THIẾT kế hệ THỐNG xử lý nước THẢI CHO cơ sở CHẾ BIẾN THUỶ sản CÔNG SUẤT 5 tấn sản PHẨMNGÀY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CƠ SỞ CHẾ BIẾN THUỶ SẢN CÔNG SUẤT TẤN SẢN PHẨM/NGÀY Sinh viên thực : Nguyễn Thị Nhung MSSV : 20103769 Lớp : Kỹ thuật môi trường Khóa : 55 Giáo viên hướng dẫn : TS Trần Lệ Minh HÀ NỘI - 2014 ĐỒ ÁN III EV5114 Họ tên: Nguyễn Thị Nhung Số hiệu sinh viên: 20103769 Lớp: Kỹ thuật môi trường Khoá: 55 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Ngành: Kỹ thuật môi trường 1.Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho sở chế biến thủy sản công suất sản phẩm/ngày Các số liệu ban đầu: Thông số Q BOD5 COD Tổng N Tổng P Dầu mỡ SS Đơn vị m3/ngày mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Giá trị 300 500 ÷ 1400 25 ÷110 4÷ 25 1,5 ÷ 26 200÷ 400 200 ÷ 900 Yêu cầu dòng ra: Đạt loại B theo tiêu chuẩn ngành: QCVN 11-2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp chế biến thủy sản) mg/l MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIÊP CHẾ BIẾN THỦY SẢN 1.1 Tình hình phát triển ngành chế biến thủy sản Việt Nam 1.1.1 Quá trình phát triển ngành chế biến thủy sản .2 1.1.2 Dự báo cung – cầu thủy sản 1.2 Công nghệ chế biến thủy sản 1.2.1 Nguyên liệu Công nghệ sản xuất 1.2.2 1.2.2.1 Công nghệ chế biến thuỷ sản đông lạnh 1.2.2.2 Công nghệ sản xuất đồ hộp 1.2.2.3 Công nghệ chế biến thuỷ sản cá khô bột cá 1.3 Các chất thải phát sinh trình chế biến 1.3.1 1.3.2 1.3.3 Khí thải Chất thải rắn Nước thải CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 2.1 Một số công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản ứng dụng Việt Nam 11 2.1.1 Phương án 1: Bể điều hoà – aeroten – bể lắng 11 2.1.2 Phương án 2: Bể UASB – anoxic – bể MBBR – bể lắng 12 2.1.3 Phương án 3: Bể điều hoà – bể lắng sơ cấp – bể UASB – bể bùn hoạt tính 14 2.2 Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý 16 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3.1 Xác định thành phần, tính chất dòng thải hiệu suất xử lý .21 3.2 Tính toán thiết kế thông số thiết bị 27 3.3 Tính toán thiết kế thông số thiết bị phụ 32 CHƯƠNG 4: BẢN VẼ 4.1 Bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ 4.2 Bản vẽ chi tiết bể SBR DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CBTS CBTSĐL COD BOD5 Chế biến thuỷ sản Chế biến thuỷ sản đông lạnh Nhu cầu oxy hoá hoá học (Chemical oxygen demand) Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical oxygen demand) SS CFC TCVN QCVN XNK SCR BTNMT UASB AAO MBBR SBR TSP Chất rắn lơ lửng (Suspended solid) Chlorofluorocarbon Tiêu chuẩn Việt Nam Quy chuẩn Việt Nam Xuất nhập Song chắn rác Bộ tài nguyên Môi trường Upflow anaerobic sludge blanket – Bể yếm khí Anaerobic – Anoxic – Oxic (Yếm khí – Thiếu khí – Hiếu khí) Moving Bed Biofilm Reactor Sequence Batch Reactor Tấn sản phẩm DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 1.1 Hiện trạng sản lượng khai thác thuỷ sản Việt Nam 1.2 Hiện trạng cấu sản lượng khai thác hải sản theo vùng biển 1.3 Dự báo nhu cầu nguyên liệu chế biến thuỷ sản đến năm 2020 1.4 Nồng độ ô nhiễm trung bình nước thải số loại hình CBTS (mg/l) 10 1.5 Tải lượng ô nhiễm nước thải số nhà máy 10 2.1 Thành phần chất nước thải nhà máy chế biến thuỷ sản 11 3.1 Nồng độ chất thải vào bể tuyển 22 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ hoà tan không khí vào nước 26 3.3 Nồng độ chất ô nhiễm vào bể SBR 29 3.4 Kích thước bể aeroten xáo trộn hoàn toàn 31 3.5 Đĩa phân phối khí 39 3.6 Sơ đồ bố trí đĩa phân phối khí 39 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang 1.1 Thống kê sản lượng thuỷ sản đánh bắt theo năm 1.2 Thống kê sản lượng thuỷ sản đánh bắt theo năm 1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ CBTSDL dạng tươi 1.4 Sơ đồ quy trình công nghệ CBTSDL dạng chín 1.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ chế biến đồ hộp cá 1.6 Sơ đồ công nghệ chế biến thuỷ sản khô 1.7 Sơ đồ công nghệ chế biến bột cá theo phương thức công nghiệp 2.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy chế biến thuỷ sản 11 2.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản công nghệ AAO MBBR 12 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản sử dụng bể yếm khí UASB 14 2.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản công nghệ SBR 17 3.1 Khái quát chung bể SBR 28 3.2 Hình biểu diễn trình hoạt động bể SBR 28 trang |7 ĐẶT VẤN ĐỀ Xã hội luôn phát triển, ngày văn minh hơn, ngày đại Đi với phát triển ngành công nghiệp, ngành đóng vai trò quan trọng phải rủ đến ngành chế biển thuỷ sản Ngành chế biến thuỷ sản đóng vai trì đáng kể vào phát triển kinh tế đất nước Đến vị trí chế biến thuỷ hải sản xếp vào hạng thứ ngành mũi nhọn đất nước Theo thống kê Bộ thuỷ sản, tháng 9/2013 tổng lượng thuỷ sản ước đạt 4,5 triệu (tăng 2,7% so với kỳ năm 2012), sản lượng khai thác ước đạt 2,1 triệu (tăng 3,3%), sản lượng nuôi trồng đạt gần 2,4 triệu (tăng 2,1%) Về giá trị, ước tính tháng đầu năm 2013 đạt 131.350 tỷ đồng, tăng 3,4% so với kỳ năm 2012 Trong đó, giá trị nuôi trồng thủy sản ước đạt 80.068 tỷ đồng giá trị khai thác thủy sản ước đạt 51.282 tỷ đồng [1] Tuy nhiên, bên cạnh giá trị to lớn mà ngành chế biến thuỷ sản mang lại hoạt động CBTS gây không vấn đề môi trường, chủ yếu liên quan đến trình phát sinh chất thải rắn, lỏng, khí Trong đó, chất thải rắn, lỏng phát sinh sau chế biến, dễ phân huỷ sinh học nguyên nhân gây ô nhiễm tác động chủ yếu đến môi trường Đặc tính nước thải CBTS có độ ô nhiễm chất hữu cao vụn cá, máu, chất hoà tan từ nôi tạng Hàm lượng ô nhiễm chất nước thải thường không ổn định phụ thuộc nhiều vào chủng loại nguyên liệu, mặt hành cách chế biến Tuỳ theo công nghệ chế biến mà hàm lượng COD nước thải dao động từ 300 – 5000 mg/l, BOD từ 150 – 3500mg/l, SS từ 80 – 600mg/l, tổng N từ 20 – 250mg/l, tổng P từ 10 – 50mg/l Ngoài nước thải CBTS chứa hoá chất chất tẩy rửa, tác nhân bảo quản, chất khử trùng chất chống oxy hoá Hiện nay, giới công nghệ sinh học áp dụng rộng rãi để xử lý nước thải, chất thải rắn Đặc biệt với chất có khả phân huỷ sinh học cao Xuất phát từ mục tiêu giảm thiểu ô nhiễm, giảm tác động đến môi trường sức khoẻ cộng đồng từ hoạt động sản xuất đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt Luật Bảo vệ Môi Trường việc thu phí nước thải Trước tác động yêu cầu công nghệ hợp lý giá đầu tư phù hợp, nhận đề tài: “thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho sở chế biển thuỷ sản công suất tấn/ngày”, lưu lượng Q = 300m3/ngày trang |8 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN 1.1 Tình hình phát triển ngành chế biến thủy sản Việt Nam 1.1.1 Quá trình phát triển ngành chế biến thủy sản Việt Nam có đường bờ biển dài 3200 km từ Móng Cái đến Hà Tiên, vùng đặc quyền kinh tế biển rộng triệu km hệ thống sông ngòi dày đặc Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên thuận lợi giúp Việt Nam có nhiều mạnh để phát triển ngành CBTS Quá trình phát triển khái quát qua thời kỳ: - Giai đoạn 1976-1989 : Thời kỳ hoạt động sản xuất ngành CBTS tình trạng sa sút kéo dài Dạng công nghệ CBTS chủ yếu sản xuất nước mắm sản phẩm khô với trình độ công nghệ thủ công, lạc hậu - Từ năm 1990 đến : Công nghiệp CBTS không phát triển số lượng mà nâng cao chất lượng với việc tăng cường đổi thiết bị công nghệ, áp dụng chương trình quản lý sản xuất nhằm đáp ứng yêu cầu cao chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, đa dạng hóa sản phẩm Hình 1.1: Thống kê sản lượng thủy sản đánh bắt theo năm ( nghìn tấn) [2] trang |9 Hình 1.2: Thống kê sản lượng thủy sản nuôi trồng theo năm (tấn) [2] Theo Tổng Cục thống kê, năm 2010 nước đạt 2,42 triệu thủy sản tăng 40,7 % so với năm 2001 Phân theo vùng khai thác, xa bờ chiếm 49,4%, sản lượng ven bờ chiếm 50,6% tổng sản lượng khai thác toàn quốc Sản lượng khai thác nội địa giảm, bình quân 2,5%/năm(2001-2010), sản lượng khai thác hải sản có xu hướng tăng chậm, vùng biển gần bờ 1,1%/năm xa bờ khoảng 10,3%/năm [2] Bảng 1.1: Hiện trạng sản lượng khai thác thủy sản Việt Nam [2] Bảng 1.2: Hiện trạng cấu sản lượng khai thác hải sản theo vùng biển t r a n g | 10 Theo Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, giá trị kim ngạch xuất thủy sản tháng 11 năm 2012 514 triệu USD nâng tổng giá trị xuất 11 tháng năm 2012 5,59 tỷ USD, tăng 1,2 % so với kỳ năm 2011 So với năm, kim ngạch năm 2012 tăng chậm Có thể nói năm 2012 năm khó khăn thủy sản Việt Nam [2] 1.1.2 Dự báo cung-cầu thủy sản Bảng 1.3: Dự báo nhu cầu nguyên liệu chế biến thủy sản đến năm 2020 [2] 1.2 Công nghệ chế biến thủy sản 1.2.1 Nguyên liệu Nguyên liệu ngành CNCBTS bao gồm loại động vật thủy sản bao gồm cá, tôm, cua, mực…và số loài thực vật rong, tảo… 1.2.2 Công nghệ sản xuất Dựa vào tính chất đặc thù sản phẩm, trình chế biến công nghệ sử dụng chia công nghệ chế biến thuỷ sản thành số công nghệ chế biến điển sau: - Chế biến thủy sản đông lạnh - Chế biến sản phẩm đóng hộp - Chế biến thuỷ sản khô chế biến bột cá t r a n g | 35 COD mg/l 1040 80 Tổng N mg/l 108 60 Tổng P mg/l 24,5 6 Dầu mỡ động vật mg/l 1,5 Các thông số tính toán lựa chọn: [15] Tỷ số MLVSS : MLSS = 0,8;[8] Hàm lượng bùn tuần hoàn: Cth = 800 mgSS/l; [8] Hàm lượng bùn hoạt tính bể: MLSS = 3000 mg/l nên MLVSS = 3000 0,8 = 2400 mgMLVSS/l; [8] Thời gian lưu bùn trung bình: tc = 10 ngày; Nước thải chế biến thuỷ sản có đầy đủ chất dinh dưỡng nito, photpho chất vi lượng khác; Nước thải sau lắng chứa 25mg/l cặn sinh học, có 65% cặn dễ phân huỷ sinh học; [8] BOD5 : BODL = 0,68; [8] BOD5 sau lắng lại 20mg/l; [8] Độ tro cặn z = 0,2 mg/mg;[6] Hệ số phân huỷ nội bào: 0,4 – 0,8 Chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 ( số mg bùn hoạt tính sinh chuyển hoá 1mg ) [8] Hệ số phân huỷ nội bào 0,025 – 0,075 Chọn Kd = 0,05 ngày-1[8] • • • • • • • • • • • 3.2.1 Thời gian làm đầy bể Tổng thời gian chu kì: 8h Số chu kì lặp lại bể ngày: 24/8= (chu kỳ) Tổng chu kỳ cho bể: 3.4=12 (chu kỳ) Thể tích phần nước thải nạp vào bể chu kì: Qtb 12 Vf = = = 25 (m3) Thời gian nạp nước thải vào bể: Vf tf = Qtb = = (h) Vậy tf = 2h 3.2.2 Tính toán kích thước bể t r a n g | 36 Tính toán thể tích bể Vt Gọi Vf : thể tích nước vào bể, m3 Vs: thể tích bùn hoạt tính chứa sẵn bể từ chu kỳ trước, m3 Vf Vt Ta có Vt =Vf +Vs = • + Vs Vt Xác định Vs/Vt Lượng sinh khối nằm toàn thể tích bể phải với lượng sinh khối phần lắng Xs Ta có phương trình cân sau: Vt X = Vs.X s Trong đó: Vt: thể tích tổng cộng bể Vt = Vf + Vs , m3 Vs: thể tích phần lắng, m3 X: nồng độ bùn hoạt tính bể X = 3000 mg MLSS/l = 3000 g/m3 Xs: Nồng độ bùn hoạt tính phần lắng, Xs=10000 g/m3 Vậy : Vs Vt  X Xs = = 3000 10000 = 0,3 Vf Vt  = – 0,3 = 0,7 Vf 0,7 = =35,7 (m3) • Thể tích cần thiết bể Vt = 36 (m3)  Vt = Tính toán kích thước bể Bảng 3.5 : Kích thước bể aeroten xáo trộn hoàn toàn [8] Thông số Chiều cao hữu ích, m Chiều cao bảo vệ, m Khoảng cách từ đáy đến đầu khuếch tán khí, m Tỉ số rộng : sâu ( B:H) Chọn chiều cao hữu ích bể : Hhi = 2,5 m Chiều cao bảo vệ : hbv = 0,5 m Vậy chiều cao tổng cộng : H= 2,5 + 0,5 =3 m Giá trị 2,5 – 4,6 0,3 – 0,6 0,45 – 0,75 1,0:1 – 2,2:1 t r a n g | 37 Diện tích bể : S = Vt H hi ==14,4 (m2) Chọn chiều rộng bể : B= 3,5 m S B Chiều dài bể : L = = 4,1 m , chọn L = m Kích thước bể : H = 3m, B = 3,5m, L = m 3.2.3 Thời gian cấp khí 3.2.3.1 Thời gian cấp khí cần thiết để nitrat hóa [10] • Xác định tốc độ tăng trưởng vi khuẩn nitrat hóa: µN = µNmax.( N KN + N ).( DO K O + DO ).e0,098(T – 15) [1- 0,833.(7,2 – pH) ] Chọn T =200 C ; pH= 7,2 ∑N= 108(mg/l), NH4+ = 0,8.108 = 86,4 mg/l Đầu : ∑N= 60(mg/l) NH4+ : 20 mg/l µNmax =0,45 ngay-1 150 C KN = 100,051T – 1,158 = 100,51.20 – 1,158 = 0,73 DO (200C) = 2,0 mg/l ; KO2 = 1,3 mg/l  µN = 0,45.( ).( 2,0 2,0 + 1,3 ).e0,098.(20-15).[1 – 0,833(7,2 -pH) ] =0,45 ngày-1 Tốc độ sử dụng NH4+ vi khuẩn nitrat hóa ρN theo yêu cầu đầu vào: Áp dụng công thức: ρ= Ks Ks + S µN YN , thay S N đầu : ρN = KN KN + N K= = 0,45/0,16 = 2,82 (ngày-1) KN =0,5 NH4+ đầu = 20 mg/l  ρN = 2,82 20 0,5 + 20 = 2,75 (mg NH4+ /mg bùn.ngày) t r a n g | 38 Thành phần hoạt tính vi khuẩn nitrat hóa bùn hoạt tính: XN =fN.X • Ta có:  XN = 0,024 3000 = 72 (mg/l) - Thời gian cần thiết để nitrat hóa : No − N ρ N X N θ = V/Q = == 0,335 h Chọn thời gian cần thiết để nitrat hoá là: 1h 3.2.3.2 Thời gian cần thiết để khử BOD5 • Xác định tốc độ ôxy hóa BOD5 cho mg/l bùn hoạt tính bể N ngày : Ta có : => ρ = θc = Y - Kd 1 Y θc 0,6 10 ( + Kd ) = ( + 0,05) = 0,25 (mg BOD5/mg bùnngày) • Thời gian cần thiết để khử BOD5 So − S ρ X θ = V/Q = = = 0,09 ngày = 2,16 (giờ) Thời gian sục khí chu kỳ: θ ϴc= = (giờ) Chọn thời gian để khử BOD5 = 1h Hàm lượng BOD5 đầu : Sr = So - ϴc.ρ X =114,7 –.3.0,25.(3000-165) = 26,1 (mg/l) Hiệu suất xử lý BOD5 : E= So − S So 100% =.100% = 77,2 % Tỷ số F/M – 0,3) Vậy tổng thời gian cần thiết để cấp khí là: ta = + = 2h t r a n g | 39 3.2.4 Xác định thời gian lắng, thời gian loại bỏ photpho, xả nước trong, xả bù dư 3.2.4.1 Thời gian lắng • Với MLSS = 3000 mg/l Vận tốc lắng bùn hoạt tính : v = 3,51 (m/h) [14] Chiều cao bể SBR: H = 4m Vậy thời gian lắng bùn bể: T = = = 1,2 ( ) • Xác định thời gian khử nitrat : Tốc độ khử nitrat: ρN2 = ρN2 (200 C).(1- DO).1,09(T-20) Trong đó: DO: Hàm lượng oxi hòa tan bể (mg/l) DO = 0,15 (mg/l) ρN2 (200 C) = 0,1 mg/mg.ngày Vậy tốc độ khử nitrat là: ρN2 = 0,1.(1- 0,15).1,09(20-20) =0,085 mg/mg.ngày  Thời gian khử nitrat ngày: θ = V Q = NO3v − NO3r ρ N X = = 0,19 d =4,56 h Chọn thời gian lắng: t = 2h Lượng nitrat lại bể: 4,5 θ 24 NO3 = No - ρ X =108 0,085.3000 = 50 (mg/l) 3.2.4.2 Xử lý photpho Ta có COD = 1040 g/ m3 Giả sử 90% COD có khả phân hủy sinh học => bCOD = 90%.1040 = 936g/ m3 Lượng COD có khả phân hủy sinh học hoà tan : bsCOD =So - S =769 - 50 = 719 g/ m3 Khả tiêu thụ P: 0,3 gP/g VSS Khả tiêu thụ P vi khuẩn khác : 0,02 gP/g VSS t r a n g | 40 • Xác định nồng độ photpho loại bỏ Sinh khối sản xuất : a= Y + k d SRT bsCOD = 0,6 + 0,05.10 719 = 287,6( gVSS/m3 ) Lượng Photpho loại bỏ : P =0,3.287,6 = 86,28 (g/m3) • Xác định lượng photpho loại bỏ vi khuẩn khác Tốc độ sinh khối : b= = Y + k d SRT 0,6 + 0,05.10 ( bCOD - bsCOD ) ( 936-719 ) = 86,8( gVSS/m3) Lượng Photpho loại bỏ: P = 0,02.86,8 = 1,736( g/m3) Lượng phot trung bình nước thải : P = = 0,23 (gP/ g VSS) Ta có: = 0,8 → MLVSS= 0,8.100 = 80( mg/l) → P VSS nước thải : 80.0,23=18,4(g/m3) Tổng lượng photpho lại : 18,4+24,5- 35- 1,736= (g/ m3) 3.2.4.3 Tính toán lượng nước xả Chiều cao phần bùn lắng chưa xả bùn: Hs Từ phần tính ta có: nên Hs = 0,3 Ht = 0,3.4 = 1,2m ( đó: Ht chiều cao hữu ích bể) Độ sâu phần chứa nước xả ra: Hđ = Ht – Hs = – 1,2 = 2,8m Trên thực tế có khoảng 20% nước bề mặt bể lớp bùn lắng không loại bỏ từ giai đoạn xả nước để tránh trường hợp sinh khối theo dòng xả Chiều cao phần nước không xả ra: Hlưu = 2,8 20% = 0,56m Thể tích phần nước không xả ra: Vlưu = F Hlưu = 12(m2).0,56 = 6,72m3 Vậy chiều cao phần xả thực tế: Hđ = 2,8 – 2,8.20% = 2,24m Nên thể tích phần nước xả: Vđ = F Hđ = 12.2,24 = 27m3 Chọn: - Thời gian xả nước : tđ = 1h [5] t r a n g | 41 - Để tháo nước với V = 27m3 vòng 1h Ta tính toán bơm đường ống tháo nước sau: - Chọn tốc độ nước chảy cống trung bình là: v = 1,2 m/s [12] Tính toán đường ống nước sau: V = v.F [12] Vậy d =( )0,5 = 89mm Vậy bố trí đường ống là: d = 100mm 3.2.4.4 Tính toán lượng xả bùn Chiều cao phần bùn trì bể lả: Hb Lượng bùn sinh khối trì bể: Gb = Vt.XMLSS.10-3 = 36.3000.10-3 = 108 kg Thể tích bùn bể: Vb = [8] Trong : - Độ ẩm cặn, P = 95% : khối lượng riêng bùn, = 1020kg/m3 [8] tổng lượng bùn, W = Gb = (mẻ).108 = 324kg ( bể làm việc ngày chu kỳ ) Vậy : Vb = = 6,5 m3 Hb = Vb/F = = 0,54 ( F: diện tích mặt thoáng bể ) Chiều cao phần bùn xả: Hi = Hs – Hb = 1,5 – 0,54 = 0,96 m Thể tích bùn xả: Vi = F.Hi = 12.0,96 = 11,5 m3 Chọn: - Thời gian xả bùn : ti = 1h [5] Để tháo bùn với V = 11,5 m3 vòng 1h Ta tính toán bơm đường ống hút bùn sau: V = v.F [12] Chọn tốc độ nước chảy ống trung bình v = 0,6m/s [12] Vậy d = 100mm Thể tích xả bùn ngày cho bể là: V = 11,5.3 = 34,5 m3/ngày Thể tích xả bùn ngày bể bằng: 34,5.3 = 103,5 m3/ngày Vậy kích thước bể chứa bùn lựa chọn sau: L = B = m, H = m t r a n g | 42 Như vậy, thời gian làm đầy 2h, thời gian sục khí 2h, thời gian lắng h, thời gian xả nước 1h, thời gian xả cặn 1h Vậy tổng thời gian chu kỳ bể 8h 3.2.5 Kiểm tra tiêu làm việc bể Tỷ số: = (kgBOD5/kgMLVSS.ngày) F/M = = = 0,2 Trị số nằm giới hạn cho phép : = 0,05 – 0,3 [5] Như vậy, giá trị lựa chọn : X = 3000mg/l phù hợp, chấp nhận 3.2.6 Lượng không khí cần thiết Lượng oxy cần dùng : + - 4,57Q.( N o − N ) 1000 (kg O2/ngày) Trong đó: OCO :Lượng oxy cần thiết theo đktc (20oC) Q : Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày) So: nồng độ BOD5 ban đầu (g/m3) S: nồng độ BOD5 đầu (g/m3) f: Hằng số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20 , f =0,45- 0,68 Chọn f= 0,6 Px: phần tế bào dư xả theo bùn dư 1,42 : Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD No,N : tổng N vào, (g/m3) 4,57:hệ số sử dụng oxy oxy hóa NH4+ NO3- Ta có : Px = Yb Q ( So - S).10-3 = 0,4 300 (400 - 50) 10-3 = 42 (kg/ngày) Y + K d θ c 0,6 + 0,05.10 Yb = = = 0,4 (kg MLSS/kgBOD5 tiêu thụ) OCo= - 0,42.42 + = 157 (kg/ngày) - Lượng oxy cần thực tế : OCt= OCo.( C s 20 β C sh − C d ) 1 (T − 20) 1,024 α Trong đó: β - : hệ số điều cỉnh sức căng bề mặt theo hàm lượng muối ,với nước thải: - Cs20:nồng độ oxy bão hòa nước 20oC (mg/l) - Csh : nồng độ oxy bão hòa nước ToC độ cao H (mg/l) β =1 t r a n g | 43 - Cd : nồng độ oxy cần trì công trình (mg/l) : Cd = 1,5- (mg/l) - α : hệ số điều chỉnh : α = 0,6 – 0,94 chọn 9,08 9,08 − α = 0,7 1 ( 20− 20) 0,7 1,024 OCt= 157.( ) = 262 (kg/ngày) -Lượng không khí cần thiết (m3/ngày) Trong - fa : hệ số an toàn, Chọn - Ou : Công suất hòa tan oxy vào nước thải thiết bị phân phối khí (tính theo gam oxy cho 1m3 không khí) độ sâu ngập nước h= 1m - h: Độ ngập nước thiết bị phân phối khí Tra bảng 7- trang 112 – tính toán thiết kế công trình XLNT Ou = gO2/m3 Bể sâu 3,5m, độ sâu ngập nước : 3,2m Ou = 7.3,2 = 22,4 (grO2/m3) OCt Ou Qk = =.1,5 = 11696 (m3/ngày) = 487 (m3/h) 3.2.7 Hệ thống phân phối khí Hình 3.4: Đĩa phân phối khí Ví dụ chọn loại đĩa sục khí có kích thước A = 250 mm, B = 100 mm, , Diện tích lỗ = 0,037 m2, tải trọng khí điều kiện thường q air = 1,5 – m3 air/h chế độ cao tải đạt tới qair max = 10 m3 air/h Chọn tải trọng làm việc đĩa sục khí qair = m3 air/h Số đĩa sục khí cần thiết: Chọn n = 72 đĩa sục khí t r a n g | 44 Bố trí đĩa sục khí theo dạng ô lưới toàn đáy bể aerobic Hình 3.5: Sơ đồ bố trí đĩa sục khí Bố trí máy thổi khí vào bể, máy thổi khí làm việc 24h/ ngày máy thổi khí dự phòng Năng suất máy thổi khí Q i = Qair/2 = 487/2 = 243,5 m3 air/ h Ống dẫn khí ống thép không gỉ, ống nhựa PE hay ống nhựa gia cường sợi thủy tinh chụi thay đổi nhiệt độ Tốc độ chuyển động không khí ống dẫn khí qua hệ thống phân phối khí 10 – 15 m/s, qua lỗ phân phối khí 15 – 20 m/s Tổng tổn thất thủy lực gồm: (i) Tổn thất ma sát tổn thất cục đường ống dẫn khí tùy theo phương án bố trí đường ống dẫn khí, tạm tính ≤ 200 mm H2O (ii) dạng tổn thất thủy lực khác [9]: + Bộ lọc không khí = 50 – 380 mm H2O; + Bộ giảm máy nén khí ly tâm = 50 – 400 mm H2O; + Van kiểm tra = 50 – 380 mm H2O; + Đĩa sục khí = 75 – 650 mm H 2O (theo biếu đồ SOTE, Headloss – q air loại đĩa sục khí Type HD 270 lựa chọn cho hãng BIBUS (Hình ) tổn thất thủy lực đĩa sục khí = 25 kPa = 25/101,325 = 0,247 m H2O = 247 mm H2O); + Nhiễm bẩn (tắc) đĩa sục khí = 150 – 250 mm H2O; + Độ sâu nước thải bể = 3,5 m = 3500 mm Các dạng tổn thất thủy lực khác kể tùy thuộc vào loại máy thổi khí loại đĩa sục khí chọn cho hãng sản xuất Áp lực cần thiết máy thổi khí = ∑ tổn thất thủy lực , tạm tính = 1000 + 3500 = 4500 mm H2O = 4,5 m H2O = 4,5/10,34 = 0,4352 atm Công suất máy thổi khí tính theo trình nén đoạn nhiệt: t r a n g | 45 Trong đó: Pw = Công suất yêu cầu máy thổi khí, kW; w = Lượng không khí cần thiết = Q air./4 = 487.1,185/2 = 289 kg/h = 0,08 kg/s; R = Hằng số khí = 8,314 kJ/kmol.K; T = Nhiệt độ tuyệt đối không khí đầu vào = 273 + 25 = 298 K; P1 = Áp suất không khí đầu vào = atm; P2 = Áp suất không khí đầu = + 0,4352 = 1,4352 atm; e = Hiệu suất máy thổi khí = 0,7 – 0,9 Do đó: Như hệ thống máy thổi khí cho bể gồm máy thổi khí làm việc liên tục ngày máy thổi khí dự phòng, công suất 22,22 kW (30 hp), suất đạt 489 m3 air/ h cột áp 4,5 m 3.3 Tính toán bể tiếp xúc khử trùng Mục đích: Bể tiếp xúc công trình dùng để nước thải clo có đủ thời gian để tiếp xúc 30 phút kể từ thời gian tiếp xúc với bể SBR vào bể sông Bể tiếp xúc thiết kế bể lắng thiết bị vét bùn 3.3.1 Tính toán số lượng bể tiếp xúc Thời gian để tiếp xúc riêng cho bể tiếp xúc t = 30 - [8] Trong đó: t: thời gian tiếp xúc nước thải clo bể tiếp xúc, phút L: chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc nguồn tiếp nhận – bờ sông ( giả sử L = 150cm ) v: tốc độ chuyển động dòng nước mương dẫn nước thải từ bể tiếp xúc đến bờ sông, v = 0,5m/s [8] Vậy: t = 30 - = 25 ( phút ) t r a n g | 46 Thể tích hữu ích bể tiếp xúc: W = Q t = 12,5 = 5,2 m3 Lấy thể tích: W = m3 Chọn số lượng bể tiếp xúc 2, thể tích bể là: W1 = W/2 = 2,5 m3 3.3.2 Kích thước bể tiếp xúc - Diện tích thiết diện ống trung tâm bể tiếp xúc xác định theo công thức: F = = [8] Trong đó: F: diện tích thiết diện ống trung tâm ( m2 ) q: lưu lượng dòng vào bể tiếp xúc, chọn q = 7/1000 (m/s ) Q: lưu lượng nước thải, Q = 12,5 m3/h v1: tốc độ dòng nước thải ống trung tâm, v1 = 0,03 m/s Vậy F = = 0,1157 m2 - Diện tích thiết diện ướt bể tiếp xúc xác định theo công thức: F1 = = = = 9,92 m2 [8] Với v2 vận tốc nước dùng vùng lắng tiếp xúc, v2 = 0,35 nm/s Vậy diện tích tổng cộng bể tiếp xúc tính theo công thức: F = F1 + F = 9,92 + 0,1157 = 10,0357 m2 t r a n g | 47 KẾT LUẬN Đồ án nêu, đánh giá trạng ô nhiễm nước thải, trạng xử lý nước thải ngành CBTS, đề xuất giải pháp xử lý, thiết kế hệ thống nước thải công nghệ SBR với công suất 300m3/ngày tóm tắt số kết luận sau: - Về mức độ ô nhiễm: Hầu hết sở có mức độ ô nhiễm vượt QCVN 11:2008/BTNMT Mức độ ô nhiễm nước thải sở chế biến thuỷ sản đông lạnh quy mô vừa nhỏ đánh giá ngưỡng trung bình đến nặng - Về trạng xử lý nước thải: Nhiều sở chế biến thuỷ sản không đạt yêu cầu xả thải Nhưng vấn đề môi trường quan tâm nên nhìn chung công nghệ xử lý sinh học ứng dụng rộng rãi sở - Về hệ thống xử lý nước thải: Đồ án lựa chọn công nghệ SBR công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản, áp dụng cho sở vừa nhỏ Với đặc tính nước thải thuỷ sản lưu lượng, nồng độ ưu điểm từ hệ thống SBR mang lại hiệu xử lý SBR có hiệu cao Hiệu xử lý hệ thống: Q = 300 m3/ngày Chỉ tiêu BOD COD SS N P Dầu mỡ t r a n g | 48 Nồng độ đầu vào (mg/l) 900 1400 Nồng độ đầu (mg/l) Hiệu xử lý (%) 94 93 400 110 25 26 100 60 1,5 75 76 94 45 Tài liệu tham khảo http://www.fistenet.gov.vn/b-tin-tuc-su-kien/a-tin-van/san-xuat-thuysan-9-thang-111au-nam/, 4/3/2014 Phạm Nguyệt Nga (2006), Đánh giá trạng môi trường ngành chế biến thuỷ sản, đề xuất giải pháp sản xuất , Luận án thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Tạp chí thủy sản, số 1/2006 Nguyễn Thị Bích Ngọc (2006), Nghiên cứu giải pháp khả thi thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến thuỷ sản đông lạnh, Luận án thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Metcalf & Eddy, “Wastewater Engineering – Treatment and Reuse”, McGraw-Hill, New York, 2003 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga( 2002), “Giáo trình công nghệ xử lý nước thải” NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội QCVN 11:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải chế biến thuỷ sản Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Phước Dân (2004), Xử lý nước thải đô thị công nghiệp – tính toán thiết kế công trình, Nhà xuấ đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Hoàng Văn Huệ (2002), Thoát nước xử lý nước thải tập 2,Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 10 Lê Văn Cát ( 2007), “Xử lý nước thải giàu hợp chất nito photpho” NXB khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội 11 http://vietenvi.com/chi-tiet-dich-vu/55/cong-nghe-xu-ly-nuoc-thaithuy-san.html , 11/4/2014 12 Trần Hữu Uyển (2003), Các bảng tính toán thuỷ lực cống mương thoát nước, Nhà xuất Xây Dựng – Hà Nội t r a n g | 49 [...]... 100 – 350 Phốt pho mg/l 30 – 70 • Phương án công nghệ Trên cơ sở các kết quả thí nghiệm, sơ đồ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến thủy sản bằng phương pháp bùn hoạt tính được biểu diễn qua hình 2.1 Nước thải vào Song chắn rác Bể điều hòa Bể lắng I Thổi khí Bể aerotank Bùn tuần hoàn Bể lắng II Sân phơi bùn Bể tiếp xúc Nước sau xử lý Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy chế biến. .. thủy sản [5] t r a n g | 18 Ưu điểm: Xử lý sinh học bằng hệ thống aeroten khá đơn giản, chi phí đầu tư không cao, quản lý và vận hành đơn giản Xử lý được nước thải thuỷ sản có COD,BOD, hàm lượng N không cao • Nhược điểm: Nhìn chung hầu hết hệ thống xử lý thuỷ sản không đạt được mức B theo TCVN, nhiều hệ thống chỉ đạt mức C và thậm chí không đạt mức C theo TCVN • Ứng dụng: - Nước thải các cơ sở chế biến. .. [2]: Nước rửa trong công đoạn xử lý, chế biến, hoàn tất sản phẩm Nước vệ sinh nhà xưởng, trang thiết bị, dụng cụ Từ các thiết bị công nghệ như: nước giải nhiệt, nước ngưng Tùy thuộc vào loại hình và trình độ công nghệ chế biến, đặc tính nguyên liệu và yêu cầu về chất lượng sản phẩm mà nước thải từ các nguồn phát sinh có sự khác biệt về thành phần, tính chất, lưu lượng cũng như chế độ thải nước Nước thải. .. bể lắng trọng lực rồi tới hệ thống xử lý bùn Một phần bùn và nước thải được tuần hoàn từ bể Oxic về bể Anoxic • Ưu điểm: - Công nghệ xử lý có thể xử lý triệt để các hợp chất hữu cơ đặc biệt có thể xử lý hiệu quả đồng thời các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng Nito và Photpho - Hiệu suất xử lý cao hơn các công nghệ khác như công nghệ aroten truyền thống, mương oxy hóa… - Hệ thống sinh ra ít bùn hơn... 11:2008/BTNMT(B) 350 100 58 6 75 250 100 800 478,8 3120 20 100 50 1100 7 75, 6 4890 40 150 80 90 24,84 1 25 20 60 20 11,82 11,32 6 5 Bảng 1 .5: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải tại một số nhà máy [4] TT Tên cơ sở công nghiệp Công suất Nồng độ các chất ô nhiễm (TSP/ngày) SS BOD5 COD N P mg/l mg/l mg/l mg/ mg/l l 1 Công ty XNK thủy sản VN 12- 15 484 3300 3960 198 21 (SEAPRODEX) 2 Công ty chế biến hàng xuất 25- 30... - Hệ thống này đã được ứng dụng ở nhà máy chế biến thuỷ sản ở Nha Trang, công ty cổ phần XNK Thuỷ Sản An Giang 2.1.2 Phương án 2: Bể lắng – bể điều hoà – AAO – Bể lắng • Sơ đồ công nghệ: • Nước thải vào Song chắn rác Bể lắng Bể điều hoà Bể anaerobic Bùn tuần hoàn Bể Anoxic Bể Oxic Bể lắng II Thổi khí Sân phơi bùn Bể khử trùng Nước sau xử lý Hình 2.2 : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản bằng công. .. từ chế biến sản phẩm đông lạnh, sản phẩm ăn liền, đồ hộp được tạo ra gần như liên tục từ hầu hết các công đoạn sản xuất, trong đó chủ yếu là từ xử lý nguyên liệu và chế biến sản phẩm Nước thải từ chế biến đồ khô phần lớn tập trung ở khâu xử lý nguyên liệu Trong chế biến mắm và bột cá, ngoài công đoạn rửa nguyên liệu còn tạo ra nhiều nước thải xả theo đợt từ vệ sinh định kỳ thiết bị máy móc Nước thải. .. khác tỷ lệ BOD5/COD = 0,64 >0 ,5 nên ta có thể áp dụng các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học - Hàm lượng N, P cũng cao hơn tiêu chuẩn nên cần được xử lý trước khi thải bỏ ra ngoài môi trường - Ngoài ra còn một số lượng nhỏ dầu mỡ động vật cần được xử lý t r a n g | 23  Đề xuất phương án xử lý Phương án : Xử lý nước thải chế biến thuỷ sản bằng công nghệ SBR - Sơ đồ công nghệ: C ấ p... khí h í Nước thải S o n Bể điều hoà Bể tuyển nổi Bể SBR Bể SBR Bể nén bùn Bể SBR Máy cấp khí Máy ép bùn Bể SBR Bùn thải Bùn thải Clo Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Hình 2.4 : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thuỷ sản bằng công nghệ SBR Trong đó: Đường nước Đường khí Đường bùn t r a n g | 24 • Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Nước thải từ các công đoạn trong nhà máy được thu gom vào hệ thống cống... CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 2.1 Một số công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản ứng dụng ở Việt Nam 2.1.1 Phương án 1: Bể điều hoà – bể aeroten – bể lắng Nước thải nhà máy chế biến thủy sản được đặc trưng bởi hàm lượng ô nhiễm chất hữu cơ và nitơ cao Nồng độ BOD ³ 1000mg/l và tổng nitơ ³ 150 mg/l Tỉ lệ COD/BOD5 nằm trong khoảng 1,1 - 1,3, cho phép xử lý nước thải theo phương pháp sinh học đạt