Phân tích đánh giá hiệu quả xử lý của một số dạng công trình xử lý nước thải chăn nuôi lợn hiện có

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tác giả Các số liệu nghiên cứu luận văn trung thực xác Những tài liệu sử dụng luận văn có nguồn gốc trích dẫn rõ ràng Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2013 Học viên Lê Đức Anh LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Nguyễn Ngọc Lân – Phó viện trưởng Viện Khoa học Cơng nghệ Môi trường – Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình bảo hướng dẫn đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp Tôi suốt trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn thầy cô giáo Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – Đại học Bách Khoa Hà Nội, dạy bảo thời gian học tập nghiên cứu trường Đồng thời xin cảm ơn tập thể anh chị Công ty CP Công nghệ Thân Thiện Môi trường Bách Khoa nơi Tôi công tác giúp đỡ tạo điều kiện cho Tôi thời gian học tập hoàn thành luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, ln dành cảm thơng cảm sẻ chia giúp đỡ Tơi có đủ điều kiện để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 20 tháng 09 năm 2013 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƢƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÀNH CHĂN NI LỢN 10 1.1 Tình hình chăn nuôi lợn Việt Nam[1,9,17,21] 10 1.2 Phân loại quy mô trang trại, quy trình chăn nuoi lợn[2,7,10,11,12] 11 1.2.1 Quy mơ trang trại 11 1.2.2 Quy trình chăn ni 12 1.3 Ô nhiễm môi trường trang trại chăn nuôi[3,18,19] .14 I.3.1 Nguồn gốc phát sinh, thành phần chất thải trang trại chăn nuôi lợn 14 1.3.2 Tính chất nước thải trang trại chăn ni lợn 15 1.3.3 Ảnh hưởng nước thải trang trại chăn nuôi lợn tới môi trường: 16 CHƢƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI THÍCH HỢP CHO TRANG TRẠI LỢN .18 2.1 Các công nghệ xử lý nước thải chăn ni lợn có [4,5,6,8,13] 18 2.1.1 Phương pháp xử lý yếm khí: .18 2.1.2 Phương pháp xử lý hiếu khí 19 2.1.3 Phương pháp xử lý hồ sinh học 19 2.1.4 Phương pháp xử lý bãi lọc trồng .19 2.1.5 Phương pháp hóa- lý 20 2.1.6 Công nghệ xử lý kết hợp yếm khí thu biogas- hồ sinh học tự nhiên 20 2.1.7 Công nghệ xử lý kết hợp yếm khí thu biogas- Xử lý hiếu khí 20 2.2 Giới thiệu dạng xử lý áp dụng trang trại 20 2.2.1 Xử lý phân lợn nước thải bể yếm khí dạng bể vịm cầu 20 2.2.2 Cơng nghệ xử lý yếm khí dạng bể nhiều ngăn nắp kín .23 2.2.3 Bể xử lý yếm khí túi ủ polyme 24 2.2.4 Cơng trình xử lý dạng hồ phủ HDPE 26 2.3 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải trang trại .29 CHƢƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI .32 3.1 Tính tốn lưu lượng: .32 3.2 Tính toán hồ phủ bạt HDPE[4,5,6,8,13] 33 3.2.1 Thông số đầu vào 33 3.2.2 Tính tốn thiết kế hồ phủ bạt HPDE 34 3.2 Tính tốn bể xử lý hóa – lý[5,6,13] 40 3.2.1 Thông số đầu vào 40 3.2.2 Tính tốn thiết kế bể xử lý hóa lý kết hợp với lắng 40 3.3 Tính tốn bể lọc sinh học nhỏ giọt[4,6,13] .46 3.3.1 Thông số đầu vào 46 3.3.2 Thiết kế bể lọc nhỏ giọt hiếu khí 47 3.4 Tính tốn bể lắng (lắng bùn sinh học)[6,14] 51 3.4.1 Thông số thiết kế .51 3.4.2 Tính tốn thiết kế .51 3.5 Thiết kế Bãi lọc ngầm[6,13,15,18] 52 3.5.1 Thông số thiết kế .52 3.5.2 Tính toán thiết kế 53 3.6 Lựa chọn thiết bị phụ [4,5,6,8,13] 58 3.6.1 Lựa chọn bơm nước thải 58 3.6.1.1 Tính bơm nước thải từ bể gom sang hồ phủ bạt HDPE 58 3.6.1.2 Tính bơm bùn từ bể lắng sang bể lọc sinh học 62 3.6.2 Lựa chọn bơm 65 3.6.2.1 Lựa chọn máy bơm vào hồ phủ bạt HDPE 65 3.6.2.2 Lựa chọn bơm lên bể lọc .66 3.6.3 Lựa chọn máy thổi khí .66 3.6.4 Chi phí vận hành .66 3.6.4.1 Chi phí điện 66 3.6.4.2 Chi phí hóa chất 67 3.6.4.3 Chi phí khác: .68 3.6.4.4 Khấu hao đầu tư .68 3.6.4.5 Tổng chi phí vận hành 68 3.6.4.6 Ước tính chi phí lợi ích đầu tư cơng trình .68 CHƢƠNG KẾT LUẬN .69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD Biochemical Oxigen Nhu cầu oxy sinh hóa Demand Nhu cầu oxy sinh hóa sau BOD5 ngày COD Chemical Oxigen Demand Nhu cầu oxy hóa học FWS Free Water Surface SSF Sub-Surface Flow Bãi lọc ngầm trồng HRT Hydrolic Retention Time Thời gian lưu nước OLR Organic Loading Retention Tải trọng hữu TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng Bãi lọc trồng dòng chảy mặt Tổng Nitơ TN EnTA Environmental Technology Đánh giá công nghệ môi Assessmen trường ĐGCN Đánh giá công nghệ XLCT Xử lý chất thải XLNT Xử lý nước thải QCVN Quy Chuẩn Việt Nam Bộ Tài Bộ Nguyên Tài Nguyên MôiMôi Trườn Trường BTNMT Bộ KH&CN INEST Bộ Khoa Học Và Công Nghệ School Of Environmental Viện Khoa Học Công Science And Technology Nghệ Môi Trường ĐHBKHN Đại học Bách Khoa Hà Nội CSVH Chỉ số vận hành US EPA United States Environmental Cơ quan bảo vệ môi trường Protection Agency Hoa K DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân bố chăn nuôi lợn theo vùng [1] 10 Bảng 1.2 Phân lọai quy mô trang trại chăn nuôi 7] 12 Bảng 1.3 Lượng thức ăn hàng ngày cho lợn 12 Bảng 1.4 Lượng phân lợn thải hàng ngày phụ thuộc trọng lượng[3] 14 Bảng 1.5 Thành phần hóa học phân lợn[3] .14 Bảng 1.6 Lượng nước tiểu thải hàng ngày lợn phụ thuộc trọng lượng[3] 15 Bảng 1.7 Thành phần hóa học nước tiểu lợn[3] 15 Bảng 1.8 Tính chất nước thải chăn ni 3] 16 Bảng 2.1 Đặc trưng nước thải trước sau cơng trình KSH trang trại[7] 28 Bảng 3.1 Nồng độ đầu vào hồ phủ bạt .33 Bảng 3.2 Chi tiết thiết kế thông số với thiết bị sinh trưởng lơ lửng hịa trộn hồn chỉnh để xử lý COD hòa tan [6] 35 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật hồ phủ bạt HDPE 39 Bảng 3.4 Nồng độ chất nhiễm vào bể xử lý hóa lý .40 Bảng 3.5 Giá trị tỷ trọng riêng mật độ chất rắn bể lắng sơ cấp [5] 44 Bảng 3.6 Đặc tính kỹ thuật bể xử lý hóa lý kết hợp lắng 45 Bảng 3.7 Nồng độ đầu vào bể lọc sinh học 46 Bảng 3.8 Lượng chất ô nhiễm cần xử lý 47 Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật bể lọc sinh học 50 Bảng 3.10 Đặc tính nước thải sau bể lọc 50 Bảng 3.11 Nồng độ đầu vào bể lắng 51 Bảng 3.12 Đặc tính kỹ thuật bể lắng bùn sinh học 52 Bảng 3.13 Nồng độ đầu vào Bãi lọc ngầm 52 Bảng 3.14 Thơng số thiết kế Bãi lọc ngầm 58 Bảng 3.15 Chi phí vận hành HTXLNT 66 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ lý kết hợp yếm khí thu biogas - hồ sinh học tự nhiên 20 Hình 2.2 Sơ đồ cơng nghệ xử lý kết hợp yếm khí thu biogas- Xử lý hiếu khí 20 Hình 2.3 Sơ đồ cơng nghệ cơng xử lý dạng bể vịm cầu 21 Hình 2.4 Hầm biogas trang trại ông Đinh Xuân Thủy- Cổ Đơng, Sơn Tây, Hà NộiThể tích 300m3 21 Hình 2.5 Hầm biogas trang trại Qu nh Phương- Hải Dương chia làm nhiều bể có tơng thể tích 100m3 22 Hình 2.6 Sơ đồ cơng nghệ cơng trình dạng nhiều ngăn 23 Hình 2.7 Cơng trình xây dựng gạch thẻ trang trại Tân Phát Nguyên .24 Hình 2.8 Hệ thống xử lý nước thải – phân túi ủ yếm khí kết hợp Aeroten cơng ty CP Nghệ An 25 Hình 2.9 Sơ đồ cơng nghệ xử lý dạng hồ phủ HDPE 26 Hình 2.10 Cơng trình tlợn cơng nghệ hồ phủ bạt-trang trại Hịa hội 27 Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải .30 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, ngành chăn ni nói chung, chăn ni lợn nói riêng đạt tiến đáng kể giống, kỹ thuật nuôi dưỡng, sở chuồng trại, quản lý dịch bệnh,… Hình thức chăn ni nhỏ lẻ, phân tán, mang tính tận dụng, tự cung tự cấp, chiếm tỷ lệ đáng kể, chủ yếu vùng xa đô thị, vùng sâu, vùng khó khăn, dần bị thay loại hình chăn ni tập trung, cịn quy mô vừa nhỏ Các sở chăn nuôi chủ yếu xây dựng gần khu dân cư đông đúc, khu công nghiệp tập trung người lao động nhằm tạo vành đai cung cấp thực phẩm chỗ vệ tinh với số lượng lớn, chất lượng cao, đáp ứng thị hiếu sử dụng thực phẩm tươi (thực phẩm không qua cấp đông) người tiêu dùng Theo số liệu Tổng cục thống kê, đến năm 2011 nước có 20.000 trang trại chăn nuôi với số lượng gia súc, gia cầm trang trại dao động khoảng từ hàng trăm đến hàng nghìn [20] Hình thức chăn ni theo mơ hình ngày phát triển rộng rãi nhận quan tâm nhà nước quyền địa phương Đây định hướng chiến lược phát triển Chính phủ đến năm 2020 khuyến khích phát triển chăn ni theo hình thức trang trại, cơng nghiệp Nhiều địa phương có sách định hướng phát triển loại hình kinh tế nên chăn nuôi trang trại tiếp tục phát triển số lượng quy mô [21] Bên cạnh lợi ích khơng thể phủ nhận chăn nuôi tập trung, vấn đề vệ sinh môi trường chuồng nuôi ảnh hưởng chúng tới môi trường sống (khơng khí, đất, nước) cư dân sống gần sở chăn nuôi vấn đề quan tâm Ở nước có cơng nghiệp phát triển mạnh Hà Lan, Anh, Mỹ, Hàn Quốc, … nguồn gây ô nhiễm lớn Ở Việt Nam, khía cạnh mơi trường ngành chăn nuôi ngày tăng, lượng chất thải chăn nuôi quan tâm chục năm trở lại tốc độ phát triển chăn nuôi ngày tăng, lượng chất thải chăn nuôi đưa vào môi trường ngày nhiều, đe dọa đến môi trường đất, nước, khơng khí xung quanh cách nghiêm trọng Để có số liệu đánh giá trạng mơi trường chăn ni lợn tình hình xử lý loại chất thải trang trại chăn nuôi lợn, làm sở cho việc tìm kiếm lựa chọn phương pháp xử lý nước thải chăn ni, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường sống người dân Việc mang lại môi trường lành xung quanh trang trại chăn nuôi khiến cho vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi trở lên cấp thiết không Việt Nam mà giới Nhân thấy tầm quan trọng việc xử lý nước thải chăn nuôi trang trại Tôi chọn đề tài tốt nghiệp: “Phân tích đánh giá hiệu xủa lý số dạng cơng trình xử lý nước thải chăn ni lợn có đề xuất lựa chọn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi” Luận văn tốt nghiệp bao gồm chương bố trí sau : Chương I: Giới thiệu chung ngành chăn nuôi; Chương II: Phân tích lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải cho trạng trại lớn; Chương III: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi; Kết luận Mục tiêu đề tài Khảo sát trạng áp dụng công nghệ xử lý nước thải số trang trại chăn nuôi nước ta; Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước thải chăn ni; Lựa chọn cơng nghệ thích hợp với trang trại chăn nuôi Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải sản xuất trang trại chăn nuôi; Phạm vi nghiên cứu: Các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi truyền thống hiện đề xuất công nghệ phù hợp với trang trại chăn nuôi lợn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cường độ thổi khí: ( ) Chỉ tiêu sử dụng khơng khí cho khử BOD (đã kể đến hệ số an toan) Xác định chế độ dòng bùn hoạt tính: Lượng bùn hoạt tính dư tạo hàng ngày xác định: ( ⁄ ) Với Gss lượng SS vào mương: ( ⁄ ) GBOD1 lượng BOD vào mương: ⁄ ( ) Kiểm tra số tiêu làm việc Bãi lọc ngầm: ( ⁄ ) Đạt yêu cầu F/M từ 0,04 – (mgBOD/mgMLSS.ngày) Bãi lọc ngầm đến giai đoạn Nitrat hóa: Tải trọng thể tích: ( ⁄ ) Đạt yêu cầu tải trọng thể tích từ 0,08 – 0,3 (kg BOD/m3 ngày) Bãi lọc ngầm đến giai đoạn Nitrat hóa Hệ thống cấp khí: Cơng suất hịa tan oxy cần thiết thiết bị: OCtbi = 85(kgO2 /ngày) = 3,54(kgO2 / h) Chọn thiết bị Oxyrator có cơng suất NB3= (kW) 57 Bảng 3.14 Thơng số thi t k bãi lọc ngầm Số lượng mương mương Công suất mương 1,67 m3/h Chiều dài mương 32 m Chiều rộng mương 3,6 m Chiều cao chứa nước m Chiều cao bảo vệ 0,4 m Thời gian lưu bùn 42 ngày Thể tích làm việc 42 m3 Thời gian lưu nước 0,7 ngày 3.6 Lựa chọn thi t bị phụ [4,5,6,8,13,18] 3.6.1 Lựa chọn ơm nƣớc thải Các loại bơm sử dụng cơng trình như: bơm thể tích, bơm pittơng, bơm ly tâm, bơm khơng có phận dẫn rộng Tuy nhiên, lọai bơm bơm ly tâm nước sử dụng rộng rãi cả, chúng có nhiều ưu điểm như: - Cung cấp - Quay nhanh (có thể nối trực tiếp động cơ) - Thiết bị đơn giản - Bơm nước chất lỏng không - Ít bị tắc hư hỏng Với ưu điểm nêu hệ thống ta chọn bơm ly tâm Trong hệ thống xử lý nước thải sử dụng bơm bể: - Bơm nước thải từ bể gom sang hồ phủ bạt HDPE - Bơm nước thải từ bể lắng sang bể lọc sinh học - Bơm bùn từ bể lắng vào bể lọc sinh học nhỏ giọt 3.6.1.1 Tính bơm nước thải từ bể gom sang hồ phủ bạt HDPE Công suất yêu cầu trục bơm: 58 ( ) Trong đó: Q = Năng suất bơm, Q = 100 m3/ngày = 0,0011(m3/s) ρ = Khối lượng riêng chất lỏng 300C - g = Gia tốc trọng trường, g = 9,8 (m/s2) - H = Áp suất toàn phần bơm, m η = Hiệu suất bơm η = 0,72 – 0,93 P1 = Áp suất bề mặt chất lỏng ống hút P1 = at - P2 = Áp suất bề mặt chất lỏng ống đẩy P2 = PLV = 1,2 at - H0 chiều cao nâng chất lỏng Coi H0 = m - hm áp suất tiêu tốn để thắng toàn trở lực đường ống hút đẩy (kể trở lực cục chất lỏng khỏi ống đẩy), m Tính hm: Với P = Pd + Pm + PH + Pt + Pk + PC ∆ Pd : Áp suất động học, áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy khỏi ống (N/m2) Đường kính tương đương với ống dẫn chất lỏng √ √ (Chọn vận tốc trung bình nước ống ω = (m/s)) Tuy nhiên, bơm từ hố gom hồ phủ bạt HDPE cặn nhiều nên ta chọn đường kính ống dtd = 42 mm Kiểm tra vận tốc thực nước ống: ( ) 59 Vậy: ( ⁄ ) ∆ Pm : Áp suất để khắc phục trở lực ma sát dòng chảy ổn định ống thẳng ( ⁄ ) - L = Chiều dài toàn hệ thống ống dẫn L = (m) - dtd = Đường kính tương đương ống dẫn = 0,042 (m) - λ = Hệ số ma sát Vì Re = 26113>4000 nên dịng lưu thể chế độ chảy rối với µ = 0,8007.10-3 (N.s/m2) độ nhớt nước 300 Do λ tính theo cơng thức sau: *( √ ) + Trong đó: : độ nhám tương đối (Với ε độ nhám tuyệt đối Chọn ε = 10-4 m [9] √ *( ) + = 0,054 Vậy: ( ⁄ ∆ PC: Áp suất để khắc phục trở lực cục 60 ) Với: - ξ : Hệ số trở lực cục toàn đường ống: ξ = ξi Độ nhám bên ống, chọn ống thép tráng kẽm mới, bình thường ξ1 = 0,1 Sử dụng van tiêu chuẩn ξ2 = 4,7 Bố trí khuỷu 90o khuỷu 45o tạo thành, ξ3 = 0,38 Do ξ = 0,1 + x 4,7 + x 0,38 = 10,26 ( ⁄ ) ∆ PH : Áp suất để khắc phục áp suất thủy tĩnh: ( ⁄ Với: ) H chiều cao nâng chất lỏng Chọn H = (m) Khi ∆ PH = 995,68 x 9,8 x = 9758 (N/m2) ∆ Pt: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực thiết bị Chọn ∆ Pt = ∆ Pk: Áp suất bổ sung cuối ống dẫn cần thiết Chọn ∆ Pk = ( ⁄ ) ( ) Do đó: Suy ( ) b Hiệu suất bơm 0: hiệu suất thể tích tính đến hao hụt chất lỏng từ vùng áp suất cao đến vùng áp suất thấp chất lỏng rò rỉ qua khe hở hệ thống bơm 0,9 chọn = 0,9 61 0= 0,85 – tl: Hiệu suất thủy lực tính đến ma sát tạo thành dịng xốy bơm Chọn ck: Vậy tl=0,85 Hiệu suất khí tính đến ma sát khí ổ lót trục, ổ bi Chọn ck= 0,95 = 0,9.0,85.0,95 = 0,73 c Công suất bơm: ( ) d Công suất động điện: Với: tr hiệu suất truyền động Chọn dc hiệu suất động điện Chọn tr = 0,85 dc = 0,9 Thường động điện chọn có cơng suất trữ với hệ số trữ β = 1,2 – 1,5 Chọn β = 1, Vậy động cần mắc cho bơm 1,5 x = kW Chọn bơm có cơng suất N = kW 3.6.1.2 Tính bơm bùn từ bể lắng sang bể lọc sinh học Lưu lượng bùn thải: Qb = 3,9 m3/ngày + + Bùn bơm lần/ngày, lần bơm 0,5 Do lưu lượng bùn cần bơm Qb = 3,9/0,5 = 7,8 m3/h + Chọn ống dẫn bùn ống nhựa vận tốc bùn chảy ống 1,5 m/s + Đường kính ống dẫn bùn: √ Qui chuẩn D = 48 mm Suy ω = 1,2 m/s 62 √ ( ) Công suất yêu cầu trục bơm xác định : Trong đó: - Q: Năng suất bơm, m3/s Q = 7,8 m3/h = 2,2.10-3m3/s - ρ : Khối lượng riêng bùn ρ = 1005 kg/m3 - g : Gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2 - H: Áp lực toàn phần bơm tạo ra, m - η : Hiệu suất chung bơm η = 0,73 Tính H – Áp lực tồn phần bơm tạo tính sau: Trong đó: - p1, p2: áp suất bề mặt chất lỏng không gian đẩy hút, p1 = p2 - H0: chiều cao nâng bùn, H0 = 3m - hm: áp suất tiêu tốn để thắng toàn trở lực đường ống hút đẩy (kể trở lực cục chất lỏng khỏi ống đẩy),m ∑ Với:  ∆p = ∆ pd + ∆ pm + ∆ pc Trong đó: - ∆ pd: áp suất động lực học ,tức áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy khỏi ống dẫn ( ⁄ ) - ∆ pm: áp suất để khắc phục trở lực ma sát dòng chảy ổn định ống thẳng ( ⁄ ) - ∆ pc : áp suất cần thiết ñể khắc phục trở lực cục 63 Suy ∑ ∑ ) ( - ρ : khối lượng riêng bùn, ρ = 1005 kg/m3[6] - g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 - ω : tốc độ trung bình bùn ống, m/s ω = 1,2 m/s - λ :hệ số ma sát dọc đường - L : chiều dài ống dẫn (m) L= 8m - d : đường kính ống dẫn, m d= 0,048 m - Σζ : hệ số trở lực cục Σζ =ζ1 + ζ2 + ζ3 ζ1 : trở lực cục ống đẩy bơm vào bể (cột mở).ζ1 = ζ2 : trở lực cua nối ren 900, ζ2 = 0,6 Có cua nối ζ3 : trở lực van, chọn van tiêu chuẩn với ζ3 = 4,7 Có van Σζ =ζ1 + ζ2 + ζ3 = + x 0,6 + 4,7 × = 13,4 Tính λ dựa dựa vào chuẩn số Renold sau : Với µ độ nhớt bùn Coi nồng độ pha rắn (bùn) 40% lớn 10% thể tích nên: ( ( )( ) ( Do đó: Ta tính λ theo cơng thức sau: ( ) 64 ⁄ ) ) ( ⁄ ) ∑ ( ) ∑ ( ) Vậy: Công suất yêu cầu trục bơm xác định: ( ) Công suất động điện ( ) Thông thường ta chọn động điện có cơng suất lớn so với cơng suất tính tốn ( ) Chọn bơm có cơng suất kW để bơm bùn từ bể lắng sang bể lọc sinh học 3.6.2 Lựa chọn bơm 3.6.2.1 Lựa chọn máy bơm vào hồ phủ bạt HDPE Bơm chìm hiệu Ebara-Italia Máy bơm nước ly tâm (bơm chìm) với đặc tính kỹ thuật: - Dải lưu lượng: 1,2 - 21 m3/h - Cột áp: – 18 mH2O - Vật liệu: INOX 304 - Cánh bơm: INOX 304 - Phớt khí Ceramic/Carbon/NBR - Làm mát nước - Nhiệt độ chất bơm tiêu chuẩn: 400C - Motor: Kw, 3Pha 380V, 1Pha 220V, IP68 - Số vòng quay: 2900 vịng/phút - Tùy chọn có phao hay khơng 65 3.6.2.2 Lựa chọn bơm lên bể lọc Bơm hãng Tsurumi Model: KTZ 22.2 - Lưu lượng: 48 m3/h - Cột áp: 30 mH2O - Công suất: kW Lựa chọn bơm bùn : Ebara E-38023 ITALY - Lưu lượng :6-57 m3/h - H=15-7,5 m - Hmax=15 m - Hmin=7,5 m - V = 230 - 400 vòng/phút - Cơng suất: kW 3.6.3 Lựa chọn máy thổi khí Chọn máy thổi khí có đặc điểm sau: Lựa chọn máy thổi khí cho bể với lưu lượng khí 23,3 m3/ phút Chiều cao đẩy m Cơng suất 5kW 3.6.4 Chi phí vận hành 3.6.4.1 Chi phí điện Bảng 3.15 Chi phí vận hành HTXLNT TT Thiết bị Số Công suất Thời gian hoạt Tổng điện lượng tiêu thụ động/ ngày (kw/h) Máy khuấy trộn bể 02 1,1 nạp liệu thụ/ngày h (1 ngày 6,6 lần vệ sinh chuồng trại) Máy bơm nước tuần 03 66 tiêu 4h (1 ngày lần 12 hoàn 03 hồ Cigas lần h) Máy bơm nước thải 01 16h 96 5,5 16h 88 6h 18 0,25 1h 0,25 0,25 10 2,5 bể điều hịa Máy thổi khí 02 Máy bơm bùn tuần 02 hòa bể lắng Máy khuấy pha hóa 04 chất Bơm định lượng 04 Tổng cộng : 223,35 * Đây công suất tiêu thụ tối đa thiết bị sử dụng Khi hệ thống vận hành cài đặt chuẩn giảm khoảng 20% cơng suất điện Giá điện tính 1500đ/kw Như tổng chi phí điện : 335.025 đồng 3.6.4.2 Chi phí hóa chất - Vơi trung hòa pH: 1000 đ/kg 50g/m3x120 m3/ngày = 60kg x 1000= 100.000 đ/ngày - Hóa chất keo tụ: Phèn nhơm (chỉ sử dụng hệ thống có cố) giá 5.000đ/kg; 0,15kg/m3 x 120 m3/ngày = 18kg x 5000= 90 đ/ngày - Hóa chất trợ lắng: PAA giá 50.000đ/kg tiêu hao 0,005kg/m3 x120 m3/ngày = 0,6kg x 50.000= 30.000 đ/ngày - Hóa chất khử trùng: Cloramin giá 30.000đ/kg tiêu hao 0,005kg/m3 x 120 m3/ngày = 0,6kg x 30.000= 18.000 đ/ngày Tổng chi phí hóa chất: 148.000 đ/ngày 67 3.6.4.3 Chi phí khác: Tạm tính 5% tổng chi phí: 5% x (280.800 + 148.000) = 21.000 đ/ngày 3.6.4.4 Khấu hao đầu tư - Thời gian khấu hao: 20 năm - Tỷ lệ khấu hao: 10% năm Số tiền khấu hao: tạm tính 3.635.690.000 đ x10%/365/20 = 50.000 đ/ngày 3.6.4.5 Tổng chi phí vận hành Chi phí vận hành trạm xử lý nước thải ngày là: 280.800 + 148.000 + 21.000+ 50.000 = 500.000 đ/ ngày Chi phí tính cho m3 nước thải: 500.000 / 120 = 4.000 đ/ ngày 3.6.4.6 Ước tính chi phí lợi ích đầu tư cơng trình - Tận dụng nguồn nước sau xử lý để rửa chuồng trại, giảm 60m3 nước phải mua: giá nước 2000 đ/m3 60 m3/ngày x 2000 đ/m3 = 120.000 đ/ngày - Giảm chi phí xả thải mơi trường: Tạm tính 2.000.000 đ/tháng /30 = 66.000 đ/ ngày - Thu hồi khí sinh học (biogas) làm nguồn lượng đốt phát điện: - Tổng lượng tạo E = 106 KJ/ngày, lượng dung đun nấu phát điện giảm đáng kể chi phí cho trang trại 68 CHƢƠNG KẾT LUẬN Phương án công nghệ lựa chọn mang lại hiệu kinh tế - xã hội môi trường sau: - Hệ thống xử lý nước thải phân khu trang trại chăn ni lợn có cơng suất 100 - 150m3/ngày đêm đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải không gây ô nhiễm môi trường khu vực cộng đồng dân cư phụ cận, đảm bảo sức khỏe cho người dân, đồng thời bảo vệ sinh thái, tài nguyên thiên nhiên - Khí sinh học tạo sử dụng để đun nấu chạy máy phát điện góp phần giảm đáng kể chi phí điện tiêu thụ Việc sử dụng nước thải sau xử lý góp phần giảm phí xả mức thải theo Nghị định 67/2003/NĐ - CP - Nước thải sau xử lý tái tuần hồn, sử dụng cho công đoạn rửa chuồng trại giảm đáng kể chi phí cho lượng nước tiêu thụ, tiết kiệm tài ngun nước Tóm lại: Phương án cơng nghệ lựa chọn có hiệu kinh tế cao cho việc tái sử dụng nước thải Đồng thời hạn chế đến mức thấp khối lượng chất thải tác động xấu chất thải đến môi trường Đây nhân tố quan trọng góp phần phát triển sản xuất với hiệu kinh tế cao, bền vững thực thi nghiêm túc luật bảo vệ môi trường 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thạc Hòa cộng sự- Báo cáo đánh giá kết trạng môi trường chuồng nuôi tình hình xử lý chất thải sở chăn ni tập trung- Viện chăn ni; [2] Văn phịng khí sinh học Hà Lan- Báo cáo đánh giá trạng cơng trình khí sinh học cho trang trại quy mô vừa Việt Nam; [3] Dự án XLNTCN thuộc chương trình quản lý chất thải chăn ni vùng Đông á, hợp phần Việt Nam EF- WB - FAO - Việt Nam; [4] Trần Đức Hạ, “Xử lý nước thải đô thị”, NXB Khoa Học Kỹ thuật Hà Nội, 2006; [5] PGS.TS Hoàng Huệ, “Xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội, 1996; [6] TS Trịnh Xn Lai, “Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội; [7] Nguyễn Ngọc Lân (2010 , Báo cáo tổng kết đề t i hoa c ông Nghệ - hảo sát đánh giá loại mơ hình khí sinh h c qui mô v a Bộ Nông Nghiệp v hát Triển Nông Thôn, Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội; [8] Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, “Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp”, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2006; [9] Báo cáo đánh giá tác động môi trường Dự án ” Xây dựng trang trại chăn nuôi lợn siêu nạc sinh sản xuất tập trung nuôi trồng thủy sản xã Tiêu Động huyện Lục Bình tỉnh Hà Nam”; [10] Cục chăn nuôi (2007), Số lượng lợn sản lượng thịt phân theo địa phương, Hà Nội; [11] Phạm Hữu Doanh,Lưu Kỷ,Nguyễn Văn Thưởng (1999), Kỹ thuât chăn nuôi lợn thịt, nhà xuất Nông Nghiệp, Hà Nội; [12] Vũ Đình Vượng, Đặng Xuân Bình, Nguyễn Văn Sửu, Phạm Thị Hương Lan (2007), Giáo trình vệ sinh gia súc, nhà xuất Nông Nghiệp, Hà Nội; [13] Bộ Xây Dựng (2006), TCXDVN 33:2006 Cấp nước – mạng lưới đường ống cơng trình tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội; 70 [14] Nguyễn Quang Khải (2009), Tủ sách khí sinh h c tiết kiệm lượng - cơng nghệ khí sinh h c lớn, nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội; [15] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khn, Hồ Lê Viên (1992), Sổ tay q trình thiêt bị cơng nghệ hóa chất tập I, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội; [16] Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, Quyết định số 10/2008 việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến 2020; [17] Tổng cục thống kê Việt Nam, Số lượng trang trại phân theo địa phương; [18] Lê Công Nhất Phương (2008), Nghiên cứu triển khai ứng dụng xử lý ammonium nước thải nuôi heo với công suất 20 m3/ngày nuôi dưỡng sinh khối có nhóm vi khuẩn Anammox, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Viện Khoa Học Công nghệ Việt Nam; [19] Hiệp hội chăn ni Việt Nam (2007), Tình hình chăn nuôi trang trại, tập trung giai đoạn 2001-2006, số giải pháp phát triển giai đoạn 20072015; [20] http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=390&idmid=3&ItemID=13003, 12/3/2013; [21] http://www.ceva.vn/layout/set/print/Tin-t-c-S-ki-n/Xu-h-ng-th-tr-ng/Thongtin-th-tr-ng/Th-tr-ng-Heo-Vi-t-Nam; [22] WEF Press (1991), Biofim reactor, McGraw – Hill Inc, England; [23] Metcalf & Eddy (1991), Wastewater Engineering:treatment,disposal and reuse Fourth Edition, McGraw – Hill Inc, England 71 ... việc xử lý nước thải chăn nuôi trang trại Tôi chọn đề tài tốt nghiệp: ? ?Phân tích đánh giá hiệu xủa lý số dạng cơng trình xử lý nước thải chăn ni lợn có đề xuất lựa chọn thiết kế hệ thống xử lý nước. .. xử lý nước thải trang trại chăn nuôi; Kết luận Mục tiêu đề tài Khảo sát trạng áp dụng công nghệ xử lý nước thải số trang trại chăn nuôi nước ta; Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước thải chăn. .. trang trại chăn nuôi lợn 15 1.3.3 Ảnh hưởng nước thải trang trại chăn nuôi lợn tới môi trường: 16 CHƢƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI THÍCH HỢP CHO TRANG TRẠI LỢN