HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT MỰC IN

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT MỰC IN

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC

1.1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT MỰC IN TÂN ĐÔNG DƯƠNG.

Nhà máy sản xuất mực in có:

• Địa chỉ trụ sở : 32/24/6 Đất Thánh, Phường 6, Q Tân Bình, Tp HCM

• Điện thoại : (848) 8474121/122

• Fax : (848) 8474124

• Địa chỉ nhà máy: 4/36 Tân Hương, Phường 16, Q Tân Bình, Tp HCM

Và hiện nay, mục tiêu sản xuất với một nhà máy sản xuất mực in với máy móc thiết bị và công nghệ hiện đại, đội ngũ nhân viên có tác phong chuyên nghiệp nhằm cung cấp đến thị trường sản phẩm có chất lượng cao cũng như dịch vụ tốt, nên Công ty

đã quyết tâm ra sức mở rộng cơ sở sản xuất tại khu công nghiệp Biên Hồ 1, tỉnh Đồng Nai

Dự án được xây dựng trên thửa đất có:

• Diện tích: 12.000m2

• Quy cách: 130m x 92,5m

Trong đó, dự kiến khu vực nhà xưởng sản xuất, văn phòng, kho hàng, kể cả trạm xử

lý nước thải tất cả chiếm hơn 2/3 tổng diện tích (8100m2), phần còn lại được sử dụng làm đường nội bộ, sân bãi nhà xe và công viên xanh

Vị trí của nhà máy sản xuất mực in Tân Đông Dương tại KCN Biên Hồ 1:

• Bắc giáp : Nhà máy thép Biên Hồ

• Nam giáp : Công ty Cổ Phần bao bì Biên Hồ (dự án)

án dựa vào căn cứ pháp lý:

Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 4102004588 do sở kế hoạch và đầu tư

1.1.2: Tổ chức và bố trí nhân sự của nhà máy:

Để hỗ trợ cho hoạt động sản xuất khi dự án xây dựng hồn thành, và để phát triển mạnh

mẽ hơn nữa, thì không thể nào thiếu được bộ phận nhân sự của Công ty TNHH SX –

TM Tân Đông Dương chịu trách nhiệm tuyển dụng đồng thời đào tạo nguồn lao động phục vụ công tác sản xuất và kinh doanh

Nhu cầu sử dụng lao động tại cơ sở mới ở Biên Hòa của nhà máy là khoảng 90 người

Bảng 1.2: Nhu cầu lao động của công ty

57355

715455

5 Nhân viên văn phòng 15 18 18

+ Thị trường, nguồn tiêu thụ sản phẩm của công ty:

Hiện nay sản phẩm của công ty được tiêu thụ trong nước và tương lai sẽ được xuất khẩu

ra nước ngồi, đặc biệt là các nước thuộc khối Asean

1.1.4: Quy trình sản xuất tại nhà máy:

• Nguyên liệu:

Quá trình sản xuất của nhà máy sử dụng các nguyên liệu sau:

Bảng 1.3: Lượng nguyên liệu sử dụng trong 1 tháng

Vàng, cam, đỏ, tím, xanh dương, xanh lá, đen

4 Dung môi hữu cơ:

môi hữu cơ

Đóng góiPhối màuPhân tánNghiềnTrộn kín

Hình 1.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mực in.

Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất mực in:

Bột màu hữu cơ có kích thước thô được đưa vào máy nghiền cùng với nước hay dung môi hữu cơ (Toluen, MEK,…) để trộn và nghiền hạt màu sau khi được nghiền có kích thước đồng đều và nhỏ hơn Bột màu tiếp tục được phân tán trong chất tạo màng (Styrene Acrylic Copolymer, Polyamide) bằng máy phân tán (khuấy trộn) Sau đó mực in được đưa

đi phối màu Mực in sau khi phối màu được chứa trong thùng nhựa có dung tích 5 lít, 10 lít

1.1.5: Hiện trạng môi trường tại khu vực dự án:

1.1.5.1: Hiện trạng môi trường tại khu vực trước khi thực hiện dự án:

Việc xác định hiện trạng chất lượng môi trường trước khi Dự án đi vào hoạt động là cần thiết Đó là những dữ liệu cơ sở để chúng ta so sánh những tác động khi có Dự án hoạt động và khi chưa hình thành Dự án

1) Chất lượng môi trường không khí:

Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí trong bảng 1.4 sau:

Bảng 1.4: Kết quả phân tích chất lượng không khí tại khu vực Dự án

Ký hiệu mẫu T0

(0C)

Độ ẩm (%)

Độ ồn(dBA)

Bụi(mg/m3)

SO2(mg/m3)

NO2(mg/m3)

VOC(mg/m3)

-Ghi chú:

(*) là tiêu chuẩn TCVN 3985 – 1999: Mức ồn cho phép tại các vị trí làm việc

- K1 : Khu vực gần tường rào đối diện Nhà máy thép

- K2 : Khu vực gần tường rào sát Nhà máy thép

- K3 : Khu vực ngay giữa khu đất Dự án

Nhận xét:

Các kết quả đo đạc cho thấy hiện trạng môi trường không khí xung quanh khu vực Dự án bị ô nhiễm bởi các chỉ tiêu bụi, NO2 do ảnh hưởng của các nhà máy lân cận, đặc biệt là Nhà máy thép Biên Hồ

Tiếng ồn khá cao do chủ yếu là phương tiện giao thông và hoạt động của Nhà máy thép Biên Hồ Tuy nhiên mức ồn vẫy nằm trong khoảng cho phép

2) Chất lượng nước mặt và nước ngầm:

Chất lượng nước mặt:

Nguồn nước mặt quan trọng nhất tại khu vực là Sông Đồng Nai Đây là lưu vực sông nội địa lớn nhất Việt Nam với tổng diện tích tự nhiên trên 40.000 km2, đóng vai trò rất quan trọng đối với các hoạt động phát triển kinh tế – xã hội của tồn lưu vực sông Đồng Nai: cấp nước sinh hoạt; công nghiệp và dịch vụ; thuỷ điện – thuỷ lợi; nuôi trồng thuỷ sản; giao thông vận tải thuỷ,… với dân số của lưu vực khoảng trên 12,7 triệu người và đóng góp 34,7% tổng GDP cả nước

Nguồn nước ở lưu vực sông Đồng Nai chịu tác động mạnh mẽ của các quá trình

tự nhiên và các hoạt động phát triển kinh tế xã hội của con người

Chất lượng nước mặt sông Đồng Nai được tham khảo số liệu phân tích của Khoa Môi trường thực hiện vào ngày 06/06/2002 theo phương pháp phân tích “ Tiêu chuẩn Việt Nam” Các điểm lấy mẫu:

o Mẫu M1: tại vị trí bến tàu phía Bắc, gần trạm dầu của cảng

o Mẫu M2: tại vị trí cầu tàu mới đang xây ở phía Nam khu cảng, trọng tải 5.000 DWT

o TCVN 5942 – 1995: Tiêu chuẩn này qui định các thông số và nồng độ cho phép của các chất ô nhiễm trong nứơc mặt và áp dụng để đánh giá mức độ

ô nhiễm của một nguồn nước mặt

Kết quả khảo sát và đo đạt chất lượng nước mặt tại khu vực cảng được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.5: Chất lượng nước mặt tại khu vực Cảng Đồng Nai

Chất lượng nước ngầm:

Công tác lấy mẫu và kiểm tra chất lượng nước ngầm tại khu vực Dự án được thực hiện vào ngày 06/06/2002 theo phương pháp phân tích “ Tiêu chuẩn Việt Nam”, kết quả được trình bày trong bảng 1.6 sau:

Bảng 1.6: Chất lượng nước ngầm tại khu vực Cảng Đồng Nai

1.1.5.2: Hiện trạng môi trường của Công ty Tân Đông Dương tại Khu công nghiệp Biên Hồ 1, tỉnh Đồng Nai (khi dự án đưa vào hoạt động).

Tác động môi trường trong giai đoạn hoạt động, đây là các tác động chính yếu khi Dự án đi vào hoạt động nêu cần phải đánh giá đầy đủ các tác động đến môi trường của Dự án

Trên cơ sở khảo sát thực tế tại nhà máy sản xuất mực in của Công ty Tân Đông Dương đang hoạt động tại 4/36 Tân Hương, phường 16, quận Tân Bình, T.p HCM (có cùng công nghệ và công suất với Dự án) có thể xác định được các nguồn gốc gây ô nhiễm khi Dự án đi vào hoạt động như sau:

1) Tác động tới môi trường không khí:

a) Nguồn gốc gây ô nhiễm và các chất ô nhiễm không khí.

 Bụi do trộn bột màu với dung môi tại máy nghiền khí

 Hơi dung môi hữu cơ từ máy phân tán, phối màu, từ các thùng chứa sản phẩm, từ kho chứa dung môi

 Khí thải do phương tiện vận chuyển: xe nâng, xe tải

b) Đặc tính và tác động của các nguồn gây ô nhiễm không khí:

Tác hại chủ yếu là do hít thở không khí có bụi  bệnh phổi Ngồi ra bụi còn gây tổn thương lên mắt, da, hệ tiêu hố

Dung môi dùng trong sản xuất bao gồm các loại dung môi phổ biến như Toluene, MEK, n-Buthanol,… Khi sử dụng sẽ bay hơi, phát sinh mùi xung quanh khu vực pha chế và lưu trữ Nếu hơi dung môi này không thu gom được sẽ phát tán vào không khí trong xưởng sản xuất ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ công nhân

c) Khí thải từ các phương tiện vận chuyển:

Khí thải từ các phương tiện vận chuyển nguêyn vật liệu hoặc sản phẩm, phương tiện xếp dỡ và vận chuyển nội bộ trong xưởng Khi hoạt động như vậy, các phương tiện vận tải với nhiên liệu tiêu thụ chủ yếu là xăng, dầu diezel sẽ thải ra môi trường với lượng khí thải chứa các chất ô nhiễm không khí

d) Tiếng ồn:

Trên cơ sở khảo sát thực tế, máy móc thiết bị sản xuất khi hoạt động cũng không phát sinh tiếng ồn lớn, trong khoảng 75 – 85 dBA, như vậy xem như chưa vượt mức giới hạn cho phép là 90 dBA Công ty lại nằm trong khu công nghiệp nên ảnh hưởng của tiếng ồn là không đáng kể

e) Nhiệt độ:

Công nghệ sản xuất không có nguồn phát sinh nhiệt đáng kể Tuy nhiên các thiết

bị máy móc khi vận hành có thể phát sinh nhiệt do ma sát Ngồi ra, nhiệt độ của phân xưởng còn chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện thời tiết và khí hậu trong khu vực Dự án

2) Tác động tới môi trường nước:

Quá trình sản xuất sản phẩm mực in chỉ phát sinh nước thải từ công đoạn vệ sinh thiết bị máy móc (máy nghiềp, máy trộn…), với khối lượng nhỏ, lưu lượng khoảng 4m3/ngày

Chất lượng nước thải tại 1 Nhà máy sản xuất mực in được trình bày trong bảng 1.7 sau:

Bảng 1.7: Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại Nhà máy sản xuất mực in

Do vậy, dù nằm trong khu công nghiệp, Công ty Tân Đông Dương vẫn sẽ đầu tư

hệ thống xử lý nước thải, đảm bảo nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn 6980 – 2001

Tính cho năm sản xuất ổn định, tồn nhà máy có 90 người bao gồm công nhân và quản lý Lượng nước thải sinh ra là: 90 người x 44lít/(người ngày đêm) = 4(m3/ngày.đêm) Đặc trưng nước thải sinh hoạt được nêu trong bảng 1.8 sau:

Bảng 1.8: Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

BOD5 450 – 540 100 – 200

Nước thải sinh hoạt sau khi đã qua xử lý bằng bể tự hoại, số liệu thống kê cho thấy vẫn còn ô nhiễm nên nước thải dẫn đến bể lọc sinh học để xử lý cùng với nước thải sản xuất

Được qui ước là nước sạch nên sau khi lắng lọc, có thể thải ra nguồn tiếp nhận

mà không gây ô nhiễm môi trường nước mặt

3) Tác động tới môi trường do chất thải rắn của Dự án:

Chất thải rắn sinh ra trong quá trình hoạt động của Dự án bao gồm các loại sau:

Bao gồm các bao bì nhựa (thùng nhựa 10, 20 lít: thùng phuy) chứa dung môi và bao ny lông đựng bột màu

Các loại bao bì này được xem là chất thải nguy hại, có tác động xấu đến môi trường

Tuy nhiên số lượng không nhiều, khoảng 50 kg/ tháng, bao bì ở dạng dễ thu gom và lưu trữ, nên các tác động đến môi trường là ít và có thể kiểm sốt được Công

ty Tân Đông Dương sẽ thuê Công ty Tân Phát Tài chuyên xử lý loại chất thải này thu gom, xử lý theo đúng tiêu chuẩn

Lượng rác sinh ra do mỗi người theo nhiều tải liệu thống kê cho thấy từ 0,25 – 1,0 kg/ngày Như vậy với số lượng 90 lao động làm việc tại công ty thì lượng rác thải hằng ngày có thể ước tính là:

0,5kg/(người.ngày) x 90 người = 45 kg/ngày

Rác thải sinh hoạt tại nhà máy sẽ được Công ty môi trường Đô thị Biên Hồ thu gom,

do đó không tác động xấu đến môi trường

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI.

2.1: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Khi nền văn minh nhân loại phát triển, các đô thị mọc lên và được mở rộng một cách nhanh chóng Vì vậy, nước thải sinh hoạt và các chất thải công nghiệp từ các thành phần gây ra sự ô nhiễm nghiêm trọng đối với môi trường nước và ngày càng trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và chính trị của cộng đồng

Ngày nay hầu hết các nước đã có luật ngày càng chặt chẽ đối với việc nước thải nói chung và nước thải công nghiệp nói riêng Người ta cũng nhận thức sâu sắc rằng không thể giải quyết tốt vấn đề nước thải nếu không có sự hợp tác chặt chẽ giữa các kỹ

sư công nghệ sản xuất với các chuyên gia về công nghệ nước và nước thải

2.1.1: Xử lý nước thải bằng các phương pháp cơ học:

Nước thải công nghiệp cũng như nước thải sinh hoạt thường chứa các chất tan và không tan ở dạng hạt lơ lửng Các tạp chất lơ lửng có thể ở dạng rắn và lỏng, chúng tạo với nhau thành hệ huyền phù

Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thường người ta sử dụng các quá trình thủy cơ (gián đoạn, liên tục) lọc qua song chắn hoặc lưới, lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hay lực ly tâm và lọc Việc lựa chọn phương pháp xử lý tuỳ thuộc vào kích thước hạt, tính chất hố lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết

Xử lý cơ học nhằm gạn lọc, lắng để lọc bỏ khỏi nước thải các tạp chất vô cơ không tan như đất cát, các hợp chất hữu cơ có kích thước lớn ở dạng tấm, sợi cũng như điều hồ nước thải về mặt lưu lượng, thành phần các chất hữu cơ…

Các công trình xử lý cơ học tiêu biểu hiện nay :

Song chắn rác hay lưới chắn

Tại song chắn hay lưới chắn các tạp chất thô như : gỗ, giẻ, rác thực phẩm,… và các vật thể thô khác bị giữ lại Song chắn rác hầu như công trình nào cũng phải có nằm

ở trước cửa vào hố thu nước thải, tùy theo các công trình mà có thể lắp đặt thêm lưới chắn rác

Quá trình lắng

Lắng là quá trình quan trọng trong công nghệ xử lý nước thải, thường được ứng dụng để tách các chất lơ lửng ra khỏi nước thải dựa trên sự khác nhau về trọng lượng của các hạt lơ lửng và nước Đây là quá trình xử lý ban đầu hay sau quá trình xử lý sinh học

Quá trình lắng có thể chia làm hai dạng cơ bản phụ thuộc vào trạng thái các hạt cặn

lơ lửng trong nước :

Lọc qua vách ngăn được phân ra: lọc thông dụng, vi lọc và lọc phân tử (siêu lọc và lọc thẩm thấu ngược)

Quá trình điều hòa

Lưu lượng nước thải và hàm lượng chất bẩn trong nước thường dao động không đều theo ngày đêm, làm ảnh hưởng xấu về chế độ công tác của mạng lưới và các công trình

xử lý sau, do đó bể điều hòa có chức năng :

• Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất bẩn trong nước thải

• Oxi hóa một phần nồng độ ô nhiễm nước thải

• Tham gia làm thống sơ bộ

• Tránh lắng cặn

• Tăng hiệu suất lắng ở bể lắng đợt một

2.1.2: Xử lý nước thải bằng các phương pháp hố học:

Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng hố học diễn ra giữa các chất ô nhiễm và chất thêm vào Những phản ứng diễn ra có thể là :

• Phản ứng oxi hố khử

• Phản ứng trung hồ tạp chất kết tủa

• Các phản ứng thuỷ phân chất độc hại

Các phương pháp hố học thường dùng nhiều là : Oxi hóa và trung hòa Thông thường đi đôi với trung hồ còn kèm theo các quá trình kết tủa và hiện tượng vật lý khác

Trung hồ:

Nước thải công nghiệp thường có giá trị pH quá thấp hay quá cao (độ kiềm hay

độ axit cao) Các công trình đơn vị xử lý nước thải công nghiệp như: Trao đổi ion, các phương pháp sinh học…Thì trước nó phải tiến hành giai đoạn trung hồ Quá trình trung hồ được thực hiện trong các bể trung hồ làm việc liên tục hay gián đoạn theo chu kì Về cấu tạo, các bể này có thể kết hợp với các bể lắng phải dựa trên cơ sở

so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để chọn phương pháp lắng

Lựa chọn biện pháp trung hòa phụ thuộc vào lượng thải, chế độ thải cũng như nồng độ các chất trong nước thải Việc trung hồ nước thải bằng hố chất gặp nhiều khó khăn, vì thành phần và lưu lượng nước thải không ổn định làm phức tạp các hệ thống, thiết bị tự động châm hố chất

Phương pháp này dùng khi nồng độ và pH nước thải quá thấp hay quá cao Phương pháp trung hồ thường kết hợp với các phương pháp khác để xử lý nước thải Các hố chất trung hồ thường dùng: HCl, H2SO4, NaOH, Ca(OH)2…

Các phương pháp trung hồ thường dùng :

 Trung hồ bằng cách trộn hai dòng nước thải axit và bazơ Đây là biện pháp đơn giản, dễ thực hiện và ít tốn chi phí

 Trung hòa nước thải bằng cách thêm hóa chất (Bổ sung các tác nhân hóa chất)

 Trung hòa nước thải chứa axít bằng cách cho qua lớp vật liệu trung hòa, thường vật liệu lọc là đá vôi

 Trung hòa bằng các khí axit

2.1.3: Xử lý nước thải bằng các phương pháp hố lý:

Các phương pháp hố lý (đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ,ï trao đổi ion, các quá trình tách bằng màng, các phương pháp điện hố)

- Đông tụ và keo tụ:

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hồ tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt đó một cách hiện quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trong lượng đòi hỏi trước hết cần trung hồ điện tích của chúng, tiếp đến là liên kết chúng lại với nhau Quá trình trung hồ điện tích thường gọi là quá trình đông tụ (coagulation) còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation)

Trong tự nhiên tuỳ theo nguồn gốc xuất xứ cũng như bản chất hố học, các hạt căn lơ lửng đều mang điện tích âm dương (ví dụ, các hạt rắn có nguồn gốc silic, các hợp chất hữu cơ đều có điện tích âm, ngược lại các hydroxit sắt và nhôm mang điện tích dương) Khi thế cân bằng điện động của nước bị phá vỡ các thành phần mang điện tích sẽ kết hợp hay kết dính với nhau bằng lực liên kết phân tử và điện từ, tạo thành 1 tổ hợp trên được gọi là các hạt “bông keo” (flocs) theo thành phần cấu tạo người ta chia chúng thành hai loại keo: keo kị nước (hydropholic) là chống lại phân tử nước và keo háo nước (hydrophilic) là loại hấp thụ các phân tử nước như vi khuẩn, vi rút,…trong đó keo kỵ nước đóng vai trò chủ yếu trong công nghệ xử lý nước và nước thải

- Tuyển nổi:

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hay lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong 1 số trường hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hồ tan như các chất hoạt động bề mặt Quá trình như vậy được gọi là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt

Trong XLNT, về nguyên tắc, tuyển nổi thường được để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hồn tồn các hạt nhỏ hay nhẹ, lắng chậm trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sụt các bọt khí nhỏ (thường

là không khí) vào trong pha lỏng Cacá khí đó kết dính với cacá hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó

chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu.

Các phương pháp tuyển nổi như sau :

• Tuyển nổi bằng việc tách không khí từ dung dịch

• Tuyển nổi phân tán không khí bằng phương pháp cơ học

• Tuyển nổi bằng cấp không khí qua đầu khuyếch tán không bằng vật liệu xốp

• Tuyển nổi điện và tuyển nổi hóa học

- Hấp phụ:

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hồ tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa 1 hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất không phân hủy được bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả (than hoạt tính, các chất tổng hợp hay 1 số chất thải của sản xuất như xỉ tro, mạt sắt, xỉ và các chất hấp phụ bằng khống chất như đất sét, silicagen, keo nhôm) Than hoạt tính là chất hấp phụ thông thường

- Trao đổi ion:

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Cd, V, Mn… cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ

Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt được mức dộ làm sạch cao Vì vậy nó là 1 phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải

2.1.4: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học:

Thực chất của phương pháp sinh học để xử lý nước thải là dùng khả năng sống

và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải, chúng

sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khống làm dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng chúng nhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng, sinh sản nên làm sinh khối tăng lên Quá trình này còn được gọi là quá trình oxi hóa sinh hóa

Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch hồn tồn các loại nước thải

có chứa các chất hữu cơ hòa tan, các chất phân tán nhỏ Do vậy trước khi thực hiện

phương pháp này, ta phải loại trung hòa nước thải, bỏ các chất phân tán thô ra khỏi nước thải ở công trình đơn vị trước.

Theo quan điểm hiện đại, quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học (thu hồi chất bẩn từ nước thải và việc vi sinh vật hấp thụ chất bẩn) là quá trình gồm

2.1.5: Xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí:

Các quá trình hiếu khí có thể xảy ra trong điều kiện nhân tạo và hiếu khí Trong đó quá trình hiếu khí nhân tạo, người ta tạo cho môi trường sống của vi sinh vật có điều kiện tối ưu nhất nên hiệu quả xử lý tốt hơn

Quá trình oxi hóa các chất hữu cơ của vi sinh vật để tạo thành năng lượng đầu tiên là cacbonhydrat và một số chất hữu cơ khác, quá trình này được thực hiện trên bề mặt tế bào vi khuẩn nhờ xúc tác của men ngoại bào Sau đó một phần chất bẩn được vận chuyển qua màng tế bào vi khuẩn vào bên trong và tiếp tục oxi hóa để giải phóng ra năng lượng hay tổng hợp thành tế bào chất dẫn đến sinh khối tăng lên Khi thiếu nguồn dinh dưỡng, tế bào chất lại bị oxi hố để tạo ra nguồn năng lượng cho hoạt động sống

Quá trình trên được thể hiện qua các phương trình sau:

(1) Đồng hóa: CxHyOzN + O2  CO2 + H2O + NH3 + Năng lượng.(2) Dị hóa: CxHyOzN + Năng lượng  C5H7NO2 (Tế bào chất)

(3) Tự phân hủy: C5H7NO2 + O2  CO2 + H2O + NH3 + Năng lượng

Về nguyên tắc phương pháp này gồm các bước sau :

1 Chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc cacbon ở dạng hòa tan, keo hay không hòa tan phân tán nhỏ thành khí CO2, nước và sinh khối vi sinh vật

2 Tạo ra bùn thứ cấp (các bông bùn hay màng vi sinh vật) chủ yếu là các vi khuẩn, động vật nguyên sinh và các keo vô cơ trong nước thải

3 Tách bùn thứ cấp ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực

2.1.6: Xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí trong các công trình nhân tạo:

 Bể aeroten trộn

 Bể phản ứng sinh học theo từng mẻ nối tiếp

 Aeroten đẩy

 Lọc dính bám

 Phương pháp hiếu khí trong điều kiện tự nhiên

Quá trình này được tiến hành là cho nước thải tương tác với đất, thực vật và không khí Từ đó chất ô nhiễm bị loại bỏ khỏi nước thải và có thể là tưới tiêu, thu hồi chất dinh dưỡng, tái sử dụng nước và bổ sung nguồn nước ngầm Công trình dạng này thường là:

Hồ sinh học

Hồ sinh học hay còn được gọi là hồ oxy hóa hay hồ ổn định Nước thải chảy qua hồ có vận tốc không lớn, thời gian lưu nước thường 30 đến 50 ngày

Hồ sinh học được phân thành các loại sau :

• Hồ oxy hóa cấp ba hay hồ làm sạch lần cuối

• Hồ thông khí nhân tạo hay còn gọi là hồ được sục khí

• Hồ oxy hóa hiếu – yếm khí hay còn gọi là hồ oxy hóa tùy tiện

2.1.7: Xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí:

 Các loại bể lắng nước thải kết hợp với lên men bùn cặn lắng

 Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc

2.1.8: Xử lý bùn cặn nước thải:

Trong nước thải có các chất không hòa tan như rác, cát, cặn lắng … Các loại cát (chủ yếu là thành phần vô cơ và có tỉ trong lớn) được phơi khô và đổ sang nền, rác được nghiền nhỏ hoặc vận chuyển về bãi chôn lấp rác Cặn lắng được giữ lại trong các bể lắng đợt I (thường được gọi là cặn sơ cấp) có hàm lượng hữu cơ lớn được kết hợp với bùn thứ cấp (chủ yếu lá sinh khối vi sinh vật dư), hình thành trong quá trình

xử lý sinh học nước thải, xử lý theo các bước tách nước sơ bộ, ổn định sinh học trong điều kiện kị khí hoặc hiếu khí và làm thô Bùn cặn sau xử lý có thể sử dụng làm phân bón

2.2.1: Lưu lượng nước thải.

Lưu lượng nước thải căn cứ để thiết kế hệ thống xử lý nước thải trong nhà máy tại Khu công nghiệp Biên Hồ 1, tỉnh Đồng Nai gồm:

Lưu lượng nước thải từ quá trình sản xuất mực in: 4m3/ngày

Lưu lượng nước thải sinh hoạt là:

90 người x 44lít(người.ngày đêm) = 4(m3/ngày)

Lưu lượng nước thải tổng cộng:

4m3/ngày + 4m3/ngày = 8(m3/ngày)  Lấy lưu lượng thiết kế là: 8 (m3/ngày)

2.2.2: Thành phần nước thải.

Thành phần nước thải của nhà máy Tân Đông Dương gồm thành phần nước thải từ trong quá trình sản xuất và nước thải sinh hoạt:

Thành phần của nước thải sản xuất được dựa vào thành phần của nguyên liệu

trong sản xuất để đánh giá mức độ ảnh hưởng của nước thải

Dựa vào bảng phân tích chỉ số môi trường (bảng 1.8) ta thấy nước thải sản xuất

Thành phần nước thải sinh hoạt sau khi qua bể tự hoại nồng độ SS và BOD còn

rất cao so với tiêu chuẩn thải:

• SS : 80 – 160 (mg/l)  160(mg/l)

• BOD : 100 – 200 (mg/l)  200(mg/l)

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

SẢN XUẤT MỰC IN

3.1: CÁC TIÊU CHÍ LỰA CHỌN QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ:

Các dây chuyền công nghệ và các công trình xử lý nước thải phải được lựa chọn trên các cơ sở sau:

- Qui mô (công suất) và đặc điểm đối tượng thốt nước (lưu vực phân tán của đô thị, khu dân cư, bệnh viện…)

- Đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải và khả năng tự làm sạch của nó

- Mức độ và các giai đoạn xử lý nước thải cần thiết

- Điều kiện tự nhiên khu vực: đặc điểm khí hậu, thời tiết, địa hình, địa chất thủy văn…

- Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu để xử lý nước thải tại địa phương

- Khả năng sử dụng nước thải cho các mục đích kinh tế tại địa phương (nuôi cá, tưới ruộng, giữ mực nước tạo cảnh quan đô thị…)

- Diện tích và vị trí đất đai sử dụng để xây dựng trạm xử lý nước thải

- Nguồn tài chính và các điều kiện kinh tế khác

Và việc lựa chọn công nghệ phải dựa vào :

 Tính chất thành phần của nước thải

 Tiêu chuẩn xả thải

 Khả năng tự làm sạch của hệ thống sông rạch

• Từ tính chất thành phần của nước thải:

Bảng 3.1: Thành phần nước thải

• Từ tiêu chuẩn xả thải:

Công ty Tân Đông Dương đầu tư hệ thống xử lý nước thải đảm bảo nước thải đầu

• Khả năng tự làm sạch của hệ thống sông rạch liên quan

Khả năng tự làm sạch của nguồn nước là khả năng khử được các chất bẩn trong nguồn nước khả năng đó được thể hiện qua 2 quá trình:

- Quá trình xáo trộn (pha lỗng) thuần tuý lý hố giữa chất thải với nguồn nước

- Quá trình khống hố các chất thải (hữu cơ…) gây nhiễm bẩn trong nguồn nước

 Kết quả xảy ra quá trình tự làm sạch của nguồn nước

3.2: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY.

Đây là công việc quan trọng nhất của việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải, nó ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tính tốn các công trình đơn vị sau này

3.2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ:

3.2.1.1: Xử lý nước thải sinh hoạt.

Với lưu lượng thấp (4m3/ngày), do đó Dự án sẽ cho nước thải sinh hoạt (có thành phần ở bảng 1.8) qua bể tự hoại rồi tiếp theo cho chảy vào bể lọc sinh học (phương án 1) hay bể ổn định (phương án 3 và 4) để xử lý chung với nước thải

vệ sinh thiết bị sản xuất

3.2.1.2:Xử lý nước mưa.

Nước mưa có thành phần chất lơ lửng để lắng (cát, đất, đá,…) sẽ qua bể lắng cát trước khi thải vào nguồn tiếp nhận là hệ thống cống chung của khu công nghiệp

3.2.1.2: Phương án xử lý nước thải vệ sinh thiết bị:

• Mô tả hệ thống xử lý nước thải tập trung

Hình 3.2: Mô tả sơ đồ hệ thống xử lý nước thải của Dự án.

Nước mưa Hệ thống mương thu nước riêng Hố ga gạn lắng cuối nguồn Hệ thống thoát nước

nhận

• Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải, các phương án được đề xuất:

Reducer TM

NTSX Hố thu gom Lắng I SHHKLọc

Ống trộn NTSH

Lắng II

NTSX Hố thu gom Lắng I SHHKLọc

Ống trộn NTSH

Lắng II

Bể ổn định Bể khử trùng

Ngăn thu bùn

Hình 3.3: Sơ đồ công nghệ của các phương án đề xuất.

3.2.2: Nhiệm vụ của từng công trình đơn vị:(đối với phương án 3 và 4)

Song chắn rác, lưới chắn rác:

Có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất thô, có kích thước lớn trong nước thải nhằm tránh khả năng nghẹt bơm và đảm bảo hoạt động bình thường cho các công trình phía sau

Bể thu gom:

Nước thải từ các khu sản xuất trong nhà máy thảo hệ thống ống dẫn hoặc mương

hở đến hố thu gom Từ đây nước thải được dẫn đến công trình tiếp theo bằng máy bơm chìm

Ống trộn:

Sử dụng năng lượng của nước từ máy bơm bơm nước thải lên đặt tại bể thu gom

để tạo dòng chảy rối Tại ống trộn hố chất và nước thải được trộn đều, sau khi trộn xong nước thải được đưa sang bể lắng – keo tụ tiếp tục quá trình xử lý của

hệ thống

Bể lắng I (bể lắng + phản ứng):

Khi sử dụng nước có dùng chất keo tụ, tức là trong nước có chứa các hạt cặn kết dính, thì ngồi các hạt cặn có tốc độ rơi ban đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước lắng xuống, còn các hạt cặn cũng lắng xuống được Nguyên nhân là do quá trình các hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ dòng nước bị đẩy lên trên, chúng đã kết dính lại với nhau và tăng dần kích thước cho đến khi có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ chuyển động của dòng nước sẽ rơi xuống Như vậy lắng keo tụ trong bể lắng đứng (bể lắng phản ứng là bể lắng có ống trung tâm ở giữa bể) có hiệu quả lắng cao hơn nhiều so với lắng tự nhiên Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng + phản ứng cần đạt < 15(mg/l) Mặt khác, hàm lượng COD, BOD giảm 70 – 80% , lượng SS giảm 80 – 90%, có thể cao hơn do quá trình keo tụ xảy ra gần như hồn tồn

Lắng I NTSX Hố thu gom Bể SBR

Ống trộn NTSH

Bể ổn định

Bể khử trùng

Ưu điểm của bể lắng + phản ứng làm giảm kích thước công trình kỹ thuật xử lý nước thải Nhưng thực tế khó duy trì tốc độ, để trách khó khăn này thực hiện kết hợp lắng tạo bông trong bể lắng tròn, và có thể nâng cấp từ bể lắng tròn Bể lắng này được ứng dụng để xử lý có độ đục và độ màu cao

Bể ổn định:

Nhiệm vụ của bể ổn định là nhiệm vụ của điều hồ nước thải về lưu lượng, cường

độ, tính chất nước thải Bể này làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau,đặc biệt là giai đoạn xử lý sinh học đạt hiệu quả cao nhất, tránh hiện tượng quá tải hay chưa đủ lượng nước để xử lý (đối với hệ thống xử lý nước thải mực in và nước thải sinh hoạt trong dự án này)

Bể lọc sinh học hiếu khí:

Kết quả nước thải sau khi qua các công trình đơn vị trên giảm rõ rệt, các chất hữu

cơ dạng keo và một vài chất hữu cơ hồ tan vẫn còn tồn tại trong nước thải nên nước thải cần được xử lý tiếp tục bằng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí, ở đây là bể lọc sinh học tiếp xúc Trong bể lọc sinh học tiếp xúc diễn ra quá trình oxy hố sinh hố các chất hữu cơ dưới sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí Các

vi sinh vật tồn tại ở dạng màng bám dính trên vật liệu tiếp xúc, sau một thời gian nhất định màng ngày sẽ bám đầy các khe hở của vật liệu tiếp xúc, lúc này cần phải tiến hành rửa lọc cho bể lọc

Bể lắng II:

Bể lắng đợt II có nhiệm vụ chắn giữ các màng vi sinh vật bị tróc ra trong quá trình xử lý lọc ở bể lọc sinh học và các thành phần chất không hồ tan chưa được giữ lại ở bể lắng đợt I, là một công trình đơn vị trong dây chuyền xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Bể khử trùng:

Bể tiếp xúc mang tính chất là khử trùng nước thải trước khi thải ra ngồi nguồn tiếp nhận Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá huỷ, triệt bỏ các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải

Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy ziczắc qua từng ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xúc tác giữa Clo (hay chất khử khác) và nước thải

Clo là chất oxy hố mạnh ở bất kì dạng nào nêu được chọn làm chất khử trùng.Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau:

Cl2 + H2O  HOCl + HCl

Hoặc có thể ở dạng phương trình phân ly:

Cl2 + H2O  H+ + OCl- + ClAxit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng rất mạnh Khi cho Clo vào nước, chất diệt trùng sẽ khuếch tán qua vỏ tế bào vi sinh vật gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật tiêu diệt

Ngăn thu bùn:

Nhiệm vụ chính của bể là nơi tập trung lượng bùn thải từ bể lắng I, từ bể lắng II

Bể được thiết kế gồm hai ngăn, mỗi ngăn với thời gian lưu nước khác nhau Ngăn thứ nhất tiếp nhận tồn bộ lượng bùn, nếu ngăn chứa này đầy lượng bùn dư

sẽ tràn qua ngăn thứ hai Do nước thải trong dự án này quá nhỏ lên lượng bùn được lưu ở bể chứa bùn này trong thời gian 2 tháng được đội vệ sinh múc lên rồi đem đi xử lý triệt để (chôn lấp an tồn)

Bể SBR (Sequencing Batch Reactor):

Bể SBR chính là một dạng công trình xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính còn được gọi là bể bùn hoạt tính hoạt động từng mẻ Bể aerotank làm việc theo từng mẻ kế tiếp để xử lý nước thải được thực hiện theo 5 giai đoạn kế tiếp nhau: làm đầy, thổi khí, rút nước, rút bùn

• Giai đoạn 1:

Đưa nước thải vào bể Nước thải đã qua bể ổn định được bơm vào bể đến mức định trước bằng role phao Role phao phat tín hiệu để tự động đóng van hoặc bơm cấp nước vào

• Giai đoạn 2:

Tạo phản ứng sinh hố giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sụt khí hay làm thống bề mặt để cung cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp Thời gian làm thống phụ thuộc vào chất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử lý

• Giai đoạn 3:

Lắng trong nước: quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu quả thuỷ lực của

bể lắng đạt 100% Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ

• Giai đoạn 4:

Tháo nước đã lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp nhận Sử dụng ống khoan

lỗ, đặt dọc 2 thành bể để lấy nước ra sao cho cặn không bị kéo ra ngồi (đối với công suất xử lý nhỏ)

bể Bể aerotank làm việc theo mẻ liên tục có ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí

Cung cấp không khí cho các vi khuẩn hiếu khí phân huỷ các chất hữu cơ hồ tan

và dạng keo có trong nước thải để tồn tại, sinh trưởng (phân chia tế bào tổng hợp từ các chất sống) và hô hấp nội bào (oxy hố nội bào); mặt khác tạo một lượng cơ thể sống và chất trơ dư thừa (bùn dư)

Bể SBR còn có nhiệm vụ là bể lắng II thực hiện quá trình lắng để tách phần nước trong đưa qua bể khử trùng còn phần bùn đưa qua bể chứa bùn

Ngồi ra trong quá trình lắng trong bể còn xảy ra quá trình nitrat hố để chuyển hố amonia thành nitrat

3.2.3: Thuyết minh quy trình công nghệ:

Nước thải từ quá trình vệ sinh thiết bị của nhà máy được dẫn vào hố thu gom của khu xử lý nước thải Trong hố thu gom trước ống nước thải dẫn vào có gắn một tấm lưới lọc (vì lượng chất lơ lửng trong nước thải mực in nhiều nên không cần sử dụng song chắn rác thô, và đối với lưu lượng nước thải rất nhỏ của nhà máy = 4 m3/ngày với lưới lọc hiệu quả hơn)

Nước thải từ hố thu gom sẽ được bơm lên ống trộn Tại ống trộn có dẫn ống hố chất (phèn bùn Bách Khoa, và chất trợ keo tụ) để tạo phản ứng cho quá

trình keo tụ ở công trình tiếp theo, với vận tốc nước được đưa lên ống trộn nhờ vào bơm sẽ trộn đều nước thải và hố chất với nhau.

Tại bể lắng phản ứng, trong nước thải các hạt được kết dính lại với nhau

và tăng dần kích thước cho đến khi có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ chuyển động của dòng nước sẽ rơi xuống lắng dưới đáy bể, còn nước trong sẽ tự chảy qua máng tràn của bể rồi đến bể ổn định

Nước thải sản xuất sau quá trình keo tụ và nước thải sinh hoạt từ bể tự hoại được cùng được dẫn vào bể ổn định nhằm đảm bảo chất lượng và lưu lượng nước thải được ổn định khi hai dòng nước tổng hợp lại Sau bể ổn định là bể lọc sinh học

Nước thải tập trung được bơm theo ống dẫn phân phối đều trên diện tích đáy bể, nước được trộn đều với không khí cấp từ ngồi vào qua dàn ống phân phối Hỗn hợp khí nước thải đi cùng chiều từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc Trong lớp vật liệu lọc xảy ra quá trình khử BOD và chuyển hố NH4+ thành NO- 3, lớp vật liệu lọc có khả năng giữ lại cặn lơ lửng Nước trong được thu ở trên mặt bể theo ống dẫn đi ra ngồi, đến bể khử trùng để loại bỏ một số vi sinh gây bệnh bằng dung dịch Clo

Cuối cùng nước thải được thải ra ngồi sông Đồng Nai với tiêu chuẩn nước thải đạt yêu cầu

3.2.4: Đánh giá chung về quy trình:

Đối với phương án 1: trong giai đoạn đầu nước thải ra từ quá trình vệ sinh thiết bị sản

xuất của nhà máy được trong giai đoạn xử lý nước thải tập trung, nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt được đưa trực tiếp bể lọc sinh học, như vậy tính chất và lưu lượng nước thải sẽ không được ổn định, và tại đầu ra nước thải chưa được qua khử trùng khi trong nước thải có các vi khuẩn gây bệnh sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng nước của nguồn thải là tại sông Đồng Nai (sông chính của thành phố)

Đối với phương án 2: phương án này chỉ áp dụng cho riêng nước thải mực in có công

suất nhỏ Quá trình sử dụng hệ thống sấy khô bằng nhiệt để làm bốc hơi nước của nước thải sản xuất mực in , còn lượng cặn (chính là chất lơ lửng và cặn từ màu của mực in) sẽ lắng cô đặc lại tại hệ thống sấy khô ấy, và chỉ còn lại lượng cặn bùn nhỏ này Để xử lý triệt để lượng cặn này được vận chuyển đến nơi xử lý bùn thải đặc biệt hay được đem đi chôn lấp an tồn

Đối với phương án 3: là phương án được cải thiện từ phương án 1, trong phương án

này được xây dựng bố trí thêm bể ổn định nhằm để ổn định lại chất lượng và lưu lượng nước thải trước khi xử lý lọc sinh học, và cả bể khử trùng cũng được lắp đặt trước khi dòng nước thải được thải ra ngồi để đảm bảo chất lượng nước thải ra đạt tiêu chuẩn.Quy trình đưa ra dựa trên phương pháp xử lý cổ điển, xử lý hố học và xử lý sinh học, nhưng có phần cải tiến hơn Đó là sự bố trí ống phân phối khí tại bể lọc sinh học tạo ra hai tầng vật liệu lọc sẽ giúp tạo ra 2 khu vực thể tích hiếu khí ở trên và thể tích kỵ khí ở dưới để đạt quá trình khử BOD, NO3-, P có hiệu quả cao nhất

Tuy vậy, công trình cũng có nhược điểm cần quan tâm Thời giai lưu nước tại các bể hơn lâu sẽ chiếm diện tích lớn hơn tại khu xử lý

Đối với phương án 4: dựa vào quy trình của phương án 3 để so sánh hiệu quả xử lý

nước thải của trạm và chi phí đầu tư của nhà máy giữa bể lọc sinh học và bể aerotank hoạt động từng mẻ (SBR) Trong phương án này, bể SBR hoạt động gián đoạn từng mẻ nên thời giai hoạt động của bể trong 1 ngày theo 5 giai đoạn cần xử lý (lưu nước, khuấy trộn, lắng, rút nước, rút bùn) Khi thiết kế bể earotank hoạt động từng mẻ, không cần xây dựng bể điều hồ lưu lượng và chất lượng, không cần xây dựng bể lắng đợt I và bể lắng đợt II Nước thải chỉ cần qua song chắn rác, bể lắng cát, rồi nạp thẳng vào bể Số lượng bể, thời gian nạp vào từng bể phụ thuộc vào công suất và sự dao động theo giờ của lưu lượng nước thải do ngưòi thiết kế tính tốn đề quyết định Bể aerotank làm việc theo mẻ liên tục có ưu điểm là khử các hợp chất chứa Nitơ, Photpho khi vẫn hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí

CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

4.1: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TỐN:

4.1.1: Lưu lượng tính tốn:

Giai đoạn 1: xử lý hố học đối với nước thải sản xuất.

- Lưu lượng trung bình ngày của nước thải sản xuất: QNTSX = Q1 = 4m3/ngày

- Đối với nước thải có lưu lượng quá nhỏ thì

tb ngay

Q =Q ×K =0,111 3 0,333(l/ s)× =Trong đó:

Kch – hệ số không điều hồ chung của nước thải lấy theo điều 2.1.2 tiêu chuẩn TCXD

51 - 84 lấy theo bảng 4.1:

Bảng 4.1: Hệ số không điều hồ chung

tb 1,s

Kch 3,0 2.5 1.8 1.6 1.4 1.35 1.25 1.2 1.15

Giai đoạn 2: xử lý nước thải sản xuất kết hợp với nước thải sinh hoạt:

- Lưu lượng trung bình ngày của nước thải sinh hoạt: QNTSH = Q2 = 4m3/ngày

- Lưu lượng trung bình ngày tổng cộng của nước thải : QT =Q1+ Q2 = 8m3/ngày

* Tương tự tính với lưu lượng tổng cộng:

- Đối với nước thải có lưu lượng quá nhỏ thì

tb ngay

Q =Q ×K =0,222 3 0,666(l/ s)× =Trong đó:

Kch – hệ số không điều hồ chung của nước thải lấy theo điều 2.1.2 tiêu chuẩn TCXD

51 - 84 lấy theo bảng 4.1

4.1.2: Hàm lượng của chất bẩn:

Hai chỉ tiêu cơ bản để tính tốn thiết kế công trình xử lý nước thải là:

• Hàm lượng chất lơ lửng, C

• Nhu cầu oxy sinh hố (BOD), L

Cũng được chia ra làm 2 giai đoạn như phần tính lưu lượng

Bảng 4.2: Bảng thành phần nước thải (trong giai đoạn 1, sau giai đoạn 1,

giai đoạn 2) sử dụng trong tính tốn

SS

107597

75,2515

200160

- Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải:

sh sh CN CN TC

Qsh ,QCN: lưu lượng nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp, Qsh = QCN = 4(m3/ngày).

- Nhu cầu oxy sinh hố trong hỗn hợp nước thải:

b/ Kích thước bể thu gom:

Nước thải ra từ quá trình vệ sinh thiết bị trước khi tiếp tục quá trình sản xuất ra loạt sản phẩm mới Lượng nước thải được thải ra trong khoảng 1 giờ không phải là nước thải ra liên tục trong ngày như nước thải sinh hoạt, nên bể thu gom này được thiết kế

Lắng I NTSX Hố thu gom SHHKLọc

Ống trộn NTSH

Bể ổn định Bể khử trùng

Lắng II

Ngăn thu bùn Nước thải

Bùn thải

sao cho vừa đủ lượng nước thải ra trong 1 ngày để lượng nước thải được chứa đầy trong bể.

- Với lưu lượng là 4m3/ngày thì thể tích của bể thu gom : V 4(m )= 3

- Kích thước của bể thu gom:

c/ Công suất bơm:

- Chọn bơm nước thải loại nhúng chìm Và chọn cột áp bơm: H = 10 (m) Hiệu quả hoạt động của máy bơm, η= 0,5

- Công suất bơm:

β: Hệ số an tồn của bơm, với:

<

N 1 → β = 1 , 5 ÷ 2

5 , 1 2 , 1 5

1

N = ÷ → β = ÷

2 15 , 1 50

5

N = ÷ → β = ÷

1 , 1 50

N > → β =

→ Chọn bơm có công suất 0,5(Hp)≈2(m3/h)

Để bơm hoạt động đạt công suất, tại ống dẫn nước thải từ bể thu gom lên ống trộn

sử dụng thiết bị tách dòng khi đó lưu lượng chảy lên ống trộn là 1(m3/h)

d/ Đường kính ống từ bơm ở bể thu gom đến ống trộn:

- Chọn tốc độ nước chảy trong ống v = 1,8(m/s)

- Lưu lượng để tính đường kính ống dẫn chính là lưu lượng của bơm khi được bơm lên ống trộn Q = 1m3/h = 0,278.10-3 (m3/s).

- Tiết diện mặt cắt của ống:

C : hệ số lưu lượng xả qua lưới ( = 0,6 đối với lưới sạch)

Q : lưu lượng qua lưới (m3/s)

A : diện tích hiệu quả của lưới (m2), lấy = 50% diện tích tấm lưới.

g : gia tốc trọng trường (m/s2)

4.2.3: ỐNG TRỘN:

a/ Thông số thiết kế:

Đường kính từ máy bơm đến ống trộn: d1 = 16mm

Vận tốc trong đường ống dẫn lên ống trộn: v1 = 1 – 2,4(m/s), chọn v1 = 1,8(m/s).Vận tốc trong đường ống trộn: v2 = 0,3 – 0,8(m/s), chọn v2 = 0,8(m/s)

Thời gian khuấy trộn: 3(s)  2(phút), chọn t = 3(s)

hcb: Tổn thất cột áp cục bộ (khi mở rộng đột ngột)

kmr: Hệ số tổn thất áp lực cục bộ

2 1 mr

hco: Tổn thất cột áp cục bộ (khi co hẹp đột ngột)

Kco: hệ số co hẹp dựa vào bảng sau:

Bảng 4.3: Bảng hệ số co hẹp của đường ống.

A2/A3 0.01 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0kco 0.41 0.4 0.38 0.36 0.34 0.30 0.27 0.20 0.16 0.1 0.0Chọn d3 = d1 = 16(mm)

2 3

= ⋅lTrong đó:

1/ 6 3 1/ 6

1/ 3600Q

c/ Lượng hố chất sử dụng:

Hố chất sử dụng cho quá trình keo tụ là phèn bùn đỏ Bách Khoa, lượng phèn tính cho thiết kế hệ thống được nội suy từ lượng phèn thực hiện thí nghiệm Jartest tại phòng thí nghiệm của Khoa Môi trường, trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh

- Lượng phèn thực hiện thí nghiệm Jartest đối với 1 lít nước thải: 800(mg phèn/l nước thải) = 800(g phèn/m3 nước thải)

- Lượng phèn dùng cho 4m3 nước thải sản xuất mực in trong 1 ngày:

800(g phèn/m3 nước thải) x 4(m3 nước thải) = 3200(g phèn/m3 nước thải) = 3,2

(kg/m3 nước thải)

- Nồng độ phèn bùn trong phòng thí nghiệm là 30%, nghĩa là trong 1 lít dung dịch phèn thì có 300 g phèn

- Lượng phèn bùn ở dạng lỏng dùng để sử dụng cho 1 m3:

[800(g phèn/m3 nước thải) x 1(lít dung dịch)] / 300(g phèn)] = 2,67(lít dung dịch/m3 nước thải)

- Lượng phèn bùn ở dạng lỏng dùng để sử dụng trong 1 ngày:

[3200(g phèn/m3 nước thải) x 1(lít dung dịch)] / 300(g phèn)] = 10,67(lít dung dịch/m3 nước thải)

- Thể tích của phèn khi pha lỗng trong 1 ngày(xử lý trong 4h):

15lít/h x 4h/ngày = 60lít/ngày

- Sử dụng thùng nhựa để chứa phèn lỏng trong 1 tuần, thể tích thùng đựng hố chất:

60lít/ngày x 6 ngày = 360 lít/tuần  Chọn thùng có thể tích là 400 lít để lắp đặt cho hệ thống

Bảng 4.4: Thông số thiết kế bể phản ứng (ống trung tâm)

STT Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị1

234

Vận tốc nước tại đầu vòi phunThời gian phản ứng

Vận tốc chảy trong ốngKhoảng cách giữa các vách ngăn

m/sphútm/sm

2 – 3

15 – 300,8 – 1,20,1 – 0,6

- Chiều cao công tác của bể = chiều dài ống trung tâm 1,5  3,5(m), chọn h = 2(m)

- Diện tích ngăn phản ứng hay diện tích của ống trung tâm:

2 s

- Đường kính của bể phản ứng hay đường kính của ống trung tâm:

−

−