Đồ án tốt nghiệp thiết kế một hệ thống xử lý nước thải cho một nhà máy chế biến thủy sản

MỞ ĐẦU Nước ta trình đổi mới, cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước đẩy mạnh Bên cạnh thành tựu kinh tế xã hội mang lại phát triển công nghiệp vấn đề mơi trường đặt cấp bách Nếu không giải thỏa đáng kịp thời đe dọa đến việc trì bền vững nhịp độ tăng trưởng kinh tế, chí cịn làm chậm lại tốc độ tăng trưởng kinh tế làm nảy sinh vấn đề xã hội Để đảm bảo phát triển bền vững, đôi với biện pháp quản lý môi trường tiết kiệm nguyên liệu, cải tiến công nghệ - thiết bị, áp dụng công nghệ đại, công nghệ thân thiện với mơi trường… việc xử lý nước thải sinh trình sản xuất cần thiết Nếu khơng giải tốt việc nước xử lý nước thải nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp gây ô nhiễm nguồn nước dẫn tới hậu xấu, gây tổn thất cho ngành kinh tế Trong xí nghiệp chế biến thực phẩm, nước thải có chứa lượng chất hữu lớn, gây ô nhiễm nặng cho nguồn tiếp nhận Chế biến thủy sản ngành Bên cạnh mặt tích cực ngành tồn mặt trái, vấn đề mơi trường ngành gây Khí thải, chất thải rắn, nước thải khơng có biện pháp xử lý kịp thời chúng nguyên nhân làm suy giảm chất lượng sống Trong nước thải cần quan tâm giải doo nước thải CBTS phát sinh với lượng lớn, có hàm lượng chất hữu cao chứa thành phần sinh mùi… Việc tìm biện pháp xử lý cuối đường ống thích hợp cho ngành CBTS mối quan tâm lớn sở sản xuất Bản đồ án nhằm đáp ứng yêu cầu thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy CBTS Đồ án gồm nội dung sau: Chương 1: Khái qt ngành cơng nghiệp CBTS Việt Nam đặc trưng môi trường ngành CBTS Chương 2: Đánh giá trạng ô nhiễm nước thải ngành CBTS đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm Chương 3: Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp đề xuất phương án xử lý nước thải CBTS Chương 4: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải Chương 5: Tính tốn chi phí CHƯƠNG KHÁI QT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN VIỆT NAM VÀ ĐẶC TRƯNG MƠI TRƯỜNG TRONG NGÀNH CBTS 1.1 Q TRÌNH, XU THẾ PHÁT TRIỂN NGÀNH CBTS VÀ VỊ THẾ CỦA NGÀNH CBTS ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN: Việt Nam có 3000km bờ biển, thềm lục địa kéo dài với hàng ngàn đảo lớn nhỏ Biển Việt Nam nằm vùng nhiệt đới có nhiều sơng lớn nhiều sông nhỏ đổ biển Đông dồi phù sa kết hợp hai dịng hải lưu nóng ấm hình thành biển Việt Nam dồi phong phú nguồn lợi thuỷ hải sản, sản lượng đánh bắt năm lên tới hàng triệu thuỷ hải sản Bên cạnh đầm phá, rừng ngập mặn ven biển có diện tích gần triệu hecta, năm cung cấp gần 3.000.000 tơm ni 40.000.000 thuỷ sản có giá trị thương mại Quá trình phát triển xây dựng tiềm lực CBTS khái quát qua hai thời kỳ sau: * Từ năm 1976 đến năm 1989: Thời kỳ hoạt động sản xuất ngành CBTS tình trạng sa sút kéo dài Dạng công nghệ CBTS chủ yếu sản xuất nước mắm sản phẩm khơ với trình độ công nghệ lạc hậu, thủ công * Từ năm 1990 đến nay: công nghiệp CBTS không phát triển số lượng mà nâng cao chất lượng với việc tăng cường đổi thiết bị công nghệ, áp dụng chương trình quản lý sản xuất nhằm đáp ứng yêu cầu cao chất lượng an tồn vệ sinh thực phẩm, đa dạng hố sản phẩm Từ làm sở cho mở rộng thị trường xuất nâng cấp giá trị sản phẩm thuỷ sản Qua giai đoạn, ngành thuỷ sản liên tục hoàn thành vượt mức toàn diện tiêu kế hoạch Nhà nước giao với tốc độ tăng trưởng trung bình năm từ 5-8% sản lượng khai thác từ 10-25% giá trị kim ngạch xuất Đến năm 2005 tổng sản lượng khai thác đạt đến 2,95 triệu tấn, sản lượng khai thác tự nhiên 1,76 triệu từ nuôi trồng thuỷ sản 1,19 triệu [13,14] Từ năm 1991, điểm bật hoạt động CBTS việc ứng dụng rộng rãi, tồn diện cơng nghệ CBTS đơng lạnh số lượng chất lượng phạm vi nước với tốc độ tăng trưởng mạnh Cơ cấu sản phẩm biến động theo chiều hướng phát triển dạng sản phẩm nguyên (IQF) có chất lượng cao từ 20% lên 50% đồng thời sản phẩm dạng khối (Block) từ 80% giảm xuống 50% Đồng thời phát triển dạng cơng nghệ có giá trị gia tăng lớn như: chế biến đồ hộp, sản phẩm thuỷ sản ăn liền Bên cạnh cơng nghệ sản xuất Agar quy mô công nghiệp thành công nên dạng cơng nghệ có đầy đủ điều kiện để phát triển Với dạng công nghệ CBTS truyền thống: nước mắm, sản phẩm khơ, bột cá, nhìn chung sản lượng tăng khơng đáng kể, trì mức ổn định đảm bảo nhu cầu tiêu thụ nội địa [13,14] Như ngành CBTS nói chung CBTS đơng lạnh nói riêng lĩnh vực mang lại giá trị xuất cao đóng vai trị vô quan trọng kinh tế quốc dân Nó khơng đem lại nguồn lợi nhuận cao, đóng góp ngân sách cho nhà nước mà cịn giải cơng ăn việc làm cho hàng nghìn người lao động, đặc biệt lao động nữ Tuy đời muộn so với ngành công nghiệp khác, công nghiệp CBTS có đóng góp to lớn cho kinh tế Việt Nam, đặc biệt lĩnh vực xuất khẩu, thúc đẩy kinh tế thuỷ sản phát triển 1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ DẠNG CÔNG NGHỆ CBTS ĐIỂN HÌNH: Dựa vào tính chất đặc thù sản phẩm, q trình chế biến cơng nghệ sử dụng chia cơng nghệ chế biến thuỷ sản thành số cơng nghệ chế biến điển sau: - Chế biến thủy sản đông lạnh - Chế biến sản phẩm đóng hộp - Chế biến thuỷ sản khô chế biến bột cá - Chế biến agar 1.2.1 Công nghệ chế biến thủy sản đông lạnh: Theo quy trình cơng nghệ sản xuất, sản phẩm từ CBTSĐL phân thành nhóm: đơng lạnh dạng tươi đơng lạnh dạng chín Nước Sản xuất nước đá Ngun liệu (Tơm, cá, mực…) Hố chất khử trùng (Clorin, Javen) Tiếp nhận nguyên liệu (kiểm tra chất lượng, rửa sơ bộ, bảo quản nguyên liệu) Nước thải Nước Xử lý, rửa nguyên liệu (chặt, cắt, mổ, bóc, tách, đánh vẩy…) Nước thải Nước Phân loại, rửa (phân hạng, phân cỡ, cân đo) Nước thải Nước đá Xếp khuôn, cấp đông (Dạng Block, IQF) Bảo quản nguyên liệu (to= 05oC) Tách khn, bao gói (Vào túi PE, đóng hộp cacton) Bảo quản sản phẩm ( to -20oC, Block, IQF) Hình 1.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ CBTSĐL dạng tươi Nước ngưng Đối với công nghệ CBTSĐL, nhu cầu sử dụng nguyên liệu thường dao động từ 1,4-3 tấn/ sản phẩm loại: cá, tôm, mực, bạch tuộc Lượng nước tiêu thụ thường 30-80m3/tấn sản phẩm với chế độ dùng nước gần liên tục suốt trình chế biến sản phẩm [15] Nguyên liệu (Tôm, cá, mực…) Nước Sản xuất nước đá Hoá chất khử trùng (Clorin, Javen) Tiếp nhận nguyên liệu (kiểm tra chất lượng, loại tạp chất, rửa sơ bộ) Nước thải Nước Xử lý, rửa nguyên liệu (chặt, cắt, mổ, bóc, tách, đánh vẩy…) Nước thải Nước Phân loại, rửa (phân hạng, phân cỡ, cân đo) Nước thải Hơi nước Luộc nhúng theo mẻ Nước thải Bảo quản nguyên liệu (to= 05oC) Làm mát (to 5oC) Nước đá Xếp khuôn, cấp đông (dạng Block, IQF) Xử lý: bóc vỏ tơm, cắt khoanh mực,… Nước ngưng Tách khn, bao gói (Vào túi PE, đóng hộp cacton) Bảo quản sản phẩm ( to -20oC, Block, IQF) Hình 1.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ CBTSĐL dạng chín 1.2.2 Công nghệ chế biến đồ hộp: Đặc điểm công nghệ sản xuất đồ hộp thuỷ sản yêu cầu khắt khe nguyên liệu: phải đảm bảo độ nguyên vẹn, thuộc loại “rất tươi”, kích thước tương đối đồng đều, không gầy nhỏ Nguyên liệu dạng tươi sống Nước Nước, Hơi nước Nước Nguyên liệu dạng bán sản phẩm đông lạnh Nguyên liệu phối chế phụ gia (agar, nước dùng, dầu mỡ, cà chua, gia vị…) Phân loại – Rã đông, Rửa - Xử lý nguyên liệu (chặt, cắt, mổ…) Nước thải Hấp chín, làm nguội Nước thải Tách da, xương, philê, làm Nước thải Cắt khúc, xếp hộp Rót dầu gia vị Ghép nắp, rửa Nước Nước thải Thanh trùng Làm nguội, rửa sạch, lau khô Nước Nước thải Dán nhãn, bảo quản Hình 1.3 Sơ đồ quy trình cơng nghệ chế biến đồ hộp cá 1.2.3 Công nghệ chế biến thủy sản khô bột cá: Nguyên liệu loại cá, tôm, ruốc, mực… không chứa nhiều mỡ khơng địi hỏi q cao độ tươi Q trình phơi khơ thực ngồi trời trường hợp có mưa khơng có nắng dùng quạt gió, bếp than, lị sấy để làm khô sản phẩm Nguyên liệu (cá, mực tôm…) Nước Xử lý nguyên liệu, rửa, loại tạp chất Nước thải Nước Luộc nguyên liệu, làm nguội Nước thải Ngâm, tẩm loại gia vị Phơi khô sấy khô Phân hạng, bao gói, bảo quản Hình 1.4 Sơ đồ cơng nghệ chế biến thủy sản khô Nguyên liệu: cá phế liệu Nước Rửa nguyên liệu, loại bỏ tạp chất Nước thải Nước Cắt nhỏ, hấp chín, ép nước Nước thải Ngô, đỗ loại Hơi nước Sấy khô Nước thải Nghiền bột Sấy - nghiền Phối trộn Bao gói, bảo quản Hình 1.5 Sơ đồ cơng nghệ chế biến bột cá theo phương pháp công nghiệp 1.2.4 Công nghệ sản xuất Agar: Đây dạng cơng nghệ có tính đặc thù, khác biệt so với dạng cơng nghệ CBTS khác Quá trình sản xuất sử dụng nhiều loại hoá chất để xử lý nguyên liệu điều kiện nhiệt độ cao với mục đích tách agar (sunfat polysacarit) khỏi rong câu Hoá chất loại Nước Dung dịch kiềm Dung dịch NaOCl Dung dịch CH3COOH Nguyên liệu (rong câu) Nước Rửa nguyên liệu, loại bỏ tạpchất Nước thải Xử lý kiềm (NaOH), rửa đến trung tính Nước thải Tẩy trắng (NaOCl), rửa Nước thải Xử lý axit (CH3COOH), rửa đến trung tính Nước thải Nấu chiết, lọc Để nguội đông Cắt sợi, cắt miếng Ép cấp đông để tách nước Rã đông vắt Sấy khơ nghiền bột Hình 1.6 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất Agar Bao gói Bảo quản 1.3 VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG CƠNG NGHIỆP CBTS: Trên sở q trình cơng nghệ sản xuất, quy mô cấu sản phẩm, đặc tính nguyên liệu sử dụng, nhận thấy nguồn gây ô nhiễm môi trường từ công nghiệp chế biến thủy sản là: nước thải, chất thải rắn khí thải Trong chủ yếu nước thải chất thải rắn có thải lượng lớn thành phần nhiễm hữu cao, dễ chuyển hóa điều kiện tự nhiên tạo nên nhiều yếu tố bất lợi cho môi trường 1.3.1 Chất thải rắn: Đặc điểm chung cho hầu hết dạng công nghệ CBTS tổn hao nguyên liệu lớn tỷ lệ phần không sử dụng (đầu, xương, vây, vẩy, nội tạng…) cho chế biến lớn Vì tạo lượng lớn phế liệu thủy sản từ trình sản xuất Nguồn phát sinh: Nguồn phát sinh chất thải rắn sản xuất tập trung chủ yếu công đoạn xử lý nguyên liệu chế biến sản phẩm Tùy thuộc vào chủng loại, giá trị sử dụng nguyên liệu mục đích chế biến mà phế liệu thủy sản loại: đầu, vỏ, xương, da, nội tạng… Ngồi phế liệu thủy sản, cịn có thành phần chất thải rắn khác như: giấy bao gói, túi PE, vỏ hộp cacton…từ đóng gói sản phẩm, tro xỉ từ lò cấp nhiệt Đặc điểm chung chất thải rắn: Phế thải từ nguyên liệu thủy sản có thành phần chủ yếu hợp chất hữu protein, lipit, hydratcacbon… Ngồi cịn chứa thành phần khống vơ cơ, vi lượng Ca, K, Na, Mg, P, S, Fe, Zn, Cu… nước Các vụn phế liệu thủy sản dễ bị phân hủy nhiều loại vi sinh vật làm phát sinh khí có mùi khó chịu, độc hại Metan, Amoniac, Indol, Scatol, Mecaptan, gây ô nhiễm môi trường khơng khí bất lợi cho sức khỏe người Hiện trạng quản lý chất thải rắn xí nghiệp CBTS: Hiện nay, hầu hết sở CBTS quy mô công nghiệp thực giải pháp phân loại thu gom theo đặc tính thành phần nguồn phát sinh chất thải rắn cho mục đích: tận thu, tái sử dụng, đảm bảo yêu cầu an toàn vệ sinh thực phẩm điều kiện thải bỏ Phế liệu thủy sản thu gom định kỳ đưa khỏi khu vực sản xuất, phân loại đưa vào tái sử dụng đưa ngồi để tránh tồn lưu gây vệ sinh, nhiễm môi trường Phần lớn phế liệu sản xuất tận thu, bán cho đơn vị có nhu cầu sử dụng vào mục đích: chế biến bột cá chăn ni, làm thức ăn gia súc, phân bón cho trồng Các loại phế thải sản xuất khác bao bì, túi nilon, vỏ thùng, hộp,… thu gom riêng biệt bán cho đối tượng thu mua phế liệu Đánh giá chung: Tình hình quản lý chất thải rắn không cịn vấn đề đáng lo ngại cơng nghiệp CBTS cần thiết phải có giải pháp đồng bộ, tồn diện để trì cơng tác ngăn ngừa, kiểm sốt sử dụng có hiệu nguồn phế liệu thủy sản [12] 1.3.2 Khí thải yếu tố gây nhiễm khơng khí: * Mùi tanh: Được tạo từ q trình phân giải, phân hủy thành phần hữu nguyên liệu, phế liệu thủy sản Mùi nguyên liệu tồn suốt trình chế biến, tập trung phận tiếp nhận xử lý sơ chế sản phẩm, khu vực chứa phế liệu, phương tiện thu gom chất thải… * Hơi Clorine: Tạo thành q trình sử dụng nước có pha hóa chất Clorine để khử trùng nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ chế biến, nhà xưởng… Hơi Clorine có mùi hắc khó chịu xuất thường xuyên nhà xưởng chủ yếu khu vực tiếp nhận, sơ chế nguyên liệu, vệ sinh thiết bị, dụng cụ tập trung * Tác nhân lạnh rị rỉ: Có thể có nhà máy chế biến thủy sản sử dụng nhiều thiết bị lạnh để cấp đông, bảo quản, sản xuất nước đá Khi độc chủ yếu NH 3, CFC * Điều kiện vi khí hậu: Mơi trường làm việc người lao động phần lớn xí nghiệp CBTS thường có độ ẩm cao sử dụng nhiều nước cho công đoạn chế biến khả thơng thống bị hạn chế u cầu cách ly để đảm bảo điều kiện vệ sinh thực phẩm Tùy theo loại hình cơng nghệ chế biến, mơi trường vùng làm việc có chênh lệch lớn nhiệt độ so với trời gây bất lợi cho sức khỏe người lao động * Tiếng ồn: Phát sinh từ thiết bị động lực máy phát điện, máy lạnh Mức độ nhiễm nói chung khơng lớn, mang tính chất cục 1.3.3 Nước thải: Hầu hết loại hình cơng nghệ CBTS có nhu cầu sử dụng nước lớn cho nhiều công đoạn: chế biến, bảo quản nguyên liệu sản phẩm Do tạo lượng lớn nước thải trình sản xuất Tổng lượng nước thải cơng nghiệp CBTS ước tính năm 2004 vào khoảng 27,1 triệu m3 Theo quy mô cấu sản phẩm, lượng nước thải từ CBTSĐL lớn nhiều so với nhóm sản phẩm khác, chiếm tới 61,2% tổng lượng thải có đủ thành phần tính chất đặc trưng cho nước thải ngành CBTS [12] 1.3.3.1 Nguồn phát sinh: Nước thải sản xuất CBTS chiếm khoảng 85 – 90% tổng lượng nước thải chủ yếu tạo từ trình sau: - Nước rửa cơng đoạn xử lý, chế biến, hồn tất sản phẩm - Nước vệ sinh nhà xưởng, trang thiết bị, dụng cụ - Từ thiết bị công nghệ như: nước giải nhiệt, nước ngưng Tùy thuộc vào loại hình trình độ cơng nghệ chế biến, đặc tính nguyên liệu yêu cầu chất lượng sản phẩm mà nước thải từ nguồn phát sinh có khác biệt thành phần, tính chất, lưu lượng chế độ thải nước Nước thải từ chế biến sản phẩm đông lạnh, sản phẩm ăn liền, đồ hộp sản xuất agar tạo gần liên tục từ hầu hết công đoạn sản xuất, chủ yếu từ xử lý nguyên liệu chế biến sản phẩm Nước thải từ chế biến đồ khô phần lớn tập trung khâu xử lý nguyên liệu Trong chế biến mắm bột cá, cơng đoạn rửa ngun liệu cịn tạo nhiều nước thải xả theo đợt từ vệ sinh định kỳ thiết bị máy móc Riêng sản xuất bột cá, cịn phát sinh lượng nước thải có hàm lượng hữu cao từ công đoạn ép cá Nước thải sinh hoạt sở CBTS thường chiếm từ 10 – 15% tổng lượng nước thải, phát sinh từ trình phục vụ cho nhu cầu ăn, uống, tắm, rửa, vệ sinh… người lao động 1.3.3.2 Thành phần ô nhiễm nước thải CBTS: Nước thải CBTS thường chứa nhiều thành phần hữu tồn chủ yếu dạng keo, phân tán mịn, tạp chất lơ lửng tạo nên độ màu, độ đục cho dịng thải Nước thải thường có mùi khó chịu, độc hại trình phân hủy sinh học Thành phần không tan dễ lắng chủ yếu mảnh vụn xương thịt, vây, vẩy… cịn có tạp chất vơ cát, sạn… Ngồi phần lớn nhóm sản phẩm thủy sản, nước thải thường chứa loại hóa chất khử trùng, chất tẩy rửa từ vệ sinh nhà xưởng, thiết bị Bảng 1.1 Nồng độ nhiễm trung bình nước thải số loại hình CBTS [13,14] Loại hình chế biến Chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm pH SS BOD COD NTS PTS Đông lạnh 7,3 350 800 1100 90 20 Đồ hộp 7,1 100 478,8 775,6 24,84 11,82 Surimi (sản phẩm ăn liền) 7,8 586 3120 4890 125 11,32 Nước mắm 7,5 75 20 40 - - Mực khô, tôm khô loại 7,5 250 100 150 20 Agar 6,7 136,6 217,8 413,8 9,7 27,5 Nước thải CBTS nhìn chung có nồng độ nhiễm hữu cao Nước thải từ CBTSĐL có nồng độ nhiễm cao rõ rệt so với loại hình chế biến khác, nhận thấy nguồn ô nhiễm cơng nghiệp CBTS Nước thải từ xí nghiệp chế biến nước mắm, theo đánh giá chung, có nồng độ ô nhiễm thường mức thấp giới hạn cho phép Nước thải từ công nghệ CBTS ăn liền có nồng độ chất nhiễm cao, hẳn loại sản phẩm khác 10 H2 = 2,1m Hbv: chiều cao phần bảo vệ, Hbv = 0,3m Thể tích phần chứa bùn bể: V = (H2+Hc).F = 2,2 3,14= 6,908(m3) Lượng bùn rút hàng ngày: Trong đó: : tỷ trọng cặn sau bể nén bùn, = 1,005T/m3 P: nồng độ cặn sau nén P = – 8% [1], chọn P = 5% Vậy: (m3/ngày) Thời gian lưu cặn: (ngày) Lượng nước dư thu từ bể nén bùn: Qnuocdu = 2,94 – 1,2 = 1,74(m3/ngày) Chọn ống dẫn bùn ra: Chọn ống dẫn bùn vào: Tổng kết kết tính tốn bể nén bùn: Bảng 4.12 Kết tính tốn bể nén bùn Bể nén bùn trọng lực Đường kính 2m Chiều cao 3,5m Ống dẫn bùn vào 90mm Ống dẫn bùn 90mm 4.8.3 Máy lọc ép băng tải: Nguyên lý làm việc: hệ thống lọc ép cặn băng tải gồm máy bơm bùn từ bể đặc đến thùng hịa trộn hóa chất keo tụ định lượng cặn, thùng đặt đầu 64 vào băng tải, hệ thống băng tải trục ép, thùng đựng xe vận chuyển cặn khô, bơm nước để băng tải, thùng thu nước lọc bơm nước lọc đầu khu xử lý Đầu tiên cặn từ thùng định lượng phân phối vào đoạn đầu băng tải, đoạn nước lọc qua băng tải theo nguyên tắc lọc trọng lực, qua cần gạt để san cặn toàn chiều rộng băng, qua trục ép có lực ép tăng dần Chỉ tiêu thiết kế [1]: Máy ép bùn băng tải thị trường có chiều rộng băng từ 0,5 – 3,5m, phổ biến loại máy có chiều rộng băng 1m; 1,2m; 1,5m 2m Chọn chiều rộng băng tải 1m Tải trọng 1m rộng băng tải 90 – 680(kg/m chiều rộng băng.h), chọn tải trọng 150 kg/m.h Lượng cặn đưa vào ép ngày: 60,54kg Thời gian vận hành máy ngày: (phút) 4.9 CAO TRÌNH CỦA TRẠM XỬ LÝ: Cao độ cơng trình ảnh hưởng lớn đến sơ đồ cao trình trạm xử lý, để nước thải tự chảy qua cơng trình mực nước cơng trình trạm xử lý phải đạt cao độ đủ để khắc phục tổng tổn thất áp lực qua cơng trình Cao trình thiết bị thiết kế để nước thải tự chảy từ đầu dây chuyền hệ thống cống chung nhằm tiết kiệm lượng tiêu tốn cho việc vận chuyển Cao trình thiết bị tính theo chênh lệch mặt thoáng thiết bị tổn thất áp suất qua thiết bị trước qua hệ thống thủy lực thiết bị 4.9.1 Song chắn rác bể điều hòa: Song chắn rác đặt trước bể điều hịa, tổn thất thủy lực song chắn hầm bơm tổn thất thủy lực nước thải qua song chắn rác 0,0185m 4.9.2 Bể tuyển bể Aeroten: Nước thải từ bể tuyển sang bể Aeroten dẫn hệ thống ống dẫn có bề mặt nhám = 0,1mm Chọn vận tốc nước chảy qua hệ thống ống dẫn 1m/s Ống dẫn dài 6m Tổn thất áp suất: 65 Trong đó: : tổn thất áp suất ma sát : tổn thất áp suất cục Tổn thất áp suất ma sát [3]: Trong đó: : hệ số ma sát L: chiều dài ống dẫn, L = 6m : khối lượng riêng nước 200C, : tốc độ dòng chảy qua ống, = 998,23 kg/m3 = m/s dtd: đường kính tương đương ống dẫn, dtd = d Chọn d = 0,05m = 50mm phụ thuộc vào chế độ chuyển động chất lỏng độ nhám thành ống dẫn Trong đó: : độ nhớt nước thải 200C, = 1,005.10-3(Ns/m2) [3] Trị số Reynold giới hạn khu vực nhẵn thủy học xác định sau: = Chuẩn số Reynold xuất vùng nhám xác định theo công thức sau [3]: 66 Vậy Regh < Re < Ren, hệ số ma sát xác định theo công thức: = Vậy = 0,16(m) Tổn thất áp suất cục bộ: Trong đó: : hệ số tổn thất cục khuỷu = 0,32; đột thu = 2; ống = 0,5 Đoạn ống dẫn nước thải từ bể tuyển sang bể Aeroten gồm khuỷu, van, đó: = 0,16(m) Vậy H = 0,16 + 0,16 = 0,32(m) 4.9.3 Bể Aeroten bể lắng II: Nước thải từ bể Aeroten sang bể lắng II dẫn hệ thống ống dẫn có bề mặt nhám = 0,1mm Chọn vận tốc nước chảy qua hệ thống ống dẫn 1m/s Ống dẫn có chiều dài 6m Tổn thất áp suất: Trong đó: : tổn thất áp suất ma sát =0,16(m) : tổn thất áp suất cục (đoạn ống gồm khuỷu, đột thu) = 0,176(m) 67 Vậy 4.9.4 H =0,16+ 0,176= 0,336(m) Bể lắng II bể khử trùng: Coi = 0,16m = 0,176m = 0,16 + 0,176 = 0,336(m) Bể khử trùng hệ thống cống thải: 4.9.5 Coi = 0,16m = 0,176m = 0,16 + 0,176= 0,336(m) 4.10 TÍNH BƠM: Bơm nước thải dây chuyền sử dụng để bơm nước thải từ bể điều hòa lắng sơ cấp lên bể tuyển Bơm bùn sử dụng để vận chuyển bùn từ bể lắng I, II sang bể nén bùn, từ bể nén bùn lên máy lọc ép băng tải Tính bơm nước thải: 4.10.1 Áp suất toàn phần bơm tạo [3]: Trong đó: P1, P2: áp suất bề mặt chất lỏng khơng gian đẩy hút Coi P1 = Pkhí , P2 = Pbình áp lực = 3,64(atm) , : vận tốc chất lỏng ống đẩy ống hút bơm, chọn : khối lượng riêng chất lỏng cần bơm, = 998,23kg/m3 H0: chiều cao nâng chất lỏng, H0 = 6m hm: áp suất tiêu tốn để thắng toàn trở lực đường ống hút đẩy : hệ số ma sát, = 0,0265 68 = L: chiều dài đường ống, L = 12m : hệ số tổn thất cục khuỷu = 0,32; van = 15 = 10820,8(N/m2) = 1,1(m) Vậy H = Cơng suất cần thiết bơm [3]: Trong đó: Q: suất bơm (m3/s) : khối lượng riêng chất lỏng cần bơm, = 998,23kg/m3 H: áp suất toàn phần bơm : hiệu suất bơm, chọn = 0,75 Công suất động cơ: Nđ = k.N = 1,25.0,78 = 0,975(kW) Chọn bơm có cơng suất 1kW 4.10.2 Tính bơm bùn: Chọn vận tốc chất lỏng ống hút ống đẩy bơm 1m/s Đường kính ống hút ống đẩy: , chọn d = 0,05m Áp suất tồn phần bơm tạo [3]: Trong đó: P1, P2: áp suất bề mặt chất lỏng không gian đẩy hút Coi P1 = P2 = Pkhí 69 : khối lượng riêng chất lỏng cần bơm, = 1005kg/m3 H0: chiều cao nâng chất lỏng, H0 = 8m hm: áp suất tiêu tốn để thắng toàn trở lực đường ống hút đẩy : tổn thất áp suất ma sát L: chiều dài đường ống, L = 10m : hệ số ma sát phụ thuộc vào chế độ chuyển động chất lỏng độ nhám thành ống dẫn Trong đó: : độ nhớt nước thải 200C, = 1,005.10-3(Ns/m2) [3] Trị số Reynold giới hạn khu vực nhẵn thủy học xác định sau: = Chuẩn số Reynold xuất vùng nhám xác định theo công thức sau [3]: Vậy Regh < Re < Ren, hệ số ma sát = 70 xác định theo công thức: Vậy = 0,27(m) : tổn thất áp suất cục = 0,8(m) Vậy H = + 0,27 + 0,8 = 9,07(m) Công suất bơm [3]: Trong đó: Q: suất bơm (m3/s) : khối lượng riêng chất lỏng cần bơm, H: áp suất toàn phần bơm : hiệu suất bơm, chọn = 0,75 Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 Nđ = 1,3.N = 1,3 0,14 = 0,182(kW) Chọn bơm có cơng suất 0,2kW 71 = 998,23kg/m3 CHƯƠNG V TÍNH TỐN KINH PHÍ 5.1 TÍNH TỐN KINH PHÍ XÂY DỰNG: Căn vào giá vật liệu thị trường, giá thành xây dựng cơng trình sau: Bảng 5.1 Giá thành xây dựng Tên bể STT Thể tích (m3) Đơn giá (VND/m3) Thành tiền (VND) Bể điều hòa 35 1.000.000 35.000.000 Bể tuyển 1.200.000 7.200.000 Bể Aeroten 80 1.000.000 80.000.000 Bể lắng II 21,21 1.200.000 25.452.000 Bể khử trùng 4,5 800.000 3.600.000 Bể nén bùn 11 1.200.000 13.200.000 Kinhphí xây dựng nhà điều hành kích thước L x W = x 20.000.000 Vậy chi phí xây dựng: Cxd = 164.452.000 VND 5.2 TÍNH TỐN CHI PHÍ THIẾT BỊ: Bảng 5.2 STT Chi phí thiết bị Hạng mục Tên thiết bị Số lượng Đơn giá Thành tiền Song chắn rác Song chắn rác 2.000.000 2.000.000 Bể điều hịa lắng sơ cấp Bơm Cơng suất động 1kW 4.500.000 9.000.000 Hệ thống thiết bị tuyển 20.000.000 20.000.000 Máy nén khí Cơng st 0,5kW 30.000.000 60.000.000 Bơm bùn thải Công suất 0,2kW 3.500.000 7.000.000 Máy thổi khí Cơng st 8kW 55.000.000 110.000.000 Dàn ống sục khí Đĩa phân phối khí 25.000.000 25.000.000 Mô tơ giàn quay 3.000.000 6.000.000 Thanh gạt bùn, đỡ 10.000.000 10.000.000 Bể tuyển Bể Aeroten Bể lắng II 72 Bể khử trùng Bơm bùn Công suất 0.2kW 3.500.000 7.000.000 Máng thu nước cưa 5.000.000 5.000.000 Ống phân phối trung tâm 5.000.000 5.000.000 Bơm định lượng hóa chất (USA) 7.500.000 7.500.000 Thanh gạt bùn, đỡ 10.000.000 10.000.000 Bơm bùn Công suất 0,2kW 3.500.000 7.000.000 50.000.000 50.000.000 30.000.000 30.000.000 Bể nén bùn 10 Máy ép bùn băng tải 11 Hệ thống đường ống công nghệ Ống, van 12 Hệ thống động lực chiếu sang Tủ điều khiển tự động Hệ thống điện, thắp sáng 30.000.000 30.000.000 13 Hệ thống an toàn Cầu thang, lan can, sàn công tác 15.000.000 15.000.000 14 Vận chuyển, lắp đặt 15.000.000 15.000.000 Tổng chi phí 5.3 CHI PHÍ VẬN HÀNH: 5.3.1 Chi phí điện năng: Bảng 5.3 430.500.000 Điện tiêu thụ thiết bị Cơng trình Tên thiết bị Điện tiêu thụ Thời gian vận hành ngày 1kW 24 Bể điều hòa Bơm nước thải Bể tuyển Máy nén khí 0,5kW 24 Bể Aeroten Máy nén khí 8kW 24 Bể lắng II Bơm bùn 0,2kW 24 Bể khử trùng Bơm định lượng 0.08kW 24 Bể nén bùn Bơm bùn 0.4kW 0.42 0.2kW 10 Điện chiếu sáng Tổng điện tiêu thụ ngày Giá điện sản xuất: 1000VND/kWh điện 73 236,8kWh Tổng chi phí điện năm: 236,8 x 1000 x 365 = 86.432.000(VND) => Tổng chi phí điện 10 năm:Cđ =86.432.000 x 10 =864.320.000(VND) 5.3.2 Chi phí nhân cơng: Số lượng nhân viên: người Mức lương: 1.200.000VND/người.tháng Chi phí nhân cơng 10 năm: Cnc = 1.200.000 x x 12 x 10=288.000.000(VND) 5.3.3 Chi phí hóa chất: Bảng 5.4 Chi phí hóa chất Tên hóa chất Sử dụng Đơn giá (VND/kg) Thành tiền (VND) CaOCl2 0,75 kg/ngày = 273,75 kg/năm 1500 410.625 Chi phí hóa chất sử dụng 10 năm: Chc = 4.106.250(VND) Vậy tổng chi phí vận hành 10 năm: Cvh = Cđ + Cnc + Chc =86.432.000 + 288.000.000 + 4.106.250 = 1.156.426.250(VND) 5.4 CHI PHÍ XỬ LÝ 1M3 NƯỚC THẢI CĨ TÍNH KHẤU HAO THIẾT BỊ: Tổng chi phí: S = Cxd + Ctb + Cvh = 164.452.000 + 430.500.000 + 1.156.426.250 = 1.751.378.250(VND) Để tính tốn chi phí xử lý 1m3 nước thải ta áp dụng cơng thức: Trong đó: G: chi phí xử lý 1m3 nước thải Q: lượng nước thải xử lý 10 năm, m3 Vậy (VND/m3 nước thải) 3200(VND/m3 nước thải) Nhận thấy với chi phí tính tốn hệ thống xử lý này: mặt kinh tế chấp nhận 74 KẾT LUẬN Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải công suất 150m 3/ngày đêm cho nhà máy CBTS” hình thành dựa kiến thức học năm qua thể qua chương, vẽ kỹ thuật CBTS ngành cơng nghiệp quan trọng nước ta, ngành đóng góp lớn vào tổng thu nhập quốc dân tạo nhiều việc làm sản xuất khai thác ngành gây tình trạng nhiễm mơi trường sống ảnh hưởng không nhỏ đến sức khoẻ cộng đồng, việc xử lý nhiễm mang tính cấp thiết có ý nghĩa quan trọng việc phát triển bền vững ngành CBTS Về mức độ ô nhiễm nước thải ngành CBTS kết luận sau: hầu hết sở có độ nhiễm bẩn vượt giới hạn cho phép nhiều lần: SS -5 lần, BOD 318 lần, COD – 14 lần, N ts đến 1,8 lần, Pts đến 4,2 lần, hàm lượng dầu mỡ động vật đến 2,6 lần mức độ ô nhiễm nước thải sở CBTSĐL quy mô vừa nhỏ đánh giá ngưỡng từ trung bình đến nặng Đồ án đưa số giải pháp giảm thiểu việc tiêu thụ nước từ giảm lượng nước thải, giảm chi phí xử lý nước thải Trên sở tham khảo thông số thành phần chất ô nhiễm nước thải số nhà máy CBTS, với sở lý thuyết tham khảo tiêu chuẩn thiết kế, em chọn tính tốn hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy CBTS Kết cho thấy: + Về mặt kỹ thuật: nước thải sau qua song chắn rác dẫn đến bể điều hòa kết hợp với lắng sơ cấp, sau bơm lên bể tuyển thực trình tuyển áp lực Nước thải sau qua bể lắng bể tuyển giảm phần hàm lượng COD, BOD5 đưa vào xử lý bể Aeroten Sau nước thải có lẫn bùn hoạt tính dẫn vào bể lắng thứ cấp để tách bùn Một phần lượng bùn từ bể lắng thứ cấp bơm tuần hoàn lại bể Aeroten để đảm bảo hiệu xử lý Sau nước chảy qua bể tiếp xúc khử trùng hòa trộn chung với dung dịch Clorine nhằm diệt vi khuẩn Nước thải sau xử lý đạt TCVN 5945 – 2005(loại B) chảy nguồn tiếp nhận gần Hiệu xử lý hệ thống: Chỉ tiêu Đầu vào (mg/l) Đầu (mg/l) Hiệu xử lý (%) BOD5 1200 50 95 75 COD SS 1800 400 100 80 94 80 N P 75 30 60 10 40 + Về kinh tế: sau tính tốn kinh tế với chi phí vận hành chi phí đầu tư giá thành xử lý 1m3 nước thải 3200 với niên hạn giả sử 10 năm 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Trịnh Xn Lai Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải NXB Xây dựng, Hà Nội - 2000 TS Đặng Xuân Hiển Bài giảng Xử lý nước thải K47QN, Viện KH&CNMT, Đại học Bách khoa Hà Nội 3.TS Trần Xoa, TS Nguyễn Trọng Khuông, KS Hồ Lê Viên Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất, tập NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội - 2006 Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội – 2000 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội – 2005 PGS.TS Hồng Văn Huệ, PGS.TS Trần Đức Hạ Thốt nước xử lý nước thải công nghiệp NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội – 2001 www.moi.gov.vn Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân Xử lý nước thải thị cơng nghiệp – tính tốn thiết kế cơng trình NXB ĐH Quốc gia TP.HCM – 2004 PGS.TS Nguyễn Thị Sơn Bài giảng Hoá sinh môi trường K47QN, Viện KH&CNMT, Đại học Bách khoa Hà Nội 10 PGS.TS Nguyễn Thị Sơn Giáo trình thí nghiệm thực hành Xử lý nước thải phương pháp sinh học K47QN, Viện KH&CNMT, Đại học Bách khoa Hà Nội 11 PGS.PTS Hoàng Huệ Xử lý nước thải NXB Xây dựng, Hà Nội – 1996 12 Bộ thủy sản Kỷ yếu hội thảo toàn quốc khai thác, chế biến dịch vụ hậu cần nghề cá NXB Nông nghiệp, Hà Nội – 2005 13 Tạp chí thuỷ sản, số – 2005 14 Tạp chí thuỷ sản, số – 2006 15 Lê Minh Nguyệt Công nghệ chế biến lạnh đông thuỷ sản NXB Nông nghiệp, TP.HCM – 2003 16 Nguyễn Thị Lệ Diệu Nguyên liệu thuỷ sản NXB Nông nghiệp, Hà Nội – 1997 77 PHỤ LỤC 78 ... PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN 3.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Nước thải thường chứa nhiều tạp chất khác Mục đích xử lý nước. .. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHUNG CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI: Trong cơng trình xử lý nước thải phân loại theo công đoạn sau:  Tiền xử lý hay xử lý sơ  Xử lý sơ cấp hay xử lý bậc I  Xử lý thứ cấp hay xử. .. phải xử lý loại bùn thải 3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC: Do nước thải trình chế biến thủy sản chứa nhiều chất nhiễm hữu phương pháp xử lý để xử lý nước thải thủy