Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi tongwei tiền giang công suất 120m3 ngày

Đối tượng - Lưu lượng, thành phần – tính chất nước thải của nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Tongwei - Các công nghệ xử lý nước thải... NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Tình trạng ô nhiễm do nư

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC BẢNG 6

DANH MỤC HÌNH 8

MỞ ĐẦU 9

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 9

2 MỤC TIÊU 9

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 9

3.1 Đối tượng 9

3.2 Phạm vi 10

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NUÔI TONGWEI TIỀN GIANG 11

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 11

1.2 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 11

1.3 ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN 13

1.3.1 Điều kiện địa lý 13

1.3.2 Điều kiện về khí tượng 13

1.3.3 Điều kiện thủy văn 15

1.4 CƠ CẤU TỔ CHỨC QUẢN LÝ CỦA NHÀ MÁY 16

1.5 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT, VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY 17

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 21

2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI 21

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 22

2.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 22

2.2.2 Phương pháp xử lý hóa học 28

2.2.3 Phương pháp xử lý hóa – lý 29

2.2.4 Phương pháp xử lý sinh học 34

2.2.5 Khử trùng nước thải 41

2.2.6 Xử lý bùn cặn của nước thải 41

2.3 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 43

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 46

3.1.CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ 46

3.2.TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU ĐẦU RA 46

3.2.1 Tính chất nước thải đầu vào 47

3.2.2 Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý 47

3.3 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 48

3.3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 48

3.3.2 Đề xuất phương án xử lý 48

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 56

4.1 HIỆU SUẤT XỬ LÝ QUA CÁC CÔNG TRÌNH 56

4.2 SONG CHẮN RÁC 57

4.2.1 Nhiệm vụ 57

4.2.2 Tính toán 57

4.3 HỐ THU GOM 61

4.3.1 Nhiệm vụ 61

4.3.2 Tính toán 61

4.4 BỂ TÁCH DẦU TRỌNG LỰC 63

4.4.1 Nhiệm vụ 63

4.4.2 Tính toán 63

4.5 BỂ ĐIỀU HÒA 66

4.5.1 Nhiệm vụ 66

4.5.2 Tính toán 66

4.6 BỂ ANOXIC 71

4.6.1 Nhiệm vụ 71

4.6.2 Tính toán 71

4.7 BỂ MBR 72

4.7.1 Nhiệm vụ 72

4.7.2 Tính toán 73

4.8 BỂ KHỬ TRÙNG 87

4.8.1 Nhiệm vụ 88

4.8.2 Tính toán 88

4.9 BỂ NÉN BÙN 89

4.9.1 Nhiệm vụ 90

4.9.2 Tính toán 90

4.10 MÁY ÉP BÙN BĂNG TẢI 94

4.10.1 Nhiệm vụ 94

4.10.2 Tính toán 94

CHƯƠNG 5 MÔ TẢ CÔNG TRÌNH – THIẾT BỊ VÀ DỰ TOÁN KINH PHÍ THỰC HIỆN HỆ THỐNG 96

5.1 MÔ TẢ CÔNG TRÌNH – THIẾT BỊ 96

5.1.1 Mô tả công trình đơn vị 96

5.2 DỰ TOÁN KINH PHÍ 98

5.2.1 Chi phí các công trình đơn vị 98

5.2.2 Chi phí thiết bị 99

5.2.3 Tổng chi phí đầu tư 100

5.3 CHI PHÍ XỬ LÝ 101

5.3.1 Chi phí điện năng 101

5.3.2 Chi phí hóa chất 102

5.3.3 Chi phí xử lý cho 1m3 nước thải 102

CHƯƠNG 6 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 103

6.1 TỔ CHỨC QUẢN LÝ 103

6.2 VẬN HÀNH HỆ THỐNG 103

6.2.1 Nguyên tắc vận hành 103

6.2.2 Vận hành hệ thống 104

6.3 KIỂM SOÁT VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG 105

6.3.1 Các sự cố thường gặp và cách khắc phục 105

6.3.2 Các hạng mục chính cần kiểm tra hàng ngày 106

6.4 QUẢN LÝ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 107

6.4.1 Quản lý phòng cháy chữa cháy 107

6.4.2 An toàn lao động 108

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 109

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined

TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tốc độ sinh trưởng riêng tối đa

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa

COD Nhu cầu oxy hóa học

F/M Tỷ lệ cơ chất/vi sinh vật

Ks Hằng số bán vận tốc

MBR Membrane Bioreactor, bể lọc sinh học màng

MLSS Cặn lơ lửng của hỗn hợp bùn

MLVSS Các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi của hỗn hợp bùn

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

TSS Tổng chất rắn lơ lửng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tọa độ các điểm giới hạn của lô đất thực hiện dự án……… 12

Bảng 1 Nhu cầu sử dụng lao động……… 16

Bảng 2.1 Thành phần, tính chất nước thải của nhà máy Tongwei………22

Bảng 2.2 Hiệu suất của các phương pháp xử lý nước thải khác nhau……… 43

Bảng 3.1 Hệ số không điều hòa chung Kch phụ thuộc vào Qtbgiây……….46

Bảng 3.2 Chất lượng nước thải đầu vào của hệ thống xử lý……….47

Bảng 3.3 Chất lượng nước đầu ra của hệ thống………47

Bảng 4.1 Bảng dự đoán hiệu suất qua các công trình xử lý……… 56

Bảng 4.2 Các thông số tính toán cho song chắn rác làm sạch cơ giới……… 58

Bảng 4.3 Hệ số tính đến sức cản cục bộ của song chắn……… 60

Bảng 4.4 Các thông số thiết kế song chắn rác……… 60

Bảng 4.5 Các thông số thiết kế hố thu gom……… 62

Bảng 4.6 Bảng giá trị Ft và F……… 63

Bảng 4.7 Các thông số thiết kế bể tách dầu trọng lực……… 65

Bảng 4.8 Các thông số thiết kế bể điều hòa……… 70

Bảng 4.9 Các thông số thiết kế bể Anoxic……… 72

Bảng 4.10 Các thông số động học của quá trình nitrat hóa bùn hoạt tính………… 73

Bảng 4.11 Các thông số động học của quá trình bùn hoạt tính đối với vi khuẩn dị dưỡng(T = 200C) ……… 73

Bảng 4.12 Các thông số thiết kế bể MBR……….75

Bảng 4.13 Thông số kỹ thuật của màng lọc……… 77

Bảng 4.14 Các thông số thiết kế bể MBR……….87

Bảng 4.15 Các thông số thiết kế bể khử trùng……… 89

Bảng 4.16 Các thông số thiết kế bể nén bùn……….94

Bảng 5.1 Thông số thiết kế các công trình đơn vị……… 96

Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật các thiết bị……… … 97

Bảng 5.3 Chi phí công trình đơn vị……… 98

Bảng 5.4 Chi phí các thiết bị……… 100

Bảng 5.5 Tổng chi phí đầu tư……… 101

Bảng 5.6 Chi phí điện năng……… 102

Bảng 6.1 Các sự cố thường gặp trong vận hành hệ thống xử lý nước thải……… 107

Bảng 6.2 Các hạng mục chính cần kiểm tra hàng ngày……… 107

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí dự án……… 13

Hình 1.2 Hình ảnh KCN Long Giang……… 17

Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức của nhà máy……….18

Hình 1.4 Quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi tại nhà máy Tongwei Tiền Giang……… 18

Hình 2.1 Song chắn rác và lưới lọc rác……… 23

Hình 2.2 Bể lắng đứng ……… 24

Hình 2.3 Bể lắng ngang……….25

Hình 2.4 Bể lắng ly tâm……….26

Hình 2.5 Bể lọc……… 28

Hình 2.6 Cụm bể keo tụ tạo bông và lắng……….30

Hình 2.7 Bể tuyển nổi……… 33

Hình 2.8 Mương oxy hóa ……… 35

Hình 2.9 Bể aerotank……….35

Hình 2.10 Bể UASB……… 40

Hình 2.11 Bể nén bùn và máy ép bùn khung bản……… 44

Hình 2.12 Trạm xử lý nước thải khu dân cư Tân Phong – TP.HCM……….45

Hình 2.13 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu Resort công suất 360m3/ngày sử dụng bể sinh học màng MBBR ……….46

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý 1……… 50

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý 2……… 53

Hình 4.1 Kích thước màng lọc MBR……….78

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là một nước nông nghiệp, thức ăn chăn nuôi là sản phẩm gắn liền và không thể thiếu với hoạt động chăn nuôi của các hộ nông dân Việt Nam, trang trại, xí nghiệp,

Với một nền kinh tế phát triển như hiện nay thì nhu cầu về lương thực và thực phẩm

là vấn đề được quan tâm hàng đầu, trong đó nhu cầu sử dụng thịt, trứng, sữa, không ngừng tăng lên Nó cung cấp một lượng dinh dưỡng cao, là nguồn thực phẩm quan trọng và không thể thiếu đối với con người Nhưng vấn đề cấp thiết được đặt ra là sản phẩm chăn nuôi phải đạt giá trị dinh dưỡng cao, chất lượng tốt, hạ giá thành phẩm do

đó việc cung cấp thức ăn đầy đủ dinh dưỡng cần thiết để giúp vật nuôi phát triển tốt và các sản phẩm từ ngành chăn nuôi đạt được chỉ tiêu như mong muốn

Quá trình tìm hiểu ngành chế biến thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam cho thấy, nguồn thức ăn gia súc, gia cầm chủ yếu được sản xuất theo công nghệ phối trộn nên hiệu quả

và chất dinh dưỡng không cao Do đó, Công ty cổ phần Tongwei có giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 510000000044041 do cục quản lý hành chính công thương tỉnh

Tứ Xuyên cấp ngày 8/12/1995 tại thành phố Thành Đô tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc đã quyết định đầu tư vào tỉnh Tiền Giang Việt Nam một nhà máy sản xuất chế biến thức

ăn

Bên cạnh việc xây dựng một nhà máy sản xuất chế biến thức ăn còn đòi hỏi song hành là một hệ thống xử lý nước thải phát sinh từ nhà máy đó Chính vì vậy cần phải thiết kế một công trình xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất chế biến thức ăn chăn nuôi Tongwei

2 MỤC TIÊU

Dựa vào tính chất nước thải, diện tích và vị trí công trình để tính toán – thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất chế biến thức ăn chăn nuôi Tongwei đạt cột B giá trị C của QCVN 14:2008/BTNMT trước khi thải ra nguồn tiếp nhận kênh Năng

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng

- Lưu lượng, thành phần – tính chất nước thải của nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Tongwei

- Các công nghệ xử lý nước thải

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Tình trạng ô nhiễm do nước thải của nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi

Tongwei;

- Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt;

- Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp;

- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy;

- Khai toán kinh phí;

- Bản vẽ thiết kế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NUÔI

TONGWEI TIỀN GIANG

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

Công ty Cổ phần Tongwei có giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số

510000000044041 do cục quản lý hành chính công thương tỉnh Tứ Xuyên cấp ngày 8/12/1995 tại thành phố Thành Đô tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc đã quyết định đầu tư vào tỉnh Tiền Giang - Việt Nam một nhà máy sản xuất chế biến thức ăn Công ty làm

hồ sơ xin đăng ký thành lập Công ty TNHH Tongwei Tiền Giang và thực hiện đầu tư mới dự án “Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Tongwei Tiền Giang” tại KCN Long Giang – xã Tân Lập 1 - huyện Tân Phước

Chính vì thế, Công ty TNHH Tongwei Tiền Giang có giấy chứng nhận đăng ký đầu

tư số 2140848334 do Ban quản lý các khu công nghiệp tỉnh Tiền Giang cấp ngày 6/5/2016 Công ty hoạt động với 100% vốn đầu tư nước ngoài để thực hiện đầu tư mới

dự án “nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Tongwei Tiền Giang” với tổng công suất 190.000 tấn sản phẩm/năm trong đó 130.000 tấn sản phẩm thức ăn cho lợn, 30.000 tấn sản phẩm thức ăn cho gà, 30.000 tấn sản phẩm thức ăn cho vịt

Để thực hiện dự án xây dựng Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Tongwei Tiền Giang, chủ đầu tư là công ty TNHH Tongwei Tiền Giang đã ký hợp đồng thuê lại đất của Công ty TNHH Phát triển KCN Long Giang với diện tích là 33.000 m2

Khu công nghiệp Long Giang đã được phê duyệt ĐTM bổ sung tại quyết định số 1526/QĐ-BTNMT ngày 04/8/2008 của Bộ tài nguyên và Môi trường với lĩnh vực thu hút là đa ngành nghề Do vậy, việc thực hiện dự án nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Tongwei Tiền Giang là phù hợp với quy hoạch ngành nghề của KCN Long Giang Việc thực hiện dự án sẽ sử dụng hiệu quả quỹ đất của KCN và tạo công ăn việc làm cho nhiều lao động địa phương

Bảng 1.1 Tọa độ các điểm giới hạn của lô đất thực hiện dự án

Số hiệu góc đất Tọa độ X Tọa độ Y

+ Tổng diện tích của lô đất thực hiện dự án: 33.000 m2

+ Vị trí lô đất trên bản đồ quy hoạch của KCN Long Giang nhƣ sau:

Hình 1.1 Vị trí dự án

Vị trí tiếp giáp của lô đất thực hiện dự án nhƣ sau:

+ Phía Bắc giáp với công ty Honoroad và đất làm kho bãi

Lô 25 Đất kho bãi Công ty

Honoroad Việt Nam Edible Oil

+ Phía Nam giáp đường nhựa N7

+ Phía Tây giáp đường D4

+ Phía Đông giáp đất trống (Lô 30 của KCN Long Giang)

1.3 ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN

1.3.1 Điều kiện địa lý

Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi Tongwei Tiền Giang được xây dựng trên khu đất có diện tích 33.000 m2 tại KCN Long Giang, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang KCN Long Giang có vị trí địa lý thuận lợi, cách trung tâm TP Mỹ Tho theo đường quốc lộ 1A là 20km, và nằm cách đường cao tốc TP HCM -Trung Lương khoảng 7km, Khu công nghiệp Long Giang rất thuận lợi để các doanh nghiệp vào đầu tư sản xuất kinh doanh gắn bó lâu dài Đến nay KCN đã hoàn thành đầy đủ các hạng mục hạ tầng kỹ thuật đồng bộ, hiện đại đặc biệt có trạm xử lý nước thải công suất 5.000

m3/ngày đêm, đạt tiêu chuẩn quy định, bảo đảm cho phát triển công nghiệp bền vững

và đây cũng là KCN đang hoạt động trong nhiều lĩnh vực thiết bị viễn thông, may mặc, dược phẩm, hóa chất, cơ khí, nhôm, kính xây dựng…đã đóng góp những sản phẩm mới cho ngành công nghiệp của tỉnh, góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế, giải quyết việc làm cho hàng nghìn lao động, chủ yếu là lao động địa phương

Hình 1.2 Hình ảnh KCN Long Giang 1.3.2 Điều kiện về khí tượng

Nhà máy nằm trong tỉnh Tiền Giang mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa của vùng đồng bằng Nam Bộ Độ ẩm luôn cao, ít chịu bão, lốc lớn hàng năm, khí hậu có hai mùa rõ rệt : Mùa mƣa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô kéo dài từ tháng

- Nhiệt độ trung bình cao nhất trong tháng 29,810C

- Nhiệt độ trung bình cao nhất 28,190C

dao động trong năm từ 7-50% (Nguồn:Tổng hợp niên giám thống kê năm 2011-2015)

Điều kiện khí hậu, thời tiết của huyện Tân Phước mang các đặc điểm chung: nền nhiệt độ cao, biên độ nhiệt ngày đêm nhỏ, khí hậu phân hóa thành hai mùa tương phản (mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 trùng với mùa gió Tây Nam và mùa khô từ tháng

12 đến tháng 4 trùng với mùa gió Đông Bắc) Các chỉ số chung như sau:

- Nhiệt độ trung bình 270C, chênh lệch giữa các tháng khoáng 3 - 40C

- Lượng mưa thuộc vào loại trung bình thấp (1.400 – 1.500 mm/năm), ẩm độ không khí bình quân 84 85 % và thay đổi theo mùa, lượng nước bóc hơi trung bình 3,3 mm/ ngày

- Số giờ nắng cao (2.250 – 2.600 giờ) và phân hóa theo mùa

- Lượng bốc hơi trung bình trong năm bình quân đạt 3,3 mm/ngày, tháng 3 có lượng bốc hơi lớn nhất 136 mm, tháng 10 có lượng bốc hơi nhỏ nhất 87 mm;

- Vào mùa mưa, gió mùa Tây Nam mang theo nhiều hơi nước với hướng gió thịnh hành là Tây Nam, tốc độ trung bình 2,4 m/s; vào mùa khô, gió mùa Đông Bắc mang không khí khô có hướng gió thịnh hành là Đông Bắc và Đông, tốc độ gió trung bình là 3,8 m/s;

- Bão và áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) Tiền Giang rất ít khi có bão đổ bộ trực tiếp vào

mà chủ yếu chịu ảnh hưởng khi có bão hoặc ATNĐ hoạt động ở nam biển Đông hoặc đổ bộ vào khu vực miền Trung Khi có tình thế thời tiết trên, ở Tiền Giang gió không mạnh và có nhiều mưa Ở nam biển Đông, bão và ATNĐ đều có khả năng xuất hiện vào các tháng trong năm Trong đó, bão và ATNĐ tập trung nhiều vào các tháng 9, 10, 11 và 12, các tháng 1, 2, 3, 4 và 5 khả năng xuất hiện nhỏ (nhỏ hơn 5%) Trong năm các tháng 5, 10, 11 không có các hướng gió chủ đạo Đây là thời

kỳ chuyển tiếp giữa các mùa gió

1.3.3 Điều kiện thủy văn

Qua thực tế khảo sát nghiên cứu thu thập và phân tích các tài liệu đã có trong khu vực công trình khai thác nước dưới đất của KCN Long Giang, xã Tân Lập 1, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang, khu vực có đặc điểm địa chất thủy văn phân ra các tầng chứa nước chính như sau:

-Tầng 1: trữ lượng nước trung bình, chiều dày từ 25 – 28 m, phân bố ở độ sâu 224 –

252 m đối với giếng 1 và 210 – 237 m đối với giếng 2 Nước thuộc loại axit yếu, hàm lượng sắt ít

Tầng 2: trữ lượng nước thấp, chiều dày từ 8 – 12 m, phân bố ở độ sâu 278 – 290 m đối với giếng 1 và 273 – 285 m đối với giếng 2 Nước thuộc loại axit yếu, hàm lượng sắt ít

Tầng 3: trữ lượng nước lớn, mực nước ít dao động theo mùa, chiều dày từ 25 – 30

m, phân bố ở độ sâu 318 – 344 m Tỷ áp lưu lượng từ 0,2 – 0,4 lít/m.s Lưu lượng khai thác cho phép ≥ 5.000 m3/h tương ứng 100.000 m3/ngày Chất lượng nước tương đối tốt, hàm lượng sắt ít Nóc của tầng chứa nước được phủ bởi lớp sét nửa cứng đến cách

ly nước tuyệt đối Tầng chứa nước này có thế nằm thỏa, trãi rộng toàn khu vực dự án Ngoài ra, trên địa bàn KCN có Kênh Năng cũng là con sông lớn Đây là nguồn cung cấp nước phục vụ cho nông nghiệp, công nghiệp và phục vụ đời sống của một

số dân cư trong khu vực Kênh Năng là nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý của hệ thống xử lý nước thải của KCN Long Giang

1.4 CƠ CẤU TỔ CHỨC QUẢN LÝ CỦA NHÀ MÁY

Khi nhà máy hoạt động ổn định sẽ có 168 đến 200 lao động làm việc, cụ thể như sau:

Bảng 2 Nhu cầu sử dụng lao động

Nguồn: Công ty TNHH Tongwei Tiền Giang

 Cơ cấu tổ chức:

Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức của nhà máy

 Thời gian làm việc

Nhà máy làm việc 2 ca/ngày

Thời gian làm việc 8h/ca

Số ngày làm việc: 300 ngày/năm

1.5 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT, VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY

Nhà máy khi đi vào hoạt động sẽ sản xuất 3 loại thức ăn chăn nuôi cho lợn, gà và vịt Cả 3 loại sản phẩm được sản xuất chung 1 quy trình sản xuất, Tùy theo từng loại sản phẩm mà tỷ lệ phối trộn các loại nguyên liệu khác nhau Quy trình sản xuất cụ thể như sau:

Phòng kinh doanh

Phòng nguyên liệu

Phòng sản xuất

Phòng quản lý chất lượng

xế

Nhân viên văn phòng

Tổ phục

vụ kỹ thuật

Văn phòng

Tổ tiếp thị

Tổ sản xuất

Tổ quản

lý thiết

bị

Nhân viên quản

lý nhà xưởng

Tổ nguyên liệu nhập khẩu

Tổ nguyên liệu trong nước

Tổ QLCL nguyên liệu

Tổ QLCL sản phẩm

Tổ điều khiển sản xuất

Hình 1.4 Quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi tại nhà máy Tongwei Tiền Giang

Bụi, nhiệt độ, tiếng ồn

Đẩy lên cao

Làm sạch sơ

bộ

Điện từ (Silo chứa cố

định) Nghiền bột

Silô phối liệu

Tạo hạt

Làm nguội

Đóng bao Phân cấp

Cân nguyên liệu Trộn

Bụi, tạp chất lẫn (đất, đá)

Bụi, tiếng ồn, nước thải rửa máy trộn

Tiếng ồn, nhiệt

Hơi nóng, bụi, nước thải

SP rơi vãi, bụi

Nước, Dầu

Điều hòa

Bụi, mẫu kim loại

Hơi

Bụi

 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ

+ Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu đầu vào cho quá trình sản xuất gồm sắn,

ngô, khô đậu tương, lúa mì, được mua trong nước là chủ yếu Các nguyên liệu mua

về lưu tại kho chứa nguyên liệu của nhà máy

+ Đưa lên cao: Khi có đơn đặt hàng sản xuất, tùy thuộc vào từng loại sản phẩm

cần sản xuất, công nhân sẽ vào kho nguyên liệu vận chuyển các loại nguyên liệu cần cho quá trình sản xuất và đổ vào silo chứa nguyên liệu Để đảm bảo cho quá trình sản xuất thuận lợi, silo chứa nguyên liệu được bố trí cao hơn các thiết bị máy móc khác, đảm bảo nguyên liệu qua các công đoạn theo nguyên tắc tự chảy Tại công đoạn này, nhà máy sử dụng gầu nâng để đưa nguyên liệu từ dưới lên cao và đổ vào silo chứa

+ L m sạch sơ bộ: Nguyên liệu từ silo chứa được chảy từ từ vào sàng rây

thông qua van thủy lực được bố trí tại đáy silo nhằm thuận lợi cho quá trình điều khiển lượng nguyên liệu chảy vào sàng rây nhằm loại bỏ các loại chất bẩn như đá, đất, sạn, sỏi có lẫn với nguyên liệu

Nguyên lý hoạt động của sàng rây là dựa vào sự khác biệt về khối lượng riêng

và hiện tượng phân lớp khi chuyển động giữa nguyên liệu và các chất bẩn Khi hoạt động, các chất bẩn được phân tách thành lớp và được loại bỏ ra khỏi nguyên liệu

+ Điện từ: Nguyên liệu sau khi qua sàng rây được đưa sang silo chứa cố định

(silo điện từ) để loại bỏ kim loại có lẫn trong nguyên liệu sản xuất Việc loại bỏ kim loại có lẫn trong nguyên liệu được thực hiện dựa trên cơ chế hút kim loại của nam châm Các loại tạp chất sắt, gang, thép, niken, đều có thể sử dụng nam châm để tách

ra khỏi hỗn hợp kim loại Tại silo chứa sẽ bố trí 1 lớp nam châm điện Khi nguyên liệu chảy qua lớp nam châm, các vật liệu bằng kim loại sẽ được giữ lại tại lớp nam châm, nguyên liệu được chảy xuống silo chứa Định kỳ, công nhân sẽ tháo lớp nam châm ra

vệ sinh và thu gom các vật liệu kim loại bám trên bề mặt kết thúc công đoạn này, nguyên liệu được chuyển sang công đoạn nghiền

+ Công đoạn nghiền: Tại công đoạn nghiền, công nhân sẽ mở van thủy lực của

silo điện từ để nguyên liệu chạy từ từ vào máy nghiền Tại đây các nguyên liệu thô bị tác động bởi các lực va đập và cọ xát của máy nghiền làm phá vỡ tạo thành các hạt nhỏ mịn có kích thước theo yêu cầu kỹ thuật và sản phẩm cần sản xuất Quá trình nghiền đóng vai trò quan trọng vì nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm và khả năng hấp thụ sản phẩm của vật nuôi Nguyên liệu sau khi nghiền xong được chứa vào silo phối liệu

+ Silo phối liệu: Chứa hỗn hợp nguyên liệu thức ăn sau khi đã được định lượng

theo tỷ lệ

+ Cân nguyên liệu: Tất cả các nguyên liệu được cân định lượng bằng cân điện

tử theo tỷ lệ phối trộn từng loại thức ăn nhất định và đổ vào silo phối liệu

+ Trộn: Các nguyên liệu sau khi được định lượng theo công thức phối chế

được đổ vào silo phối liệu và được khuấy trộn bằng máy Hỗn hợp nguyên liệu được trộn đều bổ sung thêm dầu, nước nhằm đảm bảo về tỉ lệ dinh dưỡng của sản phẩm và thuận tiện cho quá trình trộn, hòa lẫn đồng đều thức ăn Tùy theo từng loại sản phẩm

mà nước có thể được thêm hoặc không thêm vào tại công đoạn này

+ Điều hòa: Sau quá trình trộn công nhân sẽ kiểm tra về chất lượng sản phẩm

và bổ sung nguyên liệu để đạt được tỷ lệ các chất dinh dưỡng theo yêu cầu của từng loại sản phẩm Hỗn hợp nguyên liệu đạt tiêu chuẩn sẽ được chuyển vào thiết bị làm nở liệu Tại thiết bị nở liệu, hơi từ nồi hơi được cấp vào thiết bị để làm chín nguyên liệu, đồng thời khử trùng, làm giản nở nguyên liệu nhằm tạo độ xốp của thức ăn, giúp động vật dễ tiêu hóa thức ăn Kết thúc công đoạn này nguyên liệu được chuyển sang công đoạn tạo hạt

Hỗn hợp nguyên liệu chưa đạt yêu cầu sẽ được điều chỉnh, bổ sung các chất nhằm đạt được tỉ lệ chất dinh dưỡng theo yêu cầu

+ Tạo hạt: Mục đích của công đoạn này là định hình hỗn hợp nguyên liệu thức

ăn thành dạng hạt nhằm làm giảm khả năng hút ẩm và oxy hóa trong không khí, giữ chất lượng dinh dưỡng, đảm bảo hỗn hợp thức ăn được bảo quản lâu hơn Hạt ra khỏi máy có nhiệt độ từ 50-800

C

+ L m nguội: Sản phẩm sau quá trình tạo hạt được đưa ngay sang công đoạn

làm nguội bằng quạt thổi gió nhằm làm giảm nhiệt độ của sản phẩm, đảm bảo tỷ lệ các chất dinh dưỡng của sản phẩm không bị nhiệt độ phân hủy

+ Phân cấp: Tại đây, các hạt thức ăn được chạy qua sàng rây để phân cấp thức

ăn theo kích thước của hạt Hạt có kích thước đạt yêu cầu sẽ được chuyển sang công đoạn đóng bao Hạt có kích thước không đạt yêu cầu được chuyển lại công đoạn nghiền để tái sản xuất

+ Đóng bao: Sản phẩm đạt yêu cầu được chuyển sang khu vực đóng bao để

đóng bao thành phẩm, lưu kho và xuất hàng Quá trình đóng gói được thực hiện tự động từ việc cân, gấp mép, khâu bao

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

+ Nước thải từ phòng thí nghiệm là loại nước thải chứa hàm lượng ô nhiễm là các hợp chất khó phân hủy

+ Nước thải từ hệ thống xử lý khí thải lò hơi: nước này được tuần hoàn sử dụng, tuy nhiên đến một thời điểm thì nước sẽ trở nên quá dơ bẩn, nhiều cặn bụi nên không thể hoàn lưu, khi đó sẽ được thải bỏ bớt

Ba loại nước thải sản xuất từ việc rửa máy móc thiết bị, từ hệ thống xử lý khí thải lò hơi và từ phòng thí nghiệm của nhà máy với lưu lượng tương đối ít, tuy nhiên hàm lượng ô nhiễm lại là những hợp chất khó phân hủy và ô nhiễm hữu cơ cao Cần có biện pháp xử lý sơ bộ trước khi đấu nối vào hệ thống xử lý nước thải của KCN Long Giang

- Nước thải sinh hoạt: phát sinh chủ yếu từ nhà vệ sinh và khu nhà ăn Đối với các nguồn nước thải vệ sinh có tới 52% các chất hữu cơ và một số lớn vi sinh vật gây bệnh Ngoài ra nguồn nước thải sinh hoạt còn có chứa hàm lượng nitơ, phốtpho, các hợp chất chứa lưu huỳnh, chất rắn rất cao, giá trị COD, BOD5 lớn, hàm lượng oxy hoà tan thấp Nước thải nhà bếp thành phần chủ yếu bao gồm phần lớn là dầu mỡ, chất hữu

cơ, Quá trình xả thải trực tiếp nguồn nước thải sinh hoạt sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn tiếp nhận

- Nước mưa chảy tràn: Lưu lượng nước mưa phát sinh trong giai đoạn vận hành

dự án tương ứng với lưu lượng nước mưa tính toán trong giai đoạn thi công, xây dựng Tuy nhiên, khu vực nhà xưởng, khu vực văn phòng và các khu vực phụ trợ đều có hệ thống thoát nước từ mái nhà; sân, đường nội bộ đã được đổ bê tông không thấm nước

nên nước mưa chảy tràn giai đoạn này tương đối sạch chứa chủ yếu là các tạp chất vô

cơ khó tan có kích thước nhỏ như bụi từ sân, đường đi, từ mái nhà

Thành phần, tính chất nước thải của nhà máy

Bảng 2.1 Thành phần, tính chất nước thải của nhà máy Tongwei

STT Thông số Đơn vị Đầu v o

- Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học (vật lý)

- Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

- Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

- Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát

 Điều hòa lưu lường và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

 Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo

Những công trình xử lý cơ học bao gồm:

Dùng để chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng sợi như giấy, rác, … được gọi chung là rác Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ cho đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân hủy cặn Trong những năm gần đây sử dụng rất phổ biến loại song chắn rác liên hợp vừa chắn giữ vừa nghiền rác đối với những trạm xử lý có công suất vừa và nhỏ

Hình 2.1 Song chắn rác v lưới lọc rác

b Bể lắng cát

Tách ra khỏi nước thải các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn (như xỉ than, cát….), chúng không có lợi đối với quá trình làm trong, xử lý sinh hóa nước thải và xử

lý cặn bã cũng như không có lợi đối với các công trình thiết bị công nghệ trên trạm xử

lý Cát từ lắng cát đưa đi phơi khô ở trên sân phơi và sau đó thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng

c Bể lắng

 Lắng đứng

Hình trụ tròn hoặc vuông có đáy hình nón/chóp

Đường kính không vượt quá ba lần chiều sâu công tác và có thể đến 10 m

Hình 2.2 Bể lắng đứng

Nguyên lý hoạt động:

Khi nước dâng lên từ dưới thân thì cặn sẽ thực hiện một quá trình ngược lại Như vậy cặn chỉ lắng được trong trường hợp tốc độ lắng lớn hơn tốc độ nước dâng ( thông thường Vd = 0.7 mm/s) Thời gian lắng 0.5 – 1.5 giờ

không sâu quá 0.25 – 0.5m để thu và xả chất nổi, người ta đặt một máng đặc biệt ngay sát ngay sát kề tấm chắn

Tấm chắn ở đầu bể đặt cách thành cửa vào khoảng 0.5 – 1 m và không nông hơn 0.2m với mục đích phân phối đều nước trên toàn bộ chiều rông của bể

Đáy bể làm dốc i = 0.01 để thuận tiện cho việc thu gom cặn Độ dốc của hố thu cặn không nhỏ hơn 450

Thời gian lưu dài

Chiếm mặt bằng và chi phí xây dựng cao

 Bể lắng ly tâm

Ứng dụng: cho công suất lớn, lưu lượng nước thải >20.000 m3/ngày

Thông số thiết kế:

+ Độ dốc đáy: 4 – 10 %

+ Bùn được cào gom vào rốn bể ở tâm

+ Hệ thống cào bùn: Cầu chạy theo chu vi bể

+ Có thể kết hợp với ngăn tạo bông ở tâm bể

+ Dòng xoáy: hình thành do dòng chảy vào phân bố không đều

+ Dòng bề mặt: Do ảnh hưởng của gió lên bề mặt nước

+ Dòng đối lưu: Do nhiệt

+ Dòng phân tầng: Do dòng nóng phía trên và dòng lạnh phía dưới

e Bể lọc

Nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải

đi qua lớp vật iệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp

Phương pháp xử lý bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD

Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30 – 35% theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học

Trong một số trường hợp các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ, bể lắng trong có ngăn phân hủy,… là những công trình vừa để lắng cặn vừa

để phân hủy cặn lắng trong môi trường kỵ khí

Nếu điều kiện vệ sinh cho phép thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử trùng

và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho qua xử lý sinh học

Hình 2.5 Bể lọc 2.2.2 Phương pháp xử lý hóa học

Phương pháp xử lý hóa học thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp Tùy thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp xử lý hóa học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải

Phương pháp trung hòa: dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô

cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6.5 – 8.5 Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách như trộn lẫn nước thải chứa axit hoặc kiềm, bổ sung thêm các tác nhân hóa học, lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa, hấp phụ khí chứa axit bằng nước thải chứa kiềm,…

Phương pháp keo tụ: dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ (phèn) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và dạng keo có trong nước thải thành những bông có kích thước lớn hơn

Các chất keo tụ thường dùng là muối nhôm (Al2(SO4)3, Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, NH4Al(SO4)2.12H2O); muối sắt (FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O,

Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O)

Các chất trợ keo tụ thường dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O),…

Phương pháp ôzôn hóa: là phương pháp xử lý nước thải có chứa các chất hữu cơ dạng hòa tan và dạng keo bằng ôzôn Ôzôn dễ dàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ

Phương pháp điện hóa học: thực chất của phương pháp này là phá hủy các tạp chất độc hại có trong nước thải bằng cách oxy hóa điện hóa trên cực anốt hoặc dùng để

phục hồi các chất quý (đồng, chì, sắt…) Thông thường hai nhiệm vụ phân hủy chất độc hại và thu hồi chất quý được giải quyết đồng thời

2.2.3 Phương pháp xử lý hóa – lý

Nguyên lý: Cơ chế của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó,

chất này phản ứng với các tập chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại

Phạm vi áp dụng: Thường được áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng, các

chất độc hại và vi sinh vật

Ưu điểm:

Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học

Hiệu quả xử lý cao hơn

Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn

Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn

Có thể tự động hóa hoàn toàn

Không cần theo dõi hoạt động của sinh vật

Có thể thu hồi các chất khác nhau

Nhược điểm:

Lượng bùn sinh ra lớn

Chi phí cho hóa chất cao

Nếu dùng các muối sắt sẽ có hiện tượng nhuộm màu

 Một số phương pháp thường được áp dụng trong xử lý hóa – lý

Các phương pháp hóa lý thường được ứng dụng để xử lý nước thải gồm keo tụ, tuyển nổi, một số công nghệ xử lý bậc cao hấp phụ, trao đổi ion, lọc màng,…Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt phân tán lơ lửng ( rắn và lỏng ), các khí tan những chất vô cơ và hữu cơ hòa tan

 Phương pháp keo tụ, tạo bông

Nguyên lý:

Hóa chất keo tụ được khuấy trộn đều vào nước thô có chứa cặn lắng chậm hoặc không lắng được, một số thành phần ô nhiểm hòa tan

Các hạt keo kết tụ các thành phần đó lại với nhau hình thành các bông cặn lớn hơn và được tách ra khỏi nước bằng lắng trọng lực

Hình 2.6 Cụm bể keo tụ tạo bông v lắng

Các yếu tố ảnh hưởng:

pH: Ảnh hưởng đến độ hòa tan của hóa chất keo tụ, đến điện tích hạt keo do Ph liên quan mật thiết đến hàm lượng ion H+ , dạng tồn tại chất hữu cơ trong nước

Độ kiềm: Có ý nghĩa quan trọng với việc trung hòa lượng H+

do sự thủy phân tạo ra Nhiệt độ: Ảnh hưởng đến tốc độ keo tụ

Liều lượng hóa chất: Cần tính toán lượng phèn tối ưu

Tốc độ khuấy trộn: Ảnh hưởng đến sự phân bố chất keo tụ, tránh làm phá vỡ những bông phèn đã hình thành

Hóa chất:

Phèn nhôm:

Các chất đông keo tụ thường dùng là muối nhôm, muối sắt hoặc hỗn hợp giữa chúng Trong đó sử dụng rộng rãi nhất là Al2(SO4)3, hoà tan tốt trong nước, chi phí thấp, ít ăn mòn đường ống và hoạt động hiệu quả cao trong khoảng pH = 5-7,5

Các phản ứng xảy ra khi cho phèn nhôm vào nước :

Khi cho phèn nhôm Sunfat vào nước nó phân ly theo các giai đoạn:

Al2(SO4)3 2 Al3+ + 3 SO42-

Al3+ + H2O = Al(OH)2+ + H+

Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)3 + H+

Al3+ + 3 H2O = Al(OH)3 + 3 H+ Mức độ thuỷ phân Al2(SO4)3 tăng lên khi pha loãng dung dịch, khi tăng nhiệt độ và giảm pH của dung dịch Cụ thể phụ thuộc vào một số yếu tố sau:

+ pH của nước: ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thủy phân

pH > 4,5: không xảy ra quá trình thủy phân

pH > 7,5: Al(OH)3 tan đi, hiệu quả keo tụ hạn chế

pH tối ưu là 6-7,5

+ Nhiệt độ: Nhiêt độ nước cao, tốc độ keo tụ tăng, hiệu quả keo tụ đạt được càng cao,

giảm lượng phèn cho vào nước Nhiệt độ của nước thích hợp khi dùng phèn nhôm vào khoảng 20-40oC, tốt nhất là 35-40o

C

Ngoài ra, có một số các nhân tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như thành phần các ion trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng

2FeCl3 + 3 Ca(OH)2 = 2 Fe(OH)3 + 3 CaCl2FeSO4 + 3 Ca(OH)2 = 2 Fe(OH)3 + 3 CaSO4+ pH > 10 thì Fe(OH)3 tan đi, hiệu quả keo tụ hạn chế

pH tối ưu là: 5-10

Các muối sắt được sử dụng làm chất đông tụ có nhiều ưu điểm hơn so với muối nhôm do:

+ Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp

+ Có khoảng pH tối ưu của môi trường rộng hơn

+ Các bông keo tạo thành có kích thước và độ bền lớn

+ Có thể khử được mùi vị khi có H2S

+ Trọng lượng đơn vị của Al(OH)3 = 2,4 còn của Fe(OH)3 = 3,6 do vậy keo sắt vẫn

lắng được khi trong nước có ít chất huyền phù

Tuy nhiên các muối sắt cũng có nhược điểm là chúng tạo thành các hợp chất có màu qua phản ứng của các cation sắt với một số hợp chất hữu cơ

Để tăng cường quá trình keo tụ, tăng hiệu suất làm việc của các công trình xử lí, có thể dùng thêm các chất trợ keo, các chất này có thể là các hợp chất cao phân tử như poliacrilamit (PAA) hoặc axit silic hoạt hóa (SiO2), hàm lượng PAA lấy bằng 0,1-1,5

mg/l còn nếu dùng axit silic hoạt hóa lấy bằng 2-3 mg/l

Các Polyme cấu tạo mạch dài, phân tử lượng cao, khi phân ly trong nước chúng hấp phụ các hạt cặn bẩn trong nước thông qua cơ chế hấp phụ vật lí (dính bám) và hấp phụ hóa học (tương tác) Hệ quả là các hạt cặn bị dính vào mạch, tạo thành các cụm bông

Tạo ra lượng bùn nhiều, tốn chi phí cho việc xử lí bùn cặn

 Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường dùng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn hay lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng

Cơ sở quá trình tuyển nổi: Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt

khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn

trong chất lỏng ban đầu

Lượng không khí tiêu tốn riêng sẽ giảm khi hàm lượng hạt rắn cao, vì khi đó xác suất

va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng Bọt khí này phải có độ bền nhất định để không bị phá vỡ trong quá trình tuyển, nếu bọt tan quá sớm thì các hạt sẽ bị chìm xuống và quá trình tuyển nổi không tiến hành được Để đạt được mục đích này đôi khi người ta bổ sung thêm vào nước các chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt phân chia pha như phenol, natri alkylSilicat Trong thực tế, một số chất trợ tuyển nổi đồng thời có hai khả năng vừa là chất ổn định bọt, vừa là chất tập hợp làm tăng tính kỵ nước của hạt Poliacrylamid là một trong những chất trợ tuyển như vậy

Hình 2.7 Bể tuyển nổi

Ưu điểm:

Có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hay nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn,khi các hạt nổi lên bề mặt, chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bọt

Quá trình được thực hiện liên tục và có phạm vi ứng dụng rộng rãi

Tốc độ của quá trình tuyển nổi cao hơn quá trình lắng và có khả năng cho bùn cặn có

độ ẩm thấp hơn

Vốn đầu tư và chi phí vận hành không lớn

Thiết bị đơn giản

Nhược điểm:

Các lỗ mao quản hay bị bẩn và tắc, khó chọn vật liệu có kích thước mao quản khác

nhau để bảo đảm tạo thành các bọt khí có kích thước đồng đều

Không giải quyết được vấn đề độ màu cho nước thải

 Mương oxi hóa

Lần đầu tiên được ứng dụng xử lý nước thải tại Hà Lan (1950) do tiến sỹ Pasveer chủ trì Đây là một dạng Aerotank cải tiến khuấy trộn hoàn chỉnh trong điều kiện hiếu khí kéo dài chuyển động tuần hoàn trong mương

Mương oxy hóa đơn giản, không tốn nhiều công sức, với chi phí đầu tư nhỏ hơn 2 lần

so với lọc sinh học Nếu áp dụng đúng, mương oxy hóa có thể xử lý nước thải đảm bảo đạt yêu cầu Đối với vùng đất sét chặt có thể phủ bằng tấm lót, còn đối với vùng cát phải bêtông hóa thành hoàn toàn Đồng thời, mương phải có cấu trúc đơn giản nhất ( hình chữ O) để tăng hiệu quả xử lý

Mương oxy hóa là dạng cải tiến của mạng lưới xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hoc sử dung bùn hoạt tính Đặc điểm nổi bật của mương oxy hóa là thời gian lưu bùn (SRT) dài nên xử lý chất hữu cơ triệt để Trong mương oxy hóa sự khuấy tán của oxy

đủ để khuấy trộn và đồng thời tăng khả năng tiếp xúc của vi khuẩn trong bùn hoạt tính với nước thải Mương oxi hóa có thể gồm một hay nhiều mương dẫn hình tròn, oval, dạng đường đua (racetrack) Lượng bùn sinh ra và năng lượng cung cấp nhỏ hơn so với phương án cổ điển

Ưu điểm:

Chi phí vận hành thấp do sử dụng ít điện năng so với bể bùn hoạt tính thông thường

Độ tin cậy, tính an toàn cao, ít bị shock cho bùn sinh học

Bùn sinh ra ít hơn bể bùn hoạt tính thông thường do thời gian lưu dài

Có thể xử lý đồng thời chất hữu cơ và dinh dưỡng

Nhược điểm:

Yêu cầu diện tích đất lớn nên chỉ phù hợp với các vùng nông thôn có giá trị đất rẻ

Hình 2.8 Mương oxy hóa

 Bể aerotank

Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD)

và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể Lượng bùn tuần hoàn 20% -30% lưu lượng nước thải đi vào Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử

lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

Hình 2.9 Bể aerotank

Thông thường, giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học Bể lắng đặt sau xử lý cơ học gọi là bể lắng đợt I Bể lắng dùng để tách màng sinh học hoặc tách bùn hoạt tính gọi là bể lắng đợt II

Trong trường hợp xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính thường đưa một phần bùn hoạt tính quay trở lại (bùn tuần hoàn) để tạo điều kiện cho quá trình sinh hóa hiệu quả Phần bùn còn lại gọi là bùn dư, thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể tích trước khi đưa tới các công trình xử lý cặn bã bằng phương pháp sinh học

Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo không loại trừ triệt để các loại

vi khuẩn, nhất là vi trùng gây bệnh và truyền bệnh Bởi vậy, sau giai đoạn xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo cần thực hiện khử trùng nước thải trước khi xả vào môi trường

 Bể bùn hoạt tính từng mẻ SBR

Bể bùn hoạt tính từng mẻ SBR là công trình xử lý sinh học nước thải dựa trên nguyên lý bùn hoạt tính – bể Aerotank nhưng các giai đoạn hoạt động xảy ra trong cùng một bể ( không có bể lắng 2 sau Aerotank)

Năm giai đoạn chính xảy ra trong bể SBR:

- Làm đầy nước: nước thải được đưa vào bể, có thể vận hành theo 3 chế độ: làm đầy tĩnh, làm đầy có khuấy trộn, làm đầy sục khí

- Giai đoạn phản ứng: sục khí để tiến hành nitrit hóa, nitrat hóa và phân hủy chất hữu cơ Trong giai đoạn này cần tiến hành thí nghiệm để kiểm soát thông số đầu vào:

DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này

- Giai đoạn lắng: đóng van sục khí, van dẫn nước thải và quá trình lắng xảy rat ring trạng thái tĩnh hoàn toàn

- Giai đoạn chắt nước: nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra

- Giai đoạn nghỉ: thời gian nghỉ chờ nạp mẻ tiếp theo

 Phương pháp thiếu khí

Nguyên lý:

Quá trình xử lý bằng vi sinh vật để khử triệt để Nito trong nước thải

Các vi sinh vật trong điều kiện thiếu khí sẽ xử dụng Oxy trong NO3– và tiêu thụ COD (trong chất hữu cơ) và đẩy Nito ra khỏi môi trường nước thải Quá trình xử lý thiếu khí chỉ thích hợp với nước thải có TKN (amoni, nito hữu cơ) < 500 mg/l, khuyến cáo TKN nên < 300 mg/l Đây là cách hiệu quả và đơn giản nhất để loại bỏ Nito ra khỏi nguồn

nước thải một cách an toàn nhất Việc tách Amoni ra khỏi nước bằng phương pháp sục khí tại pH cao rất nguy hiểm, tốn kém và thực tế không loại bỏ được Amoni khỏi nước (tách ra khỏi nước thải vào môi trường không khí – mưa – lắng đọng trong nước) Quá trình xử lý cần khuấy trộn bằng các thiết bị khuấy trộn tiêu chuẩn giúp tăng hiệu quả tiếp xúc giữa vi sinh vật vào nước thải và đẩy Nito (N2) khỏi nguồn nước thải Các thiết bị khuấy trộn hiện nay:

Máy khuấy trộn chìm : hiệu quả cao, chi phí quá lớn : không khuyến cáo sử dụng Máy khuấy cạn + cánh khuấy : hiệu quả cao, chi phí thấp : rất khuyến cáo xử dụng Bơm khuấy trộn chìm : hiệu quả tốt, chi phí thấp nhất

 Bể anoxic:

Nguyên lý:

Tại bể anoxic diễn ra quá trình nitrat hóa và Photphorit để xử lý N, P

Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:

Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa:

NO3- → NO2- → N2O → N2↑

Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là nitơ đã được

xử lý

Quá trình Photphorit hóa:

Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí

Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt hoạt động 230 ÷

250 m2/m3 Hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh trưởng và phát triển

 Phương pháp kỵ khí

Nguyên lý:

Sử dụng các vi sinh vật kị khí và vi sinh vật tùy nghi để phân hủy các hợp chất hữu cơ

và vô cơ có trong nước thải, ở điều kiện không có oxi hòa tan với nhiệt độ, pH thích hợp để cho các sản phẩm dạng khí ( CO2, CH4) Quá trình phân hủy kị khí có thể mô

tả bằng sơ đồ tổng quát:

Quá trình sinh học kị khí có thể xử lý nước thải có hàm lượng chất bẩn hữu cơ cao BOD ≥ 10 – 30 (g/l) Có nhiều chủng loại vi sinh vật cùng nhau làm việc để biến đổi các chất ô nhiexm hữu cơ thành khí sinh học

Các yếu tố ảnh hưởng quá trình kị khí:

Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ và sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày và các mùa ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy chất hữu cơ:

25 - 40°C: đây là khoảng thích hợp cho các vi sinh vật ưa ấm

50 - 60°C: nhiệt độ thích hợp cho vi sinh vật ưa nhiệt

Nói chung khi nhiệt độ tăng, tốc độ sinh khí tăng nhưng ở nhiệt độ trong khoảng 40 –

45 °C thì tốc độ sinh khó giảm vì khoảng nhiệt độ này không thích hợp cho cả hai loại

vi khuẩn, nhiệt độ trên 60°C thì tốc độ sinh khí giảm đột ngột và quá trình sinh khí bị kiềm hãm hoàn toàn ở 65 °C trở lên

Ảnh hưởng của pH và độ kiềm:

pH trong hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 6,6 – 6,7 tối ưu trong khỏang 7 – 7,2 vì tuy rằng vi khuẩn tạo acid có thể chịu đựng được pH thấp khoảng 5,5 nhưng vi khuẩn tạo methane bị ức chế ở pH đó pH của hầm ủ khi hạ xuống thấp hơn 6,6 do sự tích tụ quá độ của các acid béo do hầm ủ bị nạp quá tải hoặc do các độc tố trong nguyên liệu nạp ức chế hoạt động của vi khuẩn methane Trong trường hợp này người ta lập tức ngưng nạp cho hầm ủ để vi khuẩn sinh methane sử dụng hết các acid thừa, khi hầm ủ đạt tốc độ sinh khí bình thường trở lại người ta mới nạp lại nguyên liệu cho hầm ủ theo đúng lượng quy định Ngoài ra người ta có thể dùng vôi để trung hòa pH của hầm ủ Ảnh hưởng của độ mặn:

Thường trên 90% trọng lượng của nguyên liệu là nước Theo nghiên cứu cho thấy khả năng sinh Biogas của hầm ủ tùy thuỗ nồng độ muối trong nước Kết quả cho thấy vi khuẩn tham gia trong quá trình sinh khí methane có khả năng dần dần thích nghi với nồng độ muối ăn NaCl trong nước Với nồng độ < 0,3% khả năng sinh khí không bị giảm đáng kể Như vậy việc vận hành các hệ thống xử lý yếm khí tại các vùng nước lợ trong mùa khô không gặp trở ngại nhiều

Các chất dinh dưỡng:

Để đảm bảo năng suất sinh khí của hầm ủ, nguyên liệu nạp nên phối trộn để đạt được

tỉ số C/N từ 25/1 – 30/1 bởi vì các vi khuẩn sử dụng carbon nhanh hơn sử dụng đạm từ

25 – 30 lần Các nguyên tố khác như P, Na, K và Ca cũng quan trọng đối với quá trình sinh khí tuy nhiên C/N được coi nhà nhân tố quyết định

Ảnh hưởng của nguyên liệu nạp:

Ảnh hưởng của nguyên liệu nạp có thể biểu thị bằng 2 nhân tố sau:

+ Hàm lượng chất hữu cơ biểu thị bằng kg COD/m3/ ngày hay VS/m3/ngày

+ Thời gian lưu trữ hỗn hợp nạp trong hầm ủ HRT

Lượng chất hữu cơ nạp cao sẽ làm tích tụ các acid béo do các vi khuẩn ở giai đoạn 3 không sử dụng kịp làm giảm pH của hầm ủ gây bất lợi cho các vi khuẩn methane Ảnh hưởng của các chất khoáng trong nguyên liệu nạp

Các chất khoáng trong nguyên liệu nạp có tác động tích cực đến quá trình sinh khí methane

Các chất khoáng này còn gây hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng tăng độc tính của một nguyên tố do sự có mặt một nguyên tố khác Hiện tượng đối kháng là hiện tượng giảm độc tính của một nguyên tố do sự có mặt của một nguyên tố khác

Khuấy trộn:

Khuấy trộn tạo điều kiện cho vi khuẩn tiếp xúc với chất thải làm tăng nhanh quá trình sinh khí Nó còn làm giảm thiểu sự lắng đọng của các chất rắn xuống đáy hầm và sự tạo bọt và váng trên mặt hầm ủ

Bể UASB

Ưu điểm:

Xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ rất cao, COD= 15000mg/l

Hiệu suất xử lý COD có thể đến 80%

Yêu cầu về dinh dưỡng (N, P) của hệ thống của công nghệ sinh học kỵ khí thấp hơn hệ thống xử lý hiếu khí do sự tăng trưởng và sinh sản của vi sinh vật kỵ khí thấp hơn vi sinh vật hiếu khí

Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống

Hệ thống xử lý kỵ khí tiêu thụ rất ít năng lượng trong quá trình vận hành

Nhược điểm:

Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải;

Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát

Hình 2.10 Bể UASB

Phạm vi ứng dụng: Bùn nuôi cấy ban đầu: nồng độ tối thiểu là 10 kg VSS/m3 Lượng

bùn cho vào không nên nhiều hơn 60% thể tích bể