Thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến cà phê Hồ Phượng, Đức Trọng, Lâm Đồng công suất 400m3/ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CÀ PHÊ – CÔNG TY TNHH HỒ PHƯỢNG TẠI HUYỆN ĐỨC TRỌNG, TỈNH LÂM ĐỒNG CÔNG SUẤT 400 M3/NGÀY ĐÊM

Ngành: MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU

Sinh viên thực hiện

:NGUYỄN THỊ THÙY DUNG

MSSV: 09B10801113 Lớp: 09HMT04

TP. Hồ Chí Minh, 2011

BM05/QT04/ĐT

Khoa: Môi trường và Công nghệ sinh học PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1. Họ và tên sinh viên được giao đề tài: Nguyễn Thị Thùy Dung

MSSV: 09B1080113 Lớp: 09HMT04

: Môi trường

Ngành Chuyên ngành : Kỹ Thuật môi trường

2. Tên đề tài : Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê – Công ty TNHH Hồ Phượng tại huyện Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng, công suất 400m3/ngày đêm

3. Các dữ liệu ban đầu :

 Thông tin sơ bộ về nhà máy  Kết quả phân tích nước thải  Diện tích xây dựng  Quy trình công nghệ sản xuất

4. Các yêu cầu chủ yếu : Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê,

công suất 400m3/ngày đêm, đạt loại B

5. Kết quả tối thiểu phải có: 1) Tính toán thuyết minh 2) Bản vẽ thiết kế

Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: 07/09/2011

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)

LỜ I CẢ M ƠN

Trong suốt những năm học vừa qua, lượng kiến thức em nhận được thực sự to lớn và quý giá. Ngoài sự nỗ lực của bản thân thì thầy cô chính là những người đã truyền đạt cho em nguồn kiến thức ấy. Hôm nay em đã vận dụng những kiến thức

được học để hoàn thành luận văn này.

Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô Khoa Công Nghê ̣ Sinh Học và Môi trườ ng củ a Trườ ng Đa ̣i Ho ̣c Kỹ Thuâ ̣t Công Nghê ̣ TP .HCM đã tận tình giảng dạy và hướng dẫn cho em suốt các học kì vừa qua.

Nhưng hơn hết em xin cảm ơn cô Nguyễn Chí Hiếu đã tận tình hướng dẫn, chỉ

bảo và tạo mọi điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn này.

Con xin cảm ơn cha mẹ đã luôn bên con, ủng hộ khích lệ và tạo mọi điều kiện

cho con trong suốt quá trình học tập.

Cuối cùng mình xin cảm ơn các bạn đồng khóa đã giúp đỡ mình rất nhiều trong

học tập cũng như thực hiện luận văn này.

Tuy đã cố gắng hết sức và có được sự giúp đỡ tận tình của nhiều người nhưng

vì vốn kiến thức còn hạn chế và gặp phải những khó khăn trong việc tìm tài liệu nên

chắc chắn luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng

góp ý kiến của thầy cô, anh chị và các bạn để em có thể sửa chữa bổ sung những sai sót cũng như nâng cao được kiến thức của mình.

Xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 08 năm 2011.

Sinh viên thực hiện. NGUYỄN THI ̣ THÙ Y DUNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan.Bản đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thật sự của cá

nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lí thuyết, nghiên cứu khảo sát, các số liệu mô

hình tính toán và những kết quả trong luận văn là trung thực và dưới sự hướng dẫn của

Th.S Nguyễn Chí Hiếu.

TP.HCM, ngày 15 tháng 08 năm 2011

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THỊ THÙY DUNG

PHẦN PHỤ LỤC

CÁC QUY CHUẨN ÁP DỤNG

MỘT SỐ BẢN VẼ

MỘT SỐ HÌNH ẢNH

Toàn cảnh Công ty TNHH Hồ Phượng

Công đoạn 1: Tải nguyên liệu vào

Công đoạn 2: Phân loại bằng sàn rung

Công đoạn 3: Tách vỏ bằng cối xay

Công đoạn 4: Ngâm enzym (đánh nhớt)

Công đoạn 5: Rửa sạch

Công đoạn 6: Làm ráo hạt

Công đoạn 7: Sấy khô hạt

Công đoạn 8: Phân loại hạt

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, cây cà phê đang trở thành một cây trồng thế mạnh và thu hút đƣợc nhiều ngƣời trồng bởi giá trị kinh tế to lớn. Xuất khẩu cà phê của Việt Nam hiện đang nằm trong những nƣớc đứng đầu thế giới. Nông dân ở các tỉnh trồng nhiều cà phê nhƣ Dalak, Lâm Đồng, Quảng Trị, Sơn La, Điện Biên … cũng giàu lên nhờ cây cà phê. Cũng chính vì vậy mà ngành công nghiệp chế biến cà phê của nƣớc ta không ngừng phát triển theo sự gia tăng của diện tích trồng cây cà phê.

Theo số liệu thống kê trong những năm qua cho thấy nhu cầu tiêu thụ cà phê trên toàn cầu đã tăng liên tục trong 3 năm gần đây. Cụ thể mức tiêu thụ năm 2008 là 130 triệu bao (60kg/bao), mức tiêu thụ năm 2009 là 132 triệu bao và năm 2010 là 134 triệu bao. Theo dự đoán của các chuyên gia, tình hình tiêu thụ cà phê sẽ tăng tiếp tục tăng mạnh trong năm 2011.

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp chế biến cà phê thì các vấn đề về môi trƣờng của ngành công nghiệp này gây ra cũng ngày càng trầm trọng. Đặt biệt là vấn đề xử lý nƣớc thải. Trƣớc thực trạng đó, đề tài tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê - Công ty TNHH Hồ Phượng tại huyện Đức Trọng Tỉnh Lâm Đồng với công suất là 400 m3/ngày đêm” đƣợc lựa chọn sẽ góp phần làm giảm mức độ ô nhiễm của ngành công nghiệp chế biến cà phê đến môi trƣờng, góp phần tạo ra môi trƣờng ngày càng xanh, sạch hơn.

2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Thiết kế trạm xử lý nƣớc thải cho nhà máy chế biến cà phê - Công ty TNHH Hồ Phƣợng tại huyện Đức Trọng Tỉnh Lâm Đồng với công suất là 400 m3/ngày đêm, đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 24:2009/BTNMT, loại B.

3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI

 Đối tƣợng đề tài : Nƣớc thải nhà máy chế biến nhân cà phê từ hạt tƣơi.

 Phạm vi đề tài : Công ty TNHH Hồ Phƣợng.

 Thời gian thực hiện đề tài: Từ 30/5/2011 đến 30/08/2011

4. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

 Đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất và khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng của ngành chế biến cà phê.

 Tổng quan, khảo sát thành phần và tính chất nƣớc thải chế biến cà phê tại nhà máy.

 Phân tích và lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải cho Nhà máy.

Trang 1

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

 Tính toán các công trình đơn vị cho trạm xử lý nƣớc thải chế biến cà phê của

Nhà máy. GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Khái toán kinh tế cho phần xây dựng, lắp đặt và xử lý.

5. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN Các phƣơng pháp đƣợc sử dụng bao gồm:

 Phƣơng pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu, tài liệu, khảo sát, phân tích, đo đạc, đánh giá tổng quan về công nghệ chế biến, khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng và xử lý nƣớc thải trong ngành chế biến cà phê.

 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo tài liệu các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải cho ngành chế biến cà phê.

 Phƣơng pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: Tham khảo ý kiến của chuyên gia ngành kỹ thuật môi trƣờng, ngành chế biến cà phê.

 Phƣơng pháp tổng hợp, phân tích số liệu: Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập đƣợc từ đó đƣa ra công nghệ xử lý phù hợp.

 Phƣơng pháp tính toán: Lựa chọn thiết kế công nghệ và thiết bị xử lý nƣớc thải nhằm tiết kiệm chi phí xử lý, tính toán chi phí xây dựng, vận hành.

 Phƣơng pháp so sánh: So sánh các số liệu về nồng độ nƣớc thải của nhà máy với QCVN 24:2009

 Phƣơng pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nƣớc thải.

6. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

 Đề tài còn nhiều hạn chế về số liệu, thông tin, chủ yếu là trên giấy….

Comment [S1]: Giới hạn về thời gian thực hiện, về đối tƣợng?????

 Giới hạn về thời gian thực hiện, về đối tƣợng.

7. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Comment [S2]: Chỉnh sửa các mục phần này bắt đầu 1, 2,3….

 Đề xuất ra các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chế biến cà phê

 Giúp cho sinh viên có kinh nghiệm thực tế.

Trang 2

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Đánh giá đƣợc thành phần tính chất của nƣớc thải chế biến cà phê

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH HỒ PHƢỢNG

1.1. TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ VIỆT NAM 1.1.1 Các đặc điểm chung của cà phê Việt Nam

Việt Nam đƣợc chia thành hai vùng khí hậu phù hợp cho chế biến cà phê:

 Vùng Tây Nguyên và tỉnh Đồng Nai: chủ yếu trồng cà phê vối;

 Các tỉnh miền Bắc: chủ yếu trồng cà phê chè;

Trong đó, diện tích cà phê vối chiếm hơn 95% tổng diện tích gieo trồng.

Tỷ trọng diện tích 6 vùng trồng cà phê: Đông Bắc và duyên hải Nam Trung Bộ 0%, Tây Bắc 1%, Bắc Trung Bộ 2 %, Đông Nam Bộ 8%, Tây Nguyên 89%.

1.1.2. Chế biến và xuất khẩu cà phê của Việt Nam

 Chế biến

Hình 1.1: Biểu đồ Chế biến cà phê Việt Nam

Trang 3

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

(Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam)

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Xuất khẩu

Năm

Bảng 1.1.Chế biến và xuất khẩu cà phê của Việt Nam Sản lƣợng xuất khẩu (1.000 tấn) 733,9 931,2 718,6 749,2 974,8 892,0 1000 111,2 Sản lƣợng chế biến (1.000 tấn) 802,5 840,6 699,7 755,1 834,6 767,7 890,8 965,3 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Kim ngạch xuất khẩu (triệu USD) 501,5 391,3 322,3 504,8 641,0 735,0 770,0 1800,0

(Nguồn: Báo cáo thường niên, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Việt Nam)

Nhận xét: Năm 2007 là đỉnh cao của xuất khẩu cà phê, kim ngạch đạt 1,8 tỷ USD tăng 219% và gần 1 tỷ USD so với kế hoạch. Nếu so với năm 2000 thì kim ngạch xuất khẩu đã tăng tới 3,6 lần. Đây là một bƣớc tăng rất đáng kể, hầu nhƣ không nông sản nào có thể đạt đƣợc. Cùng với sự phục hồi của đơn giá, xuất khẩu cà phê Việt Nam đã đứng thứ nhì thế giới sau Brazil.

1.2.CÁC PHƢƠNG PHÁP CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRONG NƢỚC VÀ THẾ GIỚI

Comment [S3]: Chỉnh sửa lại phần đánh số các mục toàn bộ báo cáo cho hợp lý

Có hai phƣơng pháp chế biến cà phê sống:

 Phƣơng pháp khô (tự nhiên);

 Phƣơng pháp ƣớt (phƣơng pháp rửa);

1.2.1.Phƣơng pháp khô: là phƣơng pháp cổ điển

Trái cà phê đƣợc phơi khô dƣới ánh nắng mặt trời, chúng sẽ đƣợc cào vài lần trong một ngày và đƣợc che kín để tránh sƣơng vào ban đêm;

Sau một vài tuần, trái sẽ khô và sẵn sàng để bóc vỏ. Một số ngƣời Ethiopia và hầu hết ngƣời Brazil dùng phƣơng pháp khô. Tại Việt Nam, phƣơng pháp này cũng đƣợc sử dụng khá rộng rãi tại các hộ dân trồng cà phê.

Đối với phƣơng pháp khô , điều kiê ̣n chế biến đơn giản nhƣng phu ̣ thuô ̣c hoàn toàn vào thời tiết, thờ i gian chế biến kéo dài , sản phẩm tạo ra có chất lƣợng không cao.

1.2.2.Phƣơng pháp ƣớt

Trang 4

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Vỏ sẽ đƣợc lấy ra bằng máy để lại một chất dính nhƣ keo bao quanh hạt. Ở thời điểm này, sự tách rời bằng máy móc có thể làm tổn thƣơng hạt cà phê.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Sau đó hạt cà phê sẽ đƣợc bỏ vào những cái chum ủ men lớn để cho tan đi những vỏ cà phê còn dính lại trên hạt.

Sau cùng, hạt cà phê sẽ đƣợc rửa cho hết sạch vỏ và đƣợc phơi khô dƣới ánh nắng mặt trời hoặc là máy sấy.

Với phƣơng pháp ƣớ t, việc sản xuất chủ động hơn nhƣng tốn nhiều thiết bi ̣ , nƣớ c và

năng lƣơ ̣ng . Tuy nhiên , sản xuất theo phƣơng pháp này rút ngắn đƣợc thời gian chế biến và cho sản phẩm có chất lƣơ ̣ng cao hơn .

Trang 5

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Dựa trên ƣu và nhƣợc điểm của cả hai phƣơng pháp , thông thƣờ ng ngƣờ i ta chế biến kết hơ ̣p cả hai phƣơng pháp . Dƣới đây là sơ đồ công nghê ̣ sản xuất cà phê nhân bằng phƣơng pháp kết hơ ̣p:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nguyên liệu

Phân loại theo tải trọng ủ chín

Phân loại theo kích thƣớc

Bóc vỏ quả, vỏ thịt

Ngâm, ủ, phơi , sấy

Nƣớ c thải

Rửa

Nƣớ c thải

Làm ráo

Cà phê thóc

Bóc vỏ trấu

Bóc vỏ lụa

Phân loại theo kích thƣớc

Phân loại theo tỷ trọng

Phân loại theo sắc màu

Đảo trộn

Cà phê nhân

Trang 6

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp kết hợp

1.3 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY TNHH HỒ PHƢỢNG 1.3.1 Giới thiệu chung Tên công ty : Công ty TNHH Hồ Phƣợng

Địa chỉ trụ sở chính: Số 5C/5 thôn An Hiệp 1, xã Liên Hiệp, huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng.

Điện thoại: 0633.844.669

Fax: 0633.662.117

Đăng ký kinh doanh số: 5800427255 cấp ngày 13/10/2004, thay đổi lần 2 ngày 04/03/2009 do Sở Kế hoạch và Đầu tƣ Lâm Đồng cấp.

Ngành nghề kinh doanh: Thu mua, chế biến, kinh doanh nông sản, cà phê.

Ngƣời đại diện : Ông Đinh Văn Hồ.

Chức vụ: Giám đốc.

1.3.2 Sự cần thiết đầu tƣ

Lâm Đồng là tỉnh có diện tích trồng cà phê đứng thứ hai trong cả nƣớc với sản lƣợng hàng năm thu hái đƣợc rất lớn. Đặc biệt là huyện Đức Trọng, nơi có khí hậu

ôn hòa, thổ nhƣỡng thích hợp cho việc chuyên canh cà phê với năng suất cao. Thêm vào đó vị trí của nhà máy đƣợc đặt tại vị trí gần với các vùng có diện tích cà phê lớn nhƣ Lâm Hà, Di Linh… tạo điều kiện thuận lợi cho Công ty tiến hành thu mua và sản xuất.Tuy nhiên, một trong những vấn đề môi trƣờng nghiêm trọng có thể ảnh hƣởng đến môi trƣờng và sự phát triển bền vững là nguồn nƣớc thải rất lớn

chính là từ các nhà máy sản xuất chế biến cà phê với công nghệ sản xuất cà phê

ƣớt. Chúng ta cũng không thể lƣờng trƣớc đƣợc nguy cơ gây hại của nó, chính các thành phần chất ô nhiễm này sẽ gây ảnh hƣởng rất xấu tới toàn bộ khu vực. Nếu

không đƣợc xử lý một cách triệt để, các nguồn thải ô nhiễm này sẽ gây ảnh hƣởng trực tiếp tới môi trƣờng xung quanh, đặc biệt là gây ô nhiễm nguồn nƣớc nếu không có biện pháp quản lý, xử lý thích hợp.

Nhƣ vậy, việc đầu tƣ xây dựng trạm xử lý nƣớc thải tập trung tại nhà máy sản xuất

của công ty TNHH Hồ Phƣợng mang một vai trò quan trọng và nhất thiết phải

Trang 7

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

đƣợc thực hiện để đảm bảo phát triển bền vững kinh tế và môi trƣờng trong khu vực nói chung và củ công ty TNHH Hồ Phƣợng nói riêng.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

1.3.3. Mục tiêu của Công ty

Tiêu thụ đƣợc nguồn nguyên liệu dồi dào sẵn có của địa phƣơng, tạo ra sản phẩm hàng hóa chất lƣợng cao, đáp ứng đƣợc nhu cầu cho thị trƣờng trong nƣớc và xuất khẩu.

Đảm bảo sự hoạt động của nhà máy về lâu dài.

Áp dụng công nghệ, thiết bị tiên tiến đảm bảo sản phẩm có chất lƣợng cao phù hợp

với tiêu chuẩn xuất khẩu.

Giải quyết việc làm cho một số lao động địa phƣơng.

Đồng thời Công ty xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải để xử lý toàn bộ lƣợng nƣớc thải ô nhiễm phát sinh từ quá trình sản xuất, chế biến của công ty để đảm bảo sự phát triển bền vững cho khu vực. Tránh cho khu vực những tổn hại về mặt sinh thái

cũng nhƣ môi trƣờng, phòng tránh đƣợc những rủi ro về sức khoẻ cho cán bộ và công nhân viên đang làm việc tại đây. Ngoài ra, nguồn nƣớc thải sau khi đƣợc xử lý đạt tiêu chuẩn còn góp phần bổ sung cho các lƣu vực nƣớc xung quanh khu vực một khối lƣợng nƣớc rất lớn đặc biệt vào mùa khô hạn và thiếu nƣớc, nguồn nƣớc sau xử lý có thể còn đƣợc sử dụng cho việc tƣới tiêu cho đất nông nghiệp trong

Trang 8

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

vùng.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nguyên liệu đầu vào

Sàn lọc nguyên liệu

Đất, cành, que,..

Nƣớc thải

Rửa thô

Nƣớc cấp

Nƣớc thải, vỏ Nƣớc thải, vỏ

Xay vỏ

Đánh nhớt

Nƣớc thải

1.3.4 Quy trình công nghệ sản xuất của Công ty Hồ Phƣợng

Enzim pectinaza

Nƣớc thải

Rửa

Nƣớc cấp

Làm ráo

Quạt gió

Nƣớc thải

Nhiệt

Khí thải

Sấy khô

Phân loại hạt

Hạt thành phẩm

Hình1.2 Quy trình công nghệ chế biến nhân cà phê từ hạt cà phê tươi

Thuyết minh quy trình công nghệ

Hạt cà phê tƣơi sau khi thu hoạch đƣợc công ty thu mua và vận chuyển về nhà máy. Tại đây, cà phê đƣợc chuyển đến bãi tập trung để chuẩn bị cho giai đoạn chế

Trang 9

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

biến.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Đầu tiên cà phê đƣợc đƣa qua hệ thống sàng lọc nguyên liệu. Tại đây, quả đƣợc

sàng để tách cành, lá, đất... còn sót lại trong quá trình thu hoạch. Quá trình này đƣợc gọi là quá trình sàn lọc nguyên liệu, hay còn gọi quá trình làm sạch khô. Sau khi sàng lọc nguyên liệu, hạt đƣợc chuyển đến giai đoạn rửa thô. Giai đoạn rửa thô

đƣợc thực hiện với mục đích làm sạch lớp vỏ bên ngoài của hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xay.

Cà phê tiếp tục đƣợc đƣa đến cối xay, đi vào công đoạn xay vỏ. Tại cối xay, quả đƣợc phân ra làm hai loại: Quả chín đƣợc xay bỏ vỏ, quả xanh đƣa thẳng đến công đoạn sấy. Mục đích của giai đoạn này là loại bỏ lớp vỏ cứng bao bên ngoài quả, lấy

hạt để tiếp tục cho công đoạn sau.

Tiếp đến, hạt theo hệ thống băng chuyền vào bồn chứa dung dịch enzim Pectinaza để loại bỏ thịt quả. Giai đoạn này đƣợc gọi là giai đoạn đánh nhớt, hay còn gọi là

giai đoạn ngâm enzim. Mục đích của quá trình này là dùng enzim pectinaza phân huỷ Pectin có trong thịt quả, giúp nhân sau khi thành phẩm có độ bóng cần thiết. Công đoạn đánh nhớt diễn ra từ 5 – 6 giờ, quyết định lớn đến chất lƣợng sản

phẩm. Sau khi đánh nhớt, nhân đƣợc rửa sạch, loại bỏ chất bẩn dính trên nhân. Giai đoạn này tốn khá nhiều nƣớc trong toàn bộ quá trình chế biến. Đây cũng là công

đoạn gây ô nhiễm chính vì nƣớc thải chứa một lƣợng lớn chất hữu cơ dễ phân hủy.

Tại công đoạn làm ráo, cà phê đƣợc trải đều trên mặt sàn (cách đất 500mm), gió đƣợc cung cấp bởi các cánh quay phía dƣới. Giai đoạn này xảy ra với mục đích làm ráo nƣớc bề mặt nhân cà phê, giảm thời gian sấy khô bằng nhiệt. Sau giai đoạn làm

ráo, cà phê đƣợc đƣa đến các thùng quay nhiệt (các hạt cà phê xanh đƣợc sấy tại một thùng quay riêng). Tại đây, cà phê đƣợc sấy khô hoàn toàn thành hạt nhân

thành phẩm. Trƣớc khi phân phối, nhân cà phê đƣợc phân loại hạt để phân phối cho

các nhà phân phối khác nhau.

1.3.5 . Các vấn đề môi trƣờng của nhà máy:

 Ô nhiễm của nước thải

Trong quá trình hoạt động của công ty sẽ phát sinh ra một lƣợng nƣớc thải tác động đến môi trƣờng nƣớc, bao gồm các nguồn gốc chủ yếu sau:

 Nƣớc thải chế biến

Nguồn gốc nƣớc thải chế biến cà phê nhân của công ty xuất phát từ các công đoạn sau

Trang 10

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Rửa thô: Đây là giai đoạn nƣớc thải sinh ra có thành phần chủ yếu là chất rắn lơ lửng, các chất ô nhiễm không cao. Nƣớc thải trong giai đoạn này không đáng kể;

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Xay vỏ: Trong giai đoạn này nƣớc thải sinh ra ít nhƣng có thành phần rất đậm đặc, có độ đục và lƣợng cặn cao. Ngoài ra, giai đoạn này còn thải ra lƣợng vỏ lớn làm cho nƣớc thải có lƣợng rác rất đáng kể

Ngâm enzim: Đây là giai đoạn phát sinh nƣớc thải đáng chú ý nhất của quy trình chế biến. Nƣớc thải phát sinh từ giai đoạn này có thành phần hữu cơ cao, ngoài ra còn có độ nhớt lớn

Rửa sạch: Nƣớc thải giai đoạn này có thành phần hữu cơ tƣơng đối cao

 Nƣớc thải vệ sinh: Phát sinh từ công đoạn vệ sinh các thiết bị chế biến

 Nƣớc thải sinh hoạt: Nƣớc thải sinh hoạt thải khu vực văn phòng, từ các khu vệ sinh, v.v… có chứa các thành phần cặn bã (TSS), các chất hữu cơ (BOD/COD), chất dinh dƣỡng (N,P) và vi sinh gây bệnh.

 Ô nhiễm chất thải rắn

 Rác thải sinh hoạt:

Rác thải từ sinh hoạt của cán bộ, công nhân viên và công nhân vận hành thải ra mỗi ngày rác thải có hàm lƣợng hữu cơ cao, dễ phân hủy nhƣ thức ăn thừa, các loại rác thải từ việc sinh hoạt khác nhƣ: bao nilông, thùng carton.

Mỗi ngày lƣợng rác thải do CB CNV thải ra vào khoảng 40 kg. Lƣợng rác này sẽ đƣợc thu gom trong các thùng rác, sau đó giao cho đơn vị dịch vụ công cộng địa phƣơng xử lý hoặc đốt bỏ.

 Chất thải rắn từ hoạt động chế biến:

Chất thải rắn từ hoạt động chế biến chủ yếu là vỏ cà phê, bao bì chứa nguyên liệu, cành, que còn sót khi thu hoạch.

 Ô nhiễm do khí thải

 Ô nhiễm do hoạt động của lò sấy, quá trình xay vỏ từ quá trình chế biến khô.

Trang 11

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Ô nhiễm từ tiếng ồn, rung động và nhiệt

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI

Comment [S4]: Bổ sung tổng qua về thành phần và tính chất nƣớc thải chế biến cà phê

2.1.TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ Thành phần chính của nƣớc thải từ các nhà máy chế biến cà phê là đƣờng , nhớ t, các

chất hƣ̃u cơ , và hƣơng liệu tự nhiên Theo nhƣ Hội Đồng Bảo Vệ Tài Nguyên Thiên Nhiên NRDC, vào năm 1988, qua sáu tháng , nƣớ c thải cà phê đã là ô nhiễm 110,000 khối nƣớ c trên ngày ở Trung Mỹ . Rõ ràng những chất bã thải này cần đƣợc xử lý . Đƣờng: Đƣờng đến từ nhớt hoặc phần ngoài của quả cà phê

. Trong quá trình lên men, đƣờ ng bi ̣ phân huỷ thành rƣơ ̣u và khí các -bô-níc. Sau đó ,rƣơ ̣u đ ƣợc biến thành axít axêtíc, và vì thế mà độ pH của nƣớc bị giảm . Độ pH của nƣớc thải cà phê thƣờng ở khoảng 3.8.

. Lớ p chất rắn này có thể làm tắc Nhớ t: Phần nhớ t là phần chất nhầy bo ̣c quanh ha ̣t cà phê . Thành phần chủ yếu của nó là prôtêin, đƣờ ng và péctin. Phần nhớ t rất khó bi ̣ phân huỷ . Trong nƣớ c thải cà phê nó thƣờng kết tủa thành một lớp đen trên bề mặt đƣờ ng ống thải và giảm lƣơ ̣ng ôxi trong nƣớ c .

Các chất hoá hữu cơ : Nhƣ̃ng chất này đƣơ ̣c phân hủ y dần dần bở i các vi sinh vâ ̣t trong nƣớ c. Trong quá trình này , chúng cần sử dụng ôxi trong nƣớc . Lƣơ ̣ng ôxi cần để các vi sinh vật phân huỷ hoàn toàn các chất hữu cơ trong một khối lƣợng nƣớc nhất đi ̣nh đƣơ ̣c go ̣i là “đòi hỏi ôxi sinh ho ̣c” – biological oxygen demand viết tắt là BOD. Nƣớ c thải cà phê có BOD là 20g/l, cao gấp 200 so vớ i nƣớ c thải nhà máy giấy . Ở Costa Rica vào nhƣ̃ng năm 80, hai phần ba tổng lƣơ ̣ng BOD củ a các con sông là đến tƣ̀ nƣớ c thải cà phê. Lƣơ ̣ng BOD càng cao thì ôxi trong nƣớ c bi ̣ mất càng nhiều nên các sinh vâ ̣t yếm khí có điều kiện hoạt động . Điều này dẫn đến tình tra ̣ng nƣớ c thải cà phê bi ̣ bố c mù i , ảnh hƣở ng đến sƣ́ c kho ẻ của con ngƣời , đă ̣c biê ̣t là vớ i nhƣ̃ng ngƣờ i dù ng nƣớ c sông , suố i làm nƣớc uống.

Hƣơng liê ̣u tƣ ̣ nhiên : Đây là các hoá chất ta ̣o màu đỏ cho quả cà phê

THÔNG SỐ

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

Trang 12

. Chúng không có ha ̣i đến sƣ́ c khoẻ hay môi trƣờ ng , nhƣng chú ng làm nƣớ c t hải cà phê có màu xanh đâ ̣m hoă ̣c đen , làm mất cảnh quan môi trƣờng Bảng 2.1: Thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi tại Brazil STT 1. 2. 3. 4. 5. 6. DÃY GIÁ TRỊ 5,1 – 5,6 3.429 – 5.524 1.578 – 3.242 700 – 890 5,5 – 6,5 185 – 247 pH COD BOD5 Chất rắn lơ lửng Phốt pho tổng Nitơ tổng ĐƠN VỊ mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

(Nguồn: Departamento de Engenharia Agricola/Universidade Federal de Vicosa, 36570-000, Vicosa-MG, Brazil). GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

2.2.TỔ NG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁ P XƢ̉ LÝ NƢỚ C THẢ I 2.2.1.Phƣơng pháp xử lý cơ học

Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất không tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nƣớc thải; điều hòa lƣu lƣợng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải.

Các công trình xử lý cơ học xử lý nƣớc thải thông dụng:

2.2.1.1.Song chắn rác

Song chắn rác thƣờng đặt trƣớc hệ thống xử lý nƣớc thải hoặc có thể đặt tại các miệng xả trong phân xƣởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thƣớc lớn nhƣ: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các công trình bơm, tránh ách tắc đƣờng ống, mƣơng dẫn.

2.2.1.2.Lƣới lọc

Lƣới lọc dùng để khử các chất lơ lửng có kích thƣớc nhỏ, thu hồi các thành phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thƣớc nhỏ. Kích thƣớc mắt lƣới từ 0,5÷1,0mm.

Lƣới lọc thƣờng đƣợc bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa.

2.2.1.3.Bể lắng cát

Bể lắng cát đặt sau song chắn, lƣới chắn và đặt trƣớc bể điều hòa, trƣớc bể lắng đợt I. Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô nặng nhƣ cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý tiếp theo. Bể lắng cát gồm 3 loại:

 Bể lắng cát ngang

Trang 13

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Hình 2.1.Bể lắng cát ngang

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Bể lắng cát thổi khí

 Bể lắng cát ly tâm

2.2.1.4.Bể tách dầu mỡ

Các loại công trình này thƣờng đƣợc ứng dụng khi xử lý nƣớc thải công nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lƣợng riêng nhỏ hơn nƣớc. Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học…và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn.

2.2.1.5.Bể điều hòa

Bể điều hòa đƣợc dùng để duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lƣu lƣợng của nƣớc thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học. Bể điều hòa có thể đƣợc phân loại nhƣ sau:

 Bể điều hòa lƣu lƣợng

 Bể điều hòa nồng độ

 Bể điều hòa cả lƣu lƣợng và nồng độ.

2.2.1.6.Bể lắng

Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nƣớc thải theo nguyên tắc trọng lực. Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lƣợng cặn có trong nƣớc thải. Vì vậy đây là quá trình quan trọng trong xử lý nƣớc thải, thƣờng bố trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học. Để có thể tăng cƣờng quá trình lắng ta có thể thêm vào chất đông tụ sinh học.

Bể lắng đƣợc chia làm 3 loại:

 Bể lắng ngang (có hoặc không có vách nghiêng):

Hình 2.2: Bể lắng ngang

 Bể lắng đứng: mặt bằng là hình tròn hoặc hình vuông. Trong bể lắng hình tròn nƣớc chuyển động theo phƣơng bán kính (radian).

Trang 14

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

 Bể lắng li tâm: mặt bằng là hình tròn. Nƣớc thải đƣợc dẫn vào bể theo chiều từ

tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài. GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

2.2.1.7.Bể lọc

Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nƣớc thải với kích thƣớc tƣơng đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nƣớc thải đi qua các vật liệu lọc nhƣ cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc thƣờng làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nƣớc thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm có trong nƣớc thải. Các loại bể lọc đƣợc phân loại nhƣ sau:

 Lọc qua vách lọc

 Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt

 Thiết bị lọc chậm

 Thiết bị lọc nhanh.

Hình 2.3Bể lọc

2.2.2.Phƣơng pháp xử lý hoá học

2.2.2.1.Đông tụ và keo tụ

Phƣơng pháp đông tụ-keo tụ là quá trình thô hóa các hạt phân tán và nhũ tƣơng, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện tƣợng lắng xảy lắng.

Sử dụng đông tụ hiệu quả khi các hat keo phân tán có kích thƣớc 1-100µm. Để tạo đông tụ, cần có thêm các chất đông tụ nhƣ

Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O. Độ hòa tan của phèn nhôm trong nƣớc ở 200C là 362 g/l. pH tối ƣu từ 4.5-8. Phèn sắt FeSO4.7H2O.Độ hòa tan của phèn sắt trong nƣớc ở 200C là 265 g/l. Quá trình đông tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9.

Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O, …

Trang 15

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Vôi.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Khác với đông tụ, keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào. Chất keo tụ thƣờng sử dụng nhƣ: tinh bột, ester, cellulose, … Chất keo tụ có thể sử dụng độc lập hay dùng với chất đông tụ để tăng nhanh quá trình đông tụ và lắng nhanh các bông cặn. Chất đông tụ có khả năng làm mở rộng phạm vi tối ƣu của quá trình đông tụ, làm tăng tính bền và độ chặt của bông cặn, từ đó làm giảm đƣợc lƣợng chất đông tụ, tăng hiệu quả xử lý. Hiện tƣợng đông tụ xảy ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tƣơng tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ theo các hạt lơ lửng. Khi hòa tan vào nƣớc thải, chất keo tụ có thể ở trạng thái ion hoặc không ion, từ đó ta có chất keo tụ ion hoặc không ion.

Hình 2.4 Quá trình tạo bông cặn của các hạt keo

2.2.2.2.Trung hòa

Nƣớc thải của một số ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất, do các quá trình công nghệ có thể có chứa các acid hoặc bazơ, có khả năng gây ăn mòn vật liệu, phá vỡ các quá trình sinh hóa của các công trình xử lý sinh học, đồng thời gây các tác hại khác, do đó cần thực hiện quá trình rung hòa nƣớc thải.

Các phƣơng pháp trung hòa bao gồm:

 Trung hòa lẫn nhau giữa nƣớc thải chứa acid và nƣớc thải chứa kiềm.

 Trung hòa dịch thải có tính acid, dùng các loại chất kiềm nhƣ: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoac lọc qua các vật liệu trung hòa nhƣ CaCO3, dolomit,…

 Đối với dịch thải có tính kiềm thì trung hòa bởi acid hoặc khí acid.

Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hòa, cần dựa vào các yếu tố:

 Loại acid hay bazơ có trong nƣớc thải và nồng độ của chúng.

 Độ hòa tan của các muối đƣợc hình thành do kết quả phản ứng hóa học.

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

Trang 16

2.2.2.3.Oxy hoá khử

Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phƣơng pháp sinh hóa đƣợc, trừ các trƣờng hợp các kim loại nặng nhƣ: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp phụ vào bùn GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

hoạt tính. Nhiều kim loại nhƣ : Hg, As,…là những chất độc, có khả năng gây hại đến sinh vật nên đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp oxy hóa khử. Có thể dùng các tác nhân oxy hóa nhƣ Cl2, H2O2, O2 không khí, O3 hoặc pirozulite ( MnO2). Dƣới tác dụng oxy hóa, các chất ô nhiểm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hại hơn và đƣợc loại ra khỏi nƣớc thải.

2.2.2.4.Điện hóa

Cơ sở của sự điện phân gồm hai quá trình: oxy hóa ở anod và khử ở catod. Xử lý bằng phƣơng pháp điện hóa rất thuận lợi đối với những loại nƣớc thải có lƣu lƣợng nhỏ và ô nhiễm chủ yếu do các chất hữu cơ và vô cơ đậm đặc.

Ƣu điểm :

Không cần pha loãng sơ bộ nƣớc thải.

Không cần tăng thành phần muối của chúng.

Có thể tận dụng lại các sản phẩm quý chứa trong nƣớc thải.

Diện tích xử lý nhỏ.

Nhƣợc điểm:

Tốn kém năng lƣợng.

Phải tẩy sạch bề mặt điện cực khỏi các tạp chất.

2.2.3.Phƣơng pháp xử lý hóa lý

Trong dây chuyên công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thƣờng đƣợc áp dụng sau công đoạn xử lý cơ học. Phƣơng pháp xử lý hóa lý bao gồm các phƣơng pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chƣng cất, cô đặc, lọc ngƣợc,…. Phƣơng pháp hóa ly đƣớc sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan, có một số ƣu điểm nhƣ

Loại đƣợc các hợp chất hữu cơ không bị oxi hóa sinh học.

Không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật.

Có thể thu hồi các chất khác nhau.

Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn.

2.2.3.1.Tuyển nổi

Là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha khí-nƣớc và xảy ra khi có năng lƣợng tự do trên bề mặt phân chia, đồng thời cũng do các hiện tƣợng thấm ƣớt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ƣớt ở những nơi tiếp xúc khí-nƣớc

Tuyển nổi dạng bọt: đƣợc sử dụng để tách ra khỏi nƣớc thải các chất không tan và làm giảm một phần nồng độ của một số chất hòa tan.

Trang 17

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Phân ly dạng bọt: đƣợc ứng dụng để xử lý các chất hòa tan có trong nƣớc thải, ví dụ nhƣ chất hoạt động bề mặt.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Ƣu điểm của phƣơng pháp tuyển nổi là có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ, có thể thu tạp chất. Phƣơng pháp tuyển nổi đƣợc sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp nhƣ: tơ sợi nhân tạo, giấy cellulose, thực phẩm,…

Hình 2.5 Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn

2.2.3.2.Hấp phụ

Hấp phụ là thu hút chất bẩn lên bề mặt của chất hấp phụ, phần lớn là chất hấp phụ rắn và có thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hoặc động

Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất bị hấp phụ có thể bị giải hấp và chuyển ngƣợc lại vào chất thải. Các chất hấp phụ thƣờng đƣợc sử dụng là các loại vật liệu xốp tự nhiên hay nhân tạo nhƣ tro, mẫu vụn than cốc, than bùn, silicagen, keo nhôm, đất sét hoạt tính,… và các chất hấp phụ này còn có khả năng tái sinh để tiếp tục sử dụng.

2.2.3.4.Trích ly

Phƣơng pháp tách chất bẩn hữu cơ hòa tan chứa trong nƣớc bằng cách trộn lẫn với dung môi nào đó, trong đó, chất hữu cơ hòa tan vào dung môi tốt hơn vào nƣớc.

2.2.3.5.Trao đổi ion

Các chất cấu thành pha rắn, mà trên đó xảy ra sự trao đổi ion, gọi là ionit. Các ionit có thể có nguồn gốc nhân tạo hay tự nhiên, là hữu cơ hay vô cơ và có thể đƣợc tái sinh để sử dụng liên tục. Đƣợc sử dụng để loại các ion kim loại trong nƣớc thải.

2.2.3.6.Phƣơng pháp xử lý sinh học

Thực chất của phƣơng pháp sinh học để xử lý nƣớc thải là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nƣớc thải. Chúng chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan và những chất dễ phân hủy sinh học thành những sản phẩm cuối cùng nhƣ : CO2, H2O,NH4,.. Chúng sử dụng một số hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dƣỡng và tạo năng lƣợng nhằm duy trì quá trình, đồng thời xây dựng tế bào mới.

Trang 18

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Công trình xử lý sinh học thƣờng đƣợc đặt sau khi nƣớc thải đã đƣợc xử lý sơ bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

2.2.4.Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên

2.2.4.1.Ao hồ sinh học ( ao hồ ổn định nƣớc thải)

Đây là phƣơng pháp xử lý đơn giản nhất và đã đƣợc áp dụng từ xƣa. Phƣơng pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tƣ ít, chí phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao.Quy trình đƣợc tóm tắt nhƣ sau:

Nƣớc thải loại bỏ rác, cát sỏi,.. Các ao hồ ổn định Nƣớc đã xử lý

 Hồ hiếu khí

Ao nông 0,3-0,5m có quá trình oxi hoá các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật. Gồm 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo.

 Hồ kị khí

Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị khí hoạt động sống không cần oxy của không khí. Chúng sử dụng oxi từ các hợp chất nhƣ nitrat, sulfat.. để oxi hoá các chất hữu cơ, các loại rƣợu và khí CH4, H2S,CO2,… và nƣớc. Chiều sâu hồ khá lơn khoảng 2-6m.

 Hồ tùy nghi

Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hoà tan có đều ở trong nƣớc và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH4) cặn lắng ở vùng đáy.

Ao hồ tùy nghi đƣợc chia làm 3 vùng:lớp trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là vùng kị khí tùy tiện và vùng phía đáy sâu là vùng kị khí.

Chiều sâu hồ khoảng 1-1,5m

Hình 2.6 Hồ tùy nghi

 Hồ ổn định bậc III

Nƣớc thải sau khi xử lý cơ bản ( bậc II) chƣa đạt tiêu chuẩn là nƣớc sạch để xả vào nguồn thì có thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các công trình xử lý bậc III là ao hồ ồn định sinh học kết hợp với thả bèo nuôi cá.

2.2.4.2.Phƣơng pháp xử lý qua đất

Trang 19

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Thực chất của quá trình xử lý là: khi lọc nƣớc thải qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất này tạo ra một màng gồm rất nhiều vi sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

trong nƣớc thải. Những vi sinh vật sẽ xử dụng ôxy của không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất khoáng.

Cánh đồng tƣới

Cánh đồng lọc

Hình 2.7 Xử lý nƣớc thải bằng đất

2.2.4.3.Công trình xử lý sinh học hiếu khí.

Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí có thể kể đến hai quá trình cơ bản :

Quá trình xử lý sinh trƣởng lơ lửng.

Quá trình xử lý sinh trƣởng bám dính.

Các công trình tƣơng thích của quá trình xử lý sinh học hiếu nhƣ: bể Aerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay…

2.2.4.3.1.Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank

Quá trình xử lý nƣớc thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân đế cho vi khuẩn cƣ trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nƣớc thải và là nơi cƣ trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác. Các vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ có trong nƣớc thải thành các chất dinh dƣỡng cung cấp cho sự sống. Trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phóng năng lƣợng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Nhƣ vậy các chất hữu cơ có trong nƣớc thải đƣợc chuyển hoá thành các chất vô cơ nhƣ H2O, CO2 không độc hại cho môi trƣờng.

Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt nhƣ sau :

Chất hữu cơ + vi sinh vật + ôxy  NH3 + H2O + năng lƣợng + tế bào mới

Trang 20

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

hay có thể viết :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Chất thải + bùn hoạt tính + không khí  Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dƣ

Một số loại bể aerotank thƣờng dùng trong xử lý nƣớc thải:

Bể Aerotank truyền thống :

Hình 2.8 sơ đồ công nghệ đối với bể Aerotank truyền thống

Bể Aerotank tải trọng cao

Hoạt động của bể aerotank tải trọng cao tƣơng tự nhƣ bể có dòng chảy nút, chịu đƣợc tải trọng chất bẩn cao và cho hiệu suất làm sạch cũng cao, sử dụng ít năng lƣợng, lƣợng bùn sinh ra thấp.

Nƣớc thải đi vào có độ nhiễm bẩn cao, thƣờng là BOD>500mg/l. tải trọng bùn hoạt tính là 400 – 1000mg BOD/g bùn (không tro) trong một ngày đêm.

Bể Aerotank có hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dòng chảy (bể có dòng chảy nút )

Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank đƣợc giảm dần từ đầu đến cuối bể do đó nhu cầu cung cấp ôxy cũng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ.

Ƣu điểm :

Giảm đƣợc lƣợng không khí cấp vào tức giảm công suất của máy thổi khí.

Không có hiện tƣợng làm thoáng quá mức làm ngăn cản sự sinh trƣởng của vi khuẩn khử các hợp chất chứa Nitơ.

Có thể áp dụng ở tải trọng cao (F/M cao), chất lƣợng nƣớc ra tốt hơn.

Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact Stabilitation)

Bể có 2 ngăn : ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh

Trang 21

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Hình 2.9 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Ƣu điểm của dạng bể này là bể Aerotank có dung tích nhỏ, chịu đƣợc sự dao động của lƣu lƣợng và chất lƣợng nƣớc thải, có thể ứng dụng cho nƣớc thải có hàm lƣợng keo cao.

Bể thông khí kéo dài

Khi nƣớc thải có tỉ số F/M ( tỉ lệ giữa BOD5 và bùn hoạt tính-mgBOD5/mg bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp, thời gian thông khí thƣờng là 20-30h

Hình 2.10 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoáng kéo dài.

Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh :

Hình 2.11 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh.

Ƣu điểm: pha loãng ngay tức khắc nồng độ của các chất ô nhiễm trong toàn thể tích bể, không xảy ra hiện tƣợng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho loại nƣớc thải có chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng.

Oxytank

Trang 22

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Dựa trên nguyên lý làm việc của aerotank khuấy đảo hoàn chỉnh ngƣời ta thay không khí nén bằng cách sục khí oxy tinh khiết

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Hình 2.12 Oxytank

Ƣu điểm:

Hiệu suất cao nên tăng đƣợc tải trọng BOD

Giảm thời gian sục khí

Lắng bùn dễ dàng

Giảm bùn đáng kể trong quátrình xử lý

2.2.4.3.2.Mƣơng oxy hóa

Mƣơng ôxy hóa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh có dạng vòng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nƣớc thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mƣơng.

2.2.4.3.3.Lọc sinh học – Biofilter

Là công trình đƣợc thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có trong nƣớc thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Có 2 dạng:

Bể lọc sinh học nhỏ giọt: là bể lọc sinh học có vật liệu lọc không ngập trong nƣớc. Giá trị BOD của nƣớc thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l với lƣu lƣợng nƣớc thải không quá 1000 m3/ngđ.

Bể lọc sinh học cao tải: lớp vật liệu lọc đƣợc đặt ngập trong nƣớc. Tải trọng nƣớc tới10 ÷ 30m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt.

Trang 23

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Tháp lọc sinh học cũng có thể đƣợc xem nhƣ là một bể lọc sinh học nhƣng có chiều cao khá lớn.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Hình 2.13 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

2.2.4.3.4.Đĩa quay sinh học RBC ( Rotating biological contactors)

RBC gồm một loại đĩa tròn xếp liền nhau bằng polystyren hay PVC. Những đĩa này đƣợc nhúng chìm trong nƣớc thải và quay từ từ. Trong khi vận hành, sinh vật tăng trƣởng sẽ dính bám vào bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhày trên toàn bộ bề mặt ƣớt của đĩa.

Đĩa quay làm cho sinh khối luôn tiếp xúc với chất hữu cơ trong nƣớc thải và với không khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí.

2.2.4.3.5.Bể sinh học theo mẻ SBR ( Sequence Batch Reactor)

SBR là một dạng của bể Aerotank. Khi xây dựng bể SBR nƣớc thải chỉ cần đi qua song chắn, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Ƣu điểm là khử đƣợc các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí.

–

Bể SBR hoạt động theo 5 pha:

Pha làm đầy ( fill ): thời gian bơm nƣớc vào kéo dài từ 1-3 giờ.

Dòng nƣớc thải đƣợc đƣa vào bể trong suốt thời gian diễn ra pha làm đầy. Trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tuỳ theo mục tiêu xử lý, hàm lƣợng BOD đầu vào, quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn, làm đầy – sục khí.



2- và nhanh chóng chuyển sang dạng N-NO3

Trang 24

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Pha phản ứng, thổi khí ( React ): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nƣớc thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp ôxy vào nƣớc và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lƣợng nƣớc thải, thƣờng khoảng 2 giờ. Trong pha phản ứng, quá trình nitrat hóa có thể thực hiện, chuyển Nitơ từ dạng N-NH3 sang N-NO2

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”



Pha lắng (settle): Lắng trong nƣớc. Quá trình diễn ra trong môi trƣờng tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thƣờng kết thúc sớm hơn 2 giờ.

Pha rút nƣớc ( draw): khoảng 0.5 giờ. 

 Pha chờ : Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trình trên và vào số lƣợng bể, thứ tự nạp nƣớc nguồn vào bể.

Xả bùn dƣ là một giai đoạn quan trọng không thuộc 5 giai đoạn cơ bản trên, nhƣng nó cũng ảnh hƣởng lớn đến năng suất của hệ. Lƣợng và tần suất xả bùn đƣợc xác định bởi năng sất yêu cầu, cũng giống nhƣ hệ hoạt động liên tục thông thƣờng. Trong hệ hoạt động gián đoạn, việc xả bùn thƣờng đƣợc thực hiện ở giai đoạn lắng hoặc giai đoạn tháo nƣớc trong. Đặc điểm duy nhất là ở bể SBR không cần tuần hoàn bùn hoạt hoá. Hai quá trình làm thoáng và lắng đều diễn ra ở ngay trong một bể, cho nên không có sự mất mát bùn hoạt tính ở giai đoạn phản ứng và không phải tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng để giữ nồng độ

Hình 2.14 Quá trình vận hành của bể SBR

2.2.4.4.Công trình xử lý sinh học kỳ khí

Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí (CH4 va CO2) trong điều kiện không có ôxy. Việc chuyển hoá các axit hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lƣợng. Lƣợng chất hữu cơ chuyển hoá thành khí vào khoảng 80  90%.

Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nƣớc thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32  35 oC.

Ƣu điểm nổi bật của quá trình xử lý kỵ khí là lƣợng bùn sản sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí.

Trong quá trình lên men kỵ khí, thƣờng có 4 nhóm vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ nối tiếp nhau:

Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme nhƣ các polysaccharide và protein thành các monomer. Kết quả của sự “bẻ gãy” mạch cacbon này chƣa làm giảm COD.

Các monomer đƣợc chuyển hóa thành các axit béo (VFA) với một lƣợng nhỏ H2 . Các axit chủ yếu là Acetic, propionic và butyric với những lƣợng nhỏ của axit Valeric. Ơ giai đoạn axit hóa này, COD có giảm đi đôi chút (không quá 10%).

Tất cả các axit có mạch carbon dài hơn axit acetic đƣợc chuyển hóa tiếp thành acetac và H2 bởi các vi sinh vật Acetogenic

2.2.4.4.1.Phƣơng pháp kị khí với sinh trƣởng lơ lửng

Trang 25

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Phƣơng pháp tiếp xúc kị khí

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Bể lên men có thiết bị trộn và bể lắng riêng

Quá trình này cung cấp phân ly và hoàn lƣu các vi sinh vật giống, do đó cho phép vận hành quá trình ở thời gian lƣu từ 6  12 giờ.

Cần thiết bị khử khí (Degasifier) giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bƣớc phân ly.

Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lƣu chất rắn đƣợc xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lƣu đòi hỏi phải tăng gấp đôi.

 Bể UASB ( upflow anaerobic Sludge Blanket)

Nƣớc thải đƣợc đƣa trực tiếp vào phía dƣới đáy bể và đƣợc phân phối đồng đều, sau đó chảy ngƣợc lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất hƣũ cơ bị phân hủy.

Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và đƣợc thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nƣớc thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lƣu lại vùng lớp bông bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì đƣợc nó rất quan trọng khi vận hành UASB.

Thƣờng cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5  10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thƣờng lấy khoảng 0,6  0,9 m/h.

Hình 2.15 Bể UASB

2.2.4.4.2.Phƣơng pháp kị khí với sinh trƣởng gắn kết

 Lọc kị khí với sinh trƣởng gắn kết trên giá mang hữu cơ (ANAFIZ)

Lọc kỵ khí gắn với sự tăng trƣởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc có thể đƣợc vận hành ở chế độ dòng chảy ngƣợc hoặc xuôi.

Giá thể lọc trong quá trình lƣu giữ bùn hoạt tính trên nó cũng có khả năng phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hóa.

 Lọc kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trƣơng nở (ANAFLUX)

Trang 26

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Vi sinh vật đƣợc cố định trên lớp vật liệu hạt đƣợc giãn nở bởi dòng nƣớc dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ ttrong một đơn vị thể tích là lớn nhất.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Ƣu điểm:

Ít bị tắc nghẽn trong quá trình làm việc với vật liệu lọc.

Khởi động nhanh chóng

Không tẩy trôi các quần thể sin học bám dính trên vật liệu

Có khả năng thay đổi lƣu lƣợng trong giới hạn tốc độ chất lỏng.

2.2.5 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ ĐANG ÁP

DỤNG TRÊN THỰC TẾ

Trang 27

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Ta có thể tham khảo công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến cà phê tại nhà máy chế biến cà phê Tâm Châu tại huyện Đức Trọng có công nghệ, công suất và thành phần tính chất nƣớc thải tƣơng tự.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Sơ đồ quy trình công nghệ

Comment [S5]: Chỉ có một công nghệ đã áp dụng thực tế thì quá ít, trong khi có rất nhiều nhà máy chế biến café ở VN, cần thu thập thêm

Nƣớc thải

Bể gom

Máy thổi khí

Tách rác tinh

Dinh dưỡng

Tuần hoàn nước

Bể điều hòa

Máy thổi khí

Bể sinh học kỵ khí vật liệu đệm

Bùn dư

Bể chứa bùn Bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính Bể lọc màng MBR

Máy ép bùn Bể chứa sau xử lý

Bùn khô Hồ sinh học

Nguồn tiếp nhận QCVN 24:009/BTNMT

Trang 28

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Hình 2.16. Quy trình công nghê ̣ xử lý nướ c thải chế biến cà phê của Công ty Tâm Châu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Thuyết minh quy trình công nghệ

Nƣớc thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của nhà máy theo hệ thống thu gom vào các hố gom trƣớc khi bơm vào hệ thống xử lý nƣớc thải

Nƣớc thải (NT) từ các xƣởng sản xuất theo mạng lƣới thoát nƣớc riêng đƣợc dẫn đến bể gom có đặt tách rác tinh dạng trống quay. Trống tách rác với kích thƣớc khe hở 1 - 2mm có nhiệm vụ loại bỏ các chất hữu cơ có kích thƣớc lớn nhƣ bao bì, vỏ cà phê các loại..… nhằm tránh gây hƣ hại bơm hoặc tắc nghẽn các công trình phía sau. Nƣớc thải từ bể gom đƣợc bơm lên bể điều hòa sau khi qua tách rác tinh.

Các lợi ích cơ bản của việc điều hòa lƣu lƣợng là: (1) quá trình xử lý sinh học đƣợc nâng cao do giảm đến mức thấp nhất hiện tƣợng “shock” tải trọng, các chất ảnh hƣởng đến quá trình xử lý có thể đƣợc pha loãng, pH có thể đƣợc trung hòa và ổn định; (2) chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý đƣợc cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Bể điều hòa có thể đặt trên tuyến (on-line) hoặc ngoài tuyến (off- line). Với trình độ kỹ thuật tự động hóa nhƣ hiện nay, thể tích bể điều hòa và chi phí điện năng tại nhà máy xử lý giảm đáng kể. Dung tích chứa nƣớc càng lớn thì độ an toàn về nhiều mặt càng cao.

Từ bể điều hòa, nƣớc thải đƣợc bơm đều và liên tục vào bể sinh học kỳ khí có vật liệu đệm cố định. Giá thể là vật liệu nhựa tổng hợp có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao (95%) vi sinh dể bám dính. Tỉ lệ riêng diện tích bề mặt/thể tích của vật liệu thông thƣờng dao động trong khoảng 100-220m2/m3. Trong bể sinh học tiếp xúc áp dụng quá trình sinh trƣởng sinh học bám dính (Attached Growth). Bể sinh học kỵ khí vật liệu tiếp xúc, giá thể cho vi sinh vật sống bám, vật liệu thƣòng là nhựa có hình dạng khác nhau,.. Bể có chiều cao từ 4-12m, nƣớc thải đƣợc phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun. Quần thể vi sinh sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ trong nƣớc thải. Quần thể vi sinh này có thể bao gồm vi khuẩn kị khí và tùy tiện, nấm, tảo và các động vật nguyên sinh. Tại bể sinh học kỵ khí vật liệu đệm, nƣớc thải đƣợc phân phối đều từ dƣới đáy qua lớp đệm bùn và sau đó là lớp bùn dính bám trên giá thể, khi qua lớp bùn này, chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi các vi sinh vật kỵ khí thành nƣớc và khí biogas bay lên. Bể này thích hợp để xử lý nƣớc thải có nồng độ COD cao và biến động (Metcalf & Eddy, 1995 & 2003). Bùn hoạt tính (vi sinh vật – vi khuẩn) kị khí đƣợc xáo trộn đều với nƣớc thải và chuyển hóa ở tốc độ cao nhất các chất hữu cơ thành khí methan (CH4), nƣớc (H2O), ammonia (NH3).

Trang 29

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

CHC + VSV kị khí  CH4 + CO2 + H2O + NH3 + VSV kị khí mới

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Áp dụng quá trình kị khí phía trƣớc là điều kiện đầu tiên để đạt hiệu quả xử lý phốtphot trong nƣớc thải. Nƣớc thải sau khi qua bể sinh học kỵ khí đƣợc dẫn sang bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính.

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí có thể chia thành hai loại chính (1) quá trình xử lý sinh học tăng trƣởng lơ lửng (suspended growth biological treatment processes), và (2) quá trình xử lý sinh học tăng trƣởng dinh bám (attached growth biological treatment processes). Mỗi loại quá trình có nhiều công trình ứng dụng khác nhau, nhƣ quá trình (1) có các loại công trình (a) bùn hoạt tính hiếu khí truyền thống, (b) bể bùn hoạt tính dạng mẻ liên tục SBR (sequencing batch reactor), (c) bể bùn hoạt tính từng bậc SASR (staged activated-sludge reactor,.., quá trình (2) có các loại công trình (d) bể lọc sinh học (trickling filter), (e) thiết bị sinh học quay RBC (rotating biological contactor, ... Sau khi đánh giá các quá trình và công trình xử lý về nhiều yếu tố, quá trình bùn hoạt tính hiếu khí truyền thống với các chức năng xử lý chất hữu cơ kết hợp với nitrate hóa đƣợc lựa chọn vì các ƣu điểm sau: (1) có khả năng kết hợp các quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ, nitrate hóa và khử nitơ, (2) dễ vận hành, (3) các thiết bị dễ chọn lựa và thay thế, (4) trình độ công nhân vận hành không đòi hỏi cao, và (5) Việt Nam có nhiều kinh nghiệm với quá trình này.

Tại bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính, các tạp chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan còn lại sau quá trình xử lý sinh học kỵ khí tiếp tục đƣợc xử lý và chuyển hóa thành bông bùn sinh học. Hai máy thổi khí (Air Blower) hoạt động luân phiên và hệ thống phân phối dạng đĩa có hiệu quả cao với kích thƣớc bọt khí nhỏ hơn 10m sẽ cung cấp oxi cho bể sinh học. Lƣợng khí cung cấp vào bể với mục đích cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ thành nƣớc và carbonic, chuyển hóa nitơ hữu -. Mặt khác, hệ thống phân phối khí còn có chức năng cơ và amonia thành nitrat NO3 xáo trộn đều nƣớc thải và bùn hoạt tính, tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các chất cần xử lý. Tải trọng chất hữu cơ của bể thổi khí thƣờng dao dộng từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm và thời gian lƣu nƣớc dao động từ 4-12h.

Oxy hóa và tổng hợp

CHONS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dƣỡng + vi khuẩn hiếu khí  CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác

Hô hấp nội bào

C5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi khuẩn  5CO2 + 2H2O + NH3 + E

Trang 30

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Sau khi qua bể bùn hoạt tính, nƣớc sẽ chảy thủy lực qua bể lọc màng MBR. MBR là viết tắt cụm từ Membrane Bio-Reactor (Bể lọc sinh học bằng màng), có thể định nghĩa tổng quát là hệ thống xử lý vi sinh của nƣớc thải bằng công nghệ lọc màng.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

MBR là kỹ thuật mới xử lý nƣớc thải kết hợp quá trình dùng màng với hệ thống bể sinh học thể động bằng quy trình vận hành SBR sục khí 3 ngăn và công nghệ dòng chảy gián đoạn. MBR là sự cải tiến của quy trình xử lý bằng bùn hoạt tính, trong đó việc tách cặn đƣợc thực hiện không cần đến bể lắng bậc 2. Nhờ sử dụng màng, các thể cặn đƣợc giữ lại trong bể lọc, giúp cho nƣớc sau xử lý có thể đƣa sang công đoạn tiếp theo hoặc xả bỏ / tái sử dụng đƣợc ngay.

Ưu điểm của việc ứng dụng bể lọc màng MBR là

 Không cần bể lắng và giảm kích thƣớc bể nén bùn.

 Không cần tiệt trùng nhờ đã khử triệt để coliform

 Công trình đƣợc tinh giản nhờ sử dụng chỉ một bể phản ứng để khử N & P mà không cần bể lắng, bể lọc và tiệt trùng.

 Trong điều kiện thay đổi đột ngột, hệ thống đƣợc điều chỉnh cho ổn định bằng kỹ thuật không sục khí – sục khí – không sục khí.

 Khắc phục đƣợc các yếu điểm (nén bùn và tạo bọt) trong phƣơng pháp bùn hoạt tính (dùng màng khử hiệu quả Nutrient và E.coli)

 Dễ kiểm soát và bảo trì bằng hệ thống tự động.

Nƣớc thải sau khi qua bể lọc màng MBR đạt tiêu chuẩn xả thải nên đƣợc dẫn vào hồ sinh học và xả ra nguồn tiếp nhận trong khu vực. Hồ sinh học đóng vai trò đảm bảo an toàn về tiêu chuẩn xả thải trong trƣờng hợp hệ thống gặp sự cố và cũng là nơi xả nƣớc thải sau xử lý của trạm xử lý trƣớc khi nƣớc thải sau xử lý chảy theo hệ thống đƣờng ống thoát nƣớc thải sau xử lý chảy ra hồ Trị An. Hồ sinh học còn cung cấp, dự trữ nƣớc cứu hỏa bổ sung cho nhà máy. Ngoài ra, hồ sinh học còn có nhiệm vụ điều hoà không khí, tạo cảnh quan môi trƣờng cho nhà máy và khu vực xung quanh. Nƣớc thải xả vào nguồn tiếp nhận đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT.

Trang 31

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Quá trình xử lý sinh học sẽ làm gia tăng liên tục lƣợng bùn vi sinh trong bể đồng thời lƣợng bùn ban đầu sau thời gian sinh trƣởng phát triễn sẽ giảm khả năng xử lý chất ô nhiễm trong nƣớc thải và chết đi. Lƣợng bùn này còn gọi là bùn dƣ và đƣợc đƣa về bề chứa bùn. Sau khi chứa một thời gian, bùn sẽ đƣợc đƣa vào máy ép bùn để làm giảm độ ẩm và thể tích của bùn, giúp cho việc thu gom - vân chuyển đƣợc dễ dàng.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nƣớc thải

Bể gom

Máy thổi khí

Tách rác tinh

Dinh dưỡng

Bể điều hòa

Tuần hoàn nước

Bể UASB

Máy thổi khí

Bể Aerotank

Bùn dư

Bể chứa bùn Bể lọc sinh ho ̣c

Máy ép bùn Keo tu ̣ ta ̣o bông

Bùn khô

Bể lắng hó a lý

Bể khƣ̉ trù ng

Nguồn tiếp nhận QCVN 24:009/BTNMT

Trang 32

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Hình 2.17. Quy trình công nghê ̣ xử lý nướ c thải chế biến cà phê của Công ty Ngọc Trang

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nƣớc thải

Bể gom

Tách rác tinh

Bể điều hòa

Bể SBR

Bể Aerotank

Bùn dư

Bể chứa bùn Bể lọc sinh ho ̣c

Keo tu ̣ ta ̣o bông Máy ép bùn

Bùn khô Bể lắng hó a lý

Bể khƣ̉ trù ng

Nguồn tiếp nhận

QCVN 24:009/BTNMT

Trang 33

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Hình 2.18. Quy trình công nghê ̣ xử lý nướ c thải chế biến cà phê của Công ty Minh Nhật

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

CHƢƠNG III: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.1.LƢU LƢỢNG, THÀNH PHẦN NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ.

3.1.1.Lƣu lƣợng nƣớc thải chế biến cà phê

Lƣu lƣợng trung bình: Qtb = 400 m3/ngày.đêm

Trong đó chủ yếu là nƣớc thải ở 2 công đoạn chính: công đoạn rửa thô, xay cà phê và công đoạn đánh nhớt, rửa sạch

Lƣu lƣợng nƣớc thải ở công đoạn rửa thô, xay cà phê

Q1 = 160 m3/ngày.đêm

Lƣu lƣợng nƣớc thải ở công đoạn đánh nhớt, rửa sạch

Q2 = 240 m3/ngày.đêm

3.1.2.Thành phần, tính chất nƣớc thải chế biến cà phê

Bảng 3.1: Thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi tại Công ty Hồ Phượng

STT Thông số Đơn vị

1. 2. 3. 4. 5. 6. pH COD BOD5 Chất rắn lơ lửng Phốt pho tổng Nitơ tổng mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Giá trị đầu vào 4,1 19.426 12.480 2.752 10 209 QCVN 24: 2009 Loại B 5.5 - 9 100 50 100 6 30

(Nguồn: Kết quả phân tích tại Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Môi Trường – Viện Môi Trường và Tài Nguyên 3/2011).

Từ kết quả phân tích các mẫu nƣớc thải nói trên, có thể nhận thấy

Nƣớc thải ở công đoạn rửa thô và xay cà phê: có nồng độ chất ô nhiễm rất cao, cụ thể COD = 32.894 mg/l, BOD = 19.463 mg/l, SS = 1.720 mg/l, pH ở mức thấp. COD vƣợt gấp 411 lần so với tiêu chuẩn cho phép (QCVN 24: 2009, loại B), BOD vƣợt gấp 389 lần so với tiêu chuẩn cho phép, SS vƣợt gấp 17 lần so với tiêu chuẩn. Nồng độ ô nhiễm của nƣớc thải cao là do nƣớc thải chứa nhiều chất bẩn bám dính hạt cà phê (cát, đất, bụi, ...), các hạt cà phê xanh còn sót lại, xác vỏ cà phê, hạt cà phê bị nát trong quá trình xay.

Trang 34

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Nƣớc thải ở công đoạn đánh nhớt, rửa sạch: có nồng độ chất ô nhiễm khá cao, cụ thể COD = 10.447 mg/l, BOD = 7.825 mg/l, SS = 2.753, pH ở mức thấp. COD vƣợt gấp 130 lần so với tiêu chuẩn cho phép (QCVN 24:2009, loại B), BOD vƣợt gấp 157 lần so với tiêu chuẩn cho phép, SS vƣợt gấp 28 lần so với tiêu chuẩn. Nồng độ ô nhiễm

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

của nƣớc thải cao là do nƣớc thải chứa nhiều thịt quả cà phê bị tan rã từ quá trình ngâm enzym.

Do nƣớc thải từ Nhà máy chế biến cà phê có các đặc trƣng chính nhƣ sau:

 Chế độ thải không đều trong năm, thời gian có nƣớc thải nhiều và có cƣờng độ ô nhiễm cao chỉ có khoảng 4 –5 tháng/năm.

 Cƣờng độ ô nhiễm của nƣớc thải không đồng đều.

 Lƣu lƣợng nƣớc thải có cƣờng độ ô nhiễm nhẹ rất cao.

Do vậy, phƣơng án công nghệ lựa chọn cần đảm bảo các yêu cầu sau:

 Luôn đảm bảo nƣớc thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải.

 Thời gian cần thiết để phục hồi hiệu suất xử lý sau một thời gian dài hầu nhƣ không có nƣớc thải (6 tháng) phải nhanh.

Phƣơng án công nghệ đƣợc lựa chọn để đảm bảo các yêu cầu trên là phƣơng án:

 Tách triệt để lƣợng cặn, vỏ cà phê từ quá trình sơ chế, rửa cà, xay cà.

 Áp dụng phƣơng pháp phân hủy sinh học kỵ khí có khả năng phục hồi nhanh

 Kết hợp xử lý hiếu khí và hồ sinh học (hồ giải nhiệt) để đảm bảo nƣớc thải đầu ra đạt tiêu chuẩn thải.

Với tính chất nƣớc thải và yêu cầu xử lý đã nêu trên, công nghệ xử lý đƣợc đề xuất cho Hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy nhƣ sau:

Tiền xử lý (xử lý cơ học): giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý sinh học và hóa lý tiếp theo.

 Loại bỏ rác, cặn thô, tạp chất không tan có kích thƣớc lớn hơn 20 mm: nylon, giẻ rách, nhánh cây, ống,…

 Loại bỏ cặn rác tinh có kích thƣớc lớn hơn 1,5mm: cát, sỏi, nhựa, nylon, cặn lơ lững…

 Loại bỏ các tạp chất nổi, dầu mỡ.

 Điều hoà lƣu lƣợng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải.

 Các thiết bị kiểm soát trong khâu này đƣợc điều khiển tự động.

Xử lý bậc 2 (Xử lý sinh học yếm khí dính bám)

Trang 35

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Sử dụng công nghệ kỵ khí dính bám trên giá thể cố định để khử, chuyển hoá các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp thành các chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản, dễ phân hũy sinh học hoặc khí CH4 và H2O, làm giảm nồng độ BOD, COD… của nƣớc thải.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Ƣu điểm nổi bật của công nghệ kỵ khí là lƣợng bùn sản sinh ra rất thấp vì thế chi phí cho việc xử lý bùn giảm đáng kể so với các quá trình xử lý hiếu khí. Đối với nƣớc thải công nghiệp chế biến đƣờng, hiệu quả khử COD có thể đạt 80% ở tải trọng 10kg COD/m3.ngày đêm.

Xử lý bậc 3 (Xử lý sinh học hiếu khí lơ lửng)

 Chuyển hóa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học và dễ phân hủy sinh học (COD, BOD) thành các hợp chất vô cơ (CO2, H2O,…);

 Xử lý phốt pho: diễn ra trong 02 quá trình kị khí - hiếu khí nối tiếp nhau nhờ vi khuẩn tích lũy phốtpho;

 Xử lý nitơ: Nitrat hóa và khử nitrat thành Nitơ trong 02 quá trình hiếu khí – thiếu khí nhờ vi khuẩn Nitrosomonas, Nitrobacter;

Xử lý bậc 4 (xử lý hóa lí)

 Tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lững phân tán nhỏ, keo, nhũ tƣơng vá các tạp chất khác.

 Keo tụ chất rắn lơ lững, độ màu, độ đục, thậm chí cả mùi trong nƣớc thải;

 Sử dụng hóa chất keo tụ: PAC, chất trợ keo tụ…cho quá trình keo tụ.

Khử trùng

 Khử trùng tiêu diệt các loại vi khuẩn gây hại trƣớc khi xả vào nguồn tiếp nhận trong khu vực. Xử lý hoàn thiện nƣớc thải sau xử bằng các quá trình tự nhiên trong hồ thủy sinh

Xử lý bùn hoạt tính dƣ và bùn hóa lý

 Bùn hoạt tính dƣ và bùn hóa lý có độ ẩm cao (99 – 99,3%) đƣợc dẫn vào bể chứa bùn và định kỳ lƣợng bùn này sẽ đƣợc thu gom và mang đi xử lý theo tiêu chuẩn Việt nam về xử lý chất thải rắn.

Nƣớc thải nhà máy chế biến cà phê Hồ Phƣợng có lƣu lƣợng không ổn định. Nhà máy sản xuất 2 ca; từ 12 giờ chiều – 17 giờ tối chủ yếu là thu mua nguyên liệu, 17 – 6 giờ sáng là công đoạn phân loại, rửa, xay vỏ; công đoạn ngâm enzym, đánh nhớt đƣợc diễn ra nguyên ngày. Vì thế, nƣớc thải không chỉ không ổn định về lƣu lƣợng mà nồng độ chất ô nhiễm cũng thay đổi ở mỗi công đoạn chế biến. Bể điều hòa đƣợc thiết kế sao cho phải điều hòa đƣợc lƣu lƣợng và nồng độ trong 1 chu kì chế biến của nhà máy.

Trang 36

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Nƣớc thải này có hàm lƣợng BOD, COD, SS cao và pH thấp. Đối với SS cao, chủ yếu là do công đoạn tách vỏ quả và hạt xanh không tốt, vì thế cần thiết phải có thiết bị tách rác dạng băng tải tự động trƣớc khi nƣớc thải chảy vào hệ thống xử lý.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nƣớc thải sau khi điều hòa có tỷ lệ BOD/COD = 12480/19426 = 0.64 > 0.6: thích hợp cho quá trình xử lý bằng phƣơng pháp sinh học. Tuy nhiên, độ màu cũng là một yếu tố quan trọng để chọn lựa phƣơng án xử lý.

Quá trình xử lý sinh học đƣợc đề xuất để giải quyết COD, BOD rất cao trong nƣớc thải. Cần phải kết hợp cả phƣơng pháp xử lý sinh học kị khí và sinh học hiếu khí. Căn cứ vào thành phần tính chất của nƣớc thải để quyết định phƣơng án xử lý cũng nhƣ công trình xử lý.

Bảng 3.2: Hiệu quả xử lý cho các công trình đơn vị tiêu biểu Hiệu quả xử lý (%) CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ BOD COD SS PTOT Orga-N NH3-N Xử lý sơ bộ 0 - 5 0 – 5 0 – 10 0 0 0

Bể lắng cát Xử lý bậc một (lắng cặn) Với hoá chất 0

30 – 40 30 – 40 50 – 65 10 – 20 10 – 20 80 – 95 80 – 85 80 – 90 10 – 25 15 – 50 8 – 15

8 – 12 8 – 12 Xử lý bậc 2 Bùn hoạt tính thông thƣờng Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học cao tải Bể bùn hoạt tính từng mẻ 15 – 50 65 – 80 60 – 80 60 – 85 65 – 85 65 – 85 65 – 85 15 – 50 80 – 85 80 – 85 80 – 85 10 – 25 15 – 50 8 – 15 8 – 15 8 – 15

(Nguồn: Wasterwater Engineering – Treatment, Disposal and Reuse, 3rd edition, Metcalf & Eddy, Inc., 1993)

Bảng 3.3: Các quá trình điển hình và số liệu về hiệu quả của quá trình kị khí xử lý nước thải công nghiệp. CODvào(mg/l) HRT (giờ) L(kgCOD/m3.ngày) E (%)

1.500-5.000 2-10 0,48-2,40 75-90

Quá trình Quá trình kị khí tiếp xúc UASB FB EB 5.000-15.000 10.000-20.000 5.000-10.000 4-12 24-48 5-10 4,00-12,01 0,96-4,80 4,80-9,60 75-85 75-85 80-85

(Nguồn: Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, 1991)

Trang 37

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Tiêu chuẩn đầu ra QCVN 24:2009, loại B; vì thế phải áp dụng phƣơng pháp xử lý hóa lý liền kề để đạt yêu cầu và cũng giảm đáng kể độ màu trong nƣớc thải mà phƣơng pháp sinh học không xử lý triệt để.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

3.2. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ CHO CÔNG TY TNHH HỒ PHƢỢNG

3.2.1.Cở sở đề xuất công nghệ xử lý

 Thành phần và lƣu lƣợng nƣớc thải phát sinh từ quá trình sản xuất

 Kinh nghiệm xử lý nƣớc thải của các nhà máy chế biến cà phê có công nghệ sản xuất và quy mô công trình tƣơng đƣơng

 Điều kiện địa chất, khí hậu

 Nguồn tiếp nhận nƣớc thải của Trạm xử lý nƣớc thải (lƣu lƣợng dòng chảy của sông, nguồn tiếp nhận phục vụ cho mục đích sinh hoạt hay nông nghiệp…)

 Khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận;

 Tiêu chuẩn xả nƣớc thải QCVN 24: 2009/BTNMT- Cột B

 Mức độ cần thiết phải xử lý

 Trình độ kỹ thuật và công nghệ của nhà máy

 Phƣơng pháp xử lý cục bộ nƣớc thải sinh hoạt của công nhân viên trong nhà máy

 Giới hạn diện tích xây hệ thống

Comment [S6]: Đƣa phần này lên mục trên

Trang 38

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

3.2.2.Đề xuất công nghệ cho phƣơng án 1

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nƣớc thải

Rác thô

Bể gom nƣớc thải

Tách rác tinh

Hồ điều hòa

Bể kỳ khí vật liệu đệm

Bể Aerotank

Máy thổi khí

Bùn tuần hoàn

Bể lắng bùn sinh học

Bùn dư

Polyme

Bể keo tụ Al2(SO4)3

Bể tạo bông

Comment [S7]: BỂ KEO TỤ VÀ TẠO BÔNG ĐỀU CHO PHÈN SAO????

HCl khử trùng

Bể lắng bùn keo tụ

Bể khử trùng

Sân phơi bùn

Xả ra nguồn tiếp nhận (QCVN 24-2009, Loại B) Thu gom định kỳ

Trang 39

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải ( phương án 1)

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Thuyết minh quy trình công nghệ

Nƣớc thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của nhà máy theo hệ thống thu gom vào các hố gom trƣớc khi bơm vào hệ thống xử lý nƣớc thải;

Nƣớc thải (NT) từ các xƣởng sản xuất theo mạng lƣới thoát nƣớc riêng đƣợc dẫn đến bể gom có đặt song chắn rác. Song chắn rác tinh dạng trống quay với kích thƣớc khe hở 1 - 2mm có nhiệm vụ loại bỏ các chất hữu cơ có kích thƣớc nhƣ bao bì, vỏ cà phê… nhằm tránh gây hƣ hại bơm hoặc tắc nghẽn các công trình phía sau. Nƣớc thải từ bể gom đƣợc bơm lên bể điều hòa sau khi qua thiết bị tách rác tinh.

Các lợi ích cơ bản của việc điều hòa lƣu lƣợng là: (1) quá trình xử lý sinh học đƣợc nâng cao do giảm đến mức thấp nhất hiện tƣợng “shock” tải trọng, các chất ảnh hƣởng đến quá trình xử lý có thể đƣợc pha loãng, pH có thể đƣợc trung hòa và ổn định; (2) chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý đƣợc cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Với trình độ kỹ thuật tự động hóa nhƣ hiện nay, thể tích bể điều hòa và chi phí điện năng tại nhà máy xử lý giảm đáng kể. Dung tích chứa nƣớc càng lớn thì độ an toàn về nhiều mặt càng cao.

Trang 40

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

CHC + VSV kị khí  CH4 + CO2 + H2O + NH3 + VSV kị khí mới Áp dụng quá trình kị khí phía trƣớc là điều kiện đầu tiên để đạt hiệu quả xử lý phốtphot trong nƣớc thải. Nƣớc thải sau khi qua bể sinh học kỵ khí đƣợc dẫn sang bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Tại bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính, các tạp chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan còn lại sau quá trình xử lý sinh học kỵ khí tiếp tục đƣợc xử lý và chuyển hóa thành bông bùn sinh học. Hai máy thổi khí (Air Blower) hoạt động luân phiên và hệ thống phân phối dạng đĩa có hiệu quả cao với kích thƣớc bọt khí nhỏ hơn 10m sẽ cung cấp oxi cho bể sinh học. Lƣợng khí cung cấp vào bể với mục đích cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ thành nƣớc và carbonic, chuyển hóa nitơ hữu -. Mặt khác, hệ thống phân phối khí còn có chức năng cơ và amonia thành nitrat NO3 xáo trộn đều nƣớc thải và bùn hoạt tính, tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các chất cần xử lý. Tải trọng chất hữu cơ của bể thổi khí thƣờng dao dộng từ 0,32 - 0,64 kg BOD/m3.ngày đêm và thời gian lƣu nƣớc dao động từ 4-12h.

Oxy hóa và tổng hợp

CHONS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dƣỡng + vi khuẩn hiếu khí 

CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác

Hô hấp nội bào

C5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi khuẩn  5CO2 + 2H2O + NH3 + E

Quá trình xử lý sinh học sẽ làm gia tăng liên tục lƣợng bùn vi sinh trong bể đồng thời lƣợng bùn ban đầu sau thời gian sinh trƣởng phát triễn sẽ giảm khả năng xử lý chất ô nhiễm trong nƣớc thải và chết đi. Do đó, bể lắng 1 (hay còn gọi là bể lắng bùn sinh học) đƣợc thiết kế để thu gom lƣợng bùn này và giữ lại lƣợng bùn có khả năng xử lý tốt.

Trang 41

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Bể lắng bùn đƣợc thiết kế đặc biệt tạo môi trƣờng tĩnh cho bông bùn lắng xuống đáy bể và đƣợc gom vào tâm nhờ hệ thống gom bùn lắp đặt dƣới đáy bể. Bùn sau khi

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

lắng có hàm lƣợng SS = 8.000 mg/L, một phần sẽ tuần hoàn trở lại bể sinh học (25- 75% lƣu lƣợng) để giử ổn định mật độ cao vi khuẩn tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ, đồng thời ổn định nồng độ MLSS = 3000 mg/L. Độ ẩm bùn dao động trong khoảng 98.5 - 99.5%. Phần nƣớc trong sau lắng đƣợc thu lại bằng hệ máng thu nƣớc đƣợc bố trí trên bề mặt bể và tiếp tục đƣợc dẫn sang cụm bể keo tụ - tạo bông.

Nguyên tắc của quá trình keo tụ là khi hoá chất keo tụ nào đó cho vào nƣớc thô chứa cặn lắng lắng chậm/không lắng đƣợc. Các hạt cặn mịn kết tụ với nhau hình thành các bông cặn lớn, bông cặn có thể tách khỏi nƣớc bằng lắng trọng lực. Mục đích của quá trình keo tụ là làm giảm độ đục, khử màu, cặn lơ lửng và vi sinh. Nƣớc từ cụm bể Keo tụ - Tạo bông chảy sang bể lắng hoá lý, bể này có nhiệm vụ tách cặn từ quá trình keo tụ - tạo bông.

Với bể keo tụ, thời gian tiếp xúc tối thiểu là 1 phút ở tốc độ khuấy nhanh;

Với bể tạo bông, thời gian tiếp xúc tối thiểu là 10 phút ở tốc độ khuấy chậm;

Công đoạn xử lý hóa lý bao gồm các khâu:

+ Keo tụ bằng PAC, phèn sắt hoặc phèn nhôm.

+ Tạo bông bằng polymer dạng cationic.

+ Lắng tách cặn bằng bể lắng ly tâm có vách nghiêng hướng dòng.

Sau quá trình keo tụ – tạo bông, nƣớc thải sẽ tự chảy qua bể lắng 2 (bể lắng bùn hóa lý). Bể đƣợc thiết kế tƣơng tự nhƣ bể lắng 1, đáy bể đƣợc thiết kế dốc và thiết bị gom bùn giúp bùn trƣợt về phía đáy. Bông bùn sẽ lắng xuống đáy bể và đƣợc thu gom đƣa về bể nén bùn. Phần nƣớc trong bên trên sẽ đƣợc khử trùng, tiêu diệt các vi khuẩn gây hại nhƣ ecoli, vi khuẩn tả… bằng chlorine tại bể khử trùng trƣớc khi dẫn ra nguồn tiếp nhận trong khu vực.. Nƣớc thải xả vào nguồn tiếp nhận đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT.

Quá trình xử lý sinh học sẽ làm gia tăng liên tục lƣợng bùn vi sinh trong bể đồng thời lƣợng bùn ban đầu sau thời gian sinh trƣởng phát triển sẽ giảm khả năng xử lý chất ô nhiễm trong nƣớc thải và chết đi. Lƣợng bùn này còn gọi là bùn dƣ và đƣợc đƣa về Hồ chứa bùn dƣ cùng với bùn phát sinh từ quá trình keo tụ. Định kỳ lƣợng bùn này đƣợc thu gom làm phân bón hoặc giao cho đơn vị thu gom.

3.2.3. Đề xuất công nghệ cho phƣơng án 2

Trang 42

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Quy trình công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải phƣơng án 2 đƣợc trình bày nhƣ hình vẽ sau:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nƣớc thải

Rác thô

Bể gom nƣớc thải

Tách rác tinh

Hồ điều hòa

Bể UASB

Bể Aerotank

Máy thổi khí

Bùn tuần hoàn

Bể lắng bùn sinh học

Bùn dư

Polyme

Bể keo tụ Al2(SO4)3

Bể tạo bông

Bể lắng bùn keo tụ

HCl khƣ̉ trù ng

Bể khử trùng

Sân phơi bùn

Xả ra nguồn tiếp nhận (QCVN 24-2009, Loại B)

Trang 43

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Thu gom định kỳ Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải ( phương án 2)

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Nƣớc thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của nhà máy theo hệ thống thu gom vào các hố gom trƣớc khi bơm vào hệ thống xử lý nƣớc thải;

Các lợi ích cơ bản của việc điều hòa lƣu lƣợng là: (1) quá trình xử lý sinh học đƣợc nâng cao do giảm đến mức thấp nhất hiện tƣợng “shock” tải trọng, các chất ảnh hƣởng đến quá trình xử lý có thể đƣợc pha loãng, pH có thể đƣợc trung hòa và ổn định; (2) chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý đƣợc cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Với trình độ kỹ thuật tự động hóa nhƣ hiện nay, thể tích bể điều hòa và chi phí điện năng tại nhà máy xử lý giảm đáng kể. Dung tích chứa nƣớc càng lớn thì độ an toàn về nhiều mặt càng cao.

Từ bể điều hòa, nƣớc thải đƣợc bơm đều và liên tục vào bể sinh ho ̣c ky ̣ khí UASB. Tại bể này nƣớc thải đƣợc phân phối từ dƣới đáy đi lên mặt bể, đi qua lớp vi sinh lơ lửng một phần các chất ô nhiễm đƣợc vi sinh vật hấp thụ và tiêu hóa.. Nƣớc thải sau khi qua bể sinh học kỵ khí đƣợc dẫn sang bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính.

Trang 44

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

oxi cho bể sinh học. Lƣợng khí cung cấp vào bể với mục đích cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ thành nƣớc và carbonic, chuyển hóa nitơ hữu -. Mặt khác, hệ thống phân phối khí còn có chức năng cơ và amonia thành nitrat NO3 xáo trộn đều nƣớc thải và bùn hoạt tính, tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các chất cần xử lý. Tải trọng chất hữu cơ của bể thổi khí thƣờng dao dộng từ 0,32 - 0,64 kg BOD/m3.ngày đêm và thời gian lƣu nƣớc dao động từ 4-12h.

Oxy hóa và tổng hợp

CHONS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dƣỡng + vi khuẩn hiếu khí 

CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác

Hô hấp nội bào

C5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi khuẩn  5CO2 + 2H2O + NH3 + E

Quá trình xử lý sinh học sẽ làm gia tăng liên tục lƣợng bùn vi sinh trong bể đồng thời lƣợng bùn ban đầu sau thời gian sinh trƣởng phát triễn sẽ giảm khả năng xử lý chất ô nhiễm trong nƣớc thải và chết đi. Do đó, bể lắng 1 (hay còn gọi là bể lắng bùn sinh học) đƣợc thiết kế để thu gom lƣợng bùn này và giữ lại lƣợng bùn có khả năng xử lý tốt.

Bể lắng bùn đƣợc thiết kế đặc biệt tạo môi trƣờng tĩnh cho bông bùn lắng xuống đáy bể và đƣợc gom vào tâm nhờ hệ thống gom bùn lắp đặt dƣới đáy bể. Bùn sau khi lắng có hàm lƣợng SS = 8.000 mg/L, một phần sẽ tuần hoàn trở lại bể sinh học (25- 75% lƣu lƣợng) để giử ổn định mật độ cao vi khuẩn tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ, đồng thời ổn định nồng độ MLSS = 3000 mg/L. Độ ẩm bùn dao động trong khoảng 98.5 - 99.5%. Phần nƣớc trong sau lắng đƣợc thu lại bằng hệ máng thu nƣớc đƣợc bố trí trên bề mặt bể và tiếp tục đƣợc dẫn sang cụm bể keo tụ - tạo bông.

Với bể keo tụ, thời gian tiếp xúc tối thiểu là 1 phút ở tốc độ khuấy nhanh;

Với bể tạo bông, thời gian tiếp xúc tối thiểu là 10 phút ở tốc độ khuấy chậm;

Công đoạn xử lý hóa lý bao gồm các khâu:

+ Keo tụ bằng PAC, phèn sắt hoặc phèn nhôm.

Trang 45

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

+ Tạo bông bằng polymer dạng cationic.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

+ Lắng tách cặn bằng bể lắng ly tâm có vách nghiêng hướng dòng.

Trang 46

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

4.1. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CHO PHƢƠNG ÁN 1:

Lƣulƣợng sử dụng để tính toán cho các bể trƣớc bể điều hòa:

Lƣu lƣợng trung bình h:

Lƣu lƣợng trung bình giây:

Lƣu lƣợng giờ lớn nhất:

Với ko là hệ số theo giờ lớn nhất

Bảng 4.1:Hệ số không điều hoà phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài và công trình 20-TCVN-51-84

Lƣu lƣợng nƣớc thải trung bình (l/s)

Hệ số không điều hòa chung ko 5 10 20 50 100 300 500 1000 5000

2.5 2.1 1.9 1.7 1.6 1.55 1.5 1.47 1.44 K0 max

0.38 0.45 0.5 0.55 0.59 0.62 0.66 0.69 0.71 K0 min

Nội suy ta đƣợc K0 max =2,5

Vậy lƣu lƣợng giờ lớn nhất:

Lƣu lƣợng giây lớn nhất:

Đường ống dẫn nước thải:

Chọn vận tốc nƣớc chảy 1m/s ( V = 0.6- 1m/s)

Dống =

Chọn loại ống PVC 140 mm

4.1.1.Song chắn rác:  Kích thước mương đặt song chắn rác:

- Độ sâu đáy ống cuối cùng của mạng lƣới thoát nƣớc bẩn là H = - 0,4 m.

- Đƣờng kính ống thoát nƣớc thải là θ = 140 mm.

Trang 47

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

- Kích thƣớc mƣơng: Rộng B = 1 (m), thuỷ lực i = 0,0045

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

- Chọn tốc độ dòng chảy trong mƣơng Vs = 0,7 m/s (TCXDVN 51: 2006/16)

Vậy chiều cao lớp nước trong mương là

dày = b d = 5 mm

25 mm và khe hở giữa Chọn kích thƣớc thanh rộng các thanh W = 20 mm. [Nguồn: Bảng 9 – 3 trang 412, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải và khu công nghiệp – Lâm Minh Triết, Nguyễn Phi Hùng, Nguyễn Phƣớc Dân].

Kích thước song chắn

- Song chắn rác đƣợc đặt nghiêng một góc 600 so với mặt đất. - Mối quan hệ giữa chiều rộng mƣơng, chiều rộng thanh và khe hở nhƣ sau:

B = n b + ( n + 1) W

1000 = n 5 + ( n + 1) 20

Suy ra  chọn n = 40

- Khoảng cách giữa các thanh là:

1000 = 40 5 + (40 + 1) W

1000 =200 + 41W

Suy ra W =

- Tổn thất áp lực qua song chắn:

Tổng tiết diện các khe qua song chắn, A:

A = ( B – b n) h

 Trong đó: B = Chiều rộng mƣơng đặt song chắn rác

 b = Chiều rộng thanh song chắn, m.

 n = Số thanh

 h = Chiều cao lớp nƣớc trong mƣơng, m

A = ( 1 – 0.005 40 ) 0.05 = 1,99 ( m2 )

Vận tốc dòng chảy qua song chắn:

Trang 48

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Trong đó:

Vmax = 0.25m/s

 g : gia tốc trọng trƣờng (m/s), g = 9.81

 k : hệ số tính đến sự tổn thất do rác đọng lại ở song chắn rác,

 k = 2-3; chọn k = 3

  : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh chắn rác đƣợc tính bởi:

  : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đối với thanh tiết diện

ngang hình chữ nhật  = 2.42

- Chiều rộng của song chắn rác:

Bs = s ( n -1 ) + ( W n)

( 40 -1) + 0.02 40 = 1.775 ( m ) Bs = 0.025

Trong đó:

 S : Bề dày của song chắn rác

 W: Khoảng cách giữa các khe hở

 n : Số thanh

- Chiều dài phần mở rộng trƣớc song chắn rác

 1.1m

Trong đó

 Bs: Chiều rộng của song chắn rác

 B : Chiều rộng của mƣơng

 :Góc nghiêng chỗ mở rộng

Trang 49

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

- Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

- Chiều dài xây dựng của phần mƣơng để lắp đặt song chắn:

L = L1 + L2 + Ls

Trong đó : Ls : Chiều dài phần mƣơng đặt song chắn

L = 1.06 + 0.53 + 0.41 = 2 ( m)

Bảng 4.2 Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác

Thông số Đơn vị Kích thƣớc

Bề rộng khe mm 20

Bề dày của song chắn rác mm 5

Số khe hở mm 40

Chiều rộng mƣơng dẫn nƣớc vào mm 1000

Bề rộng song chắn mm 1775

Chiều dài mƣơng đặt song chắn mm 2000

Chiều sâu xây dựng mƣơng mm 1300

 Máy sàn rác: Nhiệm vụ:

Máy sàng rác hay còn gọi là trống quay dùng để khử các chất lơ lửng có kích thƣớc nhỏ, trống quay có kích thƣớc khe (lỗ) từ 0,25 ÷ 1,5 mm. Khi tang trống quay, nƣớc thải đƣợc lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đƣờng dẫn nƣớc thải vào. Bảng 4.3Thông số thiết kế cho lưới chắn rác (hình nêm) thể hiện trong bảng sau: Thông số Lƣới cố định Lƣới quay

5 -25 5 – 25

Hiệu quả khử cặn lơ lửng, % Tải trọng, lit/m2.phút 400 – 1200 600 – 4600

Kích thƣớc mắt lƣới, mm 0,20 – 1,20 0,25 – 1,50

Tổn thất áp lực, m 1,2 – 2,1 0,8 – 1,4

Công suất motor, HP 0,5 – 3,0

Chiều dài trống quay, m 1,2 – 3,7

Đƣờng kính trống, m 0,9 – 1,5

Trang 50

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Chọn lƣới quay. Tính toán:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Chọn kích thƣớc mắt lƣới d = 0,25 mm; tải trọng 600 l/m2.phút; và hiệu quả xử lí SS sẽ là E = 25%. Diện tích bề mặt lƣới yêu cầu:

Chọn đƣờng kính trống 0,9m; chiều dài trống 1,1m. Diện tích thực tế: Att = 3,14 x 0,9m x 1,1m = 3,11 m2. Tải trọng làm việc thực tế:

Hàm lƣợng SS còn lại sau qua trống:

C = (1 – 0,25) x 144 mg/l = 108 mg/l. Chọn máy thích hợp có:

 Kích thƣớc khe 0,25 mm

 Đƣờng kính tang trống 0,9 m

 Chiều dài trống 1,1 m

4.1.2.Bể thu gom:

Chức năng : Bể thu gom: tập trung nƣớc thải từ hệ thống cống đƣợc tiếp nhận và phân phối cho các công trình xử lý phía sau, nhằm bảo đảm lƣu lƣợng tối thiểu cho bơm hoạt động, giảm diện tích đào sâu không hữu ích cho bể điều hòa khi không có bể thu gom.

Thời gian lƣu t = 60 phút ( t = 10 – 60 phút)

Thể tích hố thu nƣớc:

Trong đó:

 t : Thời gian lƣu, t = 60 phút [ Tính toán thiết kế xử lý nước thải đô thị và công nghiê ̣p – Lâm Minh Triết]

 : Lƣu lƣợng nƣớc thải cực đại trong một giờ, = 41,65m3/h.

Kích thƣớc bể :

 Chọn chiều sâu hữu ích : h1 = 2.5 m

 Chiều cao bảo vệ: h2 = 0.3 m

 Chiều cao bể : H = h1+ h2 = 2.5 + 0.3= 2.8(m)

Trang 51

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Diện tích bể :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

S= m2

Bể gom đƣợc đặt âm hoàn toàn so với mặt đất hiện tại của nhà máy. Bể chia làm ba ngăn nhằm lắng sơ bộ các hạt cặn trƣớc khi đến bể điều hoà.

Kích thƣớc mỗi ngăn: L x B x H =2,5 x 2 x 2,8 m.

Bơm nƣớc thải vào bể điều hòa :

 Chọn 2 bơm nƣớc thải hoạt động luân phiên

 Lƣu lƣợng mỗi bơm Q = 41,65 m3/h = 0,01 m3/s

 Cột áp bơm H = 8 m

Công suất bơm :

N = = = 1 (kW)

Trong đó:

 Q: Lƣu lƣợng nƣớc thải, Q = 0,01 m3/s

 H: Chiều cao cột áp, H = 8 m

 : Khối lƣợng riêng của nƣớc (kg/m3)

 : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn = 0,78

Công suất bơm thực: (lấy bằng 150% công suất tính toán)

Nthực = N x 1.5 = 1.2 x 1 = 1.2 kW.

Chọn bơm nƣớc thải nhúng chìm loại 1,5 Hp.

Chọn hai bơm bùn đặt tại hai ngăn đầu tiên để bơm bùn định kỳ. Công suất bơm bùn định kỳ là 0,5 Hp.

Bảng 4.4: Thông số xây dựng bể thu gom

Thông số Giá trị

Thời gian lƣu nƣớc, t(phút) 60

Chiều dài, L(m) 1.5

Kích thƣớc ngăn tiếp nhận Chiều rộng, B(m) 1.5

Trang 52

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Chiều cao, H(m) 2.8

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Bảng 4.5:Nồng độ ô nhiễm sau khi qua bể gom:

Thông số Hiệu suất (%)

COD BOD5 SS 20 25 25 Nồng độ đầu vào (mg/l) 19426 12480 2752 Nồng độ đầu ra (mg/l) 15541 9360 2064

4.1.3.Bể điều hòa:

Chức năng: Bể điều hòa có chức năng điều hòa lƣu lƣợng và tải lƣợng ô nhiễmtrong nƣớc thải. Mục đích của bể là kiểm soát hoặc giảm thiểu sự dao động về tính chất của nƣớc thải, tạo điều kiện tối ƣu cho quá trình và các quá trình xử lý sau.

 Thể tích bể điều hòa:

Trong đó :

 : lƣu lƣợng giờ cực đại của nƣớc thải, = 41,65 m3/h



t : thời gian lƣu nƣớc cho lƣu lƣợng cực đại trong bể điều hoà , t = 4 – 8 giờ, chọn t = 8 giờ. [ Tính toán thiết kế xử lý nước thải đô thị và công nghiê ̣p – Lâm Minh Triết]

 Kích thƣớc xây dựng bể điều hòa:

Chọn chiều cao làm việc là: h = 4m, hbv = 0.5m

Tiết diện bề mặt của bể điều hòa:

Chọn chiều dài bể L = 10m

Chiều rộng B = 4m

Bể điều hòa đƣợc thiết kế L B H = 9 8m 4.5m

Lƣu lƣợng không khí cần cung cấp cho bể điều hoà:

 a Lkhí =

Với a: Lƣu lƣợng không khí cấp cho bể điều hoà , a = 3,74 m3 khí/ m3 nƣớc thải.

[ Tính toán thiết kế xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết]

Trang 53

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Lkhí = 41,65 3,74 = 155,77m3/giờ =0,043m3/s

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Thiết bị phân phối khí:

 Ống dẫn khí:

Đƣờng kính ống chính D =

Vận tốc khí đi trong ống vk= 10 m/s

Qk = 0,043 m3/s

Đƣờng kính ống D = = = 0.074 m = 74 mm

Chọn ống thép tráng kẽm dày 1,5 mm có đƣờng kính trong  74 mm.

Kiểm tra :

Vk= = = 10 m/s

Đƣờng kính ống nhánh D =

Trên nguyên tắc phân phối lƣợng khí đều trong bể. Vậy số ống nhánh cần thiết là: 5

Lƣợng khí vào mỗi ống nhánh :

q = Qk /10 = 0,043 / 10 = 0, 0043 m3/s

Vận tốc khí đi trong ống nhánh vkn = 15 m/s

> Đƣờng kính ống D = = = 0,019m

Chọn ống thép tráng kẽm dày 1,5 mm có đƣờng kính trong D = 19 mm.

Kiểm tra:

vkn = = = 15 m /s

Ống nhánh đƣợc đặt dọc theo chiều dài bể. Mỗi ống nhánh cách nhau 2000 mm, hai ống nhánh giáp tƣờng cách tƣờng 1000 mm.

Khoảng cách từ đáy bể đến thiết bị phân phối khí là 0,2 m.

 Đĩa phân phối khí:

Trang 54

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Số đĩa cần phân phối trong bể :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

(đĩa)

Chọn số đĩa cần phân phối N = 16 đĩa.

Số đĩa trong 1 nhánh ống : 2 đĩa

Mỗi đĩa cách nhau 2000 mm, hai đĩa cách hai đầu ống 1500 mm.

Bảng 4.6 Thông số ô nhiễm sau khi qua bể điều hoà.

Thông số Hiệu suất (%)

COD BOD5 SS Tổng N Tổng P Nồng độ đầu vào (mg/l) 15541 9360 2064 209 10 Nồng độ đầu ra (mg/l) 14764 8892 1961 209 10 5 5 5 0 0

Bảng 4.7 Thông số xây dựng bể điều hoà. Thông số

Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Đơn vị mm mm mm Kích thƣớc 10000 4000 4500

4.1.4. Bể sinh học kỳ khí vật liệu đệm

Nƣớc thải trƣớc khi chảy sang bể sinh học kỵ khí vật liệu đệm (UAF) phải đảm bảo hàm lƣợng dinh dƣỡng cho vi sinh vật phát triển. Hàm lƣợng dinh dƣỡng tối ƣu khi vào bể UAF là COD : N : P = 350 : 5 : 1. (Theo Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải)

Trên thực tế tỷ số này là: COD : N : P = 6710 : 95 : 1. Nhƣ vậy, hàm lƣợng P còn thiếu nhiều so với nhu cầu của vi sinh. Tuy nhiên, nếu châm P theo đúng tỷ lệ tối ƣu trƣớc khi vào bể UAF thì các công trình đơn vị sau sẽ dƣ hàm lƣợng P. Mặt khác, sẽ làm nƣớc thải sau xử lý sẽ thừa hàm lƣợng P theo tiêu chuẩn. Chọn hàm lƣợng P trƣớc khi vào bể UAF là 10 mg/l.

Hàm lƣợng cần thiết phải châm vào bể điều hoà:

Pvào = 10 – 2,2 = 7,8 mg/l

Khối lƣợng P cần châm vào bể trong một ngày:

Trang 55

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Lvào = Pvào x Q = 7,8 x 200 = 1560 g/ngày = 1,56 kg/ngày

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Chọn dd K2HPO4 châm vào trong bể. Vậy khối lƣợng K2HPO4 nguyên chất sử dụng mỗi ngày là 7,8 kg/ngày.

Bơm định lƣợng:

Lƣu lƣợng dung dịch K2HPO4 5% cần thiết đƣa vào nƣớc trong 1 giờ:

q= l/h = 0,0083 m3/h

Chọn máy bơm định lƣợng kiểu màng thay đổi từ 0 – 2 (m3/h), áp lực đẩy H = 15m.

Chức năng của bể sinh học kỵ khí vật liệu đệm UAF là thực hiện phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí thành các dạng khí sinh học và các sản phẩm hữu cơ khác .

Lƣợng COD cần khử mỗi ngày :

G = 400(m3 )x(14764 – 3691)x10-3 = 4429 kgCOD/ngày.

Tải trọng khử COD của bể , chọn a = 3,6 kgCOD/m3.ngày[ Tính toán thiết kế xử lý

nướ c thải đô thi ̣ và công nghiệp – Lâm Minh Triết]

Thể tích hiệu dụng bể kỵ khí cần thiết :

Tổng chiều cao của bể : H = H1 + H2 + H3 + H4

 H1 : Chiều cao phần xử lý kỵ khí có vật liệu đệm.Chọn H1 = 3 m.

 H2 : Chiều cao phần đáy, chiều cao này phải lớn hơn 1m để đảm bảo

nƣớc không bị xáo trộn trƣớc khi vào vùng có vật liệu đệm. Chọn H2 = 1,5 m

 H3 : Chiều cao phần nƣớc sau khi ra khỏi vùng xử lý kỵ khí vật liệu đệm. Chọn H3 = 1 m.

 H4 : Chiều cao dự trữ. Chọn H4 = 0,5 m

Tổng chiều cao bể :

H = 3 + 1,5 + 1 + 0,5 = 6 m.

Kích thƣớc hiệu dụng của bể L x B x H = 20 x 10 x 5,5 m

Kiểm tra thời gian lƣu nƣớc :

Trang 56

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Tính toán máng, ống phân phối nước và máng thu nước vào bể UAF:

 Máng phân phối nƣớc:

 Vì bể có kích thƣớc lớn nên đặt 2 máng phân phối nƣớc dọc theo chiều rộng bể. Kích thƣớc máng B x L x H = 0,8 x 10 x 0,3 m.

 Khoảng cách giữa hai máng là 4,8 m.

 Khoảng cách từ máng đến tƣờng là 4,1m.

 Ống phân phối nƣớc:

 Vận tốc nƣớc chảy trong đƣờng ống dao động từ 0.8 – 2m/s.

 Chọn Vống = 1,0 m/s.

 Đƣờng ống chính là:

Chọn ống chính là nhựa PVC đƣờng kính D = 80 mm.

Kiểm tra lại vận tốc nƣớc chảy trong ống chính :

Vong=

Diện tích trung bình cho một đầu phân phối : (Chọn 36 đầu phân phối)

m2/đầu

Vận tốc nƣớc trong ống nhánh dao động từ 1,5 ÷ 2,5 m/s. Chọn Vnhánh = 2m/s.

Đƣờng kính ống nhánh :

VNhánh =

Chọn ống nhánh là loại ống PVC có đƣờng kính ngoài  = 30mm (dày 1,5mm).

Kiểm tra lại vận tốc nƣớc trong ống nhánh :

Trang 57

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Vnhánh =

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Máng thu nƣớc:

Máng thu nƣớc đặt dọc theo máng phân phối nƣớc và áp sát tƣờng, dọc theo chiều

rộng bể. Kích thƣớc một máng: Vmáng = 0,2 x 10 x 0,2 = 0,4 m3

Tổng chiều dài máng răng cƣa :

L = 10 x 6 = 60 (m)

Máng răng cƣa đƣợc neo chặt vào thành phía trong bể nhằm điều hòa dòng chảy vào máng thu. Chọn tấm răng cƣa hình chữ V đƣợc làm bằng thép không rỉ có góc ở đáy = 90o, chiều cao H= 250mm, chiều dài Lmang= 60 m, chiều cao hình chữ V là h=75mm, khoảng cách giữa hai đỉnh là 150 mm, chiều dài đáy chữ v là 100mm.

Số răng cƣa máng:

Lmang= n x 250+ (n+1) x 100 = 60000 mm

Vậy n = 171

Hình 4.1: mô hình máng răng cƣa

 Bơm nƣớc thải từ bể điều hoà vào bể UAF :

Lƣu lƣợng bơm = 400m3/ngày = 0,0046m3/s

Áp dụng phƣơng trình Bernoulli cho hai mặt cắt :

Hay :

Z2 – Z1 = 0 – 2,5 = -2,5 m

Tính

Trong đó:

Trang 58

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 P2 : áp suất ở đầu ống đẩy, N/m2

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 P2 = PMặt thoáng + gH = 1,1.105(N/m2) + 1000.9,81.6,2 = 170822 N/m2

 P1 : áp suất ở đầu ống hút, N/m2

P1 = 1 kg/cm2 = 105 N/m2

Tính

Trong đó:

 phụ thuộc vào Reynolds:

 d : đƣờng kính ống, d = 60 mm = 0,06m

  (270C) = 0,8545 Cp = 0,8545.10-3 Pa.s

 Re= > 104 => dòng chảy rối => 1 = 2 =1

V1 = 0, V2 = 1,5 m/s

=> =

Tính

Theo công thức Blasius :

= +

: Tổng trở lực cục bộ trong ống hút.

1 +

2 + 3 3

Trang 59

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Trong đó :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 1 = 0,5 – hệ số trở lực khi vào ống hút

 2 = 0,5 – hệ số trở lực van một chiều

 3 = 0,11 – hệ số trở lực khúc cong 900

=> = 0,5 + 0,5 + 3.0,11 = 1,33

 : tổng hệ số trở lực cục bộ trong ống đẩy

Trên đƣờng ống đẩy có 5 khúc cong 900, 1 van một chiều

1 + 5 2 + 1 3

Trong đó

 1 = 1 – hệ số trở lực khi ra khỏi ống đẩy

 2 = 0,11 – hệ số trở lực khúc cong 900

 3 = 0,5 – hệ số từ lực của van một chiều (khi Re > 3.105)

=> = 1 + 5.0,11 + 1.0,5 = 2,05

=> = 1,33 + 2,05 = 3,38

H = -2,5 + 7,22 + 0,12 + 1,93 = 6.77m (Chọn H = 7 m)

Công suất : N = =

Chọn công suất bơm : 0,5Hp. Đặt hai bơm hoạt động tuần hoàn nhằm tăng tuổi thọ cho bơm.

Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí:

 Lƣợng khí sinh ra

Lƣợng khí sinh ra trong bể = 0,5 m3/kgCODloại bỏ

Trang 60

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Qkhí = 0.5 (

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Lƣợng khí methane sinh ra = 0,35 m3/kgCODloại bỏ

QCH4 = 0.35 (

 Tính ống thu khí

Vận tốc khí trong ống từ 10 15 m/s. Chọn vkhí = 10 m/s.

Đƣờng kính ống dẫn khí :

D khí =

Chọn Dkhí = 49 mm

Bảng 4.8: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể UAF

Thông số Hiệu suất (%)

COD BOD5 SS Nồng độ đầu vào (mg/l) 14764 8892 1961 209 Nồng độ đầu ra (mg/l) 3691 2223 1177 115 75 75 40 45 N

10 9 10 P

Bảng 4.9: Thông số xây dựng bể UAF Thông số

Đơn vị mm mm mm Kích thƣớc 8000 10000 3000 Chiều dài Chiều rộng Chiều cao

Bảng 4.10: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể UAF

Thông số Hiệu suất (%)

COD BOD5 SS Nồng độ đầu vào (mg/l) 3691 2223 1177 115 Nồng độ đầu ra (mg/l) 738 556 706 63,3 80 75 40 45 N

Trang 61

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

9 8,1 10 P

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

4.1.5. Tính toán bể sinh học hiếu khí Aerotank:

 Tính thể tích của bể:

Bảng 4.11: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể lắng bùn sinh học.

Thông số

Đơn vị

Giá trị

Ngày

5  15

Thời gian lƣu bùn, c

Tỉ số F/M

0,2  0,6

Tải trọng thể tích

0,8  1,92

Kg/kg.ngày kgBOD5/m3ngày mg/l

Nồng độ MLSS, X

2500  4000

giờ

Tỉ số thể tích bể/lƣu lƣợng giờ,V/Q

3  5

Tỉ số tuần hoàn bùn hoạt tính, Qth/Q

0,25  1,0

 Lƣợng bùn hoạt tính trong nƣớc thải đầu vào Aerotank : X0 = 0 mg/l  Lƣợng bùn hoạt tính trong Aerotank : X = 3000 mg/l  Độ tro của bùn hoạt tính : z = 0,3  Hệ số chuyển đổi , f = BOD5 : COD = 556 : 738 = 0,75  Tỉ số MLVSS ( hàm lƣợng chất rắn lơ lửng) : MLVSS = 0,7 ( mg/l )  Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại : Y = 0,6  Hệ số phân hủy nội bào : Kd = 0,06 ngày -1  Thời gian lƣu của tế bào trong hệ thống c = 10 ngày.

Comment [S8]: Tài liệu tham khảo??? Các thông số thực nghiệm này là một khoảng số liệu, không phải chỉ có mộ số liệu nhƣ này, ứng với mỗi loại nƣớc thải mới chọn một thông số phù hợp

( Nguồn: Theo Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải)

Áp dụng công thức :

V bể=

Lấy chiều sâu bể là 4,2 m, diện tích mặt bằng của bể là 250 : 2 = 125 m2

Kích thƣớc của bể :

D x R x ( C + chiều cao dự phòng ) = 12 x10 x (4,2 + 0,3) m

 Thời gian lưu

Trang 62

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

t= = 15 giờ

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Lƣợng bùn sinh ra trong một ngày ( Qbùn )

Tốc độ tăng trƣởng của bùn

Áp dụng công thức :

= = 0,375 Yb =

Vậy lƣợng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày do khử BOD5 (MLVSS)

Qbùn = Yb . Q ( BOD5V - BOD5R ).10-3 = 0,375.400.(556 – 56).10-3 = 75 kg/ngày

Tổng lƣợng bùn sinh ra (theo SS ) :

= 0,7

 MLSS =

Lƣợng cặn bùn xả bỏ hàng ngày :

Qc = 107,14 – ( Q x SSR x 10-3 ) = 53,57 – ( 200 x 141 x 10-3 )

= 25,37 kg/ngày,đêm.

 Lƣợng bùn xả ra từ đáy bể lắng theo đƣờng tuần hoàn ( Qxả )

Nồng độ bùn lấy từ bể lắng bùn sinh học tuần hoàn với nồng độ cặn tuần hoàn chọn là 10000 g/m3

XT = 0,7 . 10000 = 7000 g/m3

Nồng độ bùn hoạt tính trong nƣớc đã lắng

XR = 0,7 . 7 = 4,9 g/m3

Qv = Qr , coi nhƣ lƣợng nƣớc theo bùn không đáng kể

Lƣợng bùn xả ra từ đáy bể lắng 2 theo đƣờng tuần hoàn bùn ;

Qxả=

Khối lƣợng bùn xả:

10,44 (m3/ngày). 10000 (g/m3 ) = 104,40 kg/ngày

Trang 63

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Lƣợng bùn tuần hoàn ( QT )

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Hình 4.2 : mô hình bơm bùn tuần hoàn từ lắng bùn sinh học sang Aerotank

 Q, Qt, Qx, Qr : Lƣu lƣợng nƣớc đầu vào, lƣu lƣợng bùn tuần hoàn, lƣu lƣợng bùn xả và lƣu lƣợng nƣớc đầu ra, m3/ngày.

 X, Xt, Xr : Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank, nồng độ bùn tuần hoàn và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng sinh học, mg/L.

Cân bằng vật chất cho Aerotank

Để giữ nồng độ bùn trong bể luôn là X = 3000 mg/l

QT . XT + Q . Xo = ( Q + QT ) x X

Mà Xo << 1 , xem nhƣ Q . Xo = 0

Suy ra QT =

Hệ số tuần hoàn :

 = =

Thời gian tích lũy cặn, T

 Kiểm tra các thông số

Tốc độ sử dụng chất nền của 1 gam bùn hoạt tính

Trang 64

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 = = = 0,025 mgBOD5/ (mg bùn .h)

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

= 25 mgBOD5/ (g bùn .h) = 0,6 mgBOD5/ ( mg bùn .ngày)

Tỉ số F/M

F/M = = = 0,027 (mg chất nền /mg bùn .h)

= 27 (mg chất nền /g bùn .h)

= 0,65 (mg chất nền /mg bùn .ngày)

Giá trị tính toán trên thỏa vì giá trị đặc trƣng của F/M là 0,2 – 1 mg chất nền /mg bùn .ngày.

Tải trọng thể tích của bể :

L = = = 0,89 kg BOD5 / m3 .ngày.

Giá trị tính toán trên thỏa vì giá trị đặc trƣng của tải trọng thể tích bể là 0,8 – 1,9 kg BOD5 / m3 .ngày.

 Tính toán thiết bị phụ

Lƣợng oxi theo lý thuyết cần cho quá trình xử lí sinh học ( lƣợng oxi làm sạch BOD)

Áp dụng công thức :

OCo = - 1,42 Px

- 1,42. 37,5 OCo =

OCo=

= 160(kg O2 / ngày)

Trong đó:

Px: Lƣợng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày Qbùn = Px = 75 kg/ ngày 

 f: Hệ số chuyển đổi f = 0,75

 Lƣợng oxi thực tế ở nhiệt độ nƣớc thải

Trang 65

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Áp dụng công thức :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

OCt = OCo

Trong đó:

 Cd : Lấy nồng độ oxi cần duy trì trong bể là 2 mg/l .

  : Hệ số điều chỉnh lƣợng oxi ngấm vào nƣớc thải ,  = 0,8

 Cs20 : Nồng độ oxi bão hoà trong nƣớc sạch ở 20oC : Cs20 = 9,17 mg/l

 CSH : Nồng độ oxi bão hoà trong nƣớc sạch ở 28oC : CSH = 7,02 mg/l

 : Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lƣợng muối đối với nƣớc

thải  =1

= 302.2kg/ ngày OCt = 160

 Tính lƣợng không khí cần thiết :

Chọn thiết bị ống phối khí.

Hệ số giảm năng suất hòa tan oxi là  = 0,7 , chọn điều kiện trung bình .

Chọn công suất hòa tan oxi vào nƣớc của thiết bị bọt khí mịn

Ou = 7 g oxi /m3.m

Với h: Chiều sâu ngập nƣớc, h = 3,8 m

 Công suất hòa tan của thiết bị OU = Ou . h = 7 . 3,8 = 26,6 g oxi/m3

 Lƣợng không khí cần Qk

= Qk =

Với f: hệ số an toàn f = 2

 Thời gian thổi khí.

Khi không có số liệu thực nghiệm thì tính theo công thức sau :

t = = = 5,1 giờ

Với : Tốc độ oxi hóa trung bình chất bẩn  = 0,025 (mg bùn / mg BOD5 .h)

Theo yêu cầu t không đƣợc nhỏ hơn 2 giờ ,vậy thời gian thổi khí tính toán là hợp lý.

Trang 66

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Thiết bị phân phối khí :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Ống dẫn khí.

Đƣờng kính ống chính D =

Vận tốc khí đi trong ống vk= 10 m/s Qk = 0,13 m3/s

Đƣờng kính ống D = = = 0.129 m = 129 mm

Chọn ống thép tráng kẽm dày 2 mm có đƣờng kính  130 mm.

Kiểm tra

= = 8,45 m/s Vk=

Đƣờng kính ống nhánh D =

Trên nguyên tắc phân phối lƣợng khí đều trong bể. Vậy số ống nhánh cần thiết là: 6

Lƣợng khí vào mỗi ống nhánh :

q = Qk /6 = 0,13 / 6= 0, 02 m3/s

Vận tốc khí đi trong ống nhánh vkn = 15 m/s

->Đƣờng kính ống D = = =0,04 m

Chọn ống thép tráng kẽm dày 1,5 mm có đƣờng kính trong D= 40 mm.

Kiểm tra:

= =15,92 m /s vkn =

Mỗi ống nhánh cách nhau 1000 mm, hai ống nhánh giáp tƣờng cách tƣờng 500 mm.

Khoảng cách từ đáy bể đến thiết bị phân phối khí là 0,2 m.

 Đĩa thổi khí:

Trang 67

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Số đĩa cần phân phối trong bể :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

= (đĩa)

Chọn số đĩa cần phân phối N = 80 đĩa.

Số đĩa trong 1 nhánh ống : 14 đĩa

Khoảng cách giữa hai đĩa : 400 mm.

Khoảng cách giữa hai đĩa giáp tƣờng 400 mm.

 Máy thổi khí

Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo mét cột nƣớc :

Hm = h + h1 +H

Trong đó :

h = hd + hc : là tổn thất thủy lực của ống dẫn khí gồm tổn thất theo chiều dài và tổn thất cục bộ , thƣờng lấy h = 0,5 m nƣớc

h1 = 0,5 m nƣớc , tổn thất qua vòi phun

H = 4 m nƣớc , độ sâu ngập nƣớc của thiết bị phân phối khí

Vậy Hm = 0,5 + 0,5 + 4 = 5 m nƣớc

Công suất máy thổi khí:

Pm =

Trong đó :

 G: Tải lƣợng dòng khí

G = . Qk = 1,166 .(0,13 + 0,0395) = 0,198kg/s

 : Khối lƣợng riêng của không khí,  = 1,166 kg/m3, ở to =30oC

 R = 8,314 kJ/kmol.oK

 T: Nhiệt độ tuyệt đối không khí vào

T = 273 + 28 = 301 oK

 P1: Áp suất tuyệt đối của không khí vào, P1 = 1 atm

 P2: Áp suất tuyệt đối của không khí ra

P2 = 1 + P = 1 + 0,474 =1,474 atm

Trang 68

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

P = Hm / 10,12 = 4,8/10,12 = 0,474 atm

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 e: Hiệu suất chuyển đổi của máy, e = 0,7

 n = (K -1)/K = 0,283 , đối với không khí ,K =1,395

= 9,76 kw = 13 Hp Vậy Pm =

Chọn hai máy thổi khí hoạt động luân phiên nhau. Công suất mỗi máy là 13 Hp .

 Đƣờng ống phân phối nƣớc và bùn tuần hoàn

Chọn đƣờng ống dẫn nƣớc vào và ra bể

Q = 400 m3/ ngàyđêm = 4,6 x 10-3 m3/s

Vận tốc nƣớc chảy trong ống , vn = 0,7 m/s

> Đƣờng kính ống D = =

Chọn ống nhựa PVC có đƣờng kính  130 mm

= Kiểm travn =

Chọn đƣờng ống dẫn bùn tuần hoàn:

Qt = 75 m3/ngày = 8,6 x 10-4 m3/s

Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện có bơm là 1 – 2 m/s. Chọn vb =1 m/s

-> Đƣờng kính ống D = =

Chọn ống nhựa PVC đƣờng kính 30

= Kiểm tra vb =

Bảng 4.12: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể lắng bùn sinh học.

Thông số Hiệu suất (%)

Trang 69

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

COD BOD5 SS Nồng độ đầu vào (mg/l) 738 556 706 63,3 Nồng độ đầu ra (mg/l) 111 56 106 34,8 85 90 85 45 N

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

20 8,1 6,5 P

Bảng 4.13: Thông số xây dựng bể Aerotank Thông số

Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Đơn vị mm mm mm Kích thƣớc 10000 6000 4500

4.1.6. BỂ LẮNG BÙN SINH HỌC.

Nhiệm vụ:

Sau khi qua bể Aerotank, các chất hữu cơ hòa tan trong nƣớc thải bị loại bỏ với khối lƣợng lớn. Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng có trong nƣớc thải phải đƣợc tách bỏ tại bể lắng bùn sinh học.

Bảng 4.14. Bảng các thông số chọn tải trọng xử lí bể lắng sinh ho ̣c

trọng bề mặt Tải (m3/m2.ngày) Tải trọng chất rắn (kg/m2.h)

Loại công trình xử lí sinh học Chiều cao công tác (m) Lớn nhất Trung bình Trung bình Lớn nhất

16,3 – 32,6 40,7 – 48,8 3,9 – 5,9 9,8 3,7 – 6,1 Bùn hoạt tính khuếch tán bằng oxy không khí

16,3 – 32,6 40,7 – 48,8 4,9 – 6,8 3,7 – 6,1 Bùn hoạt tính khuếch tán bằng oxy nguyên chất

Nguồn:tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết và CTV – nhà xuất bản ĐHQG TPHCM

Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính này là 28 m3/m2.ngày và tải trọng chất rắn là 5.0kg/m2.h

 Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt:

AL =

Trong đó:

 Đƣờng kính bể lắng:

Trang 70

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Q : Lƣu lƣợng trung bình ngày, m3/ngày  LA: Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Đƣờng kính ống trung tâm:

D = = = 4,26m ~ 4,5m

 Đƣờng kính ống loe đƣợc xác định nhƣ sau :

d = 20%D = 20% x 4,5 = 0.9m

 Đƣờng kính tấm chắn :

D1=1.5 d = 1.5 0,9= 1.35m

D2 = 1.3 D1 = 1.3 1.35 = 1,75m

 Chiều sâu hữu ích bể lắng : hL = 1,75 m

 Chiều sâu lớp nƣớc trung hòa (chiều cao từ ống loe đến tấm chắn): hth = 0,2m

 Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 0,8m

 Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 10% về phía tâm :

 Như vậy, ta chọn:

 Chiều cao bảo vệ: hbv = 0.3 m

hs=

 Tổng chiều cao xây dựng của bể:

Hxd = hL + hth + hb + hbv + hs = 1,75 + 0.2 + 10,8+ 0.3 + 0.225 =3.2 m.

 Chiều cao ống trung tâm

h = 60%hL = 60% 1.75 = 1.05m

 Thể tích phần lắng:

 Thời gian lưu nước của bể lắng:

 Thời gian lƣu nƣớc:

VL =

t =

 Thể tích bể chứa bùn:

0,8 = 11,424m3 Vb = A. hb = 14,28

 Thời gian lưu giữ bùn trong bể:

tb =

Trang 71

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Tải trọng bề mặt:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

m3/m.h = 49,34 m3/m.ngày LS =

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép LS < 500 m3/m.ngày  Đường kính và chiều dài máng thu nước:

Đƣờng kính máng thu nƣớc:

Dmáng= 0.8 Dbể = 0.8 4.5 = 3.6m

Trong đó: Dmáng : ở các bể lắng đứng, máng thu nƣớc đặt ở vị trí cách tâm từ 0.75 - 0.8 đƣờng kính bể.

Máng đƣợc làm bằng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cƣa thép tấm không gỉ.

Chiều dài máng thu nƣớc:

L=Dmáng = 3.14 3.6 = 11,3m

Tải trọng thu nƣớc trên 1m chiều dài máng

aL =

 Tính máng răng cưa:

Máng răng cƣa đƣợc neo chặt vào thành phía trong bể nhằm điều hòa dòng chảy từ bể vào máng thu, đồng thời máng răng cƣa có tác dụng cân bằng mực nƣớc trên bề mặt bể khi công trình bị lún hoặc bị nghiêng.

Tính máng răng cƣa:

 Ống dẫn nƣớc thải vào:

 Chọn chiều cao một răng cƣa: 60mm;  Chiều dài doạn vát đỉnh : 40mm;  Chiều cao cả thanh : 260mm;  Khe dịch chuyển cách nhau 450mm;  Bề rộng khe : 12mm  Bề dày : d = 5mm  Tính ống dẫn nước thải và ống dẫn bùn tuần hoàn:

Chọn vận tốc nƣớc thải chảy trong ống: v = 0.7m/s

Lƣu lƣợng nƣớc thải vào bể: QT = Q+ Qr = 16,6+12,45 = 29,05 m3/h. Đƣờng kính ống dẫn là:

Trang 72

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

D = = = 0.12m = 120mm

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Chọn ống nhựa PVC đƣờng kính ống = 120mm

 Ống dẫn nƣớc thải ra:

Bể đƣợc xây bằng bêtông cốt thép M250 dày 0.2m

Chọn vận tốc nƣớc thải chảy trong ống v = 0.7m/s Lƣu lƣợng nƣớc thải : Q = 16,6m3/h.

Đƣờng kính ống là:

D = = =0.09m = 90mm

 Ống dẫn bùn:

Chọn ống nhựa PVC có đƣờng kính =90mm

Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s

Lƣu lƣợng bùn: Qb = Qr /h

Đƣờng kính ống dẫn là:

D = = = 0.06m =60mm

Chọn ống nhựa PVC đƣờng kính ống = 60mm

 Bơm bùn

Công suất bơm: N =

Trong đó: Q- Lƣu lƣợng bùn, Q =Qr+Qw = 38.029m3/h = 0.011 m3/s H- Chiều cao cột áp, chọn H = 10mH20

- Hiệu suất của bơm từ 0,72 – 0,93. Chọn

 - khối lƣợng riêng của chất lỏng, Nƣớc =1000kg/m3 Bùn = 1006kg/m3

Công suất bơm thực: (lấy bằng 150% công suất tính toán)

Nthực = N x 1.5 = 1.3 x 1.5 = 1.95 kW = 2.73 Hp

Chọn bơm công suất 3 Hp

Bảng 4.15. Tổng hợp tính toán bể lắng sinh ho ̣c

Thông số Giá trị

Trang 73

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đƣờng kính bể lắng , D(m) 4.5

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

3.2 Chiều cao bể lắng, H(m)

0.9 Đƣờng kính ống trung tâm, d(m)

1.05 Chiều cao ống trung tâm, h(m)

0,92 Thời gian lƣu nƣớc, t(h)

2.1 Thời gian lƣu bùn, tb(h)

3.6 Đƣờng kính máng thu nƣớc, Dm(m)

32 Tổng số răng cƣa của máng, răng

4.1.7.Tính toán bể keo tụ - tạo bông

Nhiệm vụ

Keo tụ - tạo bông là hai quá trình xảy ra liên tiếp nhau. Mục đích của cụm bể này là làm tăng kích thƣớc bông cặn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng.

tb = 400 m3/h = 0,11 m3/s

4.1.7.1.Tính toán bể trô ̣n cơ khí Thời gian khuấy trộn: 120 s. Cƣờng độ khuấy trộn: G = 1000s-1

Thể tích bể:

Chọn H = 4 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m.

Diện tích bể:

Đƣờng kính bể:

Dùng máy khuấy turbin 4 cánh nghiêng góc 450 hƣớng dòng lên trên.

Đƣờng kính cánh lấy bằng 1/2 đƣờng kính bể: Dck= 1,0m

Trong bể đặt 4 tấm chặn để ngăn chuyển động xoáy của dòng nƣớc.

Chiều cao tấm chặn bằng chiều sâu của bể 4m

Chiều rộng tấm chặn bằng 1/10 đƣờng kính bể:

Trang 74

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Chiều rộng cánh khuấy :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Chiều dài cánh khuấy: lk = 0,185 m

Năng lƣợng khuấy cần truyền vào nƣớc:

Trong đó:

: gradient vận tốc cho quá trình khuấy trộn. : thể tích bể ( m3). : độ nhớt động lực của nƣớc thải ở 25oC ( Ns/m2 ).

P=10002 x13,2 x 0,001 = 13200 J/s = 13,2 kw

Hiệu suất động cơ là 0,8

Công suất động cơ: 13,2 : 0,8 = 16,5kw

Số vòng quay của cánh khuấy:

vòng/giây = 240 vòng /phút

Trong đó:

P : năng lƣợng khuấy trộn (w).

K : hệ số sức cản của nƣớc phụ thuộc kiểu cánh khuấy đối với cánh khuấy tuarbin 4 cánh K = 1,08.

Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải là:

D = = =0,145m = 145mm

Chọn đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải là: 150 mm.

Bảng 4.16: Kết quả tính toán bể khuấy trộn

Thông số Đơn vị Giá trị

Trang 75

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Kích thƣớc bể + Đƣờng kính + Chiều cao tổng cộng Thời gian lƣu Tuabin 4 cánh + Đƣờng kính cánh khuấy + Chiều rộng cánh khuấy m m giây cái m m 2 4,3 30 1 1 0,2

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

+ Chiều dài cánh khuấy Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải m mm 0,37 150

 Tính toán bơm định lượng phèn.

Lƣu lƣợng dung dịch phèn 10% cần thiết đƣa vào nƣớc trong 1 giờ:

Chọn máy bơm định lƣợng kiểu màng thay đổi từ 0 – 2 (m3/h), áp lực đẩy H = 15m.

4.1.7.2.Tính toán bể tạo bông:

Nƣớc sau khi đƣợc trộn đều phèn đƣợc dẫn vào bể tạo bông để hoàn thành nốt quá trình keo bông. Cánh khuấy sử dụng để khuấy trộn nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính giữa các bông đƣợc keo tụ tạo thành các bông cặn lớn.

Thể tích bể :

V= Q

Trong đó : Q : lƣu lƣợng nƣớc thải (m3/h).

t : thời gian lƣu nƣớc, t = 60 phút.

Theo chiều dài bể, ta chia bể thành 3 buồng với các vách ngăn hƣớng dòng theo phƣơng thẳng đứng. Kích thƣớc chiều rộng và chiều cao là: b x h = 2,0 x 2,0 m.

Tiết diện ngang của bể :

f = b x h = 2,0 x 2,0 = 4,0 m2

Chiều dài bể phản ứng:

L= .Lấy L = 12m

Tính lại thể tích bể :

V = 2,0 x 2,0 x 12 = 48 m3

Chiều dài mỗi buồng l = 4 m

Dung tích mỗi buồng :

Trang 76

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Vb= 2,0 x 2,0 x 4 = 16 m3 Chiều cao tổng cộng với chiều cao bảo vệ = 0,5 m là:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Htc = 2,0 + 0,5 = 2,5 m

Thời gian lƣu nƣớc lại trong mỗi buồng :

Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và 4 bản cánh khuấy đặt đối xứng qua trục, và đặt theo phƣơng thẳng đứng. Tổng diện tích bản cánh lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang bể (quy phạm 15 – 20 %).

Diện tích một bản cánh : m2

Chiều rộng mỗi bản cánh khuấy : bc = 0,10m

Chiều dài mỗi bản cánh khuấy : lc = 2,0 m

Bản cánh đặt ở khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay : R1 = 0,6 m ,

R2 = 1,050 m.

Chọn tốc độ quay của guồng khuấy : ở buồng đầu tiên v = 5 vòng/phút; buồng giữa v = 4 vòng/phút; buồng cuối v = 3 vòng/phút.

* Kiểm tra lại các chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản :

+ Buồng phản ứng đầu tiên:

Tốc độ chuyển động của các bản cánh khuấy so với nƣớc :

m/s

Năng lƣợng cần thiết để quay cánh khuấy :

Trong đó :

P : năng lƣợng cần thiết (W).

C : hệ số trở lực của nƣớc, phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dài (l) và chiều rộng (b) của bản cánh khuấy; l / b = 2,0/ 0,10 = 20 thì C = 1,5

F : tổng diện tích bản cánh khuấy F = 8 m2.

P = 51

Trang 77

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Năng lƣợng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nƣớc trong buồng :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Giá trị Gradient vận tốc :

Trong đó :

μ :năng lƣợng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nƣớc trong buồng. :độ nhớt động học của nƣớc (kGm2/s). Ở 250C μ = 0,0092 kGm2/s.

Kiểm tra theo tỷ số :

P= G x HRT = 57x 1380 = 78660

+ Buồng phản ứng thứ 2:

Tốc độ chuyển động của các bản cánh khuấy so với nƣớc :

m/s

Năng lƣợng cần thiết để quay cánh khuấy :

P = 51

Năng lƣợng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nƣớc trong buồng :

Giá trị Gradient vận tốc :

Kiểm tra theo tỷ số : P= G x HRT =12,7 x 1380= 17621

+ Buồng phản ứng cuối cùng:

Tốc độ chuyển động của các bản cánh khuấy so với nƣớc :

m/s

Năng lƣợng cần thiết để quay cánh khuấy :

P = 51

Trang 78

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Năng lƣợng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nƣớc trong buồng :

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Giá trị Gradient vận tốc :

Kiểm tra theo tỷ số :

P= G x HRT = 8,2x 1380 = 11328 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải là:

D = = =0,145m = 145mm

Chọn đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải là: 150 mm.

Bảng 4.17: Kết quả tính toán bể tạo bông Tên Đơn vị Giá trị

m3 48 Thể tích bể

ngăn 3 Số ngăn

m 2,5 Chiều cao tổng cộng

m 4 Chiều dài mỗi ngăn

m 2,0 Chiều rộng mỗi ngăn

Tuabin 4 cánh:

m 0,10 + Chiều rộng cánh khuấy

m 2,0 + Chiều dài cánh khuấy

+ Khoảng cách tâm trục quay đến mép cánh khuấy

R1 m 0,6

R2 m 1,050 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải mm 150

Comment [S9]: Loại bể lắng?????????

4.2 Tính toán bể lắng hóa lý

Nhiệm vụ:

Tách bông cặn sau khi qua keo tụ - tạo bông ra khỏi nƣớc dƣới tác dụng của trọng lực.

Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính này là 28 m3/m2.ngày và tải trọng chất rắn là 5.0kg/m2.h

Trang 79

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

AL =

Trong đó:

 Đƣờng kính bể lắng:

 Q : Lƣu lƣợng trung bình ngày, m3/ngày  LA: Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày

 Đƣờng kính ống trung tâm:

D = = = 4,26m ~ 4,5m

 Đƣờng kính ống loe đƣợc xác định nhƣ sau :

d = 20%D = 20% x 4,5 = 0.9m

 Đƣờng kính tấm chắn :

D1=1.5 d = 1.5 0,9= 1.35m

D2 = 1.3 D1 = 1.3 1.35 = 1,75m

 Chiều sâu hữu ích bể lắng : hL = 1,75 m

 Chiều sâu lớp nƣớc trung hòa (chiều cao từ ống loe đến tấm chắn): hth = 0,2m

 Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 0,8m

 Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 10% về phía tâm :

 Như vậy, ta chọn:

 Chiều cao bảo vệ: hbv = 0.3 m

hs=

 Tổng chiều cao xây dựng của bể:

Hxd = hL + hth + hb + hbv + hs = 1,75 + 0.2 + 10,8+ 0.3 + 0.225 =3.2 m.

 Chiều cao ống trung tâm

h = 60%hL = 60% 1.75 = 1.05m

 Thể tích phần lắng:

 Thời gian lưu nước của bể lắng:

 Thời gian lƣu nƣớc:

VL =

Trang 80

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

t =

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Thể tích bể chứa bùn:

0,8 = 11,424m3 Vb = A. hb = 14,28

 Thời gian lưu giữ bùn trong bể:

tb =

 Tải trọng bề mặt:

m3/m.h = 49,34 m3/m.ngày LS =

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép LS < 500 m3/m.ngày  Đường kính và chiều dài máng thu nước:

Đƣờng kính máng thu nƣớc:

Dmáng= 0.8 Dbể = 0.8 4.5 = 3.6m

Trong đó: Dmáng : ở các bể lắng đứng, máng thu nƣớc đặt ở vị trí cách tâm từ 0.75 - 0.8 đƣờng kính bể.

Máng đƣợc làm bằng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cƣa thép tấm không gỉ.

Chiều dài máng thu nƣớc:

L=Dmáng = 3.14 3.6 = 11,3m

Tải trọng thu nƣớc trên 1m chiều dài máng

aL =

 Tính máng răng cưa:

Tính máng răng cƣa:

 Ống dẫn nƣớc thải vào:

Trang 81

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Chọn vận tốc nƣớc thải chảy trong ống: v = 0.7m/s

Lƣu lƣợng nƣớc thải vào bể: QT = Q+ Qr = 16,6+12,45 = 29,05 m3/h. Đƣờng kính ống dẫn là:

D = = = 0.12m = 120mm

Chọn ống nhựa PVC đƣờng kính ống = 120mm

 Ống dẫn nƣớc thải ra:

Bể đƣợc xây bằng bêtông cốt thép M250 dày 0.2m

Chọn vận tốc nƣớc thải chảy trong ống v = 0.7m/s Lƣu lƣợng nƣớc thải : Q = 16,6m3/h.

Đƣờng kính ống là:

D = = =0.09m = 90mm

 Ống dẫn bùn:

Chọn ống nhựa PVC có đƣờng kính =90mm

Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s

Lƣu lƣợng bùn: Qb = Qr /h

Đƣờng kính ống dẫn là:

D = = = 0.06m =60mm

Chọn ống nhựa PVC đƣờng kính ống = 60mm

 Bơm bùn

Công suất bơm: N =

Trong đó: Q- Lƣu lƣợng bùn, Q =Qr+Qw = 38.029m3/h = 0.011 m3/s H- Chiều cao cột áp, chọn H = 10mH20

- Hiệu suất của bơm từ 0,72 – 0,93. Chọn

 - khối lƣợng riêng của chất lỏng, Nƣớc =1000kg/m3 Bùn = 1006kg/m3

Trang 82

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Công suất bơm thực: (lấy bằng 150% công suất tính toán)

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nthực = N x 1.5 = 1.3 x 1.5 = 1.95 kW = 2.73 Hp

Chọn bơm công suất 3 Hp

Bảng 4.18.Tổng hợp tính toán bể lắng hóa lý

Thông số Giá trị

Đƣờng kính bể lắng , D(m) 4.5

Chiều cao bể lắng, H(m) 3.2

Đƣờng kính ống trung tâm, d(m) 0.9

Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1.05

Thời gian lƣu nƣớc, t(h) 0,92

2.1 Thời gian lƣu bùn, tb(h)

3.6 Đƣờng kính máng thu nƣớc, Dm(m)

Tổng số răng cƣa của máng, răng 32

Bảng 4.19: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể lắng bùn hoá lý. Thông số Hiệu suất (%) Nồng độ đầu vào (mg/l) Nồng độ đầu ra (mg/l)

COD BOD5 SS N 33,82 33,82 54,11 15 111 56 106 34,8 73,45 37,06 48,65 29,58

P 15 6,5 5,5

4.3 Tính toán ngăn khử trùng

Chức năng:

Phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chƣa đƣợc hoặc không thể khử bỏ trong các công trình xử lý phía trƣớc. Hóa chất sử dụng trong quá trình khử trùng là dung dịch Ca(ClO)2 5%.

 Tính toán lƣợng hoá chất:

- Dùng dd Ca(ClO)2 5% để khử trùng nƣớc thải. - Lƣợng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nƣớc thải :

Trang 83

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

V = a Q

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Trong đó :

 a : Liều lƣợng Clo hoạt tính a = 3 g/m3 = 3 10-3 kg/giờ

 Q : Lƣu lƣợng nƣớc thải cần xử lý Q = 16,66 m3/giờ

V = 3 10-3 16,66 = 0,05 (kg/giờ)

 Tính toán ngăn khử trùng.

- Chọn ngăn khử trùng là bể trộn với 3 tấm chắn có lỗ. Thời gian lƣu nƣớc trong ngăn là t = 30 phút.(Thời gian lƣu t = 15 – 30 phút) - Thể tích ngăn khử trùng:

- Đƣờng kính lỗ dl = 20 – 100 mm, chọn dl = 20 mm = 0,02 m - Diện tích mỗi lỗ:

= = 3,14.10-4 (m2) fl =

- Diện tích tất cả các lỗ trên một tấm chắn:

fl =

Trong đó:

 Q : Lƣu lƣợng nƣớc thải xử lý Q = 16,66 m3/h = 0,0046 m3/s

 vl : Vận tốc dòng nƣớc qua lỗ vl = 1 m/s

fl =

- Số lỗ trên mỗi tấm chắn:

n = = (lỗ)

- Tổn thất áp lực qua mỗi tấm chắn:

h =

Trong đó:

Trang 84

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 vl : Vận tốc nƣớc chảy qua lỗ vl = 1 m/s

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 g : Gia tốc trọng trƣờng g = 9,81 m/s2

  : Hệ số lƣu lƣợng qua lỗ phụ thuộc vào tỷ số giữa đƣờng kính lỗ và chiều dày tấm chắn dl/. Chọn  = 0,02 m khi đó dl/ = 1 tra bảng 2 – 4 (Nguyễn Ngọc Dung – Xử lý nƣớc cấp) ta có  = 0,75

h = = 0,09 (m)

- Chọn chiều cao mực nƣớc ở cuối máng H = 0,6 m (H  0,5 m). Vậy chiều cao mực nƣớc trƣớc tấm chắn thứ 3, 2, 1 lần lƣợt là: H3 = 0,7 m, H2 = 0,8 m, H1 = 0,9 m. - Chiều cao tổng cộng ngăn khử trùng: Ht = H1 + Hbv = 0,9 + 0,6 = 1,5 m. - Diện tích ngăn khử trùng:

S= m2

- Chọn kích thƣớc bề mặt ngăn khử trùng: L x B = 5 x 2,2 m. - Khoan trên mỗi tấm chắn 2 hàng lỗ theo chiều đứng và 4 hàng lỗ theo chiều ngang. Khoảng cách giữa các lỗ theo chiều đứng (Quy phạm độ ngập sâu của lỗ là 0,1 – 0,15 m)

 Ở tấm chắn thứ ba:

= = 250 (mm) e3 =

 Ở tấm chắn thứ hai :

= = 300 (mm) e2 =

 Ở tấm chắn thứ nhất:

= = 350 (mm) e1 =

- Khoảng cách lỗ theo chiều ngang đều nhƣ nhau ở cả ba tấm chắn:

e = =

Trang 85

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Bảng 4.20: Thông số xây dựng ngăn khử trùng Thông số Chiều dài Đơn vị mm Kích thƣớc 5000

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Chiều rộng Chiều cao mm mm 2200 1500

4.4 .SÂN PHƠI BÙN

Chức năng

Bùn xả ra từ bể lắng bùn sinh học và bể lắng bùn hoá lý có độ ẩm khá cao trên 95%. Bùn sau khi phơi khô có độ ẩm giảm đáng kể còn dƣới 5% và đƣợc thu gom dùng làm phân bón cho cây cao su của công ty.

Thể tích của sân phơi bùn phải chứa đủ lƣợng bùn trong thời gian 6 ngày.

Lƣu lƣợng bùn thải bỏ trong 6 ngày:

m3 Qbùn=

Trong đó:

 Q1: Khối lƣợng bùn thải bỏ tại bể lắng bùn sinh học (kg/ngày)

 Q2: Lƣu lƣợng bùn thải bỏ trong (m3/ngày)

 10000: Hàm lƣợng bùn. (mg/l)

Sân phơi bùn đƣợc chia làm 8 ngăn. Kích thƣớc hiệu dụng của mỗi ngăn: L x B x H = 4 x 4,5 x 0,3 m.

Xây dựng sân phơi bùn có chiều cao 1m

Bảng 4.21: Thông số xây dựng sân phơi bùn Thông số Đơn vị ngăn Kích thƣớc 8

Số ngăn Kích thước mỗi ngăn Chiều dài Chiều rộng Chiều cao mm mm mm 4000 4500 1000

4.5 .TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO PHƢƠNG ÁN 2

Các công trình xử lý điều tƣơng tự nhƣ vậy chỉ thay thế bể kỵ khí vật liệu đệm bằng công trình bể UASB.

4.5.1 . Tính toán thiết kế song chắn rác: tƣơng tự nhƣ phƣơng án 1 Bảng 4.22: Thông số xây dựng song chắn rác

Thông số Đơn vị Kích thƣớc

Bề rộng khe mm 20

Trang 86

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Bề dày của song chắn rác mm 5

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Số khe hở mm 40

Chiều rộng mƣơng dẫn nƣớc vào mm 1000

Bề rộng song chắn mm 1775

Chiều dài mƣơng đặt song chắn mm 2000

Chiều sâu xây dựng mƣơng mm 1300

4.5.2 . Tính toán thiết kế bể thu gom : tƣơng tự phƣơng án 1 Bảng 4.23: Thông số xây dựng bể thu gom

Thông số Giá trị

Thời gian lƣu nƣớc, t(phút) 60

Chiều dài, L(m) 1.5

Kích thƣớc ngăn tiếp nhận Chiều rộng, B(m) 1.5

Chiều cao, H(m) 2.8

4.5.3. Tính toán thiết kế bể điều hòa: tƣơng tự nhƣ phƣơng án 1 Bảng 4.24: Thông số xây dựng bể điều hòa Thông số

Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Đơn vị mm mm mm Kích thƣớc 10000 4000 4500

4.5.4 . Tính toán thiết kế bểsinh học kỳ khí UASB Trong bể UASB để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí phải có tỉ lệ chất dinh dƣỡng N, P, theo COD là:

COD: N : P = 350 : 5 : 1

Lƣợng N, P cần thiết phải có trong nƣớc thải khi vào bể UASB là:

P =

Kiểm tra nồng độ nƣớc thải đầu vào ta cần lắp đặt các bơm định lƣợng chất dinh dƣỡng để cân bằng hàm lƣợng dinh dƣỡng tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình xử lý kị khí.

Trang 87

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Yêu cầu nƣớc thải trƣớc khi vào công trình xử lý hiếu khí tiếp theo chỉ tiêu COD còn lại  500 mg/l, nồng độ BOD5 < 400(mg/l), SS  150mg/l (giáo trình Xử lý nước thải công nghiệp – Trình Xuân Lai)

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

- Kích thước bể

 Hiệu suất xử lý BOD5 trong bể UASB

 Hiệu suất xử lý của COD trong bể UASB

 Lƣợng COD cần khử 1 ngày:

G = 400 (2442,1 - 500) 10-3 = 776,84 kgCOD/ngày

 Tải trọng khử COD: chọn a = 3kgCOD/m3/ngày  Dung tích xử lý yếm khí cần thiết:

 Tốc độ nƣớc đi lên trong bể : V= 0.6 - 0.9m/h để đảm bảo bùn trong bể đƣợc duy trì ở trạng thái lơ lửng. Chọn V = 0.6m/h - Diện tích bề mặt bể:

 Chọn chiều dài bể L = 6m, chiều rộng bể : B =5m  Chiều cao phần xử lý yếm khí:

 Tổng chiều cao của bể: H = H1+ H2+H3

H1: chiều cao phần thể tích xử lý yếm khí

H2: chiều cao vùng lắng, lấy H2=1.2m

H3: chiều cao dự trữ H3 = 0.3m  chiều cao bể: H = 2,3+ 1.2 + 0.3 = 3,8m

 Kiểm tra thời gian lƣu nƣớc:

Thể tích thực của bể

V = H F = 3,8 28 = 106,4m3

Trang 88

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

t =

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Tính toán tấm hƣớng dòng và tấm chắn của bể UASB

Nƣớc thải sau khi vào ngăn lắng sẽ đƣợc tách khí bằng các tấm chắn khí. Các tấm chắn khí này đƣợc đặt nghiêng một góc so với phƣơng ngang một góc  550, chọn góc nghiêng 600.

Ta đặt trong bể 1 tấm hƣớng dòng và 4 tấm chắn khí dọc theo chiều rộng bể. Các tấm chắn khí và tấm hƣớng dòng đƣợc đặt sao cho khoảng cách 2 tấm chắn khí nằm cùng phía bằng nhau và bằng khoảng cách giữa tấm chắn khí và tấm hƣớng dòng

 Chiều cao của toàn bộ ngăn lắng (trừ chiều cao bảo vệ) chiếm trên 30 % chiều cao bể.

 Tổng diện tích các khoảng cách này chiếm 15-20% diện tích bể. Chọn 18%

Ftổng khe = 0.18 Fbể = 0.18 28 = 5,04 m2

 Chiều dài khe = chiều rộng bể , a = 9m

 Chiều rộng khe : bkhe =

 Gọi Hnglắng là chiều cao ngăn lắng

= Hnglắng =(

Kiểm tra:

Ta có: >30% (thỏa yêu cầu)

Trang 89

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Thời gian lƣu nƣớc trong ngăn lắng (t>=1h):

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Thể tích ngăn lắng:

Vlắng = b Hlắng a = 6 6 5 = 180m3

(thỏa yêu cầu) Tlắng =

 Tính toán tấm chắn khí và tấm hƣớng dòng  Tấm chắn khí thứ nhất:

Chiều dài: a = 6m;

Chiều cao:

y1 = Hnglắng – H2 = 6.0 – 1.2 = 4.7m = 4700mm

Chiều rộng:

b1 =

 Tấm chắn khí thứ 2:

Chiều dài: a = 6m

= 1/3 5427 = 1809mm Chiều rộng: b2 = x1 + x2, x1 =

Ta có: h = bkhe sin(90-60) = 140 sin 300 = 60mm

 b2 = 1890+ 1617 = 3426mm

 Tấm hƣớng dòng:

Tấm hƣớng dòng đƣợc đặt nghiêng so với phƣơng ngang 1 góc 600 và cách tấm chắn khí 1 khe là bkhe = 140mm.

Chiều dài a3 = 6.0m

Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hƣớng dòng đến tấm chắn khí1

Đoạn nhô ra của tấm hƣớng dòng bên dƣới khe hở từ 10-20cm, chọn 15cm

D = 2 d + 2 150 = 1100mm

Chiều rộng tấm hƣớng dòng:

B3 =

Trang 90

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Chiều cao:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

 Máng thu nƣớc:

Bố trí máng thu nƣớc kết hợp với máng răng cƣa thép tấm không gỉ, máng thu nƣớc đƣợc thiết kế theo nguyên tắc máng thu của bể lắng và đặt ở giữa 2 tấm chắn khí và dọc theo chiều rộng của bể.

Máng thu nƣớc tiết diện hình chữ nhật: b h, b=2h

Độ dốc máng: i= 1/200

Độ nhám lòng máng n = 0.014 Lƣu lƣợng nƣớc vào : Qmáng= 16,66m3/h = 0.0046m3/s

Ta có: Qmáng = .C.

Trong đó:  = b.h ; =b.2h ; R= ; C=

Thay vào ta đƣợc:

h8/3 =

 h = 0.1m = 100mm

 Tính máng răng cƣa:

Chọn chiều cao một răng cƣa: 60mm;

Chiều dài doạn vát đỉnh : 40mm;

Chiều cao cả thanh : 260mm;

Khe dịch chuyển cách nhau 450mm;

Bề rộng khe : 12mm

Chiều dài máng: L = 6m

Chiều ngang máng : b=0.5m

Chiều cao đầu máng : h=0.4m

Bề dày : d = 5mm

Trang 91

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Chọn độ dốc máng thu nƣớc 2% độ cao cuối bể là:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

3500 2% + 200=270mm

 Lƣợng khí sinh ra:

Trong bể UASB khí sinh ra gồm: CH4, CO2, H2S, … trong đó CH4 chiếm 75% - 80%.

Lƣợng khí sinh ra theo lý thuyết khi 1kg COD đƣợc loại bỏ thu đƣợc 0.5m3.

Vậy tổng lƣợng khí sinh ra trong một ngày là:

Qkhí = 0.5m3/kgCODloại bỏ 776,84 kgCODloạibỏ /ngày = 388,42 m3/ngày

Lƣợng khí CH4 sinh ra: 0.35m3CH4/kgCODloại bỏ

776,84 = 271,894 m3/ngày QCH4 = 0.35

Ống thu khí:

Vận tốc khí trong ống dẫn khí là 10-15m/s, chọn vkhí =10m/s

Đƣờng kính ống dẫn khí:

Dkhí =

Chọn ống thu khí bằng nhựa HDPE đƣờng kính 23mm

Kiểm tra vận tốc khí:

 Tính lƣợng bùn nuôi cấy ban đầu:

Bùn nuôi cấy ban đầu lấy từ bùn của bể phân hủy kị khí từ quá trình xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho vào bể với hàm lƣợng 30kgSS/m3

Tỉ lệ MLVSS/MLSS của bùn trong bể UASB = 0.75;

Lƣợng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể (TS = 5%)

tấn

Trong đó: CSS hàm lƣợng bùn trong bể, kg/m3

Vr thể tích ngăn phản ứng;

TS hàm lƣợng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu, %;

 Tính lƣợng bùn sinh ra và đƣờng ống dẫn bùn

Lƣợng bùn sinh ra:

Lƣợng bùn sinh ra trong ngăn lắng = 0.05-0.1kgVSS/kgCODloại bỏ

Trang 92

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Chọn y = 0.05 gVSS/gCODloại bỏ , kd = 0.025 ngày-1 , c = 60 ngày

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Lƣợng sinh khối sinh ra trong mỗi ngày

Mbùn=0.1x 338,42 =33,84 kgVSS/ngày

Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày

Qw =

Lƣợng bùn sinh ra trong 1 tháng: Vbùn = 1,5 30 = 45(m3) Chiều cao bùn trong 1 tháng:

Hbùn =

Bùn đƣợc xả nhờ áp lực thủy tĩnh thông qua ống thép 40, đặt cách đáy 0.4m. Thời gian xả bùn 2 tháng 1 lần.(thời gian lƣu bùn 35-100 ngày)

Lƣu lƣợng bùn xả, chọn 3h xả:

 Hệ thống phân phối nƣớc:

Với loại bùn dạng hạt, tải trọng lớn hơn 4kgCOD/m3ngày thì số điểm phân phối nƣớc trong bể cần đƣợc bố trí theo diện tích của bể khoảng từ 2-5m2/đầu phân phối. Chọn diện tích phân phối là 2m2/đầu

Số đầu phân phối cần:

đầu

Chọn 16 đầu phân phối

Kiểm tra lại khoảng cách các đầu phân phối:

Nƣớc từ bể điều hòa đƣợc bơm vào bể UASB và phân phối đều 4 ống nhánh nhờ hệ thống van và đồng hồ đo lƣu lƣợng đặt trên ống. Ống phân phối nƣớc đặt cách đáy bể 0.2m. Chọn hệ thống phân phối nƣớc là đĩa diffuser.

Vận tốc nƣớc chảy trong ống chính: v = 1.5-2.5m/s. Chọn v = 2m/s

Chọn ống nhựa HDPE đƣờng kính 50mm

Trang 93

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Kiểm tra lại vận tốc trong ống:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Lƣu lƣợng trong ống nhánh:

Chọn vận tốc trong ống nhánh v = 1m/s ( 0.8-2m/s)

Đƣờng kính trong ống nhánh

Chọn ống nhựa HDPE đƣờng kính 40mm

Kiểm tra lại vận tốc trong ống nhánh:

Bảng 4.25. Thông số xây dựng bể UASB

Thông số Đơn vị Kích thƣớc

Thời gian lƣu nƣớc (h) (h) 6,3

Thời gian lƣu bùn (tháng) (tháng) 2

Kích thƣớc bể L x B x H (m) 6 x 5 x 5.3

Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải:

Ống chính mm 50

Ống nhánh mm 38

Đƣờng kính ống thu khí mm 23

Bảng 4.26.Thông số ô nhiễm sau khi qua bể UASB

Thông số Hiệu suất (%)

79,52 75 Nồng độ đầu vào (mg/l) 2442,5 1471 Nồng độ đầu ra (mg/l) 500,224 367,75 COD BOD5 4.5.5 . Tính toán thiết kế bể sinh học kỳ khí Aerotank: tƣơng tự phƣơng án 1

 Tính thể tích của bể

Trang 94

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

- Lƣợng bùn hoạt tính trong nƣớc thải đầu vào Aerotank : X0 = 0 mg/l - Lƣợng bùn hoạt tính trong Aerotank : X = 3000 mg/l - Độ tro của bùn hoạt tính : z = 0,3 - Hệ số chuyển đổi , f = BOD5 : COD = 1471 : 2442,5 = 0,6 - Tỉ số MLVSS ( hàm lƣợng chất rắn lơ lửng) : MLVSS = 0,7 ( mg/l ) - Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại : Y = 0,6

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

- Hệ số phân hủy nội bào : Kd = 0,06 ngày -1 - Thời gian lƣu của tế bào trong hệ thống c = 10 ngày.

Áp dụng công thức :

V bể=

Lấy chiều sâu bể là 4,2 m , diện tích mặt bằng của bể là 551,6 : 4,2 = 131,2 m2

Kích thƣớc của bể :

D x R x ( C + chiều cao dự phòng ) = 10 x 13 x (4,2 + 0,3) m

 Thời gian lƣu

t= = 33 giờ

 Lƣợng bùn sinh ra trong một ngày ( Qbùn )

Tốc độ tăng trƣởng của bùn

Áp dụng công thức :

= = 0,375 Yb =

Vậy lƣợng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày do khử BOD5 (MLVSS)

Qbùn = Yb . Q ( BOD5V - BOD5R ).10-3 = 0,375.400.(1471 – 367,75).10-3 = 165,48 kg/ngày

Tổng lƣợng bùn sinh ra (theo SS ) :

= 0,7

 MLSS =

Lƣợng cặn bùn xả bỏ hàng ngày :

Qc = 236,41 – ( Q x SSR x 10-3 ) = 236,41 – ( 400 x 141 x 10-3 )

= 180,01 kg/ngày,đêm.

Trang 95

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

 Lƣợng bùn xả ra từ đáy bể lắng theo đƣờng tuần hoàn ( Qxả )

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Nồng độ bùn lấy từ bể lắng bùn sinh học tuần hoàn với nồng độ cặn tuần hoàn chọn là 10000 g/m3

XT = 0,7 . 10000 = 7000 g/m3

Nồng độ bùn hoạt tính trong nƣớc đã lắng

XR = 0,7 . 7 = 4,9 g/m3

Qv = Qr , coi nhƣ lƣợng nƣớc theo bùn không đáng kể

Lƣợng bùn xả ra từ đáy bể lắng 2 theo đƣờng tuần hoàn bùn ;

Qxả=

Khối lƣợng bùn xả:

23,36 (m3/ngày). 10000 (g/m3 ) = 233600 kg/ngày

 Lƣợng bùn tuần hoàn ( QT )

Hình 5.2 : mô hình bơm bùn tuần hoàn từ lắng bùn sinh học sang Aerotank

- Q, Qt, Qx, Qr : Lƣu lƣợng nƣớc đầu vào, lƣu lƣợng bùn tuần hoàn, lƣu lƣợng bùn xả và lƣu lƣợng nƣớc đầu ra, m3/ngày. - X, Xt, Xr : Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank, nồng độ bùn tuần hoàn và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng sinh học, mg/L.

Cân bằng vật chất cho Aerotank

Để giữ nồng độ bùn trong bể luôn là X = 3000 mg/l

QT . XT + Q . Xo = ( Q + QT ) x X

Mà Xo << 1 , xem nhƣ Q . Xo = 0

Trang 96

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Suy ra QT=

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Hệ số tuần hoàn :

 = =

Thời gian tích lũy cặn, T

 Kiểm tra các thông số

Tốc độ sử dụng chất nền của 1 gam bùn hoạt tính

= = mgBOD5/ (mg bùn .h).

= 50 mgBOD5/ (g bùn .h).

Tỉ số F/M

F/M = = (mg chất nền /mg bùn .h)

= 73 (mg chất nền /g bùn .h)

= 0,84 (mg chất nền /mg bùn .ngày)

Giá trị tính toán trên thỏa vì giá trị đặc trƣng của F/M là 0,2 – 1 mg chất nền /mg bùn .ngày.

Tải trọng thể tích của bể :

L = = = 1,06 kg BOD5 / m3 .ngày.

Giá trị tính toán trên thỏa vì giá trị đặc trƣng của tải trọng thể tích bể là 0,8 – 1,9 kg BOD5 / m3 .ngày.

 Tính toán thiết bị phụ

- Lƣợng oxi theo lý thuyết cần cho quá trình xử lí sinh học ( lƣợng oxi làm sạch BOD)

Áp dụng công thức :

Trang 97

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

OCo = - 1,42 Px

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

OCo=

= 481,9(kg O2 / ngày)

Trong đó:

Px: Lƣợng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày Qbùn = Px = 75 kg/ ngày 

 f: Hệ số chuyển đổi f = 0,75

- Lƣợng oxi thực tế ở nhiệt độ nƣớc thải

Áp dụng công thức :

OCt = OCo

Trong đó:

 Cd : Lấy nồng độ oxi cần duy trì trong bể là 2 mg/l .

  : Hệ số điều chỉnh lƣợng oxi ngấm vào nƣớc thải ,  = 0,8

 Cs20 : Nồng độ oxi bão hoà trong nƣớc sạch ở 20oC : Cs20 = 9,17 mg/l

 CSH : Nồng độ oxi bão hoà trong nƣớc sạch ở 28oC : CSH = 7,02 mg/l

 : Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lƣợng muối đối với nƣớc

thải  =1

= 910,2kg/ ngày OCt = 481,9

- Tính lƣợng không khí cần thiết :

Chọn thiết bị ống phối khí.

Hệ số giảm năng suất hòa tan oxi là  = 0,7 , chọn điều kiện trung bình .

Chọn công suất hòa tan oxi vào nƣớc của thiết bị bọt khí mịn

Ou = 7 g oxi /m3.m

Với h: Chiều sâu ngập nƣớc, h = 3,8 m

 Công suất hòa tan của thiết bị OU = Ou . h = 7 . 3,8 = 26,6 g oxi/m3

 Lƣợng không khí cần Qk

Trang 98

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

= Qk =

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Với f: hệ số an toàn f = 2

- Thời gian thổi khí.

Khi không có số liệu thực nghiệm thì tính theo công thức sau :

t = = giờ

Với : Tốc độ oxi hóa trung bình chất bẩn  = 0,025 (mg bùn / mg BOD5 .h)

Theo yêu cầu t không đƣợc nhỏ hơn 2 giờ ,vậy thời gian thổi khí tính toán là hợp lý.

- Thiết bị phân phối khí :

 Ống dẫn khí.

Đƣờng kính ống chính D =

Vận tốc khí đi trong ống vk= 10 m/s Qk = 0,79 m3/s

Đƣờng kính ống D = = = 0,317 m = 317 mm

Chọn ống thép tráng kẽm dày 2 mm có đƣờng kính  320 mm.

Kiểm tra

= = 9,82 m/s Vk=

Đƣờng kính ống nhánh D =

Trên nguyên tắc phân phối lƣợng khí đều trong bể. Vậy số ống nhánh cần thiết là: 13

Lƣợng khí vào mỗi ống nhánh :

q = Qk /10 = 0,79 / 13 = 0, 060 m3/s

Trang 99

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Vận tốc khí đi trong ống nhánh vkn = 15 m/s

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

->Đƣờng kính ống D = = 0,07 m

Chọn ống thép tráng kẽm dày 1,5 mm có đƣờng kính trong D= 70 mm.

Kiểm tra:

= = 15,6 m /s vkn =

Mỗi ống nhánh cách nhau 1000 mm, hai ống nhánh giáp tƣờng cách tƣờng 500 mm.

Khoảng cách từ đáy bể đến thiết bị phân phối khí là 0,2 m.

 Đĩa thổi khí:

Số đĩa cần phân phối trong bể :

N= (đĩa)

Số đĩa trên một ống nhánh:

đĩa

- Trên ống nhánh, 2 đĩa ở 2 đầu nhánh cách thành bể 0,35 m

- Khoảng cách giữa 2 đầu phân phối trên một nhánh

 Máy thổi khí (dùng cho cả bể điều hoà)

Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo mét cột nƣớc :

Hm = h + h1 +H

Trong đó :

h = hd + hc : là tổn thất thủy lực của ống dẫn khí gồm tổn thất theo chiều dài và tổn thất cục bộ , thƣờng lấy h = 0,5 m nƣớc

h1 = 0,5 m nƣớc , tổn thất qua vòi phun

H = 4 m nƣớc , độ sâu ngập nƣớc của thiết bị phân phối khí

Vậy Hm = 0,5 + 0,5 + 4 = 5 m nƣớc

Trang 100

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Công suất máy thổi khí:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Pm =

Trong đó :

G: Tải lƣợng dòng khí

G = . Qk = 1,166 .(0,13 + 0,79) = 1,07kg/s

: Khối lƣợng riêng của không khí,  = 1,166 kg/m3, ở to =30oC

R = 8,314 kJ/kmol.oK

T: Nhiệt độ tuyệt đối không khí vào

T = 273 + 28 = 301 oK

P1: Áp suất tuyệt đối của không khí vào, P1 = 1 atm

P2: Áp suất tuyệt đối của không khí ra

P2 = 1 + P = 1 + 0,474 =1,474 atm

P = Hm / 10,12 = 4,8/10,12 = 0,474 atm

e: Hiệu suất chuyển đổi của máy, e = 0,7

n = (K -1)/K = 0,283 , đối với không khí ,K =1,395

= 9,76 kw = 13 Hp Vậy Pm =

Chọn hai máy thổi khí hoạt động luân phiên nhau. Công suất mỗi máy là 13 Hp .

 Đƣờng ống phân phối nƣớc và bùn tuần hoàn

Chọn đƣờng ống dẫn nƣớc vào và ra bể

Q = 400 m3/ ngàyđêm = 4,6 x 10-3 m3/s

Vận tốc nƣớc chảy trong ống , vn = 0,7 m/s

->Đƣờng kính ống D = =

Chọn ống nhựa PVC có đƣờng kính  130 mm

= Kiểm tra vn =

Trang 101

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Chọn đƣờng ống dẫn bùn tuần hoàn:

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Qt = 75 m3/ngày = 8,6 x 10-4 m3/s

Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện có bơm là 1 – 2 m/s. Chọn vb =1 m/s

->Đƣờng kính ống D = =

Chọn ống nhựa PVC đƣờng kính 30

= Kiểm tra vb =

Bảng 4.27: Thông số xây dựng bể Aerotank Thông số

Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Đơn vị mm mm mm Kích thƣớc 10000 13000 4500

4.5.7. Tính toán thiết kế bể keo tụ: tƣơng tự phƣơng án 1 4.5.8. Tính toán thiết kế bể tạo bông: tƣơng tự phƣơng án 1 4.5.9. Tính toán thiết kế bể lắng bùn hóa lý: tƣơng tự phƣơng án 1 Bảng 4.28. Thông số xây dựng bể hóa lý Thông số

Đƣờng kính bể Chiều cao mực nƣớc Chiều cao xây dựng Đơn vị mm mm mm Kích thƣớc 5000 3800 4500

4.5.10 Tính toán thiết kế bể lắng bùn sinh học: tƣơng tụ phƣơng án 1 Bảng 4.29: Thông số xây dựng bể lắng bùn sinh học Thông số

Đƣờng kính bể Chiều cao mực nƣớc Chiều cao xây dựng Đơn vị mm mm mm Kích thƣớc 5000 3800 4500

Thông số

4.5.11. Tính toán thiết kế bể khử trùng : tƣơng tự phƣơng án 1 Bảng 4.30: Thông số xây dựng bể khử trùng Đơn vị mm mm mm Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Kích thƣớc 5000 2200 1500

Trang 102

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

4.5.12. Tính toán thiết kế sân phơi bùn: tƣơng tƣ phƣơng án 1 Bảng 4.31 Thông số xây dựng sân phơi bùn Thông số Số ngăn Đơn vị ngăn Kích thƣớc 8

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Kích thước mỗi ngăn Chiều dài Chiều rộng Chiều cao mm mm mm 4000 4500 1000

CHƢƠNG V: KHÁI TOÁN KINH TẾ

5.1. VỐN ĐẦU TƢ CHO TỪNG HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH CỦA PHƢƠNG ÁN 1: 5.1.1. Hạng mục xây dựng Bảng 5.1: Chi phí đầu tư cho hạng mục xây dựng

STT CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THỂ TÍCH (M3) ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ)

1 18,9 1,050,000 19,845,000

2 180 1,050,000 189,000,000

3 240 1,050,000 252,000,000

4 270 1,050,000 283,500,000

BỂ GOM - Kích thƣớc: B*L*H=1,5m*1,5m*2,8*3ngăn - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm BỂ ĐIỀU HOÀ -Kích thƣớc: B*L*H=10m*4m*4.5 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm BỂ SINH HỌC KỲ KHÍ VẬT LIỆU ĐỆM - Kích thƣớc: B*L*H=8m*10m*3 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm BỂ SINH HỌC BÙN HOẠT TÍNH AEROTANK - Kích thƣớc: B*L*H=10m*6m*4,5 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

5 14,4 1,300,000 18,720,000

Trang 103

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

BỂ LẮNG BÙN SINH HỌC - Kích thƣớc: D*H=4,5m*3,2 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

STT CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THỂ TÍCH (M3) ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ)

6 13,2 1,300,000 17,160,000

BỂ TRỘN - Kích thƣớc: D*H=4m*3,3m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

BỂ TẠO BÔNG

- Kích thƣớc: D*H=2m*2m*4m*3 bể 7 48 1,300,000 62,400,000

- Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

7 88,3 1,300,000 114,790,000

BỂ LẮNG BÙN HOÁ LÝ - Kích thƣớc: D*H=5m*4,5 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

8 16,5 1,300,000 21,450,000

9 144 900,000 129,600,000

NGĂN KHỬ TRÙNG - Kích thƣớc: B*L*H=5 m*2,2m*1,5 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm SÂN PHƠI BÙN - Kích thƣớc: B*L*H=4m*4,5m*1 m*8ngăn - Vật liệu: Tƣờng xây gạch thẻ, đáy BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng, bên trong sơn chống thấm TỔNG XÂY DỰNG (A) 1,108,465,000

5.1.2. Hạng mục lắp đặt thiết bị Bảng 5.2: Chi phí đầu tư cho hạng mục lắp đặt thiết bị

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL

Trang 104

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

ĐƠN GIÁ (VNĐ) 9,000,000 I BỂ GOM 1 THÀNH TIỀN (VNĐ) Bộ 1 9,000,000 Bô ̣ 1 70,000,000 70,000,000 Song chắn rác, chắ n rá c tinh Máy sàn rác tinh 2 Bơm nƣớc thải nhúng chìm Bộ 2 18,080,000 36,160,000 Công suất:1.5 Hp

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ)

Bộ 1 350,000 350,000 Điện áp: 380V/3pha/50Hz Ghi chú: 02 máy hoạt động luân phiên nhƣng khi lƣu lƣợng nƣớc trong bể gom vƣợt mức thì 2 bơm cùng hoạt động Phao báo mực nƣớc 3 4 Bơm bùn nhúng chìm chuyên dụng Bộ 2 10,080,000 20,160,000 Công suất:0.5 Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz

II BỂ ĐIỀU HÕA 1 Bơm nƣớc thải nhúng chìm

Bộ 2 5,000,000 10,000,000

Công suất:0.5 Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Ghi chú: 02 máy hoạt động luân phiên nhƣng khi lƣu lƣợng nƣớc trong bể gom vƣợt mức thì 2 bơm cùng hoạt động 2 Đĩa thổi khí

cái 16 450,000 7,200,000

Lƣu lƣợng khí Q = 200 - 220 lít/phút Đƣờng kính: D250mm Chủng loại: Diffuser dạng bọt Vật liệu: PP 3 Hệ thống phân phối khí bộ 1 15,000,000 15,000,000 Van Đài Loan, ống thép dẫn khí, gối đỡ, khớp nối và các phụ kiện khác… 4 Bơm định lƣợng

bộ 1 5,780,000 5,780,000

Trang 105

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

bồn 1 2,500,000 2,500,000 Điện áp: 220V/1/50Hz Lƣu lƣợng: Q = 55 lít/h; 10 psi; 1440 rpm Đầu bơm: Polypropylen Màng bơm: Teflon 5 Bồn chứa hóa chất Thể tích: 1000lít. Vật liệu: Nhựa III BỂ KỲ KHÍ VẬT LIỆUĐỆM CỐ ĐỊNH

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) 1 Vật liệu tiếp xúc

m3 371 800,000 296,400,000

- Kích thƣớc :9,5 x 13 x 3 m - Diện tích bề mặt : 400m2/m3 2 Hệ thống khung đỡ vật liệu: m2 38 500,000 19,000,000 - Dây Bô, Bulong Inox, V Inox 3 Máng thu nƣớc răng cƣa bộ 1 43,000,000 43,000,000 Kích thƣớc: 57 m x 250 mm. Vật liệu: Thép không rỉ

4 Hệ thống phân phối nƣớc bộ 1 10,000,000 10,000,000

Ống nhựa Bình Minh , gối đỡ, khớp nối và các phụ kiện khác… IV BỂ KỲ KHÍ VẬT LIỆU ĐỆM CỐ

ĐỊNH 2 Máng thu nƣơc răng cƣa 1 bộ 1 25,000,000 25,000,000 Kích thƣớc: 38 m x 250 mm. Vật liệu: Thép không rỉ 2 Vật liệu tiếp xúc

m3 197 800,000 157,320,000

- Kích thƣớc :6,9 x 9,5 x 3 m - Diện tích bề mặt : 400m2/m3 3 Hệ thống khung đỡ vật liệu: m2 18 500,000 9,000,000 - Dây Bô, Bulong Inox, V Inox 4 Hệ thống phân phối nƣớc bộ 1 5,000,000 5,000,000 Ống nhựa Bình Minh , gối đỡ, khớp nối và các phụ kiện khác…

V BỂ HIẾU KHÍ 1 Máy thổi khí

Công suất động cơ: 13HP - motor Mitsubishi Điện áp: 380V/3pha/50Hz bộ 2 45,000,000 90,000,000

Trang 106

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Phụ kiện đi kèm: Ống giảm thanh đầu vào, van an tòan, pu-li đầu máy, đồng hồ đo áp. Ghi chú: 02 máy hoạt động luân phiên. 2 Đĩa thổi khí cái 40 450,000 18,000,000 Lƣu lƣợng khí Q = 200 - 220 lít/phút

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ)

Đƣờng kính : D250mm Chủng loại: Diffuser dạng bọt Vật liệu: PP 3 Hệ thống phân phối khí bộ 1 30,000,000 30,000,000 Van Đài Loan, ống thép dẫn khí, gối đỡ, khớp nối và các phụ kiện khác…

VI BỂ LẮNG BÙN SINH HỌC 1 Motor + bộ giảm tốc

bộ 1 25,488,000 25,488,000

Công suất: 0.5Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Tốc độ quay: 25phút/vòng. 2 Hệ thống gạt bùn bộ 1 26,240,000 26,240,000 Kích thƣớc: DxH = 4.6mx 4m Vật liệu: Inox 3 Thiết bị hƣớng dòng - ống trung tâm cái 1 10,710,000 10,710,000 Kích thƣớc: DxH = 1,25 m x 2,2 m Vật liệu: Inox 304, dày 1.5 mm 4 Máng thu nƣơc răng cƣa bộ 1 12,560,000 12,560,000 Kích thƣớc: 18 m x 250 mm. Vật liệu: Acrylic 5 Bơm bùn tuần hoàn

Bộ 2 11,400,000 22,800,000

Công suất: 1 Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Lƣu lƣợng: Qmax = 10m3/h Hmax=17 m.

VII BỂ KEO TỤ - TẠO BÔNG 1 Motor truyền tải

bộ 2 9,000,000 18,000,000

Trang 107

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Công suất: 0.5Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Tốc độ quay: 60 vòng/phút,50 vòng/phút Vật liệu: hợp kim nhôm 2 Bộ cánh khuấy bộ 2 6,400,000 12,800,000 Vật liệu: Inox 304 bộ 3 5,780,000 17,340,000 3 Bơm định lƣợng

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ)

bồn 3 2,500,000 7,500,000 Điện áp: 220V/1/50Hz Lƣu lƣợng: Q = 55 lít/h; 10 psi; 1440 rpm Đầu bơm: Polypropylen Màng bơm: Teflon 4 Bồn chứa hóa chất Thể tích: 1000lít. Vật liệu: Nhựa

VIII BỂ LẮNG HOÁ LÝ 1 Motor + bộ giảm tốc

bộ 1 5,780,000 5,780,000

Công suất: 0.5Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Tốc độ quay: 25phút/1 vòng. 2 Hệ thống gạt bùn bộ 1 20,000,000 20,000,000 Kích thƣớc: DxH = 2.6mx 4.0m Vật liệu: Inox 3 Thiết bị hƣớng dòng - ống trung tâm cái 1 10,000,000 10,000,000 Kích thƣớc: DxH = 0.6 m x 1,86 m Vật liệu: Inox 304, dày 1.5 mm 4 Máng thu nƣơc răng cƣa bộ 1 7,540,000 7,540,000 Kích thƣớc: 10,4 m x 250 mm. Vật liệu: Thép không rỉ 5 Bơm bùn dƣ

Bộ 1 11,400,000 11,400,000

Công suất: 1 Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Lƣu lƣợng: Qmax = 10m3/h Hmax=17 m. IX BỂ KHỬ TRÙNG 1 Bơm định lƣợng

bộ 1 5,780,000 5,780,000

Trang 108

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

bồn 1 2,500,000 2,500,000 Điện áp: 220V/1/50Hz Lƣu lƣợng: Q = 55 lít/h; 10 psi; 1440 rpm Đầu bơm: Polypropylen Màng bơm: Teflon 2 Bồn chứa hóa chất

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ)

Thể tích: 1000lít. Vật liệu: Nhựa

X HỆ THỐNG ĐƢỜNG ỐNG CÔNG NGHỆ Van khóa đƣờng nƣớc, đƣờng khí Đài

Bộ 1 30,000,000 30,000,000

Loan, ống thép dẫn khí chính, ống nhựa Bình Minh dẫn nƣớc, ống dẫn bùn giữa các ông trình đơn vị, khớp nối và các phụ kiện khác… để lắp đặt hoàn chỉnh hệ thống

XI HỆ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 Vỏ tủ điện điều khiển: thép sơn tĩnh hệ 1 4,000,000 4,000,000 điện

hệ 1 35,000,000 35,000,000 Bộ 1 30,000,000 30,000,000 2 Cáp điện các loại 3 Linh kiện điều khiển tự động XII CHI PHÍ KHÁC

hệ 1 20,000,000 20,000,000

hệ 1 20,000,000 20,000,000 Bùn vi sinh cấp ban đầu Bùn hoạt tính bể sinh học- chỉ số SVI=80-100, MLSS=2000mg/l; - Độ ẩm 80%; - TS=10-15%; - TVS / TS= 60-70%; - Tải trọng hữu cơ F/M=0.1-0.4 kgBOD/ kg VSS.ngày; - Thời gian thích nghi 30 ngày. 2 Chi phí vận chuyển và lắp đặt TỔNG THIẾT BỊ (B), 1,234,308,000 5.1.3. Tổng vốn đầu tƣ.

Tổng vốn đầu tƣ (Sđầu tƣ) = Tổng chi phí xây dựng + Tổng chi phí thiết bị

= 1,108,465,000 + 1,234,308,000 = 2,342,773,000 (đồng)

Chi phí đầu tƣ này đƣợc tính khấu hao trong 20 năm, khấu hao trong 01 năm

Trang 109

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

S1 = SĐầu tƣ /20 = 117,138,650 (đồng)

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

5.2. VỐN ĐẦU TƢ CHO TỪNG HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH CỦA PHƢƠNG ÁN 2 5.2.1. Hạng mục xây dựng Bảng 5.3: Chi phí đầu tư cho hạng mục xây dựng

STT CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THỂ TÍCH (M3) ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ)

18,9 1,050,000 19,845,000 1

2 180 1,050,000 189,000,000

3 159 1,050,000 166,950,000

4 585 1,050,000 614,250,000

BỂ GOM - Kích thƣớc: B*L*H=1,5m*1,5m*2,8*3ngăn - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm BỂ ĐIỀU HOÀ -Kích thƣớc: B*L*H=10m*4m*4.5 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm BỂ SINH HỌC KỲ KHÍ UASB - Kích thƣớc: B*L*H=6m*5m*5,3 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm BỂ SINH HỌC BÙN HOẠT TÍNH AEROTANK - Kích thƣớc: B*L*H=10m*13m*4,5 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

5 14,4 1,300,000 18,720,000

BỂ LẮNG BÙN SINH HỌC - Kích thƣớc: D*H=4,5m*3,2 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

6 13,2 1,300,000 17,160,000

BỂ TRỘN - Kích thƣớc: D*H=4m*3,3m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

BỂ TẠO BÔNG

Trang 110

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

7 48 1,300,000 62,400,000 - Kích thƣớc: D*H=2m*2m*4m*3 bể

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

STT CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THỂ TÍCH (M3) ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ)

- Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

7 88,3 1,300,000 114,790,000

BỂ LẮNG BÙN HOÁ LÝ - Kích thƣớc: D*H=5m*4,5 m - Vật liệu: BTCT, đóng cừ tràm gia cố móng bể, bên trong sơn chống thấm

8 16,5 1,300,000 21,450,000

9 144 900,000 129,600,000

5.2.2. Hạng mục lắp đặt thiết bị Bảng 5.4: Chi phí đầu tư cho hạng mục lắp đặt thiết bị

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) I BỂ GOM

1 9,000,000 1 9,000,000 1 70,000,000 70,000,000 Bộ Bô ̣ Song chắn rác Máy sàn rác tinh 2 Bơm nƣớc thải nhúng chìm

Bộ 2 18,080,000 36,160,000

Trang 111

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Công suất:1.5 Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Ghi chú: 02 máy hoạt động luân phiên nhƣng khi lƣu lƣợng nƣớc trong bể gom vƣợt mức thì 2 bơm cùng hoạt động Phao báo mực nƣớc Bộ 1 350,000 350,000 3 4 Bơm bùn nhúng chìm chuyên dụng Bộ 2 10,080,000 20,160,000 Công suất:0.5 Hp

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) Điện áp: 380V/3pha/50Hz

II BỂ ĐIỀU HÕA 1 Bơm nƣớc thải nhúng chìm

Bộ 2 5,000,000 10,000,000

cái 16 450,000 7,200,000

bộ 1 5,780,000 5,780,000

m3 371 800,000 296,400,000

Trang 112

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) Vật liệu: Thép không rỉ 4 Hệ thống phân phối nƣớc bộ 1 10,000,000 10,000,000

Ống nhựa Bình Minh , gối đỡ, khớp nối và các phụ kiện khác… IV BỂ KỲ KHÍ VẬT LIỆU ĐỆM CỐ

ĐỊNH 2 Máng thu nƣơc răng cƣa 1 bộ 1 25,000,000 25,000,000 Kích thƣớc: 38 m x 250 mm. Vật liệu: Thép không rỉ 2 Vật liệu tiếp xúc

m3 197 800,000 157,320,000

V BỂ HIẾU KHÍ 1 Máy thổi khí

Công suất động cơ: 13HP - motor Mitsubishi Điện áp: 380V/3pha/50Hz bộ 2 45,000,000 90,000,000

Phụ kiện đi kèm: Ống giảm thanh đầu vào, van an tòan, pu-li đầu máy, đồng hồ đo áp. Ghi chú: 02 máy hoạt động luân phiên. 2 Đĩa thổi khí

cái 40 450,000 18,000,000

Trang 113

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Lƣu lƣợng khí Q = 200 - 220 lít/phút Đƣờng kính : D250mm Chủng loại: Diffuser dạng bọt Vật liệu: PP 3 Hệ thống phân phối khí bộ 1 30,000,000 30,000,000 Van Đài Loan, ống thép dẫn khí, gối đỡ, khớp nối và các phụ kiện khác… VI BỂ LẮNG BÙN SINH HỌC

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) 1 Motor + bộ giảm tốc

bộ 1 25,488,000 25,488,000

Bộ 2 11,400,000 22,800,000

Công suất: 1 Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Lƣu lƣợng: Qmax = 10m3/h Hmax=17 m.

VII BỂ KEO TỤ - TẠO BÔNG 1 Motor truyền tải

bộ 2 9,000,000 18,000,000

Công suất: 0.5Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Tốc độ quay: 60 vòng/phút,50 vòng/phút Vật liệu: hợp kim nhôm 2 Bộ cánh khuấy bộ 2 6,400,000 12,800,000 Vật liệu: Inox 304 3 Bơm định lƣợng

bộ 3 5,780,000 17,340,000

Trang 114

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

bồn 3 2,500,000 7,500,000 Điện áp: 220V/1/50Hz Lƣu lƣợng: Q = 55 lít/h; 10 psi; 1440 rpm Đầu bơm: Polypropylen Màng bơm: Teflon 4 Bồn chứa hóa chất Thể tích: 1000lít.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) Vật liệu: Nhựa

VIII BỂ LẮNG HOÁ LÝ 1 Motor + bộ giảm tốc

bộ 1 5,780,000 5,780,000

Bộ 1 11,400,000 11,400,000

Công suất: 1 Hp Điện áp: 380V/3pha/50Hz Lƣu lƣợng: Qmax = 10m3/h Hmax=17 m. IX BỂ KHỬ TRÙNG 1 Bơm định lƣợng

bộ 1 5,780,000 5,780,000

bồn 1 2,500,000 2,500,000 Điện áp: 220V/1/50Hz Lƣu lƣợng: Q = 55 lít/h; 10 psi; 1440 rpm Đầu bơm: Polypropylen Màng bơm: Teflon 2 Bồn chứa hóa chất Thể tích: 1000lít. Vật liệu: Nhựa

Trang 115

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

X HỆ THỐNG ĐƢỜNG ỐNG CÔNG NGHỆ

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TT TÊN THIẾT BỊ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) Van khóa đƣờng nƣớc, đƣờng khí Đài

Bộ 1 30,000,000 30,000,000

XI HỆ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 1 Vỏ tủ điện điều khiển: thép sơn tĩnh hệ 1 4,000,000 4,000,000 điện

hệ Bộ 1 35,000,000 35,000,000 1 30,000,000 30,000,000 2 Cáp điện các loại 3 Linh kiện điều khiển tự động XII CHI PHÍ KHÁC

hệ 1 20,000,000 20,000,000

Tổng vốn đầu tƣ (Sđầu tƣ) = Tổng chi phí xây dựng + Tổng chi phí thiết bị

= 1,354,165000 + 1,234,308,000 = 2,618,473,3000 (đồng)

Làm tròn Sđầu tƣ =2,620,000,000 (đồng)

Chi phí đầu tƣ này đƣợc tính khấu hao trong 20 năm, khấu hao trong 01 năm

S1 = SĐầu tƣ /20 = 130,923,650 (đồng)

5.2.4. CHI PHÍ QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH. 5.2.4.1. Chi phí nhân công.

Công nhân: 1 ngƣời 2,000,000 đồng/tháng 6 tháng = 12,000,000 (đồng)

Cán bộ :1 ngƣời 3,500,000 đồng /tháng 6 tháng = 21,000,000 (đồng)

Trang 116

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Tổng chi phí nhân công : 33,000,000 (đồng)

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

5.2.4.2. Chi phí điện năng. Chi phí điện năng tính cho 01 ngày. Bảng 5.5: Chi phí điện năng để vận hành hệ thống.

TT Tên thiết bị SL (cái) Công suất (kW) Vận hành (giờ/ngày) Tiêu hao (kWh/ngày)

1 Thiết bị tách rác 1 0.75 14 11

2 Bơm nƣớc thải chìm bể gom 2 2 8 32.0

3 Bơm bùn thải bể gom 2 0.4 8 6.4

6.4 4 Bơm nƣớc thải chìm bể điều hòa 2 0.4 8

5 Bơm định lƣợng 5 0.19 10 9.5

99.5 6 Máy thổi khí bể sinh học + điều hoà 2 9.75 5.1

7 Motor bể lắng 2 0.4 20 16.0

12.0 Bơm bùn từ bể lắng bùn sinh học 8 2 0.75 8

9 Motor khuấy 2 0.4 16 12.8

10 Bơm bùn từ bể lắng bùn hoá lý 1 0.75 8 6.0

200.6 Tổng cộng (kW)

3,000 Đơn giá điện công nghiệp (VNĐ/kW)

601,800 Thành tiền (VNĐ/ngày)

Chi phí điện năng trong 6 tháng = 601,800 x 365/2 = 109,828,500 đồng 5.2.4.3. Chi phí hóa chất Chi phí hóa chất sử dụng trong 01 ngày trình bày trong bảng sau : Bảng 5.6: Bảng chi phí hoá chất cần thiết để vận hành hệ thống.

TT Tên hóa chất Công suất (m3/ngđ) Đơn giá (VNĐ/kg) Thành tiền (VNĐ) Định mức (g/m3)

3 400 30,000 3,600,000 1 Bột Ca(ClO)2

0.003 400 9,500 11,300 Xút 98% 2

0.001 400 90,000 4,500 Polymer 98% 3

0.05 400 12,000 240,000 4 dd Al2(SO4)3

7.8 400 1,200 3,744,000 5 K2HPO4

Trang 117

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Tổng cộng chi phí hàng ngày 7,599,800

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Chi phí hoá chất sử dụng trong 6 tháng = 7,599,800 x 365/2 = 1,386,963,500 (đồng) Tổng chi phí quản lý và vận hành trong 01 năm

S2 = 33,000,000 + 109,828,500 +1,386,963,500 = 1,529,792,000 (đồng)

Làm tròn : 1,530,000,000 đồng 5.3. GIÁ THÀNH MỘT M3 NƢỚC THẢI : Phƣơng án 1: Tổng chi phí đầu tƣ

S = S1 + S2 = 117,138,650 + 1,530,000,000 = 1,647,138,650(đồng)

Lãi suất ngân hàng i = 10% Tổng vốn đầu tƣ : 1,647,138,650= 1,811,852,515 (đồng) S0 = (1 + i ) S = (1 + 0,1) Giá thành 01 m3 nƣớc thải:

S= (đồng)

Vậy giá thành để xử lý 01 m3 nƣớc thải là 12500 đồng. Phƣơng án 2: Tổng chi phí đầu tƣ

S = S1 + S2 = 130,923,650 + 1,530,000,000 = 280,923,650 (đồng)

Lãi suất ngân hàng i = 10% Tổng vốn đầu tƣ : 280,923,650 = 309,016,015 (đồng) S0 = (1 + i ) S = (1 + 0,1) Giá thành 01 m3 nƣớc thải:

S= (đồng)

Vậy giá thành để xử lý 01 m3 nƣớc thải là 2116đồng. 5.4.LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TỐI ƢU

Phương án 1 Phƣơng án Phương án 2

Về tính kỹ thuật Ƣu điểm

- Ít bị sốc tải cho các công trình đơn bị phía sau - Tỷ số BOD/COD = 12480/19426 = 0.64 > 0.6: thích hợp cho quá trình xử lý bằng phƣơng pháp sinh học

- SS, độ màu giảm đáng kể

- Thích hợp cho xử lý theo mùa (vi sinh kị khí có thể duy trì trong 6 tháng và khởi động lại nhanh)

Trang 118

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

- Bể UAF (bể kị khí vật liệu đệm dòng hƣớng lên) sử dụng vật liệu đệm (loại vật liệu rẻ tiền và dễ tìm ở trong nƣớc): có khả năng chịu tải lớn (BOD

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

= 12480mg/l), giảm độ màu.

- Bùn sinh ra ít

- Phƣơng pháp xử lý bằng vi sinh là phƣơng pháp thân thiện với môi trƣờng

Về tính kinh tế

- Tiết kiệm chi phí hóa chất vận hành

- Tiết kiệm diện tích xây dựng (thích hợp cho những nơi có mặt bằng nhỏ hẹp)

- Diện tích dành cho hệ thống xử lý không hạn chế; vì thế không phải cân nhắc khi xây dựng bể xử lý sinh học.

- Tận dụng bùn sinh học làm phân bón

- Bể kị khí không tốn năng lƣợng (điện năng tiêu thụ)

- Sử dụng bể kị khí sinh ra khí mêtan có thể tận dụng cho đun nấu.

- Chi phí đầu tƣ ban đầu ƣớc tính trung bình

Về tính kỹ thuật Nhƣợc điểm

- Dễ bị sốc tải nếu nƣớc thải không ổn định về nồng độ - Bùn sinh ra nhiều, nặng (chủ yếu là bùn hóa lý) và khó xử lý

- Yêu cầu công nhân có trình độ vận hành cao, am hiểu về phƣơng pháp xử lý bằng sinh học: cách sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục. - Yêu cầu công nhân có trình độ vận hành cao, am hiểu về phƣơng pháp xử lý bằng sinh học: các sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục.

Về tính kinh tế

- Tốn một lƣợng rất lớn hóa chất vận hành, chi phí cao

- Phải chôn lấp và thải bỏ bùn hóa lý an toàn.

Trang 119

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Với những ƣu – nhƣợc điểm nhƣ trên, lựa chọn phƣơng án 1 cho hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy chế biến cà phê Hồ Phƣợng.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

CHƢƠNG VI : KHẮC PHỤC SỰ CỐ VÀ HƢỚNG DẪN VẬN HÀNH

6.1.PHA HÓA CHẤT 6.1.1.Pha dung dịch NaOH

Khi cho phèn vào nƣớc để thực hiện quá trình keo tụ thì làm cho pH của nƣớc giảm.

Để điều chỉnh giá trị pH tối ƣu cho quá trình keo tụ và xử lý sinh học ngƣời ta dùng dung dịch NaOH. Dung dịch xút đƣợc pha với nồng độ 10%.

- Bước 1 : Cân 120,75 kg xút.

- Bước 2: Mở van, cấp nƣớc vào bồn hóa chất cho đến khi đạt khoảng 1200 lít,

đóng van này lại.

- Bước 3: Cho xút khô vào bồn, mở van cấp khí để hòa tan hoàn toàn xút khô vào

nƣớc.

- Bước 4: Trong quá trình cấp khí, mở van, cấp nƣớc tiếp tục vào đầy thùng pha.

- Bước 5: Đóng van sục khí, van nƣớc và đậy nắp bồn hóa chất.

6.1.2. Pha dung dịch PAC

Dung dịch PAC đƣợc sử dụng để thực hiện quá trình keo tụ, phá vỡ tính ổn định của các hạt keo trong nƣớc. Dung dịch PAC đƣợc pha với nồng độ 5%.

- Bước 1 : Cân 42 kg PAC

- Bước 2: Mở van, cấp nƣớc vào bồn hóa chất cho đến khi đạt khoảng 800 lít, đóng

van này lại.

- Bước 3: Cho phèn cục vào bồn, mở van cấp khí để hòa tan hoàn toàn phèn cục

vào nƣớc.

- Bước 4: Trong quá trình cấp khí, mở van, cấp nƣớc tiếp tục vào đầy thùng pha.

- Bước 5: Đóng van sục khí, van nƣớc và đậy nắp bồn hóa chất.

6.1.3. Pha dung dịch Polymer

Dung dịch Polymer đƣợc pha với nồng độ 0,1%.

- Bước 1 : Cân 0,82 kg Polymer.

- Bước 2: Mở van, cấp nƣớc vào bồn hóa chất cho đến khi đạt khoảng 400 lít, đóng

van này lại.

- Bước 3: Cho từ… từ….Polymer hạt vào bồn, mở van cấp khí để hòa tan hoàn

toàn phèn cục vào nƣớc.

- Bước 4: Trong quá trình cấp khí, mở van, cấp nƣớc tiếp tục vào đầy thùng pha.

Trang 120

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

- Bước 5: Đóng van sục khí, van nƣớc và đậy nắp bồn hóa chất.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

6.1.4 Các quy định về an tòan lao động

Mang khẩu trang, đeo gang tay, mang kính bảo hộ

Đóng nắp thùng hóa chất ngay sau khi pha xong.

6.1.5 Thao tác vận hành

a.Tên và kỹ hiệu các thiết bị trên tủ điện

Trên tủ điện, ứng với mỗi thiết bị trong hệ thống xử lý đều có các công tắc và các

đèn báo tình trạng hoạt động cho từng thiết bị đó.

Mỗi công tắc có 3 chế độ hoạt động: TỰ ĐỘNG (AUTO ), TAY (MAN), KHÔNG

HOẠT ĐỘNG (OFF).

Có hai loại đèn báo trạng thái:

- ĐÈN XANH: Báo thiết bị đang hoạt động bình thƣờng.

- ĐÈN ĐỎ: Báo thiết bị quá tải, cần kiểm tra.

Ngoài ra, trên tủ điện còn có các đồng hồ đo điện áp, công tắc “TẮT KHẨN

CẤP(EMERGENCY)”.

Trước khi vận hành hệ thống:

Kiểm tra cƣờng độ điện thế (mức : 380 V10%).Đƣa tất cả các công tắc chuyển

mạch trên tủ điện về vị trí “OFF”.

b.Vận hành hệ thống

Bật CB chính trong tủ điện sang ON.

6.2.CÁC SỰ CỐ MÔI TRƢỜNG

Các sự cố thƣờng gặp trong khi vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải:

Khi bơm hoạt động nhƣng không lên nƣớc:

Nguồn cung cấp điện có bình thƣờng hay không

Cánh bơm có bị chèn bởi các vật là hay không

Khi bơm có tiếng kêu lạ cũng cần ngừng bơm ngay tức khắc và tìm ra nguyên nhân

để khắc phục

Sục khí:Oxy rất quan trọng trong quá trình sinh khối hoạt tính nếu thiếu oxy sinh

khối sẽ trở nên có màu, có mùi rất khó chịu do đó chất lƣợng nƣớc thải sẽ bị suy giảm

Các sự có về dinh dƣỡng:Các chất dinh dƣỡng trong nƣớc thải bao gồm: Nito và

Trang 121

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

Photpho.Trong đó hàm lƣợng N trong nƣớc thải đầu vào đƣợc coi là đủ nếu tổng Nito trong nƣớc đã xử lý đạt từ 1-2mg/l. Nếu cao hơn là hàm lƣợng Nito đã thừa

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

Các vấn đề về sinh khối: Sinh khối nổi trên mạt nƣớc: kiểm tra lƣợng chất hữu cơ,

lƣợng chất ức chế, Sinh khối phát triển tản mạn: thay đổi tải lƣợng hữu cơ, DO

SS và BOD sau bể lắng cao:

 Do dòng tuần hoàn bùn quá cao, tải trọng thủy lực của bể lắng cao

 Màng ngăn của bể lắng bị ăn mòn

 Thiết bị thu gom bị hỏng

 Tốc độ rút bùn không thích hợp

 Tải lƣợng các chất rắn thừa

Khắc phụ bằng cách: kiểm tra lại thủy lực và điểu chỉnh lƣu lƣợng bùn tuần hoàn,

Trang 122

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

điều chỉnh dòng chảy đảm bảo độ căn bằng, kiểm tra thiết bị thu gom bùn

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

Để có thể góp phần tích cực vào việc thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc, nhiều ngành công nghiệp trong nƣớc đã có những chuyển biến rất rõ nét mà trong đó ngành chế biến cà phê có thể xem là một trong những trƣờng hợp điển hình. Tuy nhiên, để quá trình phát triển mang một ý nghĩa toàn diện, ngoài những nghiên cứu tập trung cho việc cải tiến quy trình công nghệ nhằm tăng hiệu suất, cải thiện tính năng ,… việc nghiên cứu xử lý nguồn nƣớc thải từ các nhà máy chế biến cà phê cũng có một ý nghĩa thiết thực và rất quan trọng bởi nó ảnh hƣởng trực tiếp tới môi trƣờng sống.

Phƣơng pháp xử lý đƣợc chọn nghiên cứu trong luận văn này là phƣơng pháp hóa lý kết hợp sinh học với mục tiêu là chi phí thấp, hiệu quả xử lý cao và quy trình công nghệ đơn giản. Tuy nhiên, không giống nhƣ những công nghệ truyền thống, luận văn đề xuất xử lý nƣớc thải chế biến cà phê Hồ Phƣợng dùng quá trình xử lý sinh học trƣớc khi đƣa vào xử lý hoá lý. Với phƣơng án này, nhà máy sẽ tiết kiệm tối đa hoá chất sử dụng cho quá trình keo tụ.

Việc lựa chọn bể kỵ khí vật liệu đệm dòng hƣớng lên (UAF) là hoàn toàn phù hợp với thành phần, tính chất nƣớc thải chế biến cà phê. Các yếu tố quyết định đến sự thành công của bể UAF đã đƣợc thiết kế, tính toán kỹ nhƣ: vật liệu đệm sử dụng (xơ dừa: bền, rẻ, dễ tìm); tốc độ nƣớc dâng (hệ thống phân phối nƣớc); lƣu lƣợng tuần hoàn (hệ thống thu và hồi lƣu nƣớc).

Tuy nhiên, vì nguyên liệu đƣợc thu hoạch theo mùa nên quá trình chế biến nhân cà phê từ hạt tƣơi chỉ có thể kéo dài trong 6 tháng. Do đó, hệ thống xử lý nƣớc thải của nhà máy chỉ hoạt động trong thời gian 6 tháng.

KIẾN NGHỊ

Về Nhà máy và công nghệ chế biến của Nhà máy:

- Tiến hành áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn (Clean Production - CP) vào nhà máy nhằm nâng cao hiệu quả chế biến, tiết kiệm nguyên vật liệu, năng lƣợng, hóa chất đồng thời giảm nhẹ các gánh nặng về môi trƣờng, đặc biệt là vấn đề nƣớc thải. Cụ thể, nhà máy cần cải tiến hoặc đầu tƣ một cối xay mới nhằm tránh tình trạng vỡ vụn hạt khi xay và không tách đƣợc hạt xanh ra khỏi quá trình chế biến.

Trang 123

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

- Cần có công nghệ tách rời vỏ hạt ra khỏi nƣớc thải. Trong thời gian cao điểm, nƣớc thải thải ra kèm theo vỏ sẽ làm giảm hiệu quả của thiết bị tách rác. Vì thế, nếu trong quá trình chế biến có thể tách vỏ ra khỏi nƣớc thải sẽ hiệu quả hơn.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

- Cần đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật và quản lý môi trƣờng có trình độ và ý thức trách nhiệm để quản lý, giám sát và xử lý chất thải nói chung và nƣớc thải nói riêng tại Công ty.

Về hệ thống xử lý nƣớc thải:

- Tách rác thô, rác tinh và lắng cặn sơ cấp cho nƣớc thải là vấn đề cần lƣu tâm đối với những nhà máy có qui trình chế biến và thiết bị chế biến còn lạc hậu, suất đầu tƣ thấp.

- Điều chỉnh tối ƣu lƣợng hóa chất sử dụng ở công đoạn xử lý bằng phƣơng pháp hóa lý để giảm đến mức tối thiểu lƣợng hóa chất sử dụng.

- Cần có những nghiên cứu sâu hơn, kỹ hơn về các phƣơng pháp xử lý khác đối với nƣớc thải chế biến cà phê trong qui mô phòng thí nghiệm để từ đó đƣa ra các phƣơng án tối ƣu, có thể tiến tới loại bỏ cả công đoạn xử lý hóa lý kèm theo phía sau vốn rất tốn kém về chi phí vận hành.

- Cần có những nghiên cứu để triển khai và nhân rộng phƣơng án xử lý sinh học kị khí bằng bể kị khí vật liệu dòng hƣớng lên (UAF), sử dụng vật liệu đệm là xơ dừa (loại vật liệu rẻ, phong phú, dễ tìm, độ bền chắc cao) vốn đã thành công và mang lại hiệu quả cao (đến 90%) ở những ngành nghề ô nhiễm nhƣ nƣớc rỉ rác, nƣớc thải chế biến kẹo dừa, nƣớc thải chế biến hạt điều, ..... Hệ thống phân phối nƣớc vào bể UAF (duy trì tốc độ dâng tối ƣu) và thu nƣớc, tuần hoàn nƣớc sau bể UAF cũng là yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu quả xử lý.

Trang 124

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

- Cần bổ sung thêm hồ sinh học phía sau, vừa giải quyết triệt để nitơ còn lại trong nƣớc thải vừa tạo cảnh quan cho Nhà máy.

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê, công suât 400 m3/ngày đêm”

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TIẾNG VIỆT

1. Lâm Minh Triết (chủ biên) & CTV, 2006, Xử lý nƣớc thải đô thị và công nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh.

2. Lƣơng Đức Phẩm, 2006, Công nghệ xử lý nƣớc thải bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo dục.

3. Nguyễn Ngọc Dung, 2005, Xử lý nƣớc cấp, NXB Xây dựng.

4. Trang xúc tiến thƣơng mại, http://xttmnew.agroviet.gov.vn, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn.

5. Trần Thị Quỳnh Chi và cộng sự, 2007, Hồ sơ ngành hàng cà phê, Viện chính sách và Chiến lƣợc phát triển Nông nghiệp Nông thôn, Trung tâm tƣ vấn chính sách nông nghiệp.

6. Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga, 2002, Giáo trình Công nghệ xử lý nƣớc thải, NXB Khoa học và kỹ thuật.

7. Trịnh Xuân Lai, 2008, Xử lý nƣớc cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, NXB Xây Dựng.

8. Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nƣớc thải, NXB Xây Dựng.

9. Trịnh Xuân Lai – Nguyễn Trọng Dƣơng, 2005, Xử lý nƣớc thải công nghiệp, NXB Xây dựng.

TIẾNG ANH

Trang 125

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung

GVHD: Nguyễn Chí Hiếu

1. Metcalf & Eddy, 1991, Wastewater Engineering – Treatment, Disposal, Reuse, McGraw-Hill International Editions.

MỤC LỤC

MỤC LỤC ................................................................................................................... i

DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... iv

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ GIỚI THIỆU

VỀ CÔNG TY TNHH HỒ PHƢỢNG ...................................................................... 3

1.1. Tổng quan về cà phê việt nam ............................................................................... 3

1.1.1 Các đặc điểm chung của cà phê Việt Nam ....................................................... 3

1.1.2. Chế biến và xuất khẩu cà phê của Việt Nam ................................................... 3

1.2.Các phƣơng pháp chế biến cà phê trong nƣớc và thế giới ....................................... 4

1.2.1.Phƣơng pháp khô: là phƣơng pháp cổ điển ...................................................... 4

1.2.2.Phƣơng pháp ƣớt ............................................................................................. 4

1.3 Khái quát về công ty tnhh hồ phƣợng ..................................................................... 7

1.3.1 Giới thiệu chung .............................................................................................. 7

1.3.2 Sự cần thiết đầu tƣ .......................................................................................... 7

1.3.3. Mục tiêu của Công ty ..................................................................................... 8

1.3.4 Quy trình công nghệ sản xuất của Công ty Hồ Phƣợng .................................... 9

1.3.5 . Các vấn đề môi trƣờng của nhà máy: ........................................................... 10

CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ CÁC

PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI ................................................................. 12

2.1.Tổng quan về thành phần và tính chất của nƣớc thải chế biến cà phê ................... 12

2.2.Tổng quan về phƣơng pháp xƣ̉ lý nƣớ c thải ......................................................... 13 2.2.1.Phƣơng pháp xử lý cơ học ............................................................................. 13

2.2.2.Phƣơng pháp xử lý hoá học ........................................................................... 15

2.2.3.Phƣơng pháp xử lý hóa lý.............................................................................. 17

2.2.4.Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên ...................................................... 19

2.2.5 Các công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến cà phê đang áp dụng trên thực tế ..... 27

CHƢƠNG III: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ .................... 34

3.1.Lƣu lƣợng, thành phần nƣớc thải chế biến cà phê. ................................................ 34

3.1.1.Lƣu lƣợng nƣớc thải chế biến cà phê ............................................................. 34

3.1.2.Thành phần, tính chất nƣớc thải chế biến cà phê ............................................ 34

3.2. Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến cà phê cho công ty tnhh hồ phƣợng 38

3.2.1.Cở sở đề xuất công nghệ xử lý ....................................................................... 38

3.2.3. Đề xuất công nghệ cho phƣơng án 2 ............................................................. 42

CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ............................................................... 47

4.1. Tính toán các công trình đơn vị cho phƣơng án 1: ............................................... 47

4.1.1.Song chắn rác: ............................................................................................... 47

4.1.2.Bể thu gom: ................................................................................................... 51

4.1.3.Bể điều hòa: .................................................................................................. 53

4.1.4. Bể sinh học kỵ khí vật liệu đệm .................................................................... 55

4.1.5. Tính toán bể sinh học hiếu khí Aerotank:...................................................... 62

4.1.6. Bể lắng bùn sinh học. ................................................................................... 70

4.1.7.Tính toán bể keo tụ - tạo bông ....................................................................... 74

4.1.7.1.Tính toán bể trô ̣n cơ khí .......................................................................... 74 4.1.7.2.Tính toán bể tạo bông: ............................................................................ 76

4.2 Tính toán bể lắng hóa lý ..................................................................................... 79

4.3 Tính toán ngăn khử trùng ..................................................................................... 83

4.4 .Sân phơi bùn ....................................................................................................... 86

4.5 .Tính toán thiết kế cho phƣơng án 2 ..................................................................... 86

4.5.1 . Tính toán thiết kế song chắn rác ................................................................. 86

4.5.2 . Tính toán thiết kế bể thu gom ..................................................................... 87

4.5.3. Tính toán thiết kế bể điều hòa ...................................................................... 87

4.5.4 . Tính toán thiết kế bểsinh học kỵ khí UASB ................................................ 87

4.5.5 . Tính toán thiết kế bể sinh học kỵ khí Aerotank ............................................ 94

4.5.7. Tính toán thiết kế bể keo tụ ....................................................................... 102

4.5.8. Tính toán thiết kế bể tạo bông .................................................................... 102

4.5.9. Tính toán thiết kế bể lắng bùn hóa lý ......................................................... 102

4.5.10 Tính toán thiết kế bể lắng bùn sinh học .................................................... 102

4.5.11. Tính toán thiết kế bể khử trùng ............................................................... 102

4.5.12. Tính toán thiết kế sân phơi bùn ................................................................ 102

CHƢƠNG V: KHÁI TOÁN KINH TẾ ................................................................. 103

5.1. Vốn đầu tƣ cho từng hạng mục công trình của phƣơng án 1: ............................. 103

5.1.1. Hạng mục xây dựng .................................................................................... 103

5.1.2. Hạng mục lắp đặt thiết bị ............................................................................ 104

5.1.3. Tổng vốn đầu tƣ. ........................................................................................ 109

5.2. Vốn đầu tƣ cho từng hạng mục công trình của phƣơng án 2 .............................. 110

5.2.1. Hạng mục xây dựng .................................................................................... 110

5.2.2. Hạng mục lắp đặt thiết bị ............................................................................ 111

5.2.3. Tổng vốn đầu tƣ. ........................................................................................ 116

5.2.4. Chi phí quản lý và vận hành. ...................................................................... 116

5.2.4.1. Chi phí nhân công. ............................................................................... 116

5.2.4.2. Chi phí điện năng. ................................................................................ 117

5.2.4.3. Chi phí hóa chất ................................................................................... 117 5.3. Giá thành một m3 nƣớc thải :............................................................................ 118

5.4. Lựa chọn phƣơng án tối ƣu ............................................................................... 118

CHƢƠNG VI : KHẮC PHỤC SỰ CỐ VÀ HƢỚNG DẪN VẬN HÀNH ............ 120

6.1.Pha hóa chất ....................................................................................................... 120

6.1.1.Pha dung dịch NaOH ................................................................................... 120

6.1.2. Pha dung dịch PAC .................................................................................... 120

6.1.3. Pha dung dịch Polymer ............................................................................... 120

6.1.4 Các quy định về an tòan lao động ................................................................ 121

6.1.5 Thao tác vận hành........................................................................................ 121

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ................................................................................... 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 125

iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1.Chế biến và xuất khẩu cà phê của Việt Nam ................................................. 4

Bảng 2.1: Thành phần tính chất nƣớc thải chế biến cà phê hạt tƣơi tại Brazil ............. 12

Bảng 3.1: Thành phần tính chất nƣớc thải chế biến cà phê hạt tƣơi tại Công ty Hồ

Phƣợng ...................................................................................................................... 34

Bảng 3.2: Hiệu quả xử lý cho các công trình đơn vị tiêu biểu..................................... 37

Bảng 3.3: Các quá trình điển hình và số liệu về hiệu quả của quá trình kị khí xử lý

nƣớc thải công nghiệp. ............................................................................................... 37

Bảng 4.1:Hệ số không điều hoà phụ thuộc vào lƣu lƣợng nƣớc thải theo tiêu chuẩn

ngành mạng lƣới bên ngoài và công trình 20-TCVN-51-84 ....................................... 47

Bảng 4.2 Các thông số xây dựng mƣơng đặt song chắn rác ........................................ 50

Bảng 4.3Thông số thiết kế cho lƣới chắn rác (hình nêm) thể hiện trong bảng sau: ..... 50

Bảng 4.4: Thông số xây dựng bể thu gom .................................................................. 52

Bảng 4.5:Nồng độ ô nhiễm sau khi qua bể gom: ........................................................ 53

Bảng 4.6 Thông số ô nhiễm sau khi qua bể điều hoà. ................................................. 55

Bảng 4.7 Thông số xây dựng bể điều hoà. .................................................................. 55

Bảng 4.8: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể UAF ...................................................... 61

Bảng 4.9: Thông số xây dựng bể UAF ....................................................................... 61

Bảng 4.10: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể UAF .................................................... 61

Bảng 4.11: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể lắng bùn sinh học. ................................ 62

Bảng 4.12: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể lắng bùn sinh học. ................................ 69

Bảng 4.13: Thông số xây dựng bể Aerotank .............................................................. 70

Bảng 4.14. Bảng các thông số chọn tải trọng xử lí bể lắng sinh ho ̣c ........................... 70

Bảng 4.15. Tổng hợp tính toán bể lắng sinh ho ̣c ......................................................... 73

Bảng 4.16: Kết quả tính toán bể khuấy trộn ............................................................... 75

Bảng 4.17: Kết quả tính toán bể tạo bông................................................................... 79

Bảng 4.18.Tổng hợp tính toán bể lắng hóa lý ............................................................. 83

Bảng 4.19: Thông số ô nhiễm sau khi qua bể lắng bùn hoá lý. ................................... 83

Bảng 4.20: Thông số xây dựng ngăn khử trùng .......................................................... 85

Bảng 4.21: Thông số xây dựng sân phơi bùn.............................................................. 86

Bảng 4.22: Thông số xây dựng song chắn rác ............................................................ 86

Bảng 4.23: Thông số xây dựng bể thu gom ................................................................ 87

Bảng 4.24: Thông số xây dựng bể điều hòa ................................................................ 87

Bảng 4.25. Thông số xây dựng bể UASB ................................................................... 94

Bảng 4.26.Thông số ô nhiễm sau khi qua bể UASB ................................................... 94

Bảng 4.27: Thông số xây dựng bể Aerotank ............................................................ 102

Bảng 4.28. Thông số xây dựng bể hóa lý ................................................................. 102

Bảng 4.29: Thông số xây dựng bể lắng bùn sinh học ............................................... 102

Bảng 4.30: Thông số xây dựng bể khử trùng ............................................................ 102

Bảng 4.31 Thông số xây dựng sân phơi bùn ............................................................. 102

Bảng 5.1: Chi phí đầu tƣ cho hạng mục xây dựng .................................................... 103

Bảng 5.2: Chi phí đầu tƣ cho hạng mục lắp đặt thiết bị ............................................ 104

Bảng 5.3: Chi phí đầu tƣ cho hạng mục xây dựng .................................................... 110

Bảng 5.4: Chi phí đầu tƣ cho hạng mục lắp đặt thiết bị ............................................ 111

Bảng 5.5: Chi phí điện năng để vận hành hệ thống. .................................................. 117

Bảng 5.6: Bảng chi phí hoá chất cần thiết để vận hành hệ thống. ............................. 117

Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê - công ty TNHH Hồ Phượng tại huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng công suất 400m3/ ngày đêm

Chủ đề:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CÀ PHÊ – CÔNG TY TNHH HỒ PHƯỢNG TẠI HUYỆN ĐỨC TRỌNG, TỈNH LÂM ĐỒNG CÔNG SUẤT 400 M3/NGÀY ĐÊM

Giảng viên hướng dẫn : Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU

Sinh viên thực hiện

:NGUYỄN THỊ THÙY DUNG

MSSV: 09B10801113 Lớp: 09HMT04

TP. Hồ Chí Minh, 2011

Khoa: Môi trường và Công nghệ sinh học PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1. Họ và tên sinh viên được giao đề tài: Nguyễn Thị Thùy Dung

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)

LỜ I CẢ M ƠN

Sinh viên thực hiện. NGUYỄN THI ̣ THÙ Y DUNG

LỜI CAM ĐOAN

NGUYỄN THỊ THÙY DUNG

PHẦN PHỤ LỤC

CÁC QUY CHUẨN ÁP DỤNG

MỘT SỐ BẢN VẼ

MỘT SỐ HÌNH ẢNH

Toàn cảnh Công ty TNHH Hồ Phượng

Công đoạn 1: Tải nguyên liệu vào

Công đoạn 2: Phân loại bằng sàn rung

Công đoạn 3: Tách vỏ bằng cối xay

Công đoạn 4: Ngâm enzym (đánh nhớt)

Công đoạn 5: Rửa sạch

Công đoạn 6: Làm ráo hạt

Công đoạn 7: Sấy khô hạt

Công đoạn 8: Phân loại hạt

Comment [S1]: Giới hạn về thời gian thực hiện, về đối tƣợng?????

Comment [S2]: Chỉnh sửa các mục phần này bắt đầu 1, 2,3….

Comment [S3]: Chỉnh sửa lại phần đánh số các mục toàn bộ báo cáo cho hợp lý

Enzim pectinaza

Comment [S4]: Bổ sung tổng qua về thành phần và tính chất nƣớc thải chế biến cà phê

Comment [S5]: Chỉ có một công nghệ đã áp dụng thực tế thì quá ít, trong khi có rất nhiều nhà máy chế biến café ở VN, cần thu thập thêm

Comment [S6]: Đƣa phần này lên mục trên

Bể Aerotank

Comment [S7]: BỂ KEO TỤ VÀ TẠO BÔNG ĐỀU CHO PHÈN SAO????

Bể Aerotank

4.1. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CHO PHƢƠNG ÁN 1:

Thông số

Đơn vị

Giá trị

Comment [S8]: Tài liệu tham khảo??? Các thông số thực nghiệm này là một khoảng số liệu, không phải chỉ có mộ số liệu nhƣ này, ứng với mỗi loại nƣớc thải mới chọn một thông số phù hợp

Comment [S9]: Loại bể lắng?????????

6.1.PHA HÓA CHẤT 6.1.1.Pha dung dịch NaOH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

Xác nhận đăng nhập

Đăng nhập từ tài khoản này?

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi