Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn công suất 900m3ngày đêm

MỞ ĐẦU Đất nước Việt Nam nước phát triển, thật - công cải cách đổi Việt Nam chứng thành công chuyển đổi kinh tế lịch sử đương đại Kinh tế tăng trưởng nhanh; công nghiệp hóa đại hóa, phát triển kinh tế đẩy mạnh Chính trị - xã hội ổn định, đời sống nhân dân cải thiện rõ rệt Nhưng trái với điều tình trạng ô nhiễm môi trường nước ta lại gia tăng cách đáng lo ngại Các nhà máy công nghiệp, xí nghiệp, xưởng sản xuất mở rộng nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí, ô nhiễm đất đai hay nguồn nước thải Trong kinh tế nước ta, sản xuất tinh bột sắn ngành kinh tế trọng thu hút đầu tư nhà sản xuất nước nước Mặt khác thải lượng nước thải lớn gây ô nhiễm môi trường, nước thải từ trình chế biến tinh bột sắn gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận chất hữu cơ, dòng thải bị phân hủy sinh mùi hôi thối số chất khí làm ảnh hường đến môi trường không khí Nhằm hạn chế tác động xấu đến môi trường sinh thái từ hoạt động nhà máy sản xuất tinh bột sắn, việc xử lý nước thải vấn đề cấp bách để đảm bảo đáp ứng tiêu chuẩn, quy chuẩn Nhà nước, Bộ Tài nguyên Môi trường Chính vậy, em lựa chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn công suất 900m 3/ngày đêm” làm thiết kế tốt nghiệp cho CHƯƠNG TỔNG QUAN NGÀNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN 1.1 Giới thiệu sắn Như biết, sắn thường biết đến với tên gọi khoai mì miền Nam nước ta Nó lương thực có chiều cao từ mét đến mét, thuộc loại đơn mọc xen kẽ, xếp thân theo chiều xoắn ốc, có gân rõ mặt sau Rễ mọc từ mắt mô sẹo hom, lúc đầu mọc ngang sau cắm sâu xuống đất Rễ phình to tích lũy bột thành củ theo thời gian, phần lõi trắng xốp thân yếu, tùy theo giống, vụ trồng, địa bàn trồng mục đích sử dụng mà thời gian sinh trưởng khác Củ sắn thường có dạng hình trụ, vuốt hai đầu, tuỳ thuộc vào điều kiện đất điều kiện trồng mà kích thước củ khác nhau, chiều dài thường 300 - 400 mm, đường kính từ 2cm - 10cm Củ sắn có cấu tạo gồm phần chính: chiếm khoảng 0,5 - 5% trọng lượng củ lớp vỏ gỗ, chiếm khoảng - 20% trọng lượng củ lớp vỏ cùi, phần thịt củ thành phần chủ yếu củ gồm có tế bào nhu mô thành mỏng với thành phần chủ yếu cellulose, pentosan, phần lõi củ Bảng cho ta biết thành phần hoá học trung bình củ sắn: “Bảng 1.1 Thành phần hoá học củ khoai mi Thứ tự Thành phần Tỷ trọng (%trọng lượng) Nước 70,25 Tinh bột 21,45 Chất đạm 1,12 Chất béo 5,13 Chất xơ 5,13 Độc tố (CN-) 0,001 – 0,04 (Nguồn: Đoàn Dụ và các cộng sự, 1983)” Củ sắn có độc tố, tanin, sắc tố hệ enzym phức tạp thành phần dinh dưỡng Độc tố CN-, chưa đào nhóm dạng glucozite gọi phaseolutanin (C 10H17O6N) Dưới tác dụng enzyme hay môi trường axit chất tạo thành glucose, acetone, axit cyanhydric 1.2 Tổng quan ngành sản xuất tinh bột sắn Việt Nam Trên giới sản lượng sắn 211,26 triệu củ tươi vào năm 2006, sản lượng tăng lên 226,34 triệu vào năm 2007 Chiếm 57% diện tích trồng sắn giới Châu Phi với 11,82 triệu ha, Châu Á chiếm 25% châu Mỹ Latinh 18% Nước ta đứng thứ 11 giới sản lượng sắn với triệu củ tươi đứng thứ giới xuất tinh bột sắn Cây sắn có khả cạnh trạnh với nhiều loại công nghiệp khác chúng trồng vùng đất khô cằn “Việt Nam sản xuất năm khoảng 800.000 - 1.200.000 tinh bột sắn, 70% xuất gần 30% tiêu thụ nước Theo thống kê năm 2009, sắn mặt hàng có khối lượng kim ngạch xuất tăng đột biến Bảy tháng đầu năm, nước xuất 2,66 triệu sắn lát khô tinh bột sắn, kim ngạch đạt 406 triệu USD, tăng 4,4 lần sản lượng, 2,8 lần kim ngạch so với kỳ năm trước” Ở nước ta, sắn trồng hầu khắp nước, phần lớn trồng miền núi trung du Ở vùng miền, thời gian thu hoạch khác tùy thuộc điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng vùng Cụ thể sau: - Ở khu vực phía Bắc, sắn thường trồng vào tháng thuận lợi nhất, thời gian có mưa xuân ẩm, thích hợp cho sinh trưởng, hình thành phát triển củ - Khu vực Bắc Trung Bộ, sắn thường trồng vào tháng Vì trồng sớm thời tiết có mưa lớn làm thối cây; trồng muộn, sắn non, gặp thời tiết rét khô dẫn đến sinh trưởng - Khu vực Nam Trung Bộ, sắn thường trồng từ tháng đến tháng tốt nhất, lúc điều kiện thời tiết thuận lợi, nhiệt độ tương đối cao thường có mưa nên đủ ẩm cho - Khu vực Tây Nguyên, Đông Nam Bộ sắn trồng vào tháng hay tháng 5, khoảng lúc có nhiệt độ cao ổn định có mưa - Còn Đồng sông Cửu Long, nơi chủ động nguồn nước nên sắn trồng từ đầu năm, để thu hoạch trước mùa lũ Qua trình tìm hiểu, em thấy ngành sản xuất tinh bột sắn nước ta phân chia thành quy mô: - Quy mô nhỏ (quy mô hộ gia đình): Đặc trưng cho loại hình dụng cụ sản xuất thô sơ, kỹ thuật sản xuất đơn giản Do chất lượng tinh bột sắn không cao suất thấp - Quy mô vừa: Đối với loại quy mô vừa, nhà máy cải tiến quy trình, đổi công nghệ sản xuất; đầu tư máy móc đại Vì suất cao sử dụng nhân công hơn, tốn nhiều nước nhiên liệu - Quy mô lớn: Nước ta có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn với công suất 50 - 200 tấn/ngày * Một số dây chuyền sản xuất tinh bột sắn: Hinh 1.1 Sơ đồ sản xuất tinh bột sắn nhà máy Phước Long - tỉnh Binh Phước Tinh bột ướt Quấy, pha loãng Tẩy chua, làm trắng Tách tạp chất Quấy Ly tâm Sấy khô Làm nguội Đóng gói Hinh 1.2 Sơ đồ công nghệ chế biến tinh bột sắn kiểu Thái Lan CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN 2.1 Nguồn gốc phát sinh Quá trình sản xuất tinh bột sắn có nhu cầu sử dụng lượng nước lớn chiếm 80 - 90% tổng lượng nước sử dụng khoảng 95% lượng nước thải mang theo phần tinh bột không thu hồi thải - Nước thải thải chủ yếu từ trình rửa củ tách tinh bột Thành phần nước thải sản xuất tinh bột sắn chứa hàm lượng cặn lơ lửng hàm lượng hữu cao, độ đục cao Mặt khác nước thải bốc mùi chua nồng Đặc biệt nước thải sản xuất tinh bột sắn có chứa HCN - - loại acid có tính chất độc hại, ăn phải nhiều gây nên trạng thái say, ngộ độc HCN - yếu tố cản trở hoạt động vi sinh vật công trình sinh học xử lý nước thải - Trong công đoạn ly tâm sàng để loại bỏ xơ người ta sử dụng nước nhằm mục đích rửa tách tinh bột từ bột xơ củ sắn Ngoài ra, nước sử dụng trình nghiền củ, với khối lượng không đáng kể Bảng sau cho ta biết thêm vê thành phần tính chất thải việc sản xuất tinh bột sắn: “Bảng 2.1 Bảng thành phần và tính chất nước thải của thải sản xuất tinh bột sắn Thứ tự Chỉ tiêu Đơn vị Kết pH - 4,2 - 5,1 COD mg/l 2.500 - 17.000 BOD5 mg/l 2.120 - 14.750 SS mg/l 120 - 3000 N-NH3 mg/l 136 - 300 N-NO2 mg/l - 0,2 N-NO3 mg/l 0,5 - 0,8 Tổng N mg/l 250 - 450 Tổng P mg/l - 70 10 CN- mg/l - 75 11 SO42- mg/l 52 - 65 [Nguồn: Giải pháp xử lý nước thải tinh bột mì cho làng nghề Hoài Hảo, Bình Định - Khoa Môi Trường Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM]” 2.2 Các phương pháp xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn Nước thải ngành sản xuất tinh bột sắn có tỉ lệ BOD 5/COD lên đến 70%, nên sử dụng phương pháp xử lý sinh học hợp lý ta kết hợp với biện pháp học hoá lý để nâng cao hiệu xử lý Việc lựa chọn phương pháp, công trình cụ thể áp dụng dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phải phụ thuộc vào đặc điểm tính chất nước thải, mức độ làm sạch, chi phí đầu tư công nghệ, chi phí vận hành, diện tích mặt xây dựng 2.2.1 Các phương pháp học lý học xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn a, “Song chắn rác: công trình tiền xử lý nước thải để chuẩn bị cho công trình xử lý Song chắn rác có tác dụng giữ lại thành phần rác có kích thước lớn bã khoai mì, cây, bao nilon Song chắn rác thường đặt trước bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy để tránh trường hợp bị tắc bơm, bít đường ống Đây bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn điều kiện làm việc thuận lợi cho hệ thống xử lý nước thải” - [6] b, “Bể điều hòa: có tác dụng điều chỉnh pH chất dinh dưỡng, ổn định lưu lượng dòng thải vào công đoạn sau Bể điều hòa trì dòng thải gần không thay đổi, ổn định pH, khắc phục vấn đề vận hành dao động lưu lượng nước thải gây nâng cao hiệu suất trình xử lý giai đoạn sau Bể điều hoà tiến hành sục khí hay khuấy trộn khí để ngăn trình lắng hạt rắn chất có khả phân huỷ sinh học” - [1] c,“Bể lắng: Lắng giai đoạn làm sơ trước đưa nước vào bể lọc để hoàn thành trình làm nước Dựa nguyên lý rơi theo trọng lực, việc làm lắng loại bỏ từ 90% - 99% lượng chất bẩn chứa nước Mục tiêu: khử SS nước thải hay cặn trình keo tụ tạo bông, bùn hoạt tính” - [6] “Các loại bể lắng: - Bể lắng ngang: dòng nước chuyển động theo phương ngang với tốc độ dòng chảy điểm bể - Bể lắng đứng: nước chuyển động tự theo phương thẳng đứng từ lên ngược chiều với hướng rơi hạt cặn - Bể lắng li tâm: bề mặt hình tròn, đường kính từ 5m trở lên nước chảy từ tâm thành bể, hạt cặn lắng xuống dưới” - [6] d, “Bể acid: CN- nước thải tinh bột sắn yếu tố gây cản trở họat động vi sinh vật phương pháp xử lý sinh học, diễn trình acid hoá chất hữu hoà tan, hợp chất cyanua thành acid hữu cơ” - [1] e, “Bể trung hoà: Nước thải chứa acid vô kiềm cần trung hoà đưa pH = 6,5 - 8,5 trước đưa vào xử lý sinh học Viêc lựa chọn phương pháp trung hoà phụ thuộc vào thể tích nồng độ nước thải, khả có sẵn giá thành hoá chất” - [1] f, “Bể keo tụ tạo bông: hoạt động việc phá vỡ trạng thái cân động tự nhiên môi trường nước, tạo điều kiện để hạt cặn kết dính với thành hạt cặn lớn dễ xử lý hơn” - [6] 2.2.2 Các phương pháp xử lý sinh học xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn Nguyên tắc phương pháp xử lý lợi dụng hoạt động sống sinh sản vi sinh vật để ổn định hợp chất hữu cơ, làm keo tụ chất keo lơ lửng không lắng nước thải để loại bỏ chúng khỏi nước trình lắng trọng lực a, “Bể Aerotank: Là bể chứa hỗn hợp nước thải bùn hoạt tính, gió cấp liên tục vào bể để trộn giữ cho bùn tình trạng lơ lửng nước thải cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa chất hữu có nước thải Ở chế độ dòng chảy nút, bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng Thời gian lưu bùn từ - 15 ngày” - [1] b, “Bể phản ứng theo mẻ SBR: Đây loại công nghệ sử dụng nhiều nước giới hiệu xử lý Nitơ, Phospho cao nhờ vào quy trình hiếu khí, thiếu khí, yếm khí Bể thực theo giai đoạn nhau: - Giai đoạn (làm đầy - fill): đưa nước thải vào bể đến mức định trước rơ le phao Rơ le phao phát tín hiệu để tự động đóng van bơm cấp nước vào - Giai đoạn (phản ứng - react): tạo phản ứng sinh thái hóa nước thải bùn hoạt tính cách sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước khuấy trộn hỗn hợp - Giai đoạn (ổn định - settle): Lắng nước: trình lắng diễn môi trường tĩnh hoàn toàn, hiệu thủy lực bể đạt 100% Thời gian lắng cô đặc bùn thường - Giai đoạn (tháo nước - decant): tháo nước lắng phần bể nguồn tiếp nhận ống khoan lỗ máng thu nước phao - Giai đoạn (pha chờ - idle): chờ đợi để nạp mẻ Thời gian chờ phụ thuộc vào thời gian vận hành quy trình vào số lượng bể” - [1] Ưu điểm: Bể cho hiệu khử Nitơ Phospho cao; pha lắng thực điều kiện tĩnh hoàn toàn nên hiệu lắng tốt Khuyết điểm: chi phí xây dựng vận hành hệ thống cao, đạt hiệu xử lý cao lưu lượng nhỏ 500m3/ngày đêm c, “Mương oxy hóa: Là dạng cải tiến bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục mương Do mương oxy hóa có hiệu xử lý BOD5, Nitơ, Phospho cao, quản lý đơn giản thể tích lớn, bị ảnh hưởng dao động lớn chất lượng lưu lượng nước xử lý Nên áp dụng để xử lý nước thải nơi việc xử lý BOD cần phải xử lý Nitơ, Phospho có biên độ dao động lớn lưu lượng chất lượng ngày Mặt khác mương oxy hóa đòi hỏi diện tích lớn nên thích hợp nơi đất rộng” - [1] d, “Bể lọc ngược qua tầng bùn kị khí UASB: Bể UASB sử dụng lớp cặn (có chứa nhiều vi sinh vật kỵ khí) tồn lơ lửng dung dịch lên men nhờ hệ thống nước thải chảy từ lên Sau thời gian hoạt động, hệ thống hình thành lớp; phần bùn đặc đáy hệ thống, lớp thảm bùn hệ thống gồm hạt bùn kết phần chứa biogas Nước thải nạp vào từ đáy hệ thống, xuyên qua lớp bùn đặc thảm bùn lên Khi tiếp xúc với hạt bùn kết thảm bùn, vi 10 * Tính toán đường dẫn bùn dư: Chọn vận tốc bùn ống v = m/s Đường kính ống là: D = 4Qw vπ = × 0,00016 × 3,14 = 0,014m Chọn ống PVC Φ21 Bảng 3.12 Các thông số xây dựng bể Aerotank Tên thông số Số liệu thiết kế (Đơn vị) Chiều cao bể 4,5 (m) Chiều rộng bể (m) Chiều dài bể 15 (m) BOD vào 408,16 (mg/l) BOD 60 (mg/l) Lưu lượng 37,5 (m3/h) Lượng không khí cung cấp vào bể 0,369 (m3/s) Số đĩa phân phối khí 115 (cái) Đường kính ống dẫn khí:  Ống dẫn khí 220 (mm)  Ống dẫn khí nhánh 60 (mm) Lưu lượng bùn tuần hoàn 792 (m3/h) Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn 125 (mm) Đường ống dẫn nước thải vào 160(mm) Thời gian lưu nước 9,8 (giờ) 3.4.10 Bể lắng II : Lắng Ly tâm Bể lắng II có nhiệm vụ lắng nước phần để xả nguồn tiếp nhận cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ định phần bể để bơm tuần hoàn lại bể aerotank * Diện tích mặt bể lắng: S = 47 Q × (1 + α) × C o C t × VL Trong đó: - S: diện tích mặt bể lắng - Q = 37,5 m3/h: lưu lượng nước thải đưa vào xử lý - Hệ số tuần hoàn = 0,88 - Co: nồng độ bùn hoạt tính bể Aerotank Co = X 0,8 = 3000 0,8 = 3750 (mg/l) = 3750 (g/m3) - Ct = 8000 mg/l = 8000 (g/m3) nồng độ bùn dòng tuần hoàn - Ứng với nồng độ CL vận tốc lắng bề mặt phân chia VL là: VL = Vmax e- KC L 10 -6 Trong đó: - CL : nồng độ cặn bề mặt phân chia × × CL = Ct = 0,5 8000 = 4000 mg/l = 4000 (g/m3) - Vmax = m/h; K = 600 (cặn có số tích 50 < SVI < 150) ⇒ VL = × e −600 ×4000 ×10 −6 = 0,635 (m/h) Suy diện tích phần lắng bể: SL = 37,5 × (1 + 0,88) × 3750 ≈ 52( m ) 8000 × 0,635 * Nếu tính diện tích buồng phân phối trung tâm: Sbể = 1,1 × S = 1,1 × 52 = 57,2(m ) D=2 Đường kính bể: 57,2 = 8,5( m) π Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 0,25 × D = 0,25 ×8,5 = 2,25 (m) 48 Diện tích buồng phân phối trung tâm: d × π 2,1252 × π f = = ≈ 3,55(m ) 4 Diện tích vùng lắng bể: SL = 57,2 - 3,55 = 53,65 (m2) a= Tải trọng thuỷ lực: Q 900m3 / = ≈ 17,31(m3 / m ) SL 52 V= Vận tốc lên dòng nước bể : a 17,31 = = 0,72(m / h) 24 24 * Máng thu nước đặt vòng tròn có đường kính 0,9 đường kính bể : Dmáng = 0,9 Chiều rộng × cao = 0,45 × × 8,5 = 7,65 (m) 0,45 m Chiều dày lớp bê tông: 0,1 m L = π × Dmang = 3,14 × 7,65 = 24,021(m) - Chiều dài máng thu nước : Chọn máng thu nước có gắn them cưa để phân bố nước vào máng thu Máng có xẻ khe hình chữ V với góc đáy 900C Chọn thép làm máng cưa thép không gỉ, có bề dày 3mm Bề dày miếng đệm: dr = 3mm Chiều cao chữ V 75mm, khoảng cách hai chữ V 150 mm, chiều rộng chữ V 150 mm, chọn chiều cao tổng cộng máng cưa: hct = 250mm - Tải trọng thu nước m chiều dài máng: aL = Q 900 = = 37,47m3 / mdai.ngay L 24,021 < 125 - Đường kính ống loe: Dloe = 1,35× d = 1,35× 2,125 = 2,87 m 49 Chọn chiều cao ống loe: hloe = 0,3 m Đường kính chắn: Dchắn = 1,3 × dloe = 1,3 × 2,87 = 3,73m Chọn chiều cao từ ống loe đến chắn: hchắn = 0,3 m * Tải trọng bùn: (Q + Q t ) × Co Q × (1 + α ) × C0 900 × (1 + 0,88 ) × 3750 × 10 −3 b= = = = 5,08kg / m h 24 × SL 24 × S L 24 × 52 * Tính chiều cao xây dựng bể : - Chọn chiều cao bể : H = m, - Chiều cao dự trữ mặt thoáng : h1 = 0,3 m - Chiều cao cột nước bể = H - h = - 0,3 = 3,7m, gồm : - Chiều cao phần nước : h = 1,5 m × - Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 10% tâm: h3 = 0,1 4,5 = 0,45m Chiều cao phần hình trụ chứa bùn: h4 = H − h1 − h − h3 = − 0,3 − 1,5 − 0,45 = 1,75( m) Thể tích phần hình trụ chứa bùn: vb = Sbe × h4 = 57,2 × 1,75 ≈ 100m3 Nồng độ bùn trung bình bể: CL + Ct Ctb = = 4000 + 8000 = 6000 g/m3 = (kg/m3) Lượng bùn chứa bể lắng: × G = vb Ctb = 100 × = 600 (kg) Thời gian lưu nước bể lắng : Dung tích bể lắng : 50 V = ( H − h1 ) × Sbe = 3,7 × 57,2 = 211,64(m3 ) Lưu lượng nước vào bể lắng : T= Thời gian lắng : Qv = (1 + α ) × Q = 1,88 × 37,5 = 70,5(m3 / h) V 211,64 = ≈ 3(h) Qv 70,5 Bảng 3.13 Các thông số xây dựng bể lắng II Thông số Số liệu thiết kế (Đơn vị) Đường kính bể (m) Chiều cao làm việc cột nước 3,7 (m) Chiều cao xây dựng (m) Chiều cao phần chóp đáy 0,45 (m) Thể tích thực bể 211,64 (m3) Thời gian lưu nước (h) Đường kính ống dẫn nước vào 160 (mm) Đường kính ống dẫn nước 160 (mm) Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn 125 (mm) Đường kính ống dẫn bùn dư 125 (mm) Chiều dài máng thu nước 24,021 (m) 3.4.11 Hồ hoàn thiện Lưu lượng nước thải : 900m3/ngày với BOD5 đầu vào : 60mg/l BOD5 đầu : 40 mg/l Hiệu suất xử lý hồ hoàn thiện : E= BOD5vao − BOD5ra 60 − 40 = = 33,33% BOD5vao 60 t= Thời gian lưu nước hồ : 51 BOD5vao × lg K ×α BOD5 Trong đó: α - : Hệ số sử dụng thể tích hồ; - Chiều rộng B : Chiều dài L = 1:1 α - K: số phụ thuộc vào nhiệt độ; K= = 0,35 0,1 × 1,047( 25− 20) = 0,1258 - T: thời gian nước lưu lại hồ, ngày đêm ⇒t = - Thể tích hồ : 60 × lg ≈ 4(ngay ) 0,1258 × 0,35 40 Vh = Q × t = 900m / × 4ngay = 3600(m ) - Chọn chiều sâu hồ : H = 1m (chiều sâu hồ không 1,5m) S h= - Diện tích bề mặt hồ : Vh 4000 = = 4000(m ) Hh Suy ra: Kích thước hồ : Hh x Lh x Bh = x 64 x 64 m; Chiều cao bảo vệ : hbvh = 0,3m Bảng 3.14 Các thông số xây dựng hồ hoàn thiện Thông số Số liệu thiết kế (Đơn vị) Chiều dài bể 64 (m) Chiều rộng bể 64 (m) Chiều cao bể (m) Chiều cao bảo vệ 0,3 (m) Thời gian lưu nước (ngày) 3.4.12 Bể nén bùn Chọn bể nén bùn trọng lực Thể tích cặn từ bể lắng keo tụ tạo : V1 = 4,216 m3/ngày 52 Thể tích bùn sinh từ bể UASB :V2 = 0,53 m3 /ngày Thể tích bùn sinh từ bể Aerotank : V3 = 13,83 m3/ngày Tổng thể tích bùn cần xử lý ngày: V = V1 + V2 + V3 = 4,216 + 0,53 + 13,83 = 18,576m / F= Diện tìch bể nén bùn: V q Trong đó: Q = 0,3m3/m2.h tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng bể nén bùn F= Suy ra: 18,576 = 2,58m 0,3 × 24 D= - Đường kính bể: 4× F × 3,5 = = 2,11m π 3,14 Chọn D = 2,2m - Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 0,2 2,2 = 0,44m - Chọn h = 1m chiều cao ống trung tâm - Chiều cao làm việc vùng nén bùn: H = q × t = 0,3 × = 2,4m - Chọn t = thời gian nén bùn - Chiều cao xây dựng bể nén bùn ly tâm: Htc = H + h1 + h2 + h3 = 2,4 + 0,4 + 0,3 + 0,9 = m Trong đó: h1 = 0,4m : khoảng cách từ mực nước đến thành bể h2 = 0,3m: chiều cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn đáy h3 = 0,9 m: chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn Bể có dạng hình trụ với độ dốc đáy 5% hướng tâm 53 * Lượng bùn sinh sau nén: M= q× 100 − P1 100 − P2 Chọn P1 = 99% : Độ ẩm bùn trước nén Chọn P2 = 97% : Độ ẩm bùn sau nén ⇒ M = 18,576 × 100 − 99 = 6,2m / 100 − 97 Trong bể đặt máy gạt cặn có tốc độ quay hệ thống gạt 0,75 - 4h -1 để gạt cặn đáy bể hố thu trung tâm Chọn tốc độ 2h-1 Bùn lấy khỏi bể ống D = 200 mm đặt áp lực thủy tĩnh khoảng 2,0 – 2,5 m * Đường kính máng tràn thu nước sau nén: Dmáng = 0,8 × D = 0,8 × 2,2m = 1,76m - Lưu lượng nước tách từ bể nén bùn: qx = q× P1 − P2 100 − P2 Trong đó: q = 18,576 m3/ngày : Lưu lượng bùn xả hàng ngày ⇒ Lmang = 18,576 × qx = 99 − 97 = 12,38m / 100 − 97 qx 12,38 = = 8,14 × 10 −5 m / m.s Dmang 24 × 3600 × 1,76 3.4.13 Sân phơi bùn F= Diện tích sân phơi bùn: 54 M × 365 qo × n Trong đó: Chọn qo = 2m3/m2 năm : Tải trọng cặn lên sân phơi bùn n: hệ số phụ thuộc vào khí hậu ; n = 3,3 ⇒F= 6,2 × 365 = 343m 2 × 3,3 Sân phơi bùn có kích thước: L x B = 19 × 19m Diện tích tổng cộng sân phơi (bao gồm đường xá, mương máng): Ft = F × (1 + 0,25) = 343× (1 + 0,25) = 430m Lượng bùn phơi từ độ ẩm 97% đến độ ẩm 75% năm : M × 365 × W= 55 100 − P1 100 − 97 = 6,2 × 365 = 271,56m 100 − P2 100 − 75 CHƯƠNG TÍNH KINH TẾ ST T Hạng mục công trinh Khối lượng hạng mục A Đơn vị tính Đơn giá Thành tiền (đồng/m3) (đồng) Phần xây dựng Hố thu gom 36 m3 2.000.000 72.000.000 Bể điều hoà 130 m3 2.000.000 260.000.000 Bể Acid 1980 m3 2.000.000 3960.000.000 Bể Khuấy trộn 1,6 m3 2.000.000 3.200.000 Bệ keo tụ 20,8 m3 2.000.000 41.600.000 Bể lắng 64 m3 2.000.000 128.000.000 Bề UASB 367,2 m3 2.000.000 734.440.000 Bể Aerotank 607,5 m3 2.000.000 1215.000.000 Bể Lắng II 211,64 m3 2.000.000 423.280.000 10 Bể nén bùn 10,32 m3 2.000.000 20.640.000 11 Khu hóa chất 20 m3 2.000.000 40.000.000 12 Nhà bảo vệ 20 m3 2.000.000 40.000.000 13 Nhà điều hành 40 m3 2.000.000 80.000.000 Tổng cộng B Phần thiết bị ST T Hạng mục 56 7.018.160.00 Nhãn hiệu – vật liệu Số lượng Đơn giá ( đồng/cái) Thành tiền Song chắn rác Thép không gỉ 800.000 800.000 Bơm chìm hố thu gom Ebara 200.000.00 400.000.000 200.000.00 400.000.000 Bơm chìm bể điều hòa 80DML52,2 Ebara (đồng) Máy thổi khí bể điều hòa Taiko 95.000.000 190.000.000 Motor khuấy trộn nhành Sumitomo 10.000.000 10.000.000 Motor khuấy tạo Sumitomo 10.000.000 30.000.000 Bơm hóa chất Doseuro 40.000.000 160.000.000 Motor gạt bùn lắng cặn Sumitomo 50.000.000 50.000.000 Bơm bùn bể lắng cặn Ebara 25.000.000 25.000.000 10 Bơm nước thải sang bể UASB Ebara 25.000.000 25.000.000 11 Bơm bùn bể UASB Ebara 25.000.000 25.000.000 12 Bơm nước thải sang bể Aeroten Ebara 25.000.000 25.000.000 13 Máy thổi khí bể Aeroten Taiko 150.000.00 300.000.000 14 Hệ thống gạt bùn bể lắng II Sumitomo 50.000.000 50.000.000 15 Bơm bùn tuần hoàn Ebara 25.000.000 25.000.000 16 Bơm bùn dư Ebara 15.000.000 15.000.000 17 Ống thổi khí 36 350.000 12.600.000 18 Đĩa thỗi khí 165 350.000 57.750.000 19 Van co 50.000.000 50.000.000 20 Đường ống HDPE 50.000.000 50.000.000 21 Tủ điều khiện 50.000.000 50.000.000 Bình Minh Tổng cộng 57 1.551.150.00 C Chi phí vận hành Tổng lượng điện sử dụng ngày : 800Kwh Giá 1500 đồng/1kwh Tiền điện ngày: 1200.000đồng /ngày D Chi phí hóa chất : 400.000 đồng/ngày E Chi phí nhân công: 500.000 đồng /ngày Tổng chi phí vận hành quản lý năm : (1200000 + 400000 + 500000) × 360 = 756.000.000 đồng Chi phí xử lý 1m3 nước thải : Thuế giá trị gia tăng 10% cho công trình xây dựng thiết bị : Chọn chi phí xây dựng khấu hao 20 năm, chi phí khấu hao cho thiết bị 15 năm: Tổng chi phí đầu tư cho năm: S xd S TB + ) × 110% + S ql 20 15 7018160000 1551150000 =( + ) × 1,1 + 756000000 = 4729739000dong 20 15 S =( Tổng vốn đầu tư (lãi suất ngân hàng 8,5%): S = (1 + i ) S = (1 + 0.085 ) × 4729739000 = 5.131.766.815 (dong ) Giá thành xử lý 1m3 nước thải : S0 5131766815 = = 15839 dong / m Q × 360 900 × 360 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ Kết Luận: Ngành sản xuất tinh bột sắn ngành quan tâm nhiều nước phát triển Việt Nam ta Nhưng việc tâm vào 58 phát triển kinh tế mức làm cho việc quan tâm đến môi trường bị lãng quên Vì vậy, cần phải có biện pháp xử lý thích hợp nâng cao vai trò môi trường cộng đồng để vừa đem lại lợi nhuận kinh tế vừa cải thiện môi trường Nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn chứa hàm lượng cặn lơ lửng hàm lượng hữu dễ phân huỷ sinh học tương đối cao nên việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học đồng thời kết hợp với phương pháp xử lý học lý học mang lại hiệu cao Đây phương pháp xử lý phổ biến nay, với ưu điểm chi phí đầu tư vận hành thấp, phù hợp với điều kiện thời tiết khí hậu cận nhiệt Việt Nam, không gây độc hại cho môi trường Điểm đáng ý sơ đồ công nghệ việc sử dụng bể acid hóa Đặc biệt thành phần nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn có chứa hàm lượng CN- lớn, nên yếu tố gây trở ngại lớn cho trình xử lý nước thải giai đoạn sau Bể acid hóa xử lý hàm lượng CN - nước thải, không gây ảnh hưởng đến trình xử lý sinh học nước thải nhà máy sản xuất Kiến Nghị: Cần hạn chế ô nhiễm mùi phát sinh từ khí độc hại trình phân hủy chất hữu biện pháp: - Tăng cường sử dụng nước tái tuần hoàn - Thu gom triệt để mảnh vụn chất hữu - Kiểm soát chặt chẽ nước thải khâu trích ly, tách ly, tránh thải tinh bột cặn bã hữu - Thường xuyên theo dõi trạng hệ thống thoát nước, thiết bị sản xuất, nhằm giảm thiểu tối đa lượng chất thải phát sinh - Để tránh cố đáng tiếc xảy ra, cần phải có biện pháp an toàn lao động phòng tránh cháy nổ 59 Tài liệu tham khảo: 1, TS Trịnh Xuân Lai (2000), Tính toán thiết kế Các công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội 2, TS Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội 3, TS Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình hệ thống cấp nước sạch, NXB Khoa học kỹ thuật 4, PGS.TS Nguyễn Văn Phước, Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp biện pháp sinh học, NXB Xây dựng 5, Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc Gia TP HCM 6, Bộ môn Kỹ thuật Môi trường,Viện Môi trường, trường Đại học Hàng Hải (2013), Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước và nước thải, Hải Phòng 7, Bộ Tài nguyên Môi trường, QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp, Hà Nội 8, Tiêu chuẩn xây dựng, TCXD 51-84 Thoát nước, mạng lưới bên ngoài và công trình 7, Bộ Tài nguyên Môi trường, QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp 60 MỤC LỤC 61 [...]... x lý k khớ, nc thi tip tc c x lý sinh hc hiu khớ Em chn cụng trỡnh b Aerotank, vỡ u im ca cụng trỡnh b Aerrotank l, thi gian khi ng vn hnh ngn, t c mc x lý trit , ớt to mựi hụi, cú tớnh n nh cao nhng li cú khuyt im l tn nhiu nng lng trong quỏ trỡnh x lý 14 3.3 xut cụng ngh cho h thng x lý nc thai nha may san xut tinh bt sn cụng sut 900m3/ngay ờm 3.3.1 S cụng ngh h thng x lý nc thi nh mỏy sn xut tinh. .. 3.2 Cac c s la chon cụng trinh x lý 3.2.1 C s la chn bờ Acid hoa ờ x lý CNTrong iu kin t nhiờn, CN - l c i vi sinh vt, CN - cng cú th t phõn hy nhng khụng trit v ũi hi khong thi gian phõn hy khỏ di (sau 5 - 7 ngy khong 30% CN- b phõn hy) Ti b acid húa hm lng CN c kh nhanh hn t nhiờn rt nhiu, phn ln cỏc hp cht hu c khú phõn hy trong nc thi tinh bt sn tn ti di dng ng, tinh bt, protein, lipid, limarin... phỏp x lý k khớ a, Nguyờn lý: Quỏ trỡnh phõn hy k khớ l quỏ trỡnh phõn hy sinh hc cỏc cht hu c cú trong nc thi trong iu kin khụng cú oxy to ra sn phm cui cựng l khớ CH4 v CO2 (trng hp nc thi khụng cha NO3- v SO42-) b, u im: Thit b cú cu to n gin, hiu qu x lý cht hu c cao Lng bựn sinh ra ớt, n nh cao c, Khuyt im: Phng phỏp ny cn thi gian khi ng di tng lng t bo vi sinh vt cn thit cho quỏ trỡnh x lý Trong... khú chu Ngoi ra, s dng b UASB c quan tõm hn c l vỡ i vi nc thi sn xut tinh bt sn: - Giai on acid húa khụng ch chuyn húa cỏc protein, glucose, thnh acid m cũn cú tỏc dng kh CN - Khi thi gian lu b acid ngn khụng kh trit CN- thỡ CN- s tip tc c x lý ti b UASB - UASB cú kh nng x lý nc thi hu c vi ti trng cao, nhng ớt tn nng lng Hiu qu x lý cao t 60 - 90% theo COD Thit b n gin, chim ớt din tớch 13 - Cú kh... THIT K H THNG X Lí NC THI NH MY SN XUT TINH BT SN 3.1 Thụng s õu vao va yờu cõu x lý Lu lng nc thi : Q = 900m3/ngy 11 3.1.1 Cỏc thụng s u vo Bang 3.1 Thụng s õu vao h thng x lý nc thai Cac thụng s Gia tr (n v) pH 5,5 BOD5 3809 (mg/l) COD 5210 (mg/l) SS 1425 (mg/l) Tng Nito 60 (mg/l) Tng Phospho 10 (mg/l) CN- 24 (mg/l) 3.1.2 Yờu cu Bang 3.2 Bang cht lng nc thai sau x lý t loi B Quy chun Vit Nam 40:2011/BTNMT... tc x lý Ti h hon thin, oxy cung cp cho quỏ trỡnh oxy hoỏ ch yu do s khuch tỏn khụng khớ qua mt nc v quỏ trỡnh quang hp ca to, rờu nờn cỏc hp cht hu c s c phõn hu trit nh quỏ trỡnh t lm sch ca h Thi gian lu nc trong h l 3 ngy v c a ra ngun tip nhn nc thi 17 3.4 Tớnh toan thiờt kờ h thng x lý nc thai nha may san xut tinh bt sn cụng sut 900m3/ngay ờm Vi cụng sut 900m3/ngy ờm ca nh mỏy sn xut tinh bt... cụng sut 900m3/ngy ờm 15 Song chn rỏc Hinh 3.1 S ụ cụng ngh h thng x lý nc thai nha may san xut tinh bt sn cụng sut 900m3/ngay ờm 16 3.3.2 Thuyt minh quy trỡnh cụng ngh Nc thi t cỏc cụng on sn xut chy qua song chn rỏc gi li v loi b rỏc v cỏc tp cht thụ cú kớch thc ln hn 16mm nh v c, sn, bao nilon Ri rỏc c thu li v a n bói rỏc x lý Sau khi qua song chn rỏc nc thi chy n h thu gom, ú cũn cú nc t cỏc... mg/l V giỏ tr pH trong b x lý phi t 6,8 - 7,5 to iu kin tt cho hot ng phõn hy cỏc hp cht hu c thnh khớ CH4 Yờu cu COD khi vo b Aerotank nh hn 700mg/l nờn hiu sut x lý ca E= b UASB l: 32 3464,65 700 ì 100% = 79,8% 3464,65 Lng COD cn kh trong ngy: G = (CODvo CODra) ì Q = (3464,65 700) ì 900 (m3) ì 10-3 = 2488,19 kg COD/ngy Chn ti trng kh COD: L = 9 kg COD/m3.ngy Th tớch x lý ym khớ cn thit: V= = =...khun s x lý cht hu c v cht rn s c gi li Cỏc ht bựn s lng xung thm bựn v nh kỡ c x ra ngoi - [1] u im: b cú cu to n gin, d vn hnh, nng lng phc v vn hnh b ớt nhng b cho hiu qu x lý cao, khớ CH4 c thu li phc v cho nhu cu v nng lng Khuyt im: trng thỏi v kớch thc ht bựn khú kim soỏt, cỏc ht bựn thng... thun li cho cụng trỡnh x lý sinh hc phớa sau Sau ú, nc thi c a n b keo t to bụng, ti b s dng phốn nhụm v thờm cht tr keo t PVC ho trn v phn ng to thnh bụng, ri nc thi cũn li cú cha cn s c a ti b lng tỏch cn Cn sau khi lng c a n b nộn bựn cũn nc thi t b lng cn c bm vi mt lu lng c nh vo b phn ng k khớ UASB Giỏ tr pH thun li cho hot ng ca b UASB l 6,7 - 7,5 B UASB vi hiu sut x lý khong 70 - 80%, ti õy