Đang tải... (xem toàn văn)
● Chất rắn thứ cấp: thường sinh ra bởi quá trình xử lý sinh học gọi là xử lý bậc hai hệ thống bùn hoạt tính,lọc nhỏ giọt và những hệ thống bám dính khác sử dụng vi khuẩn để loại bỏ các c
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHẤT THẢI RẮN (EN4011) ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BÙN THẢI TỪ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA CÔNG SUẤT NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO 1.000M3/NGÀY VDH: PGS.TS.ĐẶNG VŨ BÍCH HẠNH Họ và tên MSSV 1 Trần Thị Mai Sang 1813816 2 Nguyễn Minh Nhật 1813369 Tp.HCM, 1/11/2021 1 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH 4 DANH MỤC BẢNG 5 CHƯƠNG 0 GIỚI THIỆU CHUNG 6 1 Nguồn gốc bùn thải 6 2 Bùn phát sinh từ các trạm xử lý nước đô thị 6 3 Bùn cống rãnh 7 4 Phân loại bùn thải 7 5 Đặc tính của bùn thải 8 6 Thành phần tính chất 8 7 Đặc tính vi sinh vật học của bùn thải 15 8 Mùi và những đặc tính khác 16 9 Xử lý và đổ bỏ bùn thải 18 CHƯƠNG 1 CÔNG NGHỆ BIOGAS TRONG XỬ LÝ BÙN 23 1.1 Khái niệm và nguyên lí hoạt động 23 1.2 Nguyên lý công nghệ 23 1.3 Các kiểu bể phân hủy 25 1.4 Các dạng bể phản ứng 28 1.5 Các thông số thiết kế: 29 1.6 Các thông số vận hành 31 CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BÙN THẢI CHO NHÀ MÁY BIA34 2.1 Giới thiệu về công ty bia Sài Gòn – Hoàng Quỳnh 34 2.2 Tổng quan về chất thải tại nhà máy bia 36 2.3 Cơ chế hoạt động thiết bị hoạt động biogas hình trứng 37 2.4 Đề xuất sơ đồ công nghệ: 40 2.5 Tính toán lượng bùn sau khi qua sử lý nước thải 41 2 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH 42 3.1 Kiểm tra tỉ lệ C/N của bùn 42 3.2 Khu vực lưu trữ vật liệu phối trộn 44 3.3 Khu vực phối trộn vật liêu……………………………………………………… 46 3.4 Bể kỵ khí hình trứng 47 3.5 Bồn chứa khí Biogas: 54 3.6 Máy tách nước: 55 3.7 Kho chứa sản phẩm: 56 3.8 Nhà điều hành: 57 CHƯƠNG 4: CHI PHÍ 58 4.1 Chi phí xây dựng và thiết bị 58 4.2 Lợi nhuận mỗi mẻ ( 23 ngày) 59 4.3 Chi phí vận hành mỗi mẻ: 59 4.4 Tổng hợp chi phí 59 4.5 Phương hướng giải quyết: 60 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 61 CHƯƠNG 6: KIẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Sơ đồ xử lý nước thải đô thị 7 Hình 2 Sơ đồ quy trình SEWPCP 21 Hình 3 Sơ đồ quy trình OSWPCP 22 Hình 4 Các giai đoạn trong phân hủy kỵ khí 25 Hình 5 Bể phân hủy chậm 26 Hình 6 Bể phân hủy nhanh 27 Hình 7 Bể phân hủy giai đoạn 28 Hình 8 Thiết kế của tháp phân hủy để phân hủy bùn thải 28 Hình 9 Bể hình trứng 29 Hình 10 %VS :f(SRT) 31 Hình 11 Quy trình sản xuất bia tại nhà máy Hoàng Quỳnh 35 Hình 12: Máy phối trộn nguyên liệu 3A 5,5KW 46 4 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần và tính chất hóa học điển hình của bùn và bùn chưa qua xử lý 8 Bảng 2: Các chất dinh dưỡng trong bùn thải 12 Bảng 3 Hàm lượng kim loại đặc trưng trong nước thải bùn thải 14 Bảng 4 Các phương pháp xử lý và thải bỏ bùn 19 Bảng 5 Thành phần của khí sinh học (Nguồn: FAO) 23 Bảng 6.Thời gian lưu bùn cho bể tải trọng cao 30 Bảng 7: Thông số đầu vào bùn thải nhà máy bia Sài Gòn – Hoàng Quỳnh 36 Bảng 8: Thông số thiết kế và tính toán kho lưu trữ vật liệu phối trộn 45 Bảng 9: Thông số kỹ thuật máy phối trộn 46 Bảng 10: Thông số thiết kế và tính toán khu phối trộn 47 Bảng 11 Tra cứu thông số thiết kế bể ESD 48 Bảng 12: Tóm tắt các thông số thiết kế mỗi đơn nguyên: 53 Bảng 13: Thông số kho chứa sản phẩm 56 5 CHƯƠNG 0 GIỚI THIỆU CHUNG 1 Nguồn gốc bùn thải Bùn thải là một sản phẩm phụ của quá trình xử lý nước thải ở bất kỳ nhà máy xử lý nước thải kiểu truyền thống nào và trong khi bùn thải xả ra các nguồn tiếp nhận thì công tác xử lý bùn phức tạp hơn nhiều 2 Bùn phát sinh từ các trạm xử lý nước đô thị Một hoặc nhiều mức độ xử lý (sơ cấp, bậc hai, bậc ba) được sử dụng để làm sạch chất thải Mỗi mức độ xử lý cung cấp cả việc làm sạch chất thải tốt hơn và làm tăng một lượng chất thải rắn đô thị: ● Chất rắn sơ cấp: loại bỏ bởi lắng trọng lực ở giai đoạn bắt đầu của quá trình xử lý nước thải Chúng luôn chứa 3-7% tổng chất rắn (%TS), 60-80% chất hữu cơ (cơ bản khô) Chất rắn sơ cấp nhìn chung có tỉ lệ khoảng 2.500 đến 3.000 lít trên mỗi triệu lít nước thải được xử lý ● Chất rắn thứ cấp: thường sinh ra bởi quá trình xử lý sinh học gọi là xử lý bậc hai (hệ thống bùn hoạt tính,lọc nhỏ giọt và những hệ thống bám dính khác sử dụng vi khuẩn để loại bỏ các chất hữu cơ từ nước thải) Chúng luôn chứa từ 0,5-2,0% thành phần hữu cơ của chất rắn thứ cấp nằm trong khoảng từ 50% đến 60% Khoảng 15.000- 20.000 lít chất rắn được sinh ra trên mỗi triệu lít nước thải được xử lý ● Chất rắn bậc cao (bậc ba): thường sinh ra bởi các quá trình như kết tủa hóa học và lọc Lượng chất rắn thay đổi từ 0,2% đến 1,5% với thành phần hữu cơ của chất rắn trong khoảng từ 35% đến 50%/ Khoảng 10.000 lít chất rắn được sinh ra trên mỗi triệu lít nước thải được xử lý 6 Nước Tuần hoàn bùn thải Lưới lọc rác Lọc cát Lắng Bể sinh học Lắng thứ cấp sơ cấp hiếu khí Xử lý bùn Hồ sinh học thải Sông Bể chứa ngòi nước mưa Hình 1: Sơ đồ xử lý nước thải đô thị Nguồn: sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình- Lâm Minh Triết, NXB Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh 3 Bùn cống rãnh Lượng bùn nạo vét từ hệ thống cống rãnh và hệ thống thống thoát nước của thành phố,… Ngoài ra, bùn từ các hoạt động xây dựng, các khu công nghiệp (KCN), cơ sở sản xuất,… 4 Phân loại bùn thải ● Bùn thải sinh học: Có mùi hôi thối song không độc hại Có thể dùng để sản xuất phân hữu cơ bằng cách cho thêm vôi bột để khử chua; than bùn; cấy vi sinh, dùng chế phẩm EM… để khử mùi sẽ thành phân hữu cơ tổng hợp Trong đó, bùn thải 7 chiếm 70% Giá thành rẻ, chất lượng không thua kém các loại phân hữu cơ bán trên thị trường Hoặc tiến hành ủ kỵ khí, thu khí biogas ● Bùn thải công nghiệp không độc hại: xử lý sơ bộ, có thể sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau ● Bùn thải công nghiệp nguy hại: Có chứa các kim loại nặng như: Cu, Mn, Zn, Ni, Cd, Pb, Hg, Se, Al, As…bắt buộc phải được xử lý trước khi thải ra môi trường 5 Đặc tính của bùn thải Đặc tính của bùn thải sinh ra từ các nguồn (sơ cấp, thứ cấp, …) cung cấp thông tin cơ bản về tính chất của chúng Có nhiều thông số vật lý, hóa học và sinh học khác quan trọng đối với việc xử lý và quản lý bùn thải Bùn cống rãnh là một hỗn hợp tạp chất, thành phần biến đổi khác nhau giữa các thành phố, ngay cả ở một thành phố trong cùng một ngày Các thành phần cơ bản, ảnh hưởng đến môi trường cần quan tâm: ● Thành phần dinh dưỡng, ● Kim loại nặng, ● Chất ô nhiễm hữu cơ, ● Tác nhân gây bệnh 6 Thành phần tính chất Bảng 1: Thành phần và tính chất hóa học điển hình của bùn và bùn chưa qua xử lý Bùn sơ cấp chưa qua Bùn sơ cấp được Bùn đã qua xử lý Thành phần xử lý phân hủy Khoảng Tổng lượng chất Khoảng Trung Khoảng Trung 0.83÷1.16 rắn khô (TS), % bình bình 2.0÷8.0 5.0 6.÷12 10.0 8 Chất rắn dễ bay hơi 65 30÷60 40 59 ÷88 60÷80 (% of TS) Dầu mỡ (% của TS) 6 ÷ 30 - 5÷20 18 - Ether hòa tan 7 ÷ 35 - - - 5÷12 Ether chiết suất Protein (% của TS) 20 ÷ 30 25 15÷20 18 32÷41 2.4÷5.0 Nitơ (N % của TS) 1.5 ÷ 4 2.5 1.6÷6.0 3.0 2.8÷11.0 Photpho 0.8 ÷2.8 1.6 1.5÷4.0 2.5 0.5÷0.7 (P2O5, % của TS) - Potash 0 ÷ 1 0.4 0.0÷3.0 1.0 (K2O, % của TS) Cellulose 8.0÷ 15.0 10.0 8.0÷15.0 10.0 (% của TS) Kim loại (Không tính 2.0÷4.0 2.5 3.0÷8.0 4.0 - Sunphat) Silica 15.0÷20.0 - 10.0÷20.0 - - 6.5÷8.0 (SiO2,% của TS) 580÷1100 pH 5.0÷8.0 6.0 6.5÷7.5 7.0 Độ kiềm 500÷1500 600 2,500÷3500 3,000 (mg/l CaCO3) Acid hữu cơ (mg/l 200÷2000 500 100÷600 200 1,100÷1,700 as HAc) Năng lượng, Btu/lb 10,000÷12,500 11000 4,000÷6,000 5,000 8,000÷10,000 (Btu/lb x 2.3241 = kJ/kg) Nguồn: City and county of san francisco 2030 sewer system master plan, TASK 600 9 6.1 Nồng độ chất rắn - Nồng độ chất rắn được đo lường và xác định theo mg/l hoặc theo phần trăm (%) chất rắn - Phần rắn tổng cộng là tỉ lệ trọng lượng /trọng lượng trong khi nồng độ chất rắn(mg/l) theo tỷ lệ trọng lượng/thể tích - Chất rắn bay hơi tổng cộng (% TVS): được xác định bởi sự bay hơi chất rắn khô ở 550°C÷50°C trong một lò nung với oxi dư Phần còn lại được cho là không bay hơi hoặc như chất rắn cố định(tro) và lượng mất đi là chất rắn bay hơi tổng cộng Cả % TS và %TVS được sử dụng rộng rãi trong công tác quản lý và xử lý bùn thải như đo lường vật chất khô (hoặc độ ẩm) và vật chất hữu cơ (có thể đốt cháy trong bùn thải) - Chất rắn lơ lửng tổng cộng (TSS):là phần còn lại không thể lọc được, bị giữ lại sau khi lọc một mẫu bùn thải lỏng và sau đó sấy khô ở 103-105°C để loại bỏ nước - Việc xác định chất rắn lơ lửng bay hơi giống như chất rắn bay hơi tổng cộng với cách sử dụng phương pháp đốt.Chất rắn tổng cộng là tổng chất rắn hòa tan và lơ lửng 6.2 Nước: - Nước trong bùn thải luôn được xác định như sau: ● Nước tự do không bám dính vào hạt bùn thải và nó được phân tách bởi lắng trọng lực ● Nước bông được giữ lại bên trong khối và chỉ có thể loại bỏ bởi lực cơ học, lực này luôn tốt hơn trọng lực ● Nước mao dẫn bám chặt vào những hạt riêng lẻ và có thể được phân tách bởi lực cơ học ● Nước nội bào và liên kết hóa học là thành phần của vật chất tế bào và có liên kết sinh học,hóa học với vật chất hữu cơ và vô cơ trong bùn thải 10