Đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước thải và đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế xử lý chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại thanh tùng 2 tại đồng nai

“Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp em thực Trong trình thực đồ án tốt nghiệp em tìm kiếm tài liệu sách báo, internet, tài liệu tham khảo, với kiến thức lĩnh hội đƣợc thời gian ngồi ghế nhà trƣờng nhƣ thời gian thực tập Những kết số liệu đồ án chƣa đƣợc cơng bố dƣới hình thức Em xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực đồ án đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn đồ án đƣợc rõ nguồn gốc Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trƣớc nhà trƣờng cam đoan Sinh viên Bùi Đoàn Bảo Hưng GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” LỜI CẢM ƠN Lời cảm ơn em xin chân thành gửi đến toàn Ban giám hiệu quý thầy cô trường Đại học kỹ thuật công nghệ Tp Hồ Chí Minh, đặc biệt em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến tập thể thầy cô khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường Trân trọng gửi lời cảm ơn đến cô: TS Nguyễn Thị Phương – Người trực tiếp hướng dẫn đồ án tốt nghiệp em Cơ nhiệt tình dẫn giải, cho em nhiều lời khuyên, theo sát đồ án tốt nghiệp q trình thực góp ý để em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô bạn bè quan tâm dành thời gian đến tham dự buổi báo cáo đồ án tốt nghiệp em! Sinh viên Bùi Đoàn Bảo Hưng GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục đích đồ án Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ TÁI SỬ DỤNG NƢỚC THẢI 1.1 Tổng quan TSD nƣớc thải 1.1.1 Nước tái sử dụng 1.1.2 Công nghệ TSD nước thải 1.1.3 Hiện trạng khai thác sử dụng nước TSD 10 1.2 Tổng quan nƣớc thải công nghiệp 15 1.2.1 Khái niệm nước thải công nghiệp 15 1.2.2 Các thông số ô nhiễm đặc trưng nước thải công nghiệp 16 1.3 Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc thải công nghiệp 18 1.3.1 Phương pháp xử lý học 20 1.3.2 Phương pháp xử lý hóa học – hóa lý 23 1.3.3 Phương pháp xử lý sinh học 24 1.4 So sánh phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 30 1.4.1 Phương pháp học 30 1.4.2 Phương pháp hóa học hóa lý 31 1.4.3 Phương pháp sinh học 31 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 i “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY TÁI CHẾ, XỬ LÝ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ CHẤT THẢI NGUY HẠI THANH TÙNG VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY 33 2.1 Giới thiệu nhà máy 33 2.2 Các nguồn nƣớc thải đầu vào nhà máy tái chế Thanh Tùng 45 2.2.1 Tổng lượng nước thải sản xuất nhà máy 47 2.2.2 Hiện trạng chất lượng nước thải đầu vào nhà máy 50 2.3 Đánh giá hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy tái chế Thanh Tùng 58 2.3.1 Đánh giá hiệu suất xử lý 58 2.3.2 Đánh giá ưu nhược điểm hệ thống xử lý 60 2.3.3 Các cố trình vận hành hệ thống xử lý 60 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM CẢI TIẾN, NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA HỆ THỐNG 64 3.1 Các giải pháp khắc phục cố trình vận hành HTXLNTTT đem lại ổn định hệ thống 64 3.2 Đề xuất giải pháp nhằm cải tiến, nâng cao hiệu xử lý 66 3.3 Tính tốn thiết kế cơng trình hệ thống xử lý nƣớc thải 69 3.3.1 Song chắn rác 70 3.3.2 Bể thu gom 73 3.3.3 Bể vớt dầu mỡ 74 3.3.4 Bể điều hòa 76 3.3.5 Bể keo tụ 78 3.3.6 Bể tạo 80 3.3.7 Bể lắng hóa lý (lắng 1) 83 3.3.8 Bể UASB 87 3.3.9 Bể Anoxic 94 3.3.10 Bể Aerotank 98 3.3.11 Bể lắng (lắng sinh học) 106 3.3.12 Bể khử trùng 109 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 ii “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” 3.3.13 Bể nén bùn 111 3.3.14 Bể pha trộn H2SO4 112 3.3.15 Bể pha trộn NaOH 113 3.3.16 Bể pha trộn PAC 113 3.3.17 Bể pha trộn Polymer anion 114 3.3.18 Bể pha trộn chlorine 115 3.3.19 Bể pha trộn polymer cation 115 3.3.20 Máy ép bùn 116 3.4 Dự tốn kinh phí cho cơng trình bổ sung 116 3.4.1 Chi phí đầu tư cải tiến 116 3.4.2 Chi phí vận hành 118 3.4.2.1 Chi phí vận hành trước cải tiến 118 3.4.2.2 Chi phí vận hành sau cải tiến 120 3.4.3 Thời gian hoàn vốn 122 CHƢƠNG KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 123 4.1 Kết luận 123 4.2 Kiến nghị 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 iii “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BTNMT BXD BTCT BVTV BOD Bộ tài nguyên môi trƣờng Bộ xây dựng Bê tông cốt thép Bảo vệ thực vật Nhu cầu oxy sinh hóa (Biological Oxygen Demand) COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) CTCN CTNH CTRNH DO Chất thải công nghiệp Chất thải nguy hại Chất thải rắn nguy hại Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen) Tỷ số lƣợng thức ăn lƣợng vi sinh vật (Food to Microorganism) Hệ thống xử lý khí thải Hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung Hệ thống xử lý chất lỏng Hệ thống xử lý chất thải lỏng nguy hại Nƣớc tuần hoàn Lƣợng chất rắn bể bùn hoạt tính (Mixed Liquor Suspended Solids) Lƣợng chất hữu bay (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) Thiết bị điều khiển đƣợc lập trình Quy chuẩn Việt Nam Quy chuẩn kỹ thuật Bùn tuần hoàn Chất rắn lơ lửng (Suspended Solids) F/M HTXLKT HTXLNTTT HTXLCL HTXLCTLNH IR MLSS MLVSS PLC QCVN QCKT RAS SS SCR TSS TCXD TCVN TCXDVN TSD UASB VSS WAS Song chắn rác Tổng chất rắn lơ lửng (Turbidity and suspendid solids) Tiêu chuẩn xây dựng Tiêu chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Tái sử dụng Bể kỵ khí đệm bùn dịng chảy ngƣợc (Upflow Anaerobic Slugde Blanket) Tổng hàm lƣợng chất không tan dễ bay (Volatile Suspended Solids) Bùn dƣ GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 iv “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Công nghệ phƣơng pháp xử lý nƣớc thải công nghiệp 19 Bảng 1.2 Các cơng trình học áp dụng xử lý nƣớc thải công nghiệp 20 Bảng 1.3 Các cơng trình hóa lý áp dụng xử lý nƣớc thải 24 Bảng 2.1 Tuần hoàn, tái sử dụng nƣớc thải sau xử lý 41 Bảng 2.2 Số lƣợng hệ thống thu gom nƣớc thải nhà máy 46 Bảng 2.3 Các nguồn nƣớc thải phát sinh từ nhà máy Thanh Tùng 48 Bảng 2.4 Tải lƣợng chất ô nhiễm sinh từ nƣớc thải sinh hoạt cán nhân viên làm việc nhà máy Thanh Tùng 56 Bảng 2.5 Nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt cán nhân viên làm việc nhà máy Thanh Tùng 56 Bảng 2.6 Đặc điểm nƣớc thải đầu vào trƣớc xử lý nhà máy 58 Bảng 2.7 Nồng độ chất ô nhiễm sau xử lý 58 Bảng 2.8 Hiệu xử lý hệ thống xử lý nƣớc nhà máy Thanh Tùng 59 Bảng 2.9 Các nguyên nhân gây cố trình xử lý hệ thống 62 Bảng 3.1 Giải pháp nhằm khắc phục cố trình xử lý hệ thống 64 Bảng 3.2 Các thông số nƣớc thải đầu vào trƣớc xử lý tiêu chuẩn đầu sau xử lý 70 Bảng 3.3 Thông số thiết kế mƣơng song chắn rác 72 Bảng 3.4 Thông số thiết kế bể thu gom 74 Bảng 3.5 Thông số ô nhiễm trƣớc sau bể tách dầu 75 Bảng 3.6 Thông số thiết kế bể tách dầu 75 Bảng 3.7 Thông số ô nhiễm trƣớc sau bể điều hòa 77 Bảng 3.8 Thông số thiết kế bể điều hòa 77 Bảng 3.9 Thông số thiết kế bể keo tụ 80 Bảng 3.10 Thông số thiết kế bể tạo 82 Bảng 3.11 Thông số ô nhiễm trƣớc sau bể lắng 86 Bảng 3.12 Thông số thiết kế bể lắng 87 Bảng 3.13 Thông số ô nhiễm trƣớc sau bể UASB 93 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 v “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” Bảng 3.14 Thông số thiết kế bể UASB 94 Bảng 3.15 Thông số thiết kế bể Anoxic 98 Bảng 3.16 Cơng suất hịa tan oxy vào nƣớc thiết bị phân phối bọt khí nhỏ mịn 103 Bảng 3.17 Thông số thiết kế bể Aerotank 105 Bảng 3.18 Thông số thiết kế bể lắng 109 Bảng 3.19 Thông số thiết kế bể khử trùng 111 Bảng 3.20 Thông số thiết kế bể nén bùn 112 Bảng 3.21 Bảng xác định khối lƣợng phèn theo hàm lƣợng cặn 113 Bảng 3.22 Liều lƣợng sử dụng polymer theo hàm lƣợng cặn 114 Bảng 3.23 Chi phí xây dựng cơng trình bổ sung 117 Bảng 3.24 Chi phí thiết bị bổ sung 117 Bảng 3.25 Chi phí tiêu thụ điện hàng ngày 118 Bảng 3.26 Chi phí hóa chất hàng ngày trƣớc cải tiến 119 Bảng 3.27 Chi phí tiêu thụ điện hàng ngày sau cải tiến 120 Bảng 3.28 Chi phí hóa chất hàng ngày sau cải tiến 121 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 vi “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” DANH MỤC HÌNH Hình: Sơ đồ khối thực đồ án Hình 1.1 Quy trình lọc RO Hình 1.2 Tình hình TSD nƣớc tồn cầu (EPA, 2012) 11 Hình 1.3 Song chắn rác làm thủ công 21 Hình 1.4 Cấu tạo bể lắng đứng 22 Hình 1.5 Bể lọc trọng lực 23 Hình 1.6 Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt 27 Hình 1.7 Quy trình xử lý nƣớc thải áp dụng cơng nghệ SBR 28 Hình 2.1 Quy trình vận hành nhà máy tái chế, xử lý CTCN CTNH 35 Hình 2.2 Quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải tập trung nhà máy 38 Hình 2.3 Các nguồn thải đầu vào mục đích sử dụng nƣớc sau tái chế nhà máy 40 Hình 2.4 Gạch tái chế từ bùn thải tro lò đốt từ nhà máy Thanh Tùng 42 Hình 2.5 Hạt nhựa sau đƣợc tái chế từ nhà máy Thanh Tùng 42 Hình 2.6 Sản phẩm bàn đá hoa cƣơng đƣợc làm từ thủy tinh bóng đèn huỳnh quang từ nhà máy Thanh Tùng 43 Hình 2.7 Sản phẩm dầu tái chế từ dầu nhớt thải 44 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý thu gom nƣớc mƣa, nƣớc thải xử lý nƣớc thải nhà máy 45 Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ cải tiến HTXLNTTT nhà máy 67 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 vii “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Khan nƣớc ô nhiễm môi trƣờng nƣớc vấn nạn nhiều quốc gia giới, Việt Nam không ngoại lệ Sự phát triển nhanh q trình cơng nghiệp hóa – thị hóa mang lại nhiều mặt tích cực, nhƣng nguyên nhân làm cho môi trƣờng nƣớc bị ô nhiễm Đi với tốc độ công nghiệp hóa phát triển vấn đề gia tăng dân số dẫn đến nhu cầu nƣớc ngày tăng cao Trong đó, nhu cầu nƣớc cho hoạt động cơng nghiệp chiếm tỉ lệ không nhỏ Nƣớc thải từ hoạt động công nghiệp nguồn ô nhiễm nặng với nhiều thành phần ô nhiễm khác tùy thuộc vào loại hình sản xuất Xử lý nguồn nƣớc thải hoạt động sản xuất trở thành thách thức tƣơng lai giới mà tốc độ gia tăng dân số công nghiệp hóa bùng nổ Việc tái sử dụng nƣớc thải đƣợc phát triển áp dụng rộng rãi tồn giới Vì lẽ đó, chiến lƣợc xử lý nguồn nƣớc thải từ hoạt động công nghiệp trƣớc xả thải môi trƣờng đƣợc đặt trở thành nhu cầu xã hội Bên cạnh vấn đề tránh sử dụng nƣớc lãng phí, việc tái sử dụng lại nguồn nƣớc thải giải đƣợc vấn đề cấp bách diễn Vấn đề tái sử dụng nƣớc thải công nghiệp nguồn nƣớc thải có chứa thành phần nguy hại đƣợc quan tâm đến Công ty Thanh Tùng doanh nghiệp hoạt động lĩnh vực môi trƣờng Đồng Nai xây dựng nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại với chủ trƣơng “tạo sản phẩm từ rác thải tái chế có lợi ích kinh tế tuân thủ theo quy định Luật Bảo Vệ Môi Trường góp phần giảm thiểu nhiễm” khơng bỏ qua vấn đề xử lý, tái sử dụng nƣớc thải sau trình sản xuất Để đánh giá hiệu xử lý HTXLNTTT nhà máy có mang lại hiệu nhằm TSD nƣớc an toàn nên em chọn thực đồ án tốt nghiệp với tên đề tài “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” Bảng 3.19 Thông số thiết kế bể khử trùng STT Tên thông số Đơn vị Số liệu Chiều dài bể m Chiều rộng bể m 1,2 Chiều cao bể m Chiều cao bảo vệ bể m 0,3 Chiều dài ngăn m 1,6 3.3.13 Bể nén bùn 3.3.13.1 Nhiệm vụ Bùn từ bể lắng đợt I, bể UASB, bùn dƣ từ bể lắng đợt II đƣợc đƣa đến bể chứa bùn, sau đƣợc chuyển qua bể nén bùn Độ ẩm loại bùn sinh cao ( 98%) Do bể nén bùn có chức nén bùn loại phần nƣớc nhằm giảm độ ẩm nhƣ thể tích bùn Từ mà khối lƣợng bùn phải vận chuyển hay công suất yêu cầu máy ép bùn sau đƣợc giảm 3.3.13.2 Tính tốn Dựa vào diện tích cịn lại sau hợp khối, ta thi cơng bể nén bùn với kích thƣớc L×B×H = 2×2×4m Mỗi bể đƣợc thiết kế có đƣờng kính rốn thu bùn 0,6m đƣợc vác đáy lên cao 0,8m nhằm tạo độ dốc bể bùn tự gom rốn bể Máng thu nƣớc đƣợc thiết kế có kích thƣớc 200×200 mm nhằm tránh tƣợng tải máng thu dễ dàng vệ sinh máng thu đƣợc đặt cách thành bể 0,5m  Vậy thể tích bể nén bùn: ( )  Đƣờng ống dẫn nƣớc bùn bể nén Ống bơm bùn vào bể nén bùn đƣợc chọn với đầu bơm Ø60 Ống hút bùn đƣa máy ép bùn băng tải Ø60 Ống thu nƣớc bề mặt chọn ống Ø90 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 111 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai”  Thời gian lƣu bể nén bùn hóa lý Lƣợng bùn lắng đƣợc bể lắng hóa lý: 0,037 m3/h → Thời gian lƣu bể nén bùn hóa lý:  Thời gian lƣu bể nén bùn sinh học: Lƣợng bùn lắng đƣợc bể lắng sinh học: 1,185 m3/h Bảng 3.20 Thông số thiết kế bể nén bùn STT Tên thông số Đơn vị Số liệu Chiều dài bể m 2 Chiều rộng bể m Chiều cao bể m 4 Đƣờng kính ống hút bùn m 90 3.3.14 Bể pha trộn H2SO4 Lƣợng H2SO4 đƣợc châm vào bể điều hòa pH nƣớc đầu vao cao Ƣớc lƣợng lƣợng axit cần dùng 1kg/ngđ Nhằm bảo đảm an toàn sử dụng Axit H2SO4 châm vào bể với nồng độ 2% Thùng pha hóa chất thùng phuy nhựa cũ đựng dung mơi hóa chất đƣợc tận dụng để làm thùng pha hóa chất có dung tích 1000 lít Thời gian hai lần pha hóa chất là: Hóa chất bồn pha đƣợc khuấy trộn nhờ khơng khí đƣợc dẫn từ máy thổi khí ống dẫn uPVC Ø21 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 112 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” 3.3.15 Bể pha trộn NaOH Lƣợng NaOH đƣợc châm vào bể điều hòa pH nƣớc đầu vào thấp Ƣớc lƣợng lƣợng NaOH cần dùng 2kg/ngđ Nhằm bảo đảm an toàn sử dụng NaOH châm vào bể với nồng độ 5% Thùng pha hóa chất thùng phuy nhựa cũ đựng dung mơi hóa chất đƣợc tận dụng để làm thùng pha hóa chất có dung tích 1000 lít Thời gian hai lần pha hóa chất là: Hóa chất bồn pha đƣợc khuấy trộn nhờ khơng khí đƣợc dẫn từ máy thổi khí ống dẫn uPVC Ø21 3.3.16 Bể pha trộn PAC Bảng 3.21 Bảng xác định khối lƣợng phèn theo hàm lƣợng cặn Dựa vào bảng 3.21 hàm lƣợng cặn đầu vào SS = 800 mg/L ta có lƣợng phèn cần sử dụng 80 mg/L Khối lƣợng phèn sử dụng ngày Chọn nồng độ dung dịch phèn cần xử dụng 10% Thùng pha hóa chất thùng phuy nhựa cũ đựng dung mơi hóa chất đƣợc tận dụng để làm thùng pha hóa chất có dung tích 1000 lít GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đồn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 113 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” Thời gian hai lần pha hóa chất là: Hóa chất bồn pha đƣợc khuấy trộn nhờ khơng khí đƣợc dẫn từ máy thổi khí ống dẫn uPVC Ø21 3.3.17 Bể pha trộn Polymer anion Bảng 3.22 Liều lƣợng sử dụng polymer theo hàm lƣợng cặn Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng Phèn (mg/L) (mg/L) Đến 100 10 -20 101 - 200 15-30 201 - 400 25 - 45 401 - 600 30 - 55 601 - 800 40 - 65 801 - 1000 45 - 75 1001 - 1400 50 - 90 1401 - 1800 60 - 100 1801 - 2200 65 - 110 (Theo Wastewater Engineering Treatment and Reuse) Dựa vào bảng 3.22 hàm lƣợng cặn đầu vào SS= 800 mg/L ta có lƣợng phèn cần sử dụng 65 mg/L Khối lƣợng polyme sử dụng ngày Chọn nồng độ dung dịch polyme cần xử dụng 10% Thùng pha hóa chất thùng phuy nhựa cũ đựng dung mơi hóa chất đƣợc tận dụng để làm thùng pha hóa chất có dung tích 1000 lít Thời gian hai lần pha hóa chất là: GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 114 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” Hóa chất bồn pha đƣợc khuấy trộn nhờ khơng khí đƣợc dẫn từ máy thổi khí ống dẫn uPVC Ø21 3.3.18 Bể pha trộn chlorine Định mức Chlorine để khử trùng – 10g/m3 nƣớc thải Chọn 5g/m3 Khối lƣợng chlorine sử dụng ngày Chọn nồng độ dung dịch chlorine cần xử dụng 10% Thùng pha hóa chất thùng phuy nhựa cũ đựng dung mơi hóa chất đƣợc tận dụng để làm thùng pha hóa chất có dung tích 1000 lít Thời gian hai lần pha hóa chất là: Hóa chất bồn pha đƣợc khuấy trộn nhờ khơng khí đƣợc dẫn từ máy thổi khí ống dẫn uPVC Ø21 3.3.19 Bể pha trộn polymer cation Lƣợng polyme cation kết dính bùn ép 20g cho 1m3 bùn lỏng (Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Lƣợng bùn đƣợc xả từ bể lắng hóa lý có Qngđ= 0,037 m3/h = 0,888 m3/ngđ Lƣợng bùn bể lắng sinh học (giả sử khơng tuần hồn) có Qngđ= 1,1875 m3/ngđ Khối lƣợng cation sử dụng ngày là: Chọn nồng độ dung dịch polymer cation cần xử dụng 5% Thể tích dung dịch polymer cation dùng ngày Bể khuấy trộn dung dịch thùng nhựa tích 300l Hóa chất bồn pha đƣợc khuấy trộn nhờ khơng khí đƣợc dẫn từ máy thổi khí ống dẫn uPVC Ø21 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 115 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” 3.3.20 Máy ép bùn Lƣợng bùn đƣợc xả từ bể lắng hóa lý có Qngđ= 0,037 m3/h = 0,888 m3/ngđ Lƣợng bùn bể lắng sinh học (giả sử khơng tuần hồn) có Qngđ= 1,1875 m3/ngđ → Lƣợng bùn trung bình ngày phát sinh là: Chọn máy ép bùn MCS – 47 – 15 hãng CHISUN – TAIWAN sản xuất đƣợc thiết kế bán sẵn thị trƣờng Thông số kỹ thuật máy:  Công suất máy: 0,75kW (380V, điện phase, 50Hz)  Kích thƣớc máy: 470mm × 470mm ×50  Số khung bản: 20 khung  Độ ẩm bùn sau ép 60% Ngoài để máy hoạt động, cịn có phụ kiện kèm nhƣ sau:  Bơm màng: Qmax = 2m3/h, Pmax = 8,6 bar  Máy nén khí: N = Hp = 1,5kW  Bơm định lƣợng (tính phần pha polymer cation) Bùn vào máy ép bùn có lƣu lƣợng độ ẩm Qbùn = 2,0755 m3/ngđ a = 98% Bùn sau ép có độ ẩm a = 60% tích bùn là: 3.4 Dự tốn kinh phí cho cơng trình bổ sung Tính tốn chi phí cho cơng trình bổ sung vào hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy Thanh Tùng Dựa vào sơ đồ quy trình cải tạo HTXLNTTT nhà máy, có cơng trình đƣợc thêm vào nhằm nâng cao hiệu xử lý hệ thống là:  Bể vớt dầu mỡ  Bể UASB 3.4.1 Chi phí đầu tư cải tiến 3.4.1.1 Phần xây dựng GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 116 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” Bảng 3.23 Chi phí xây dựng cơng trình bổ sung THỂ STT CƠNG TRÌNH TÍCH (M ) SỐ ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN LƢỢNG (VNĐ/M3) (VNĐ) Bể vớt dầu mỡ 1.500.000 12.000.000 Bể UASB 20 1.500.000 30.000.000 TỔNG CỘNG 42.000.000 3.4.1.2 Phần thiết bị Bảng 3.24 Chi phí thiết bị bổ sung STT THIẾT BỊ ĐẶC TÍNH KỸ SL THUẬT I ĐƠN GIÁ THÀNH (VNĐ) TIỀN (VNĐ) BỂ UASB 27.000.000 Bộ chắn khí + Vật liệu: BTCT 10.000.000 10.000.000 Vật liệu: Inox 304 5.000.000 5.000.000 6.000.000 12.000.000 hƣớng dòng Máng thu nƣớc cƣa Tsurumi Bơm bùn N = 1,5 kW Q = 5m3/h II Máy ép bùn Máy ép bùn Bơm màng Máy ép khí III 418.000.000 N = 0,75kW Qmax = m3/h P = 8,6 bar N = 1,5 kW 400.000.000 400.000.000 3.000.000 6.000.000 12.000.000 12.000.000 Hệ thống đƣờng ống dẫn (Van, ống PVC dẫn nƣớc – bùn, ống thép dẫn khí…) TỔNG CỘNG 448.000.000 → Tổng chi phí GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 3.000.000 117 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” 3.4.2 Chi phí vận hành 3.4.2.1 Chi phí vận hành trước cải tiến a) Chi phí điện Bảng 3.25 Chi phí tiêu thụ điện hàng ngày STT THIẾT BỊ CÔNG SUẤT (Kw) SL (cái) GIỜ HOẠT ĐIỆN NĂNG ĐỘNG TIÊU THỤ Bơm thu gom 0,75 12 18 Bơm điều hòa 0,4 12 9,6 0,1 12 1,2 0,1 12 1,2 0,15 24 3,6 0,1 24 2,4 0,1 24 2,4 0,1 24 2,4 0,37 0,25 0,185 0,23 12 5,52 1,85 12 44,4 2,2 12 52,8 0,37 4,44 0,1 24 2,4 10 11 12 13 14 Bơm định lƣợng H2SO4 Bơm định lƣợng NaOH Motor keo tụ Bơm định lƣợng PAC Motor tạo Bơm định lƣợng Polymer Anion Bơm bùn bể thu bùn hóa lý Motor khuấy trộn bể anoxic Máy thổi khí Bơm nƣớc tuần hồn Bơm bùn bể thu bùn sinh học Bơm định lƣợng Cloriner TỔNG CỘNG GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 150,545 118 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” Chi phí cho 1Kwh = 1.500 VNĐ Vậy chi phí điện cho ngày vận hành b) Chi phí hóa chất Bể tách dầu mỡ giúp giảm lƣợng SS mà hệ thống hóa lý phải xử lý 80mg/L Bể UASB giúp giảm lƣợng SS mà hệ thống hóa lý phải xử lý 14,4mg/L → Vậy hệ thống xử lý hóa lý hữu phải xử lý đƣợc lƣợng SS là: Theo tính tốn, lƣợng SS đầu vào hệ thống sinh học ( khơng có bể UASB) là: SSanoxic = 64,8 mg/L → Lƣợng SS đầu vào bể keo tụ là: Lƣợng PAC cần dùng tƣơng ứng là: 75mg/L ≈ 7,5kg/ngđ Lƣợng polymer anion cần dùng tƣơng ứng là: 55mg/L ≈ 5,5kg/ngđ Bảng 3.26 Chi phí hóa chất hàng ngày trƣớc cải tiến STT TÊN HÓA CHẤT H2SO4 KHỐI LƢỢNG (kg) 3.000 THÀNH TIỀN 3.000 NaOH 18.500 37.000 PAC Polymer anion 7,5 5,5 7.200 53.000 54.000 291.500 Chlorine 0,5 26.000 13.000 ĐƠN GIÁ TỔNG CỘNG 398.500 Vậy chi phí hóa chất cho ngày vận hành C2 = 398.500(VNĐ) c) Chi phí thu gom bùn thải Lƣợng bùn đƣợc xả từ bể lắng hóa lý có Qngđ = 0,037m3/h = 0,888 m3/ngđ Lƣợng bùn bể lắng sinh học (giả sử khơng tuần hồn) có Qngđ = 1,1875 m3/ngđ → Lƣợng bùn trung bình ngày phát sinh là: Q = 0,888 + 1,1875 = 2,0755 m3/ngđ Chi phí thu gom bùn thải nhà máy c = 120.000 VNĐ/ m3 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 119 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” → Chi phí lƣợng bùn trung bình ngày phát sinh là: d) Chi phí tổng cộng Tổng chi phí cho ngày vận hành là: 3.4.2.2 Chi phí vận hành sau cải tiến a) Chi phí điện Bảng 3.27 Chi phí tiêu thụ điện hàng ngày sau cải tiến STT THIẾT BỊ CÔNG SUẤT (Kw) SL (cái) GIỜ HOẠT ĐIỆN NĂNG ĐỘNG TIÊU THỤ Bơm thu gom 0,75 12 18 Bơm điều hòa 0,4 12 9,6 0,1 12 1,2 0,1 12 1,2 0,15 24 3,6 0,1 24 2,4 0,1 24 2,4 0,1 24 2,4 0,37 0,25 0,185 0,37 1 0,37 0,23 12 5,52 10 11 Bơm định lƣợng H2SO4 Bơm định lƣợng NaOH Motor keo tụ Bơm định lƣợng PAC Motor tạo Bơm định lƣợng Polymer Anion Bơm bùn bể thu bùn hóa lý Bơm bùn bể UASB Motor khuấy trộn bể anoxic 12 Máy thổi khí 1,85 12 44,4 13 Bơm nƣớc tuần 2,2 12 52,8 GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 120 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” STT CÔNG SUẤT THIẾT BỊ SL (cái) (Kw) GIỜ HOẠT ĐIỆN NĂNG ĐỘNG TIÊU THỤ hoàn 14 15 Bơm bùn bể thu bùn sinh học Bơm định lƣợng Cloriner 0,37 4,44 0,1 24 2,4 16 Máy ép bùn 0,75 1 0,75 17 Máy nén khí 1,5 1 1,5 TỔNG CỘNG 153,17 Chi phí cho 1Kwh = 1.500 VNĐ Vậy chi phí điện cho ngày vận hành b) Chi phí hóa chất Bảng 3.28 Chi phí hóa chất hàng ngày sau cải tiến STT TÊN HÓA CHẤT H2SO4 KHỐI LƢỢNG (kg) NaOH 3.000 THÀNH TIỀN 3.000 18.500 37.000 PAC Polymer anion 4,5 7.200 53.000 43.200 238.500 Chlorine 0,5 26.000 13.000 ĐƠN GIÁ TỔNG CỘNG 334.700 Vậy chi phí hóa chất cho ngày vận hành C5 = 334.700(VNĐ) c) Chi phí thu gom bùn thải Lƣợng bùn sau ép ngày phát sinh Qsau ép = 0,103775 m3/ngđ Chi phí thu gom bùn thải nhà máy c = 120.000 VNĐ/ m3 → Chi phí lƣợng bùn trung bình ngày phát sinh là: d) Chi phí tổng cộng Tổng chi phí cho ngày vận hành là: GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 121 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” 3.4.3 Thời gian hồn vốn  Chênh lệch chi phí vận hành trƣớc sau cải tiến  Thời gian hoàn vốn Thời gian hoàn vốn đầu tƣ cải tạo 4,5 năm < năm → khả thi thực Nhận xét:  Chi phí đầu tƣ bổ sung hệ thống xử lý nhà máy 490.000.000 VNĐ  Chi phí vận hành trƣớc sau cải tạo 837.377 VNĐ 576.908 VNĐ/1 ngày  Thời gian hoàn vốn đầu tƣ cải tạo 4,5 năm Với thời gian hoàn vốn xấp xỉ năm để hồn vốn cơng trình xử lý không dài Nhƣng bù lại thời gian nhân viên vận hành nhà máy xử lý thuận lợi Hơn với qui mô phát triển hoạt động công ty giai đoạn tới tƣơng lai xa hơn, việc cải tiến HTXLNTTT thực cần thiết hợp lý Cơng trình bổ sung giảm áp lực làm việc cho hệ thống vừa mang lại hiệu kinh tế cho nhà máy nhƣ giảm đƣợc lƣợng hóa chất sử dụng trình xử lý cục bộ, tiết kiệm thời gian sử dụng điện, tránh tình trạng sửa chữa, bảo trì thiết bị, máy móc hệ thống phải vận hành liên tục với tải trọng ô nhiễm cao Bản vẽ hệ thống xử lý sau cải tiến vẽ liên quan đƣợc in đính vào cuối đồ án GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 122 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” CHƢƠNG KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Trong trình thực đồ án, khảo sát thu thập đƣợc số liệu đầu vào tiêu chuẩn đầu hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy Thanh Tùng nhận đƣợc mặt hạn chế hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung Từ đề xuất giải pháp khắc phục cố thƣờng xảy lên phƣơng án tính tốn lại hệ thống xử lý dựa cơng trình có sẵn cho đáp ứng đƣợc hiệu xử lý với chi phí tối thiểu Đồ án thực đƣợc: Hiệu suất xử lý nhà máy Thanh Tùng tốt 75 – 87,5% thông số ô nhiễm môi trƣờng khác (pH, SS, BOD, COD, tổng N, tổng P) Một số cố thƣờng xuyên xảy trình vận hành bao gồm bể Aerotank, hệ thống song chắn rác, máy bơm, máy cấp khí Đồ án nhận định đƣợc nguyên nhân gây đƣa giải pháp khắc phục phù hợp Từ hạn chế hệ thống qua trình khảo sát đánh giá đƣa đƣợc phƣơng án cải tiến hợp lý dựa cơng nghệ xử lý nƣớc thải sẵn có nhà máy áp dụng Sau tính tốn hiệu xử lý hệ thống đƣợc cải tạo đạt tiêu chuẩn cột A, QCVN 40:2011/BTNMT Đồ án đề xuất bổ sung cơng trình đơn vị bể vớt dầu mỡ bể UASB Với giải pháp cải tạo nhằm xử lý dầu mỡ xử lý sinh học kị khí UASB, đảm bảo cho nhà máy hoạt động ổn định hiệu đồng thời giảm nhiều chi phí sử dụng hóa chất q trình xử lý cục Ngồi giảm tải trọng xử lý cho cơng trình, giúp cho cơng tác bảo trì, sữa chữa thiết bị máy móc hệ thống đƣợc giảm thời gian chi phí Đồng thời đảm bảo tiêu mơi trƣờng nằm giới hạn cho phép đạt tiêu chuẩn cột A, QCVN 40:2011/BTNMT Lập dự toán chi tiết chi phí xây dựng, vận hành cơng trình bổ sung cho hệ thống Thời gian hồn vốn đầu tƣ cải tiến 4,5 năm GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 123 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” Vì thời gian hạn chế, nên nội dung đồ án tốt nghiệp tập trung vào hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung nhà máy mà chƣa vào mảng hạn chế nhà máy 4.2 Kiến nghị Qua trình khảo sát, đánh giá tìm hiểu hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy Thanh Tùng 2, số kiến nghị cần đóng góp cho nhà máy: Tại trạm xử lý nhƣ khuôn viên bao quanh trạm nên đƣợc trồng loại xanh để đảm bảo mỹ quan trạm nhƣ góp phần cải thiện mơi trƣờng xung quanh Nhân rộng mơ hình hệ thống xử lý nƣớc thải nhƣ nhà máy tái chế Thanh Tùng cho nhiều doanh nghiệp, cơng ty ngồi địa phƣơng nhằm đẩy mạnh tái sử dụng nguồn thải, tái chế góp phần bảo vệ mơi trƣờng GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 124 “Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai” TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Xuân Lai, 2009 Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình Xử Lý Nước Thải Nhà Xuất Bản Xây Dựng Nguyễn Ngọc Dung, 1999 Xử Lý Nước Cấp Nhà Xuất Bản Xây Dựng PGS.TS Hồng Huệ, 1996 Giáo Trình Xử Lý Nước Thải Nhà Xuất Bản Xây Dựng PGS.TS Hoàng Văn Huệ, 2002 Thoát Nước Tập 2: Xử Lý Nước Thải Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật TS Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phƣớc Dân, 2006 Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp – Tính Tốn Thiết Kế Các Cơng Trình CEFINEA Viện Môi Trƣờng Và Tài Nguyên – Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Trần Văn Nhân – Ngơ Thị Nga, 1999 Giáo Trình Cơng Nghệ Xử Lý Nước Thải NXB Khoa Học Kỹ Thuật Th.S Lâm Vĩnh Sơn Bài Giảng Kỹ Thuật Xử Lý Nước Thải TCXD 51 – 84, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2001 Báo cáo ĐTM Công Ty TNHH MTV Thanh Tùng 10 Công Ty TNHH Công Nghệ Môi Trường Trần Nguyễn 11 Assessment of sources of air, water, and land pollution, WHO 1993 12 Melcaf and Eddy, 2003 Wastewater Engineering Treatment and Reuse – 4th Edition The McGraw Hill GVHD: TS Nguyễn Thị Phương SVTH: Bùi Đoàn Bảo Hưng MSSV: 1311090247 125 ... 14 ? ?Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai? ?? biện pháp, giải pháp đƣợc đề xuất, ... 131109 024 7 15 ? ?Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai? ?? Nước thải sản xuất bẩn... 131109 024 7 23 ? ?Đánh giá trạng hệ thống xử lý nước thải đề xuất giải pháp cải tiến cho nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp chất thải nguy hại Thanh Tùng Đồng Nai? ?? Các phƣơng pháp hóa lý thƣờng