Đồ án công nghệ 2: Thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 10 tấn sản phẩm/ngày, chất lượng nước thải đạt loại A

Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN .4 1.1 Nguồn gốc phát sinh chất ô nhiễm nước thải 1.1.1 Quy trình sản xuất nhà máy 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh nước thải 1.2 Thành phần tính chất nước thải .5 1.2.1 Tính chất nước thải .5 1.2.2 Thành phần nước thải 1.3 1.2.2.1 Các chất hữu 1.2.2.2 Chất rắn lơ lửng 1.2.2.3 Chất dinh dưỡng 1.2.2.4 Vi sinh vật .6 Các phương pháp xử lý nước thải 1.3.1 Phương pháp học 1.3.2 Phương pháp hóa lí 1.3.3 Phương pháp sinh học 1.4 Bản thông số nồng độ chất nước thải loại A Chương 2: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH XỬ LÝ 2.1 Lựa chọn phương pháp xử lý .9 2.2 Dây chuyền công nghệ .9 2.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 10 2.3.1 Song chắn rác 10 2.3.2 Bể tập trung .11 2.3.3 Bể lắng cát 11 2.3.4 Bể điều hòa 12 2.3.5 Bể UASB 13 2.3.6 Bể lắng ly tâm đợt 14 2.3.7 Bể Aerotank .14 2.3.8 Bể lắng ly tâm đợt 15 SVTH: Dụng Văn Kiện Lớp 08SH Đồ án công nghệ 2.3.9 GVHD: TS Bùi Xuân Đông Bể khử trùng 15 2.3.10 Máy ép bùn .16 2.3.11 Sân phơi cát 17 Chương 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .18 3.1 Xác định lưu lượng nước thải 18 3.2 Tính tốn cơng trình đơn vị 19 3.2.1 Song chắn rác 19 3.2.2 Bể tập trung .21 3.2.3 Bể lắng cát 21 3.2.4 Bể điều hoà 23 3.2.5 Bể phản ứng kị khí UASB 24 3.2.6 Bể lắng ly tâm đợt 29 3.2.7 Bể Aerotank .31 3.2.8 Bể lắng ly tâm đợt 36 3.2.9 Bể khử trùng chlorine 38 3.2.10 Máy ép bùn .39 3.2.11 Sân phơi cát .40 3.3 Tổng kết thiết bị trạm xử lý nước thải 41 Chương 4: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG BỂ UASB 42 4.1 Các q trình sinh hóa 42 4.2 Cấu tạo .44 4.3 Nguyên tắc hoạt động .44 4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hoạt động bể UASB 45 4.4.1 Thời gian lưu .45 4.4.2 Nhiệt Độ 45 4.4.3 pH 45 4.4.4 Tính chất chất .46 4.4.5 Các chất dinh dưỡng đa lượng vi lượng 46 4.4.6 Các chất độc 46 4.5 Ưu, nhược điểm .47 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO .49 SVTH: Dụng Văn Kiện Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông MỞ ĐẦU Theo thống kê nước ta có 300 sở chế biến thuỷ sản, khoảng 220 nhà máy chuyên sản xuất sản phẩm đông lạnh phục vụ xuất có tổng cơng suất 200 tấn/ngày Thiết bị công nghệ đánh giá có mức đổi nhanh so với ngành công nghiệp khác so với giới bị coi chậm Đó nguyên nhân tạo tác động xấu cho môi trường [6] Lượng chất thải lỏng chế biến thuỷ sản coi quan trọng nhất, nhà máy chế biến đơng lạnh thường có lượng chất thải lớn so với sở chế biến hàng khô, nước mắm, đồ hộp, bình quân khoảng 50.000m3/ngày Thách thức đặt tải lượng nhiễm xí nghiệp chế biến thuỷ sản gây lớn khơng xử lý thành viên “tích cực” làm tăng mức độ nhiễm mơi trường sơng rạch xung quanh khu chế biến Ơ nhiễm nước thải chế biến thuỷ sản nhiều chưa nhận lúc đầu kênh rạch khả pha lỏng tự làm nước với lượng thải tích tụ ngày nhiều chúng làm xấu nguồn nước mặt sông, rạch, ao, hồ sống khu dân cư xung quanh Ngoài nước thải ngành chế biến khả lan truyền dịch bệnh từ xác thuỷ sản bị chết, thối rữa , điều đáng quan tâm gây ảnh hưởng trực tiếp đến người lao động, đến môi trường nuôi trường nuôi trồng thuỷ sản, đến phát triển bền vững ngành [6] Do tính nghiêm trọng thế, sau đề tài “Thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với suất 10 sản phẩm / ngày Chất lượng nước thải đạt loại A” để góp phần bảo vệ sức khỏe người dân, người lao động môi trường xung quanh SVTH: Dụng Văn Kiện Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguồn gốc phát sinh chất ô nhiễm nước thải 1.1.1 Quy trình sản xuất nhà máy Tùy thuộc vào loại nguyên liệu mà công nghệ sản xuất có nhiều cơng đoạn xử lý riêng biệt Sau quy trình chế biến chung cơng ty thủy sản đông lạnh: Nguyên liệu Nước Tiếp nhận bảo quản Nước thải Rửa sơ Nước thải Phân loại Xử lý Nước Loại bỏ nội trạng phần không cần thiết Rửa Nước thải Làm Xếp khuôn Nước Lạnh đông Nước Ra khuôn Nước không cần xử lý Nước thải Đóng gói Trữ đơng SVTH: Dụng Văn Kiện Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh nước thải Qua dây chuyền công nghệ sản xuất nhà máy thủy sản đông lạnh, ta nhận thấy nước thải tạo qua công đoạn sau: - Công đoạn tiếp nhận bảo quản nguyên liệu: lượng nước thải chảy từ công đoạn lượng đá ướp nguyên liệu chảy - Công đoạn rửa sơ - Cồng đoạn rửa, làm nguyên liệu sau cắt bỏ nội tạng phần không cần thiết - Công đoạn lạnh đông sản phẩm: lượng nước thải từ trình làm mát phá băng Lượng nước không chứa nhiều chất bẩn khơng cần xử lý - Cơng đoạn khuôn sản phẩm sau đông lạnh: lượng nước thải sỉnh tách sản phẩm khỏi khuôn sau làm lạnh Ngồi nước thải cịn tạo từ trình khác: - Từ trình rửa thiết bị, nhà xưởng, dụng cụ chứa nguyên liệu sản phẩm - Từ trình làm nguội máy móc phá băng dàn lạnh - Nước thải sinh hoạt nhà máy 1.2 Thành phần tính chất nước thải [5] 1.2.1 Tính chất nước thải Nước thải từ trình tiếp nhận chế biến sản phẩm thường có màu nâu xám phân hủy nucleoprotein, lipit, photphat với mùi đặc trưng trình thối rửa, loại vi khuẩn yếm khí ký sinh sống thể lồi vi khuẩn hiếu khí sống da mang cá phân giải loại axit amin thành chất gây mùi H2S, CH4, NH3… Tùy thuộc vào chủng loại sản phẩm mà mùi dao động từ mùi nhẹ đến nặng Đặc biệt nước thải từ q trình chế biến tơm, mực bạch tuộc có mùi nặng Màu sắc nước thải thay đổi theo sản phẩm chế biến ngày Màu nước thải từ màu đến màu đậm Riêng nước thải bể tập trung thường có màu xám đến đen q trình tự phân hủy hợp chất hữu nhóm men như: proteaza, lipaza, polipeptid aminoaxit Nên nước thải chế SVTH: Dụng Văn Kiện Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông biến thủy sản có hàm lượng chất nhiễm cao không xử lý gây ô nhiễm nguồn nước mặt nước ngầm khu vực 1.2.2 Thành phần nước thải 1.2.2.1 Các chất hữu Các chất hữu chứa nước thải chế biến thủy sản chủ yếu dễ bị phân hủy Trong nước thải chứa chất cacbonhydrat, protein, chất béo… Khi xả vào nguồn nước làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan nước vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy chất hữu Nồng độ oxy hòa tan 50% bão hịa có khả gây ảnh hưởng đến phát triển tơm, cá Oxy hịa tan giảm khơng gây suy thối tài ngun thủy sản mà cịn làm giảm khả tự làm nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp 1.2.2.2 Chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục có màu, hạn chế độ sâu tầng nước ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới trình quang hợp tảo, rong riêu… Chất rắn lơ lửng tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) gây bồi lắng lịng sơng cản trở lưu thơng nước tàu bè 1.2.2.3 Chất dinh dưỡng Nồng độ chất nito, photpho cao gây tượng phát triển bùng nổ loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo bị chết phân hủy gây nên tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới gây tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước thủy vực Ngoài ra, loài tảo mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên khơng có ánh sáng Q trình quang hợp thực vật tầng bị ngưng trệ Tất tượng gây tác động xấu tới chất lượng nước, ánh hưởng tới hệ thủy sinh, nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch cấp nước Amoniac độc cho tôm, cá dù nông độ nhỏ Nông độ làm chết tôm, cá từ 1,2 – mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ amoniac không vượt 1mg/l 1.2.2.4 Vi sinh vật Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh trứng giun sán nguồn nước nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm SVTH: Dụng Văn Kiện Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông bẩn hay qua nhân tố lây bệnh truyền dẫn bệnh dịch cho người bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính Bảng 1.1 Thành phần nước thải chế biến thủy sản đông lạnh Chỉ tiêu Đơn vị pH SS mg/l COD mgO2/l BOD5 mgO2/l Ntổng mg/l Ptổng mg/l Dầu mỡ mg/l Nguồn: Tổng cục môi trường, 2009 1.3 Giá trị 5,9 – 100 – 300 694 – 2070 391 – 1539 30 – 100 – 50 2,4 – 100 Các phương pháp xử lý nước thải [5] 1.3.1 Phương pháp học Xử lý học nhằm mục đích loại bỏ tạp chất khơng tan rác, cát, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, tạp chất nổi… khỏi nước thải, điều hòa lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm nước thải Các cơng trình xử lý học nước thải thủy sản thông dụng như: song chắn rác, lưới lọc, bể lắng, bể điều hịa 1.3.2 Phương pháp hóa lí Cơ sở phương pháp hóa lý đưa vào nước thải chất phản ứng đó, chất phản ứng với tạp chất bẩn nước thải có khả loại chúng khỏi nước thải dạng cặn lắng dạng hịa tan khơng độc hại Các phương pháp hóa lý thường sử dụng để xử lý nước thải chế biến thủy sản trình keo tụ, trung hịa kết tủa cặn , oxy hóa khử, hấp phụ, trích ly, tuyển nổi… 1.3.3 Phương pháp sinh học Cơ sở phương pháp xử lí sinh học nước thải dựa vào khả oxy hóa liên kết hữu dạng hịa tan khơng tan vi sinh vật Chúng sử dụng liên kết nguồn thức ăn chúng để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản vi sinh vật Phương pháp sử dụng để xử lý hồn tồn chất hữu có khả phân hủy sinh học nước thải Các phần xử lý sinh học thường đặt sau nước thải xử lý sơ qua trình xử lý học, hóa lý SVTH: Dụng Văn Kiện Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xn Đơng Các phương pháp sinh học phân chia dựa sở khác nhau, chia thành hai loại sau: - Xử lý sinh học hiếu khí biện pháp xử lý nước thải sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí Đảm bảo hoạt động sống chúng cần cung cấp oxy liên tục trì nhiệt độ khoảng 20 – 40oC - Xử lý sinh học yếm khí biện pháp sử dụng vi sinh vật yếm khí để loại bỏ chất hữu có nước thải Ngồi cịn có cơng trình xử lý sinh học điều kiện tự nhiên như: hồ sinh học, hệ thống xử lý thực vật nước, cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, đất ngập nước… 1.4 Bản thông số nồng độ chất nước thải loại A Bảng 1.2 Bảng giá trị số thông số nồng độ chất nước thải loại A Chỉ tiêu Ph Mùi SS COD BOD5 Ntổng Ptổng Dầu mỡ Nguồn: TCVN 5945:2005 SVTH: Dụng Văn Kiện Đơn vị mg/l mgO2/l mgO2/l mg/l mg/l mg/l Giá trị tới hạn 5,9 – Khơng khó chịu 50 50 30 15 Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông Chương 2: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH XỬ LÝ 2.1 Lựa chọn phương pháp xử lý Việc lựa chọn phương pháp xử lý tối ưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố chất lượng nước thải sau xử lý đạt loại A, thành phần, tính chất nước thải đầu vào, diện tích mặt bằng, vốn đầu tư… Căn vào yếu tố lựa chọn hệ thống xử lý nước thải phương pháp học kết hợp với phương pháp xử lý sinh học khử trùng, phương pháp sinh học đóng vai trị quan trọng 2.2 Dây chuyền cơng nghệ Nước thải Song chắn rác Rác Bãi rác Bể tập trung Sân phơi cát Bể lắng cát Bể điều hòa Bùn dư dư Cát đem san lấp đường Bể UASB Bể lắng ly tâm Bể Aeroten Máy ép bùn Tuần hoàn bùn Phân vi sinh Bể lắng ly tâm Bùn dư dư Khử Clo Nước xử lý SVTH: Dụng Văn Kiện Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông 2.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ [1] Nước thải từ công đoạn khác trình sản xuất với nước thải sinh hoạt theo đường ống dẫn chung đưa vào hệ thống xử lý Tại nước thải xử lý qua cơng trình đơn vị sau: 2.3.1 Song chắn rác Mục địch: Được sử dụng để giữ lại cặn bẩn có kích thước lớn có nước thải chủ yếu rác nhằm tránh tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn làm hư hỏng bơm Khi lượng rác giữ lại nhiều dùng cào để cào rác lên tập trung lại đưa đến bãi rác để xử lý Cấu tạo: Hình 2.1 Song chắn rác Song chắn rác tự động chế tạo hồn tồn thép khơng gỉ, chịu ăn mịn hóa chất Bao gồm kim loại xếp song song có tiết diện trịn hay hình chữ nhật, thường có hình chữ nhật Song rác thường dễ dàng trược lên xuống dọc theo khe thành mương dẫn đặt nghiêng so với hướng dịng chảy góc 45 – 60o để tăng hiệu tiện lợi làm vệ sinh SVTH: Dụng Văn Kiện 10 Lớp 08SH