảo ta cho thêm hệ số an toàn K = 1,5 Như lượng khơng khí cần cung cấp ngày đêm : Qkk = 120 (m3/ngày)  Tính số lỗ, số ống phân phối khí : Khí phân phối vào bể dàn ống phân phối Lấy tốc độ gió ống dẫn gió V = 10m/s Đường kính dàn ống dẫn gió D  Qkk  0,0133 m π V = 13,3 mm Chọn đường kính ống dẫn gió  34mm 47 Diện tích mặt cắt ngang ống gió :  π  D2  0,000907 m Tổng diện tích lỗ lấy 80% - 90% diện tích tiết diện ngang ống gió : ω  0,8  0,000907  0,000725m Theo [1] đường kính lỗ để tạo bọt khí trung bình d = – 5mm Chọn đường kính lỗ gió mm Diện tích lỗ gió : f  πd2  0, 00000314 m m ω 231 f Tổng số lỗ gió : lỗ Số lỗ ống : 231 39 lỗ Lấy hàng lỗ so le Mỗi hàng 20 lỗ Khoãng cách lỗ : a L  D  0,034 0,05m  27  20  Lưu lượng khơng khí thiết kế để chọn máy thổi khí QKK  67, 2m3 / ng = 2,8m3 /h = 0,000777m3/s  Tính chọn máy thổi khí : Áp lực cần thiết cho hệ thống cấp khí nén : H ct  H d  H C  H f  H Trong : Hd : tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài đường ống dẫn (m) HC : tổn thất cục bộ(m) H : chiều sâu công tác bể (m), H = 1,7m Hf : tổn thất qua dàn ống phân phối, Hf không vượt 0,5m Tổn thất Hd HC thường khơng q 0,4m Do áp lực cần thiết : Hct = 0,4 + 0,5 +1,7 = 2,6 mH2O Áp lực máy thổi khí tính theo atmosphere : Hm = H ct  0, 257 10,12 at Công suất máy thổi khí tính : 48 n  G  R  T  P2     1  Pw  29,  n  e  P1    0,035 kW Trong : : cơng suất máy thổi khí, kW Pw G : khối lượng khơng khí mà hệ thống cung cấp đơn vị thời gian, kg/s G = QKK  1,2(kg/m3) = 0,0009259 (m3/s)  1,2(kg/m3) = 0,001111kg/s R : số khí lý tưởng, R = 8,314 T : nhiệt độ tuyệt đối khơng khí, T = 26,430C + 273 = 299,430K P1 : áp suất tuyệt đối khơng khí đầu vào, P1 = 1at P2 : áp suất đầu ra, P2 = Hm + = 1,257 at n k  1,395    0, 283 k 1,395 K : hệ số khơng khí e : hiệu suất máy khí nén, chọn e = 0,8 29,7 : hệ số chuyển đổi Chọn máy thổi khí dựa vào thơng số : Qkk = 3,3 m3/h, Pw = 0,35kW  Tính tốn hệ thơng ống khoan lỗ phân phối nước rửa lọc : Tính tốn theo cơng thức (7.108), (7.109) [7] Lưu lượng nước rửa lọc qua hệ thống phân phối : Q  L Bq  13l/s Trong : L B : chiều dài rộng bể lọc sinh học với vật liệu nổi,m q : cường độ rửa lọc, q = 12  14l/s.m2 Chọn q = 13 l/s.m2 Chọn khoảng cách ống khoan lỗ 200mm, dàn ống cấu tạo hình xương cá, ống giữa, hai bên sườn ống ống khoan lỗ Số ống nhánh bên ống : n = 1000 : 200 = ống Lưu lượng nước qua ống nhánh : Qn = 13: 15 = 0,86 l/s Vận tốc nước chảy ống v = – 2m/s Lấy vC = 1,75m/s đường kính ơng : D 4Q  π  vC 0,0972m Chọn đường kính ngồi ống  114 mm 49 Vận tốc nước chảy ống nhánh v = – 1,5m/s Lấy = 1,25m/s Đường kính ơng nhánh : D 4Q  π  0,0296m Chọn đường kính ngồi ống  34mm Tổn thất cần để đảm bảo độ phân phối 90% tính theo cơng thức : HA VC2 V2  1, 25 A n 2g 2g Tra bảng ta có : m = 0,9; A = 10 Vậy H = 2,556 m Chọn đường kính lỗ  10, tỷ số d/ δ = 1,4 Tra bảng ta có hệ số lưu lượng μTB = 0,68 Tổng diện tích ống nhánh tính theo cơng thức : f l  μTB Q 2 g  H 0,0027m2 = 27cm2 Diện tích lỗ  10, fe = 0,785 cm2 Tổng số lỗ cần thiết f l 35lỗ fe Số lỗ ống nhánh 35 : = lỗ Chiều dài ống nhánh l = 400mm Mỗi ống khoan hàng lỗ, nửa phía ống trục tim lỗ làm thành góc 450 so với phương thẳng đứng, khoảng cách lỗ : a = 400: 5/2 = 160 mm Do lưu lượng nước thu từ bể lọc nhỏ, kết hợp dàn ống phân phối nước rửa lọc để thu nước sau lọc 4.3.4 Ngăn tự hoại A Nhiệm vụ : Phân hủy màng vi sinh vật dư rửa lọc từ bể lọc sinh học B Tính tốn : Nước rửa lọc bể lọc sinh học vật liệu chứa màng vi sinh vật dư đưa đến bể tự hoại Với lấn rửa lọc từ 30 – 40 giây, với lưu lượng 13l/s.m2 ứng với diện tích bề mặt lớp vật liệu lọc 1m2 Lưu lượng nước rửa lọc đưa đến bể tự hoại ứng với lần rửa lọc 520l/s Lưu lượng nước rửa lọc sau lần rửa 1560 l/s Thể tích bể ứng với lưu lượng nước rửa lọc : W1 = 1,56 m3 50 Thể tích lượng nước bùn xả rửa trước rửa lọc bể : W2 = 0,45 + 0,45 + 1,2 + 0,55 = 2,65m3 Cuối chu kỳ lọc Khối vật liệu lọc bị nén chặt, nên cho gần thể tích tổng cộng nước chứa bể W = W1 + W2 = 4,21 m3 Ta chọn kích thước bể tự hoại : L   B HXD = 2,85m Bể hợp khối với bể thu gom điều hòa lưu lượng Cả bể xây dựng mặt đất 0,5m, cao mặt đất tường bảo vệ 0,5m để tránh nước triều chảy tràn 4.3.5 Ngăn khử trùng A Nhiệm vụ : Phá hủy, tiêu diệt loài vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm chưa bị khử cơng trình phía trước B Tính tốn : Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải sinh hoạt [2] Lượng coliform lại sau trình xử lý sinh học : N  (1  E )  Ni 100 Trong : N0 : số coliform cịn lại sau q trình xử lý sinh học, MPN/100ml Ni : số coliform nước thải đầu vào, MPN/100ml E : hiệu khử trùng trình xử lý sinh học,% Theo [3] chọn E = 90% Vậy : N0 = (1  90 ) 11000 100 = 1100 MPN/100ml Lượng Clo cho vào tinh tốn theo cơng thức : Nt  (1  0, 23Ct t ) 3 N0 Trong : Nt : số coliform lại sau thời gian t, MPN/100ml Ni : số coliform nước thải đầu vào, MPN/100ml Ct : lượng Clo dư yêu cầu, mg/l T : thời gian tiếp xúc, phút Chọn thời gian tiếp xúc t = 30 phút Vậy lượng Clo dư yêu cầu : Ct = 0,11 mg/l Do lượng Clo oxy hóa chất khử chất hữu cịn lại nước thải, lượng Clo cho vào lấy C = 0,5mg/l 51 Liều lượng clorine 1h cho vào khử trùng nước thải M= a.Q 1000 (kg/h) Trong đó: a: nồng độ clorine theo yêu cầu, a = 0,5 (mg/l) Q: lưu lượng nước thải trung bình, Q = 0,23334(m3/h) Vậy : 0,5  0, 23334  0, 0001166 1000 M= (kg/h) = 0,0028(kg/ngày) Sử dụng NaOCl để khử trùng Nồng độ NaOCl sử dụng = 10% = 100 kg/m3, Dung dịch NaOCl cung cấp : 0, 0028kg /  0, 000028m3 / ng  0, 0028l / ng 100kg / m Thiết kế bể tiếp xúc clorine Ngăn tiếp xúc khử trùng thiết kế kết hợp để thỏa mãn hai yêu cầu: + Hóa chất nước thải tiếp xúc đồng + Clorine phản ứng khử trùng nước thải Thời gian tiếp xúc clorine nước thải bể tiếp xúc : T = 30 – L  v  60 29,8 phút Trong : L : chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc đến sông, L = 6m v : tốc độ chuyển động nước thải từ bể tiếp đến bờ sơng, v = 0,5m/s Thể tích hữu ích bể tiếp xúc :  105      W = Qmax t = 6,48 m3/s 29,8 60 0,12m3 Chọn bể tiếp xúc với kích thước sau : L B HXD = 2,5m Bể chia làm hai ngăn thông để tăng xáo trôn tiếp xúc với C lo Mỗi ngăn có kích thước : L   B HXD = 1 2,5m 4.3.6 Bể chứa Na2HPO4 bơm châm Na2HPO4 A Nhiệm vụ : Cung cấp hàm lượng P cho nhu cầu sinh trưởng vi sinh vật để phân hủy chất hữu có nước thải B Tính tốn : Tỷ lệ BOD5 : P =100 : với BODđầu vào = 120 mg/l Lượng PC cần thiết : 52 P= 1120  1, 2mg / l 100 Lượng P sử dụng thêm : P = PC – PN = 1,2 – 0,49 = 0,71mg/l Để bảo đảm lượng P cung cấp cho vi sinh vật hoạt động Cho lượng P thêm vào : P = 1mg/l PN : lượng P có nước thải, mg/l Sử dụng Na2HPO4 làm tác nhân cung cấp P Khối lượng phân tử Na2HPO4 = 142 Khối lượng nguyên tử P =31 Tỉ lệ khối lượng : P 31  H PO4 142 Lượng Na2HPO4 cần thiết = 142 1  4,58mg / l 31 Lưu lượng trung bình nước thải cần xử lý : Qtb = 5,6 m3/ngày, Lượng Na2HPO4 tiêu thụ = 5,  4,58  0, 0256kg / ng 1000 Nồng độ Na2HPO4sử dụng = 75% = 750 kg/m3, Dung dịch Na2HPO4cung cấp : 0, 0256kg /  0, 000034133m3 / ng  0, 034133l / ng 750kg / m3 4.3.7 Mặt tổng thể cao trình hệ thống xử lý 4.3.7.1 Mặt tổng thể - Khi lập mặt tổng thể trạm xử lý phải xét đến khả mở rộng (theo mặt bằng, cao trình tiết diện kênh máng) - Trên mặt thể công trình phụ để xử lý nước thải, đồng thời có đường ống dẫn nước, điện, đường - Ngồi cơng trình sản xuất chính, tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương, phạm vi trạm xử lý cịn phải có cơng trình phục vụ khác như: lị hơi, xưởng khí, trạm biến thế, nhà để xe, phịng hành chính, phịng thí nghiệm - Xung quanh trạm xử lý phải có hàng rào ngăn cách, trạm phải đầy đủ tiện nghi, trồng xanh, chiếu sáng, đường cấp phối qua lại cơng trình, nhà cửa 4.3.7.2 Cao trình trạm xử lý Chưa xác định cao độ cụ thể vị trí mặt nên chọn cao trình mặt đất trường 0,00m 53 Cao độ cơng trình ảnh hưởng lớn đến sơ đồ trạm xử lý, định khối lượng cơng tác đất Các cơng trình có chiều cao lớn nên đặt nửa chìm nửa so với mặt đất, để giảm khối lượng công tác đất lượng đất phải chuyên chở Nước thải phải tự chảy qua cơng trình Để nước thải tự chảy qua cơng trình, mực nước cơng trình đầu, trạm xử lý phải cao mực nước cao sông hồ chứa giá trị tổng số tổn thất áp lực qua cơng trình có dự trữ - 1,5 m Phải có dự trữ để nước chảy tự từ miệng cống xả sơng Việc xác định xác tổn thất áp lực qua cơng trình ống dẫn điều kiện bảo đảm cho trạm xử lý làm việc bình thường Để xác định liên quan cơng trình mặt cao trình, song song với việc thiết lập mặt tổng thể trạm, ta phải dựng mặt cắt dọc theo chiều chuyển động nước - gọi mặt cắt dọc "theo nước" Mặt cắt "theo nước" mặt cắt triển khai cơng trình theo đường chuyển động dài nước từ kênh dẫn vào trạm đến cống xả sơng hồ chứa Việc xác định xác tổn thất áp lực qua cơng trình ống dẫn điều kiện bảo đảm cho trạm xử lý làm việc bình thường  Tổn thất áp lực trạm xử lý gồm: Tổn thất theo chiều dài nước chuyển động theo ống nối công trình với Tổn thất nước chảy qua dàn ống khoan lỗ, cửa sổ chỗ dẫn nước vào khỏi cơng trình, qua thiết bị đo, kiểm tra Tổn thất qua cơng trình, chỗ chênh lệch mực nước Ngồi cịn phải dự trữ áp lực cho mở rộng trạm xử lý tương lai Lấy sơ sau : Từ ngăn lọc sang ngăn lọc chênh lệch : 0,5m Theo [1] 54 4.4 KHÁI TOÁN CHI PHI HỆ THỐNG XỬ LÝ 4.4.1 Phần xây dựng: Bảng – Chi phí phần xây dựng STT Hạng mục cơng trình Bể thu gom Bể lọc sinh học với vật liệu Ngăn tự hoại Ngăn khử trùng Thể tích m3 5,7 3,1 Số lượng (cái) Đơn giá (VNĐ/m3) 1.500.000 1.200.000 Thành tiền (VNĐ) 8.550.000 7.440.000 1 1.500.000 1.200.000 8.550.000 7.440.000 5,7 6,2  31.980.000 4.4.2 Phần thiết bị: Bảng – Chi phí phần thiết bị STT Hạng mục cơng trình Sàn lược rác HT van, đường ống, phụ kiện Vận chuyển, lắp đặt Máy thổi khí bể lọc sinh học (kW) Bơm định lượng Clo Bơm định lượng P Bơm chìm bể thu gom Bơm rửa lọc Số lượng (Cái) Thành tiền Đơn giá (Đồng) 100.000 500.000 500.000 10.000.000 2 2 3.000.000 3.000.000 3.000.000 3.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 45.100.000  100.000 500.000 500.000 20.000.000 Chi phí đầu tư cho hạng mục cơng trình : MXD = 31.980.000 + 45.100.000 = 77.080.000(VNĐ) Chi phí đầu tư tính khấu hao 15 năm : MKH = 77.080.000/15 = 5.139.000(VNĐ) 4.4.3 Tổng chi phí đầu tư: Tổng chi phí đầu tư cho cơng trình: M = MXD + MKH = 82.219.000(VNĐ/ngày) 4.4.4 Chi phí quản lý, vận hành  Chi phí nhân cơng: Hệ thống hoạt động tự động, quy trình xử lý khơng cần giám sát thường xuyên Người công nhân cần thực lấy rác, pha chế hóa chất… Quan sát, phát tượng bất thường Cán kỹ thuật cần thiết có tượng bất thường Cơng nhân phân công từ công nhân làm thêm nhà máy Lương phụ thêm công nhân : 500.000(VNĐ/tháng) Chi phí lương cho ngày cơng nhân : 55 L= 500000  16.666,666 30 (VNĐ/ngày)  Chi phí hóa chất: Liều lượng clorine : 0,0028 l/ngày Giá thành 1l clorine : 1500 đồng Chi phí hóa chất dùng cho ngày: H = 0,0028  1500 = 4,2 (VNĐ/ngày)  Chi phí điện năng: Chi phí điện tính cho ngày: Bơm nước thải từ hố thu gom : Ta sử dụng bơm nhúng chìm hoạt động luân phiên làm việc dự phịng Có thơng số sau: Chi phí cho bơm nước thải: E1  1000  Q  H  T a 102  ηb  ηdc  3600 Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải, Q = 0,2334m3/h H0 : Áp lực bơm, H0 = 2,855m T : Thời gian hoạt động 24 a : Giá điện A =1500đ/KWh b : Hiệu suất bơm b = 0,8 đc : Hiệu suất động đc = 0,65 E1  1000  0, 23334  6, 45  24 1500  283,829 102  0,8  0,65  3600 (VNĐ/ngày) Chi phí bơm khí vào bể lọc sinh học với vật liệu nổi: E2  1000  Q  H  T a 102  ηb  ηdc  3600 Trong đó: Q : lưu lượng khí , Q = 3,33 m3/h H0 : Áp lực bơm, H0 = 1,7m T : Thời gian hoạt động 24 a : Giá điện A = 1500đ/KWh b : Hiệu suất bơm b = 0,8 đc : Hiệu suất động đc = 0,65 E2  1000  3,33 1,7  24 1500  1067,307 (VNĐ/ngày) 102  0,8  0,65  3600 56  Chi phí sửa chữa bảo trì ngày: Tổng chi phí sửa chữa 15 năm hoạt động cơng trình : S15 = 2% M = 1.644.380VNĐ Vậy chi phí 1ngày : S = 300,343(VNĐ/ngày)  Tổng chi phí vận hành ngày: Mql = L + H + E1 + E2 + S = 16.666,666 + 4,2 + 283,829 + 1067,307 + 300,343 = 18322,345 (VNĐ/ngày) 4.4.5 Giá thành xử lý 1m3 nước thải : M ql Mxl = Q  18.322,345 1900 10 (VNĐ/ngày) 57 4.5 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 4.5.1 Kết luận Với số liệu thành phần nước thải sinh hoạt nhà máy hóa dầu AP, lựa chọn cơng nghệ xử lý sau : Nước thải Lưới lọc Bể điều hòa Bể lọc sinh học với vật liệu Bơm không khí Bơm nước thải Bể tiếp xúc Bể tự hoại sông TCVN 5945 : 1995 Loại A Do lưu lượng nước thải sinh hoạt nhà máy hóa dầu AP có lưu lượng nồng độ khơng cao ( Q = 10 m3/ ngày, BOD = 110mg/l ) nên công nghệ xử lý ứng dụng bể lọc sinh học có vật liệu ngập nước Bể có khả đạt hiệu cao 86%, đảm bảo tiêu BOD5, ngồi cịn có khả giữ lại hàm lượng cặn lơ lửng nước với tiêu đầu 20mg/l Như không cần lắng đợt 2, giảm chi phí xây dựng Nước thải đầu khử trùng trước xả vào nguồn tiếp nhận sơng Lịng Tàu Chi phí xử lý nước thải khơng cao, khoảng 1900VNĐ/ m3 Diện tích mặt hệ thống xử lý nhỏ Với ưu diểm Hệ thống xử lý phù hợp với yêu cầu thiết kế, điều kiện nước thải nhà máy 4.5.2 Kiến nghị Để đảm bảo môi trường nhà máy không bị ảnh hưởng Đề nghị cần áp dụng biện pháp kiểm sốt mơi trường chặt chẽ Cụ thể với giai đoạn mở rộng sản xuất nhà máy giai đoạn tới cần xây dựng hệ thống xử lý nước thải đáp ứng tiêu môi trường, cụ thể tiêu chuẩn chất lượng nước xả, TCVN 5945 :1995 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy hóa dầu AP dây chuyền cơng nghệ áp dụng cho nhà máy có lưu lượng nước thải nhỏ, mức độ ô nhiễm trung bình Cơng nghệ phù hợp với nhà máy triển khai khu cơng nghiệp Ơng Kèo, mà khu cơng nghiệp chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung Nên áp dụng rộng rãi để đảm bảo môi trường khu công nghiệp 58 ... rắn hoà tan Chất rắn hoà tan bay Là lượng chất rắn bị bay đốt cháy nung tổng chất rắn hoà tan nhiệt độ 550 °C Chất rắn hồ tan cố định Là lượng chất rắn cịn lại sau nung tổng chất rắn hoà tan nhiệt... hữu Các chất vơ hồ tan, chất lơ lửng (vơ cơ, hữu ) loại bỏ phương pháp hoá lý Trong đó, phần lớn chất hữu phân huỷ sinh học loại bỏ phương pháp xử lý sinh học Những thành phần tan phân huỷ sinh... màu : Màu nước gây chất rắn lơ lửng, chất keo, hợp chất hoà tan Màu sinh chất lơ lửng gọi màu biểu kiến, màu sinh chất keo hợp chất hoà tan gọi màu thật Màu thật giữ nguyên lọc mẫu nước Màu nước