Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phần mía đường Cao Bằng

MỤC LỤCLỜI CẢM ƠNPHẦN MỞ ĐẦU1CHƯƠNG I: TỔNG QUAN21.1. Tổng quan về ngành sản xuất đường ở Việt Nam31.2. Nước thải ngành công nghiệp sản xuất đường31.3. Giới thiệu về Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng41.4. Công nghệ sản xuất đường của nhà máy51.5. Công nghệ sản xuất sản phẩm phụ của nhà máy14CHƯƠNG II :ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN MÍA ĐƯỜNG CAO BẰNG172.1. Nguồn phát thải và lưu lượng thải172.2. Thông số thiết kế182.3. Sơ đồ công nghệ192.3.1. Phương án 1192.3.2. Phương án 220CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ223.1. Tính toán chi tiết các đơn vị công nghệ xử lý theo Phương án 1223.1.1. Xác định lưu lượng tính toán của nước thải223.1.2. Song chắn rác233.1.3. Bể lắng cát263.1.4. Bể điều hòa293.1.5. Bể lắng đứng đợt I.313.1.6. Bể UASB333.1.7. Bể Aerotank403.1.8. Bể lắng 2463.1.9. Bể chứa bùn, bể nén bùn cặn đứng, máy ép bùn băng tải483.1.10. Hồ sinh học523.1.11.Tính toán bơm, máy nén khí523.2. Tính toán chi tiết các đơn vị công nghệ xử lý theo phương án 2563.2.1. Tính toán các công trình đơn vị563.2.2. Bể lọc sinh học nhỏ giọt573.3. Khái toán chi phí603.3.1. Khái toán chi phí theo phương án 1.603.3.2. Khái toán chi phí theo phương án 2623.4. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo phương án 165KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊTÀI LIỆU THAM KHẢO

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN KẾT LUẬN – KIẾN NGHI TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo TS Chu Thị Thu Hà tận tình hướng dẫn, bảo giúp hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Sự quan tâm bảo tận tình cô nguồn động lực lớn giúp hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Ban giám hiệu nhà trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội cung cấp kiến thức qúy báu tạo điều kiện cho suốt trình học tập, rèn luyện trường thời gian qua Ngoài ra, Tôi xin gửi lời cảm ơn đến cán công nhân viên, anh chị phòng kỹ thuật Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng, lãnh đạo chi cục bảo vệ Tài nguyên Môi trường Cao Bằng giúp đỡ trình thu thập tài liệu số liệu hai quan Bên cạnh gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè giúp đỡ, động viên đóng góp ý kiến cho nhiều trình làm đồ án Mặc dù cố gắng hoàn thành đồ án bước trình nghiên cứu làm việc kỹ sư nghành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường nên không tránh khỏi thiếu sót Tôi mong nhận thông cảm bảo thầy cô bạn Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 15 tháng 09 năm 2015 Sinh viên Đoàn Thị Thùy Vân PHẦN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Đường chất dinh dưỡng quan trọng cho sống phát triển thể người thực phẩm ưa dùng cho sinh hoạt hàng ngày Do nhu cầu tiêu thụ đường ngày tăng nên nhà máy đường xây dựng với quy mô toàn giới ngành công nghiệp đường ngày phát triển Công nghiệp đường đóng góp nhiều phát triển kinh tế, mang lại thu nhập cao, kim ngạch xuất lớn, tạo nhiều việc làm cho nhân dân Ngành công nghiệp mía đường nước ta đà phát triển gây sức ép lớn cho môi trường, đặc biệt môi trường nước Nước thải ngành công nghiệp mía đường chứa lượng lớn chất hữu bao gồm hợp chất cacbon, nitơ Các chất dễ bị phân hủy vi sinh vật, gây mùi thối làm ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận Nước thải chứa phần lớn chất rắn lơ lửng, thải môi trường lắng xuống tạo nên lớp cặn đáy phá hủy hệ sinh vật nước Trong nước thải chứa lượng đường lớn Vì vậy, nước thải mía đường cần hệ thống xử lý nước thải hiệu phù hợp để đem lại cân bằng sinh học sống người Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng tiền thân Nhà máy đường Phục Hòa Hiện công ty có hệ thống xử lý nước thải sơ sài, bao gồm hệ thống bể lắng sơ hồ sinh học Nước thải sản xuất công ty chứa lượng lớn chất hữu cơ, dinh dưỡng, vi khuẩn gây mỹ quan ô nhiễm nguồn tiếp nhận Các chất ô nhiễm nước thải không xử lý ảnh hưởng trực tiếp đến chất nước mặt khu vực, ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt nhân dân, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản, thuỷ sản vùng gián tiếp ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng Chúng gây tác động trực tiếp trước mắt tiềm ẩn lâu dài cho môi trường Chính vậy, đồ án “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phần mía đường Cao Bằng’’ mang tính thực tế Đồ án góp phần đưa quy trình xử lý chung giúp nhà máy tự xử lý nước thải trước xả cống thoát, nhằm thực tốt quy định môi trường nhà nước Mục đích đồ án - Xây dựng hệ thống xử lý đại, trình lắp đặt vận hành đơn giản với công suất 680 m3/ngàyđêm - Hệ thống xử lý thiết kế phù hợp với đặc thù công ty, tính toán dự phòng công suất xử lý Công ty sản xuất hết công suất Nước thải sau xử lý phải đạt loại B - QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp Tóm tắt nội dung nghiên cứu Thu thập số liệu có sẵn vấn đề liên quan đến nước thải, hệ thống xử lý nước thải Đề xuất công nghệ thích hợp để xử lí nước thải đạt tiêu chuẩn Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tài liệu: Các số liệu đo đạc, phân tích tiêu môi trường khu vực dự án khu vực xung quanh Trạm Quan trắc môi trường - Chi cục Bảo vệ Môi trường Cao Bằng thực - Phương pháp tổng hợp, so sánh: Tổng hợp số liệu thu thập được, so sánh với tiêu chuẩn môi trường Việt Nam - Phương pháp tính toán, thiết kế: Dựa vào tài liệu thông tin thu thập để tính toán hệ thống xử lý nước thải Sử dụng phần mềm AutoCad để thiết kế vẽ - Trao đổi ý kiến với chuyên gia: Hỏi ý kiến giảng viên hướng dẫn, cán nhân viên chuyên môn Hình thức thực phương pháp thông qua buổi gặp gỡ, trao đổi thảo luận với cán chuyên môn, giáo viên hướng dẫn nhằm giải đáp thắc mặc chuyên đề, chỉnh sửa hoàn thiện nội dung đồ án Bố cục và nội dung nghiên cứu Phần mở đầu Chương 1: Tổng quan Chương 2: Đề xuất sơ đồ công nghệ Chương 3: Tính toán thiết kế Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan ngành sản xuất đường Việt Nam Ở Việt Nam nguyên liệu chính để sản xuất đường mía Từ lâu nay, Việt Nam sản xuất mía theo phương pháp thủ công Đến đầu kỉ 20 sản xuất đường theo hình thức quy mô công nghiệp bắt đầu đời người Pháp mang công nghệ sang Việt Nam để áp dụng Công nghiệp sản xuất đường Việt Nam có xu hướng phát triển mạnh đóng góp cho việc xây dựng kinh tế đáng kể Tuy nhiên ngành mía đường Việt Nam nhìn chung lạc hậu so với giới Trước năm 1954 miền bắc nhà máy đường Sau năm 1975 miền nam hồi phục nhà máy đường Bình Dương, Hòa Hiệp, Biên Hòa xây dựng nhà máy đường La Ngà, Lam Sơn, Tây Ninh Ngoài nhà máy lớn xuất nhiều sở sản xuất thủ công, thô sơ, xuất thấp vùng trồng mía Công nghiệp sản xuất mía đường Việt Nam ngành gây ô nhiễm lớn công nghệ lạc hậu Trong số chất ô nghiễm có khói bụi lò hơi, bùn lọc, nước thải, khí thoát từ tháp phản ứng sunfit hóa cacbonat hóa 1.2 Nước thải ngành công nghiệp sản xuất đường Hiện nhiều nhà máy đường sở sản xuất tư nhân chưa có hệ thống xử lý nước thải Với lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu chất dinh dưỡng cao, nước thải nhà máy đường làm ô nhiễm nguồn tiếp nhận Đường có nước thải chủ yếu đường sucroza loại đường khử glocose fructose Các loại đường dễ phân hủy nước, chúng có khả gây kiệt oxy nước, làm ảnh hưởng đến quần thể sinh vật nước Quá trình phân hủy sản phẩm đường khử đòi hỏi thời gian phân hủy lâu dài, nên ảnh hưởng đén trình tự làm nước Các chất lơ lửng nước thải có khả lắng xuống đáy nguồn nước, trình phân hủy kị khí chất làm cho nước có màu đen có mùi H 2S Ngoài ra, nước thải nhà máy đường có nhiệt độ cao làm ức chế hoạt động vi sinh vật nước Chất rắn lơ lửng không tan làm đục nước, ảnh hưởng tới trình quang hợp loài tảo làm nước thiếu oxy dẫn tới bốc mùi hôi thối Các loại vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh thải thẳng nguồn nước chung dẫn tới bệnh truyển nhiễm như: bệnh đường tiêu hóa, tả, sốt xuất huyết… Đặc trưng lớn cuả nước thải nhà máy đường có giá trị BOD cao dao động nhiều Phần lớn chất rắn lơ lửng chất vô cơ, nước rửa mía chủ yếu chứa hợp chất vô Trong điều kiện công nghệ bình thường, nước làm nguội, rửa than nước thải từ quy trình khác có tổng chất rắn lơ lửng không đáng kể Chỉ có phần than hoạt tính bị thất thoát theo nước, ít bột trợ lọc, vải lọc mục nát tạo thành sợi lơ lửng nước Các chất thải nhà máy đường làm cho nước thải có tính axit Trong trường hợp ngoại lệ độ PH tăng cao trộn lẫn CaCO nước xả rửa cột resin Ngoài có chất mầu anion cation ( chất mầu axit hữu cơ, muối kim loại tạo thành) Trong nươc xả rửa cột resin thường có nhiều ion H+, OH- Do đặc điểm ngành công nghiệp sản xuất đường , bã lắng, bã bùn, bã lọc tách riêng nước thải phân thành nhóm sau: * Nước thải từ khu ép mía Ở đây, nước dùng để ngâm ép đường mía làm mát ổ trục máy ép Loại nước thải có BOD cao chứa dầu mỡ * Nước thải rửa lọc, làm mát, rửa thiết bị rửa sàn Nước thải rửa lọc có lưu lượng nhỏ chứa BOD chất lơ lửng cao Nước làm mát dùng với lưu lượng lớn tuần hoàn hầu hết phần trình sản xuất Nước làm mát thuờng nhiễm bẩn số chất hữu bay từ nước đường đun sôi nồi nấu nồi chân không Nước chảy tràn từ tháp thường có giá trị BOD thấp Tuy nhiên chế độ bảo dưỡng điều kiện vận hành không tốt nên có lượng đường đáng kể thất thoát nước làm mát Lượng nước thải Nước rò rỉ nước rửa sàn, rửa thiết bị có lưu lượng thấp xả định kì lại có chứa BOD cao * Nước thải từ khu lò Nước thải khu lò xả định kì với đặc điểm chất rắn lơ lửng cao giá trị BOD thấp, nước thải mang tính kiềm 1.3 Giới thiệu Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng tiền thân Nhà máy đường Phục Hòa, xây dựng đưa vào sản xuất năm 1997 với dây chuyền công nghệ sản xuất đường trắng theo phương pháp sulfite hóa axit tính Trang thiết bị sản xuất chính nhà máy thiết bị Trung Quốc nhập theo chương trình triệu đường Chính phủ Năng lực chế biến nhà máy thời điểm thiết kế 700 mía /ngày (TMN) Thực tế, vùng nguyên liệu mía Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng có khoảng 2.000 với sản lượng mía ép khoảng 110.000 Để đáp ứng nhu cầu sản xuất kinh doanh, Công ty cổ phần đường Cao Bằng bước đầu tư cải tạo, nâng cấp công nghệ - thiết bị nên đem lại kết khả quan hiệu suất thu hồi chất lượng đường thành phẩm Đặc biệt, suất ép chế luyện bình quân nhà máy niên vụ sản xuất gần đạt xấp xỉ 1.000 TMN sau nhà máy tiến hành nâng cấp năm 2007 Việc nâng cấp, mở rộng công suất nhà máy đường ưu tiên hàng đầu chiến lược phát triển kinh tế xã hội huyện phục Hòa ban hành theo Quyết định số: 2902/QĐ-UBND ngày 17/12/2008 UBND tỉnh Cao Bằng việc Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội huyện Phục Hoà đến năm 2020 Thực chủ trương, đề từ năm 2014 đến năm 2020 mở rộng vùng nguyên liệu trồng mía lên 2.700 ha, với biện pháp kỹ thuật nhằm tăng suất, sản lượng mía ước đạt 200.000 (Trong đó, sản lượng mía phục vụ sản xuất nhà máy 190.000 tấn, 10.000 mía diện tích để giống), yêu cầu mục tiêu phát triển chung Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng bước triển khai việc nâng cấp, thay trang thiết bị để đáp ứng công suất ép mía lên 1.800 (TMN) nhà máy đường Phục Hòa Hiện công ty có hệ thống xử lý nước thải sơ sài, bao gồm hệ Ca(OH)2 thống bể lắng sơ hồ sinh học Nước thải sản xuất công ty chứa Mía nguyên liệu vôi sơ lượng lớn chất hữu cơ, dinhGiadưỡng, vi khuẩn gây mỹNước quanmía ô nhiễm nguồn tiếp nhận Nước thải chứa chất ô nhiễm thải môi trường không qua xử lý gây nguy hại đáng kể môi trường sức khoẻ cộng đồng Máy ép trục Gia nhiệt Gia nhiệt 1.4 Công nghệ sản xuất đường nhà máy Công ty mía đường Cao Bằng đưa vào hoạt động từ năm 1997 với Cám mía - Nước thải từ bốc hơi, - Nc thải tạo ch Bốc Xông S02 công suất suất chế biến nhà máy 1000 mía/ngày vào năm 2009 sử dụng phương pháp Blanco Directo Hiện tại, vùng mía nguyên liệu nhà máy mía đường Nước mía hỗn hợp Mậtkinh chè doanh, Công ty Cao Bằng tăng lên nhiều, đểTrung đáp hòa ứng nhu cầu sản suất sacarate định tăng công suất nhà máy lên 1.800 TMN sử dụng- canxi phương pháp - Axit photphoric, - Ca(OH)2 Blance Thùng Directo bằng cách đầu tư sung trình chứa Giabổ nhiệt số thiết bị Quy G.N mậtcông chè nghệ bao gồm công đoạn sau: - Công-đoạn Xử lý míaBểvàlắng ép chìm mía Khí SO21:dư TB phản ứng - Rác thải - Công đoạn 2: Làm nước mía - Nước thải làm mát máy - Công đoạn 3: Bốc lắng nổi - Bụi, ồn Máy lọc chân không - Công đoạn 4: Nấu đường L.N mật chè - Công đoạn 5: Trợ tinh, phân mật bảo quản thành phẩm Bã - Bao bì thải - bụi, mùi hôi Bùn lọc Nước lọc Sản xuất PVS LN nước lọc Bã Mật chè tinh Nấu đường Ly tâm Mật (mậtgỉ) Sấy, làm mát Đóng bao Hình 1.1: Lưu trình công nghệ trình sản xuất đường kèm dòng thải Hình 1.2: Chế độ nấu đường trắng hệ Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất đường Hình 1.2 Chế độ nấu đường trắng Thuyết minh quy trình sản xuất mía đường Công đoạn 1: Xử lý mía ép mía Mía vận chuyển xe tải với tải trọng mía từ 10 - 15 tấn/xe Mía sau cân lấy mẫu để phân tích trữ đường tạp chất Sau đó, mía cẩu xuống sân chứa mía đưa trực tiếp đến bàn cấp mía Mía từ bục chứa bàn cấp mía đưa xuống băng tải để cấp vào hệ thống xử lý mía Hệ thống xử lý mía gồm tổ hợp thiết bị dao cắt xé mía, có nhiệm vụ phá vỡ tế bào mía nhằm chuẩn bị điều kiện tốt cho công đoạn trích ly nước mía phía sau Hệ thống máy ép gồm máy ép loại trục ép Nước mía hỗn hợp thu từ máy ép số 1, sau lọc để loại bỏ phần cám mía (bằng thiết bị lọc thùng quay lọc sàng cong) bổ sung P2O5 đạt 350 - 380 mg/l sữa vôi để điều chỉnh pH = 6,4 - 6,8 bơm tới công đoạn làm D= + Đường kính ống dẫn bùn là: Q 0, 0079 = = 0, 082 0, 785ω 0, 785 ×1,5 m = 82 mm Trong đó: Q: Lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/s Q = 0,0079 m3/s ω: Tốc độ trung bình bùn ống, m/s ω = 1,5 m/s + Công suất yêu cầu trục bơm xác định : N= Q × g × ρ × H 0,0079 × 9,81×1005 × 7,13 = = 0,76 1000η 1000 × 0,73 kW Trong đó: Q- Năng suất bơm, m3/s Q = 0,0162 m3/s ρ - khối lượng riêng hỗn hợp bùn- nước ρ = 1005 kg/m3[4, tr.200] g - Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 H- Áp lực toàn phần bơm tạo ra, m η - Hiệu suất chung bơm + Công suất động điện là: N dc = N 0, 76 = = 0,99 ηtr ×η dc 0,9 × 0,85 kW Thường ta chọn động điện có công suất lớn so với công suất tính toán N dcc = β × N dc = 1,5 × 0,99 = 1, 49 kW Vậy để bơm bùn tuần hoàn từ bể chứa bùn sang bể Aerotank ta chọn bơm có công suất kW − Tính công suất máy nén khí − Tính công suất máy nén khí cho bể điều hòa + Công suất máy nén:  P G × R ×T Pm = ×  29.7 × n × e  P1     0.28  − 1  Trong đó: Pm - công suất yêu cầu máy nén khí, kW [7, tr 108] G - trọng lượng riêng dòng khí, kg/s R- hằng số khí, R = 8,314 kJ/kmol.K T- nhiệt độ tuyệt đối không khí đầu vào, K t0 = 250C nên T = 273 + 25 =298 K P1- áp suất tuyệt đối không khí đầu vào, atm, P1 = 1atm P2- áp suất tuyệt đối không khí đầu ra, atm n= k −1 = 0,283 k không khí k = 1,395 29,7 - hệ số chuyển đổi e - hiệu suất máy nén từ 0,7 – 0,8, chọn e = 0,75 + Tính G: G = Qkk × ρkk = 0,03 ×1,3 = 0,039( kg / s) Trong đó: Qkk - lượng không khí cần thiết cấp cho bể điều hòa Qkk = 105,8 m3/h = 0,03 m3/s ρ kk ρ kk = 1,3 kg/m3 - khối lượng riêng không khí Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: = Hd hd + h c + h f + H Trong đó: hd- tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài đường ống dẫn, (m) hc- tổn thất cục (m) Tổng tổn thất hd hc thường không vượt 0,4 (m) hf- tổn thất qua thiết bị phân phối (m) Tổn thất hf không 0,5 (m) H - chiều sâu hữu ích bể, H = 3,5 (m) Do áp lực cần thiết là: Hd = 0,4 + 0,5 + 3,5 = 4,4 (m) P2 = + 10, 33 + 4, = 1, 426 10, 33 Áp lực không khí là: Do đó: Công suất máy nén là: atm(1atm = 10,33 mH2O) 0,283  G × R × T  P2  Pm = ×  ÷ − 1 = 0, 039 × 8,314 × 298 × 1, 4260,283 − 1 = 1, 62 29, × n × e  P1    29, × 0, 283 × 0, 75   kW Vậy chọn máy nén khí cho bể điều hòa có công suất kW − Tính công suất máy nén khí cho bể Aerotank + Công suất máy nén:  P G × R ×T Pm = ×  29.7 × n × e  P1     0.28  − 1  kW − Tính G: G = Qkk × ρkk = 0,121×1,3 = 0,157(kg / s) Trong đó: Qkk - lượng không khí cần thiết cấp cho bể Aerotank Qkk = 10464 m3/ngày = 0,121 m3/s ρ kk ρ kk - khối lượng riêng không khí = 1,3 kg/m3 − Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: = Hd hd + hc + hf + H= 0,4 + 0,5 + 3,5 = 4,4 (m) Với chiều sâu hữu ích bể, H = 3,5 (m) Do áp lực cần thiết là: Hd = 0,4 + 0,5 + = 4,4 (m) P2 = - 10, 33 + 4, = 1, 426 10, 33 Áp lực không khí là: atm(1atm = 10,33 mH2O) Do đó: Công suất máy nén là: 0,283  G × R × T  P2  Pm = ×  ÷ − 1 = 0,157 × 8, 314 × 298 × 1, 4260,283 − 1 = 6, 29, × n × e  P1    29, × 0, 283 × 0, 75   kW Vậy chọn máy nén khí cho bể Aerotank có công suất kW 3.2 Tính toán chi tiết đơn vị công nghệ xử lý theo phương án 3.2.1 Tính toán công trình đơn vị Nhìn vào sơ đồ xử lý nước thải ta nhận thấy công trình xử lý nước thải phương án tương tự giống phương án Chỉ khác phương án sử dụng công trình xử lý sinh học bể lọc sinh học nhỏ giọt thay cho aerotank Vậy nên phương án ta cần tính toán thêm công trình bể lọc sinh học nhỏ giọt Kích thước tính toán công trình khác giống phương án 3.2.2 Bể lọc sinh học nhỏ giọt *Nhiệm vụ: Trong bể lọc sinh học nhỏ giọt, vật liệu lọc có độ rỗng diện tích mặt tiếp xúc đơn vị diện tích lớn điều kiện Nước từ hệ thống phân phối đến vật liệu lọc chia thành dòng hạt nhỏ chảy thành lớp mỏng qua khe hở vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học bề mặt vật liệu làm vi sinh vật màng phân hủy hiếu khí kị khí chất hữ nước Các chất hữu phân hủy hiếu khí sinh CO 2, phân hủy kị khí sinh CH4 CO2 khỏi vật mang, bị nước theo Trên mặt giá mang vật liệu lọc lại hình thành màng Hiện tượng lặp lặp lại nhiều lần Kết BOD nước thải bị vi sinh vật sử dụng lằm chất dinh dưỡng bị phân hủy kị khí hiếu khí, nước thải làm *Tính toán: Tính toán theo tải trọng thủy lực Xác định hệ số K: K = = = 15,8 Trong đó: La: BOD nước thải dẫn vào bể lọc sinh học, la=237mg/l Lt : BOD nước thải sau xử lý BOD sau khỏi bể lọc sinh học nhỏ giọt khoảng 15-20mg/l Chọn lt = 20mg/l Nguồn [5, tr 61] Gía trị K = 18,05> K = 15,8 nên không cần tuần hoàn nước Gía trị K ứng với chiều cao lớp vật liệu lọc H (m) tải trọng thủy lực q o (m3 nước thải/ m3 vật liệu lọc/ngđ) Tra bảng 43 nguồn [5, tr.61] ta có H = 2m q=2m3/m3/d −Diện tích bể lọc sinh học F = = 340 m2 Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm Q=680 m3/ngđ qo =tải trọng thủy lực, q=2m3/m3/d - Thể tích bể V = F x H = 340 x = 680 Chọn số bể sinh học n=4 bể −Diện tích mặt bể f = F : = 340 : = 85m Xây dựng bể lọc sinh học dạng trụ − Đường kính bể: D = = 10,4 m - Chiều cao xây dựng bể Htc = H + h1 + h2= + 0,5 + 0,5 = 3m Trong đó: H chiều cao lớp vật liệu lọc, m H1 khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép thành bể h1 = 0,5m H2 khoảng cách đáy bể lọc sinh học, h2 = 0,5~1m chọn h2 = 0,5m Nguồn [3, tr295] - Lưu lượng tính toán nước thải bể lọc sinh học q = = 0,005 m3/s = 5l/s - Đường kính hệ thống tưới Dt = D – 0,2 = 10,4 – 0,2 = 10,2 0,2 khoảng cách đầu ống tưới thành bể Chọn ống phân phối hệ thống tưới xác định theo công thức Dong = = =0,045m , chọn ống 45mm Trong đó: v vận tốc chuyển động nước ống, chọn v = 0,8m/s - Số lỗ ống tưới m = 64 lỗ - Khoảng cách từ lỗ đến trục ống đứng ri = = 637,5 mm i số thứ tự lỗ kế từ trục cánh tưới Bảng 3.13 Các thông số thiết kế bể lọc sinh học nhỏ giọt Tên thông số Đường kính bể (D) Chiều cao (Htc) Số lượng bể (n) Diện tích bể (F) Thể tích bể (V) Số lỗ ống tưới Giá trị 10,4 340 680 64 Đơn vị m m n M2 M3 lỗ 3.3 Khái toán chi phí 3.3.1 Khái toán chi phí theo phương án Bảng 3.14 Chi phí đầu tư xây dựng phương án STT 10 Tên công trình Song chắn rắc Bể lắng cát Sân phơi cát Bể điều hòa Bể lắng Bể UASB Bể Aerotank Bể lắng Bể nén bùn Thể tích Số lượng Đơn giá (m3) (Cái) 1 2 2 (đồng VN) 2,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1.8 1.5 340 134 147 176 127.6 124.6 Công trình kèm Thành tiền 2000000 3600000 1500000 340000000 134000000 294000000 352000000 255200000 249200000 50,000,000 theo(ống lắng) 5000000 Tổng 1636500000 (Dựa vào tình hình giá thị trường để định giá chi phí đầu tư xây dựng) Bảng 3.15 Gía trang thiết bị phụ phương án Tên vật tư Bơm nước từ bể điều hòa sang lắng Bơm bùn từ bể lắng bể nén bùn Bơm bùn tuần hoàn aerotank bể lắng Bơm bùn bể nén bùn Số lượng 2 2 Đơn giá 10000000 5000000 5000000 5000000 Thành tiền 20000000 10000000 10000000 10000000 100000000 50000000 100000000 100000000 250000000 Đường ống (ống dẫn bùn, ống dẫn nước thải, ống dẫn khí) Máy thổi khí Tổng cộng (Dựa vào tình hình giá thị trường để định giá chi phí đầu tư xây dựng) Tổng tiền đầu tư S1 = (1.636.500.000 +250.000.000) =1.886.500.000 (VN đồng) Chi phí vận hành *Lượng hóa chất sử dụng Bảng 3.16 Lượng hóa chất cần dùng phương án Tên hóa chất Liều lượng Nồng độ Sử dụng Đơn giá 1,5kg/ngà Cl 3mg/l 10% 2500đ/kg y Chi phí hóa chất cho 1m3 nước = 3750 : 680 = 5,5 đồng/m3 Thành tiền 3750 *Chi phí điện Ươc tính: 300kW/ngày Điện tiêu thụ tính cho 1m3 nước 300kW/ngày :680 m3 =0,44 kw/m3 Gía cung cấp điện công nghiệp: 1232 đồng/kw (Theo giá điện hành) Chi phí điện tính cho 1m3 mước thải: 1232 đồng/kw x 0,44kw/m3 =544 đồng/m3 *Chi phí nhân công Số lượng nhân viên: người, công nhân kĩ sư môi trường Mức lương tháng: Công nhân: 2.200.000 đồng/người.tháng Kĩ sư: 3.500.000 đồng/người.tháng Chi phí nhân công tính cho 1m3 nước = = 387 đồng/m3 (Dựa vào tình hình giá thị trường để định giá chi phí nhân công cho nhân viên vận hành hệ thống *Chi phí bảo trì sửa chữa Chi phí bảo trì sửa chữa 1.000.000 đồng/ tháng Chi phí bảo trì sửa chữa cho m3 nước = = 123 đồng/m3 *Chi phí vận hành trạm xử lý Bảng 3.17 Bảng phân tích chi phí phương án Chi phí đơn vị (đồng/m3) 5,5 544 387 123 1060 Phân loại chi phí Chi phí hóa chất Chi phí điện Chi phí lương Chi phí bảo trì sửa chữa Tổng cộng *Gía thành xử lý m3 nước thải phương án Tổng chi phí đầu tư: S1 =1.886.500.000 (VN đồng) Gía thành 1m3 nước thải 1060+ = 2580 (VN đồng) Với niên hạn sử dụng năm + Vốn đầu tư xây dựng tính cho một m3 nước thải phương án 1: V = = =2,7 x 106 (đồng/m3) 3.3.2 Khái toán chi phí theo phương án Bảng 3.18 Chi phí đầu tư xây dựng phương án STT 10 Tên công trình Song chắn rắc Bể lắng cát Sân phơi cát Bể điều hòa Bể lắng Bể UASB Bể lọc sinh học Bể lắng Bể nén bùn Công trình kèm Thể tích Số lượng Đơn giá (m3) (Cái) (đồng VN) 2,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,500,000 1,000,000 1,000,000 1 2 1.8 1.5 340 134 147 680 127.6 124.6 Thành tiền 2000000 3600000 1500000 340000000 134000000 294000000 1020000000 255200000 249200000 50,000,000 5000000 theo(ống lắng) Tổng 2304500000 (Dựa vào tình hình giá thị trường để định giá chi phí đầu tư xây dựng) Bảng 3.19 Gía trang thiết bị phụ phương án Tên vật tư Bơm nước từ bể điều hòa sang lắng Bơm bùn từ bể lắng bể nén bùn Bơm bùn bể nén bùn Số lượng 2 Đơn giá 10000000 5000000 5000000 Thành tiền 20000000 10000000 10000000 Đường ống (ống dẫn bùn, ống dẫn nước thải, ống dẫn khí) Máy thổi khí 100000000 50000000 Tổng cộng 100000000 100000000 240000000 (Dựa vào tình hình giá thị trường để định giá chi phí đầu tư xây dựng) Tổng tiền đầu tư S2= (2.304.500.000 +240.000.000) =2.544.500.000 (VN đồng) Chi phí vận hành *Lượng hóa chất sử dụng Bảng 3.20 Lượng hóa chất cần dùng phương án Tên hóa chất Liều lượng Nồng độ Sử dụng Đơn giá 1,5kg/ngà Cl 3mg/l 10% 2500đ/kg y Chi phí hóa chất cho 1m3 nước = 3750 : 680 = 5,5 đồng/m3 Thành tiền 3750 *Chi phí điện Ươc tính: 300kW/ngày Điện tiêu thụ tính cho 1m3 nước 300kW/ngày :680 m3 =0,44 kw/m3 Gía cung cấp điện công nghiệp: 1232 đồng/kw (Theo giá điện hành) Chi phí điện tính cho 1m3 mước thải: 1232 đồng/kw x 0,44kw/m3 =544 đồng/m3 *Chi phí nhân công Số lượng nhân viên: người, công nhân kĩ sư môi trường Mức lương tháng: Công nhân: 2.200.000 đồng/người.tháng Kĩ sư: 3.500.000 đồng/người.tháng Chi phí nhân công tính cho 1m3 nước = = 387 đồng/m3 (Dựa vào tình hình giá thị trường để định giá chi phí nhân công cho nhân viên vận hành hệ thống *Chi phí bảo trì sửa chữa Chi phí bảo trì sửa chữa 1.000.000 đồng/ tháng Chi phí bảo trì sửa chữa cho m3 nước = = 123 đồng/m3 *Chi phí vận hành trạm xử lý Bảng 3.21 Bảng phân tích chi phí phương án Phân loại chi phí Chi phí hóa chất Chi phí điện Chi phí lương Chi phí bảo trì sửa chữa Tổng Chi phí đơn vị (đồng/m3) 5,5 544 387 123 1060 *Gía thành xử lý m3 nước thải phương án Tổng chi phí đầu tư: S2 =2.544.500.000 (VN đồng) Gía thành 1m3 nước thải 1060+ = 3110 (VN đồng) Với niên hạn sử dụng năm Vốn đầu tư xây dựng tính cho một m3 nước thải phương án 2: V = = =3,7x 106 (đồng/m3) So sánh lựa chọn phương án: - Về kỹ thuật phương án đảm bảo xử lý nước thải - Về tiêu kinh tế: Bảng 3.22 So sánh tiêu kinh tế phương án xử lý nước thải STT Phương án I (đồng) 1.886.500.000 Chỉ tiêu Phương án II (đồng) 2.544.500.000 Tổng chi phí đầu tư (S) Gía thành xử lý m3 2580 3110 nước thải Vốn đầu tư xây dựng × 3,7 x 106 2,7 10 1m nước thải (V) Về tiêu kinh tế phương án kinh tế phương án Mặt khác phương án có ưu điểm sau: + Diện tích trạm xử lý nhỏ (mương dẫn nước thải phân phối vào bể ngắn, lắng ngang lắng sơ hợp khối tiết kiệm diện tích) + Vận hành đơn giản (phương án có bể lọc sinh học tốn diện tích, hệ thống phân phối nước bể lọc cần kiểm tra liên tục, tránh tắc nghẽn hệ thống tưới, cần phải kiểm tra thay lớp vật liệu lọc bị tắc, làm giảm hiệu xử lý) Như lựa chọn phương án làm phương án thiết kế kỹ thuật 3.4 Tính toán cao trình công trình đơn vị theo phương án Các công trình B (m) L (m); (D) Hxd (m) hbv (m) i %o h dọc đường Tổn thất (m) Cốt mực nước (m) Cốt đáy máng (m) Cốt mặt đất (m) Hồ sinh học 20 20 0,5 25 0,05 0,4 -0,5 Lắng Aerotank UASB 9,5 5,8 0,3 25 0,05 0,3 1,2 Lắng 5 7,2 0,3 25 0,05 0,3 1,6 Điều hòa 12 8,5 3,5 0,5 25 0,05 0,5 2,2 Lắng cát 1,3 10,8 0,75 0,25 25 0,05 5 6,5 0,3 25 0,05 0,4 0,3 9,8 3,5 0,5 25 0,05 0,5 0,8 -1 -5,9 -2,2 -4,3 -5,3 -0,8 -0,2 0 0 0 KẾT LUẬN - KIẾN NGHI KẾT LUẬN Trên sở kiến thức học, tìm tòi từ tài liệu liên quan qua trình tìm hiểu thực tế đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phần mía đường Cao Bằng thực công việc sau: − Tìm hiểu tổng quan ngành sản xuất đường, quy trình công nghệ sản xuất đường công ty cổ phần mía đường Cao Bằng − Xác định đặc tính nước thải − Lưu lượng: lưu lượng dòng thải Qtb= 680 m3/ngày đêm − Thành phần: Hàm lượng BOD, COD nước thải cao đối tượng cần phải xử lý chính − Đưa phương án xử lý đồng thời tính toán hệ thống xử lý nước thải dây chuyền công nghệ đề xuất chi tiết − Khái toán kinh tế phương án xử lý chọn phương án với công trình sinh học bể Aerotank để thiết kế hệ thống xử lý nước thải − Sau xử lý, nước thải đầu đạt QCVN 40:2011/BTNMT, Cmax cột B KIẾN NGHI Trong giới hạn đề tài thực đề cấp tới việc tính toán, thiết kê hệ thống xử lý nước thải với điều kiện phù hợp khía cạnh kĩ thuật khả thi mặt kinh tế Trên thực tế cần phải lưu ý vấn đề sau − Nghiên cứu để hoàn chỉnh quy định quản lý nhà máy vệ sinh môi trường sở điều luật hành bảo vệ môi trường − Có kế hoạch xây dựng củng cố lực quan quản lý chuyên ngành xử lý nước thải đặc biệt nước thải công nghiệp nhà máy đường đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chuyên môn vận hành,quản lý dây chuyền công nghệ sau xử lý − Thường xuyên quan trắc chất lượng nước thải xử lý đầu để quan thực chức kiểm soát, kiểm tra xem có đạt điều kiện xả thải vào nguồn theo QC 40:2011/BTNMT, Giá trị Cmax, cột B TÀI LIỆU KHAM KHẢO Báo cáo kinh tế kĩ thuật “Dự án khả thi đầu tư thiết bị, nâng cao lực chế biến mía đường 1.800 mía/ngày” thị trấn Tà Lùng, huyện Phục Hoà, tỉnh Cao Bằng PGS,TS Trần Đức Hạ, KS Đỗ Văn Hải (2002), Cơ sở hóa học trình xử lý nước thải nước cấp, Nhà xuất khoa học giáo dục Lâm Minh Triết (2008), Xử lí nước thải đô thị công nghiệp, nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh TS Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải, Nhà xuất xây dựng Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 7957:2008 Thoát nước - mạng lưới bên công trình – Tiêu chuẩn thiết kế Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải, Khoa môi trường Công nghệ sinh học, Trường Đại học kỹ thuật công nghệ Tp Hô Chí Minh, 2009 Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ, Thoát nước tập II, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2002 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải Đô thị Công nghiệp, Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh, 2004 10 Tập thể tác giả, “Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất, tập 1”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2004 [...]... tấn/tháng CHƯƠNG II :ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN MÍA ĐƯỜNG CAO BẰNG 2.1 Nguồn phát thải và lưu lượng thải a Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải Nước thải phát sinh từ quá trình bảo dưỡng thiết bị, và quá trình sản xuất đường, nước thải phòng thí nghiệm, nước rửa dụng cụ, nước xả đáy nồi hơi, vệ sinh máy móc thiết bị Giai đoạn hiện tại công suất làm việc của nhà máy... Thuyết minh công nghệ Bể điều hòa Nước thải từ nhà máy sẽ được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lý nước thải Trước khi vào bể lắng cát, nước thải đi qua song chắn rác để giữ lại các tạp chất thô như que, gậy, bã mía, rác … Và các tạp chất có kích thước lớn có trong nước thải nhằm bảo vệ máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định hơn Nước sau khi... điều hòa Thuyết minh công nghệ Nước thải từ nhà máy sẽ được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lý nước thải Trước khi vào bể lắng cát, nước thải đi qua song chắn rác để giữ lại các tạp chất thô như que, gậy, bã mía, rác … Và các tạp chất có kích thước lớn có trong nước thải nhằm bảo vệ máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định hơn Nước sau khi đi qua... 100 50 40 6 2.2 Thông số thiết kế Lưu lượng là một trong những thông số quan trọng để lựa chọn phương án xử lý nước thải Công suất thiết kế được lựa chọn của hệ thống xử lý nước thải là 680 m3/ngày.đêm Lượng nước thải được tính toán dựa trên khảo sát thực tế của công ty và tính hệ số dư an toàn Q = 680 m3/ngày.đêm, tương đương 28,3 m3/h Tính toán và chọn lựa các trang, thiết bị đúng tính năng kỹ... được chuyển đi làm phân vi sinh còn nước mía lọc được cấp tới hệ thống lắng nổi nước mía để xử lý lại Công đoạn 3: bốc hơi và lắng nổi * Lắng nổi nước mía lọc Công nghệ lắng nổi nước mía lọc được áp dụng cho việc xử lý nước mía từ máy lọc chân không Nước mía từ máy lọc chân không được đưa tới thùng chứa, sau đó nó được bơm tới thiết bị phản ứng thông qua hệ thống kiểm soát lưu lượng đặc biệt... các thành phần gây ô nhiễm trong nước thải đến giới hạn cho phép với kinh phí đầu tư hợp lý và chi phí vận hành thấp 2.3 Sơ đồ công nghệ 2.3.1 Phương án 1 Hình 2.1 Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải Công ty theo phương án 1 Sân phơi cát Nước thải từ nhà máy Song chắn rác Bể lắng cát Bể lắng đứng đợt 1 Bể UASB Bể Aerotank Bùn Bể nén bùn Bể Lắng đứng đợt 2 Sân phơi bùn Hồ sinh học Nước sau xử lí đạt... lưu nước từ 3-12 ngày) Cuối cùng nước sẽ được chảy ra nguồn tiếp nhận Nước sau xử lý đạt quy chuẩn xả thải loại B theo QCVN 40-2011/BTNMT 2.3.2 Phương án 2 Hình 2.2 Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải Công ty theo phương án 2 Sân phơi cát Nước thải từ nhà máy Song chắn rác Bể lắng cát Bể lắng đứng đợt 1 Bể UASB Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể nén bùn Bể Lắng đứng đợt 2 Sân phơi bùn Hồ sinh học Nước sau xử. .. cấp, thay thế trang thiết bị để đáp ứng công suất ép mía lên 1.800 (TMN) của nhà máy đường Phục Hòa Vì vậy ước tính tổng lượng nước thải tính toán: 373 x1800 = 680 1000 (m3/ngd) (Tương đương 28 m3/h) b Đặc trưng nước thải Đặc trưng ô nhiễm nước thải công nghệ của Công ty được mô tả tại bảng sau: Bảng 2.1: Đặc trưng ô nhiễm của nước thải của công ty TT 1 2 3 4 5 6 Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 40 :2011/BTNMT... P mg/l 8 6 (Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường Dự án khả thi đầu tư thiết bị, nâng cao năng lực chế biến mía đường 1800 TNM) Đối với nước thải sản xuất của công ty áp dụng tiêu chuẩn xả thải áp dụng: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT, cột B Bảng 2.2: Bảng yêu cầu xử lý nước thải TT Chỉ tiêu Đơn vị 1 2 3 4 5 6 pH SS COD BOD5 Tổng N Tổng P mg/l mg/l... cấp trong năm 2007 Tổng lượng nước thải khoảng 15,5 m3/h, tương đương 373 m3/ngày đêm Nước thải loại này có chứa thành phần ô nhiễm khá cao, BOD5 = 1.200 -1.700mg/l, COD thông thường khoảng 2.200mg/l, PH < 5,0, SS=780-900, ngoài ra còn có dầu mỡ, màu, mùi Đặc trưng lớn nhất của nước thải nhà máy đường là có giá trị BOD cao và dao động nhiều Công ty cổ phần mía đường Cao Bằng sẽ từng bước triển khai