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; cơng 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 nhiễm mơi trường nước ta lại gia tăng cách đáng lo ngại Các nhà máy cơng nghiệp, xí nghiệp, xưởng sản xuất mở rộng ngun nhân dẫn đến tình trạng nhiễm khơng khí, 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 nhiễm mơi trường, nước thải từ q trình chế biến tinh bột sắn gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận chất hữu cơ, dòng thải bị phân hủy sinh mùi thối số chất khí làm ảnh hường đến mơi trường khơng 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 ngun Mơi 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 900m3/ngày đêm” làm thiết kế tốt nghiệp cho CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN NGÀNH SẢN XUẤTTINH 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 câymọc từ mắt mô sẹo hom, lúc đầu mọc ngang sau cắm sâu xuống đất Rễ phình to tích lũy bột thành củtheo 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: chiế m khoảng 0,5- 5% trọng lượng củ lớp vỏ gỗ, chiế m khoảng - 20% trọng lượng củ lớp vỏ cùi, phần thịt củlà thành phầ n chủ yế u củ gờ m có tế bào nhu mơ thành mỏng với thành phần chủ yếu c ellulose, pentosan, phần lõi củ.Bảng cho ta biết thành phần hố học trung bình củ sắn: Bảng 1.1 Thành phầ n hoá ho ̣c củ sắn Thứ tự Thành phần Tỷ trọng (%trọng lƣợng ) Nước 70,25 Tinh bô ̣t 21,45 Chấ t đa ̣m 1,12 Chấ t béo 5,13 Chấ t xơ 5,13 Độc tố (CN-) 0,001 – 0,04 (Nguồ n: Đoàn Dụ và các cộng sự, 1983) Củ sắn có độc tố , tanin, sắ c tớ và ̣ enzym phức ta ̣p ngồi thành phầ n dinh dưỡng Độc tố CN-, chưa đào thì nhóm này ở da ̣ng glucozite go ̣i là phaseolutanin (C10H17O6N) Dưới tác du ̣ng của enzyme hay môi trường axit thì chấ t này ta ̣o 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 xn 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 Ngun, Đơng Nam Bộ sắn trồng vào tháng hay tháng 5, khoảng lúc có nhiệt độ cao ổn định có mưa - Còn Đồng sơng Cửu Long, nơi chủ động nguồn nước nên sắnhầu 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 mơ: - Quy mơ nhỏ (quy mơ hộ gia đình): Đặc trưng cho loại hình dụng cụ sản xuất thơ sơ, kỹ thuật sản xuất đơn giản Do chất lượng tinh bột sắn khơng cao suất thấp - Quy mô vừa: Đối với loại quy mơ vừa, nhà máy đãcải tiến quy trình, đổi cơng nghệ sản xuất; đầu tư máy móc đại Vì suất cao sử dụng nhân cơng hơn, tốn nhiều nước nhiên liệu - Quy mơ 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: Hình 1.1.Sơ đờ sản xuất tinh bột sắn nhà máy Phƣớc Long -tỉnh Bình Phƣớc Tinh bột ướt Quấy, pha lỗng Tẩy chua, làm trắng Tách tạp chất Quấy Ly tâm Sấy khơ Làm nguội Đóng gói Hình 1.2.Sơ đờ cơng nghê ̣ chế biế n tinh bô ̣t sắn kiể u Thái Lan CHƢƠNG 2.TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN 2.1 Nguồn gốc phát sinh Q trình sản xuất tinh bột sắn có nhu cầu sử dụng lượng nước lớn chiếm 80 - 90% tổng lượng nước sửdụng khoảng 95% lượng nước thải mang theomột 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,khi ăn phải nhiều gây nên trạng thái say, ngộ độc HCN- yếu tố cản trở hoạt động vi sinh vật cơng trình sinh học xử lý nước thải - Trong công đoa ̣n ly tâm và sàng để loại bỏ xơ người ta sử du ̣ng nước nhằ m mục đích rửa tách tinh bột từ bột xơ củ sắn.Ngồi ra, nước sử dụng q 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 tính chất nƣớc thải 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 sắn cho làng nghề Hồi Hảo, Bình Định - Khoa Môi Trường- Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM] 2.2 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn Nước thải ngành sản xuất tinh bột sắn có tỉ lệ BOD5/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, cơng 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 cơng 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: cơng trình tiền xử lý nước thải để chuẩn bị cho cơng 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 cơng 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 hồ tiến hành sục khí hay khuấy trộn khí để ngăn q 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 hồn thành q 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 bơng cặn q trình keo tụ tạo bơng, bơng 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 trênngược 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 - [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 hố chất hữu hồ tan, hợp chất cyanua thành acid hữu - [1] e, Bể trung hồ: Nước thải chứa acid vơ 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 - [6] 2.2.2 Các phương pháp xử lý sinh họcxử 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 đô ̣ dòng chảy nút , bùn có đă ̣c tiń h tố t hơ n, dễ lắ ng Thời gian lưu bùn từ - 15 ngày - [1] b, Bể phản ứng theo mẻ SBR:Đây là loa ̣i công nghê ̣ mới đươ ̣c sử du ̣ng ở nhiề u nước thế giới vì hiê ̣u quả xử lý Nitơ , Phospho rấ t cao nhờ vào các quy trình hiếu khí , thiế u khí , yế m khí Bể thực theo giai đoạn nhau: - Giai đoạn 1(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 thống bề mặt để cấp oxy vào nước khuấy trộn hỗn hợp - Giai đoạn (ổn định - settle): Lắng nước: trình lắng diễn mơi trường tiñ h hoàn toàn , hiệu thủy lực bể đạt 100% Thời gian lắ ng đặc bùn thường - Giai đoạn (tháo nước - decant): tháo nước lắng phần bể nguồn tiếp nhận bằ ng ố ng khoan lỗ hoă ̣c máng thu nước phao nổ i - 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 điể m : Bể cho hiê ̣u quả khử Nitơ Phospho cao ; pha lắ ng đươ ̣c thực hiê ̣n điề u kiê ̣n tiñ h hoàn toàn nên hiê ̣u quả lắ ng tố t Khuyế t điể m : chi phí xây dựng vận hành hệ thống cao , đa ̣t đươ ̣c hiê ̣u 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 ngư ợc qua tầng bùn kị khí UASB : Bể UASB sử du ̣ng lớp că ̣n (có chứa rấ t nhiề u vi sinh vật kỵ khí ) tồ n ta ̣i lơ lửng dung dich ̣ lên men nhờ ̣ thố ng nước thải chảy từ dưới lên Sau mô ̣t thời gian hoa ̣t đô ̣ng , ̣ thố ng 10 * Tính tốn đường ống dẫn khí : D= 4Qk = Vkhi  0,369 = 0,177 m 15  3,14 Trong : - ChọnVkhí = 15 m/s: vận tốc khí ống dẫn khí - Qk= 0,369 m3/s : lưu lươ ̣ng khí cầ n cung cấ p - Đường kính ố ng phân phố i chính : Chọn ống sắt tráng kẽm 220 * Lưu lượng khí ống nhánh: Qn  Qkk 0,369   0,0246m3 / s 15 15 Vâ ̣n tớ c khí qua mỡi ớ ng nhánh v’ khí = 20 m/s * Đường kính ống nhánh : d=  0,0246 = 0,04 m 20  3,14  Qn = v'  Chọn loại ống sắt tráng kẽm 60 (trong=50) * Kiể m tra vâ ̣n tố c : - Vâ ̣n tố c khí ố ng chính : vkhí =  Qk  0,369 = = 15m/s 3,14  0,177  D - Vâ ̣n tố c khí ố ng nhánh : v’khí = 4Q' k  0,0246 = = 19 m/s d 3,14  0,042 * Tính tốn đường ống dẫn nước thải vào bể - Chọnv = 0,7 m/s: vận tốc nước thải ống - Chọn loại ống HDPE ố ng dẫn nước thải đường kin ́ h của ố ng :D = 4Q = v (Cơng ty Nhựa Bình Minh  0,0104 = 0,138 m 0,7  3,14 Chọn ống PVC 160 (đường kính 147) * Kiểm tra vâ ̣n tố c nước chảy ố ng : v= 4Q  0,0104 = 0,613 m/s = 3,14  0,147  D 42 ), * Chọn máy bơm nước thải vào bể Aerotank m3/ngày = 0,0104 m3/s với lưu lươ ̣ng bơm : Q = 900 Cô ̣t áp bơm: H = 8m N= Q   g  H 0,0104  1000  9,81  = = 1,02 kW 1000  0,8 1000    : hiê ̣u suấ t chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8 Chọn Bơm hiệu Ebara có Model 3(L)M 50 -125/3 có cơng suất 3kw, lưu lượng 48m3/h, cột áp H = 15,4m * Tính tốn đường ớ ng dẫn bùn tuầ n hoàn : - Lưu lươ ̣ng bùn tuầ n hoàn : Qr = 792 m3/ngày = 0,0092 m3/s - Chọnv = m/s : vâ ̣n tố c bùn chảy ố ng Suy đường kính ống là: D = 4Q = v  0,0092 = 0,108 m  3,14 Chọn ống HDPE 125(trong=115) * Bơm bùn tuầ n hoàn với cột áp bơm:H= 8m Công suấ t : N = Qr   b  g  H 0,0092  1010  9,81  = = 0,91 kW 1000 1000  0,8 Chọn Bơm hiệu Ebara có Model MMD4 50 -250/2,2 có cơng suất 2,2kw, lưu lượng 39m3/h, cột áp H = 11,3m  : hiê ̣u suấ t chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8  b : trọng lượng riêng bùn,  b = 1010kg/m * Bơm bùn dư đến bể nén bùn Lưu lươ ̣ng bơm Q w = 13,83 m3/ngày = 0,00016 m3/s Công suấ t bơm:N = Qw   b  g  H 0,00016  1010  9,81  = = 0,016 kW 1000   1000  0,8 Chọn Bơm ly tâmhiệu Ebara có Model CMA 0.50M có cơng suất 0,37kw, lưu lượng 3,5m3/h, cột áp H = 15m  : hiê ̣u suấ t chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8 43 * Tính tốn đường dẫn bùn dư : Chọn vận tốc bùn ống v = m/s Đường kính ống là: D = 4Qw = v  0,00016 = 0,014m  3,14 Chọn ống PVC 21 Bảng 3.12 Các thông số xây dựng bể Aerotank Tên thông số Số liê ̣u thiế t 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 khơng khí cung cấp vào bể 0,369 (m3/s) Số đĩa phân phối khí 115 (cái) Đường kính ống dẫn khí:  Ớng dẫn khí 220 (mm)  Ớng dẫn khí nhánh 60 (mm) Lưu lượng bùn tuần hồn 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 đặc bùn hoạt tính đến nồng độ định phần bể để bơm tuần hoàn lại bể aerotank 44 * Diện tích mặt bể lắng: S = 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 - Hê ̣ số tuầ n hoàn = 0,88 - Co: nồng độ bùn hoạt tính bể Aerotank Co = 3000 X = = 3750 (mg/l) = 3750 (g/m3) 0,8 0,8 - Ct= 8000 mg/l = 8000 (g/m3) nồ ng đô ̣ bùn dòng tuần hồn - Ứng với nờ ng ̣ C L vâ ̣n tớ c lắ ng của bề mă ̣t phân chia VL là: VL = Vmax e - KC L 10-6 Trong đó : - CL : nồ ng đô ̣ că ̣n ta ̣i bề mă ̣t phân chia CL =  Ct = 0,5  8000 = 4000 mg/l = 4000 (g/m ) - Vmax = m/h; K = 600 (că ̣n có chỉ số thế 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(m2 ) 8000  0,635 * Nếu tính diện tích buồng phân phối trung tâm: Sbể = 1,1 S  1,1 52  57,2(m ) Đường kính bể: D  57,2   8,5(m) Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 0,25 × D = 0,25 ×8,5 = 2,25 (m) 45 d   2,1252     3,55(m2 ) Diện tích buồng phân phối trung tâm: f  4 Diện tích vùng lắng bể: SL= 57,2 - 3,55 = 53,65 (m2) Tải trọng thuỷ lực: a  Q 900m3 /   17,31(m3 / m2 ) SL 52 Vận tốc lên dòng nước bể : V  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  8,5 = 7,65 (m) Chiều rộng  cao = 0,45  0,45 m Chiều dày lớp bê tông: 0,1 m - Chiều dài máng thu nước : L    Dmang  3,14  7,65  24,021(m) 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 khơng 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 < 125 L 24,021 - Đường kính ống loe : Dloe = 1,35 d = 1,35 2,125 = 2,87 m Chọnchiề u cao ố ng loe : hloe = 0,3 m Đường kính chắn :Dchắn = 1,3 dloe = 1,3  2,87 = 3,73m Chọn chiề u cao từ ố ng loe đế n tấ m chắ n : hchắn = 0,3 m 46 * Tải trọng bùn: b (Q  Q t )  Co Q  (1   )  C0 900  (1  0,88)  3750  103    5,08kg / m2 h 24  SL 24  S L 24  52 * Tính chiều cao xây dựng củabể : - 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 Nờ ng ̣ bùn trung bình bể : Ctb = C L + C t 4000  8000 = = 6000 g/m3 = (kg/m3) 2 Lươ ̣ng bùn chứa bể lắ ng : G = vb  Ctb = 100  = 600(kg) Thời gian lưu nước bể lắng : Dung tích bể lắng : V  ( H  h1 )  Sbe  3,7  57,2  211,64(m ) Lưu lượng nước vào bể lắng : Qv  (1   )  Q  1,88  37,5  70,5(m / h) Thời gian lắng : T  V 211,64   3(h) Qv 70,5 47 Bảng 3.13 Các thông số xây dƣ̣ng bể lắng II Thông số Số liê ̣u thiế t kế (Đơn vị) Đường kính bể (m) Chiề u cao làm việc ̣t nước 3,7 (m) Chiề u cao xây dựng (m) Chiề u cao phầ n chóp đáy 0,45 (m) Thể tić h thực của 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 hồn 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 Thời gian lưu nước hồ : t BOD5vao  lg K  BOD5ra Trong đó: -  :Hệ số sử dụng thể tích hồ; - Chiều rộng B : Chiều dài L= 1:1  =0,35 - K: số phụ thuộc vào nhiệt độ; K= 0,1 1,047 48 ( 25 20)  0,1258 - T: thời gian nước lưu lại hồ, ngày đêm t  60  lg  4(ngay ) 0,1258  0,35 40 - Thể tích hồ : Vh  Q  t  900m /  4ngay  3600(m ) 3 - Chọn chiều sâu hồ : H = 1m (chiều sâu hồ khơng q 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 bơng : V = 4,216 m3/ngày 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  18,576m3 / Diện tìch bể nén bùn: F  V q 49 Trong đó: Q= 0,3m3/m2.h tải trọng tính tốn lên diện tích mặt thống bể nén bùn Suy ra: F  18,576  2,58m 0,3  24 - Đường kính bể : D  4 F    3,5  2,11m 3,14 Chọn D = 2,2m - Đường kính ớ ng trung tâm d = 20%D = 0,2×2,2 = 0,44m - Chọn h = 1m chiề u cao ố ng trung tâm - Chiề u cao làm việc của vùng nén bùn : H  q  t  0,3   2,4m - Chọn t = giờ thời gian nén bùn - Chiề u cao xây dựng của 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: chiề u cao lớp bùn và lắ p đă ̣t thiế t b ị gạt bùn đáy h3 = 0,9 m: chiề u cao tí nh từ đáy bể đế n mức bùn Bể có da ̣ng hin ̀ h tru ̣ với đô ̣ dố c đáy 5% hướng về tâm * Lươ ̣ng 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 đă ̣t máy ga ̣t că ̣n có tốc độ quay hệ thố ng ga ̣t là 0,75 - 4h1 để gạt cặn đáy bể hố thu trung tâm Chọn tốc độ 2h-1 50 Bùn lấy khỏi bể ống D khoảng 2,0 – 2,5 m = 200 mm đă ̣t dưới áp lực thủy tiñ h * Đường kính máng tràn thu nước sau nén : Dmáng = 0,8  D = 0,8 × 2,2m = 1,76m P P - Lưu lươ ̣ng nước tách từ bể nén bùn : qx = q  100  P2 Trong đó : q = 18,576 m3/ngày : Lưu lươ ̣ng bùn xả hàng ngày  qx = 18,576  Lmang  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: M  365 qo  n Trong đó: Chọn qo = 2m3/m2năm: Tải trọng cặn lên sân phơi bùn n: ̣ số phu ̣ thuô ̣c vào khí hâ ̣u ; n=3,3 F 6,2  365  343m 2  3,3 Sân phơi bùn có kích thước: L x B = 19 × 19m Diê ̣n tích tở ng cô ̣ng của sân phơi (bao gồ m đường xá , mương máng ): Ft  F  (1  0,25)  343  (1  0,25)  430m2 Lươ ̣ng bùn phơi từ đô ̣ ẩ m 97% đến độ ẩm 75% năm : W = M  365  100  P1 100  97  6,2  365  271,56m 100  P2 100  75 51 CHƢƠNG4.TÍNH KINH TẾ STT Hạng mục cơng Khối lƣợng Đơn vị Đơn giá Thành tiền trình hạng mục tính (đồng/m3) (đồng) Phần xây dựng A 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 Phần thiết bị B STT 7.018.160.000 Hạng mục Nhãn hiệu – Số Đơn giá Thành tiền vật liệu lƣợng ( đồng/cái) (đồng) Song chắn rác Thép không gỉ 800.000 800.000 Bơm chìm hố Ebara 200.000.000 400.000.000 thu gom 80DML52,2 52 Bơm chìm bể Ebara 200.000.000 400.000.000 Taiko 95.000.000 190.000.000 Sumitomo 10.000.000 10.000.000 Sumitomo 10.000.000 30.000.000 điều hòa Máy thổi khí bể điều hòa Motor khuấy trộn nhành Motor khuấy tạo Bơm hóa chất Doseuro 40.000.000 160.000.000 Motor gạt bùn Sumitomo 50.000.000 50.000.000 lắng cặn Bơm bùn bể lắng cặn Ebara 25.000.000 25.000.000 10 Bơm nước thải Ebara 25.000.000 25.000.000 sang bể UASB 11 Bơm bùn bể UASB Ebara 25.000.000 25.000.000 12 Bơm nước thải Ebara 25.000.000 25.000.000 sang bể Aeroten 13 Máy thổi khí bể Aeroten Taiko 150.000.000 300.000.000 14 Hệ thống gạt bùn Sumitomo 50.000.000 50.000.000 bể lắng II 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 53 19 Van co 20 Đường ống Bình Minh 50.000.000 50.000.000 50.000.000 50.000.000 50.000.000 50.000.000 HDPE 21 Tủ điều khiện Tổng cộng 1.551.150.000 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 cơng: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 cơng 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 STB  )  110%  S ql 20 15 7018160000 1551150000 (  )  1,1  756000000  4729739000dong 20 15 S ( Tổng vốn đầu tư (lãi suất ngân hàng 8,5%): S0  (1  i)S  (1  0.085)  4729739000  5.131.766.815(dong ) Giá thành xử lý 1m3 nước thải : S0 5131766815   15839dong / m Q  360 900  360 54 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ Kết Luận: Ngành sản xuất tinh bột sắn ngành quan tâmở nhiều nước phát triển Việt Nam ta nay.Nhưng việc tâm vào phát triển kinh tế mức làm cho việc quan tâm đến mơi trường bị lãng qn.Vì vậy, cầnphải có biện pháp xử lý thích hợp nâng cao vai trò mơi trường cộng đồngđể vừa đem lại lợi nhuận kinh tế vừa cải thiện môi trường Nước thải nhà máy sản xuấ t tinh bô ̣t sắnchứa hàm lượng cặn lơ lửng hàm lượng hữu dễ phân huỷ sinh ho ̣c tương đố i cao nên viê ̣c áp du ̣ng phương pháp xử lý sinh học đồng thời kết hợp với phương pháp xử lý học lý học mang la ̣i hiê ̣u quả cao Đây phương pháp xử lý phổ biế n nhấ t hiê ̣n , với ưu điể m chi phí đầu tư vận hành thấp , phù hợp với điều kiện thờitiết khí hậu cận nhiệt Viê ̣t Nam, không gây đô ̣c ̣i cho môi trường.Điể m đáng chú ý sơ đồ công nghệ việc sử dụng bể acid hó a.Đặc biệt thành phầ n nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn có chứa hàm lượng CN- lớn, nêncác yếu tố gây trở nga ̣i rấ t lớn cho quá triǹ h xử lý nước thải giai - đoa ̣n sau Bể acid hóa xử lý hàm lươ ̣ng CN hưởng đế n quá trình xử lý bằ ng sinh ho ̣c nước thải , không gây ảnh Kiế n Nghi ̣: Cầ n ̣n chế ô nhiễm mùi phát sinh từ các khí đô ̣c ̣i quá trình phân hủy chất hữu biện pháp : - Tăng cường sử du ̣ng nước tái tuầ n hoàn - Thu gom triê ̣t để các mảnh vu ̣n chấ t hữu - Kiể m soát chă ṭ chẽ nước thải khâu trích ly , tách ly, tránh thải tinh bô ̣t và că ̣n bã hữu ngoài - Thường xuyên theo dõi hiê ̣n tra ̣ng của ̣ thố ng thoát nước , thiết bị sản xuấ t , nhằ m giảm thiể u tố i đa lươ ̣ng chấ t thải phát sinh ngoài - Để tránh các sự cố đáng tiế c có thể xảy , cầ n phải có biê ̣n pháp an toàn lao đô ̣ng và phòng tránh cháy nổ 55 Tài liệu tham khảo: 1, TS.Trịnh Xn Lai (2000), Tính tốn thiết kế Các cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội 2, TS Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội 3, TS Trịnh Xn Lai,Tính tốn thiết kế cơng 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 cơng nghiệp biện pháp sinh học, NXB Xây dựng 5, Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải thị cơng nghiệp - Tính tốn thiết kế cơng 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 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 ngồi cơng trình 7, Bộ Tài ngun Môi trường, QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp 56 ... trình xử lý 3.3 Đề xuất công nghệ cho hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn công suất 900m3/ngày đêm 3.3.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn. .. tiếp nhận nước thải 16 3.4 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn công suất 900m3/ngày đêm Với công suất 900m3/ngày đêm nhà máy sản xuất tinh bột sắn ta có... thời gian đưa công trình vào hoa ̣t đô ̣ng dài 11 CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN 3.1 Thông số đầu vào và yêu cầu xử lý Lưu lượng nước thải : Q = 900m3/ngày