Bảng 2.6: Tính chất, nồng độ giới hạn và tác hại của một số khí thải chăn nuôi Bảng 2.7: Thành phần nước thải ở một số trại heo quốc doanh tại Tp.HCM Bảng 2.8 : Một số vi sinh vật gây bệ
NGHIÊN CỨU
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI
1.1 KHÁI QUÁT VỀ NƯỚC THẢI 1.1.1 Thế nào là nước thải
Nước thải là chất lỏng được thải ra sau qúa trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng Đây cũng là cơ sở cho việc lựa chọn các biện pháp hoặc công nghệ xử lý
Theo định nghĩa trên, người ta phân nước thải thành các loại như sau:
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng như : tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân chúng được thải ra từ các hộ dân, trường học, cơ quan, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (như hydratcacbon, protein,và chất béo), các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 – 450 mg/L theo trọng lượng khô
Người ta chia nước thải sinh hoạt theo ba mức ô nhiễm: nặng, trung bình, nhẹ
1.1.2.2 Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất):
Nước thải công nghiệp là nước thải từ các nhà máy công nghiệp như nhà máy luyện kim, hoá chất, dệt nhuộm, chế biến thực phẩm đang hoạt động có cả nước thải sinh hoạt nhưng nước thải công nghiệp là chủ yếu
Thành phần và tính chất nước thải công nghiệp rất đa dạng, phụ thuộc vào từng qúa trình sản xuất, vào trình độ và bản chất của giây chuyền công nghệ Ví dụ: nước thải từ nhà máy chế biến thực phẩm thì có nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy; từ xí nghiệp thuộc da thì có chất hữu cơ tanin có màu nâu và đặc biệt có mặt một số kim loại nặng cùng với sunfua; từ các xí nghiệp hoá chất thì có mặt các hoá chất đã sử dụng và có thể gây độc hại
Trong các xí nghiệp công nghiệp còn có loại nước thải quy ước là sạch Đó là nước làm nguội thiết bị, nhất là ở các nhà máy nhiệt điện Tuy không bẩn nhưng sau khi xử dụng có thể có nhiệt độ cao, kéo theo gỉ sắt ở các thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống hoặc do ngẫu nhiên gặp sự cố, làm cho nước bị nhiễm bẩn Nước thải loại này làm cho nguồn nước tăng nhiệt độ, nghèo oxy hòa tan hoặc có thể làm chết các sinh vật nước
Nước mưa được xem như nước thải tự nhiên Ơû những thành phố hiện đại, nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thống nước thoát riêng
Nước thải đô thị là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của thành phố Đó là hỗn hợp của các loại nước thải kể trên
1.1.2.5 Nước thải nông nghiệp: a) Nước thải trồng trọt:
Lượng nước dùng tưới tiêu trong nông nghiệp phục vụ cho cây trồng còn dư ra thấm xuống đất hoặc theo kênh rạch, mương ra ao, hồ, sông, suối Trong nước thải trồng trọt có chứa lượng đáng kể những chất gây hại cho con người như: trong phân hữu cơ ủ không đúng kỹ thuật lượng phân không giúp ích cho cây sẽ hoà tan vào nước, thấm hoặc chảy ra ngoài Bên cạnh đó trong phân ủ chưa kỹ còn có các vi sinh vật gây bệnh như trứng giun, sán, sâu bọ và mùi hôi làm BOD trong nước taêng b) Nước thải chăn nuôi:
Bao gồm nước thải gia súc,nước rửa chuồng, nước tắm rửa gia súc
1.1.3 Các tính chất đặc trưng của nước thải:
1.1.3.1 Các tính chất vật lý:
• Màu: Màu nước thải tạo ra phụ thuộc vào từng loại chất thải như:
- Màu nâu đen do tanin, lignin cùng các chất hữu cơ có trong nước bị pha loãng
- Màu vàng do nước có sắt và mangan dạng keo hoặc dạng hòa tan tạo thành
• Mùi: Do sự thối rữa chất thải và các chất thải công nghiệp
Các chất có mùi trong nước như: Amoniac, chất thải của người, động vật, Hydrosunfua, sunfit hữu cơ, mecraptan, Amin, Clo, phenol
• Chất rắn: gồm có chất rắn ở dạng nổi, lơ lửng, keo và hoà tan
Nguồn phát sinh: các chất thải sinh hoạt và sản xuất, xói mòn đất, dòng thấm, chảy vào hệ thống cống
• Nhiệt độ: Nguồn phát sinh là các chất thải sinh hoạt và sản xuất
1.1.3.2 Thành phần hoá học và nguồn phát sinh
- Cacbonhydrat, mỡ, dầu, dầu nhờn (các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản xuaát)
- Thuốc trừ sâu (chất thải nông nghiệp) - Phenol (chất thải nông nghiệp)
- Protein (các chất thải sinh hoạt và thương mại) - Độ kiềm, clorua (nước thải sinh hoạt, qua trình thấm của nước ngầm) - Nitơ (các chất thải sinh hoạt và nông nghiệp)
- pH (các chất thải công nghiệp) - Photpho, lưu huỳnh (nước thảisinh hoạt, công nghiệp) - H2S, CH4 (phân hủy các chất thải sinh hoạt)
- O2 (sự thấm của nước bề mặt) 1.1.3.3 Thành phần sinh học và nguồn phát sinh - Các động vật, thực vật (các dòng nước hở và nhà máy xử lý)
- Sinh vật nguyên sinh (các chất sinh hoạt và nhà máy xử lý)
- Virút (các chất thải sinh hoạt) Để quản liù chất lượng môi trường nước được tốt, cũng như thiết kế, lựa chọn công nghệ và thiết bị xử lý hợp lí, cần hiểu rõ tính chất đặc trưng của nước thải
1.1.4 Aûnh hưởng của nước thải đối với con người 1.1.4.1 Aûnh hưởng của nước thải đối với nguồn nước Nước thải với các tính chất đặc trưng và các thành phần quan trọng như trên nếu cho chảy vào ao, hồ, sông ngòi sẽ ảnh hưởng đến nguồn nước ở các khía cạnh sau:
- Làm thay đổi tính chất hóa lý, độ trong, màu, mùi, vị,pH, hàm lượng các chất hưu cơ, vô cơ, các kim loại nặng có độc tính, chất nổi, chất lắng, cặn
- Làm giảm oxy hòa tan do tiêu hao trong qúa trình oxy hóa các chất hữu cơ
- Làm thay đổi hệ sinh vật nước, kể cả vi sinh vật, xuất hiện các vi sinh vật gây bệnh, làm chết dần hệ sinh vật trong nước (trong đó có cá, tôm, và các thủy sinh vật có ích)
Kết qủa nguồn nước không thể sử dụng cho cấp nước sinh hoạt, cho tưới tiêu thủy lợi và cho nuôi trồng thủy sản
Nước thải chảy vào các nguồn làm ô nhiễm và người ta thường chia các nguồn nước này thành ba loại:
+ Nước bẩn nhẹ hoặc hơi bẩn:
Hàm lượng các chất hữu cơ thấp, có ion Amon và Clo Đó là do nhiễm bẩn nước chảy tràn và nước thải sinh hoạt chảy xuống Nước này dùng nuôi thuỷ sản bình thường,không dùng cấp nước sinh hoạt được (nếu dùng cấp nước sinh hoạt phải qua xử lý)
+Nước bẩn vừa (bẩn trung bình):
Nước sông, hồ đã bị thay đổi các tính chất tự nhiên do nước thải chảy vào
Nước này không dùng nuôi thủy sản, cáp nước sinh hoạt, cấp nước hồ bơi, chỉ dùng cho việc tưới tiêu và giao thông đường thủy
+ Nước bẩn và rất bẩn:
Nước hoàn toàn mất tính chất tự nhiên do nước thải chảy vào thủy vực qúa nhiều Trời ẩm và nóng nước bốc mùi hôi thối khó chịu do nước có chất hydrosunfua (H2S) – các sản phẩm phân hủy có mùi hôi thối, trong nước nhiều CO2 và cạn kiệt oxy hòa tan Dùng hạn chế trong việc tưới tiêu vì một số cây không chịu được khi tưới nước này
CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
2.1 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO 2.1.1 Phaân
Thành phần phân phụ thuộc vào chủng loại, giai đoạn sinh trưởng và khẩu phần dinh dưỡng Mỗi giai đoạn sinh trưởng có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau Thay đổi thành phần muối khoáng như natri, kali, canxi, phospho và thức ăn bổ sung có thể ảnh hưởng đến nồng độ các nguyên tố khác trong phân và khả năng phân hủy chất hữu cơ trong đó.
Trong phân gia súc có tỉ lệ N,P,K rất cao tùy theo khẩu phần ăn mà tỷ lệ nước chiếm từ 56 – 83%, chất hữu cơ từ 4 – 26,2%, Nitrogen 0,32 – 1,6%, Phosphat 0,25 – 1,4%, Kali 0,15 – 0,95%, Canci 0,09 – 0,34%,trong phân chứa nhiều loại vi trùng, virus và ấu trùng giun sán Về vi trùng họ Enterobacteria chiếm ưu thế với các giống điển hình như: E coli, Salmonella, Shigella, Proteus Theo kết qủa nghiên cứu của Chang (1968) và Mosley, Koff (1970) đã cho thấy nhiều loại virus gây bệnh được đào thải qua phân, và chúng sống sót với thời gian từ 5 – 15 ngày trong phân và đất Trong đó đáng chú ý nhất là các virus gây bệnh viêm gan Theo kết qủa nghiên cứu của G V Xoxibarop (1974) R Alexxandrenus và các cộng tác viên cho thấy trong 1 Kg phân tươi có 2100 – 5000 trứng giun sán
Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (1997,1998) thành phần NTổng trong phân heo từ 70 – 100 kg chiếm rất cao từ 7,99 – 9,32 g/kg như sau:
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của phân heo 70 – 100 kg
CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ HÀM LƯỢNG pH 6,47 – 6,95
Các axit béo mạch ngaén g/kg 3,83 – 4,47
Nguồn : Trương Thanh Cảnh & ctv 1997, 1998
Trong hoạt động chăn nuôi, nước thải bao gồm hỗn hợp nước tiểu, nước vệ sinh chuồng trại và nước tắm gia súc Phụ thuộc vào lượng thức ăn thừa, mức độ thu gom phân, phương thức thu gom chất thải trong chuồng hay lượng nước sử dụng cho việc vệ sinh chuồng trại và tắm rửa gia súc mà nồng độ các chất có trong nước thải khác nhau
Bảng 2.2 : Thành phần nước thải trong chăn nuôi heo
CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ NỒNG ĐỘ Độ màu Pt - Co 350 – 870 Độ đục mg/l 420 – 550
Nguồn: Trương Thanh Cảnh & ctv, 1997,1998
Theo tác giả bài viết, nước thải chăn nuôi heo chứa hàm lượng chất ô nhiễm rất lớn Nếu không được xử lý trước khi xả thải ra môi trường, nguồn nước này sẽ gây ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng.
Thành phần nước tiểu gia súc phụ thuộc vào chủng loại, giai đoạn sinh trưởng, thành phần chất dinh dưỡng có trong thức ăn Tuy nhiên, thành phần nước tiểu gia súc chủ yếu là nước (chiếm trên 90% khối lượng nước tiểu) Ngoài ra trong nước tiểu gia súc còn có chứa lượng lớn nitơ (phần lớn ở dạng Urê) Urê trong nước tiểu dễ dàng phân hủy trong điều kiện có oxy tạo thành amoniac có mùi hôi Do đó, với lượng lớn nước tiểu gia súc sẽ gây tổn hại đến sức khỏe con người, gây ô nhiễm môi trường xung quanh Nhưng nếu sử dụng nước tiểu tưới cho cây trồng với lượng vừa đủ, thì đây là nguồn dinh dưỡng giau nitơ
Bảng 2.3: Thành phần hoá học của nước tiểu heo có trọng lượng từ 70 – 100kg
CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ NỒNG ĐỘ pH 6,77 – 8,19
Nguồn: Trương Thanh Cảnh & ctv, 1997, 1998
Trong hoạt động chăn nuôi, khí thải sinh ra bao gồm bụi và các hợp chất hữu cơ gây mùi Các hợp chất hữu cơ này được tạo thành do sự phân hủy sinh học hiếu khí, kị khí chất thải Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (1999), về qúa trình phân giải chất thải gia súc, gia cầm do vi sinh vật như sau:
Axit hữu cơ mạch ngắn Alcohol Adehyt, Keton
Cacbonhydrat Axit hữu cơ Hydrocacbonmạch ngắn(CH4)
Axit béo H2 O, CO2 và CH4
Alcohol Aldehyt và Keton Các loại khí như NH3 , H2S, Indol, Phenol, Schatole có thể gây kích thích hệ hô hấp về lâu dài sẽ gây bệnh về hô hấp và gây ô nhiễm môi trường Theo kết qủa phân tích của Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam, hàm lượng các chất trong không khí ở một số trại chăn nuôi gia đình cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn Vieọt Nam
Bảng 2.4: kết qủa phân tích mẫu khí ở một số trại chăn nuôi gia đình
Keát quûa phaân tích (mg/l)
Nguồn: Viện Khoa học Nông nghệp miền Nam
Trong hoạt động chăn nuôi không thể nào tránh được dư lượng thức ăn
Thành phần thức ăn thừa chính là thành phần các chất dinh dưỡng có trong thức ăn cung cấp cho vật nuôi, nó phụ thuộc vào lượng thức ăn thừa và giai đoạn sinh trưởng của vật nuôi
Bảng 2.5: Thành phần dinh dưỡng thức ăn HI – GRO 551 cho heo con tập ăn (7 ngày tuổi – 15kg thể trọng) Độ ẩm (max) : 14% Ca (min – max) : 0,8 – 0,9 %
Xô thoâ (max) : 5% NaCl (min – max) : 0,4 – 0,75 % Colistin (max) : 88mg/kg Năng lượng trao đổi (min) : 3.300 kcal/kg
Trong tự nhiên các chất này bị phân hủy sinh ra mùi khó chịu, gây ảnh hưởng đến môi trường
Xác động vật chết do bệnh cũng là nguồn gây ô nhiễm môi trường, các tác nhân gây bệnh sẽ lan truyền cho người và vật nuôi Do đó, cần phải xử lý nhất là trong những trường hợp xảy ra bệnh Chuồng trại nơi có vật nuôi chết cần phải vệ sinh và khử trùng
2.2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO HOẠT ĐỘNG
Với những thành phần và tính chất của chất thải chăn nuôi đã nêu ở trên, nếu nhưng chất này đổ vào môi trường mà không được xử lý đúng mức sẽ gây tác động mạnh mẽ đến môi trường đất, nước, không khí và sẽ gây nên dịch bệnh cho người, vật nuôi và kể cả cây trồng
2.2.1 Ô nhiễm môi trường không khí
Trong hoạt động chăn nuôi khí thải sinh ra chủ yếu do qúa trình phân hủy chất thải của động vật và thức ăn thừa Sự phân giải diễn ra do có sự tham gia của các vi sinh vật Tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ môi trường, phương thức thu gom, bảo quản và xử lý nước thải mà khí thải sinh ra khác nhau Theo tác giả Trương Thanh Cảnh (1999), các khí này được chia ra theo các nhóm sau:
• Nhóm 1: các loại khí gây kích thích Nhóm này gây tổn thương hệ hô hấp, đặc biệt là gây tổn thương liêm mạc đường hô hấp Chúng bao gồm: H2S, NH3, Indol, Phenol ở nồng độ bán cấp tính
Ngoài ra NH3 còn gây hiện tượng kích thích thị giác, làm giảm thị giác
• Nhóm 2: Các khí gây ngạt Các khí gây ngạt đơn thuần như: CO; do chúng kết hợp với hemoglobin của hồng cầu máu làm ngăn cản qúa trình thu nhận hoặc qúa trình sử dụng oxy của các mô bào
• Nhóm 3: Các khí gây mê Đại diện nhóm này là các hydrocacbon, ảnh hưởng nhỏ hoặc không ảnh hưởng đến phổi nhưng khi được hấp thụ vào máu thì có tác động như dược phẩm gaây meâ
• Nhóm 4: Các chất khác Những chất khí này bao gồm các nguyên tố và chất độc dạng dễ bay hơi
Chúng có nhiều tác dụng độc khác nhau khi hấp thụ vào cơ thể chẳng hạn như khí phenol ở nồng độ cấp tính
Bảng 2.6: Tính chất, nồng độ giới hạn và tác hại của một số khí thải chăn nuôi
20 ppm Kích thích mắt và đường hô hấp trên, gây ngạt ở nồng độ cao dẫn đến tử vong
1000 ppm Gây uể oải, nhức đầu, có thể gây ngạt dẫn đến tử vong ở nồng độ cao
10 ppm Là khí độc; gây nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn, bất tỉnh, tử vong
1000 ppm Gây nhức đầu, gây ngạt,gây nổ ở nồng độ 5 - 15 % trong khoâng khí
Nguoàn: Ohio State University, USA
Nước thải chăn nuôi ô nhiễm nặng về mặt hữu cơ, trong nước thải có chứa nhiều cặn bã, chất dinh dưỡng và vi sinh vật
Theo kết qủa phân tích chất lượng nước thải của Viện Khoa Học Nông Nghiệp Miền Nam (1999) cho thấy nồng độ chất ô nhiễm ở một số trại chăn nuôi heo quoác doanh raát cao
Bảng 2.7: Thành phần nước thải ở một số trại heo quốc doanh tại Tp.HCM
MẪU NƯỚC PHÂN TÍCH VÀO MÙA KHÔ
MẪU NƯỚC PHÂN TÍCH VÀO MÙA MƯA
Nguồn: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Miền Nam, 1999
NGHIÊN CỨU – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
3.1 KHẢO SÁT THIẾT KẾ 3.1.1 Khái quát về Xí nghiệp heo giống ĐÔNG Á
Xí nghiệp heo giống ĐÔNG Á hiện nay được thành lập năm 1969 Trước giải phóng do tư nhân người Hoa làm chủ hoạt động đến khi đất nước giải phóng, sau giải phóng từ năm 1976 nhà nước tiếp quản cho đến nay
Xí nghiệp tọa lạc tại Aáp Bình Đường, Xã An Bình, Huyện Dĩ An, Tỉnh Bình Dương Với diện tích khoảng 5,2 ha
Hiện nay Xí nghiệp là nơi cung cấp cho thị trường những sản phẩm chính nhử:
- Heo con nuôi thịt 3-4 máu
Với tiêu chí luôn hết lòng vì lợi ích của người chăn nuôi, đặt uy tín và chất lương lên hàng đầu Hiện nay Xí nghiệp là nơi có nhiều khách hàng tin cậy, và được nhà nước công nhận là Xí nghiệp cung cấp con giống đạt tiêu chuẩn
3.1.2 Vấn đề cấp thoát nước tại Xí nghiệp heo giống ĐÔNG Á
Nguồn nước cấp cho việc chăn nuôi được lấy từ giếng
Nguồn nước thải của Xí nghiệp thải ra trong toàn bộ khuân viên bao gồm các loại khác nhau với các nguồn thải tương ứng:
- Nước thải sản xuất bao gồm nước thải tắm heo, vệ sinh chuồng trại
- Nước thải sinh hoạt của công nhân
- Nước mưa chảy tràn trên mặt mang theo rác, đất, cát
Hiện nay Xí nghiệp đang chăn nuôi với đàn heo hiện tại theo thống kê tháng 10 năm 2004 là 4500 con trong đó có các loại:
- Heo con cai sữa 1200 con
- Heo con mới sinh 900 con
Với quy mô đàn vật nuôi như thế hiện nay Xí nghiệp xử lý chất thải theo cách: Phân heo được hốt và xịt rửa hàng ngày,phân được bỏ vô bao để bán cho các nhà vườn Nước rửa chuồng chảy theo hệ thống máng rãnh thoát ra phía ngoài chuồng,sau đó chảy tập chung đến các hố lắng nước thải, hố lắng có ba ngăn Tại hố lắng cặn được hốt lên để khô rồi vô bao bán, còn nước thải theo hệ thống mương chảy ra suối Xí nghiệp có xử lý chất thải nhưng không đạt yêu cầu cho phép thải
Do hệ thống xử lý nước thải yếu kém, lượng lớn nước thải từ đàn vật nuôi không được xử lý triệt để, dẫn đến ô nhiễm không khí do mùi hôi phát tán Hệ thống xử lý gồm các ngăn lắng nước thải nhỏ, sơ sài, không có nắp đậy Mương dẫn nước thải xuống hệ thống xử lý bị bể, cỏ mọc che khuất và không được kiểm tra, tu sửa Đường ống dẫn nước thải thải ra nguồn cũng là mương hở, khiến nước thải chưa qua xử lý triệt để vẫn gây ô nhiễm nguồn nước và không khí Ngoài ra, tình trạng xử lý nước thải không đảm bảo còn tạo điều kiện cho các loại vi sinh vật gây bệnh phát tán, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người dân sống gần đó.
Theo số lượng đàn heo thống kê là 4500con trong đó có 900 heo con mới đẻ thì lượng nước thải thải ra từ việc sản xuất:
3600 đầu heo x 16,4m 3 = 59040 m 3 / năm = 161,75 m 3 /ngày ghi chú: 16,4 là khối lượng nước thải tính cho một đầu heo một năm (heo trung bình
45kg),tính cho heo nuôi ơ chuồng nền cứng/ sử dụng nước rửa.(nguồn WHO, Geneva (1993))
Cộng thêm với lượng nước sinh hoạt của công nhân trong Xí nghiệp và lượng nước mưa bị ô nhiễm trong khuân viên xí nghiệp khi mùa mưa đến, ước tính tổng lượng nước thải ra mỗi ngày là 200 m 3 /ngày
Bảng 3.1:Thành phần và tính chất nước thải Xí nghiệp heo giống ĐÔNG Á STT CHỈ TIÊU Ô NHIỄM ĐẶC TRƯNG ĐƠN VỊ ĐO NỒNG ĐỘ
2 Cặn lơ lửng (SS) mg/l 500
3 Nhu cầu oxy sinh học (BOD5 ) mg/l 1.450
4 Nhu cầu oxy hóa học (COD) mg/l 2.166
5 Toồng nitụ (tớnh theo N) mg/l 425
6 Toồng phoỏt pho (tớnh theo P) mg/l 47
3.2 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP
HEO GIỐNG ĐÔNG Á 3.2.1 ẹieàu kieọn thieỏt keỏ
- Do trong nước thải của Xí nghiệp có chứa hàm lượng chất ô nhiễm chủ yếu là chất hữu cơ với nồng độ cao
- Nhu cấu của Xí nghiệp là nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải ra sông suối (tiêu chuẩn loại B)
Với vị trí nằm gần khu dân cư sinh sống và làm việc, việc mở rộng diện tích đất sản xuất tại Xí nghiệp là điều nan giải Diện tích đất hiện có chỉ đủ đáp ứng nhu cầu sản xuất, khiến Xí nghiệp khó có thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.
- Lưu lượng nước thải 200m 3 /ngày
- Tận dụng lại hệ thống mương dẫn nước sẵn có, chỉ cần tu sửa lại để nước dễ lưu thông đến nơi xử lý
Dựa vào các điều kiện thực tế trên của Xí nghiệp và theo tiêu chuẩn phân loại nước thải (TCVN 4945 – 1995) em nhận thấy hướng xử lý nước thải của Xí nghiệp theo phương pháp sinh học là phù hợp nhất
3.2.2 Lựa chọn quy trình công nghệ
Trong phương pháp xử lý sinh học ta có thể xử lý theo nhiều cách như đã đề cập ở phần trước Nhưng từ những điều kiện của Xí nghiệp em xét thấy xử lý nước thải Xí nghiệp heo giống ĐÔNG Á theo quy trình dước đây là phù hợp với thành phần nước thải của Xí nghiệp Kiến nghị quy trình xử lý như sau:
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP HEO GIỐNG ĐÔNG Á Nước thải
Bể làm thoáng sơ bộ
Buứn phụi khoõ pha chế làm phân bón Máy nén khí Máy nén khí
Nước thải từ các nơi cần xử lý được chảy theo mương dẫn nước đến song chắn rác Tại song chắn rác sẽ giữ lại các tạp chất có kích thước lớn phần lớn là cặn rác, còn nước tiếp tục chảy qua song chắn đế hố chứa nước thải
Tại hố chứa nước thải nước được tập trung lại để chuẩn bị bơm lên bể ổn ủũnh
3.2.3.3 Beồ oồn ủũnh Nước thải đến bể ổn định với mục đích là để điều hòa nhằm duy trì dòng chảy vào và nồng độ nước thải trước khi đến các công trình xử lý kế tiếp Khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các qúa trình trong dây truyền xử lý Do đó ta sử dụng bể ổn định trên dòng chảy
3.2.3.4 Bể làm thoáng sơ bộ:
Nước thải sau khi qua bể ổn định sẽ chảy tới bể làm thoáng sơ bộ, có mục đích chính là tăng khả năng xử lý cặn lơ lửng trong nước tại bể lắng 1 Quá trình này giúp giảm nồng độ cặn không vượt quá 150mg/l trước khi đưa nước thải vào bể aerôten để xử lý sinh học hoàn toàn hoặc bể lọc sinh học Ngoài ra, làm thoáng sơ bộ còn góp phần loại bỏ kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý sinh học tiếp theo.
Nước qua bể làm thoáng được đưa đến bể lắng I Mục đích của bể lắng I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó Trong bể các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng lơ lửng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước và được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố đặt bên ngoài
Bể trung gian có nhiệm vụ chứa nước từ bể lắng I, để chuẩn bị bơm vào bể UASB
3.2.3.7 Beồ UASB Nước từ bể lắng trung gian được bơm vào bể UASB UASB là hệ thống lọc kỵ khí có lớp cặn lơ lửng, nước được đi từ dưới lên qua lớp cặn lơ lửng, trong cặn có chứa rất nhiều vi sinh vật yếm khí chúng tồn tại lơ lửng trong dịch lên men nhờ hệ thống nước thải chảy từ dưới lên
Quá trình hoạt động của bể ủ yếm khí gồm các giai đoạn: nước thải được phân phối đều nhờ hệ thống vòi phun từ dưới lên với lưu lượng 0,6-0,9m3/h Nước thải chuyển động lên tiếp xúc với hạt cặn bùn tồn tại lơ lửng trong bể, xảy ra phản ứng sinh hóa và phần lớn chất hữu cơ chuyển thành khí Khí sinh ra bám vào hạt bùn chuyển động lên tạo ra sự sáo trộn, sau đó va vào tấm chắn vỡ ra, cặn lắng xuống còn khí thoát lên phía trên Nước được thu vào máng và chuyển ra ngoài Trong quá trình vận hành, bể hình thành hai lớp bùn rõ rệt: lớp bùn sơ cấp ở đáy bể và lớp bùn được tạo ra từ quá trình lắng hoặc đẩy từ dưới lên phía trên Định kỳ, lớp bùn ở đáy bể sẽ được lấy ra để xử lý.
Nước thải sau khi xử lý ở bể UASB theo ống thu nước dẫn đến bể aeroten để xử lý bằng qúa trình bùn hoạt tính vi sinh vật lơ lửng
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI TRẠI HEO GIỐNG ĐÔNG Á
THẢI TẠI TRẠI HEO GIỐNG ĐÔNG Á
❖ Các chỉ tiêu của mẫu nước khi chảy vào trạm xử lý nước thải: pH : 6,9
❖ Xác định lưu lượng tính toán đặc trưng
• Lưu lượng trung bình ngày đêm:
• Thời gian nước xả nhiều nhất chủ yếu vào ban ngày 6h – 18h
• Thời gian nước xả ít nhất 18h – 6h
• Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hòa là t = 12h
• Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ:
• Lưu lượng nước thải lớn nhất tính theo giờ:
Qh max = Qh tb x Kh = 8,33 x 1,5 = 12,49 m 3 /h Trong đó Kh là hệ số không điều hòa theo giờ, có giá trị 1,5 – 3.5 , chọn Kh = 1,5
• Lưu lượng lớn nhất giây : Qs max = (12,49 x 1000)/ 3600 = 3,47 l/s
4.1 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH:
Nước thải trong khuân viên Xí nghiệp theo hệ thống mương dẫn gom về nơi xử lý được đi qua song chắn rác đến hố chứa nước thải Tại đây các tạp chất thô sẽ được giữ lại trên song chắn Song chắn được chế tạo từ những thanh kim loại và được đặt trên đường chảy của mương dẫn nước vào bể tiếp nhận.Với lưu lượng nước thải của Xí nghiệp ta chọn song chắn rác thủ công
- Chọn tốc độ dòng chảy trong mương v = 0,3m/s - Chọn chiều rộng mương đặt song chắn B = 0.35m Vậy chiều cao lớp nước trong mương: h = Qh Max / (3600 x vs x B) = 12,49m 3 /h / (3600s/h x 0,3m/s x 0,35m) =0,033m
- Chọn kích thước thanh rộng x dày = b x d= 5mm x 25mm và khe hở giữa các thanh w = 25mm
- Giả sử song chắn rác có n thanh, vậy số khe hở m = n + 1
Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở như sau:
350 = n x 5 + (n + 1) x 25 giải ra ta tìm được số thanh n = 10,8 nếu chọn các thanh là n = 10 ta có thể điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh lại như sau:
- Tổn thất áp lực qua song chắn:
Tổng tiết diện các khe song chắn, A:
B : Chiều rộng mương đặt song chắn rác, m b : Chiều rộng thanh song chắn,m n : Soá thanh h : Chiều cac lớp nước trong mương, m
A = (0,35m – 0,005m x 10) x 0,033m = 0,0099m 2 Vận tốc dòng chảy qua song chắn: s m m x l m s l A
Tổn thất áp lực qua song chắn:
- Hàm lượng SS sau khi qua song chắn rác giảm 4%
C = 500 (1-0,04) = 480 mgSS/l - Hàm lượng BOD20 giảm 4%
Ltc ’’ = 2119,8(1-0,04) = 2035mgBOD20/l Trong đó: l BOD mg
20 = = Số liệu thiết kế song chắn rác theo tính toán
STT Thông số Đơn vị Giá trị
Tốc độ dòng chảy trong mương, v Lưu lượng giờ lớn nhất, Qh max
Chiều cao lớp nước trong mương, h Kích thước thanh
Bề rộng, b Bề dày, d Khe hở giữa các thanh,w Soá thanh, n
Vận tốc dòng chảy qua song chắn, V Tổn thất áp lực qua song chắn, h1 m/s m 3 /h mm mm mm mm thanh m/s mm
4.1.2 Bể điều hòa nước thải
Mục đích của bể điều hoà là duy trì dòng chảy vào và nồng độ nước thải trước khi đưa vào các công trình xử lý tiếp theo Nhằm khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình trong dây truyền xử lý Nước thải của Xí nghiệp thải ra với lưu lượng không ổn định
- Chọn thời gian lưu nước t = 12h
Với Q là lưu lượng nước thải cấp cho hệ thống trung bình = 8,33m 3 /h - Chọn chiều cao bể H = 4m
- Diện tích bể được xác định: F =W/h = 34/4 = 8,5m 2 - Chọn chiều dài bể L = 5m
- Chọn chiều rộng bể B = 5m - Chọn chiều cao bảo vệ 0,3m Vậy chiều cao xây dựng là 4 + 0,3 = 4,3m Số liệu thiết kế bể ổn định theo tính toán được
Stt Tên thông số Đơn vị Kích thước
Chiều dài bể (L) Chiều rộng bể (B) Chieàu cao beồ (H) Thời gian lưu nước (t) m m m h
Bể lắng li tâm được sử dụng làm bể lắng đợt 1, có dạng hình tròn với nước thải đi vào từ tâm và chảy ra theo chu vi Vai trò chính của bể là loại bỏ chất lơ lửng ra khỏi nước thải, đảm bảo hàm lượng chất lơ lửng sau khi xử lý không vượt quá 150mg/l trước khi chuyển sang các công trình xử lý sinh học.
- Ta giả sử tải trọng thích hợp cho loại cặn tươi này là 35 m 3 /m 2 ngày
Vậy diện tích bề mặt bể lắng là:
Trong đó : Q tb ngđ : là lưu lượng trung bình ngày, m 3 /ngày LA : là tải trọng bề mặt, m 3 /m 2 ngày
Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 0,2 x 2,7 = 0,54m Chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 3m, chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7m, chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m Chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt 1 là: H + hb + hth + hbv = 3m + 0,7m + 0,2m + 0,3m = 4,2m.
Htc = H + hb + hth + hbv = 3 + 0,7 + 0,2 + 0,3 = 4,2m - Chieàu cao oáng trung taâm: h = 60% H = 0,6 x 3,0 m = 1,8 m Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng:
W 4 π ( D 2 – d 2 ) x H 4 π (2,7 2 – 0,54 2 ) x 3,0 = 16,5 m 3 - Thời gian lưu nước: t = W/ Qh tb = 16,5m 3 / 8,33m 3 /h = 1,98 h > 1,5 h
Với nồng độ chất lơ lửng Chh ’’ = 450 mg/l và vận tốc lắng của hạt u 0,42mm/s hieọu suaỏt laộng E= 55%
Hàm lượng chất lơ lửng ra khỏi bể lắng 1:
Kết qủa trên cho thấy hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng đứng đến công trình xử lý sinh học tiếp theo là C = 216mg/l, vượt qúa 150mg/l như đã nêu ở điều 6.5.3 – TCXD – 51-84.Trong trường hợp này ta chọn thêm công trình xử lý bổ sung bể làm thoáng sơ bộ trước khi vào lắng
4.1.4 Tính toán bể làm thoáng sơ bộ:
- Thể tích bể làm thoáng sơ bộ:
Qh max = lưu lượng lớn nhất giờ t = thời gian làm thoáng (thổi khí), thông thường t = 10 – 20phút, chọn t phuùt
- Lượng khí cần cung cấp cho bể làm thoáng được tính theo lưu lượng rieâng cuûa khoâng khí :
D = lưu lượng của không khí trên 1m 3 nước thải, D= 0,5m 3 /m 3
- Diện tích bể làm thoáng sơ bộ trên mặt bằng được tính theo công thức:
I = Cường độ thổi khí trên 1m 2 bề mặt bể làm thoáng trong khoảng thời gian 1h, I= 4 – 7 m 3 /m 2 h Chọn I = 4 m 3 /m 2 h
- Chiều cao công tác của bể làm thoáng:
H = W1 / F = 3,12 / 1,56 = 2 m Chọn diện tích bể làm thoáng với B x L = 0,9 x 1,8m Hàm lượng chất lơ lửng sau khi thực hiện làm thoáng sơ bộ và lắng với hiệu suaát 70%
- Hàm lượng chất lơ lửng ra khỏi bể lắng có làm thoáng sơ bộ:
Ctc ’’ = hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải dẫn đến bể làm thoáng Ctc ’’ 480mg/l
- Hàm lượng BOS20 giảm với hiệu suất 35%, vậy sau khi làm thoáng sơ bộ và lắng , hàm lượng BOS20 của nước thải còn lại:
L ’’ tc = hàm lượng BOD20 qua song chắn rác dẫn đến bể làm thoáng, Ltc ’’ 35 mg/l
-Thể tích ngăn chứa cặn tươi của bể lắng lý tâm đợt 1 được tính theo công thức (cặn trong bể lắng 1 gọi là cặn tươi) :
Q = lưu lượng trung bình giờ Q= 8,33m 3 /h E = hieọu suaỏt laộng 70% t = thời gian tích lũy cặn, t = 12h P = độ ẩm của cặn (bùn) tươi P = 95% nếu xả cặn bằng tự chảy P = 93% nếu xả cặn bằng máy bơm n = số bể lắng công tác
Theồ tớch beồ trung gian:
Trog đó: t = thời gian lưu nước 10 – 20 phút
Chọn chiều sâu hữu ích H = 1,5 m Chiều cao bảo vê 0,3m
H = 1,5 +0,3 = 1,8m Chọn chiều dài L = 2m, chiều rộng B = 1,1 m
- Lưu lượng nước chảy vào bể: Q tb h = 8,33m 3 /h
Sau khi qua song chắn rác, bể lắng đợt một hàm lượng COD giảm khoảng 40%
Vậy COD vào UASB là 2166 x (1 - 0,4) = 1299,6 mg/l Từ thực nghiêm ta có:
- Bùn nuôi cây ban đầu lấy từ bùn của bể phân hủy kị khí từ qúa trình xử lý nước thải sinh hoạt cho vào bể với hàm lượng 30 kgSS/m 3 , có Y = 0,04 gVSS/ g COD, kd
- Tỉ lệ MLVS : MLSS của bùn hoạt tính trong bể UASB = 0,75 - Tải trọng bề mặt phần lắng là 12m 3 /m 2 ngày
- Ơû tải trọng thể tích Lo = 3 kgCOD/m 3 ngày, hiệu qủa khử COD đạt 65% và BOD5 đạt 75%
- Lượng bùn phân hủy kị khí cho vào ban đầu có TS = 5%
+ Diện tích bề mặt phần lắng:
3 = 16,66m 2 + Thể tích ngăn phản ứng bể UASB:
COD v t = = 3kgCOD/m ngày * 1299,6g 3 ngày COD/m =
+ Chiều cao phần phản ứng: m m m A
Giả sử chiều cao phễu thu khí hp = 1,5m,chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m
+ Chiều cao tổng cộng bể UASB:
Htc = H + hp + hbv = 5,2 + 1,5 + 0,3 = 7 m Ta chọn bể có hai phễu thu khí Mỗi phễu có chiều cao 1,5m đáy phễu thu khí có chiều dài bằng chiều dài bể l = 4,1m và rộng r = 1,7m
Vậy phần diện tích bề mặt khe hở giữa các phễu thu khí là :
Giá trị nằm trong khoảng Akh/A = 15 – 20%
A = Diện tích bề mặt bể Akh = Diện tích khe hở giữa các phễu thu khí Ap = Diện tích đáy phễu thu khí
+ Giả sử bể có 8 ống phân phối vào, diện tích trung bình cho một đầu phân phoái : an = 4,1 x4,1 = 2,1m 2 / đầu (trong khoảng 2 – 5m 2 / đầu)
+ Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể (TS = 5%)
= TS V x M b C SS r kg x tвn m x m SS kg
Css = Hàm lượng bùn trong bể, kg/m 3 Vr = Thể tích ngăn phản ứng
TS = Hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu, % + Hàm lượng COD của nước thải sau xử lý kị khí:
CODra = (1- ECOD) x CODvào = (1 -0,65) x 1299,6 = 454,9 mgCOD/l + Hàm lượng BOD5 của nước thải sau xử lý kị khí:
BODra = (1 – EBOD ) x BODvào = (1- 0,75) x 904.8 = 226,2 mgBOD/l Trong đó:
BOD5 đầu vào = BOD20 sau lắng x 0,684 = 904,8 mg/l
+ Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày:
Px = 2,71kgVS/ngày + Thể tích khí methane sinh ra mỗi ngày:
VCH4 = 159[ ( So –S) Qb – 1,42Px] = 350,84[(1299,6 – 454,9)gCOD/ m 3 x 200m 3 /ngày x 1kg/1000g - 1,42 x 2,71]
VCH4 : Thể tích khí methane sinh ra trong điều kiện chuẩn (O o C và áp suất 1atm)
Q : Lưu lượng bùn vào bể kị khí, m 3 /ngày;
Px : Sinh khối tế bào sinh ra mỗi ngày;
350,84 : hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí methane sản sinh từ 1kg BODL chuyển hoàn toàn thành khí methane và CO2, Lít CH4 /kg BODL ;
+ Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày: ngày x
+ Lượng chất rắn từ bùn dư:
MSS = QW x CSS = 0,12 m 3 /ngày x 30kgSS/m 3 = 3,6 kgSS/ngày Số liệu thiết kế bể UASB tính được tt Thông số Đơn vị Giá trò
Diện tích bề mặt phần lắng Thể tích ngăn phản ứng Kích thước bể
Số lượng Chiều dài Chiều rộng Chieàu cao Kích thước phễu thu khí Số lượng
Chiều rộng Chieàu cao Oáng phaân phoái : Số lượng Diện tích mỗi đầu m m cái m 2
Nồng độ các chất đi vào bể aeroten:
+ Lưu lượng nước thải: Q = 200m 3 /ngđ + BOD5 đầu vào là 226,2 mg/l
+ BOD5 ở đầu ra 50 mg/l + Nước thải sau lắng II có SSra = 50mg/l (nhỏ hơn tiêu chuẩn loại B), trong đó có 65% cặn có thể phân hủy sinh học
❖ Xác định hiệu qủa xử lý
Xác định BOD5 hòa tan sau lắng II theo mối quan hệ:
Tổng BOD5 = BOD5 hoà tan + BOD5 cặn lơ lửng Xác định BOD5 của cặn lơ lửng đầu ra :
Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy:
0,65 x 50 mg/l = 32,5 mg/l BODL của cặn lơ lửng dễ phân hủy sinh học của nước thải sau lắng II:
32,5mg/l x 1,42 (mg O2 tiêu thụ/ mgtế bào bị oxy hoá) = 46,15mg/l BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau lắng II:
BOD5 hòa tan của nước thải sau lắng II:
❖ Hiệu qủa xử lý theo BOD5 hòa tan:
❖ Thể tích bể aerôten được xác định theo công thức:
= − Trong đó: θ C = 10 ngày : Thời gian lưu bùn
X = 2000 mg/l: Bùn hoạt tính MLVSS duy trì trong bể Q = 200 m 3 /ngày
Y = 0,46 mgVSS/ mgBOD5 : Hệ số sản lượng tế bào S0 = 226,2 mg/l
S = 18,6 mg/l Kd = 0,06 ngày -1 : Hệ số phân hủy nội bào
= − chọn V = 60m 3 - Chọn chiều cao của bể H1 = 3m - Chiều cao bảo vệ h = 0,5 m => Tổng chiều cao xây dựng của bể :
- D iện tích mặt thoáng của bể:
- Chọn kích thước của bể aerôten:
❖ Thời gian lưu nước của bể aerôten: θ = V/ Q = 60 / 200 = 0,3 ngày = 7,2 giờ
❖ Lượng bùn hữu cơ sinh ra khi khử BOD5
- Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính:
1 + θ C x K 1 + 10 x 0,06 - Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày:
❖ Tính lưu lượng xả bùn theo: r r t x
V = 46m 3 : Theồ tớch beồ Qr = QV = 200m 3 /ngày
X = 3000 mg/l θ C = 10 ngày XT = 0,8 x 10000 = 8000mg/l Xr = 32,5 x 0,8 = 26 mg/l ( 0,8 là tỷ lệ cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ , cặn tro ) d ng m
❖ Thời gian tích lũy cặn ( tuần hoàn lại toàn bộ) không xả cặn ban đầu ngay
Chọn thời gian lưu nước 10 ngày
❖ Sau khi hệ thống hoạt động ổn định lượng chất hữu cơ thải ra mỗi ngày:
B = Qx x 10000 = 0,85 x 10000 = 8500 g/ngày = 8,5 kg/ngày - Trong đó cặn bay hơi:
B’ = 0,8 x 8,5 = 6,8 kg/ngày - Cặn bay hơi trong nước đã được xử lý đi ra khỏi bể:
B” = 200 x 26 = 5200 g = 5,2 kg/ngày - Tổng cặn hữu cơ sinh ra:
❖ Xác định lưu lượng tuần hoàn:
- Để nồng độ bùn trong bể giữ giá trị X = 2000 mg/l, ta có:
X: Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể:
MLSS = MLVSS / 0,8 = 2000( mg VSS/l) / 0,8 = 2500 mgSS/l
❖ Kiểm tra giá trị của tốc độ ρ sử dụng chất nền ( BOD5 ) của 1gram bùn hoạt tính trong 1 giờ ρ 0 xθ1
Cả hai giá trị đều phù hợp giới hạn cho phép: F/ M = 0,2 – 0,6 kg/kg ngày và tải trọng trong khoảng 0,8 – 1,92 kg BOD5 /m 3 ngày
❖ Tính lượng không khí cần:
Giả sử hiệu qủa chuyển hóa oxy đối với thiết bị thổi khí là 8%, hệ số an toàn f = 2
+ Tính lượng BOD cần chuyển hóa dựa trên BODL : - Lượng BODL chuyển hóa: BOD5 = BODL x 0,68
- Lượng BODL đã chuyển hóa:
Kg O2 / ngđ = lượng BODL đã chuyển hóa - 1,42 x PX
= 61,6 – 1,42 x 12 = 44,56 kgO2 /ngủ Giả sử rằng không khí có 23,2% trọng lượng oxy và khối lượng riêng không khí là 1,20 kg/m 3 Vậy lượng không khí lý thuyết là: ngay m m kg ngay kg
2 = ta kiểm tra lại lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn: phut m l m ngay l phut m ngay m
3 trị số q thuộc khoảng q = (20 – 40) L/m 3 phút
Vậy lượng khí cần thiết cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn:
Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí:
- Số đĩa phối khí, với kích thước đĩa D = 150mm được tính theo công thức treân trong đó:
Q : Lưu lượng không khí thổi vào bể aerôten trong một đơn vị thời gian (m 3 / phuùt) q:Lưu lượng riêng của không khí đối với diffuser, q = 100 – 200 l/phút
Các thông số của bể Aerôten
Stt Tên thông số Đơn vị Kích thước
Chiều dài (L) Chiều rộng (B) Chieàu cao (H) Thời gian lưu nước Lưu lượng không khí cần thiết m m m giờ (h) m 3 /phuùt
Chọn bể lắng đứng Ta chọn tải trọng thích hợp cho loại bùn hoạt tính này là 20m 3 /m 2 ngày và tải trọng chất rắn là 5,0kg/m 2 h
Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt là:
Q TB ngđ : Lưu lượng trung bình ngày đêm LA : Tảứi trọng bề mặ
Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn:
LS : Tải trọng chất rắn, kgSS/m 2 ngày Do AL > AS , diện tích bề mặt theo tải trọng bề mặt là diện tích tính toán ẹửụng kớnh beồ laộng:
Chọn D = 3,6 m Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 0,2 x 3,6 = 0,72 m Chọn chiều sâu hữu ích bể lắng hL = 2,7m , chiều cao lớp bùn lắng hb = 1,5m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m
Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng II là:
HTC = hL + hb + hbv = 2,7 + 1,5 + 0,3 = 4,5 m Chieàu cao oáng trung taâm:
H = 60% hL = 0,6 x 3,0 = 1,8 m Kiểm tra lại thời gian lưu nước ở bể lắng:
VL 4 π (D 2 – d 2 ) x hL 4 π (3,6 2 – 0,72 2 ) 2,7 = 26,4 m 2 Thời gian lưu nước:
= +Thể tích phần chứa bùn:
Vb = A x hb = 10 x 1,5 = 15m 3 Thời gian lưu bùn trong bể: h h h m x ngay ngay Q m
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép LS < 500 m 3 /m.ngày
Các thông số của bể lắng II
STT Teõn thoõng soỏ ẹụn vũ Kớch thước 1
2 3 4 Đường kính bể (D) Đường kính ống trung tâm (d) Chieàu cao beồ (H)
Tổng lượng bùn trong qúa trình xử lý dẫn đến bể được tính theo : G = Q (0,8 x SS + 0,3 x S) 10 -3 = 200 (0,8 x500 + 0,3 x 1400) x 10 -3 = 164kg/ngày
SS: Hàm lượng cặn lơ lửng S : Lượng BOD5 xử lý được
-Thể tích cặn đưa về bể trong một ngày: ngay x m
D = 1,7 m H = 1,5 m Chọn chiều cao nắp chụp h1 =1
Thiết kế bể tiếp xúc phải thỏa mãn 2 nhu cầu:
- Hóa chấtvà chất thải phải được khuấy trộn đều - Clo hoạt tính phải đủ thời gian để phản ứng xảy ra hoàn toàn
Tính bồn pha hoá chất: Đối với trạm xử lý có lưu lượng Q < 1000 m 3 /ngđ thì ta xử dụng Clorua vôi Ca(ClO)2
Liều lượng Clorine cần thiết để khử trùng nước thải sau khi qua bể phân hủy sinh học là 5 g/m 3
Hàm lượng Clo hoạt tính trong clorua vôi 30% đã có tính đến tổn thất trong bảo quản
⇨ Liều lương clo hoạt tính cần thiết:
5 g m a= - xác định dung tích bồn pha hóa chất: γ x P
Wh : dung tích bồn pha hoá chất Q : lưu lượng nước thải xử lý T : thời gian giữa hai lần pha hoá chất chọn t = 24h P : nồng độ dung dịch clo trong thùng pha trộn, P = 5% γ : khối lượng riêng của dung dịch Ca(ClO)2 , γ = 1 kg/l = 10 6 g/m 3
W h = x Chọn bồn pha hoá chất bằng thép không rỉ để sử dụng, chọn thùng có dung tích 70 lít
Theồ tớch beồ tieỏp xuực
Q: lưu lượng nước thải xử lý (m 3 /h) t : thời gian nước lưu trong bể tiếp xúc, chọn t= 30 phút
- Kích thước bể tiếp xúc:
H: Chiều cao bể tiếp xúc, chọn H= 1m L : là chiều dài bể, chọn L = 4m
- Xác định khoảng cách giữa các vách ngăn:
Chiều dài vách lấy bằng 2/3 chiều rộng của bể Chiều rộng của bể tính toán được là 0,35 m
Khoảng cách giữa các vách ngăn: 1m
Các thông số thiết kế bể tiếp xúc
Stt Tên thông số Đơn vị Kích thước
Chiều dài bể tiếp xúc Chiều rộng bể tiếp xúc Chieàu cao beồ tieỏp xuực Chiều dài vách ngăn Khoảng cách giữa các vách ngăn m m m m m
4.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ 1 Đường ống dẫn nước trong dây chuyền công nghệ Đường kính ống dẫn được xác định bằng công thức:
Vnước : tốc độ nước chảy trong ống dẫn từ 0,7 – 1m/s, chọn Vnước = 0,7m/s
Q : Lưu lượng của nước thải , Q = 8,33m 3 /h
Chọn D = 65 mm Vậy ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có đường kính Φ = 65mm
- Chọn bơm nước từ bể chứa nước lên bể ổn định:
Q = 8,33m 3 /h và H = 5m - Chọn bơm nước từ bể trung gian lên UASB:
Q = 8,33m 3 /h và H = 7m - Chọn bơm bùn tuần hoàn từ bể lắng II lên aerôten:
Q = 3,8 m 3 /h và H = 2 m - Chọn bơm bùn dư vể bể Mêtan
3 .Máy nén khí a) Máy nén dùng cho bề aeroten
Công suất máy nén khí được xác định như sau:
Trong đó: q: lưu lượng khí cần cung cấp, q = 0,046m 3 /s η: hiệu suất máy bơm, chọn η = 75%
P : áp lực của không khí nén, at Ta có:
HCT : áp lực yêu cầu chung khi tạo bọt khí, m
HCT = hd + hc + hf + H Với: hd , hc : tổn thất áp lực theo chiều dài và cục bộ Thông thường hd và hc không được vượt qúa 0,4m hf : tổn thất áp lực qua ống phân phối, hf không được vượt qúa 0,5m
H : chieàu cao beồ aeroõten H = 3,5m Vậy : HCT = 0,2 + 0,3 + 3,5 = 4m
Vậy áp lực không khí nén là: at P 1,39
Công suất máy nén được xác định :
Công suất thực của máy nén:
Ntt = 1,2 x 2 = 2,4 KW Vậy chọn máy nén khí công suất 2,4 KW b) Máy nén khí cho bể làm thoáng:
HCT = H + hd + hc + hf = 2 + 0,2 + 0,3 = 2,5 m trong đó : H = 2 chiều cao bể
Công suất máy nén khí:
Công suất thực của máy:
Ntt = 1,2 x 0,05 = 0,06KW Vậy chọn máy nén khí công suất 0,06KW
TÍNH KINH TEÁ
5.1 TỔNG KINH PHÍ DỰ TOÁN 5.1.1 Các công trình cơ bản
STT Công trình Kích thước L *B*H (m) Số đơn nguyên
5.1.2 Dự trù kinh phí xây dựng tối thiểu: a) Phần xây dựng STT Công trình Đ vị Số lượng Đơn giá Thành tiền
Tổng cộng (A) 317 540.000 317.540.000 b) phaàn thieát bò:
STT Công trình Đơn vị Số lượng Đơn giá Thành tiền
3 Máy thổi khí bể làm thoáng.006 KW
4 Máy nén khí bể aeroâten 2,4KW
6 Thùng chứa hoá chất bằng nhựa 70Lít
7 Cầu thang, sàn công tác
8 Đĩa phân phối khí Cái 8 680.000 680.000
9 Hệ thống gạt bùn Bộ 2 5.000.000 5.000.000
10 Valve, phuù tuứng , đường ống kỹ thuật
Tổng cộng (B) 74.880.000 c) Các chi phí khác:
STT Hạng mục Kí hiệu Cách tính Thành tiền
1 Chi phí thieát keá kyõ thuật
2 Chi phí khảo sát và phaân tích maãu
3 Chi phí lập thuyết minh và chọn phương án thiết kế
4 Chi phớ chuyeồn giao coõng ngheọ
Tổng cộng kinh phí đầu tư (làm tròn) 419.100.000
5.1.3 Tính toán tính kinh tế cho dự án
Chi phí đầu tư xây dựng 1m 3 nước thải là:
C : Tổng chi phí xây dựng n: Niên hạn thiết kế chọn 10 năm
365 : Số ngày trong một năm
Q : Lưu lượng nước thải , Q = 200 m 3 /ngđ C hi phí lãi suất ngân hàng tính cho 1m 3 nước thải:
5.1.4 Chi phí xử lý 1m 3 nước thải: chi phí xử lý 1m 3 bao gồm những chi phí sau: a) Chi phí hoá chất:
Lượng Clor dùng trong trạm xử lý là a = 5g/m 3 , hàm lượng Clo tinh khiết 30%, và giá 1kg clorua vôi là 10.000 đồng
Chi phí hoá chất trong một năm là:
5 = đồng /năm b) Chi phớ ủieọn naờng:
Năng lượng điện tiêu thụ: Ước lượng khoảng 300KWh ngày: 300 * 760 đồng = 228.000 đồng Chi phí cho 1 năm là: 365 * 228.000 = 83.220.000 đồng /năm c) Chi phí nhaân coâng:
Lương nhân viên: trả lương hai người với mức lương 800.000 đồng/ người tháng
2* 800.000 * 12 tháng/năm = 19.200.000đồng/năm d) Chi phí sửa chữa định kỳ: 10.000 đồng /ngày
Vậy trong một năm là: 3.650.000đồng/năm e) Gía thành 1m 3 nước thải xử lý là:
Tổng chi phí xử lý:
S = 12.767.000 + 83.220.000 + 19.200.000 + 3.650.000 = 118.837.000đồng/năm Vậy giá thành cho 1m 3 xử lý nước thải cho một ngày:
5.2 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI:
5.1.1 Kiểm tra sự làm việc của từng công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải: Để trạm xử lý làm việc tốt và có tuổi thọ lâu dài thì ta phải thường xuyên kiểm tra và bào trì các công trình bằng cách xem xét:
- Lưu lượng nước thải chảy ở từng công trình và tại trạm
- Lượng cặn,cát, bùn thu được tại song chắn rác, bể làm thoáng, bể lắng - Năng lượng điện tiêu thụ cung cấp cho nhu cầu xử lý
- Lưu lượng khí cung cấp cho bể làm thoáng, aerôten
- Lượng hoá chất tiêu thụ tại bể tiếp xúc
- Hiệu suất làm việc của các công trình đơn vị theo số liệu phân tích chỉ số hoá sinh của nước thải trước và sau xử lý
Cần phải xem lưu lượng thực tế nước chảy vào trạm có phù hợp với định mức lưu lượng thực tế cho phép hay không
Phải lên kế hoạch theo dõi định kỳ thời gian lấy mẫu nước thải trước và sau xử lý đem phân tích kiểm tra sự biến đổi khác thường trong các công trình xử lý để có biện pháp khắc phục kịp thời
5.1.2 Các chỉ tiêu cần kiểm tra:
- Đối với song chắn rác: cần kiểm tra lượng rác thải ra
- Bể lắng: đánh giá hàm lượng chất lơ lửng giữ lại trong bể và hàm lượng trôi ra khỏi bể
- Đối với aerôten: đánh giá hàm lượng chất hữu cơ đã được xử lý và lượng oxy hoà tan
- Bể khử trùng đánh giá lượng vi sinh vật còn lại có đủ tiêu chuẩn xả vào nguồn khoâng
5.3 CÁC SỰ CỐ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI – BIỆN PHÁP KHẮC PHUẽC :
Trong qúa trình vận hành có thể có những sự cố bất ngờ cản trở chế độ làm việc bình thường của trạm xữ lý nước thải
- Công trình bị qúa tải
- Lưu lượng nước thải đột xuất tăng cao vượt mức thiết kế
- Nguồn điện bị ngắt trong khi đang hoạt động
- Tới kỳ hạn không kịp thời tu sửa, đại tu các công trình và thiết bị điện
Cán bộ công nhân viên vận hành không tuân theo các quy tắc quản lý kỹ thuật
- Cần thiết có tài liệu hướng dẫn về sơ đồ công nghệ của toàn bộ trạm xử lý và cấu tạo của từng công trình Trong đó ngoài các số liệu về kỹ thuật cần ghi rõ lưu lượng thực tế và lưu lượng thiết kế củu công trình
- Tiến hành vệ sinh mương dẫn nước đều đặn
- Nên dùng hai nguồn điện độc lập để tránh mất điện
5.4 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ AN TOÀN KỸ THUẬT:
Quản lý trạm xử lý phải có phòng kỹ thuật, trách nhiệm phòng kỹ thuật là quản lý các mặt:
- Kỹ thuật an toàn, hoả hoạn và các biện pháp tăng năng suất
- Các công trình phải có hồ sơ xử lý, những thay đổi về chế độ quản lý công trình phải kịp thời ghi vào hồ sơ đó
- Đối với tất cả các công trình phải giữ nguyên không được thay đổi về chế độ công nghệ
- Tiến hành sửa chữa, đại tu đúng kỹ thuật
- Nhắc nhở công nhân thường trực ghi đúng sổ sách và kịp thời sửa chưa khi có sự cố
- Hàng tháng lập báo cáo kỹ thuật về quản lý công trình
Tổ chức cho công nhân học tập kỹ thuật nâng cao tay nghề để quản lý công trình tốt hôn
Người điều hành phải hiểu biết về an toàn kỹ thuật và tuân thủ theo quy tặc an toàn Công nhân phải được trang bị những vật dụng cần thiết cho việc bảo hộ lao động như : quàn áo, giày dép, mũ an toan lao động
Hướng dẫn cho những công nhân mới vào làm việc các điều hành,
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hoạt động chăn nuôi của Xí nghiệp heo giống ĐÔNG Á đã góp phần vào việc cung cấp cho nghành chăn nuôi những con giống đạt chất lượng nhằm nâng cao hiệu qủa về kinh tế, góp phần nâng cao đời sống của người dân làm chăn nuôi
Bên cạnh mặt tích cực lại có những vấn đề bức xúc, việc hàng ngày một lượng chất thải lớn thải ra từ hoạt động chăn nuôi của Xí nghiệp không được xử lý đúng mức đã gây ô nhiễm môi trường, làm ảnh hưởng đến người dân sống gần đó, nhất là vị trí của Xí nghiệp lại nằm gần ngay khu dân cư sinh sống và làm việc
Từ kết qủa phân tích mẫu nước cho thấy nước thải chăn nuôi heo thải ra của Xí nghiệp so với tiêu chuẩn loại B của TCVN 5945 – 1995 thấy vượt chỉ tiêuchuẩn cho phép thải nhiều lần Điều này cho thấy cần phải có một quy trình xử lý hợp lý để nước thải thải ra đạt tiêu chuẩn cho phép
Phương pháp xử lý nước thải đã chứng minh hiệu quả trong việc đáp ứng tiêu chuẩn thải loại B với nồng độ BOD5 = 50mg/l và SS = 60mg/l Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn, đảm bảo không hoặc có rất ít vi sinh vật gây bệnh Quá trình xử lý cũng thu được lượng bùn có thể chế biến thành phân bón cho cây trồng Đáng chú ý, lượng khí metan thu được từ bể UASB có thể tận dụng làm nhiên liệu đốt phục vụ cho quá trình sản xuất.
Trong các phương pháp hoá, lý, sinh Việc lựa chọn phương pháp nào cho phù hợp với điều kiện hiện tại của Xí nghiệp sao cho hiệu qủa xử lý cao, chi phí giá thành thấp là đạt yêu cầu
Trong ba tháng tiến hành làm đề tài này em đã khảo sát thực tế tình hình sản xuất và thải bỏ chất thải của Xí nghiệp, dưa vào tính chất nước thải,tiêu chuẩn quy định xả nguồn, khả năng tài chánh, điều kiện mặt bằng của Xí nghiệp hiện nay thì dùng mô hình UASB là thích hợp
Tuy kinh phí bỏ ra không hề nhỏ khi đầu tư vào hệ thống xử lý chất thải theo công nghệ tiên tiến, nhưng việc phòng ngừa luôn tốt hơn chữa trị Việc bảo vệ sức khỏe của cộng đồng và môi trường sống là ưu tiên hàng đầu Do đó, mặc dù gặp khó khăn về kinh tế nhưng doanh nghiệp vẫn nên cân nhắc xây dựng hệ thống này để đảm bảo một môi trường làm việc và sinh sống lành mạnh cho tất cả các bên liên quan.
Do hệ thống vận hành còn phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác có thể ảnh hưởng đến hiệu qủa xử lý như thời tiếp, nhiệt độ Và hệ thống xử lý được xây dựng kiên cố không thể di dời khi muôn bố trí trạm xử lý nước thải ở chỗ khác Em xin có một vài đề nghị:
- Nên bố trí các công trình xây dựng sao cho nước tự chảy từ bể này sang bể kia là tốt, để tiết kiệm được chi phí bơm
- Thường xuyên đo đạc, kiểm tra các thông số hoạt động của hệ thống nhằm phát hiện khắc phục và điều chỉnh các thiếu sót kịp thời
- Đây là một Xí nghiệp của nhà nước Đ ề nghị cơ quan nhà nước có thẩm quyền hỗ trợ thêm kinh phí, cũng như kĩ thuật để tạo điều kiện xây dựng công trình xử lý được tốt hơn
Phụ lục 1: Tiêu chuẩn nước thải (TCVN 5945 – 1995)
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ GIỚI HẠN
KPHĐ : không phát hiện được
+ Tiêu chuẩn này dùng để kiểm soát chất lượng nước thải công nghiệp trước khi thải vào các vực nước
+ Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất thành phần bằng hoặc nhỏ hơn giá trị quy định ở cột A có thể thải vào khu vực nước dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt
+ Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất thành phầp bằng hoặc nhỏ hơn giá trị quy định ở cột B chỉ được thải vào các khu vực nước dùng cho các mục đích giao thông thủy, tưới tiêu, nuôi thủy sản, trồng trọt
Nước thải công nghiệp có giá trị thông số và nồng độ các chất thành phần lớn hơn mức quy định tại cột B nhưng không vượt quá cột C được phép xả thải vào khu vực có sự quản lý tập trung.
+ Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất cthành phần bằng hoặc lớn hơn giá trị quy định cột C thì phải xử lý trước khi xả vào môi trường.
