Thiết kế trạm xử lý nước thải phân bón cty phân bón bình điền long an công suất 120m3 NGĐ

Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN f&e Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp kết từ nổ lực riêng Những kết đồ án trung thực, thực sở nghiên cứu lý thuyết vận hành trạm xử lý.Bên cạnh khảo sát tình hình thực tiễn hướng dẫn TS Nguyễn Xuân Trường để đồ án hoàn thành Nội dung đồ án có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm trang web theo danh mục tài liệu đồ án Trang -i- Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Khi đồ án tốt nghiệp hồn thành, lúc kết thúc q trình lên giảng đường đại học sinh viên Để hoàn thành tốt đồ án này, nỗ lực thân tơi nhận giúp đỡ tận tình gia đình, thầy bạn bè Tơi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Trường tạo điều kiện hướng dẫn tận tình cho tơi suốt q trình làm đồ án Tơi xin gửi lời cảm ơn đến q thầy, khoa mơi trường người bạn giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi suốt q trình học Xin dành lời cảm ơn cho gia đình người thân tơi, người ln khuyến khích động viên cho tơi q trình học tập hoàn thành đồ án Tuy nổ lực cố gắng định đồ án không tránh khỏi sai sót, khuyết điểm thực Rất mong đóng góp q thầy bạn bè Xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày… tháng … năm 2012 Sinh viên thực Nguyễn Anh Hoàng Trang -ii- Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NỘI DUNG ĐỒ ÁN Ý NGHĨA THỰC TIỄN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 1.1 Giới thiệu cơng ty phân bón lịch sử hình thành phát triển 1.2 Sản phẩm công ty:………………………………………………… 1.3 Quy mô nhà máy: 1.4 Sơ lược công nghệ sản suất phân bón 10 1.4 Các dây chuyền trộn hạt 10 1.4 Dây chuyền ve viên nước: 11 1.4 Dây chuyền cán ép 13 1.5 Nguyên vật liệu, lượng, máy móc thiết bị 14 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 16 Mục đích xử lý nước thải 16 2 Phương pháp vật lý: 16 2.2.1 Song chắn rác: 18 2.2.2 Lưới lọc 18 2.2.3 Quá trình tuyển 18 2.2.4 Quá trình lắng 18 Trang -iii- Đồ án tốt nghiệp 2.2.5 Các phương pháp lọc siêu lọc 19 Phương pháp hóa học: 19 2.3 Quá trình keo tụ- tạo 19 2.3 Trung hòa 19 2.3 Q trình oxy hóa- khử 19 2.3 Phương pháp điện hóa 20 Phương pháp hóa lý: 20 2.4.1 Trao đổi ion 20 2.4.2 Trích ly 21 Phương pháp sinh học 21 2.5.1 Cơng trình xử lý điều kiện tự nhiên 21 2.5.1.1 Hồ sinh học………………………………………………………… 21 2.5.1.2 Hồ hiếu khí……………………………………………………… .22 2.5.1.3 Hồ kỵ khí………………………………………………………… 22 2.5.1.4 Hồ tùy nghi………………………………………………………… 22 2.5.1.5 Phương pháp xử lý qua đất………………………………………… 22 2.5.2 Cơng trình xử lý sinh học hiếu khí 23 2.5.2.1 Bể phản ứng sinh học hiếu khí (Aerotank)……………………………… 23 2.5.2.2 Bể bùn hoạt tính truyền thống (CAS)…………………………………… 23 2.5.2.3 Bùn hoạt tính nạp bậc (FSAS)……………………………………….23 2.5.2.4 Bể bùn hoạt tính tiếp xúc ổn định (CSAS)……………………………… 24 2.5.2.5 Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hóa chất (CMAS)………………………… 25 2.5.2.6 Q trình sục khí kéo dài………………………………………………….25 2.5.2.7 Q trình bùn hoạt tính mẻ (SBRAS)…………………………….26 2.5.2.8 Lọc sinh học -dựa trình sinh trưởng lơ lửng…………………….27 Trang -iv- Đồ án tốt nghiệp 2.5.2.9 Lọc nhỏ giọt……………………………………………………………….28 2.5.2.10 Đĩa quay sinh học RBC (Rotating Biological Contact)………………….29 2.5.2.11 Mương oxy hóa………………………………………………………… 30 2.5.3 Cơng trình xử lý kị khí: 32 2.5.3.1 Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)………………………… 33 2.5.3.2 Bể kị khí vách ngăn……………………………………………………….33 2.5.3.3 Bể kị khí lớp bùn di chuyển (AMBR)…………………………………….35 Đề xuất thuyết minh quy trình cơng nghệ 35 2.6.1 Các quy trình cơng nghệ xử lý tổ hợp Nitơ & Photpho 35 2.6.2 Tính chất nước thải quy trình cơng nghệ xử lý nước thải có nhà máy phân bón Bình Điền – Long An 39 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ 47 Tính tốn hố thu gom 47 3.1 Mục đích: 47 3.1 Tính tốn 47 Bể điều hịa sục khí 49 3.2 Mục đích: 49 3.2 Thông số đầu vào 49 3.2 Tính tốn 49 3 Bể phản ứng tạo 52 3.3 Mục đích: 52 3.3 Tính chất nước đầu vào 52 3.3 Tính toán 52 Bể lắng – Bể lắng đứng 54 3.4 Mục đích: 54 Trang -v- Đồ án tốt nghiệp 3.4 Thông số đầu vào 54 3.4 Tính tốn 54 Tính tốn quy trình MLE 57 3.5 Tính tốn bể thiếu khí – Anoxic 57 3.5.1.1 Mục đích………………………………………………………………… 57 3.5.1.2 Thơng số đầu vào………………………………………………………….57 3.5.1.3 Tính tốn………………………………………………………………… 57 3.5 Tính tốn bể aerotank……………………………………………….63 3.5.2.1 Mục đích………………………………………………………………… 63 3.5.2.2 Tính tốn cho q trinh oxy hóa amoni………………………………… 63 3.5.2.3 Tính tốn khả loại bỏ Phosphorus………………………………… 66 3.5 3 Tính tốn oxi cần cung cấp cho bể Aerotank 68 Tính tốn bể lắng 74 3.6.1 Mục đích: 74 3.6.2 Thông số đầu vào 74 3.6.3 Tính toán 74 Tính tốn bồn lọc áp lực 80 3.7.1 Mục đích: 80 3.7.2 Thông số đầu vào 80 3.7.3 Tính tốn chiều cao bồn lọc 80 3.7.4 Hệ thống phân phối nước rửa lọc 83 3.7.4.1 Ống dẫn nước vào…………………………………………………………83 3.7.4.2 Phểu phân phối nước lọc………………………………………………… 83 3.7.5 Hệ thống thu nước sau lọc 83 3.7.6 Tính thời gian rửa ngược 84 Trang -vi- Đồ án tốt nghiệp 3.7.6.1 Xác định chu kỳ rửa lọc………………………………………………… 84 3.7.6.2 Vật liệu cát……………………………………………………………….85 3.7.7 Tổn thất áp lực tiến hành rửa ngược 87 3.7.7.1 Tổn thất hệ thống phân phối nước rửa ngược (chụp lọc)………… 87 3.7.72 Tổn thất qua lớp sỏi đỡ…………………………………………………….87 3.7.8 Tính tốn bề dày thân tháp 89 Tính tốn bể khử trùng 91 Tính tốn bể chứa bùn 92 10 Thiết kế bể chứa trung gian 92 CHƯƠNG TÍNH TỐN KINH TẾ & VẬN HÀNH 93 4.1 Chi phí xây dựng: 93 4.2 Chi phí máy móc - thiết bị: 93 4.3 Chi phí vận hành: 96 4.4 VẬN HÀNH – BẢO TRÌ 97 4.4.1 Kiểm soát hoạt động hệ thống 97 4.4.2 Một số cố thường gặp trình bùn hoạt tính biện pháp xử lý:…… 99 4.4.3 Một số cố thường gặp khác cách khắc phục vận hành bể, thiết bị: …………………………………………………………… 102 CHƯƠNG 5.KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ………… …………………108 5.1 Kết luận 108 5.2 Kiến nghị 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 PHỤ LỤC 112 Trang -vii- Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC VIẾT TẮT ABR Bể kỵ khí vách ngăn A2O Anaerobic anoxic Oxic BOD Biological oxygen demand COD Carbon oxygen demand CAS Bùn hoạt tính truyền thống CSAS Bùn hoạt tính tiếp xúc ổn định CMAS Bùn hoạt tính khuấy trộn hồn chỉnh HRT Hydraulic retention time MLE Modified Ludzack – Ettinger MLSS Mixed liquor suspended solids MLVSS Mixed liquor volatile suspended solids SBRAS Bùn hoạt tính bể gián đoạn SBRAS Q trình bùn hoạt tính mẻ SCR Song chắn rác SFAS Bùn hoạt tính nạp bậc SRT Bludge retention time RAS Return activated sludge RBC Rotating Biological Contact QCVN Quy chuẩn Việt Nam UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket UBND Ủy ban nhân dân UCT University of Cape Town Trang -viii- Đồ án tốt nghiệp SS Settleable solids XLNT xử lý nước thải VIP Virginia Initiative Plant in Norfork VSV Vi sinh vật Trang -ix- Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sản phẩm phân bón Cty phân bón Bình Điền - Long An Bảng 1.2 Nguyên vật liệu cho sản xuất phân bón…………………………… 14 Bảng 2.1 Các cơng trình phương pháp vật lý 17 Bảng 2.2 So sánh q trình bùn hoạt tính 26 Bảng 2.3 So sánh ưu nhược điểm quy trình 39 Bảng 2.4 Tính chất nước thải nhà máy phân bón Bình Điền – Long An 40 Bảng 3.1 Tính chất nước thải đầu vào hệ thống 47 Bảng 3.2 Hệ số khơng điều hịa chung K0 48 Bảng 3.3 Thông số thiết kế hố thu gom 48 Bảng Thông số thiết kế bể điều hòa 51 Bảng 3.5 Thông số thiết kế bể phản ứng tạo 53 Bảng 3.6 Thông số thiết kế bể lắng 56 Bảng 3.7 Thông số thiết kế bể Anoxic 61 Bảng 3.8 Thông số thiết kể bể Aerotank 671 Bảng 3.9 Đường kính theo vận tốc khí 70 Bảng 3.10 Thông số thiết kế bể lắng đợt 74 Bảng 3.11 Thông số thiết kế bể lắng đợt 78 Bảng 3.12 Cường độ rủa thời gian rửa 82 Bảng 3.13 Một số loại chụp lọc thị trường 84 Bảng 3.14 Thể tích cặn chiếm chỗ lỗ rỗng hạt VLL 84 Bảng 3.15 Độ đặc cặn 85 Bảng 4.1 Chi phí xây dựng cơng trình 93 Bảng 4.2 Chi phí máy móc 94 Trang -x- Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG TÍNH TỐN KINH TẾ & VẬN HÀNH 4.1 Chi phí xây dựng Kinh phí xây dựng bao gồm tồn kinh phí xây dựng bể xử lý, khu nhà điều hành, nhà kho, phịng thí nghiệm, hệ thống nước Chi phí xây dựng 1m3 = 2.500.000 ĐVN Bảng 4.1 Chi phí xây dựng cơng trình Stt Hạng mục cơng trình Thể Số lượng tích (m3) Đơn giá (VNĐ/m3) Thành tiền ( VNĐ) Hầm tiếp nhận 6,4 2.500.000 16.000.000 Bể điều hòa 53,664 2.500.000 134.160.000 Bể tạo 4,35 2.500.000 10.875.000 Bể lắng 13,932 2.500.000 34.830.000 Bể Anoxic 35 2.500.000 87.500.000 Bể Aerotank 43 2.500.000 107.500.000 Bể lắng 17,2 2.500.000 43.000.000 Bể thu bùn 4,3 2.500.000 10.750.000 Bể chứa bùn 14,7 2.500.000 36.750.000 10 Nhà điều hành 12 m2 20.000.000 20.000.000 11 Bể chứa trung gian 21,5 2.500.000 53.750.000 12 Bể khử trùng 2,9 2.500.000 7.250.000 Trang -98- Đồ án tốt nghiệp TỔNG CỘNG 562.365.000 4.2 Chi phí máy móc - thiết bị Bảng 4.2 Chi phí máy móc Stt Tên thiết bị Số lượng Tr/cái MÔ TẢ Thành tiền (cái) (tr) HỐ THU GOM Bơm nhúng chìm 15 30 15 30 BỂ ĐIỀU HỊA Bơm nhúng chìm Đầu phân phối khí 0,2 Dàn ống phân phối dàn Van tay 0,5 1,5 BỂ LẮNG ống trung tâm Máng thu nước 1 INOX INOX 1 0,5 0,5 10 10 10 10 cưa Bơm bùn BỂ TẠO BÔNG Máy khuấy 10 Cánh khuấy 1 INOX BỂ ANOXIC 11 Máy khuấy 30 12 Cánh khuấy 1,5 30 INOX 1,5 BỂ AEROTANK 13 Đĩa thổi khí 0,2 2,4 0,5 1,5 14 Dàn ống phân phối khí 15 Bơm chìm Trang -99- 15 30 Đồ án tốt nghiệp 16 Van tay 0,5 1,5 17 Máy thổi khí 25 50 18 Bơm định lượng 21 12 24 BỂ THU BÙN 19 Bơm chìm BỒN LỌC ÁP LỰC 20 Bơm ly tâm 10 10 21 Bồn lọc 30 20 22 Auto van 12 12 BỂ KHỬ TRÙNG 23 Bơm định lượng 7 BỂ LẮNG ĐỢT 24 ống trung tâm 25 Chi phí phát sinh 20 TỔNG 326,8 Tổng kinh phí xây dựng là: T = chi phí xây dựng + chi phí thiết bị, máy móc = 562.365.000 +326.800.000 = 889.165.000 đồng 4.3 Chi phí vận hành Chi phí nhân cơng: Kỹ sư: người, lương 3.500.000VNĐ/người.tháng Chi phí: × 3.500.000 = 10.500.000VNĐ/tháng Chi phí hóa chất: Lượng Clo sử dụng tháng: 0,54 kg/ngày × 30 ngày = 16,2 kg/tháng Đơn giá: 40.000VNĐ/kg Chi phí: 16 × 40.000 = 640.000 VNĐ/tháng Trang -100- Đồ án tốt nghiệp Tổng chi phí hóa chất = 640.000(VNĐ/tháng) Chi phí hóa chất keo tụ 3.000.000 (VNĐ/tháng) Chi phí cho mật rỉ đường Chi phí điện năng: Bơm chìm 0,4kw: Tổng cơng suất 0,4× =0,8kw Bơm chìm tuần hồn nội: cơng suất 1,5 kw Bơm bùn: Chọn bơm bơm nước thải công suất 0,4 kw gồm hai bơm Bơm cấp cho bồn lọc áp lực: bơm công suất kw Công suất máy thổi khí 8kw Tổng cơng suất sử dụng là: (0,8+1,5 + 0,4)×24 (h) +3× 12 (h) + 8,5× 24 (h) = 292(kw/ngày) Tiền cho chữ điện tiêu thụ 1500 đồng / chữ điện Tổng số tiền phải trả là: 292 × 1500 = 438.000 VNĐ/ngày Chi phí điện cho tháng: 438.000 × 30 =13.140.000 VNĐ Cơng trình vận hành vòng 20 năm, khấu hao tháng = × = 493.980.5 ( Đ/ ) Chi phí xử lý m3 nước thải = ( chi phí khấu hao + chi phí vận hành)/Q Y= = 5,6 (VNĐ/m3) 4.4 Vận hành bảo trì 4.4.1 Kiểm soát hoạt động hệ thống Đánh giá hoạt động hệ thống cần thực cách thường xuyên liên tục để đảm bảo hệ thống hoạt động thường xuyên ổn định, đạt hiệu tối ưu Đồng thời thường xuyên kiểm tra, quản lý thiết bị có chế độ bảo trì thường xuyên để thiết bị hoạt động tốt nhất, nhằm giúp nhà máy hoạt động hiệu Trang -101- Đồ án tốt nghiệp Q tình kiểm sốt hoạt động hệ thống thực thông qua việc kiếm tra chất lượng nước thải kiểm tra trình xử lý • Kiếm tra nước thải đầu vào Ph, BOD, COD, chất rắn lơ lửng, TN, P Các chất dinh dưỡng, chất độc ức chế Kiếm tra q trình xử lý Kiếm tra ngày cơng trình xử lý, có sai lệch phải có hướng khắc phục Kiếm tra thường xuyên việc phân phối lưu lượng vào bể, vớt váng bọt gây cản trở cho trình xử lý Thường xuyên kiểm tra hoạt động thiết bị Kiếm tra thường xuyên đường ống dẫn nước, hóa chất, kịp thời khắc phục cố rị rĩ tắt nghẽn, đóng cặn đường ống Kiểm tra loại trừ rong rêu bám lên thành bể, không cho rong rêu phát triển cách: quét vôi vào thành bể vách ngăn theo thời kì, có tượng phát triển mạnh pha Clo với liều lượng cao 5-10 mg/l thời gian 2-3 h để diệt tảo Định kì tháng hay năm lần cách ly ngăn, bể, tháo khô bể, làm đáy bể, không cho bùn lắng đáy lâu ngày gây tượng phân hủy yếm khí gây bọt váng làm giảm chất lượng nước • Ghi vào sổ trực ngày Lưu lượng nước vào Nồng độ chất dòng vào toàn hệ thống, cơng trình đơn vị Liều lượng hóa chất sử dụng Lập báo cáo kĩ thuật quản lý cơng trình định kì (hằng tháng năm) Trang -102- Đồ án tốt nghiệp 4.4.2 Một số cố thường gặp q trình bùn hoạt tính biện pháp xử lý Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Bùn tạo khối pH thấp Clo hóa bùn tuần hoàn Giảm tốc độ bùn dư, tăng Thiếu chất dinh dưỡng Vi khuẩn sợi F/M thấp bùn tuần hoàn chiếm ưu DO thấp cung cấp khí, xáo trộn Tăng tốc độ khuấy trộn khơng đủ Tăng tốc độ thổi khí Hiệu chỉnh pH 6,5-8,5 Bùn tạo khối Thiếu chất dinh dưỡng P Cung cấp đủ chất dinh Zoogloea Tỉ lệ F/M cao dưỡng Giảm lưu lượng bùn xả Bùn Do tình khử nitrat hình thành Điều chỉnh tuổi bùn ngắn trình khử bọt khí nito nhỏ dính chặt vào tăng lưu lượng bùn nitrat bùn kéo lên mặt tuần hoàn Khuấy nhẹ mặt dùng vòi phun nước phá vỡ bùn Váng F/M thấp Giảm tuổi bùn vi khuẩn sợi MLSS bể cao lưu lượng bùn Thêm ngăn chọn lọc để hạn Norcadia xả thấp chế sinh trưởng vi khuẩn sợi Phun dung dịch Clorine lên bề mặt váng Giảm tốc độ Bùn nặng lắng đọng lại mương dẫn sinh trưởng hố thu nước Trang -103- Đồ án tốt nghiệp bùn Sinh trưởng trùng Bể lắng hoạt Vượt tải trọng bề mặt cho phép Giảm lưu lượng bùn tuần động hồn khơng Tải trọng chất rắn cao hiệu Lưu lượng bùn tuần hoàn lớn Kiểm tra chiều cao lớp bùn Ngắn dòng Cân lại máng tràn Hệ thống cào cặn Kiểm tra hệ thống cào cặn, cách vách ngăn phân phối Máng tràn không cân mực nước thu nước Ảnh hưởng gió Bùn nặng Kết tủa muối bùn Kiểm tra tải trọng bề mặt Cặn hữu Phân phối hợp lý nước vào Tìm nguồn phát sinh muối gây kết tủa Kiểm tra tỉ số F/M Tỉ số Tải trọng F/M cao/thiếu oxy Kiểm tra DO cao(>0,30,4kgBOD/kgMLSS.ngày) DO thấp Xác định tốc độ hô hấp(RR) bùn.RR cao chứng tỏ tải trọng caoàthiếu oxy Ảnh hưởng Độc chất có nước thải làm chết Tìm làm nguồn phát độc chất VSV, đặc biệt Ciliates, phá vỡ sinh bùn, dẫn đến tăng số lượng tế bào Xây dựng bể điều hòa sống lơ lửng Giám sát dòng thải đầu vào cách sử dụng máy đo độc chất Trang -104- Đồ án tốt nghiệp Nhiều bùn mịn Sử dụng khuấy trộn bề mặt có tốc Giảm tốc độ khuấy độ khuấy lớn Tăng lưu lượng xả bùn dư Trong nước thải có chứa hợp chất hấp thụ độ cứng EDTA Các hợp chất hấp thụ Ca2+ khỏi bùn làm phá vỡ cấu trúc bùn.Ở F/M thấp(