BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN TRANG TRÍ NỘI THẤT HIỆP HÒA PHÁT TỪ CÔNG SUẤT 50 M3/NGÀY ĐÊM LÊN 120M3 / NGÀY ĐÊM
Ngành : MÔI TRƯỜNG
Chuyên Ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Giảng viên hướng dẫn : Th.S NGUYỄN TRẦN NGỌC PHƯƠNG
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN HOÀNG MINH
MSSV : 1311090364 Lớp : 13DMT01
TP. Hồ Chí Minh, Tháng 08 - 2016
BM05/QT04/ĐT
Khoa: CNSH – TP - MT
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN
(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN)
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm:01):
: Môi trường
(1) Nguyễn Hoàng Minh MSSV: 1311090364 Lớp: 13DMT01 Ngành Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trường
2. Tên đề tài : Nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát từ công suất 50m3/ngày đêm lên 120m3/ngày đêm.
+, pH) ........
3. Các dữ liệu ban đầu :
- Các thông số cần thiết trong nước thải tạo khu vực (BOD, COD, SS, NH4 - Mặt bằng vị trí xây dựng khu xử lí nước thải. - QCVN 40:2011/BTNMT - TCXD 51-2008
4. Các yêu cầu chủ yếu :
- Tổng quan về dự án thiết kế. - Tổng quan nước thải ngành chế biến gỗ. - Tính toán, nghiên cứu cải tạo và nâng cấp hệ thống xử lí nước thải cho phù hợp. - Thể hiện được vị trí, cách bố trí, cấu tạo của các công trình cải tạo và nâng cấp.
5. Kết quả tối thiểu phải có:
- Đề xuất được giải pháp kĩ thuật nhằm cải tạo, nâng cấp hệ thống XLNT cho công ty, tiết kiệm chi phí, và đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường.
Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../………
Chủ nhiệm ngành (Ký và ghi rõ họ tên)
TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) Giảng viên hướng dẫn phụ (Ký và ghi rõ họ tên)
BM03/QT04/ĐT
Khoa: Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường
PHIẾU ĐĂNG KÝ
ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Hệ: Chính quy. (CQ, LT, B2, VLVH)
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài :
Nguyễn Hoàng Minh MSSV: 1311090364 Lớp: 13DMT01
Ngành : Môi trường
Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trường
2. Tên đề tài đăng ký: Nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lý nước thải công ty cổ
phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát từ công suất 50m3/ngày đêm lên
120m3/ngày đêm.
3. Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Trần Ngọc Phương
Sinh viên đã hiểu rõ yêu cầu của đề tài và cam kết thực hiện đề tài theo tiến độ
và hoàn thành đúng thời hạn.
TP. HCM, ngày 08 tháng 08 năm2016. Ý kiến giảng viên hướng dẫn
Sinh viên đăng ký
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trưởng khoa ký duyệt
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan nội dung của đồ án tốt nghiệp là kết quả thực hiện của
riêng em dưới sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học
– Thực Phẩm – Môi Trường, đặc biệt là thầy Nguyễn Trần Ngọc Phương. Những
kết quả trong đồ án là trung thực, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết,
khảo sát tình hình thực tiễn.
Nội dung của đồ án có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được
đăng tải trên các tác phẩm và các trang web theo danh mục tài liệu của luận văn.
TP.Hồ Chí Minh, ngày_____tháng_____năm 2016
Sinh viên
Nguyễn Hoàng Minh
LỜI CẢM ƠN
Trong những năm học tại ngôi trường Đại học Công nghệ Tp HCM, em đã nhận
được sự dạy bảo nhiệt tình và trách nhiệm của các quý thầy cô, những người đã truyền
đạt cho em rất nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho công việc sau này, đặc biệt
là các thầy cô trong khoa môi trường. Có được như ngày hôm nay em chân thành biết
ơn đến các thầy, các cô.
Em cũng chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Trần Ngọc Phương, người đã tận
tình chỉ bảo, động viên, tạo điều kiện thuận lợi và truyền đạt những kinh
nghiệm thiết thực trong những năm em học ở trường cũng như trong quá trình
Và sau cùng em cảm ơn tất cả những người thân trong gia đình, bạn bè đã hỗ trợ,
động viên, giúp đỡ và góp ý cho em suốt thời gian ngồi trên ghế nhà trường.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn đến tất cả quý thầy cô, gia đình và bạn bè.
Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày 20/08/2016
Sinh viên
thực hiện luận văn này.
Nguyễn Hoàng Minh
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
1. Sự cần thiết của đề tài ............................................................................................. 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 1
3. Nội dung của đề tài ................................................................................................. 1
4. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................. 2
5. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................ 2
6. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 2
7. Ý nghĩa đề tài .......................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN .................................................................................. 4
1.1. Tình hình hoạt động của công ty trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát ...................... 4
1.1.1. Quá trình thành lập và phát triển của công ty .......................................... 4
1.1.2. Tình hình hoạt động của công ty .............................................................. 5
1.1.2.1. Đặc điểm về quy trình sản xuất ...................................................... 5
1.1.2.2. Các sản phẩm sản xuất chính ....................................................... 11
1.2. Các vấn đề về môi trường phát sinh do hoạt động của công ty ......................... 12
1.2.1. Quá trình sử dụng nước và nước thải ..................................................... 12
1.2.2. Nguồn gây ô nhiễm không khí ............................................................... 12
1.2.3. Chất thải rắn ........................................................................................... 14
1.2.4. Ô nhiễm do nhiệt, tiếng ồn ..................................................................... 17
1.2.5. Các vấn đề khác ..................................................................................... 18
1.3. Tổng quan về nước thải ngành gỗ .................................................................... 19
1.3.1. Đặc tính .................................................................................................. 19
1.3.2. Các phương pháp xử lý nước thải ngành gỗ .......................................... 20
1.3.2.1. Phương pháp cơ học ..................................................................... 20
1.3.2.2. Phương pháp hóa học- lý học ....................................................... 21
i
1.3.2.3. Phương pháp sinh học .................................................................. 23
1.3.2.4. Một số công nghệ thường áp dụng ............................................... 36
CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI HIỆN CÓ CỦA CÔNG TY ............................................................................. 41
2.1. Các nguồn phát sinh nước thải của công ty ....................................................... 41
2.1.1. Nước thải sinh hoạt ................................................................................ 41
2.1.2. Nước thải sản xuất ................................................................................. 41
2.1.3. Nước mưa chảy tràn ............................................................................... 42
2.2. Thành phần và Tính chất nước thải của công ty ................................................ 43
2.3. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải hiện có của công ty ............................. 44
2.4. Hiện trạng hoạt động của các công trình đơn vị ............................................... 45
2.5. Hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải ..................................................... 48
2.6. Nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý .................................................... 50
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẢI TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG XLNT CHO
CÔNG TY HIỆP HÒA PHÁT ................................................................................... 52
3.1. Cở sở pháp lý để tính toán ................................................................................. 52
3.2. Xác định lưu lượng tính toán ............................................................................. 53
3.3. Các chỉ tiêu về chất lượng nước thải đầu vào phục vụ cho quá trình thiết kế ... 53
3.4. Vị trí của công ty và và công trình xử lý ........................................................... 56
3.5. Đề xuất phương án cải tạo ................................................................................. 57
3.5.1. Đề xuất phương án cải tạo ..................................................................... 57
3.5.2. Phân tích tính khả thi của các phương án .............................................. 66
3.6. Tính toán các phương án .................................................................................... 66
3.6.1. Tính toán phương án 1 ........................................................................... 66
3.6.2. Tính toán phương án 2 ......................................................................... 103
CHƯƠNG 4: KHÁI TOÁN KINH TẾ VÀ GIÁ THÀNH CÔNG TRÌNH .......... 117
4.1. Tính toán giá thành cho phương án 1 .............................................................. 117
ii
4.2. Tính toán giá thành cho phương án 2 .............................................................. 122
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 129
5.1. Kết luận ............................................................................................................... 129
5.2. Kiến nghị .............................................................................................................. 130
iii
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 132
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1. BOD : Bio-chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hoá
2. BTCT : Bê tông cốt thép
3. COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hoá hoá học
4. CLNT : Chất lượng nước thải
5. HTXLNT : Hệ thống xử lý nước thải
6. MLSS : Mixed liquor suspended solid - Chất rắn lửng trong bùn lỏng
7. MLVSS : Mixed liquor volatile suspended solid - Chất rắn lửng trong bùn
lỏng
8. PCCC : Phòng cháy chữa cháy
9. pH : Chỉ tiêu dùng đánh giá tính axít hay bazơ
10. PVC : Poly vynyl chlorua
11. QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
12. SS : Supended solid – Hàm lượng chất rắn lơ lửng
13. UASB : Upflow Anaearobic Sludge Blanket
14. VSS : Volatile suspended solid (chất rắn lơ lửng bay hơi)
iv
15. VSV : Vi sinh vật
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Hàm lượng bay hơi dung môi ....................................................................... 13
Bảng 1.2: Danh mục chất thải không nguy hại phát sinh trong 1 tháng ....................... 15
Bảng 1.3: Nguồn phát sinh, khối lượng chất thải nguy hại.......................................... 16
Bảng 1.4: Thành phần chất thải có chứa trong sản xuất gỗ ......................................... 19
Bảng 2.1: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mưa ................................................. 42
Bảng 2.2: Các hạng mục xây dựng cụm bể xử lý nước thải hiện hữu - công suất
50m3/ngđ ....................................................................................................................... 47
Bảng 2.3: Danh mục máy móc thiết bị hệ thống xử lý nước thải hiện hữu - công suất
50m3/ngđ ....................................................................................................................... 48
Bảng 2.4: Kết quả phân tích chất lượng nước thải đầu ra (16/04/2016). ...................... 49
Bảng 2.5: Hiệu suất xử lý của hệ thống hiện tại ........................................................... 49
Bảng 3.1: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sản xuất đầu vào ( lấy ngày
16/10/2014). .................................................................................................................. 53
Bảng 3.2: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt đầu vào ( lấy ngày
16/10/2014). .................................................................................................................. 54
Bảng 3.3: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sản xuất đầu vào hiện nay ( lấy
ngày 03/04/2016). ......................................................................................................... 55
Bảng 3.4: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt đầu vào hiện nay (lấy
ngày 03/04/2016). ......................................................................................................... 55
Bảng 3.5: Tọa độ các điểm khống chế vị trí của Công ty ............................................. 57
Bảng 3.6: Tổng hợp bể thu gom .................................................................................... 68
v
Bảng 3.7: Tổng hợp bể điều hòa ................................................................................... 77
Bảng 3.8: Tóm tắt thông số thiết kế bể sinh học ........................................................... 83
Bảng 3.9: Tổng hợp bể lắng sinh học ........................................................................... 93
Bảng 3.10: Liều lượng Chlorine cho khử trùng ............................................................ 99
Bảng 3.11: Tổng hợp bể khử trùng ............................................................................. 100
Bảng 3.12: Tóm tắt thông số thiết kế Ngăn Chứa Bùn ............................................... 101
Bảng 3.13: Lựa chọn bể Anoxic ................................................................................. 104
Bảng 3.14: Lựa chọn bể Aerotank .............................................................................. 107
Bảng 3.15: Tổng hợp bể Aerotank .............................................................................. 115
Bảng 3.16: Tổng hợp các bể khác ............................................................................... 116
DANH MỤC CÁC HÌNH
vi
Hình 1: Sơ đồ tổ chức công ty trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát ................................. 4
Hình 2: Quy trình công nghệ sản xuất ........................................................................... 6
Hình 3: Quy trình sản xuất bột gỗ khô ............................................................................ 8
Hình 4: Hình ảnh máy xay bột gỗ khô .......................................................................... 10
Hình 5: Quy trình sản xuất bột gỗ tươi ......................................................................... 10
Hình 6: Một số sản phẩm chính của công ty ................................................................. 11
Hình 7: Sơ đồ vị trí Công Ty Cổ phần Trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát ..................... 56
vii
Hình 8: Sơ đồ mặt bằng hệ thống XLNT hiện hữu ....................................................... 57
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài.
Công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát được xây dựng tại dựng thửa đất số 1258, tờ bản đồ số 2, đường ĐT 743 khu phố Nội Hóa 2, phường Bình An, Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương. Công ty chuyên sản xuất giường, tủ, bàn ghế. Hằng ngày trong quá trình sản xuất và sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy thải ra một lượng nước thải tương đối lớn với lưu lượng là 120m 3/ngày.đêm. Lượng nước thải thải ra có nồng độ COD, BOD cao nhiều cặn lơ lửng, có pH cao…
Với một lưu lượng nước thải lớn và tính chất nước thải cao như vậy nhưng công ty chỉ đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải còn thô sơ, công suất nhỏ 50 m3/ngày đêm so với lượng nước thải mà công ty xả thải, các công trinh đơn vị trong hệ thống có hiện tượng quá tải. Do vậy tính chất nước thải đầu ra của hệ thống cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT.
Công ty đang có nhu cầu cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải để nâng cao hiệu xuất xử lý trước khi thải ra nguôn tiếp nhận là cống thu gom nước thải của khu công nghiệp.
Thông qua nghiên cứu hiện trạng của hệ thống, tôi xin đề xuất phương án tính toán thiết kế nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát.
2. Mục đích của đề tài.
- Tìm hiểu hiện trạng ô nhiễm nước thải và hệ thống xử lí nước thải hiện có của
công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát.
- Tìm hiểu về thành phần, tính chất ô nhiễm của nước thải ngành chế biến gỗ.
- Các công nghệ xử lý nước thải ngành chế biến gỗ.
- Đề xuất thiết kế, cải tạo hệ thống xử lý nước thải mới thích hợp, đảm bảo nước sau
xử lý đạt Quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT.
3. Nội dung của đề tài.
Nghiên cứu hiện trạng hoạt động của hệ thống NLNT hiện có của công ty.
1
Đề xuất giải pháp kĩ thuật nhằm cải tạo, nâng cấp hệ thống XLNT cho công ty.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mới và khai toán giá thành.
4. Đối tượng nghiên cứu.
- Nước thải của Công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát:
Nước thải sản xuất
Nước thải sinh hoạt
5. Phạm vi nghiên cứu.
Thời gian thực hiện: 15/05/2016 - 7/8/2016
Chỉ nghiên cứu vấn đề nước thải của công ty mà không tập trung nghiên cứu đến
các vấn đề về môi trường khác.
6. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp thống kê số liệu: Phương pháp này nhằm thu thập và xử lý số liệu
đầu vào, đầu ra nhằm đánh giá hiệu xuất xử lý và phục vụ tính tóan thiết kế nâng cấp
hệ thống xử lý nước thải: lưu lượng thải, nồng độ các chất ô nhiễm ….
Phương pháp so sánh: Phương pháp này nhằm đánh gía hiệu quả xử lý nước thải
đầu vào và ra theo Quy chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT.
Phương pháp chuyên gia: lấy ý kiến của các chuyên gia về các nội dung liên quan
đến công nghệ xử lý nước thải ngành gỗ và nước thải sinh hoạt.
Phương pháp tính toán: nhằm tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
Phương pháp mô hình: giúp hình dung cụ thể chi tiết từng công trình thông qua
bản vẽ Autocad 2D.
Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu.
7. Ý nghĩa của đề tài.
- Đề tài có tính thực tiễn, cần thiết cho hoạt động của công ty.
- Nơi sản xuất của công ty hiện chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung. Do đó,
2
công ty phải tự xử lý nước thải sản xuất của mình.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Trước đây, công ty đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải công suất 50 m3/ngày. Tuy nhiên, hiện nay do nhu cầu thị trường nên công ty đầu tư gia tăng sản
luợng. Do đó, số lượng và thành phần nước thải của nhà máy đã thay đổi nhiều, cụ thể
là lưu lượng và nồng độ ô nhiễm đã gia tăng đáng kể, hệ thống xử lý nước thải bị quá
tải và xuống cấp, không còn phù hợp.
Với thực trạng đó, yêu cầu trước mắt của công ty là phải đầu tư xây dựng một
hệ thống xử lý nước thải mới phù hợp nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường đồng thời góp
3
phần ổn định phát triển sản xuất.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1. Tình hình hoạt động của công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa
Phát
1.1.1. Quá trình thành lập và phát triển của công ty
Công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát được thành lập và hoạt động từ
tháng 09/2006. Công ty hoạt động theo Giấy chứng nhận đầu tư số 3700144725, chứng
nhận lần đầu ngày 01 tháng 09 năm 2006; chứng nhận thay đổi lần thứ sáu ngày 28
tháng 11 năm 2013, nhằm bổ sung ngành nghề sản xuất.
Nhà máy sản xuất được xây dựng thửa đất số 1258, tờ bản đồ số 2, đường ĐT 743
khu phố nội hóa 2, phường Bình An, Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương.
Ngành nghề kinh doanh là: chuyên sản xuất giường, tủ, bàn ghế bằng gỗ
GIÁM ĐỐC
PGĐ
PGĐ Phụ
P. Kế
Trách Sơn
Hoạch
Xưởng 1
Xưởng 3
P.CN_CL
P.Kỹ Thuật
P.QTNS
Xưởng 2
Xưởng 4
P.KT-TC
Xưởng 5
P. Kinh
Doanh
Cơ cấu tổ chức nhà máy
4
Hình 1: Sơ đồ tổ chức công ty trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.1.2. Tình hình hoạt đông của công ty
1.1.2.1. Đặc điểm về quy trình sản xuất.
Nguyên liệu chủ yếu là các loại gỗ đã qua sơ chế tẩm, sấy.
Công nghệ sản xuất của Hiệp Hòa Phát ngày càng hiện đại hóa, tự động hóa theo
hướng tăng năng suất, ổn định chất lượng, giảm thiểu tác động môi trường như: dây
chuyền sơn tĩnh điện tự động, máy sơn màn nước, sơn airmix, panel tự động, các máy
CNC...
Hiện nay Hiệp Hòa Phát có số lượng lao động bình quân hơn 500 người và gồm có
các phân xưởng:
o Xưởng 1: Sơn màng nước và sơn khô
o Xưởng 2: Cưa, bào, chà nhám
o Xưởng 3: Cưa, tạo hình, chà nhám
o Xưởng 4: Phơi bột gỗ
o Xưởng 5: Cưa, chà nhám.
Quy trình sản xuất của công ty Cổ phần Trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát được thực
hiện như sau:
5
Quy trình sản xuất các sản phẩm đồ mộc gia dụng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Gỗ
Cắt, cưa và ghép
Tiếng ồn, Bụi Gỗ vụn
Tạo hình thô
Tiếng ồn, bụi Gỗ vụn
Bụi
Tạo hình chi tiết
Tiếng ồn,
Giấy nhám
Mài, chà nhám
Hơi dung môi.
Cặn sơn
Sơn bề mặt,
Sơn quét,
Nước thải
bằng màng
vecni
Hơi dung
nước
Sơn tĩnh điện
Chất
thải
Lắp ghép
Sơn khô
nguy hại
Hơi dung
Kiểm tra
Đóng gói
Bao bì thải
6
Hình 2: Quy trình công nghệ sản xuất
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thuyết minh quy trình sản xuất
Công đoạn cắt, bào phôi gỗ: Nguyên liệu gỗ nhập về, sẽ cho qua máy cắt để tạo hình
(cắt thành kích thước theo thiết kế), sau đó chuyển qua công đoạn tạo hình thô. (được
thực hiện tại xưởng 2, xưởng 3 và xưởng 5).
Tạo hình thô: Các phôi gỗ sau khi đã cắt thành những kích thước theo thiết kế sẽ
được công nhân đưa qua máy cưa lọng, máy khoan lỗ để tạo thành các khớp nối để dễ
dang cho quá trình lắp ráp và tháo rời sản phẩm. (được thực hiện tại xưởng 2, xưởng 3
và xưởng 5)
Tạo hình chi tiết (tiện ghép): Đối với các sản phẩm có nhiều chi tiết phức tạp thì các
chi tiết sẽ được tiện bằng máy tiện chuyên dùng kết hợp với thủ công, sau đó được
ghép thành tổ hợp các chi tiết bằng keo sữa (polyvina Acetate). Quá trình cắt và tạo
hình sẽ làm phát sinh bụi gỗ, tại các vị trí này Công ty có bố trí các chụp hút để thu
gom về hệ thống xử lý bụi bằng cyclon.
Công đoạn chà nhám và đánh bong: Các chi tiết sản phẩm sẽ được chà nhám thô các
góc cạnh, bề mặt, sau đó được chà nhám tinh bằng giấy nhám mịn, bằng máy đánh
bong hoặc bằng tay nhằm tạo cho bề mặt sản phẩm được phẳng, láng và bóng. (được
thực hiện tại xưởng 5). Tại công đoan này làm phát sinh bụi có kích thước nhỏ, thì
công ty lắp đặt hệ thống thu gom bụi sau đó đưa về hệ thống lọc bụi bằng túi vải.
Công đoạn sơn bề mặt sản phẩm: Các cụm chi tiết sản phẩm hoàn chỉnh sẽ được
phun sơn bao phủ bờ mặt nhằm tạo thành màu sắc và tăng tuổi tự nhiên của sản phẩm.
+ Đối với những chi tiết có hình dạng, kích thước nhỏ sẽ được treo lên chuyền tự
động trên cao sau đó di chuyển đến các khu vực sơn bằng buồng nước để sơn lót. Quá
trình sơn sẽ được công nhân dùng bình phun sơn phun lên bề mặt sản phẩm, bụi sơn
văng ra một phần bám trên bề mặt sản phẩm, một phần văng ra ngoài sẽ bám trên lớp
7
màng nước. (Thực hiện tại xưởng 1)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Tiếp theo các chi tiết sản phẩm sẽ được di chuyển đến buồng phun sơn tĩnh điện.
Quá tình phun sơn tĩnh điện được thực hiện tự động trong buồng kín. Xung quanh
buồng sơn tĩnh điện bao quanh bởi lớp thép và kính.
+ Đối với những chi tiết sản phẩm có kích thước lớn như mặt bàn, thì sẽ được đặt
trên các đường ray sau đó di chuyển tự động đến khu vực sơn khô. Tại đây, Công nhân
sẽ dung bình phun sơn phun lên bề mặt sản phẩm, buồng sơn khô có lắp đặt các tấm
mút để giữ lại các bụi sơn văng ra ngoài.
Công đoạn ghép các chi tiết: Các chi tiết riêng lẻ sau khi được gia công ở các công
đoạn trên được ghép lại với nhau để tạo thành các cụm chi tiết của sản phẩm hoàn
chỉnh.
Công đoạn đóng gói: Sau khi được phun sơn, các cụm chi tiết sản phẩm hoàn chỉnh
sẽ được đóng gói cho ra thành phẩm để xuất xưởng.
Gỗ khô
Tiếng ồn, bụi
Máy xay
Túi lọc bụi
bụi
Đóng gói
Thành phẩm
Quy trình sản xuất bột gỗ khô
8
Hình 3: Quy trình sản xuất bột gỗ khô
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thuyết minh:
Nguyên liệu gỗ chủ yếu là gỗ cao su, các loại phôi gỗ từ quá trình sản xuất tại dây
chuyền sản xuất giường, tủ, bàn, ghế và gỗ tạm mua từ các cơ sở sản xuất gỗ bên
ngoài.
Gỗ được công nhân cho vào máy xay để xay nhỏ ra. Quá trình xay được thực hiện
trong buồng kín không cho văng ra ngoài. Bột gỗ sau khi xay đẩy lên bộ phận lọc túi
vải để giữ lại bột gỗ. Sau khi các túi vải đựng bột gỗ đầy thì sẽ cho vào bao đóng gói.
Vải lọc là vải dệt. Nó thường được làm bằng sợi tổng hợp để ít bị ngấm hơi ẩm và
bền chắc .Chiều dày vải lọc càng cao thì hiệu quả lọc càng lớn.
Các loại sợi có độ xe thấp thường được dùng làm loại vải dệt, đường kính sợi lớn,
dệt với chỉ số cao theo kiểu dệt đơn. Chiều dày tấm vải thường trong khoảng 0.3mm. Trọng lượng khoảng 300~500 g/m2.
Loại vải hỗn hợp là loại vải dệt, sau đó được xử lý bề mặt bằng keo hay sợi bông
mịn. Đây là loại vải nhập ngoại thông dụng hiện nay. Chúng có chiều dày 1,2~5mm.
Với túi lọc hình tròn của vải lọc và đường kính D=125~250 mm có thể lớn
hơn, chiều dài 1.5 đến 2 m. CÓ thể may thành hình hộp chữ nhật có chiều rộng
b=20~60mm; Dài l=0,6~2m. Hàng trăm túi lọc có thể có trong 1 thiết bị.
Túi lọc tròn thường kín 1 đầu, đầu kia để trống. Khi hoạt động, đầu để trống gắn kết
với cổ dẫn khí lọc vào túi trên bề mặt của buồng lọc bụi. Trước khi lọc không khí đi
vào trong túi qua cổ, dòng khí đi xuyên qua túi vải ra khoang khí sạch và thoát ra
ngoài. Với hướng đi này sẽ làm túi vải phình ra theo bề mặt lọc hình trụ tròn. Xung
quanh túi vải được dựng bằng khung thép và bao bọc bằng tôn. Bột gỗ từ miệng túi nối
thường được quay xuống phía dưới để chuyền qua băng tải rồi cho vào bao đóng gói.
9
Sản phẩm sau khi đóng gói sẽ được bán cho bên ngoài.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 4: Hình ảnh máy xay bột gỗ khô
Gỗ tươi
Tiếng ồn, bụi
Máy xay
Phun vào nhà xưởng
bụi
tự khô
bụi
Đóng gói
Thành phẩm
Quy trình sản xuất bột gỗ tươi
10
Hình 5: Quy trình sản xuất bột gỗ tươi
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nguyên liệu gỗ chủ yếu là gỗ cao su tươi được mua bên ngoài.
Gỗ được xe tải đưa vào nhà xưởng để gần khu vực xay xát. Sau đó sẽ được công
nhân vận hành cho vào máy xay để xay nhỏ ra. Quá trình xay được thực hiện trong
buồng kín không cho văng ra ngoài. Bột gỗ sau khi xay được phun vào nhà xưởng để
tự làm khô. Sau khi bột gỗ khô sẽ cho vào bao đóng gói.
Bột gỗ xay xát tại công ty sẽ được đóng gói và bán cho các công ty trong nước. Nhà phơi bột gỗ nằm ở phía Đông nhà máy có diện tích khoảng 1.150 m2, nhà cao
khoảng 8m, nền bêtông, xung quanh được bao kín bằng tôn để không cho bụi gỗ phát
tán ra ngoài.
Vị trí nhà xưởng xay xát bột gỗ cách khu dân cư về phía Đông khoảng 5 -10. Cho
nên nếu không có biện pháp giảm thiểu và xử lý bụi thì rất dễ phát tán ra ngoài môi
trường.
1.1.2.2. Các sản phẩm sản xuất chính.
Các sản phẩm chính của nhà máy là hàng mộc tinh chế gồm: bàn, ghế, giường, tủ,
băng, kệ...chủ yếu là dùng trong gia đình.
Với chính sách giá cả cạnh tranh và đảm bảo nhu cầu chất lượng và tiến độ giao
hàng nên công ty giữ vững được các khách hàng trong nước.
11
Hình 6 : Một số sản phẩm chính của công ty
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2. Các vấn đề về môi trường phát sinh do hoạt động của công ty
1.2.1. Quá trình sử dụng nước và nước thải
Lưu lượng nước thải.: khoảng 120 m3/ngày.đêm o Nước thải sản xuất: khoảng 20 m3 /ngày đêm
100
800
3
/
80 m
đm . ngày
sh Q tb
q N tb 1000
1000
o Nước thải sinh hoạt :
N : số nhân viên trong công ty, N = 800 (người)
Qtb : tiêu chuẩn thoát nước trung bình,
Lấy qtb = 100 l/người.ngàyđêm
1.2.2. Nguồn gây ô nhiễm không khí
a) Khí thải do quá trình sản xuất
Nguồn phát sinh:
Bụi
- Bụi phát sinh chủ yếu từ công đoạn cưa, cắt, tạo hình thô, tạo hình chi tiết, chà
nhám.
- Bụi từ quá trình hoàn thiện sản phẩm.
- Bụi phát sinh từ phương tiện ra vào, quá trình bốc dỡ hàng hóa, nguyên vật liệu.
- Bụi phát sinh từ nền nhà xưởng phát tán do gió từ hệ thống quạt trong nhà xưởng.
Mức độ bụi này phụ thuộc nhiều vào công tác vệ sinh trong nhà xưởng.
Tác động: Lượng bụi phát sinh từ các công đoạn trên chủ yếu là bụi gỗ có kích
thước và khối lượng riêng hạt lớn dễ rơi trên bề mặt, nên chỉ gây ảnh hưởng cục bộ đến
công nhân trực tiếp sản xuất tại các công đoạn này.
Công nhân làm việc trực tiếp tại đây có thể bị các loại bệnh về đường hô hấp (viêm
mũi, viêm họng, viêm khí quản, viêm phế quản…), các loại bệnh ngoài da (dị ứng,
12
nhiễm trùng da, viêm da…), và các loại bệnh về mắt (kích thích màng tiếp hợp,
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
viêm…). Do đó, chủ dự án sẽ có các biện pháp hạn chế thấp nhất tới sức khỏe của công
nhân trong khu vực sản xuất.
Hơi dung môi
Hơi dung môi phát sinh chủ yếu từ quá trình phun sơn. Trong quá trình sử dụng,
các hoạt động như pha chế sơn, phun lên sản phẩm, phun rửa sản phẩm, thu gom dầu
cặn, chuyển đổi thùng chứa… sẽ tạo điều kiện cho dung môi tiếp xúc với không khí và
bay hơi theo không khí, tác động tới môi trường xung quanh.
Lượng dung môi sơn bay lên từ màng sơn bề mặt vật liệu được sơn tính theo công
90
100
g
157
/5,
hg
namA 100 Z
50%35 100 10
thức:
Trong đó: A – Lượng tiêu thụ sơn trên 1 m2 bề mặt vật liệu (A= 90 g/m2).
m – Hàm lượng chất bay hơi trong sơn (35%).
a – Số công nhân sơn (50 người)
Z – Thời gian sơn khô (10h). n – Năng suất sơn trung bình. (100.m2/ng.ca).
Bảng 1.1 : Hàm lượng bay hơi dung môi
Loại sơn và phương pháp sơn A (mg/m2) M (%)
Sơn không màu bằng chổi 200 92
Sơn màu và men tráng bằng máy phun 180 75
Chất phủ Ni-tơ quét bằng chổi 100~180 35~10
Keo Ni-tơ quét bằng chổi 160 80~5
Sơn Phun 60~90 35
13
Tác động: Các triệu chứng nhiễm độc cấp tính là: suy nhược, chóng mặt, say, co giật, ngạt, viêm phổi... Khi hít thở hơi hydrocacbon với nồng độ 40.000 mg/m3 có thể
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
bị nhiễm độc cấp tính với các triệu chứng tức ngực, chóng mặt, rối loạn giác quan, nhức đầu, buồn nôn. Khi hít thở hơi hydrocacbon với nồng độ 60.000 mg/m3 sẽ xuất
hiện các cơn co giật, rối loạn tim và hô hấp, thậm chí có thể tử vong. Tuy nhiên lượng
hóa chất này sử dụng ít và được đặt trong quy trình tự động, khép kín nên ít ảnh hưởng
đến môi trường, do đó Công ty sẽ có những biện pháp giảm thiểu hơi dung môi.
b) Khí thải do quá trình giao thông, vận chuyển
Nguồn phát sinh: Bụi đất phát sinh do quá trình hoạt động của các phương tiện vận
tải khi ra vào xuất nhập nguyên nhiên vật liệu và sản phẩm.
Khí SO2, CO, NOx, Cacbuahydro, aldehyd… phát sinh từ quá trình đốt cháy nhiên
liệu của các phương tiện vận chuyển nguyên, nhiên, vật liệu và sản phẩm ra vào khuôn
viên Công ty; các phương tiện bốc dỡ hàng.
Lưu lượng: Nguồn ô nhiễm này phân bố rải rác và không đáng kể do đó không thể
khống chế một cách chặt chẽ được và cũng ít tác động đến môi trường xung quanh.
1.2.3. Chất thải rắn
Chất thải rắn của Công ty bao gồm:
a) Chất thải rắn sinh hoạt
Nguồn phát sinh: Chất thải rắn sinh hoạt sinh ra do các hoạt động sinh hoạt của cán
bộ công nhân viên trong Công ty bao gồm: lá cây, cỏ, thực phẩm, túi nilon, giấy, vỏ
lon, chai… Chủ yếu là các chất hữu cơ dễ lên men từ thức ăn thừa của công nhân, với
số lượng công nhân 800 người.
Khối lượng: Lượng rác thải trung bình khoảng 400 kg/ngày.
Tác động: Về cơ bản, lượng chất thải rắn sinh hoạt của dự án không lớn, không
mang tính độc hại. Tuy nhiên, trong môi trường khí hậu nhiệt đới, gió mùa, nóng ẩm,
chất thải bị thối rữa nhanh. Nếu loại chất thải này không được quản lý tốt sẽ gây tác
động xấu cho môi trường và là môi trường thuận lợi cho các vi trùng phát triển, làm
14
phát sinh và lây lan các nguồn bệnh do côn trùng (chuột, ruồi..) ảnh hưởng đến sức
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
khỏe con người. Ngoài ra, chất thải rắn sinh hoạt nếu không quản lý tốt sẽ phát sinh
mùi hôi thối, gây mất vệ sinh, ảnh hưởng đến mỹ quan khu vực.
b) Chất thải công nghiệp không nguy hại
Nguồn phát sinh: Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại phát sinh chủ yếu từ
các khâu sản xuất: phế liệu sắt, thép; thùng nhựa; dây nilon; nẹp nhựa; gỗ vụn,…
Khối lượng: Lượng rác thải ước tính theo bảng sau:
Bảng 1.2: Danh mục chất thải không nguy hại phát sinh trong 1 tháng
Số lượng STT Tên chất thải Trạng thài (kg/ngày)
Nhóm gỗ: gỗ vụn, gỗ palet, mùn cưa… 1 Rắn 3.000 không nhiễm thành phần nguy hại.
2 Nhóm nhựa: Bao nylon, bao bì nhựa. Rắn 60
Nhóm giấy: giấy văn phòng, thùng 3 Rắn 60 carton.
4 Giấy chà nhám thải Rắn 18
[Nguồn: Công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát]
Tổng lượng 738
c) Chất thải nguy hại
Nguồn phát sinh: Chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt động sản xuất bao gồm: thùng
chứa hóa chất, giẻ lau dính dầu nhớt và hóa chất, dầu nhớt thải, sơn, vecni và dung môi
hữu cơ thải, cặn sơn, bóng đèn…
Khối lượng thải: Theo tài liệu thống kê chất thải nguy hại trong 1 năm lượng thải là
18.124kg. Các loại chất thải nguy hại phát sinh nếu không có biện pháp thu gom và xử
lý đúng quy định sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực lên môi trường hoặc gián tiếp gây ra các sự
cố tai nạn lao động. Do đó, Công ty đã thực hiện các biện pháp nhằm quản lý CTNH
15
phát sinh tại phân xưởng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thành phần, khối lượng chất thải nguy hại phát sinh tại phân xưởng được thống kê
qua bảng sau:
Bảng 1.3: Nguồn phát sinh, khối lượng chất thải nguy hại
Trạng thái Số lượng Mã STT Tên chất thải tồn tại trung bình CTNH (rắn/lỏng/bùn) (kg/năm)
Bao bì đựng dung môi, sơn, hóa 1 Rắn 7.200 18 01 02 chất cứng kim loại
2 Keo thải Rắn 240 08 03 01
Giẻ lau nhiễm thành phần nguy 3 Rắn 3.600 18 02 01 hại
Bóng đèn huỳnh quang 120 16 0106 4 Rắn
Các loại dầu nhớt thải đã qua sử Lỏng 1.140 17 02 03 5 dụng
Sơn, vecni và Dung môi hữu cơ 6 Lỏng 2.160 08 01 02 thải.
7 Hộp mực in các loại Rắn 90 08 02 04
8 Keo thải Rắn 240 08 03 01
9 Bùn thải HTXLNT Lỏng 250 03 01 08
Than hoạt tính từ quá trình xử lý 10 Rắn 720 12 01 04 khí thải
Đầu gôc, mẩu gỗ, mùn cưa dính 11 Rắn 1.500 09 01 01 thành phần nguy hại
12 Pin, ắc quy thải Rắn 144 19 06 01
16
Bao bì đựng dầu nhớt thải, keo 13 Rắn 720 18 01 03 thải bằng nhựa
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
[Nguồn: Công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát]
Tổng số lượng 18.124
1.2.4. Ô nhiễm do nhiệt, tiếng ồn
a) Ô nhiễm nhiệt
Nguồn phát sinh: Công nghệ sản xuất của Công ty không phát sinh nhiệt đáng kể.
Tuy nhiên các thiết bị máy móc khi vận hành có thể phát sinh nhiệt do ma sát. Nhiệt độ
này ảnh hưởng đến độ bốc hơi, phát tán bụi, các khí thải, cũng như tác động đến khả
năng trao đổi khí của cơ thể con người, làm giảm năng suất lao động. Ảnh hưởng do
nhiệt thừa chỉ xảy ra hạn chế trong khu vực sản xuất. Nhưng để hạn chế tối đa các tác
động xấu đến sức khỏe công nhân làm việc trực tiếp ngay tại phân xưởng Công ty cần
có những biện pháp xử lý đúng mức.
Nhiệt thừa phát sinh chủ yếu từ các công đoạn:
- Nhiệt thừa phát sinh từ hoạt động của các máy móc thiết bị.
- Nhiệt tỏa ra do thắp sáng.
- Nhiệt tỏa ra do người.
- Quá trình tích tụ nhiệt trong nhà xưởng do chưa được thông thoáng tốt.
Bên cạnh đó, do điều kiện khí hậu nam bộ khá nóng bức, nhất là vào các tháng mùa
khô, bức xạ mặt trời xuyên qua mái tôn sẽ góp phần làm tăng nhiệt trong nhà xưởng.
b) Ô nhiễm tiếng ồn
Nguồn phát sinh: Các nguồn phát sinh ô nhiễm chủ yếu là:
- Trong các dây chuyền hoạt động của Công ty sử dụng các máy móc, thiết bị cơ
khí, các loại thiết bị này khi hoạt động đều gây ra tiếng ồn và chấn động. Những máy
móc thiết bị có khả năng tạo ra tiếng ồn lớn như: máy dập, máy mài, máy phát điện dự
phòng….
- Tiếng ồn phát ra từ máy phát điện dự phòng. Mặc dù thời gian hoạt động của máy
17
không liên tục và sử dụng khi có sự cố mất điện xảy ra song tiếng ồn chung phát ra khi
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
máy hoạt động sẽ khá cao. Nếu không quy hoạch vị trí đặt buồng máy phát điện hợp lý
thì tiếng ồn cũng sẽ gây ảnh hưởng chung đến toàn bộ Công ty.
- Tiếng ồn do quá trình vận chuyển sản phẩm và nguyên liệu của công nhân qua lại
nơi sản xuất.
- Ngoài ra, tiếng ồn do các phương tiện giao thông vận tải ra vào Công ty phát ra từ
động cơ, do sự rung động của các bộ phận xe…
1.2.5. Các vấn đề khác
a) Khả năng gây cháy nổ
Trong quá trình hoạt động sản xuất của Công ty, khả năng phát sinh cháy nổ là rất
dễ xảy ra do:
- Vận chuyển nguyên, nhiên vật liệu và các chất dễ cháy qua lại ở những nơi có
nguồn phát sinh nhiệt.
- Sự cố về các thiết bị điện, dây trần, dây điện, động cơ… bị quá tải trong quá trình
vận hành, phát sinh nhiệt và dẫn đến cháy.
b) Tai nạn lao động
Nguyên nhân: Cũng như các Công ty sản xuất khác nếu như công nhân trong Công
ty không tuân thủ nghiêm ngặt những nội quy về an toàn lao động thì dễ bị xảy ra các
tai nạn. Nguyên nhân gây ra tai nạn lao động cụ thể như sau:
Không thực hiện đầy đủ các quy định an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp do
Công ty đề ra.
Không tuân thủ nghiêm ngặt các quy định khi vận hành các thiết bị máy móc trong
quá trình sản xuất.
Bất cẩn về điện dẫn đến sự cố điện giật.
Bất cẩn trong quá trình bốc dỡ nguyên liệu, sản phẩm.
Bất cẩn trong quá trình vận chuyển bán thành phẩm qua lại trong khu vực sản
18
xuất.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngoài ra trong hoạt động của Công ty có thể xảy ra sự cố rò rỉ, tràn đổ hóa chất do:
Các thùng chứa dung môi, hóa chất bị rò rỉ.
Tràn đổ hóa chất trong quá trình vận chuyển.
Thao tác vận hành không đúng quy định.
Bất cẩn trong quá trình vận chuyển bán thành phẩm qua lại trong khu vực sản
xuất.
1.3. Tổng quan về nước thải ngành gỗ
1.3.1. Đặc tính
Nước thải sản xuất gỗ là nước thải phát sinh từ các quá trình: sản xuất đồ thủ công
mỹ nghệ, sơn mài gỗ, luộc gỗ….
Nước thải sản xuất gỗ có hàm lượng ô nhiễm khá cao, do đó phải áp dụng phương
pháp keo tụ kết hợp sinh học mới xử lý triệt để chất ô nhiễm.
Công đoạn luộc gỗ, ngâm tẩm gỗ thì lượng nước thải ra ít nhưng độc hại do có chứa
các hóa chất ngâm tẩm và ligin. Trong công đoạn sơn, công ty sử dụng buồng hấp thu
màng nước để giữ lại bụi sơn và một phần các hơi dung môi.
Đặc điểm của nước thải sản xuất là nhiễm các hơi dung môi, chứa nhiều bụi sơn,
màng dầu…đặc trưng của dạng ô nhiễm nhẹ nên dễ xứ lý. Nước thải sau khi luộc gỗ
thường có nồng độ ô nhiễm cao (COD>500mg/l) và trong nước thải sau khi luộc gỗ bị
nhiễm các mạt cưa và mùn gỗ nên TSS cũng khá cao (TSS>400mg/l). Lượng nước thải
còn lại của xưởng là nước thải sinh hoạt của công nhân. Nước thải chứa nhiều chất hữu
cơ hòa tan, cặn bã hữu cơ, các chất dinh dưỡng có nguồn gốc N, P và vi trùng.
Bảng 1.4: Thành phần chất thải có chứa trong sản xuất gỗ
STT Thông số Đơn vị Kết quả
1 pH 4.5 – 6.7
2 BOD mg/l 4.000 – 5.000
19
3 COD mg/l 5.000 – 7.000
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4 SS mg/l 700 – 1.000
6 Amonia mg/l 100 - 200
7 Tổng nito mg/l 350 - 400
1.3.2. Các phương pháp xử lý nước thải ngành gỗ
Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đã có rất nhiều nghiên cứu và
ứng dụng vào thực tế các phương pháp xử lý đối với nước thải ô nhiễm hữu cơ
cao. Phương pháp được sử dụng chủ yếu ở đây là phương pháp xử lý sinh học, sử
dụng các chủng sinh vật thích hợp để phân huỷ chất hữu cơ trong môi trường sống
được kiểm soát chặt chẽ. Đồng thời kết hợp với các phương pháp khác như:
phương pháp xử lý cơ học, phương pháp xử lý hoá lý.... 1.3.2.1. Phương pháp cơ học
Thông thường trình tự của xử lý nước thải bắt đầu bằng tiền xử lý (xử lý sơ bộ).
Lưới chắn là giai đoạn xử lý đầu tiên thường được dùng để tách chất rắn thô.
Xử lý cơ học nhằm loại bỏ các tạp chất không tan cả vô cơ và hữu cơ có trong nước.
Tuỳ theo đặc điểm của các loại cặn có trong nước thải, các quá trình và các công
trình đơn vị sau đây có thể được áp dụng: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, xiclon
thuỷ lực, lọc cát và li tâm…Trong đó quan trọng nhất là các quá trình:
- Sàng rác: phương pháp sàng rác nhằm loại bỏ các mảnh lớn như lá cây, que... ra
khỏi nước thải trước các công đoạn xử lý tiếp theo với mục đích bảo vệ các thiết bị như
bơm, máy khuấy...
- Lắng: Các bể lắng thường được sử dụng để tách các chất rắn lơ lửng trong nước
dựa trên cơ sở trọng lực. Các bể lắng này có thể đặt trước và/hoặc sau công trình xử lý
sinh học tuỳ theo yêu cầu về mức độ cần thiết xử lý nước thải. Nhìn chung các yếu tố
ảnh hưởng đến quá trình lắng bao gồm: lưu lượng nước thải, thời gian lắng (hay thời
20
gian lưu nước), khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng, tải trọng thuỷ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
lực, sự keo tụ các chất rắn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước
thải và kích thước bể lắng.
Tuỳ theo công dụng của bể lắng trong dây chuyền công nghệ mà người ta phân biệt
bể lắng đợt 1 (đặt trước công trình sinh học), bể lắng đợt 2 (đặt sau công trình sinh học)
Căn cứ theo chế độ làm việc để phân biệt bể lắng hoạt động gián đoạn và bể
lắng hoạt động liên tục.
o Bể lắng hoạt động gián đoạn là một bể chứa mà ta xả nước vào đó và để lắng
trong khoảng thời gian nhất định. Nước đã lắng được tháo ra và cho nước mới vào (áp
dụng cho trường hợp nước thải ít và chế độ thải không đồng đều).
o Bể lắng hoạt động liên tục: nước thải cho chảy liên tục qua bể.
Căn cứ theo chiều nước chảy trong bể, người ta phân biệt thành bể lắng ngang,
bể lắng đứng, bể lắng radian.
o Bể lắng ngang: nước chảy trong bể theo phương ngang từ đầu đến cuối bể.
o Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo phương thẳng đứng.
o Bể lắng radian: nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể (bể lắng li tâm) hoặc
có thể ngược lại (bể lắng hướng tâm).
- Bể điều hòa: Do đặc điểm của công nghệ sản xuất một số ngành công nghiệp, lưu
lượng và nồng độ nước thải thường không đều theo các giờ trong ngày. Sự dao động
lớn về lưu lượng này sẽ ảnh hưởng không tốt đến những công trình xử lý phía sau. Để
duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục được những sự cố
vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải và nâng cao hiệu suất
của các quá trình xử lý sinh học người ta sẽ thiết kế bể điều hòa. Thể tích bể phải tương
đương 6 – 12h lưu nước trong bể với lưu lượng xử lý trung bình. Bể điều hòa được
phân loại như sau:
- Bể điều hòa lưu lượng.
- Bể điều hòa nồng độ.
21
- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.3.2.2. Phương pháp hóa học- lý học
Cơ chế của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó, chất này
phản ứng với các tập chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nước
thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại.
Các phượng pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải là quá trình keo tụ, hấp
phụ, trích ly, tuyển nổi...
a) Quá trình keo tụ tạo bông
Quá trình này thường được áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng và vi sinh
vật. Khi cho chất keo tụ vào nước thô chứa cặn lắng chậm (hoặc không lắng được), các
hạt mịn kết hợp lại với nhau thành các bông cặn lớn hơn và nặng, các bông cặn này có
thể tự tách ra khỏi nước bằng lắng trọng lực.
Hầu hết chất keo tụ ở dạng Fe(III), Al(III); Al2(SO4)3.14H2O, FeCl3. Tuy nhiên,
trong thực tế người ta thường sử dụng phèn sắt hơn do chúng có ưu điểm nhiều hơn
phèn nhôm. Trong quá trình keo tụ người ta còn sử dụng chất trợ keo tụ để tăng tính
chất lắng nhanh và đặc chắc do đó sẽ hình thành bông lắng nhanh và đặc chắc như
sét, silicat hoạt tính và polymer.
b) Phương pháp trích ly
Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axithữu
cơ, các ion kim loại... Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớn hơn 3
– 4g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly.
Làm sạch nước bằng trích ly gồm 3 giai đoạn
- Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong điều kiệm bề mặt
tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha lỏng, một pha là chất trích ly với
chất được trích ly, một pha là nướcthải với chất trích ly.
- Phân riêng hai pha lỏng nói trên.
22
- Tái sinh chất trích ly.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Để giảm nồng độ chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích
ly và vận tốc của nó khi cho vào nước thải.
c) Tuyển nổi : phương pháp này thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạt
rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Bản chất của quá
trình này ngược lại với quá trình lắng, các chất lơ lửng sẽ nổi lên bề mặt và tập hợp lại
thành lớp trên bề mặt nước thải dưới sức nâng của các bọt khí. Tuyển nổi có thể áp
dụng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học, hoá học hoặc xử lý triệt để sau xử lý sinh
học.
1.3.2.3. Phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học thường hay được sử dụng để xử lí nước thải giàu chất hữu cơ.
Phương pháp này có thể làm sạch hoàn toàn các chất hữu cơ (đôi khi cả vô cơ ) ở dạng
hoà tan, keo, phân tán nhỏ có trong nước thải. Bản chất của phương pháp sinh học là
dựa trên khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ
trong nước thải. Các vi sinh vật này thường là các vi sinh vật có sẵn trong nước thải.
Chúng sử dụng các chất hữu cơ và một số muối khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo
năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất làm vật liệu xây
dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối được tăng lên.
Dựa vào tính chất hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp xử lí sinh học
thành ba nhóm chính :
- Các phương pháp hiếu khí (Aerobic )
- Các phương pháp kị khí (Anaerobic )
- Các phương pháp thiếu khí (Anoxic )
Các phương pháp hiếu khí:
Bể aerotank:
Trong quá trình xử lý hiếu khí, các vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái huyền phù.
23
Quá trình làm sạch trong bể bùn hoạt tính diễn ra theo mức dòng chảy qua các hỗn hợp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
nước thải và bùn hoạt tính được sục khí. Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu của
quá trình : làm nước được bão hòa oxy và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.
Các quá trình sinh học xảy ra trong Aerotank:
Trong bể Aerotank xảy ra các quá trình cơ bản:
Quá trình tăng trưởng sinh khối vi sinh vật
Quá trình hoạt động của enzym hay quá trình chuyển hoá vật chất hữu cơ có trong
nước thải ở các bể Aerotank
Quá trình khử Nitơ và photpho
Quá trình tăng sinh khối vi sinh vật:
Vi sinh vật có trong bể Aerotank được cấp từ 2 nguồn:
- Nguồn vi sinh vật có trong nước thải
- Nguồn giống vi sinh vật được nuôi cấy riêng trong các cơ sở tạo giống và đưa
vào để tăng thêm khả năng chuyển hoá vật chất hữu cơ có trong nước thải. Ở trong các
môi trường khác nhau sự phát triển của vi sinh vật cũng diễn ra theo những chiều
hướng khác nhau.
Ở trạng thái tĩnh, môi trường nước thải chứa nhiều chất hữu cơ tương đối đồng nhất,
dễ phân huỷ như nhau, vi sinh vật sẽ phát triển theo một quy luật riêng: Lúc đầu chúng
trải qua giai đoạn thích nghi, sau đó là giai đoạn tăng sinh khối rất nhanh. Sau một thời
gian nhất định chúng sẽ tạo ra trạng thái cân bằng (hay còn gọi là giai đoạn ổn định) và
kết thúc là giai đoạn suy vong.
Trong trạng thái dòng chảy đầu vào liên tục và nước qua xử lý ra liên tục, sự tăng
trưởng sinh khối sẽ không diễn ra theo quy luật trên. Quá trình tăng sinh khối chỉ giống
trong giai đoạn thích nghi và giai đoạn tăng sinh khối ban đầu khi hệ thống mới bắt đầu
làm việc. Sau đó sẽ đạt giá trị ổn định ở giai đoạn cân bằng thì đồ thị của sự tăng sinh
khối lúc đó sẽ là hình sin. Mức độ lên xuống của đường cong sẽ biểu thị mức độ ổn
định hay không ổn định của chất dinh dưỡng trong nước thải.
24
Quá trình chuyển hoá cơ chất:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Các cơ chất vừa là yếu tố tăng sinh khối vừa là yếu tố giới hạn tăng sinh khối.
Trong trường hợp xử lý nước thải theo chu kỳ, cơ chất có trong nước thải ở các bể
Aerotank sẽ giảm dần. Như vậy năng lượng dự trữ trong các cơ chất này sẽ mất dần, sự
tăng sinh sẽ giảm theo. Cơ chất sẽ giảm đến một giới hạn nào đó, phụ thuộc vào khả
năng phân giải chất hữu cơ của vi sinh vật. Theo đó lượng vi sinh vật sẽ giảm rất nhanh
khi lượng cơ chất không còn.
Trong trường hợp cơ chất được cung cấp liên tục (xử lý liên tục) thì ảnh hưởng của
cơ chất đến sự tăng sinh lại tuân theo một quy luật khác. Khi đó cơ chất bị biến đổi liên
tục và lượng cơ chất đồng thời cũng được bổ sung liên tục. Kết quả là lượng vi sinh vật
vsv
sẽ được ổn định theo thời gian.
Cơ chất chất vô cơ + chất hữu cơ + sinh khối.
Sự chuyển hoá cơ chất trong nước thải bởi vi sinh vật đều do enzym của vi sinh vật
tham gia. Quá trình chuyển hoá có thể xảy ra bên ngoài tế bào hay cũng có thể xảy ra
bên trong tế bào vi sinh vật.
Quá trình xảy ra bên ngoài tế bào gọi là thuỷ phân ngoại bào hay còn gọi là quá trình
dị hoá ngoại bào.
vsv CO2 + NH3 + C5H7NO2 + sản phẩm khác
CHONS + O2 + chất dinh dưỡng
vsv
Quá trình xảy ra bên trong tế bào gọi là hô hấp nội nguyên
C5H7NO2 + O2 CO2 + CO2 + NH3 + năng lượng.
Quá trình khử Nitơ và Photpho trong bể Aerotank:
Trong nước thải ô nhiễm hữu cơ nặng luôn chứa một hàm lượng lớn Nitơ và
photpho. Nếu trong nước thải ra nguồn tiếp nhận có hàm lượng Nitơ > 60 (mg/l) và
Photpho > 8 (mg/l) sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hoá. Khi đó, hàm lượng Nitơ và
photpho sẽ kích thích sự phát triển mạnh mẽ của rong rêu, tảo và cả vi sinh vật. Khi
sinh khối của chúng bị thối rửa lại tiếp tục làm ô nhiễm nguồn nước.
25
+ Quá trình khử Nitơ và quá trình Nitrate hoá:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sự đồng hoá Nitơ xảy ra song song với quá trình khử BOD ở trong bể
Hợp chất hữu cơ chứa Nitơ
Thuỷ phân bởi enzym
của vi sinh vật
NH4 +
O2
Sinh khối tế bào Vi
NO2
sinh vật
O2
NO3
Tế bào sống và tế bào
Khử
Nitơ
chết
theo bùn
ra
ngoài
N2
Quá trình khử Nitrat và quá trình Nitrat hoá
Aerotank. Được mô tả cụ thể qua sơ đồ sau:
Có thể mô tả toàn bộ mô hình trên bằng 4 quá trình:
4.
Quá trình amon hoá: Vi sinh vật chuyển các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ về dạng NH+
Quá trình Nitrit và Nitrate hoá:
Nitrosomon as
4
2
2
NO
5,0
O
Nitrobacte r
NO
2
H
2
2
3
OH 2
NH 5,1 O NO 2 H OH 2
denitrific
P ans denitrific . B mis . lichenifor Thiobacill ans us
NO
N
3
2
26
Quá trình khử Nitrate:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4 được chuyển hoá thành sinh khối
Quá trình tạo sinh khối vi sinh vật: Trong bể Aerotank có khoảng 20 – 40% NH+
4
CO
HCO
NH
O 5
2
3
4
OH 2
NOHC 7
2
5
2
tế bào.
+ Quá trình khử Photpho:
Trong bể Aerotank khi khử BOD đồng thời cũng xảy ra quá trình khử Photpho. Các
hợp chất photpho hoà tan sẽ được khuếch tán vào trong tế bào Vi sinh vật, tại đây sẽ
xẩy ra các phản ứng tổng hợp chất hữu cơ để xây dựng tế bào. Toàn bộ quá trình được
ATP
Tham
Acid
Hợp chất photpho
gia tổng
Phopholipi
mô tả bằng sơ đồ sau:
Sự chuyển hoá photpho
Các yếu tố làm ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của Aerotank
Lượng oxy hoà tan trong nước: điều kiện đầu tiên để đảm bảo cho aerotank có
khả năng oxy hoá các chất bẩn hữu cơ với hiệu suất cao là phải đảm bảo cung cấp đủ
oxy hoà tan trong môi trường lỏng cho các vi sinh vật hiếu khí trong bùn hoạt tính.
Lượng oxy có thể coi là đủ khi nước thải ra khỏi bể lắng 2 có nồng độ oxy hoà tan là
2mg/l.
Thành phần dinh dưỡng đối với sinh vật :
Trong nước thải có chứa các thành phần dinh dưỡng bao gồm chủ yếu là nguồn
27
cacbon (cơ chất hay chất nền được thể hiện bằng BOD) – chất hữu cơ dễ bị phân huỷ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+) và phospho (ở dạng muối phosphate) và một số các
bởi vi sinh vật, nitơ ( ở dạng NH4
chất khác như Mg, K, Ca, Mn, Fe, Co, … Thông thường các nguyên tố này ở dạng ion
đều có mặt trong nước thải và đôi khi vượt quá nhu cầu sinh lý của vi sinh vật.
Thiếu dinh dưỡng trong nước thải sẽ làm giảm mức độ sinh trưởng, phát triển của vi
sinh vật mà biểu hiện của nó là sự suy giảm lượng bùn hoạt tính tạo thành, kìm hãm và
ức chế quá trình oxy hoá các chất hữu cơ.
o Nếu thiếu Nitơ một cách kéo dài thì ngoài việc làm cản trở quá trình sinh hoá, còn
làm cho bùn hoạt tính khó lắng, các hạt bông bị phồng lên trôi nổi theo dòng nước ra
làm cho nước khó trong và chứa một lượng lớn vi sinh vật, làm giảm tốc độ sinh
trưởng cũng như cường độ oxy hoá của vi sinh vật.
o Nếu thiếu phospho thì vi sinh vật dạng sợi phát triễn làm cho bùn hoạt tính lắng
chậm và giảm hiệu quả xử lý.
Tỉ lệ các chất dinh dưỡng cho xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí được đề
xuất như sau: BOD : N : P = 100 : 5 : 1. Song, tỉ số này thường chỉ đúng cho 3 ngày
đầu (là lúc vi sinh vật phát triễn mạnh và bùn hoạt tính được tao thành nhiều nhất). Nếu
quá trình xử lý kéo dài thì tỉ lệ trên cần đổi thành 200 : 5 : 1 (thời gian xử lý có thể đến
20 ngày). Để cân đối dinh dưỡng N và P có thể dùng ure hoặc supephosphat để bổ sung
vào nước thải.
Nồng độ cho phép của chất bẩn hữu cơ có trong nước thải để đảm bảo cho Aerotank
hoạt động có hiệu quả.
Nồng độ cơ chất trong môi trường ảnh hưởng nhiều tới đời sống vi sinh vật vì chúng
đều có nồng độ cơ chất tới hạn hoặc cho phép. Nếu vượt quá thì vi sinh vật sẽ bị ức chế
các quá trình sinh lý, sinh hóa trong tế bào và ảnh hưởng xấu đến quá trình trao đổi
chất, quá trình hình thành enzyme và có thể gây chết.
Các chất có độc tính ở trong nước thải ức chế đến đời sống của vi sinh vật :
Để đảm bảo cho bùn hoạt tính được hình thành và hoạt động bình thường trong nước
28
thải thì cần xác định độc tính đối với vi sinh vật. Việc này chỉ cho ta thấy loại nước thải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
nào có thể xử lý bằng kỹ thuật bùn hoạt tính trong Aerotank chứ không cho ta biết
được tính độc của các yếu tố (trong đó có kim loại nặng và các chất độc khác) đối với
vi sinh vật.
pH của nước thải có ảnh hưởng nhiều đến các quá trình hoá sinh của vi sinh vật, quá
trình tạo bùn và lắng. Nhìn chung, pH thích hợp để cho xử lý ở Aerotank là 6.5 – 8.5.
Nhiệt độ: ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống của vi sinh vật, đến quá trình hoà tan
oxy vào nước và khả năng kết lắng của các bông cặn bùn hoạt tính. Nhiệt độ nước thải tốt nhất ở vào khoảng 15 – 35oC.
Nồng độ các chất lơ lửng ở dạng huyền phù (SS):
Bể Aerotank thông thường có thể xử lý hiệu quả cao với nồng độ SS ở vào khoảng
150 mg/l. Do đó, trước khi đưa nước thải vào xử lý ở Aerotank cần phải tiến hành xử
lý sơ bộ để loại bỏ các vẩn cặn lớn và một phần các chất rắn lơ lửng.
Bể lọc sinh học: Bể lọc sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi
sinh vật sinh trưởng cố định trên lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc. Khi nước thải
được tưới lên bề mặt của bể và thấm qua lớp vật liệu lọc, các cặn bẩn được giữ lại trên
bề mặt lớp vật liệu lọc và ở các khe hở giữa chúng tạo thành màng gọi là màng vi sinh.
Lượng ôxi cần thiết để ôxi hoá các chất bẩn hữu cơ đi vào bể cùng với nước thải khi
tưới, qua khe hở thành bể, hoặc qua hệ thống tiêu nước từ dưới đáy đi lên. Vi sinh vật
hấp thụ chất hữu cơ và nhờ có ôxi mà quá trinh ôxi hoá được thực hiện.
Lọc phun hay lọc nhỏ giọt (Trickling filter):
Đây là loại bể lọc sinh học với lớp vật liệu tiếp xúc không ngập trong nước. Các vật
liệu lọc có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích là lớn nhất trong
điều kiện có thể. Nước đến lớp vật liệu lọc chia thành các dòng hoặc hạt nhỏ chảy
thành lớp mỏng qua khe hở của vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học trên bề
mặt lớp vật liệu và được làm sạch do vi sinh vật có trên màng phân huỷ hiếu khí và kị
khí các chất hữu cơ có trong nước. Các chất hữu cơ bị phân huỷ hiếu khí sinh ra CO2
29
và nước, phân huỷ kị khí sinh ra CH4 và CO2 làm tróc màng ra khỏi vật mang. Trên
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
mặt giá mang (lớp vật liệu), lại hình thành một lớp màng mới. Hiện tượng này được lặp
đi lặp lại nhiều lần và giúp làm giảm hoặc làm sạch hoàn toàn các chất hữu cơ nhiễm
bẩn trong nước thải.
Nước thải trước khi đưa vào xử lý ở bể lọc sinh học nhỏ giọt cần phải đi qua xử lý
sơ bộ để tránh tắc nghẽn các khe trong lớp vật liệu. Khác với ở bể aerotank, nước ra ở
bể lọc sinh học thường ít bùn cặn hơn. Nồng độ bùn cặn thường là nhở hơn 500 mg/l. tải trọng bề mặt của lắng đợt 2 sau lọc phun vào khoảng 16 – 25 m3/m2.ngày.
Phân loại lọc phun – lọc nhỏ giọt theo tải trọng thuỷ lực hoặc theo tải trọng chất hữu
cơ
Thông số Đơn vị đo Tải trọng thấp Tải trọng cao
0,9 – 2,4 (đá) Chiều cao lớp 1 – 3 M 6 – 8 (nhựa tấm) vật liệu
Đá cục, than Đá cục, than cục, Loại vật liệu
cục, đá ong, sỏi lớn, tấm nhựa
cuội lớn đúc, cầu nhựa
Tải trọng theo
chất hữu cơ 0,08 – 0,4 0,4 – 1,6 Kg BOD5/1 m3 vật theo thể tích vật liệu.ngày liệu lọc
Tải trọng thuỷ
lực theo diện M3/m2.ngày 1 – 4,1 4,1 – 40,7
tích bề mặt
QT Q
Hệ số tuần hoàn R = Tuỳ chọn 0 –1 0,5 – 2
Tải trọng thủy
lực trên bề mặt M3/m2.ngày 25 16
30
của bể lắng 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hiệu quả khử
BOD sau bể lọc % 80 – 90 65 – 85
và bể lắng 2
QT: lưu lượng tuần hoàn (nếu có); Q : lưu lượng nước xử lý ; tải trọng bề mặt tính
QQT S
bằng tỉ số của , với S là diện tích bể mặt của bể lọc.
Bể lọc sinh học nhỏ giọt tải trọng thấp có hiệu quả xử lý phụ thuộc vào chế độ tưới
(tức là phụ thuộc vào vòng quay cuả thiết bị tưới), thời gian tưới gián đoạn ≤ 5 phút.
Nhìn chung bể lọc nhỏ giọt có một số ưu điểm so với bùn hoạt tính:
Giảm việc trông coi
Tiết kiệm năng lượng, không khí được cấp trong hầu hết thời gian lọc làm việc
bằng cách lưu thông tự nhiên từ cửa thông gió đi vào qua lớp vật liệu.
Các nhược điểm của bể lọc nhỏ giọt:
Hiệu suất làm sạch nhỏ hơn với cùng một tải lượng khối
Dễ bị tắc nghẽn
Rất nhạy cảm với nhiệt độ
Không khống chế được quá trình thông khí, dễ bốc mùi
Chiều cao hạn chế
Bùn dư không ổn định
Khối lượng lớp vật liệu tương đối nặng nên giá thành xây dựng cao
Tuy nhờ có sự ra đời của lớp vật liệu là chất dẻo đã khắc phục được một số nhược
điểm trên nhưng trong việc xử lý nước thải ngành giấy, phương pháp này đang được
sử dụng ít đi vì vấn đề tắc nghẽn ở lớp vật liệu lọc và hệ thống phân phối nước.
Bể UNITANK:
Giới thiệu hệ thống UNITANK:
UNITANK là hệ thống hiếu khí xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính cho phép
31
xử lý tất cả các loại nước thải công nghiệp và sinh hoạt.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cấu tạo đơn giản nhất của một hệ thống UNITANK là một khối bể hình chữ
nhật được chia làm ba ngăn. Ba ngăn này thông thuỷ với nhau bằng cửa mở ở phần
tường chung. Mỗi ngăn được lắp một thiết bị sục khí. Hai ngăn ngoài có thêm hệ
thống máng tràn nhằm thực hiện cả hai chức năng vừa là bể aeroten (sục khí) và
bể lắng. Nước thải được đưa vào từng ngăn. Nước sau xử lý theo máng tràn ra
ngoài; bùn sinh học dư cũng được đưa ra khỏi hệ từ hai ngăn ngoài.
Tùy thuộc vào lưu lượng, tính chất nước thải ban đầu và yêu cầu mức độ xử
lý có thể lựa chọn một trong những hệ UNITANK phù hợp như: UNITANK đơn;
đôi; một bậc hiếu khí; hai bậc hiếu khí; hai bậc yếm khi –hiếu khí; sạch tuyệt
đối...
Hoạt động:
Cũng giống như hệ thống bùn hoạt tính truyền thống, hoạt động của hệ thống
UNITANK là liên tục. Ngoài ra, UNITANK còn làm việc theo một chu trình tuần
hoàn bao gồm hai pha chính và hai pha trung gian nối tiếp nhau cho phép xử lý
được liên tục mà không cần bể lắng riêng và hồi lưu bùn vào bể sục khí. Quá trình
hoạt động này được tự động hoá hoàn toàn.
Đĩa sinh học (RBC): Đây là hệ thống sinh học sinh trưởng cố định trong màng
sinh học khác, hệ thống này gồm một loạt các đĩa tròn lắp trên cùng một trục cách nhau
một khoảng nhỏ. Khi trục quay một phần đĩa ngập trong máng chứa nước thải, phần
còn lại tiếp xúc với không khí. Chất bẩn bám lên bề mặt phần đĩa khi phần này ngập
trong nước thải và các vi khuẩn sẽ thực hiện quá trình phân huỷ hiếu khí khi phần đĩa
bám chất bẩn này tiếp xúc với không khí.
Quá trình sinh học kị khí:
Phương pháp xử lý kỵ khí các loại nước thải ô nhiễm đặc biệt là các loại nước thải ô
nhiễm hữu cơ cao đã được áp dụng khá lâu. Tuy nhiên, trong thời gian đầu, nó được sử
32
dụng riêng rẻ nên hiệu quả xử lý không cao và không ổn định. Hiện nay, các nhà kỹ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
thuật cho rằng đối với những loại nước thải có nồng độ BOD > 500 (mg/l) nên kết hợp
xử lý kỵ khí và xử lý hiếu khí. Một số công trình xử lý sinh học kỵ khí:
Bể UASB: (Upflow Anaearobic Sludge Blanket). Dòng nước chảy từ dưới lên
làm xáo trộn lớp cặn lơ lững.
Trong quá trình này, dòng nước thải vào theo hướng từ dưới lên đi qua lớp bùn gồm
các hạt bùn hình thành từ quá trình sinh học. Việc xử lí diễn ra khi nước thải chảy tới
và tiếp xúc ngay với các hạt bùn lơ lửng. Các loại khí sinh ra trong quá trình phân huỷ
kị khí (chủ yếu là mêtan và cacbon điôxit ) sẽ tạo nên sự lưu thông bên trong hệ thống
và bảo quản các hạt. Một ít khí sinh ra sẽ bám vào các hạt bùn. Khí tự do và các hạt
bùn có khí bám sẽ nổi lên mặt nước phía trên bể. Các hạt nổi lên này sẽ va chạm vào
đáy của màng ngăn khử bọt khí làm cho các bọt khí bám vào hạt bùn bung ra và được
giải phóng. Cùng với các bọt khí tự do, chúng được thu vào bồn chứa khí nhờ chụp thu
khí. Các hạt bùn tách ra và lại rơi trở lại bề mặt lớp bùn. Nước thải còn chứa một ít hạt
bùn nhỏ sẽ tiếp tục đi qua ngăn lắng phía trên. Các hạt bùn nhỏ lắng xuống đáy ngăn
lắng, quay trở lại lớp màng ngăn và rơi xuông lớp bùn. Nước thải sau xử lí được dẫn ra
qua các máng thu đặt ở giữa hoặc ở hai bên thành bể.
Các quá trình sinh học xảy ra trong bể UASB:
Một số nhóm vi sinh vật tự nhiên trong nước thải phân huỷ các hợp chất hữu
cơ phức tạp và lipid các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như Monosacarit,
amino acid để tạo thành nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh vật hoạt động.
Tiếp theo đó các vi khuẩn tạo men acid biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản
thành các acid hữu cơ thường là các acid acetic.
Và sau đó các vi khuẩn methane chuyển hoá hydro và acid acetic thành khí
methane và cacbonic.
Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc: Người ta trộn nước thải với bùn yếm khí ở quá
33
trình lên men yếm khí, tuần hoàn lại bể yếm khí.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bể phản ứng vi sinh dính bám: các vật dính bám là các mặt phẳng, cũng có thể
là dạng hạt hay các ống nhựa xoắn đặt trong bể. Dòng nước thải sẽ đi từ dưới lên hay
từ trên xuống.
Các phương pháp thiếu khí:
Bể sinh học thiếu khí ANOXIC
Mô tả quá trình khử Nitrate (denitrification)
Khử nitrate, bước thứ hai theo sau quá trình nitrate hóa, là quá trình khử nitrate-
nitrogen thành khí nitơ, nitrous oxide(N2O) hoặc nitrite oxide (NO) được thực hiện
trong môi trường thiếu khí (Anoxic) và đòi hỏi một chất cho electron là chất hữu cơ
hoặc vô cơ.
Hai con đường khử nitrate có thể xảy ra trong hệ thống sinh học đó là:
Đồng hóa: Con đường đồng hóa liên quan đến khử nitrate thành ammonium sử dụng
cho tổng hợp tế bào. Nó xảy ra khi ammonium không có sẵn, độc lập với sự ức chế
của oxy.
Dị hóa (hay khử nitrate): Khử nitrate bằng con đường dị hóa liên quan đến sự khử
nitrate thành oxide nitrite, oxide nitrous và nitrogen:
- NO2
- NO (g) N2O (g) N2 (g)
NO3
Một số loài vi khuẩn khử nitrate được biết như: Bacillus, Pseudomonas,
Methanomonas, Paracoccus, Spirillum, và Thiobacillus, Achromobacterium,
Denitrobacillus, Micrococus, Xanthomonas (Painter 1970). Hầu hết vi khuẩn khử
nitrate là dị dưỡng, nghĩa là chúng lấy carbon cho quá trình tổng hợp tế bào từ các hợp
chất hữu cơ. Bên cạnh đó, vẫn có một số loài tự dưỡng, chúng nhận carbon cho tổng
hợp tế bào từ các hợp chất vô cơ. Ví dụ loài Thiobacillus denitrificans oxy hóa nguyên
-
tố S tạo năng lượng và nhận nguồn carbon tổng hợp tế bào từ CO2 tan trong nước hay
34
HCO3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Phương trình sinh hóa của quá trình khử nitrate sinh học:
Tùy thuộc vào nước thải chứa carbon và nguồn nitơ sử dụng.
Phương trình năng lượng sử dụng methanol làm chất nhận electron:
- + 5 CH3OH 5 CO2
+ 3 N2 + 7 H2O + 6 OH-
(2.1.1) 6 NO3
Toàn bộ phản ứng gồm cả tổng hợp sinh khối:
- + 1,08 CH3OH + 0,24 H2CO3 0,056 C5H7O2N + 0,47 N2 +
-
NO3
(2.2.2) 1,68 H2O + HCO3
- 0,056 C5H7O2N + 0,47 N2 + 1,04 H2O
-
O2 + 093 CH3OH + 0,056 NO3
(2.2.3) + 0,59 H2CO3 + 0,56 HCO3
Phương trình năng lượng sử dụng methanol, ammonium-N làm chất nhận electron:
- + 2,5 CH3OH + 0,5 NH4
+ + 0,5 H2CO3 0,5 C5H7O2N +
-
NO3
(2.2.4) 0,5 N2 +4,5 H2O + 05 HCO3
Phương trình năng lượng sử dụng methane làm chất nhận electron:
- 4 N2 + 5 CO2 + 6 H2O + 8 OH-
5 CH4 + 8NO3
Toàn bộ phản ứng gồm cả tổng hợp sinh khối sử dụng nước thải làm nguồn carbon,
-
ammonium-N, làm chất nhận electron:
- + 0,345 C10H19O3N + H+ + 0,267 NH4
+ + 0,267 HCO3
NO3
0,612 C5H7O2N + 0,5 N2 +2,3 H2O + 0,655 CO2 (2.2.5)
- Phương trình sinh hóa sử dụng methanol làm nguồn carbon chuyển nitrate thành khí
nitơ có ý nghĩa trong thiết kế: Nhu cầu oxy bị khử 2,86 g/g nitrate bị khử. Độ kiềm
35
sinh ra là 3,57gCaCO3/g nitrate bị khử nếu nitrate là nguồn nitơ cho tổng hợp tế bào.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Còn nếu ammonium-N có sẳn, độ kiềm sinh ra thấp hơn từ 2,9-3g CaCO3/g nitrate bị
khử.
Nguồn thải
Nước tuần hoàn
Hố thu gom
CTR
Bể điều hòa
Máy thổi khí
Bùn thải
Bể keo tụ tạo
Hóa chất
bông
Bể lắng 1
Bể UASB
Bùn
Bể Anoxic
tuần
hoàn
Bể nén bùn
Bể Aerotank
Máy thổi khí
Bể chứa bùn
Bể lắng 2
Bể khử trùng
chloride
Xử lý định kì
Nguồn tiếp nhận
36
1.3.2.4. Một số công nghệ thường áp dụng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thuyết minh công nghệ
Nước thải sinh hoạt và quá trình sản xuất gỗ từ ngăn lắng của các hầm tự hoại
theo cống dẫn vào hố thu có đặt song chắn rác thô, nhằm giữ lại các chất thải rắn có
trong nước thải, tránh các sự cố về máy bơm (nghẹt bơm, gãy cánh bơm…) đồng thời
làm giảm 4% lượng SS và BOD. Các chất thải rắn bị giữ lại tại song chắn rác được lấy
định kỳ đem đổ bỏ. Sau đó, nước thải từ hố thu được bơm lên bể điều hòa của hệ thống
nhờ bơm nhúng chìm. Ngoài ra nước thải từ bồn tắm, bồn rửa, khu văn phòng được
đưa trực tiếp vào bể điều hòa. Riêng nước thải nhà ăn được đưa qua đường ống dẫn
riêng đến bể tách mỡ. Tại bể tách mỡ, các giọt dầu nhẹ hơn nước nổi lên trên mặt nước,
phần nước trong được bơm vào bể điều hòa. Phần dầu nổi trên mặt nước được vớt định
kỳ đem đổ bỏ nơi quy định.
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm
trong nước thải một cách ổn định trước khi đưa vào các công trình đơn vị phía sau,
đồng thời phân hủy một phần các chất ô nhiễm có trong nước thải (10% BOD). Hệ
thống phân phối khí đặt trong bể điều hòa nhằm cung cấp oxy và xáo trộn đều nước
thải trước khi vào các công trình xử lý phía sau.
Trên đường ống chảy vào bể keo tụ tạo bông, hóa chất nâng keo tụ và trợ lắng được
châm vào, dưới tác dụng của dòng chảy rối trong đường ống, các chất màu và cặn lơ
lửng bị kết tủa lại tạo thành các bông cặn và chảy vào ống trung tâm bể lắng, dưới tác
dụng của trọng lực, các bông cặn lắng xuống dưới đáy bể và được đưa về bể nén bùn.
Nước thải sau khi qua bể lắng 1 sẽ được đưa qua bể UASB. Tại bể, các vi sinh vật kỵ
khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn
giản và khí Biogas theo phản ứng sau : (CO2, CH4, H2S, NH3…),
Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí → CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + …
Nước thải sau khi qua bể điều hòa sẽ tự chảy và cụm bể Anoxic và bể sinh học. bể
37
Anoxic kết hợp Aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrate hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2, khử Phospho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí – hiếu khí sẽ tận dụng được lượng
carbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng carbon từ ngoài vào khi cần khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrate hóa, khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-.
Từ bể Anoxic, nước thải tự chảy vào bể hiếu khí Aerotank. Tại đây, các chất hữu cơ
trong nước thải sẽ được xử lý triệt để. Thiết bị thổi khí chìm được vận hành liên tục
nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động. Trong điều kiện thổi khí liên
tục, quần thể vi sinh vật hiếu khí tồn tại ở trạng thái lơ lửng (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy
các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp chất vô cơ đơn giản như CO2 và
nước.
Nước thải sau khi ra khỏi bể hiếu khí Aerotank sẽ chảy tràn qua bể lắng 2.
Tại đây, xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bùn (vi sinh vật). Phần bùn lắng
này chủ yếu là vi sinh vật trôi ra từ bể hiếu khí Aerotank được bơm bùn chìm bơm tuần
hoàn về bể hiếu khí Aerotank nhằm duy trì nồng độ vi sinh vật. Phần bùn dư được bơm
về bể chứa bùn nhằm làm giảm độ ẩm của bùn thải. Phần bùn dư sẽ được hút định kỳ
đổ bỏ nơi quy định, phần nước tách pha được dẫn về bể điều hòa để tiếp tục xử lý.
Phần nước trong sau khi qua bể lắng sẽ chảy qua bể khử trùng, hóa chất
khử trùng (dung dịch NaOCl 10%) được bơm đồng thời vào bể để xử lý triệt để các vi
trùng gây bệnh như E.Coli, Coliform,… Nước thải sau khi qua bể khử trùng đạt quy
38
chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột A và được xả ra cống thoát nước chung.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN GỖ CÔNG TY TNHH
Nước thải nhà
Nước thải sản xuất và
ăn
sinh hoạt
Thiết bị tách mỡ
Bể gom
Bể lắng sơ bộ
Bùn thải
Bể trung gian
Máy thổi khí
Bể sinh học hiếu khí
Bù
Bùn tuần
n
Bể chứa bùn
Bể lắng
Bùn dư
Bể khử trùng
chloride
Hút bỏ
Thiết bị lọc áp lực
Nước thải sau xử lý
QCVN 40 : 2011
39
MTV CHẾ BIẾN GỖ TÂN PHÚ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN GỖ.
Nước thải từ nhà máy xưởng sản xuất của công ty theo hệ thống mương dẫn có bố
trí song chắn rác dẫn đần Bể gom. Riêng nước thải từ nhà ăn (căn tin sẽ chảy qua thiết
bị tách mỡ trước khi đai vào hệ thống. từ bể gom nội bộ nước thải được bơm vào Bể
lắng sơ bộ tách cặn. Hàm lượng cặn lơ lửng và cặn sơn sẽ được lắng xuống đáy bể và
định ky được bơm ra thiết bị tách nước để xử lý.
Do lượng nước thải từ khâu rửa sơn xà đột ngột một lần trong một tuần nên bể lắng
sơ bộ phải đủ thời gian lưu cho lưu lượng lớn nhất.
Tiếp theo từ bể lắng sơ bộ nước thải chảy qua năn trung gian và được bơm vào Bể
sinh học hiếu khí để xử lý. Tại Bể sinnh học hiếu khi, các vi sinh hiếu khí sẽ sử dụng
lượng oxy hòa tan trong nước để phân húy các hợp chất hữ cơ có trong nước thải. Để
tăng hiệu quả xử lý, oxy sẽ được cấp liên tục vào bể bằng sự cấp khí từ máy thổi khí.
Quá trình này BOD của nước thải giảm khoảng 80 – 85%.
Nước thải tiếp tục được dẫn đến Bể lắng để tách bùn sinh học, ở đây phần lớn bùn
sinh học (bùn hoạt tính) có trong nước thải sẽ được lắng xuống đáy thiết bị. Một phần
bùn sau khi lắng sẽ được tuần hoàn về bể sinh học hiếu khí để đảm bảo lượng bùn luôn
ổn định cho vi sinh vật hoạt động. Phần bùn dư sẽ được xả bỏ theo định kỳ để xử lý.
Nước trong sau khi lắng sẽ chảy qua Bể khử trùng để tiêu diệt hàm lượng vi khuẩn
gây bệnh còn tồn tại trong nước trước khi thải ra môi trường. Hóa chất khử trùng
Chlorine sẽ được bơm vào liên tục bằng bơm định lượng. Sau thời gian tiếp xúc cần
thiết, hầu hết các vi khuẩn gây bệnh trong nước sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn, đảm bảo an
toàn cho nước thải trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận về mặt vi sinh. Từ bể khủ trùng,
nước thải sẽ được bơm qua Thiết bị lọc áp lực nhằm đem lại độ trong cần thiết cũng
như loại bỏ hàm lượng cặn còn lại đạt tiêu chuẩn.
Lúc này nước thải sau khi xử lý đạt mức A theo QCVN 40 – 2011 và được dẫn về
40
hệ thống thoát nước của công ty.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝCỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI HIỆN CÓ CỦA CÔNG TY
2.1. Các nguồn phát sinh nước thải của công ty
Tất cả các loại nước thải khác biệt nhau không những về thành phần, tính chất, nồng
độ các chất ô nhiễm mà còn cả về lưu lượng và chế độ xả thải. Điều này sẽ gây nhiều
khó khăn nhất định cho việc thiết lập các giải pháp kỹ thuật và công nghệ để xử lý ô
nhiễm nước thải. Để có cơ sở phục vụ cho việc đánh giá tác động môi trường và tính
toán, thiết lập các công nghệ xử lý nước thải chung cho công ty sau này, cần phân tích
kỹ hơn về thành phần, tính chất, nồng đo, lưu lượng chế độ xả và tính toán tải lượng
các chất ô nhiễm của từng loại nước thải ở công ty hoặc tổng tải lượng ô nhiễm hằng
ngày.
2.1.1. Nước thải sinh hoạt
Nguồn phát sinh: Hiện Công ty có khoảng 800 công nhân đang làm việc. Nước thải
sinh hoạt chủ yếu phát sinh từ các nhà vệ sinh và quá trình rửa tay chân của công nhân
trong Công ty.
Lưu lựợng: Lưu lượng nước thải sinh hoạt ước tính khoảng 80 m3/ngày.
Đặc trưng của loại nước thải này chứa các chất hữu cơ, các chất rắn lơ lửng, chất
dinh dưỡng và vi sinh…. Nếu trực tiếp thải ra môi trường không qua công đoạn xử lý
đạt tiêu chuẩn quy định, về lâu dài sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực đến nguồn nước mặt và
nguồn nước ngầm trong khu vực.
2.1.2. Nước thải sản xuất
Nguồn phát sinh: Nước thải sản xuất của Công ty chủ yếu phát sinh tại 8 buồng sơn
từ quá trình sơn bằng màng nước
Lưu lượng: Mỗi buồng khoảng 3,6 m3 nước. Sau một thời gian sử dụng khoảng 15
ngày, lượng nước này sẽ được thải bỏ và thay bằng nước sạch. Tuy nhiên, để đảm bảo
41
quá trình hoạt động sản xuất được liên tục và lượng nước thải ra không quá nhiều cùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
một lúc, Công ty sẽ thực hiện việc thay nước luân phiên một lần xả (một ngày) sẽ thay 2 buồng, vậy lượng thải của quá trình sơn khoảng 7,2 m3/ngày.
Thành phần và tính chất: loại nước thải này là có chứa rất chứa các hạt kim loại
nặng, dầu mỡ, cặn sơn, chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng… Nếu trực tiếp thải ra môi trường
không qua công đoạn xử lý đạt tiêu chuẩn quy định, về lâu dài sẽ gây ảnh hưởng tiêu
cực đến nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm trong khu vực.
Tổng lượng nước thải phát sinh là: 80 m3/ngày + 7.2 m3/ngày = 87.2 m3/ngày.
2.1.3. Nước mưa chảy tràn
Bản thân nước mưa không gây ô nhiễm môi trường nhưng khi chảy tràn qua khu vực
mặt bằng phân xưởng sẽ cuốn theo các chất cặn bã, rác, đất cát…Do đó, nước mưa sẽ
bị ô nhiễm bởi các chất lơ lửng. Vì thế cần có những biện pháp cụ thể để giảm thiểu ô
nhiễm cho loại nước này trước khi chảy vào hệ thống thoát nước mưa của khu vực.
Lưu lượng cực đại của nước mưa chảy tràn: Qmax = 0.278 KIA (m3/s).
[Nguồn: Quan trắc và kiểm soát ô nhiễm môi trường nước của P.TS Lê Trình, Nhà
xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1997] + A: Diện tích khu đất = 45.123 m2.
+ I: Cường độ mưa trung bình cao nhất = 300 mm/tháng = 7.5 mm/giờ (ước tính
trung bình tháng mưa 20 ngày vào mùa mưa, mỗi ngày 2 tiếng).
+ K: Hệ số chảy tràn = 0.9 (áp dụng cho khu vực đường có lát nhựa và bê-tông).
=> Qmax = 0.278 KIA = [0.278 x 0.9 x 7.5 x 45.123] / [3.600 x 1.000] => Qmax = 0,024 m3/s.
Bảng 2.1: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mưa
Thông số ô nhiễm Nồng độ (mg/l)
Tổng Nitơ 0.5 ÷ 1.5
42
Tổng Phospho 0.004 ÷ 0.03
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
COD 10 ÷ 20
Tổng chất rắn lơ lửng 30 ÷ 50
[Nguồn: Giáo trình cấp thoát nước, Hoàng Huệ, 1997]
2.2. Thành phần và Tính chất nước thải của công ty
Nước thải tạo ra do quá nước thải sản xuất phát sinh từ các hệ thống xử lý hơi
dung môi bằng màng nước có các tính chất
Giới hạn cho phép Nồng độ Đơn STT Chỉ tiêu Cột A, QCVN vị nước thải 40:2011/BTNMT
1 -- 6,6 6 – 9
2 mg/l 315 30
3 pH BOD5 (20 oC) COD mg/l 890 75
4 Chất rắn lơ lững mg/l 189 50
5 Hàm lượng chì (Pb) mg/l 0.23 0.1
6 Hàm lượng Phenol mg/l 0.19 0.1
[Nguồn: Công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát]
7 mg/l 0.7 5 Hàm lượng dầu mỡ khoáng
Nước thải sinh hoạt : ngoài các loại nước thải kể trên còn có một lượng nước thải
của công nhân trong công ty. Loại nước này có thành phần và tính chất tương tự như
các loại nước thải sinh hoạt khác
Nồng độ Giới hạn cho phép
STT Chỉ tiêu Đơn vị Cột A, QCVN nước
40:2011/BTNMT thải
1 -- 7 6 – 9
2 mg/l 295 30
43
3 pH BOD5 (20 oC) COD mg/l 410 75
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nồng độ Giới hạn cho phép
STT Chỉ tiêu Đơn vị Cột A, QCVN nước
40:2011/BTNMT thải
4 Chất rắn lơ lững mg/l 50 148
5 Tổng Nitơ mg/l 20 48
6 Tổng Phốtphat mg/l 4
[Nguồn: Công ty cổ phần trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát]
7 Tổng coliforms MPN/100ml 3000 9 5.106
44
2.3. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải hiện có của công ty
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sơ đồ Dây chuyền công nghệ hiện có tại công ty
Nước thải sản xuất
Hầm tiếp nhận 1
Nước thải sinh hoạt
NaOH
Bể phản ứng
PAC
Hầm tiếp nhận 2
Bể tạo bông
Polymer
Bể điều hòa
Bể lắng 1
Máy thổi khí
Bể Aerotank
Bùn
Bể lắng 2
Bể chứa bùn
Chlorine
Khử trùng
Lọc áp lực
Nguồn tiếp nhận
QCVN 40:2011/BTNMT cột A
Ghi chú:
Đường bùn
Đường nước
Đường khí
Đường hóa chất
45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thuyết minh dây chuyền công nghệ xử lý nước thải hiện có của công ty
Nước thải phát sinh từ các hệ thống phun sơn bằng màng nước định kỳ 2 tuần/lần,
công ty sẽ xả nước từ buồng sơn để thay nước mới. Do đặc thù trong quá trình sản xuất
nên công ty sẽ tiến hành xả nước của các buồng sơn luân phiên sao cho lưu lượng xả không vượt quá 20m3/ngày/lần xả. Nước thải được thu gom về hầm tiếp nhận 1, sau đó
được tiếp tục bơm lên thiết bị keo tụ, tại đây châm dung dịch xút NaOH vào dòng nước
để ổn định pH = 7 và song song với nó là châm phèn vào để keo tụ các chất cặn lơ lửng
trong nước. Tiếp theo dòng nước sẽ qua bể thiết bị tạo bông, tại bể tạo bông châm chất
trợ keo tụ polymer vào để các bông cặn được hình thành và lắng xuống đáy bể nên dễ
dàng tách ra khỏi dòng nước. Nước thải tiếp tục được dẫn qua bể lắng đứng rồi chảy
qua bể điều hòa trộn chung với nước thải sinh hoạt.
Nước thải phát sinh từ nhà ăn, nhà vệ sinh sẽ theo hệ thống thoát nước tập trung tại
hầm tiếp nhận 2 qua song chắn rác được đặt tại hầm để tách rác. Nước thải đã tách tạp
chất được dẫn đến điều hòa.
Nước thải từ bể điều hòa chảy qua bể sinh học hiếu khí, tại đây nước thải sẽ được
cung cấp oxy cho các vi sinh vật hiếu khí, các vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển các chất
hữu cơ trong nước thải thành thức ăn, do đó sẽ làm giảm tải lượng ô nhiễm trong nước
thải. Sau khi qua bể sinh học này, BOD và COD giảm 80-90%, nước thải tiếp tục được
dẫn qua bể lắng sinh học và qua bể trung khử trùng rồi bơm qua thiết bị lọc trước khi ra
ngoài môi trường.
2.4. Hiện trạng hoạt động của các công trình đơn vị
Sau quá trình khảo sát thực tế tại hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của công ty,
người thực hiện đề tài có một số nhận xét như sau:
Về mặt công nghệ: hệ thống xử lý nước thải hiện tại không đáp ứng được
nhiệm vụ xử lý hiện tại.
- Tính chất nước thải thay đổi
46
- Lưu lượng vượt mức xử lý từ 50 m3/ ngày đêm lên 120 m3/ngày đêm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Về mặt kết cấu và chức năng từng bể: không phù hợp theo công năng và lưu
lượng xử lý nước thải phát sinh hiện tại của công ty và sau khi nâng công suất của nhà
máy sản xuất.
Công trình hiện hữu Vấn đề gặp phải
Bể thu gom 1 Không đáp ứng được lưu lượng mới của công ty
Bể điều hòa Hệ thống sục khí không hoạt động được
Bể Aerotank Hệ thống ống dẫn khí nhánh bị ăn mòn
Bể lắng sinh học Xuất hiện váng nổi trên bề mặt
Về máy móc – thiết bị: Hệ thống đường ống công nghệ như nước, bùn, hoá chất
đã xuống cấp cần thay đổi mới. Công ty sẽ tận dụng lại một số máy móc – thiết bị còn
sử dụng được bổ sung cho hệ thống xử lý nước thải trong quá trình cải tạo và nâng
công suất.
Theo các đánh giá trên và theo nhu cầu mở rộng kinh doanh của công ty, chúng tôi
đề xuất phương án cải tạo công nghệ và nâng công suất hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của công ty lên công suất 120m3/ngđ. Và tôi sẽ tính toán với chi phí đầu tư ở mức
thấp nhất sao cho phù hợp với khả năng kinh tế của công ty.
Bảng 2. 2: Các hạng mục xây dựng cụm bể xử lý nước thải hiện hữu - công suất 50m3/ngđ
STT Hạng mục Vật liệu Kích thước Ghi chú
1 Hầm tiếp nhận 1 BTCT LxWxH=2,0x2,0x2,0
2 Hầm tiếp nhận 2 BTCT LxWxH=2,7x2,0x2,0
3 Bể keo tụ BTCT LxWxH=1,5x1,5x2,0 Hiện hữu
4 Bể tạo bông BTCT LxWxH=1,5x1,5x2,0
47
5 Bể lắng hóa lý BTCT LxWxH=1,5x1,5x4,0
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
6 Bể điều hòa BTCT LxWxH=3,2x2,7x4,0
7 Bể Aerotank BTCT LxWxH=3,2x2,0x4,0
8 Bể lắng sinh học BTCT LxWxH=2,0x2,0x4,0
9 Bể khử trùng BTCT LxWxH=2,0x1,0x3,0
10 Bể chứa bùn BTCT LxWxH=2,0x1,5x4,0
Bảng 2.3 : Danh mục máy móc thiết bị hệ thống xử lý nước thải hiện hữu - công suất 50m3/ngđ
Tên máy móc, thiết bị, Vị trí sử dụng ban STT Công suất Số lượng đầu mục đích sử dụng
1 Máy thổi khí 5 Hp Bể điều hoà – vi sinh 02
2 Bơm chìm nước thải 0,75kw Hầm tiếp nhận 02
Bơm định lượng hoá chất 3 0,37kw 03 và bồn pha hoá chất Cụm keo tụ - tạo
bông – lắng 4 Bơm bùn hoá lý 0,75kw 01
5 Động cơ giảm tốc 0,75kw 02
6 Bơm chìm nước thải 0,75kw Bể chứa 01
7 Bơm bùn 0,37 kw Bể lắng sinh học 01
8 Bơm hóa chất Bể khử trùng 01 45 W
9 Bơm lọc Bể khử trùng 01 2 Hp
10 Bồn lọc áp lực Thiết bị lọc áp lực 01 Bồn
48
2.5. Hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hệ thống đi vào hoạt động từ năm 2006 với mức chi phí đầu tư khoảng 1.5 tỉ đồng
do đó hệ thống khá hoàn chỉnh từ các công trình đơn vị cho đến các thiết bị, máy móc
cũng được trang bị đầy đủ. Tuy nhiên qua 9 năm đi vào hoạt động, nhìn chung hệ
thống đã có dấu hiệu xuống cấp nhất định: hệ thống lan can, cầu thang đã bị ăn mòn
gây đổ, vỡ. Đặc biệt, hệ thống ống nhánh sục khí trong bể Aerotank cũng bị ăn mòn
khá nặng: gần hết số ống nhánh (ở phần ngập nước) bị đứt lìa. Do đó quá trình vận
hành không còn ổn định như ban đầu và có lúc hầu như không hoạt động, gây khó khăn
cho việc lấy mẫu phân tích giá trị trung bình cho nhiều mẫu để đánh giá hiệu quả xử lý
cho từng công trình đơn vị . Tuy nhiên khi hệ thống hoạt động, hiệu quả xử lý của hệ
thống dễ dàng nhận biết sơ bộ được bằng cảm quan: nước vẫn còn đen, một ít mùi đặc
trưng …cụ thể khi lấy mẫu phân tích, ta nhận xét được qua các thông số đầu ra như
sau:
Tính chất nước thải đầu ra :
Bảng 2.4 : Kết quả phân tích chất lượng nước thải đầu ra (lấy ngày 16/04/2016).
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả
1 pH 6,3
2 COD mg/l 210
3 BOD mg/l 70
4 TSS mg/l 97
5 Tổng Nitơ mg/l 30
6 Tổng Photpho mg/l 5
Nhận xét hiệu suất xử lý :
Bảng 2.5 : Hiệu suất xử lý của hệ thống hiện tại
Thông Đầu vào nước Đầu vào Đầu ra hệ Hiệu suất QCVN
số thải SX nước thải SH thống xử lý 40:2011
49
pH 6.6 6.3 6,0 – 9 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BOD 315 (mg/l) 70 (mg/l) 74.63(%) 30 295 (mg/l)
COD 890 (mg/l) 210(mg/l) 81.06% 75 410 (mg/l)
TSS 189 (mg/) 97(mg/l) 53.8% 50 148 (mg/l)
Qua 2 bảng trên, ta có thể thấy ngoài giá trị pH là có thể chấp nhận được thì các
thông số còn lại có độ chênh lệch rất cao so với tiêu chuẩn xả thải QCVN 40:2011.
Đáng chú ý nhất là lượng BOD và COD tuy có giảm xuống đáng kể nhưng vẫn cao hơn
nhiều so với tiêu chuẩn. Bên cạnh đó cũng đáng chú ý là hiệu suất xử lý cặn lơ lửng
của hệ thống không cao (53.8 %), làm ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học trong
toàn bộ hệ thống. Điều này chứng tỏ quá trình vận hành của các công trình trong hệ
thống chưa đạt hiệu quả.
Như vậy để có thể đạt được mức phù hợp với tiêu chuẩn xả thải QCVN 40 :
2011 thì cần phải xác định nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý và tính
toán lại cho lưu lượng và thông số các đầu vào hiện nay. Từ đó so sánh với từng
công trình đơn vị hiện có, đề xuất lựa chọn công nghệ, cải tạo hay xây mới công
trình đơn vị.
2.6. Nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý
Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý có thể kể ra như sau:
Về dây chuyền công nghệ :
o Với lưu lượng nước thải hiện nay là khá lớn và tính chất nước thải đầu vào
thường không ổn định thì hệ thống không đáp ứng được các yêu cầu xử lý và tiêu
chuẩn xả thải sau xử lý
o Hệ thống xử lý nước thải hiện tại không đáp ứng được nhiệm vụ xử lý hiện tại.
o Về bể hiếu khí, gần hết hệ thống ống nhánh đã bị ăn mòn làm cho lượng oxi
cần thiết để vi sinh vật tồn tại và phát triển giảm đáng kể. Vì thế mà hiệu quả xử lý
50
BOD, COD ở bể aerotank cũng giảm.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
o Ở bể lắng có lúc xuất hiện váng nổi trên bề mặt chứng tỏ vi sinh vật có thể đã
bị chết ở bể aerotank.
Yếu tố con người :
o Chưa có kỹ sư về môi trường tham gia quản lý vận hành hệ thống mà chỉ do nhân
viên của phòng kỹ thuật sản xuất kiêm nhiệm hệ thống.
o Nhân viên tham gia quản lý và vận hành hệ thống xử lý có kiến thức rất ít về môi
trường và hầu như không nắm vững các yêu cầu quản lý và vận hành hệ thống.
o Do chưa nắm vững kiến thức về hệ thống xử lý nước thải cũng như các thông số
vận hành cần thiết trong hệ thống nên hầu hết những sự cố xảy ra trong quá trình vận
hành nếu có khắc phục được thì cũng chỉ là giải quyết ở phần “ngọn” chứ không khắc
phục được các nguyên nhân thật sự của vấn đề.
Về công tác vận hành:
o Chưa kiểm tra, đánh giá được các thông số cơ bản của nước thải đầu vào và
đầu ra để xác định hiệu quả xử lý của từng công trình và cả hệ thống nên dẫn đến
không kiểm soát được nguyên nhân cụ thể cho từng công trình đơn vị để có biện
pháp khắc phục, cải thiện, nâng cao hiệu suất mong muốn.
o Thời gian sục khí cho bể aerotank thường không ổn định do hệ thống ống
51
nhánh đã bị ăn mòn và có lúc hầu như không sục khí.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẢI TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG XLNT
CHO CÔNG TY HIỆP HÒA PHÁT
3.1. Cở sở pháp lý để tính toán
- Căn cứ vào Luật bảo vệ môi trường do Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa
Việt Nam khóa XI, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29/11/2005 và Chủ tịch nước ký ngày
12/12/2005.
- QCVN 40:2011/ BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp
(thay thế QCVN 24/2009/BTNMT).
- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18 tháng 12 năm 2006 của Bộ Trưởng
Bộ Tài Nguyên và Môi Trường về việc bắt buộc áp dụng Tiêu Chuẩn Việt Nam về môi
trường.
- Căn cứ Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09 tháng 08 năm 2006 của Chính Phủ
về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi
trường.
- Nghị định 29/2011/NĐ-CP ngày 18/4/2011 của Chính phủ Quy định về đánh giá
môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường, cam kết bảo vệ môi trường.
- Nghị định số 67/2003/NĐ-CP vào ngày 13/06/2003 của Chính phủ về phí bảo vệ
môi trường đối với nước thải.
- Quyết định số 16/2010/QĐ-UBND ngày 19 tháng 3 năm 2010 về việc phân vùng
môi trường tiếp nhận nước thải và khí thải công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Dương.
- Công văn số 526/TNMT-MT ngày 22 tháng 3 năm 2006 của Sở Tài nguyên và
Môi trường Bình Dương về việc thực hiện báo cáo giám sát môi trường.
- QCVN 14:2008/BTNMT – QCVN về Nước thải sinh hoạt
3.2. Xác định lưu lượng tính toán
52
Lưu lượng nước thải.: khoảng 120 m3/ngày.đêm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
o Nước thải sản xuất: khoảng 20 m3 /ngày đêm
800
100
3
80
/
m
đm . ngày
sh Q tb
N q tb 1000
1000
o Nước thải sinh hoạt :
N : số nhân viên trong công ty, N = 800 (người)
Qtb : tiêu chuẩn thoát nước trung bình,
3
Q
Lấy qtb = 100 l/người.ngày đêm
hm 15 /
h tb
ng Q tb 8
120 8
Lưu lượng trung bình giờ :
3
Q
15
5.3
(Hệ thống hoạt động 1 ca: 8 giờ/ một ngày)
hm 5.52 /
h max
h QK h tb
Lưu lượng giờ cực đại :
Trong đó: Kh: Hệ số không điều hoà theo giờ (1.5 - 3.5)
K
6,2
h
5.97 5.37
h Q max h Q tb
Q
,0
Hệ số không điều hoà theo giờ:
sl 15 /
3 015 / hm
s max
h Q max 3600
5,52 3600
Lưu lượng giây cực đại :
3.3. Các chỉ tiêu về chất lượng nước thải đầu vào phục vụ cho quá trình thiết kế
ng = 50 m3/ngày, xí nghiệp hoạt động 1 ca: 8 giờ/ một
Các thông số trước đây:
Lưu lượng trung bình: Qtb
ngày.
Tính chất nước thải:
Bảng 3.1: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sản xuất đầu vào (lấy ngày
16/10/2014).
Giới hạn cho phép Nồng độ Đơn STT Chỉ tiêu Cột A, QCVN vị nước thải 40:2011/BTNMT
53
1 pH -- 6,5 6 – 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giới hạn cho phép Nồng độ Đơn STT Chỉ tiêu Cột A, QCVN vị nước thải 40:2011/BTNMT
mg/l 225 30 2
BOD5 (20 oC) COD mg/l 681 75 3
Chất rắn lơ lững mg/l 110 50 4
Hàm lượng chì (Pb) mg/l 0.14 0.1 5
Hàm lượng Phenol mg/l 0.12 0.1 6
mg/l 0.5 5 7 Hàm lượng dầu mỡ khoáng
(Nguồn: Kết quả phân tích do công ty cung cấp)
Bảng 3.2: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt đầu vào (lấy ngày
16/10/2014).
Giới hạn cho phép Nồng độ STT Chỉ tiêu Đơn vị Cột A, QCVN nước thải 40:2011/BTNMT
-- 6.8 6 – 9 1
mg/l 180 30 2
pH BOD5 (20 oC) COD mg/l 347 75 3
Chất rắn lơ lững mg/l 87 50 4
Tổng Nitơ mg/l 32 20 5
Tổng Phốtphat mg/l 4 6
Tổng coliforms MPN/100ml 6 105 3000 7
(Nguồn: Kết quả phân tích do công ty cung cấp)
ng = 120 m3/ngày, nhà máy hoạt động 1 ca: 8 giờ/ một
Các thông số đầu vào hiện nay:
Lưu lượng trung bình: Qtb
54
ngày.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính chất nước thải đầu vào:
Bảng 3.3: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sản xuất đầu vào hiện nay (lấy
ngày 03/04/2016).
Giới hạn cho phép Nồng độ Đơn STT Chỉ tiêu Cột A, QCVN vị nước thải 40:2011/BTNMT
-- 6,6 6 – 9 1
mg/l 315 30 2
pH BOD5 (20 oC) COD mg/l 890 75 3
Chất rắn lơ lững mg/l 189 50 4
Hàm lượng chì (Pb) mg/l 0.23 0.1 5
Hàm lượng Phenol mg/l 0.19 0.1 6
mg/l 0.7 5 7 Hàm lượng dầu mỡ khoáng
(Nguồn: Kết quả phân tích do công ty cung cấp)
Bảng 3.4: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt đầu vào hiện nay (lấy
ngày 03/04/2016).
Giới hạn cho phép Nồng độ STT Chỉ tiêu Đơn vị Cột A, QCVN nước thải 40:2011/BTNMT
-- 7 6 – 9 1
mg/l 295 30 2
pH BOD5 (20 oC) COD mg/l 410 75 3
Chất rắn lơ lững mg/l 148 50 4
Tổng Nitơ mg/l 48 20 5
Tổng Phốtphat mg/l 4 6
55
Tổng coliforms MPN/100ml 9 5.106 3000 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Nguồn: Kết quả phân tích do công ty cung cấp)
Nhận xét:
Qua các thông số đã thu thập và thông số đầu vào hiện nay, ta dễ dàng nhận biết được: do nhu cầu mở rộng quy mô sản xuất nên lưu lượng nước thải 50 m3/ngày hiện nay tăng gần gấp 2 lần so với lưu lượng trung bình ban đầu là 120 m3/ngày.
Về các các thông số COD, BOD, TSS cũng tăng lên rõ rệt đặc biệt là thông số.Sự
gia tăng về lưu lượng và tính chất nước thải làm cho hệ thống hoạt động không hiệu
quả, ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của hệ thống.
3.4. Vị trí của công ty và và công trình xử lý
Vị trí công ty
Hình 7: Sơ đồ vị trí Công Ty Cổ phần Trang trí nội thất Hiệp Hòa Phát
Bảng 3.5: Tọa độ các điểm khống chế vị trí của Công ty
Số hiệu
Tọa độ
56
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
điểm
X (m)
Y (m)
Đ1
0614235
1205816
Đ2
0614246
1205800
Đ3
0614303
1205902
Đ4
0614432
1205885
Đ5
0614498
1206067
Đ6
0614323
1206126
Đ1
0614235
1205816
[Nguồn: Trích lục bản đồ địa chính khu đất – Văn phòng đăng ký quyền sử dụng đất]
5
10
(H = 4.0M)
(H = 4.0M)
2
6
(H = 2.0M)
(H = 4.0M)
11
9
4
(H = 4.0M)
(H = 2.0M)
8
1
7
(H = 4.0M)
(H = 2.0M)
(H = 4.0M)
3 (H = 2.0M)
Mặt bằng hệ thống XLNT hiện hữu
Hình 8: Sơ đồ mặt bằng hệ thống XLNT hiện hữu
3.5. Đề xuất phương án cải tạo
57
3.5.1. Đề xuất phương án cải tạo
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nước thải sản xuất - CS: 20m3/ngđ
Phương án 1
Cải tạo
Nước thải sinh hoạt CS: 100m3/ngđ
CO HẦM TIẾP NHẬN
BỂ THU GOM
HẦM
HẦM
HẦM
CỤM KEO TỤ - TẠO BÔNG
CHỨA 1
CHỨA 2
CHỨA 3
BỂ LẮNG HÓA LÝ
Phèn, Polime
CẤP OXY
BỂ ĐIỀU HÒA
LỌC ÁP LỰC 1
Xây dựng mới
DINH DƯỠNG
BỂ HIẾU KHÍ VỚI GIÁ THỂ
BÙN TUẦN HOÀN
NHÚNG CHÌM
BỂ LẮNG 2
BÙN DƯ
CHLORINE
BỂ CHỨA BÙN
BỂ KHỬ TRÙNG
Xây dựng mới
LỌC ÁP LỰC 2
Cải tạo
MÁY ÉP BÙN
Ghi chú:
Đường nước Đường bùn Đường hoá chất Đường khí
58
NGUỒN TIẾP NHẬN CỘT A, QCVN 40:2011/BTNMT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THUYẾT MINH PHƯƠNG ÁN 1
ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI SẢN XUẤT – CÔNG SUẤT 20 M3/NGĐ
Nước thải phát sinh từ các hệ thống xử lý hơi dung môi bằng màng nước sẽ định
kỳ được xả cho tự chảy về hầm tiếp nhận 01 (Nước thải sản xuất - NTSX) nhằm mục
đích lắng cặn. Vì đặc thù trong quá trình sản xuất của nhà máy và để đảm bảo hệ thống
xử lý nước thải làm việc ổn định sau khi hoạt động thì công ty định kỳ xả nước thải là 2 lần/tuần vào những ngày cuối tuần, với lưu lượng xả nước lớn nhất là 20m3/ngày.
Công ty đã bố trí các hố thu gom tại xưởng này và dùng bơm để bơm về vị trí thu gom
riêng cho nước thải sản xuất để xử lý. Sau đó được bơm về bể thu gom.
Bể thu gom (NTSX – Nước thải sản xuất): Có nhiệm vụ chứa lượng nước thải
xả ra từ các hệ thống xử lý hơi dung môi bằng màng nước. Điều hoà lưu lượng nước
thải sản xuất tránh trường hợp nước thải phát sinh cục bộ khi xả từ nhiều bồn hấp thụ
sơn.
Bể keo tụ - tạo bông: Nước thải tại đây, sẽ được bơm điều hoà bơm lên bể có
châm hóa chất keo tụ là phèn Sắt nhằm tạo phản ứng tối ưu giữa nước thải và hóa chất
trước khi chảy sang bể lắng hóa lý. Tại bể được trang bị mô tơ khuấy trộn nhằm trộn
đều hoá chất và nước thải.
Bể lắng hóa lý: Các bông cặn được hình thành từ bể keo tụ - tạo bông, tự chảy
qua bể lắng theo cos tự nhiên. Quá trình lắng theo nguyên tắc lắng trọng lực, lớp nước
trong tự chảy về bể chứa 1, phần bùn được hút về bể chứa bùn.
Bể chứa: Nhiệm vụ chứa lớp nước trong từ bể lắng và bơm lên lọc áp lực 01.
Lọc áp lực 01: Nước thải sau lắng sẽ chảy qua lọc than hoạt tính nhằm giữ lại
phenol và các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs) trước khi bơm về bể sinh học và được
tiếp tục xử lý chung với nước thải sinh hoạt của công ty.
ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI SINH HOẠT – CÔNG SUẤT 100 M3/NG.Đ
Do nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhiều khu vực khác nhau nên cần phải thu
59
gom về khu vực xử lý. Tại các khu vực phát sinh nước thải sẽ được đặt các song chắn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
rác thô nhằm loại bỏ rác, bao nilông…nhằm tránh trường hợp tắt nghẽn bơm trong lúc
vận hành.
Bể điều hòa: Có nhiệm vụ ổn định nồng độ, lưu lượng nước thải để tăng hiệu quả
xử lý của các công trình đơn vị phía sau, tránh cho hệ thống xử lý bị quá tải. Nước thải
tiếp tục được bơm qua bể xử lý sinh học hiếu khí để xử lý.
Bể xử lý sinh học hiếu khí có giá thể nhúng chìm : nước thải được bơm vào vào bể
xử lý sinh học hiếu khí với giá thể nhúng chìm. Ở bể này, hàm lượng BOD còn lại
trong nước thải sẽ được xử lý tiếp với sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí. Hiệu quả
khử BOD có thể đạt 85 - 90%. Không khí được cung cấp cho bể sinh học nhờ 2 máy
sục khí hoạt động luân phiên. Trong bể sinh học hiếu khí có lắp đặt hệ thống vật liệu
nhúng chìm trong nước thải bằng vật liệu nhựa. Các vi sinh vật trong bể sẽ bám dính
vào bề mặt vật liệu tiếp xúc tạo thành lớp màng vi sinh vật. Nước thải mang những
chất hữu cơ khi đi ngang qua và tiếp xúc với lớp màng vi sinh này sẽ được vi sinh vật
dùng để làm thức ăn tồn tại và phát triển. Từ đó nồng độ các chất ô nhiễm trong nước
thải được được giảm thiểu và ít ô nhiễm hơn. Ngoài ra, lớp màng vi sinh này còn tạo ra
những vùng thiếu khí giúp cho quá trình khử Nitơ trong nước thải được tăng lên.
Bể lắng 2: Nước thải sau khi được vi sinh chuyển hóa và kết thành bông bùn lớn
sẽ chảy sang bể lắng để lắng cặn. Các bông cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn thắng
được vận tốc của dòng nước thải đi lên sẽ lắng xuống đáy bể lắng. Nước thải ra khỏi bể
lắng có nồng độ BOD, COD giảm 70-75% (hiệu quả lắng đạt 85-95%). Phần nước
trong sẽ được thu bởi hệ thống máng thu nước răng cưa và tự chảy qua bể khử trùng
trước khi bơm qua thiết bị lọc áp lực.
Bể khử trùng: Nhiệm vụ là thu nước từ bể lắng sinh học. Tại đây, có châm hóa chất
khử trùng nhằm tiêu diệt Coliform ở mức thấp nhất trước khi xả ra môi trường. Sau đó,
bơm qua thiết bị lọc áp lực bằng bơm áp lực.
Lọc áp lực 02: Nhiệm vụ của thiết bị lọc áp lực là khử mùi, màu và loại bỏ các
60
cặn còn trong nước thải mà các quá trình xử lý trước chưa xử lý triệt để. Phần nước sau
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
khi qua thiết bị lọc áp đã đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận (Cột A, QCVN
40:2011/BTNMT).
Bể chứa bùn: Lượng bùn phát sinh từ bể lắng hóa lý và bùn dư từ bể lắng sinh
học của hệ thống xử lý chung sẽ được xả về bể chứa bùn làm giảm trọng lượng của bùn
nhờ lắng trọng lực. Lượng bùn này theo định kỳ sẽ được thu gom thủ công và hợp
61
đồng với đơn vị có chức năng vận chuyển và xử lý.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nước thải sản xuất - CS: 20m3/ngđ
Phương án 2
Cải tạo
HẦM TIẾP NHẬN
Nước thải sinh hoạt CS: 100m3/ngđ
BỂ THU GOM
HẦM
HẦM
HẦM
CỤM KEO TỤ - TẠO BÔNG
CHỨA 1
CHỨA 2
CHỨA 3
BỂ LẮNG HÓA LÝ
CẤP OXY
Phèn, Polime
BỂ ĐIỀU HÒA
LỌC ÁP LỰC 1
Xây dựng mới
BÙN TUẦN HOÀN
BỂ ANOXIC
DINH DƯỠNG
BỂ AEROTANK
BÙN DƯ
BỂ LẮNG 2
BỂ CHỨA BÙN
CHLORINE
BỂ KHỬ TRÙNG
Xây dựng mới
LỌC ÁP LỰC 2
MÁY ÉP BÙN
Cải tạo
NGUỒN TIẾP NHẬN
Ghi chú:
Đường nước Đường bùn Đường hoá chất Đường khí
62
CỘT A, QCVN 40:2011/BTNMT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THUYẾT MINH PHƯƠNG ÁN 2:
ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI SẢN XUẤT – CÔNG SUẤT 20 M3/NGĐ
Nước thải phát sinh từ các hệ thống xử lý hơi dung môi bằng màng nước sẽ định
kỳ được xả cho tự chảy về hầm tiếp nhận 01 (Nước thải sản xuất - NTSX) nhằm mục
đích lắng cặn. Vì đặc thù trong quá trình sản xuất của nhà máy và để đảm bảo hệ thống
xử lý nước thải làm việc ổn định sau khi hoạt động thì công ty định kỳ xả nước thải là 2 lần/tuần vào những ngày cuối tuần, với lưu lượng xả nước lớn nhất là 20m3/ngày.
Công ty đã bố trí các hố thu gom tại xưởng này và dùng bơm để bơm về vị trí thu gom
riêng cho nước thải sản xuất để xử lý. Sau đó được bơm về bể thu gom.
Bể thu gom (NTSX – Nước thải sản xuất): Có nhiệm vụ chứa lượng nước thải
xả ra từ các hệ thống xử lý hơi dung môi bằng màng nước. Điều hoà lưu lượng nước
thải sản xuất tránh trường hợp nước thải phát sinh cục bộ khi xả từ nhiều bồn hấp thụ
sơn.
Bể keo tụ - tạo bông: Nước thải tại đây, sẽ được bơm điều hoà bơm lên bể có
châm hóa chất keo tụ là phèn Sắt nhằm tạo phản ứng tối ưu giữa nước thải và hóa chất
trước khi chảy sang bể lắng hóa lý. Tại bể được trang bị mô tơ khuấy trộn nhằm trộn
đều hoá chất và nước thải.
Bể lắng hóa lý: Các bông cặn được hình thành từ bể keo tụ - tạo bông, tự chảy
qua bể lắng theo cos tự nhiên. Quá trình lắng theo nguyên tắc lắng trọng lực, lớp nước
trong tự chảy về bể chứa 1, phần bùn được hút về bể chứa bùn.
Bể chứa: Nhiệm vụ chứa lớp nước trong từ bể lắng và bơm lên lọc áp lực 01.
Lọc áp lực 01: Nước thải sau lắng sẽ chảy qua lọc than hoạt tính nhằm giữ lại
phenol và các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs) trước khi bơm về bể sinh học và được
tiếp tục xử lý chung với nước thải sinh hoạt của công ty.
ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI SINH HOẠT – CÔNG SUẤT 100 M3/NG.Đ
Do nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhiều khu vực khác nhau nên cần phải thu
63
gom về khu vực xử lý. Tại các khu vực phát sinh nước thải sẽ được đặt các song chắn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
rác thô nhằm loại bỏ rác, bao nilông…nhằm tránh trường hợp tắt nghẽn bơm trong lúc
vận hành.
Bể điều hòa: Có nhiệm vụ ổn định nồng độ, lưu lượng nước thải để tăng hiệu quả
xử lý của các công trình đơn vị phía sau, tránh cho hệ thống xử lý bị quá tải. Nước thải
tiếp tục được bơm qua bể xử lý sinh học thiếu khí để xử lý.
Bể Anoxic : nước thải được hòa trộn với vi sinh vật. Trong điều kiện thiếu khí, vi
sinh vật sẽ loại bỏ các hợp chất chứa N và P
Bể xử lý sinh học Aerotank: nước thải tiếp tục chảy qua ngăn xử lý sinh học hiếu
khí, thông qua máy thổi khí lượng oxy được đưa vào bể là hết sức cần thiết cho vi sinh
vật hiếu khí để chuyển hóa các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị phân hủy thành các
chất vô cơ đơn giản làm nồng độ BOD và COD giảm xuống từ 60 - 70 %, đặc biệt là
làm tăng hiệu quả xử lý Nitrat hóa có trong nước thải. Vì thế, Nitơ được xử lý một cách
triệt để hơn và quá trình xảy ra theo phản ứng như sau:
Chất hữu cơ + O2 + VSVHK Chất vô cơ + CO2 + H2O + Tế bào mới.
Các vi sinh hiện diện trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng do tác động của bọt
khí và dạng dính bám. Quá trình sinh trưởng phát triển ở giai đoạn đầu và giảm dần về
phía cuối bể.
Bể lắng 2: Nước thải sau khi được vi sinh chuyển hóa và kết thành bông bùn lớn
sẽ chảy sang bể lắng để lắng cặn. Các bông cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn thắng
được vận tốc của dòng nước thải đi lên sẽ lắng xuống đáy bể lắng. Nước thải ra khỏi bể
lắng có nồng độ BOD, COD giảm 70-75% (hiệu quả lắng đạt 85-95%). Phần nước
trong sẽ được thu bởi hệ thống máng thu nước răng cưa và tự chảy qua bể khử trùng
trước khi bơm qua thiết bị lọc áp lực.
Bể khử trùng: Nhiệm vụ là thu nước từ bể lắng sinh học. Tại đây, có châm hóa
chất khử trùng nhằm tiêu diệt Coliform ở mức thấp nhất trước khi xả ra môi trường.
64
Sau đó, bơm qua thiết bị lọc áp lực bằng bơm áp lực.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lọc áp lực 02: Nhiệm vụ của thiết bị lọc áp lực là khử mùi, màu và loại bỏ các
cặn còn trong nước thải mà các quá trình xử lý trước chưa xử lý triệt để. Phần nước sau
khi qua thiết bị lọc áp đã đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận (Cột A, QCVN
40:2011/BTNMT).
Bể chứa bùn: Lượng bùn phát sinh từ bể lắng hóa lý và bùn dư từ bể lắng sinh
học của hệ thống xử lý chung sẽ được xả về bể chứa bùn làm giảm trọng lượng của bùn
nhờ lắng trọng lực. Lượng bùn này theo định kỳ sẽ được thu gom thủ công và hợp
65
đồng với đơn vị có chức năng vận chuyển và xử lý.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.5.2. Phân tích tính khả thi của phương án
Phương án 1
- Trong bể sinh học có bố trí vật liệu nhúng chìm bằng nhựa. Vật liệu này giúp cho các
vi sinh vật bám vào tạo ra lớp màng vi sinh vật thiếu khí có thể khử được Nitơ và
Photpho trong nước thải.
- Có thể xử lý triệt để hàm lượng Nito và photpho trong nước thải
Phương án 2
- Công nghệ đơn giản.
- Kiểm soát quá trình khử nitrat trong Anoxic gặp nhiều khó khăn.
- Giá thành đầu tư ban đầu thấp vì công nghệ chủ yếu là bê tông cốt thép
Kết luận :
Dựa vào hiện trạng hệ thống có sẵn, trên cơ sở tính toán lưu lượng và thông số
mới cùng với tính chất nước thải đầu vào và tính khả thi của các công nghệ trên thì 2
phương án 1 và 2 được coi là phương án tốt nhất để tính toán.
3.6. Tính toán các phương án
3.6.1. Tính toán phương án 1
1. Hố thu :
- Thời gian lưu nước trong bể t = 20 phút.
20
V
Q
t
9.2
m
3
h sx
75.8 60
phut
66
- Thể tích công tác của 2 bể:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thể tích tính
Thể tích thực tế
Thể tích cải tạo
toán
Cải tạo bể thu gom
V = 2,9 m3 V1 = LxBxH = 2.7x2x2 = 10.8 m3 V1 = LxBxH = 3.7x2x2 = 14.8 m3
V2 = LxBxH = 2x2x2 = 8 m3 V= V1+V2= 18.8 m3
Hướng cải tạo
Trong quá trình sản xuất của nhà máy và để đảm bảo hệ thống xử lý nước thải
làm việc ổn định sau khi hoạt động thì công ty định kỳ xả nước thải là 2 lần/tuần vào những ngày cuối tuần, với lưu lượng xả nước lớn nhất là 20m3/ngày. Nhằm mục đích
lắng được nhiều cặn hơn và nước vào xử lý hóa lý ổn định hơn nên cần cải tạo 2 bể thu
gom thành 1 bể thu hom mới.
Tính toán đường ống dẫn nước thải ra khỏi bể:
sx = 8.75 (m3/h) = 0.0024 (m3/s)
Lưu lượng trung bình lớn nhất: Qh
Vận tốc nước thải đi trong ống: v= 1.5 m/s (v = 1 – 2 m/s_ TCVN 51-2008)
D
04.0
40
m
mm
h Q 4 sx v
4 5.1
.0
0024 14.3
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có D = 42 mm
v
73.1
sm /
c
2
Q kk F
4
.0 024 4 14.3 .0 042
c
Q kk 2 D n
- Kiểm tra vận tốc nước chải trong ống chính
Tính toán bơm nước thải
sx = 8.75 (m3/h) = 0.0024 (m3/s)
Lưu lượng trung bình lớn nhất: Qh
Cột áp bơm: H = 10m
67
Công suất của bơm:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Q
.0
0024
81.9
10
N
3.0
kW
1000
Hg
1000
1000
8.0
Trong đó:
η – Hiệu suất chung của bơm, η = 0.72 – 0.93. Chọn η = 0.8; ρ – Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000 kg/m3;
Với công suất tính toán là 0.3kW thì máy bơm hiện tại công suất 0.75kW được tận
dụng lại. Trong đó 1 bơm đủ để hoạt động với công suất tối đa của hệ thống xử lý, 1
bơm còn lại là dự phòng.
- Hiệu quả xử lý: SS giảm 20%; BOD5 giảm 5%; COD giảm 6%.
Chất rắn lơ lững:
SSsau = SSvao x (100%-20%) = 189 x (100%-20%) = 151,2 (mg/l)
BOD5:
BODsau = BODvao x (100%-5%) = 315 x (100%-5%) = 299,25 (mg/l)
COD
CODsau = CODvao x (100%-6%) = 890 x (100%-6%) = 845,5 (mg/l)
Bảng 3.6: Tổng hợp bể thu gom
Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Thời gian lưu nước t Phút 20
Chiều dài L m 3.7
Kích thước bể thu gom Chiều rộng B m 2
Chiều cao H m 2
Đường kính ống dẫn nước thải ra D 42
Thể tích bể thu gom V mm m3 15.2
2. Bể keo tụ - tạo bông
Thể tích bể keo tụ
68
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thời gian khuấy trộn t = 10 phút (t = 10 – 15 phút)_(Nguồn: Điều 8.21.8
Thể tích công tác của bể:
10
V
Q
t
46.1
m
3
h sx
75.8 60
phut
Thể tích bể tạo bông
Thể tích công tác của bể:
TCVN 7957 – 2008)
W = Q x t = 8.75 (m3/h) x 30 (phút/60 phút/h) = 4.375 (m3)
Q : Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ (m3/h)
T : Thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 30phút (t = 20 – 30 phút)
Trong đó:
Kích thước 2 bể hiện hữu
(Nguồn: Điều 8.21.8 TCVN 7957 – 2008)
STT Thông số Đơn vị Kích thước
1 Chiều dài m 1.5
2 Chiều rộng m 1.5
3 Chiều cao 2
4 Thể tích m m3 4.5
5 Số ngăn Ngăn 3
Hiện tại bể keo tụ - tạo bông vẫn đáp ứng được yêu cầu xử lý. Chính vì thế bể này
vẫn được giữ nguyên,chỉ tính lại đường ống dẫn nước thải và hóa chất cần xử lý mà
không cải tạo gì thêm .
Tính toán đường ống dẫn nước thải ra khỏi bể:
sx = 8.75 (m3/h) = 0.0024 (m3/s)
Lưu lượng trung bình lớn nhất: Qh
Vận tốc nước thải đi trong ống: v= 0.7 m/s
69
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
D
.0
067
67
m
mm
h Q 4 sx v
4 7.0
.0
0024 14.3
Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có D = 90 mm
Tính toán hoá chất
Tính toán hóa chất FeCl3
nước thải: 20 g/m3
nước thải.
Sử dụng dung dịch FeCl3 3% (pha 30kg trong 1000l nước) Liều lượng FeCl3 cho 1m3
Vậy lượng FeCl3 cần dùng: 20 x 20 = 0.4 kg
Lượng phèn sử dụng 1 năm: 0.4 x 365 = 146 (kg/năm)
Tính toán polymer
Sử dụng polymer 1.5 %o (pha 0.15kg trong 1000l nước) Liều lượng polymer cho 1m3 nước thải: 3 g/m3 nước thải.
Vậy lượng polymer cần dùng: 3 x 20 = 0.06 kg
Hiệu suất xử lý :
Lượng polymer 1 năm: 0.06 x 365 = 21.9 kg
Qua cụm bể keo tụ- tạo bông có hệ thống khuấy trộn bằng motor khuấy, hàm lượng
BOD5 giảm 30%, COD giảm 50%
BODsau = BODvao x (100%-30%) = 299.25 x (100%-30%) = 209.475(mg/l)
CODsau = CODvao x (100%-50%) = 845.5 x (100%-50%) = 422.75 (mg/l)
3. Bể lắng hóa lý
Tính toán kích thước bể
F
(5.0
2m
)
Q a
20 40
Diện tích bề mặt bể lắng :
Trong đó: Q – Lưu lượng nước vào bể lắng hóa lý (m3/s);
70
a – tải trọng bề mặt =40m3/m2.ngày.);
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Kích thước bể hiện tại
STT Thông số Đơn vị Kích thước
1 Chiều dài m 1.5
2 Chiều rộng m 1.5
3 Chiều cao 4
4 Thể tích m m3 9
Hướng cải tạo: Hiện tại bể lắng hóa lý vẫn đáp ứng được yêu cầu xử lý. Chính vì
thế bể này vẫn được giữ nguyên, chỉ tính lại đường ống dẫn nước thải và đường ống
Hiệu suất xử lý :
dẫn nước bùn mà không cải tạo gì thêm
Qua cụm bể lắng hóa lý , hàm lượng BOD5 giảm 30%, COD giảm 30%, SS giảm 50%
BODsau = BODvao x (100%-30%) = 209.475x (100%-30%) = 146.63(mg/l)
CODsau = CODvao x (100%-30%) = 422.75 x (100%-30%) = 295.925(mg/l)
SSsau = SSvao x (100%-20%) = 151.2 x (100%-50%) = 75.6 (mg/l)
Sau quá trình keo tụ tạo bông hiệu quả lắng kim loại nặng và phenol đạt 60%
- Hàm lượng chì còn lại trong dòng thải: Pbra = 0.23(100%-60%) = 0.092 (mg/L)
Tính lượng bùn mỗi ngày
- Hàm lượng phenol trong dòng thải: Phenolra= 0.19(100%-60%) = 0.076 (mg/L)
6
3
3
3
G
G
G
6.75(
,62
845
)
mg
l
10
kg
/
l
20
m
/
ngày
10
ml /
ss
BOD
Lượng bùn tạo ra :
/
= 2.77 kg SS/ngày
.0
035
(
m
3 ngày
/
)
W bùn
G C
77.2 80
Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày
71
Trong đó:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
C – Hàm lượng chất rắn trong bùn, dao động trong khoảng 40 – 120 g/l = 40 –
120 kg/m3. Chọn C = 80 kg/m3.
Tính toán đường ống dẫn bùn thải ra khỏi bể lắng hóa lý:
Chọn thể tích bùn Wbùn = 0.05 m3/ngày.
Vận tốc bùn thải đi trong ống: v= 0.7 m/s (v = 0.3 – 0.7 m/s).
Do lưu lượng bùn rất nhỏ nên chọn thời gian xả bùn trong 1 ngày là t = 1h. Lưu lượng bùn: Wbùn = 0.05 m3/ngày = 0.00625 m3/h
4
D
.0
018
18
m
mm
v
W
bùn
4 .0 14.3 7.0
00625
3600
Đường kính ống dẫn bùn thải ra:
Tính toán bơm nước thải
Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có D = 21 mm
Q
.0
00625
10
N
03.0
kW
1000
Hg
1000 8.0
81.9 3600
1000
Công suất của bơm:
Trong đó:
η – Hiệu suất chung của bơm, η = 0.72 – 0.93. Chọn η = 0.8; ρ – Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000 kg/m3;
H – Cột áp bơm: H = 10m
Với công suất tính toán là 0,03kW thì máy bơm bùn hiện tại công suất 0,75kW được
tận dụng lại.
4. Bể điều hoà:
- Chọn thời gian lưu nước trong bể: t = 4 giờ.
V
Q
t
5.12
4
(50
3m
)
h sh
- Thể tích bể điều hoà
72
- Lựa chọn bể điều hoà
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thể tích tính toán Thể tích thực tế Thể tích cải tạo
V = 50 m3
V = L x B x H = 3.2 x 2.7 x 4 = 34.56 m3 V = L x B x H = 5 x 3 x 3.5 = 52.5m3
- Hướng cải tạo:
Thể tích thực tế bể không đáp ứng được lưu lượng và thời gian lưu đã tính cho
lưu lượng mới do đó cần xây dựng mới bể điều hòa.
Chọn bể hình chữ nhật
Chiều dài bể: 5m
H
(1.3
m
)
Chiều rộng bể: 3m
V
L
B
50 5
3
Chiều cao bể:
Chọn chiều cao bảo vệ của bể: Hbv=0.4 m Hxd =3.1+0.4= 3.5 m
Thể tích thực của bể: L x B x H= 5 x 3 x 3.5
Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hoà:
3
3
VR
.0
014
50
(7.0
m
/
phút
)
.0
012
(
m
/
s
)
q khí
Lượng không khí cần thiết:
Trong đó:
qkhí : lượng không khí cần thiết (m3/phút)
R: tốc độ khí nén. Lấy theo Lâm Minh Triết –Xử lý nước thải công
nghiệp và đô thị (trang 418): R = 10 ÷15 (l/m3.phút), chọn R = 14(l/m3.phút).
V: thể tích bể điều hoà (m3).
Tính toán hệ thống đĩa:
n
8
Chọn khuếch tán khí bằng đĩa bố trí dạng lưới. Vậy số đĩa khuếch tán là:
q kk r
700 90
73
(đĩa)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trong đó :
r : Lưu lượng khí, chọn r = 60 (l/phút) (r =11 – 96 l/phút)_(Nguồn: Tài liệu của
TS Lê Hoàng Nghiêm)
Chọn đường kính thiết bị sục khí d = 270mm.
Tính toán ống dẫn khí:
Chọn hệ thống ống dẫn khí chính bằng thép, ống nhánh là ống nhựa PVC có
đục lỗ. Ống chính có đường kính = 60mm, ống nhánh đường kính = 21 mm.
Số ống nhánh được chọn là 2, được tính như sau:
D
.0
032
32
m
mm
c
4 v
q kk
4 15
.0
012 14.3
c
- Đường kính ống chính:
Chọn đường kính ống chính = 34 mm
Trong đó:
vc: vận tốc khí đi trong ống chính (m/s), theo Lâm Minh Triết (Xứ lý nước
thải đô thị và công nghiệp/trang 481): vận tốc khí đi trong ống chính vc = 10 ÷15
(m/s). Chọn vc = 15 (m/s).
v
(22.13
sm /
)
c
2
Q kk F
.0 012 4 14.3 .0 034
c
- Kiểm tra vận tốc khí trong ống chính
4
D
.0
020
20
m
mm
n
q
kk
v
n
4
.0 14.3
012
9
4
n
- Đường kính ống nhánh:
Chọn đường kính ống nhánh: = 21 mm
Trong đó:
vn: vận tốc khí đi trong ống nhánh (m/s). Vận tốc khí đi trong ống nhánh vn
= 6÷9 (m/s). Chọn vn = 9 (m/s).
74
n: số ống nhánh. Chọn 4 ống.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
v
(67.8
sm /
)
c
2
Q kk F
4 14.3
.0 .0
012 021
4
c
- Kiểm tra vận tốc khí trong ống nhánh
Tính công suất máy thổi khí và máy bơm nước thải:
Tính công suất máy thổi khí:
- Áp lực cần thiết cho máy thổi khí:
H
H
h
h
h
tc
be
d
c
f
5.3
4.0
5.0
(4.4
mH
)
H tc
2O
Theo Lâm Minh Triết –Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị (trang 147)
Trong đó:
- Hbể: chiều cao bể (m)
- hd: Tổn thất áp lực dọc theo chiều đường ống dẫn (m).
- hc: Tổn thất cục bộ (m). (Tổn thất hd, hc không vượt quá 0.4 (m).
Áp lực không khí sẽ là:
33.10
H
33.10
4.4
tc
p
42.1
at
33,10
33.10
Công suất thổi khí:
29,0
34400
q
*1
N
p * 102
*
- hf: Tổn thất qua ống phân phối khí (m), hf không vượt quá 0.5 (m)
Trong đó:
q: Lưu lượng không khí cần cung cấp, (m3/s)
: Hiệu suất máy bơm, chọn = 0.8
75
p: Áp lực của khí thổi (at),
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
29.0
34400
)1
.0
0146
N
75.0
kW
1
HP
42.1( 102
8.0
Vậy công suất thổi khí là:
Với công suất tính toán là 1HP thì máy thổi khí hiện tại công suất 5HP được tận
dụng lại (Trong đó: 1 máy chạy và 1 máy nghỉ luân phiên)
Tính toán đường ống dẫn nước thải vào và ra khỏi bể:
tb = 12.5 (m3/h)
Lưu lượng trung bình: Qh
Vận tốc nước thải đi trong ống: v= 1.5 m/s (v = 1 – 2 m/s)
D
.0
054
54
m
mm
h Q 4 tb v
4 14.3
5.12
3600
5.1
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có D = 60 mm
v
23.1
sm /
c
4
4 06.0
5.12 2
3600
14.3
h Q tb 2 D n
- Kiểm tra vận tốc khí trong ống chính
thỏa mãn yêu cầu.
Tính công suất bơm nước thải:
tb = 12.5 (m3/h) = 0.00347 (m3/s)
Bơm nước thải là loại bơm chìm, được đặt cách đáy 0,5 m. Lưu lượng trung bình lớn nhất: Qh
Cột áp bơm: H = 10m
Q
.0
00347
81.9
10
N
43.0
kW
1000
Hg
1000
1000
8.0
Công suất của bơm:
Trong đó:
76
η – Hiệu suất chung của bơm, η = 0.72 – 0.93. Chọn η = 0.8; ρ – Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000 kg/m3;
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Với công suất tính toán là 0.43kW thì máy bơm hiện tại công suất 0.75kW được tận
dụng lại (trong đó 1 bơm chạy và 1 bơm nghỉ luân phiên)
HIỆU QUẢ KHỬ BOD5 VÀ COD:
Qua bể điều hoà có hệ thống khuấy trộn bằng không khí, hàm lượng BOD5 giảm
15%, COD giảm 15%:
Nồng độ BOD5 , COD sau xử lý:
BODsau = BODvao x (100%-15%) = 295 x (100%-15%) = 250.75(mg/l)
CODsau = CODvao x (100%-15%) = 410 x (100%-15%) = 348.5(mg/l)
Bảng 3.7: Tổng hợp bể điều hòa
Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Thời gian lưu nước t Giờ 4
Chiều dài L m 5
Kích thước bể điều hòa Chiều rộng B m 3
Chiều cao H m 3.5
Số đĩa khuếch tán khi n Đĩa 10
Đường kính ống nhánh dẫn khí mm 21 Dn
Đường kính ống dẫn khí chính mm 34 Dc
Đường kính ống dẫn nước thải ra D 60
Thể tích bể thu gom V mm m3 52.5
5. Bể sinh học hiếu khí với giá thể nhúng chìm
Thông số đầu vào:
ng = 120m3/ngày
6.75
20
148
100
SS
135
(93.
mg
/
l
)
120
77
Nồng độ các chất khi gộp chung 2 dòng nước thải: Lưu lượng dòng thải : Qtb
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
146
63.
20
250
75.
100
BOD
233
(4.
mg
/
l
)
5
295
.
925
348
5.
100
COD
339
(74.
mg
/
l
)
120 20 120
48
100
N
(40
mg
/
l
)
120
9
100
P
(5.7
mg
/
l
)
Hàm lượng N tổng :
120
Hàm lượng Photpho tổng : )
Nhiệm vụ
Đây là công trình chính của công nghệ xử lý, bể sinh học hiếu khí với giá thể
nhúng chìm có nhiệm vụ xử lý triệt để các chất hữu cơ còn lại trong nước thải.
Các vi sinh vật trong bể sẽ bám dính vào bề mặt vật liệu tạo thành lớp màng vi sinh
vật. Nước thải mang những chất hữu cơ khi đi ngang qua và tiếp xúc với lớp màng vi
sinh này sẽ được vi sinh vật dùng để làm thức ăn tồn tại và phát triển. Từ đó nồng độ
các chất ô nhiễm trong nước thải được được giảm thiểu và ít ô nhiễm hơn. Ngoài ra,
lớp màng vi sinh này còn tạo ra những vùng thiếu khí giúp cho quá trình khử Nitơ
trong nước thải được tăng lên.
Tính toán
+ Tốc độ lọc ≤ 3m/h..
+ Hiệu quả xử lý:
SO = 10αF+β S
K =
Trong đó:
So : Nồng độ BOD5 đầu vào bể sinh học hiếu khí, So = 233.4 mg/l.
S : Nồng độ BOD5 đầu ra bể sinh học hiếu khí
78
F: Chuẩn số
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
6,0
6,0
2
x
10
317.0
577.0
x 4,0
KxBxH vl 4,0 q
50
F =
KT = 0.2 x 1.047T-20 = 0.2 x 1.047(30-20) = 0.317
T(oC): Nhiệt độ nước thải, T = 30oC
Hvl: chiều cao lớp vật liệu đệm, chọn Hvl =2 m.
B: Lưu lượng đơn vị của không khí: 8- 12 (m3 không khí/m3 nước thải). Chọn B
= 10m3 không khí/m3 nước thải).
của không khí và chuẩn số F. Chọn = 1,51; = 0
q: Tải trọng thuỷ lực (20 – 80m3/m2.ng), chọn q = 40 (m3/m2.ng)
, : Phụ thuộc vào qđơn vị
B F
≤ 0.662 1.51 0 8 ≤ 0.662 0.47 0.69
≤ 0.85 1.2 0.13 10 ≤ 0.85 0.4 0.83
SO =10F+ S
OS
≤ 1.06 1.1 0.19 12 ≤ 1.06 0.2 1.15
F
662
10
4.233 ,051,110
S = = =23.3 mg/l
(
S
)
O
Ngày TB
- Thể tích bể sinh học hiếu khí
QS NO
79
W =
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trong đó:
S O :Nồng độ BOD5 đầu vào bể sinh học hiếu khí, S O = 233.4 mg/l
S: Nồng độ BOD5 đầu ra bể sinh học hiếu khí, S= 23.3 mg/l
TB : Lưu lượng trung bình ngày đêm, Q Ngày
TB =120m3/ngày.đêm
Q Ngày
NO: Năng lực oxy hoá của bể lọc, NO = 550 gO2/m3 ngày đêm (Xử lý nước thải
(
233
4.
120
và công nghiệp – Lâm Minh Triết)
)3.23 550
W = = 30.84 m3
- Diện tích hữu ích của bể sinh học hiếu khí
n
H
W vl
F =
Trong đó:
n: Số ngăn của bể sinh học hiếu khí. Chọn n = 1
84.30 x 12
F = = 15.42 m2
Hiện tại thể tích aerotank của hệ thống cũ không đáp ứng được thể tích tính toán
của bể Bể sinh học hiếu khí với giá thể nhúng chìm.Vì thế sẽ cải tạo bể điều hòa và
bể Aerotank của hệ thống cũ thành bể Bể sinh học hiếu khí với giá thể nhúng chìm
mới .
Chọn chiều dài của bể D = 4.9 m, chiều rộng R = 3.2m
- Chiều cao phần đáy h1 = 1 m
- Chiều cao lớp vật liệu Hvl = 1.5 m
80
- Chiều cao dành cho vật liệu dãn nở h2 = 1 m
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m
Tổng chiều cao bể lọc: H = Hvl + h1 + h2 +hbv = 1.5 + 1 + 1 + 0.5 = 4 m
- Lượng khí cần thiết
Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể sinh học hiếu khí:
h TBQB
không khí / m3 nước thải). Chọn
Lk =
nước thải)
Trong đó: B: Lưu lương đơn vị của không khí: 8 – 12 (m3 B = 10 (m3 không khí /m3
TB : lưu lượng giờ trung bình, Q h
TB = 15 m3/h
Q h
=150 m3/h
10
15
Lk =
Chọn hệ thống cung cấp khí bằng ống thép phân phối khí bằng đĩa sục khí, được
phân bố dọc theo chiều dài bể cách nhau 0.6m. Hai ống sát thành bể cách nhau 0.3m. Như
vậy có tất cả 5 ống.
- Lưu lượng khí trong mỗi ống:
150 12
khíL 12
= =12.5 m3/h qống =
Trong đó: Vận tốc khí trong ống 10 – 15 m/s. Chọn vống =12 m/s.
4
- Đường kính ống chính:
L khí 3600
v
4 12
150
3600
ông
= = 0.056m = 56 mm Dống =
Chọn ống chính Dống = 60mm
81
- Đường kính ống nhánh:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4
q
019.0
m
19
mm
ông
3600
4 12
5.12
3600
v
ông
dống =
Chọn ống phân phối khí có dống = 21 mm
Chọn dạng đĩa xốp: Đường kính : d = 270mm
Cường độ khí 200 l /phút.đĩa = 3.33 l /s.đĩa
26.14
- Số lượng đĩa phân phối trong bể:
kL 33.3
150 33.3
1000 3600
Số lượng đĩa: Đ = 15 đĩa
Đ =
- Bố trí hệ thống sục khí: Chiều rộng: R = 3 m
Chiều dài: D = 4 m
Số lượng đĩa: 15 đĩa chia làm 3 hàng, mỗi hàng 5 đĩa được phân bố đều cách mặt sàn
của bể là 0.2m
29,0
34400
L
khí
-Xác định công suất thổi khí:
p 102
1 n
W =
Trong đó:
Lkhí : Lưu lượng khí cần cung cấp. Lkhí = 150 (m3/h)
n: Hiệu suất máy bơm: Chọn n = 80%
33,10
9,4
33,10
H d
47,1
p: Áp lực của không khí nén
atm
33,10
33,10
p =
82
Trong đó: Hd = hd + hc + hf + H
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
hd: Tổn thất do ma sát
hc : Tổn thất cục bộ ống hd + hc 0.4 Chọn hd + hc = 0.4
hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối khí. hf 0,5 Chọn hf = 0.5
Hd = 0,4 + 0,5 + 4 = 4.9 m
H: Chiều cao hữu ích của bể, H = 4 m
29,0
34400
150
Vậy công suất thổi khí là:
KW /
1.2
h
102
47.1 8,0
1 3600
W =
- Công suất thực của máy thổi khí:
Ntt = 1,2 W =1.2 2.1 = 2,52 kW/h
Vậy chọn 2 máy thổi khí có công suất 5 kW/h. Hai máy chạy luân phiên nhau
cung cấp khí cho bể sinh học tiếp xúc.
Bảng 3.8 - Tóm tắt thông số thiết kế bể sinh học
Ký hiệu Kích thước
D R H 4.9 m 3.2 m 4
Công suất máy sục khí (KW/h) 5 KW/h
Tính toán lượng bùn dư thải ra mỗi ngày
Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) là:
Y
obs
Y K
1
6,0 06,01
10
c d
=0.375
83
Trong đó:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Y: hệ số sản lượng bùn, Y = 0,4-0,8 mg VSS/mgBOD5. chọn Y = 0.6 mg
c : thời gian lưu bùn,
c =5-15 ngày. Chọn
c =10ngày;
VSS/mgBOD5;
Kd: Hệ số phân huỷ nội bào. Kd = 0.06 ngày-1
BOD
4.233
3.23
Lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo VSS là:
5vào
BOD5
ra
)=0.375 120 ( )gBOD/m3 103kg/g PVSS=Yo Q (
=9454.5 g VSS/ngày
PVSS = 9.45 kgVSS/ngày
81.11
Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS là:
SSP
45.9 8,0
kgSS/ngày
Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi:
Pxả=PSS-(Q 30 10-3) = 11.81-(120 30 10-3) = 8.21 kg/ngày
Xác định lưu lượng bùn thải
Giả sử bùn dư được xả bỏ (dẫn đến hầm tự hoại) từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn,
Qra = Q và hàm lượng VSS trong bùn ở đầu ra chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng
SS.
c
WX XQXQ
ra
b
ra
Khi đó lưu lượng bùn dư thải bỏ được tính toán từ công thức:
Trong đó:
X là nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính trong bể sinh học, X =
84
2500mg/l;
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Xra là nồng độ VSS trong SS ra khỏi bể lắng, Xra=0.8 50 = 40;
Qb là lưu lượng bùn dư cần xử lý (m3/ngày);
Q là lưu lượng nước thải (m3/ngày).
WX
84.30
120
40
ra
Từ đó tính được:
Q
b
2500 10 2500 10
XQ c ra X c
= 1.164 m3/ng.đ
Sau khi hệ thống hoạt động ổn định thì lượng bùn hữu cơ xã ra hằng ngày. B = Qx x 8000 = 1.164 x 8000 (g/m3)= 9312 (g/ngày) = 9.31 (kg/ngày)
+ Trong đó cặn bay hơi:
B’ = (1-z) x B = 0.8 x 9.31 = 7.448 (kg/ngày)
+ Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể Qr x Xr
B’’= 120 x 40 x 10-3 = 4.8(kg/ngày)
+ Tổng cặn hữu cơ sinh ra:
B’ + B” = 7.448 + 4.8 = 12.248 (kg/ngày) = Px
Xác định tỷ số tuần hoàn bằng cách viết phương trình cân bằng vật chất đối với bể
sinh học tiếp xúc theo sơ đồ:
Cân bằng vật chất cho bể sinh học tiếp xúc :
QX0+QthXth=(Q+Qth)X
Bể sinh học
Q
Q, So
tiếp xúc
Bể
Qr, Xr
lắng SH
Qth,Xth
Qb,Xth
85
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trong đó:
Q: lưu lượng nước thải ;
Qth : lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn;
X0: nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể sinh học tiếp xúc, mg/l ;
X: nồng độ VSS ở bể sinh học tiếp xúc , X=2500 mg/l ;
Xth : nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xth=8000 mg/l .
Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xth, do đó trong phương trình cân bằng vật chất ở
trên có thể bỏ qua đại lượng QX0.
Khi đó phương trình cân bằng vật chất sẽ có dạng:
QthXth=(Q+Qth)X
Chia 2 vế của phương trình trên cho Q và đặt tỉ số Qth/Q = (được gọi là tỉ số tuần
Xth=X+X
hoàn), ta được:
45.0
X X
X
2500
8000
2500
th
Hay =
Lưu lượng bùn tuần hoàn :
Qth= Q x=120 0.45 = 54 m3/ngày = 6.75 m3/h
.0
028
m
28
mm
- Đường kính ống dẫn bùn:
4 v
q b 3600
4 1
54 86400
b
db =
86
Trong đó:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Qth : Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qth =Q.α= 54 m3/ngày= 0.00054 m3/s
+ vb: Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện bơm, vb = 1 - 2 m/s . Chọn: vb
= 1 m/s Chọn loại ống dẫn bùn là ống nhựa PVC đường kính 34 mm.
- Hiệu quả xử lý:
Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra:
SSra = 135.93 * (100% – 35%) = 88.35 (mg/l)
Hàm lượng COD còn lại sau bể lắng:
CODra = 339.74*(100% - 85%) = 50.96(mg/l)
Hàm lượng Nitơ còn lại trong dòng ra:
Tổng Nra = 40 × (100% - 71%) = 11.6 (mg/l)
Hiệu quả xử lý Phoypho của bể Anoxic là 60%
Photphora = 7.5 – (7.5 * 60%) = 3 (mg/l)
6. Bể lắng 2 :
Tính toán kích thước bể
72.
F
.4
668
(
2m
)
Q a
186 40
Diện tích bề mặt bể lắng :
Q
120
72.66
186
(72.
m
3 ngày
/
)
h tb
t
Trong đó: Q – Lưu lượng nước vào bể lắng II (m3/s);
Kích thước bể hiện tại
a – tải trọng bề mặt =40m3/m2.ngày.);
87
STT Thông số Đơn vị Kích thước
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1 Chiều dài m 2
2 Chiều rộng m 2
3 Chiều cao 4
4 Thể tích m m3 16
Hướng cải tạo: Với diện tích tính toán mới thì bể lắng sinh học không đáp ứng
được yêu cầu xử lý. Chính vì thế bể này cần được cải tạo thành bể lắng sinh học mới từ
việc kết hợp 2 bể khử trùng và lắng sinh học của hệ thống cũ và tính toán lại toàn bộ
Kích thước mới của bể
các thông số của bể.
STT Thông số Đơn vị Kích thước
1 Chiều dài m 3.2
2 Chiều rộng m 2
3 Chiều cao 4
4 Thể tích m m3 25.6
d
%20
D
9.2%20
58.0
m
Đường kính ống trung tâm
Thời gian lắng, t = 1.5 – 2.5h. Chọn t = 2h
0
0
n
(
)
tan
55
(
tan
55
(37.1
m )
h n
h 2
h 3
dD 2
19.2 ) 2
Chiều cao phần nón của bể lắng đứng:
Trong đó:
h2 – Chiều cao lớp nước trung hòa (m);
h3 – Chiều cao giả định của lớp cặn trong bể (m);
D – Đường kính của bể lắng, D = 2 m;
88
dn – Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 1 m;
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Điều
α - Góc nghiêng của đáy bể so với phương ngang, không lấy nhỏ hơn 500
7.60 – TCXDVN 51:2008), chọn α = 500;
33.2
37.1
(43.0
m )
hH tt
h n
h bv
Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng:
Trong đó:
htt – Chiều cao tính toán của vùng lắng, htt = 2.33m;
hn – Chiều cao phần hình nón, hn = 1.37m;
hbv – Chiều cao từ mực nước đến thành bể, hbv = 0.3m (Điều 7.60 – TCXDVN
51:2008);
Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của vùng lắng và bằng 2.33m (Điều
Tính toán máng thu nước
7.60 – TCXDVN 51:2008).
Dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể để thu nước: thiết kế
máng vòng đặt theo chu vi vành trong bể, đường kính ngoài của máng là đường kính
trong của bể.
8.0
D
8.0
9.2
32.2
m
D m
Đường kính máng thu nước:
D
D
9.2
32.2
m
B
29.0
m
m
2
2
Bề rộng máng thu nước:
Chiều cao máng thu nước: hm = 0.2m.
F
B
h
29.0
2.0
.0
058
m
2
m
m
m
Diện tích mặt cắt ngang của máng:
L
D
32.2
28.7
m
m
m
Chiều dài máng thu nước:
89
Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài máng:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
186
72.
3
a
65.25
/
m
.
ngày
m
Q L
28.7
m
4
.0
101
m
D thu
4
Q v
.0 14,3
00648 8.0
Đường kính ống thu nước:
Trong đó:
Q – Lưu lượng nước thải vào bể lắng sinh học, Q = 0.00648 m3/s;
v – Vận tốc nước trong máng thu (theo cơ chế tự chảy v = 0,3 – 0,9 m/s). Chọn
v = 0.8 m/s;
Tính toán máng răng cưa
Chọn đường kính ống thu nước Dthu = 114 mm.
D
D
32.2
m
rc
m
Đường kính máng răng cưa bằng đường kính trong máng thu
L
D
32.2
28.7
Chiều dài máng răng cưa:
m
rc
rc
.
Chọn số khe trên 1m chiều dài máng răng cưa là 10 khe.
Bề rộng răng cưa: brc = 80mm.
Bể rộng khe: bk = 100mm. Khe tạo góc α = 900
Chiều sâu khe = 60mm
Chiều cao máng thu nước là 200mm, bề dày máng răng cưa là 5mm, máng được bắt
n
10
L
10
28.7
(73
khe
)
dính với thành bể lắng.
rc
Tổng số khe:
186
72.
3
6.2
/
khe
.
ng đ
m
q khe
Q n
73
Lưu lượng nước qua 1 khe:
90
Tải trọng thu nước trên 1 máng tràn:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
186
72.
3
a
65.25
/
m
.
ngày
m
Q L
28.7
rc
Tính toán đường ống dẫn nước thải, đường ống dẫn bùn
Tính đường ống dẫn nước thải
Đường kính ống dẫn nước thải vào lấy bằng đường kính ống dẫn nước ra từ bể sinh
học hiếu khí dính bám ngập nước Dv = 60 mm.
3
Q tb
186
(72.
m
/
đng ).
.0
00648 (
3 sm )/
Chọn vận tốc nước thải trong ống là v = 1.5 m/s ( v= 1 – 2 m/s)
ngay
Lưu lượng nước thải:
.0
054
54
m
mm
D r
4 v
Q
4 5.1
.0 00648 14.3
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có D = 60 mm
Tính toán đường ống dẫn bùn
Vận tốc bùn chảy trong ống: v= 0.7 m/s (V= 0.3- 0.7 m/s)
Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qb = Qt + Qw
Trong đó:
Qt – Lưu lượng bùn tuần hoàn hoạt tính về bể Aerotank, Qt = 120m3/ngđ; Qw – Lưu lượng bùn dư từ bể Aerotank (m3/ngđ);
Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn là
3
Q
/(301
l
đng ).
(301.0
m
/
đng ).
w
M x 008 ,1
,0
43.2 .1
008
,0
008
008
0,8% và khối lượng riêng là 1,008 kg/l. Vậy lưu lượng bùn dư cần xử lý là:
3
54
.0
301
.54
(301
m
/
đng ,
)
.0
00189 (
3 sm )/
Qb
Vậy lưu lượng bùn là:
D
.0
032
34
m
mm
4 v
Q t
4 7.0
.0 00189 14.3
91
Đường kính ống dẫn bùn thải ra:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán bơm bùn tuần hoàn
Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có D = 34 mm
Q
34.8
10
N
3.0
kW
1000
Hg
1000
1020
8.0
81.9
3600
Công suất của bơm:
Trong đó:
h – Hiệu suất chung của bơm, η = 0.72 – 0.93. Chọn η = 0.8; ρ – Khối lượng riêng của bùn, ρ = 1020 kg/m3;
H – Cột áp bơm: H = 10m Qt – Lưu lượng bơm ; Qt=66.72m3/ng.đ= 8.34m3/h
Với công suất tính toán là 0.03kW thì máy bơm bùn hiện tại công suất 0.75kW được
Tính toán bơm bùn dư về bể chứa bùn
tận dụng lại.
Q
38.8
10
N
3.0
kW
1000
Hg
1000
1020
8.0
81.9
3600
Công suất của bơm:
Trong đó:
h – Hiệu suất chung của bơm, η = 0.72 – 0.93. Chọn η = 0.8; ρ – Khối lượng riêng của bùn, ρ = 1020 kg/m3;
H – Cột áp bơm: H = 10m Qt – Lưu lượng bơm ; Qt=67.021m3/ng.đ= 8.38m3/h
Với công suất tính toán là 0.03kW thì máy bơm bùn hiện tại công suất 0.75kW được
Hiệu quả xử lý:
tận dụng lại.
Hàm lượng SS giảm 50%, COD giảm 20%, BOD5 giảm 20% còn lại trong dòng ra:
92
SSra = 88.35 x (100% – 50%) = 44.17 (mg/l)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BOD5ra = 23.3 x (100% – 20%) = 18.64 (mg/l)
CODra = 50.96 x (100% – 20%) = 40.7 (mg/l)
Bảng 3.9: Tổng hợp bể lắng sinh học
Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Thời gian lắng t Giờ 2
Chiều dài L m 3.2 Kích thước bể lắng sinh Chiều rộng B m 2 học Chiều cao H 4
Diện tích bể m m2 6.4 F1
Chiều cao vùng lắng m 2.33 htt
Đường kính bể D mm 2.9
Đường kính ống trung tâm d mm 0.58
Chiều cao phần nón mm 1.37 hn
Đường kính ống dẫn bùn ra mm 60 Db
Đường kính ống dẫn nước vào mm 90 Dv
Đường kính ống dẫn nước thải ra mm 90 Dr
Công suất bơm tuần hoàn bùn N Kw 0.3
Công suất bơm bùn dư N Kw 0.3
Tổng số khe n khe 74
7. Bể Trung gian
Là nơi lưu nước sau lắng hóa lý, từ đây nước sẽ được bơm đến bể lọc áp lực 1, bể
được cải tạo lại bên cạnh bể lọc áp lực, được tính như sau:
Chọn thời gian lưu nước trong bể là 30 phút:
t
5.2(
60/)30
Thể tích bể:
m 25.1
3
h QV tb
sx
93
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Vì bể thu gom nằm sát bên bể lắng hóa lý và thể tích công tác của bể chứa nhỏ
hơn thể tích bể thu gom đề xuất cải tạo 1 phần bể thu gom 1 của hệ thống cũ thành
bể chứa, thuận lợi cho việc bố trí bể lọc áp lực.
Kích thước thực các cạnh của bể khử trùng được cải tạo:
L x B x H = 2 x 1 x 2 = 4(m3)
Tính bơm nước thải:
Chọn bơm nước thải loại bơm chìm, được đặt cách đáy 0.2 m.
H
s Q tb
N
bom
102
1002
.06.
0007
4,3
KW29.0
102
8.0
Công suất bơm:
Với công suất tính toán là 0.29 kW thì máy bơm hiện tại ở bể lắng công suất
0,75kW được tận dụng lại
Trong đó:
bomN : công suất máy bơm (kW).
3m = 1002.6 kg/
3m
s
: tỷ trọng riêng của nước, = 1.0026 tấn/
3m /s),
tbQ : Lưu lượng trung bình (
3
Q
h tb
sx
5.2
Q
.0
0007
sm /
s tb
3600
3600
pH
η: hiệu suất bơm = 0.8
H
HH
5.02.13.04.02
m 4.3
p
h cb
h l
hh b
bv
: cột áp toàn phần của máy bơm (m)
H :chiều cao bể (m)
cbh : tổn thấp áp lực cục bộ,
cbh = 0.4 m
lh : tổn thấp áp lực do ma sát theo chiều dài ống,
lh = 0.3 (m)
94
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
h :chiều cao đầu đưa nước vào bồn lọc áp lực (m)
hb: chiều cao đặt bơm (m)
8. Bể lọc áp lực:
Bể được thiết kế nhằm xử lý triệt để nước thải sau bể lắng, đảm bảo ổn định tiêu
chuẩn xả thải đầu ra đạt QCVN 40:2011 và được tính chi tiết sau:
Chọn bể lọc áp lực hai lớp than Anthracite và cát thạch anh.
Các thông số thiết kế được chọn:
Chiều cao lớp cát: h1 = 0.3 (m). Đường kính hiệu quả của hạt cát de = 0.5
mm, hệ số đồng nhất U = 1.6
Chiều cao lớp than: h2 = 0.5 (m). Đường kính hiệu quả của hạt cát de = 1.2
mm, hệ số đồng nhất U = 1.5
Tốc độ lọc v = 9 (m/h)
A
67.1
Diện tích bề mặt lọc:
m
2
h Q tb v
15 9
D
46.1
m
67,14
2.44 14.32
Đường kính bồn lọc áp lực:
25.0
25.05.05.03.0
m 65.0
eHh vl
Khoảng các từ bề mặt vật liệu lọc cho đến miệng phễu thu nước rửa lọc:
Trong đó:
Hvl: chiều cao lớp vật liệu lọc: bao gồm chiều cao lớp cát và chiều cao
lớp cát (m)
e: độ giản nở của vật liệu khi rửa: e = 0.25 – 0.5, chọn e = 0.5
Chiều cao tổng cộng của bồn lọc áp lực
95
H= h + Hvl + hbv + hthu = 0.65 + 0.8 + 0.25 + 0.3 = 2 (m)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trong đó:
hbv: chiều cao bảo vệ từ máng thu nước đến nắp đậy phía trên (m), hbv =
0.25 (m)
hthu: chiều cao phần thu nước (m), hthu = 0.3 (m).
Kích thước 2 bể hiện hữu
STT Thông số Đơn vị Kích thước
1 Số lượng m 2
2 Đường kính m 1.5
3 Chiều cao m 2.2
Hướng cải tạo: Tận dụng lại 2 bể lọc áp lực của hệ thống cũ. Một bể để lọc nước thải
sau bể lắng hóa lý, 1 bể để lọc nước thải sau bể lắng sinh học
Tính lưu lượng khí:
Dựa vào bảng 9 – 14 (trang 427 – XLNT công nghiệp và đô thị – Lâm Minh
Triết)
Tốc độ rửa nước vn = 0.35 m3/m2.phút Tốc độ rửa khí vk = 1 m3/m2.phút
Rửa ngược chia làm 3 giai đoạn
(1) Rửa khí với vk = 1 m3/m2.phút trong 1 – 2 phút
(2) Rửa khí và nước trong 4 – 5 phút (3) Rửa ngược bằng nước trong 4 – 5 phút với vn = 0.35 m3/m2.phút.
t
67.1
35.0
10
(85.5
3 bem ) /
vAW n
n
Lượng nước rửa lọc cần thiết cho 1 bồn lọc/1 lần rửa:
vAQ
67.1
35.0
(60
phut
h )/
(07.35
3 hm )/
n
n
Lưu lượng bơm nước rửa ngược:
3
vA
67.1
(67.11
m
/
phut
)
(2.100
3 hm /
)
Q k
k
96
Lưu lượng máy thổi khí rửa ngược:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
h
v
h
1 c
60 o T
8,1
42
L 2 d e
Tính tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc;
Trong đó:
C: hệ số nén ép, C = 600 – 1200, chọn C = 1000 To: nhiệt độ nước (oC)
de: đường kính hiệu quả (mm)
vh: tốc độ lọc (m/ngày)
L : chiều dày lớp vật liệu lọc (m)
9
(18.0
m
/
ngay
)
hc
1 1000
8.1
42
3.0 2 5.0
h )(24 ngay 1
60 25
Đối với lớp cát:
9
.0
052
(
m
/
ngay
)
hth
60 25
1 1000
8.1
42
5.0 2 2.1
h )(24 ngay 1
Đối với lớp than:
Tổn thất qua 2 lớp vật liệu lọc:
htt = hc + hth = 0.18 + 0.052= 0.232 (m/ngày)
Sau bể lọc áp lực hàm lượng cặn lơ lửng SS còn lại khoảng 7 mg/l, tương ứng
SS
65.0
42.1
72.0
lmg 6.4 /
BOD 5
ll
sau
BOD5 của cặn lơ lửng:
64.18
6.4
lmg 24.23 /
BOD 5
sau
BOD 5
ht
BOD 5 ll
Lượng BOD5 sau bể lọc áp lực:
9. Bể khử trùng
97
Thể tích tiếp xúc của bể:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
15
tQV
(5.7
3m
)
h tb
30 phut /
(60
h
)
Hướng cải tạo :
Tận dụng bể chứa bùn của hệ thống cũ để làm bể khử trùng
STT Thông số Đơn vị Kích thước
1 Chiều dài m 2
2 Chiều rộng m 1.5
3 Chiều cao 4
4 Thể tích m m3 12
Bể tiếp xúc gồm 2 ngăn có diện tích bằng nhau: ngăn đầu, sau khi được nước
từ bể lắng chảy tràn sang, lần lượt chảy tràn sang ngăn còn lại.
Theo Lâm Minh Triết –Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị (trang 467), số
N
1
NE
o
i
6
5
10.9
1
10.9%90
100
ml
100
ml
coliform còn lại sau quá trình xử lý sinh học là :
Trong đó:
No: số coliform còn lại sau quá trình xử lý sinh học (No/100ml) Ni:lượng coliform trong nước thải đầu vào, Ni = 9.106/100ml
E: hiệu suất khử trùng (%), E = 90%.
t
23,01
3
tC t
N N
0
1 3
C t
1 23.0
t
N t 0N
1
98
Liều lượng Chlorin cho vào có thể được tính theo công thức sau:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1 3
(51,0
lmg )/
C t
1 23.0
40
5000 5 10.9
1
Trong đó:
Ct: Lượng Chlorine dư theo yêu cầu (mg/l)
Nt: số Vi khuẩn Coliform sau thời gian t tiếp xúc
No: số Vi khuẩn Coliform ban đầu (No/100ml)
t: thời gian tiếp xúc (phút), chọn t = 40 phút.
Bảng 3.10 Liều lượng Chlorine cho khử trùng
Nước thải Liều lượng (mg/l)
Nước thải sinh hoạt đã lắng sơ bộ 5-10
Nước thải kết tủa bằng hóa chất 3-10
Nước thải sau xử lý bể lọc sinh học 3-10
Nước thải sau xử lý bùn hoạt tính 2-8
Nước thải sau lọc cát 1-5
(Nguồn: Trang 471 – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế
công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân).
Dựa vào bảng 4.12, do một lượng Chlorine bị mất đi do oxy hóa các chất khử như chất
hữu cơ còn lại trong nước thải, vì vậy lượng Chlorine cho vào có thể lấy C = 3 mg/l.
M
C
120
3
(360
g
/
ngay
(36.0)
kg
/
ngay )
Cl
ng Q tb
t
Lượng Chlorine sử dụng 1 ngày:
Giả sử hóa chất sử dụng là khí Clo. Chọn 01 bơm định lượng để bơm hóa chất có
Tính toán đường ống dẫn nước thải
Model D – 050N – 30/I có Q = 4 l/h của hãng Doseuro – Italy.
3
Q tb
186
(72.
m
/
đng ).
.0
00648 (
3 sm )/
Chọn vận tốc nước thải trong ống là v = 1.2 m/s ( v= 1 – 2 m/s)
ngay
99
Lưu lượng nước thải :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
.0
038
38
m
mm
D r
4 v
Q
4 14.3
120
86400
5.1
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
Chọn ống dẫn nước thải vào và ra của bể khử trùng là ống PVC, có D = 42mm.
Bảng 3.11: Tổng hợp bể khử trùng
Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Thời gian tiếp cúc t Phút 30
Chiều dài L m 2
Kích thước bể khử trùng Chiều rộng B m 1.5
Chiều cao H m 4
Số ngăn của bể n ngăn 2
Đường kính ống dẫn nước thải ra D 42
Thể tích bể khử trùng V mm m3 12
Lượng Chlorine sử dụng 1 ngày M Kg/ngày 0.36
10. Ngăn chứa bùn
Ngăn chứa bùn bao gồm 2 ngăn: ngăn chứa bùn sinh học và ngăn chứa bùn hóa lý.
.0
V
10
(13.1
3m
)
301 24
Thể tích ngăn chứa bùn sinh học dư
Kích thước ngăn chứa bùn sinh học dư : L x B x H = 1.4 x 2 x 3.5
V
10
(2.0
3m
)
05.0 24
Thể tích ngăn chứa bùn hóa lý
Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn : L x B x H = 1.4 x 2 x 3.5
100
Bảng 3.12: Tóm tắt thông số thiết kế Ngăn Chứa Bùn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
STT Thông số Đơn vị Số lượng
1 Chiều cao ngăn chứa bùn tuần hoàn m 3.5
2 Chiều rộng ngăn chứa bùn tuần hoàn m 2
3 Chiều dài ngăn chứa bùn tuần hoà m 1.4
4 Chiều cao ngăn chứa bùn dư m 3.5
5 Chiều rộng ngăn chứa bùn dư m 2
6 Chiều dài ngăn chứa bùn dư m 1.4
11. Tính toán hóa chất
Hóa chất điều chỉnh
Hóa chất sử dụng là NaOH, liều lượng châm vào nước thải được điều khiển bởi hệ
thống điều chỉnh pH tự động. Chức năng cơ bản của hệ thống điều chỉnh này là tự động
đo pH của nước thải, phân tích và phát hiện điều chỉnh bơm hóa chất chỉnh pH tới pH
sau khi cho phèn vào và khuấy trộn đều với pH = 7.5, đảm bảo cho quá trình xử lý tối
ưu. Các thiết bị của hệ thống là thiết bị đo pH, điện cực cáp dẫn.
pHmin= 4.5
pHtối ưu = 7.5
5.4
5.7
5.4
5.7
Q
10(
)
M
15000
)
40
q
.0
248
/ hL
10
a
10( 05.0
10 1530
Liều lượng NaOH châm vào bể điều chỉnh pH
Trong đó:
(cid:1843)=15 (cid:1865)3/ℎ=15000(cid:1838)/ℎ
M: Khối lượng phân tử của NaOH, M = 40 g/mol (cid:2025): Khối lượng riêng của dung dịch NaOH (cid:2025)=1,53 (cid:1863)(cid:1859)/(cid:1855)(cid:1865)3=1530 (cid:1859)/(cid:1838)
(cid:1853): Nồng độ dung dịch NaOH bơm vào bể điều chỉnh pH, (cid:1853)=5%=0.05
Thể tích cần thiết của bể chứa
101
(cid:1848) = (cid:1869) × (cid:1872) = 0.248 × 720 = 178.56 (cid:1838)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
: Thời gian chứa hóa chất trong bồn, chọn t = 30 ngày = 720 h
Tận dụng lại 1 bồn hóa chất có thể tích 500 L.
Đi kèm với hệ thống này là 1 bơm định lượng hóa chất
chỉnh pH tự động Blue- White series C-645P, Q = 11.5
l/h. H = 4m, N = 45W, 1 thùng đựng hóa chất 500L, với
nồng độ NaOH 5%, trong quá trình pha hóa chất khuấy
trộn chủ yếu làm bằng thủ công do công nhân vận hành
đảm nhận.
PAC (polyaluminium clorua)
100
60
100
9
/ hL
Q p
Qa 10
1000
10
15
1000
- Lưu lượng PAC cần dùng
- Lượng phèn dùng trong 1 ngày: 9×24 = 216 L/ngđ
Trong đó:
a = 60 (tra bảng 3.4 trang 89 Giáo trình bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải của
Lâm Vĩnh Sơn)
b: Nồng độ dung dịch phèn, b = 10% Q: Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Q = 15 (m3/h) Do Q = 120(m3/ngày) <500 m3/ngày => trộn bằng phương pháp thủ công
- Tận dụng 2 thùng nhựa composite có dung tích 500L để pha trộn PAC, thiết bị trộn
PAC bằng motor khuấy 4 cánh phẳng với công suất 0.37W, số vòng quay 110
vòng/phút.
- Chọn bơm định lượng nhãn hiệu Blue- White series C-645P, với các thông số: Q =
11.5 l/h. H = 4m, N = 45W, Điện áp 220V/50Hz.
Polymer
102
- Lưu lượng Polymer cần dùng:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
100
.0
100
75.18
/ hL
Q p
Qa b
1000
15 125 01.0 1000
Trong đó:
a = 0.125 mg/L: Liều lượng polymer cho 1m3 nước thải
b: Nồng độ dung dịch phèn, b = 0.01% Q: Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Q = 15 (m3/h)
- Chọn 2 thùng nhựa composite có dung tích 500L để pha trộn Polymer, thiết bị trộn
PAC bằng motor khuấy 4 cánh phẳng với công suất 0.37W, số vòng quay 110
vòng/phút.
- Chọn bơm định lượng nhãn hiệu Blue- White series C-660P, với các thông số: Q = 14
L/h. H = 4m, N = 45W, Điện áp 220V/50Hz.
3.6.2. Tính toán phương án 2
1. Bể Anoxic
Thông số đầu vào:
ng = 120m3/ngày
6.75
20
148
100
SS
135
(93.
mg
/
l
)
120
146
63.
20
250
75.
100
BOD
233
(4.
mg
/
l
)
5
295
.
925
348
5.
100
COD
339
(74.
mg
/
l
)
120 20 120
48
100
N
(40
mg
/
l
)
Nồng độ các chất khi gộp chung 2 dòng nước thải: Lưu lượng dòng thải : Qtb
120
9
100
P
(5.7
mg
/
l
)
Hàm lượng N tổng :
120
Hàm lượng Photpho tổng : )
1.1. Nhiệm vụ
Nước thải từ bể điều hòa và nước tuần hoàn sau bể sinh học hiếu khí Aerotank được
103
bơm qua bể sinh học thiếu khí Anoxic theo hướng từ dưới lên. Bể sinh học này có
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
nhiệm vụ khử Nitrogen. Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng
do tác động của dòng chảy và dạng dính bám trên vật liệu.. Nước thải sau khi qua bể
Anoxic sẽ tự chảy sang bể sinh học hiếu khí Aerotank để tiếp tục được xử lý.
1.2. Tính toán
- Thông số thiết kế thời gian lưu nước t = 1.5– 2h (Metcalf and Eddy, 2003,
Wastewater Engineering Treatment and Reuse). Chọn t = 2h.
V
Q
t
15
2
(30
3m
)
h tb
- Thể tích bể Anoxic
Bảng 3.13: Lựa chọn bể Anoxic
Thể tích tính toán Thể tích thực tế Thể tích cải tạo
V = 30 m3 V = LxBxH = 3.2 x 2.7 x 4 = 34.56 m3 V = LxBxH = 3.2 xn2.7 x 4 = 34.56 m3
Hướng cải tạo:
Hiện tại thể tích bể điều hòa của hệ thống cũ đáp ứng được thể tích tính toán của
bể Anoxic.Vì thế sẽ cải tạo bể điều hòa của hệ thống cũ thành bể Anoxic .
- Nước thải từ bể điều hòa, nước tuần hoàn từ bể sinh học hiếu khí và bùn tuần hoàn từ
bể lắng 2 sẽ được phân phối đều trên diện tích đáy bể.
- Bố trí ống thu mùi ở nắp bể dẫn vào thiết bị thấp thụ mùi bằng dung dịch NaOH 10%.
- Tính toán máy khuấy
Chọn năng lượng khuấy: 5 kW/103m3 (3 – 10 kW/103m3) (Nguồn: theo Metcalf &
Eddy, 2003, Wastewater Engineering Treatment and Reuse, Chương 9 mục 9.5:
Activated Sludge with Fixed Film Packing, 952 trang).
3
3
N
V
5
5.22
5
kW
10/
m
.0
113
kW
15.0
HP
104
Công suất máy khuấy:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chọn 01 máy khuấy có Model SM250 – 0,25KW/50HZ/4P với Q = 1.8 m3/min của
hãng Shinmaywa – Nhật Bản.
Bố trí ống thu mùi ở nắp bể dẫn vào thiết bị thấp thụ mùi bằng dung dích NaOH
10%.
- Hiệu quả xử lý COD của bể Anoxic là 10%
CODra = 339.74 – (339.74 * 10%) = 305.77 (mg/l)
- Hiệu quả xử lý BOD của bể Anoxic là 10%
BOD5 ra = 233.4 – (233.4 * 10%) = 210.06 (mg/l)
- Hiệu quả xử lý khử Nitơ của bể Anoxic là 75%
N tổng ra = 40 – (40 * 75%) = 10 (mg/l)
- Hiệu quả xử lý Phoypho của bể Anoxic là 60%
Photphora = 7.5 – (7.5 * 60%) = 3 (mg/l)
2. Bể Aerotank
Qtb Thông số đầu vào: ng = 120m3/ngày
SS = 135.93 (mg/l)
BOD5 = 210.06(mg/l)
COD = 305.77 (mg/l)
5
f
69,0
CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN:
BOD COD
210 305
06. 77.
Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể X (MLVSS) = 2500 (mgVSS/l)
Tỷ lệ MLVSS : MLSS = 0,7 Độ tro của cặn z = 0,3
Các thông số động học cần cho thiết kế:
105
Y: hệ số sản lượng tế bào, Y = 0,5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Kd: hệ số phân huỷ nội bào (ngày-1), Kd = 0,06 ngày-1
Tỷ lệ BOD : N : P = 178,821 : 10 : 5,6 > 100 : 5 : 1 có thừa chất dinh dưỡng
cho Vi sinh vật phát triển.
Nước thải sau bể lắng II chứa 25 mg/l căn sinh học trong đó có 65% cặn dễ
phân huỷ sinh học.
= 5 – 15 ngày. Chọn = 10 ngày.
c
c
Thời gian lưu bùn trung bình:
SAU XỬ LÝ ĐẠT:
≤ 30 (mg/l) o BOD5
o COD ≤ 60 (mg/l)
o SS ≤ 60 (mg/l)
BOD5 hoà tan sau bể lắng được xác định theo mối quan hệ sau:
Tổng BOD5 = BOD5 hoà tan + BOD5 của cặn lơ lửng.
BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra được tính như sau:
b
a
SS
65.0
25
(25.16
mg
/
l
)
Hàm lượng cặn sinh học dễ phân huỷ
Trong đó:
- a: % cặn sinh học dễ phân huỷ, a = 65%
- SSl: hầm lượng cặn sinh học sau lắng (mg/l)
c
42,1 25.16
b 1(
1( z )3.0
)
42.1
(15.16
mg
/
l
)
Lượng cặn hữu cơ theo COD:
Trong đó:
- z: độ tro của cặn (%), z = 30%
- 1.42: mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hoá.
d
f
c
72.0
15.16
(63.11
mg
/
l
)
Lượng BOD5 của cặn lơ lửng ra khỏi bể lắng:
106
Lượng BOD5 hoà tan trong nước thải ra khỏi bể lắng II:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
e = Tổng BOD5 - BOD5 của cặn lơ lửng
= 30 – d = 30 – 11.63 = 18.37 (mg/l)
BOD
e
210
37.18
vao
E
%100
%100
%91
BOD
ht
5
5 BOD
06. 210
06.
5
vao
Hiệu quả xử lý theo BOD5 hoà tan:
COD
COD
c
)
vao
ra
E
%100
CODt
( COD
vao
)15,16
305
77.
60(
%86%100
305
77.
Hiệu quả xử lý COD:
Q
e
)
ng tb
V
Y X
c 1(
( K
vao )
BOD 5 c
d
120
m 75.24
3
5.0 2500
06.
10
10 120 06.01
37.18
Thể tích bể Aerotank:
Trong đó:
ng tbQ
: lưu lượng nước thải trung bình ngày (m3/ngày).
Y: hệ số sản lượng tế bào, Y = 0.46 Kd: hệ số phân huỷ nội bào (ngày-1), Kd = 0.06 ngày-1
c
: thời gian lưu bùn (ngày)
X: Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể (mg VSS/l)
Bảng 3.14: Lựa chọn bể Aerotank
Thể tích thực tế Thể tích cải tạo
Thể tích tính toán V = 24.07 m3
V = L x B x H = 3.2 x 2 x 4 = 25.6 m3 V = L x B x H = 3.2 x 2 x 4 = 25,6 m3
107
_ Hướng cải tạo:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Qua bảng nhận thấy thể tích công tác của bể vẫn lớn hơn đối với lưu lượng mới
nên vẫn giữ nguyên bể Aerotank hiện hữu. Ngoài ra hệ thống cung cấp oxi của bể chưa
đáp ứng được lượng oxi cần thiết cho vi sinh tồn tại và tăng sinh khối.
Đề xuất cải tạo lại hệ thống cung cấp oxi cho lưu lượng với các thông số đầu
vào mới.
TÍNH LƯỢNG OXI CẦN THIẾT CUNG CẤP CHO BỂ AEROTANK:
Q
(
BOD
BOD
)
ng tb
cp
OC
42,1
o
P x
5 vao 1000
f
)30
120
42.1
12.7
06. 1000
210
77.22
ngay
( 69.0 kgO /
2
Lượng oxi cần cấp theo lý thuyết:
Trong đó:
ng tbQ
: lưu lượng nước thải trung bình ngày (m3/ngày).
BOD5vao: nồng độ BOD5 vào (mg/l)
BODcp: nồng độ BOD cho phép ở đầu ra bể lắng II (mg/l), BODcp = 30
5
f
69.0
(mg/l)
BOD COD
210 305
06. 77.
f: hệ số chuyển đổi .
1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD
Px : lượng bùng xả trong 1 ngày (kgVSS/ngày)
Px được tính như sau:
y
,0
3125
b
1
K
1
10
06,0
5,0
d
Y c
Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính:
BOD
e
P x
ng Qy b tb
vao
108
Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
.0 3125 120 ( 210 06. )37.18
7188 (4. gVSS / ngày ) ((12.7 kgVSS / ngày )
Do cần duy trì lượng Oxi hoà tan trong nước là C = 2 (mg/l), nên lượng Oxi cần
OC
OC
ng t
o
20
T
C s
C
C
1 024
,1
1
s
77.22
25
20
08.9
08.9
2
.1
1 024
1 9.0
8.28
ngay
kgO /
2
trong thực tế sẽ là:
Trong đó:
OCo: lượng Oxi cần theo lý thuyết (kgO2/ngày) Cs: Nồng độ bảo hoà Oxi trong nước (mg/l). Ở 25oC: Cs = 9.08 (mg/l)
C: Nồng độ Oxi hoà tan cần duy trì trong bể Aerotank (mg/l), C = 1.5 –
2 (mg/l), chọn C = 2 (mg/l)
T: nhiệt độ bất lợi nhất của nước thải (oC), T = 25oC.
: Hệ số điều chỉnh lượng Oxi ngấm vào môi trường nước, phụ thuộc
vào hàm lượng cặn, hình dạng bể, thiết bị làm thoáng, = 0.6- 0.94, chọn
=0.9.
c
XV Q
Q
X
X
T
xa
ng tb
r
X
r
c
Q
xa
ng QXV tb
X
c
T
8.28
10
2500
10000
38,11 )3,01(
83,0
ngày
10 3 m /
120
Xác định lượng bùn xả:
109
Trong đó:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
V: thể tích bể (m3)
X: Nồng độ bùn trong bể (mg VSS/l)
ng tbQ
: lưu lượng nước thải trung bình ngày (m3/ngày).
X
X
%
100
z
T
u
10000
)3,01(
mgVSS /
l
XT: nồng độ bùn xả tính theo VSS(mgVSS/l)
c
25,16
38,11
b
7,0
7,0
/
: thời gian lưu bùn (ngày)
mgVSS
X r
Xr: Nồng độ cặn dễ bay hơi ở bể lắng II (mgVSS/l) l
P
(17.10
kgSS
/
ngày
)
xl
P x
z
1
12.7
3,0
1
Tổng lượng căn sinh ra tính theo độ tro của cặn:
ra
M
SSx (
)
P xl
PP l xl
ng Q SS tb 1000
60
120
17.10
97.2
ngay
kgSS ./
1000
Lượng cặn phải xả đi hằng ngày
M
M
97.2%70
7,0
/
ngay
08.2 kgVSS
x
( VSS
)
( SSx
)
Lượng cặn sinh học trong bùn dư cần xử lý:
Trong đó:
70%: tỷ lệ MLVSS:MLSS
Xác định lưu lượng bùn tuần hoàn QT:
Để nồng độ bùn hoạt tính trong bể không đổi luôn giữ giá trị X = 2500mg/l.
110
Cân bằng vật chất trong bể Aerotank:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Q*X0 + Qth*Xth = (Q + Qth)X
Trong đó:
Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm, Q = 120 m3/ngày
Qth: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn;
X0: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể Aerotank, mg/l;
X: Nồng độ VSS ở trong bể Aertank, X = 2500 mg/l;
Xth: Nồng độ VSS tuần hoàn (cặn không tro), giả sử nồng độ cặn trong dòng
tuần hoàn Xu =10000 mg/l, suy ra Xth = 7000 mg/l
Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xth do đó phương trình cân bằng vật
chất ở trên có thể bỏ đại lượng QX0.
Khi đó phương trình cân bằng vật chất sẽ có dạng:
X * (Q + Qth) = Qth* Xth
Chia hai vế phương trình này cho Q và đặt tỉ số Qth/Q = (: gọi là tỉ số tuần
hoàn), ta được:
2500
0.556
Xth = X + X
X X
X
7000
2500
th
Hay =
Lưu lượng bùn tuần hoàn:
QT = 0,556 * Q = 0.556 * 120 = 66.72 m3/ngày = 8.34 m3/h
F M
Kiểm tra tỷ số : tỷ số thức ăn trên sinh khối vi khuẩn
111
Thời gian lưu nước trong bể:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
7.1
h
6.25 15
V h Q tb
4,0
/
mgSS
ngay ..
= 0.21 (ngày)
1
mgBOD 5
F M
BOD vao 5 X
210
06. 2500
21,0
Trong đó:
BOD5: Nồng độ BOD5 đầu vào (mgBOD5/l)
F M
: tỷ số thức ăn trên sinh khối vi khuẩn(mgBOD5/mgSS.ngày-1)
: thời gian lưu nước trong bể (ngày)
X : Nồng độ bùn trong bể tính theo VSS (mgVSS/l)
6.02.0
F M
Trị số này nằm trong đoạn cho phép là
3
Q
120
10
210
06.
3
5
(04.1
kgBOD
/
m
ngày .
)
La
BOD V
07,24
Tải trọng thể tích
La = 0.89 nằm trong giới hạn cho phép đối với aerotank xáo trộn hoàn toàn La : 0.8 – 1.9 kgBOD/m3.ngày ( Theo Tài liệu thoát nước của PGS.TS Hoàng Văn Huệ)
Q
f
kk
t
ng OC t OU
25
1000
2
2040
8.
/
ngay
.0
071
71
/
l
s
3 / lm 5,24 3 m
3 / sm
Lượng không khí cần thiết:
Trong đó:
Ft: hệ số an toàn. ft = 1.5 – 2, chọn ft = 2.
OU: Công suất hoà tan Oxi vào nước thải của thiết bị phân phối
OU Ou 5.37 h 5.24 / m
gOxi
3
112
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ou: Công suất hoà tan của Oxi vào nước của thiết bị tạo bọt khí mịn ở điều kiện trung bình. Ou = 7 (gO2/m3.m)
h: Chiều sâu ngập nước của thiết bị phân phối. Chọn độ sâu ngập nước
của thiết bị phân phối h= 3.5 m
Số đĩa cần phân phối trong bể:
Chọn thiết bị phân phối khí dạng đĩa xốp, đường kính đĩa 150 mm. diện tích bề
N
1.15
mặt đĩa 0,018 m2, cường độ khí qua đĩa 5,5 (l/s. đĩa).
Q kk p
sl 71 / sl dia . /6,4
(đĩa)
Làm tròn 16 đĩa
Tính đường kính ống dẫn :
D
.0
086
86
m
mm
c
Q 4 kk v
.0 071 4 12 14.3
Đường kính ống chính:
Chọn ống chính với = 90 mm, ống dẫn khí chính làm băng thép CT3, sơn chống
rỉ.
Trong đó:
vc: vận tốc khí đi trong ống chính (m/s). Vận tốc khí đi trong ống chính
vc = 10÷15 (m/s). Chọn vc = 12 (m/s).
4
D
.0
047
47
m
mm
n
Q kk
v
n
,04 14.3
071
10
4
n
Đường kính ống nhánh:
Chọn đường kính ống nhánh: = 50 mm, ống nhánh được chọn là ống nhựa PVC
thay cho ống nhánh bằng thép đã bị ăn mòn.
Trong đó:
vn: vận tốc khí đi trong ống nhánh (m/s). Vận tốc khí đi trong ống chính
113
vn = 8 ÷10 (m/s). Chọn vn = 10 (m/s).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
n: số ống nhánh, chọn 4 ống.
Chiều dài 1 ống nhánh ln = B – 0,3 m = 3 – 0.3 = 2.7 (m). Tổng chiều dài các
ống nhánh = 4 x ln =4 x 2.7 = 10.8 (m)
Tính toán đường ống dẫn nước thải ra khỏi Aerotank
Lưu lượng nước thải: Q = 120 (m3/ngày) Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qt = 66.72 (m3/ngày)
Vận tốc nước thải đi trong ống: v= 1.5 m/s (v = 1 – 2 m/s)
.0
074
74
m
mm
D r
4 v
Q
4 5.1
00648 ,0 14.3
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có D = 90 mm
Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn
Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qt = 66.72 (m3/ngày)
Vận tốc bùn chảy trong ống: v= 0.7 m/s (v= 0.3-0.7 m/s)
D
.0
062
62
m
mm
4 v
Q t
4 7.0
00232 ,0 14.3
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có D = 60 mm
Tính công suất máy thổi khí:
- Áp lực cần thiết cho máy thổi khí:
H
H
h
h
tc
be
d
h c
f
5,04,04
9,4
OmH
H tc
2
Theo Lâm Minh Triết –Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị (trang 147)
Trong đó:
-Hbe: chiều cao bể (m)
114
- hd: Tổn thất áp lực dọc theo chiều đường ống dẫn (m).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- hc: Tổn thất cục bộ (m).
(Tổn thất hd, hc không vượt quá 0.4 (m).
Ap lực không khí sẽ là:
33,10
9,4
33,10
tc
p
,1
474
(
at
)
H 33,10
33,10
Công suất máy nén:
29,0
34400
q
*1
N
p * 102
*
- hf: Tổn thất qua ống phân phối khí (m), hf không vượt quá 0.5 (m)
Trong đó:
q: Lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s)
: Hiệu suất máy bơm, chọn = 0.8
p: Áp lực của khí nén (at),
29,0
34400
,1(*
,0*)1
073
N
kW 66,3
474 102
8,0*
Vậy công suất máy nén là:
Với công suất 3.6 kW, hai máy thổi khí hiện có được sử dụng lại cho bể
aerotank.
Bảng 3.15: Tổng hợp bể Aerotank
Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Thời gian lưu nước t Giờ 4
115
Chiều dài L m 4,9 Kích thước bể Aerotank Chiều rộng B m 3,2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chiều cao H m 4
Số đĩa khuếch tán khi n Đĩa 16
Đường kính ống nhánh dẫn khí mm 50 Dn
Đường kính ống dẫn khí chính mm 90 Dc
Đường kính ống dẫn nước thải ra D mm 90
3. Thông số các bể khác:
Các bể khác được tính như phương án 1:
Bảng 3.16: Tổng hợp các bể khác
Tên bể Kích thước L xB xH
Bể thu gom 3.7 x 2 x 2
Cụm bể keo tụ - tạo bông 1.5 x 1.5 x 2
Bể lắng hóa lý 1.5 x 1.5 x 4
Bể điều hòa 5 x 3 x 3.5
Bể lắng sinh học 3.2 x 2 x 4
Bể trung gian 2 x 1 x 2
Bể khử trùng 2 x 1.5 x 4
116
Bể chứa bùn 3 x 2 x 3.5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 4: KHÁI TOÁN KINH TẾ VÀ GIÁ THÀNH CÔNG TRÌNH
4.1. Tính toán giá thành cho phương án 1
4.1.1. Dự toán giá thành cho xây dựng:
Cho công trình mới:
Bảng: Dự toán giá thành xây dựng mới.
Số Thành tiền STT Công trình lượng Thể tích (m3) Đơn giá (VNĐ/m3) (VNĐ)
1 Bể Điều Hòa 1 52,5 1.200.000 63.000.000
2 Ngăn chứa bùn 1 21 1.200.000 25.200.000
3 Gia cố nền - - - 8.000.000
CỘNG 96.200.000
Thuế VAT 10% 9.620.000
TỔNG A 105.820.000
Cho công trình cần cải tạo:
Bảng: Lựa chọn giá thành giữa xây mới và cải tạo
Xây mới lại Cải tạo lại STT Công trình (đơn vị tính: 1000 VNĐ) (đơn vị tính: 1000 VNĐ)
Hạng mục T. tiền Hạng mục T. tiền
30.720 + Tăng diện tích -Xây mới: BTCT 25,6 m3 x 1200 5.000 Bể bể -Gia cố nền 8.000 10.000 Lắng sinh + Ống trung tâm 1 -Ống trung tâm 10.000 5.000 học + Máng răng cưa - Máng răng cưa 5.000
117
-Xây mới: BTCT 75.264
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
62,72m3 x 1200 + Cải tạo lại hệ 4.000 Bể Hiếu
2 -Gia cố nền 15.000 thống ống nhánh khí có giá
-Hệ thống ống 14.000 + Đĩa phân phối 10.000 thể nhúng
sục khí mới khí mới chìm
-Đĩa phân phối 10.00
khí mới
Lắp đặt, vận chuyển : 20.000 Lắp đặt, vận chuyển : 6.000
CỘNG 187.984 40.000
Thuế VAT 10% 18.798 4.000
TỔNG B 206.782.000 VNĐ 44.000.000 VNĐ
4.1.2. Chi phí bảo trì - bảo dưỡng và thay mới máy móc - thiết bị:
Để tiết kiệm chi phí cải tạo, toàn bộ máy móc - thiết bị cũng như hệ thống điện điều
khiển của hệ thống xử lý nước thải - công suất 50m3/ngày đêm sẽ được tận dụng lại.
Bảng: Chi phí bảo trì - bảo dưỡng và thay mới máy móc - thiết bị
Tên thiết bị Đơn giá Thành tiền SL Đơn vị Bể cải tạo
1 Bộ 2.000.000 2.000.000 Phao điều chỉnh mực nước FLOAT SWITH và dây treo bơm inox Bể thu gom NTSX
2 Bộ 5.500.000 11.000.000 Khuấy trộn phản ứng, trục và cánh khuấy
1 Mục 20.000.000 20.000.000 Hệ thống khử phenol và hợp chất VOCs bay hơi bằng than hoạt tính
1 Mục 5.000.000 5.000.000 Cụm keo tụ - tạo bông - lắng hóa lý Vật liệu lọc gồm đá 1x2, sỏi đỡ, cát thạch anh, than hoạt tính
118
1 Bộ 2.000.000 2.000.000 Bể chứa Phao điều chỉnh mực nước FLOAT SWITH và dây treo bơm inox
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1 Mục 15.000.000 15.000.000 Hệ thống đường ống phân phối khí nhánh, ống STK - ống PVC
8 Cái 850.000 6.800.000 Đĩa khuếch tán khí mịn D = 270mm
2 Cái 10.500.000 21.000.000 Bể điều hòa Bơm nước thải dạng chìm (HCP/TAIWAN) P = 0.75kW, 380V/50Hz/3 phase
1 Bộ 2.000.000 2.000.000 Phao điều chỉnh mực nước FLOAT SWITH và dây treo bơm inox
2 Cái 4.000.000 8.000.000
Bảo trì - bảo dưỡng Máy thổi khí hiện hữu bao gồm: - Thay mới dây cua roa - Thay nhớt và bơm mỡ chịu nhiệt - Thay mới bạc đạn - Vệ sinh sạch sẽ cho máy
1 Mục 25.000.000 25.000.000 Thay mới hệ thống đường ống phân phối khí chính, ống STK - ống PVC
15 Cái 850.000 17.850.000 Thay mới đĩa khuếch tán khí mịn D = 270mm
2 Cái 24.750.000 49.500.000 Khuấy trộn chìm (Mixer) P = 0.75Kw, 380V/50Hz/3 phase
1 Cái 12.000.000 12.000.000
Bể Sinh học Thiết bị đo pH tự động - kiểm soát môi trường nước thải ISTEKCO/Model CPC-150, AC 220V-50Hz
12 m3 1.000.000 12.000.000 Lắp đặt thêm giá thể cố định dạng tổ ong cho vi sinh dính bám:
1 Hệ 20.000.000 20.000.000 Cung cấp bùn vi sinh chuyên dùng cho xử lý nước thải
119
1 Bộ 15.000.000 15.000.000 Thay mới ống lắng trung tâm phân phối nước, tấm chắn bọt và giá đỡ Bể lắng sinh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
học
1 Cái 12.000.000 12.000.000 Bơm lọc trục ngang 02 bơm lên thiết bị lọc áp lực 02
Bể khử trùng 1 Bộ 2.000.000 2.000.000 Phao điều chỉnh mực nước FLOAT SWITH và dây treo bơm inox
1 HT 100.000.000 100.000.000
Thiết bị phụ trợ trong quá trình cải tạo
Hệ thống đường ống công nghệ, vật tư lắp đặt thiết bị Lắp đặt hệ thống đường ống nước thải - cấp khí - bùn - hóa chất - nước cấp pha hóa chất … cho toàn bộ công trình, ống PVC và phụ kiện Bình Minh Phụ kiện kèm theo: - Van cổng, van bướm, van một chiều - Hệ thống đường ống công nghệ bằng thép tráng kẽm (ống cấp khí), nhựa PVC Bình Minh các loại. - Hệ thống đường ống châm hóa chất - Giá đỡ đường ống dẫn khí, ống bơm nước thải… - Các loại co, tê, mặt bích, racco...các loại
1 HT 10.000.000 10.000.000
Hệ thống van khóa và van một chiều đồng thau, van một chiều inox, van khóa, van cửa... kèm theo
363.900.000 Tổng chi phí
36.390.000 Thuế VAT (10%)
120
400.290.000 TỔNG C
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hệ thống xử lý nước thải sử dụng trong 15 năm
A
T
550
.
110
.
000
Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 năm
CB 15
(đồng/năm)
550
.
.
000
.1
528
.
083
Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 ngày đêm
a 1
110 365
3
(đồng/ngày đêm)
.1
528
083
a
.12
733
3 (đồng/m
Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 m ngày đêm
2
a 1 120
. 120
) nước thải
4.1.3. Chi phí quản lý và vận hành
4.1.3.1. Chi phí hóa chất
ĐƠN GIÁ KHỐI THÀNH STT HẠNG MỤC LƯỢNG (kg) TIỀN (VNĐ)
7.300/kg 29.200 1 Phèn PAC 4
100.000 10.000 2 Polymer cation 0.1
11.000 22.500 3 NaOH 99% 2.5
32.000 80.000 4 Chlorine 70% 2.5
141.700 TỔNG CỘNG
Chóa chất = 141.700 VNĐ
4.1.3.2. Chi phí điện năng
Với số lượng bơm, máy khuấy và máy nén khí hoạt động như vậy, cùng với nhu cầu
thắp sáng và sinh hoạt của nhân viên vận hành trong trạm, ước tính điện năng tiêu thụ
121
hằng ngày là 200 KWh.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giá điện dùng cho sản xuất là 1.500 (đồng/ KWh), vậy chi phí điện năng sử dụng 1
ngày đêm tại hệ thống là: 200 x 1.500 = 300.000 VNĐ
4.1.3.3. Lương công nhân
Trả lương cho 1 công nhân với mức lương 5.000.000 đồng/người.tháng .
Công nhân làm việc lương 5.000.000 đồng/người.tháng, vậy số tiền trả cho công
nhân trong 1 năm là:
CN
L = 5.000.000 x 12 = 60.000.000 VNĐ/năm = 164.383 VNĐ/ngày
Tổng cho phí vận hành nước thải:
Tvh = CCN + Cđiện + Choá chất = 164.383 + 300.000 + 141.700
= 606.000 (VNĐ/ngày)
4.1.3.4. Chi phí xử lý cho 1m3 nước thải
T = Tvh/Qtb = 606.000/120 = 5.005 (VNĐ)
Chi phí cho một mét khối sau xử lý (bằng chữ): Năm ngàn không trăm lẻ năm
đồng.
4.2. Tính toán giá thành cho phương án 2
4.2.1. Dự toán giá thành cho xây dựng:
Cho công trình mới:
Bảng: Dự toán giá thành xây dựng mới.
Số Thành tiền STT Công trình lượng Thể tích (m3) Đơn giá (VNĐ/m3) (VNĐ)
1 Bể Điều Hòa 1 52,5 1.200.000 63.000.000
2 Ngăn chứa bùn 1 21 1.200.000 25.200.000
3 Gia cố nền - - - 8.000.000
122
CỘNG 96.200.000
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thuế VAT 10% 9.620.000
TỔNG A 105.820.000
Cho công trình cần cải tạo:
Bảng: Lựa chọn giá thành giữa xây mới và cải tạo
Xây mới lại Cải tạo lại STT Công trình (đơn vị tính: 1000 VNĐ) (đơn vị tính: 1000 VNĐ)
Hạng mục T. tiền Hạng mục T. tiền
30.720 + Tăng diện tích 5.000 -Xây mới: BTCT 25,6 m3 x 1200 bể Bể 10.000 -Gia cố nền 8.000 + Ống trung tâm Lắng sinh 1 5.000 -Ống trung tâm 10.000 + Máng răng cưa học - Máng răng cưa 5.000
75.264 -Xây mới: BTCT 62,72m3 x 1200 + Cải tạo lại hệ 4.000 -Gia cố nền Bể Hiếu 15.000 thống ống nhánh -Hệ thống ống khí có giá 14.000 + Đĩa phân phối 10.000 2 sục khí mới thể nhúng khí mới -Đĩa phân phối chìm 10.00 khí mới
Lắp đặt, vận chuyển : 20.000 Lắp đặt, vận chuyển : 6.000
CỘNG 187.984 40.000
Thuế VAT 10% 18.798 4.000
TỔNG B 206.782.000 VNĐ 44.000.000 VNĐ
123
4.2.2. Chi phí bảo trì - bảo dưỡng và thay mới máy móc - thiết bị:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Để tiết kiệm chi phí cải tạo, toàn bộ máy móc - thiết bị cũng như hệ thống điện điều
khiển của hệ thống xử lý nước thải - công suất 50m3/ngày đêm sẽ được tận dụng lại.
Bảng: Chi phí bảo trì - bảo dưỡng và thay mới máy móc - thiết bị
Tên thiết bị Đơn giá Thành tiền SL Đơn vị Bể cải tạo
1 Bộ 2.000.000 2.000.000 Phao điều chỉnh mực nước FLOAT SWITH và dây treo bơm inox Bể thu gom NTSX
2 Bộ 5.500.000 11.000.000 Khuấy trộn phản ứng, trục và cánh khuấy
1 Mục 20.000.000 20.000.000 Hệ thống khử phenol và hợp chất VOCs bay hơi bằng than hoạt tính
Cụm keo tụ - tạo bông - lắng hóa lý 1 Mục 5.000.000 5.000.000 Vật liệu lọc gồm đá 1x2, sỏi đỡ, cát thạch anh, than hoạt tính
1 Bộ 2.000.000 2.000.000 Bể chứa Phao điều chỉnh mực nước FLOAT SWITH và dây treo bơm inox
1 Mục 15.000.000 15.000.000 Hệ thống đường ống phân phối khí nhánh, ống STK - ống PVC
8 Cái 850.000 6.800.000 Đĩa khuếch tán khí mịn D = 270mm
2 Cái 10.500.000 21.000.000 Bể điều hòa Bơm nước thải dạng chìm (HCP/TAIWAN) P = 0.75kW, 380V/50Hz/3 phase
1 Bộ 2.000.000 2.000.000 Phao điều chỉnh mực nước FLOAT SWITH và dây treo bơm inox
2 Cái 24.750.000 49.500.000 Khuấy trộn chìm (Mixer) P = 0.75Kw, 380V/50Hz/3 phase Bể ANOXIC
2 Cái 4.000.000 8.000.000
124
Bảo trì - bảo dưỡng Máy thổi khí hiện hữu bao gồm: - Thay mới dây cua roa
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Thay nhớt và bơm mỡ chịu nhiệt - Thay mới bạc đạn - Vệ sinh sạch sẽ cho máy
1 Mục 25.000.000 25.000.000 Thay mới hệ thống đường ống phân phối khí chính, ống STK - ống PVC
15 Cái 850.000 17.850.000 Thay mới đĩa khuếch tán khí mịn D = 270mm Bể Aroetank
2 Cái 24.750.000 49.500.000 Khuấy trộn chìm (Mixer) P = 0.75Kw, 380V/50Hz/3 phase
1 Cái 12.000.000 12.000.000
Thiết bị đo pH tự động - kiểm soát môi trường nước thải ISTEKCO/Model CPC-150, AC 220V-50Hz
12 m3 1.000.000 12.000.000 Lắp đặt thêm giá thể cố định dạng tổ ong cho vi sinh dính bám:
1 Hệ 20.000.000 20.000.000 Cung cấp bùn vi sinh chuyên dùng cho xử lý nước thải
1 Bộ 15.000.000 15.000.000 Bể lắng sinh học Thay mới ống lắng trung tâm phân phối nước, tấm chắn bọt và giá đỡ
1 Cái 12.000.000 12.000.000 Bơm lọc trục ngang 02 bơm lên thiết bị lọc áp lực 02
Bể khử trùng 1 Bộ 2.000.000 2.000.000 Phao điều chỉnh mực nước FLOAT SWITH và dây treo bơm inox
1 HT 100.000.000 100.000.000
Thiết bị phụ trợ trong quá trình cải tạo
125
Hệ thống đường ống công nghệ, vật tư lắp đặt thiết bị Lắp đặt hệ thống đường ống nước thải - cấp khí - bùn - hóa chất - nước cấp pha hóa chất … cho toàn bộ công trình, ống PVC và phụ kiện Bình Minh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Phụ kiện kèm theo: - Van cổng, van bướm, van một chiều - Hệ thống đường ống công nghệ bằng thép tráng kẽm (ống cấp khí), nhựa PVC Bình Minh các loại. - Hệ thống đường ống châm hóa chất - Giá đỡ đường ống dẫn khí, ống bơm nước thải… - Các loại co, tê, mặt bích, racco...các loại
1 HT 10.000.000 10.000.000
Hệ thống van khóa và van một chiều đồng thau, van một chiều inox, van khóa, van cửa... kèm theo
413.400.000 Tổng chi phí
41.340.000 Thuế VAT (10%)
459.740.000 TỔNG C
Hệ thống xử lý nước thải sử dụng trong 15 năm
A
T
604
.
560
.
000
Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 năm
CB 15
(đồng/năm)
604
.
.
000
.1
656
.
329
Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 ngày đêm
a 1
560 365
3
(đồng/ngày đêm)
.1
656
329
a
.13
802
3 (đồng/m
Chi phí xây dựng cơ bản cho 1 m ngày đêm
2
a 1 120
. 120
) nước thải
126
4.2.3. Chi phí quản lý và vận hành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.2.3.1. Chi phí hóa chất
ĐƠN GIÁ KHỐI THÀNH STT HẠNG MỤC LƯỢNG (kg) TIỀN (VNĐ)
1 Phèn PAC 4 7.300/kg 29.200
2 Polymer cation 0.1 100.000 10.000
3 NaOH 99% 2.5 11.000 22.500
4 Chlorine 70% 2.5 32.000 80.000
TỔNG CỘNG 141.700
Chóa chất = 141.700 VNĐ
4.2.3.2. Chi phí điện năng
Với số lượng bơm, máy khuấy và máy nén khí hoạt động như vậy, cùng với nhu cầu
thắp sáng và sinh hoạt của nhân viên vận hành trong trạm, ước tính điện năng tiêu thụ
hằng ngày là 200 KWh.
Giá điện dùng cho sản xuất là 1.500 (đồng/ KWh), vậy chi phí điện năng sử dụng 1
ngày đêm tại hệ thống là: 220 x 1.500 = 330.000 VNĐ
4.2.3.3. Lương công nhân
Trả lương cho 1 công nhân với mức lương 5.000.000 đồng/người.tháng .
Công nhân làm việc lương 5.000.000 đồng/người.tháng, vậy số tiền trả cho công
nhân trong 1 năm là:
CN
L = 5.000.000 x 12 = 60.000.000 VNĐ/năm = 164.383 VNĐ/ngày
Tổng cho phí vận hành nước thải:
Tvh = CCN + Cđiện + Choá chất = 164.383 + 330.000 + 141.700
127
= 636.000 (VNĐ/ngày)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.2.3.4. Chi phí xử lý cho 1m3 nước thải
T = Tvh/Qtb = 636.000/120 = 5.300 (VNĐ)
128
Chi phí cho một mét khối sau xử lý (bằng chữ): Năm ngàn ba trăm đồng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. Kết luận:
Hệ thống xử lý nước thải của Công ty TNHH Hiệp Hòa Phát đã đi vào hoạt
động từ năm 2006. Cho đến nay, hơn 10 năm hoạt động, hệ thống xử lý có những dấu
hiệu xuống cấp nhất định: nhiều thiết bị, máy móc đã bị ăn mòn. Cùng với với lưu lượng tăng cao (120 m3/ngày hiện nay so với 50 m3/ngày trước kia) và tính chất nước
thải sản xuất đầu vào cũng tăng lên rất cao đã làm cho hệ thống hoạt động không hiệu
quả. Bên cạnh đó, các công trình đơn vị như bể điều hoà, bể aerotank… không hoạt
động tốt làm cho tính chất nước thải đầu ra không ổn định và vượt tiêu chuẩn cho phép
rất nhiều lần. Do đó việc nâng cấp, cải tạo lại hệ thống xử lý nước thải là vấn đề hết
sức cần thiết đối với Công ty nhằm tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường của
Việt Nam.
Dựa vào dây chuyền công nghệ hiện có, thành phần, lưu lượng và tính chất
nước thải đầu vào hiện nay cũng như yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý, dây
chuyền công nghệ cải tạo mới này đã đề xuất: nâng cấp bể thu gom nước thải sản xuất;
bể lắng sinh học, cải tạo lại bể Aerotank thành bể sinh học dính bám ngập nước. Bên
cạnh đó cũng đề xuất thiết kế mới bể điều hòa và bể chứa bùn mới nhằm đảm bảo cho
quá trình xử lý của hệ thống đạt hiệu suất cao và ổn định.
Quy trình công nghệ cải tạo được đề xuất này tương đối đơn giản, vận hành dễ
dàng và có hiệu suất xử lý cao. Hơn nữa, chi phí cải tạo của hệ thống nằm trong khả
năng đáp ứng của Công ty, kết cấu gọn gàng và diện tích xây dựng cho công trình mới
nhỏ.
Với dây chuyền công nghệ cải tạo đã đề xuất ở trên, nếu được áp dụng và vận
129
hành đúng phương pháp thì nước sau khi xử lý thải vào môi trường đạt tiêu chuẩn nước
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
thải công nghiệp thải vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh (Quy
chuẩn Việt Nam QCVN 40 : 2011).
5.2. Kiến nghị:
Công ty cần quan tâm đến việc áp dụng các biện pháp sản xuất sạch hơn nhằm
giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn, hạn chế thất thoát nguyên liệu và thành phẩm vào dòng
thải (cụ thể các mảnh vụn vào nước thải…); nâng cao hiệu quả sản xuất cũng như hiệu
suất xử lý của hệ thống, đồng thời làm giảm áp lực cho môi trường xả thải.
Hệ thống cần được vận hành liên tục, đúng phương pháp để duy trì chất lượng
công trình, góp phần bảo vệ chất lượng môi trường trong khuôn viên Công ty và môi
trường xung quanh.
Bên cạnh đó, cán bộ vận hành cũng cần phải nắm vững quy trình cũng như
nguyên tắc hoạt động của hệ thống (đã qua đào tạo vận hành) và làm việc nghiêm túc.
Đặc biệt, cùng với phòng xét nghiệm vi sinh hiện có, kiến nghị xây thêm phòng
xét nghiệm các tiêu chuẩn môi trường nhằm chủ động kiểm tra, đánh giá các tiêu chuẩn
xả thải và hiệu suất xử lý của từng công trình đơn vị. Từ đó tìm ra nguyên nhân và có
130
hướng khắc phục kịp thời, đều đặn./.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ HIỆN CÓ
Bể keo tụ
Bể Aerotank
Máy thổi khí
Bể lắng sinh học
131
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1./ Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân – Năm 2001 –
Xử lý nước thải Đô thị và Công nghiệp_Tính toán thiết kế công trình – Viện Môi
trường và tài nguyên.
2./ PGS.TS. Hoàng Huệ – Năm 2005 – Xử lý nước thải – Nhà xuất bản Xây
dựng.
3./ Lâm Vĩnh Sơn (2013), Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải,305 trang.
4./ GS.TSKH Lê Huy Bá – Năm 2004 – Giáo trình phương pháp luận Nghiên
cứu khoa học.
5./ Hoàng Huệ – Năm 2005 – Giáo trình Cấp thoát nước – Nhà xuất bản Xây
dựng.
6./ TS. Trịnh Xuân Lai – Năm 2000 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý
nước thải – Nhà xuất bản Xây dựng.
7./ TS. Trịnh Xuân Lai – Năm 2004 – Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công
nghiệp – Nhà xuất bản Xây dựng.
8./ Trung tâm đào tạo kỹ thuật ngành nước – Năm 2002 – Sổ tay Xử lý nước
tập 2
9./ Trần Văn Ngân, Ngô Thị Nga – Năm 2005 - Giáo trình Công nghệ Xử lý
nước thải – Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật
10./ GS.TS Trần Hiếu Nhuệ – Năm 1999 – Thoát nước và Xử lý nước thải
132
Công nghiệp - Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
11./ Nguyễn Dức Lượng, Nguyễn Thị Thuỳ Dương – Năm 2003 – Công nghệ
sinh học môi trường, Tập 1: Công nghệ xử lý nước thải – Nhà xuất bản Đại học
Quốc giá Tp. Hồ Chí Minh.
12./ PGS. TS Nguyễn Hữu Lân – Năm 2002 – Thuỷ lực đại cương – Đại học
Kỹ thuật Công nghệ Tp Hồ Chí Minh.
13./ TS Trần Đức Hạ, ThS. Lê Dung – Năm 2002 – Máy bơm và các thiết bị
cấp thoát nước - Nhà xuất bản Xây dựng.
14./ Boä Xaây döïng, Tieâu chuaån Xaây döïng TCXD 51-84 Thoaùt nöôùc maïng löôùi
beân ngoaøi coâng trình, Nhaø Xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM, naêm 2001.
15./ Metcafl-Eddy,Wastewater Engineering Disposal Reuse.Naêm 2000.
16./ Metcalf, Eddy – Wastewater Engineering treatment, Disposal, Reuse –
133
Mcgraw – Hill International Edition.