“NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI – ĐỒNG NAI. CÔNG SUẤT THIẾT KẾ 5000 M 3 NGÀY ĐÊM”

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG LÂM TRUNG HIẾU TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI – ĐỒNG NAI CÔNG SUẤT THIẾT KẾ 5000 M3 /NGÀY ĐÊM” LUẬN VĂN KỸ SƯ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG - Thành phố Hồ Chí Minh ngày 31 tháng 08 năm 2008 - BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG LÂM TRUNG HIẾU TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI – ĐỒNG NAI CÔNG SUẤT THIẾT KẾ 5000 M3 /NGÀY ĐÊM” GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN LÂM TRUNG HIẾU THẦY VŨ VĂN QUANG MSSV : 04127029 - Thành phố Hồ Chí Minh ngày 31 tháng 08 năm 2008 - LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khoá luận tốt nghiệp em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ Thầy cô thuộc khoa Công nghệ Môi trường, Thầy Vũ Văn Quang tồn thể người Cơng ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai bạn em học tập gắn bó năm vừa qua Bằng tất lòng kính trọng biết ơn: Trước tiên em xin gởi lời cảm ơn đến toàn thể Quý Thầy cô thuộc khoa Công nghệ Môi trường tận tình dẫn em năm học vừa qua khoá luận tốt nghiệp Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn Thầy Vũ Văn Quang quan tâm, hướng dẫn tận tình để em hồn thành tốt khố luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Huy – Cán phụ trách Phòng thí nghiệm Công nghệ xử lý chất thải - tạo điều kiện cho em tiến hành phân tích thí nghiệm để phục vụ, hồn thiện khóa luận Em xin chân thành cảm ơn người Ban giám đốc nhân viên Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai, đặc biệt Phùng chị Hạnh - phòng An tồn Mơi trường - nhiệt tình hỗ trợ em thu thập số liệu; hướng dẫn, giúp đỡ em suốt q trình em thực tập, làm khóa luận Cơng ty Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn kính trọng gia đình cổ vũ, động viên em vật chất lẫn tinh thần; cảm ơn bạn lớp Môi trường 30 bên học tập, quan tâm, gắn bó, giúp đỡ tơi suốt khóa học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày 11 tháng 07 năm 2008 Lâm Trung Hiếu Bộ Giáo Dục & Đào Tạo TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM KHOA CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ************** NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA NGÀNH HỌ & TÊN SV KHOÁ HỌC : : : : CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG LÂM TRUNG HIẾU KHÓA 30 (2004 – 2008) MSSV: 04127029 Tên đề tài: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai Công suất thiết kế 5000 m3/ngày đêm.” Nội dung KLTN:  Thí nghiệm, thu thập số liệu liên quan  Đề xuất công nghệ xử lý nước thải cho Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai  Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty  Trình bày thuyết minh tính tốn  Trình bày vẽ thiết kế Thời gian thực hiện:  Ngày bắt đầu : 03/04/2008  Ngày kết thúc: 11/07/2008 Họ tên Giáo viên hướng dẫn 1: Thầy VŨ VĂN QUANG Họ tên Giáo viên hướng dẫn 2: Nội dung yêu cầu KLTN thông qua Khoa Bộ môn Ngày ……… tháng …… năm 200…… Ban chủ nhiệm Khoa Ngày ……… tháng …… năm 200…… Giáo Viên Hướng Dẫn Thầy VŨ VĂN QUANG Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai TÓM TẮT LUẬN VĂN Công nghiệp sản xuất bột giấy, giấy có từ hàng nghìn năm Giấy nhu cầu cần thiết sống người để phục vụ cho nhiều mục đích khác Giấy sản xuất chủ yếu từ nguồn thực vật, đặc biệt gỗ, nhiều phương pháp khác Đồng thời ngành công nghiệp gây nhiều vấn đề tác động tới môi trường Lượng nước thải ngành công nghiệp thải không qua xử lý ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường nước Xử lý nước thải cho ngành cơng nghiệp giấy trở nên cần thiết việc nghiên cứu cơng nghệ thích hợp, khả thi điều kiện nước ta mục tiêu nghiên cứu Mỗi ngành công nghiệp, loại hình sản xuất có mức độ nhiễm khác nhau, cần có hệ thống xử lý phù hợp, đảm bảo đầu đạt tiêu chuẩn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận Do hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai xuống cấp (do xây dựng từ năm 1990-1991) nên không đáp ứng tiêu chuẩn xả thải môi trường mà cải tạo nên tiến hành thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất cho Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai đáp ứng theo yêu cầu Ban Giám Đốc Công ty Dựa vào yếu tố : công suất trạm xử lý (5.000 m3/ngày), tính chất nước thải, điều kiện mặt bằng, kinh tế, đặc điểm địa chất thủy văn, tiêu chuấn xả thải nguồn kết hợp với việc tham khảo, nghiên cứu công nghệ áp dụng việc xử lý nước thải ngành sản xuất bột giấy, giấy đề dây chuyền công nghệ xử lý nước thải, kết hợp hai q trình hóa lý sinh học Trên sở làm thực nghiệm với mơ hình Jartest (xử lý nước thải phương pháp keo tụ hóa lý) Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải đề xuất xử lý tốt nước thải sản xuất Công ty, đầu đạt tiêu chuẩn xả thải TCVN 5945-2005 (loại A) góp phần giảm thiểu, bảo vệ mơi trường sống nói chung chất lượng mơi trường nước nói riêng SVTH : Lâm Trung Hiếu i Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai MỤC LỤC CHƯƠNG – MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ - GIỚI THIỆU TỒNG QUAN 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU: 1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG – TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI 2.1.1 Giới thiệu chung công ty 2.1.2 Công nghệ sản xuất công ty: 2.3 TỔNG QUAN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY 10 2.2.1 Điều hoà lưu lượng nồng độ nước thải 10 2.2.2 Xử lý phương pháp học 10 2.2.3 Xử lý phương pháp hoá lý 11 2.2.4 Xử lý phương pháp hoá học 13 2.2.5 Xử lý phương pháp sinh học 13 CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN HỮU CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI 18 3.1 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY : 19 3.1.1 Các cơng trình đơn vị : 19 3.1.2 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải 20 3.2 NHẬN XÉT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN HỮU CỦA CƠNG TY: 21 CHƯƠNG – MƠ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ 22 4.1 YÊU CẦU THÍ NGHIỆM 22 4.2 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 22 4.3 MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM : 22 4.4 PHƯƠNG PHÁP VÀ NGUYÊN TẮC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 22 4.4.1 Phương pháp: 22 4.4.2 Nguyên tắc 23 4.4.3 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm: 23 4.5 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 24 4.5.1 Xác định lượng phèn diễn phản ứng 24 4.5.2 Xác định pH tối ưu 24 4.5.3 Xác định hàm lượng phèn tối ưu 24 4.5.4 Xác định hàm lượng PAC keo tụ tối ưu 24 CHƯƠNG – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 5.1 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI THÍ NGHIỆM : 25 5.2 THÍ NGHIỆM KEO TỤ SỬ DỤNG PHÈN NHÔM 10% 25 5.2.1 Xác định lượng phèn diễn phản ứng 25 5.2.2 Xác định pH tối ưu : 25 5.2.3 Xác định liều lượng phèn tối ưu 26 5.3 THÍ NGHIỆM KEO TỤ SỬ DỤNG PAC 10% 26 5.3.1 Xác định lượng PAC diễn phản ứng 26 5.3.2 Xác định pH tối ưu: 26 5.3.3 Xác định liều lượng PAC tối ưu: 27 SVTH : Lâm Trung Hiếu ii Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai 5.4 SO SÁNH VIỆC SỬ DỤNG CHẤT KEO TỤ GIỮA PHÈN NHÔM VÀ PAC 27 CHƯƠNG – THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CHO CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI – ĐỒNG NAI 28 6.1 CƠ SỞ CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 28 6.2 SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 28 6.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 30 6.3.1 Song chắn rác 30 6.3.2 Hầm bơm tiếp nhận 30 6.3.3 Bể điều hòa 30 6.3.4 Bể trộn đứng 31 6.3.5 Bể phản ứng xốy hình trụ kết hợp lắng 31 6.3.6 Bể lọc sinh học 32 6.3.7 Bể trung gian 32 6.3.8 Bể lọc áp lực 33 6.3.9 Bể khử trùng 33 6.3.10 Bể nén bùn 33 6.3.11 Sân phơi bùn 34 6.4 DỰ TỐN KINH TẾ CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 34 CHƯƠNG – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 7.1 KẾT LUẬN 35 7.2 KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 SVTH : Lâm Trung Hiếu iii Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG 1.3 : KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NƯỚC SẢN XUẤT CỦA CƠNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI TRƯỚC VÀ SAU KHI XỬ LÝ 18 BẢNG 1.4 : DỤNG CỤ, THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM JARTEST 23 BẢNG 1.6 : BẢNG ƯỚC TÍNH HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 29 DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH 1.2 : CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA CƠNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI HÌNH 2.2 : SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT DĂM MẢNH HÌNH 3.2 : SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CTMP HÌNH 4.2: SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ GIẤY VỤN CĨ KHỬ MỰC ( DIP ) HÌNH 5.2 : SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY CỦA MÁY GIẤY 1,2,3 HÌNH 1.3 : SƠ ĐỒ MƠ TẢ HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH XỬ LÝ 19 HÌNH 2.3 : SƠ ĐỒ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT 21 HÌNH 1.4 : MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM JARTEST 22 HÌNH 1.6 : SƠ ĐỒ KHỐI CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 28 SVTH : Lâm Trung Hiếu iv Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BOD COD MLSS SS PAC VSS TCVN TP.HCM Nhu cầu oxy sinh học ( Biochemical Oxygen Demand ) Nhu cầu oxy hóa học ( Chemical Oxygen Demand ) Hỗn hợp chất lơ lửng dễ bay ( Mixed Liquor Suspended Solids ) Chất rắn lơ lửng ( Suspended Solids ) Poly Alummium Chlorine Chất rắn bay ( Volatile Suspended Solids ) Tiêu chuẩn Việt Nam Thành phố Hồ Chí Minh SVTH : Lâm Trung Hiếu v Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai CHƯƠNG – MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ - GIỚI THIỆU TỒNG QUAN Hiện nay, ngành cơng nghiệp giấy tăng trưởng nhanh chóng đóng góp vào tiến trình phát triển chung kinh tế xã hội Cùng với phát triển ngành công nghiệp dịch vụ khác, nhu cầu sản phẩm giấy ngày tăng, thu hút nhiều lao động tham gia, ngành cơng nghiệp thiếu đời sống người dân Công nghiệp sản xuất giấy ngành công nghiệp lâu đời Giấy đáp ứng nhu cầu thiết sống người để phục vụ nhiều mục đích khác như: giấy viết, giấy in, giấy in báo, bao bì, vàng mã, sinh hoạt… Cơng nghiệp sản xuất giấy bao gồm hai cơng đoạn : sản xuất bột giấy tạo giấy từ bột Về công nghệ sản xuất giấy bột giấy khác nhau, nhìn chung bao gồm bước sau : nguyên liệu thô, gia công nguyên liệu thô, nấu, rửa, tẩy trắng, nghiền bột, xeo giấy, sấy sản phẩm Trong công nghiệp giấy, để tạo sản phẩm có độ dai, trắng, khơng lẫn tạp chất, thu tối đa xenlulo nguyên liệu, cần phải sử dụng nhiều loại hóa chất cơng đoạn khác Các loại hóa chất sử dụng công đoạn nấu, tẩy, xeo giấy đá vơi, xút, cao lanh, nhựa thơng, chất kết dính tự nhiên tổng hợp, chất oxy hóa để khử lignin clo, hypoclorit, peroxit,… Công nghệ sản xuất giấy bột giấy công nghệ sử dụng nhiều nước; tùy theo công nghệ sản phẩm Nước dùng cho công đoạn: rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy sản xuất nước Trong nhà máy giấy, tất lượng nước đưa vào sử dụng nước thải mang theo tạp chất, hóa chất, bột giấy, chất ô nhiễm dạng hữu vô Trong đó, dòng thải từ q trình nấu, tẩy nghiền bột, xeo giấy có mức độ nhiễm độc hại Theo đánh giá Ban đạo Quốc gia nước - Bộ Tài nguyên Môi trường, ngành công nghiệp giấy lại ngành gây ô nhiễm trầm trọng, đặc biệt nguồn 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… 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 thải kênh rạch hình thành mảng giấy lên mặt nước, làm cho nước có độ màu cao hàm lượng DO nước không Điều ảnh hưởng trực tiếp đến mơi trường sống vi sinh vật nước mà gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe người dân khu vực Vì vậy, song song với việc lập kế hoạch phát triển doanh nghiệp, toán khác đặt cho ngành giấy phải xử lý tốt chất thải, giảm bớt ô nhiễm bảo vệ tài nguyên môi trường SVTH : Lâm Trung Hiếu Tính thơng số thiết kế : Diện tích bề mặt bể lọc : F Q 5.000   250 (m2) q 20 Trong : - Q : lưu lượng nước thải xử lý Q = 5.000 (m3/ngàyđêm) - q : tải trọng thủy lực q = 20 (m3 nước thải/m2 mặt bể ngày) * Chọn xây dựng bể hình tròn, đường kính bể : D 4 F  250   12,6 (m) 3,14  n 3,14  * Chọn : - Chiều cao vật liệu : h1 = m - Chiều cao dành cho vật liệu dãn nở đặt hệ thống ống : h2 = m - Chiều cao phần chứa nước rửa : h3 = 1,2m - Chiều cao dự trữ : h4 = 0,3m Tổng chiều cao bể lọc : H = h1 + h2 + h3 + h4 = + + 1,2 + 0,3 = 6,5 (m)  Tính tốn cung cấp khí:  Lưu lượng máy thổi khí: Qkhi  F  Vkhi  125  0,1m / m phut  12,5 m3/phút  Chọn thiết bị làm thống đĩa có đường kính d = 0,3 m  Cường độ khí : 0,1 m3/m2.phút  Lưu lượng khí qua đĩa sứ 11 – 96 (l/phút) chọn q = 85 (l/phút) Tổng số đĩa sục khí cần dùng bể n= qkhi  103 12,5  103   148 (đĩa) 85 q  Tính tốn máy thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: Hct = Hd + Hcb + Hf + H Trong đó: Hd : tổn thất áp lực ma sát theo chiều dài ống dẫn Hcb : tổn thất áp lực cục Hf : tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối H : chiều sâu hữu ích bể Tổn thất Hd Hcb thường không vượt 0,4 m, Hf không vượt 0,5 m Do đó, áp lực cần thiết : Hct = 0,4 + 0,5 + 6,2 = 7,1 (m) Áp lực khơng khí : p= 10,33  H ct 10,33  5,9 = = 1,68 (at) 10,33 10,33 Cơng suất máy nén khí: Ntt = 34.400   p 0, 29  1q khí 34.400  1,68 0, 29  1  12,5 = = 14,3 (kw) 102  n 102  0,8  60 Trong đó: qkhí : lưu lượng khơng khí n : hiệu suất máy nén khí n = (0,7  0,9 ) chọn n = 0,8 Chọn máy nén khí trục vít nhãn hiệu LGHS – 13/7 ( Nhật Bản ) Lưu lượng 13 m3/phút Công suất : 75 HP Áp lực bar Chọn máy nén khí (1 hoạt động, dự phòng) Chọn hạt vật liệu lọc Polystyrene (hạt móp) đường kính d = 5mm, diện tích bề mặt 800 m /m3 vật liệu Lưới chắn vật liệu Inox, mắt lưới 1,5 x 1,5mm Khi tổn thất lớp lọc đạt đến trị số 0,5m xả rửa bể lọc cách đóng van nước vào, đóng van cấp khí, đóng, mở van xả rửa lần, lần từ 30 – 40 giây, cường độ rửa lọc 12 – 14 l/sm2 Bể trung gian 7.1 Nhiệm vụ : Thu gom nước thải từ bể lọc sinh học, ổn định dòng chảy Thu gom nước đảm bảo lưu lượng cho bơm phân phối cho bể lọc áp lực 7.2 Tính tốn : Chọn thời gian lưu nước phút Thể tích bể trung gian tính sau : h V = Qmax  t  312,45   26 (m3) 60 Vậy kích thước bể trung gian xây dựng sau : L x B x H = 3,7 x 3,5 x Chiều cao bảo vệ : Hbv = 0,5 (m) 7.3 Tính tốn thiết bị phụ : - Chọn hai bơm hoạt động luân phiên - Lưu lượng cần bơm Q = 5.000 m3/ngày = 208,3 m3/h - Cột áp bơm: H = Z   h (m H2O) Z: khoảng cách từ mặt nước bể trung gian đến bể lọc áp lực h: tổng tổn thất bơm - Một cách gần đúng, chọn :H = 10 m H2O - Công suất yêu cầu trục bơm:  208,3  m s  1.000 kg m  9,81 m s  10m 3.600  Q    g  H    7,1 (kW) N= 1.000   1.000  0,8 Trong đó:  : hiệu suất máy bơm H : cột áp máy bơm - Chọn máy bơm nhãn hiệu TOS150B47.2L ( Nhật Bản ) - Công suất : 7,5 KW - Cột áp: 14 m - Lưu lượng: m3/phút Bể lọc áp lực 8.1 Nhiệm vụ : Sử dụng vật liệu lọc than hoạt tính cát thạch anh nhằm giữ lại chất ô nhiễm phân hủy cơng trình phía đảm bảo tiêu chuẩn xả thải vào nguồn thải 8.2 Tính toán : Chọn bể lọc áp lực lớp : (1) Than hoạt tính (2) Cát thạch anh Kích thước vật liệu chọn theo bảng 9.13, trang 440 Xử lý nước thải thị cơng nghiệp – tính tốn thiết kế cơng trình GS.TS Lâm Minh Triết Chọn : o Chiều cao lớp cát h1 = 0,3m có đường kính hiệu de = 0,5mm, hệ số đồng U = 1,6 o Chiều cao lớp than h2 = 0,6m có đường kính hiệu de = 1,2 mm, hệ số đồng U = 1,5 o Tốc độ lọc v = 12 m/h, số bể lọc n = - Diện tích bề mặt bể lọc : A= Qh 5.000 =  17,36 (m2) v 24  12 - Đường kính bể lọc áp lực : D=   A = n  17,36  2,3 (m) 3,14  - Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến phễu thu nước rửa : h = HVL  e + 0,25 Trong : o HVL chiều cao vật liệu lọc o e độ giãn nở lớp vật liệu lọc rửa ngược, e = 0,25÷0,5  h = (0,3 + 0,6) x 0,5 + 0,25 = 0,7 (m) - Chiều cao tổng cộng bể lọc áp lực : H = h + HVL + hbv + hthu = 0,7 + (0,3 +0,6) + 0,4 + 0,4 = 2,4 m Trong : o hbv chiều cao an tồn, hbv = 0,4m o hthu chiều cao phần thu nước Lượng nước rửa lọc lấy theo bảng 9.14, trang 441 Xử lý nước thải đô thị công nghiệp – tính tốn thiết kế cơng trình GS.TS Lâm Minh Triết Dựa vào bảng 9.14, đường kính hiệu cát than hoạt tính chọn tốc độ rửa nước vnước = 0,35 m3/m2 phút - Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho bể lọc : Wn = A  vnước  t = ( 17,36 m2 /4 bể ) x 0,35 m3/m2.phút x 10phút = 15,2 (m3/bể) - Lưu lượng bơm nước rửa ngược : Qm = A  vnước = ( 17,36 m2 /4 bể ) x 0,35 m3/m2.phút x 60phút/h = 242,97 (m3/h.bể) - Công suất máy bơm : N= Q  H    g 243   1000  9,81 = = 7,5 ( KW ) 1000   1000  0,8  3600 Trong đó:  : hiệu suất máy bơm H : cột áp máy bơm Chọn máy bơm nhãn hiệu TOS150B47.2L ( Nhật Bản ) Công suất : 7,5 KW Cột áp: 14 m Lưu lượng: m3/phút - Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc (đầu chu kỳ lọc) xác định theo công thức Hazen : h= L 60   Vh  C 1,8t  42 d 10 Trong : o C hệ số nén, C = 600 ÷1.200 tùy thuộc vào tính đồng o t0 nhiệt độ nước, 0C o d10 đường kính hiệu quả, mm o Vh tốc độ lọc, m/ngày o L chiều dày lớp vật liệu lọc, m - Đối với lớp lọc cát : h= 60 0,3    9m / h  24h / ngày  0,18 (m) 1.000 1,8  25  42 0,5 - Đối với lớp lọc than hoạt tính : h= 60 0,5    9m / h  24h / ngày  0,052 (m) 1.000 1,8  25  42 1,2 - Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc : h = 0,18 + 0,052 = 0,232 (m) Bể khử trùng 9.1 Nhiệm vụ: Sau giai đoạn xử lý học sinh học…song song với việc làm giảm nồng độ chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn qui định số lượng vi trùng giảm đáng kể đến 80 – 90% Tuy nhiên, lượng vi trùng cao theo nguyên tắc bảo vệ vệ sinh nguồn nước cần thực giai đoạn khử trùng nước thải trước xử vào nguồn tiếp nhận nhằm phá hủy tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm.Hóa chất sử dụng trình khử trùng clo lỏng Giai đoạn khử trùng thực cơng trình: trạm Cloratơ Bể tiếp xúc 9.2 Tính tốn:  Trạm Cloratơ: Clo lỏng chứa bình kín, mở van bình clo lỏng bốc dẫn qua thiết bị định lượng clo gọi cloratơ, clo kết hợp với nước tạo thành nước clo, nước clo dẫn tới bể tiếp xúc để thực trình khử trùng - Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: V=axQ Trong đó: a : liều lượng clo hoạt tính a = g/m3 = x 10-3 (kg/giờ) Q : lưu lượng nước thải cần xử lý Q = 208,3 (m3/giờ) V = x 10-3 x 208,3 = 0,625 (kg/giờ) - Lưu lượng nước clo trạm cloratơ qclo  V Cclo Trong đó: V : lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải V = 0,625 (kg/giờ) Cclo : hàm lượng clo nước clo, kg/m3 Lấy độ hòa tan clo nước nhiệt độ làm việc nước thải 0,2% hay kg/m3 qclo  0,625  0,3125 (m3/giờ)  Bể tiếp xúc: Bể tiếp xúc thiết kế với dòng chảy zíc zắc qua ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho trình tiếp xúc clo nước thải - Dung tích hữu ích bể: V = Qtbh  t  208,3  0,5  104,15 (m3) Với t thời gian lưu nước bể, t = 30 phút - Chiều sâu lớp nước bể: H = 1,5 m - Diện tích mặt thống hữu ích bể tiếp xúc : S V 104,15   69,4 (m2) 1,5 H - Chọn bể tiếp xúc gồm ngăn, kích thước ngăn: L x B = 10 x 1,4 = 14 (m) - Tổng diện tích ngăn là: x 14 = 70 (m2) 10 Ngăn chứa bùn 10.1 Nhiệm vụ Chứa bùn để bơm đến bể nén bùn 10.2 Tính toán Chọn thời gian lưu bùn t = ngày, thể tích ngăn chứa bùn : V = Qb x t Trong Qb : lượng bùn xả từ bể phản ứng xốy hình trụ kết hợp lắng đứng (m3/ngày) t : thời gian lưu bùn (ngày) V = 12,4 x = 24,8 (m3) Vậy kích thước ngăn chứa bùn L x B x H = x x 2,8 (m) 11 Bể nén bùn 11.1 Nhiệm vụ Tách bớt nước làm giảm sơ độ ẩm bùn (từ 99,2% xuống 95%), tạo điều kiện thuận lợi cho trình xử lý bùn phần 11.2 Tính tốn - Lượng bùn dẫn đến bể nén bùn : q = 12,4 (m3/ngày) = 0,52 (m3/h) - Diện tích hữu ích bể nén bùn đứng (diện tích phần nén bùn) F1 = q v1 Trong  q : Lưu lượng bùn dẫn vào bể nén bùn  v1 : Tốc độ chảy chất lỏng vùng lắng bể nén bùn kiểu lắng đứng, lấy theo điều 6.10.3 - TCXD-51-84 ; v1 = 0,1 mm/s F1 = 0,52  1.000  1,4 (m2) 0,1  3.600 Diện tích ống trung tâm bể nén bùn: F2 = q v2 Trong  v2 : Tốc độ chuyển động bùn ống trung tâm v2 = 28 – 30 mm/s, chọn v2 = 28 mm/s F2 = - 0,52  1.000  0,0052 (m2) 28  3.600 Diện tích tổng cộng bể nén bùn F = F1 + F2 = 1,4 + 0,0052 = 1,4052 (m2) - Đường kính bể D= 4 F  =  1,4052  1,4 (m) 3,14 - Đường kính ống trung tâm  F2 = π d=  0,0052  0,08 (m) = 0(mm) 3,14 Chọn d = 80 mm - Đường kính phần loe ống trung tâm dL = 1,35  d = 1,35  0,08 = 0,1 (m) - Đường kính chắn lấy 1,3dL dc = 1,3  dL = 1,3  0,1 = 0,13 (m) - Chiều cao phần lắng bể nén bùn h1 = v1  t Trong  v1 : Vận tốc nước bùn vùng lắng bể nén đứng v1 = 0,00005 m/s  t : Thời gian nén bùn t = 10 h1 = v1  t  3.600 = 0,00005  10  3.600 = 1,8 (m) Đáy bể xây dựng hình chóp ( đáy lớn đường kính bể, đáy bé d = 0,2 m ) Chiều cao phần đáy bể với góc nghiêng 45o h2 = ( D  d ) 1,4  0,2   0,6 (m) 2 Chiều cao phần bùn nén tính theo cơng thức: hb = h2 – ho – hth Trong đó: hb : Khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm chắn ho = 0,25 – 0,5 ( lấy ho = 0,25 ) hth : Chiều cao lớp trung hòa ( hth = 0,15 ) hb = 0,5 – 0,25 – 0,15 = 0,2 (m) - Chiều cao toàn phần bể H = h1 + h2 + h3 = 1,8 + 0,6 + 0,3 = 2,7 (m) Với h3 khoảng cách từ mực nước bể nén bùn đến thành bể ( h3 = 0,3 m ) - Lượng bùn thải từ bể nén bùn Qt-bnb = q  100  P1 100  P2 Trong  q : Lưu lượng bùn dẫn vào bể 0,52 m3/h  P1 : Độ ẩm ban đầu bùn P1 = 99,2%  P2 : Độ ẩm bùn sau nén P2 = 95% Qt bnb  - 15,2  (100  99,2)  2,43 (m3/ngày) 100  95 Lượng nước thải từ bể nén bùn Qnt bnb  15,2  2,43  12,77 (m3/ngày) 12 Sân phơi bùn 12.1.Nhiệm vụ Cặn sau làm nước bể nén bùn dẫn đến sân phơi bùn để làm giảm lượng nước thể tích 12.2.Tính tốn  Các tiêu thiết kế: - Nồng độ bùn vào 5% - Nồng độ bùn khô 25% - Lượng bùn đưa sân phơi hàng ngày 2,43 m3/ngày, tỷ trọng dung dịch  = 1,02, tỷ trọng bùn khô 1,07 - Sân phơi có mái che, làm việc 365 ngày năm Theo TS Trịnh Xuân Lai – Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải để đạt nồng độ cặn 25% (độ ẩm 75%): + Chiều dài bùn cm, thời gian phơi tuần (21 ngày) + Chiều dày bùn 10 cm, thời gian phơi tuần (28 ngày) + Chiều dày bùn 12 cm, thời gian phơi tuần (42 ngày) Khối lượng dung dịch bùn 5% đưa vào sân phơi ngày G1  V1  S1  P1 Trong V1 : thể tích dung dịch bùn đưa sân phơi hàng ngày (V = 2,43 m3/ngày) S1 = 1,02 P1 = 0,05 G = 2,43  1,02  0,05 = 0,124 (tấn) = 124 (kg) Chọn chiều dày bùn 25% cm sau 21 ngày m2 sân phơi lượng cặn G1  V2  S  P2 V2 = m2 x 0,08 = 0,08 m3 S = 1,07 P = 0,25 G2 = 0,08 x 1,07 x 0,25 = 0,0214 (tấn) 21,4 (kg)/21 ngày Lượng bùn cần phơi 21 ngày G3 = 21 x 124 = 2.604 (kg) Diện tích sân phơi F G3 2.604   122 (m2) G2 21,4 - Đó diện tích phơi, diện tích phụ sân phơi bùn : đường sá, mương, máng lấy 50% diện tích phơi Tổng diện tích sân phơi F = 1,5 x 122 = 183 (m2) - Có thể bố trí 21 Diện tích f  122  (m2) 21 Ơ có kích thước x (m) Tích dung dịch bùn xúc bùn khô theo chu kỳ 21 ngày lần Chiều cao thành sân phơi H = h1 + h2 + h3 + h4 h1 : chiều cao lớp sỏi = 30 cm h2 : chiều cao lớp cát = 30 cm h3 : chiều cao dung dịch bùn h3 = V1 2,43   0,4 (m) f h4 : chiều cao bảo vệ h4 = 0,3 m H = 0,3 + 03 + 0,4 + 0,3 = 1,3 m 13 Tính bồn chứa phèn nhơm bơm châm phèn nhôm - Lưu lượng thiết kế : Q = 208,3 m3/h - Nồng độ phèn nhôm : C% = 10 % - Liều lượng cho vào : - Thời gian lưu : ngày 2,2  1.000  208,3  458,26 (L/h) 1.000 Dung dịch Al2(SO4)3 chứa bồn hóa chất làm nhựa tổng hợp Thể tích cần thiết bồn chứa : V = 458,26 x 24 x = 22 (m3) Chọn hai bơm định lượng (1 hoạt động dự phòng) Đặc tính bơm định lượng Q = 460 (L/h) áp lực at 14 Tính bể chứa nước rửa lọc 14.1 Nhiệm vụ Chứa nước dùng cho q trình rửa lọc 14.2 Tính tốn Xây dựng bể chứa nước rửa lọc tích 20 m3 với kích thước bể sau : L x B x H = x x 2,5 (m) PHỤ LỤC –DỰ TỐN KINH TẾ CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5.1.CHI PHÍ ĐẦU TƯ BAN ĐẦU 5.1.1 Chi phí xây dựng Số STT Tên cơng trình lượng (cái) Hầm bơm tiếp nhận 78,1 Bể điều hòa 1.041,5 Bể trộn 5,2 Bể phản ứng - lắng 360 Bể lọc sinh học 810 Bể trung gian 26 Bể lọc áp lực Bể khử trùng 104,15 Ngăn chứa bùn 15,5 10 Bể nén bùn 3,15 11 Bể chứa nước 22,5 12 Bể chứa nước rửa lọc 108 TỔNG CỘNG – T1 Thể tích (m3) Đơn giá (VNĐ/m3) 1.800.000 1.800.000 1.800.000 1.800.000 1.800.000 1.800.000 50.000.000/cái 1.800.000 1.800.000 1.800.000 1.800.000 1.800.000 Thành tiền (VNĐ) 140.580.000 1.874.700.000 9.360.000 1.296.000.000 2.916.000.000 46.800.000 200.000.000 187.470.000 27.900.000 5.670.000 40.500.000 194.400.000 6.939.380.000 5.1.2 Chi phí máy móc thiết bị STT 10 11 12 13 Số lượng (cái) Song chắn rác Bơm từ hầm bơm sang bể điều hòa Máy thổi khí bể điều hòa Bơm nước thải vào bể trộn Bơm bùn đến bể chứa bùn Bơm nước từ bể trung gian đến lọc áp lực Bơm nước rửa ngược lọc áp lực Máy thổi khí lọc sinh học Tủ điện điều khiển Môtơ truyền động Hệ thống gạt Bơm hóa chất Bơm nước TỔNG CỘNG – T2 Tên thiết bị Đơn giá (VNĐ) 1.000.000 11.000.000 10.000.000 11.000.000 5.000.000 13.000.000 5.000.000 5.000.000 30.000.000 3.000.000 5.000.000 8.000.000 5.000.000 Thành tiền (VNĐ) 1.000.000 22.000.000 20.000.000 22.000.000 10.000.000 26.000.000 10.000.000 10.000.000 30.000.000 6.000.000 10.000.000 32.000.000 5.000.000 204.000.000 5.1.3 Chi phí xây dựng cơng trình phụ STT Tên cơng trình Diện tích ( m2) Sân phơi bùn 183 Nhà bảo vệ 9.5 Nhà điều hành 19 Kho thiết bị 15 Kho hóa chất 12 Đường đi, xanh TỔNG CỘNG – T3 Đơn giá ( VNĐ/m2) 1.000.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 Thành tiền (VNĐ) 183.000.000 14.250.000 28.500.000 22.500.000 18.000.000 100.000.000 366.250.000 5.14 Chi phí phụ kiện chi phí gián tiếp STT Phụ kiện Đơn giá (VNĐ) Hệ thống dây điện 2,5%(T1+T2+T3) Hệ thống đường ống 3%(T1+T2+T3) Các thiết bị điều khiển 2,5%(T1+T2+T3) Chi phí lập quản lý dự án 3%(T1+T2+T3) TỔNG CỘNG – T4 Thành tiền (VNĐ) 187.740.750 225.288.900 187.740.750 225.288.900 826.059.300 Tổng chi phí đầu tư ban đầu Tđtbđ = T1 + T2 + T3 + T4 = 8.335.689.300 (VNĐ) 5.2 CHI PHÍ QUẢN LÝ VẬN HÀNH 5.2.1 Chi phí hóa chất STT Tên hóa chất Phèn nhôm Clorine Số lượng (kg/tháng) Đơn giá (VNĐ/kg) 33.000 3.000 450 24.000 TỔNG CỘNG – T5 Thành tiền (VNĐ) 99.000.000 10.800.000 109.800.000 5.2.2 Chi phí lương STT Chức vụ Kỹ sư Công nhân vận hành Số người Mức lương (VNĐ/tháng) 1 TỔNG CỘNG – T6 2.500.000 1.800.000 Thành tiền (VNĐ/tháng) 2.500.000 1.800.000 4.300.000 5.2.3 Chi phí điện STT Thiết bị Bơm từ hố thu gom sang bể điều hòa Bơm từ bể điều hòa đến bể trộn Máy thổi khí bể điều hòa Bơm bùn Bơm nước từ bể trung gian đến bể lọc áp lực Bơm nước rửa lọc Bơm nước Máy bơm hóa chất TỔNG CỘNG - Cơng suất (kw) 8,5 5,7 15 5,7 0,3 Thời gian hoạt động (h/tháng) 720 720 720 480 720 30 30 720 Tổng điện tiêu thụ (kwh/tháng) 6.120 4.104 10.800 480 4.104 60 30 216 25.914 Điện tiêu thụ tháng 25.914 Kwh Lấy chi phí cho Kwh = 700 VNĐ Chi phí điện cho tháng vận hành (T7) T7 = 25.914 x 700 = 18.139.800 (VNĐ) Tổng chi phí vận hành Tvh = T5 + T6 + T7 = 132.299.800 (VNĐ) 5.3 KHẤU HAO TÀI SẢN VÀ LÃI SUẤT Số tiền vay ngân hàng ban đầu 8.335.689.300 (VNĐ) với lãi suất vay dài hạn 1%/năm, thời gian hoạt động cơng trình 15 năm Số tiền trả hàng năm cho ngân hàng tính theo Bảng đây: Thời gian vận hành dự án 10 11 12 13 14 15 Tiền vay ngân Trả nợ định Trả lãi suất ngân hàng (VNĐ) kỳ (VNĐ) hàng (VNĐ) 8.335.689.300 555.712.620 83.356.893 7.779.976.680 555.712.620 77.799.767 7.224.264.060 555.712.620 72.242.641 6.668.551.440 555.712.620 66.685.514 6.112.838.820 555.712.620 61.128.388 5.557.126.200 555.712.620 55.571.262 5.001.413.580 555.712.620 50.014.136 4.445.700.960 555.712.620 44.457.010 3.889.988.340 555.712.620 38.899.883 3.334.275.720 555.712.620 33.342.757 2.778.563.100 555.712.620 27.785.631 2.222.850.480 555.712.620 22.228.505 1.667.137.860 555.712.620 16.671.379 1.111.425.240 555.712.620 11.114.252 555.712.620 555.712.620 5.557.126 TỔNG CỘNG Trả ngân hàng (VNĐ/năm) 639.069.513 633.512.387 627.955.261 622.398.134 616.841.008 611.283.882 605.726.756 600.169.630 594.612.503 589.055.377 583.498.251 577.941.125 572.383.999 566.826.872 561.269.746 9.002.544.444 - Số tiền trả trung bình hàng tháng cho ngân hàng 9.002.544.444 T=  50.014.136 (VNĐ/tháng) 15  12 5.4 GIÁ THÀNH TÍNH TỐN CHO M3 NƯỚC ĐÃ XỬ LÝ Tổng chi phí vận hành + Tiền trả ngân hàng hàng tháng Giá m nước = Lượng nước xử lý 132.299.800  50.014.136  1.215 (VNĐ) 5.000  30 Vậy giá thành m3 nước sau xử lý 1.215 VNĐ = ... : L m Trung Hiếu 17 Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN HỮU CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI Hiện... hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai CHƯƠNG – TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY TÂN MAI 2.1.1 Giới thiệu chung công ty Công ty Cồ phần Giấy Tân Mai thành... cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai – Đồng Nai 2 .3 TỔNG QUAN M T SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY Phụ thuộc vào m c độ xử lý áp dụng riêng rẽ kết hợp nhiều công