Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải trạm sửa chữa toa tàu lửa công suất 100m3 ngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRẠM SỬA CHỮA TOA TÀU LỬA CÔNG SUẤT 100M3 NGÀY/ĐÊM Sinh viên thực : Huỳnh Văn Hưng Lớp Khoá Ngành Giảng viên hướng dẫn : D17MTKT : 2017-2021 : Khoa Học Môi Trường : TS Đào Minh Trung Bình Dương, tháng 12/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRẠM SỬA CHỮA TOA TÀU LỬA CÔNG SUẤT 100M3 NGÀY/ĐÊM Giảng viên hướng dẫn (Ký tên) TS ĐÀO MINH TRUNG Sinh viên thực MSSV: 1724403010015 Lớp D17MTKT (Ký tên) HUỲNH VĂN HƯNG Bình Dương, tháng 12/2020 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài “Tính tốn thiết kế hệ thống xử lí nước thải toa tàu lửa cơng suất 100 m3” cơng trình nghiên cứu độc lập, khơng có chép người khác Đề tài sản phẩm mà em nỗ lực nghiên cứu trình học tập trường Trong trình viết có tham khảo số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, hướng dẫn Thầy Đào Minh Trung Em xin cam đoan có vấn đề em xin chịu hồn tồn trách nhiệm Bình Dương, ngày 20 tháng 11 năm 2020 Sinh viên thực Huỳnh Văn Hưng i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học vừa qua, em thầy khoa mơi trường tận tình dạy, truyền đạt kiến thức quý báu, báo cáo tốt nghiệp dịp để em tổng hợp lại kiến thức học, đồng thời rút kinh nghiệm cho thân Để hoàn thành báo cáo tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn giảng viên TS Đào Minh Trung tận tình hướng dẫn, cung cấp cho em kiến thức quý báu, kinh nghiệm q trình hồn thành báo cáo tốt nghiệp Em xin cảm ơn gia đình, cha mẹ tạo điều kiện tốt vật chất tinh thần giúp em hoàn thành báo cáo tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Môi Trường giảng dạy, dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em suốt thời gian vừa qua Một lần em xin chân thành cảm ơn ii MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 LÝ DO THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC ĐÍCH 1.3 ĐỐI TƯỢNG 1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN 1.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 1.5.1 Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 1.5.3 Phương pháp so sánh 1.5.4 Phương pháp phân tích 1.6 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 2.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 2.1.1 Các phương pháp xử lý học (vật lý) 2.1.1.1 Song chắn rác 2.1.1.2 Điều hòa lưu lượng 2.1.1.3 Lắng 2.1.1.4 Lọc 2.1.2 Phương pháp xử lý hóa lý 2.1.2.1 Keo tụ 2.1.2.2 Tuyển 2.1.2.3 Hấp phụ 2.1.2.4 Trao đổi ion 10 2.1.3 Phương pháp xử lý hóa học 11 2.1.3.1 Trung hòa 11 2.1.3.2 Kết tủa 11 2.1.3.3 Oxy hóa - khử 12 2.1.4 Phương pháp xử lí sinh học 12 iii 2.1.4.1 SBR (sequencing batch reactor) 12 2.1.4.2 Aerotank 14 2.1.4.3 Lọc sinh học 15 2.1.4.4 Hồ sinh học hiếu khí 17 2.1.4.5 Phương pháp sinh học kỵ khí 18 2.1.5 Các cơng trình sinh học kỵ khí 19 2.1.5.1 UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor) 19 2.1.5.2 CSTR (continuously stirred tank reactor) 20 2.1.5.3 PFR (plug flow reactor) 21 2.1.5.4 AFR (anaerobic filter reactor) 21 2.1.5.5 FBR (fluidized bed reactor) 22 2.1.6 Phương pháp sinh học thiếu khí 22 2.1.6.1 Bể anoxic 22 2.1.7 Giới thiệu nước thải sinh hoạt 24 2.2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM SỬA CHỮA TOA TÀU LỬA 24 2.2.1 Tổng quan hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt trạm sửa chữa Toa tàu lửa 24 2.2.1.1 Chức hệ thống 24 2.2.1.2 Nhiệm vụ hệ thống 25 2.2.1.3 Nguồn gốc thành phần tính chất nước thải 25 2.2.1.4 Ảnh hưởng nước thải trạm xử lí toa tàu lửa đến mơi trường người 28 2.3 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRẠM SỬA CHỮA TOA TÀU LỬA VIỆT NAM 30 2.3.1 Phương án 30 2.3.2 Phương án 33 2.3.3 Lựa chọn công nghệ tối ưu 35 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ CHO HỆ THỐNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI TOA TÀU LỬA CƠNG SUẤT 100M3 39 3.1 CƠ SỞ TÍNH TỐN 39 3.2 XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN 39 3.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC ĐƠN VỊ CƠNG TRÌNH 40 3.3.1 Hố thu gom 40 iv 3.3.2 Bể tách dầu mỡ 42 3.3.3 Bể điều hòa 43 3.3.4 Bể Aerotank 44 3.3.5 Bể lắng 51 3.3.6 Bể khử trùng 54 3.3.7 Bể nén bùn 56 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 58 4.1 KẾT LUẬN 58 4.2 KIẾN NGHỊ 59 4.3 BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HẠN CHẾ 59 4.3.1 Những khó khăn cịn tồn hai hệ thống xử lí nước thải 59 4.3.2 Biện pháp khắc phục 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC BẢN VẼ CHI TIẾT 62 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Ưu nhược điểm mương oxy hóa 12 Bảng 2.2 Ưu nhược điểm lọc sinh học 16 Bảng 2.3 Bảng phân loại hồ sinh học hiếu khí 17 Bảng 2.4 Bảng mức độ xử lý nước thải 23 Bảng 2.5 thành phần ô nhiễn theo lý thuyết 26 Bảng 2.6 Bảng thành phần ô nhiễm thực tế 28 Bảng 2.7 Hiệu suất Phương án 35 Bảng 2.8 Hiệu suất Phương án 37 Bảng 2.9 So sánh ưu nhược điểm phương án 38 Bảng 3.1 Hệ số khơng điều hịa cung K0 40 Bảng 3.2 Thông số thiết kế bể thu gom 41 Bảng 3.3 Thông số thiết kế bể tách dầu mỡ 42 Bảng 3.4 Bảng thơng số thiết kế bể điều hịa 43 Bảng 3.5 Tóm tắt thông số thiết kế bể Aerotank 50 Bảng 3.6 Tóm tắt thơng số thiết kế bể lắng 54 Bảng 3.7 Tóm tắt thơng số thiết kế bể khử trùng 55 Bảng 3.8 Tóm tắt thơng số thiết kế bể nén bùn 57 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ phương pháp tuyển Hình 2.2 Sơ đồ phân loại cách trung hòa 11 Hình 2.3 Các bước hoạt động bể SBR 13 Hình 2.4 Sơ đồ số cơng trình sinh học kỵ khí 19 Hình 2.5 Thành phần ô nhiễm chung 26 Hình 2.6 Sơ đồ cơng nghệ phương án 30 Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ phương án 33 vii ISO DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế ĐTM Đánh giá tác động môi trường QCNV Quy chuẩn Việt Nam BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường BOD Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy hóa học TSS Tổng chất rắn lơ lửng TDS Tổng chất rắn hòa tan N2 Nitơ P Photpho ĐTV Động thực vật pH Độ hoạt động ion H+ EQP Equalization Pump MXP Mixing Pump INP Influent Pum viii CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 KẾT LUẬN Theo khoảng điều 23 Nghị định số 80/2014/NĐ – CP thoát nước xử lý nước thải Giải pháp xử lý nước thải phi tập trung áp dụng khu cụm dân cư, khu thị mới, hộ gia đình, sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ, sản xuất tiểu thủ công nghiệp, làng nghề, chợ, trường học, khu nghỉ dưỡng khu vực bị hạn chế đất đai, địa hình khơng có khả chưa thể kết nối với hệ thống thoát nước tập trung Nhìn chung từ trình hoạt động trạm sửa chữa toa tàu lửa ta nhận thấy hàm lượng chất thải cao mà thành phần thải xem quan trọng nước thải Nước thải trường đại học có khả gây nhiễm mơi trường cao ảnh hưởng đến sức khỏe người dân khu vực loại sinh vật sống gần nguồn thải số pH, COD, BOD5, SS, Tổng N vượt tiêu chuẩn chất lượng nước thải mơi trường Nhìn chung, từ hoạt động trạm xử lí toa tàu lửa, ta phân tích thành phần, tính chất nước thải trạm toa tàu lửa hàm lượng BOD ,COD, TSS, Tổng N P cao tác hại thải nguồn nước thải trực tiếp môi trường, nước thải gây tác động tiêu cực đến sức khỏe người mơi trường sống Hệ thống xử lí nước thải trạm sửa chữa toa tàu lửa với cơng nghệ sinh học hiếu khí Các thơng số thiết kế gồm có: Hố thu gom với kích thước x 0,79 x 1,5 có thời gian lưu nước 2h, nơi tập trung nước thải Bể tách dầu mỡ có kích thước x 0,64 x 1,3 có thời gian lưu nước 30 phút, xử lí 40% dầu mỡ Bể điều hịa với kích thước x x 6, giảm 5% BOD 5, có tác dụng ổn định tính chất nước, hàm lượng pH nước thải Bể Aerotank điều hịa có kích thước x x 1,8, có thời gian lưu nước xử lí 90% BOD5, 80% COD, 91% Tổng P, 90% NH4 76% SS 58 Bể lắng giảm 80% SS, giảm hàm lượng chất rắn lơ lửng có nước thải Bể khử trùng với thông số thiết kế 1,6 x 0,8 x 1,5 xử lí 96% coliform Bể nén bùn với thông số thiết kế 1,1 x x 1,4 4.2 KIẾN NGHỊ - Trạm sửa chữa toa tàu lửa cần thường xuyên kiểm qua, quan trắc chất lượng nước đầu vào để theo dõi, kiểm tra nguồn phát thải - Khi xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho trạm sửa chữa toa tàu lửa cần thực tốt vấn đề qui hoạch, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho phù hợp với qui hoạch chung trạm sửa chữa toa tàu công suất đáp ứng nhu cầu phát triển tương lai - Ban quản lí cần đảm bảo cơng tác vận hành kĩ thuật - Ban quản lí trạm sửa chữa toa tàu cần thường xuyên quan trắc chất lượng nước đầu để theo dõi, đánh giá hiệu hệ thống xử lí nước thải trạm sửa chữa toa tàu - Cần tiền hành bảo trì, kiểm tra hệ thống xử lí nước thải trạm xử lí tàu thường xuyên 4.3 BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HẠN CHẾ 4.3.1 Những khó khăn cịn tồn hai hệ thống xử lí nước thải - Do lượng nước thải không nên lượng bùn bể thu gom thường xảy tượng đóng cục, gây khó khăn cho bơm chìm - Các loại bơm chìm có tuổi thọ lâu năm nên thường hay bị cố tắt bơm, cháy bơm,… - Song chắn rác có khe hở lớn nên thường không giữ hết lại rác thải được, gây tắc bơm - Lượng vi sinh sản sinh nên thường phải bổ sung thêm vi sinh chất dinh dưỡng 59 4.3.2 Biện pháp khắc phục - Phải thường xuyên vệ sinh hố thu gom, sọt chắn rác để bơm hoạt động ổn định tốt - Mỗi lần bảo trì cần phải thử phao cho thật kĩ để đảm bảo bơm hoạt động bình thường - Thường xuyên lau chùi máy móc thiết bị hệ thống, tránh tượng bụi bám nhiều vào tủ điện, máy thổi khí,… - Bảo trì – khuấy trộn bồn chứa hóa chất thường xuyên để tránh tượng đóng cục bồn chứa - Kiểm tra cường độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở máy móc thiết bị để kiểm sốt khả hoạt động ổn định hệ thống - Thường xuyên rửa bồn lọc để chất lượng nước đạt tốt không bị nghẹt lọc - Lập kế hoạch bảo trì – bảo dưỡng hệ thống định kỳ, sửa chữa – thay thiết bị hư hỏng, đảm bảo hệ thống hoạt động cách ổn định hiệu 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ cộng sự, 2015 Xử lí nước thải tập 1, Nhà xuất Xây dựng [2] Phạm Thị Tố Oanh, 2018 Kỹ thuật Xử lí nước thải, Nhà xuất Xây dựng [3] Trịnh Xuân Lai, Nguyễn Trọng Dương, 2009 Xử lí nước thải cơng nghiệp, Nhà xuất Xây dựng [4] Trần Văn Ngân, Ngô Thị Nga, 2009 Giáo trình Cơng nghệ xử lí nước thải, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [5] Trần Đức Hạ, Trần Thị Việt Nga, Đặng Thị Thanh Huyền, Trần Thị Hiền hoa, 2017 Kỹ thuật màng lọc xử lý nước cấp nước thải, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [6] Nguyễn Văn Phước, 2014 Giáo trình xử lý nước thải phương pháp sinh học NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [7] Lương Đức Phẩm, 2009 Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học NXB giáo dục Việt Nam [8] Lâm Minh Triết, 2015 Giáo trình Kỹ thuật mơi trường Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh Trang 290 [9] Nguyễn Văn Phước, 2014 Giáo trình xử lí nước thải phương pháp sinh học Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh [10] United States Environmental Protection Agency, Wastewater Technology Fact Sheet Screening and Grit Removal [11] Nguyễn Văn Phước, 2010 Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học Nhà xuất Xây dựng [12] Metcalf & Eddy Wastewater Engineering-Treatment and Reuse, 2003 Fourth Edition, McGraw Hill Inc [13] Nguyễn Xuân Hoàng, Lê Anh Thư, Nguyễn Minh Thư, Lê Hoàng 60 Việt, Nghiên cứu xử lý nước thải thủy sản công nghệ A2/O - MBR, 2019.Tạp chí khoa học trường Đại học Cần Thơ, tập 55 (I), 149 -156 [14] Lê Hoàng Việt Nguyễn Võ Châu Ngân, 2017 Khảo sát thời gian lưu nước bể MBBR để xử lý nước thải sản xuất mía đường Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Số chuyên đề: Môi trường Biến đổi khí hậu [15] Trần Thị Huyền Nga, Đặng Thị Thanh Huyền, Nguyễn Mạnh Khải, 2018 Nghiên cứu chế tạo vật liệu mang vi sinh vật dạng chuyển động từ đá thủy tinh ứng dụng hệ bùn hoạt tính để xử lí nước thải sinh hoạt Tạp chí Khoa học cơng nghệ số 60, trang 50-53 [16] Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 51:2008 [17] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân Xử lý nước thải thị cơng nghiệp tính tốn thiết kế cơng trình, 2014 Nhà xuất Đại Học TP Hồ Chí Minh [18] Lê Văn Cát, Xử lý nước thải giàu hợp chất N P, 2007 Nhà xuất Khoa học tự nhiên công nghệ [19] Lâm Minh Triết, Tính tốn thiết kế cơng trình Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, 2014 Nhà xuất Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [20] Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình Xử lý nước thải, 2014 Nhà xuất Xây dựng 61 PHỤ LỤC BẢN VẼ CHI TIẾT 62 ... toa tàu lửa nên ưu tiên cho phương án có công suất cao cấu tạo đơn giản Xét thấy phương án ưu điểm Vì vậy, chọn phương án để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho Trạm toa tàu lửa công suất 100m3/ ngày... tích tụ lâu ngày chất hữu bị phân hủy, gây mùi hôi thối Nước thải công nghiệp: Nước phát sinh từ công đoạn vệ sinh toa tàu, công việc lau chùi khác, khối lượng tính tương đối dựa vào lượng nước... sinh: Từ hoạt động công việc, vệ sinh, ăn uống công nhân, cán nhà máy 2.2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM SỬA CHỮA TOA TÀU LỬA 2.2.1 Tổng quan hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt trạm sửa chữa Toa tàu lửa 2.2.1.1