bài tiểu luận đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì

Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu 1 - 1 Chương I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy tinh bột k

Trang 1

- -

BÀI TIỂU LUẬN

Đồ án xử lý nước thải nhà máy

tinh bột khoai mì

Trang 2

Đồ án xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì Ts Trần Thị Mỹ Diệu

1 - 1

Chương I

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy tinh bột khoai mì TÂN CHÂU – SINGAPORE ở

tỉnh Tây Ninh Để nước thải xau xử lý đạt tiêu chuẩn thải vào nguồn loại B (TCVN 5945 – 1995)

1.2 NỘI DUNG THỰC HIỆN

Lựa chọn công nghệ thích hợp để xử lý nước thải theo phương án hợp lý nhất

Tính toán thiết kế cho từng công trình đơn vị theo lưu lượng và tính chất nước thải của nhà máy

Đề ra phương án vận hành và nêu lên 1 số sự cố cần tránh cũng như biện pháp giải quyết sự cố

So sánh và tín kinh tế cho từng trường trường hợp

1.3 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC KU VỰC THIẾT KẾ

Nhà máy Tân Châu – Singapore nằm ở tỉnh Tây Ninh Diện tích nhà máy koảng 80000 m2 (Trần Thị Mỹ

Diệu, 2003) Cách hồ dầu tiến koảng 200 m, phía đông giáp một nhánh sông của ồ Do thuộc ku

vực miền đông nam bộ chịu ảnh hưởng của thời tiết cận sích đạo nhiệt độ trung bình quanh năm

(27 – 34oC) thời tiết chia làm hai mùa, mùa nắng khoảng từ tháng 12 – tháng 5, mùa mưa

khoảng từ tháng 6 – tháng 11

Trang 3

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG, TÍNH CHẤT NGUỒN NƯỚC VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.1 LƯU LƯỢNG

Công xuất nhà máy được thiết kế 100 tấn/ ngày

Lưu lượng nước thải 2000 m3/ ngày

(nguồn: Trần Thị Mỹ Diệu, 2003)

2.2 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI VÀ TIÊU CHUẨN XẢ THẢI

TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải

Nguồn loại A Nguồn loại B Color

57 7.19 35.12

24

_

6 – 9 _ _

50 _

20

50 _ 0.1 _ _ _

4 0.05

_ 5.5 – 9 _ _

100 _

50

100 _

1 _ _ _

6 0.1

Trang 4

2 - 2

2.3 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

2.3.1 Sơ Đồ Công Nghệ

2.3.2 Giải Thích Sơ Đồ Công Nghệ

Để xử lý nước thải thường ứng dụng các phương pháp xử lý như sau: xử lý cơ học, hoá học, hoá

bể điều hoà

bể lắng &

tách váng

bể lắng cát

UASB

bùn tuần hoàn

bể lắng đứng

thức ăn gia súc

hồ sinh học

bể nén bùn

bùn thải nước tách bùn

nước tách cát

Trang 5

Điều kiện tự nhiên: Hồ sinh học

Chức năng của từng công trình:

Xử lý cơ học:

- SCR: làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thô (chủ yếu là rác) có trong nước thải

- Bể lắng cát ngang: làm nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất vô cơ không hoà tan như cát, sỏi, xỉ

và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng (hay trọng lượng riêng)lớn hơn các chất hữu cơ

có thể phân huỷ trong nước thải

- Bể láng và tách váng: tách lượng váng nổi trên bề mặt nước thải

- Bể điều hoà: làm nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và tắng tính an toàn khi vận hành hệ thống

- Bể lắng đợt II (bể lắng đứng): làm nhiệm vụ lắng hỗn hợp nước – bùn từ bể aroten dẫn đến

- Bể nén bùn: Làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư từ bể lắng đợt II bằng cách (nén) cơ học để đặt độ ẩm thích hợp

- Sân phơi bùn: làm ráo nước trong cặn vầ giảm độ ẩm của bùn thải

Xử lý hoá lý:

- Bể khuấy trộn: khuấy trộn đều hoá chất châm vào nước thải

Xử lý sinh học: (trong điều kiện nhân tạo)

- Xử lý kỵ khí:Ưu điểm: Xử lý SS – BOD – COD cao;

Î Công nghệ lựa chọn: UAF, UASB

UAF: Thành phần nước thải nhà máy tinh bột khoai mì với lượng cặn lơ lững (SS) cao 4920

không thích hợp để xử lý liền với UASB (SS < 3000 mg/l) Vì vậy bể UAF được chọn để xử lý lượng SS lớn này Ngoài ra khi nước thải qua UAF thì một phần chất hữu cơ cũng được khử bớt Hiệu quả xử lý SS đạt khoảng 75 – 83%, CODtổng (7,3 – 10,8%), CODfilter (> 75%), sCOD (< 0,5%) Nước thải sau khi xử lý được bơm vào UASB để tiếp tục xử lý, còn bùn thải sinh ra trong quá trình xử lý được dùng làm thức ăn gia súc

UASB: Xử lý một lượng đáng kể chất hữu cơ Với hiệu quả xử lý: CODtổng (88,4 – 91,9%),

sCOD bị khử (85,2 – 92,2%)

Trang 6

Î Công nghệ lựa chọn: Arôten:

Arôten: Dùng để xử lý triệt để lượng chất hữu cơ còn lại từ UASB dẫn vào Hiệu quả xử lý

BOD5 = 85%

Xử lý sinh học: (trong điều kiện tự nhiên)

- Hồ sinh vật: để giảm thiểu nồng độ chất hữu cơ và chất dinh dưỡng đến mức thấp nhất đạt tiêu chuẩn xả thải công nghiệp tại Việt Nam (nguồn loại B)

Trang 7

/023,

s m v

038,

v i

×

= 2 2 Trong đó:

c: hệ số sêri R y

n

c= 1× n: hệ số nhám n=0×013

13,023,0

13,03,02

×+

×

=+

×

=

h b

h B uoc vi chu

uoc tich dien

11

07 ,

6,0

2

2 2

K Q n

L×

×

= Trong đó:

K= 1,05 hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ tống cào rác

Trang 8

3 - 2

13,0

l (m) khoảng cách giữa các khe hở

v = 0,6 (m/s) tốc độ nước cảy qua SCR

/6,013,0016,0

05,1/023,

s m v

3,045,02

1 = − = − =

tg tg

B B

2,02

008.083

Bề dày của thanh chắn, s: Thường lấy 008s=0, (m)

Chiều dầy của thanh chắn, d: chọn d = 20mm

Chiều cao của thanh chắn, ht: ht = cotg 300 × H = cotg300 × 0,6 = 1(m)

Chiều cao của lớp nước qua thanh chắn, hnt: hnt = cotg 300 × h = cotg300 × 0,13 = 0,23(m)

Số thanh chắn : n – 1 = 19 – 1 = 18 (thanh)

Trang 9

Tốc độ dòng chảy qua song chắn v sc :

6,06,01059,08,927,02

7,02

Các thông số thiết kế và kích thước SCR

Tốc độ chảy trong mương

Lưu lượng trung bình

mm

0,6 83,3

3.2 TÍNH TOÁN BỂ LẮNG CÁT NGANG

3.2.1 Tính Toán Thuỷ Lực Mương Dẫn Nước Thải từ SCR Đến Bể Lắng Cát

mm

300

650

14 0,6

130

3.2.2 Tính Toán Bể Lắng Cát Ngang

Chọn đường kính hạt cát d = 0,2 mmÆ độ lớn thuỷ lực của hạt uo = 18,7 mm/s = 0,0187 m/s

(nguồn: CNXL nước thải, Trần Thị Mỹ Diệu)

/0187,0

/023,07,1

s m u

Q k F

o

m2

Trang 10

(để chất hữu cơ không lắng, vận tốc dòng chảy phải kông đổi, v = 0,2 – 0,15m/s mặc

dù lưu lượng qua bể thảy đổi từ Qmax Æ Qmin)

(nguồn: Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình XLNT, Trần Thị MỸ Diệu)

0187.0

15.0

*7.1

20001000

Qtb

ng: Lưu lượng nước thải trung bình ngày

o

q : Lượng cát trong 1000m3 nước thải, q o =0.15 m3cát/1000m3

Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát tính theo công thức:

n b L

t W

2/1/

3

ngay ngd

m n

b

L

t W

Hct: chiều cao công tác của BLC

Hc: chiều cao lớp cát trong BLC

Hbv: chiều cao bảo vệ, koảng cách từ mực nước đến thành bể, (m)

Trang 11

Tính toán sân phơi cát:

Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp cát – nước để dể dàng vận chuyển cát

đi nơi khác

/4

365/

3.0

ngd ngd

m h

W

Trong đó:

h:chiều cao lớp bùn cát trong năm h = 4 -5 (m/năm)

(khi lấy cát đã phơi khô theo chu kỳ)

Chọn sân phơi cát gồm 3 ô, diện tích mỗi ô là 27 ÷ 3 = 9 m2

Kích thước mỗi ô: L × B = 2 × 4,5 (m)

Các thông số thiết kế và kích thước BLC

Chiều cao xây dựng, H

Chiều cao công tác, Hct

0.8 2.5 0.6 0.13 0.075 0.4

2 0.4

3

2 4.5

3.3 TÍNH TOÁN BỂ LẮNG VÀ TÁCH VÁNG

2460

60/

2000

m h

phut

phut ngd

×

×Trong đó: t: thời gian lưu nước trong bể t = 20 – 60 phút

Trang 12

3.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ ĐIỀU HOÀ

Lưu lượng nước thải nhà máy Q = 200m3/ngđ

Nhà máy làm việc theo chế độ 2 ca:

Trang 13

Chiều cao hữu dụng của bể là: H1 = 4,5 (m)

Chiều cao bảo vệ của bể là: H2 = 0,3 (m)

Î Tổng chiều cao của bể là: H = H1 + H2 = 4,5 + 0,3 = 4,8 (m)

Chiều rộng bể: B = 10 (m)

Chiều dài bể: L = 15 (m)

Các thông số thiết kế và kích thước bể điều hoà

TT Thông số Đơn vị Giá trị

Bảng thành phân nước thải của nhà máy sau khi ra khỏi bể điều hoà và vàoUAF

TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải Nguồn loại A Nguồn loại B Color

pH

TDS

Acidity

_ _ mg/ l mgCaCO3/ l

_ 5,5 – 9 _ _

Trang 14

57 7,19 35,12

24

50 _

20

50 _ 0.1 _ _ _

4 0,05

100 _

50

100 _

1 _ _ _

6 0,1

3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ UAF

Tính toán bể bể UAF mục đích để xử lý lượng SS

Khoảng 20-25 ngày làm sạch màng 1lần

3.5.1 Tính Thể Tích Và Kích Thước Bể

Số liệu thiết kế: - Tải trọng SS: Lss= 6kgSS/m3 ngđ (3,8 – 6,2 kgSS/m3 ngđ)

- Vận tốc dòng chảy: v = 0,24 m/h

(nguồn: Huỳnh Ngọc Phương Mai, 2006 )

Thể tích hữu dụng của thiết bị UAF:

3

3 3

16406000

49202000

m ngđ

m g m

g ngđ

m L

3

2,34724

h h

m

ngđ m v

Chia làm 8 bể → diện tích mỗi bể = 348 ÷ 8 = 43,5m2

Tính đường kính thiết bị UAF, bể dạng hình trụ tròn:

m D

Trang 15

Bể làm bằng bê tông cốt thép

Chiều cao phần chứa hỗn hợp nước thải trong thiết bị:

m m

m A

V

448

Diện tích bề mặt của phần khe hở 15-20% tổng diện tích bề mặt của bể

Akhe = 15%A = 15% × 44,6m2 = 6,69m2 lấy bằng 10m2

Diện tích đáy hính nón của chụp thu khí

Chiều cao của thiết bị thu khí:HG

Góc nghiêng của thiết bị tách pha 600

232

6,660

,21886400

12000

ngd ngd

m L

q

3 5 4

1067,25

1033,15

h h

q=1,4 2 ⇒ =0,013 ≈13

Đáy chữ V = 6cm

Trang 16

3 - 10

Khoảng cách giữa các đỉnh chữ V = 20cm

b L

Q

6,00006,03,07,21

1085,

Chiều cao toàn máng = 20cm

Thiết bị đưa nước vào

Thiết bị phân phối nước vào là dàn ống khoan lỗ

h ngd

m

m Q

V

/2000

6)208320(6)(

7500

7265

3.5.6 Các Thông Số Thiết Kế Và Kích Thước UAF

Trang 17

5 chữ V/1m 0,3 26,3 0,2 0,005 0,06 0,2

Bảng thành phân nước thải của nhà máy sau khi ra khổi bể UAF và vàoUASB

TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải

Nguồn loại A Nguồn loại B Color

_

6 – 9 _ _

_ 5.5 – 9 _ _

Trang 18

57 7.19 35.12

24

_ _

4 0.05

_ _

6 0.1

3.6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ UASB

Số liệu thiết kế: - Tải trọng COD: LCOD = 50kgCOD/m3 ngđ ( 36-101kgCOD/m3 ngđ)

- Vận tốc dòng chảy: v = 0,88 m/h

Thể tích hữu dụng của thiết bị UASB:

3

3 3

41850000

104662000

m ngđ

m g m

g ngđ

m L

47588

3

9524

h h

m

ngđ m v

Chia làm 4 bể → diện tích mỗi bể = 95 ÷ 4 = 24m2

Tính kính thước thiết bị UASB, bể dạng hình trụ vuông: a × a = 5 × 5 =25 m2 Æ A = 25 m2

Bể làm bằng bê tông cốt thép

Chiều cao phần chứa hỗn hợp nước thải trong thiết bị:

m m m

m A

V

254

Trang 19

Akhe = 15%A = 15% × 25m2 = 4m2

Diện tích đáy hình nón của chụp thu khí

Achụp= A – Akhe = 25m2 – 4m2 = 21m2

Kích thước đáy của chụp thu khí hình vuông, a × a = 4,5 × 4,5 Æ Achụp = 20 m2

Chiều cao của thiết bị thu khí:HG

Góc nghiêng của thiết bị tách pha 600

m tg

a

32

5,460

6,1786400

12000

m L

q

3 4

4

101,13

103,33

h h

Q

7007,03,06,17

1085,

109,34

2 3

Trang 20

3 - 14

Thiết bị phân phối nước vào

Thiết bị phân phối nước vào là dàn ống khoan lỗ

h ngd m

m Q

V

/2000

41254

Thời gian lưu nước trong bể UASB dao động trong khoảng 6 – 8 giờ

3.6.4 Tính Thời Gian Lưu bùn

Q×Xe=PX,VSS

Q = 2000 m3/ngđ

Xe =948 mg/l = 948 g/m3

e d

d d d

VSS

SRT k

SRT S S Y Q k f SRT k

S S Y

Q

×+

)7,1103,01(3601

)(

)1

SRT

SRT k

K

S

1 max 3,125

Trang 21

%10025,011624

996,308

VSS n

X Q X Q

Q

X V

Vì bùn xả theo nước sau XL → QW = 0

ngay m

g ngd

m V

SRT X

948/

2000

3

3 3

1 mol 2×32gO2 hay 64gO2/mol CH4

Ở điều kiện chuẩn (00C, 1atm), thể tích của 1 mol CH4 là 22,4 L

⇒ 22,4 L/64 gCOD = 0,35 L/gCOD

Ở điều kiện (300C,1atm), thể tích của 1 mol CH4 là

L P

nRT

1

303082057,

Ở điều kiện (300C, 1atm), thể tích của CH4 = 0,3906 L/gCOD

Lượng COD bị phân huỷ

CODbị phân huỷ = CODcó khả năng phân huỷsinh học,inf – CODe

CODbị phân huỷ = 11624 – 1162,4 = 10461,6

Lượng COD bị tiêu thụ trong quá trình khử SO4

2-Nếu sử dụng CH3OH như chất cho electron

119SO42- + 167CH3OH + 10CO2 + 3NH4+ + 3HCO3- + 178H+ = 3C5H7O2N + 60HS- + 331H2O 0,89 gCOD/gSO42-

Nếu là CHC trong nước thải : 0,67 gCOD/gSO42-(Arceivala, 1998)

⇒ CODSulfate removal = 0,8 × 7,19 gSO42- × 0,67 gCOD/gSO42- = 3,85 g/m3

Lượng COD được chuyển hoá thành CH4

CODCH4 = (10461,6 – 3,85)g/m3 × 2000m3/ngđ = 20.915.500 g/ngđ = 20.915 kg/ngđ

Tốc độ phát sinh khí CH4

Trang 22

35273/

6346,

3.6.7 Nhu cầu độ kiềm

CH4 chiếm 65% tổng lượng khí sinh ra → CO2 chiếm 35% tổng lượng khí sinh ra

Độ kiềm cần thiết là 1800mg/L (tra bảng)

Độ kiềm cần bổ sung là 1800mg/L – 526mg/L = 1274mgCaCO3/L = 1274 g CaCO3/m3

Lượng kiềm bổ sung hằng ngày là

1274gCaCO3/m3 × 2000m3/ngđ × 10-3 kg/g = 2548 kg CaCO3/ngđ

3.6.8 Hiệu Quả Xử Lý

Hiệu quả xử lý của bể UASB : CODtổng giảm (88,4% - 91,9%) chọn 90%; sCOD bị khử 92,2%)chọn 90%

(85,2%-(nguồn: Huỳnh Ngọc Phương Mai, 2006)

Giả sử 50%VSS, 50% pCOD bị phân huỷ, 80% SO42- trong nước thải bị phân huỷ sinh học 90%CODfiter có khả năng phân huỷ sinh học,SS giảm 50%

10466

1046

7265 726,5

948

474

4537 453,7 7,19 1,438

984

492

Trang 23

3.6.9 Các Thông Số Thiết Kế Và Kích Thước UASB

3 chữ V/1m 0,3 17,6 0,2 0,007 0,1 0,35

1

4 0,07 0,05

Bảng thành phần nước thải của nhà máy sau khi ra khổi bể UASB và vào bể Aeroten

TCVN 5945 – 1995 Thông số Đơn vị Nước thải Nguồn loại A Nguồn loại B Color

_

6 – 9 _ _

50

_

20

_ 5.5 – 9 _ _

100

_

50

Trang 24

1046

453,7

336 0.80

57 1,438 35.12

24

50

_ 0.1 _ _ _

4 0.05

100

_

1 _ _ _

6 0.1

3.7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ ACROTANK

Hiệu quả xử lý BOD5 = 85%

Lượng BOD5 đầu vào là 713 mg/l

Q: Lưu lượng nước thải, Q = 2000 (m3/ngđ)

Y: hệ số thu hoạch, Y = 0,6

SRT: thời gian lưu bùn, SRT = 10 (ngày)

So: lượng BOD5 đầu vào

S: lượng BOD5 đầu ra

X: nồng độ bùn hoạt tính trong bể, X = 2500 (mg/l)

Kd: hệ số phân huỷ nội bào, Kd = 0,06 ngày-1

(nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2000)

(1 0,06 10) 1120

2500

107713106,0

×+

Trang 25

6,0

×+

=

×+

=

d

b SRT K

Y Y

Lượng bùn sinh ra trong ngày: Abùn = Yb × Q × (So – S)

Abùn = 0,375 × 2000 × (713 – 107) = 454500 (gr) = 454,5 (kg)

Lượng bùn xả Qxả:

SRT X

Q X V Q

t

r r

Xt: nồng độ cặn lắng ở bể lắng đợt II (nồng độ cặn tuần hoàn) thông số chọn thiết kế vận hành là

10000 (mg/l), độ tro trong cặn khoảng 30%

Æ Xr = 70% × 10000 = 7000 (mg/l)

Xr: nồng độ bùn trong nước đã lắng (mg/l)

Lượng cặn hữu cơ trong nước thải ra khỏi bể lắng 0,65 × 125 = 81,25 (mg/l)

Lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ khoảng 70%

Æ Xr = 81,25 × 0,7 = 56,875 (mg/l)

75,2310

7000

10875,5620002500

Thực tế sẽ dài gấp 3 – 4 lần vì khi nồng độ bùn chưa đủ trong bể hiệu quả xử lý ở thòi gian đầu

sẽ thấp và lượng bùn sinh ra ít hơn Abùn

Sau khi hệ thống hoạt động ổn định, lượng bùn hữu cơ xả ra hằng ngày

X Q

Q

t v

t

−

=

Trong đó:

Qt: lưu lượng hỗn hợp bùn tuần hoàn lại (m3/h)

Qv: lưu lượng nước thải đi vào công trìn xử lý (m3/h)

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	573,84 KB