Nghiên cứu hiện trạng và tính toán thiết kế cải tiến hệ thống xử lý của Trung tâm xử lý nước thải Khu công nghiệp Suối Dầu (huyện Cam Lâm, tỉnh Khánh Hòa)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƢỜNG  NGUYỄN VĂN LUẬN NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TIẾN HỆ THỐNG XỬ LÝ CỦA TRUNG TÂM XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU (HUYỆN CAM LÂM, TỈNH KHÁNH HÒA) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG GVHD: TS HOÀNG THỊ HUỆ AN Nha Trang, 06/2013 i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Quý Thầy Cô Viện Công Nghệ Sinh Học Mơi Trường hết lịng quan tâm dạy dỗ, trang bị thêm nhiều kiến thức quý báu cho suốt thời gian năm học trường Đại Học Nha Trang, động viên giúp đỡ tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn TS Hoàng Thị Huệ An tận tình giúp đỡ hướng dẫn tơi cách tiếp cận cơng nghệ hồn thành đồ án tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Lãnh Đạo công ty cổ phần khu công nghiệp Suối Dầu tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ cho thời gian thực tập Tôi xin chân thành cảm ơn KS Kiều Ngọc Mười, toàn thể cán cơng nhân viên Tổ vận hành, Phịng Điều Hành sản xuất- Mơi Trường, Phịng Thí nghiệm Trung Tâm xử lý nước thải tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tơi hồn thành tốt q trình thực tập nghiên cứu đồ án, cho cảm nhận môi trường làm việc thân thiện, thoải mái Cuối xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp 51CNMT, trình làm đồ án tốt nghiệp chia kiến thức kinh nghiệm để hoàn thành tốt đồ án Bài báo cáo chắn cịn nhiều thiếu sót Kính mong Thầy Cơ bảo để báo cáo hoàn chỉnh Nha trang, ngày 26 tháng 06 năm 2013 Sinh viên thực Nguyễn Văn Luận Lớp 51CNMT ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 1.1.1 Tổng quan nƣớc thải 1.1.1.1 Định nghĩa nước thải 1.1.1.2 Phân loại nước thải 1.1.1.3 Các thông số đánh giá chất lượng nước thải 1.1.2 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải công nghiệp 1.1.2.1 Phương pháp xử lý học 10 1.1.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý - hóa học 12 1.1.2.3 Phương pháp xử lý sinh học 16 1.1.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải công nghiệp 18 1.1.3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản 18 1.1.3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất Bia 20 1.1.3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Vĩnh Lộc (thành phố Hồ Chí Minh) 22 1.2 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU VÀ TRUNG TÂM XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU 24 1.2.1 Tổng quan khu công nghiệp Suối Dầu 24 1.2.1.1 Quá trình hình thành phát triển 24 1.2.1.2 Cơ sở hạ tầng 25 1.2.1.3 Chức nhiệm vụ 26 1.2.1.4 Công cụ pháp lý 27 1.2.2 Tổng quan Trung Tâm xử lý nƣớc thải khu công nghiệp Suối Dầu 28 iii Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 30 2.2 Nội dung nghiên cứu 30 2.3 Hóa chất 30 2.4 Dụng cụ thiết bị 30 2.4.1 Dụng cụ 30 2.4.2 Thiết bị 31 2.5 Phƣơng pháp lấy mẫu bảo quản mẫu trƣờng 31 2.5.1 Vị trí, tần suất, thời gian lấy mẫu 31 2.5.2 Phương pháp bảo quản mẫu 31 2.6 Phƣơng pháp phân tích mẫu phịng thí nghiệm 31 2.6.1 Nhiệt độ 31 2.6.2 pH 31 2.6.3 Phân tích COD 31 2.6.4 Phân tích BOD5 32 2.6.5 Phân tích TSS 32 2.6.6 Phân tích ΣN 32 2.6.7 Phương pháp phân tích ΣP 32 2.7 Phƣơng pháp xử lý số liệu 32 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ CỦA TRUNG TÂM XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU 33 3.1.1 Đặc tính nƣớc thải đầu vào thông số thiết kế 33 3.1.1.1 Đặc tính nước thải đầu vào 33 3.1.1.2 Thông số thiết kế hệ thống 33 3.1.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nƣớc thải Trung Tâm 34 3.1.2.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm 34 3.1.2.2 Hiện trạng cơng trình thiết bị hệ thống 36 3.1.2.3 Hiện trạng nước thải đầu 48 iv 3.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CẢI TIẾN HỆ THỐNG XỬ LÝ CỦA TRUNG TÂM XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU 50 3.2.1 Xác định vấn đề cần cải tiến 50 3.2.2 Sơ đồ công nghệ cải tiến 51 3.2.3 Tính tốn nâng cấp cải tiến hệ thống xử lý cho Trung Tâm 52 3.2.3.1 Bể lắng cát 52 3.2.3.2 Thiết kế bể UASB 54 3.2.3.3 Thiết kế sân phơi bùn 67 3.2.4 Tính tốn kinh tế hệ thống xử lý nƣớc thải cải tiến 71 3.2.4.1 Chi phí đầu tư 71 3.2.4.2 Chi phí vận hành 73 3.2.4.3 Thời gian hoàn vốn theo phương án cải tiến 73 3.2.5 Đánh giá tính khả thi phƣơng án cải tiến 74 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Bể anoxic: Bể xử lý sinh học thiếu khí BOD (Biological Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh học BTCT: Bê tông cốt thép COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa học DO (Dissolved Oxygen): Oxy hịa tan KCN: Khu cơng nghiệp MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor): Công nghệ màng sinh học dính bám lớp vật liệu mang di chuyển MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): Bùn lỏng lơ lửng MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids): Bùn lỏng lơ lửng dễ bay NTU (Nephelometric Turbidity Unit): Đơn vị đo độ đục QCVN: Quy chuẩn Việt Nam SBR (Sequencing Batch Reactor): Phản ứng sinh học theo mẻ SCR: Song chắn rác TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH: Trách nhiệm hữu hạn TSS (Total suspended solid): Tổng chất rắn lơ lửng UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí VSS (Volatile Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng dễ bay vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các tác nhân ô nhiễm nước thải số ngành cơng nghiệp Bảng 1.2 Tính chất đặc trưng nước thải số ngành công nghiệp Bảng 1.3 Khung giá xử lý nước thải 29 Bảng 3.1 Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm 33 Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý theo thiết kế Trung Tâm 36 Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý thực tế hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm 37 Bảng 3.4 Danh mục trạng thiết bị hệ thống xử lý 46 Bảng 3.5 Các thông số nước thải đầu vào đầu hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm tháng 03 04/2013 (do sinh viên tham gia thực hiện) 48 Bảng 3.6 Thông số thiết kế nước thải đầu vào đầu theo phương án cải tiến 52 Bảng 3.7 Thông số thiết kế bể lắng cát ngang 54 Bảng 3.8 Thông số đầu vào đầu theo thiết kế bể UASB 55 Bảng 3.9 Kích thước đường ống 62 Bảng 3.10 Các thông số thiết kế bể UASB 66 Bảng 3.11 Thông số thiết kế sân phơi bùn 70 Bảng 3.12 Chi phí xây dựng cơng trình 71 Bảng 3.13 Chi phí máy móc thiết bị 72 Bảng 3.14 Chi phí cho nhân viên vận hành 73 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải chế biến thủy sản 18 Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất Bia 20 Hình 1.3 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Vĩnh Lộc (thành phố Hồ Chí Minh) 22 Hình 1.4 Cơng ty cổ phần Khu công nghiệp Suối Dầu 24 Hình 1.5 Trung Tâm xử lý nước thải Khu cơng nghiệp Suối Dầu 28 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Trung Tâm .34 Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ cải tiến 51 Hình 3.3 Cấu tạo bể lắng cát 54 Hình 3.4 Tấm chắn khí hướng dịng bể UASB .58 Hình 3.5 Máng cưa 61 Hình 3.6 Cấu tạo bể UASB .67 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hiện nay, nước ta với q trình cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước, nhiều khu cơng nghiệp khu chế xuất xây dựng với quy mơ lớn Nền cơng nghiệp sản xuất hàng hóa trọng đầu tư phát triển, đặc biệt ngành chế biến thủy sản xuất Ngành công nghiệp mặt mang lại cho nước ta nhiều lợi ích kinh tế, mặt khác đem đến cho nhiều vấn đề khó khăn thách thức môi trường Việc giải ô nhiễm môi trường sản xuất công nghiệp vấn đề cấp bách cho nhà nước nói chung doanh nghiệp nói riêng, nhằm hướng đến mục tiêu phát triển bền vững Hòa chung vào xu phát triển nước, khu công nghiệp Suối Dầu đầu tư xây dựng vào năm 1998 trở thành trung tâm kinh tế tỉnh Khánh Hòa Đến nay, Lãnh đạo khu công nghiệp Suối Dầu nỗ lực đầu tư mục tiêu kinh tế bảo vệ mơi trường Tuy nhiên, đặc thù khu công nghiệp Suối Dầu tập trung chủ yếu công ty chế biến thủy sản, nên nước thải doanh nghiệp thường chứa hàm lượng cao chất ô nhiễm, đặc biệt N, P Ngoài ra, hệ thống xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp xây dựng lâu trở nên lạc hậu, chất lượng nước thải đầu sau xử lý thường vượt tiêu chuẩn cho phép Do đó, việc nghiên cứu cải tiến nâng cấp hệ thống xử lý để chất lượng nước thải đầu đạt yêu cầu xả thải điều cần thiết Chính vậy, tơi thực đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu trạng tính tốn thiết kế cải tiến hệ thống xử lý Trung Tâm xử lý nước thải Khu cơng nghiệp Suối Dầu (huyện Cam Lâm, tỉnh Khánh Hịa)” Mục tiêu nghiên cứu Tính tốn thiết kế cải tiến hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm để nước thải đầu đạt QCVN 40:2011 cột A Nội dung nghiên cứu - Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm - Nghiên cứu nguyên nhân hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm hoạt động không hiệu Đề xuất phương án tính tốn thiết kế cải tiến hệ thống xử lý Trung Tâm xử lý nước thải khu cơng nghiệp Suối Dầu - Tính tốn kinh tế hệ thống xử lý nước thải cải tiến - Kết luận tính khả thi hệ thống xử lý nước thải cải tiến ... ? ?Nghiên cứu trạng tính tốn thiết kế cải tiến hệ thống xử lý Trung Tâm xử lý nước thải Khu công nghiệp Suối Dầu (huyện Cam Lâm, tỉnh Khánh Hịa)” Mục tiêu nghiên cứu Tính tốn thiết kế cải tiến hệ. .. nước thải Trung Tâm hoạt động không hiệu Đề xuất phương án tính tốn thiết kế cải tiến hệ thống xử lý Trung Tâm xử lý nước thải khu cơng nghiệp Suối Dầu - Tính tốn kinh tế hệ thống xử lý nước thải. .. hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm để nước thải đầu đạt QCVN 40:2011 cột A Nội dung nghiên cứu - Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm 2 - Nghiên cứu nguyên nhân hệ thống xử lý nước