Đồ án xử lý hệ thống xử lý nước thải ngành sản xuất giấy Lưu lượng trung bình ngày= 9000 m3/ng

Tìm hiểu thành phần đặc trưng của nước thải ngành sản xuất giấy - Tìm hiểu tình hình hoạt động, công nghệ sản xuất và các dòng thải ra của cơ sở- Đề xuất công nghệSản xuất bột giấy là quá trình gia công xử lý nguyên liệu để tách các thành phầnkhông phải là xenlulozo sao cho thu được bột giấy có hàm lượng xenlulozo càng caocàng tốt. Những loại cây dung làm giấy cần phải có hàm lượng xenlulozo cao hơn35%. Các thành phần khác như hemixenlulozo, lignin, … cần phải thấp hơn để giảmhóa chất dùng cho nấu, tẩy

[CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Mục Lục SVTH: CAO THỊ MAI ANH [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài I Ngành giấy ngành hình thành từ sớm Việt Nam, khoảng năm 284 Từ giai đoạn đến đầu kỷ 20, giấy làm phương pháp thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian vàng mã,… Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy phương pháp cơng nghiệp vào hoạt động Việt Trì Trong thập niên 1960, nhiều nhà máy giấy đầu tư xây dựng hầu hết có cơng suất nhỏ nhà máy Việt Trì, Nhà máy bột giấy Văn Điển, nhà máy giấy Tân Mai,… Ngành công nghiệp sản xuất giấy bột giấy ngày chiếm vị trí quan trọng kinh tế nước ta Tuy nhiên, lượng nước thải ngành công nghiệp thải mà không qua xử lý ảnh hưởng trực tiếp đến mơi trường nước Độc tính dòng nước thải từ nhà máy sản xuất bột giấy giấy diện hỗn hợp phức tạp dịch chiết than bao gồm: nhựa cây, axit béo, lignin, … Một số sản phẩm phân hủy lignin bị clo hóa có trọng lượng phân tử thấp Nồng độ số chất từ dịch chiết có khả gây ức chế cá Khi xả trực tiếp nguồn nước thai kênh rạch hình thành ảng giấy lên mặt nước làm cho nước có độ màu cao hàm lượng DO nước không Điều ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống vi sinh vật nước mà gián tiếp ảnh hưởng đến sức khở người dân khu vực Hiện nay, hầu hết nhà máy giấy xây dựng hệ thống xử lý nước thải có xử lý khơng đạt tiêu chuẩn thải nguồn tiếp nhận Công ty giấy Tân Mai số nhà máy Mục tiêu nội dung nghiên cứu II - Tìm hiểu thành phần đặc trưng nước thải ngành sản xuất giấy - Tìm hiểu tình hình hoạt động, cơng nghệ sản xuất dòng thải sở - Đề xuất công nghệ Phương pháp nghiên cứu III - Thu thập thông tin, tài liệu lien quan đến ngành sản xuất chăn nuôi - Phương pháp phân tích tiêu chất lượng nước thải - Trao đổi ý kiến với giáo viên hướng dẫn SVTH: CAO THỊ MAI ANH [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Chương 1: Tổng Quan Về Đề Tài Tổng quan khu vực nghiên cứu 1.1 Nhà máy giấy Tân Mai thuộc Cơng ty cổ phần Tập đồn Tân Mai nằm khu cơng nghiệp Biên Hòa I, phường An Bình, TP Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai Biên Hòa thành phố công nghiệp tỉnh lỵ tỉnh Đồng Nai, nằm khu vưc Đông Nam Bộ, Việt Nam Thành phố Biên Hòa thị loại I, đầu mối giao thong lớn vùng kinh tế phía Nam, thành phố trực thuộc tỉnh có dân số đơng nước, có dòng sơng Đồng Nai chảy qua, thành phố Hồ Chí Minh 30km, cách thành phố Vũng Tàu 90km - Sản lượng bột giấy : 45.000 tấn/năm - Sản lượng giấy: 48.000 tấn/năm Các sản phẩm giấy Cơng ty bao gồm : 1.2 - Giấy in - Giấy viết - Giấy bao xi măng Tổng quan công nghiệp sản xuất giấy bột giấy Công nghiệp sản xuất giấy bột giấy thường bao gồm hai cơng đoạn sau: 1.2.1 Sản xuất bột giấy: Sản xuất bột giấy trình gia cơng xử lý ngun liệu để tách thành phần xenlulozo cho thu bột giấy có hàm lượng xenlulozo cao tốt Những loại dung làm giấy cần phải có hàm lượng xenlulozo cao 35% Các thành phần khác hemixenlulozo, lignin, … cần phải thấp để giảm hóa chất dùng cho nấu, tẩy Các phương pháp sản xuất bột giấy gồm có: học, nhiệt học hóa học Trong phương pháp dung hóa chất dể nấu nhằm tách lignin tạp chất khỏi xenlulozo Sulfat sunlfit hau loại hóa chất dung phổ biến, áp dụng nấu nhiều loai nguyên liệu gỗ, tre, nứa có khả thu hồi lại dung dịch kiềm cho công đoạn nấu Nước thải trình nấu gọi lại dịch đen chưa hợp chất chưa natri (Chủ yếu Na2SO4 ), ngồi có NaOH, Na2S, Na2CO3 lignin sản phần thủy phân hydratcacbon axit hữu SVTH: CAO THỊ MAI ANH [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] 1.2.2 Tạo hình giấy từ bột giấy (Xeo giấy) Bột giấy sau tẩy trắng đưa tiếp sang cppng đoạn làm giấy nhà máy nhà máy khác Cơng đoạn tạo hình sản phẩm lưới thoát nước để giảm độ ẩm giấy Nguyên liệu trình bột giấy, giấy cũ … 1.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất giấy bột giấy Là công nghệ dùng nhiều nước Tùy theo công nghệ sản phẩm mà lượng nước tiêu tốn cần thiết dao động khoảng 80 – 450 m Nước dùng cho công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy sản xuất nước Hẩu hết lượng nước đưa vào sử dụng cuối trở thành nước thải mang theo tạp chất, hóa chất,bột giấy, chất nhiễm dạng vô hữu 1.3.1 Gia công nguyên liệu thô Rửa nguyên liệu, loại bỏ tạp chất, cắt nhỏ Dòng thải rửa nguyên liệu chứa chất hữu hòa tan, đất đá, sỏi cát, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây, … 1.3.2 Nấu Nhằm tách lignin hemixenlulôzơ khỏi nguyên liệu ban đầu.Trong q trình ta cho hóa chất kiềm hòa tan thủy phân lignin hemixenlulôzơ : dung dịch muối sulfit hay axit lỗng đun sơi… 1.3.3 Rửa bột Nhằm mục đích tách bột xenlulơzơ khỏi dung dịch nấu (dịch đen) Thường sử dụng nước Dòng thải từ trình nấu rửa sau nấu thường chứa phần lớn chất hữu hòa tan, hóa chất nấu phần xơ sợi;dòng thải có màu tối nên gọi dịch đen Dịch đen chứa nồng độ chất khô khoảng 25-35%, tỷ lệ chất hữu vô vào khoảng 70-30 Thành phần hữu lignin hòa tan vào dung dịch kiềm, sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu Thành phần vô gồm hóa chất nấu, phần nhỏ NaOH, Na2S tự do, Na2SO4, Na2CO3, phần nhiều kiềm natrisulfat liên kết với chất hữu kiềm 1.3.4 Tẩy trắng SVTH: CAO THỊ MAI ANH [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Quá trình nhằm tách lignin số thành phần tồn dư bột giấy Để khử lignin người ta dùng chất oxi hóa như: clo, hyppoclorit, ozon…Theo truyền thống, q trình tẩy trắng gồm giai đoạn chính: - Giai đoạn clo hóa: oxy hóa mơi trường axit để phân hủy phần lớn lignin sót lại bột giấy - Giai đoạn thủy phân kiềm: sản phẩm lignin hòa tan kiềm nóng tách khỏi bột giấy - Giai đoạn tẩy oxy hóa: thay đổi cấu trúc mang màu sót lại bột giấy Dòng thải từ trình tẩy trắng thường chứa hợp chất hữu cơ, lignin hòa tan hợp chất tạo thành chất với chất tẩy dạng độc hại, có khả tích tụ sinh học thể sống hợp chất clo hữu (AOX: Adsorbable Organic Halogens), làm tăng AOX nước thải Dòng thải có độ màu, giá trị BOD COD cao 1.3.5 Nghiền bột Q trình nhằm mục đích làm cho xơ sợi hydrat hóa trở nên dẻo dai, tăng bề mặt hoạt tính, giải phóng gốc hydroxit làm tăng diện tích bề mặt, tăng độ mềm mại,hình thành độ bền tờ giấy 1.3.6 Xeo giấy Xeo giấy trình tạo hình sản phẩm lưới thoát nước để giảm độ ẩm giấy Sau bột nghiền trộn với chất độn chất phụ gia trước đến giai đoạn xeo giấy.Tùy theo chất lượng mong muốn mà ta thêm vào chất phụ gia sau: - Các chất vô cơ: cao lanh, CaCO3, oxit titan - Các chất hữu cơ: tinh bột biến tính, axit lactic - Các chất màu: nhôm sulfat (tác nhân khử mực) Dòng thải từ q trình nghiền bột xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, giấy dạng lơ lửng chất phụ gia nhựa thông, phẩm màu, cao lanh 1.3.7 Sấy Giấy sau xeo sấy khơ để có sản phẩm khơ SVTH: CAO THỊ MAI ANH [CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] 1.4 Các nguồn gây nước thải sản xuất giấy bột giấy Ở ta xét nguồn gây tác động đến môi trường nước: 1.4.1 Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt phát sinh từ trình sinh hoạt sản xuất công nhân viên nhà máy Nước thải sinh hoạt mang theo chất hữu nên nhu cầu oxy sinh hóa thường dao động khoảng 180-250 mg/l Ngồi có chứa lượng lớn loại vi khuẩn (E coli, vi rút loại…) nguyên nhân gây ô nhiễm nước thải nguồn tiếp nhận Nước thải sinh hoạt nhờ hệ thống thoát nước chung qua bể phốt nên lượng BOD giảm nhiều Ngoài nước thải sinh hoạt chứa NH +, PO -,là nguyên nhân gây phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận nước thải Tuy nhiên nước thải sinh hoạt xử lý nước thải sản xuất nhà máy 1.4.2 Nước thải công nghiệp a) Nước thải rửa mảnh Gỗ bạch đàn keo loại bóc vỏ chặt mảnh, mảnh sau làm cho vào silơ Mảnh từ silơ băng tải đưa đến tháp xơng hơi, sau xả vào máy rửa mảnh để loại bỏ mảnh vụn bơm tới thiết bị thoát nước xả sang tháp mảnh thứ hai Nước rửa từ thiết bị thoát nước tách cát bể lắng sử dụng tuần hồn trở lại mà khơng xả mơi trường Cặn từ bể lắng cát thu gom đem chôn lấp b) Nước thải đậm đặc Nước thải sinh từ q trình thẩm thấu hóa chất, ép vắt mảnh, nghiền sơ bộ, khử nước Chứa tới 90% hàm lượng lignin (hợp chất hữu khó phân hủy sinh học độc với môi trường), COD, BOD5 TDS…Khi sản xuất đạt cơng suất thiết kế ngày công đoạn thải gần 1.200 m3 nước dịch đen có hàm lượng chất rắn từ 1,2- 1,5% Toàn lượng dịch đen đưa tới hệ thống chưng bốc để cô đặc tới nồng độ 25%.Như ngày sản xuất có khoảng 300m3 dịch đặc có hàm lượng chất rắn 25% đưa tới đốt lò đốt chất thải với vỏ cây, mùn, bùn sinh học để thu hồi nhiệt Lượng nước ngưng từ trình chưng bốc thu hồi tái sử dụng c) Nước thải loãng SVTH: CAO THỊ MAI ANH [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Nước thải sinh từ trình thẩm thấu hóa chất, ép vắt mảnh, nghiền sơ bộ, khử nước Chứa tới 90% hàm lượng lignin (hợp chất hữu khó phân hủy sinh học độc với môi trường), COD, BOD5 TDS…Khi sản xuất đạt công suất thiết kế ngày cơng đoạn thải gần 1.200 m3 nước dịch đen có hàm lượng chất rắn từ 1,2- 1,5% Toàn lượng dịch đen đưa tới hệ thống chưng bốc để cô đặc tới nồng độ 25%.Như ngày sản xuất có khoảng 300m3 dịch đặc có hàm lượng chất rắn 25% đưa tới đốt lò đốt chất thải với vỏ cây, mùn, bùn sinh học để thu hồi nhiệt Lượng nước ngưng từ trình chưng bốc thu hồi tái sử dụng SVTH: CAO THỊ MAI ANH [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Chương 2: Tổng Quan Các Phương Pháp Xử Lý – Lựa Chọn Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Ngành Sản Xuất Giấy I – CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY Phương pháp xử lý học 1.1 Nhằm loại bỏ chất khơng hòa tan vỏ cây, rác, đất đá, sỏi,… cách gạn, lọc qua cơng trình: - Song chắn rác lưới chắn rác - Bể lắng cát Phương pháp xử lý hóa lý 1.2 Thường kết hợp với phương pháp xử lý sinh học để xử lý chất vô độc hại kim loại nặng hợp chất hữu bền vững (màu, lignin,… ) để thu hồi chất quý nước thải, khử chất độc gây ảnh hưởng xấu đến giai đoạn xử lý sinh học Các phương pháp hoa lý hay sử dụng: - Keo tụ lắng: loại bỏ chất rắn lơ lửng - Hấp thu: loại bỏ chất hữu cơ, màu - Tuyển Phương pháp xử lý hóa học 1.3 Dùng dể khử chất hòa tan để đưa pH giá trị tối ưu 6,0 – 8,5 trước qua xử lý sinh học Các phương pháp hóa học thơng thường: - Phương pháp trung hòa - Phương pháp oxy hóa- khử Phương pháp sinh học 1.4 - Phương pháp sinh học dung để xử lý nước thải có chứa hàm lowngj chất hữu hòa tan cao số chất vơ N – NO 2-, N – NO3-,… Phương pháp hỏa động dựa sở sử dụng hoạt động vi sinh để phân hủy chất hữu gây nhiễm bẩn nước thỉa, Các vi sinh vật sử dụng chất hữu số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng tạo lượng giúp chúng phát triển Các phương pháp xử lý phương pháp sinh học: - Phương pháp sinh học kỵ khí: áp dụng để xử lý nước thải cơng nghiệp nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất bẩn hữu cao BOD đén 10 – 39 g/l - Phương pháp sinh học hiếu khí: sử dụng vi sinh vật hiếu khí phân huy chất hữu nước thải có đầy đủ oxy hòa tan nhiệt độ, pH … thích hợp - Hồ sinh học: dùng để xử lý nguồn thải thứ cấp với chế phân hủy tự nhiên chất hữu cơ, với vi sinh vật đóng vai trò chủ yếu trình xử lý chất thải hữu SVTH: CAO THỊ MAI ANH [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] II – Lựa Chọn Công Nghệ Xử Lý Và Tính Tốn Cơng Trình Chính 2.1 u cầu cơng nghệ Yêu cầu công nghệ xử lý nhà máy bột giấy sau:  Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn đầu  Lưu lượng đầu vào, chất có thành phần nước thải  Chi phí xử lý cho sản phẩm thấp  Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý bảo trì  Tận dụng cơng trình có sẵn  Khả đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý 2.1 Cơ sở lựa chọn phương án xử lý Phương pháp xử lý kị khí Q trình phân hủy kị khí q trình phân hủy sinh học chất hữu có nước thải điều kiện khơng có oxy để tạo sản phẩm cuối khí CH CO2 Cơ sở để lựa chọn bể kị khí UASB Nồng độ chất nhiễm cao so với tiêu chuẩn Tỉ lệ BOD 5:COD ≤ 0,55 hàm lượng COD > 1000mg/l Do vậy, xử lý ban phương pháp sinh học thường có hai cơng đoạn : cơng nghệ kị khí đặt trước cơng nghệ xử lý hiếu khí đặt sau quy trình cơng nghệ Trong nước thải bột giấy giàu hidrocacbon hòa tan, nghèo nito photpho dinh dưỡng vi sinh vật, xử lý cần cân dinh dưỡng cho vi sinh vật So sánh UASB công nghệ kị khí khác Bảng 3.1: So sánh giữa phương pháp xử lý kỵ khí Q trình Tḥn lợi Bất lợi Hồ kỵ khí Rẻ Cần có diện tích lớn Hầu khơng đòi hỏi quản lý Gây mùi thới khó chịu thường xun, bảo trì, vận hành SVTH: CAO THỊ MAI ANH Không thu hồi được khí sinh [CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] đơn giản học sinh Thích hợp nước thải có hàm Tải trọng thấp Phân hủy kỵ lượng SS cao Thể tích thiết bị lớn để đạt khí xáo trộn Đảm bảo tính chất nước thải SRT cần thiết hồn tồn (vật chất, pH, nhiệt độ) đồng thiết bị Sự xáo trộn trở nên khó hàm lượng SS lớn Tiếp xúc kỵ Thích hợp với nước thải có hàm Tải trọng trung bình lượng SS từ trung bình đến cao khí Vận hành tương đới phức tạp Vận hành tương đối đơn giản Lọc kỵ khí Phù hợp cho loại nước thải Không phù hợp với loại nước thải có hàm lượng SS cao có hàm lượng COD từ thấp đến Dễ bị bít kín cao Vớn đầu tư chi phí vận Khơng phù hợp với loại nước hành thấp thải có hàm lượng SS cao Thiết bị đơn giản, chiếm diện tích UASB Phù hợp cho loại nước thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao Có thể đạt được tải trọng cao Những năm gần UASB ứng dụng rộng rãi công nghệ khác nguyên lý trình xem thuận tiện đơn giản nhất, hạn chế trình vận hành UASB dễ dàng khắc phục phương pháp xử lý sơ Tính kinh tế ưu điểm UASB - UASB có khả xử lý nước thải hữu với tải trọng cao, tốn lượng Hiệu xử lý cao từ 60 – 90% theo COD SVTH: CAO THỊ MAI ANH 10 [CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Thơng sớ Đơn vị Giá trị Chiều cao tổng cộng bể, H m Chiều rộng, W m 11,2 Chiều dài, L m 11,2 Thời gian lưu nước, HRT h 4,1 Thời gian lưu bùn, θ c ngày 10 + Ống dẫn (Đường kính*bề dày) mm ống*(250*3,2) + Ống dẫn nhánh (Đường kính*bề dày) mm 20ống*(50*2,5) + Khoảng cách nhánh m 0,8 + Số lượng ống nhánh ống 14 + Cách biên m 0,4 Hệ thống ống dẫn khí: Hệ thống đĩa phân phối: SSI AF270 + Đường kính cm 34,7 + Tổng số đĩa đĩa 49 + Số lượng đĩa tên nhánh đĩa + Khoảng cách đĩa cm 80 + Cách biên cm 40 Máy nén khí: Taiko SSR-125 + Cơng suất kW 48,6 + Số máy máy Bể Lắng II a Mục đích:Sau qua bể Aerotank hầu hết chất hữu hoà tan nước thải bị phân hủy hồn tồn Tuy nhiên, hàm lượng bùn hoạt tính có nước thải lớn, bùn hoạt tính chất lơ lửng tách bể lắng II Chọn bể lắng II bể lắng ly tâm SVTH: CAO THỊ MAI ANH 45 [CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Tính tốn b Bảng 4.12: Bảng thông số chọn tải trọng xử lý bể lắng II Loại cơng trình xử lí Tải trọng bề mặt Tải trọng chất rắn Chiều sinh học (m3/m2.ngày) (kg/m2.h) Trung Trung Lớn bình 40 - 48 3,9 – 5,8 9,7 3,7 – 6,0 40 - 48 4,9 – 6,8 9,7 3,7 – 6,0 Lớn bình + Bùn hoạt tính 16 - 32 khuếch tán cao tổng cộng (m) khơng khí + Bùn hoạt tính 16 - 32 khuếch tán oxy nguyên chất (nguồn: [1]) Trong trường hợp xét, chọn: Tải trọng bề mặt: LA =12 m3/m2.ngày Tải trọng chất rắn: LS = Kg/m2.h Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt: Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng chất rắn: Do AS < AL, diện tích bề mặt theo tải trọng bề mặt diện tích tính tốn Đường kính bể: Dbể = = = 18 m Đường kính ống trung tâm Dtt = 0,2Dbể = 0,2 x 18 = 3,6 m Chiều cao ống loe (h’= 0,2 ÷ 0,5 m) Chọn h’= 0,3 m SVTH: CAO THỊ MAI ANH 46 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] b Xác định chiều cao bể Chọn chiều hữu ích: H = 3m Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 1,5 m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3 m Chiều cao tổng cộng bể lắng: Htc = H + hb + hbv = 3m + 1,5m +0,3m =4,8m Chiều cao ống trung tâm: H = 60% H = 3m 0,6 =1,8m c Thời gian lưu nước bể lắng Thể tích bể lắng: V = Thể tích phần lắng: VL = Thời gian lưu nước: t = = = 0,27 h Thể tích phần chứa bùn: Vb = A hb = 125 x 1,5 = 187,5 m3 Thời gian lưu giữ bùn bể: Tải trọng máng tràn: Giá trị nằm khoảng cho phép: LS < 500 m3/m.ngày Bảng 4.13: Thông số thiết kế bể lắng II STT Thơng sớ Đơn vị Kích thước Số lượng bể Cơng trình 2 Đường kính m 18 Chiều cao bùn lắng m 1,5 Thể tích bể lắng m3 1200 Thể tích chứa bùn m3 187,5 10 Bể khử trùng Chọn thời gian tiếp xúc bể khử trùng t = 30 phút = 0,5 h SVTH: CAO THỊ MAI ANH 47 [CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Thể tích bể khử trùng: V = Qt = 3750,5 = 187,5m3 Chọn chiều cao hữu ích bể: Hhi =2 m Chiều cao bảo vệ: hbv= 0,5 m Diện tích bể: F = = = 93,75 m2 Chọn LB = m Liều lượng clo dùng là: C = g/m3 Lượng clo tiêu thụ ngày: M = QC = 90005 = 45000 g/ngày = 45 kg/ngày 11 Hồ hoàn thiện a.Nhiệm vụ Hồ hồn thiện có nhiệm vụ ổn định tính chất nước thải tăng cường hiệu khử chất hữu lại trước thải mơi trường b.Tính tốn thiết kế Bảng 4.14: Thơng sớ đầu vào của hồ Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Giá trị đầu BOD5 mg/l 200 ≤ 100 COD mg/l 400 ≤ 150 Lưu lượng m3/ ngày 1500 1500 Hiệu suất khử BOD5 hồ hoàn thiện: Thời gian lưu nước hồ: Trong đó: - α : hệ số sử dụng thể tích hồ, chọn tỉ lệ L:W = 1:1 α = 0,35 - K : số, ứng với nhiệt độ nước thải hồ 250C K - tính theo cơng thức: K = 0,1 x 1,047(25-20) = 0,1258 - La : hàm lượng BOD5 dẫn vào hồ - Lt : hàm lượng BOD5 khỏi hồ Thể tích hồ hồn thiện: SVTH: CAO THỊ MAI ANH 48 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Chọn chiều sâu hồ H = m (chiều sâu hồ không 1,5 m) [6], chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m Diện tích bề mặt hồ: Hồ có dạng hình vng, kích thước cạnh a = Kích thước hồ: L x W x H = 11 Bể chứa bùn a.Nhiệm vụ : Bùn từ đáy bể lắng li tâm đưa vào hố thu bùn có hai ngăn, phần bùn bể bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm trì nồng độ bùn hoạt tính bể, phần bùn dư đưa vào máy ép bùn băng tải b.Tính toán : Ngăn thứ nhất: Thời gian lưu bùn ngăn thứ hai: t1= 10h Lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn dư (gồm bùn tươi từ: bể khử độc, bể UASB, bùn dư từ bể lắng II) m3/ngày Q = xQw+ Qkhử độc +QlắngII = Thể tích ngăn chứa bùn dư: V1 = Chọn chiều cao ngăn thứ nhất: H1 = m , chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m Diện tích ngăn thứ nhất: Chiều dài ngăn thứ nhất: L1 = 4,4m Chiều rộng ngăn thứ nhất: B1 = 4,4m Kích thước ngăn thứ hai: L x B x Htc = 4,4m x4,4 m x 2m 12 Bể nén bùn a.Nhiệm vụ : Tại bùn dư từ bể thu bùn nén trọng lực nhằm giảm thể tích bùn Bùn hoạt tính bể lắng II có độ ẩm cao 99 ÷ 99,3%, cần phải thực nén bùn bể nén bùn để giảm độ ẩm khoảng 95 ÷ 97% SVTH: CAO THỊ MAI ANH 49 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] b.Tính tốn : Lượng bùn dư cần xử lý ngày 27m3/ngày Thời gian lắng bùn: tL = Diện tích hữu ích bể nén bùn li tâm: Đường kính bể nén bùn Chiều cao cơng tác bể nén bùn: Thể tích bể nén bùn: V = H x F1 =5,5m x 7,5m2 = 41,25 m3 Chiều cao tổng cộng bể nén bùn li tâm: Trong đó: - Htc: Chiều cao tổng cộng bể nén bùn - h1: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h1=0,4m - h2: chiểu cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn đáy, h2 = 0,3m - h3 :chiều cao từ đáy bể đến mức bùn, h3 = 1m - Tốc độ quay hệ thống gạt 0,75÷4h-1 - Độ nghiêng đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn dung hệ thống gạt, i = 0,01 - Bùn nén xả định kỳ áp lực thủy tĩnh 0,5÷1,0m Nước, sau tách bùn, tự chảy trở lại bể thu gom để tiếp tục xử lý lần Lượng bùn thu sau qua bể nén: 13 Sân phơi bùn Bùn từ bể nén bùn dẫn vào sân phơi bùn để làm nước Lượng cặn đưa đến sân phơi q = 5,4 m3/ngày Giả sử thời gian làm việc nhà máy năm 300 ngày Diện tích hữu ích sân phơi bùn là: SVTH: CAO THỊ MAI ANH 50 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Chia sân phơi bùn thành ngăn, diện tích ngăn 144m Kích thước ngăn: Diện tích phụ sân phơi bùn lấy 20% diện tích sân phơi bùn Diện tích tổng cộng sân phơi: Lượng bùn phơi từ độ ẩm 96% đến 75% năm: 14 Bớ trí cao trình cơng nghệ  Nhận xét chung trạng cao trình Khu đất chọn làm vị trí đặt trạm xử lý: cốt mặt đất tự nhiên khu vực 2m Để nước thải tự chảy qua cơng trình, mực nước cơng trình đầu trạm xử lý phải cao mực nước lớn sông cộng với tổng tổn thất cột nước qua cơng trình trạm xử lý phải đảm bảo cột nước dự trữ vị trí cửa xả sơng 2.5m, để nước thải chảy tự từ miệng cống xả sơng Ta minh hoạ cơng thức sau: Trong đó: zd: cao trình mực nước cơng trình có dòng tự chảy (mương đặt song chắn rác) : tổng tổn thất cột nước qua cơng trình đơn vị 2,5m: cột nước dư cần thiết vị trí cửa xả để nước chảy tự kênh zmaxsong: cao trình mực nước max sơng, zmaxsong= 2m Việc xác định xác tổn thất cột nuớc qua cơng trình ống dẫn cần thiết để đảm bảo cho trạm xử lý làm việc bình thường Chọn cách tương đối tổn thất theo kinh nghiệm (theo Giáo trình Xử lí nước thải, PGS-TS Hồng Huệ, tr 192): - Tổn thất qua mương dẫn:( lấy từ – 50 cm ),chọn 30cm - Tổn thất qua song chắn rác: xác định theo thiết kế song chắn rác, h SCR =5cm (trong khoảng 5-20 cm) - Tổn thất qua hố thu: 20 cm SVTH: CAO THỊ MAI ANH 51 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] - Tổn thất qua bể điều hòa:( 10 - 20 cm), chọn 20cm - Tổn thất qua bể lắng 1(20-60 cm),chọn 40cm - Tổn thất qua bể UASB: 50 cm - Tổn thất qua bể Aerotan:( 25 - 40cm)chọn 30 cm - Tổn thất qua bể lắng 2: 50 cm - Tổn thất qua bể khử trùng:( từ 40-60cm), chọn 30cm Căn vào tổn thất áp lực qua cơng trình đơn vị ta tính cao trình mực nước cho cơng trình sau: Tính tốn cao trình cơng trình đơn vị theo mặt cắt nước : - Mực nước ống xả sông : Zra = 2,5 + Zmax sông = 2,5 + = 4,5 m - Mương dẫn nước : Mực nước cao mương dẫn: Zm = Zra+ hm = 4,5 + 0,3 = 4,8 m Với hm: tổn thất cột nước qua mương dẫn, 0,3m Cao trình mặt mương dẫn Zmm = Zm+0,3 = 4,8 + 0,3= 5,1m Cao trình đáy mương Zmđáy = 4,8 - 0,58 =4,22 m Trong đó: 0,58m: Chiều cao cơng tác mương dẫn 0,3m: Chiều cao bảo vệ mương - Bể khử trùng: Cao trình mực nước bể khử trùng: Zktmn = Zm + hkt = 4,8 + 0,3 = 5,1(m) Với hkt: tổn thất cột nước qua bể khử trùng, 0,3 m SVTH: CAO THỊ MAI ANH 52 [CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Cao trình mặt bể khử trùng: Zktm = 5,1+ 0,5= 5,6(m) Cao trình đáy bể khử trùng: Zktđ = 5,1 – 2,5 = 2,6 (m) Trong đó:2,5 m: Chiều cao cơng tác bể khử trùng 0,5m: Chiều cao bảo vệ bể khử trùng - Bể lắng 2: Cao trình mực nước bể lắng 2: ZL2mn = Zktmn + hL2 = 5,1 + 0,5 = 5,6(m) Với hL2: tổn thất cột nước qua bể lắng 0,5 m Cao trình mặt bể lắng 2: ZL2m = 5,6+ 0,3= 5,9(m) Cao trình đáy bể lắng 2: ZL2đ = 5,6 – 4,8 = 0,8 (m) Trong đó: 4,8m: Chiều cao cơng tác bể lắng 0,3m: Chiều cao bảo vệ bể lắng - Bể Aerotank: Cao trình mực nước bể Aerotank: ZAerotankmn = ZL2mn + hAerotank = 5,6 + 0,3 = 5,9(m) Với hAerotank: tổn thất cột nước qua bể Aerotank, 0,3 m Cao trình mặt bể Aerotank: ZAerotankm = 5,9+ 0,5= 6,4(m) Cao trình đáy bể Aerotank: ZAerotankđ = 5,9 – 4,5 = 1,4 (m) Trong đó: 4,5m: Chiều cao công tác bể Aerotank SVTH: CAO THỊ MAI ANH 53 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] 0,5m: Chiều cao bảo vệ bể Aerotank - Bể UASB: Cao trình mực nước bể UASB: ZUASBmn = ZAerotankmn + hUASB = 5,9+ 0,5 = 6,4(m) Với hUASB: tổn thất cột nước qua bể UASB, 0,5 m Cao trình mặt bể UASB: ZUASBm = 6,4+ 0,3= 6,7(m) Cao trình đáy bể UASB: ZUASBđ = 6,4 – 4,5= 1,9(m) Trong đó: 4,5m: Chiều cao cơng tác bể UASB 0,3m: Chiều cao bảo vệ bể UASB - Bể lắng 1: Cao trình mực nước bể lắng 1: ZL1mn = ZUASBmn + hL1 = 6,4 + 0,4 = 6,8(m) Với hL1: tổn thất cột nước qua bể lắng 1, 0,4 m Cao trình mặt bể lắng 1: ZL1m = 6,8+ 0,3= 7,1(m) Cao trình đáy bể lắng 1: ZL1đ = 6,8 – 4,2 = 2,6 (m) Trong đó: 4,2m: Chiều cao công tác bể lắng1 0,3m: Chiều cao bảo vệ bể lắng - Bể điều hòa: Cao trình mực nước bể điều hòa: Zđhmn = ZL1mn + hđh = 6,8+ 0,2 = 7(m) Với hđh: tổn thất cột nước qua bể điều hòa, 0,2 m SVTH: CAO THỊ MAI ANH 54 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Cao trình mặt bể điều hòa: Zđhm = 7+ 0,5= 7,5(m) Cao trình đáy bể điều hòa: Zđhđ = – 5,5 = 1,5 (m) Trong đó: 5,5m: Chiều cao cơng tác bể điều hòa 0,5m: Chiều cao bảo vệ bể điều hòa - Bể hố thu: Cao trình mực nước hố thu: Zhtmn = Zđhmn + hht =7+ 0,2 = 7,2(m) Với hht: tổn thất cột nước qua hố thu, 0,2 m Cao trình mặt hố thu: Zhtm = 7,2+ 0,5= 7,7(m) Cao trình đáy hố thu: Zhtđ = 7,2 – 4,6 = 2,6 (m) Trong đó: 4,6m: Chiều cao cơng tác hố thu 0,5m: Chiều cao bảo vệ hố thu - Song chắn rác: Cao trình mực nước sau song chắn rác: ZsSCRmn = Zhtmn + hSCR = 7,2+ 0,05 = 7,25(m) Với hSCR: tổn thất cột nước qua hố thu, 0,05 m Cao trình mực nước trước song chắn rác: ZtSCRmn = ZsSCRmn + hSCR = 7,25+ 0,05 = 7,3(m) Cao trình đáy mương đặt song chắn rác: ZSCRđ = 7,3 – 1,3 = (m) Trong đó: 1,3m: Chiều cao mương đặt song chắn rác SVTH: CAO THỊ MAI ANH 55 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] - Mương dẫn nước vào: Cao trình mực nước mương: Zmvmn = ZtSCRmn + hmv = 7,3+ 0,3 = 7,6(m) Với hmv: tổn thất cột nước qua hố thu, 0,2 m Cao trình mặt mương : Zmvm = 7,6+ 0,3= 7,9(m) Cao trình đáy mương: Zhtđ = 7,6– 0,58 = 7,02 (m) Trong đó: 0,58m: Chiều cao cơng tác mương 0,3m: Chiều cao bảo vệ mương Cao STT Cơng trình Chiều cao cơng trình Mực nước sông Tổn thất Chiều dài m Mương dẫn nước trình mực nước Cao Cao trình trình mặt đáy 0,3 4,8 5,1 4,22 Bể khử trùng 2,5 0,3 5,1 5,6 2,6 Bể lắng II 4,8 0,5 18 5,6 5,9 0,8 Aerotank 4,5 0,3 11,2 5,9 6,4 1,4 Bể UASB 4,5 0,5 14,5 6,4 6,7 1,9 Bể lắng I 4,2 0,4 15 6,8 7,1 2,6 Bể điều hòa 5,5 0,2 26 7,5 1,5 Hố thu nước 4,6 0,2 4,6 7,2 7,7 2,6 10 Song chắn rác 1,3 0,05 5,42 7,25 7,3 SVTH: CAO THỊ MAI ANH 56 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] 11 Mương dẫn nước vào 0,88 0,3 7,6 7,9 7,02 Bảng 1: Cao trình cơng trình đơn vị 5.1 Kết ḷn Nước thải sản xuất bột giấy loại nước thải có nồng độ chất nhiễm cao chất thải cơng nghiệp Do u cầu cơng nghệ có khả xử lý đến giới hạn cho phép, phải đáp ứng vể chi phí bình qn thấp, cộng với chi phí quản lý vận hành khơng cao điều dễ dàng thực Tuy nhiên để tổ chức hợp lý hệ thống xử lý nước thải cơng nghiệp khó khăn liên quan đến nhiều yếu tố như: kinh tế, xã hội điều kiện tự nhiên,vị trí địa lý Do với cơng suất 1500m3/ngày cơng suất thuộc cơng trình xử lý nước thải qui mơ vừa nhỏ,ta cần phải tính tốn để phù hợp với khả đầu tư,trình độ tính tốn vận hành SVTH: CAO THỊ MAI ANH 57 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] Kiến Nghị a Về công nghệ Hệ thống xử lý nước thải thiết kế chi tiết, vấn đề thi công cần chặt chẽ, tránh để xảy sai sót Nhanh chóng áp dụng kết nghiên cứu để nâng cao hiệu xử lý, hạ giá thành xử lý 1m3 nước thải b Về kỹ thuật Để đưa công tác xử lý kỹ thuật vào nề nếp ổn định, cần phải xây dựng hệ thống quản lý thống Tất hoạt động trạm xử lý ghi nhận lại, để cập nhật thông tin, đề xuất biện pháp xử lý thích hợp Trang bị bảo hộ lao động cho cán công nhân viên trạm xử lý Thường xun kiểm tra cơng tác bảo trì, vận hành hệ thống xử lý nước thải Đào tạo bồi dưỡng tay nghề cho cán công nhân viên trạm xử lý nước thải theo nội dung sau:  Công nghệ xử lý nước thải  Vận hành, bảo trì hệ thống xử lý nước thải  Lấy mẫu nước kỹ thuật phân tích chỗ  Quan sát, phát hiện, giải cố hệ thống xử lý nước thải SVTH: CAO THỊ MAI ANH 58 [CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI] TÀI LIỆU THAM KHẢO -oOo -Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân- Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Cơng Nghiệp- Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình- Viện Tài Ngun Mơi Trường, TPHCM Trịnh Xn Lai- Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Xử Lý Nước Thải- NXB Xây dựng, Hà Nội 2000 TCXDVN: 51-2008, Thoát Nước – Mạng lưới cơng trình bên ngồi, Tiêu chuẩn thiết kế Hệ thống Tiêu Chuẩn – Quy chuẩn Việt Nam PGS TS Nguyễn Văn Phước- Giao trình Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt vả Công Nghiệp Bằng Phương Pháp Sinh Học-Nhà xuất xây dựng Sổ tay Quá Trình Và Thiết Bị Cơng Nghệ Hố Chất- Tập II- NXB Khoa học Kỹ Thuật, Hà Nội 1999 Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering Treatment treatment-disposal-resue, Third Edition, McGraw- Hill International Edittion, Civil Engineering series, 1994 SVTH: CAO THỊ MAI ANH 59 ... khu vực Hiện nay, hầu hết nhà máy giấy xây dựng hệ thống xử lý nước thải có xử lý khơng đạt tiêu chuẩn thải nguồn tiếp nhận Công ty giấy Tân Mai số nhà máy Mục tiêu nội dung nghiên cứu II - Tìm... u cầu cơng nghệ u cầu cơng nghệ xử lý nhà máy bột giấy sau:  Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn đầu  Lưu lượng đầu vào, chất có thành phần nước thải  Chi phí xử lý cho sản phẩm thấp ... sản phẩm cuối khí CH CO2 Cơ sở để lựa chọn bể kị khí UASB Nồng độ chất ô nhiễm cao so với tiêu chuẩn Tỉ lệ BOD 5:COD ≤ 0,55 hàm lượng COD > 1000mg/l Do vậy, xử lý ban phương pháp sinh học thường