CHÖÔNG 1 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạn[.]
Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG -oOo - NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên : LÊ ĐÌNH TUẤN Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh : 26-09-1981 Nơi sinh: Bình Định Chun ngành : KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Khóa : 27 (2001 – 2005) I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên Cứu, Ứng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ III NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ: 30 tháng năm 2005 IV HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : 01 tháng năm 2005 : Cán hướng dẫn Th.S PHẠM TRUNG KIÊN V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ NHẬN XÉT: Cán phản biện Cán phản biện Ngày … tháng … năm 2005 Trưởng khoa T.S BÙI XUÂN AN SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khố luận này, nhận nhiều giúp đỡ, lời động viên chia sẻ chân thành nhiều người Đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến Thầy Th.S Nguyễn Trung Kiên, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tốt để hồn thành báo cáo Chân thành cám ơn tất Thầy Cô thuộc Khoa Công Nghệ Mơi Trường, Trường Đại Học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức quý báu thời gian qua Cám ơn ThS Lê Công Nhất Phương cán Viện Sinh Học Nhiệt Đới tận tình giúp đỡ q trình phân tích nước thải Xin chân thành cám ơn Công ty giặt tẩy Lâm Quang, Quận Gị Vấp, Thành phố Hồ Chí Minh q trình lấy nước thải nghiên cứu Cám ơn bạn sinh viên lớp ĐH01MT, Khoa Công Nghệ Môi Trường, Trường Đại Học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh Cuối cùng, xin cám ơn gia đình nguồn động viên điểm tựa vững chắc, hỗ trợ tạo nghị lực cho tơi suốt q trình học tập Chân thành cám ơn Lê Đình Tuấn SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng bể lắng xốy để xử lý nước thải giặt tẩy ” thực Thành Phố Hồ Chí Minh Mơ hình thí nghiệm đặt Khoa Công Nghệ Môi Trường – Đại Học Nông Lâm Thời gian thực từ 03/2005 – 06/2005 Quá trình nghiên cứu vận hành mơ hình bể lắng xốy thực với nội dung sau: Thu thập số liệu trạng ô nhiễm môi trường phương pháp xử lý nước thải giặt tẩy Thành phố Hồ Chí Minh Khảo sát trạng thu thập tài liệu Công ty giặt tẩy có liên quan đến đề tài Tiến hành làm vận hành mơ hình thí nghiệm bể lắng xốy tích 40 lít thí nghiệm keo tụ đạt kết sau: + Tỷ lệ hóa chất tối ưu phèn xút là: 2:1 + Thời gian lưu tối ưu bể lắng xốy là: 60 đến 90 phút + Tỷ lệ tuần hồn bùn tối ưu lần so với lưu lượng nước thải đầu vào + Hiệu khử COD,SS độ màu vận hành với thông số tối ưu 89,2%, 92,4% là:73,6%, Tính tốn, thiết kế xử lý nước thải cho Công ty giặt tẩy Lâm Quang có ứng dụng bể lắng xốy SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT .iii DANH SÁCH BẢNG vi DANH SÁCH HÌNH vii DANH MỤC VIẾT TẮT viii CHƯƠNG - ĐẶT VẤN ĐỀ .1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 TỔNG QUAN TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU GIỚI HẠN CỦA KHÓA LUẬN LUẬN ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHƯƠNG - NƯỚC THẢI GIẶT TẨY VÀ SỰ CẦN THIẾT XỬ LÝ 2.1 2.2 2.3 2.4 KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẶT TẨY .3 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SỰ CẦN THIẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẶT TẨY .8 CHƯƠNG - XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG, KEO TỤ VÀ CÔNG NGHỆ LẮNG XỐY 3.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG 3.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ 3.2.1 Quá trình keo tụ yếu tố ảnh hưởng: .9 3.2.2 Bản chất lý hóa q trình keo tụ: 11 3.2.3 Các phương pháp keo tụ: 11 3.3 CÔNG NGHỆ LẮNG XỐY 12 3.3.1 Tổng quan công nghệ lắng xốy 12 3.3.2 Nguyên lý hoạt động 13 CHƯƠNG - MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ VẬN HÀNH 14 4.1 MƠ TẢ MƠ HÌNH 14 4.1.1 Thí Nghiệm Jartest 14 4.1.2 Mơ Hình Lắng Xốy 15 4.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 4.3 VẬN HÀNH MÔ HÌNH 16 CHƯƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17 5.1 NGHIÊN CỨU THỜI GIAN LƯU, TỶ LỆ TUẦN HỒN BÙN VÀ TỶ LỆ HÓA CHẤT ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ KHỬ COD, SS VÀ ĐỘ MÀU 17 5.1.1 Aûnh Hưởng Của Thời Gian Lưu Và Tỷ Lệ Tuần Hồn Bùn 17 5.1.2 Aûnh Hưởng Của Tỷ Lệ Hóa Chất 20 a b pH tối ưu 20 Liều lượng phèn tối ưu 22 5.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHO CÔNG TY GIẶT TẨY LÂM QUANG 23 5.2.1 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải .24 a b 5.2.2 a b c d Lưu lượng tính tốn tính chất nước thải 24 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải: 24 Tính Tốn Các Cơng Trình Đơn Vị 25 Ngăn tiếp nhận, bể chứa: .25 Bể lắng xốy 26 Bể lọc áp lực 27 Sân phơi bùn 29 CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 6.1 KẾT LUẬN 31 6.1.1 Khả ứng dụng .31 SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy 6.1.2 Các thông số tối ưu bể 31 6.1.3 Các mặt hạn chế 31 6.2 KIẾN NGHỊ 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Kết phân tích mẫu nước thải Công ty giặt tẩy Lâm Quang: Bảng 2.2 Kết phân tích mẫu nước thải Cơng ty giặt tẩy EXCEL KIND-ĐƠNG Á, Huyện Củ Chi, Thành Phố Hố Chí Minh: .7 Bảng 2.3 Kết phân tích mẫu nước thải Cơng ty giặt tẩy N CHI, Khu Cơng Nghiệp Tân Tạo, Thành Phố Hồ Chí Minh Bảng 2.3 Kết phân tích mẫu nước thải Công ty giặt tẩy NƠ XANH, Quận 7, Thành Phố Hồ Chí Minh Bảng 3.1 Khả keo tụ tương đối chất điện phân 13 Bảng 5.1 Kết thí nghiệm thời gian lưu khác tỷ lệ tuần hồn bùn 0,5 20 Bảng 5.2 Kết thí nghiệm thời gian lưu khác tỷ lệ tuần hồn bùn 1,0 21 Bảng 5.3 Kết thí nghiệm thời gian lưu khác tỷ lệ tuần hồn bùn 1,5 22 Bảng 5.4 Kết thí nghiệm xác định pH tối ưu cho trình keo tụ 23 Bảng 5.5 Kết thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu cho q trình keo tụ25 Bảng 5.6 Tính chất nước thải vào hệ thống: .27 Bảng 5.7: Dự đốn hiệu xử lý qua cơng trình: 28 SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Cơng nghệ giặt ủi cơng nghệ wash Hình 2.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ GRAMENT WASH(Giặt thơng thường) Hình 2.3 Sơ đồ quy trình cơng nghệ STONE BEACH WASH ( Giặt đá) Hình 2.4 Hệ thống xử lý nước thải Cơng ty giặt tẩy Yên Chi, Khu công nghiệp Tân Tạo, thành phố Hồ Chí Minh .9 Hình 2.5 Hệ thống xử lý nước thải Công ty giặt tẩy Nơ Xanh, Quận 7, thành phố Hồ Chí Minh Hình 2.6 Hệ thống xử lý nước thải Cơng ty giặt tẩy EXCEL KIND- ĐƠNG Á, Huyện Củ chi, thành phố Hồ Chí Minh 10 Hình 3.1 Cấu tạo nguyên lý vận hành lắng xốy 15 Hình 4.1 Thiết bị Jartest 16 Hình 4.2 Sơ đồ vận hành mơ hình bể lắng xốy .18 Hình 4.3 Ngun lý vận hành mơ hình bể lắng xốy 18 Hình 5.1 Sự biến thiên COD, SS độ màu theo thời gian tỷ lệ tuần hồn bùn 0,5 21 Hình 5.2 Sự biến thiên COD, SS độ màu theo thời gian tỷ lệ tuần hồn bùn 1,0 22 Hình 5.3 Sự biến thiên COD, SS độ màu theo thời gian tỷ lệ tuần hồn bùn 1,5 23 Hình 5.4 Sự biến thiên COD SS theo giá trị pH khác 24 Hình 5.5 Sự biến thiên COD SS theo hàm lượng phèn khác 26 Hình 5.6 Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải Công ty Lâm Quang 28 Hình 5.7 Cấu tạo ngăn tiếp nhận bể chứa 29 Hình 5.8 Cấu tạo bể lắng xốy 30 Hình 5.9 Cấu tạo bể lọc áp lực .32 Hình 5.10 Cấu tạo sân phơi bùn .33 SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy DANH MỤC VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu oxy sinh học COD : Nhu cầu oxy sinh hóa DO : Hàm lượng oxy hịa tan SS : Chất rắn lơ lửng GVHD : Giáo viên hướng dẫn KLTN : Khóa luận tốt nghiệp TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam CHƯƠNG - ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN Ngành công nghiệp giặt tẩy ngành công nghiệp dịch vụ phát triển nước ta vấn đề môi trường chủ yếu ngành vấn đề nước thải, nước thải ngành giặt tẩy có nguồn gốc từ việc sử dụng xà phịng, sơ đa, chất tẩy để loại bỏ dầu mỡ, nước thải ngành giặt tẩy có dao động lớn lưu lượng tải lượng nhiễm, thay đổi theo mùa, theo mặt hàng cần giặt tẩy, theo mặt sản xuất chất lượng sản phẩm, nước thải sản xuất ngành giặt tẩy có pH cao, chứa chất giặt tẩy, sợi vải lơ lửng, độ màu, độ đục, tổng chất rắn hàm lượng chất hữu cao Trên giới ngành công nghiệp giặt tẩy phát triển từ sớm, có tiệm giặt tự động, ngành công nghiệp bận rộn, doanh thu từ ngành ngày tăng cao nhu cầu sống ngày cao, ngành công nghiệp dịch vụ ngành công nghiệp sản xuất nhiều người thường nghĩ Ngành công nghiệp giặt tẩy ngành công nghiệp giặt tẫy ngành công nghiệp dịch vụ lớn Mỹ Theo báo cáo tổ chức giặt tẩy Mỹ tháng năm 1961 doanh thu ngành đạt 1,6 tỷ đô la, tuần giặt tỷ pound ( cân Anh ) bao gồm 50 triệu áo sơ mi Thị trrường tiêu thụ sản phẩm wash thị trường Mỹ , Châu Âu, Hàn Quốc, Đài Loan,… Một số kết luận Gehm liên quan đến phương pháp xử lý nước thải giặt tẩy: Loại bỏ khoảng 75% lượng oxy, tổng chất rắn dầu mỡ nước thải giặt tẩy xử lý kinh tế axít hóa với H 2SO4, CO2 SO2 Sau đông tụ phèn sắt Đông tụ số loại muối khác vơi có hiệu vài trường hợp, thường đắt tiền SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Nước thải giặt tẩy xử lý hiệu trình lọc nhỏ giọt trình bùn hoạt tính với gian đoạn tiền xử lý aerotank Bùn thu được phơi trực tiếp sân phơi bùn tiêu hóa vi khuẩn kỵ khí bùn nén lại Sau q trình đơng tụ hóa học nước thải giặt tẩy làm q trình lọc sinh học q trình bùn hoạt tính Một số biện pháp xử lý nước thải giặt tẩy phổ biến bao gồm hệ thống sau: Biện pháp loại bỏ tự nhiên giếng sâu, hồ nhân tạo Lọc nhỏ giọt Quá trình bùn hoạt tính Q trình kết tủa hóa học Lọc cát lọc nhỏ giọt với vận tốc cao Q trình axít hóa với H2SO4, CO2, SO2, sau đơng tụ với phèn nhơm phèn sắt Phương pháp cacbon hoạt tính lọc địa chất ( diatomacous-earth filter), không dùng phương pháp đơng tụ lắng phương pháp chiếm diện tích hồn tồn q trình lọc tự động Tuy nhiên bất lợi khơng có khả xử lý với lưu lượng lớn Lưu lượng kinh tế lớn xử lý 180 m3/ngày đêm 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện hầu hết công ty giặt tẩy có hệ thống xử lý nước thải, hệ thống xử lý nước thải thường dùng bể lắng cát, hiệu lượng chất nhiễm bẩn khơng hịa tan khoảng 40-60% đồng thời bể lắng ngang số bể lắng khác, chiếm khối tích cơng trình lớn, thiếu tính kinh tế Trong nước thải giặt tẩy sử dụng bể lắng ngang tạo lượng bùn lớn làm tăng diện tích sân phơi bùn không hiệu kinh tế xử lý Nếu sử dụng bể lắng xốy tuần hồn bùn bể đồng thời không thiết phải xả bùn liên tục, lắng xốy chiếm khối tích nhỏ, dễ vận hành, hiệu xử lý cao, … việc nghiên cứu, ứng dụng bể lắng xốy để xử lý nước thải giặt tẩy nghiên cứu cần thiết để ứng dụng hiệu bể lắng xốy xử lý nước thải từ ngành giặt tẩy 1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1) Xác định thông số thủy lực tiêu hố lý để làm sở cho việc tính tốn thiết kế tiến hành vận hành phịng thí nghiệm mơ hình 2) Nghiên cứu khả xử lý ứng dụng bể lắng xốy để xử lý nước thải ngành giặt tẩy Tp.Hồ Chí Minh thông qua việc đánh giá hiệu xử lý COD,BOD, SS, độ màu, độ đục,… bể lắng xốy nước thải giặt tẩy 1.4 GIỚI HẠN CỦA KHÓA LUẬN Thời gian nghiên cứu thực từ tháng 3/2005—tháng 6/2005 Nguồn nước thải nước thải ngành giặt tẩy Nước thải lấy công ty Lâm Quang: 17/5K Phan Huy Ích P.12, Q Gị Vấp, Tp.Hồ Chí Minh Hoạt động nghiên cứu thực mơ hình thực nghiệm Các liệu nghiên cứu : Hiệu xử lý bể lắng xốy dựa sở phân tích số liệu đầu vào đầu chế độ vận hành SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Các số liệu nghiên cứu đầu vào ra: nghiên cứu chủ yếu 03 tiêu hàm lượng chất hữu sinh hóa (COD), chất lơ lửng (SS), độ màu Số liệu chế độ vận hành: thời gian lưu, tỷ lệ hóa chất tỷ lệ tuần hồn bùn 1.5 LUẬN ĐIỂM NGHIÊN CỨU Bể lắng xốy áp dụng số nơi giới Hồng Kông, Trung Quốc, Hoa Kỳ,… để xử lý nước thải dệt nhuộm loại nước thải có SS cao Tại Việt Nam bể lắng xốy áp dụng cho thấy hiệu xử lý cao nước thải giặt tẩy, giấy dệt nhuộm Nước thải giặt tẩy có đặc trưng SS độ màu cao, việc nghiên cứu ứng dụng lắng xốy cho xử lý nước thải giặt tẩy thích hợp SVTH: Lê Đình Tuấn 10 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Bảng 5.3 Kết thí nghiệm thời gian lưu khác tỷ lệ tuần hồn bùn 1,5 Thời gian lưu(phút) 45 60 75 90 105 120 Mẫu pH SS COD Độ màu 6,31 6,39 6,42 6,45 6,44 6,46 6,46 611 413,0 254,8 166,2 151,5 191,2 217,5 614 431,0 365,3 292,3 187,9 232,1 318,7 705 265,1 149,5 146,6 93,8 175,5 210,1 Sự biến thiên COD, SS độ màu theo thời gian Hàm lượng, mg/L SS COD Độ màu 800 600 400 200 0 45 60 75 90 105 120 Thời gian (phút) Hình 5.3 Sự biến thiên COD, SS độ màu theo thời gian tỷ lệ tuần hồn bùn 1,5 KẾT LUẬN: Ta thấy tỷ lệ tuần hồn bùn 1,5 hiệu khử COD, SS độ màu khoảng thời gian từ 60 đến 90 phút, hiệu qủa khử SS 75,2%, COD 69,4% độ màu 86,7% Từ kết ta thấy hiệu xử lý đạt cao thời gian lưu từ 60 đến 90 phút cao thời gian lưu 90 ứng với tỷ lệ tuần hồn bùn lần lượng nước thải vào hiệu qủa khử SS 89,2%, COD 73,6% độ màu 92,4% 5.1.2 Aûnh Hưởng Của Tỷ Lệ Hóa Chất SVTH: Lê Đình Tuấn 27 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Thí nghiệm keo tụ: COD đầu vào: 653 mg/L SS đầu vào: 613 mg/L a pH tối ưu Bảng 5.4 Kết thí nghiệm xác định pH tối ưu cho trình keo tụ Mẫu pH Phèn COD Hiệu khử COD(%) SS Hiệu khử SS(%) 5,02 1000 425 34,9 321 47,6 5,51 1000 392 40,0 311 49,3 5,75 1000 301 53,9 298 51,4 6,02 1000 225 65,5 198 67,7 6,25 1000 196 70,0 177 71,1 6,52 1000 178 72,7 145 76,3 6,74 1000 315 51,8 247 59,7 7,01 1000 446 31,7 296 51,7 7,26 1000 467 28,5 311 49,3 10 7,52 1000 481 26,3 334 45,5 11 7,77 1000 510 21,9 364 40,6 12 8,02 1000 524 19,75 368 40,0 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất khử COD SS Thí nghiệm keo tụ phèn nhôm tiến hành với lượng Al2(SO4)3.18H2O 1g/l, khoảng pH= 5,02 – 8,02 Kết keo tụ phèn nhơm trình bày bảng 5.1 Kết thực nghiệm cho thấy pH ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất khử COD SS trình keo tụ Ở pH thấp 6,02và cao 6,74 hiệu khử màu COD thấp Khoảng pH tối ưu cho q trình keo tụ phèn nhơm 6,02 – 6,74 SVTH: Lê Đình Tuấn 28 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Sự biến thiên COD, SS theo pH COD SS Hàm lượng, mg/L 600 500 400 300 200 100 8,02 7,77 7,52 7,26 7,01 6,74 6,52 6,25 6,02 5,75 5,51 5,02 pH Hình 5.4 Sự biến thiên COD SS theo giá trị pH khác Theo bảng 5.1, điều kiện pH thấp, khả hình thành Al(OH) kết tủa khơng xảy Đồng thời, pH thấp hạt huyền phù tất cấu tử nhơm tích điện dương, chúng khơng có khả tương tác với Q trình keo tụ khơng xảy thành phần mang điện tích dấu khơng trung hịa với Trong môi trường kiềm pH> 6,74, trình tạo thành aluminat Al(OH)4- xảy ra, ảnh hưởng đến trung hịa điện tích hạt keo Do khả khử COD SS giảm Như keo tụ phèn nhôm đạt hiệu tốt khoảng pH = 6,02 – 6,52, cao mơi trường pH = 6,52 Khi hiệu suất khử COD SS tương ứng đạt 72,7% 76,2% SVTH: Lê Đình Tuấn 29 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy b Liều lượng phèn tối ưu Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất khử COD SS Kết thực nghiệm xác định hàm lượng Al2(SO4)3.18H2O trình bày bảng 5.5 Bảng 5.5 Kết thí nghiệm xác định hàm lượng phèn tối ưu cho trình keo tụ Mẫu Phèn pH COD Hiệu khử COD(%) 250 6,51 475 27,3 495 19,2 300 6,47 423 35,2 326 46,8 400 6,5 288 55,9 236 61,5 500 6,51 142 78,3 131 78,6 600 6,49 156 76,1 138 77,5 700 6,54 162 75,2 143 76,7 800 6,48 169 74,1 147 76,0 900 6,49 179 72,6 151 75,4 1000 6,49 182 72,1 159 74,1 10 1200 6,52 345 47,2 324 47,1 11 1400 6,51 412 36,9 355 42,1 12 1600 6,48 433 33,7 391 36,2 SS Hiệu khử SS(%) Kết nhận cho thấy, tăng lượng phèn nhôm đến 500 mg/l, khả khử COD SS tăng Khi lượng Al2(SO4)3.18H2O vượt 500- 1000 mg/l, hiệu khử màu khử COD không thay đổi Như lượng chất keo tụ Al 2(SO4)3.18H2O thích hợp 500 mg/l – 1000 mg/l, hàm lượng phèn vựơt 1000 mg/L hiệu suất khử COD SS bắt đầu giảm Ta thấy hàm lượng phèn 500 mg/l hiệu suất khử COD SS đạt cao tương ứng là78,3% 78,6% SVTH: Lê Đình Tuấn 30 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Sự biến thiên COD, SS theo hàm lượng phèn khác SS 1600 1400 1200 1000 900 800 700 600 500 400 300 600 500 400 300 200 100 250 Hàm lượng, mg/L COD Hàm lượng phèn, mg/L Hình 5.5 Sự biến thiên COD SS theo hàm lượng phèn khác Kết luận: Điều kiện keo tụ tối ưu phèn nhôm pH = 6,52, lượng Al 2(SO4)3.18H2O 500mg/L Ở điều kiện tối ưu, phèn nhôm cho hiệu suất khử COD SS tương ứng là: 78,3% 78,6% Sau ta có liều lượng phèn tối ưu, dễ dàng ta xác định hàm lượng xút cần châm vào nước thải để đạt giá trị pH tối ưu Theo tính tốn ta có tỷ lệ hố chất phèn xút là: :1 Ta có tỷ lệ hố chất, dựa vào lưu lượng bơm hố chất, thể tích của mơ hình thời gian lưu nước ta điều chỉnh lưu lượng bơm cho đảm bảo tỷ lệ hố chất vào bể có liều lượng nồng độ ổn định để đảm bảo giá trị tối ưu liều lượng hố chất Kết luận chung: Các thông số thiết kế thiết kế cho bể lắng xốy: Dựa kết thí nghiệm cho nước thải giặt tẩy ta có thơng số bể lắng xốy: Thời gian lưu tối ưu bể từ 60 đến 90 phút Tỷ lệ hóa chất tối ưu phèn xút là: 2:1, đảm bảo cho nước thải vận hành bể lắng có pH khoảng 6,5 Tỷ lệ tuần hồn bùn tối ưu lần so với lưu lượng nước thải đầu vào Hiệu khử COD, SS độ màu nước thải vận hành mô hình với thơng số tối ưu là: 73,6%; 89,2% 92,4% 5.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHO CƠNG TY GIẶT TẨY LÂM QUANG Ta tiến hành tính tốn thiết kế cho trường hợp cụ thể công ty giặt tẩy Lâm Quang, Quận Gò Vấp, Thành Phố Hồ Chí Minh, có lưu lượng 400 m3/ngày 5.2.1 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải a Lưu lượng tính tốn tính chất nước thải SVTH: Lê Đình Tuấn 31 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Lưu lượng nước thải trung bình: 400m3/ ngày đêm Bảng 5.6 Tính chất nước thải vào hệ thống: b Stt Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị TCVN 5945_1995 Cột B pH 6,07 5,5 – SS mg/L 625 100 COD mgO2/L 662 100 BOD5 mgO2/L 210 50 Chất hoạt động bề mặt(ABS) 15,3 Độ màu Pt_Co 542 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải: Từ bảng 5.6 ta thấy vấn đề xử lý nước thải Công ty việc khử COD, SS độ màu Dựa vào thành phần tính chất nước thải đầu vào kết nghiên cứu mơ hình u cầu chất lượng nước thải sau xử lý ta chọn phương án công nghệ để xử lý nước thải cho Công ty giặt tẩy Lâm Quang hình 5.6 sau: Hình 5.6 Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải Công ty Lâm Quang SVTH: Lê Đình Tuấn 32 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Bảng 5.7: Dự đốn hiệu xử lý qua cơng trình: Nước thải sản xuất cơng ty đưa ngăn tiếp nhận nước thải bơm vào bể lắng xốy, đường bơm nước vào bể lắng xốy có châm xút phèn vào nước thải bơm định lượng, nước thải sau qua bể lắng xốy đưa qua bể chứa bơm lên bể lọc áp lực xả ngồi 5.2.2 Tính Tốn Các Cơng Trình Đơn Vị a Ngăn tiếp nhận, bể chứa: Ta có lưu lượng nước thải: Qtb = 400m3/ngày đêm qtb= 16,67 m3/giờ Vì theo nghiên cứu mơ hình cho thấy hiệu xử lý lắng xốy đạt cao thời gian lưu 90 phút, ta phải chọn thời gian lưu nước ngăn tiếp nhận lớn 90 phút, ta chọn thời gian lưu t = 120 phút = Suy thể tích ngăn tiếp nhận là: V= 2x16,67 = 33 m3 Chiều dài: L = 4,5m Chiều rộng: B = 3,5m Chiều cao : H = + 0,2 = 2,2m (0,2m chiều cao bảo vệ) Chọn bơm nước thải (1 bơm hoạt động, bơm dự phòng) bơm có lưu lượng 20m /h, cột áp 10 m H2O Tính tốn bể chứa tương tự ngăn tiếp nhận, ta tích bể chứa 33 m3 Chiều dài: L = 4,5m Chiều rộng: B = 3,5m Chiều cao : H = + 0,2 = 2,2m (0,2m chiều cao bảo vệ) Chọn bơm nước thải (1 bơm hoạt động, bơm dự phịng) bơm có lưu lượng 20m /h, cột áp m H2O SVTH: Lê Đình Tuấn 33 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Hình 5.7 Cấu tạo ngăn tiếp nhận bể chứa b Bể lắng xốy Ta tính tồn bể lắng xốy dựavào thời gian lưu nước mà bể làm việc hiệu thời gian lưu t = 1,5 Ta tích bể lắng xốy: V = 1,5x 16,67 = 25 m3 V = 25m3 phần thể tích hữu ích bể lắng xốy, thể tích thể tích phần hình nón cụt Đường kính bể: D = 4,8 m Đường kính bể: d1 = 0,9 m Chiều cao phần hình nón: h1 = 3,4 m Chiều cao phần hình trụ: h’ = 1,2 m Đường kính phễu thu cặn: d2 = 1,15 m Chiều cao phễu thu cặn: h2 = 0,88 m Đường kính ống trung tâm: d3 = 114 mm Chiều cao ống trung tâm: h3 = 3,12 m Góc nghiêng phần hình nón tạo với mặt đất: = 600 SVTH: Lê Đình Tuấn 34 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Hình 5.8 Cấu tạo bể lắng xốy Tính tốn lượng cặn sinh từ bể lắng xốy: Ta có tổng lượng cặn sinh ngày Công ty là: 250kg SS/ ngày Hiệu qủa xử lý SS bể lắng xốy đạt 85% Từ ta có lượng cặn xả khỏi bể lắng xốy ngày là: 250x85% = 212,5 kgSS/ngày c Bể lọc áp lực Thiết kế bể lọc áp lực với lớp vật liệu lọc Than hoạt tính Chọn: - Chiều cao lớp than h2= 0,6 m có đường kính hiệu dc = 1,2mm, U = 1,5 - Tốc độ lọc v = m/h, - Diện tích bề mặt bể lọc: - Chọn số bể lọc hoạt động - Diện tích bể lọc là: A/2 Đường kính bể lọc: Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phễu thu nước rửa: Trong đó: HVL – Chiều cao lớp vật liệu lọc, m e – độ giãn nở lớp vật liệu lọc rửa ngựơc, e = 0,5 SVTH: Lê Đình Tuấn 35 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy h = 0,5x0,5 + 0,25 = 0,5 m Chiều cao tổng cộng bể lọc áp lực: H = h + HVL + hbv+hthu = 0,5 + 0,5+ 0,25 + 0,3 = 1,55 m Trong đó: hbv – Chiều cao an tồn, m hthu – Chiều cao phần thu nước, m Tính tốn lượng nước rửa lọc: Với đường kính hiệu cát than anthracite, chọn tốc độ rửa nước Vnước = 0,35m3/m2.phút Lượng nước cần thiết cho rửa ngược sau: W = A x vnước x t = 3,33 x 0,35 x 10 = 11,7 m3 Lượng nước cần thiết cho rửa ngược cho bể: W/2 = 5,85 m3 Lưu lượng bơm rửa ngược: Qrn = A x vnước = (3,33m2/2bể) x (0,35m3/m2.phút) x 60 phút =35 m3/h Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc xác định theo cơng thức Hazen Trong đó: C: hệ số nén, C = 600 – 1200 tùy thc tính đồng nhất, C = 1000 t0: nhiệt độ nước, t0 = 280C d10: đường kính hiệu quả,mm Vh: vận tốc lọc, m/ngày, Vh = 5m/h x 24h/ngày = 120 m/ngày L: chiều dày lớp vật liệu lọc, m Đối với lớp lọc than hoạt tính: SVTH: Lê Đình Tuấn 36 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Hình 5.9 Cấu tạo bể lọc áp lực d Sân phơi bùn Bùn tươi từ bể lắng xốy dẫn vào sân phơi bùn để làm nước Lượng cặn đưa đến sân: Q= 212,5 kgSS/ngày Chỉ tiêu thiết kế: Để đạt nồng độ cặn 25% ( độ ẩm 75%) Chọn chiều dày bùn 10 cm, thời gian phơi tuần (21 ngày) Tỷ trọng bùn khô: 2,45 Sau 21 ngày 1m2 sân phơi lượng cặn: V=1m2x0,1=0,1 m3 S=2,45; P= 0,25 g= 0,1x 2,45x0,25= 0,06125 = 61,25/21 ngày Lượng bùn cần phơi 21 ngày; G = 21x212,5= 4462,5 kg Diện tích sân phơi: Sân phơi bùn chia làm đơn nguyên, đơn ngun có dạng hình chữ nhật với chiều rộng W = m Vậy chiều dài L đơn nguyên là: Thông số thiết kế sân phơi bùn Hình dạng : SVTH: Lê Đình Tuấn Chữ nhật 37 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy - Dài: 4,9 m - Rộng: 5m Lớp cát: - Chiều cao: 30 cm - Đường kính hiệu quả: 0,3-1,1mm Lớp sỏi - Chiều cao: 20 cm - Đường kính: 3,2-25 mm Dàn ống thu nước: - Đường kính: 49 mm - Độ dốc: 1% Chiều cao bảo vệ: 30-45 cm Hình 5.10 Cấu tạo sân phơi bùn SVTH: Lê Đình Tuấn 38 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN 6.1.1 Khả ứng dụng Có thể áp dụng cơng nghệ bể lắng xốy trường hợp cụ thể Công ty giặt tẩy Lâm Quang Thành Phố Hồ Chí Minh Hiệu xử lý SS đạt 75%-89%, COD đạt 67% - 74%, nhiên hiệu xử lý tương đối cao hàm lượng SS đầu vào cao với mơ hình thí nghiệm nồng độ SS sau xử lý cịn cao, khơng đủ tiêu chuẩn thải vào nguồn loại B(5945 TCVN-1995), nước thải có hàm lượng SS COD cao với mơ hình thí nghiệm thiết kế hệ thống xử lý cần kết hợp với cơng trình khác 6.1.2 Các thơng số tối ưu bể - Thời gian lưu tối ưu bể từ 60 đến 90 phút - Tỷ lệ tuần hồn bùn để đạt hiệu xử cao so với lưu lượng nước thải đầu vào Phải kết hợp thời gian lưu tối ưu, tỷ lệ tuần hồn bùn tối ưu tỷ lệ hố chất cần châm vào bể vận hành cho hiệu xử lý cao - Thời gian lưu ngắn nên giảm khối tích cơng trình thuận tiện Bể cấu tạo thép nên việc chế tạo lắp đặt dễ dàng cách dễ dàng Nếu thiết kế với lưu lượng lớn thiết kế với nhiều đơn nguyên 6.1.3 Các mặt hạn chế Tùy thuộc vào loại nước thải mà phải nghiên cứu xác định tỷ lệ hố chất, thời gian lưu, vận tốc xốy tỷ lệ tuần hồn bùn thích hợp cho loại nước thải 6.2 KIẾN NGHỊ Do tính chất khố luận tốt nghiệp phạm vi hạn chế đề tài thời gian thực nên nghiên cứu tồn diện công nghệ lắng xốy Tuy nhiên, xin kiến nghị số vấn đề cần nghiên cứu mở rộng chuyên sâu sau: 1) Từ kết nghiên cứu cho thấy cơng nghệ lắng xốy áp dụng cho ngành giặt tẩy 2) Trong trình nghiên cứu vận hành theo quan sát cịn bơng cặn nhỏ tràn qua máng cưa, kiến nghị cần nghiên cứu thêm việc châm thêm polymere làm chất trợ keo tụ để nâng cao hiệu lắng cặn 3) Cần nghiên cứu thêm việc thay đổi chiều cao ống trung tâm để thay đổi tầng nước bể để nghiên cứu hiệu xử lý bể 4) Nghiên cứu công nghệ lắng xốy với loại hình nước thải khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Xây Dựng, 1999 Tiêu Chuẩn Xây Dựng – Thốt Nước Mạng Lưới Bên Ngồi Và Cơng Trình Nhà Xuất Bản Thành Phố Hồ Chí Minh SVTH: Lê Đình Tuấn 39 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy Nguyễn Phước Dân – Nguyễn Thanh Hùng –Lâm Minh Triết, 2004 Xử Lý Nước Thải Đơ Thị Và Cơng Nghiệp Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình CEFINEA Viện Mơi Trường Và Tài Ngun – Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Trần Đức Hạ– Hồng Văn Huệ, 2002 Thốt Nước, Xử Lý Nước Thải – Tập Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Hồng Huệ, 1996 Xử Lý Nước Thải Nhà Xuất Bản Xây Dựng Hà Nội Trịnh Xuân Lai, 2000 Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Xử Lý Nước Thải Nhà Xuất Bản Xây Dựng Trần Hiếu Nhuệ, 1998 Thốt Nước Và Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội Lâm Minh Triết, 2002 Xử Lý Nước Thải Trường Đại Học Xây Dựng Hydrexasia.com, hydrocone clarifier, http//:www.hydrexasia.com, Bulletin No10602-R2 24-03-2005 Nelsonl Nemerow Industrial Water pollution Origins, Chareteristies, and treament Syracuse university SVTH: Lê Đình Tuấn 40 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy MỤC LỤC CHƯƠNG - ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .9 1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN CỦA KHÓA LUẬN 1.5 LUẬN ĐIỂM NGHIÊN CỨU 10 CHƯƠNG - NƯỚC THẢI GIẶT TẨY VÀ SỰ CẦN THIẾT XỬ LÝ 10 2.1 KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẶT TẨY 11 2.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI 14 2.3 SỰ CẦN THIẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI 15 2.4 MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẶT TẨY 16 CHƯƠNG - XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG, KEO TỤ VÀ CÔNG NGHỆ LẮNG XỐY 16 3.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG 17 3.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ 17 3.2.1 Quá trình keo tụ yếu tố ảnh hưởng: 17 3.2.2 Bản chất lý hóa q trình keo tụ: 18 3.2.3 Các phương pháp keo tụ: .18 3.3 CÔNG NGHỆ LẮNG XỐY .20 3.3.1 Tổng quan công nghệ lắng xốy 20 3.3.2 Nguyên lý hoạt động .20 CHƯƠNG - MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ VẬN HÀNH 22 4.1 MƠ TẢ MƠ HÌNH 22 4.1.1 Thí Nghiệm Jartest .22 4.1.2 Mô Hình Lắng Xốy .23 4.3 VẬN HÀNH MƠ HÌNH 24 CHƯƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 5.1 NGHIÊN CỨU THỜI GIAN LƯU, TỶ LỆ TUẦN HỒN BÙN VÀ TỶ LỆ HÓA CHẤT ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ KHỬ COD, SS VÀ ĐỘ MÀU 25 5.1.1 Aûnh Hưởng Của Thời Gian Lưu Và Tỷ Lệ Tuần Hồn Bùn 25 5.1.2 Aûnh Hưởng Của Tỷ Lệ Hóa Chất .27 a pH tối ưu 28 b Liều lượng phèn tối ưu 30 5.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHO CƠNG TY GIẶT TẨY LÂM QUANG 31 5.2.1 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải 31 a Lưu lượng tính tốn tính chất nước thải 31 b Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải: 32 5.2.2 Tính Tốn Các Cơng Trình Đơn Vị 33 a Ngăn tiếp nhận, bể chứa: 33 b Bể lắng xốy .34 c Bể lọc áp lực 35 d Sân phơi bùn 37 CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 6.1 KẾT LUẬN 39 6.1.1 Khả ứng dụng 39 6.1.2 Các thông số tối ưu bể 39 6.1.3 Các mặt hạn chế 39 6.2 KIẾN NGHỊ .39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 SVTH: Lê Đình Tuấn 41 ... tục, lắng xốy chiếm khối tích nhỏ, dễ vận hành, hiệu xử lý cao, … việc nghiên cứu, ứng dụng bể lắng xốy để xử lý nước thải giặt tẩy nghiên cứu cần thiết để ứng dụng hiệu bể lắng xốy xử lý nước thải. .. Lê Đình Tuấn SVTH: Lê Đình Tuấn Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải Giặt Tẩy TÓM TẮT Đề tài ? ?Nghiên cứu ứng dụng bể lắng xốy để xử lý nước thải giặt tẩy ” thực Thành Phố Hồ Chí... Nước thải giặt tẩy có đặc trưng SS độ màu cao, việc nghiên cứu ứng dụng lắng xốy cho xử lý nước thải giặt tẩy thích hợp SVTH: Lê Đình Tuấn 10 Nghiên Cứu, Ưùng Dụng Bể Lắng Xốy Để Xử Lý Nước Thải