Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

MỞ ĐẦU1Chương 1. TỔNG QUAN2 1.1. Giới thiệu về ngành công nghiệp sản xuất đường mía2 1.1.1 Tình hình chung2 1.1.2 Những đặc trưng trong công nghệ sản xuất đường mía ở Việt Nam2 1.1.3 Nguyên liệu3 1.1.4 Các chất thải trong sản xuất đường mía 3 1.1.5 Hiện trạng sử dụng chất thải rắn và xử lý nước thải ở một số nhà máy đường4 1.2 Giới thiệu chung về nhà máy đường Quảng Phú5 1.2.1 Giới thiệu về nhà máy5 1.2.2 Quy trình sản xuất của nhà máy7 1.2.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường của nhà máy8Chương 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI10 2.1 Phương pháp xử lý cơ học10 2.1.1 Song chắn rác10 2.1.2 Lưới lọc10 2.1.2 Lắng11 2.2. Phương pháp hóa học và hóa lý11 2.2.1 Phương pháp trung hòa11 2.2.2 Phương pháp oxy hóa khử11 2.2.3. Phương pháp đông tụ, keo tụ12 2.2.4 Tuyển nổi12 2.2.5 Hấp phụ12 2.2.6 Trao đổi ion12 2.3 Phương pháp sinh học12 2.3.1 Phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên13 2.3.2 Công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo15Chương 3 LỰA CHỌN BIỆN PHÁP XỬ LÝ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ20 3.1 Thành phần và tính chất nước thải20 3.2 Lựa chọn phương pháp xử lý20 3.3 Dây chuyền công nghệ xử lý21 3.4 Thuyết minh dây chuyền công nghệ223.4.1 Song chắn rác 22 3.4.2 Bể tập trung22 3.4.3 Bể lắng cát22 3.4.4 Bể điều hòa23 3.4.5 Bể lắng đợt li tâm đợt I23 3.4.6 Bể Aeroten sục khí liên tục24 3.4.7 Bể lắng đợt li tâm đợt II24 3.4.8 Bể tiếp xúc Clo24 3.4.9 Bể nén bùn li tâm25 3.4.10 Máy ép bùn25Chương 4. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ26 4.1 Xác định lưu lượng nước thải26 4.2 Tính toán các công trình đơn vị27 4.2.1 Song chắn rác 27 4.2.2 Hầm bơm tiếp nhận29 4.2.3 Bể lắng cát sục khí29 4.2.4 Bể điều hòa32 4.2.5 Bể lắng đợt I33 4.2.6 Bể Aeroten bậc một36 4.2.7 Bể lắng II bậc một46 4.2.8 Bể Aeroten bậc hai48 4.2.9 Bể lắng II bậc hai57 4.2.10 Bể khử trùng59 4.2.11 Ngăn chứa bùn60 4.2.12 Bể nén bùn61 4.2.13 Máy ép bùn63 4.2.14 Tính chọn thiết bị phụ trợ64 4.2.15 Tính tiêu hao hóa chất67Chương 5 TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG71 5.1 Tính nhân lực71 5.1.1 Sơ đồ tổ chức hệ thống của trạm xử lý nước thải71 5.1 2 Chế độ làm việc của hệ thống xử lý nước thải71 5.2 Bố trí mặt bằng trạm xử lý nước thải72 5.2.1 Chọn vị trí xây dựng trạm xử lý72 5.2.2 Mặt bằng tổng thể và cao trình của trạm xử lý73 5.3 Các công trình xây dựng của trạm74 5.4 Tính diện tích khu đất xây dựng của trạm xử lý78Chương 6. TÍNH KINH TẾ79 6.1 Tính điện79 6.2 Chi phí mua nguyên liệu83 6.3 Vốn đầu tư cho việc xây dựng84 6.4 Chi phí trả lương86 6.5 Gía thành chi phí cho xử lý 1m3 nước thải88Chương 7. QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG90 7.1 Chỉ dẫn chung90 7.2 Kỹ thuật an toàn94

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu ngành cơng nghiệp sản xuất đường mía 1.1.1 Tình hình chung 1.1.2 Những đặc trưng công nghệ sản xuất đường mía Việt Nam 1.1.3 Nguyên liệu 1.1.4 Các chất thải sản xuất đường mía 1.1.5 Hiện trạng sử dụng chất thải rắn xử lý nước thải số nhà máy đường 1.2 Giới thiệu chung nhà máy đường Quảng Phú 1.2.1 Giới thiệu nhà máy 1.2.2 Quy trình sản xuất nhà máy 1.2.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường nhà máy Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 10 2.1 Phương pháp xử lý học 10 2.1.1 Song chắn rác 10 2.1.2 Lưới lọc 10 2.1.2 Lắng 11 2.2 Phương pháp hóa học hóa lý 11 2.2.1 Phương pháp trung hòa 11 2.2.2 Phương pháp oxy hóa - khử 11 2.2.3 Phương pháp đông tụ, keo tụ 12 2.2.4 Tuyển 12 2.2.5 Hấp phụ 12 2.2.6 Trao đổi ion 12 2.3 Phương pháp sinh học 12 2.3.1 Phương pháp xử lý sinh học điều kiện tự nhiên 13 2.3.2 Cơng trình xử lý sinh học điều kiện nhân tạo 15 Chương LỰA CHỌN BIỆN PHÁP XỬ LÝ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 20 3.1 Thành phần tính chất nước thải 20 3.2 Lựa chọn phương pháp xử lý 20 3.3 Dây chuyền công nghệ xử lý 21 3.4 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 22 3.4.1 Song chắn rác 22 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường 3.4.2 Bể tập trung 22 3.4.3 Bể lắng cát 22 3.4.4 Bể điều hòa 23 3.4.5 Bể lắng đợt li tâm đợt I 23 3.4.6 Bể Aeroten sục khí liên tục 24 3.4.7 Bể lắng đợt li tâm đợt II 24 3.4.8 Bể tiếp xúc Clo 24 3.4.9 Bể nén bùn li tâm 25 3.4.10 Máy ép bùn 25 Chương TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 26 4.1 Xác định lưu lượng nước thải 26 4.2 Tính tốn cơng trình đơn vị 27 4.2.1 Song chắn rác 27 4.2.2 Hầm bơm tiếp nhận 29 4.2.3 Bể lắng cát sục khí 29 4.2.4 Bể điều hòa 32 4.2.5 Bể lắng đợt I 33 4.2.6 Bể Aeroten bậc 36 4.2.7 Bể lắng II bậc 46 4.2.8 Bể Aeroten bậc hai 48 4.2.9 Bể lắng II bậc hai 57 4.2.10 Bể khử trùng 59 4.2.11 Ngăn chứa bùn 60 4.2.12 Bể nén bùn 61 4.2.13 Máy ép bùn 63 4.2.14 Tính chọn thiết bị phụ trợ 64 4.2.15 Tính tiêu hao hóa chất 67 Chương TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 71 5.1 Tính nhân lực 71 5.1.1 Sơ đồ tổ chức hệ thống trạm xử lý nước thải 71 5.1 Chế độ làm việc hệ thống xử lý nước thải 71 5.2 Bố trí mặt trạm xử lý nước thải 72 5.2.1 Chọn vị trí xây dựng trạm xử lý 72 5.2.2 Mặt tổng thể cao trình trạm xử lý 73 5.3 Các cơng trình xây dựng trạm 74 5.4 Tính diện tích khu đất xây dựng trạm xử lý 78 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Chương TÍNH KINH TẾ 79 6.1 Tính điện 79 6.2 Chi phí mua nguyên liệu 83 6.3 Vốn đầu tư cho việc xây dựng 84 6.4 Chi phí trả lương 86 6.5 Gía thành chi phí cho xử lý 1m3 nước thải 88 Chương QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 90 7.1 Chỉ dẫn chung 90 7.2 Kỹ thuật an toàn 94 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường MỞ ĐẦU Cùng với phát triển nông nghiệp, công nghiệp đại tốc độ thị hố nhanh dẫn tới vấn đề môi trường ngày trở nên gay gắt Nhiều loại chất thải như: khí thải, nước thải chất thải rắn, thải ngày nhiều nguyên nhân gây nên nhiễm mơi trường Chính mà vấn đề bảo vệ môi trường sinh thái nhiều quốc gia quan tâm Ở nước ta, lượng nước sinh hoạt công nghiệp thải nhiều mà khơng xử lý cách thích hợp, làm ô nhiễm nguồn nước tự nhiên, ảnh hưởng đến sức khỏe người hệ sinh thái Do đó, vấn đề xử lý nước thải trở thành nhiệm vụ hàng đầu Các khu công nghiệp nhà máy xí nghiệp sản xuất, cần phải đầu tư tính đến việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhằm tránh gây ô nhiễm môi trường vùng sản xuất nói riêng mơi trường sống nói chung Ngành sản xuất đường mía ngành có tiềm lớn nước ta Nhiều nhà máy sản xuất đường xây dựng, đến nước có khoảng 44 nhà máy đường hoạt động Việc phát triển đường mía nước ta định hướng đắn, quan trọng Tuy nhiên, sản xuất đường sử dụng lượng lớn nước thải lượng không nhỏ nước thải giàu chất hữu dễ chuyển hóa, gây nhiễm mơi trường đặc biệt mơi trường nước Đã có vài nghiên cứu xử lý nước thải tái sử dụng chất thải sản xuất đường Song việc ứng dụng triển khai rộng rãi cách có hiệu cịn nhiều hạn chế Đặc biệt việc xử lý nước thải nhiều bất cập Nhiều hệ thống xử lý xây dựng với vốn đầu tư lớn hoạt động không hiệu không hoạt động gây tốn làm nản lịng nhà sản xuất Vì vậy, việc đưa biện pháp xử lý thích hợp tính chất nước thải nhà máy đường lúc cần thiết Trên sở đó, tơi chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường suất 2000 mía/ngày” làm đề tài tốt nghiệp Và chọn nhà máy đường Quảng Phú thuộc Công ty đường Quảng Ngãi để tham khảo dây chuyền sản xuất thành phần tính chất nước thải để đưa biện pháp xử lý cách có hiệu mục đích đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA 1.1.1 Tình hình chung Nước ta nằm vùng khí hậu nhiệt đới, nhiều vùng đất đai từ Bắc đến Nam thuận tiện cho phát triển trồng mía, tỉnh ven biển miền Trung Đông Nam Vì ngành sản xuất đường mía có tiềm lớn Sau năm 1975, sản xuất đường mía khuyến khích phát triển Đến năm 1994, nước có 150.000 trồng mía, sản lượng 6,5 triệu mía; sản xuất 0,32 triệu đường quy đường thơ; 0,11 triệu sản xuất 14 nhà máy đường Năm 1996, chương trình quốc gia trọng điểm mía đường phê duyệt triển khai thực Từ ngành đường phát triển cách nhanh chóng Đến năm 1998 nước có 41 nhà máy đường với sản lượng 0,567 triệu Vụ ép 1999 – 2000 đạt 1,014 triệu gấp lần năm 1995 Đến nước có 45 nhà máy đường có cơng suất ép từ 300 – 8.000 mía/ngày Năm 2001 – 2002 vào vụ ép, nước có 44 nhà máy hoạt động để thực mục tiêu triệu đường Nước ta đẩy mạnh chương trình quốc gia sản xuất mía đường, số cơng nghệ áp dụng, góp phần giúp cho ngành đường phát triển mạnh ngày hồn thiện Đồng thời góp phần chuyển đổi cấu sản xuất nông nghiệp Tăng đáng kể hiệu suất sử dụng đất nơng nghiệp góp phần xóa đói giảm nghèo tạo thêm nhiều mặt hàng xuất [1, tr - 4] 1.1.2 Những đặc trưng cơng nghệ sản xuất đường mía Việt Nam Công nghệ sản xuất đường thông thường trải qua cơng đoạn chính: Ép mía: mục đích chủ yếu giai đoạn lấy kiệt lượng nước mía có mía tới mức tối đa cho phép Hiện nay, công nghiệp sản xuất đường người ta thường sử dụng hai phương pháp ép khuếch tán Trong phương pháp ép sử dụng phổ biến nước ta, chủ yếu chi phí đầu tư thiết bị thấp, Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường vận hành đơn giản Nguyên lý chung xé ép dập thân mía nhằm phá vỡ tế bào để lấy nước mía.[9, tr 33] Làm nước mía: Hiện nhà máy đường thường dùng phương pháp làm như: phương pháp sunfit hóa, vơi hố cacbonat hóa Các phương pháp làm qua giai đoạn: đun nóng, trung hịa, lắng, lọc … để loại chất không đường giảm màu sắc nước mía.[9, tr 84-85] Kết tinh: so với tất sản phẩm công nghiệp, đường loại kết tinh với quy mơ lớn Hàng năm giới có gần 90 triệu đường tinh thể kết tinh từ dung dịch đường [9, tr 224] 1.1.3 Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất đường nước ta mía Các giống mía chủ yếu trồng nước ta:  Giống POJ 3016  Giống POJ 2878  Giống F 134  Giống Việt đường 54/143 [9, tr 14 - 16] Sau thu hoạch hàm lượng đường mía bắt đầu giảm Do đó, mía cần vận chuyển nhà máy ép sớm tốt 1.1.4 Các chất thải sản xuất đường mía: Q trình sản xuất đường mía thải lượng lớn chất thải dạng:  Khí thải: chất gây nhiểm mơi trường khơng khí q trình sản xuất đường khơng lớn Khí thải phát sinh chủ yếu từ lị dùng bã mía làm nhiên liệu, từ q trình xử lý nước mía CO2 SO2 công đoạn bổ sung Để hạn chế nhiễm, khí thải lị tách bụi hệ thống cyclon tách bụi ẩm cyclon thủy lực có hiệu tách cao, nhà máy ý đến việc tránh rò rỉ SO2  Chất thải rắn: Các loại chất rắn thải công nhiệp sản xuất đường mía chủ yếu là: mật rỉ, bã mía, tro lị, bùn lọc,… Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường  Nước thải: Nguồn ô nhiễm nước thải quan trọng lưu lượng tải chất ô nhiễm lớn Kết kiểm tra số nhà máy cho thấy lưu lượng nước thải vượt qua 3000m3/ngày [14, tr 514] Bảng 1.1 Thành phần nước thải cống nhà máy đường.[14, tr 515] Các tiêu Đơn vị Giá trị đo pH TCVN 5945/1995 (Tiêu chuẩn loại B) 4-9 5,5 - COD mg/l 1000 - 2000 80 BOD5 mg/l 600 - 900 50 SS mg/l 220 - 800 100 Tổng N mg/l 10 - 30 30 Tổng P mg/l 20 - 40 1.1.5 Hiện trạng sử dụng chất thải rắn xử lý nước thải số nhà máy đường [13] 1.1.5.1 Sử dụng chất thải rắn  Sản xuất cồn từ mật rỉ: mật rỉ sử dụng cho sản xuất mì sản xuất cồn  Sản xuất phân hữu vi sinh: phân hữu sản xuất từ phế liệu sản xuất đường gồm bã thải tinh chế nước mía, tro bã mía sau đốt lị Ở sở có hệ thống xử lý sinh học nước thải, bùn hoạt tính dư nguồn nguyên liệu quý cho sản xuất phân bón  Sản xuất ván ép: sản xuất ván ép từ bã mía định hướng kinh tế phương án khả thi, nhà máy đường có cơng suất ép từ 2.000 mía/ngày trở lên, kể nhà máy dùng bã cho nồi sản xuất điện Ở nhiều nước giới số nhà máy sản xuất men nở bánh mì, làm thức ăn gia súc, sản xuất axit xitric, axit lactic…Bã rượu từ rỉ đường dùng sản xuất thức ăn gia súc, nấm men giàu đạm Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Ngoài sản phẩm phụ trên, số nhà máy sản xuất sản phẩm sau đường bánh kẹo…Tuy nhiên sản phẩm chưa có sức cạnh tranh cao 1.1.5.2 Hiện trạng xử lý nước thải nhà máy đường Kết khảo sát nhà máy qua bảng báo cáo đánh giá tác động mơi trường khác cho thấy có 50% số nhà máy khảo sát có hệ thống xử lý nước thải với công nghệ khác nhau: bể UASB (Nhà máy đường Bình Dương, Cam Ranh); kết hợp yếm - hiếu khí (Việt Trì, Ninh Hồ); UASB - hiếu khí - lọc sinh học (Nơng Cống); hồ sinh học (Lam Sơn, An Khê, Kontum…); xử lý hiếu khí (Nhà máy đường Bình Định) Tuy nhiên, hệ thống xử lý nước thải Nhà máy đường Bình Định Nhà máy đườngTây Ninh chạy thử để bàn giao (nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B) Các hệ thống lại hoạt động không hiệu không hoạt động Trong có hệ thống từ xây dựng đến chưa vận hành Kết khảo sát cho thấy nước thải cống chung nhà máy vượt tiêu chuẩn cho phép Tải lượng ô nhiễm nước thải nhà máy có sản xuất cồn cao Kết phân tích dịch hèm hai nhà máy điển hình cho thấy việc xử lý nước thải nhà máy đường nói chung nhà máy đường có sản xuất cồn nói riêng xúc Thực tế khảo sát cho thấy, việc xử lý nước thải nhiều nhà máy cịn nhiều bất cập gây lãng phí tiền không đảm bảo tiêu chuẩn môi trường để phát triển bền vững 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐƯỜNG QUẢNG PHÚ 1.2.1 Giới thiệu nhà máy Nhà máy thành lập vào năm 1964 tập đoàn HITACHI ZOSEN thiết kế lắp đặt với cơng suất thiết kế 1500 mía/ngày mang tên Công ty đường Quảng Ngãi Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Từ 1970 đến 1972 lắp đặt thiết bị, qua trình thực việc lắp đặt thiết bị năm 1972 Công ty đường Quảng Ngãi nhập vào Công ty đường Việt Nam đổi tên thành Nhà máy đường Thu Phổ Năm 1973 hoàn thành việc lắp đặt tiến hành hoạt động thử nghiệm dây chuyền công nghệ Năm 1974 vào vụ sản xuất Năm 1975 ngày 20 tháng 11 vào vụ sản xuất thứ hai Đến 30/4/1975 đất nước thống Nhà máy đường Thu Phổ lấy tên nhà máy đường Quảng Ngãi trực thuộc liên hiệp mía đường II Từ năm 1975 đến 1994 Nhà máy hoạt động với công suất 1500 mía/ngày, q trình củng cố phát triển từ nguồn vốn tăng trưởng, năm 1977 khởi công xây dựng phân xưởng Cồn - rượu Trong giai đoạn 1992 đến 1994 Nhà máy đường đầu tư nâng suất từ 1500 mía/ngày lên 2000 mía/ngày Năm 1997 để phù hợp với điều kiện phát triển, Nhà máy đường Quảng Ngãi tách khỏi Liên hiệp mía đường II đổi tên thành công ty đường Quảng Ngãi trực thuộc Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn Trong q trình hình thành phát triển Cơng ty đường Quảng Ngãi đầu tư số phân xưởng, nhà máy trực thuộc công ty: năm 1991 xây dựng Nhà máy bia, 1994 xây dựng Nhà máy bánh kẹo Nhà máy bao bì, 1996 xây dựng Nhà máy nha Nhà máy nước khoáng, 1997 xây dựng Nhà máy sữa Đến cuối năm 1997 Công ty đường Quảng Ngãi có 13 nhà máy, xí nghiệp trực thuộc, có phân xưởng đường I Năm 1998 phân xưởng đường I đổi tên thành nhà máy đường Quảng Phú trực thuộc Công ty đường Quảng Ngãi, lĩnh vực hoạt động nhà máy đường Quảng Phú: sản xuất đường kính trắng từ mía Năm 1999 nhà máy đầu tư lắp đặt thiêt bị mở rộng, nâng cơng suất từ 2000 mía/ngày lên 2500 mía/ngày Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường 1.2.2 Quy trình sản xuất nhà máy Nước thẩm thấu Bổ sung CO2, SO2, gia nhiệt Mía Ép mía Bã mía Làm Lị Lắng Bùn Bốc sunfit hoá lần Cô đặc nấu đường Kết tinh Ly tâm Sấy đường Đường Hình 1.1 Quy trình sản xuất đường Lọc bùn Bã bùn Phân vi sinh Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Pcs = 13080 + 96000 = 109080W = 109,08 kW Điện tiêu thụ năm: Acs = Pcs  T; kwh Trong đó: T: Thời gian sử dụng điện tối đa năm, h, T = k1  k2 K1: Số ngày làm việc tháng, k1 = 28 ngày K2: Số tháng làm việc năm, k2 = tháng Suy T = 28  = 168 ngày Vậy điện chiếu sáng năm: Acs = Pcs  T = 109,08  168 = 18325,44kwh 6.1.2 Điện dùng cho động lực Đối với hệ thống xử lý này, điện dùng cho động lực chủ yếu dùng cho bơm, máy thổi khí máy ép bùn - Điện dùng cho bơm: + Bơm nước thải: Có bơm loại LT-280-29, bơm hoạt động với công suất 40 KW thời gian bơm 24 h/ngày Vậy điện tiêu thụ là: P1 =  40  24 = 1920 (KWh/ngày) + Bơm bùn: * Bơm bùn tuần hồn: Có bơm loại LTS-200-30 hoạt động với công suất 55 KW thời gian bơm 16 h/ngày Vậy điện tiêu thụ là: P2 =55  16 = 880 (KWh/ngày) * Bơm bùn tươi từ bể lắng ly tâm đợt 1: Có bơm loại LTS-12-16 hoạt động với cơng suất 1,7 KW thời gian bơm h/tuần Vậy điện tiêu thụ là: P3 = 1,7  = 0,729 (KWh/ngày) * Bơm bùn dư bơm bùn từ bể nén bùn: Có bơm loại LTS-12-16, bơm hoạt động với công suất 1,7 KW thời 82 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường gian bơm h/ngày Vậy điện tiêu thụ là: P4 =  1,7  = 10,2 (KWh/ngày) Vậy tổng điện dùng cho bơm: Pb = P1 + P2 + P3 + P4 Pb = 1920 + 880 + 0,729 + 10,2 = 2810,99 (KWh/ngày) - Điện dùng cho máy thổi khí: Có máy thổi khí ly tâm loại TB-1 hoạt động với công suất 120 KW hoạt động 24 h/ngày Vậy điện tiêu thụ là: Pmtk = 120 24 = 2880 (KWh/ngày) - Điện dùng cho máy ép bùn: Có máy ép bùn hoạt động với công suất 0,8 KW hoạt động h/ngày Vậy điện tiêu thụ là: Pmeb = 0,8  = 6,4 (KWh/ngày) Vậy điện tiêu thụ hàng năm dùng cho động lực là: Ađl = (Pb + Pmtk + Pmeb)  T  Kc Trong đó: T = K1  K2 = 28  = 168 (ngày) K1: số ngày làm việc tháng, K1 = 28 ngày K2: số tháng làm việc năm, K2 = tháng Kc: hệ số cần dùng, Kc = 0,5 ÷ 0,6 Chọn Kc = 0,6 [9, tr 34] => Ađl = (2810,99 + 2880 + 6,4)  168  0,6 = 574296,9 (KWh) Tổng điện tiêu thụ toàn trạm năm: A = Acs + Ađl = 18325,44+ 574296,9 = 592622,34 (KWh) 6.1.3 Chi phí điện dùng cho toàn trạm xử lý năm: Giá thành KW điện 1825 đồng Chi phí điện : M = A  1825 = 592622,34  1825 = 1.081.537.771đồng 83 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường 6.2 CHI PHÍ MUA NGUYÊN LIỆU 6.2.1 Clo Clo dùng để cung cấp cho hệ thống khử trùng nước thải, sau nước thải qua xử lý học xử lý sinh học Lượng Clo hoạt tính dùng cho ngày: G = 14,4Kg Lượng Clo hoạt tính dùng cho năm xử lý : 14,4  28  = 2419,2 kg Chi phí cho kg Clo hoạt tính 20.000 đồng/1kg Thành tiền : 20.000  2419,2 = 48.384.000 đồng 6.2.2 NaOH H2SO4 - Lượng NaOH (20%) châm vào 0,26 (l) Lượng NaOH dùng năm: 0,26  28   24 = 1048,32 l/năm Chi phí cho lít NaOH (20%) là: 15.000 đồng Vậy tiền mua NaOH năm: 15.000  1048,32 = 15.724.800 đồng - Lượng H2SO4 (98%) dùng là: 0,054 (l) Suy lượng H2SO4 dùng năm: 0,054  28   24 = 217,728 l/năm Chi phí cho lít H2SO4 (98%) 20.000 đồng Vậy tiền mua H2SO4 năm là: 217,728  20.000 = 4.354.560 đồng 6.2.3 Urê axit photphoric - Lượng Urê dùng ngày: 82,3 kg/ngày Lượng Urê dùng năm: 82,3  28  = 13826,4 l/năm Chi phí mua kg Urê 10.000 đồng Vậy chi phí mua Urê năm: 13826,4  10.000 = 138.264.000 đồng - Lượng H3PO4 dùng ngày: 24,96kg/ngày Lượng H3PO4 dùng năm: 84 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường 24,96  28  = 4193,28 l/năm Chi phí mua kg H3PO4 12.000 đồng Vậy chi phí mua H3PO4 năm: 4193,28  12.000 = 50.319.360 đồng Bảng 6.3 Tổng kết giá thành loại hóa chất sử dụng Loại hóa chất Giá thành (đồng) Urê 138.264.000 Axit photphoric 50.319.360 NaOH 15.724.800 H2SO4 4.354.560 Clo 48.384.000 Tồng cộng 257.046.720 6.3 VỐN ĐẦU TƯ CHO VIỆC XÂY DỰNG 6.3.1 Vốn đầu tư cho xây dựng cơng trình Bảng 6.4 Tổng kết giá thành xây dựng hạng mục cơng trình STT Hạng mục 10 11 12 13 Hầm bơm tiếp nhận Bể lắng cát Bể điều hòa Bể lắng I Bể Aeroten bậc Bể lắng II bậc Bể Aeroten bậc hai Bể lắng II bậc hai Bể khử trùng Bể chứa bùn I Bể chứa bùn II Bể nén bùn Nhà đặt máy ép bùn Diện tích (m2) 30 15 178,8 120,70 281,6 289,38 121,8 228,74 75 11,2 10,65 8,04 15 85 Đơn giá (đồng/m2) 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 700.000 Giá thành (đồng) 45000000 22500000 268200000 181050000 422400000 434070000 182700000 343110000 112500000 16800000 15975000 12060000 10500000 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường 14 15 16 17 18 Nhà điều hành Phịng hành Phịng hóa chất Phân xưởng điện Trạm khí nén 18 55 20 15 18 800.000 800.000 700.000 700.000 700.000 Tổng cộng 14400000 44000000 14000000 10500000 12600000 X1=2.162.365.000  Vốn đầu tư cho thăm dò thiết kế trạm Vốn đầu tư cho công việc lấy 5% so với vốn đấu tư cho cơng trình: X2 = 5%  X1 = 0,05  2.162.365.000= 108.118.250 đồng  Vốn đầu tư cho cơng trình giao thơng Vốn đầu tư cho cơng trình giao thơng lấy 10% vốn đầu tư cho cơng trình chính: X3 = 10%  X1 = 0,1 2.162.365.000= 216.236.500 đồng  Tổng vốn đầu tư cố định cho xây dựng cơng trình X = X1 + X + X Vậy X = 2.162.365.000 + 108.118.250 + 216.236.500 = 2.486.719.750 đồng 6.3.2 Vốn đầu tư cho thiết bị  Chi phí cung cấp máy móc - thiết bị Bảng 6.5 Tổng kết giá thành mua máy móc - thiết bị Thiết bị Stt Số lượng Đơn vị VNĐ/Cái 1.500.000 Thành tiền VNĐ 3.000.000 Song chắn rác Bơm nước thải hầm bơm tiếp nhận 20.000.000 40.000.000 Bơm nước thải bể điều hòa 20.000.000 40.000.000 Máy thổi khí 25.000.000 50.000.000 Đầu phân phối khí bể aeroten 394 100.000 39.400.000 Máng thu nước cưa 9.000.000 27.000.000 Bơm bùn dư, bùn tươi 10.000.000 20.000.000 86 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Bơm bùn tuần hoàn 15.000.000 30.000.000 Thanh gạt bùn bể lắng 25.000.000 75.000.000 10 Thanh gạt bùn bể nén bùn 20.000.000 20.000.000 11 Chi phí ống nước, van, hành lang 700.000.000 cơng tác chi phí phát sinh Tổng cộng  T1=1.044.400.000 Chi phí lắp đặt vận chuyển : T2 = 10%  T1 = 0,1 1.044.400.000 = 104.440.000 đồng  Chi phí mua thiết bị văn phịng phịng hố nghiệm : T3 = 5%  T1 = 0,2  1.044.400.000 = 208.880.000 đồng  Tổng vốn đầu tư cố định mua thiết bị : T = T + T2 + T3 = 1.044.400.000 +104.440.000 + 208.880.000 = 1.357.720.000 đồng 6.3.3 Tổng vốn cố định cho hệ thống xử lý V = X + T = 2.486.719.750 + 1.357.720.000 = 3.844.439.750 (đồng) Chi phí xây dựng khấu hao 20 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao 10 năm Tk = 2.486.719 750 20  1.357.720 000  124 335 988  135 772 000 10 = 260.107.988 VNĐ 6.4 CHI PHÍ TRẢ LƯƠNG  Lương cho công nhân: Số công nhân:11 người Lương trung bình tháng: 1.000.000 đồng/người Tiền lương công nhân tháng sản xuất : L1’ = 11   1.000.000 = 66.000.000 đồng Tiền lương công nhân tháng ngừng sản xuất, lương tháng lấy 75% tiền lương trung bình tháng: 87 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường L1’’ = 11   0,75  1.000.000 = 49.500.000 đồng Vậy tiền lương phải trả năm cho công nhân : L1 = L1’ + L1’’ = 66.000.000 + 49.500.000 = 115.500.000 đồng  Lương cho cán quản lý: Số cán quản lý: người Lương trung bình tháng: 1.500.000 đồng/người Tiền lương tháng sản xuất: L2’ =   1.500.000 = 36.000.000 đồng Tiền lương tháng ngừng sản xuất: L2’’=   0,75  1.500.000 = 27.000.000 đồng Vậy tiền lương phải trả năm cho cán quản lý: L2 = L2’ + L2’’= 36.000.000 + 27.000.000 = 63.000.000 đồng  Lương cho lái xe, bảo vệ: Số người: người Lương trung bình tháng: 800.000 đồng/người Tiền lương tháng sản xuất: L3’ =   800.000 = 19.200.000 đồng Tiền lương tháng ngừng sản xuất: L3’’=   0,75  800.000 = 14.400.000 đồng Vậy tiền lương phải trả năm cho lái xe, bảo vệ: L3 = L3’+ L3’’ = 19.200.000 + 14.400.000 = 33.600.000 đồng  Lương cho công nhân điện: Số công nhân điện: người Lương trung bình tháng: 1.200.000 đồng/người Tiền lương tháng sản xuất: L4’ =   1.200.000 = 14.400.000 đồng Tiền lương tháng ngừng sản xuất: L4’’=   0,75  1.200.000 = 10.800.000 đồng Vậy tiền lương phải trả năm cho công nhân điện: 88 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường L4 = L4’ + L4’’ = 21.600.000 + 5.400.000 = 25.200.000 đồng Tổng chi phí lương : L = L + L2 + L3 + L4 = 115.500.000 + 63.000.000 + 33.600.000 + 25.200.000 = 237.300.000 đồng  Tiền bảo hiểm xã hội: Tiền bảo hiểm xã hội lấy 5% tổng tiền lương: B = 5%  L = 0,5  237.300.000 = 11.865.000 đồng Vậy tổng chi phí lương phải trả cho cán công nhân viên hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường là: L’ = L + B = 237.300.000 + 11.865.000 = 246.165.000 đồng  Tiền thu từ việc bán bùn Lượng bùn khô thu ngày là: M = 0,3 m3/h Lượng bùn khô thu năm là: M’= 0,3 × 24 × 28 × = 1209,6 m3/năm Giá tiền thu từ m3 bùn khô 100.000 đồng Số tiền thu từ việc bán bùn là: B1 = 1209,6  100.000 = 120.960.000 đồng Chi phí sửa chữa tu bổ vào hàng năm ước tính 1% vốn đầu tư vào cơng trình xử lý: S = 0,01×V = 0,01× 3.844.439.750 = 38,444,397,50 ≈ 38444397 đồng 6.5 Giá thành chi phí cho m3 nước thải  Các khoản chi phí cho năm : + Chi phí trả lương: 246.165.000 đồng + Khấu hao tài sản cố định: 268.325.950 đồng + Chi phí nguyên liệu: 257.046.720 đồng + Chi phí điện năng: 1.081.537.771 đồng + Chi phí sửa chữa tu bổ: 38.444.397đồng  Khoản thu năm: tiền thu từ việc bán bùn 120.960.000 đồng 89 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Tổng số tiền chi phí năm:  N = 246.165.000 + 268.325.950 + 257.046.720 + 1.081.537.771 + 38444397 120.960.000 = 1.770.559.866 (đồng) Vậy giá thành chi phí cho 1m3 nước thải: Z = 1.770.559 866 168  4800  2195 63 đồng ≈ 2196(đồng) 90 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường CHƯƠNG QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG 7.1 CHỈ DẪN CHUNG Để đảm bảo cho công trình hoạt động tốt, ngồi việc xây dựng cơng trình xử lý theo thiết kế, cần thiết quan tâm đến công tác bảo dưỡng quản lý công trình chu đáo hợp lý Để cơng trình đưa vào hoạt động tốt cần có hồ sơ kỹ thuật sau : - Các văn nghiệm thu công trình như: biên kết luận cơng tác thử nghiệm ban giám định xây dựng nhà nước lập - Giấy phép giám sát nguồn nước phải có giấy phép quan kiểm tra vệ sinh - Hồ sơ thiết kế - Quy trình quản lý cơng trình kèm theo mặt vị trí cơng trình mặt cắt công nghệ - Sổ ghi chép văn báo cáo - Quy trình kỹ thuật an toàn 7.1.1 Giai đoạn khởi động bể Aeroten a Chuẩn bị bùn Bùn sử dụng loại bùn xốp có chứa nhiều vi sinh vật có khả oxy hóa khống hóa chất hữu có nước thải Tùy theo tính chất điều kiện mơi trường nước thải mà sử dụng bùn hoạt tính cấy vào bể xử lý khác b Kiểm tra bùn Chất lượng bùn: bơng bùn phải có kích thước Bùn tốt có màu nâu Nếu điều kiện cho phép tiến hành kiểm tra chất lượng thành phần quần thể vi sinh vật bể định lấy bùn sử dụng trước lấy bùn ngày c Vận hành 91 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Quá trình phân hủy hiếu khí thời gian thích nghi vi sinh vật diễn bể Aeroten thường diễn nhanh, thời gian khởi động bể ngắn Các bước tiến hành sau: + Kiểm tra hệ thống nén khí, van cung cấp khí + Cho bùn hoạt tính vào bể Trong bể Aeroten, trình phân hủy vi sinh vật phụ thuộc vào điều kiện sau: pH nước thải, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, nồng độ bùn tính đồng nước thải Do cần phải theo dõi thông số pH, nhiệt độ, nồng độ COD, nồng độ MLSS, DO kiểm tra hàng ngày, tiêu BOD5, nitơ, photpho, chu kỳ kiểm tra lần/ tuần Cần có kết hợp quan sát thông số vật lý độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt bể dòng chảy Tần số quan sát hàng ngày Chú ý: Trong giai đoạn khởi động cần làm theo hướng dẫn người có chun mơn Cần phải sửa chữa kịp thời gặp cố 7.1.2 Vận hành bể Aeroten ngày Đối với hoạt động bể Aeroten giai đoạn khởi động ngắn nên không khác với giai đoạn hoạt động khơng nhiều Giai đoạn hệ thống hoạt động có số lần phân tích giai đoạn khởi động Các yếu tố sau ảnh hưởng đến hoạt động bể Aeroten: a Các hợp chất hóa học Nhiều hóa chất phênol, formaldêhyt, chất bảo vệ thực vật, thuốc sát khuẩn,… có tác dụng gây độc cho hệ vi sinh vật bùn hoạt tính, ảnh hưởng tới hoạt động sống chúng, chí gây chết b Nồng độ oxi hòa tan DO Cần cung cấp liên tục để đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu hiếu khí vi sinh vật sống bùn hoạt tính 92 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Lượng oxi coi đủ nước thải đầu bể lắng II có DO mg/l c Thành phần dinh dưỡng Chủ yếu cacbon, thể BOD (nhu cầu oxi sinh hóa), ngồi cịn cần có nguồn Nitơ (thường dạng NH+4) nguồn Photpho (dạng muối Photphat), nguyên tố khoáng Magiê, Canxi, Kali, Mangan, Sắt,… Thiếu dinh dưỡng: tốc độ sinh trưởng vi sinh giảm, bùn hoạt tính giảm, khả phân hủy chất bẩn giảm Thiếu Nitơ kéo dài: cản trở trình hóa sinh, làm bùn bị phồng lên, lên khó lắng Thiếu Phốtpho: vi sinh vật dạng sợi phát triển làm cho bùn kết lại, nhẹ nước lên, lắng chậm, giảm hiệu xử lí Khắc phục yếu tố trên: cho tỉ lệ dinh dưỡng BOD : N : P = 100 : : Điều chỉnh lượng bùn tuần hoàn phù hợp d Tỉ số F/M Nồng độ chất môi trường ảnh hưởng nhiều đến vi sinh vật, phải có lượng chất thích hợp, mối quan hệ tải trọng chất bẩn với trạng thái trao đổi chất hệ thống biểu thị qua tỉ số F/M e pH Thích hợp 6,5 – 8,5, nằm ngồi giá trị ảnh hưởng đến q trình hóa sinh vi sinh vật, trình tạo bùn lắng f Nhiệt độ Hầu hết vi sinh vật nước thải thể ưa ấm, có nhiệt độ sinh trưởng tối đa 400C, 50C Ngồi cịn ảnh hưởng đến q trình hịa tan oxi vào nước tốc độ phản ứng hóa sinh 93 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường 7.1.3 Nguyên nhân biện pháp khắc phục cố vận hành hệ thống xử lý Nhiệm vụ trạm xử lý nước thải bảo đảm xả nước thải sau xử lý vào nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn quy định cách ổn định Tuy nhiên, thực tế, nhiều nguyên nhân khác dẫn tới phá hủy chế độ hoạt động bình thường cơng trình xử lý nước thải, cơng trình xử lý sinh học Từ dẫn đến hiệu xử lý thấp, không đạt yêu cầu đầu Những nguyên nhân chủ yếu phá hủy chế độ làm việc bình thường trạm xử lý nước thải: - Lượng nước thải đột xuất chảy vào lớn có nước thải sản xuất có nồng độ vượt tiêu chuẩn thiết kế - Nguồn cung cấp điện bị ngắt - Lũ lụt tồn vài cơng trình - Tới thời hạn không kịp thời sửa chữa đại tu cơng trình thiết bị điện - Cơng nhân kỹ thuật quản lý không tuân theo quy tắc quản lý kỹ thuật, kể kỹ thuật an tồn Q tải lưu lượng nước thải chảy vào trạm vượt lưu lượng thiết kế phân phối nước bùn không không cơng trình phận cơng trình phải ngừng lại để đại tu sữa chữa bất thường Phải có tài liệu hướng dẫn sơ đồ cơng nghệ tồn trạm xử lý cấu tạo cơng trình Ngồi số liệu kỹ thuật phải rõ lưu lượng thực tế lưu lượng thiết kế cơng trình Để định rõ lưu lượng thực tế cần phải có tham gia đạo cán chuyên ngành Khi xác định lưu lượng toàn cơng trình phải kể đến trạng thái làm việc tăng cường tức phần cơng trình ngừng để sửa chữa đại tu Phải 94 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường bảo đảm ngắt cơng trình để sửa chữa số cịn lại phải làm việc với lưu lượng giới hạn cho phép nước thải phải phân phối chúng Để tránh tải, phá hủy chế độ làm việc cơng trình, phịng đạo kỹ thuật công nghệ trạm xử lý phải tiến hành kiểm tra cách hệ thống thành phần nước theo tiêu số lượng, chất lượng Nếu có tượng vi phạm quy tắc quản lý phải kịp thời chấn chỉnh Khi cơng trình bị tải cách thường xuyên tăng lưu lượng nồng độ nước thải phải báo lên quan cấp quan tra vệ sinh đề nghị mở rộng định chế độ làm việc cho cơng trình Trong chờ đợi, đề chế độ quản lý tạm thời mở rộng có biện pháp để giảm tải trọng trạm xử lý Để tránh bị ngắt nguồn điện, trạm xử lý nên dùng hai nguồn điện độc lập 7.2 KỸ THUẬT AN TỒN 7.2.1 Kỹ thuật an tồn Khi cơng nhân làm việc phải đặc biết ý an toàn lao động Hướng dẫn họ cấu tạo, chức cơng trình, kỹ thuật quản lý an tồn, hướng dẫn cách sử dụng máy móc thiết bị tránh tiếp xúc trực tiếp với nước thải Công nhân phải trang bị bảo hộ lao động tiếp xúc với hóa chất Phải an tồn xác vận hành Khắc phục nhanh chóng cố xảy ra, báo cho phận chuyên trách giải 7.2.2 Bảo trì Cơng tác bảo trì thiết bị, đường ống cần tiến hành thường xuyên để đảm bảo hệ thống xử lý hoạt động tốt, khơng có cố xảy Các cơng tác bảo trì hệ thống bao gồm : a Hệ thống đường ống 95 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Thường xuyên kiểm tra đường ống hệ thống xử lý, có rị rỉ hoăc tắc nghẽn cần có biện pháp xử lý kịp thời b Các thiết bị Máy bơm : - Hàng ngày vận hành máy bơm nên kiểm tra bơm có đẩy nước lên hay không Khi máy bơm hoạt động không lên nước cần kiểm tra nguyên nhân sau: + Nguồn điện cung cấp có bình thường khơng + Cánh bơm có bị chèn vật lạ khơng + Động bơm có bị cháy hay khơng Khi bơm phát tiếng kêu lạ cần ngừng bơm tìm nguyên nhân để khắc phục cố Cần sửa chữa bơm theo trường hợp cụ thể Động khuấy trộn - Kiểm tra thường xuyên hoạt động động khuấy trộn - Định kỳ tháng kiểm tra ổ bi thay dây cua-roa Các thiết bị khác Định kỳ tháng vệ sinh súc rửa thiết bị, tránh tình trạng đóng cặn - thành thiết bị (bằng cách cho nước thiết bị thời gian từ 30 - 60 phút) Đặc biệt ý xối nước mạnh vào lắng tránh tình trạng bám cặn bề mặt lắng - Máy thổi khí cần thay nhớt định kỳ tháng lần - Motơ trục quay, thiết bị liên quan đến xích kéo định kỳ tra dầu mỡ tháng lần - Rulo bánh máy ép bùn định kỳ tra dầu mỡ tháng lần 96 ... với điều kiện thực tế nhà máy Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 : 2005 loại A 20 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường 3.3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Nước thải vào Khơng khí NaOH... Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Ghi chú: Nước thải Bùn Hoá chất 21 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Khơng khí 3.4 Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Nước thải từ công đoạn... nản lòng nhà sản xuất Vì vậy, việc đưa biện pháp xử lý thích hợp tính chất nước thải nhà máy đường lúc cần thiết Trên sở đó, chọn đề tài: ? ?Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường suất