ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI, THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THỦY SẢN, NGUỒN GỐC PHÁT SINH Ô NHIỆM, TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ LÝ NƯỚC THẢI, SƠ ĐỒ , CÁCH TÍNH TOÁN TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Đồ án cơng nghệ hóa CHƯƠNG1 : MỞ ĐẦU 1.1Tổng quan ngành chế biến thủy hải sản : Hình 1.1: hoạt động chế biến thủy sản Nước ta có vị trí địa lí thuận lợi để phát triển ngành thủy hải sản Theo thống kê Bộ Thủy Sản , nước ta có 1.470.000 mặt nước sơng ngòi dùng cho mục đích ni trồng thủy sản , ngồi có khoảng 544.500.000 ruộng trũng khoảng 56.200.000 hồ dùng nuôi cá Hơn , trải dài 3.000 km bờ biển dày đặc mạng lưới sơng ngòi kết hợp với nhiều vịnh thuận lợi cho việc phát triển ngành nghề nuôi trồng , đánh bắt chế biến động thực vật thủy hải sản Tiềm khai thác , đánh bắt vô to lớn : rong biển loài thân mềm ( mực , ốc ), cá , giáp xác (tôm, cua, ghẹ )là nguồn protein có giá trị cao, giàu vitamin, nguyên tố vi lượng nguồn nguyên liệu vô tận cho công nghiệp khai thác đánh bắt chế biến thủy hải sản Biển Việt Nam thuộc vùng biển nhiệt đới nên có nguồn lợi vơ phong phú Theo số liệu điều tra năm 1980 – 1990 hệ thực vật thủy sinh có tới 1300 lồi phân loài gồm loài cỏ biển gần 650 loài rong , gần 600 loài phù du ; hệ động vật có 9250 lồi phân lồi có khoảng 470 lồi động vật , 6400 lồi động vật đáy , 2000 loài cá , loài rùa biển , 10 loài rắn biển Tổng trữ lượng cá tầng vùng biển Việt Nam khoảng 1,2 – 1,3 triệu , khả khai thác cho phép 700 – 800 nghìn tấn/ năm Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ tơm he khoảng 55- 70 nghìn tấn/năm khả cho phép 50 nghìn tấn/năm SVTH: Nhóm Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Các nguồn lợi giáp xác khác 22 nghìn tấn/năm Nguồn lợi nhuyễn thể (mực) 64 – 67nghìn tấn/năm với khả khai thác cho phép 13 nghìn /năm Như nguồn lợi thủy sản chủ yếu tôm cá , có khoảng triệu tấn/ năm khai thác triệu tấn/năm.Cùng với ngành nuôi trồng thủy sản , khai thác thủy sản ngành chế biến thủy sản đóng góp xứng đáng chung thành tích ngành thủy sản Việt Nam Nguồn ngoại tệ ngành đem lại cho đất nước ngành chế biến thủy sản Trong mặt hàng đông lạnh chiếm khoảng 80% Trong năm (1991-1995) ngành thu 13 triệu USD, tăng 529,24% so với kế hoạch năm (1982-1985) tăng 143% so với kế hoạch năm (1986-1990) , tăng 49 lần 15 năm Tốc độ trung bình năm (1991-1995) đạt 21% / năm, thuộc nhóm hàng tăng trưởng mạnh ngành kinh tế quốc doanh Việt Nam ( năm 1995 đạt 550 triệu USD ) Tổng kim ngạch xuất (1991-1995) có ngành xuất 127.700 sản phẩm (tăng 156,86% so với năm 1990 ) cho 25 nước giới, có tới 75% lượng hàng nhập cho thị trường Nhật, Singapore, Hong Kong, EU, đạt 30 triệu USD/ năm Sản phẩm thủy hải sản Việt Nam đứng thứ 19 sản lượng, đứng thứ 30 kim ngạch xuất khẩu, đứng hàng thứ năm nuôi tôm Ngành chế biến thủy sản phần ngành thủy sản, ngành có hệ thống sở vật chất tương đối lớn, bước đầu tiếp cận với trình độ khu vực, có đội ngũ quản lý có kinh nghiệm, cơng nhân kỹ thuật có tay nghề giỏi Sản lượng xuất 120.000 – 130.000 tấn/ năm, tổng dung lượng kho bảo quản lạnh 230 ngàn tấn, lực sản xuất nước đá 3.300 tấn/ ngày, đội xe vận tải lạnh 1000 với trọng tải 4000 tấn, tàu vận tải lạnh khoảng 28 chiếc, với tổng trọng tải 6150 Chế biến nước nắm trì mức 150 triệu lít/ năm Đối với hàng chế biến xuất khẩu, ngành chuyển dần từ hình thức bán nguyên liệu sang xuất sản phẩm tươi sống, sản phẩm ăn liền sản phẩm bán lẻ siêu thị có giá trị cao Tuy vậy, giá trị mặt hàng đông lạnh nước ta 1/2 hay 2/3 giá trị xuất mặt hàng tương tự Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan Hiện nước có trên172 nhà máy, sở chế biến đông lạnh với công suất tổng cộng khoảng 110.000 sản phẩm/ năm , thu hút tạo việc làm cho SVTH: Nhóm Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa khoảng 3,1 triệu lao động Quy trình cơng nghệ chế biến hàng động lạnh nước ta chủ yếu dừng mức ộ sơ chế bảo quản đông lạnh Chủ yếu đưa tôm cá từ nơi đánh bắt sơ chế, đóng gói, cấp đông, bảo quản lạnh … xuất Về thiết bị, đại đa số nhà máy sở chế biến thủy hải sản đông lạnh xây dựng sau 1975, tập trung vào năm 80 tương đối mới, trang bị máy cấp đơng kiểu tiếp xúc băng chuyền Như vậy, ngành công nghiệp chế biến thủy sản ngành cơng nghiệp phát triển mạnh khu vực phía Nam , đóng góp khơng nhỏ vào kim ngạch xuất nước ta Thị trường tiêu thụ nước tăng mạnh Tuy nhiên, kèm với gia tăng sản phẩm, góp phần phát triển kinh tế, vấn đề nhiễm mơi trường sinh từ q trình chế biến ngành thực cần xem xét Do đặc điểm cơng nghệ mình, ngành chế biến thủy sản sử dụng lượng nước lớn q trình chế biến, trung bình khoảng 50÷70 H2O/tấn sản phẩm Vì ngành thải lượng nước thải lớn với chất thải rắn khó phân hủy Sự nhiễm nguồn nước ngành chế biến thủy sản thải trực tiếp môi trường mối quan tâm hàng đầu nhà quản lý mơi trường Hình 1.2: giá trị sản xuất thủy sản 1.2.Thành phần , tính chất nước thải chế biến thủy hải sản : SVTH: Nhóm 3 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Thủy sản phong phú chủng loại nên nguồn nguyên liệu ngành công nghiệp phong phú đa dạng , từ loại thủy sản tự nhiên loại thủy sản nuôi Công nghệ chế biến tùy thuộc vào mặt hàng nguyên liệu ( tơm, cá, cua, ghẹ, sò, mực …) đặc tính loại sản phẩm (thủy sản tươi sống đông lạnh ,thủy sản khơ, đóng hộp, luộc cấp đơng …).Do vậy, thành phần tính chất nước thải cơng nghiệp chế biến thủy sản đa dạng phức tạp , chúng thay đổi theo mùa thủy sản Thành phần nước thải thủy sản thường dạng hữu dễ phân hủy vảy cá , vi cá, đuôi cá , râu tôm , râu mực …và số chất dạng keo , hòa tan Các thành phần hữu phân hủy tạo chất trung gian ( axit béo khơng bão hòa ) gây mùi thối khó chịu Đối với cơng ty thủy sản có sản xuất thêm sản phẩm khơ , sản phẩm đóng hộp dây chuyền sản xuất có thêm cơng đoạn nướng , luộc , chiên thành phần nước thải chất béo , dầu gia tăng Các thông số đầu vào sau (theo số liệu công ty TNHH Chế Biến Hải Sản xuất J.S – ViNa.) Bảng 1.1 :Các thông số đầu vào Chỉ Khoảng Đơn vị tiêu pH giá trị 6,2 – 7,6 SS 3000– mg/l CO 6000 1000 – mg/l D BO 1500 750 – mg/l D5 Tổ 1200 59 – 80 mg/l ng N Tổ 15,8 – 25 mg/l ng P Col 1100 MNP/1 1500 sản : 1.3 Quy trình iorm chế biến thủy – 00 ml Nền công nghiệp thuỷ hải sản bao gồm giai đoạn chế biến khâu tung thị trường Các loại cá biển, tôm cua, rong tảo biển…qua chế biến cho sản phẩm dầu cá, thịt cá… Khâu xử lý nước thải ngày tốn yêu cầu xử lý chất thải đặt ngày nghiêm ngặt Thêm vào vấn đề vệ sinh an tồn thực phẩm, SVTH: Nhóm Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa ngun liệu tái chế, giá thị trường, suất, cạnh tranh gắt gao đặt nhiều áp lực lên vai công nghiệp chế biến thuỷ hải sản, để có mơi trường sản xuất cách thức kinh doanh tốt Nước thải từ khâu làm cá, tôm, cua… có chứa nhiều BOD, bao gồm dầu mỡ nitrogen Tài liệu nghiên cứu trình chế biến thuỷ hải sản cho thấy, lượng BOD 166 kg sản phẩm (Môi trường sản xuất Canada, 1994) Trong lấy thịt cá phi-lê, lượng BOD tính khoảng 12 đến 35 kg cho sản phẩm (UNEP,1998) BOD sinh từ khâu làm cá nitrogen bắt nguồn chủ yếu từ máu cá dòng nước thải (Mơi trường sản xuất Canada, 1994) 1.4.Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm : Hoạt động sở chế biến thủy hải sản thường phát sinh dạng ô nhiễm : khí, lỏng, rắn *Ơ nhiễm mơi trường Các nguồn nhiễm khơng khí phát sinh + Từ hoạt động tiếp nhận nguyên liệu: ô nhiễm mùi (methyl amin, mercaptan ) phát sinh từ chất thải rắn, phế liệu ( đầu mực, đầu cá, xương, vây ) để lâu ngày + lò sử dụng nhiên liệu dầu DO, từ máy phát điện, máy nén khí thiết bị đơng lạnh : NH3, NOx, SO2, bụi, H2S, CO + Bụi sinh trình bốc dỡ nguyên liệu sản phẩm Mức độ ô nhiễm dạng không lớn sở thường xuyên quan tâm đến việc bảo quản, sửa chữa, vận hành kỹ thuật *Ô nhiễm tiếng ồn : Trong trình sản xuất, tiếng ồn chủ yếu phát sinh va chạm, ma sát dụng cụ khâu chế biến (hoạt động máy ép, máy tách thịt, máy hút băng tải ), tiếng ồn phương tiện vận chuyển, bốc dỡ nguyên liệu sản phẩm, hoạt độ áy cấp đơng, máy ướp lạnh …Do đó, tiếng ồn sinh phân xưởng chế biến có ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân, tiếng ồn không ảnh hưởng nhiều đến môi trường xung quanh * Chất thải rắn: SVTH: Nhóm Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Chất thải rắn từ sở chế biến gồm chất thải sản xuất sinh hoạt công nhân + Chất thải rắn sản xuất: gồm bao bì cacton, nylon phế phẩm bị loại trình chế biến xương, thịt vụn, da + Chất thải rắn sinh hoạt : lượng rác sinh người theo nhiều tài liệu thống kê cho thấy từ 0,25 – kg/ngày Rác sinh hoạt chứa thành phần chất hữu cơ, thành phần trơ khó phân hủy bao bì, hộp đựng đồ uống PE, giấy Nếu sở quản lí tốt việc phân loại rác xử lí tốt vấn đề nhiễm chất thải rắn giải * Nước thải: Nước thải sinh xí nghiệp từ sản xuất , vệ sinh công nghiệp sinh hoạt công nhân + Nước thải sản xuất : sinh quy trình cơng nghệ chế biến, thải chủ yếu từ công đoạn rửa sơ chế nguyên liệu, chứa nhiều tạp chất hữu cơ, gây mùi hôi Nước thải vệ sinh công nghiệp: sinh từ việc rửa sàn nhà ngày, rửa máy móc, thiết bị, tưới cây, rửa xe chuyên chở + Nước thải sinh hoạt ngày: sinh từ hoạt động sinh hoạt cơng nhân Trong nước thải sản xuất có mức độ nhiễm cao nhất, lượng nước thải xấp xỉ lượng nước tiêu thụ, cần quan tâm xử lí trước thải nguồn tiếp nhận Theo thống kê, giá trị bình quân khối lượng chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt sau : Bảng 1.2: Giá trị bình qn khối lượng chất nhiễm nước thải sinh hoạt Tác nhân ô nhiễm Tảilượng (g/ngày) Nồng độ ( mg/l) tt BOD5 SVTH: Nhóm 3600 300 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa COD 4800 400 SS 780 65 Amôni 960 80 Phốtphát 408 34 (P2O5 ) 1.5 Đặc trưng : Trong quy trình cơng nghệ chế biến loại thủy sản, nước thải chủ yếu sinh từ khâu rửa sạch, sơ chế nguyên liệu Dòng nước thải giàu chất hữu (protein, lipit, axitamin, giàu đạm N – amoni, axit hữu , ) thường chứa nhiều đầu tôm, vảy cá, râu tôm, râu mực vụn, mảnh vụn thịt ruột, nội tạng, máu loài thủy sản, chúng thường dễ bị phân hủy tạo mùi hôi đặc trưng, gây ô nhiễm mặt cảm quan, ảnh hưởng đến sức khỏe cơng nhân Ngồi ra, chứa mỡ cá, dầu chiên lên mặt nước, tạo mùi Nhìn chung , nước thải công nghiệp chế biến thủy sản bị ô nhiễm hữu nặng, COD dao động khoảng 1000 – 1200 mg/l, BOD5 khoảng 600–950 mg/l, hàm lượng Nitơ hữu nước thải cao đến 70 – 110 mg/l, hàm lượng Phốtpho 10 – 100 mg/l dễ gây tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận Tuy nhiên, nồng độ thành phần chất hữu có nước thải thay đổi theo mùa thủy sản, theo định mức sử dụng nước, có xu hướng giảm dần lần rửa sau khó đê xuất quy trình xử lý cho phù hợp SVTH: Nhóm Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁPXỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1.Phương pháp xử lý học Xử lý học (hay gọi xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ tạp chất khơng tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, tạp chất nổi…) khỏi nước thải; điều hòa lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm nước thải Các cơng trình xử lý học xử lý nước thải thông dụng: 2.1.1.Song chắn rác lưới lọc a.Song chắn rác: SVTH: Nhóm Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Hình 2.1 phân loại song chắn rác Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải đặt miệng xả phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại tạp chất có kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilơng, vải vụn loại rác khác, đồng thời bảo vệ cơng trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn SVTH: Nhóm Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Hình2.2: Các loại song chắn rác tự động Hình2.3: Song chắn rác giới Dựa vào khoảng cách thanh, song chắn chia thành loại: +Song chắn thơ có khoảng cách từ 60 ÷100mm +Song chắn mịn có khoảng cách từ 10 ÷25mm b.Lưới lọc Lưới lọc dùng để khử chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi thành phần quý không tan cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ Kích thước mắt lưới từ 0,5÷1,0mm Lưới lọc thường bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay gọi trống quay) đặt khung hình dĩa 2.1.2.Bể lắng cát Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn đặt trước bể điều hòa, trước bể lắng đợt I Nhiệm vụ bể lắng cát loại bỏ cặn thô nặng cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, vụn, vỏ trứng… để bảo vệ thiết bị khí dễ SVTH: Nhóm 10 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa 4.8 Tính tốn bể trung gian Bể trung gian cơng trình chứa nước sau lắng, trường hợp chức tương tự hầm bơm.Chọn thể tích trung gian thể tích hầm bơm tiếp nhân Bể trung gian thiết kế tùy thuộc vào phương án hợp khối Hệ thống bơm bể trung gian tương tự hệ thống bơm bể điều hòa 4.9 Tính tốn bể SBR 4.9.1 Nhiệm vụ SBR SBR công trình sinh học có nhiệm vụ phân hủy chất hữu có nước thải nhằm đưa tiêu BOD5, SS đạt tiêu chuẩn xả thải 4.9.2 Tính tốn a Các thơng số đầu vào bể SBR: - Công suất thiết kế: Q = 5000m3/ngày Giả sử cơng trình phía xử lí lại : - BOD5 = 300mg/l - SS = 200mg/l - pH = 6,5 → 7,5 b Các thông số đầu ra: (theo QCVN11:2008) - BOD5 ≤ 30mg/l - SS =50mg/l - pH = 6.5-7.5 c Các thông số vận hành: - Thời gian lưu nước 24 h - Tỷ số: 0,1gBOD5 /g bùn MLVSS - Độ tro cặn z = 0,2 MLVSS = 0,8 MLSS - Tỷ số cặn bay hơi/cặn lơ lửng = 0,8 -Hệ số động học Y = 0,65 mgVSS/mgBOD5 hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,05 ngày -1 -Nồng độ cặn đặc phần chứa bùn phía bể 8000 mg /l(trong 0.8*8000 = 6400 mg/l bùn hoạt tính ) SVTH: Nhóm 61 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa - Tỷ trọng cặn d =1,02 -Chọn 60% thể tích bể chứa nước tháo ngày - Bể sâu 6.8 m tường dự trữ 0,5m lỗ ống phân phối gió đặt đáy 0,3m -Độ ngập ống gió m - Xả cặn tuần lần - Hàm lượng cặn lơ lửng đầu SS = 50mg/l(loại A) 65% cặn lơ lửng cặn hữu phân hủy BOD5 =0,68.BOD20 - Chất rắn phân hủy sinh học = 1,42.BOD20 - Trong nước thải có đầy đủ N, P kim loại cần thiết cho phát triển tế bào d Xác định liệu thành phần nước thải đầu bể: Ta có: - BOD5 đầu = BOD5 hòa tan + BOD5 cặn lơ lửng - Lượng BOD5 chứa 50mg/L cặn lơ lửng khỏi bể: + Cặn hữu cơ: 0,65 x 50 = 32,5mg/L = BOD20 + Lượng BOD20 bị oxi húa thành cặn: 1,42x32,5= 46,15mg/L + Lượng BOD5 68% BOD20 = 0,68x46,15 = 31,382mg/L + Lượng BOD5 hòa tan lại nước khỏi bể phản ứng: 50– 31,382= 18,618mg/L Hiệu xuất sử lý : 300 − 18,618 = 94% 300 Thể tích cần thiết bể SBR V= 5000m3 / ngày = 8333,33m3 0,6 Dung tích bể : 8333,33/3 = 2777,777 m Chiều cao chứa nước chứa cặn 6,3 m Diện tích bể S = 2777,777 = 440,917 6,3 Bể hình vng có cạnh a=21m - Thời gian lưu nước suốt q trình SVTH: Nhóm 62 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa tC 12 = = 1ngày V F 24 0,5 24 Vt HRT = Trong đó: HRT: thời gian lưu nước, ngày tC : thời gian hoạt động chu kì, h VF = 0,5 : tỉ số thể tích lượng nước làm đầy thể tích phần VT chứa nước bể Xác định nồng độ bùn hoạt tính cần thiết trình bể - Áp dụng cơng thức: V= Qngày S0 Q S hayX = ngày X F V F M M ( ) ( ) Trong đó: Qngày : Lưu lượng nước thải ngày, Qngày = 5000m3/ngày So : Hàm lượng BOD5 nước thải, BOD5 = 300mg/L V : thể tích làm việc SBR, 8333,33m3 F : tỷ lệ BOD5 nước thải bùn hoạt M F gBOD tính, M = 0,1 gbùn X : nồng độ bùn hoạt tính cần trì bể Vậy: X= Qngày S0 5000.300 = = 1800mg / L F 8333,33.0,1 V M ( ) - Nông độ bùn cặn thực bể X = X vc + X 1800 = 70 + = 2320mg / L 0,8 0,8 Trong đó: X1 : nồng độ bùn cặn thực bể, mg/L Xvc : cặn vô bể, X vc = SS0 35% = 200.35% = 70mg / L X SVTH: Nhóm : nồng độ bùn bể, X = 1800mg/L 63 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án công nghệ hóa - Khối lượng bùn hoạt tính cần có bể (khơng xả đi) Gbùn = 8333.33 × 1800x10-3 = 14999.995kg Khối lượng bùn cặn bể Gcặn = 8333.33 × 2320x10-3 = 19333.3256kg Tính thể tích bùn chốn chỗ sau n ngày làm việc (trước xả) G n = G0 ∑ D + SS n 0,8 Trong đó: G0: Lượng bùn cần trì bể sau lần xả, G0 = 19333.3256kg Pxn: Lượng bùn sinh ngày thứ n ngày PX n = Y × ( S − S ) × Qngày − K d × G nbùn −1 Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải ngày, Q = 5000m3/ngày So : Nồng độ BOD5 đầu vào, So = 300 mg/L S : Nồng độ BOD5 hòa tan đầu ra, S = 18.618mg/L Kd : Hệ số phân rã nội bào: Kd = 0,05 ngày-1 Y : Hệ số suất, Y = 0,65 mgVSS/mgBOD5 SSn: Lượng cặn hữu vào bể ngày, (không đổi) SSn = SS0 x0.65 × Qngày = 200x0.65x5000x10-3= 650kg Ngày thứ nhất: PX = 0,65 × (300 − 18,618) × 5000 × 10 −3 − 0.05 × 14999,995 = 164,49175kg SS1 = SS n = 650kg Tổng bụn cặn sau ngày: G1 = G0 + PX 164,49175 + SS1 = 19333,3256 + + 650 = 20188,9381 0,8 0,8 Ngày thứ 2: PX = 0,65 × (300 − 18,618) × 5000 × 10 −3 − 0,05 × (14999,995 + 164,49175) = 156,167 kg G2 = G1 + PX 156,167 + SS1 = 20188,9381 + + 650 = 21035,397 kg 0,8 0,8 Bảng 4.19: kết lượng bùn chốn chỗ sau n ngày hoạt động SVTH: Nhóm 64 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Ngày Pxn ( kg ) 164.4918 Gn (kg) 20188.94 156.2672 21034.27 148.4538 21869.84 141.0311 22696.13 133.9796 23513.6 127.2806 24322.71 120.9166 25123.85 Thể tích bùn chốn chỗ cô đặc đến 8000mg/L hay kg/m3 tỷ trọng bùn 1,02 Vbùn = 25123 = 3078,903m 1.02 × Chiều cao lớp bùn bể: hb = Vbùn 3078,903 = = 2,328m F 440,917 × Trong đó: Vbùn: thể tích bùn chốn chỗ, Vbùn = 3078.903m3 F: diện tích bể SBR, F = x 440.917=1322.752 m2 - Chiều cao lớp bùn cần trì bể : 19333,3256 Vbùn = =2369,28m 1,02 ×8 hb = Vbùn 2369,28 = = 1,791m F 661,736 × - Lượng bùn cần xả ngày: H b = 2,328 −1,791 = 0,537 m Vb = 0,537 × 21 × 21 = 236,817m SVTH: Nhóm 65 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa -Chiều cao phần nước lắng lớp bùn Hn = 6.3 – 2.328 = 3.972 m - Chiều cao phần nước phía bùn theo tính tốn hay độ sâu ống H d = 0,6 × 6.3 = 3.78m rút nước ra: - Nếu sau ngày xả bùn lần: + Chiều cao lớp nước lắng mặt bùn ngày 3.972m + Chiều cao lớp nước xả hàng ngày Hd = 3.78m + Phần nước dự trữ ống khoan lỗ thu nước để khỏi kéo cặn là: hdự trữ = 3.972 – 3.780 = 0,192m Lượng khơng khí cần cung cấp: Lượng oxy lý thuyết cần cung cấp: OC0 = OC o max = Q × ( S − S ) × 10 −3 ( g / kg ) −1 − 1,42 Px f 5000 × (300 − 18,618) × 10 −3 − 1,42 × 120,9166 = 1897,284khO2 / ngày 0,68 Trong đó: OCo: Lượng oxi lý thuyết điều kiện chuẩn, kgO2/ngày So: Nồng độ BOD5 đầu vào, So = 300 mg/L S: Nồng độ BOD5 hòa tan đầu ra, S = 18.618mg/L f: Hệ số chuyển đổi BOD5 COD hay BOD20, f = 0,45 - 0,68 - Theo liệu ra, f = 0,68 Px: Lượng bùn sinh , Pxmin = 120.9166kg - Lượng oxi cần thiết điều kiện thực tế: OCt = OC0 × OCt max = 1941,534 × Cs Cs − C 9,02 = 2347,82kg / ngày 9,02 − Trong đó: Nhiệt độ nước 200C SVTH: Nhóm 66 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Nồng độ oxi bão hòa Cs = 9.02 mg/l Nồng độ oxi trì bể C = mg/l 4.9.3 Thiết bị phân phối khí - Chọn thiết bị bọt mịn - Lượng khơng khí cần thiết: Qk = OCt OUxh Trong đó: Qk: Lượng khơng khí cần thiết cấp vào, m3/ngày OCt: Lượng oxi cần thiết điều kiện thực tế, kg/ngày OU: Năng suất hòa tan oxi thiết bị phân phối bọt khí nhỏ mịn chọn OU = 7grO2/m3.m h: Chiều sâu phần ngập nước tính từ mặt nước đến thiết bị thổi khí, h = m f : Hệ số an toàn, chọn f = 1,5 Okmax =2437.82/(7x10 -3 x6)= 58043.343 m3 /ngày≈ 60000m3 /ngày Bảng4.20: suất hòa tan oxi vào nước thiết bị bọt mịn Điều kiện Điều kiện tối ưu thí nghiệm Ou = grO2/m3.m - Nước 20oC - Nước thải Điều kiện trung bình Ou = grO2/m3.m 12 10 8,5 - Chọn Đĩa phân phối: (Airflex đ Disc:AFD350) Thơng số kĩ thuật: AFD350 + Đường kính 12 inch = 30,48cm + Khoảng Lưu lượng: 0-20 Nm 3/h SVTH: Nhóm 67 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa + Số lỗ: 10155 lỗ x 2mm + Chịu nhiệt độ đến 1000 C - Chọn đĩa có lưu lượng q = 15m3/h - Số đĩa cần để phân phối bể là: N= Qk 60000 = = 166,667 q 15 × 24 đĩa chọn 167 đĩa - Số đĩa bể là: = 167/3=55.7 đĩa Chọn 56 đĩa 4.9.4 Tính tốn đường ống dẫn khí: Từ ống cấp (ống dẫn khí vào bể trước vào bể) chia thành 14 ống nhánh, mối ống nhánh có đầu phân phối Khoảng cách ống nhánh 1.4m Theo chiều rộng bể 21m, ta bố trí sau: khoảng cách hai đầu phân phối gần 4.2m Đường ống phân phối cấp (đường ống dẫn khí từ máy thổi khí) Vận tốc khí tron ống vk=14 ÷ 20m/s,chọn vk = 20m/s + Đường kính ống phân phối D= × Qk × 60000 = v ×π 20 × × 14 × 24 × 3600 0, = 0,21(m) + Chọn ống sắt tráng kẽm 220 Kiểm tra: v = × Qk × 60000 = = 18,28m / s (14 ữ 20)m / s ìD 3,14 × 0,212 - Đường kính ống cấp Vận tốc khí ống vk= ÷ 15m/s, chọn vk = 15m/s D= × Qk × 60000 = = 0,14m × v × 3,14 × 15 × 3,14 × 24 × 3600 + Chọn ống sắt tráng kẽm 150 Kiểm tra: v = × Qk × 60000 = = 13,106m / s (9 ữ 15)m / s 3ì ì D × 3,14 × 0,15 × 24 × 3600 4.9.5 Tính tốn đường ống dẫn nước thải vào bể: - Vận tốc nước chảy ống có áp v=0,7 ÷ 1,5m/s, chọn v =1.5m/s - Lưu lượng tính tốn: Q = 5000 m 3/ngày SVTH: Nhóm 68 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa - Đường kính ống: 4×Q × 5000 = = 0,128 × V × 3,14 × 1,5 × 3,14 × 24 × 3600 D= Chọn loại ống nhựa: θ 130 -Kiểm tra lại vận tốc nước ống: V= × 5000 = 1,45m / s ∈ (0,7 ÷1,5) m / s × 3,14 × 0,132 × 24 × 3600 4.9.6 Tính tốn bơm xả bùn: xả bùn 6h Qb = 236,817 = 0,01m / s × 3600 - Chiều cao cột áp: H=6m - Công suất bơm: N= Q × ρ × g × H 0,01×1000 × 9,81× = = 0,763Kw 1000 ×η 1000 × 0,8 Trong đó: ρ : khối lượng riêng bùn thải lấy khối lượng riêng nước, ρ =1000kg/m3 η : hiệu suất hữu ích bơm Chọn η =0.8 - Chọn bơm bùn loại 1Hp, bơm hoạt động cho bể , dự phòng - Chọn vận tốc bùn chảy ống v = 0,5m/s - Đường kính ống xả bùn: 4×Q D= 3,14 × V 0,5 × 0,01 = 3,14 × 0,5 0,5 = 0,16m Chọn ống nhựa PVC θ 160 4.9.7 Tính máy thổi khí: - Áp lực cần thiết máy thổi khí tính theo mét cột nước: Hm = h + h + H Trong đó: h: tổn thất ma sát đường ống, chọn theo thực nghiệm h=0,4m h1: tổn thất qua vòi phun, chọn theo thực nghiệm h 1= 0,5m H: độ sâu ngập nước vòi phun H = 6m Hm = 0,4 + 0,5 + = 6.9m SVTH: Nhóm 69 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa - Áp lực thổi khí theo Atmostphe: Pm = 6,9 = 0,682atm 10.12 - Công suất máy nén khí tính theo q trình nén đoạn nhiệt: Trong đó: G : Tải lượng khí, kg/s 60000 × 1,3 = 0,90278kg / s 24 × 3600 G = Qkhí × ρ khí = R : Hằng số khớ, R = 8,314 kJ/KmoloK T1 : Nhiệt độ đầu ra, T1 = 273 + 20 = 293oK P =1 atm P2 = 1+0,682 = 1,682atm n: hệ số đoạn nhiệt, n = 0.283 e: Hiệu suất máy thổi khí = 0,8 - Chọn máy thổi khí ShowFou – RLC – 200, Taiwan cho bể + Model: RLC – 200 Điện áp: 380V Công suất : 37kW.Lưu lượng : 37,05m3/phút 4.9.8 Thiết bị tháo nước trong: Thiết bị Aqua Decanter tiêu chuẩn gồm phao làm vật liệu sợi thủy tinh, phía hệ thống – điện tử tự động điều khiển việc hút nước, bao quanh vỏ bảo vệ, phần nối với phần chứa nước chìm nước, hai phần bịt kín hồn tồn vòng đệm nằm đáy phao Các hệ thống nối với ống dẫn nước nhựa dẻo uốn cong theo lên xuống thiết bị, cuối cùng, ống dẫn nước nối với ống dẫn nước cố định làm nhựa PVC - Các thiết bị khí phụ kèm với thiết bị Aqua Decanter gồm: + Dây phao với phao sợi thủy tinh + Dây neo thép không gỉ + Khung neo dằn thép mạ thép sơn Bảng4.21: Thông số SBR SVTH: Nhóm 70 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Tên thông số Đơn vị Chiều dài m Chiều rộng m 21 Chiều cao m 6.8 Thể tích m3 2999 Chiều dày thành bể mm 300 Lớp bê tông đỡ mm 150 Lớp bê tông cốt thép mm 300 Đáy bể Giá trị 21 Thiết bị phânn phối khí Airflex đ cm Disc:AFD350 Nm3/phút + Đường kính 30,48 0-20 + Khoảng Lưu lượng m + Số lỗ: x 2mm 10.155 + Chịu nhiệt độ 100 4.10 Tính tốn bể lọc 4.10.1 Diện tích cần thiết cho bể lọc : Chọn tốc độ lọc 10m3 /m2 h (nguồn : Dân ) Act = 208,333m / h = 20,833m 10m / m / h 4.10.2- Tính tốn kích thước Sử dụng bể lọc hình vng , kích thước cạnh : Dài (D) = Rộng (R) = 4.564 m Chọn D = R = 4.6 m Diện tích xây dựng bể : Af = 4.6 x 4.6 = 21.16 m 4.10.3- Lựa chọn kích thước vật liệu lọc : Chọn lớp vật liệu lọc than anthracite có kích thước chưa xác định Lớp thứ hai cát thạch anh có kích thước hiệu d = 0.5mm Than anthracite SVTH: Nhóm 71 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa nằm có vận tốc lắng tương thích với vận tốc lắng cát để đảm bảo trình rửa ngược hiệu Tỉ than anthracite S g1 = 1.55.Tỉ cát Sg2= 2.65 , d2 = 0.5 mm.Kích thước hiệu than anthracite có vận tốc lắng cát : S g1 − d1 = d × S −1 g 1/ Trong : d : kích thước hiệu cát có tỷ trọng Sg1 d : kích thước hiệu than có tỷ trọng Sg2 2,65 − d1 = 0,5mm × = 1,04mm 1,55 − d1=1mm 4.10.4- Xác định chiều cao lớp vật liệu lọc Giả sử than anthracite chiếm 2/3 tổng chiều cao lớp lọc lại cát 1/3 Tỉ số dựa kinh nghiệm , giá trị tiêu biểu lọc hai lớp vật liệu - Tính tốn kích thước trung bình vật liệu lọc : 3 Kích thước trung bình vật liệu lọc = × + 0,5 × = 0,83mm 3 Độ rỗng trung bình = 0,48 × + 0,4 × = 0,45 Xác định tổng chiều cao lớp lọc Chiều cao tổng cộng lớp vật liệu lọc tính theo hình 1(phụ lục) với kích thước trung bình 0.83mm , độ rỗng trung bình 0.45 l = 7.5x102 mm = 75 cm chọn chiều cao sỏi đỡ 15 cm chiều cao lớp nước (0.8m – 1.8 m) chọn chiều cao lớp nước 0.9m=90 cm chiều cao xây dựng bể H= 180 cm chiều cao xây dựng : Hxd = 180+20 = 200 cm =2 m Tính chiều cao lớp vật liệu Chiều cao lớp than : Tính chiều cao lớp vật liệu Chiều cao lớp than : SVTH: Nhóm 72 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa L1 = 75cm × = 50mm L2 = 75cm × = 15mm Chiều cao lớp cát : Bảng 4.22 : Tóm tắt đặc tính lớp vật liệu lọc Lớp VLL Vật liệu Kích Chiều Hệ số Khối thước cao ,đồng nhấtlượng hiệu ,cm riêng Độ Tỉ số rỗng (e) L/de mm Phía than 50 1.6 1.55 0.48 500 0.5 25 1.4 2.65 0.4 500 anthracite Phía Cát Tổng chiều dày lớp vật liệu lọc : 0.75 m tổng tỉ số L/de = 1000 Bảng 4.23: thông số bể lọc Thông số Giá trị =Đơn vị Chiều cao m Chiều dài 4.6 m Chiều rộng 4.6 m Thể tích cần thiết 37.50 m3 Thể tích xây dựng 42.32 m3 4.11.Tính tốn bể tiếp xúc Thể tích hữu ích bể tiếp xúc tính theo cơng thức : V = Qh × t = 208,33m / h × 30 = 104,1665m / h 60 Trong : Qh : lưu lượng : 208.33 m3 /h t : thời gian tiếp xúc clo nước thải bể tiếp xúc chọn t = 30 phút diện tích bể tiếp xúx kiểu bể lắng ngang mặt SVTH: Nhóm 73 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa F= V 104,1665 = = 34,722m H Trong : H: chiều cao công tác bể tiếp xúc – kiểu bể lắng ngang lấy 1.5 – m ( TCXD -51-84 ) Chọn H= m Chọn chiều rộng W = m Vậy chiều dài L = m LxWxH = 7x5x3 Thể tích xây dựng bể : V = 7x5x3=105 m3 Bảng 4.24: thông số bể tiếp xúc clorin Thông số Giá trị Đơn vị Thời gian lưu 30 Phút Chiều dài m Chiều rộng m Chiều cao m Thể tích hữu ích 104 m3 Thể tích xây dựng 105 m3 SVTH: Nhóm 74 Lớp:DHHD7LTNA Đồ án cơng nghệ hóa Kết luận Đất nước ngày phát triển trình thực CNH-HĐH xuất KCN Do vấn đề bảo vệ môi trường ngày quan tâm Xử lý nước thải thủy sản nói riêng, xử lý nước thải cơng nghiệp nói chung tốn chi phí đầu tư chi phí vận hành Nguyên nhân chúng loại nước thải có hàm lượng SS, BOD5, COD cao; Đồ án thực vấn đề : - Thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản - Tính tốn chi phí xây dựng thi cơng cơng trình -Nêu lên cố gặp -Nêu lên cách quản lí vận hành Hệ thống xử lý đề đáp ứng việc xử lý hàm lượng chất ô nhiễm nằm khoảng giới hạn cho phép Việt Nam Với đề tài : “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy hải sản đông công suất 5000m3/ ngày”, nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường Hệ thống giải số nội dung sau: Bước đầu tìm hiểu trạng mơi trường khu vực để thực quy hoạch hệ thống xử lý có hiệu Thơng qua trạng mơi trường khu vực từ tính tốn lưu lượng nước thải đầu vào đưa phương án hệ thống xử lý thích hợp, có hiệu nhà máy SVTH: Nhóm 75 Lớp:DHHD7LTNA ... xử lý sinh học thường đặt sau nước thải xử lý sơ qua trình xử lý học, hóa học, hóa lý 2.4.1.Cơng trình xử lý điều kiện tự nhiên Ao hồ sinh học ( ao hồ ổn định nước thải) : Đây phương pháp xử lý. .. OZON HĨA UV Hình 2.10: phương pháp xử lí hóa lí Trong dây chun cơng nghệ xử lý, cơng đoạn xử lý hóa lý thường áp dụng sau công đoạn xử lý học Phương pháp xử lý hóa lý bao gồm phương pháp hấp phụ,... PHƯƠNG PHÁPXỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1.Phương pháp xử lý học Xử lý học (hay gọi xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ tạp chất khơng tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, tạp chất nổi…) khỏi nước thải; điều