Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống xử lý nước thải tại công ty TNHH một thành viên cao su hà tĩnh

LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chƣơng trình đào tạo Đại học khóa học 2011 – 2015, đƣợc đồng ý khoa Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trƣờng, hƣớng dẫn nhiệt tình Ths Nguyễn Thị Bích Hảo Tơi thực khóa luận với chủ đề: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu hoạt động hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH thành viên cao su Hà Tĩnh” Trong q trình thực ngồi cố gắng nỗ lực thân, nhận đƣợc giúp đỡ, động viên nhà trƣờng, khoa QLTNR&MT, giáo viên hƣớng dẫn, gia đình bạn bè Sau thời gian tiến hành, đến khóa luận đƣợc hồn thành Nhân dịp này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ths Nguyễn Thị Bích Hảo ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ bảo tận tình để tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy, cô giáo khoa QLTNR&MT, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Công ty TNHH Một thành viên cao su Hà Tĩnh, bạn bè, gia đình động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho thời gian thực tập cơng ty hồn thành khóa luận tốt nghiệp Do hạn chế trình độ, thời gian kinh nghiệm công tác nghiên cứu, báo cáo khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp, bổ sung thầy giáo, giáo, bạn bè để báo cáo đƣợc hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày5tháng6năm 2015 Sinh viên Trần Thị Thủy TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu hoạt động hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH thành viên cao su Hà Tĩnh ” Sinh viên thực hiện: Trần Thị Thủy Giáo viên hƣớng dẫn: Ths Nguyễn Thị Bích Hảo Mục tiêu nghiên cứu: 4.1 Mục tiêu chung  Góp phần giảm thiểu tác động nƣớc thải Công ty chế biến mủ cao su thiên nhiên Hà Tĩnh tới môi trƣờng sức khỏe ngƣời 4.2 Mục tiêu cụ thể  Đánh giá đƣợc trạng hệ thống xử lí nƣớc thải cơng ty TNHH thành viên Cao su Hà Tĩnh  Thiết kế đƣợc hệ thống xử lý nƣớc thải cao su phù hợp với điều kiện Công ty  Đề xuất đƣợc số giải pháp nhằm nâng cao hiệu hoạt động hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất Công ty Nội dung nghiên cứu  Nghiên cứu đánh giá hiệu hoạt động hệ thống xử lý nƣớc thải có Cơng ty TNHH thành viên Cao su Hà Tĩnh  Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất phù hợp với điều kiện Công ty  Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu hoạt động hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty Những kết đạt đƣợc: - Đánh giá đƣợc thực trạng hoạt động hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty cao su hà tĩnh + Tìm hiểu rõ nguồn gốc, đặc tính, lƣu lƣơng dịng thải + Chất lƣợng nƣớc thải đầu vào cao QCVN 01:2008/BTNMT, cột B: BOD5 cao gấp từ 28 – 35 lần so với nồng độ cho phép COD cao gấp từ 12 -16 lần so với nồng độ giá trị cho phép TSS cao gấp từ 24 – 28 lần so với giá trị nồng độ cho phép NH4+ cao gấp từ – lần so với nồng độ giá trị cho phép + Hiệu hoạt động hệ thống xử lý nƣớc thải cao su Hà Tĩnh có dấu hiệu xuống cấp, hệ thống xử lý khơng thể đảm bảo hồn tồn thơng số đầu nằm giới hạn cho phép, máy móc thiết bị xử lý bị ăn mịn số cơng trình đơn vị thiết kế chƣa phù hợp - Đề xuất đƣợc công nghệ xử lý cho nhà máy không đảm bảo cho nhu cầu đầu đạt tiêu chuẩn môi trƣờng theo QCVN 01:2008/BTNMT loại B mà đạt hiệu xử lý cao, đáp ứng đƣợc yêu cầu mặt môi trƣờng, kinh tế, diện tích nhà máy - Ngồi việc thiết kế lại hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy cần kết hợp giải pháp mặt quản lý nhƣ quan trắc, thông tin môi trƣờng, thƣờng xuyên kiểm tra, theo dõi hoạt động hệ thống, nhƣ tuyên truyền ý thức, trách nhiệm cán bộ, công nhân sản xuất bảo vệ môi trƣờng Hà Nội, Ngày tháng năm 2015 Sinh viên Trần Thị Thủy DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt, ký hiệu Diễn giải BOD5 : Nhu cầu oxi hóa sinh học (5 ngày) BTNMT : Bộ Tài ngun Mơi trƣờng COD : Nhu cầu oxi hóa hóa học DRC : Hàm lƣợng cao su thơ MTV : Một thành viên PE : Nhựa polyetylen QCVN : Qui chuẩn Việt Nam QĐ : Quyết định TSS : Tổng chất rắn lơ lửng TNHH : Trách nhiệm hữu hạn TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TT : Thông tƣ WHO : World Health Organization ( Tổ chức Y tế Thế giới) MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan cao su 1.1.1 Cao su ứng dụng 1.1.2 Thành phần, cấu tạo mủ cao su 1.2 Quy trình sơ chế mủ cao su 1.2.1 Phân loại sơ chế mủ 1.2.2 Quy trình cơng nghệ chế biến mủ cao su 1.2.2.1 Công nghệ chế biến mủ li tâm 1.2.2.2 Công nghệ chế biến mủ cốm 1.2.2.3 Công nghệ chế biến mủ tờ 1.3 Nguồn gốc, đặc trƣng ảnh hƣởng nƣớc thải chế biến mủ cao su thiên nhiên 1.3.1 Nguồn gốc thành phần tính chất nƣớc thải ngành chế biến mủ cao su 1.3.1.1 Nguồn gốc nƣớc thải mủ cao su 1.3.1.2 Tính chất nƣớc thải mủ cao su 1.3.2 Ảnh hƣởng nƣớc thải sản xuất cao su 10 1.4 Các công nghệ thƣờng áp dụng xử lí nƣớc thải ngành chế biến mủ cao su 10 1.4.1 Bể lọc sinh học hiếu khí 10 1.4.2 Hồ ổn định 11 1.4.3 Mƣơng Oxy hoá 11 1.4.4 Bể sục khí 12 1.5 Một số sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến mủ cao su nƣớc 12 1.5.1 Một số sơ đồ công nghệ xử lí nƣớc thải chế biến mủ cao su nƣớc 12 1.5.2 Một số sơ đồ cơng nghệ xử lí nƣớc thải cao su nƣớc 14 Chƣơng II MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 17 2.1.1 Mục tiêu chung 17 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 17 2.2 Nội dung nghiên cứu 17 2.2.1 Nghiên cứu đánh giá hiệu hoạt động hệ thống xử lý nƣớc thải có Công ty TNHH thành viên Cao su Hà Tĩnh 17 2.2.2 Nghiên cứu tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất phù hợp với điều kiện Công ty 17 2.2.3 Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu hoạt động hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty 17 2.3 Phạm vi nghiên cứu 18 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 2.4.1 Phƣơng pháp kế thừa tài liệu thứ cấp 18 2.4.2 Phƣơng pháp điều tra ngoại nghiệp 18 2.4.2.1 Phƣơng pháp khảo sát thực địa 18 2.4.2.2 Phƣơng pháp lấy mẫu phân tích 18 2.4.3 Phƣơng pháp phân tích phịng thí nghiệm 19 2.4.3.1 Xác định pH 19 2.4.3.2 Xác định hàm lƣợng oxi hòa tan - DO 19 2.4.3.3 Xác định nhu cầu oxi hóa học - COD 19 2.4.4.4 Xác định nhu cầu oxi sinh hóa BOD5 20 2.4.4.5 Phƣơng pháp xác định PO43- 21 2.4.4.6 Phƣơng pháp phân tích N-NH4+ 22 2.4.4.7 Xác định hàm lƣợng TSS, TDS, độ đục 22 2.4.6 Phƣơng pháp tính tải lƣợng nhiễm nƣớc thải sinh hoạt 23 2.4.7 Phƣơng pháp so sánh đánh giá kết 24 Chƣơng III TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU HÀ TĨNH 25 3.1 Tìm hiểu nhà máy chế biến mủ cao su Hà Tĩnh 25 3.1.1 Vị trí địa lý 25 3.1.2 Địa hình 25 3.1.3 Khí hậu, thủy văn 25 3.1.4 Giới thiệu nhà máy chế biến mủ cao su Hà Tĩnh 26 3.1.4.1 Quy mô, Cơ sở hạ tầng nhà máy 26 3.1.5.Công nghệ sản xuất nhà máy [2] 26 3.1.5.1 Giao nhận mủ 27 3.1.5.2 Tiếp nhận mủ 28 3.1.5.3 Gia công học 29 3.1.5.4 Công đoạn tạo cốm, xếp hộc 30 3.1.5.5 Gia công nhiệt (Sấy mủ): 31 3.1.5.6 Cân, ép kiện, bao gói: 31 3.2 Nguồn gốc thành phần chất thải nhà máy 31 Chƣơng IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33 4.1 Hiệu hoạt động hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty cao su Hà Tĩnh 33 4.1.1 Nguồn gốc phát sinh đặc tính nƣớc thải Cơng ty 33 4.1.1.1 Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải 33 4.1.1.2 Lƣu lƣợng, đặc tính nƣớc thải 34 4.2.2 Hiệu hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty cao su Hà Tĩnh 37 4.2.2.1 Xử lí nƣớc thải sinh hoạt nƣớc mƣa chảy tràn 37 4.2.2.2 Quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất Công ty[2] 37 4.2.3 Hiệu hệ thống xử lí nƣớc thải từ vào hoạt động 40 4.2.3.1 Đánh giá mặt cảm quan 40 4.2.3.2.Đánh giá theo kết phân tích thơng số ô nhiễm nƣớc thải 40 4.3 Đề xuất thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất Công ty 42 4.3.1 Đề xuất hệ thống xử lý nƣớc thải 42 4.3.1.1 Cơ sở đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải 42 4.3.1.2 Đề xuất hệ thống xử lý 43 4.3.2 Tính tốn hạng mục cơng trình hệ thống xử lý 46 4.3.2.1 Tính tốn lƣu lƣợng dòng thải 46 4.3.2.2 Song chắn rác 47 4.3.2.3 Bể gạn mủ 47 4.3.2.4 Bể điều hòa theo nguyên tắc xáo trộn hệ thống phân phối khí 49 4.3.2.5 Bể lắng sơ cấp 51 4.3.2.6 Bể tuyển thổi khí có tuần hồn 52 4.3.2.7 Bể UASB 54 4.3.2.8 Mƣơng oxy hóa 55 4.3.2.9 Bể lắng thứ cấp 57 4.3.2.10 Bể khử trùng 58 4.3.2.11 Hồ hoàn thiện 58 4.3.2.12 Bể chứa bùn 60 4.3.2.13 Tính tốn chi phí xử lý nƣớc thải 60 4.4 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu công tác quản lý nƣớc thải Công ty 62 4.4.1 Giải pháp công nghệ 62 4.4.2 Giải pháp quan trắc thông tin môi trƣờng 62 4.4.3 Sữa chữa, bảo trì máy móc thiết bị 62 4.4.4 Sản xuất 63 4.4.5 Tuyên truyền ý thức, trách nhiệm cán bộ, công nhân sản xuất bảo vệ môi trƣờng 63 Chƣơng KẾT LUẬN -TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ 64 5.1 Kết Luận 64 5.2 Tồn 64 5.3 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ chế biến mủ cao su li tâm Hình 1.2: Sơ đồ chế biến mủ cốm từ mủ nƣớc Hình 1.3 Cơng nghệ xử lý nƣớc thải cao su malaysia 13 Hình 1.4 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải DAMIFA Ltd (Pháp) thiết kế………………………………………………………………………….13 Hình 1.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ nhà máy cao su Phú Riềng 15 Hình 1.6 Sơ đồ dây chuyền công nghệ nhà máy cao su Đồng Nai 15 Hình 1.7 Sơ đồ dây chuyền công nghệ nhà máy cao su Lộc Ninh 16 Hình 1.7 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ nhà máy cao su Hà Tĩnh 16 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ sơ chế cao su Công ty TNHH MTV cao su Hà Tĩnh 27 Hình 4.1: Hệ thống thu gom, xử lý thoát nƣớc chung nhà máy 33 Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty cao su Hà Tĩnh 39 Hình 4.3 Sơ đồ đề xuất cơng nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy chế biến cao su TNHH thành viên cao su Hà Tĩnh 44 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học vật lí cao su Việt Nam Bảng 1.2: Đặc tính nhiễm nƣớc thải cơng nghệ chế biến mủ cao su………… Bảng 1.3: Hệ thống xử lí nƣớc thải nƣớc Đơng Nam Á 12 Bảng 1.4: Hệ thống công nghệ xử lý nƣớc thải cao su số nhà máy 14 Bảng 2.1 Hệ số ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt 23 Bảng 3.1 tiêu phân loại mủ nƣớc: 28 Bảng 3.2 tiêu phân loại mủ đông tạp: 28 Bảng 3.3: Nguồn gây tác động giai đoạn hoạt động 32 Bảng 4.1 Tải lƣợng chất ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt 34 Bảng 4.2: Chất lƣợng nƣớc thải đầu vào hệ thống qua năm từ 2011 – 2014 36 Bảng 4.3 : Lƣu lƣợng nƣớc thải xử lý Công ty cao su Hà Tĩnh 38 Bảng 4.4: Chất lƣợng nƣớc thải đầu vào, đầu hệ thống qua năm từ 2011 – 2014 41 Bảng 4.5: Thông số đầu vào 46 Bảng 4.6 Các thông số thiết kế kích thƣớc song chắn rác 47 Bảng 4.7: Tóm tắt thơng số thiết kế bể gạn mủ 48 Bảng 4.8 Bảng hiệu xử lý sau qua bể gạn mủ 49 Bảng 4.9: Tóm tắt thơng số thiết kế bể điều hòa 50 Bảng 4.10 Bảng hiệu xử lý sau qua bể điều hịa 50 Bảng 4.11: Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng sơ cấp 51 Bảng 4.12 Bảng hiệu xử lý nƣớc thải sau qua bể lắng sơ cấp 51 Bảng 4.13: Thông số tiêu chuẩn thiết kế cho bể tuyển thổi khí 52 + Q : lƣu lƣợng nƣớc thải cần xử lý, m3/ngày; Q = 500 m3/ngày + So : nồng độ BOD5 đầu vào, g/m3 ; So = 230,154 g/m3 + S : nồng độ BOD5 hòa tan đầu ra, g/m3; S = 37,2626 g/m3 + f : hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD; f = BOD/COD = 230,154/500 = 0,46 + Px : phần tế bào dƣ xả ngồi theo bùn dƣ, lƣợng bùn hoạt tính sinh ngày + No : tổng hàm lƣợng NH4+ đầu vào, mg/l; No =74,52mg/l + N : tổng hàm lƣợng NH4+ đầu ra, N= 20,1872 mg/l + 4,57 : hệ số sử dụng oxy khí oxy hoá NH4+ thành NO3OCo= 500  (230,154  37, 2626) 4,57  500  (74,52  20,1872)  1, 42  11,07  = 318,2 1000  0, 46 1000 OCo = 318,2 kgO2/ngày - Lƣợng oxi cần điều kiện thực 200C OCt  OC0 rong đ CS 9,08  318,  408,09kgO2 / ngày = 4,7 g/s Cs  CL 9,08  CS: Nồng độ bão hòa oxy nƣớc 200, CS=9,08mg/l CL: nồng độ oxy trì cơng trình, CL=2mg/l  hiết bị àm thoáng bề mặt cho mương oxy h a Ở mƣơng oxy hố mặt cắt ngang hình thang cơng suất nhỏ, thiết bị làm thống bề mặt cánh khuấy thƣờng đƣợc áp dụng đặt vng góc với chiều nƣớc chảy bể, đƣờng kính 1m, số vịng quay n = 72 vịng/phút; độ sâu ngập nƣớc hi = 0,2 m; - Năng suất hồ tan oxy vào nƣớc tính 1m dài thiết bị giây: OCL = -0,11 + 11,7  hi = -0,11 + 11,7  0,2 = 2,23 gO2/m.s - Tổng chiều dài thiết bị cần thiết: l 4, OCt  2,11m = 2, 23 OCL Chọn thiết bị nạp khí có chiều dài hữu dụng thiết bị 3m, đặt chìm dƣới mặt nƣớc 20cm - Năng suất cấp O2 thực tế: A =  2,23 = 6,69 gO2/s = 578 kgO2/ngày 102  Đường ống dẫn nước thải vào: + Chọn vận tốc nƣớc thải ống: v = 1m/s + Lƣu lƣợng nƣớc thải vào: Q = 500 m3/ngày = 0,0058 m3/s - Chọn loại ống dẫn nƣớc thải ống PVC, đƣờng kính D1 = 4Q =√ v = 0,086 m = 86 mm Chọn ống PVC  100 - Kiểm tra vận tốc nƣớc chảy ống:  0,0058  0,74 m/s v = 4Q =   0,12  D1  Đường ống dẫn nước thải ra: + Chọn vận tốc nƣớc thải ống: v = 1m/s - Lƣu lƣợng nƣớc thải khỏi mƣơng: Qm =312,5+ 500= 812,5m3/ngày = 0,0094 m3/s - Đƣờng kính ống D2 = 4Qm = v  0, 0094  0,1m  1 Chọn ống PVC  100 - Kiểm tra vận tốc nƣớc chảy ống:  0,0094  1,19m / s v = 4Qm2 =   0,12  D2 Bể lắng đợt Tính tốn bể lắng đợt [5],[6] - Diện tích mặt bể lắng (S) (công thức 9-8, trang 150,[6]) S= ( ) (m2) rong đ + S: Diện tích mặt bể lắng (m3) + Q: Lƣu lƣợng nƣớc thải đƣa vào xử lý, Q = 20,8 m3/h + α: Hệ số tuần hồn ( tính mƣơng oxy hóa), α = 0,625 + C0: Nồng độ cặn mƣơng oxy hóa ( tính theo chất rắn lơ lửng) 103 C0 = X: Nồng độ bùn hoạt tính mƣơng oxy hóa, X = 2500 (mg/l) Vậy C0 = = 4000 (mg/l) + Ct: Nồng độ bùn dòng tuần hoàn (g/m3), Chọn Ct = 6500 (g/m3) + CL: Nồng độ cặn mặt lắng L (bề mặt phân chia) CL = * = *6500 = 3250 mg/l = 3250 g/m3 + VL: Vận tốc lắng bề mặt phân chia (m/h) phụ thuộc vào nồng độ CL ( trang 271, [2] trang 150, [3] m/h ( công thức thực nghiệm Lee Wilson) VL = Vmax* rong đ : Vmax = 7m/h; K = 600 (đối với cặn có số thể tích 50