Đồ án Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Cao Su Đức Thuận - Bình Thuận, Công Suất 100 m3/ngày

khí - 3,6 25 22 Nguồn: Bộ môn chế biến – Viện nghiên cứu cao su Việt Nam. Công nghệ do Trung Tâm Công Nghệ Môi Trường (CEFINEA) kết hợp với Viện Nghiên Cứu Cao Su Việt Nam thực hiện. Bể gạn mủ Bể UASB Hồ sục khí Hồ tuỳ nghi Mô hình nghiên cứu được thực hiện tại Viện Nghiên Cứu Cao Su Việt Nam. Bể lục bình Bể gạn mủ Bể kị khí Bể tảo cao tải Bể điều hoà 3.4 Tình hình chất lượng nước thải ngành chế biến cao su sau khi xử lý. Từ các nguồn số liệu trên có thể cho thấy rằng đặc tính của nước thải ngành chế biến cao su chứa 2 thành phần ô nhiễm chính đó là chất hữu cơ (thể hiện ở các chỉ tiêu BOD và COD) và các chất dinh dưỡng (thể hiện ở các chỉ tiêu Tổng N và N-NH3). Về mức độ ô nhiễm, nếu ta đem so sánh với chất lượng nước thải đô thị thì hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải cao su cao hơn gấp nhiều lần. Bảng 12: So sánh hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và nước thải đô thị. Chỉ tiêu Nước thải đô thị điển hình Nước thải chế biến cao su Ô nhiễm nhẹ Ô nhiễm vừa Ô nhiễm nặng COD 250 500 1000 7084 BOD 110 220 400 3315 TSS 100 220 350 658 Tổng N 20 40 85 253 N – NH3 12 25 50 78 Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam – Báo cáo đánh giá hiện trạng kỹ thuật các hệ thống XLNT Tổng Công Ty Cao Su Việt Nam, tháng 4/2003. Do hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải chế biến cao su quá cao nên mặc dù đã qua xử lý nhưng nước thải ra không đạt tiêu chuẩn môi trường. Bảng 13: Chất lượng tổng quát của nước thải chế biến cao su sau xử lý (mg/l). Chỉ tiêu Giá trị trung bình Biến thiên (CV%) Cột B TCVN 5945-1995 COD 786 159,02 100 BOD5(200C) 322 147,81 50 Tổng N 72 90,30 60 N – NH3 50 89,14 1 TSS 128 95,21 100 pH 7,58 15,77 6 - 9 Nguồn: Bộ môn chế biến – Viện nghiên cứu cao su Việt Nam. CV:Coefficient of Variation (Hệ số daođộng) CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ XƯỞNG CHẾ BIẾN CAO SU ĐỨC THUẬN- BÌNH THUẬN. 4.1 Vị trí địa lý – Điều kiện tự nhiên. 4.1.1 Vị trí địa lý. Nhà máy được xây dựng tại: Cụm Cơng Nghiệp- Tiểu thủ cơng nghiệp xã Đức Hạnh, thơn 1, xã Đức Hạnh, huyện Đức Linh, tỉnh Bình Thuận. Tổng diện tích nhà xưởng khoảng : 12.500m2. - Phía Đông giáp với đường chính cụm CN TTCN. - Phía Bắc giáp Cơ Sở chế biến gạch ngĩi Nghĩa Thành. - Phía Nam giáp đường nội bộ. - Phía Tây giáp với Dự án Mây Tre Đan. Thời tiết, khí hậu: Nằm trong vùng đệm khí hậu giữa cao nguyên Di Linh và đồng bằng ven biển, khí hậu của huyện Đức Linh nói chung và xã Đức Hạnh nói riêng mang tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình và phân ra 2 mùa đó là: mùa mưa và mùa khô rõ rệt. Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10. Đặt trưng của các yếu tố khí hậu được phân tích theo số liệu của Trạm văn Xuân Lộc- Đồng Nai như sau: Nhiệt độ: Nhiệt độ bình quân cả năm là 26,06 0C. Thấp nhất vào tháng 12 và tháng 1 là 24,650C. Cao nhất vào tháng 4 và tháng 5 là 28,420C. Tổng tích ôn trong năm từ 9100- 98000C. Lượng mưa Lượng mưa dao động trong năm từ 1800- 2800mm, phân bố không đều, mưa tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm 90% lượng mưa trong năm. Những tháng còn lại mưa rất ít, tháng 1 và tháng 2 hầu như không có mưa. Số ngày mưa trong năm khoảng 120- 140 ngày. Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình trong năm là 81,83%. Thấp nhất là tháng 2 khoảng 71%. Cao nhất là tháng 8 và tháng 9 tới 90-91%. Số giờ nắng Tổng số giờ nắng trung bình trong năm là 2643,91 giờ, trung bình mỗi ngày có 7,2giờ nắng, so với Hà Nội là 4,5giờ. Tháng có giờ nắng nhiều nhất là tháng 3- 293,56 giờ, ít nhất là tháng 8- 140,43giờ. Gió Hàng năm có 2 mùa gió chính là gió mùa đông bắc từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, gió mùa tây nam từ tháng 5 đến tháng 11. Tốc độ gió từ 18- 27m/s.Gió mùa tây nam thường mang nhiều hơi nước gây mưa rào. Lượng bốc hơi Lượng bốc hơi trung bình cả năm là 1200- 1300mm, cao nhất là tháng 3- 130mm, thấp nhất là tháng 8- 8,8mm. Ngoài ra vào các tháng mùa mưa thường có giông kèm theo sấm sét, bão ít xuất hiện, mùa mưa thường có mưa lớn kéo dài gây nên lũ lụt cho vùng đồng bằng. Các tháng mùa khô đôi khi có sương muối xuất hiện nhưng không kéo dài, thờ gian này ít hoặc không có mưa nên gây khô hạn trên diện rộng. Biên độ nhiệt chênh lệch nhỏ, ít gây sự biến đổi đột ngột về thời tiết. Do có mùa mưa và mùa khô tập trung nên gây ảnh hưởng rất lớn cho sản xuất nông nghiệp cũng như sinh hoạt của dân cư. Bảng14: Tổng hợp các số liệu khí hậu Tháng Nhiệt độ trung bình(0C) Lượng mưa Lượng bốc hơi(%) Độ ẩm không khí Gió Số giờ nắng mm Số ngày Hướng gió Vận tốc (m/s) 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 24,65 25,42 26,62 28,42 27,8 26,52 26,32 26,12 25,72 25,62 24,88 24,65 3,4 42,17 202,96 330,66 318,5 306,26 315,3 345,6 101,45 5,8 1 4 14 19 20 20 21 17 8 2 115 128 130 125 105 95 90 88 89 90 95 105 73 71 73,33 74,66 83 88,66 87 91 90,66 87,66 82 80 ĐB ĐB ĐB ĐB TN TN TN TN TN TN TN ĐB 12 23 27 27 23 21 22 23 21 19 18 19 276,60 262,60 293,56 273,10 207,20 186,40 186,46 140,43 164,60 197,53 203,53 251,80 Cả năm 26,06 120-140 81,83 25 2643,91 4.2 Cơ sở hạ tầng trong khu vực nhà máy. Nguồn cung cấp điện: Nhà máy sử dụng điện 3 pha từ nguồn điện lưới quốc gia qua hệ thống phân phối của tỉnh Bình Thuận. Công ty đã trang bị một trạm biến áp công suất 750 KVA. Ngoài ra, để đảm bảo nguồn điện cho hoạt động sản xuất của nhà máy, Công ty sử dụng máy phát điện công suất 200 KVA, sử dụng dầu DO làm nguồn dự phòng. Nguồn cung cấp nước: Hiện tại khu vực Nhà máy chưa có hệ thống cấp nước thủy cục nên Công ty khoan giếng khai thác nước ngầm để sử dụng. Khu vực huyện Đức Linh có trữ lượng nước ngầm dồi dào, chất lượng nước tốt đảm bảo có thể sử dụng trực tiếp cho nhu cầu sinh hoạt mà không cần áp dụng các biện pháp xử lý. Nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt và sản xuất trung bình khoảng 250 m3/ngày. Hệ thống giao thông khu vực: Nguyên liệu Công ty chủ yếu được vận chuyển bằng đường nơng thơn, đường liên xã, liên huyện. Sản phẩm vận chuyển theo đường tỉnh lộ 713 ra quốc lộ 01 đi TP.HCM và các tỉnh lân cận. Nhìn chung, hệ thống giao thông trong khu vực đáp ứng mọi nhu cầu vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm của Công ty. Nguồn tiếp nhận nước thải: Theo kết quả ghi nhận khối lượng nước tiêu thụ của nhà máy hằng ngày, lượng nước thải ra là 100m3/ngày. Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 7586 – 2006 cột B sẽ được thải ra suối cụt, sông La Ngà. Tồn trữ và xử lý chất thải rắn: Các loại rác thải, phế liệu công nghiệp và rác thải sinh hoạt của công nhân sẽ được thu gom và xử lý theo các quy định của cơ quan chức năng. Công ty sẽ ký hợp đồng vận chuyển và xử lý chất thải công nghệp, rác thải sinh hoạt với các đơn vị chuyên trách việc vận chuyển và xử lý hay lưu trữ chất thải rắn để xử lý tất cả lượng chất thải phát sinh từ quá trình hoạt động của Dự án. Đối với chất thải nguy hại, Công ty sẽ phải lập đầy đủ kế hoạch, phương án nhằm ứng phó với tình trạng khẩn cấp và có hợp đồng ủy thác xử lý với các cơ quan chức năng xử lý theo đúng quy định, quy chế của nhà nước Việt Nam như Quy chế quản lý chất thải nguy hại do Thủ tướng Chính phủ ban hành kèm theo Quyết định số 155/QĐ-CP. 4.3 Tóm Tắt Công Nghệ Sản Xuất 4.3.1 VỐN ĐẦU TƯ Tổng vốn đầu tư: 10.500.000.000 đồng bao gồm vốn đầu tư xây dựng cơ bản và chi phí máy móc thiết bị sản xuất. NHU CẦU LAO ĐỘNG Nhu cầu nhân lực vào năm sản xuất ổn định của Dự án là 40 người, trong đó: - Lao động trực tiếp : 30 người - Lao động gián tiếp : 10 người 4.3.3 SẢN PHẨM – CÔNG SUẤT Sản phẩm sản xuất chính của Nhà máy là mủ cao su SVR 3L, SVR5, SVR 10.Công suất vào năm sản xuất ổn định: 3.000 tấn/năm. Hình 3: Sản phẩm SVR 3L của nhà máy MÁY MÓC, THIẾT BỊ Phần lớn máy móc, thiết bị phục vụ sản xuất có chất lượng tốt, mới 100%. Do cơng ty TNHH Cơ Khí An Sơn lắp đặt. Bảng 15: Danh mục máy móc thiết bị trong dây chuyền sản xuất mủ SVR 3L và SVR5 STT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SỐ LƯỢNG 1 Máy cán kéo Máy 1 2 Máy cán cao su Máy 3 3 Máy cán cắt Máy 1 4 Máy ép kiện 100 tấn hộc di động Máy 1 5 Hệ thống đánh đông tự động (bồn acid + máng chia mủ) Hệ 1 6 Máy quậy mủ Máy 3 7 Băng tải cao su 700 dài Máy 1 8 Băng tải cao su 700 ngắn Máy 3 9 Bơm cốm Máy 1 10 Sàn rung Máy 1 11 Cân điện tử Cái 1 12 Hệ vô bao + Bàn để mủ Hệ 1 13 Lò sấy 1.200 kg/giờ Máy 1 14 Hệ thống nước Hệ 1 15 Hệ thống điện chiếu sáng Hệ 1 16 Tủ điện trung tâm + đường dây điện động lực Hệ 1 Hình 4: Dây chuyền công nghệ sản xuất mủ SVR 3L và SVR5 Bảng 16: Danh mục máy móc thiết bị trong dây chuyền sản xuất mủ SVR kết hợp: STT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SỐ LƯỢNG 1 Máy xắt lát thô Máy 1 2 Máy xắt lát tinh Máy 1 3 Máy băm thô Máy 1 4 Máy cán ba trục Máy 2 5 Máy cán hai trục Máy 2 6 Máy cán cắt Máy 1 7 Băng tải cao su 700 dài Bộ 2 8 Băng tải cao su 700 ngắn Bộ 2 9 Băng tải gầu Bộ 4 10 Bơm rửa trộn Máy 2 11 Máy khuấy trộn Cái 2 12 Sàn trượt rải mủ Cái 1 13 Băng tải cao su di động Bộ 1 14 Hệ thống nước Hệ 1 Hình 5: Dây chuyền công nghệ sản xuất mủ SVR kết hợp 4.3.6 NHU CẦU NGUYÊN VẬT LIỆU, NHIÊN LIỆU, HÓA CHẤT Nhu cầu nguyên liệu sử dụng cho quá trình sản xuất là 6.000 tấn mủ thô/năm. Nguyên vật liệu sản xuất được cung cấp từ các tiểu điền trong vùng. Hình 6: Công đoạn tiếp nhận mủ nước Nhiên liệu sử dụng cho Nhà máy chủ yếu là dầu DO dùng để chạy lò sấy. Tống lượng dầu sử dụng khoảng 12-15 tấn/tháng tính theo định mức và công suất thực tế. Ngoài ra Công ty còn sử dụng máy phát điện dùng nhiên liệu là dầu DO. Nhu cầu sử dụng hóa chất: Acid acetic : 5.200 lít/năm. Amoniac : 26.000 lít/năm. 4.3.6 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÔNG ĐOẠN SINH RA NƯỚC THẢI. BỒN NGÂM RỬA Nước rửa Nước rửa Nước rửa Nước rửa MỦ NƯỚC VƯỜN CÂY BỒN NHẬN MỦ CÁN CREP SỐ 2 CÁN CREP SỐ 3 CÁN CREP SỐ 1 MÁY CÁN CẮT LÒ SẤY ĐÓNG BÀNH / ĐÓNG GÓI CAO SU CỐM MƯƠNG ĐÁNH ĐÔNG MÁY BĂM BÚA Nước rửa Nước pha loãng Axit foocmic / Axit acetic MỦ TẠP Nước thải Rửa Serum/Rửa Nước thải Nước thải Nước thải Nước thải hỗn hợp của nhà máy Hình 6: Quy trình sản xuất và các công đoạn sinh ra nước thải của nhà máy Mô tả quy trình sản xuất: Trong công nghệ này, mủ nước từ vườn cây sau khi được đánh đông bằng acid và mủ đông vườn cây được đưa vào dây chuyền máy sơ chế để đạt kết quả sau cùng là các hạt cao su có kích thước trung bình 3 mm trước khi đưa vào lò sấy. Cao su sau khi sấy được đóng thành bành có trọng lượng 33,3 kg. Phương pháp này cũng được sử dụng để chế biến cao su cốm từ mủ đông phát sinh từ mủ skim. + Mủ đông: Sau khi đánh đông mủ được đưa qua dàn máy cán để cán mỏng, loại bỏ acid, serum trong mủ. Do yêu cầu và nhiệm vụ của từng loại máy nên mỗi máy có chiều sâu và số rãnh của trục khác nhau, khe hở giữa hai trục giảm dần theo thứ tự, số lần cán tùy theo từng loại mủ, để cuối cùng cho ra tờ mủ mịn, đồng đều có độ dày 3 -4 mm. Mỗi máy có hệ thống phun nước ngay trên trục cán để làm sạch tờ mủ trong khi cán. Sau cùng tờ mủ được chuyển qua máy cán bơm liên hợp tạo hạt. Để xác định lượng acid đánh đông: tính dựa vào hàm lượng cao su khô. + Cán băm: Qua máy cán băm liên hợp, máy được cán nhỏ thành hạt có đường kính khoảng 6mm, rồi cho vào hồ rửa, sau đó bơm sẽ hút các hạt cốm sang xe chứa các hộc sấy. + Sấy: Để ráo mủ trong 30 phút, sau đó đẩy xe vào lò xông, sấy ở nhiệt độ 110 – 1200C, thời gian sấy 2 giờ. Điều chỉnh quạt nguội 15 phút trước khi cho ra lò sấy. + Cán ép: Ra khỏi lò sấy, cân khối mủ và ép thành từng bánh ở nhiệt độ 400C, thời gian ép 1 phút. Sau đó, chuyển qua máy kiểm tra kim loại. Giai đoạn cuối cùng là lấy mẫu kiểm phẩm. + Đóng kiện:Bao bánh mủ bằng bao PE, xếp thành kiện, đóng palet, tồn kho. 4.4 Các vấn đề về môi trường của nhà máy chế biến cao su Đức Thuận 4.4.1 CÁC VẤN ĐỀ VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ. Nguồn ô nhiễm không khí trong giai đoạn hoạt động của Nhà máy bao gồm: - Bụi sinh ra do đốt nhiên liệu chạy máy sấy cùng với các khí thải SO2, CO, NO2, THC Các tác nhân vật lý như tiếng ồn, độ rung, nhiệtsinh ra trong quá trình hoạt động sản xuất của Nhà máy. Bụi và khí thải của các phương tiện giao thông ra vào khuôn viên Nhà máy. Bụi sinh ra trong các công đoạn chuyên chở, tiếp nhận nguyên liệu. Mùi hôi (NH3) sinh ra từ quá trình chống đông, từ các mương đánh đông mủ tinh (hơi acid acetic), từ khu vực kho chứa nguyên liệu, từ khu vực lò sấy (mùi hôi tự nhiên của cao su). Mùi hôi do sự lên men và phân hủy kị khí chất hữu cơ trong nước thải từ hệ thống xử lý nước thải. Ô nhiễm bụi Bụi phát sinh chủ yếu trong quá trình vận chuyển và bốc dỡ nguyên vật liệu. Tùy theo điều kiện, chất lượng đường sá, phương thức bốc dỡ và tập kết nguyên liệu mà ô nhiễm phát sinh nhiều hay ít. Bụi do nguyên liệu rơi vãi trong quá trình vận chuyển hoặc từ các kho bãi cuốn theo gió phát tán vào không khí gây ảnh hưởng các khu vực xung quanh. Tuy nhiên, nguồn ô nhiễm này sẽ giảm nếu áp dụng các biện pháp kỹ thuật và quản lý thích hợp. Ô nhiễm mùi Mùi hôi phát sinh trong nhà xưởng sản xuất gồm: Mùi hôi sinh ra từ quá trình chống đông mủ do bổ sung amoniac (NH3). Mùi hôi acid acetic từ các mương đánh đông mủ tinh. Mùi hôi H2S từ nước thải cao su. Ô nhiễm do đốt nhiên liệu Dự án sử dụng dầu DO để cung cấp nhiệt cho lò sấy. Lượng dầu DO cần thiết khoảng 345 kg/ngày (tương ứng 11 tấn thành phẩm/ngày). Ô nhiễm từ quá trình sấy cao su Khi sấy cao su khối ở nhiệt độ 1100C, các chất hữu cơ gây mùi như acid hữu cơ, acid béo dễ bay hơi, khí H2S, NH3, mêtanbay hơi vào môi trường làm ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân trực tiếp sản xuất. Hình 8: Mủ chuẩn bị đưa vào lò sấy Ô nhiễm nhiệt trong khu vực sản xuất Nhiệt độ môi trường làm việc trong phạm vi nhà xưởng phát sinh chủ yếu do: - Bức xạ mặt trời xuyên qua trần mái trong những ngày trời nắng gắt. - Quá trình tích tụ nhiệt thừa từ các máy móc sản xuất. Nhiệt độ cao hơn mức trung bình là 32o C sẽ gây ra một số tác động tiêu cực đến môi trường lao động (vi khí hậu) và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của công nhân như đổ mồ hôi gây mất nước, khó chịu gây mất tập trung, về lâu dài gây ra nhiều thứ bệnh lý về thần kinh. Tuy nhiên, nhà máy có mặt bằng thông thoáng và có hệ thống thông gió nhân tạo nên tình hình ô nhiễm nhiệt cũng được giảm nhiều. CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC. Nước thải sản xuất: Nước thải sản xuất của nhà máy chủ yếu phát sinh từ quá trình chống đông (NH3 dư), từ các mương đánh đông (acid acetic dư), từ công đoạn vệ sinh chi tiết, linh kiện, máy móc và nước rửa xe chứa mủ cao su Nguồn nước này có các thành phần ô nhiễm chủ yếu như pH, COD, SSnếu không được quan tâm xử lý sẽ gây tác động đến nguồn tiếp nhận nước thải Lưu lượng nước thải sản xuất phát sinh trong ngày khoảng 100 m3/ngày. Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt của các cán bộ công nhân viên của nhà máy chủ yếu là nước vệ sinh cá nhân, nước thải ra từ các khu bếp, nhà ăn, chứa các chất hữu cơ (BOD,COD), chất rắn lơ lửng (SS), các chất dinh dưỡng (N, P) và vi sinh vật. Khi thải ra môi trường nếu không được xử lý thích hợp sẽ gây ô nhiễm. Nước mưa chảy tràn: Nước mưa chảy tràn trong khuôn viên nhà máy qua các hệ thống mái che, đường nhựa, sân bãi được đổ bêtông nên không mang theo chất ô nhiễm và được quy ước là nước sạch không gây ô nhiễm. Một số khu vực như bãi cỏ, mặt đất khi nước mưa chảy qua sẽ cuốn theo một số chất cặn bẩn, đất cát xuống công thoát nước mưa của chi nhánh và sẽ làm tắt nghẽn, ứ động đường thoát nước tạo môi trường ô nhiễm và điều kiện vi sinh phát triển đặc biệt là muỗi. Tuy vậy, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mưa có thể có như Nitơ, Photpho, COD, SS đều rất thấp. 4.4.3 CÁC VẤN ĐỀ VỀ CHẤT THẢI RẮN. 1. Rác thải sinh hoạt: Rác sinh hoạt sinh ra do các hoạt động sinh hoạt của công nhân trong Nhà máy bao gồm: thực phẩõm, rau quả dư thừa, bọc nilon, giấy, thùng carton, lon, chai Lượng rác sinh ra do mỗi người theo nhiều tài liệu thống kê cho thấy từ 0,5 kg/ngày. Như vậy, với số lượng 40 lao động làm việc tại Nhà máy thì lượng rác thải hàng ngày có thể ước tính khoảng 20 kg/ngày. Rác thải sinh hoạt phát sinh sẽ được thu gom hằng ngày vào bể chứa rác, định kỳ đem chôn lấp hoặc ủ làm phân bón cho cây cao su. Chất thải rắn công nghiệp và nguy hại Chất thải rắn công nghiệp chủ yếu sinh ra trong quá trình sản xuất bao gồm mủ cao su nguyên liệu, phế phẩm cao su, bao bì hư hỏng, thùng chứa hóa chất, dung môiNgoài ra còn một lượng lớn rác thải từ hệ thống xử lý nước thải. Các chất thải rắn này nếu không có biện pháp giải quyết tốt và thích hợp thì cũng sẽ gây ô nhiễm và tác động đến môi trường như ô nhiễm đất, mất mỹ quan công trình, vệ sinh công nghiệp và ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân. 4.4.4 Sự cố, rủi ro môi trường và tai nạn lao động Trong quá trình hoạt động, Nhà máy cần quan tâm đến các sự cố, rủi ro về cháy nổ có thể do: Lưu trữ các nguyên vật rất dễ bắt cháy không đúng qui định; đặt ở những nơi phát sinh nhiệt, dễ cháy, gần khu vực sản xuất, gia công. Kho thành phẩm đặt gần nơi sản xuất, đặt ở những nơi dễ phát sinh nguồn nhiệt hay bắt cháy. Tàng trữ nhiên liệu không đúng qui định; sự cố rò rỉ, bay hơi nhiên liệu Tồn trữ các loại chất thải rắn không đúng cách và không thích hợp trong khu vực sản xuất hay nơi lưu trữ được chỉ định. Trong quá trình vận hành, phát sinh nhiệt và dẫn đến cháy. Vứt bừa bãi tàn thuốc hay những nguồn lửa khác vào khu vực tồn trữ nguyên vật liệu hay nhiên liệu gas. Nhà máy đã trang bị hệ thống phòng cháy chữa cháy và tổ chức tuyên truyền, phổ biến kiến thức về phòng g chữa cháy cho công nhân trong nhà Máy để bảo đảm an toàn cho nhân viên trong nhà máy. 4.5 Kết quả phân tích nước thải Chỉ tiêu ô nhiễm Giá trị pH 4,6 SS(mg/l) 148 COD (mgO2/l) 2900 BOD5 (mgO2/l) 1800 Tổng TKN (mg/l) 73 NH3 (mg/l) 1,13 Vì nước thải ra của nhà máy là của cả hai quá trình chế biến mủ tạp và mủ nước, mà tỉ lệ hai loại mủ này là không nhất định nên nước thải ra hằng ngày có sự chênh lệch về tính chất. Do vậy, cần tiến hành lấy mẫu và phân tích nhiều lần để thu được kết quả nước thải chưa xử lý có độ chính xác cao. Bảng 17: Kết quả phân tích mẫu 1 Bảng 18: Kết quả phân tích mẫu 2 Chỉ tiêu ô nhiễm Giá trị pH 4,9 SS(mg/l) 230 COD (mgO2/l) 3100 BOD5 (mgO2/l) 2200 Tổng TKN (mg/l) 98 NH3 (mg/l) 1,8 Bảng 19: Kết quả phân tích mẫu 3 Chỉ tiêu ô nhiễm Giá trị pH 4,8 SS(mg/l) 195 COD (mgO2/l) 3100 BOD5 (mgO2/l) 1700 Tổng TKN (mg/l) 90 NH3 (mg/l) 1,57 Bảng 20: Kết quả phân tích trung bình Chỉ tiêu ô nhiễm Giá trị Tiêu chuẩn cho phép TCVN 7586 – 2006 Cột B pH 4,6 – 4,9 6 – 9 100 250 50 60 40 SS(mg/l) 191 COD (mgO2/l) 2900 BOD5 (mgO2/l) 1700 Tổng TKN (mg/l) 87 NH3 (mg/l) 1,5 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CAO SU ĐỨC THUẬN- BÌNH THUẬN, CÔNG SUẤT 100M3/NGÀY.ĐÊM. 5.1 Thành phần tính chất nước thải và yêu cầu xử lý. Qua quá trình khảo sát và phân tích chất lượng nước thải từ dây chuyền chế biến mủ cao su của nhà máy chế biến cao su Đức Thuận- Bình Thuận, ta thấy rằng nước thải chứa hàm lượng các chất ô nhiễm cao. Do đó, nếu nước thải không được xử lý mà thải ra môi trường ngoài thì sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh và sức khoẻ con người. Vì vậy việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh ra từ dây chuyền chế biến mủ của nhà máy là hết sức cần thiết. Các thông số đầu vào: Lưu lượng trung bình trong ngày: 100 m3/ngày.đêm. pH :4,6 – 4,9 SS : 191mg/l. COD : 2900 mg/l. BOD5 : 1900 mg/l. NH3 : 1,5 TKN : 87 Tiêu chuẩn thiết kế: Nước thải từ dây chuyền chế biến mủ sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường theo TCVN 7586:2006, cột B. pH : 6 – 9. SS : 100 mg/l. COD : 250 mg/l. BOD5 (200C) :50 mg/l. Tổng N : 60 mg/l. Amoni, tính theo N : 40 mg/l. 5.2 Cơ sở lựa chọn thiết kế. Lựa chọn dây chuyền công nghệ là một bước hết sức quan trọng quyết định sự thành công hay thất bại, sự kinh tế, hợp lý cua việc xử lý nước thải.Việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho dây chuyền chế biến mủ cao su của nhà máy Đức Thuận dựa trên cơ sở sau: Lưu lượng nước thải: 100 m3/ngày.đêm. Nước thải sinh ra chứa nồng độ các chất ô nhiễm COD, BOD cao do đó cần thiết kế hệ thống kết hợp xử lý COD, BOD. Nước thải sau khi xử lý đạt cột B, TCVN 7586: 2006. Mặt bằng tại nhà máy cao su Đức Thuận rộng và thích hợp xây dựng các công trình xử lý sinh học. Công trình xử lý được xây dựng phù hợp với khả năng tài chính của công ty. Dựa vào tình hình thực tế và khả năng tài chính của nhà máy để tính toán chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống xử ly.ù Tận dụng các hồ chứa nước thải sẳn có của nhà máy để tiết kiệm quỹ đất. 5.3 Đề xuất các phương án xử lý. 5.3.1 Phương án 1 BỂ GẠN MỦ HỒ TÙY NGHI HỒ KỴ KHÍ 5.3.2 Phương án 2 CÔNG NGHỆ BÙN HOAT TÍNH BỂ GẠN MỦ BỂ KỴ KHÍ (UASB) Bể gạn mủ: bể gạn mủ hay còn gọi là bẫy mủ (rubber trap) được phát triển lần đầu bởi Viện Nghiên cứu Cao su Malaysia nhằm mục đích kéo dài quá thời gian đông tụ của mủ cao su để tách mủ ra khỏi nước thải. Nước thải sau khi tập trung tại cống gom sẽ được cho chảy vào bể gạn mủ. Do bể gạn mủ được chia làm nhiều ngăn để làm cho dòng chảy qua nó bị đổi hướng nhiều lần theo phương thẳng đứng nên ngoài chức năng thu hồi lượng mủ còn sót lại, bể gạn mủ còn làm giảm một phần BOD và làm tăng pH do hệ quả của quá trình phân hủy kỵ khí bắt đầu xảy ra trong bể. Hồ kỵ khí: hồ làm việc theo quy trinh sinh học kỵ khí, khi nồng độ chất bẩn trong hồ lớn, lượng oxy do hòa tan và lượng oxy do quang hợp sinh ra chi đủ để oxy hóa chất bẩn có trong lớp nước rất mỏng nằm ngay sát mặt thoáng, ngay dưới lớp nước này thì không có oxy hòa tan, quá trình phân hủy chất hữu cơ bằng sinh học có 3 bước. Bước 1 là phá vỡ các liên kết hữu cơ, bước 2 là hình thành axít hữu cơ, bước 3 là phân hủy axít hữu cơ thành khí metan, qua trình phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ của nước. Trong môi trường phân huỷ kị khí (anaerobic) ngoài khả năng loại bỏ được BOD thì tại đây vi khuẩn kị khí sẽ tác động đến các axic béo bay hơi có sẵn trong nước thải để giải phóng Photpho. Chiều sâu của hồ kỵ khí thường chọn phải đủ lớn để giảm diện tích bề mặt và giữ nhiệt độ nước được ổn định vào mùa lạnh. Thường chiều sâu được chọn trong khoảng 1,8 đến 3,1m. Hồ tùy nghi: Trong hồ lưỡng tính, tùy thuộc vào nồng độ COD, BOD của nước và độ nhiệt do hấp thụ ánh sáng mà hồ đươc chia thành 2 lớp, lớp trên mặt do hấp thụ đủ lượng oxy nên là lớp hiếu khí, còn lớp dưới và đáy ngược lại là lớp kỵ khí.Lớp hiếu khí trên mặt hồ có chiều dày dao động trong ngày đêm.Ban ngày độ dày của lớp nước này cao hơn ban đêm. Cặn của nước thải sẽ lắng xuống đáy hồ và bị phân hủy yếm khí sinh ra khí mêtan và các khí khác, hồ sẽ bốc mùi nếu lớp hiếu khí ở trên không đủ dày và làm việc không tốt. Công nghệ bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là công trình làm sạch sinh học khá điển hình và năng động, nước thải chảy bể được hòa trộn với bùn hoạt tính tuần hoàn và được sục khí liên tục. Người ta dùng thiết bị khuấy trộn bằng không khí nén hoặc bằng cơ khí để cung cấp oxy cho vi sinh vật và khuấy trộn đều hỗn hợp.Qúa trình xử lý nước thải qua 3 giai đoạn: giai đoạn khuếch và chuyển chất từ dịch thể, giai đoạn hấp thụ chất bẩn các chất bẩn từ bề mặt ngoài các tế bào qua màng bán thấm và giai đoạn chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ trong tế bào sinh ra năng lượng. Bể kỵ khí UASB Bể có hình trụ tròn và được xây dựng bằng vật liệu bê tông cốt thép.Hiệu quả xử lý của bể rất cao. Nước thải được bơm vào bể UASB bằng bơm định lượng từ đáy dưới lên trên, chảy qua lớp bùn kỵ khí và ra ngoài. Bể hoạt động qua 2 giai đoạn là chạy khở động và chạy ổn định. Đây là một phương pháp xử lý ít tiêu hao năng lượng trong quá trình hoạt động và tự sản sinh ra năng lượng có thể thu hồi sử dụng dưới dạng biogas. 5.4 Tính toán các công trình xử lý. Phương án 1 5.4.1 Tính toán bể gạn mủ L B H Hình 9: Cấu tạo bể gạn mủ L1 a) Lưu lượng nước thải trung bình trong 1 giờ: b) Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất: Trong đó kh: là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất (kh = 1,5 – 3,5), chọn kh = 1,5. c) Thể tích bể gạn mủ: Chọn thời gian lưu nước trong bể gạn mủ là: 72h. (Theo khuyến cáo của viện nghiên cứu cao su Việt Nam) Chọn chiều sâu hữu ích (Hh) của bể gạn mủ là: 2m. d) Diện tích của bể gạn mủ là: Các thông số (Hh, L, B) = 2,5*20*9,1 Chia bể gạn mủ thành 10 ngăn. Thông số mỗi ngăn (Hh, Ln, B) = 2,5*2*9,1m. Chọn chiều cao bảo vệ (Hbv) là 0,3m và độ dầy của vách ngăn giữa các ngăn là 0,2m. Chiều sâu xây dựng của bể gạn mủ là : Hbv + Hh = 2,5 + 0,3 = 2,8(m). Chiều dài xây dựng của bể gạn mủ là: 2*10 + 0,2*11= 22,2(m). Chiều rộng xây dựng của bể gạn mủ là: 9,1+ 2*0,2 = 9,5(m). Diện tích xây dựng bể gạn mủ: L*B = 22,2*9,5 = 210,9(m2) Để nước thải đi từ ngăn này qua ngăn kia mà có thể giữ lại lượng cao su còn lại trong nước thải,ta phải thiết kếsao cho c ác vách ngăn 1,3 và 5 cách đáy bể là 0,3m và các vách ngăn 2 và 4 cách mặt nước là 0,2 và cách mặt đất là 0,5. e) Ước tính nồng độ các chất ô nhiễm sau khi qua bể gạn mủ: Bể gạn mủ có thể xem là một công trình đơn vị quan trọng trong dây chuyền xử lý nước thải cao su, bể gạn mủ giúp thu hồi được 98% lượng mủ thừa còn trong nước (theo nghiên cứu thực tế của Viện Nghiên Cứu Cao Su Việt Nam) và nước thải sau khi qua bể gạn mủ thì hàm lượng các chất ô nhiễm sẽ giảm: H%COD là 10%, CODra= (1-0,1)*CODvao=(1- 0,1)*2900 = 2610mg/l). H%BOD là 10%, BODra= (1-0,1)*BODvao= (1- 0,1)*1900 = 1710(mg/l). H%SS là 40%, SSra= (1- 0,4)*SSvao= (1-0,4)*191=115(mg/l). H%TKN là 10%, TKNra= (1- 0,1)*Nvao=(1- 0,1)*87 = 78,3 (mg/l). H%NH3 là 10%, Pra= (1- 0,1)*NH3 vao=(1- 0,1)*1,5=1,35(mg/l). Bảng21: Tóm tắt thông số thiết kế bể gạn mủ STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thời gian lưu nước (t) h 72 2 Thể tích (W) m3 454 3 Diện tích (F) m2 210,9 4 Chiều cao (H) m 2,8 5 Chiều dài (L) m 22,2 6 Chiều rộng (B) m 9,5 5.4.2 Hồ kị khí. Chọn thời gian lưu nước trong hồ kị khí là 5ngày. Với thời gian lưu nước này thì hiệu quả khử BOD là 70%. Ta chia thành 2 hồ kỵ khí đơn vị, như vậy hiệu quả khử BOD là khoảng 80%. Lưu lượng nước: a) Thể tích của mỗi hồ kị khí là: Chọn hình dạng của hồ kị khí là hình thang và chiều sâu hữu ích Hh của hồ là 3,6m (Theo PGS.TS Hoàng Huệ-XLNT). b) Diện tích hai đáy của hồ kị khí: Chọn diện tích bề đáy (F1) của hồ kị khí là : L1*B1 = 20*12m = 240(m2). Ta có Giải phương trình trên ta xác định được F2 =128(m2). Với các thông số L2, B2 như sau: L2*B2 = 14*9m. Chọn chiều cao bảo vệ là 0.3m và bề dầy thành bảo vệ là 0,5m. Chiều sâu xây dựng hồ kị khí là 3,9m. Chiều dài xây dựng mỗi hồ kị khí là 21m. Chiều rộng xây dựng hồ kị khí 13m. Diện tích xây dựng Hồ kị khí: B*L = 21*13= 273(m2). Hàm lượng BOD sau khi qua Hồ kị khí (hiệu quả khử 70%): BODra= (1-0,8)*1710= 342(mg/l). Bảng 22: Tóm tắt thông số thiết kế hồ kị khí. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Số đơn vị hồ hồ 2 2 Thời gian lưu nước (t) ngày 5 3 Thể tích (W) m3 1500 4 Diện tích (F) m2 273 5 Chiều sâu xây dựng (H) m 3,9 6 Chiều dài (L) m 21 7 Chiều rộng (B) m 13 5.4.3 Hồ tùy nghi. Chọn số hồ tùy nghi là 2 hồ. Qua nghiên cứu thực tế ở Malaysia, sau khi qua mỗi hồ, với thời gian lưu nước trên 5 ngày hiệu quả xử lý BOD là trên 43%.Như vậy qua 2 hồ, hiệu quả xử lý (E) của hồ đạt trên 80%. Ta chọn E= 86% Theo PGS.TS Hoàng Huệ – XLNT): a) Thời gian lưu nước trong hồ được xác định theo công thức: Trong đó: S0: BOD5 của nước thải xả vào hồ, mg/l. S0=342(mg/l). S: BOD5 của nước thải ra khỏi hồ, mg/l. S= (1-0,86)*398 = 48(mg/l). t: thời gian lưu nước trong hồ. kt: hệ số phụ thuộc vào kiểu hồ, nhiệt độ và tính chất nước thải. Trong đó: k20: 0,3 < k20 < 2,5 chọn k20= 0,9 C: hằng số, đối với hồ làm thoáng tự nhiên C = 1,035 – 1,074, chọn C = 1,03. Vậy thời gian lưu nước trong hồ tùy nghi là: Ta chọn thời gian lưu nước ở mỗi hồ là 6ngày. b) Thể tích của mỗi hồ tùy nghi là : Chọn chiều sâu hữu ích của hồ Hh = 1,2m. Chiều sâu của hồ thường lấy vào khoảng 0,9 – 1,5m. (Theo PGS.TS Hoàng Huệ – XLNT). Chọn hình dạng của hồ tùy nghi hình thang và tỷ lệ chiều dài và chiều rộng là 1:1 đến 2:1 . c) Diện tích hai đáy của hồ tùy nghi: Chọn diện tích bề mặt (F2) của hồ tùy nghi là : L2*B2 = 32*20m = 640(m2). Ta có Giải phương trình trên ta xác định được F1 = 425(m2). Với các thông số L1, B1 như sau : L1*B1 = 25*17m. Chọn chiều cao bảo vệ là 0.3m và bề dầy thành bảo vệ là 0,5m. Chiều sâu xây dựng hồ tùy nghi là 1,5m. Chiều dài xây dựng hồ tùy nghilà 33m. Chiều rộng xây dựng hồ tùy nghi 21m. Diện tích xây dựng Hồ tùy nghi: B*L = 33*21= 693(m2). Bảng 23: Tóm tắt thông số thiết kế hồ tùy nghi. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Số hồ hồ 2 2 Thời gian lưu nước (t) ngày 6 3 Thể tích (W) m3 600 4 Diện tích (F) m2 693 5 Chiều sâu xây dựng (H) m 1,5 6 Chiều dài (L) m 33 7 Chiều rộng (B) m 21 Phương án 2 5.4.4 Tính toán bể UASB. Để đảm bảo cho bể aerotank hoạt động tốt thì hàm lượng COD đầu ra tại bể UASB là 500mg/l. a) Hiệu xử lý tính theo COD: b) Lượng COD cần khử trong một ngày: c) Dung tích xử lý yếm khí cần thiết: Trong đó: a: tải trọng khử COD, chọn 10 kgCOD/m3ngày. (Theo bảng 12.1 – Tính toán thiết kế các công trình XLNT- Trịnh Xuân Lai). d) Diện tích của bể: , các thông số B*L = 2,6*2m. Trong đó: v: vận tốc nước dâng trong bể từ 0,6m/h đến 0,9m/h, chọn 0,8m/h. e) Chiều cao phần xử lý yếm khí: f) Tổng chiều cao của bể: Trong đó: H2: chiều cao vùng lắng >=1m, chọn H2= 1,1m. H3: chiều cao dự trữ, H3= 0,2m. g) Thời gian lưu nước: Chọn hiệu quả xử lý BOD sau khi qua bể UASB là 60%, 30% TKN được loại bỏ và 35% P. (Theo TS.Trịnh Xuân Lai Tính Toán thiết kế các công trình XLNT – Trang 75 và Lâm Minh Triết XLNTĐT&CN- Trang 24). BODra = BODvao*(1-%H) = 1710*(1-0,6) =684 (mg/l). TKNra = TKNvao*(1-%H) = 78,3*(1-0,15)= 66,6 (mg/l). Bảng 24: Tóm tắt thông số thiết kế bể UASB. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Diện tích (F) m2 5,2 2 Chiều cao (H) m 5,3 3 Chiều dài (L) m 2,6 4 Chiều rộng (B) m 2 5 Thời gian lưu nước h 6,36 5.4.5 Tính toán bể Aerotank hỗn hợp. A . Thể tích vùng aerobic để khử BOD5 và NH4+. Tính toán theo điều kiện Nitrat hoá. a) Thời gian cần thiết để Nitrat hoá. Trong đó: N0: Hàm lượng N đầu vào N: Hàm lượng N đầu ra: 30 mg/l. : tốc độ sử dụng N của vi khuẩn Nitrat hoá: ; Trong đó: : tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn Nitrat hoá. :0,95 ngày-1 ở 200C (bảng 5-4, TTTK các công trình XLNT, Trịnh Xuân Lai). Nhiệt độ thấp nhất về mùa đông 150C. Hàm lượng oxy hoà tan trong bể DO= 2mg/l. Hệ số K02 lấy bằng 1,3mg/l. Giá trị pH của nước thải là 7,2. YN: 0,25 (bảng 5-4, TTTK các công trình XLNT, Trịnh Xuân Lai). XN: thành phần hoạt tính của vi khuẩn Nitrat hoá trong bùn hoạt tính: X: nồng độ bùn hoạt tính, chọn X= 2000mg/l. Vậy thời gian cần thiết để Nitrat hoá là: b) Thời gian lưu bùn trong bể: (KdN = 0,04 tra bảng 5-4, TTTK các công trình XLNT, Trịnh Xuân Lai). c) Thể tích bể Aerotank để khử NH4+: Tính toán theo điều kiện khử BOD5. a) Tốc độ oxy hoá BOD5 mg/l cho 1mg/l bùn hoạt tính trong 1 ngày: Từ công thức: Trong đó: theo tuổi của bùn Nitrat hoá đã tính ở trên. Y: 0,6 (bảng 5-1, TTTK các công trình XLNT, Trịnh Xuân Lai). Kd: 0,055 ngày-1. b) Thời gian cần thiết để khử BOD5: Chọn dung tích bể theo thời gian lưu nước 2,83 ngày để Nitrat hoá là 283m3. Như vậy thể tích của bể Aerotank hỗn hợp để khử BOD5 và NH4+ là 283m3. B. Thể tích vùng thiếu khí để khử NO3-. Hàm lượng NH4+ bị khử trong vùng Aerobic là: 66,6 – 30 = 30,6mg/l. Khi chuyển hoá 1mg NH4+ cần tiêu thụ 3,96 mgO2 và tạo ra 0,31 mg tế bào mới, (Theo, TS.Trịnh Xuân Lai – Tính toán thiết kế các công trình XLNT). Như vậy trong quá trình khử NH4+ thì không phải toàn bộ hàm lượng NH4+ bị chuyển hoá thành NO3- mà khoảng 20 – 40% NH4+ bị đồng hoá thành vỏ tế bào. a) Khối lượng NH4+ bị đồng hoá: Khối lượng NH4+ chuyển hoá thành NO3-: 30,6 – 9,45 = 21,15mg/l. b) Tốc độ khử NO3- ở nhiệt độ 200C: Nhiệt độ lạnh nhất vào mùa đông là 200C : Tốc độ khử NO3- ở nhiệt độ 200C = 0,10 mgNO3-/mgbùn.ngày. c) Thời gian cần thiết để khử NO3-: d) Thể tích vùng thiếu khí trong bể Aerotank để khử NO3-: Tổng thể tích của bể Aerotank là :283 + 6 =289(m3). Bể Aerotank được chia ra làm 4 vùng: 2 vùng thiếu khí – 2 vùng hiếu khí . Thể tích của mỗi vùng thiếu khí là 3m3. Thể tích của mỗi vùng hiếu khí là 142m3. Chọn chiều cao hữu ích của bể là 3m. Diện tích mặt bằng của mỗi vùng thiếu khí là 1m2. Diện tích mặt bằng của mỗi vùng hiếu khí là 47,3m2. Tại mỗi vùng hiếu khí, không khí được cấp bằng hệ thống đĩa phân phối khí. C. lượng bùn sinh ra do khưÛ BOD5. a) Tốc độ tăng trưởng của bùn: b) Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày: c) Tổng lượng cặn sinh ra trong một ngày: d) Lượng cặn dư xả đi hàng ngày: Pxa = P – Pra = P – (Q*SSra*10-3) = 29,99 – (100*50*10-3)= 29,99– 5 = 24,99(kg/ngày) e) Lưu lượng xả bùn: Trong đó: Xra = b*0,7 = 32,5*0,7 = 22,75 (mg/l) (0,7 là tỷ lệ cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ). Với b = 50*0,65 = 32,5 là lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng.( Hàm lượng cặn lơ lửng là 50, trong đó có 65% cặn hữu cơ). D. Lượng oxy cần thiết: (Theo TS. Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải). a) Lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng sinh học gồm lượng oxy cần để làm sạch BOD, oxy hoá NH4+ thành NO3-, khử NO3-: Trong đó: C0: lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C. Q: lưu lượng nước thải cần xử lý(m3/ngay.đêm). S0, S:nồng độ BOD5 trong nước thải đầu vào và đầu ra (g/m3). f: hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20, , f: 0,45 – 0,68. Px: phần tế bào dư thải ra ngoài theo bùn dư, Trong đó: Yb: hệ số lượng bùn sản sinh từ việc khử BOD: 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD. N0, N: Tổng hàm lượng Nitơ đầu vào và đầu ra (g/m3). 4,57: hệ số sử dụng oxy khi oxy hoá NH4+ thành NO3-. b) Lượng oxy sử dụng trong thực tế: Trong đó: : hệ sốđiều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy = 1. Csh: nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ứng với T0C và độ cao theo mực nước biển tại nhà máy xử lý (mg/l). Csh = 9,08. CS20: nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ở 200C. CS20= 9,08. Cd: nồng độ oxy cần duy trì trong công trình (mg/l), thường lấy bằng 1,5 – 2mg/l. Chọn Cd= 2 mg/l. : hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải, = 0,6 – 0,94. Chọn c) Tính toán thiết bị phân phối khí. Diện tích bề mặt của vùng hiếu khí trong bể aerotank là 45m2, chiều dài 10m và chiều rộng 4,5m. Lượng oxy cần cung cấp cho 1 vùng hiếu khí trong bể aerotank là 345kgO2/ngày. (theo TS. Trịnh Xuân Lai. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Bảng 7 -1 Tr 112). Lượng không khí cần thiết : Trong đó: f: hệ số an toàn, thường từ 1,5 – 2, chọn f= 1,5. OU: công suất hoà tan oxy của thiết bị phân phối. OU= Ou*h= 7*3= 21(grO2/m3)=0,21(gO2/m3) Với Ou là lượng oxy hòa tan (grO2 cho 1m3 không khí) với độ ngập nước của thiết bị phân phối khí là 1m. Ou = 7. h: là độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, h=3m. Vận tốc khí trong ống là 10 – 15m/s, chọn v = 12,5m/s. Đường kính ống chính là: chọn D= 50mm. Bọt khí đi ra từ đĩa phân phối khí có cường độ khí từ 0,01m3/s đến 0,02m3/s trên một mét vuông bề mặt rỗng của thiết bị. Chọn đĩa phân phối khí có đường kính 400 mm, có diện tích bề mặt là 0,125m2, cường độ khí qua mỗi đĩa là 1,25l/s đến 2,5/s (TS Trịnh Xuân Lai - Tính toán thiết kế các công trình XLNT, 2000). Chọn cường độ khí qua mỗi đĩa là 2,5l/s = 0,0025m3/s = 9m3/h. Số đĩa phân phối khí trong bể: Tổng diện tích của đĩa phân phối khí trong bể là: 10*0,125 = 1,25(m2). Đường kính ống nhánh: Các ống nhánh được phân phối điều và đối xứng với nhau từng cập qua ống chính, chọn 2 ống nhánh, mỗi ống nhánh có 5 đĩa phân phối khí. Chọn vận tốc khí đi trong ống nhánh v= 10m/s. Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: Trong đó: hd: là tổn thất áp lực do ma sát trên chiều dài ống dẫn. hcb: là tổn thất áp lực cục bộ. hf: là tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối khí. H: là chiều sâu hữu ích của bể. Thông thường hd và hcb không vượt quá 0,4m, hf không vượt quá 0,5m. (Theo PGS.TS Hoàng Huệ – XLNT-Tr122) Công suất máy khí nén: Trong đó: : hiệu suất máy khí nén, chọn = 0,8. P : áp lực máy khí nén (atm). Bảng 25: Tóm tắt thông số thiết kế bể Aerotank hỗn hợp. STT Tên thông số Đơn vị Số lượng 1 Thể tích vùng hiếu khí m3 283 2 Thể tích vùng thiếu khí m3 6 3 Thể tích tổng cộng m3 289 4 Diện tích m2 96,33 5 Chiều cao (H) m 3,3 6 Chiều dài (L) m 13,8 7 Chiều rộng (B) m 7 5.5 Khái toán kinh tế và giá thành công trình. Trong quá trình xây dựng thì tuỳ theo chức năng và yêu cầu của từng bể, hồ mà ta chọn loại vật liệu cũng như là kết cấu vật liệu phù hợp và mang tính kinh tế: Kí hiệu vật liệu: A: xây dựng bằng Bêtông cốt thép và ước tính chi phí xây dựng cho 1m2 vật liệu là 2.000.000 (đồng/m2). B: xây dựng bằng gạch và có Bêtông cốt thép, chi phí xây dựng cho 1m2 vật liệu là 250.000 (đồng/m2). C: Bể xây dựng bằng Bêtông và có lớp lưới B40, chi phí xây dựng cho 1m2 vật liệu là 150.000 (đồng/m2). 5.5.1 PHƯƠNG ÁN 1. Chi phí xây dựng. STT Công trình Vật liệu XD Số lượng Diện tích xây dựng m2 Thành tiền (đồng) 1 Bể gạn mủ B 01 210,9 52.725.000 2 Hồ kị khí C 01 546 81.900.000 3 Hồ tùy nghi C 01 1386 207.900.000 TỔNG CỘNG 342.525.000 Niên hạn thiết kế là15 năm. Tổng chi phí giá thành cho 1m3 nước thải theo phương án 1 là: 5.5.2 PHƯƠNG ÁN 2. Chi phí xây dựng và lắp đặt hệ thống. a). Chi phí xây dựng. STT Công trình Vật liệu XD Số lượng Diện tích xây dựng m2 Thành tiền (đồng) 1 Bể gạn mủ B 01 210,9 52.725.000 2 Bể UASB A 01 5,2 10.400.000 3 Bể Aerotank A 01 96,33 192.660.000 Tổng cộng 255.785.000 b). Chi phí lấp đặt thiết bị: STT Thiết bị Số lượng Thành tiền (đồng) 1 Máy nén khí 2 50.000.000 2 Đường ống dẫn khí nén 1.000.000 3 Đĩa phân phối khí 10 92.000 4 Bơm bùn 1 14.000.000 Tổng cộng 65.092.000 Tổng chi phí xây dựng cơ bản là:255.785.000 + 65.092.000= 320.877.000 (đồng). Niên hạn thiết kế là15 năm. Chi phí quản lý và vận hành. a). Chi phí điện năng. Ước tính chi phí tiêu thụ điện năng hằng ngày là 20 kWh, với chi phí 1 kWh điện là 1.200 đồng Tổng chi phí điện năng là 24.000 đồng/ngày = 8760.000 đồng/năm. b). Lương công nhân. Trả lương cho 1 người với mức lương 1.200.000 đồng/ người.tháng. Tổng chi phí: 1.200.000*12 = 14.400.000 đồng/năm. c). Chi phí sửa chữa nhỏ: Chi phí sửa chữa nhỏ bằng 0,07% tổng chi phí đầu tư. Chi phí sửa chữa nhỏ = d). Chi phí sửa chữa lớn bằng 0,9% tổng chi phí đầu tư. Chi phí sửa chữa lớn = Tổng chi phí quản lý và vận hành là: chi phí điện năng + lương công nhân + chi phí sửa chữa = 26.273.000 đồng/năm. Tổng chi phí xây dựng và vận hành trong 15năm: 26.273.000*15+ 320.887.000 = 714.982.000(đồng) Tổng chi phí giá thành cho 1m3 nước thải theo phương án 2 là: Bảng 26: Tóm tắt chi phí của các phương án xây dựng Tên phương án Phương án 1 Phương án 2 Chi phí xây dựng (đồng) và vận hành 342.525.000 714.982.000 Chi phí cho 1m3 nước thải (đồng/m3) 625 1306 Diện tích xây dựng (m2) 2142,9 312,43 Tổng thời gian lưu nước (ngày) 25 6,155 5.6 Lựa chọn phương án. Như vậy qua quá trình tính toán sơ bộ thì giá để xử lý 1m3 nước thải theo phương án 1 là 625 đồng/m3, theo phương án 2 là 1306 (đồng/m3). Ở phương án 1 thì chiếm diện tích mặt bằng là 2142,9 m2 và ở phương án 2 là 312,43m2, tổng thời gian lưu nước cho toàn bộ quá trình xử lý ở phương án 1 là 25 ngày và ở phương án 2 là 6,155 ngày. Ở hai phương án xử lý điều trải qua quá trình xử lý sinh học và quá trình xử lý sinh học đó diễn ra trong các môi trường phân huỷ khác nhau: Phương án 1: Hồ kị khí – Hồ tùy nghi. Phương án 2: Bể UASB – Bể Aerotank hỗn hợp (thiếu khí – hiếu khí). Như vậy cả hai phương án thiết kế điều đáp ứng được quá trình xử lý kết hợp COD, BOD, N, P và nước thải ra đạt cột B TCVN 7586 – 2006 đổ ra suối Cụt, sông La Ngà nhưng mỗi phương án điều có những mặt hạn chế của nó, vì vậy việc lựa chọn phương án thiết kế phải xem xét đến nhiều yếu tố: Chi phí xây dựng. Hiệu quả xử lý. Diện tích mặt bằng. Bảng 27: Ưu, nhược điểm của phương án 1 và phương án 2 Phương án Ưu điểm Nhược điểm Phương án 1 - Giá thành xử lý của 1 m3 nước thải rẻ hơn phương án 2. - Tổng thời gian lưu nước cho toàn hệ thống là 25 ngày và hệ thống xử lý chịu được sự biến đổi về tải trọng của các chất ô nhiễm và hiệu quả xử lý cao hơn phương án 2. Hệ thống vận hành rất đơn giản. - Diện tích mặt bằng xây dựng lớn hơn phương án 2. Phương án 2 - Diện tích mặt bằng xây dựng nhỏ hơn phương án 1. - Giá thành xử lý 1m3 nước thải lớn hơn phương án 1. - Tổng thời gian lưu nước của hệ thống là 6,155 ngày và tại bể Aerotank hỗn hợp thì rất khó tạo ra sự thay đổi liên tiếp từ môi trường Thiếu khí đến Hiếu khí và ngược lại trong điều kiện nhân tạo. Vì vậy hiệu quả xử lý thấp hơn phương án 1. - Quá trình vận hành hệ thống phức tạp và tốn nhiều năng lượng hơn phương án 1. Điều kiện hiện tại của nhà máy: Nhà máy ở xa khu dân cư nên vấn đề mùi hôi của từ hệ thống xử lý nước thải không phải là vấn đề chủ yếu, do đó thời gian lưu nước trong hồ dài không ảnh hưởng nhiều đến khu vực xung quanh. Hiện tại nhà máy đã có sẵn 5 hồ chứa nước thải với thể tích lớn nên có thể tận dụng để xây dựng hệ thống xử lý nước thải. Nhà máy mới được xây dựng cách đây 2 năm nên điều kiện về kinh tế để tiến hành xây dựng, lắp đặt và vận hành một hệ thống xử lý nước thải tốn kém là điều khó khăn đối với tình hình hiện tại của nhà máy. Hình 10: Hồ chứa nước thải sẳn có của nhà máy Kết luận: Từ những yếu tố đã phân tích, chọn phương án 1 làm phương án thiết kế cho hệ thống xử lý nước thải cho dây chuyền chế biến mủ cao su của nhà máy Đức Thuận- Bình Thuận với công suất thiết kế 100m3/ngày. Chương 6: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận. Nhà máy cao su Đức Thuận được xây dựng xa khu dân cư, tại: Cụm Cơng Nghiệp- Tiểu thủ cơng nghiệp, thơn 1, xã Đức Hạnh, huyện Đức Linh, tỉnh Bình Thuận. Sản phẩm sản xuất chính của Nhà máy là cao su SVR 3L, SVR5, SVR 10, với công suất: 3.000 tấn/năm.Với lưu lượng nước thải ra hàng ngày là 100m3 sau khi xử lý sẽ được thải ra suối cụt, sông La Ngà. Đã có nhiều nghiên cứu về công nghệ xử lý nước thải của ngành chế biến cao su, trong đó quá trình xử lý sinh học diễn ra trong sự thay đổi giữa các môi trường Kị khí – Thiếu khí – Hiếu khí là quá trình phù hợp và được áp dụng phổ biến nhất. Công nghệ hồ ổn định là một phương pháp xử lý nước thải có điểm yếu là có mùi hôi từ sinh ra từ các hồ kỵ khí. Tuy nhiên, đây là công nghệ có tính đơn giản, dễ vận hành, và phù hợp với điều kiện kinh tế của các nhà máy sản xuất vừa và nhỏ. Nếu chỉ áp dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước thải chế biến cao su thi chi phí xử lý cho 1m3 nước thải khoảng 625 - 1500 đồng/m3 nước thải. Như vậy phương án 1 là phương án xử lý phùhợp đối với các nhà máy chế biến cao su vừa và nhỏ. Công nghệ hồ ổn định được chọn là phù hợp cho nhà máy cao su Đức Thuận và các nhà máy vừa và nhỏ có điều kiện tương tự. 6.2 Kiến nghị. Trước mắt, để nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn cho phép thì nhà máy cần có kế hoạch cụ thể để tiến hành xây dựng và đưa vào áp dụng hệ thống xử lý nước thải theo phương án 1 trong thời gian gần nhất. Cần có những nghiên cứu cụ thể hơn về biện pháp xử lý nước thải chế biến cao su và nghiên cứu xử lý kết hợp mùi hôi trong nước thải chế biến cao su. Các cơ sở chế biến cao su nói riêng và các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ được xây dựng ở nông thôn nói chung thường chưa nhận thức được tầm quan trọng của việc xây dựng và áp dụng hệ thống xử lý để bảo vệ môi trường, bên cạnh đó điều kiện xây dựng của các nhà máy chưa đầy đủ nên những chính sách hỗ trợ của Nhà nước để tạo ra sự chủ động và khuyến khích các cơ sở này là hết sức cần thiết.