Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công suất 500m3ngày đêm

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ĐẦU 1.1 Giới thiệu thiệu 1.2 Tính cấp thiết đề tài .1 tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN QUAN 2.1 Thành phần, tính chất nước thải chăn nuôi nuôi 2.1.1 Các chất hữu vô .3 2.1.2 N P .3 P 2.1.3 Vi sinh vật gây bệnh .3 bệnh 2.2 Các nghiên cứu nước xử lý nước thải chăn nuôi heo heo 2.2.1 Các nước giới giới 2.2.2 Ở Việt Nam Nam 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo heo 2.3.1 Phương pháp xử lý học học 2.3.2 Phương pháp xử lý hóa lý .9 lý 2.3.3 Phương pháp xử lý sinh học 10 học 2.3.3.1 Phương pháp xử lý hiếu khí .10 khí 2.3.3.2 Phương pháp xử lý kỵ khí 10 khí 2.3.3.3 Các hệ thống xử lý nhân tạo phương pháp sinh học 11 học 2.3.3.4 Các hệ thống xử lý tự nhiên phương pháp sinh học 15 học 2.3.3.5 Ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải 18 thải 2.3.3.6 Ứng dụng lục bình để xử lý nước thải .19 thải CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM 24 ĐÊM 3.1 Cơ sở lựa chọn phương án xử lý nước thải 24 thải 3.2 Phương án 25 3.3 Phương án 26 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO PHƯƠNG ÁN .28 4.1 Lưới chắn rác 28 rác 4.2 Ngăn tiếp nhận 29 nhận 4.3 Bể lắng cát .30 cát 4.4 Bể điều hòa 31 hòa 4.5 Bể lắng đợt I 36 I 4.6 Bể UASB 40 UASB 4.7 Bể aerotank .44 aerotank 4.8 Bể lắng II 53 II 4.9 Bể nén bùn 58 bùn 4.10 Máy ép bùn 61 bùn 4.11 Hồ sinh học thực vật 62 vật CHƯƠNG 5: TÍNH KINH TẾ .64 TẾ CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu Từ ngàn năm sống người nông dân Việt Nam gắn liền với lúa chăn nuôi gia súc Chăn nuôi heo không cung cấp phần lớn thịt tiêu thụ ngày, nguồn cung cấp phân hữu cho trồng, mà chăn nuôi heo tận dụng thức ăn thu hút lao động dư thừa nông nghiệp Với đặc tính riêng tăng trọng nhanh, vòng đời ngắn chăn nuôi heo quan tâm trở thành vật thiếu sống ngày hầu hết gia đình nông dân Trong năm gần đời sống nhân dân ta không ngừng cải thiện nâng cao, nhu cầu tiêu thụ thịt chủ yếu thịt heo ngày tăng số lượng chất lượng thúc đẩy ngành chăn nuôi heo bước sang bước phát triển Hiện nước ta xây dựng nhiều mô hình chăn trại chăn nuôi heo với quy mô lớn, chủ yếu phân bố vùng trọng điểm Mộc Châu (Sơn La), Hà Nội vùng phụ cận, khu vực TPHCM tỉnh xung quanh, Lâm Đồng số tỉnh duyên hải miền Trung Bên cạnh mặt tích cực, vấn đề môi trường ngành chăn nuôi gây dư luận nhà làm công tác môi trường quan tâm Ở nước có chăn nuôi công nghiệp phát triển mạnh Hà Lan, Anh, Mỹ, Hàn Quốc,… nguồn gây ô nhiễm lớn Ở Việt Nam, khía cạnh môi trường ngành chăn nuôi quan tâm vài năm trở lại tốc độ phát triển chăn nuôi ngày tăng, lượng chất thải chăn nuôi đưa vào môi trường ngày nhiều, đe dọa đến môi trường đất, nước, không khí xung quanh cách nghiêm trọng 1.2 Tính cấp thiết đề tài Nguồn nước thải chăn nuôi nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước có nguy gây ô nhiễm tầng nước mặt, nước ngầm trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc Đồng thời lây lan số bệnh cho người ảnh hưởng đến môi trường xung quanh nước thải chăn nuôi chứa nhiều mầm bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,…nếu không xử lý kịp thời GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang Bên cạnh có nhiều loại khí tạo hoạt động vi sinh vật NH3, CO2, CH4, H2S, Các loại khí gây nhiễm độc không khí nguồn nước ngầm ảnh hưởg đến đời sống người hệ sinh thái Chính mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trại chăn nuôi heo hoạt động cần thiết 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Xác định tiêu hoá lý nước thải chăn nuôi để làm sở cho việc đề xuất phương án xử lý lựa chọn phương án khả thi để tính toán thiết kế 1.4 Nội dung nghiên cứu Xác định thành phần, số tiêu hóa lý,… nước thải chăn nuôi Thu thập thông tin phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo từ tài liệu Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi heo lựa chọn phương án khả thi Tổng hợp số liệu, tính toán thiết kế công trình đơn vị 1.5 Phạm vi nghiên cứu Chỉ áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuôi heo công suất 500m 3/ngđ Không áp dụng cho nước thải ngành khác Chất thải rắn khí không tính đến đồ án GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Thành phần, tính chất nước thải chăn nuôi Nước thải chăn nuôi loại nước thải đặc trưng, có khả gây ô nhiễm môi trường cao hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P sinh vật gây bệnh Nó thiết phải xử lý trước thải môi trường Lựa chọn quy trình xử lý nước thải cho sở chăn nuôi phụ thuộc nhiều vào thành phần tính chất nước thải, bao gồm: 2.1.1 Các chất hữu vô Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu chiếm 70–80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon dẫn xuất chúng có phân, thức ăn thừa Hầu hết chất hữu dễ phân hủy Các chất vô chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,… 2.1.2 N P Khả hấp thụ N P loài gia súc, gia cầm kém, nên ăn thức ăn có chứa N P chúng tiết theo phân nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N P cao Hàm lượng N-tổng nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/L, Photpho từ 39 – 94 mg/L 2.1.3 Vi sinh vật gây bệnh Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus trứng ấu trùng giun sán gây bệnh 2.2 Các nghiên cứu nước xử lý nước thải chăn nuôi heo 2.2.1 Các nước giới Ở Châu Á, nước như: Trung Quốc, Thái Lan,… nước có ngành chăn nuôi công nghiệp lớn khu vực nên quan tâm đến vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang Nhiều nhà nghiên cứu Trung Quốc tìm nhiều công nghệ xử lý nước thải thích hợp là:  Kỹ thuật lọc yếm khí  Kỹ thuật phân hủy yếm khí hai giai đoạn  Bể Biogas tự hoại Hiện Trung Quốc bể Biogas tự hoại sử dụng rộng rãi phần phụ trợ cho hệ thống xử lý trung tâm Bể Biogas phần thiếu hộ gia đình chăn nuôi heo vừa nhỏ vùng nông thôn, vừa xử lý nước thải giảm mùi hôi thối mà tạo lượng để sử dụng Trong lĩnh vực nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo Thái Lan trường đại học Chiang Mai có nhiều đóng góp lớn - HYPHI (hệ thống xử lý tốc độ cao kết hợp với hệ thống chảy nút): hệ thống HYPHI gồm có thùng lắng, bể chảy nút bể UASB Phân heo tách làm đường, đường thứ chất lỏng có chất rắn tổng số, đường thứ hai phần chất rắn với nồng độ chất rắn tổng số cao, kỹ thuật xây dựng cho trại heo trung bình lớn Ở Nga nhà nghiên cứu nghiên cứu xử lý nước thải phân heo, phân bò điều kiện ưa lạnh ưa nóng điều kiện khí hậu Nga Một số tác giả Úc cho chiến lược giải vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi heo sử dụng kỹ thuật SBR (sequencing batch reactor) Ở Ý loại nước thải giàu Nitơ Phospho nước thải chăn nuôi heo phương pháp xử lý thông thường đạt tiêu chuẩn cho phép hàm lượng Nitơ Phospho nước sau xử lý Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi giàu chất hữu Ý đưa SBR giảm 97% nồng độ COD, Nitơ, Phospho Nhận xét chung công nghệ xử lý nước thải giàu chất hữu sinh học giới áp dụng tổng thể đồng thành tựu kỹ thuật lên men yếm khí, lên men hiếu khí lên men thiếu khí, nhằm đáp ứng yêu cầu kinh tế xã hội bảo vệ môi trường Trên sở đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể Sơ đồ khái quát sau sở lựa chọn mô hình xử lý thích hợp GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát xử lý nước thải giàu chất hữu sinh học Nước 2.2.2 thải vàoỞ Việt Nam Phân hủy AEROTANK khíthải tốc chăn nuôi heo coi nguồn Ở Việt Nam,yếm nước Lọc hiếu khí độ thấp nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng Việc mở rộng khu dân cư xung quanh RBC Nước Bể điều Bể lắng UASB xí nghiệp chăn nuôi heo không giải thỏa đáng gây ô nhiễm hòa Lọc đồng hiếu khí môi trường ảnh hưởng gây vấn đề mang tính Thápđến lọc sức khỏe cộng yếm khí chất xã hội phức tạp thiếu khí Phân hủy Hồ thực vật yếmcứu khítrong tiếp lĩnh vực xử lý nước thải chănBùn nuôi heo Bùn,Nhiều cặn nguyên thủy sinh xúc quan tâm mục tiêu giải vấn đề ô nhiễm môi trường, đồng thời với việc tạo lượng Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo Việt Xử lýhướng hiếu khí Nam tập trungXử vàolýhai thứ sử dụng thiết bị yếmhướng khí chính, Mục 1) 90%BOD P, KBiogas kiểu loại Trung Quốc, Ấn độ, Việt yếm khí tốc độ thấp bể lên mem 1) tạoN,khí tiêu kết Biogas yếu tố gây độc Nam, các99% túi mầm PE Phương hướng thứgiảm nhấtCOD nhằm mục đích xây dựng kỹ Tiếp tục quảdùng chủ 2) bệnh bị2) BOD yếu diệt thuật xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi heo hộ gia đình chăn nuôi heo với 3)N,P,K nguyên số đầu heo không nhiều Hướng thứ hai xây dựng quy trình công nghệ thiết bị tương đối hoàn chỉnh, đồng nhằm áp dụng xí nghiệp chăn nuôi mang tính chất công nghiệp Trong nghiên cứu quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công nghiệp đưa số kiến nghị sau: Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi công nghiệp tiến hành sau: (1) xử lý học: lắng 1; (2) xử lý sinh học: bắt đầu sinh học kị khí UASB, sinh học hiếu khí (Aerotank hồ sinh học); (3) khử trùng trước thải môi trường Nhìn chung nghiên cứu hướng, tiếp cận công nghệ giới quan tâm nhiều Tuy nhiên số lượng nghiên cứu chất lượng nghiên cứu cần nâng cao hơn, nhằm nhanh chóng áp dụng thực tế sản xuất GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI THAM KHẢO  Đối với quy mô hộ gia đình Do lượng chất thải chăn nuôi thải ngày nên sở chăn nuôi hộ gia đình thu gom quét dọn chuồng thường xuyên Có thể áp dụng số biện pháp xử lý chất thải theo sơ đồ sau : Quy trình 1: NƯỚCTHẢI CHĂN NUÔI BỂ TỰ HOẠI HỐ GA CẶN LẮNG PHÂN Ủ PHÂN PHÂN BÓN NƯỚC THẢI ĐÃ XỬ LÝ THẢI RA NGUỒN Quy trình 2: BIOGAS NƯỚCTHẢI CHĂN NUÔI HẦM BIOGAS HỐ LẮNG NƯỚC THẢI ĐÃ XỬ LÝ THẢI RA NGUỒN GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang  Đối với sở chăn nuôi quy mô nhỏ Tại sở chăn nuôi quy mô nhỏ, lượng phân gia súc thải ngày khoảng vài trăm kg, việc sử dụng túi biogas để xử lý phân không khả thi tốn nhiều diện tích công xây dựng Trường hợp ta tách riêng trình xử lý phân nước thải Nước thải chăn nuôi xử lý hệ thống biogas, phân thu gom xử lý riêng trình làm phân bón Cặn lắng từ khâu xử lý nước thải thu gom xử lý chung với phân nước rỉ trình ủ phân đưa ngược trở lại hệ thống xử lý nước thải Quy trình: NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HẦM BIOGAS HỐ LẮNG CẶN LẮNG PHÂN Ủ PHÂN PHÂN BÓN NƯỚC THẢI ĐÃ XỬ LÝ THẢI RA NGUỒN  Đối với sở chăn nuôi quy mô vừa lớn Với quy mô vừa trở lên, việc đầu tư cho hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi thực Tùy vào trường hợp cụ thể mà áp dụng số quy trình sau đây: Quy trình 1: NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI PHÂN LẮNG UASB Ủ PHÂN BỂ SỤC KHÍ PHÂN BÓN LẮNG THẢI RA NGUỒN Quy trình 2: GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI PHÂN HỒ KỴ KHÍ LẮNG Ủ PHÂN HỒ TÙY NGHI HỒ HIẾU KHÍ PHÂN BÓN THẢI RA NGUỒN Đối với sở chăn nuôi có quy mô lớn, để rút ngắn thời gian xử lý tăng hiệu xử lý, thêm khâu tiền xử lý trước khâu xử lý sinh học kết hợp xử lý sinh học với xử lý bậc cao 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo Việc xử lý nước thải chăn nuôi heo nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm nước thải đến nồng độ cho phép xả vào nguồn tiếp nhận Việc lựa chọn phương pháp làm lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào yếu tố :  Các yêu cầu công nghệ vệ sinh nước  Lưu lượng nước thải  Các điều kiện trại chăn nuôi  Hiệu xử lý Đối với nước thải chăn nuôi, áp dụng phương pháp sau :  Phương pháp học  Phương pháp hóa lý  Phương pháp sinh học Trong phương pháp ta chọn xử lý sinh học phương pháp Công trình xử lý sinh học thường đặt sau công trình xử lý học, hóa lý 2.3.1 Phương pháp xử lý học Mục đích tách chất rắn, cặn, phân khỏi hỗn hợp nước thải cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ để loại bỏ cặn thô, dễ GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang o Trung bình : 16,3 – 32,6 o Lớn : 40,7 – 48,8 o Trung bình : 3,9 – 5,9 o Lớn : 9,8 : 3,7 – 6,1 Tải trọng chất rắn, kg/m2.h Chiều cao công tác,m Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính 20m 3/m2.ngày tải trọng chất rắn 5,5kg/m2.h Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt: AL = Q 500   25( m2 ) LA 20 Trong đó: Q : lưu lượng trung bình ngày, m3/ngày LA: tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn là: (Q  Qr ) MLSS (500  443).4750   33,9(m ) LS 24.5,5.1000 AS = Trong đó: Qr: lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ngày LS: tải trọng chất rắn, kgSS/m2.ngày Do AL>AS, diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng bề mặt diện tích tính toán Đường kính bể lắng: 44 A 33,9  D = = = 6,6 (m) Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 20%.6,6 = 1,3 (m) Chọn chiều cao hữu ích bể lắng h L= 3m, chiều cao lớp bùn lắng h b= 1,5m chiều cao bảo vệ hbv= 0,3m Vậy chiều cao tổng cộng bể lắng II: Htc = hL + hb + hbv = + 1,5 + 0,3 = 4,8 (m) GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 55 Chiều cao ống trung tâm; h = 60%hL = 60%.3,2 = 1,92 (m) Thời gian lưu nước bể lắng: + Thể tích phần lắng:   ( D  d ).hL  (6, 62  1,32 ).3  98, 65( m3 ) 4 VL = + Thời gian lưu nước: t= Thể tích bể chứa bùn: VL 98, 65.24   2,5(h) Q  Qr 500  443 Vb = A.hb = 33,9.1,5 = 50,85 (m3) Thời gian lưu giữ bùn bể: tb = Tải trọng bề mặt: Vb 50,85.24   2, 72(h) Qw  Qr (4,  443) Q  Qr (500  443)   46, D  6,5 LS = (m3/m.ngày) Giá trị nằm khoảng cho phép LS < 500 m3/m.ngày Máng thu nước Máng thu nước đặt vòng tròn, có đường kính 0,8 đường kính bể: Dm = 0,8.D = 0,8.6,5=5,2 (m) Chiều dài máng thu nước: Lm = Dm = 5,2 = 16,33 (m)  Chiều cao máng hm = 0,5m Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng cưa thép không gỉ có dạng chữ V, góc 900C Tính ống dẫn nước thải ống dẫn bùn Ống dẫn nước thải vào: Chọn vận tốc nước thải chảy ống: v = 0,7m/s GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 56 Lưu lượng nước thải vào bể: Qv = Q+ Qr = 500 + 443 = 943 (m3/ngày) 4.QV 4.943 24.3600.0, 24.3600.v.7  D = == 0,14 (m) = 140 (mm) Chọn ống nhựa PVC đường kính  ống = 140mm Ống dẫn nước thải ra: Chọn vận tốc nước thải chảy ống v = 0,7m/s Lưu lượng nước thải : Q = 500m3/ngđ Đường kính ống là: 4.500 4.Q 24.3600.0, 24.3600.v.7  D = == 0,1(m) = 100 (mm) Chọn ống nhựa PVC có đường  kính = 100mm Ống dẫn bùn: Chọn vận tốc bùn chảy ống: v = 1m/s Lưu lượng bùn: Qb = Qr + Qw = 4,7 + 443 = 447,7 (m3/ngày) Đường kính ống dẫn là: 4.Qb 4.447, 24.3600.1 24.3600.v. (mm) D = == 0,08 (m) = 80 Chọn ống nhựa PVC đường kính  ống = 80mm Tính bơm bùn tuần hoàn  gHQ 1008.9,81.10.443 N=   0, 63(kW ) 1000 1000.0,8.24.3600 Với: Q : lưu lượng bùn tuần hoàn (m3/s) H : chiều cao cột áp toàn phần H = 10 (mH2O) : khối lượng riêng bùn, =  1008 (kg/m3) : hiệu suất bơm (%)  Công suất thực tế máy bơm: NTT = 1,2.N = 1,2.0,63 = 0,76(kW) Tính bơm bùn đến bể nén bùn Thời gian bơm 15 phút/ngày GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 57  gHQ 1008.9,81.10.0, 005 N=   0, 65(kW ) 1000 1000.0,8 Với: Q : lưu lượng bùn xả (m3/s) H : chiều cao cột áp toàn phần H = 10 (mH2O) : khối lượng riêng bùn, =  1008 (kg/m3) : hiệu suất bơm (%)  Công suất thực tế máy bơm: NTT = 1,2.N = 1,2.0,65 = 0,78 (kW) Chọn bơm công suất 0,78 kW hoạt động luân phiên Tổng hợp thiết kế bể lắng đợt II Thông số Đường kính bể lắng , D(m) Chiều cao bể lắng, H(m) Đường kính ống trung tâm, d(m) Chiều cao ống trung tâm, h(m) Thời gian lưu nước, t(h) Thời gian lưu bùn, tb(h) Đường kính ống dẫn nước thải vào (mm) Đường kính ống dẫn nước thải (mm) Đường kính ống dẫn bùn (mm) Giá trị 6,5 4,8 1,3 1,92 2,5 2,72 140 100 80 4.9 Bể nén bùn 4.9.1 Nhiệm vụ Cặn tươi từ bể lắng đợt I bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm tương đối cao (92 – 96% cặn tươi 99,2 – 99,7% bùn hoạt tính) nên cần phải giảm độ ẩm thể tích trước đưa vào công trình phía sau Một phần lớn bùn từ bể lắng II dẫn trở lại aerotank (loại bùn gọi bùn hoạt tính tuần hoàn), phần bùn lại gọi bùn hoạt tính dư dẫn vào bể nén bùn Nhiệm vụ bể nén bùn làm giảm độ ẩm bùn hoạt tính dư cách lắng GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 58 (nén) học để đạt độ ẩm thích hợp (95 – 97%) phục vụ cho trình xử lý bùn phía sau Bể nén bùn tương đối giống bể lắng ly tâm Tại bùn tách nước để giảm thể tích Bùn loãng (hỗn hợp bùn - nước) đưa vào ống trung tâm tâm bể Dưới tác dụng trọng lực bùn lắng kết chặt lại Sau nén bùn rút khỏi bể bơm hút bùn 4.9.2 Tính toán Lưu lượng bùn dư cần xử lý ngày: QV = QI + QUASB + QII = 2,63 + 1,26 + 4,7 = 8,59 (m3/ngày) Diện tích bể nén bùn đứng tính dựa theo công thức: QV 8,59m3 /   1,19(m ) qo 0,3m3 / m h.24h / F= Trong đó: qo: Tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng bể nén bùn (m 3/m2.h), qo= 0,3 m3/m2.h Đường kính bể nén bùn : 4.1,19 4F  D = == 1,23 (m) Đường kính ống trung tâm: d = 0,1D = 0,1.1,23 = 0,123m Đường kính phần loe ống trung tâm: d1 = 1,35d = 1,35.0,123 = 0,17 (m) Đường kính chắn: dch= 1,3d1 = 1,3.0,17 = 0,22 (m) Chiều cao công tác bể nén bùn : H = qo.t = 0,3.10 = 3m Với t : thời gian nén bùn  Chọn t = 10h quy phạm (10 – 12h) Chiều cao tổng cộng bể nén bùn : Htc = H + h1 + h2 + h3 = + 0,3 + 0,3 + 0,8 = 4,4 (m) Trong : h1: chiều cao từ mực nước đến thành bể (m) h2: chiều cao lớp bùn (m) h3: chiều cao phần chóp đáy bể (m) Máng thu nước GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 59 Máng thu nước đặt vòng tròn theo thành bể, cách thành bể 0,3m Đường kính máng thu nước: Dm = 0,8D = 0,8.1,23 = 0,98 (m) Chiều dài máng thu nước: Lm = D = 1,23 = 3,86 (m)  Lượng nước tách khỏi bùn: 99,2% - 97% = 2,2% Lượng bùn sau nén: Qb = QV – 2,2%QV = 8,59 – 2,2%.8,59 = 8,4 (m3/ngày) Tính công suất bơm hút bùn : Thời gian hút bùn 20 phút, 8h lấy bùn lần  gHQ 1200.9,81.8.0, 0023 N=   0,3( kW ) 1000 1000.0,8 Trong đó: Q : lưu lượng bùn sau nén (m3/s) H : chiều cao cột áp toàn phần H = (mH2O) : khối lượng riêng bùn sau  nén (kg/m3).= 1200 (kg/m3) : hiệu suất bơm (%) Chọn = 0,8  GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 60 Công suất thực tế máy bơm: NTT = 1,2.N = 1,2.0,3 = 0,36 (kW) Chọn bơm công suất 0,36 kW hoạt động luân phiên Tổng hợp thiết kế bể nén bùn Thông số Lưu lượng bùn sau nén, Qnén(m3/ngày) Đường kính bể nén bùn, D(m) Đường kính ống trung tâm, d(m) Đường kính phần loe ống trung tâm, dl(m) Đường kính chắn, dch(m) Chiều cao tổng cộng bể nén bùn, Htc(m) Giá trị 8,4 1,23 0,123 0,17 0,22 4,4 4.10 Máy ép bùn 4.10.1 Nhiệm vụ: Cặn sau qua bể nén bùn có nồng độ từ – 8% cần đưa qua máy ép bùn để giảm độ ẩm xuống 70 – 80%, tức nồng độ cặn khô từ 20 – 30% với mục đích: - Giảm khối lượng bùn vận chuyển bãi thải - Cặn khô dễ chôn lấp hay cải tạo đất cặn ướt - Giảm lượng nước bẩn thấm vào nước ngầm bãi thải - Ít gây mùi khó chịu độc tính 4.10.2 Tính toán: Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai: m3/h Qb Qv 100  P1 100  99,2 0,35 0,093 100  P2 100  97 GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 61 Trong đó: QV: lượng bùn đưa đến máy ép, QV = 8,4m3/ngày = 0,35 m3/h P1: độ ẩm bùn dư, P1 = 99,2% P2: độ ẩm bùn sau nén bể nén bùn, P2 = 97% Giả sử lượng bùn sau nén có C = 50kg/m 3, lượng cặn đưa đến máy ép bùn là: Q = C.Qb = 50 kg/m3 0,093 m3/h = 4,7kg/h =112,8kg/ngày Máy làm việc 6h ngày, tuần làm việc ngày Lượng cặn đưa đến máy tuần: 112,8 = 789,6kg Lượng cặn đưa đến máy 1h: G 789,6 43,87 kg h 6.3 Tải trọng cặn 1m rộng băng tải động khoảng 90 – 680kg/m chiều rộng băng Chọn băng tải có công suất 100kg/m rộng Chiều rộng băng tải: G 43,87 b  0,44m 100 100 Chọn máy có chiều rộng 0,5m suất 100kg/m rộng 4.11 Hồ sinh học thực vật 4.11.1 Nhiệm vụ Nhiệm vụ hồ sinh học nhằm ổn định tính chất nước thải tăng cường hiệu khử chất bẩn hữu lại nước thải Trong hồ, nước thải làm trình tự nhiên nhờ có mặt lục bình 4.11.2 Tính toán Nước thải sau qua bể lắng II, hàm lượng BOD5 giảm khoảng 20% BOD5 nước thải vào hồ sinh học 72mg/l Hiệu xử lý BOD5 hồ sinh học 60% Như vậy, hàm lượng BOD nước thải khỏi hồ sinh học 28,8mg/l (đạt tiêu chuẩn loại B) GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 62 Diện tích hồ sinh học xác định: ( La  Lt )Q (72  28,8)500 F   0,12(ha) 1000.OM 1000.180 Trong đó: La: BOD5 nước thải đầu vào (mg/l) Lt: BOD5 nước thải đầu (mg/l) Q: lưu lượng nước thải (m3/ngđ) OM: tải trọng bề mặt (kgBOD5/ha.ngày), lấy 150 – 350 kgBOD5/ha.ngày phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, lượng nắng Chọn OM = 180 kgBOD5/ha.ngày Thể tích hồ: W = F.H = 1200.0,8 = 960 (m3) Trong đó: H: Chiều cao hữu ích hồ (m3) Chọn H = 0,8 m Chiều cao dự trữ trời mưa 0,3 m Chiều cao tổng cộng hồ H � = 1,1m Thời gian lưu nước hồ: t V 960.24   46( h) Q 500 Chọn chiều dài hồ sinh học là: L = 40m Chiều rộng hồ sinh học B = 30m Kích thước hồ sinh học: B x L x H = � 40 x 30 x 1,1 (m) GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 63 CHƯƠNG 5: TÍNH KINH TẾ Giá thành xử lý nước bao gồm: Chi phí xây dựng thiết bị (chi phí đầu tư ban đầu) Chi phí vận hành quản lý 5.1 Chi phí đầu tư ban đầu Chi phí xây dựng công trình Thể tích Số STT Công trình Ngăn (m3) lượng tiếp Đơn vị Đơn giá Thành tiền (VNĐ/m3) (triệu đồng) 1,500,000 33,195 Bê tông nhận 22,13 Bể lắng cát 4,65 Bê tông 1,500,000 13,95 Bể điều hòa 59,25 Bê tông 1,500,000 88,875 GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 64 Bể lắng I 24,87 Bê tông 1,500,000 37,305 Bể UASB 54,65 Bê tông 1,500,000 163,95 Bể Aerotank 52,22 Bê tông 1,500,000 78,33 Bể lắng II 42,64 Bê tông 1,500,000 63,96 Bể nén bùn 7,13 Bê tông 1,500,000 10,695 Nhà điều hành 40 Tổng cộng 530,26 Chi phí thiết bị Đơn giá Thành tiền STT Thiết bị Số lượng 800,000 1,600,000 10,000,000 20,000,000 10,000,000 20,000,000 8,000,000 16,000,000 sang bể UASB 8,000,000 16,000,000 Máy cấp khí 50,000,000 100,000,000 Đĩa phân phối khí 90 100,000 10,800,000 Lưới chắn rác (VNĐ) (VNĐ) Bơm chìm ngăn tiếp nhận Bơm chìm bể điều hoà Bơm bùn tươi bể lắng I Bơm từ bể lắng I Máng cưa bể lắng 2,000,000 4,000,000 Bơm bùn bể lắng II 8,000,000 16,000,000 12,000,000 30,000,000 1,500,000 1,500,000 Bơm hút bùn bể nén bùn Máng 10 bể nén bùn cưa GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 65 11 Máy ép bùn 100,000,000 100,000,000 Tủ điện điều khiển 18,000,000 18,000,000 30,000,000 30,000,000 30,000,000 30,000,000 40,000,000 40,000,000 Hệ thống đường 12 điện kỹ thuật Đường ống dẫn nước, 13 dẫn khí Các chi tiết phụ 14 phát sinh TỔNG CỘNG 410,500,000 Tổng vốn đầu tư bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm chi phí khấu hao máy móc 10 năm TV  530, 260, 000 410,500,000   67,563, 000 20 10 (đồng/năm) 5.2 Chi phí điện Công Hạng mục suất (kW) Bơm chìm ngăn tiếp nhận 1,4 Bơm chìm bể điều hòa 0,7 Bơm bùn tươi lắng I 0,6 Bơm từ bể lắng I sang bể 0,52 UASB Bơm bùn bể lắng II Máy thổi khí Bơm hút bùn bể nén Tổng cộng 0,78 14 0,3 Máy Giờ Điện hoạt hoạt tiêu 2 2 động 1 1 động 24 0,17 24 (kW) 8,4 28,8 0,1 12,48 2 1 24 24 18,72 336 0,3 404,8 Số lượng thụ Giá cung cấp điện công nghiệp: 1,200 đồng/kW Vậy chi phí điện cho ngày vận hành: Tđ = 404,8.1,200 = 485,760 đồng/ngày = 177,302,000 đồng/năm 5.3 Chi phí quản lý vận hành Số công nhân để vận hành người, lương 1,8 triệu/ tháng kỹ sư, lương triệu / tháng GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 66 Tổng chi phí nhân công là: TQL = 8,400,000đồng/tháng = 100,800,000đồng/năm 5.4 Chi phí bão dưỡng máy móc thiết bị Chi phí bão dưỡng hàng năm ước tính 1% tổng số vốn đầu tư vào công trình xử lý Tbd = 0,01.67,563,000 = 675,630 (đồng/năm) 5.5 Chi phí xử lý 1m3 nước thải Tổng chi phí xử lý: TTC = 67,563,000 + 177,302,000 + 100,800,000 + 675,630 = 346,340,630 (đồng/năm) → Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải: T GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn 332, 083,935  1,900 500.365 (đồng/m3) Trang 67 KẾT LUẬN Trong năm gần đây, ngành chăn nuôi nước ta có nhiều bước phát triển đáng kể Nhờ có số sách đầu tư phát triển chăn nuôi heo nhà nước nên nước xây dựng nhiều mô hình trang trại chăn nuôi heo với quy mô lớn Tuy nhiên với phát triển cao sản xuất vấn đề ô nhiễm môi trường ngành chăn nuôi ngày trầm trọng Nước thải chăn nuôi chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vi khuẩn, giun sán… không xử lý kịp gây nên nhiều hậu xấu cho môi trường Một số sở chăn nuôi có xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhiều hạn chế kinh phí kỹ thuật nên chất lượng nước sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn cho phép.Vì việc nghiên cứu tìm quy trình xử lý hiệu phù hợp cho trại chăn nuôi nhu cầu tất yếu cấp thiết Thành phần nước thải chăn nuôi chủ yếu chất hữu thuận tiện việc xử lý phương pháp sinh học Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi mà nhóm đề xuất xử lý tương đối hiệu thành phần hữu nước thải Vì sở chăn nuôi có điều kiện nên áp dụng quy trình để hạn chế tác động xấu đến môi trường hoạt động sản xuất gây GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 68 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Đức Hạ, “Xử lý nước thải đô thị”, NXB Khoa Học Kỹ thuật Hà Nội, 2006 PGS.PTS Hoàng Huệ, “Xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội, 1996 TS Trịnh Xuân Lai, “Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội, 2000 Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, “Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp”, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2006 Một số đồ án xử lý nước thải www.google.com.vn GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn Trang 69 ... chất công nghiệp Trong nghiên cứu quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công nghiệp đưa số kiến nghị sau: Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi công nghiệp tiến hành sau: (1) xử lý học:... thông tin phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo từ tài liệu Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi heo lựa chọn phương án khả thi Tổng hợp số liệu, tính toán thiết kế công trình đơn vị... khâu xử lý nước thải thu gom xử lý chung với phân nước rỉ trình ủ phân đưa ngược trở lại hệ thống xử lý nước thải Quy trình: NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HẦM BIOGAS HỐ LẮNG CẶN LẮNG PHÂN Ủ PHÂN PHÂN BÓN NƯỚC