Đề tài Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Công ty TNHH Tân Trường Hưng, tỉnh Tây Ninh

OU = Ou ´ h = 7´ 4 = 28 g O2/m3 Ou: Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo g O2/m3 không khí f: hệ số an toàn , chọn f = 1,5 Qkk = ´ 1,5 = 42642,86 (m3/ngày) = 1776,78 (m3/giờ) - Số đĩa cần phân phối trong bể N = = » 148 đĩa. Chọn N = 154 đĩa Cách bố trí đầu phân phối khí: - Từ ống chính chia thành 14 ống nhánh trên mỗi ống nhánh có 11 đầu phân phối. - Theo chiều dài của bể là 14m ta bố trí như sau: khoảng cách giữa 2 ống nhánh ngoài cùng với thành bể là 0,5m; khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 1m. - Trên mỗi ống nhánh bố trí đầu phân phối: khoảng cách giữa 2 đầu phân phối ngoài cùng đến thành bể là 0,35 và khoảng cách giữa 2 đầu phân phối khí là 0,73m. - Trụ đỡ : đặt ở giữa 2 đĩa kế nhau từng trụ một. - Kích thước trụ đỡ là : D x R x C = 0,2 m x 0,2 m x 0,2 m. h. Tính toán các thiết bị phụ Tính toán máy thổi khí - Ap lực cần thiết của máy thổi khí Hm = h1 + hd + H Trong đó: h1: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,5m hd : Tổn thất qua đĩa phun , hd = 0,5m H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H = 4m Hm = 0,5 + 0,5 + 4 = 5m Chọn Hm = 5m = 0,5atm Ap lực máy thổi khí tính theo Atmotphe: Pm = = = 0,0494 atm - Năng suất yêu cầu Qkk = 1776,78 m3/h = 0,49 m3/s - Công suất máy thổi khí Pmáy = Trong đó: Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí , kW G: Trọng lượng của dòng không khí , kg/s G = Qkk ´ rkhí = 0,49 ´ 1,3 = 0,637 kg/s R : hằng số khí , R = 8,314 KJ/K.mol 0K T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1= 273 + 25 = 298 0K P1: áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1= 1 atm P2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 =Pm + 1=0,0494 +1=1,05 atm n= = 0,283 ( K = 1,395 đối với không khí ) 29,7 : hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất của máy , chọn e= 0,7 Vậy : Pmáy = =3,7 kW 4,9Hp (Hp =0,7457kw) Tính toán đường ống dẫn khí - Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính , chọn Vkhí = 15 m/s - Lưu lượng khí cần cung cấp , Qk = 0,49 m3/s - Đường kính ống phân phối chính D= = = 0,2 m Chọn ống sắt tráng kẽm Æ 220 Từ ống chính ta phân làm 14 ống nhánh cung cấp khí cho bể Sơ đồ ống phân phối khí như sau : Hình 3.2.9: Sơ đồ ống phân phối khí - Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh Q’k = = = 0,035 m3/s - Vận tốc khí qua mỗi ống nhánh v’khí = 20 m/s - Đường kính ống nhánh d = = = 0,047 m Chọn loại ống sắt tráng kẽm Æ 60 - Kiểm tra lại vận tốc + Vận tốc khí trong ống chính Vkhí = = = 15,6 m/s + Vận tốc khí trong ống nhánh v’khí = = = 17,8 m/s Tính toán đường ống dẫn nước thải vào bể - Chọn vận tốc nước thải trong ống : v = 0,7 m/s ( giới hạn 0,3 – 0,7 m/s ) - Lưu lượng nước thải : Q = 900 m3/ngày = 0,0104 m3/s - Chọn loại ống dẫn nước thải là ống PVC , đường kính của ống D = = = 0,137 m Chọn ống PVC Æ168 (Ftrong=150) - Tính lại vận tốc nước chảy trong ống v= = = 0,59 m/s Chọn máy bơm nước thải vào bể Aerotank - Lưu lượng bơm : Q = 900 m3/ngày = 0,0104 m3/s - Cột áp bơm: H = 8m N = = = 1,02 kW h : hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn h= 0,8 Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn - Lưu lượng bùn tuần hoàn Qr = 862,1 m3/ng. = 0,00997 m/s. - Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện có bơm là 1 – 2 m/s - Chọn vận tốc bùn trong ống v=1 m/s D = = = 0,112 m Chọn ống PVC Æ140 (Ftrong=125) Bơm bùn tuần hoàn - Lưu lượng bơm :Q’r = 862,1 m3/ngày = 0,00997 m3/s - Cột áp của bơm :H= 8m - Công suất bơm N = = = 0,97 kW h : hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn h= 0,8 Bơm bùn dư đến bể chứa bùn - Lưu lượng bơm Qw = 18,95 m3/ngày - Công suất bơm N == = 0,021 kW h : hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn h= 0,8 Tính toán đường dẫn bùn dư - Lưu lượng bùn dư Qw = 18,95 m3/ng = 0,00021 m/s. - Chọn vận tốc bùn trong ống v= 1 m/s D = = = 0,016 m Chọn ống PVC F21 3.2.3.8. Bể lắng II 3.2.3.8.1. Nhiệm vụ Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải bị loại hoàn toàn. Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có trong nước thải là rất lớn, do vậy bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng sẽ được tách ở bể lắng đợt II. 3.2.3.8.2. Tính toán a. Diện tích mặt bằng của bể lắng S = Trong đó: Co : nồng độ căn trong bể Aerotank (tính theo chất rắn lơ lửng) Co = = = 5.000 (mg/l) ;: hệ số tuần hoàn, ; = 0,95 Ct : nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, Ct = =10.000 mg/l VL : vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL VL = Vmax Trong đó: CL : nồng độ cặn tại mặt lắng L (bề mặt phân chia) CL = .Ct = 0,5 x 10.000 = 5.000 mg/l = 5.000 (g/m3) Vmax = 7 m/h K = 600 (cặn có chỉ số thế tích 50 < SVI < 150) VL = 7 x = 0,35 (m/h) - Diện tích phần lắng của bể: S = = 104,46 (m2) Lấy S = 105 m2 Diện tích bể nếu tính thêm buồng phân phối trung tâm: Sbể = 1,1 x 105 = 115,5 (m2) Đường kính bể: Dbể = = = 12 (m) Đường kính buồng phân phối trung tâm Dtt = 0,25Dbể = 0,25 x 12 = 3 (m) - Đường kính ống loe d’ = 1,35´ dtt = 1,35´ 3 = 4,05 - Chiều cao ống loe (h’= 0,2 ¸ 0,5 m) . Chọn h’= 0,3 m. - Đường kính tấm chắn d’’= 1,3 ´ d’ = 1,3 ´ 4,05 = 5,26 m Chiều cao từ ống loe đến tấm chắn (h’’ = 0,2 ¸ 0,5 m). Chọn h’’ = 0,3 m. Diện tích buồng phân phối trung tâm Stt = = = 7,1 (m2) Diện tích vùng lắng của bể Slắng = Sbể - Stt = 115,5 – 7,1 = 108,4 (m2) Tải trọng thủy lực lên bể a = = = 8,3 (m3/m2.ngđ) Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể Vnước = = = 0,35 (m/h) Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0,9 đường kính bể. Đường kính máng thu nước: Dmáng = 0,9 x 12 = 10,8 (m) Chiều dài máng thu nước L = p.Dmáng = p x 10,8 = 33,9 (m) Tải trọng thu nước trên 1 mét chiều dài máng: a1 = = = 26,5 (m3/m dài.ngđ) Tải trọng bùn: b = = = 3,38 (kg/m2.h) b. Xác định chiều cao bể Chọn chiều cao bể: H = 4 m Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng: h1 = 0,3 m Chiều cao cột nước trong bể: h = 4 – 0,3 = 3,7 m Chiều cao phần nước trong: h2 = 1,5m Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 8% về hướng tâm: h3 = 0,08 = 0,08 x = 0,3 (m) Chọn h3 = 0,3 m Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: h4 = H – h1 – h2 – h3 = 4 – 0,3 – 1,8 – 0,3 = 1,6 (m) Thể tích phần chứa bùn: Vb = Sbể .h4 = 115,5 x 1,6 = 184,8 (m3) Nồng độ bùn trong bể: Ctb = = = 7.500 g/m3 = 7,5 (kg/m3) Lượng bùn chứa trong bể lắng G = Vb.Ctb = 184,8 x 7,5 = 1386 (kg) c. Thời gian lưu nước trong bể lắng Dung tích bể lắng: Vbể = H.Sbể = 3,7 x 115,5 = 427,35 (m3) Nước đi vào bể lắng: Qt = (1 + ;) Q = (1 + 0,95) x 900 = 1755 (m3/ngđ) Thời gian lắng: t = = = 5,8 (giờ) Kích thước xây dựng bể: STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Đường kính m 12 2 Chiều cao cột nước m 3,7 3 Chiều cao tổng m 4 4 Chiều cao phần chóp đáy m 0,575 5 Thể tích thực của bể m3 452 3.2.3.9. Hồ hoàn thiện: 3.2.3.9.1. Nhiệm vụ: Các chất hữu cơ còn lại sau các công trình xử lý trên sẽ được phân hủy tiếp tục nhờ quá trình tự làm sạch của hồ, phần bùn hoạt tính từ hồ làm thoáng sẽ được lắng tại đây và được thu gom định kỳ. Mặt khác, hồ hoàn thiện giúp ổn định nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. 3.2.3.9.2. Tính toán: Các thông số đầu vào: BOD5 £ 40mg/l COD £ 70mg/l SS £ 30mg/l pH = 5,5¸9 Chọn tải trọng của bể L = 0,013; hiệu quả xử lý = 30%, thời gian lưu nước t = 3 ngày. Chọn chiều sâu của hồ: H = 1,5m. Thể tích của hồ: Diện tích hồ: Kích thước hồ: LBH = 60301,5 (m3) 3.2.3.10. Bể chứa bùn 3.2.3.10.1. Nhiệm vụ Bùn từ đáy bể lắng li tâm được đưa vào hố thu bùn có hai ngăn, một phần bùn trong bể sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính trong bể, phần bùn dư được đưa vào máy ép bùn băng tải. 3.2.3.10.2. Tính toán a. Xác định kích thước ngăn thứ nhất Tổng thể tích bùn được chuyển qua ngăn thứ nhất trong một ngày: Qbùn = Qw + Qt = 18,95 + 862,1 = 881 (m3/ngđ) Chọn thời gian lưu bùn của ngăn thứ nhất là t1 = 20 phút, thể tích của ngăn thứ nhất là: V1 = Qt x t1 = = 12 (m3) Kích thước ngăn thứ nhất: Dài x rộng x cao = 3,0 x 2,0 x 2 (m) b. Xác định kích thước ngăn thứ hai Chọn thời gian lưu bùn của ngăn thứ hai là t2 = 12 giờ, thể tích của ngăn thứ hai là: V2 = Qw x t2 = = 9,5 (m3) Kích thước ngăn thứ hai: Dài x rộng x cao = 2,5 x 2 x 2 (m) 3.2.3.11. Bể nén bùn 3.2.3.11.1. Nhiệm vu Tại đây bùn dư từ bể thu bùn được nén bằng trọng lực nhằm giảm thể tích bùn. Bùn hoạt tính ở bể lắng II có độ ẩm cao 99 ÷ 99,3%, vì vậy cần phải thực hiện nén bùn ở bể nén bùn để giảm độ ẩm còn khoảng 95 ÷ 97%. 3.2.3.11.2. Tính toán Lượng bùn hoạt tính xả ra từ bể lắng đợt II theo tính toán trong bể Aerotank là Qw = 18,95 m3/ngđ Khối lượng bông bùn hoạt tính từ bể chứa bùn: M = Qw S P đ = 18,951,005 0,01 1000 = 190,5 kg/ngày Trong đó : S : tỉ trọng của bông bùn hoạt tính, S= 1,005 [1] P : nồng độ phần trăm của cặn khô, P = 1,5 % [1] đ : khối lượng riêng của nước 1000kg/m3 Chọn hệ số an toàn khi thiết kế bể nén bùn là 20%. Lượng bùn dư cần xử lý: Gbùn = M x 1,2 = 190,5 x 1,2 = 228,6 (kg/ngđ) Diện tích bề mặt của bể nén bùn (m2) a: tải trọng bùn trong bể nén bùn, a = 25 ÷ 34kg/m2.ngđ Chọn a = 30 kg/m2.ngđ Đường kính bể nén bùn (m) Chọn đường kính bể D = 3 m Chiều cao của bể nén bùn H = h1 + (h2 + hc) + hbv = 1,2 + 2,5 + 0,3 = 4,0 (m) Trong đó: h1 : chiều cao buồng phân phối trung tâm, h1 = 1,2 m h2 + hc : chiều cao phần chứa bùn hình trụ bằng 2,5 m, hc chiều cao chóp đáy bể có độ dốc 10% về tâm, hc = 0,10 x = 0,15 m hbv : chiều cao phần bảo vệ, hbv = 0,3 m Kiểm tra thời gian lưu cặn trong bể nén bùn: Thời gian lưu cặn trong bể nén bùn t = 0,5 ÷ 20ngày. Thời gian lưu bùn được tính như sau: Trong đó: Vbùn : thể tích vùng chứa bùn trong bể nén bùn Vbùn = (h2 + hc).Fbể = 2,5 x 7,6 = 19 (m3) Qbùn : lưu lượng bùn rút ra hằng ngày (m3/ngđ) Với: d : tỉ trọng của cặn sau bể nén bùn, d = 1,005 C : nồng độ cặn sau khi nén, C = 2 ÷ 8%, chọn C = 3% Vậy thời gian lưu cặn là: (ngày) Lượng nước dư thu từ bể nén bùn: Qnướcdư = 18,95 – 7,58 = 11,37 (m3/ngđ) Vậy kích thước xây dựng bể nén bùn: Đường kính D = 3 m Chiều cao H = 4,0 m 3.2.3.12. Bể thu nước dư 3.2.3.12.1. Nhiệm vụ Thu gom nước xả rửa từ máy ép bùn . 3.2.3.12.2. Kích thước STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài m 2 2 Chiều rộng m 1,5 3 Chiều cao m 2 4 Thể tích tổng m 6 3.2.3.13. Máy ép bùn băng tải 3.2.3.13.1. Nhiệm vụ Cặn sau khi qua bể nén bùn có nồng độ từ 3 ÷ 8% cần đưa qua thiết bị làm khô cặn để giảm độ ẩm xuống 70 ÷ 80% tức là tăng nồng độ cặn khô từ 20 ÷ 30% với mục đích: Giảm khối lượng vận chuyển ra bãi thải Cặn khô dễ đưa đi chôn lấp hay cải tạo đất có hiệu quả cao hơn cặn ướt Giảm thể tích nước có thể ngấm vào nước ngầm ở bãi chôn lấp … 3.2.3.13.2. Chọn máy Dựa vào Catalogue của thiết bị máy lọc ép băng tải (Bảng *) ta chọn thiết bị loại FP1000 có chiều dài băng là 1,0 m và năng suất 80 kg/m.rộng.giờ. Bảng 3.2.5 : Catalogue của thiết bị máy ép lọc băng tải. FP 500 FB 800 FP 1000 FB 1200 FB 1500 FB 1700 FB 2000 Belt Width (mm) 500 800 1000 1200 1500 1700 2000 Capacity (T/hr) 0,6 - 2 1,8 – 4 3 - 6,5 4 – 8 6 – 14 10 – 16 14 – 20 D.S (kg/hr) 6 – 40 18 – 80 30 – 130 40 – 160 60 – 280 100 – 320 80 – 380 Compressor(HP) 0,5 1 1 1 1 2 2 Drive Motor (HP) 0,5 0,5 1 1 1 1,5 1,5 Wash Pump (HP) 3 3 5 5 5 7,5 7,5 Mixer (HP) 1/ 4 1/ 4 1/ 4 1/ 4 1/ 2 1/ 2 1/ 2 Dimension (m) 3x0,9x1,8 4,1x1,3x2,1 4,1x1,5x2,1 4,1x1,7x2,1 4,3x2 x 2,2 4,3x2,2x2,2 4,3x2,7x2,2 Weight (ton) 0,8 2 2,8 3,2 3,6 4 5 Máy ép bùn được lắp đặt cùng với hệ trích ly polyme để đông tụ và tách nước trong bùn. Bồn pha hóa chất bằng composite; motơ khuấy bằng inox; bơm định lượng. Bùn được bơm vào ngăn khuấy trộn cùng polyme rồi đi qua hệ thống băng tải ép bùn loại nước. Bùn sau khi ép có dạng bánh sẽ được đổ bỏ. 3.2.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 2 3.2.4.1. Bể lọc sinh học (Biophin) 3.2.4.1.1. Nhiệm vụ Bể Biôphin là công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo nhờ các vi sinh vật hiếu khí. Quá trình xử lý diễn ra khi cho nước thải tưới lên bề mặt của bể và thấm qua lớp vật liệu lọc. Ở bề mặt của hạt vật liệu lọc, các cặn bẩn được giữ lại và tạo thành màng gọi là màng vi sinh vật. Màng vi sinh vật hấp thụ chất hữu cơ và nhờ có ôxy mà quá trình ôxy hóa được thực hiện. Màng vi sinh vật chết sẽ cùng với nước thải ra khỏi bể và giữ lại ở bể lắng II. 3.2.4.1.2. Tính toán Tính toán bể lọc sinh học theo sơ đồ sau: Hình 3.2.10 : Sơ đồ tính toán bể lọc sinh học Nước thải sau khi qua bể UASB có hàm lượng BOD5 = 560mg/l. Yêu cầu sau khi qua bể lọc sinh học hàm lượng BOD5 còn lại là 40mg/l Bảng 3.2.6: Các thông số tính toán thiết kế bể lọc sinh học Thông số Đơn vị Tải trọng thấp Tải trọng cao Chiều cao lớp vật liệu m 1 – 3 0,9 – 2,4 (đá) 6 – 8 (nhựa tấm) Loại vật liệu Đá cục, than cuội, đá ong, cuội lớn Đá cục, than cục, sỏi lớn, tấm nhực, cầu nhựa Tải trọng chất hữu cơ theo thể tích lớp vật liệu lọc kgBOD/1m3 vật liệu.ngày 0,08 – 0,4 0,4 – 1,6 Tải trọng thủy lực theo bề diện tích bề mặt m3/m2.ngày 1 – 4,1 4,1 – 40,7 Hệ số tuần hoàn R = Tùy chọn 0 – 1 0,5 – 2 Tải trọng thủy lực lên bề mặt bể lắng 2 m3/m2.ngày 25 16 Hiệu quả khử BOD sau bể lọc và bể lắng đợt 2 % 80 – 90 65 – 85 (Nguồn : Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải _ Trịnh Xuân Lai) Chọn hiệu quả xử lý hai đợt như sau: E1 = 80% E2 = 65% Chọn hệ số tuần hoàn nước thải R = 2 Thông số tuần hoàn nước thải: Lượng BOD5 cần khử trong ngày W = Q(So – S).10-3 = 900(560 – 40)10-3 = 486 (kg/ngày) Thể tích khối vật liệu lọc trong bể lọc đợt 1: Trong đó: W: Tải trọng BOD của bể lọc (kg/ngày) V: Thể tích vật liệu lọc (m3) V1 = 734 (m3) Diện tích bể lọc 1: S1 = (m2) Với H1 là chiều cao lớp vật liệu lọc. Thiết kế bể có dạng hình tròn, đường kính bể lọc 1 D1 = 21,6 m. Tải trọng thủy lực của bể lọc 1: (m3/m2.ngày Trong đó: Qt : lưu lượng tuần hoàn nước thải, Qt = 1800 m3/ngđ Tải trọng chất hữu cơ tính cho 1m3 vật liệu (kgBOD5/m3.ngày) Khoảng cách từ bề mặt của lớp vật liệu đến vòi phun chọn là h1 = 0,4 m để lấy không khí và để cho các tia nước phun ra vỡ đều thành các giọt nhỏ trên toàn bộ diện tích bể. Khoảng cách từ sàn phân phối đến đáy bể là hđáy = 0,8 m Vậy chiều cao xây dựng bể là: H = H + h1 + hđáy = 2,0 + 0,4 + 0,8 = 3,2 (m) Hệ thống phân phối nước trong bể là 2 ống thép có đường kính f114 được liên kết với trục quay thông qua moteur truyền động. Lớp vật liệu lọc là sỏi có đường kính 60 – 100mm. Đáy bể được xây dựng với độ dốc 2% về phía máng thu nước trung tâm. Lượng BOD đi vào bể lọc đợt 2: W’ = W (1 – E1) = 486 x (1 – 0,8) = 97,2 kg BOD/ngày Thể tích khối vật liệu lọc trong bể lọc đợt 2: V2 =792 (m3) Diện tích bể lọc 1: S2 = (m2) Với H2 là chiều cao lớp vật liệu lọc. Thiết kế bể có dạng hình tròn, đường kính bể lọc 1 D2 = 22 m Để dễ dàng trong việc quản lý, bảo trì và thay thế thiết bị ta lựa chọn đường kính bể lọc 1 và 2 là như nhau: D1 = D2 = 22 m Tải trọng thủy lực của bể lọc 2: (m3/m2.ngày Tải trọng chất hữu cơ tính cho 1m3 vật liệu (kgBOD5/m3.ngày) Khoảng cách từ bề mặt của lớp vật liệu đến vòi phun chọn là h1 = 0,4 m để lấy không khí và để cho các tia nước phun ra vỡ đều thành các giọt nhỏ trên toàn bộ diện tích bể. Khoảng cách từ sàn phân phối đến đáy bể là hđáy = 0,8 m Vậy chiều cao xây dựng bể là: H = H + h1 + hđáy = 2,0 + 0,4 + 0,8 = 3,2 (m) Hệ thống phân phối nước trong bể là 2 ống thép có đường kính f114 được liên kết với trục quay thông qua moteur truyền động. Lớp vật liệu lọc là sỏi có đường kính 60 – 100mm. Đáy bể được xây dựng với độ dốc 2% về phía máng thu nước trung tâm. Lượng khí cấp cho bể lọc sinh học là 8 ¸12 m3khí/m3 nước thải. Chọn lượng khí cần cung cấp cho bể lọc là 10 m3khí/m3 nước thải. Vậy lượng khí cần cung cấp là: Qkhí = 900 x 10 = 9000 m3 khí 3.2.4.2. Bể lắng đứng 3.2.4.2.1. Nhiệm vụ Lắng màng vi sinh vật từ bể lọc sinh học 3.2.4.2.2. Tính toán Nồng độ bùn ra khỏi bể lọc sinh học rất nhỏ so với bùn hoạt tính sinh ra từ bể Aerotank (hệ số sinh bùn khoảng ¸ lượng bùn sinh ra ở bể aerotank). Để an toàn trong thiết kế ta chọn hệ số sinh bùn là 0,05 kgbùn/kgBOD được khử. Lượng bùn sinh ra từ bể lọc sinh học trong một ngày đêm: G = 0,05 x (560 – 30)10-3 x 1000 = 26,5 kg/ngđ = 0,0265 (T/ngđ) Với độ tro của bùn là Z = 0,3 thì khối lượng bùn là: (T/ngđ) Tải trọng bề mặt của bể lắng đứng sau công trình bể lọc sinh học a = 16,4 ¸ 24,6 m3/m2.ngày [1] . Chọn a = 20 m3/m2.ngày Diện tích bề mặt của bể lắng: (m2) Đường kính bể lắng: (m) Đường kính buồng phân phối trung tâm bằng 0,2 ¸ 0,3 đường kính bể: = 0,2.Dbể = 0,2 x 7,6 = 1,52 (m) Diện tích buồng phân phối trung tâm: (m2) Đường kính phần loe của ống trung tâm dl = 1,35 x 1,52 = 2,05 (m) Đường kính tấm chắn dc = 1,3.dl = 1,3 x 2,05 = 2,665 (m) Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng là H = 3,5m, chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7m, chiều cao lớp trung hòa hth = 0,3m. Chiều cao bảo vệ h = 0,3m. Chiều cao tổng của bể lắng Ht = H + hb + htb + h = 3,5 + 0,7 + 0,3 + 0,3 = 4,8 (m) Chiều cao ống trung tâm htt = 60%H = 0,6 x 3,5 = 2,1 (m) - Thể tích phần lắng: V = (m3) - Thời gian lưu nước: (h) Tải trọng máng tràn: L = (m3/m.ngày) Tải trọng chất rắn: Ls = (kg/m3.ngày) Kích thước xây dựng bể: Thông số Đơn vị Kích thước - Đường kính bể m 7,6 - Chiều cao m 4,8 - Đường kính ống trung tâm m 1,52 - Chiều cao ống trung tâm m 2,1 - Đường kính phần loe m 2,05 - Đường kính tấm chắn m 2,665 3.2.4.3. Bể chứa bùn Do không sử dụng bùn tuần hoàn lại bể lọc sinh học nên ta xây dựng bể chứa bùn không có vách ngăn. Nồng độ bùn ra khỏi bể lắng sau bể lọc sinh học là 1,5%, tỉ trọng bùn là 1,025 T/m3. Tổng thể tích bùn được chuyển qua tới bể chứa bùn: Qbùn = (m3/ngđ) Chọn thời gian lưu bùn t = 1 ngày, thể tích của bể là: V = Qbùn x t = 2,47 x 1 = 2,47 (m3) Kích thước xây dựng bể: Dài x rộng x cao = 1,5 x 1,5 x 2 (m3) 3.2.4.4. Bể nén bùn Thể tích bùn đưa vào bể nén bùn là Qbùn = 2,47 (m3/ngđ) Diện tích bề mặt của bể nén bùn (m2) Với V1 : vận tốc dòng bùn trong vùng lắng, chọn V1 = 0,05 mm/s Diện tích ống trung tâm (m2) Với V2 : vận tốc bùn trong ống trung tâm. Diện tích tổng cộng của bể nén bùn đứng: F = F1 + F2 = 0,57 + 5,7.10-3 = 0,576 (m2) Đường kính bể nén bùn (m) Chọn đường kính bể D = 1,2m Đường kính ống trung tâm (m) Đường kính phần loe của ống trung tâm dl = 1,35.d = 1,35 x 0,085 = 0,115 (m) Đường kính tấm chắn: dc = 1,3.dl = 1,3 x 0,115 = 0,15 (m) Chiều cao phần lắng của bể nén bùn đứng: h1 = V1.t.3600 = 0,05.10-3 x 12 x 3600 = 2,16 (m) Trong đó: t : thời gian lưu bùn, t = 10 ¸14 giờ. Chọn t = 12 giờ V1 : vận tốc chuyển động của bùn trong bể (từ dưới lên). V1 = 0,05mm/s Đáy bể được xây dựng dạng hình nón với đáy lớn bằng đường kính bể 1,2m, để tiện thi công ta chọn đáy bé 0,4m. Góc nghiêng của đáy so với phương ngang là 45o. Chiều cao phần đáy bể: hđ = tg45 x (1,2 – 0,4) = 0,4 (m) Chọn chiều cao đáy hđ = 0,6 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m Chiều cao tổng của bể nén bùn Htc = H + hđ + hbv = 2,3 + 0,6 + 0,3 = 3,2 (m) Thể tích tổng của bể nén bùn V =F1.Htc = 0,57 x 3,2 = 1,8 (m3) Lượng bùn thải ra từ bể nén bùn Trong đó: Qbùn : lưu lượng bùn trước khi nén p1 : độ ẩm của bùn trước khi nén, p1 = 99,2% p2 : độ ẩm của bùn sau khi nén, p2 = 97% (m3/ngày đêm) Lượng nước dư từ bể nén bùn: Qnướcdư = 2,47 – 0,66 = 1,8 (m3/ngđ) CHƯƠNG 4 DỰ TOÁN CHI PHÍ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHƯƠNG 4 DỰ TOÁN CHI PHÍ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 4.1 DỰ TOÁN CHI PHÍ 4.1.1. Phương án 1 4.1.1.1 Chi phí đầu tư ban đầu STT MÔ TẢ CÔNG TRÌNH THIẾT BỊ KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) A PHẦN XÂY DỰNG 01 Bể lắng cát 1,96 m3 1.200.000 2.352. 000 02 Sân phơi cát 0,8 m3 1.200.000 9.600.000 03 Hố thu gom 30 m3 1.200.000 36.000.000 04 Bể acid – điều hòa 1350 m3 1.200.000 1.620.000.000 05 Bể UASB 320 m3 1.200.000 384.000.000 06 Bể Aerotank 480 m3 1.200.000 576.000.000 07 Bể lắng II 390 m3 1.200.000 468.000.000 08 Hồ hoàn thiện 2.700 m3 100.000 270.000.000 09 Bể chứa bùn 22 m3 1.200.000 26.400.000 10 Bể nén bùn 28 m3 1.200.000 33.600.000 11 Bể thu nước dư 6 m3 1.200.000 7.200.000 12 Nhà điều hành 20 m3 1.200.000 24.000.000 TỔNG CỘNG 3.457.152.000 B PHẦN THIẾT BỊ, MÁY MÓC 01 Lọc rác thô 01 Cái 5.000.000 5.000.000 02 Máy sàng rác 01 Cái 50.000.000 50.000.000 03 Thiết bị trộn tĩnh 01 Cái 15.000.000 15.000.000 04 Bơm nước thải bể thu gom 02 Cái 17.000.000 34.000.000 05 Bơm nước thải bể acid 02 Cái 15.000.000 30.000.000 06 Cánh khuấy ở bể acid 02 Cái 15.000.000 30.000.000 07 Máy thổi khí bể acid 02 Cái 25.000.000 50.000.000 08 Nắp bể UASB 02 Cái 600.000 1.200.000 09 Bộ tấm hướng dòng trong bể UASB 01 Bộ 15.000.000 15.000.000 10 Bơm tuần hoàn bể UASB 02 Cái 15.000 000 30.000.000 11 Máng thu nước răng cưa bể UASB 01 Bộ 5.000.000 5.000.000 12 Máy thổi khí bể Aerotank 03 Cái 85.000.000 255.000.000 13 Đầu phân phối khí bể Aerotank 154 Cái 300.000 46.200.000 14 Máy gom bùn bể lắng 01 Cái 60.000.000 60.000.000 15 Máng thu nước răng cưa bể lắng 01 Cái 1.500.000 1.500.000 16 Máng thu nước răng cưa bể nén bùn 01 Cái 1.000.000 1.000.000 17 Dàn quay bể nén bùn 01 Cái 30.000.000 30.000.000 18 Bơm bùn 04 Cái 15.000.000 60.000.000 19 Bơm nước dư 02 Cái 10.000.000 20.000.000 20 Thùng chứa dung dịch 01 Cái 5.000.000 5.000.000 21 Bơm định lượng dung dịch 01 Cái 6.000.000 6.000.000 22 Bơm nước sạch 01 Cái 5.000.000 5.000.000 23 Máy lọc ép băng tải 01 Cái 180.000.000 180.000.000 24 Tủ điện điều khiển 01 Cái 15.000.000 15.000.000 25 Hệ thống đường điện KT 01 H.T 80.000.000 80.000.000 26 Hệ thống đường ống CN 01 H.T 60.000.000 60.000.000 27 Các chi phí phát sinh 20.000.000 TỔNG CỘNG 947.900.000 Tổng kinh phí đầu tư ban đầu cho phương án 1: T1= chi phí xây dựng + chi phí thiết bị = 3.457.152.000 + 947.900.000 = 4.405.052.000 đồng 4.1.1.2. Chi phí vận hành a. Chi phí điện năng (D) STT THIẾT BỊ SỐ LƯỢNG (cái) CÔNG SUẤT (Kw) THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG (h/ngày) TỔNG ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ (kwh/ngày) 01 Máy sàng rác 01 0,37 24 x 1 8,88 02 Bơm nước thải hố gom 02 3,5 12 x 2 84 03 Bơm nước thải bể acid 02 2,0 12 x 2 48 04 Máy nén khí bể acid 03 5,0 24 x 2 240 05 Bơm tuần hoàn bể UASB 02 1,1 12 x 2 26,4 06 Máy nén khí bể Aerotank 03 11 24 x 2 528 07 Máy gom bùn bể lắng 01 1,5 24 x 1 36 08 Dàn quay bể nén bùn 01 1,5 24 x 1 36 09 Bơm bùn 04 1,6 4 x 12 76,8 10 Bơm nước dư 02 1,1 5 x 2 11 11 Bơm định lượng dung dịch 06 0,2 24 x 6 28,8 12 Bơm nước sạch 01 1,1 1 x 1 1,1 13 Thiết bị tạo bông bùn 01 1,5 8 x 1 12 14 Máy lọc ép băng tải 01 0,8 8 x 1 6,4 TỔNG CỘNG 1149,38 Điện năng tiêu thụ trong 01 ngày = 1149,38 kwh Lấy chi phí cho 01 Kwh = 1500 VNĐ Chi phí điện năng cho 01 ngày vận hành: D = 1149,38 x 1500 = 1.724.000 (VNĐ) b. Chi phí hoá chất (H) Chi phí NaOH tiêu thụ 1 ngày: HNaOH = 1,5 kg/ngày x 20.000 đ/kg = 30.000 (VNĐ/ngày) Chi phí Polyme tiêu thụ trong 1 ngày: Khi hệ thống hoạt động ổn định, lượng bùn sinh ra hằng ngày là 228,6 kg bùn khô (đã tính thêm hệ số an toàn là 20%). Lượng Polyme cần thiết để xử lý 1kg bùn là 3,0 g. Vậy lượng Polyme tiêu thụ trong một ngày là: 228,6 x 3,0.10-3 = 0,68 kg Polyme. HPolyme = 0,68 kg/ngày x 200.000 đ/kg = 136.000 (VNĐ/ngày) Chi phí hóa chất một ngày: H = HNaOH + HPolyme =166.000 (VNĐ/ngày) c. Nhân công (N) STT NHÂN LỰC SỐ LƯỢNG LƯƠNG THÁNG TỔNG CHI PHÍ 01 Nhân viên vận hành 02 người 4.000.000 đ/tháng 8.000.000 đ/tháng Chi phí Nhân công tính trong một ngày: N = 8.000.000/30 = 267.000 (VNĐ/ngày) d. Chi phí sữa chữa nhỏ (S) Chi phí sữa chữa nhỏ hằng năm ước tính bằng 0,5% tổng số vốn đầu tư vào công trình xử lý: S = 0,005 x T1 = 0,005 x 4.405.052.000 = 22.025.260 (VNĐ/năm) Chi phí sữa chữa tính trong một ngày S = 60.000 (VNĐ/ngày) - Tổng chi phí cho 01 ngày vận hành hệ thống xử lý nước thải : Tvh=D+H+N+S=1.724.000+166.000+267.000+60.000=2.217.000 (VNĐ/ngày) e. Chi phí xử lý 01m3 nước thải Vậy tổng vốn đầu tư cơ bản cho hệ thống xử lý nước thải của nhà máy theo phương án 1 là T1 = 4.405.052.000 (VNĐ) Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 20 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 10 năm. Vậy tổng chi phí khấu hao như sau: Tkh = 267.647.600 (VNĐ/năm) = 734.000 (VNĐ/ngày) Chi phí tính cho 01m3 nước thải được xử lý: C1=(Tkh+ Tvh)/900m3 = (734.000 + 2.217.000)/900 3.280VNĐ/m3.ngày) 4.1.2. Phương án 2 4.1.2.1. Chi phí đầu tư ban đầu. STT MÔ TẢ CÔNG TRÌNH THIẾT BỊ KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) A PHẦN XÂY DỰNG 01 Bể lắng cát 1,96 m3 1.200.000 2.352. 000 02 Sân phơi cát 0,8 m3 1.200.000 9.600.000 03 Hố thu gom 30 m3 1.200.000 36.000.000 04 Bể acid - điều hòa 1350 m3 1.000.000 1.620.000.000 05 Bể UASB 320 m3 1.200.000 384.000.000 06 Lọc sinh học 2x1213 m3 1.200.000 2.911.200.000 07 Lắng II 218 m3 1.200.000 261.600.000 08 Hồ hoàn thiện 2.700 m3 100.000 270.000.000 09 Bể chứa bùn 4,5 m3 1.200.000 5.400.000 10 Bể nén bùn 3,6 m3 1.200.000 4.320.000 11 Bể thu nước dư 6 m3 1.200.000 7.200.000 12 Nhà điều hành 20 m3 1.200.000 24.000.000 TỔNG CỘNG 5.535.672.000 B PHẦN THIẾT BỊ, MÁY MÓC 01 Lọc rác thô 01 Cái 5.000.000 5.000.000 02 Máy sàng rác 01 Cái 50.000.000 50.000.000 03 Thiết bị trộn tĩnh 01 Cái 15.000.000 15.000.000 04 Bơm nước thải bể thu gom 02 Cái 17.000.000 34.000.000 05 Bơm nước thải bể acid 02 Cái 15.000.000 30.000.000 06 Cánh khuấy bể acid 02 Cái 15.000.000 30.000.000 07 Nắp bể UASB 02 Cái 600.000 1.200.000 08 Bộ tấm hướng dòng trong bể UASB 01 Bộ 15.000.000 15.000.000 09 Bơm tuần hoàn bể UASB 02 Cái 15.000 000 30.000.000 10 Máng thu nước răng cưa bể UASB 01 Bộ 5.000.000 5.000.000 11 Moto quay giàn tưới 2 bể lọc 02 Cái 30.000.000 60.000.000 12 Vật liệu bể lọc 1 650 m3 1.100.000 715.000.000 13 Vật liệu bể lọc 2 650 m3 1.100.000 715.000.000 14 Máy gom bùn bể lắng II 01 Cái 60.000.000 60.000.000 15 Máng thu nước răng cưa bể lắng II 01 Cái 1.500.000 1.500.000 16 Máng thu nước răng cưa bể nén bùn 01 Cái 1.000.000 1.000.000 17 Dàn quay bể nén bùn 01 Cái 30.000.000 30.000.000 18 Bơm bùn 04 Cái 15.000.000 60.000.000 19 Bơm nước dư 02 Cái 10.000.000 20.000.000 20 Thùng chứa dung dịch 01 Cái 5.000.000 5.000.000 21 Bơm định lượng dung dịch 01 Cái 6.000.000 6.000.000 22 Bơm nước sạch 01 Cái 5.000.000 5.000.000 23 Máy lọc ép băng tải 01 Cái 180.000.000 180.000.000 24 Tủ điện điều khiển 01 Cái 15.000.000 15.000.000 25 Hệ thống đường điện KT 01 HT 80.000.000 80.000.000 26 Hệ thống đường ống CN 01 HT 60.000.000 60.000.000 27 Các chi tiết phụ, phát sinh 20.000.000 TỔNG CỘNG 2.248.700.000 T2= chi phí xây dựng + chi phí thiết bị = 5.535.672.000 + 2.248.700.000 = 7.784.372.000 đồng 4.1.2.2. Chi phí vận hành a. Chi phí điện năng (D) STT THIẾT BỊ SỐ LƯỢNG (cái) CÔNG SUẤT (Kw) THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG (h/ngày) TỔNG ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ (kwh/ngày) 01 Máy sàng rác 01 0,37 24 x 1 8,88 02 Bơm nước thải hố gom 02 3,5 12 x 2 84 03 Bơm nước thải bể acid 02 2,0 12 x 2 48 04 Máy nén khí bể acid 03 5,0 24 x 2 240 05 Bơm tuần hoàn bể UASB 02 1,1 12 x 2 26,4 06 Motor quay giàn tưới 2 bể lọc 02 7.5 24 x 2 360 07 Máy gom bùn bể lắng 01 1,5 24 x 1 36 08 Dàn quay bể nén bùn 01 1,5 24 x 1 36 09 Bơm bùn 04 1,6 4 x 12 76,8 10 Bơm nước dư 02 1,1 5 x 2 11 11 Bơm định lượng dung dịch 06 0,2 24 x 6 28,8 12 Bơm nước sạch 01 1,1 1 x 1 1,1 13 Thiết bị tạo bông bùn 01 1,5 8 x 1 12 14 Máy lọc ép băng tải 01 0,8 8 x 1 6,4 TỔNG CỘNG 981,38 Điện năng tiêu thụ trong 01 ngày = 981,38 kwh Lấy chi phí cho 01 Kwh = 1500 VNĐ Chi phí điện năng cho 01 ngày vận hành: D = 981,38 x 1500 = 1.472.000 (VNĐ) b. Chi phí hoá chất (H) Chi phí NaOH tiêu thụ 1 ngày: HNaOH = 1,5 kg/ngày x 20.000 đ/kg = 30.000 (VNĐ/ngày) Chi phí Polyme tiêu thụ trong 1 ngày: Khi hệ thống hoạt động ổn định, lượng bùn sinh ra hằng ngày là 228,6 kg bùn khô (đã tính thêm hệ số an toàn là 20%). Lượng Polyme cần thiết để xử lý 1kg bùn là 3,0 g. Vậy lượng Polyme tiêu thụ trong một ngày là: 228,6 x 3,0.10-3 = 0,68 kg Polyme. HPolyme = 0,68 kg/ngày x 200.000 đ/kg = 136.000 (VNĐ/ngày) Chi phí hóa chất một ngày: H = HNaOH + HPolyme =166.000 (VNĐ/ngày) c. Nhân công (N) STT NHÂN LỰC SỐ LƯỢNG LƯƠNG THÁNG TỔNG CHI PHÍ 01 Nhân viên vận hành 02 người 4.000.000 đ/tháng 8.000.000 đ/tháng Chi phí Nhân công tính trong một ngày: N = 8.000.000/30 = 267.000 (VNĐ/ngày) d. Chi phí sữa chữa nhỏ (S) Chi phí sữa chữa nhỏ hằng năm ước tính bằng 0,5% tổng số vốn đầu tư vào công trình xử lý: S = 0,005 x T1 = 0,005 x 7.784.372.000 = 38.921.860 (VNĐ/năm) Chi phí sữa chữa tính trong một ngày S = 107.000 (VNĐ/ngày) - Tổng chi phí cho 01 ngày vận hành hệ thống xử lý nước thải : Tvh=D+H+N+S=1.472.000+166.000+267.000+107.000=2.012.000 (VNĐ/ngày) e. Chi phí xử lý 01m3 nước thải Vậy tổng vốn đầu tư cơ bản cho hệ thống xử lý nước thải của nhà máy theo phương án 2 là T2 = 7.784.372.000 (VNĐ) Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 20 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 10 năm. Vậy tổng chi phí khấu hao như sau: Tkh = 501.653.600 (VNĐ/năm) = 1.374.000 (VNĐ/ngày) Chi phí tính cho 01m3 nước thải được xử lý: C2=(Tkh+ Tvh)/900m3 = (2.012.000+ 1.374.000)/900 3.760 (VNĐ/m3.ngày) 4.2. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Chi phí phương án 1 so với phương án 2: C2 – C1= 3.760 – 3.280 = 480 (VNĐ/m3.ngày) Chi phí xử lý 01m3 nước thải của phương án 2 lớn hơn phương án 1 là 480 (VNĐ/m3.ngày). Ngoài ra, so với phương án 2 thì phương án 1 có nhiều ưu điểm hơn: Diện tích đất sử dụng của phương án 1 chiếm ít hơn so với phương án 2 (hai bể lọc sinh học chiếm diện tích khá lớn). Thỏa mãn quỹ đất hiện có của nhà máy. Thi công dễ. Điều kiện quản lý, vận hành và sửa chữa bể Aerotank dễ hơn bể lọc sinh học. Phương án 1 dễ dàng nâng công suất của trạm xử lý nước thải khi cần thiết. Do có những ưu điểm nổi bật vượt trội so với phương án 2, ta sử dụng phương án 1 để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Công ty TNHH Tân Trường Hưng, tỉnh Tây Ninh. CHƯƠNG 5 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHƯƠNG 5 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5.1. GIAI ĐOẠN KHỞI ĐỘNG 5.1.1 Bể Acid hóa kết hợp điều hòa Bùn trong bể được lấy từ bể tự hoại hoặc sau 1 thời gian cho dần nước thải để tạo bùn. Khi bể đi vào hoạt động ổn định lượng bùn chiếm 1/3 bể. Cách vận hành gần giống UASB như đơn giản hơn. 5.1.2 Bể UASB Vì khí CH4, CO2 và hỗn hợp khí sinh vật khác được hình thành bởi hoạt động phân hủy của các vi khuẩn kỵ khí nên yêu cầu đầu tiên là bể UASB phải tuyệt đối kín. Vi khuẩn sinh metan mẫn cảm cao với oxy, nếu không giữ kín sự hoạt động của vi khuẩn sẽ không bình thường và bể không có khả năng giữ khí. 5.1.2.1. Chuẩn bị bùn Bùn sử dụng trong bể UASB được lấy từ bể UASB của công trình xử lý nước thải nhà máy Hòang Minh. Nồng độ bùn trong dao động từ 10 đến 20g/l, hàm lượng chất rắn bay hơi là 6,2% tính trên khối lượng bùn ướt. Thời gian và hiệu quả xử lý của bể UASB trong giai đoạn khởi động phụ thuộc vào sự thích nghi môi trường xử lý mới của các vi sinh vật. Thể tích bùn được cấy vào bể thường chiếm khoảng 1/4 - 1/3 bể. Thời gian thích nghi của vi sinh vật lên men kỵ khí diễn ra rất chậm, do đó thời gian thích nghi của bùn kéo dài trong khoảng 30 ngày trong điều kiện nhiệt độ từ 25 đến 350, pH trung tính. Thời gian thích nghi của vi khuẩn lên men rất nhanh xảy ra ngay trong ngày, trong khi đó thời gian thích nghi của các vi khuẩn phân hủy protein, axit béo, lipit lại chậm từ 3 đến 10 ngày. 5.1.2.2 Kiểm tra bùn Chất lượng bùn : hạt bùn phải có kích thước đều nhau, bán kính của hạt khỏang 0,6mm, bùn phải có màu đen sậm. Nếu điều kiện cho phép có thể tiến hành kiểm tra chất lượng và thành phần quần thể vi sinh vật của bể định lấy bùn sử dụng trước khi lấy bùn là 5 ngày. 5.1.2.3 Vận hành Khởi động hệ thống thực hiện các bước tiến hành như sau: 1. Bơm nước thải chỉnh lưu lượng sao cho tải trọng bể đạt giá trị ổn định 2 kg/m3ngày và tăng dần lên theo hiệu quả xử lý của bể đến 9kgCOD/m3/ngày. 2. Để thời gian từ 3 đến 5 ngày bơm tuần hoàn 100% lượng nước thải với mục đích làm các vi sinh vật phục hồi. Sau đó duy trì chế độ hoạt động liên tục. 3. Trong giai đoạn khởi động, lấy mẫu và phân tích là rất cần thiết vì chúng giúp cho người vận hành điều chỉnh đúng thông số hoạt động của các thiết bị, công trình xử lý. Thông số kiểm soát chỉ tiêu pH, nhiệt độ, lưu lượng, nồng độ COD, nồng độ MLSS được kiểm tra hàng ngày, Chỉ tiêu BOD5 nitơ, photpho chu kỳ kiểm tra1 lần/ tuần. Các vị trí kiểm tra đo đạc là trước khi vào bể, trong bể, ra khỏi bể. Cần có sự kết hợp quan sát các thông số vật lý như độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt trong bể cũng như dòng chảy. Tần số quan sát là hàng ngày. 5.1.3. Bể Aerotank 5.1.3.1. Chuẩn bị bùn Bùn sử dụng là loại bùn xốp có chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Tùy theo tính chất và điều kiện môi trường của nước thải mà sử dụng bùn hoạt tính cấy vào bể xử lý khác nhau. Bùn Lấy từ công trình xử lý hiếu khí của công ty Hòang Minh. Nồng độ bùn ban đầu cần cung cấp cho bể hoạt động là 1g/l – 1,5g/l. Do đó thể tích bùn cần thiết cho bể khoảng 30m3. 5.1.3.2. Kiểm tra bùn Chất lượng bùn : Bông bùn phải có kích thước đều nhau. Bùn tốt sẽ có màu nâu. Nếu điều kiện cho phép có thể tiến hành kiểm tra chất lượng và thành phần quần thể vi sinh vật của bể định lấy bùn sử dụng trước khi lấy bùn là 2 ngày. 5.1.3.3 Vận hành Quá trình phân hủy hiếu khí và thời gian thích nghi của các vi sinh vật diễn ra trong bể AEROTANK thường diễn ra rất nhanh, do đó thời gian khởi động bể rất ngắn. Các bước tiến hành như sau: + Kiểm tra hệ thống nén khí, các van cung cấp khí. + Cho bùn hoạt tính vào bể. Trong bể AEROTANK, quá trình phân hủy của vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH của nước thải, nhiệt độ, các chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính đồng nhất của nước thải. Do đó cần phải theo dõi các thông số pH, nhiệt độ, nồng độ COD, nồng độ MLSS, SVI, DO được kiểm tra hàng ngày, Chỉ tiêu BOD5 nitơ, photpho chu kỳ kiểm tra1 lần/ tuần. Cần có sự kết hợp quan sát các thông số vật lý như độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt trong bể cũng như dòng chảy. Tần số quan sát là hàng ngày. Chú y: Trong giai đoạn khởi động cần làm theo hướng dẫn của người có chuyên môn. Cần phải sửa chữa kịp thời khi gặp sự cố. 5.2. VẬN HÀNH HẰNG NGÀY 5.2.1. Bể UASB Khi bể hoạt động ổn định, giá trị của các thông số kiểm soát hầu hết giống với giai đoạn khởi động, có một vài thông số thay đổi như sau: + Lưu lượng nước thải được nâng lên đến 42m3/h. + Nồng độ COD của nước thải có thể lên tới 3000mg/l. + Tải trọng xử lý của bể duy trì ở giá trị 10kg/m3ngày. + Lượng bùn hạt hình thành lớn hơn. + Lưu lượng khí thu được lớn hơn và luôn ổn định theo thời gian. Các yếu tố sau sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của bể UASB: Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình, cần duy trì trong khoảng 30÷350C. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình này là 350C. pH pH tối ưu cho quá trình dao động trong phạm vi rất hẹp, từ 6,5 đến 7,5. Sự sai lệch khỏi khoảng này đều không tốt cho pha methane hóa. Chất dinh dưỡng Cần đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = (400÷1000):7:1 để vi sinh vật phát triển tốt, nếu thiếu thì bổ sung thêm. Độ kiềm Độ kiềm tối ưu cần duy trì trong bể là 1500÷3000 mg CaCO3/l để tạo khả năng đệm tốt cho dung dịch, ngăn cản sự giảm pH dưới mức trung tính. Muối (Na+, K+, Ca2+) Pha methane hóa và acid hóa lipid đều bị ức chế khi độ mặn vượt quá 0,2 M NaCl. Sự thủy phân protein trong cá cũng bị ức chế ở mức 20 g/l NaCl. IC50 = 700¸7600 mg/l. Lipid Đây là các hợp chất rất khó bị phân hủy bởi vi sinh vật. Nó tạo màng trên VSV làm giảm sự hấp thụ các chất vào bên trong. Ngoài ra còn kéo bùn nổi lên bề mặt, giảm hiệu quả của quá trình chuyển đổi methane. Đối với LCFA, IC50 = 500÷1250 mg/l. Hoạt động của vi khuẩn sẽ không có hiệu quả nếu chất hữu cơ lên men không trộn đều. Nếu bề mặt nước có lớp váng dày bao phủ cần phải khuấy trộn để phá tan lớp váng đó. Nước thải vào bể cần có hàm lượng các chất ổn định tránh hiện tượng gây sốc cho bể. Do hoạt động lâu nên trong bể có thể tích lũy các ion NH4+, Ca, K, Na, Zn, SO4.. Ở nồng độ cao quá các ion này có thể ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn sinh metan. Để khắc phục tình trạng trên người ta có thể lắng thu cặn sau một thời gian dài hoạt động. 5.2.2. Bể Aerotank Đối với hoạt động bể AEROTANK giai đoạn khởi động rất ngắn nên sự khác với giai đoạn hoạt động không nhiều. Giai đoạn hệ thống đã hoạt động có số lần phân tích ít hơn giai đoạn khởi động. Các yếu tố sau sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của bể Aerotank: Các hợp chất hóa học Nhiều hóa chất phênol, formaldêhyt , các chất bảo vệ thực vật, thuốc sát khuẩn,… có tác dụng gây độc cho hệ vi sinh vật trongbùn hoạt tính, ảnh hưởng tới hoạt động sống của chúng, thậm chí gây chết . Nồng độ oxi hòa tan DO Cần cung cấp liên tục để đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu hiếu khí của vi sinh vật sống trong bùn hoạt tính . Lượng oxi có thể được coi là đủ khi nước thải đầu ra bể lắng 2 có DO là 2 mg/l. Thành phần dinh dưỡng Chủ yếu là cacbon, thể hiện bằng BOD ( nhu cầu oxi sinh hóa ), ngoài ra còn cần có nguồn Nitơ (thường ở dạng NH+4 ) và nguồn Phốtpho (dạng muối Phốt phat), còn cần nguyên tố khoáng như Magiê, Canxi, Kali, Mangan, Sắt,… - Thiếu dinh dưỡng : tốc độ sinh trưởng của vi sinh giảm, bùn hoạt tính giảm, khả năng phân hủy chất bẩn giảm. - Thiếu Nitơ kéo dài : cản trở các quá trình hóa sinh, làm bùn bị phồng lên, nổi lên khó lắng . - Thiếu Phốtpho : vi sinh vật dạng sợt phát triển làm cho bùn kết lại, nhẹ hơn nước nổi lên, lắng chậm, giảm hiệu quả xử lí. Khắc phục : cho tỉ lệ dinh dưỡng BOD : N : P = 100 : 5 : 1. Điều chỉnh lượng bùn tuần hoàn phù hợp. Tỉ số F/M Nồng độ cơ chất trong môi trường ảnh hưởng nhiều đến vi sinh vật, phải có một lượng cơ chất thích hợp, mối quan hệ giữa tải trọng chất bẩn với trạng thái trao đổi chất của hệ thống được biểu thị qua tỉ số F/M pH Thích hợp là 6,5 – 8,5, nếu nằm ngoài giá trị này sẽ ảnh hưởng đến quá trình hóa sinh của vi sinh vật, quá trình tạo bùn và lắng. Nhiệt độ Hầu hết các vi sinh vật trong nước thải là thể ưa ấm , có nhiệt độ sinh trưởng tối đa là 400C , ít nhất là 50C . Ngoài ra còn ảnh hưởng đến quá trình hòa tan oxi vào nước và tốc độ phản ứng hóa sinh . 5.3. NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ TRONG VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ Nhiệm vụ của trạm xử lý nước thải là bảo đảm xả nước thải sau khi xử lý vào nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn quy định một cách ổn định. Tuy nhiên, trong thực tế, do nhiều nguyên nhân khác nhau có thể dẫn tới sự phá hủy chế độ hoạt động bình thường của các công trình xử lý nước thải, nhất là các công trình xử lý sinh học. Từ đó dẫn đến hiệu quả xử lý thấp, không đạt yêu cầu đầu ra. Những nguyên nhân chủ yếu phá hủy chế độ làm việc bình thường của trạm xử lý nước thải: Lượng nước thải đột xuất chảy vào quá lớn hoặc có nước thải sản xuất hoặc có nồng độ vượt quá tiêu chuẩn thiết kế. Nguồn cung cấp điện bị ngắt. Lũ lụt toàn bộ hoặc một vài công trình. Tới thời hạn không kịp thời sữa chữa đại tu các công trình và thiết bị cơ điện. Công nhân kỹ thuật và quản lý không tuân theo các quy tắc quản lý kỹ thuật, kể cả kỹ thuật an toàn. Quá tải có thể do lưu lượng nước thải chảy vào trạm vượt quá lưu lượng thiết kế do phân phối nước và bùn không đúng và không đều giữa các công trình hoặc do một bộ phận các công trình phải ngừng lại để đại tu hoặc sữa chữa bất thường. Phải có tài liệu hướng dẫn về sơ đồ công nghệ của toàn bộ trạm xử lý và cấu tạo của từng công trình. Ngoài các số liệu về kỹ thuật còn phải chỉ rõ lưu lượng thực tế và lưu lượng thiết kế của các công trình. Để định rõ lưu lượng thực tế cần phải có sự tham gia chỉ đạo của các cán bộ chuyên ngành. Khi xác định lưu lượng của toàn bộ các công trình phải kể đến trạng thái làm việc tăng cường _ tức là một phần các công trình ngừng để sữa chữa hoặc đại tu. Phải bảo đảm khi ngắt một công trình để sữa chữa thì số còn lại phải làm việc với lưu lượng trong giới hạn cho phép và nước thải phải phân phối đều giữa chúng. Để tránh quá tải, phá hủy chế độ làm việc của các công trình, phòng chỉ đạo kỹ thuật _ công nghệ của trạm xử lý phải tiến hành kiểm tra một cách hệ thống về thành phần nước theo các chỉ tiêu số lượng, chất lượng. Nếu có hiện tượng vi phạm quy tắc quản lý phải kịp thời chấn chỉnh ngay. Khi các công trình bị quá tải một cách thường xuyên do tăng lưu lượng và nồng độ nước thải phải báo lên cơ quan cấp trên và các cơ quan thanh tra vệ sinh hoặc đề nghị mở rộng hoặc định ra chế độ làm việc mới cho công trình. Trong khi chờ đợi, có thể đề ra chế độ quản lý tạm thời cho đến khi mở rộng hoặc có biện pháp mới để giảm tải trọng đối với trạm xử lý. Để tránh bị ngắt nguồn điện, ở trạm xử lý nên dùng hai nguồn điện độc lập. 5.4. TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN 5.4.1. Tổ chức quản lý Quản lý trạm xử lý nước thải được thực hiện trực tiếp qua cơ quan quản lý hệ thống. Cơ cấu lãnh đạo, thành phần cán bộ kỹ thuật, số lượng công nhân mỗi trạm tùy thuộc vào công suất mỗi trạm, mức độ xử lý nước thải cả mức độ cơ giới và tự động hóa của trạm. Ở trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Công ty TNHH Tân Trường Hưng, Tỉnh Tây Ninh cần 02 cán bộ kỹ thuật để quản lý, vận hành hệ thống xử lý nước thải. Quản lý về các mặt: kỹ thuật an toàn, phòng chống cháy nổ và các biện pháp tăng hiệu quả xử lý. Tất cả các công trình phải có hồ sơ sản xuất. Nếu có những thay đổi về chế độ quản lý công trình thì phải kịp thời bổ sung vào hồ sơ đó. Đối với tất cả các công trình phải giữ nguyên không được thay đổi về chế độ công nghệ. Tiến hành sữa chữa, đại tu đúng thời hạn theo kế hoạch đã duyệt trước. Nhắc nhở những công nhân thường trực ghi đúng sổ sách và kịp thời sữa chữa sai sót. Hàng tháng lập báo cáo kỹ thuật về bộ phận kỹ thuật của trạm xử lý nước thải. Nghiên cứu chế độ công tác của từng công trình và dây chuyền, đồng thời hoàn chỉnh các công trình và dây chuyền đó. Tổ chức cho công nhân học tập kỹ thuật để nâng cao tay nghề và làm cho việc quản lý công trình được tốt hơn, đồng thời cho họ học tập về kỹ thuật an toàn lao động. 5.4.2. Kỹ thuật an toàn Khi công nhân mới làm việc phải đặc biết chú ý về an toàn lao động. Hướng dẫn họ về cấu tạo, chức năng từng công trình, kỹ thuật quản lý và an toàn, hướng dẫn cách sử dụng máy móc thiết bị và tránh tiếp xúc trực tiếp với nước thải. Công nhân phải trang bị bảo hộ lao động khi tiếp xúc với hóa chất. Phải an toàn chính xác khi vận hành. Khắc phục nhanh chóng nếu sự cố xảy ra, báo ngay cho bộ phận chuyên trách giải quyết. 5.4.3. Bảo trì Công tác bảo trì thiết bị, đường ống cần được tiến hành thường xuyên để đảm bảo hệ thống xử lý hoạt động tốt, không có những sự cố xảy ra. Các công tác bảo trì hệ thống bao gồm : Hệ thống đường ống : Thường xuyên kiểm tra các đường ống trong hệ thống xử lý, nếu có rò rỉ hoăc tắc nghẽn cần có biện pháp xử lý kịp thời. Các thiết bị : + Máy bơm : - Hàng ngày vận hành máy bơm nên kiểm tra bơm có đẩy nước lên được hay không. Khi máy bơm hoạt động nhưng không lên nước cần kiểm tra lần lượt các nguyên nhân sau : + Nguồn điện cung cấp có bình thường không. + Cánh bơm có bị chèn bởi các vật lạ không. + Động cơ bơm có bị cháy hay không. Khi bơm phát ra tiếng kêu lạ cũng cần ngừng bơm ngay lập tức và tìm các nguyên nhân để khắc phục sự cố trên. Cần sửa chữa bơm theo từng trường hợp cụ thể. + Động cơ khuấy trộn. - Kiểm tra thường xuyên hoạt động của các động cơ khuấy trộn - Định kỳ 6 tháng kiểm tra ổ bi và thay thế dây cua-roa. + Các thiết bị khác. - Định kỳ 3 tháng vệ sinh súc rửa các thiết bị, tránh tình trạng đóng cặn trên thành thiết bị (bằng cách cho nước sạch trong các thiết bị trong thời gian từ 30 - 60 phút). Đặc biệt chú ý xối nước mạnh vào các tấm lắng tránh tình trạng bám cặn trên bề mặt các tấm lắng. - Máy thổi khí cần thay nhớt định kỳ 6 tháng 1 lần - Motơ trục quay, các thiết bị liên quan đến xích kéo định kỳ tra dầu mỡ 1 tháng 1 lần. - Rulo bánh máy ép bùn định kỳ tra dầu mỡ 1 tháng 1 lần. + Toàn bộ hệ thống sẽ được bảo dưỡng sau 1 năm hoạt động CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1. KẾT LUẬN Với việc đầu tư hơn 4 tỷ đồng cho cả công trình xử lý nước thải và chi phí cho xử lý 1m3 nước thải là 1.968 VNĐ sẽ góp phần bảo vệ môi trường tự nhiên và cải thiện môi trường sống người dân trong khu vực. Đồng thời nâng cao uy tín, chất lượng sản phẩm của nhà máy giúp nhà máy giành được những thị trường quan trọng trong xuất khẩu. Nước thải nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Công ty TNHH Tấn Tân Trường Hưng, tỉnh Tây Ninh có hàm lượng chất dinh dưỡng và chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học tương đối cao nên việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học mang lại hiệu quả cao. Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay, ưu điểm của phương pháp này là chi phí đầu tư và vận hành thấp, phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, không gây độc hại cho môi trường, hiệu quả xử lý cao. Có nhiều phương án để xử lý nước thải tinh bột, nhưng phương án trình bày có những ưu điểm sau: - Bể acid hóa kết hợp điều hòa trong quy trình là một điểm đáng lưu ý: nước thải sản xuất tinh bột có hàm lượng chât hữu cơ, chất lơ lửng rất cao, đặc biệt trong thành phần nước thải chứa CN. Các yếu tố này sẽ gây trở ngại rất lớn cho quá trình xử lý ở các giai đoạn sau. Bể acid hóa kết hợp điều hòa xử lý hàm lượng CN trong nước thải, làm giảm đáng kể COD và chất lơ lửng giảm nhẹ cho các công trình xử lý sau. Ngoài ra, bể còn có tác dụng giúp ổn định lượng nước thải đi vào bể UASB. - Bùn từ bể UASB, bể lắng đợt 2 đều có độ ẩm rất cao. Cụm bể nén bùn và máy lọc ép băng tải được đề nghị ở đây để làm khô bùn cặn. Hiện nay, việc làm khô cặn bằng máy lọc ép băng tải là rất phổ biến vì quản lý đơn giản, ít tốn điện, chiếm diện tích nhỏ mà hiệu suất cao. 6.2. KIẾN NGHỊ - Để hệ thống hoạt động hiệu quả phải kịp thời đào tạo cán bộ chuyên trách về môi trường, cán bộ kỹ thuật để có thể vận hành hệ thống xử lý, theo dõi hiện trạng môi trường của công ty. - Cần hạn chế ô nhiễm mùi phát sinh ra từ các khí độc hại do quá trình phân hủy chất hữu cơ bằng các biện pháp: + Tăng cường sử dụng nước tái tuần hoàn. + Kiểm soát chặc chẽ nước thải ra tại các khâu trích ly, tách ly, tránh thải tinh bột và cặn bã hữu cơ ra ngoài. + Thu gom triệt để các mảnh vụn chất hữu cơ. - Thường xuyên theo dõi hiện trạng của hệ thống thoát nươc, các thiết bị sản xuất, nhằm giảm thiểu tối đa lượng chất thải phát sinh ra ngoài. - Để tránh các sự cố đáng tiếc có thể xảy ra, cần phải có biện pháp an toàn lao động và phòng tránh cháy nổ. - Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho toàn bộ cán bộ, công nhân viên trong toàn công ty. MỤC LỤC Tài liệu tham khảo Phụ lục DANH SÁCH BẢNG BIỂU STT TÊN BẢN BIỂU Trang 1 Bảng 1.1: Thành phần hoá học trong củ khoai mì 5 2 Bảng 1.2 : Thành phần hóa học của vỏ củ khoai mì và bã mì 5 3 Bảng 1.3: Thành phần tính chất nước thải từ sản xuất tinh bột khoai mì 12 4 Bảng 1.4 : Tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đốt dầu FO 15 5 Bảng 1.5 : Tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đốt dầu DO 16 6 Bảng 1.6 : Nồng độ bụi tại một vài nhà máy chế biến tinh bột khoai mì 17 7 Bảng 1.7 : Độ ồn trong phân xưởng của một vài nhà máy có loại hình sản xuất tương tự. 17 8 Bảng 2.1 : Nhân sự của nhà máy 23 9 Bảng 2.2 : Tiêu chuẩn tinh bột của nhà máy 23 10 Bảng 2.3 : Sản lượng sản phẩm của nhà máy 24 11 Bảng 2.4 : Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí 26 12 Bảng 2.5 : Chất lượng nguồn nước ngầm 27 13 Bảng 2.6 : Chất lượng các nguồn nước mặt tại khu vực 27 14 Bảng 2.7 : Nhu cầu nguyên, phụ liệu và hóa chất của nhà máy 32 15 Bảng 2.8 : Mức tiêu thụ điện, nước, nhiên liệu hàng năm của nhà máy 32 16 Bảng 3.1.1: Lưu lượng thành phần nước thải tại nhà máy Tân Châu – Tây Ninh 41 17 Bảng 3.2.1: Thành phần tính chất nước thải 45 18 Bảng 3.2.2: So sánh giữa các phương pháp xử lý kỵ khí 49 19 Bảng 3.2.3 : Tải trọng thủy lực của bể lắng cát hay độ lớn thủy lực theo đường kính hạt trong nước thải đô thị ở 15oC 59 20 Bảng 3.2.4: Khả năng phân hủy CN ở bể acid 63 21 Bảng 3.2.5 : Catalogue của thiết bị máy ép lọc băng tải 92 22 Bảng 3.2.6: Các thông số tính toán thiết kế bể lọc sinh học 93 DANH SÁCH HÌNH VẼ STT TÊN BẢN VẼ Trang 1 Hình 1.1: Sơ đồ sản xuất tinh bột khoai mì ở nhà máy Phước Long 7 2 Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì của nhà máy Hoàng Minh 8 3 Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì kiểu Thái Lan 9 4 Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ chế biến tinh bột khoai mì của cơ sở thủ công 10 5 Hình 1.5: Công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì qui mô hộ gia đình ở các làng nghề 11 6 Hình 1.6: Công nghệ đốt lưu huỳnh 16 7 Hình 2.1: Quy trình sản xuất của nhà máy 30 8 Hình 3.1.1: Hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy Phước Long 39 9 Hình 3.1.2: Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Hoàng Minh 40 10 Hình 3.1.3: Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Tân Châu – Tây Ninh 42 11 Hình 3.2.1: Quá trình phân hủy CN từ finamarin 47 12 Hình 3.2.2: Đồ thị biểu diễn khả năng phân hủy CN tại bể acid hóa 48 13 Hình 3.2.3 : Qui trình xử lý nước thải 1 51 14 Hình 3.2.4 : Qui trình xử lý nước thải 2 54 15 Hình 3.2.5 : Sơ đồ lắp đặt song chắn rác 58 16 Hình 3.2.6 : Cấu tạo bể lắng cát 61 17 Hình 3.2.7 : Cấu tạo tấm hướng dòng 68 18 Hình 3.2.8 : Sơ đồ tấm răng cưa thu nước 70 19 Hình 3.2.9: Sơ đồ ống phân phối khí 83 20 Hình 3.2.10 : Sơ đồ tính toán bể lọc sinh học 93