Xử lý nước thải chăn nuôi

TRƯỜNG…………… KHOA………………… ĐỒ ÁN MÔN HỌC Xử lý nước thải chăn nuôi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu Từ ngàn năm sống người nông dân Việt Nam gắn liền với lúa chăn nuôi gia súc Chăn nuôi heo không cung cấp phần lớn thịt tiêu thụ ngày, nguồn cung cấp phân hữu cho trồng, mà chăn ni heo cịn tận dụng thức ăn thu hút lao động dư thừa nơng nghiệp Với đặc tính riêng tăng trọng nhanh, vịng đời ngắn chăn ni heo ln quan tâm trở thành vật khơng thể thiếu sống ngày hầu hết gia đình nơng dân Trong năm gần đời sống nhân dân ta không ngừng cải thiện nâng cao, nhu cầu tiêu thụ thịt chủ yếu thịt heo ngày tăng số lượng chất lượng thúc đẩy ngành chăn nuôi heo bước sang bước phát triển Hiện nước ta xây dựng nhiều mơ hình chăn trại chăn ni heo với quy mơ lớn, chủ yếu phân bố vùng trọng điểm Mộc Châu (Sơn La), Hà Nội vùng phụ cận, khu vực TPHCM tỉnh xung quanh, Lâm Đồng số tỉnh duyên hải miền Trung Bên cạnh mặt tích cực, vấn đề mơi trường ngành chăn nuôi gây dư luận nhà làm công tác môi trường quan tâm Ở nước có chăn ni cơng nghiệp phát triển mạnh Hà Lan, Anh, Mỹ, Hàn Quốc,… nguồn gây ô nhiễm lớn Ở Việt Nam, khía cạnh mơi trường ngành chăn nuôi quan tâm vài năm trở lại tốc độ phát triển chăn nuôi ngày tăng, lượng chất thải chăn nuôi đưa vào môi trường ngày nhiều, đe dọa đến môi trường đất, nước, khơng khí xung quanh cách nghiêm trọng 1.2 Tính cấp thiết đề tài Nguồn nước thải chăn ni nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước có nguy gây nhiễm tầng nước mặt, nước ngầm trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc Đồng thời lây lan số bệnh cho người ảnh hưởng đến môi trường xung quanh nước thải chăn ni cịn chứa nhiều mầm GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,…nếu khơng xử lý kịp thời Bên cạnh cịn có nhiều loại khí tạo hoạt động vi sinh vật NH3, CO2, CH4, H2S, Các loại khí gây nhiễm độc khơng khí nguồn nước ngầm ảnh hưởg đến đời sống người hệ sinh thái Chính mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trại chăn nuôi heo hoạt động cần thiết 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Xác định tiêu hoá lý nước thải chăn nuôi để làm sở cho việc đề xuất phương án xử lý lựa chọn phương án khả thi để tính tốn thiết kế 1.4 Nội dung nghiên cứu Xác định thành phần, số tiêu hóa lý,… nước thải chăn ni Thu thập thông tin phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo từ tài liệu Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi heo lựa chọn phương án khả thi Tổng hợp số liệu, tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị 1.5 Phạm vi nghiên cứu Chỉ áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuôi heo công suất 500m3/ngđ Không áp dụng cho nước thải ngành khác Chất thải rắn khí khơng tính đến đồ án GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Thành phần, tính chất nƣớc thải chăn ni Nước thải chăn nuôi loại nước thải đặc trưng, có khả gây nhiễm mơi trường cao hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P sinh vật gây bệnh Nó thiết phải xử lý trước thải mơi trường Lựa chọn quy trình xử lý nước thải cho sở chăn nuôi phụ thuộc nhiều vào thành phần tính chất nước thải, bao gồm: 2.1.1 Các chất hữu vô Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu chiếm 70–80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon dẫn xuất chúng có phân, thức ăn thừa Hầu hết chất hữu dễ phân hủy Các chất vô chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,… 2.1.2 N P Khả hấp thụ N P loài gia súc, gia cầm kém, nên ăn thức ăn có chứa N P chúng tiết ngồi theo phân nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N P cao Hàm lượng N-tổng nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/L, Photpho từ 39 – 94 mg/L 2.1.3 Vi sinh vật gây bệnh Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus trứng ấu trùng giun sán gây bệnh 2.2 Các nghiên cứu nƣớc xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo 2.2.1 Các nƣớc giới Ở Châu Á, nước như: Trung Quốc, Thái Lan,… nước có ngành chăn nuôi công nghiệp lớn khu vực nên quan tâm đến vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Nhiều nhà nghiên cứu Trung Quốc tìm nhiều cơng nghệ xử lý nước thải thích hợp là:  Kỹ thuật lọc yếm khí  Kỹ thuật phân hủy yếm khí hai giai đoạn  Bể Biogas tự hoại Hiện Trung Quốc bể Biogas tự hoại sử dụng rộng rãi phần phụ trợ cho hệ thống xử lý trung tâm Bể Biogas phần thiếu hộ gia đình chăn ni heo vừa nhỏ vùng nơng thơn, vừa xử lý nước thải giảm mùi hôi thối mà tạo lượng để sử dụng Trong lĩnh vực nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo Thái Lan trường đại học Chiang Mai có nhiều đóng góp lớn - HYPHI (hệ thống xử lý tốc độ cao kết hợp với hệ thống chảy nút): hệ thống HYPHI gồm có thùng lắng, bể chảy nút bể UASB Phân heo tách làm đường, đường thứ chất lỏng có chất rắn tổng số, đường thứ hai phần chất rắn với nồng độ chất rắn tổng số cao, kỹ thuật xây dựng cho trại heo trung bình lớn Ở Nga nhà nghiên cứu nghiên cứu xử lý nước thải phân heo, phân bò điều kiện ưa lạnh ưa nóng điều kiện khí hậu Nga Một số tác giả Úc cho chiến lược giải vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi heo sử dụng kỹ thuật SBR (sequencing batch reactor) Ở Ý loại nước thải giàu Nitơ Phospho nước thải chăn ni heo phương pháp xử lý thông thường đạt tiêu chuẩn cho phép hàm lượng Nitơ Phospho nước sau xử lý Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi giàu chất hữu Ý đưa SBR giảm 97% nồng độ COD, Nitơ, Phospho Nhận xét chung công nghệ xử lý nước thải giàu chất hữu sinh học giới áp dụng tổng thể đồng thành tựu kỹ thuật lên men yếm khí, lên men hiếu khí lên men thiếu khí, nhằm đáp ứng yêu cầu kinh tế xã hội bảo vệ mơi trường Trên sở đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể Sơ đồ khái qt sau sở lựa chọn mơ hình xử lý thích hợp GVHD: ThS Nguyễn Xn Hồn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Nước thải vào Bể điều hịa Bùn, cặn Phân hủy yếm khí tốc độ thấp UASB Lớp ĐHMT1 AEROTANK Lọc hiếu khí RBC Tháp lọc yếm khí Lọc hiếu khí thiếu khí Phân hủy yếm khí tiếp xúc Hồ thực vật thủy sinh Bể lắng Nước Bùn Xử lý hiếu khí Xử lý yếm khí Mục 1) 90%BOD 1) N, P, K tiêu kết Biogas loại yếu tố gây độc chủ 2) 99% mầm bệnh 2) Tiếp tục giảm yếu bị diệt COD BOD 3)N,P,K nguyên Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát xử lý nước thải giàu chất hữu sinh học 2.2.2 Ở Việt Nam Ở Việt Nam, nước thải chăn nuôi heo coi nguồn nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng Việc mở rộng khu dân cư xung quanh xí nghiệp chăn ni heo khơng giải thỏa đáng gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng gây vấn đề mang tính chất xã hội phức tạp Nhiều nguyên cứu lĩnh vực xử lý nước thải chăn nuôi heo quan tâm mục tiêu giải vấn đề nhiễm mơi trường, đồng thời với việc tạo lượng Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo Việt Nam tập trung vào hai hướng chính, hướng thứ sử dụng thiết bị yếm khí tốc độ thấp bể lên mem tạo khí Biogas kiểu Trung Quốc, Ấn độ, Việt Nam, dùng túi PE Phương hướng thứ nhằm mục đích xây dựng kỹ thuật xử lý yếm khí nước thải chăn ni heo hộ gia đình chăn nuôi heo với số đầu heo không nhiều Hướng thứ hai xây dựng quy trình cơng nghệ GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 thiết bị tương đối hoàn chỉnh, đồng nhằm áp dụng xí nghiệp chăn ni mang tính chất cơng nghiệp Trong nghiên cứu quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công nghiệp đưa số kiến nghị sau: Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi cơng nghiệp tiến hành sau: (1) xử lý học: lắng 1; (2) xử lý sinh học: bắt đầu sinh học kị khí UASB, sinh học hiếu khí (Aerotank hồ sinh học); (3) khử trùng trước thải ngồi mơi trường Nhìn chung nghiên cứu hướng, tiếp cận công nghệ giới quan tâm nhiều Tuy nhiên số lượng nghiên cứu chất lượng nghiên cứu cần nâng cao hơn, nhằm nhanh chóng áp dụng thực tế sản xuất CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI THAM KHẢO  Đối với quy mơ hộ gia đình Do lượng chất thải chăn ni thải ngày cịn nên sở chăn ni hộ gia đình thu gom qt dọn chuồng thường xuyên Có thể áp dụng số biện pháp xử lý chất thải theo sơ đồ sau : Quy trình 1: NƯỚCTHẢI CHĂN NI BỂ TỰ HOẠI HỐ GA CẶN LẮNG PHÂN Ủ PHÂN GVHD: ThS Nguyễn Xn Hồn PHÂN BĨN NƯỚC THẢI ĐÃ XỬ LÝ THẢI RA NGUỒN Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Quy trình 2: BIOGAS NƯỚCTHẢI CHĂN NI HẦM BIOGAS HỐ LẮNG NƯỚC THẢI ĐÃ XỬ LÝ THẢI RA NGUỒN  Đối với sở chăn nuôi quy mô nhỏ Tại sở chăn nuôi quy mô nhỏ, lượng phân gia súc thải ngày khoảng vài trăm kg, việc sử dụng túi biogas để xử lý phân khơng khả thi tốn nhiều diện tích cơng xây dựng Trường hợp ta tách riêng q trình xử lý phân nước thải Nước thải chăn nuôi xử lý hệ thống biogas, phân thu gom xử lý riêng q trình làm phân bón Cặn lắng từ khâu xử lý nước thải thu gom xử lý chung với phân nước rỉ q trình ủ phân đưa ngược trở lại hệ thống xử lý nước thải Quy trình: NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HẦM BIOGAS PHÂN HỐ LẮNG CẶN LẮNG Ủ PHÂN PHÂN BÓN NƯỚC THẢI ĐÃ XỬ LÝ THẢI RA NGUỒN  Đối với sở chăn nuôi quy mô vừa lớn Với quy mô vừa trở lên, việc đầu tư cho hệ thống xử lý chất thải chăn ni thực Tùy vào trường hợp cụ thể mà áp dụng số quy trình sau đây: GVHD: ThS Nguyễn Xn Hồn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Quy trình 1: NƯỚC THẢI CHĂN NI LẮNG BỂ SỤC KHÍ UASB Ủ PHÂN PHÂN LẮNG THẢI RA NGUỒN PHÂN BĨN Quy trình 2: NƯỚC THẢI CHĂN NI PHÂN HỒ KỲ KHÍ LẮNG Ủ PHÂN HỒ TÙY NGHI HỒ HIẾU KHÍ PHÂN BĨN THẢI RA NGUỒN Đối với sở chăn ni có quy mơ lớn, để rút ngắn thời gian xử lý tăng hiệu xử lý, thêm khâu tiền xử lý trước khâu xử lý sinh học kết hợp xử lý sinh học với xử lý bậc cao 2.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo Việc xử lý nước thải chăn nuôi heo nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm nước thải đến nồng độ cho phép xả vào nguồn tiếp nhận Việc lựa chọn phương pháp làm lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào yếu tố :  Các yêu cầu công nghệ vệ sinh nước  Lưu lượng nước thải  Các điều kiện trại chăn nuôi  Hiệu xử lý Đối với nước thải chăn ni, áp dụng phương pháp sau : GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1  Phương pháp học  Phương pháp hóa lý  Phương pháp sinh học Trong phương pháp ta chọn xử lý sinh học phương pháp Cơng trình xử lý sinh học thường đặt sau cơng trình xử lý học, hóa lý 2.3.1 Phƣơng pháp xử lý học Mục đích tách chất rắn, cặn, phân khỏi hỗn hợp nước thải cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi giảm khối tích cơng trình xử lý Ngồi dùng phương pháp ly tâm lọc Hàm lượng cặn lơ lửng nước thải chăn nuôi lớn (khoảng vài ngàn mg/L) dễ lắng nên lắng sơ trước đưa sang cơng trình xử lý phía sau Sau tách, nước thải đưa sang cơng trình phía sau, phần chất rắn đem ủ để làm phân bón 2.3.2 Phƣơng pháp xử lý hóa lý Nước thải chăn ni cịn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó tách phương pháp học thơng thường tốn nhiều thời gian hiệu khơng cao Ta áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng trình keo tụ Nguyên tắc phương pháp : cho vào nước thải hạt keo mang điện tích trái dấu với hạt lơ lửng có nước thải (các hạt có nguồn gốc silic chất hữu có nước thải mang điện tích âm, cịn hạt nhơm hidroxid sắt hidroxi đưa vào mang điện tích dương) Khi điện động nước bị phá vỡ, hạt mang điện trái dấu liên kết lại thành cặn có kích thước lớn dễ lắng Theo nghiên cứu Trương Thanh Cảnh (2001) trại chăn ni heo 2/9: phương pháp keo tụ tách 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có nước thải chăn ni heo GVHD: ThS Nguyễn Xn Hồn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Do AS > AL, diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng chất rắn diện tích tính tốn Đường kính bể lắng: D=  A =  33,9 = 6,6 (m) Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 20%.6,6 = 1,3 (m) Chọn chiều cao hữu ích bể lắng hL= 3m, chiều cao lớp bùn lắng hb= 1,5m chiều cao bảo vệ hbv= 0,3m Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng II: Htc = hL + hb + hbv = + 1,5 + 0,3 = 4,8 (m) Chiều cao ống trung tâm; h = 60%hL = 60%.3,2 = 1,92 (m) Thời gian lưu nước bể lắng: + Thể tích phần lắng: VL =  ( D  d ).hL   (6, 62  1,32 ).3  98, 65(m3 ) + Thời gian lưu nước: t= VL 98, 65.24   2,5(h) Q  Qr 500  443 Thể tích bể chứa bùn: Vb = A.hb = 33,9.1,5 = 50,85 (m3) Thời gian lưu giữ bùn bể: tb = Vb 50,85.24   2, 72(h) Qw  Qr (4,  443) Tải trọng bề mặt: LS = Q  Qr (500  443)   46, (m3/m.ngày) D  6,5 Giá trị nằm khoảng cho phép LS < 500 m3/m.ngày Máng thu nước Máng thu nước đặt vòng trịn, có đường kính 0,8 đường kính bể: GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Dm = 0,8.D = 0,8.6,5=5,2 (m) Chiều dài máng thu nước: Lm =  Dm =  5,2 = 16,33 (m) Chiều cao máng hm = 0,5m Máng bê tơng cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng cưa thép khơng gỉ có dạng chữ V, góc 900C Tính ống dẫn nước thải ống dẫn bùn  Ống dẫn nước thải vào: Chọn vận tốc nước thải chảy ống: v = 0,7m/s Lưu lượng nước thải vào bể: Qv = Q+ Qr = 500 + 443 = 943 (m3/ngày) D= 4.QV 4.943 = = 0,14 (m) = 140 (mm) 24.3600.v. 24.3600.0, 7. Chọn ống nhựa PVC đường kính ống  = 140mm  Ống dẫn nước thải ra: Chọn vận tốc nước thải chảy ống v = 0,7m/s Lưu lượng nước thải : Q = 500m3/ngđ Đường kính ống là: D= 4.Q 4.500 = = 0,1(m) = 100 (mm) 24.3600.v. 24.3600.0, 7. Chọn ống nhựa PVC có đường kính  = 100mm  Ống dẫn bùn: Chọn vận tốc bùn chảy ống: v = 1m/s Lưu lượng bùn: Qb = Qr + Qw = 4,7 + 443 = 447,7 (m3/ngày) Đường kính ống dẫn là: D= 4.Qb 4.447, = = 0,08 (m) = 80 (mm) 24.3600.v. 24.3600.1. Chọn ống nhựa PVC đường kính ống  = 80mm Tính bơm bùn tuần hoàn GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải N= Lớp ĐHMT1  gHQ 1008.9,81.10.443   0, 63(kW ) 1000 1000.0,8.24.3600 Với: Q : lưu lượng bùn tuần hoàn (m3/s) H : chiều cao cột áp toàn phần H = 10 (mH2O)  : khối lượng riêng bùn,  = 1008 (kg/m3)  : hiệu suất bơm (%) Công suất thực tế máy bơm: NTT = 1,2.N = 1,2.0,63 = 0,76(kW) Tính bơm bùn đến bể nén bùn Thời gian bơm 15 phút/ngày N=  gHQ 1008.9,81.10.0, 005   0, 65(kW ) 1000 1000.0,8 Với: Q : lưu lượng bùn xả (m3/s) H : chiều cao cột áp toàn phần H = 10 (mH2O)  : khối lượng riêng bùn,  = 1008 (kg/m3)  : hiệu suất bơm (%) Công suất thực tế máy bơm: NTT = 1,2.N = 1,2.0,65 = 0,78 (kW) Chọn bơm công suất 0,78 kW hoạt động luân phiên Tổng hợp thiết kế bể lắng đợt II Thông số Giá trị Đường kính bể lắng , D(m) 6,5 Chiều cao bể lắng, H(m) 4,8 Đường kính ống trung tâm, d(m) 1,3 GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1,92 Thời gian lưu nước, t(h) 2,5 Thời gian lưu bùn, tb(h) 2,72 Đường kính ống dẫn nước thải vào (mm) 140 Đường kính ống dẫn nước thải (mm) 100 Đường kính ống dẫn bùn (mm) 80 4.9 Bể nén bùn 4.9.1 Nhiệm vụ Cặn tươi từ bể lắng đợt I bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm tương đối cao (92 – 96% cặn tươi 99,2 – 99,7% bùn hoạt tính) nên cần phải giảm độ ẩm thể tích trước đưa vào cơng trình phía sau Một phần lớn bùn từ bể lắng II dẫn trở lại aerotank (loại bùn gọi bùn hoạt tính tuần hồn), phần bùn cịn lại gọi bùn hoạt tính dư dẫn vào bể nén bùn Nhiệm vụ bể nén bùn làm giảm độ ẩm bùn hoạt tính dư cách lắng (nén) học để đạt độ ẩm thích hợp (95 – 97%) phục vụ cho q trình xử lý bùn phía sau Bể nén bùn tương đối giống bể lắng ly tâm Tại bùn tách nước để giảm thể tích Bùn lỗng (hỗn hợp bùn - nước) đưa vào ống trung tâm tâm bể Dưới tác dụng trọng lực bùn lắng kết chặt lại Sau nén bùn rút khỏi bể bơm hút bùn 4.9.2 Tính tốn Lưu lượng bùn dư cần xử lý ngày: QV = QI + QUASB + QII = 2,63 + 1,26 + 4,7 = 8,59 (m3/ngày) Diện tích bể nén bùn đứng tính dựa theo công thức: F= QV 8,59m3 /   1,19(m2 ) qo 0,3m3 / m2 h.24h / Trong đó: GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 qo: Tải trọng tính tốn lên diện tích mặt thống bể nén bùn (m3/m2.h), qo= 0,3 m3/m2.h Đường kính bể nén bùn : D= 4F  = 4.1,19  = 1,23 (m) Đường kính ống trung tâm: d = 0,1D = 0,1.1,23 = 0,123m Đường kính phần loe ống trung tâm: d1 = 1,35d = 1,35.0,123 = 0,17 (m) Đường kính chắn: dch= 1,3d1 = 1,3.0,17 = 0,22 (m) Chiều cao công tác bể nén bùn : H = qo.t = 0,3.10 = 3m Với t : thời gian nén bùn Chọn t = 10h  quy phạm (10 – 12h) Chiều cao tổng cộng bể nén bùn : Htc = H + h1 + h2 + h3 = + 0,3 + 0,3 + 0,8 = 4,4 (m) Trong : h1: chiều cao từ mực nước đến thành bể (m) h2: chiều cao lớp bùn (m) h3: chiều cao phần chóp đáy bể (m) Máng thu nước Máng thu nước đặt vòng tròn theo thành bể, cách thành bể 0,3m Đường kính máng thu nước: Dm = 0,8D = 0,8.1,23 = 0,98 (m) Chiều dài máng thu nước: Lm =  D =  1,23 = 3,86 (m) Lượng nước tách khỏi bùn: 99,2% - 97% = 2,2% Lượng bùn sau nén: Qb = QV – 2,2%QV = 8,59 – 2,2%.8,59 = 8,4 (m3/ngày) GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Tính cơng suất bơm hút bùn : Thời gian hút bùn 20 phút, 8h lấy bùn lần N=  gHQ 1200.9,81.8.0, 0023   0,3(kW ) 1000 1000.0,8 Trong đó: Q : lưu lượng bùn sau nén (m3/s) H : chiều cao cột áp toàn phần H = (mH2O)  : khối lượng riêng bùn sau nén (kg/m3)  = 1200 (kg/m3)  : hiệu suất bơm (%) Chọn  = 0,8 Công suất thực tế máy bơm: NTT = 1,2.N = 1,2.0,3 = 0,36 (kW) Chọn bơm công suất 0,36 kW hoạt động luân phiên Tổng hợp thiết kế bể nén bùn GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Thông số Giá trị Lưu lượng bùn sau nén, Qnén(m3/ngày) 8,4 Đường kính bể nén bùn, D(m) 1,23 Đường kính ống trung tâm, d(m) 0,123 Đường kính phần loe ống trung tâm, dl(m) 0,17 Đường kính chắn, dch(m) 0,22 Chiều cao tổng cộng bể nén bùn, Htc(m) 4,4 4.10 Máy ép bùn 4.10.1 Nhiệm vụ: Cặn sau qua bể nén bùn có nồng độ từ – 8% cần đưa qua máy ép bùn để giảm độ ẩm xuống 70 – 80%, tức nồng độ cặn khơ từ 20 – 30% với mục đích: - Giảm khối lượng bùn vận chuyển bãi thải - Cặn khô dễ chôn lấp hay cải tạo đất cặn ướt - Giảm lượng nước bẩn thấm vào nước ngầm bãi thải - Ít gây mùi khó chịu độc tính 4.10.2 Tính tốn: Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai: Qb  Qv 100  P1 100  99,2  0,35  0,093 m3/h 100  P2 100  97 Trong đó: QV: lượng bùn đưa đến máy ép, QV = 8,4m3/ngày = 0,35 m3/h P1: độ ẩm bùn dư, P1 = 99,2% GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 P2: độ ẩm bùn sau nén bể nén bùn, P2 = 97% Giả sử lượng bùn sau nén có C = 50kg/m3, lượng cặn đưa đến máy ép bùn là: Q = C.Qb = 50 kg/m3 0,093 m3/h = 4,7kg/h =112,8kg/ngày Máy làm việc 6h ngày, tuần làm việc ngày Lượng cặn đưa đến máy tuần: 112,8 = 789,6kg Lượng cặn đưa đến máy 1h: G 789,6  43,87 kg h 6.3 Tải trọng cặn 1m rộng băng tải động khoảng 90 – 680kg/m chiều rộng băng Chọn băng tải có cơng suất 100kg/m rộng Chiều rộng băng tải: b G 43,87   0,44m 100 100 Chọn máy có chiều rộng 0,5m suất 100kg/m rộng 4.11 Hồ sinh học thực vật 4.11.1 Nhiệm vụ Nhiệm vụ hồ sinh học nhằm ổn định tính chất nước thải tăng cường hiệu khử chất bẩn hữu lại nước thải Trong hồ, nước thải làm q trình tự nhiên nhờ có mặt lục bình 4.11.2 Tính tốn Nước thải sau qua bể lắng II, hàm lượng BOD5 giảm khoảng 20% BOD5 nước thải vào hồ sinh học 72mg/l Hiệu xử lý BOD5 hồ sinh học 60% Như vậy, hàm lượng BOD5 nước thải khỏi hồ sinh học 28,8mg/l (đạt tiêu chuẩn loại B) Diện tích hồ sinh học xác định: GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải F Lớp ĐHMT1 ( La  Lt )Q (72  28,8)500   0,12(ha)  1200(m2 ) 1000.OM 1000.180 Trong đó: La: BOD5 nước thải đầu vào (mg/l) Lt: BOD5 nước thải đầu (mg/l) Q: lưu lượng nước thải (m3/ngđ) OM: tải trọng bề mặt (kgBOD5/ha.ngày), lấy 150 – 350 kgBOD5/ha.ngày phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, lượng nắng Chọn OM = 180 kgBOD5/ha.ngày Thể tích hồ: W = F.H = 1200.0,8 = 960 (m3) Trong đó: H: Chiều cao hữu ích hồ (m3) Chọn H = 0,8 m Chiều cao dự trữ trời mưa 0,3 m  Chiều cao tổng cộng hồ H = 1,1m Thời gian lưu nước hồ: t V 960.24   46(h) Q 500 Chọn chiều dài hồ sinh học là: L = 40m Chiều rộng hồ sinh học B = 30m  Kích thước hồ sinh học: B x L x H = 40 x 30 x 1,1 (m) GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 CHƢƠNG 5: TÍNH KINH TẾ Giá thành xử lý nước bao gồm: Chi phí xây dựng thiết bị (chi phí đầu tư ban đầu) Chi phí vận hành quản lý 5.1 Chi phí đầu tư ban đầu Chi phí xây dựng cơng trình STT Cơng trình Ngăn Thể tích Số (m3) lượng tiếp Đơn vị Đơn giá Thành tiền (VNĐ/m3) (triệu đồng) 1,500,000 33,195 Bê tông nhận 22,13 Bể lắng cát 4,65 Bê tơng 1,500,000 13,95 Bể điều hịa 59,25 Bê tông 1,500,000 88,875 Bể lắng I 24,87 Bê tơng 1,500,000 37,305 GVHD: ThS Nguyễn Xn Hồn Trang 64 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Bể UASB 54,65 Bê tông 1,500,000 163,95 Bể Aerotank 52,22 Bê tông 1,500,000 78,33 Bể lắng II 42,64 Bê tông 1,500,000 63,96 Bể nén bùn 7,13 Bê tông 1,500,000 10,695 Nhà điều hành 40 Tổng cộng 530,26 Chi phí thiết bị STT Thiết bị Số lượng Lưới chắn rác Đơn giá Thành (VNĐ) tiền (VNĐ) 800,000 1,600,000 10,000,000 20,000,000 10,000,000 20,000,000 8,000,000 16,000,000 sang bể UASB 8,000,000 16,000,000 Máy cấp khí 50,000,000 100,000,000 Đĩa phân phối khí 90 100,000 10,800,000 Bơm chìm ngăn tiếp nhận Bơm chìm bể điều hoà Bơm bùn tươi bể lắng I Bơm từ bể lắng I Máng cưa bể lắng 2,000,000 4,000,000 Bơm bùn bể lắng II 8,000,000 16,000,000 GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Bơm hút bùn bể nén bùn 12,000,000 30,000,000 bể nén bùn 1,500,000 1,500,000 Máy ép bùn 100,000,000 100,000,000 Tủ điện điều khiển 18,000,000 18,000,000 30,000,000 30,000,000 30,000,000 30,000,000 40,000,000 40,000,000 Máng 10 11 Hệ thống cưa đường điện kỹ thuật 12 Đường ống dẫn nước, dẫn khí 13 Các 14 chi tiết phụ phát sinh TỔNG CỘNG 410,500,000 Tổng vốn đầu tư bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm chi phí khấu hao máy móc 10 năm TV  530, 260, 000 410,500, 000   67,563, 000 (đồng/năm) 20 10 5.2 Chi phí điện Công Hạng mục suất (kW) Số lượng Máy Giờ Điện hoạt hoạt tiêu động động (kW) Bơm chìm ngăn tiếp nhận 1,4 8,4 Bơm chìm bể điều hòa 0,7 24 28,8 Bơm bùn tươi lắng I 0,6 0,17 0,1 24 12,48 24 18,72 Bơm từ bể lắng I sang bể 0,52 thụ UASB Bơm bùn bể lắng II 0,78 GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Máy thổi khí 14 24 336 Bơm hút bùn bể nén 0,3 1 0,3 Tổng cộng 404,8 Giá cung cấp điện công nghiệp: 1,200 đồng/kW Vậy chi phí điện cho ngày vận hành: Tđ = 404,8.1,200 = 485,760 đồng/ngày = 177,302,000 đồng/năm 5.3 Chi phí quản lý vận hành Số công nhân để vận hành người, lương 1,8 triệu/ tháng kỹ sư, lương triệu / tháng Tổng chi phí nhân công là: TQL = 8,400,000đồng/tháng = 100,800,000đồng/năm 5.4 Chi phí bão dưỡng máy móc thiết bị Chi phí bão dưỡng hàng năm ước tính 1% tổng số vốn đầu tư vào cơng trình xử lý Tbd = 0,01.67,563,000 = 675,630 (đồng/năm) 5.5 Chi phí xử lý 1m3 nước thải Tổng chi phí xử lý: TTC = 67,563,000 + 177,302,000 + 100,800,000 + 675,630 = 346,340,630 (đồng/năm) → Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải: T 332, 083,935  1,900 (đồng/m ) 500.365 GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 KẾT LUẬN Trong năm gần đây, ngành chăn ni nước ta có nhiều bước phát triển đáng kể Nhờ có số sách đầu tư phát triển chăn nuôi heo nhà nước nên nước xây dựng nhiều mơ hình trang trại chăn nuôi heo với quy mô lớn Tuy nhiên với phát triển cao sản xuất vấn đề ô nhiễm môi trường ngành chăn nuôi ngày trầm trọng Nước thải chăn nuôi chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vi khuẩn, giun sán… không xử lý kịp gây nên nhiều hậu xấu cho môi trường Một số sở chăn ni có xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhiều hạn chế kinh phí kỹ thuật nên chất lượng nước sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn cho phép.Vì việc nghiên cứu tìm quy trình xử lý hiệu phù hợp cho trại chăn nuôi nhu cầu tất yếu cấp thiết Thành phần nước thải chăn nuôi chủ yếu chất hữu thuận tiện việc xử lý phương pháp sinh học Quy trình xử lý nước thải chăn ni mà nhóm đề xuất xử lý tương đối hiệu thành phần hữu nước thải Vì sở chăn ni có điều kiện nên áp dụng quy trình để hạn chế tác động xấu đến mơi trường hoạt động sản xuất gây GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 68 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Đức Hạ, “Xử lý nước thải đô thị”, NXB Khoa Học Kỹ thuật Hà Nội, 2006 PGS.PTS Hoàng Huệ, “Xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội, 1996 TS Trịnh Xuân Lai, “Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội, 2000 Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, “Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp”, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2006 Một số đồ án xử lý nước thải www.google.com.vn GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 69 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... định thành phần, số tiêu hóa lý, … nước thải chăn ni Thu thập thông tin phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo từ tài liệu Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi heo lựa chọn phương án... Ở Ý loại nước thải giàu Nitơ Phospho nước thải chăn ni heo phương pháp xử lý thông thường đạt tiêu chuẩn cho phép hàm lượng Nitơ Phospho nước sau xử lý Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi giàu... luanvanchat@agmail.com Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1 Quy trình 2: BIOGAS NƯỚCTHẢI CHĂN NI HẦM BIOGAS HỐ LẮNG NƯỚC THẢI ĐÃ XỬ LÝ THẢI RA NGUỒN  Đối với sở chăn nuôi quy mô nhỏ Tại sở chăn nuôi quy mô nhỏ,