tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì

tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì

GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp Chương I MỞ ĐẦU 1.1 CƠ SỞ HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI Bảo vệ môi trường công việc toàn cầu riêng quốc gia Việc bảo vệ môi trường góp phần làm môi trường sống xung quanh chúng ta, chống lại tác hại xấu, xâm nhập vào môi trường sống tất động thực vật hành tinh Cùng với phát triển ngành công nghiệp nói chung, công nghiệp thực phẩm nước ta đà phát triển tương lai có nhu cầu lớn tinh bột dùng làm nguyên liệu sản xuất, chế biến sản phẩm bánh kẹo, mạch nha, đường, bột hay thực phẩm dạng tinh bột qua chế biến bún, miến … Vì lý đó, công nghệ sản xuất tinh bột từ khoai mì thay chủ yếu sản xuất thủ công hay bán thủ công trước tiến đến sản xuất với quy mô công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội Việc sản xuất với quy mô công nghiệp có ý nghóa phát triển công nghiệp nước, nâng cao trình độ kỹ thuật công nghệ sản xuất, đồng thời tạo sản phẩm có chất lượng suất cao, đáp úng yêu cầu xã hội phát triển Tuy nhiên, ngành công nghiệp khác, chất thải từ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, chí có tác hại nghiêm trọng biện pháp quản lý xủ lý thích hợp Nhu cầu sử dụng nước sản xuất tinh bột mì lớn sau sử dụng thải môi trường lượng nước thải tương đương Nếu biện pháp xử lý trước thải bỏ, nước thải mang theo lượng lớn chất hữu gây ô nhiễm nguồn nước mặt diện tích đất đai xung quanh nguồn xả trình phân hủy chất hữu tự nhiên Hậu trở nên nghiêm trọng khó cải tạo chất thải chứa chất hữu ngấm xuống tầng nước ngầm phá hủy chất lượng nguồn nước ảnh hưởng đến môi trường sống cảu cộng đồng dân cư khu vực Nhằm đáp ứng yêu cầu xã hội xu hướng phát triển bền vững (phát triển sản xuất đồng thời không gây ô nhiễm môi trường), việc nghiên cứu biện pháp quản lý xử lý thích hợp chất thải từ công nghệ sản xuất SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp tinh bột mì điều cần thiết Xuất phát từ yêu cầu trên, em lựa chọn đề tài luân văn tốt nghiệp là: Nghiên cứu mô hình phục vụ thiết kế tính toán hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì Sơn Hà – Sơn Hải – Quảng Ngãi Chất lượng nước thải sau xả đạt yêu cầu xả nguồn loại II 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI  Xác định công nghệ phù hợp xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột mì  Góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho ngành sàn xuất tinh bột mì Quảng Ngãi thông qua hệ thống xử lý nước thải xác định 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Tổng quan công nghệ xử lý tinh bột mì ứng dụng Việt Nam  Đánh giá trạng sản xuất, chất lượng môi trường nhà máy  Xác định lưu lượng, thành phần nước thải  Nghiên cứu công ghệ xử lý nước thải tinh bột mì  Đề xuất công nghệ xử lý nước thải tinh bột mì  Thiết kế tính toán hệ thống xử lý nước thải phù hợp 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Thời gian làm luận văn có hạn chế, đó, trình làm đồ án không tránh khỏi thiếu sót bao quát toàn biện pháp giải vấn đề môi trường liên quan đến nhà máy sản xuất tinh bột mì Sơn Hải – Sơn Hà – Quảng Ngãi Vì vậy, đồ án tiến hành số phạm vi sau: - Đồ án tập trung chủ yếu vào việc xử lý nước thải sản xuất tinh bột mì nên vần đề môi trường liên quan nêu cách tổng quát không di sâu vào vấn đề liên quan SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp - Đồ án nghiên cứu thành phần nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì Sơn Hà, sau đưa công nghệ hợp lý để xử lý nước thải - Dựa dây truyền công nghệ đó, đồ án tiếp tục tính toán công trình đơn vị hệ thống xử lý nước thải để nước thải sau thải môi trường với tiêu chuẩn xả thải loại B SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp Chương II TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT MÌ VÀ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI 2.1 TỔNG QUAN VỀ KHOAI MÌ Khoai mì có tên khoa học Manigot esculent a krantz loại phát triển vùng khí hậu nhiệt đới cận nhiệt đới Khoai mì có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazon Nam Mỹ Sau đó, phát triển dần đến Châu Phi Đông Nam Á Khoai mì có chứa hàm lượng tinh bột cao sử dụng dạng tươi hay khô, dạng cục hay mịn Khoai mì có mặt nhiều nước giới trở thành lương thực quan trọng cho người gia súc Tuy nhiên, dùng bột mì làm lương thực cần phải bổ sung protein chất béo đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng Khoai mì nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp như: chế biến thực phẩm, sản xuất bia, công nghiệp hóa chất, sản xuất keo dán, công nghiệp giấy, gỗ, dược phẩm Hiện nay, khoai mì sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau: tiêu thụ gia đình (56,9%); chế biến thực phẩm (35,6%); xuất (7,4%); phần lại nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác nước ta, khoai mì chủ yếu tách lấy tinh bột làm nguyên liệu chế biến loại thực phẩm khác bành kẹo, mạch nha, bột hay thực phẩm dạng tinh bột qua chế biến bún, miến, bánh tráng Hình 2.1: Cây khoai mì SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp 2.1.1 Cấu tạo khoai mì Khoai mì trồng phổ biến vùng nhiệt đới (80 quốc gia) Chúng trồng riêng lẻ hay xen kẻ với loại lương thực, công nghiệp khác như: bắp, lúa, đậu, cao su, rau … Đây loại lương thực đứng thứ ba giới sau mía gạo Khoai mì có hàm lượng carbonhydrat cao 40% so với gạo, 25% so với ngô Củ khoai mì thường có dạng hình trụ, vuốt hai đầu Kích thước tùy thuộc vào thành phần dinh dưỡng đất điều kiện trồng, dài 0,1 – 1m, đường kính – 10cm cấu tạo gồm bốn phần chính; lớp vỏ gỗ, vỏ cùi, phần thịt củ phần lõi Vỏ gỗ gồm tế bào xếp sít, thành phần chủ yếu cellulose hemicellulose, tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động bên Vỏ gỗ mỏng, chiếm 0,5 – 5% trọng lượng củ Khi chế biến, phần vỏ gỗ thưởng kết dính với thành phần khác như: đất, cát, sạn chất hữu khác Vỏ cùi dày vỏ gỗ, chiếm 5- 20% trọng lượng củ Gồm tế bào thành dày, thành tế bào chủ yếu cellulose, bên tế bào hạt tinh bột, chất chứa nitrogen dịch bào Trong dịch bào có Tanin, sắc tố, độc tố, enzyne … Vỏ cùi có nhiều tinh bột (5 -8%) nên chế biến tách tổn thất tinh bột củ, không tách nhiều chất dịch bào làm ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột Thịt củ khoai mì thành phần chủ yếu củ, gồm tế bào nhu mô thành mỏng chính, thành phần chủ yếu cellulose, pentosan Bên tế bào hạt tinh bột, nguyên sinh chất, glucide hòa tan nhiều nguyên tố vi lượng khác Những tế bào xơ bên thịt củ chứa nhiều tinh bột, vào phía hàm lượng tinh bột giảm dần Ngoài tế bào nhu mô có tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ cellulose nên cứng gỗ gọi xơ Lõi củ khoai mì trung tâm dọc suốt từ cuống tới chuôi củ cuống lõi to nhỏ dần tới chuôi, chiếm 0,3 – 1% trọng lượng củ Thành phần lõi cellulose hemicellulose 2.1.2 Phân loại khoai mì Có nhiều cách phân loại khoai mì khác nhau, chủ yếu chia làm hai loại: Khoai mì đắng khoai mì Việc phân loại phụ thuộc vào thành phần Cyanohydrin có củ mì • Khoai mì đắng (Manihot palmata Muell hay Manihot aipr Pohl): Hàm lượng HCN 50mg/kg củ Khoai mì đắng có thành phần tinh bột cao, sử dụng phổ biến làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến thực SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp phẩm, công nghiệp hóa dược, công nghiệp giấy nhiều ngành công nghiệp khác • Khoai mì (Manihot aipa hay Manihot utilissima Pohl): Hàm lượng HCN nhỏ 50mg/kg củ Khoai mì chủ yếu dùng làm thực phẩm tươi vị dễ tạo thành bột nhão, dễ nghiền nát hay đánh nhuyễn 2.1.3 Thành phần hóa học Thành phần hóa học khoai mì thay đổi tùy thuộc vào giống trồng, tính chất, độ dinh dưỡng đất, điều kiện phát triển thời gian thu hoạch Sau thành phần hóa học trung bình khoai mì: Bảng 2.1: Thành phần hóa học củ khoai mì Thành phần Nước Tinh bột Chất đạm Chất béo Chất xơ Độc tố (CN-) Tỷ trọng (%trọng lượng) 70,25 21,45 1,12 5,13 5,13 0,001 – 0,04 (Nguồn: Đoàn Dụ cộng sự, 1983) Đường củ khoai mì chủ yếu glucose maltoze Khoai già hàm lượng đường giảm Trong trình chế biến đường hòa tan nước thải Chất đạm khoai mì chưa nghiên cứu kỹ, nhiên hàm lượng thấp nên ảnh hưởng tới môi trường Ngoài thành phần có giá trị dinh dưỡng, củ khoai mì có chứa độc tố, tanin, sắc tố hệ enzyme phức tạp Theo số nghiên cứu số enzyme polyphenoloxydaza xúc tác trình oxy hóa polyphenol acdamin tạo thành chất có màu Những chất gây khó khăn chế biến quy trình công nghệ không thích hợp cho sản phẩm chất lượng SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.2: Thành phần hóa học củ bã khoai mì Thành phần Vỏ củ mì (mg/100mg) Bã phơi khô (mg/100mg) Độ ẩm 10,8 – 11,4 12,5 – 13 Tinh boät 28 – 38 51,8 – 63 Sợi thô 8,2 – 11,2 12,8 – 14,5 Protein thoâ 0,85 – 1,12 1,5 – Độ tro – 1,45 0,58 – 0,65 Đường tự – 1,4 0,37 – 0,43 HCN veát 0,008 – 0,009 Pentosan vết 1,95 – 2,4 Các loại Polysaccharide 6,6 – 10,2 – 8,492 (Hội thảo giảm thiểu ô nhiễm công nghiệp chế biến tinh bột Hà Nội, 1/98) Đặc bịêt củ khoai mì chứa độc tố Cyanua CN - thường chóp củ, vùng bị tổn thương rễ tranh ăn luồn vào hay chăm bón đụng phải Khi củ chưa đào nhóm dạng glucozite gọi phaseolutanin (C10H17NO6) Dưới tác dụng củ enzyme hay môi trường acid, chất phân hủy thành glucose, acetone acid cyanhydrit (HCN) Như sau đào củ khoai mì xuất HCN tự do, đào để “tự vệ” enzyme củ bắt đầu hoạt động mạnh đặc biệt xuất nhiều chế biến sau ăn (trong dày người hay gia súc có acid dịch chế biến môi trường acid) Phaseolutanin tập trung vỏ cùi, dễ tách trình chế biến, hòa tan tốt nước, tan rượu etylic metylic, hòa tan cloroform không tan ether Các hợp chất xianua phân thành nhóm chính: * Nhóm hợp chất xianua đơn giản, tan độc như: axit cyanhydric (HCN) muối cyanua NaCN ,KCN * Nhóm hợp chất cyanua đơn giản không tan Fe(CN) chúng dạng phân tán nhỏ, chúng xâm nhập vào thể tác dụng môi trường axit dịch vị chúng chuyển sang trạng thái đơn giản tan gây nhiễm độc thể * Nhóm phức chất cyanua tan độc: [Cu(CN)] 2-, [Cu(CN)3]2-, [Zn(CN)]3-, [Zn(CN)4]3- Trong ổn định [Cu(CN)3]2- * Nhóm chứa phức chất cyanua tan không độc: phức chất fericyanua [Fe(CN)6]4- [Fe(CN)6]3- Sau xử lý nước thải phương pháp sunfat, phức chất dễ dàng chuyển hóa thành chất cyanua tan độc Vì hòa tan tố nước nên chế biến, độc tố theo nước dịch SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp Tùy thuộc vào giống đất trồng … hàm lượng độc tố từ 0,0001 – 0,004% CN- gây độc tính cao người thủy sinh vật CN - ngăn cản trình chuyển hóa ion vào da, túi mật, thận, ảnh hưởng tới trình phân hóa tế bào hệ thần kinh hàm lượng cao cyanua ảnh hưởng tới mạch máu não Triệu chứng ban đầu co giật sau dẫn đến vỡ mạch máu não.CN - gây độc cho cá, động vật hoang dã, vật nuôi Đối với cá, CN - độc liều lượng -5 mg/l lý việc khử CN - quan trọng hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột mì Việt Nam, ngành chế biến khoai mì phổ biến kỷ 16, năm gần đây, yêu cầu phát triển ngành chăn nuôi ngành chế biến thực phẩm tinh bột mì gia tăng, sản lượng bột mì hàng năm đạt khoảng triệu Theo nông nghiệp phát triển nông thôn dự báo sản lượng chế biến tinh bột khoai mì vào năm 2010 nước ta đạt khoảng 600.000 sản phẩm Cùng theo gia tăng sản lượng lượng nước thải từ trình sản xuất Ước tính trung bình năm gần đây, ngành chế biến tinh bột khoai mì (bao gồm nhà máy chế biến hộ gia đình) thải môi trường 500.000 bã thải 15 triệu m nước thải năm Thành phần loại chất thải chủ yếu hợp chất hữu cơ, chất thải môi trường nhanh chóng bị phân hủy gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí ảnh hưởng đến sống cộng đồng dân cư khu vực Hiện nay, số nhà máy chế biến tinh bột nồng độ COD nước thải lên dến 19.000mg/l vượt TCVN hàng trăm lần Đó lý việc xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột mì trở thành vấn đề quan trọng 2.2 TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BỘT MÌ 2.2.1 Giới thịêu chung Tinh bột khoai mì thực phẩm cho 500 triệu người giới (theo Cock,1985; Jackson & Jackson,1990) Tinh bột khoai mì cung cấp 37% calories thực phẩm Châu Phi, 11% Mỹ La Tinh 60% nước Châu Á (Lancaster et al,1982) Tinh bột mì nước giới sản xuất nhiều để tiêu thụ xuất Brazil sản xuất khoảng 25 triệu tấn/năm Nigeria, Indonesia Thái Lan sản xuất lượng lớn chủ yếu để xuất (CAIJ,1993) Châu Phi sản xuất khoảng 85,2 triệu tấn/năm năm 1997 Châu Á 48,6 triệu 32,4 triệu Mỹ La Tinh Caribbean (FAO,1998) SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp Ở Việt Nam, đủ điều kiện để xây dựng nhà máy chế biến nên ngành công nghiệp sản xuất tinh bột khoai mì nước bị hạn chế Các sở sản xuất phân bố theo quy mô hộ gia đình, sản xuất trung bình sản xuất lớn 2.2.2 Hiện trạng ngành chế biến tinh bột mì Việt Nam 2.2.2.1 Giới thiệu chung - Việt Nam đứng thứ giới lónh vực xuất tinh bột mì (sau Indonesia Thái Lan) - Sản lượng tinh bột khoai mì xuất đạt 180 – 350 nghìn tấn/năm - Thị trường xuất Vi6ẹt Nam là: Trung Quốc, Đài Loan, Nhật, Singapore, Malaysia, Hàn Quốc Đông u - Sản phẩm chế biến từ khoai mì: tinh bột khoai mì, bột ngọt, acid glutamate, acid amin, thức ăn gia súc, phân bón hữu … 2.2.2.2 Tình hình sản xuất tinh bột mì nước Diện tích trồng khoai mì nước chủ yếu tập trung khu vực: - Đông Bắc sông Hồng: Vónh Phúc, Hà Tây - Đông Bắc: Yên Bái, Phú Thọ, Lòa Cai - Tây Bắc: Sơn La, Hòa Bình - Bắc Trung Bộ: Thanh Hóa, Nghệ An - Duyên Hải Nam Trung Bộ: Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên - Tây Nguyên: Kom Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Đắc Nông - Đông Nam Bộ: Bình Phước, Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Thuận Trong đó, Gia Lai tỉnh có diện tích trồng khoai mì lớn nước (Gia Lai: 47.695 ha; Tây Ninh: 45.137 – số liệu thống kê 2006) Theo ước tính: - Khoảng 12% khoai mì tiêu thụ trực tiếp - 17% dùng cho trang trại - 22% dùng cho thức ăn gia súc - 49% củ khoai mì bán dùng cho trình sản xuất tinh bột khoai mì SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.3 : Thống kê số liệu diện tích, sản lượng suất khoai mì tính nước giai đoạn 2001 – 2006 Năm Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Năng suất (tấn/h a) 2001 292.300 2002 337.860 2003 371.860 2004 388.676 2005 423.800 2006 474.908 3.509.200 4.438.000 5.308.860 5.820.672 6.646.000 7.714.096 12.01 13.17 14.28 14.98 15.68 16.24 Bảng 2.4: Một số công ty, nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tỉnh miền Nam Tên công ty Tỉnh Công suất(tấn tinh bột/ngày) Phước Long (VEDAN) Bình Phước 600 KMC(Thị Trấn Chơn Thành) Bình Phước 100 Toàn Năng Bình Phước 100 Đức Liên Bình Phước 100 Wusons Bình Phước 100 Tân Châu – Singapore Tây Ninh 100 Tây Ninh – Tapioca Tây Ninh 120 Toàn Năng Tây Ninh 100 Trường Thịnh Tây Ninh 100 Hinh Chang Tây Ninh 80 Phước Hưng Tây Ninh 60 Thanh Bình Tây Ninh 60 Cẩm Vân Tây Ninh 60 Việt Ma Tây Ninh 60 Tân Hoàng Minh Tây Ninh 60 VEDAN Đồng Nai 200 (Hội thảo chuyên đề: Phát triển cụm công nghiệp sinh thái cho ngành chế biến tinh bột khoai mì Việt Nam, 2007) SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 10 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp + La : Hàm lượng BOD vào hồ sv thổi khí bậc I.( La = 400mg/l) 1 + La : Hàm lượng BOD khỏi hồ sinh vật thổi khí bậcI.( La = 160mg/l) + b1 : Nhu cầu oxy, kg, để tách kg BOD Đối vời hồ sinh vật thổi khí bậc I b1 = 2,0 – 2,3 kg ⇒ Chọn b1 = 2,2 kg + b2 : Mức độ sử dụng không khí ( b2 = 0,9) + d : Mức độ thiếu hụt oxy Đối vời hồ sinh vật thổi khí bậc I d = 0,7 – 0,8 ⇒ Chọn d = 0,8 b1 × Q × ( La − L1a ) 2,2 × 2180 × ( 400 −160 ) (kg) = 19,8 = = 1598,66 ⇒ V1 = 0,9 × 0,8 ×1000 b2 × d × 1000 kg/ngày - Nhu cầu oxy cho hồ sinh vật thổi khí bậc II: b × Q × ( La − L1a ) V2 = b2 × d × 1000 Trong đó: + V2 : Lượng oxy cần thiết để tách BOD trình xử lý.(kg) + Q : Lưu lượng tính toán ( Q = 2180 m3/ngày) 1 + La : Hàm lượng BOD vào hồ sv thổi khí bậc I.( La = 160mg/l) + L : Hàm lượng BOD khỏi hồ sinh vật thổi khí bậcI.( L = 60mg/l) + b1 : Nhu cầu oxy, kg, để tách kg BOD Đối vời hồ sinh vật thổi khí bậc II b1 = 2,5 - kg ⇒ Choïn b1 = 2,8 kg + b2 : Mức độ sử dụng không khí ( b2 = 0,9) + d : Mức độ thiếu hụt oxy Đối vời hồ sinh vật thổi khí bậc II: d=0,5 b × Q × ( L1a − L ) 2,8 × 2180 × (160 − 60) = = 1356,44 (kg) = 6,5 kg/ngày ⇒ V2 = 0,9 × 0,5 ×1000 b2 × d × 1000 Căn vào kết tính toán nhu cầu oxy cho hồ sinh học thổi khí mà lựa chọn thiết bị khuấy trộn cho thích hợp - Chọn độ sâu cho hồ là: H = m - Diện tích hồ sinh vật thổi khí bậc I: F1 = W1 1395,2 = = 697,6 (m2) H - Diện tích hồ sinh vật thổi khí bậc II: F2 = W2 5014 = = 2507 (m2) H - Diện tích hồ sinh vật bậc III (hồ lắng): F3 = W3 1090 = = 545 (m2) H - Chọn kích thước hồ sau: SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 91 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp + Hồ sinh vật thổi khí bậc I: L1 × B1 × H = 29m × 24m × 2m + Hồ sinh vật thổi khí bậc II: L2 × B2 × H = 76m × 33m × 2m + Hồ sinh vật bậc III (hồ lắng): L3 × B3 × H = 27,25m × 20m × 2m * Số liệu thiết kế hệ thống hồ sinh học tóm tắt sau: STT 10 Tên thông số (Ký hiệu) Đơn vị Chiều dài cao hồ ( H ) m L1 ) Chiều dài hồ sv thổi khí bậc I ( m Chiều rộng hồ sv thổi khí bậc I ( B1 ) m Thời gian lưu nước hồ sv thổi khí bậc I ( t1 ) ngày Chiều dài hồ sv thổi khí bậc II ( L2 ) m Chiều rộng hồ sv thổi khí bậc II ( B2 ) m Thời gian lưu nước hồ sv thổi khí bậc II ( t2 ) ngày L3 ) Chiều dài hồ sinh vật bậc III (hồ lắng) ( m Chiều rộng hồ sinh vật bậc III (hồ lắng) ( B3 ) m Thời gian lưu nước hồ sv bậc III(hồ lắng) ( ngày t3 ) SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 Số liệu 29 24 0,64 76 33 2,3 27,25 20 0,5 92 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG V KHÁI TOÁN KINH TẾØ - GIÁ THÀNH CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHẢ THI 5.1 TÍNH TOÁN VỐN ĐẦU TƯ 1.1 Vốn đầu tư xây dựng Hệ thống xử lý nước thải công trình chủ yếu xây dựng bê tông cốt thép nên ước tính theo sức chứa công trình Gía thành xây dựng dùng để tính toán sơ từ 500.000 – 1.000.000 VNĐ/m3 xây dựng Bảng 5.1: Tính toán giá thành xây dựng STT Tên hạng mục Song chắn rác Bể lắng 1A Bể lắng 1B Bể điều hòa Bể khử CN-, ổn định pH dinh dưỡng Bể UASB Bể nén bùn Sân phơi bùn Nhà điều hành móng đặt thiết bị Tổng cộng Đơn vị m3 m3 m3 m3 m3 Số lượng 1.35 32.76 127.32 246.4 62.72 Đơn giá 1.000.000 700.000 1.000.000 700.000 700.000 Thành tiền 1.350.000 22.032.000 127.320.000 172.480.000 43.904.000 m3 m3 m3 m2 339.9 576 2960 160 500.000 500.000 500.000 169.950.000 288.000.000 1.480.000.000 40.000.000 2.345.036.000 Hệ thống hồ có sẵn nhà máy, nhiên cần phải cải tạo, làm vệ sinh hồ để phục vụ cho hệ thống xử lý nước thải - Chi phí cho việc cải tạo Hồ: Hồ kỵ khí, Hồ tùy tiện, Hồ hiếu khí ước tính khoảng 50.00.000 VNĐ - Chi phí cho việc cải tạo hệ thống Hồ sinh vật thổi khí ước tính khoảng 40.000.000 VNĐ SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 93 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp * Tổng chi phí xây dựng: - Phương aùn I: M XD1 = 2.345.036.000 + 50.000.000 = 2.395.036.000 (VNĐ) - Phương án II: M XD = 2.345.036.000 + 40.000.000 = 2.385.036.000 (VNĐ) 5.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bị Bảng 5.2: Vốn đầu tư trang thiết bị STT 10 11 12 13 14 Tên hạng mục Số lượng Đơn giá Song chắn rác Cái 1.500.000 Hệ thống gạt bùn Bộ 25.000.000 Bơm nước thải Cái 8.000.000 Bơm bùn Cái 7.000.000 Máy nén khí Bộ 11.000.000 Thùng chứa hóa chất Cái 1.000.000 Bơm định lượng hóa chất Cái 600.000 Máy khuấy bể khử CN , ổn định Bộ 5.000.000 pH dinh dưỡng Hệ thống điện tủ điều khiển Đường ống dẫn khí Hệ thống đường ống kỹ thuật van khóa Hệ thống làm thoáng bề mặt 10 Bộ Ống nhựa PVC Nhân công lắp đặt Phương án I ( M TB1 ) Tổng cộng Phương án II ( M TB ) Thành tiền 1.500.000 25.000.000 24.000.000 35.000.000 11.000.000 3.000.000 18.000.000 10.000.000 30.000.000 20.000.000 10.000.000 100.000.000 20.000.000 10.000.000 231.000.000 331.000.000 * Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống - Phương án I: M DT = M XD1 + M TB1 = 2.395.036.000 + 231.000.000 = 2.626.036.000 (VNÑ) - Phương án Ii: M DT = M XD + M TB = 2.385.036.000 + 331.000.000 = 2.716.036.000 (VNĐ) * Hệ thống xử lý nước thải sử dụng 15 năm: - Chi phí xây dựng cho năm: n + Phương án I: P1 = M DT 2.626.036.000 = = 175.069.000 (VNĐ/năm) 15 15 SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 94 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp + Phương án II: P2n = M DT 2.716.036.000 = = 181.069.000 15 15 (VNĐ/năm) - Chi phí xây dựng cho ngày đêm: + Phương án I: P1n 175.069.000 = = 479.641 (VNÑ) 365 365 P2n 181.069.000 = = = 496.079 (VNĐ) 365 365 P1ng = + Phương án II: P2ng - Chi phí xây dựng cho m3 nước thải ngày đêm: P1ng 479.641 = = 126,22 (VNĐ/m3 ngày.đêm) 3800 3800 P ng 496.079 = 130,55 (VNĐ/m3 ngày.đêm) + Phương án II: P2nt = = 3800 3800 + Phương án I: P1nt = 5.2 CHI PHÍ QUẢN LÝ VẬN HÀNH 5.2.1 Chi phí hóa chất 5.2.1.1 Chi phí sử dụng Clo Theo tính toán lượng Clo sử dụng ngày 11,7 kg Gía thành cho kg Clo khoảng 1000 VNĐ Chi phí sử dụng Clo năm: 11,7 ×365 ×1000 = 4.270.000 (VNĐ/năm) Chi phí sử dụng Clo ngày cho khối nước thải : 11,7 ×1000 = 3,1 (VNĐ/m3.ngày.đêm) 3800 5.2.1.2 Chi phí sử dụng axít H2SO4 Theo tính toán lượng H2SO4 sử dụng ngày khoảng 0,485 (g/m ngày.đêm) khoảng 0,485.10-3 (kg/ m3.ngày.đêm) Gía thành cho kg axít khoảng 30.000 VNĐ Chi phí sử dụng axít năm: 1,057 ×365 ×30.000 =11.574.000 (VNĐ/năm) Chi phí sử dụng axít ngày cho khối nước thải là: 0,485 ×10 −3 ×30.000 =14,55 (VNĐ/m3.ngày.đêm) 5.2.1.3 Chi phí sử dụng Urê SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 95 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp Lượng Urê sử dụng ngày cho 2180 m3 nước thải 151,81 kg, nên khối nước thải cần dùng 0,054 kg/m Gía cho kg Urê khoảng 500 VNĐ Chi phí sử dụng Urê năm: 151,81 ×365 ×500 = 27.705.000 (VNĐ/năm) Chi phí phải trả cho việc sử dụng Urê ngày cho khối nước thải là: 0,054 ×500 = 27 (VNĐ/m3.ngày.đêm) 5.2.1.4 Chi phí sử dụng H3PO4 Lượng H3PO4 sử dụng ngày 127,5 kg Gía thành kg H 3PO4 500 VNĐ Chi phí sử dụng H3PO4 năm: 127,5 ×365 ×500 = 23.268.000 (VNĐ/năm) Chi phí phải trả cho việc sử dụng H 3PO4 ngày cho khối nước thải 0,058 ×500 = 29,24 (VNĐ/m3.ngày.đêm) là: * Tồng chi phí hóa chất cho naêm: T n = 4.270.000 + 11.574.000 + 27.705.000 + 23.268.000 = 68.817.000 (VNĐ/nă m) * Tổng chi phí hóa chất cho khối nước thải ngày đêm: T ng = 3,1 +14,55 + 27 + 29,24 = 73,89 (VNĐ/m3.ngày.đêm) 5.2.2 Chi phí điện Với số lượng máy bơm, máy khuấy máy khí nén hoạt động, nhu cầu sinh hoạt, thắp sáng công nhân viên vận hành hệ thống giá điện dùng cho sản xuất 1.200 VNĐ/KWh - Phương án I: Ước tính điện tiêu thụ hàng ngày 150 KWh Chi phí điện cho năm: 150 ×1.200 × 365 = 65.700.000 (VNĐ/năm) Chi phí cho m3 nửụực (150 ì1.200) ữ 3800 = 47,36 (VNẹ/m3.ngaứy.ủeõm) - Phương án II: Ước tính điện tiêu thụ hàng ngày 200 KWh Chi phí điện cho năm: 200 ×1.200 × 365 = 87.600.000 (VNĐ/năm) Chi phí cho m3 nửụực (200 ì1.200) ữ 3800 = 63,15 (VNẹ/m3.ngaứy.ủeõm) 5.2.3 Lương công nhân - Phương án I: Trả lương cho công nhân với mức lương 1.000.000 VNĐ/người.tháng kỹ sư với mức lương 1.500.000 VNĐ/người.tháng.Vậy chi phí phải trả lương công nhân tháng: SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 96 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp (VNĐ/tháng) Chi phí công nhân cho năm: 4.500.000 ×12 = 54.000.000 (VNĐ/năm) Chi phí công nhân cho ngày: 4.500.000 ÷ 30 = 150.000 (VNĐ/ngày) Chi phí công nhân cho khối nước thải: 150.000 ÷3800 = 39,5 (VNĐ/ngày) - Phương án II: Trả lương cho công nhân với mức lương 1.000.000 VNĐ/người.tháng kỹ sư với mức lương 1.500.000 VNĐ/người.tháng.Vậy chi phí phải trả lương công nhân tháng: (1.000.000 × 4) +1.500.000 = 5.500.000 (VNĐ/tháng) Chi phí công nhân cho năm: 5.500.000 ×12 = 66.000.000 (VNĐ/năm) Chi phí công nhân cho ngày: 5.500.000 ÷ 30 = 183.333 (VNĐ/ngày) Chi phí công nhân cho khối nước thải: 183.333 ÷3800 = 48,24 (VNĐ/ngày) (1.000.000 ×3) +1.500.000 = 4.500.000 5.2.4 Tổng chi phí quản lý vận hành * Phương án I Chi phí quản lý vận hành năm: 68.817.000 + 65.700.000 + 54.000.000 = 185.517.000 (VNĐ/năm) * Phương án II 86.817.000 + 87.600.000 + 66.000.000 = 240.417.000 (VNĐ/năm) 5.3 CHI PHÍ THIẾ KẾ – CHUYỂN GIAO * Phương án I Chi phí phân tích mẫu ban đầu: 8.000.000 Chi phí công nghệ – lập mô hình: 5.000.000 Chi phí thiết kế: 70.000.000 Chi phí chuyển giao công nghệ: 10.000.000 Tổng cộng 93.000.000 Vậy chi phí chhuyển giao công nghệ năm: 93.000.000 ÷15 = 6.200.000 (VNĐ/năm) Chi phí chuyển giao công nghệ ngày: 6.200.000 ÷ 365 = 16.986 (VNĐ/ngày) Chi phí chuyển giao công nghệ cho m3 nước thải ngày đêm: 16.986 ÷3800 = 4,47 (VNĐ/m3.ngày.đêm) Gía thành cho m3 nước thải là: 126,22 +125,65 + 47,36 + 39,5 + 4,47 = 343,2 (VNĐ/m3.ngày.đêm) SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 97 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp * Phương án II Chi phí phân tích mẫu ban đầu: 8.000.000 Chi phí công nghệ – lập mô hình: 8.000.000 Chi phí thiết kế: 100.000.000 Chi phí chuyển giao công nghệ: 15.000.000 Tổng cộng 131.000.000 Vậy chi phí chhuyển giao công nghệ năm: 131.000.000 ÷15 = 8.733.333 (VNĐ/năm) Chi phí chuyển giao công nghệ ngày: 8.733.333 ÷ 365 = 23.927 (VNĐ/ngày) Chi phí chuyển giao công nghệ cho m3 nước thải ngày đêm: 23.927 ÷3800 = 6,3 (VNĐ/m3.ngày.đêm) Gía thành cho m3 nước thải là: 130,55 +125,65 + 63,15 + 48,24 + 6,3 = 373,89 (VNĐ/m3.ngày.đêm) 5.4 TỔNG CHI PHÍ CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HOẠT ĐỘNG TRONG NĂM * Phương án I: M = 175.069.000 + 185.517.000 = 360.586.000 (VNĐ/năm) * Phương án II: M = 181.069.000 + 240.417.000 = 421.486.000 (VNĐ/năm) 5.5 PHÂN TÍCH KINH TẾ – KỸ THUẬT – MÔI TRƯỜNG LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHẢ THI 5.5.1 Kinh tế Cả hai phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bột mì Sơn Hà – Quảng Ngãi giống Phương án I: Thuần túy xử lý sinh học Dự toán giá thành xây dựng là: 2.626.036.000 VNĐ Phương án II: Ngoài việc xử lý sinh học có thêm hệ thống khuấy trộn bề mặt Dự toán giá thành xây dựng là:2.716.036.000 VNĐ Về mặt kinh tế thấy rõ dựa số liệu dự toán giá thành hai phương án Như phương án I khả thi Mặt khác, việc sử dụng hệ SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 98 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp thống khuấy trộn bề mặt cần phải bỏ chi phí lớn việc trang bị thêm chi phí cho điện nhân công vận hành 5.5.2 Kỹ thuật Cả hai phương àn sử dụng xử lý sinh học làm chủ đạo Phương án I:Xử lý cuối hồ Hồ kỵ khí, Hồ tùy tiện Hồ hiếu khí Phương án II: Xử lý cuối hệ thống hồ sinh vật có thổi khí Nhìn chung phương án II mặt kỹ thuật phức tạp hẳn phương án I mặt hiệu xử lý lại Mặt khác, Phương án II đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật vân hành phức tạp Do việc sử dụng hệ thống hồ sinh vật có thổi khí thực không cần thiết Vì mặt kỹ thuật phương án II có phần chiếm ưu phương án I lựa chọn tối ưu 5.5.3 Môi trường Mục đích hai phương án xử lý nước thải nhà máy sản xuất bột mì Sơn Hà – Quảng Ngãi nhằm đạt tiêu chuẩn loại B, theo TCVN 5945 – 1995 Theo hiệu xử lý trình bày hai phương án đáp ứng điều kiện Tuy nhiên, sử dụng hệ thống xử lý Hồ sinh vật có thổi khí khống chế mùi phát tán từ nước thải, điều ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, đặc biệt người dân sinh sống gần Còn sử dụng hệ thống Hồ: Hồ kỵ khí, Hồ tùy tiện Hồ hiếu khí, tức túy dùng phương pháp sinh học đảm bảo vệ sinh môi trường xung quanh Vậy phương án I có ưu phương án II 5.5.4 Nhận xét chung Theo so sánh mặt kinh tế, kỹ thuật môi trường ta thấy công trình xử lý sinh học phương án I hẳn so với công trình xử lý sinh học phương án II Do tính khả thi phương án I cao so với phương án II Vì vậy, việc lựa chọn phương án II cho mục đích xử lý nước thải nhà máy sản xuất bột mì Sơn Hà – Quảng Ngãi cần thiết SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 99 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN Trong trình tiến hành thực Đồ án tốt nghiệp: “ Nghiên cứu mô hình phục vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì Sơn Hải – Sơn Hà – Quảng Ngãi “, em có nhận xét sau: - Nước thải nhà máy có nồng độ COD BOD cao, việc lựa chọn công nghệ sinh học để xử lý hoàn toàn phù hợp Tuy nhiên, áp dụng hồ sinh học tự nhiên để xử lý nước thải khoai mì nước thải sau xử lý không đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 1995-B Để đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 1995-B cần phải sử dụng bể UASB (Bể xử lý sinh học kỵ khí cao tải) để khử COD BOD trước xử lý hồ sinh học - Nhà máy có hệ thống xử lý nước thải gồm hồ sinh học: hồ sinh học kỵ khí, hồ sinh học tùy nghi, hồ sinh học hiếu khí Tuy nhiên, hồ hầu hết không hoạt động được, đặc biệt hồ sinh học hiếu khí bị phú dưỡng hóa nên nước thải nhà máy nguồn gây ô nhiễm nguồn nước sông RE - Ngoài việc làm ô nhiễm nguồn nước mặt, nước thải nhà máy đọng lại hồ sinh học gây mùi hôi nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Đây vấn đề môi trường đáng quan tâm nhà máy - Nhà máy có ưu diện tích nên thuận kợi cho việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải, việc xây dựng hồ sinh học xem chiếm nhiều diện tích - Nhà máy xây dựng miền núi, xa khu dân cư nên không gây ảnh hưởng nhiều đến hoạt động sống người dân - Cơ sở vật chất nhà máy mới, trang thiết bị tương đối đại Do đó, hai vần đề ảnh hưởng tới môi trường nước thải mùi hôi vần đề môi trường khác khơng ảnh hưởng tới môi trường xung quanh nhà máy SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 100 GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN Đồ án tốt nghiệp 6.2 KIẾN NGHỊ Với tình hình môi trường nhà máy, qua trình nghiên cứu, tìm hiểu em có vài ý kiến đóng góp để bảo vệ môi trường nhà máy sản xuất tinh bột mì Sơn Hải – Sơn Hà – Quảng Ngãi nói riêng nhà máy sản xuất tinh bột mì nói chung sau: - Hệ thống xử lý nước thải sản xuất hữu nhà máy nên đầu tư số hạng mục phương án xử lý mà đồ án đưa - Tác động mùi hôi từ hệ thống xử lý nước thải hạn chế đến mức chấp nhận đầu tư cải thiện hiệu suất hệ thống xử lý nước thải nêu, trồng xanh để hạn chế phát tán mùi hôi gió - Với trạng môi trường nhà máy việc xây dựng, cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy cấp bách, cần phải triển khia nhanh chóng để tránh tác hại nghiêm trọng tới môi trường - Khi có hệ thống xử lý nước thải trình theo dõi, vân hành bảo dưỡng hệ thống xử lý vần đề cần quan tâm - Thường xuyên áp dụng biện pháp cải tiến để nâng cao hiệu xử lý giảm thiểu chi phí xử lý - Xây dựng đội ngũ nhân viên có chuyên môn cao để quản lý vấn đề liên quan đến môi trường nhà máy - Bên cạnh công tác bảo vệ môi trường nhà máy công tác quản lý môi trường cấp lãnh đạo khuyến khích, đầu tư tạo môi điều kiện, đồng thời quy định giám sát chặt chẽ hoạt động bảo vệ môi trường nhà máy SVTH: VÕ NGỌC HẢI - 103108064 101 ... nhà máy  Xác định lưu lượng, thành phần nước thải  Nghiên cứu công ghệ xử lý nước thải tinh bột mì  Đề xuất công nghệ xử lý nước thải tinh bột mì  Thiết kế tính toán hệ thống xử lý nước thải. .. phần nước thải nhà máy sản xuất tinh bột mì Sơn Hà, sau đưa công nghệ hợp lý để xử lý nước thải - Dựa dây truyền công nghệ đó, đồ án tiếp tục tính toán công trình đơn vị hệ thống xử lý nước thải. .. nhiễm môi trường nhà máy 3.2.2.1 Hiện trạng nước thải nhà máy Nước thải nhà máy gồm nguồn chính: nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất - Nước thải sinh hoạt: thu gom, xử lý qua hệ thống bể tự hoại