Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy công suất 300 m3 ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001:2008 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Chu Viết Thuận Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Phạm Thị Mai Vân HẢI PHÒNG - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY CÔNG SUẤT 300 M3/NGÀY ĐÊM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Chu Viết Thuận Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Phạm Thị Mai Vân HẢI PHÒNG – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Chu Viết Thuận Mã SV: 1012301008 Lớp: MT1401 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy công suất 300 m3/ngày đêm NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Phạm Thị Mai Vân Học hàm, học vị: Thạc Sĩ Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy lưu lượng 300m3/ngày Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày….tháng … năm 2014 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày … tháng … năm 2014 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Chu Viết Thuận Phạm Thị Mai Vân Hải Phòng, ngày tháng năm 2014 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2014 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Phạm Thị Mai Vân Với lòng biết ơn sâu sắc em xin cám ơn cô giáo:Thạc sỹ - Phạm Thị Mai Vân - Bộ môn Kỹ thuật mơi trường Đại học Dân Lập Hải Phịng người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp Qua đây, em xin gửi lời cám ơn đến thầy khoa Mơi Trường tồn thể thầy tận tình dạy ,truyền đạt kiến thức quý báu, kinh nghiệm cho em suốt trình học tập trường Đại học Dân lập Hải Phòng Cuối em xin chân thành cảm ơn tới gia đình bạn bè đ ộng viên tạo điều kiện giúp đỡ em vượt qua khó khăn suốt q trình học tập Em xin chân thành cám ơn ! Hải Phòng, tháng năm 2014 Sinh viên Chu Viết Thuận MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 1.1 Tổng quan ngành sản xuất giấy 1.1.1 Lịch sử phát triển ngành giấy giới 1.1.2 Lịch sử phát triển ngành giấy Việt Nam 1.1.3 Nguyên liệu sản xuất giấy .3 1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất giấy 1.2.1 Sản xuất bột giấy 1.2.2 Tạo hình giấy từ bột giấy (xeo giấy) 1.2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ .7 1.3 Lưu lượng thành phần nước thải từ trình sản xuất giấy .9 11 2.1 Phương pháp học 11 2.1.1 Lọc qua song chắn lưới chắn 11 2.1.2 Lắng cát 12 2.1.3 Lắng 12 2.1.4 Tuyển 12 2.1.5 Lọc 13 2.2 Phương pháp xử lý hóa học hóa lý 14 2.2.1 Trung hòa 14 2.2.2 Ơxy hóa khử 15 2.2.4 Hấp phụ 16 2.2.5 Trao đổi ion 17 2.3 Phương pháp sinh học 17 2.3.1 Phương pháp kỵ khí 18 19 CH 23 3.1 Điều kiện thiết kế 23 23 23 23 24 24 27 : 27 - 300 M3 29 29 4.2 29 4.2.1 Song chắn rác 29 4.2.2.Hố thu 32 4.2.3 Bể điều hòa 34 4.2.4 Bể lắng 38 42 44 48 57 61 63 64 66 67 67 67 68 68 68 4.4 Chi phí đầu tư xây dựng 68 4.4.1 Chi phí xây dựng 68 4.4.2 Chi phí thiết bị 69 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Khóa luận tốt nghiệp : : : : : : : : : : H = 3,5 m : h1 = 0,5 m : h = 3,5 – 0,5 = m : h2 = 1,5 m : : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 58 Khóa luận tốt nghiệp : : : : : : : : r = 246,85 m3 – m/s = m/s : Chọn D theo catalog = 60 mm : (0,7 - 1.5 m/s) Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 59 Khóa luận tốt nghiệp : r= 246,85 m3 :H=7m : : - =7 - = 0,8 , g = 9,81 m/s2 dư - Qr - , = 1053 kg/m3 Qx= 6,62 m3 = m/s : Chọn D theo catalog = 40 mm : : - =7 - = 0,8 - g , g = 9,81 m/s2 - Qx - , Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 = 1053 kg/m3 Page 60 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 4.8 T STT Tên thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể Db m 6,5 Chiều cao bể H m 3,5 Chiều dài máng thu nước Lm m 16,34 Đường kính máng thu nước Dm m 5,2 N kW 0.003 Dd mm 40 N kW 0,26 D mm 60 Cơng suất bơm Đường kính ống dẫn bùn dư Ong dan nuoc Ong dan nuoc vao +400 Thanh gat bun Ong dan bun Hình 4.11 Mặt cắt bể lắng 4.2.9 [2,3,4,7,8] : - t - Qhtb Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 61 Khóa luận tốt nghiệp : L × B × H = 2,1 × × (m) : Trong : , Q = 12,5 m3/h - m3 - a = mg/l = g/m3 : : - , m = 0,0375 (kg/h) = )= ) , p = 1,42 kg/m3 Bảng 4.9 T STT Kí hiệu Đơn vị Giá trị Chiều rộng B m Chiều dài L m 2,1 Chiều cao H m Tên thơng số Kích thước bể Lượng clo tiêu thụ m Thể tích bình Clo V Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 kg/ m3 0,0375 18,37 Page 62 Khóa luận tốt nghiệp Ong dan hoa chat Ong dan nuoc vao Ong dan nuoc Hình 4.12 Mặt cắt bể khử trùng 4.2.10 [2,3,4,7,8] Bể chứa bùn gồm ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn ngăn chứa bùn dư Lượng bùn ngăn chứa bùn tuần hoàn: Q = 246,85 m3/ngày Thời gian lưu 10 phút Thể tích ngăn chứa bùn tuần hồn Chọn kích thước ngăn: L × B × H = × 1× (m) Ngăn chứa bùn dư: lượng bùn từ bể lắng 1(Q1) lượng bùn từ bể phản ứng xốy hình trụ kết hợp với lắng đứng (Q2), lượng bùn dư bể aerotank (Q3),thời gian lưu tiếng bể chứa bùn bể chứa bùn: : Ld × Bd × Hd = × × (m) Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 63 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 4.10 Tóm tắt thơng số thiết kể bể khử trùng STT B m L m H m Bd m Ld m Hd m dư ong dãn bùn BƠM BÙN ong dãn bùn vào Hình 4.13 Mặt cắt bể chứa bùn 4.2.11 [2,3,4,7,8] : : Qb , Qb= 5,6 m3 Q0 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 , q0 = 0,5 m3/ m2.h Page 64 Khóa luận tốt nghiệp = (m) : : htt = m – ) : Thể tích bể nén bùn : h1 = 0,8 : h2 = 0,3 : hbv = 0,5 m : Công suất máy bơm bùn Qb = 5,6 m3/ngày = 6,5.10-5 m3/s Chọn cột áp: H = m Cột áp bơm: Trong đó: Qb: Lưu lượng bùn cần xử lý : Khối lượng riêng bùn, : Hiệu xuất bơm, chọn = 1053kg/m3 = 80% H: Hhiều cao cột áp G: Gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 65 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 4.11 Tóm tắt thông số thiết kế bể nén bùn STT D m 0,9 Hx m 4,1 Dtt m 0,2 Ong dan nuoc Ong dan bun vao Ong dan bun Hình 4.14 Mặt cắt bể nén bùn 4.1.12 [2,3,4,7,8] , máy làm việc 24 giờ/ngày, ngày/tuần : : , Qx = 3,14 m3 - Qx - P1 = 0,13 m3/h , P1 = 99,2% - P2 , P2 = 95% = 50 kg/m3 : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 66 Khóa luận tốt nghiệp – 90 kg/m 4.3 C 4.3 STT Bảng 4.12 Nhân công Số lƣợng Mức lƣơng Lƣơng năm (VND/tháng) (VND/năm) Cán kỹ thuật 5.000.000 60.000.000 Công nhân vận hành 3.000.000 36.000.000 Tổng 96.000.000 4.3.2 2.300 đ/kw.h Bảng 4.13 STT (kw) 1 (kW) ) 0,412 9,89 22747 0,34 8,16 18768 6,79 162,96 374808 0,42 10,08 23184 0,26 5,88 13524 0,003 0,048 110 0,19 4,56 10488 0,006 0,144 331 hố thu Máy bơm bể điều hòa Bơm bùn nên bể nén bùn 463.960 năm Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 169.345.400 Page 67 Khóa luận tốt nghiệp 4.3 Bảng 4.14 STT ) ) PAC 27 7.500 202.500 Clo 0,9 18.000 16.200 218.700 năm 79.825.500 4.3.4 : m3 : 5.000 đ/m3 năm: 1.825.000 đ/năm 4.3.5 Bảng 4.15 /năm) STT 96.000.000 79.825.500 169.345.400 1.825.000 5.000.000 351.995.900 m3 4.4 Chi phí đầu tƣ xây dựng 4.4.1 Chi phí xây dựng Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 68 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 4.16: Chi phí xây dựng bể STT 10 Hạng mục cơng trình Thể tích (m3) Đơn giá (VND) Thành tiền (VND) 6,25 50 24,75 0,31 2000000 2000000 2000000 20000000 12.500.000 100.000.000 49.500.000 20.000.000 27,08 2000000 54.160.000 105,08 98,34 6,25 3,6 1,25 2000000 2000000 2000000 2000000 2000000 210.160.000 196.680.000 12.500.000 7.200.000 2.500.000 665.200.000 Hố thu Bể điều hoà Bể lắng Bể trộn (thép không gỉ) Bể phản ứng xoáy kết hợp với lắng đứng Bể aerotank Bể lắng Bể khử trùng Ngăn chứa bùn Bể nén bùn Tổng 4.4.2 Chi phí thiết bị Bảng 4.17 Chi phí trang thiết bị STT Tên thiết bị Song chắn rác Máy cấp khí bể điều hồ Máy cấp khí bể aerotank Máy ép bùn Bơm bùn tuần hoàn Bơm bùn dư Máy khuấy bể trộn phèn Bơm bùn nên bể nén bùn Bể khử trùng: - Bồn hóa chất - Bộ định lượng hóa chất Hệ thống điện, tủ điều khiển Hệ thống van, đường ống dẫn, thiết bị phụ kiện khác Tổng Số lƣợng 1 2 1 Đơn giá Thành tiền (VND) (VND) 10.000.000 10.000.000 24.000.000 24.000.000 25.000.000 50.000.000 300.000.000 300.000.000 30.000.000 60.000.000 12.000.000 12.000.000 25.000.000 25.000.000 20.000.000 20.000.000 1 3.000.000 14.000.000 30.000.000 3.000.000 14.000.000 30.000.000 100.000.000 100.000.000 648.000.000 Tổng vốn đầu tư bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm chi phí khấu hao máy móc 10 năm Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 69 Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Nước thải sản xuất giấy có đặc tính chủ yếu chất hữu dễ phân huỷ sinh học Do áp dụng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí Aerotank kết hợp với phương pháp học, hoá lý phương án phù hợp ưu điểm Qua q trình thực tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy 300 m3/ ngày đêm, cơng trình đơn vị thiết kế sau: Thông số cơng trình hệ thống xử lý nước thải: Lưu lượng nước thải trung bình ngày: Song chắn rác: Có dạng hình hộp chữ nhật, chiều dài mương L = 1,8m; chiều rộng mương B = 0,3 m; chiều sâu mương H = 0,7 m; chắn rác Bề rộng mm: Kích thước khe 16 mm Hố thu: Hình hộp chữ nhật có chiều dài bể L = 2m; chiều rộng bể B = 1,5m; chiều sâu bể H = 2,5 m; thể tích hố thu 6,25 m3, thời gian lưu nước 30 phút Bể điều hoà: Chiều dài bể L = m; chiều rộng bể B = 3m; chiều sâu bể H = 2,5 m; thể tích bể 50 m3, thời gian lưu nước Bể lắng 1: Hình trụ có đường kính D = 3,09 m; chiều cao bể H = 3,3 m; thể tích 24,75 m3, thời gian lưu nước bể 1,98 Bể trộn: Hình vng ,chiều dài bể L = 0,5 m; chiều rộng bể B = 0,5m; chiều sâu bể H = 1,5 m; thể tích bể 0,31 m3 Bể phản ứng xốy hình trụ kết hợp với lắng đứng: đường kính bể phản ứng D = 1,52 m; đường kính bể lắng D = 2,63 m; thể tích bể 27,08m3 Bể Aeroten: Chiều dài bể L = m; chiều rộng bể B = m; chiều sâu bể H = 4,5 m; thể tích bể 105,08 m3, thời gian lưu nước 8,4 Bể lắng 2: Hình trụ trịn có chiều cao bể H = 3,5 m; đường kính bể D = 6,5 m; thể tích bể 98,34 m3 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 70 Khóa luận tốt nghiệp Bể khử trùng: Hình hộp chữ nhật có chiều dài bể L = m; chiều rộng bể B = 2m; chiều sâu bể H = m; thể tích bể 6,25 m3, thời gian lưu 30 phút Bể chứa bùn: ngăn chứa bùn tuần hồn có chiều dài bể L = m; chiều rộng bể B = 1m; chiều sâu bể H = m; thể tích bể = 1,7 m3 Ngăn chứa bùn dư có chiều dài L = m: chiều rộng bể m: thể tích Vt = 1,9 m3 Bể nén bùn: đường kính bể D = 0,9 m; chiều cao bể H = 4,1 m; Nước thải sinh hoạt khu chung cu sau qua hệ thống xử lý đạt QCVN12:2008 cột B với thông số đầu ra: COD = 200 (mg/l) BOD5 = 50 (mg/l) SS = 100 (mg/l) Chi phí quản lý vận hành hệ thống nước thải là: 3104 VND/m3 Chi phí tương đối phù hợp sở cho nhà đầu tư quản lý giải vấn đề xử lý nước thải sản xuất giấy từ góp phần bảo vệ mơi trường hướng tới mục tiêu phát triển bề vững tương lai Để hiệu xuất cơng trình đảm bảo, đề xuất số kiến nghị sau: - Hệ thống cơng trình xử lý nước thải phải thường xuyên giám sát vận hành khắc phục cố kịp thời - Máy móc, thiết bị phải bảo dưỡng định kì - Nâng cao ý thức trách nhiệm làm việc cán bộ, công nhân viên Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 71 Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bin, Các trình thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm, tập – Các trình thuỷ lực bơm quạt máy nén, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 [2] Trịnh Xuân Lai, Cấp nước, tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2002 [3] Trịnh Xn Lai, tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 2009 [4] Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2004 [5] Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2005), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội [7] Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải [8] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng (2008), Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải thị cơng nghiệp, tính tốn thiết kế cơng trình, Đại học Quốc gia TP.HCM [9] Sổ tay tài liệu kĩ thuật [10] http://tailieu.vn/xemtailieu/bao cao tom tat nganh giay viet nam [11] http://tailieu.vn/xemtailieu/de tai nganh cong nghiep giay bot giay o viet nam Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 72 ... trường Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy công suất 300 m3/ ngày đêm NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn,... DÂN LẬP HẢI PHÒNG - TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY CÔNG SUẤT 300 M3/ NGÀY ĐÊM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG... nhỏ (dưới 20.000 tấn/năm) nhà máy giấy Việt Trì; nhà máy bột giấy Vạn Điểm; nhà máy giấy Đồng Nai; nhà máy giấy Tân Mai v.v Năm 1975, tổng công suất thiết kế ngành giấy Việt Nam 72.000 tấn/năm