thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn yên thành – nghệ an

i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đợt thực tập làm đồ án tốt nghiệp này, em đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của nhiều cơ quan, tổ chức, cá nhân. Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô viện CNSH và Môi Trường, trường Đại học Nha trang đã cung cấp những kiến thức quý báu trong thời gian học tập vừa qua. Đặc biệt, em xin gửi đến thầy giáo Ngô Đăng Nghĩa lời cảm ơn sâu sắc, thầy đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Xin cảm ơn quý thầy cô phản biện đã dành thời gian quan tâm đến đồ án, đóng góp những ý kiến quý báu để đồ án được hoàn thiện hơn. Ngoài ra em cũng gửi lời cảm ơn đến các anh chị phòng kĩ thuật nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Thành – Nghệ An đã tạ điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực tập tại nhà máy. Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, tháng 6, năm 2012. Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Dung. ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH xi MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN VÀ NHÀ MÁY TINH BỘT SẮN YÊN THÀNH 3 1.1 Tổng quan về củ sắn 3 1.1.1 Cấu tạo của củ sắn. 3 1.1.2 Phân loại củ sắn 3 1.1.3 Thành phần hóa học của củ sắn 4 1.2 Tổng quan về ngành chế biến tinh bột sắn 4 1.2.1 Hiện trạng ngành chế biến tinh bột sắn ở Việt nam. 4 1.2.2 Quy mô sản xuất tinh bột sắn 5 1.2.3 Quy trình chế biến tinh bột sắn trong và ngoài nước. 5 1.3 Hiện trạng môi trường của quá trình sản xuất tinh bột sắn 6 1.3.1 Nước thải 6 1.3.1.1 Nguồn gây ô nhiễm 6 1.3.1.2 Tác động của các chất ô nhiễm trong nước thải. 7 1.3.2 Khí thải 8 1.3.3 Chất thải rắn. 8 1.4 Các phương pháp xử lý nước thải tinh bột sắn.` 9 1.4.1 Phương pháp cơ học. 9 1.4.1.1 Song chắn rác 9 1.4.1.2 Bể lắng cát 9 iii 1.4.1.3 Bể lắng 9 1.4.1.4 Bể vớt dầu mỡ 9 1.4.1.5 Bể lọc 10 1.4.2 Phương pháp hóa lý 10 1.4.2.1 Phương pháp keo tụ và đông tụ. 10 1.4.2.2 Tuyển nổi 10 1.4.2.3 Hấp phụ. 11 1.4.2.4 Phương pháp trao đổi ion. 11 1.4.2.5 Các quá trình tách bằng màng 11 1.4.2.6 Phương pháp điện hoá. 11 1.4.2.7 Phương pháp trích ly. 11 1.4.3 Phương pháp hóa học. 12 1.4.3.1 Phương pháp trung hoà 12 1.4.3.2 Phương pháp oxy hoá khử 12 1.4.3.3 Khử trùng nước thải 12 1.4.4 Phương pháp sinh học 13 1.4.4.1 Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên 13 1.4.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo 14 1.5 Một số quy trình xử lý nước thải trong công nghệ sản xuất tinh bột sắn 17 1.5.1 Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Phước Long – xã Bù Nho – huyện Phước long- tỉnh Bình Phước. 17 1.5.2 Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Hoàng Minh 18 1.6 Tổng quan về nhà máy tinh bột sắn Yên Thành – Nghệ An 19 1.6.1 Giới thiệu về nhà máy 19 1.6.2 Vị trí và quy mô hoạt động của nhà máy 20 1.6.3 Cơ cấu tổ chức cán bộ - công nhân viên 20 1.6.4 Năng lực sản xuất và sản phẩm 22 1.6.5 Đặc điểm tổ chức sản xuất kinh doanh 22 1.6.6 Hiện trạng điều kiện tự nhiên 23 iv 1.6.6.1 Điều kiện khí hậu 23 1.6.6.2 Tài nguyên sinh vật và hệ sinh thái khu vực 23 1.6.7 Quy trình sản xuất. 24 1.6.7.1 Sơ đồ quy trình sản xuất của nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 24 1.6.7.2 Thuyết minh sơ đồ quy trình sản xuất: 25 1.6.8 Hiện trạng môi trường của nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 27 1.6.8.1 Nguồn phát sinh chất thải từ hoạt động công nghệ sản xuất 28 1.6.8.2 Các loại ô nhiễm chính tại nhà máy. 29 1.6.9 Kết quả khảo sát hiện trạng xử lý nước thải của nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 33 1.6.9.1 Sơ đồ quy trình công nghệ thực tế hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 33 1.6.9.2 Thuyết minh quá trình vận hành xử lý nước thải 33 1.6.9.3 Kết quả các thông số nước thải tại nhà máy. 38 1.6.9.4 Nhận xét ưu điểm và khuyết điểm của hệ thống: 39 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 Đối tượng nghiên cứu 40 2.1.1 Các thông số đầu vào 40 2.1.2 Thông số đầu ra 40 2.2 Cơ sở xây dựng các phương pháp đề xuất. 41 2.2.1 Cơ sở lý thuyết khi sử dụng phương pháp xử lý cặn lơ lửng. 41 2.2.2 Cơ sở lựa chọn bể axit hóa để xử lý CN 42 2.2.3 Cơ sở lựa chọn xử lý kỵ khí UASB 43 2.2.4 Cơ sở lựa chọn hiếu khí. 45 2.2.5 Cơ chế xử lý nitơ, phot pho 46 2.3 Phương pháp tính toán các công trình xử lý nước thải. 47 2.4 Thể hiện các công trình trên bản vẽ 47 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 48 v 3.1 Các phương án đề xuất: 48 3.1.1 Phương án 1 48 3.1.2 Phương án 2 51 3.2 Tính toán các công trình xử lý theo 2 phương án đề xuất 53 3.2.1 Tính toán phương án 1 53 3.2.1.1 Hầm bơm tiếp nhận 53 3.2.1.2 Song chắn rác 54 3.2.1.3 Bể axit hóa 57 3.2.1.4 Bể lắng đợt 1. 58 3.2.1.5 Bể chứa dung dịch NaOH. 61 3.2.1.6 Bể trung hòa 61 3.2.1.7 Bể UASB 62 3.2.1.8 Aerotank 73 3.2.1.9 Bể lắng đợt 2 86 3.2.1.10 Hồ Sinh học 89 3.2.1.11 Bể nén bùn 91 3.2.1.12 Tổng hợp kết quả xử lý nước thải phương án 1 93 3.2.2 Tính toán phương án 2: 97 3.2.2.1 Hầm bơm tiếp nhận. . 97 3.2.2.2 Song chắn rác: 97 3.2.2.3 Bể lắng cát 98 3.2.2.4 Bể axit 102 3.2.2.5 Bể trung hòa 102 3.2.2.6 Bể keo tụ tạo bông. 102 3.2.2.7 Bể UASB 109 3.2.2.8 Bể lọc sinh học tải trọng cao 111 3.2.2.9 Bể lắng đợt 2 116 3.2.2.10 Hồ sinh học. 118 3.2.2.11 Sân phơi bùn: 118 vi 3.2.2.12 Tổng hợp kết quả xử lý nước thải theo phương án 2 120 3.3 Khái toán chi phí và lựa chọn công nghệ xử lý 123 3.3.1 Khái toán chi phí xây dựng 123 3.3.1.1 Phương án 1. 123 3.3.1.2 Phương án 2. 125 3.3.2 Chi phí vận hành 128 3.3.2.1. Chi phí điện năng 128 3.3.2.2 Chi phí hóa chất 130 3.3.2.3 Chi phí công nhân vận hành: 130 3.3.2.4 Tính chi phí xử lý 1m 3 nước thải 130 3.3.3 Lựa chọn công nghệ xử lý: 130 3.3.3.1 Ưu điểm, nhược điểm chung của cả 2 phương án 130 3.3.3.2 Ưu điểm nhược điểm phương án 1 131 3.3.3.3 Ưu, nhược điểm của phương án 2 132 3.3.3.4 So sánh và lựa chọn công nghệ xử lý. 133 3.4 Quản lý, vận hành trạm xử lý nước thải 135 3.4.1 Nguyên tắc quản lý vận hành trạm xử lý nước thải. 135 3.4.2 Những phương pháp kiểm tra theo dõi sự làm việc của các công trình. 135 3.4.2.1 Kiểm tra sự làm việc của công trình làm sạch 135 3.4.2.2 Bể UASB 136 3.4.2.3 Bể aerotank 137 3.4.2.4 Bể lắng đợt 2: 139 3.4.3 Những nguyên nhân phá huỷ chế độ làm việc bình thường của các công trình xử lý nước thải - biện pháp khắc phục 140 3.4.4 Tổ chức quản lý và kỹ thuật an toàn 140 3.4.4.1 Tổ chức quản lý. 140 3.4.4.2 Kỹ thuật an toàn 141 3.4.4.3 Bảo trì 141 vii KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 145 PHỤ LỤC Bản vẽ 1: Mặt cắt nước. Bản vẽ 2: Mặt bằng hệ thống xử lý. Bản vẽ 3: Hầm bơm tiếp nhận. Bản vẽ 4: Bể điều hòa. Bản vẽ 5: Bể lắng 1. Bản vẽ 6: Bể trung hòa. Bản vẽ 7: Bể UASB. Bản vẽ 8: Bể Aerotank. Bản vẽ 9: Bể lắng 2. Bản vẽ 10: Bể nén bùn. viii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy sinh hóa, mgO 2 /l. COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy hóa học, mgO 2 /l. DO : Dissolved Oxygen – Ôxy hòa tan, mgO 2 /l. UASB : Upflow Anaerobic Sludge Blanket - Bể với lớp bùn kỵ khí dòng hướng l ên. F/M : Food / Micro - organism – Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật trong môi trường. MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/l. MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng, mg/l. SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/l. VSS : Volatile Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi, mg/l. TN : Tổng nitơ. TP : Tổng photpho. CN : Xianua. h : Giờ. S : Giây. NXB : Nhà xuất bản. QCVN : Quy chuẩn Việt Nam. ngd : Ngày đêm. PA : Phương án. PP : Phương pháp. STT : Số thứ tự. ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học của vỏ củ sắn và bã sắn. 4 Bảng 1.2: Các nguồn phát sinh chất thải ở nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 27 Bảng 1.3: Kết quả thí nghiệm ở đầu vào và đầu ra sau xử lý: 38 Bảng 2.1: Các thông số của nước thải tại nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 40 Bảng 2.2: Các thông số đầu ra của nước thải sau khi đã xử lý theo 40 Bảng 2.3: Lượng phèn cần thiết theo hàm lượng cặn của nước nguồn 42 Bảng 2.4: So sánh giữa các phương pháp xử lý kỵ khí 44 Bảng 3.1: Giới thiệu hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài và công trình. 53 Bảng 3.2: Các thông số xây dựng song chắn rác: 56 Bảng 3.3: Các thông số nước đầu vào của bể axit hóa 57 Bảng 3.4: Các thông số đầu ra của bể axit hóa 58 Bảng 3.5: Thông số thiết kế bể lắng 1 60 Bảng 3.6: Nồng độ chất thải sau khi qua bể lắng đợt 1 60 Bảng 3.7: Thông số bể trung hòa. 62 Bảng 3.8: Các thông số nước thải đầu vào của bể UASB 63 Bảng 3.9: Các thông số thiết kế bể UASB: 72 Bảng 3.10: Thông số nước thải sau khi qua bể UASB vào bể aerotank: 73 Bảng 3.11: Thông số thiết kế bể aerotank 85 Bảng 3.12: Kích thước xây dựng bể lắng 2. 89 Bảng 3.13: Thông số nước thải đầu vào và ra khi qua bể aerotank và bể lắng 2. 89 Bảng 3.14: Nồng độ đầu vào và ra của phospho và nitơ cả các quá trình aerotank, bể lắng 2 và hồ hiếu kỵ khí 91 Bảng 3.15: Nồng độ COD, BOD 5 , SS, CN đầu vào và ra sau hồ hiếu kỵ khí 91 Bảng 3.16: Tổng hợp hiệu suất xử lý chất thải của từng công trình 94 Bảng 3.17: Tổng hợp kết quả xử lý nước thải phương án 1 94 Bảng 3.18: Các thông số thiết kế hầm hơm tiếp nhận phương án 2. 97 x Bảng 3.19: Các thông số thiết kế song chắn rác phương án 2 97 Bảng 3.20: Các thông số nước đầu vào của bể lắng cát 98 Bảng 3.21: Quan hệ giữa kích thước thủy lực U 0 và đường kính của hạt cát. 99 Bảng 3.22: Kích thước của lắng cát được xây dựng như sau 101 Bảng 3.23: Các thông số đầu vào bể axit 102 Bảng 3.24: Các thông số thiết kể bể axit. 102 Hình 3.25: Các thông số thiết kế bể trung hòa phương án 2 102 Bảng 3.26: Thông số thiết kế bể tạo bông. 107 Bảng 3.27: Theo số liệu thực nghiệm hiệu suất khử chất ô nhiễm nước thải tinh bột sắn qua bể lắng keo tụ tao bông 107 Bảng 3.28: Kết quả nước thải đầu vào và ra bể UASB 110 Bảng 3.29: Các thông số tính toán thiết kế bể lọc sinh học 112 Bảng 3.30: Kích thước xây dựng bể lắng 2 phương án 2 117 Bảng 3.31: Thông số nước thải đầu vào và đầu ra sau bể lọc sinh học và lắng 2: .117 Bảng 3.32: Thông số nước thải đầu vào và đầu ra sau hồ hiếu kỵ khí. 118 Bảng 3.33: Bảng tổng hợp hiệu suất xử lý chất thải của từng công trình PA 2. 120 Bảng 3.34: Tổng hợp kết quả xử lý nước thải phương án 2 120 Bảng 3.35: Bảng khai toán chi phí xây dựng và thiết bị hệ thống xử lý PA 1 123 Bảng 3.36: Tổng diện tích xây dựng theo phương án 1 125 Bảng 3.37: Bảng khai toán chi phí xây dựng và thết bị hệ thống xử lý PA 1 125 Bảng 3.38: Tổng diện tích xây dựng theo phương án 2 127 Bảng 3.39: Bảng tổng điện năng tiêu thụ 1 ngày hoạt động của hệ thống theo phương án 1. 128 Bảng 3.40: Bảng tổng điện năng tiêu thụ 1 ngày hoạt động của hệ thống xử theo phương án 2. 129 Bảng 3.41: Bảng so sánh các vấn đề chính 2 phương án. 134 [...]... 21 Hình 1.6: Sơ đồ bộ máy tổ chức 22 Hình 1.7: Sơ đồ sản xuất nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 24 Hình 1.8: Sơ đồ mặt bằng trạm xử lý nước thải nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 33 Hình 1.9: Nhà máy xử lý nước thải tinh bột sắn Yên Thành 35 Hình 1.10: Các công trình xử lý nước thải tại nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 36 Hình 1.11: Phòng thí nghiệm 37 Hình 1.12: Bể UASB ... công nghệ xử lý nước thải phù hợp có ý nghĩa hết sức thiết thực nhằm cải thiện điều kiện môi trường sống, khắc phục hiện trạng ô nhiễm Trước thực trạng trên, 2 yêu cầu thực tiễn đặt ra là cần tiến hành thiết kế một hệ thống xử lý nước thải để giảm thiểu ô nhiễm do nước thải ngành tinh bột sắn gây ra Vì vậy em chọn đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Thành – Nghệ. .. nước thải của nhà máy Hoàng Minh 19 Ưu điểm: Hệ thống vận hành đơn giản, không chiếm nhiều diện tích Khuyết điểm: Không xử lý triệt để lượng CN trong nước thải tinh bột sắn 1.6 Tổng quan về nhà máy tinh bột sắn Yên Thành – Nghệ An 1.6.1 Giới thiệu về nhà máy Nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Thành trực thuộc Chi nhánh Tổng Công ty Máy động lực và Máy nông nghiệp tại Nghệ An Chi nhánh được thành lập vào... hành hệ thống xử lý nước thải 4 Giới hạn của đề tài Tập trung vào xử lý các chỉ tiêu nước thải chưa đạt tiêu chuẩn chất lượng hiện hành Sử dụng mẫu phân tích nước thải đã được cung cấp tại nhà máy tinh bột sắn Yên Thành để thiết kế hệ thống xử lý nước thải, tính toán xây dựng công trình Thời gian thực hiện: 20/02/2012 đến 02/06/2012 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN VÀ NHÀ MÁY TINH BỘT... xử lý nước thải theo PA 2 121 Hình 3.14: Kết quả xử lý BOD5 qua các công trình xử lý nước thải theo PA 2 121 Hình 3.15: Kết quả xử lý TN qua các công trình xử lý nước thải theo PA 2 122 Hình 3.16: Kết quả xử lý TP qua các công trình xử lý nước thải theo PA 2 122 Hình 3.17: Kết quả xử lý SS qua các công trình xử lý nước thải theo PA 2 123 1 MỞ ĐẦU 1 Cơ sở hình thành đề tài Ở Việt Nam và nhiều nước. .. trong ngành chế biến tinh bột sắn 2 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, thu thập các phương án xử lý nước thải ngành sản xuất tinh bột sắn 3 Khảo sát, phân tích, thu thập số liệu thực tế ở nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Thành 4 Lựa chọn công nghệ, thiết kế cho từng công trình đơn vị theo lưu lượng và tính chất nước thải đáp ứng yêu cầu kinh tế và điều kiện của nhà máy để nước thải sau khi xử lý đạt tiêu... – Nghệ An , với mong muốn góp phần vào phát triển bền vững ngành chế biến tinh bột sắn Nghệ An 2 Mục tiêu của đề tài  Xác định thành phần tính chất nước thải sản xuất tinh bột sắn  Thiết kế chi tiết hệ thống xử lý nước thải cho công ty sản xuất tinh bột sắn 3 Nội dung đồ án 1 Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải trong... trong nước. Tới nay cả nước đã có trên 100 nhà máy chế biến tinh bột sắn cả nước ở qui mô lớn, công suất 50 - 250 tấn tinh bột sắn/ ngày và trên 4.000 cơ sở chế biến thủ công 1.2.3 Quy trình chế biến tinh bột sắn trong và ngoài nước  Quy trình công nghệ ở Indonesia Củ sắn Tinh bột Sấy khô Băm nghiền Lắng ép Đóng Lọc Quạt hút Quạt hút Hình 1.1: Quy trình sản xuất tinh bột sắn của Indonesia 6  Nhà máy. ..xi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Quy trình sản xuất tinh bột sắn của Indonesia 5 Hình 1.2: Sơ đồ sản xuất tinh bột sắn ở nhà máy Phước Long 6 Hình 1.3: Hệ thống xử lý nước thải của công ty Phước Long 17 Hình 1.4: Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Hoàng Minh 18 Hình 1.5: Cổng vào nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 21 Hình 1.6: Sơ đồ bộ máy tổ chức 22... công trình xử lý nước thải theo PA 1 95 Hình 3.8: Kết quả xử lý TN qua các công trình xử lý nước thải theo PA 1 96 Hình 3.9: Kết quả xử lý TP qua các công trình xử lý nước thải theo PA 1 96 Hình 3.10: Kết quả xử lý SS qua các công trình xử lý nước thải theo PA 1 97 Hình 3.11: Sơ đồ bể hòa trộn phèn 103 Hình 3.12: Sơ đồ tính toán bể lọc sinh học 111 Hình 3.13: Kết quả xử lý COD qua . thiết kế một hệ thống xử lý nước thải để giảm thiểu ô nhiễm do nước thải ngành tinh bột sắn gây ra. Vì vậy em chọn đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên. tinh bột sắn Yên Thành 21 Hình 1.6: Sơ đồ bộ máy tổ chức 22 Hình 1.7: Sơ đồ sản xuất nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 24 Hình 1.8: Sơ đồ mặt bằng trạm xử lý nước thải nhà máy tinh bột sắn Yên Thành. nghệ thực tế hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột sắn Yên Thành 33 1.6.9.2 Thuyết minh quá trình vận hành xử lý nước thải 33 1.6.9.3 Kết quả các thông số nước thải tại nhà máy. 38 1.6.9.4