thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy tinh bột khoai mì bình dương, tỉnh bình dương

Mở đầu MỞ ĐẦU I ĐẶT VẤN ĐỀ Khoai mì có tên khoa học Manigot esculent a krantz lương thực nhiệt đới, trồng nhiều nước có khí hậu nhiệt đới cận nhiệt đới Hiện nay, khoai mì trồng đại trà vùng nhiệt đới Indonesia, Philippines, Malaysia, Thailand, Châu Phi Brazil Sản lượng hecta trồng khoai mì vào khoảng 10 – 40 tuỳ thuộc vào điều kiện sống phát triển Theo báo cáo thu thập khoai mì chứa trung bình 18% hàm lượng tinh bột Chế biến khoai mì phổ biến nước ta từ kỷ 16 Những năm gần đây, yêu cầu phát triển ngành chăn nuôi ngành chế biến thực phẩm từ khoai mì gia tăng Sản lượng khoai mì năm đạt khoảng triệu Theo Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn dự báo sản lượng chế biến tinh bột khoai mì vào năm 2010 nước ta đạt 600.000 sản phẩm Tuy nhiên, tăng trưởng kinh tế điều kiện cần chưa đủ cho phát triển sản xuất Vì sản xuất nhiều lượng chất thải lớn Ước tính trung bình năm gần ngành chế biến tinh bột khoai mì (bao gồm nhà máy chế biến hộ gia đình) thải môi trường 500.000 thải bã 15 triệu m3 nước thải Thành phần loại chất thải chủ yếu hợp chất hữu cơ, chất dinh dưỡng thải môi trường _ điều kiện khí hậu nước tanhanh chóng bò phân hủy gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí, ảnh hưởng đến môi trường sống cộng đồng dân cư khu vực Hiện nay, số nhà máy chế biến tinh bột nồng độ COD nước thải lên đến 13.000 mg/l, vượt gấp trăm lần so với tiêu cho phép Điều cho thấy ngành tinh bột đứng trước nhu cầu phải phát triển môi trường khu vực tương lai lại phải đứng trước nguy gánh chòu hậu chất thải tinh bột mang lại Trong phạm vi hẹp, em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương” với mong muốn góp phần vào phát triển bền vững ngành chế biến tinh bột khoai mì II MỤC TIÊU LUẬN VĂN Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương điều kiện thực tế -1- Mở đầu III NỘI DUNG LUẬN VĂN Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan công nghệ sản xuất, khả gây ô nhiễm môi trường xử lý nước thải nghành chế biến tinh bột khoai mì Khảo sát, phân tích, thu thập số liệu nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương Lựa chọn công nghệ, thiết kế hệ thống xử lý nước thải đáp ứng yêu cầu kinh tế điều kiện nhà máy Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải công ty IV PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Điều tra, khảo sát thu thập số liệu, tài liệu, quan sát lấy mẫu đo đạc phân tích tiêu nước thải, nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương Phương pháp lựa chọn - Trên sở động học trình xử lý - Tổng hợp số liệu - Phân tích khả thi - Tính toán kinh tế -2- Chương Tồng quan công nghệ sản xuât tác động ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ TÁC ĐỘNG CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ ĐẾN MÔI TRƯỜNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ 1.1.1 Nguyên liệu sản xuất 1.1.1.1 Phân loại khoai mì - Dựa theo đặc điểm thực vật (xanh tía, cánh, cánh) - Dựa theo đặc điểm củ (khoai mì trắng hay khoai mì vàng) - Dựa theo hàm lượng độc tố có khoai mì (khoai mì đắng hay khoai mì ngọt, … ) Đây cách phân loại sử dụng phổ biến : Khoai mì đắng (M Utilissima) có hàm lượng HCN 50 mg/kg củ Giống thường có cánh, thấp nhỏ Khoai mì (M Dulcis) có hàm lượng HCN 50 mg/kg củ Giống thường có cánh, mũi mác, cao, thân to 1.1.1.2 Cấu trúc nguyên liệu Củ khoai mì thường có dạng hình trụ, nhỏ dần hai đầu (cuống đuôi) Kích thước củ tùy thuộc vào chất đất điều kiện trồng mà dao động khoảng: dài từ 300 – 400 mm, đường kính từ – 10 cm Cấu tạo gồm phần chính: - Vỏ gỗ: phần bao củ, gồm tế bào xếp sít, thành phần chủ yếu cellulose hemi cellulose, tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động bên Vỏ gỗ mỏng, chiếm khoảng 0,5 – 5% trọng lượng củ, vỏ gỗ thường kết dính với thành phần khác như: cát, đất, sạn chất hữu khác nên chế biến cần phải tách tốt - Vỏ cùi: dày vỏ gỗ nhiều, chiếm khoảng – 20% trọng lượng củ Cấu tạo gồm lớp tế bào thành dày, thành tế bào chủ yếu cellulose, bên tế bào hạt tinh bột, chất chứa nitrogen dòch bào Trong dòch bào có tanin, sắc tố, độc tố, enzyme … Vì vỏ cùi nhiều tinh bột (5 – 8%) nên chế biến tách tổn thất tinh bột củ, không tách nhiều chất dòch bào làm ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột -3- Chương Tồng quan công nghệ sản xuât tác động ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường - Thòt củ khoai mì: thành phần chủ yếu củ, bao gồm tế bào nhu mô thành mỏng với thành phần chủ yếu cellulose, pentosan Bên tế bào hạt tinh bột, nguyên sinh chất, glucide hòa tan nhiều nguyên tố vi lượng khác Những tế bào xơ bên thòt củ chứa nhiều tinh bột, vào sâu phía hàm lượng tinh bột giảm dần Ngoài tế bào nhu mô có tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ cellulose nên cứng gỗ gọi xơ - Lõi củ khoai mì: trung tâm dọc từ cuống tới chuôi củ, cuống lõi to nhỏ dần tới chuôiû Thành phần lõi toàn cellulose hemi cellulose Lõi chiếm khoảng 0,3 – 1% trọng lượng toàn củ 1.1.1.3 Thành phần hóa học Thành phần chất củ khoai mì dao dộng khoảng lớn tùy thuộc loại giống, chất đất, điều kiện phát triển thời gian thu hoạch Thành phần hóa học trung bình củ khoai mì trình bày bảng (2.1), (2.2) Bảng 1.1: Thành phần hoá học củ khoai mì Thành phần Nước Tinh bột Chất đạm Chất béo Chất xơ Độc tố (CN-) Tỷ trọng (%trọng lượng) 70,25 21,45 1,12 5,13 5,13 0,001 – 0,04 (Nguồn: Đoàn Dụ cộng sự, 1983) Bảng 1.2 : Thành phần hóa học vỏ củ khoai mì bã mì Thành phần Độ ẩm Tinh bột Sợi thô Protein thô Độ tro Đường tự HCN Pentosan Các loại Polysaccharide Vỏ củ mì (mg/100mg) 10,8 – 11,4 28 – 38 8,2 – 11,2 0,85 – 1,12 – 1,45 – 1,4 vết vết 6,6 – 10,2 Bã phơi khô (mg/100mg) 12,5 – 13 51,8 – 63 12,8 – 14,5 1,5 – 0,58 – 0,65 0,37 – 0,43 0,008 – 0,009 1,95 – 2,4 – 8,492 (Hội thảo giảm thiểu ô nhiễm công nghiệp chế biến tinh bột Hà Nội, 1/98) -4- Chương Tồng quan công nghệ sản xuât tác động ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường Đường củ khoai mì chủ yếu glucose maltose Khoai già hàm lượng đường giảm Trong chế biến, đường hòa tan nước thải thải theo nước dòch Chất đạm khoai mì chưa nguyên cứu kỹ, nhiên hàm lượng thấp nên ảnh hưởng đến công nghệ sản xuất Ngoài thành phần có giá trò dinh dưỡng, củ khoai mì chứa độc tố, tanin, sắc tố hệ enzyme phức tạp Người ta cho số enzyme polyphenoloxydaza xúc tác trình oxy hóa polyphenol thành orthoquinol sau trùng hợp với chất gốc phenol acid-amine tạo thành chất có màu Những chất gây khó khăn cho chế biến qui trình công nghệ không thích hợp cho sản phẩm có chất lượng Độc tố củ khoai mì CN, củ chưa đào nhóm nằm dạng glucozite gọi phaseolutanin (C10H17NO6) Dưới tác dụng enzyme hay môi trường acid, chất bò phân hủy tạo thành glucose, acetone acid cyanhydric Như vậy, sau đào củ khoai mì xuất HCN sau đào enzyme củ bắt đầu hoạt động mạnh đặc biệt xuất nhiều chế biến sau ăn dày người hay gia súc môi trường acid dòch chế biến môi trường acid Phaseolutanin tập trung vỏ cùi, dễ tách trình chế biến, hòa tan tốt nước, tan rượu etylic metylic, hòa tan chloroform không tan ether Vì hòa tan tốt nước nên chế biến, độc tố theo nước dòch ngoài, nên giống khoai mì đắng có hàm lượng độc tố CN cao tinh bột khoai mì lát chế biến từ khoai mì đắng sử dụng làm thức ăn cho người gia súc tốt Trong chế biến, không tách dòch bào nhanh ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột acid cyanhydic tác dụng với nguyên tố sắc có củ tạo thành feroxy cyanate có màu xám Tùy thuộc giống đất nơi trồng mà hàm lượng độc tố khoai mì khác 1.1.1.4 Công dụng khoai mì - Khoai mì loại củ nhiều tinh bột dùng làm lương thực, thực phẩm Một số nước Châu Phi có số dân khoảng 200 triệu người dùng khoai mì làm lương thực - Khoai mì ăn tươi chế biến dạng lát, phơi khô, bột khô tinh bột Khi dùng khoai mì làm lương thực phải bổ sung thêm nhiều protein chất béo đáp ứng đủ nhu cầu người gia súc -5- Chương Tồng quan công nghệ sản xuât tác động ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường - Tinh bột khoai mì dùng làm nguyên liệu sản xuất, chế biến sản phẩm bánh kẹo, mạch nha, đường glucoza, bột hay thực phẩm dạng tinh bột qua chế biến bún, miến, … 1.1.2 Một số dây chuyền công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì 1.1.2.1 Nhà máy sản xuất tinh bột Phước Long – Xã Bù Nho – Huyện Phước Long – Tỉnh Bình Phước Nhà máy Phước Long thành viên công ty cổ phần trách nhiệm hữu hạn Vedan Việt Nam, thành lập năm 1996 nhằm phát huy hiệu kinh doanh công ty Vedan Việt Nam Sự đời công ty đòi hỏi nguyên cứu toàn diện, công phu nhiều mặt đặc biệt công nghệ sản xuất Sau công nghệ nhà máy Củ khoai mì Băng Rửa Gọt vỏ p bã Băng Băm nghiền Làm nguội Lọc Lắng ly tâm Tinh bột Đóng gói Sấy khô Quạt hút Hơi nóng Hình 1.1: Sơ đồ sản xuất tinh bột khoai mì nhà máy Phước Long 1.1.2.2 Doanh nghiệp tư nhân Hoàng Minh Long Phước, Long Thành, Đồng Nai Long Phước doanh nghiệp tư nhân chuyên kinh doanh sản xuất tinh bột từ củ mì Sản phẩm nhà máy tinh bột thô dùng để cung cấp cho nhà máy sản xuất bột Vedan Sơ đồ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì hình 1.2: -6- Chương Tồng quan công nghệ sản xuât tác động ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường Củ tươi Bóc vỏ Nước Vỏ Rửa Mài Nước Rây nhiều Lắng Bã Nươc thải bỏ Lọc Tháo Bột tốt Bột xấu Phơi Phơi Tinh bột Bột mủ Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì nhà máy Hoàng Minh 1.1.2.3 Các nhà máy tỉnh Tây Ninh Tỉnh Tây Ninh tỉnh có nhiều nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì có công suất lớn tỉnh phía Nam Những nhà máy chế biến tinh bột khoai mì theo công nghệ Thái Lan, sử dụng nguyên liệu đòa phương tham gia xuất sản phẩm Các công đọan quy trình sản xuất: -7- Chương Tồng quan công nghệ sản xuât tác động ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường Tinh bột ướt Quậy, pha loãng Tẩy chua, tẩy trắng Tách tạp chất Quậy Ly tâm Sấy khô Làm nguội Đóng gói Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì kiểu Thái Lan -8- Chương Tồng quan công nghệ sản xuât tác động ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường 1.1.2.4 Các sở thủ công tiểu thủ công nghiệp ¾ Các sở thủ công Củ mì tươi Phân bón đốt bỏ Vỏ cát Sàng /tách vỏ Rủa củ Nước thải Cắt nghiền Lọc (lưới rung) thô Bã mì Bã mì Lọc (lưới rung) tinh Thức ăn gia súc Mương (xây) lắng Hồ lắng thấm mủ mì Thức ăn gia súc Vô bao Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì sở thủ công -9- Hồ xử lý Chương Tồng quan công nghệ sản xuât tác động ngành công nghiệp chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường ¾ Hộ gia đình làng nghề: Nước Củ mì tươi Gọt Chà (đánh Xay (máy mì) Vỏ củ mì Xác mì - làm phân hữu - làm thức ăn cho trâu, bò - phơi, làm thức gia súc Nước Bột Lắng lần Bột mì Lắng lần Lớp bể lắng Nước thải Nước thải Lớp bột lắng Nước thải Lắng lần Nước Bột (loai 1) Hình 1.5: Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì qui mô hộ gia đình làng nghề - 10 - Chương Dự toán chi phí lựa chọn công ngheä 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 bể UASB Máy thổi khí bể 03 Aerotank Đầu phân phối khí bể 154 Aerotank Máy gom bùn bể lắng 01 Máng thu nước cưa 01 bể lắng Máng thu nước cưa 01 bể nén bùn Dàn quay bể nén bùn 01 Bơm bùn 04 Bơm nước dư 02 Thùng chứa dung dòch 02 Bơm đònh lượng dung 02 dòch Bơm nước 01 Máy lọc ép băng tải 01 Tủ điện điều khiển 01 Hệ thống đường điện KT 01 Hệ thống đường ống CN 01 Các chi phí phát sinh TỔNG CỘNG Cái 35.000.000 105.000.000 Cái 150.000 23.100.000 Cái Caùi 60.000.000 2.500.000 60.000.000 2.500.000 Caùi 1.000.000 1.000.000 Caùi Caùi Caùi Caùi Caùi 30.000.000 15.000.000 5.000.000 1.000.000 5.000.000 30.000.000 60.000.000 10.000.000 5.000.000 5.000.000 Caùi Caùi Caùi H.T H.T 5.000.000 150.000.000 15.000.000 8.000.000 8.000.000 5.000.000 150.000.000 15.000.000 8.000.000 8.000.000 20.000.000 701.800.000 Tổng kinh phí xây dựng cho phương án 1: T1= chi phí xây dựng + chi phí thiết bò máy móc = 3.457.152.000 + 701.800.000 = 4.158.952.000 đồng 5.1.2 Phương án ST T A 01 02 03 MÔ TẢ CÔNG TRÌNH THIẾT BỊ PHẦN XÂY DỰNG Bể lắng cát Sân phơi cát Hố thu gom KHỐI LƯNG HẠNG MỤC ĐƠN VỊ TÍN H ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) 1,96 0,8 30 m3 m3 m3 1.200.000 1.200.000 1.200.000 2.352 000 9.600.000 36.000.000 - 102 - Chương Dự toán chi phí lựa chọn công nghệ 04 05 06 07 08 09 10 11 12 B 01 02 03 04 05 06 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1350 m3 1.000.000 320 m 1.200.000 2x1213 m 1.200.000 218 m 1.200.000 2.700 m 100.000 4,5 m 1.200.000 3,6 m 1.200.000 m 1.200.000 20 m 1.200.000 TỔNG CỘNG PHẦN THIẾT BỊ, MÁY MÓC Lọc rác thô 01 Cái 1.000.000 Máy sàng rác 01 Cái 50.000.000 Thiết bò trộn tónh 01 Cái 4.500.000 Bơm nước thải bể thu gom 02 Cái 17.000.000 Bơm nước thải bể acid 02 Cái 15.000.000 Cánh khuấy bể acid 12 Cái 150.000 Nắp bể UASB 02 Cái 600.000 Bộ hướng dòng 01 Bộ 5.500.000 bể UASB Bơm tuần hoàn bể UASB 02 Cái 7.000 000 Máng thu nước cưa 01 Bộ 3.000.000 bể UASB Moto quay giàn tưới bể 02 Cái 30.000.000 lọc Vật liệu bể lọc 650 m3 1.100.000 Vật liệu bể lọc 650 m 1.100.000 Máy gom bùn bể lắng II 01 Cái 60.000.000 Máng thu nước cưa 01 Cái 2.500.000 bể lắng II Máng thu nước cưa 01 Cái 1.000.000 bể nén bùn Dàn quay bể nén bùn 01 Cái 30.000.000 Bơm bùn 04 Cái 15.000.000 Bơm nước dư 02 Cái 5.000.000 Thùng chứa dung dòch 02 Cái 1.000.000 Bơm đònh lượng dung dòch 02 Cái 5.000.000 Bể acid - điều hòa Bể UASB Lọc sinh học Lắng II Hồ hoàn thiện Bể chứa bùn Bể nén bùn Bể thu nước dư Nhà điều hành - 103 - 1.620.000.000 384.000.000 2.911.200.000 261.600.000 270.000.000 5.400.000 4.320.000 7.200.000 24.000.00 5.535.672.000 1.000.000 50.000.000 4.500.000 34.000.000 30.000.000 1.800.000 1.200.000 5.500.000 14.000.000 3.000.000 60.000.000 715.000.000 715.000.000 60.000.000 2.500.000 1.000.000 30.000.000 60.000.000 10.000.000 5.000.000 5.000.000 Chương Dự toán chi phí lựa chọn công nghệ 22 23 24 25 26 27 Bơm nước 01 Máy lọc ép băng tải 01 Tủ điện điều khiển 01 Hệ thống đường điện KT 01 Hệ thống đường ống CN 01 Các chi tiết phụ, phát sinh TỔNG CỘNG Cái Cái Cái HT HT 5.000.000 150.000.000 15.000.000 8.000.000 8.000.000 5.000.000 150.000.000 15.000.000 8.000.000 8.000.000 20.000.000 2.014.500.000 T2= chi phí xây dựng + chi phí thiết bò máy móc = 5.535.672.000 + 2.014.500.000 = 7.550.172.000 đồng 5.2 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Chi phí phương án so với phương án 2: T2 – T1= 7.550.172.000 – 4.158.952.000 = 3.391.220.000 (VNĐ) Chi phí phương án lớn phương án 3.388.220.000 (VNĐ) Ngoài ra, so với phương án phương án có nhiều ưu điểm hơn: − Diện tích đất sử dụng phương án chiếm so với phương án (hai bể lọc sinh học chiếm diện tích lớn) Thỏa mãn quỹ đất có nhà máy − Thi công dễ − Điều kiện quản lý, vận hành sửa chữa bể Aerotank dễ bể lọc sinh học − Phương án dễ dàng nâng công suất trạm xử lý nước thải cần thiết Do có ưu điểm bật vượt trội so với phương án 2, ta sử dụng phương án để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương 5.3 CHI PHÍ XỬ LÝ 01m3 NƯỚC THẢI 5.3.1 Chi phí xây dựng Vậy tổng vốn đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải nhà máy theo phương án lựa chọn (phương án 1) T1 = 4.158.952.000 (VNĐ) − Chi phí xây dựng khấu hao 20 năm, chi phí máy móc thiết bò khấu hao 10 năm Vậy tổng chi phí khấu hao sau: - 104 - Chương Dự toán chi phí lựa chọn công nghệ Tkh = 4.158.952 000 701.800.00 + = 278.127.500 (VNĐ/năm) 20 10 = 762.000 (VNĐ/ngày) 5.3.2 Chi phí vận hành 5.3.2.1 Chi phí điện (D) S T T 01 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 THIẾT BỊ 0,37 3,5 2,0 5,0 1,1 24 x 12 x 12 x 24 x 12 x TỔNG ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ (kwh/ngaøy) 8,88 84 48 240 26,4 11 24 x 528 1,5 1,5 1,6 1,1 0,2 24 x 24 x x 12 5x2 24 x 36 36 76,8 11 28,8 1,1 1,5 0,8 1x1 8x1 8x1 1,1 12 6,4 1149,38 THỜI GIAN CÔNG SỐ HOẠT LƯNG SUẤT ĐỘNG (Kw) (cái) (h/ngày) Máy sàng rác 01 Bơm nước thải hố gom 02 Bơm nước thải bể acid 02 Máy nén khí bể acid 03 Bơm tuần hoàn bể 02 UASB Máy nén khí bể 03 Aerotank Máy gom bùn bể lắng 01 Dàn quay bể nén bùn 01 Bơm bùn 04 Bơm nước dư 02 Bơm đònh lượng dung 06 dòch Bơm nước 01 Thiết bò tạo bùn 01 Máy lọc ép băng tải 01 TỔNG CỘNG − Điện tiêu thụ 01 ngày = 1149,38 kwh − Lấy chi phí cho 01 Kwh = 700 VNĐ − Chi phí điện cho 01 ngày vận hành: D = 1149,38 x 700 = 805.000 (VNĐ) - 105 - Chương Dự toán chi phí lựa chọn công nghệ 5.3.2.2 Chi phí hoá chất (H) − Chi phí NaOH tiêu thụ ngày: HNaOH = 1,5 kg/ngày x 20.000 đ/kg = 30.000 (VNĐ/ngày) − Chi phí Polyme tiêu thụ ngày: Khi hệ thống hoạt động ổn đònh, lượng bùn sinh ngày 228,6 kg bùn khô (đã tính thêm hệ số an toàn 20%) Lượng Polyme cần thiết để xử lý 1kg bùn 3,0 g Vậy lượng Polyme tiêu thụ ngày là: 228,6 x 3,0.10-3 = 0,68 kg Polyme HPolyme = 0,68 kg/ngày x 200.000 đ/kg = 136.000 (VNĐ/ngày) Chi phí hóa chất ngày: H = HNaOH + HPolyme =166.000 (VNĐ/ngày) 5.3.2.3 Nhân công (N) STT NHÂN LỰC SỐ LƯNG LƯƠNG THÁNG 01 Nhân viên vận 02 người hành 1.000.000 đ/tháng TỔNG CHI PHÍ 2.000.000 đ/tháng Chi phí Nhân công tính ngày: N = 2.000.000/30 = 67.000 (VNĐ/ngày) 5.3.2.4 Chi phí sữa chữa nhỏ (S) Chi phí sữa chữa nhỏ năm ước tính 0,5% tổng số vốn đầu tư vào công trình xử lý: S = 0,005 x T1 = 0,005 x 3.356.760.000 = 1.678.380.000 (VNĐ/năm) Chi phí sữa chữa tính ngày S = 45.000 (VNĐ/ngày) - Tổng chi phí cho 01 ngày vận hành hệ thống xử lý nước thải : Tvh =D + H + N + S=805.000+166.000+67.000+ 45.000=1.083.000 (VNĐ/ngày) 5.3.3 Chi phí xử lý 01m3 nước thải − Chi phí tính cho 01m3 nước thải xử lý: Cxl = (Tkh + Tvh)/1000m3 = (762.000 + 1.083.000)/1000 ≈ 1845 (VNĐ/m3.ngày) - 106 - Chương Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải CHƯƠNG QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 6.1 GIAI ĐOẠN KHỞI ĐỘNG 6.1.1 Bể Acid hóa kết hợp điều hòa Bùn bể lấy từ bể tự hoại sau thời gian cho dần nước thải để tạo bùn Khi bể vào hoạt động ổn đònh lượng bùn chiếm 1/3 bể Cách vận hành gần giống UASB đơn giản 6.1.2 Bể UASB Vì khí CH4, CO2 hỗn hợp khí sinh vật khác hình thành hoạt động phân hủy vi khuẩn kỵ khí nên yêu cầu bể UASB phải tuyệt đối kín Vi khuẩn sinh metan mẫn cảm cao với oxy, không giữ kín hoạt động vi khuẩn không bình thường bể khả giữ khí 6.1.2.1 Chuẩn bò bùn Bùn sử dụng bể UASB lấy từ bể UASB công trình xử lý nước thải nhà máy Hòang Minh Nồng độ bùn dao động từ 10 đến 20g/l, hàm lượng chất rắn bay 6,2% tính khối lượng bùn ướt Thời gian hiệu xử lý bể UASB giai đoạn khởi động phụ thuộc vào thích nghi môi trường xử lý vi sinh vật Thể tích bùn cấy vào bể thường chiếm khoảng 1/4 - 1/3 bể Thời gian thích nghi vi sinh vật lên men kỵ khí diễn chậm, thời gian thích nghi bùn kéo dài khoảng 30 ngày điều kiện nhiệt độ từ 25 đến 350, pH trung tính Thời gian thích nghi vi khuẩn lên men nhanh xảy ngày, thời gian thích nghi vi khuẩn phân hủy protein, axit béo, lipit lại chậm từ đến 10 ngày 6.1.2.2 Kiểm tra bùn Chất lượng bùn : hạt bùn phải có kích thước nhau, bán kính hạt khỏang 0,6mm, bùn phải có màu đen sậm Nếu điều kiện cho phép tiến hành kiểm tra chất lượng thành phần quần thể vi sinh vật bể đònh lấy bùn sử dụng trước lấy bùn ngày - 107 - Chương Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải 6.1.2.3 Vận hành Khởi động hệ thống thực bước tiến hành sau: Bơm nước thải chỉnh lưu lượng cho tải trọng bể đạt giá trò ổn đònh kg/m ngày tăng dần lên theo hiệu xử lý bể đến 9kgCOD/m3/ngày Để thời gian từ đến ngày bơm tuần hoàn 100% lượng nước thải với mục đích làm vi sinh vật phục hồi Sau trì chế độ hoạt động liên tục Trong giai đoạn khởi động, lấy mẫu phân tích cần thiết chúng giúp cho người vận hành điều chỉnh thông số hoạt động thiết bò, công trình xử lý Thông số kiểm soát tiêu pH, nhiệt độ, lưu lượng, nồng độ COD, nồng độ MLSS kiểm tra hàng ngày, Chỉ tiêu BOD5 nitơ, photpho chu kỳ kiểm tra1 lần/ tuần Các vò trí kiểm tra đo đạc trước vào bể, bể, khỏi bể Cần có kết hợp quan sát thông số vật lý độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt bể dòng chảy Tần số quan sát hàng ngày 6.1.3 Bể Aerotank 6.1.3.1 Chuẩn bò bùn Bùn sử dụng loại bùn xốp có chứa nhiều vi sinh vật có khả oxy hóa khoáng hóa chất hữu có nước thải Tùy theo tính chất điều kiện môi trường nước thải mà sử dụng bùn hoạt tính cấy vào bể xử lý khác Bùn Lấy từ công trình xử lý hiếu khí công ty Hòang Minh Nồng độ bùn ban đầu cần cung cấp cho bể hoạt động 1g/l – 1,5g/l Do thể tích bùn cần thiết cho bể khoảng 30m3 6.1.3.2 Kiểm tra bùn Chất lượng bùn : Bông bùn phải có kích thước Bùn tốt có màu nâu Nếu điều kiện cho phép tiến hành kiểm tra chất lượng thành phần quần thể vi sinh vật bể đònh lấy bùn sử dụng trước lấy bùn ngày 6.1.3.3 Vận hành Quá trình phân hủy hiếu khí thời gian thích nghi vi sinh vật diễn bể AEROTANK thường diễn nhanh, thời gian khởi động bể ngắn Các bước tiến hành sau: + Kiểm tra hệ thống nén khí, van cung cấp khí + Cho bùn hoạt tính vào bể - 108 - Chương Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải Trong bể AEROTANK, trình phân hủy vi sinh vật phụ thuộc vào điều kiện sau: pH nước thải, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, nồng độ bùn tính đồng nước thải Do cần phải theo dõi thông số pH, nhiệt độ, nồng độ COD, nồng độ MLSS, SVI, DO kiểm tra hàng ngày, Chỉ tiêu BOD5 nitơ, photpho chu kỳ kiểm tra1 lần/ tuần Cần có kết hợp quan sát thông số vật lý độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt bể dòng chảy Tần số quan sát hàng ngày Chú ý: Trong giai đoạn khởi động cần làm theo hướng dẫn người có chuyên môn Cần phải sửa chữa kòp thời gặp cố 6.2 VẬN HÀNH HẰNG NGÀY 6.2.1 Bể UASB Khi bể hoạt động ổn đònh, giá trò thông số kiểm soát hầu hết giống với giai đoạn khởi động, có vài thông số thay đổi sau: + Lưu lượng nước thải nâng lên đến 42m3/h + Nồng độ COD nước thải lên tới 3000mg/l + Tải trọng xử lý bể trì giá trò 10kg/m3ngày + Lượng bùn hạt hình thành lớn + Lưu lượng khí thu lớn ổn đònh theo thời gian Các yếu tố sau ảnh hưởng đến hoạt động bể UASB: ¾ Nhiệt độ Nhiệt độ yếu tố điều tiết cường độ trình, cần trì khoảng 30÷35 C Nhiệt độ tối ưu cho trình 350C ¾ pH pH tối ưu cho trình dao động phạm vi hẹp, từ 6,5 đến 7,5 Sự sai lệch khỏi khoảng không tốt cho pha methane hóa ¾ Chất dinh dưỡng Cần đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = (400÷1000):7:1 để vi sinh vật phát triển tốt, thiếu bổ sung thêm - 109 - Chương Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải ¾ Độ kiềm Độ kiềm tối ưu cần trì bể 1500÷3000 mg CaCO3/l để tạo khả đệm tốt cho dung dòch, ngăn cản giảm pH mức trung tính ¾ Muối (Na+, K+, Ca2+) Pha methane hóa acid hóa lipid bò ức chế độ mặn vượt 0,2 M NaCl Sự thủy phân protein cá bò ức chế mức 20 g/l NaCl IC50 = 700ữ7600 mg/l ắ Lipid ẹaõy laứ caực hụùp chaỏt khó bò phân hủy vi sinh vật Nó tạo màng VSV làm giảm hấp thụ chất vào bên Ngoài kéo bùn lên bề mặt, giảm hiệu trình chuyển ủoồi methane ẹoỏi vụựi LCFA, IC50 = 500ữ1250 mg/l ắ Hoạt động vi khuẩn hiệu chất hữu lên men không trộn Nếu bề mặt nước có lớp váng dày bao phủ cần phải khuấy trộn để phá tan lớp váng Nước thải vào bể cần có hàm lượng chất ổn đònh tránh tượng gây sốc cho bể ¾ Do hoạt động lâu nên bể tích lũy ion NH4+, Ca, K, Na, Zn, SO4 Ở nồng độ cao ion ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển vi khuẩn sinh metan Để khắc phục tình trạng người ta lắng thu cặn sau thời gian dài hoạt động 6.2.2 Bể Aerotank Đối với hoạt động bể AEROTANK giai đoạn khởi động ngắn nên khác với giai đoạn hoạt động không nhiều Giai đoạn hệ thống hoạt động có số lần phân tích giai đoạn khởi động Các yếu tố sau ảnh hưởng đến hoạt động bể Aerotank: ¾ Các hợp chất hóa học Nhiều hóa chất phênol, formaldêhyt , chất bảo vệ thực vật, thuốc sát khuẩn,… có tác dụng gây độc cho hệ vi sinh vật trongbùn hoạt tính, ảnh hưởng tới hoạt động sống chúng, chí gây chết - 110 - Chương Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải ¾ Nồng độ oxi hòa tan DO Cần cung cấp liên tục để đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu hiếu khí vi sinh vật sống bùn hoạt tính Lượng oxi coi đủ nước thải đầu bể lắng có DO mg/l ¾ Thành phần dinh dưỡng Chủ yếu cacbon, thể BOD ( nhu cầu oxi sinh hóa ), cần có nguồn Nitơ (thường dạng NH+4 ) nguồn Phốtpho (dạng muối Phốt phat), cần nguyên tố khoáng Magiê, Canxi, Kali, Mangan, Sắt,… - Thiếu dinh dưỡng : tốc độ sinh trưởng vi sinh giảm, bùn hoạt tính giảm, khả phân hủy chất bẩn giảm - Thiếu Nitơ kéo dài : cản trở trình hóa sinh, làm bùn bò phồng lên, lên khó lắng - Thiếu Phốtpho : vi sinh vật dạng sợt phát triển làm cho bùn kết lại, nhẹ nước lên, lắng chậm, giảm hiệu xử lí Khắc phục : cho tỉ lệ dinh dưỡng BOD : N : P = 100 : : Điều chỉnh lượng bùn tuần hoàn phù hợp ¾ Tỉ số F/M Nồng độ chất môi trường ảnh hưởng nhiều đến vi sinh vật, phải có lượng chất thích hợp, mối quan hệ tải trọng chất bẩn với trạng thái trao đổi chất hệ thống biểu thò qua tỉ số F/M ¾ pH Thích hợp 6,5 – 8,5, nằm giá trò ảnh hưởng đến trình hóa sinh vi sinh vật, trình tạo bùn lắng ¾ Nhiệt độ Hầu hết vi sinh vật nước thải thể ưa ấm , có nhiệt độ sinh trưởng tối đa 400C , 50C Ngoài ảnh hưởng đến trình hòa tan oxi vào nước tốc độ phản ứng hóa sinh 6.3 NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ TRONG VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ Nhiệm vụ trạm xử lý nước thải bảo đảm xả nước thải sau xử lý vào nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn quy đònh cách ổn đònh Tuy nhiên, thực tế, nhiều nguyên nhân khác dẫn tới phá hủy chế độ hoạt động bình thường - 111 - Chương Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải công trình xử lý nước thải, công trình xử lý sinh học Từ dẫn đến hiệu xử lý thấp, không đạt yêu cầu đầu Những nguyên nhân chủ yếu phá hủy chế độ làm việc bình thường trạm xử lý nước thải: − Lượng nước thải đột xuất chảy vào lớn có nước thải sản xuất có nồng độ vượt tiêu chuẩn thiết kế − Nguồn cung cấp điện bò ngắt − Lũ lụt toàn vài công trình − Tới thời hạn không kòp thời sữa chữa đại tu công trình thiết bò điện − Công nhân kỹ thuật quản lý không tuân theo quy tắc quản lý kỹ thuật, kể kỹ thuật an toàn Quá tải lưu lượng nước thải chảy vào trạm vượt lưu lượng thiết kế phân phối nước bùn không không công trình phận công trình phải ngừng lại để đại tu sữa chữa bất thường Phải có tài liệu hướng dẫn sơ đồ công nghệ toàn trạm xử lý cấu tạo công trình Ngoài số liệu kỹ thuật phải rõ lưu lượng thực tế lưu lượng thiết kế công trình Để đònh rõ lưu lượng thực tế cần phải có tham gia đạo cán chuyên ngành Khi xác đònh lưu lượng toàn công trình phải kể đến trạng thái làm việc tăng cường _ tức phần công trình ngừng để sữa chữa đại tu Phải bảo đảm ngắt công trình để sữa chữa số lại phải làm việc với lưu lượng giới hạn cho phép nước thải phải phân phối chúng Để tránh tải, phá hủy chế độ làm việc công trình, phòng đạo kỹ thuật _ công nghệ trạm xử lý phải tiến hành kiểm tra cách hệ thống thành phần nước theo tiêu số lượng, chất lượng Nếu có tượng vi phạm quy tắc quản lý phải kòp thời chấn chỉnh Khi công trình bò tải cách thường xuyên tăng lưu lượng nồng độ nước thải phải báo lên quan cấp quan tra vệ sinh đề nghò mở rộng đònh chế độ làm việc cho công trình Trong chờ đợi, đề chế độ quản lý tạm thời mở rộng có biện pháp để giảm tải trọng trạm xử lý Để tránh bò ngắt nguồn điện, trạm xử lý nên dùng hai nguồn điện độc lập - 112 - Chương Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải 6.4 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN 6.4.1 Tổ chức quản lý Quản lý trạm xử lý nước thải thực trực tiếp qua quan quản lý hệ thống Cơ cấu lãnh đạo, thành phần cán kỹ thuật, số lượng công nhân trạm tùy thuộc vào công suất trạm, mức độ xử lý nước thải mức độ giới tự động hóa trạm Ở trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Bình Dương cần 02 cán kỹ thuật để quản lý, vận hành hệ thống xử lý nước thải − Quản lý mặt: kỹ thuật an toàn, phòng chống cháy nổ biện pháp tăng hiệu xử lý − Tất công trình phải có hồ sơ sản xuất Nếu có thay đổi chế độ quản lý công trình phải kòp thời bổ sung vào hồ sơ − Đối với tất công trình phải giữ nguyên không thay đổi chế độ công nghệ − Tiến hành sữa chữa, đại tu thời hạn theo kế hoạch duyệt trước − Nhắc nhở công nhân thường trực ghi sổ sách kòp thời sữa chữa sai sót − Hàng tháng lập báo cáo kỹ thuật phận kỹ thuật trạm xử lý nước thải − Nghiên cứu chế độ công tác công trình dây chuyền, đồng thời hoàn chỉnh công trình dây chuyền − Tổ chức cho công nhân học tập kỹ thuật để nâng cao tay nghề làm cho việc quản lý công trình tốt hơn, đồng thời cho họ học tập kỹ thuật an toàn lao động 6.4.2 Kỹ thuật an toàn Khi công nhân làm việc phải đặc biết ý an toàn lao động Hướng dẫn họ cấu tạo, chức công trình, kỹ thuật quản lý an toàn, hướng dẫn cách sử dụng máy móc thiết bò tránh tiếp xúc trực tiếp với nước thải Công nhân phải trang bò bảo hộ lao động tiếp xúc với hóa chất Phải an toàn xác vận hành Khắc phục nhanh chóng cố xảy ra, báo cho phận chuyên trách giải - 113 - Chương Quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải 6.4.3 Bảo trì Công tác bảo trì thiết bò, đường ống cần tiến hành thường xuyên để đảm bảo hệ thống xử lý hoạt động tốt, cố xảy Các công tác bảo trì hệ thống bao gồm : ¾ Hệ thống đường ống : Thường xuyên kiểm tra đường ống hệ thống xử lý, có rò rỉ hoăïc tắc nghẽn cần có biện pháp xử lý kòp thời ¾ Các thiết bò : + Máy bơm : - Hàng ngày vận hành máy bơm nên kiểm tra bơm có đẩy nước lên hay không Khi máy bơm hoạt động không lên nước cần kiểm tra nguyên nhân sau : + Nguồn điện cung cấp có bình thường không + Cánh bơm có bò chèn vật lạ không + Động bơm có bò cháy hay không Khi bơm phát tiếng kêu lạ cần ngừng bơm tìm nguyên nhân để khắc phục cố Cần sửa chữa bơm theo trường hợp cụ thể + Động khuấy trộn - Kiểm tra thường xuyên hoạt động động khuấy trộn - Đònh kỳ tháng kiểm tra ổ bi thay dây cua-roa + Các thiết bò khác - Đònh kỳ tháng vệ sinh xúc rửa thiết bò, tránh tình trạng đóng cặn thành thiết bò (bằng cách cho nước thiết bò thời gian từ 30 - 60 phút) Đặc biệt ý xối nước mạnh vào lắng tránh tình trạng bám cặn bề mặt lắng - Máy thổi khí cần thay nhớt đònh kỳ tháng lần lần - Motơ trục quay, thiết bò liên quan đến xích kéo đònh kỳ tra dầu mỡ tháng - Rulo bánh máy ép bùn đònh kỳ tra dầu mỡ tháng lần +Toàn hệ thống bảo dưỡng sau năm hoạt động - 114 - Chương Kết luận kiến nghò CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 KẾT LUẬN Với việc đầu tư tỷ đồng cho công trình xử lý nước thải chi phí cho xử lý m nước thải 1.850 VNĐ góp phần bảo vệ môi trường tự nhiên cải thiện môi trường sống người dân khu vực Đồng thời nâng cao uy tín, chất lượng sản phẩm nhà máy giúp nhà máy giành thò trường quan trọng xuất Nước thải nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Bình Dương có hàm lượng chất dinh dưỡng chất hữu dễ phân huỷ sinh học tương đối cao nên việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học mang lại hiệu cao Đây phương pháp phổ biến , ưu điểm phương pháp chi phí đầu tư vận hành thấp, phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, không gây độc hại cho môi trường, hiệu xử lý cao Có nhiều phương án để xử lý nước thải tinh bột, phương án trình bày có ưu điểm sau: - Bể acid hóa kết hợp điều hòa quy trình điểm đáng lưu ý: nước thải sản xuất tinh bột có hàm lượng chât hữu cơ, chất lơ lửng cao, đặc biệt thành phần nước thải chứa CN Các yếu tố gây trở ngại lớn cho trình xử lý giai đoạn sau Bể acid hóa kết hợp điều hòa xử lý hàm lượng CN nước thải, làm giảm đáng kể COD chất lơ lửng giảm nhẹ cho công trình xử lý sau Ngoài ra, bể có tác dụng giúp ổn đònh lượng nước thải vào bể UASB - Bùn từ bể UASB, bể lắng đợt có độ ẩm cao Cụm bể nén bùn máy lọc ép băng tải đề nghò để làm khô bùn cặn Hiện nay, việc làm khô cặn máy lọc ép băng tải phổ biến quản lý đơn giản, tốn điện, chiếm diện tích nhỏ mà hiệu suất cao 7.2 KIẾN NGHỊ - Để hệ thống hoạt động hiệu phải kòp thời đào tạo cán chuyên trách môi trường, cán kỹ thuật để vận hành hệ thống xử lý, theo dõi trạng môi trường công ty - Cần hạn chế ô nhiễm mùi phát sinh từ khí độc hại trình phân hủy chất hữu biện pháp: + Tăng cường sử dụng nước tái tuần hoàn - 115 - Chương Kết luận kiến nghò + Kiểm soát chặc chẽ nước thải khâu trích ly, tách ly, tránh thải tinh bột cặn bã hữu + Thu gom triệt để mảnh vụn chất hữu - Thường xuyên theo dõi trạng hệ thống thoát nươc, thiết bò sản xuất, nhằm giảm thiểu tối đa lượng chất thải phát sinh - Để tránh cố đáng tiếc xảy ra, cần phải có biện pháp an toàn lao động phòng tránh cháy nổ - Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho toàn cán bộ, công nhân viên toàn công ty - 116 - ... bóng Nước thải xử lý Hình 2.6: Hệ thống xử lý nước thải nhà máy Phước Long - 25 - Chương Tổng quan phương pháp xử lý nước thải khoai mì 2.3.2 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Hoàng Minh Nước thải. .. nghệ xử lý nước thải tinh bột phù hợp cần thiết - 29 - Chương Tổng quan nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tỉnh Bình Dương CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ TỈNH BÌNH DƯƠNG... TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ Với dây chuyền công nghệ sản xuất nêu chương 1, số nhà máy xây dựng hệ thống xử lý sau: 2.3.1 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì