thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu công nghiệp – dân cư an hạ, công suất 4000 m3 ngày đêm

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2017 Giáo viên hƣớng dẫn Ký tên PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2017 Giảng viên phản biện Ký tên iii Danh Mục Hình Hình 1: Song chắn rác hệ thống xử lý nƣớc thải 22 Hình 2: Lƣới lọc cho hệ thống xử lý nƣớc thải .22 Hình 3: Cấu tạo bể lắng cát ngang .23 Hình 4: Cấu tạo bể tuyển 24 Hình 5: Bể điều hòa .24 Hình 6: Bể lắng li tâm 25 Hình 7: Tháp hấp phụ 27 Hình 8: Sơ đồ trích ly bậc hoạt động liên tục .28 Hình 9: Cấu tạo tháp trao đổi ion 29 Hình 10: Cơ chế tạo cầu nối hình thành bơng cặn 32 Hình 11: Q trình trung hòa nhiều bậc 33 Hình 11: Bể Aerotank 37 Hình 12: Bể UASB 38 Hình 13: Nguyên lý bể tự hoại 48 Hình 14: Sơ đồ nguyên lý xử lý nƣớc thải dự án 53 iv Danh Mục Bảng Bảng 1: Một số chất có mùi đƣợc nêu Bảng 2: Tải trọng chất bẩn theo đầu ngƣời 14 Bảng 3:Hệ số ô nhiễm đốt cháy Gas (pounds/1.000.000 FT3 Gas) .44 Bảng 4: Nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải sinh công nghiệp 46 Bảng 5: Nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt chƣa qua bể tự hoại 47 Bảng 6:Hiệu xử lý nƣớc thải sinh hoạt bể tự hoại 47 Hình 13: Nguyên lý bể tự hoại 48 Bảng 7: Nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt đầu bể tự hoại 48 Bảng 8: Tính chất nƣớc thải đầu vào Trạm xử lý nƣớc thải tập trung 50 Bảng 9:Hệ số khơng điều hòa chung .61 Bảng 10 Thông số thiết kế mƣơng dẫn nƣớc 65 Bảng 11 Thông số thiết kế song chắn rác 65 Bảng 12 Tính chất nƣớc thải vào hố thu 65 Bảng 13 Thông số thiết kế hố thu 67 Bảng 14 Tính chất nƣớc thải vào bể điều hòa 67 Bảng 15 Thơng số bể điều hòa 70 Bảng 16 Tính chất nƣớc thải vào bể trộn 71 Bảng 17 Thông số bể trộn .73 Bảng 18 Tính chất nƣớc thải vào bể phản ứng 73 Bảng 19: Bảng giá trị KT loại cánh khuấy 74 Bảng 20 Thông số bể tạo 76 Bảng 21 Tính chất nƣớc thải vào bể lắng đứng .76 Bảng 22 Thông số bể lắng đứng 79 Bảng 23 Tính chất nƣớc thải vào bể Aerotank 80 Bảng 24Thơng số thiết kế bể aerotank có dòng chảy .80 Bảng 25 Thông số bể aerotank 89 Bảng 26 Tính chất nƣớc thải vào bể lắng II 89 Bảng 27 Thông số bể lắng II 93 Bảng 28 Thông số thiết kế bể khử trùng .95 Bảng 29 Thơng số kích thƣớc xây dựng bể nén bùn .97 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I DANH MụC HÌNH IV DANH MụC BảNG V MỞ ĐẦU 1 ĐặT VấN Đề MụC TIÊU Đề TÀI TÓM TắT NộI DUNG ĐốI TƢợNG VÀ PHạM VI THựC HIệN .2 PHƢƠNG PHÁP THựC HIệN CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP, .3 SINH HOẠT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI 1.1 TổNG QUAN Về NƢớC THảI KHU CÔNG NGHIệP 1.1.1 Tính chất nƣớc thải 1.1.1.1 Tính chất vật lý a Màu sắc b Mùi c Nhiệt độ d Lƣu lƣợng .5 1.1.1.2.Tính chất hóa học 1.1.1.3 Đặc điểm sinh vật, vi sinh vật độc tính sinh thái a Đặc điểm sinh vật, vi sinh vật b Độc tính sinh thái 1.1.1.4 Thông số đặc trƣng nƣớc thải khu công nghiệp a pH nƣớc thải b Các chất rắn nƣớc thải c Nhu cầu oxi hóa học .10 d Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD) .11 e Thông số kali pecmanganat 12 f Quá trình nitrat hóa- khử nitrat hóa 12 1.2 TổNG QUAN Về NƢớC THảI SINH HOạT 13 vi 1.2.1 Nguồn phát sinh, đặc thải nƣớc thải sinh hoạt 13 1.2.2 Thành phần, tính chất nƣớc thải sinh hoạt 14 1.3 TổNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP Xử LÝ NƢớC THảI 19 1.3.1 Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp học 20 1.3.1.1 Phạm vi ứng dụng 20 1.3.1.2 Nguyên lí làm việc 20 1.3.1.2.1 Song chắn rác 20 1.3.1.2.2 Lƣới lọc 20 1.3.1.2.3 Bể lắng cát 20 1.3.1.2.4 Bể tuyển nổi, tách dầu mỡ .20 1.3.1.2.5 Bể điều hòa 20 1.3.1.2.6 Bể lắng .21 1.3.1.3 Cấu tạo 21 1.3.1.3.1 Song chắn rác 21 1.3.1.3.2 Lƣới lọc 22 1.3.1.3.3 Bể lắng cát 23 1.3.1.3.4 Bể tuyển nổi, tách dầu mỡ .23 1.3.1.3.5 Bể điều hòa 24 1.3.1.3.6 Bể lắng .25 1.3.1.4 Ƣu – nhƣợc điểm 25 1.3.1.4.1 Ƣu điểm 25 1.3.1.4.2 Nhƣợc điểm 26 1.3.1.5 Yếu tố ảnh hƣởng 26 1.3.2 Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp hóa lý 26 1.3.2.1 Phạm vi ứng dụng 26 1.3.2.2 Nguyên lí làm việc 26 1.3.2.2.1 Hấp phụ 26 1.3.2.2.2 Trích ly .26 1.3.2.2.3 Trao đổi ion 27 1.3.2.3 Cấu tạo 27 vii 1.3.2.3.1 Hấp phụ 27 1.3.2.3.2 Trích ly .28 1.3.2.3.3 Trao đổi ion 28 1.3.2.4 Ƣu – nhƣợc điểm 29 1.3.2.4.1 Ƣu điểm 29 1.3.2.4.2 Nhƣợc điểm 29 1.3.2.5 Yếu tố ảnh hƣởng 29 1.3.3 Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp hóa học .30 1.3.3.1 Phạm vi ứng dụng 30 1.3.3.2 Nguyên lí làm việc 30 1.3.3.2.1 Keo tụ, tạo .30 1.3.3.2.2 Trung hòa 30 1.3.3.2.3 Oxy hóa khử .30 1.3.3.3 Cấu tạo 31 1.3.3.3.1 Keo tụ, tạo .31 1.3.3.3.2 Trung hòa 32 1.3.3.3.3 Oxy hóa khử .33 1.3.3.4 Ƣu – nhƣợc điểm 33 1.3.3.4.1 Ƣu điểm 33 1.3.3.4.2 Nhƣợc điểm 34 1.3.3.5 Yếu tố ảnh hƣởng 34 1.3.4 Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh học 34 1.3.4.1 Phạm vi ứng dụng 34 1.3.4.2 Nguyên lí hoạt động .34 1.3.4.3 Cấu tạo 34 1.3.4.3.1 Xử lý hiếu khí 34 1.3.4.3.2 Xử lý khị khí 37 1.3.4.4 Ƣu – nhƣợc điểm 38 1.3.4.4.1 Ƣu điểm 38 1.3.4.4.2 Nhƣợc điểm 39 viii 1.3.4.5 Yếu tố ảnh hƣởng 39 1.4.1 Công nghệ xử lý nƣớc thải tập trung khu cơng nghiệp Tân Bình, 2000 m3/ngày 40 1.4.2 Công nghệ xử lý nƣớc thải tập trung khu công nghiệp Lê Minh Xuân 41 CHƢƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ KHU CÔNG NGHIỆP – KHU DÂN CƢ AN HẠ 42 2.1 GIớI THIệU Về KHU CÔNG NGHIệP – KHU DÂN CƢ AN Hạ .42 2.2 CÁC VấN Đề MÔI TRƢờNG CủA KHU CÔNG NGHIệP – DÂN CƢ AN Hạ 43 2.2.1 Chất thải rắn 43 2.2.1.1 Rác thải sinh hoạt 43 2.2.1.2 Rác thải công nghiệp nguy hại không nguy hại 43 2.2.2 Ơ nhiễm khơng khí .44 2.2.2.1 Khói thải từ q trình đốt nhiên liệu 44 2.2.2.2 Các nguồn ô nhiễm khơng khí từ dây chuyền cơng nghệ sản xuất 45 2.2.2.3 Khí thải từ hoạt động giao thông vận tải 45 2.2.3 Ô nhiễm nƣớc thải 45 2.2.3.1 Nƣớc thải khu công nghiệp 45 2.2.3.2 Nƣớc thải khu dân cƣ .46 2.2.3.3 Nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải đầu vào trạm xử lý nƣớc thải tập tung .49 2.2.4 Quy chuẩn áp dụng hành 50 2.2.4.1 Lựa chọn hệ số Kq Kf 50 2.2.4.1.1 Hệ số nguồn tiếp nhận Kq 50 2.2.4.1.2 Hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kf 50 2.2.4.2 So sánh quy chuẩn 40:2011/BTNMT 50 CHƢƠNG III: ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẬP TRUNG KHU CÔNG NGHIỆP – DÂN CƢ AN HẠ .52 3.1 Đề XUấT PHƢƠNG ÁN Xử LÝ 52 3.1.1 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý 52 3.1.2 Nguyên lý xử lý nƣớc thải khu công nghiệp – dân cƣ An Hạ .52 3.1.2.1 Ƣu điểm việc nhập chung loại nƣớc thải 53 ix 3.1.2.2 So sánh bể Aerotank Biophin 57 3.1.2.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 58 a Nƣớc thải qua Song chắn rác .58 b Hố thu 58 c Bể điều hòa 58 d Bể keo tụ 58 e Bể tạo .59 f Bể lắng hóa lý 59 g Bể Aerotank 59 h Bể lắng đứng 60 l Bể khử trùng 60 3.2 TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN Vị 61 3.2.1 Lƣu lƣợng nƣớc thải .61 3.2.2 Mƣơng dẫn song chắn rác 62 3.2.2.1 Diện tích mặt cắt ngang mƣơng .62 3.2.2.2 Chiều cao lớp nƣớc mƣơng 62 3.2.2.3 Số khe hở song chắn rác 62 3.2.2.4 Tổng tiết diện khe song chắn 63 3.2.2.5 Vận tốc dòng chảy qua song chắn 63 3.2.2.6 Tổn thất áp lực qua song chắn rác 63 3.2.2.7 Chiều sâu tổng cộng mƣơng 64 3.2.2.8 Chiều rộng song chắn rác 64 3.2.2.9 Chiều dài xây dựng mƣơng đặt song chắn rác .64 3.2.3 Hố thu 65 3.2.3.1 Thể tích hữu ích hố thu gom 65 Tính bơm .66 3.2.3.2 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải sang bể điều hòa 66 3.2.4 Bể điều hòa 67 3.2.4.1 Thể tích bể điều hòa .67 3.2.4 Kích thƣớc bể điều hòa .67 x 3.2.4.3 Tính tốn lƣợng khí cần sục vào bể .68 3.2.4.4 Tính số đĩa phân phối .68 3.2.4.5 Ống dẫn khí 68 3.2.4.6 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải sang bể keo tụ .70 3.2.4.7 Hiệu suất xử lý .71 3.2.5 Bể trộn (keo tụ) .71 3.2.5.1 Thiết bị khuấy trộn bể pha trộn phèn FeCl3 71 3.2.5.2 Công suất động cơ: 72 3.2.5.3 Hiệu suất xử lý .73 3.2.6 Bể phản ứng (tạo bông) 73 3.2.6.1 Thể tích bể tạo bơng .73 3.2.6.2 Thiết bị khuấy .74 3.2.6.3 Tính tốn ống dẫn nƣớc vào bể lắng .75 3.2.6.4 Hiệu xử lý 76 3.2.7 Bể lắng I 76 3.2.7.1 Đƣờng kính bể 77 3.2.7.2 Chiều cao bể 77 3.2.7.3 Thể tích bể lắng đứng .78 3.2.7.4 Tính tốn ống dẫn nƣớc vào bể aerotank .79 3.2.7.5 Hiệu xử lý 80 3.2.8 Bể aerotank 80 3.2.8.1 Thể tích bể Aerotank 82 3.2.8.2 Kích thƣớc bể 82 3.2.8.3 Lƣợng bùn sinh 82 3.2.8.4 Lƣợng oxy cần cung cấp cho bể Aerotank .85 3.2.8.5 Máy thổi khí cho Aerotank 86 3.2.8 Số lƣợng đĩa khuếch tán khí cần thiết: 87 3.2.8.7 Tính tốn ống dẫn nƣớc vào bể lắng 88 3.2.8.8 Hiệu xử lý 89 3.2.9 Bể lắng II 89 xi Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm 3.2.9.5 Hiệu xử lý Hiệu xử lý SS bể trộn dao động khoảng từ 60 – 80%, chọn 𝜂𝑆𝑆 = 50% Hiệu xử lý độ màu bể trộn dao động khoảng từ 50 – 75%, chọn 𝜂độ 𝑚à𝑢 = 65% Các thông số nƣớc thải khỏi bể điều hòa SS = 74,88 (mg/l) × (1 – 0, 5) = 37,44 (mg/l) Độ màu = 114,1 (mg/l) × ( – 0,65) = 40 (Pt-Co) 3.2.10 Bể khử trùng Sau giai đoạn xử lý học, sinh học điều kiện nhân tạo, sonh song vơi việc làm giảm nồng độ chất gây nhiễm đạt tiêu chuẩn qui định số lƣợng vi trùng giảm đáng kể đến 90 – 95% Tuy nhiên vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt hồn tồn Vì cần phải khử trùng nƣớc thải nƣớc xả vào nguồn nƣớc Ở sử dụng hóa chất clorua vơi làm chất khử trùng phản ứng xảy nhƣ sau: Ca(OCl)2 + H20 ↔ CaO + 2HOCl 2HOCl ↔ 2H+ + 2OCl3.2.10.1 Lƣợng Clo hoạt tính lớn dùng để khử trùng 𝐺= 100 × 𝑎 × 𝑄𝑡𝑏 −𝑔𝑖ờ 100 × × 166,67 = = 2,77 (𝑘𝑔/𝑕) 1000 × 𝑃 1000 × 30 Trong 𝑄𝑡𝑏 −𝑔𝑖ờ : lƣu lƣợng trung bình giờ, 𝑄𝑡𝑏 −𝑔𝑖ờ = 166,67 (𝑚3 /𝑕) a : liều lƣợng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nƣớc thải, a = – 10 g/m3, chọn a = g/m3 P : hàm lƣợng Clo hoạt tính (%) Lƣợng Clo dùng ngày = 24 × G = 24 × 2,77 = 66,48 (kg) Dung tích hữu ích thùng pha hóa chất 𝑊= 𝑎 × 𝑄𝑡𝑏 −𝑛𝑔 à𝑦 × 4000 = = 8(𝑚3 ) 10000 × 𝑏 × 𝑛 10000 × 0,25 × Trong 𝑄𝑡𝑏 −𝑛𝑔 à𝑦 : Lƣu lƣợng trung ngày, 𝑄𝑡𝑏 −𝑛𝑔 à𝑦 = 4000 (𝑚3 /𝑛𝑔à𝑦) 𝑎 : Liều lƣợng Clo hoạt tính, a = (g/m3) b : nồng độ dung dịch Clorua vôi,≤ 25%, chọn b = 25 % n : số lần hòa trộn Clorua vơi ngày, chọn n = SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 94 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm 3.2.10.2 Thể tích tổng cộng thùng dung dịch WTC = 1,15 × W = 1,15 × = 9,2 (m3 ) 3.2.10.3 Kích thƣớc bể khử trùng Thể tích bể: V = Q tb −gi × t = 166,67 × 0,5 = 83,34 (m3 ) Với t thời gian lƣu nƣớc bể, chọn t = 0,5 Chọn chiều cao công tác bể, h = m Chiều dài bể tiếp xúc, L = m Chiều rộng bể, 𝑅= 𝑉 83,34 = = 3,47 𝑚 , 𝑐𝑕ọ𝑛 𝑅 = 3,5 (𝑚) 𝐿×𝑕 6×4 Chiều cao tổng cộng bề, 𝐻 = 𝑕 + 𝑕𝑏𝑣 = + 0,3 = 4,3 (𝑚) Kích thƣớc bể, L × R × H = × 3,5 × 4,3 = 90,3 (m3) Chọn vách ngăn bể, tức bể có ngăn, n = 3, khoảng cách vách ngăn 𝐿′ = 𝐿 = =2 𝑚 3 Bảng 28 Thông số thiết kế bể khử trùng STT Thông số Đơn vị Số liệu Chiều cao xây dựng bể m 4,3 Chiều cao công tác m Chiều rộng bể m 3,5 Chiều dài bể m Thời gian lƣu nƣớc phút 30 Số ngăn bể ngăn Chiều rộng ngăn m 3.2.11 Bể nén bùn Lƣợng bùn hoạt tính xả từ bể lắng II = 176(kgSS/ngày) Cặn lắng bể lắng ly tâm = 140,8 (kgVSS/ngày) Tổng lƣợng cặn bể nén bùn Q 𝑊 = 176 + 140,8 = 316,8 (𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 95 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm Chọn hệ số an toàn thiết kế bể nén bùn 30% Lƣợng bùn cần xử lý G𝑏ù𝑛 = Q 𝑊 × 1.3 = 316,8 × 1,3 = 411,84 (𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) Diện tích bề mặt bể nén bùn F𝑏ể = G𝑏ù𝑛 411,84 = = 16,5 (𝑚2 ) 𝑎 25 Với a: tải trọng bùn bể nén bùn, a = 25 – 34 kg/m2.ngày Chọn a = 25 kg/m2.ngày Đƣờng kính bể nén bùn 𝐷= × F𝑏ể = 𝜋 × 16,5 = 4.58 𝑚 , 𝑐𝑕ọ𝑛 𝐷 = 4,6 (𝑚) 3,14 Đƣờng kính ống trung tâm d = 0,2 × D = 0,2 × 4,6 = 0,92 (m) Chiều cao bể nén bùn H = h1 + h2 + hbv = 1,8 + 2,9 + 0,3 = (m) Trong 𝑕1 : chiều cao phần hình nón, đƣờng kính bể 4.85 m đƣờng kính đỉnh bể m 𝑕1 = 𝑕2 𝐷 4,6 − = − = 1,8 (𝑚) 2 2 : chiều cao phần lắng 𝑕2 = 𝑣𝐿 × 𝑡𝐿 × 3600 = 0.0001 × × 36000 = 2,88 𝑚, 𝑐𝑕ọ𝑛 𝑕2 = 2,9 𝑚 Với 𝑕𝑏𝑣 𝑣𝐿 : vận tốc lắng bể nén bùn, kiểu lắng đứng, 𝑣𝐿 = 0,1 𝑚𝑚/𝑠 𝑡𝐿 : thời gian lắng bùn, 𝑡𝐿 = 𝑔𝑖ờ : chiều cao bảo vệ, 𝑕𝑏𝑣 = 0,3 𝑚 Kích thƣớc xây dựng bể nén bùn Đƣờng kính, D = 4,6 (m) Chiều cao , H = (m) Lƣu lƣợng bùn rút hàng ngày Q= Gbùn × 10−3 411,84 × 10−3 = = 2,05 (m3 /ngày) d×C 1,005 × 0,2 SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 96 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm Trong G𝑏ù𝑛 : lƣợng bùn cần xử lý, G𝑏ù𝑛 = 411,84 (𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) d : tỉ trọng cặn sau nén, d = 1,005 C : nồng độ cặn sau nén, chọn C = 2% Bảng 29 Thơng số kích thước xây dựng bể nén bùn STT Thơng số Đơn vị Kích thƣớc Đƣờng kính bể m 4,6 Chiều cao làm việc m 4,7 Chiều cao bể m 3.2.12 Máy ép bùn dây đai Cặn sau qua bể nén bùn có nồng độ từ – 8% cần đƣa qua thiết bị làm khơ để giảm độ ẩm xuống 70 – 80% tức tăng nồng độ cặn từ 20 – 30% với mục đích - Giảm khối lƣợng bùn vận chuyển dùng cho mục đích khác - Cặn khô để đƣa chôn lấp hay cải tạo đất có hiệu cai cặn ƣớt - Ít gâu mùi khó chịu độc tính Nƣớc từ máy ép bùn nƣớc rửa máy ép bùn đƣợc dẫn hố thu Khối lƣợng cặn cần xử lý: G𝑏ù𝑛 = 411,84 (𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) Nồng độ bùn sau nén, 2% Nồng độ bùn sau ép: 18% Khối lƣợng bùn sau ép = 411,84 × 0,18 = 74,13 (𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) Số hoạt động thiết bị: 4h/ngày Tải trọng bùn tính mét chiều rộng bang ép chọn 80 kg/m.h Chiều rộng băng ép R băng ép = Gbùn 411,84 (kg/ngày) = = 1,287 (m) × 80 4(h/ngày) × 80(kg/m h) 3.2.13 Tính tốn hóa chất 3.2.13.1 Bể chứa dung dịch axit Theo yêu cầu đầu vào khu công nghiệp pH = – 9, xử lý sinh học điều kiện pH tốt cho bùn hoạt tính hoạt động hiệu pH trung hòa Chọn pH = làm pH thực tế pHv = 6,5 pHtt = SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 97 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm Q tb −gi = 166,67 m3 /h K = 0,00005 mol/l Khối lƣợng phân tử H2SO4 = 98 g/mol Nồng độ dung dịch H2SO4 = 98% Liều lƣợng châm vào MH SO K × MH SO × Q tb −gi × 103 0,000005 × 98 × 166,67 × 103 = = C × ρ × 10 98 × 1,84 × 10 = 0,045 l l = 1,087 h ngày Thời gian lƣu : t = 15 ngày Thể tích cần thiết bể chứa: VH SO = 0,045 × 24 × 15 = 16,2 (lít) Chọn bồn tích V = 18 lít Chọn bơm định lƣợng A-125N-6/F-13 với thông số: Lƣu lƣợng Q = 0,034 l/h Q max = 0,8 l/h Hmax = 10kg/cm2 Công suất P = 180 W 3.2.13.2 Bể chứa dung dịch NaOH pHv = pHtt = Q tb −gi = 166,67 m3 /h K = 0,00001 mol/l Khối lƣợng phân tử NaOH = 40 g/mol Nồng độ dung dịch NaOH = 20% Trọng lƣợng riêng dung dịch Trọng lƣợng riêng dung dịch, ρ = 1,53 Liều lƣợng châm vào MNaOH = K × MNaOH × Q tb −gi × 103 0,00001 × 40 × 166,67 × 103 = C × ρ × 10 20 × 1,53 × 10 = 0,22 (l/h) = 5,23 (l/ngày) SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 98 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm Thời gian lƣu : t = 15 ngày Thể tích cần thiết bể chứa: VNaOH = 0,22 × 24 × 15 = 79,2 (lít) Chọn bồn tích V = 80 lít Chọn bơm định lƣợng A-125N-6/F-13 với thông số: Lƣu lƣợng NaOH, Q = 0,22 l/h Q max = 0,8 l/h Hmax = 10kg/cm2 Công suất P = 180 W 3.2.13.3 Bể chứa polymer Lƣợng bùn khô M = 96,64 kg/h Liều lƣợng polymer = 5kg/tấn bùn Liều lƣợng polymer tiêu thụ = 96,64 kg/h x kg/tấn bùn x 10-3 = 0,5 kg/h Hàm lƣợng polymer sử dụng = 2% Lƣợng dung dịch châm vào = 0,5/2 = 0,25 m3/h = m3/ngày Chọn bơm định lƣợng A-125N-30/B-19 với thông số Q max = 62 l/h Hmax = 14 kg/cm2 Công suất P = 180 W 3.2.13.4 Bể chứa dung dịch phèn Ta sử dụng phèn sắt làm chất keo tụ số ƣu điểm sau: - Tác dụng tốt nhiệt độ thấp - Độ bền lớn kích thƣớc bơng keo có khoảng giới hạn rộng thành phần muối - Có thể khử đƣợc mùi vị khí có H2S - Giá thành rẻ Tuy nhiên phèn sắt có nhƣợc điểm tạo thành phức hòa tan nhuộm màu qua phản ứng cation sắt với số chất hữu Có muối sắt nhƣ sau: Fe(SO4)3.2H20, Fe(SO4)3.H2O, FeSO4.7H2O FeCl3 dùng làm chất keo tụ Ta chọn FeCl3 làm chất keo tụ cho khu xử lý Việc tạo thành keo diễn theo phản ứng sau: SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 99 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl Trong điều kiện môi trƣờng kiềm 2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaCl2 + CO2 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3+ 3CaCl2 Nồng độ tạp chất nƣớc thải : 245 mg/l Liều lƣợng chất keo tụ khan cần : C = 44,4 mg/l Hàm lƣợng chất keo tụ cần ngày là: M = Q × C = 4000 (m3 /ngày) × 44,4(g/m3 ) × 10−3 (kg/g) = 177,6(kg/ngày) Nồng độ FeCl3 sử dụng 46% = 460kg/m3 𝐷𝑢𝑛𝑔 𝑑ị𝑐𝑕 𝑐𝑢𝑛𝑔 𝑐ấ𝑝 = 177,6(kg /ngày ) 460 (𝑘𝑔 /𝑚 ) = 0,38 (𝑚3 /𝑛𝑔à𝑦) = 15,8 (𝑙í𝑡/𝑕) Thời gian lƣu dung dịch phèn t =10 ngày Thể tích bồn yêu cầu: V = 0,29 m3 /ngày × 10 ngày = 2,9 m3 , Chọn loại bồn tích V = m3 3.3 Tính tốn kinh phí 3.3.1 Mơ tả cơng trình 3.3.1.1 Song chắn rác - Nhiệm vụ :giữ cặn rác có kích thƣớc lớn - Kích thƣớc: rộng x cao x dày = 1,17 x 0,215 x 0,008 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.2 Hố thu gom - Nhiệm vụ :thu gom nƣớc thải - Kích thƣớc: 10 x x 2,5 = 150 m3 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.3 Bể điều hòa - Nhiệm vụ :điều hòa lƣu lƣợng nồng độ nƣớc thải - Kích thƣớc: 18 x 8,5 x 7,5 = 1147,5 m3 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.4 Bể trộn - Nhiệm vụ :trộn phèn vào nƣớc thải - Kích thƣớc: 1,4 x 1,4 x 2,3 = 4,5 m3 SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 100 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.5 Bể tạo - Đƣợc chia làm ngăn - Nhiệm vụ :hình thành bơng cặn có kích thƣớc lớn - Kích thƣớc: 3,3 x 2,5 x 3,3 x = 54,5 m3 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.6 Bể lắng đứng - Nhiệm vụ :lắng hạt cặn dƣới điều kiện lực - Kích thƣớc: 3,14 x 52 x (1/3 x 5,3 + 5) = 531 m3 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.7 Bể aerotank - Nhiệm vụ :phân hủy chất hữu q trình bùn hoạt tính - Kích thƣớc: 13,6 x 9,2 x 6,3 = 788,256 m3 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.8 Bể lắng II - Nhiệm vụ :phân tách bùn hoạt tính nƣớc - Kích thƣớc: 3,14 x 7,82 x (1/3 x 0,366 + 4,634) = 908 m3 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.9 Bể khử trùng - Nhiệm vụ :khử trùng nƣớc thải - Kích thƣớc: x 3,5 x = 84 m3 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.1.10 Bể nén bùn - Nhiệm vụ : giảm độ ẩm bùn - Kích thƣớc: 3,14 x 3,22 x (1/3 x 1,8 + 3,2) = 122,18 m3 - Vật liệu : bê tông cốt thép, mác 200 Bên quét chống thấm 3.3.2 Phân tích giá thành Chi phí xây dựng cho tồn dự án đƣợc phân chia cho hạng mục chính: - Chi phí xây dựng hạng mục trạm - Chi phí cung cấp, lắp đặt vận hành thiết bị SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 101 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, cơng suất 4000 m3/ngày đêm - Chi phí hóa chất 3.3.2.1 Chi phí xây dựng STT Hạng mục cơng trình Thể tích Đơn vị tính Đơn giá VNĐ/m3 Thành tiền Hố thu gom 150 m3 2.000.000 300.000.000 Bể điều hòa 1147,5 m3 2.000.000 2.295.000.000 Bể trộn 4,5 m3 2.000.000 9.000.000 Bể tạo 54,5 m3 2.000.000 109.000.000 Bể lắng I 531 m3 2.000.000 1.062.000.000 Bể aerotank 788 m3 2.000.000 1.576.000.000 Bể lắng II 908 m3 2.000.000 1.816.000.000 Bể khử trùng 84 m3 2.000.000 168.000.000 Bể nén bùn 122 m3 2.000.000 244.000.000 Chi phí xây dựng 7.579.000.000 3.3.2.2 Chi phí máy móc – thiết bị STT Tên thiết bị Số lƣợng Đơn giá VNĐ/cái Thành tiền Hố thu gom Song chắn rác 8mm 5.000.000 5.000.000 Bơm công suất 7Hp 50.000.000 100.000.000 Bể điều hòa Bơm cơng suất 4Hp 30.000.000 120.000.000 Máy thổi khí công suất 20Hp 150.000.000 450.000.000 Đĩa phân phối khí CDF-250N 75 300.000 Cánh khuấy bể trộn 5.000.000 5.000.000 Motor cánh khuấy công suất 10.000.000 10.000.000 5.000.000 10.000.000 22.500.000.000 Bể trộn tạo 2Hp Cánh khuấy bể tạo SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 102 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm Motor cánh khuấy công suất 10.000.000 20.000.000 0,5Hp 10 Thùng inox chứa dd phèn 3m3 8.000.000 8.000.000 11 Đầu dò pH 50.000.000 50.000.000 Bể lắng I 12 Máng thu nƣớc cƣa 40.000.000 40.000.000 13 Ống trung tâm 10.000.000 10.000.000 14 Dàn quay bể lắng 80.000.000 80.000.000 15 Bơm bùn công suất 1Hp 30.000.000 60.000.000 Bể aerotank 16 Máy thổi khí cơng suất 17Hp 250.000.000 750.000.000 17 Đĩa phân phối khí CDF-250N 80 300.000 24.000.000 Bể lắng II 18 Máng thu nƣớc cƣa 50.000.000 50.000.000 19 Ống trung tâm 10.000.000 10.000.000 20 Dàn quay bể lắng 100.000.000 100.000.000 21 Bơm bùn công suất 1Hp 30.000.000 60.000.000 Bể nén bùn 22 Máng thu nƣớc cƣa 20.000.000 20.000.000 23 Bơm bùn công suất 1Hp 30.000.000 60.000.000 24 Máy ép bùn dây đai 900.000.000 900.000.000 Chi phí máy móc thiết bị 25.442.000.000 3.3.2.3 Hóa chất thiết bị Bồn chứa H2SO4 3.000.000 3.000.000 Bồn chứa NaOH 3.000.000 3.000.000 Bồn chứa FeCl3 3.000.000 3.000.000 Bồn chứa polymer 5.000.000 5.000.000 Bơm định lƣợng dung dịch 15.000.000 15.000.000 20.000.000 80.000.000 NaOCl Bơm định lƣợng dung dịch SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 103 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm Tủ điện điều kiển 250.000.000 250.000.000 Máy đo lƣu lƣợng 100.000.000 100.000.000 Hệ thống đƣờng điện kỹ thuật Toàn 300.000.000 300.000.000 300.000.000 300.000.000 10 hệ thống Hệ thống đƣờng ống cơng Tồn nghệ, van hệ thống Chi phí phát sinh 1.059.000.000 Tổng chi phí cho cơng trình xử lý nƣớc thải = chí phí xây dựng + chi phí thiết bị máy móc + chi phí hóa chất Chi phí = 7.579.000.000 + 25.442.000.000 + 1.059.000.000 = 𝟑𝟒 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝐕𝐍Đ 3.3.2.4 Chi phí cho m3 nƣớc thải a Chi phí xây dựng thiết bị Thời gian hao cơng trình T = 15 năm Chi phí xây dựng tính theo ngày Pkh = 𝟑𝟒 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 = 6.225.000 VNĐ 15 × 365 b Chi phí vận hành Chi phí hóa chất - Chi phí cho lƣợng phèn nhơm tiêu thụ ngày 𝑃1 = 133,3(𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) × 2.000(𝑉𝑁Đ/𝑘𝑔) = 266,600(𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦) - Chi phí cho lƣợng NaOH nhơm tiêu thụ ngày 𝑃2 = 58,8(𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) × 1.500(𝑉𝑁Đ/𝑘𝑔) = 88,200(𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦) - Chi phí cho lƣợng axit nhơm tiêu thụ ngày 𝑃3 = 0,816(𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) × 2.000(𝑉𝑁Đ/𝑘𝑔) = 1,650(𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦) - Chi phí cho lƣợng polymer nhơm tiêu thụ ngày 𝑃4 = 6(𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦) × 50.000(𝑉𝑁Đ/𝑘𝑔) = 300.000(𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦) - Tổng chi phí hóa chất cho ngày : SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 104 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm 𝑃𝑕𝑐 = 𝑃1 + 𝑃2 + 𝑃3 + 𝑃4 = 266,600 + 88,200 + 1,650 + 300.000 = 657.000 𝑉𝑁Đ Chi phí điện Chi phí điện khoảng 500đ/m3 đó: 𝑃đ𝑛 = 500 đ/𝑚3 × 4000 𝑚3 𝑛𝑔à𝑦 = 2.000.000 𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦 Chi phí nhân cơng Chi phí trung bình cho nhân cơng 3.500.000 VNĐ/tháng + phụ cấp 500.000 VNĐ Số ngƣời làm ca 24 tiếng ngƣời Thông thƣờng trạm thƣờng có ca 𝑃𝑛𝑐 = × 4.000.000 = 36.000.000 𝑉𝑁Đ/𝑡𝑕á𝑛𝑔 = 1.200.000 𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦 Chi phí sữa chữa chiếm khoảng 0,5% tổng chi phí đầu tƣ ban đầu 𝑃𝑠𝑐 = 0,5% × 𝟑𝟒 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 = 170.400.000 𝑉𝑁Đ/𝑛ă𝑚 = 467.000 𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦 Tổng chi phí xử lý nƣớc thải là: 𝑃 = Pkh + 𝑃𝑕𝑐 + 𝑃đ𝑛 + 𝑃𝑛𝑐 + 𝑃𝑠𝑐 = 6.225.000 + 657.000 + 2.000.000 + 1.200.000 + 467.000 = 10.549.000 𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦 c Chi phí xử lý cho 1m3 nƣớc thải : 𝑃= 10.549.000 = 2.637,25 𝑉𝑁Đ/𝑛𝑔à𝑦 4000 Đây chi phí nhà máy, nhƣng xử lý nƣớc thải cho công ty nằm KCN giá thành 1m3 khoảng 10.000 VNĐ/1m3 SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 105 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm CHƢƠNG IV KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Trong trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc ta nay, việc chăm lo đến vấn đề ảnh hƣởng đến đời sống ngƣời điều cần thiết quan trọng Chính thế, mơi trƣờng cần phải đƣợc đảm bảo Tuy nhiên quốc gia phát triển, cơng nghiệp phát triển mơi trƣờng sống ngƣời ngày xấu Do đó, cơng ty , xí nghiệp, kh cơng nghiệp cần ý đến vấn đề gây ô nhiễm Khu công nghiệp An Hạ cần phải đặc biệt ý đến vấn đề từ thanhg lập Việc xây dựng trạm xử lý nƣớc thải khu công nghiệp An Hạ phù hợp với nhu cầu đầu tƣ hợp tác doanh nghiệp, đồng thời làm giảm chi phí xử lý nƣớc thải cho xí nghiệp tạo điều kiện dễ dàng cho quan quản lý Việc lựa chọn công nghệ phù hợp với quy mô khu công nghiệp An Hạ đảm bảo đầu đạt qui chuẩn xả thoại loại A việc cần thiết Đáp ứng yêu cầu khu công nghiệp đại tập trung ngành công nghiệp, trạm xử lý nƣớc thải đƣợc thiết kế theo công nghệ, kỹ thuật đại, vận hành bán tự động, hiệu cao SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 106 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm 4.2 Kiến nghị Trong trình vận hành thời gian đầu điều chỉnh đƣợc thơng số tối ƣu đảm bảo cơng trình vận hành hiệu Với hoạt động dự án tƣơng lai nhìn chung khơng gây ảnh hƣởng lớn cho môi trƣờng sống khu vực dân cƣ xung quanh dự án thực nghiêm túc yêu cầu đƣợc nêu sổ tay vận hành Việc đầu tƣ xây dựng hệ thống xử lý nƣớc cho trạm xử lý nƣớc thải tập trung An Hạ cấp bách cần thiết để đảm bảo chất lƣợng sống cho ngƣời dân nơi Hệ thống phải đƣợc vận hành quy định thƣờng xuyên bảo trì bảo dƣỡng để đảm bảo chất lƣợng nƣớc sau xử lý đạt Cột B QCVN40:2011/BTNMT Thƣờng xuyên quan trắc chất lƣợng nƣớc đầu để xem có đạt điều kiện theo quy chuẩn xả thải Cần đào tạo cán kỹ thuật quản lý môi trƣờng có trình độ, có ý thức trách nhiệm để quản lý, giám sát xử lý cố vận hành hệ thống Trong trình vận hành phải tuân thủ quy định an toàn lao động trang bị đầy đủ dụng cụ trang thiết bị bảo hộ lao động cho công nhân Đề nghị xây dựng hệ thống thoát nƣớc, ban quản lý nhà máy cần:  Trong trình thực cần đầu tƣ nghiên cứu kỹ điều kiện sẵn có địa bàn  Trong q trình vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải, cần theo dõi chất lƣợng nƣớc đầu thƣờng xuyên Ban quản lý cần theo dõi, kiểm tra thƣờng xuyên nguồn xả thải để đảm bảo tiêu đầu vào nhƣ quy định, tránh trƣờng hợp nhà máy, xí nghiệp xả thải với nồng độ nhiễm q cao Ngồi ra, ban quản lý Trạm nên áp dụng sản xuất để hạn chế ô nhiễm (quản lý tốt hơn, thay đổi ngun liệu, quy trình sản xuất, cơng nghệ hoàn lƣu tái sử dụng…) SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 107 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ngày đêm TÀI LIỆU THAM KHẢO Gs.Ts.Lâm Minh Triết (2013) Xử lý nƣớc thải đô thị công nghiệp Nhà xuất Đại học quốc gia TP HCM Pgs.Ts.Trần Đức Hạ (2006) Xử lí nƣớc thải thị Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Pgs.Ts.Hoàng Huệ (2005) Xử lí nƣớc thải Nhà xuất Xây dựng QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nƣớc thải cơng nghiệp có nguồn xả vào nguồn nƣớc khơng dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt Tài liệu giảng dạy môn kỹ thuật xử lý nƣớc thải Ts.Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn 108 ... Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ ngày đêm CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP, SINH HOẠT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI 1.1... nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ ngày đêm MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ngày với phát triển giới mặt, đặc biệt lĩnh vực công nghiệp tạo ngày nhiều... Tuấn Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu công nghiệp - Dân cư An Hạ, công suất 4000 m3/ ngày đêm c Nhiệt độ Nhiệt độ nƣớc thải thƣờng cao so với nguồn nƣớc ban đầu, có gia