Đề tài Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái

Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Nước ta đang trong giai đoạn phát triển, tiến tới một nước công nghiệp hóa -hiện đại hóa đất nước để hòa nhập với các nước trong khu vực. Ngành công nghiệp cũng ngày càng phát triển và đem lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế như tạo ra các sản phẩm phục vụ trong và ngoài nước, giải quyết công ăn việc làm cho người lao động.Tuy nhiên với sự phát triển và ngày càng đổi mới của ngành công nghiệp đã dẫn đến việc khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên một cách mạnh mẽ làm cho chúng trở nên cạn kiệt. Các chất thải từ ngành công nghiệp sinh ra ngày càng nhiều, làm cho môi trường thiên nhiên bị tác động mạnh, mất đi khả năng tự làm sạch của chúng. Hòa cùng xu thế phát triển của đất nước, ngành chế biến lương thực, thực phẩm tạo ra các sản phẩm có giá trị phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước cũng như xuất khẩu. Tuy nhiên, ngành này cũng tạo ra một lượng lớn chất thải rắn, khí, nước thải… là một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường chung của đất nước. Cùng với ngành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm thì ngành chế biến các sản phẩm từ các loại khoai củ, đậu, gạo, nếp…cũng trong tình trạng đó. Vấn đề ô nhiễm nguồn nước do ngành chế biến các sản phẩm từ các loại khoai củ, đậu, gạo, nếp… thải trực tiếp ra môi trường đang là mối quan tâm hàng đầu của các nhà quản lý môi trường. Nước bị nhiễm bẩn sẽ ảnh hưởng đến con người và sự sống của các loài thủy sinh cũng như các loài động thực vật sống gần đó. Vì vậy, việc nghiên cứu xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm cũng như các ngành công nghiệp khác là một yêu cầu cấp thiết đặt ra không chỉ đối với những nhà làm công tác bảo vệ môi trường mà còn cho tất cả mọi người chúng ta. 1.2. Mục đích đề tài Thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái trong điều kiện phù hợp với thực tế của công ty. 1.3. Nội dung thực hiện Khảo sát hiện trạng môi trường nhà máy Thu thập và xử lý số liệu đầu vào Đề xuất công nghệ xử lý nước thải của nhà máy Tính toán các công trình đơn vị Khái toán giá thành xây dựng, giá thành xử lý 1.4. Phương pháp thực hiện Trên cơ sở thu thập thông tin, sưu tầm, điều tra, khảo sát, nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nước thải cho công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái, có thể tóm tắt các phương pháp thực hiện như sau: Phương pháp điều tra khảo sát. Phương pháp tổng hợp thông tin Phương pháp nghiên cứu lý thuyết về xử lý nước thải. Chương 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 2.1. Giới thiệu chung về ngành chế biến thực phẩm ở Việt Nam 2.1.1. Giới thiệu chung Trong những năm gần đây ngành chế biến thực phẩm Việt Nam đang phát triển mạnh. Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đang có cơ hội to lớn về thị trường. ở trong nước, nhu cầu tiêu dùng của người dân đối với thực phẩm chế biến ngày càng lớn và đa dạng. Thói quen sử dụng các thực phẩm chế biến từ thịt, cá, rau quả, gạo... đã hình thành và phát triển nhanh. Việt Nam cũng đã đạt được nhiều thành tựu trong việc xuất khẩu các sản phẩm chế biến như gạo, tôm, cá, cà phê, chè.... Việc Việt Nam tham gia khu vực mậu dịch tự do ASEAN và trở thành thành viên của WTO đã thúc đẩy xuất khẩu nói chung và xuất khẩu nông sản, thuỷ sản chế biến nói riêng. Với tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh và thu nhập sau thuế của người dân ngày càng cao, Việt Nam hiện là một thị trường hấp dẫn cho các nhà sản xuất Thực phẩm. 2.1.2. Công nghệ sản xuất của ngành chế biến thực phẩm Quy trình sản xuất khoai, củ, quả sấy Nguyên liệu (khoai, củ, quả) Sơ chế Cắt miếng Sấy Phun gia vị Rửa, loại bỏ tạp chất Định lượng Đóng gói sản phẩm Để nguội Hình 2.1. Quy trình sản xuất khoai, củ, quả sấy Quy trình sản xuất bột mì Lược đất Rửa củ Băm Ly tâm vắt Tách mủ Lọc Nghiền Sấy Đóng bao Thành phẩm Củ mì Nước sạch Đất + Vỏ mì Nước thải Lược rác rác Hồ lắng Hình 2.2. Quy trình sản xuất bột mì Ngâm Loại bỏ nước Cán Hấp Nghiền (xay) Định hình Tái hấp Trộn Gạo Nước Các phụ gia Vắt Sấy Đóng gói Thành phẩm Quy trình sản xuất bún gạo Hình 2.3. Quy trình sản xuất bún gạo 2.2. Nguồn gốc phát sinh các chất ô nhiễm trong ngành chế biến thực phẩm 2.2.1. Chất thải rắn Chất thải rắn là nguồn có khả năng gây ô nhiễm môi trường lớn thứ hai cả về 2 yếu tố: khối lượng và nồng độ chất bẩn. Các loại chất thải phát sinh trong quá trình chế biến thực phẩm từ các loại khoai, đậu, gạo, nếp gồm có: Vỏ nguyên liệu và đất cát khối lượng sinh ra đạt tỷ lệ 3% nguyên liệu: chứa rất ít nước, khó bị phân huỷ và thường dính đất cát là chủ yếu. Các mảnh vụn nguyên liệu phát sinh từ công đoạn gọt vỏ, rửa… Các loại xơ bã 2.2.2. Nước thải Trong công nghiệp chế biến thực phẩm từ khoai, đậu, gạo, nếp, nước được sử dụng trong quá trình sản xuất chủ yếu là ở công đoạn rửa củ, ly tâm, sàng loại xơ, khử nước, hấp, đông lạnh, ngâm nguyên liệu và súc rửa thiết bị. - Trong công đoạn rửa, nước được sử dụng cho việc rửa củ trước khi lột vỏ để loại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt. Nếu rửa không đầy đủ, bùn bám trên củ sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. - Trong quy trình sản xuất bột mì, công đoạn ly tâm và sàng loại xơ, nước được sử dụng nhằm mục đích rửa và tách tinh bột từ bột xơ củ mì. - Đối với một số sản phẩm đòi hỏi phải làm mềm, chín nguyên liệu trước khi chế biến thì nước thải chủ yếu phát sinh từ công đoạn ngâm nguyên liệu, hấp, đông lạnh và súc rửa thiết bị. Ngoài ra, nước còn được sử dụng trong quá trình nghiền củ mì nhưng với khối lượng không đáng kể 2.2.3. Khí thải Tuỳ thuộc vào từng loại nguyên liệu, nhiên liệu, công nghệ sản xuất được sử dụng, quy mô sản xuất, các loại thiết bị được sử dụng, các nguồn ô nhiễm không khí có thể là: Khí thải từ nguồn đốt lưu huỳnh (trong công đoạn tẩy trắng bột khoai mì), thành phần chủ yếu là SO2 và lưu huỳnh không bị oxy hoá hết. Khí thải từ quá trình đốt dầu DO cung cấp nhiên liệu cho hoạt động của lò hơi để cung cấp nhiệt cho quá trình sản xuất và hoạt động của máy phát điện. Khí thải phát sinh chủ yếu chứa SO2, NOx, SOx, CO, aldehyde, các hydrocacbon và khói bụi…. Riêng khí thải phát sinh từ hoạt động của máy phát điện là không đáng kể, do máy phát điện chỉ hoạt động khi có sự cố cúp điện xảy ra. Mùi hôi thối sinh ra trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp ao sinh học, hoặc từ sự phân huỷ các chất thải rắn thu được không kịp thời, hoặc từ sự lên men chất hữu cơ có trong nước thải. Ô nhiễm bụi và tiếng ồn gây ra trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, việc vận chuyển một khối lượng lớn nguyên liệu để sản xuất và thành phẩm của nhà máy bằng các phương tiện vận tải cũng sẽ phát sinh một lượng khí thải tương đối lớn 2.3. Tác động do nước thải của ngành chế biến thực phẩm đến môi trường sinh thái Độ pH thấp: Độ pH của nước thải quá thấp sẽ làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn nước tiếp nhận do các loại vi sinh vật có tự nhiên trong nước bị kìm hãm phát triển. Ngoài ra, khi nước thải có tính axít sẽ có tính ăn mòn, làm mất cân bằng trao đổi chất tế bào, ức chế sự phát triển bình thường của quá trình sống. Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao: Nước thải ngành chế biến thực phẩm từ khoai, củ, gạo, nếp có hàm lượng chất hữu cơ cao, khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá. Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. Hàm lượng chất lơ lửng cao : Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, không những làm mất vẻ mỹ quan mà quan trọng nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu... giảm quá trình trao đổi oxy và truyền sáng, dẫn nước đến tình trạng kỵ khí. Mặt khác một phần cặn lắng xuống đáy gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè đồng thời thực hiện quá trình phân hủy kỵ khí giải phóng ra mùi hôi thối gây ô nhiễm cho khu vực xung quanh. Hàm lượng chất dinh dưỡng cao: Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy. Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực. Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng. Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ. Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thuỷ sản, du lịch và cấp nước. Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ. Nồng độ làm chết tôm, cá từ 1,2 – 3 mg/l. Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l. Vi sinh vật Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt. Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính. 2.4. Các biện pháp xử lý nước thải cho ngành chế biến thực phẩm Các phương pháp xử lý nước thải chế biến thực phẩm cũng tương tự như các phương pháp xử lý nước thải các loại công nghiệp khác. Các biện pháp tổng quát có thể áp dụng được trong công nghệ xử lý nước thải của ngành chế biến thực phẩm. Điều hoà về lưu lượng và nồng độ của nước thải. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 2.4.1 Điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải Tuỳ thuộc vào dây chuyền công nghệ sản xuất, nguyên liệu và sản phẩm, mà lưu lượng và thành phần tính chất nước thải của từng xí nghiệp công nghiệp sẽ khác nhau, nhình chung thường dao động không đều trong một ngày đêm. Sự dao động về lưu lượng và nồng độ nước thải sẽ dẫn đến những hậu quả tai hại về chế độ công tác của mạng lưới và các công trình xử lý, đồng thời gây tốn kém nhiều về xây dựng và quản lý. Vì khi lưu lượng dao động thì cần thiết phải xây dựng mạng lưới bên ngoài với tiết diện và lưu lượng ống hoặc kênh lớn hơn vì phải ứng với lưu lượng giờ lớn nhất. Ngoài ra điều kiện công tác về mặt thuỷ lực sẽ kém đi. Nếu lưu lượng chảy đến trạm bơm thay đổi thì dung tích bể chứa, công suất máy bơm, tiết diện ống đẩy cũng phải lớn hơn. Khi lưu lượng và nồng độ thay đổi thì kích thước các công trình (bể lắng, trung hoà, các công trình xử lý sinh học…) cũng phải lớn hơn, chế độ làm việc của chúng mất ổn định. Nếu nồng độ các chất bẩn chảy vào công trình xử lý sinh học đột ngột tăng lên nhất là các chất độc hại đối với vi sinh vật thì có thể làm cho công trình hoàn toàn mất tác dụng. Ngoài ra các công trình xử lý hoá học cũng sẽ làm việc kém đi khi lưu lượng và nồng độ thay đổi, hoặc muốn làm việc tốt hơn thì thường xuyên phải thay đổi nồng độ hoá chất cho vào. Điều này đặc biệt khó khăn trong việc tự động hoá quá trình hoạt động của trạm xử lý Việc điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải trong chế biến thực phẩm còn có ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối với các quá trình xử lý hoá lý và sinh học: việc làm ổn định nồng độ nước thải sẽ giúp cho giảm nhẹ kích thước công trình xử lý, đơn giản hoá công nghệ xử lý và tăng cao hệ quả xử lý. 2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học Phương pháp cơ học thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý loại bỏ các tạp chất không tan ra khỏi nước để tránh việc gây tắc nghẽn trong đường ống. Gồm các công trình như: Song chắn rắc: Được đặt trước các công trình làm sạch nước thải để giữ lại các vật thô như: vỏ nguyên liệu, giấy, rác, vỏ hộp, mẫu đất đá… ở trước song chắn. Bể vớt dầu mỡ: Nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Các chất này sẽ bịt kín lổ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể lọc sinh học… và chúng cũng phá hủy các cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn. Bể lắng: Dùng để lắng các hạt lơ lững, các hạt bùn (kể cả bùn hoạt tính)… nhằm làm cho nước trong. Nguyên lý làm việc của bể thường dựa trên cơ sở trọng lực. Dựa vào chức năng, vị trí, bể lắng được chia thành: bể lắng đợt 1 trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình sinh học. Dựa vào nguyên lý hoạt động, có các loại bể lắng như: bể lắng hoạt động gián đoạn và bể lắng hoạt động liên tục. Dựa vào cấu tạo: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác. 2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý Khi trong nước thải có nhiều chất lơ lững, chất độc hại hay độ màu cao thì phải ứng dụng quy trình hóa lý. Đặc biệt khi tỷ lệ COD/BOD > 2 và có nhiều chất hoạt tính bề mặt thì không thể áp dụng ngay phương pháp xử lý hóa học mà phải dùng biện pháp hóa lý trước. Cơ sở của phương pháp này là dựa vào các quá trình vật lý và các phản ứng hóa học. Người ta cho vào nước các loại muối sắt, nhôm để thực hiện các phản ứng keo tụ hay kết cặn. Lượng cặn tạo thành sẽ được tách ra trong bể lắng đợt 1. Những phương pháp hóa lý thường áp dụng để xử lý nước thải thực phẩm là: keo tụ, tuyển nổi,… Quá trình keo tụ: là quá trình kết hợp các hạt lơ lững khi cho các chất cao phân tử vào nước bằng cách tiếp xúc trực tiếp và do sự tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lững. Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông Hydroxit nhôm và sắt để tăng vận tốc lắng. Tuyển nổi là phương pháp áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các chất lơ lững mịn, dầu mỡ ra khỏi nước và cũng là phương pháp xử lý rất quan trọng đối với nước thải chế biến thực phẩm. Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và được áp dụng trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện. Các chất lơ lững và dầu mỡ sẽ được nổi lên trên bề mặt nước thải dưới tác dụng nâng của bọt khí (thường là không khí) vào pha lỏng, các bọt khí đó đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp với nhau thành lớp bọt chứa hàm lượng cao hơn trong chất lỏng ban đầu. Trong xử lý nước thải người ta phân biệt các phương pháp tuyển nổi như sau: Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học. Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén (qua các vòi phun, qua các tấm xốp). Tuyển nổi với tách không khí từ nước (tuyeển nổi chân không, tuyển nổi không áp, tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước). Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hóa học. 2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học Phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi phương pháp này được sử dụng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này là phương pháp xử lý nước thải lần cuối trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Phương pháp trung hòa Nước thải kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hay sử dụng công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: Trộn lẫn nước thải axít và nước thải kiềm. Bổ sung các tác nhân hóa học Lọc nước axít qua vật liệu có tác dụng trung hòa. Hấp thụ khí axít bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axít. Khử trùng nước thải Sau xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải đều bị tiêu diệt. Khi xử lý các công trình sinh học nhân tạo, số lượng vi khuẩn giảm xuống còn 5%, trong hồ sinh học còn 1 -2%. Nhưng để tiêu diệt toàn bộ các vi khuẩn gây bệnh, ra cần dùng thêm những biện pháp khử trùng: Clo hóa, Ozon hóa, điện phân, tia cực tím,… 2.4.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Phương pháp này sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân hủy những chất bẩn hữu cơ trong nước thải. Các sinh vật sử dụng các chất khoáng và hữu cơ để làm dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng chúng nhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản nên sinh khối tăng lên. Quá trình sau là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ còn lại thành chất vô cơ (sunfit, muối amon, nitrat…), các chất khí đơn giản (CO2, N2,…) và nước. Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa. Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành 3 nhóm chính như sau: Phương pháp hiếu khí Phương pháp kỵ khí Phương pháp thiếu khí 2.4.5.1 Phương pháp hiếu khí Phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy. Chất hữu cơ + O2 è H2O + CO2 + NH3 + ..… Các phương pháp xử lý hiếu khí thường hay sử dụng: Phương pháp bùn hoạt tính: Dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lững của vi sinh vật. Và phương pháp lọc sinh học: Dựa trên quá trình sinh trưởng bám dính của vi sinh vật. Phương pháp bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, kết lại thành các bông với trung tâm là các hạt chất rắn lơ lững trong nước (cặn lắng chiếm khoảng 30 – 40% thành phần cấu tạo bông, nếu hiếu khí bằng thổi khí và khuấy đảo đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này kgoảng 30%, thời gian dài khoảng 35%, kéo dài tới vài ngày có thể tới 40%). Các bông này có màu vàng nâu dễ lắng có kích thước từ 3 - 100. Bùn hoạt tính có khả năng hấp phụ (trên bề mặt bùn) và oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải với sự có mặt của oxy. Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bao gồm các bước Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịch thể (nước thải) tới bề mặt các tế bào vi sinh vật. Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ bề mặt ngoài các tế bào qua màng bán thấm. Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế bào vi sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào. Các công trình bùn hoạt tính Trong điều kiện tự nhiên Cánh đồng lọc Hồ hiếu khí Trong điều kiện nhân tạo: Bể hiếu khí với bùn hoạt tính Mương oxy hóa Phương pháp lọc sinh học Là phương pháp dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng sinh học, oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước. Các màng sinh học là các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi. Các vi khuẩn hiếu khí được tập trung ở màng lớp ngoài của màng sinh học. Ở đây chúng phát triển và gắn với giá mang là các vật liệu lọc (được gọi là màng sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởng bám dính). Các công trình lọc sinh học: Trong điều kiện tự nhiên: Cánh đồng tưới Cánh đồng lọc. Trong các công trình nhân tạo: Bể lọc sinh học nhỏ giọt. Bể lọc sinh học cao tải. Đĩa quay sinh học (RBC) 2.4.5.2 Phương pháp kỵ khí Quá trình này do một quần thể vi sinh vật (chủ yeếu là vi khuẩn) hoạt động không cần sự có mặt của oxy không khí, sản phẩm cuối cùng sinh ra là một hỗn hợp khí có CH4, CO2, N2, H2,… trong đó có tới 60% là CH4. Vì vậy quá trình này còn được gọi là lên men Metan và quần thể vi sinh vật được gọi là các vi sinh vật Metan. Quá trình lên men Metan gồm 3 giai đoạn: Pha phân hủy: Chuyển các chất hữu cơ thành hợp chất dễ tan trong nước. Pha chuyển hóa axit: các vi sinh vật tạo thành axit gồm cả vi sinh vật kỵ khí và vi sinh vật tùy nghi. Chúng chuyển hóa các sản phẩm phân hủy trung gian thành các axít hữu cơ bậc thấp, cùng các chất hữu cơ khác như axit hữu cơ, axit béo, rượu, axit amin, glyxerin, H2S, CO2, H2. Pha kiềm: Các vi sinh vật Metan đích thực mới hoạt động. Chúng là những vi sinh vật kỵ lhí cực đoan, chuyển hóa các sản phẩm của pha axit thành CH4 và CO2. Các phản ứng của pha này chuyển pH của môi trường sang kiềm Chương 3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH THỰC PHẨM HỒNG THÁI 3.1. Giới thiệu chung về công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái 3.1.1. Khái quát chung Tên công ty: Công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái. Tên tiếng Anh: HUNG TAI FOOD CO., LTD Địa điểm công ty: Lô C5, KCN Việt Hương, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương Điện thoại: 0650. 3718937 Hình thức đầu tư: 100% vốn đầu tư nước ngoài Mục tiêu hoạt động chính: gia công các loại khoai củ (khoai môn, khoai lang, khoai tây, khoai tím, khoai mỡ, khoai mì). Chế biến và gia công thực phẩm từ các loại đậu, gạo, nếp, bắp, bột mì. Sản phẩm của công ty bao gồm: chả giò, thức ăn điểm tâm, bánh ngọt, thực phẩm làm từ các loại khoai, đậu. Thị trường tiêu thụ đa phần là xuất khẩu, 80% xuất khẩu, chỉ khoảng 20% bán trong nước, tại Thành Phố Hồ Chí Minh và các tỉnh thành khác. 3.1.2. Vị trí, diện tích mặt bằng Công ty nằm tại Lô C5, KCN Việt Hương, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương Vị trí khu đất được giới hạn như sau: Phía trước là đường 2B có lộ giới 12m Phía sau là khu vực kho chứa của KCN Phía bên trái công ty là công ty TNHH Mauson VN Phía bên phải công ty là cổng vào KCN Vị trí công ty rất thuận lợi về giao thông nói chung. Giao thông từ nhà máy đến các cảng và sân bay rất dễ dàng, tạo điều kiện vận chuyển nguyên vật liệu và sản phẩm xuất nhập khẩu cũng như giữa các tỉnh trong nước. Khu công nghiệp đã đầu tư xây dựng hệ thống cung cấp điện, cấp nước, thoát nước phục vụ cho toàn khu công nghiệp, hệ thống xử lý nước thải tập trung, mạng lưới giao thông, thông tin trong khu công nghiệp cũng đã xây dựng hoàn chỉnh. Điều kiện địa hình thuận lợi cho đường thoát nước mưa và làm nền móng trong quá trình xây dựng. Các yếu tố về kỹ thuật môi trường cũng như nước thải được kiểm soát theo đúng quy chế của KCN. Tổng diện tích mặt bằng: 2.000m2. 3.1.3. Nhu cầu về lao động của công ty Số lao động trong công ty khoảng 200 người. Trong đó: Người Việt Nam: 190 người Người nước ngoài: 10 người. 3.2. Sơ đồ tổ chức Phó Giám Đốc Giám Đốc Tổng Giám Đốc Phòng kế toán tài vụ Phòng hành chánh và tổ chức lao động Phân xưởng cơ điện Phân xưởng sản xuất Phòng nghiên cứu và quản lý chất lượng chất lượng Phòng Maketting Tổ tiếp nhận Tổ chế biến Tổ thành phẩm Tổ bao gói Tổ cấp dưỡng Hình 3.1. Sơ đồ tổ chức 3.3. Sơ đồ quy trình công nghệ và thuyết minh công nghệ 3.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ Nguyên liệu Phân loại Gọt vỏ Hấp chín hoặc chiên Nhào nhuyễn Nêm gia vị Tạo hình Đông lạnh Đóng gói Nước thải Thành phẩm Chất thải rắn (vỏ củ, mảnh khoai vụn….) Rửa Khí thải, nước thải Nước thải Hình 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ 3.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ Quy trình công nghệ được bắt đầu từ nguyên liệu từ các loại củ khoai, đậu, gia vị, gạo, nếp…. Tùy thuộc vào loại sản phẩm theo nhu cầu đặt hàng. Ban đầu các loại nguyên vật liệu được chuẩn bị, định lượng, pha chế sẵn. Các loại củ được gọt vỏ và rửa sạch sau khi gọt vỏ. Tiếp đó các loại củ được đem hấp chín hoặc chiên tuỳ theo loại sản phẩm cần sản xuất. Sau khi hấp chín hoặc chiên thì các loại khoai củ này được chuyển đến máy nhào làm nhuyễn ở dạng bột. Tiếp theo gia vị đã định lượng sẵn được cho vào và tiếp tục trộn đều để phân tán gia vị đồng đều vào trong hỗn hợp. Bán thành phẩm sau khi đồng nhất được chuyển đến khuôn tạo hình để hình thành hình dáng sản phẩm theo yêu cầu. Sau khi tạo hình được chuyển đến kho lạnh để dự trữ và đóng gói. Khi có yêu cầu là xuất xưởng theo đơn đặt hàng. 3.4. Hiện trạng môi trường nước thải của công ty 3.4.1. Nguồn gốc phát sinh Nguồn nước thải của công ty bao gồm nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải từ nhà vệ sinh, nước dùng cho mục đích sinh hoạt khác của cán bộ công nhân viên. Lưu lượng: Công ty có khoảng 200 lao động, số lượng nước thải sinh hoạt phát sinh khoảng 10 m3/ngày. Nước thải sản xuất: Nguồn phát sinh: Nước thải sản xuất chủ yếu sinh ra từ các công đoạn rửa củ, hấp, đông lạnh và súc rửa thiết bị. Lưu lượng: 150 m3/ngày. 3.4.2. Nhận xét về thành phần và tính chất nước thải Nước thải của công ty gồm nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất. Tuy nhiên nước thải sinh hoạt sau khi qua bể tự hoại được đấu nối trực tiếp vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN. Riêng nước thải sản xuất hàm lượng ô nhiễm vượt so với giới hạn cho phép. Do đó, nước thải sản xuất phải được xử lý cục bộ tại công ty trước khi đấu nối vào trạm xử lý nước thải tập trung của KCN. Nước thải sản xuất chủ yếu sinh ra ở các công đoạn rửa củ, hấp, đông lạnh và xúc rửa thiết bị. Tính chất nước thải loại này tương tự như nước thải sinh hoạt chủ yếu bao gồm các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chất lơ lửng và dầu mỡ. - Các thông số đầu vào: Kết quả điều tra, khảo sát chất lượng nước thải sản xuất của công ty như sau: Bảng 3.1. Thông số đầu vào và đầu ra Stt Chất ô nhiễm Đơn vị Giá trị QCVN 24:2009/BTNMT, Cột B 1 pH - 6,9 5,5 -9 2 SS mg/l 140 100 3 BOD5 mg/l 265 50 4 COD mg/l 385 100 5 Tổng N mg/l 49 30 6 Tổng P mg/l 7,5 6 7 Dầu mỡ mg/l 40 20 8 Coliform MPN/100ml 6.400 5.000 (Nguồn: Công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái) - Yêu cầu nước thải sau xử lý: Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý đạt QCVN 24:2009, Cột B. Sau đó đấu nối vào trạm xử lý nước thải tập trung của KCN để tiếp tục xử lý đạt QCVN 24:2009, Cột A trước khi thải ra môi trường. 3.4.3. Đề xuất các phương án xử lý nước thải của công ty Thành phần nước thải có hàm lượng hữu cơ (với COD = 335 mg/l, BOD5 = 265 mg/l è tỷ lệ COD/BOD = 1,26 < 2, và BOD5 < 1000 mg/l rất thích hợp cho phương pháp xử lý sinh học hiếu khí. Các công trình xử lý sinh học gồm có: Cánh đồng lọc. Cánh đồng tưới. Bể hiếu khí với bùn hoạt tính (Aeroten). Bể sinh học tiếp xúc (dạng cải tiến của bể Aerotank với bùn hoạt tính và vật liệu đệm dính bám). Lọc sinh học. Mương oxy hóa. Đĩa quay sinh học RBC. Do vị trí công ty nằm trong KCN, diện tích khuôn viên lại giới hạn nên ta không thể lựa chọn các công trình như: ao hồ hiếu khí, mương oxy hóa, cánh đồng lọc. Ngoài ra, đối với đĩa quay sinh học RBC thì chi phí đầu tư rất tốn kém và kỹ thuật vận hành cao. Bể Aeroten, bể sinh học tiếp xúc và bể lọc sinh học có thể được chọn do phù hợp với những điều kiện trên. Bên cạnh đó, nước thải có nhiễm hàm lượng dầu mỡ nên hệ thống xử lý có bố trí công trình xử lý dầu mỡ như bể tách dầu. Ngoài ra, nước thải còn chứa hàm lượng cát từ quá trình rửa vỏ khoai củ. Do đó, công trình còn bổ sung thêm bể lắng cát. Trong các phương án xử lý việc lựa chọn dựa theo tiêu chí như: hiệu quả xử lý, giá thành công trình, vận hành và bảo dưỡng công trình, chi phí xử lý. Với điều kiện thực tế của công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái có thể áp dụng một trong hai công nghệ sau. Phương án 1 NGUỒN TIẾP NHẬN BÁNH BÙN MÁY ÉP BÙN DD Clorine BỂ KHỬ TRÙNG Nước thải sản xuất BỂ NÉN BÙN BỂ TÁCH DẦU MÁY THỔI KHÍ MÁY THỔI KHÍ HỐ THU G0M BỂ LẮNG BỂ AEROTEN Bùn tuần hoàn BỂ ĐIỀU HÒA Bùn dư BỂ LẮNG CÁT SONG CHẮN RÁC SÂN PHƠI CÁT Nước dư MÁY LỌC RÁC GHI CHÚ: Đường nước Đường bùn Đường nước tách bùn Đường khí Đường châm hóa chất Hình 3.3. Quy trình xử lý theo phương án 1 NGUỒN TIẾP NHẬN BÁNH BÙN MÁY ÉP BÙN DD Clorine BỂ KHỬ TRÙNG Nước thải sản xuất BỂ NÉN BÙN MÁY LỌC RÁC MÁY THỔI KHÍ MÁY THỔI KHÍ HỐ THU G0M BỂ LẮNG BỂ SINH HỌC TIẾP XÚC Bùn tuần hoàn BỂ ĐIỀU HÒA Bùn dư BỂ LẮNG CÁT SONG CHẮN RÁC SÂN PHƠI CÁT Nước dư BỂ TÁCH DẦU Phương án 2 GHI CHÚ: Đường nước Đường bùn Đường nước tách bùn Đường khí Đường châm hóa chất Hình 3.4. Quy trình xử lý theo phương án 2 3.4.4. Lựa chọn công nghệ Qua hai phương án trên ta thấy phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn so với phương án 1 như: Bể sinh học tiếp xúc là dạng cải tiến hơn so với bể Aerotank. Trong bể sinh học có bố trí vật liệu tiếp xúc, ngoài quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính còn xảy ra quá trình sinh trưởng bám dính của các vi sinh vật trên lớp vật liệu giá thể. Vật liệu tiếp xúc giúp tạo ra chủng vi sinh vật có thể khử được Nitơ và Photpho trong nước thải triệt để hơn so với bể Aerotank. Mặt khác, các vi sinh vật dính bám lên bề mặt vật liệu một cách có chọn lọc nên khả năng hấp phụ các chất hữu cơ trong nước thải cao hơn trong bể Aerotank. Do những ưu điểm nổi bật vượt trội so với phương án 1, do đó ta sử dụng phương án 2 để tính toán và xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái. 3.4.5. Thuyết minh quy trình công nghệ Nước thải từ các công đoạn sản xuất chứa nhiều cặn lơ lửng cho qua song chắn rác để tách rác có kích thước lớn. Sau đó dẫn qua bể lắng cát và tập trung tại bể thu gom. Tiếp theo đó qua ngăn tách dầu mỡ, váng nổi khỏi mặt nước thải để thuận tiện cho vi sinh hoạt động sau này. Tiếp theo nước thải tiếp tục chảy qua bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo. Sau đó toàn bộ nước thải tự chảy qua bể sinh học tiếp xúc. Ở bể này, hàm lượng BOD còn lại trong nước thải sẽ được xử lý tiếp với sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí. Hiệu quả khử BOD có thể đạt 85 - 90%. Không khí được cung cấp cho bể sinh học nhờ 2 máy sục khí hoạt động luân phiên. Trong bể sinh học hiếu khí tiếp xúc có lắp đặt hệ thống vật liệu tiếp xúc bằng dây cước nhựa. Các vi sinh vật trong bể sẽ bám dính vào bề mặt vật liệu tiếp xúc tạo thành lớp màng vi sinh vật. Nước thải mang những chất hữu cơ khi đi ngang qua và tiếp xúc với lớp màng vi sinh này sẽ được vi sinh vật dùng để làm thức ăn tồn tại và phát triển. Từ đó nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải được được giảm thiểu và ít ô nhiễm hơn. Ngoài ra, lớp màng vi sinh này còn tạo ra những vùng thiếu khí giúp cho quá trình khử Nitơ trong nước thải được tăng lên. Nước thải sau đó tiếp tục chảy qua bể lắng, ở bể này các chất lơ lửng và những lớp màng vi sinh vật già cổi sẽ được giữ lại làm giảm hàm lượng SS. Ra khỏi bể lắng, nước thải tiếp tục được đưa qua tiếp xúc với chất khử trùng clorine. Dung dịch clorine được bơm định lượng đưa vào bể trộn. Nhờ vào năng lượng khuấy trộn thuỷ lực, dung dịch clorine được khuếch tán đều vào trong nước. Bùn từ bể lắng một phần được bơm vào bể nén bùn để tách nước và bùn. Phần còn lại được hoàn lưu về bể sinh học hiếu khí nhằm cung cấp bùn để cung cấp bùn để cho vi sinh vật trong bể hoạt động. Bùn trong bể nén bùn được bơm lên máy ép bùn để loại bỏ nước ra khỏi bùn . Quá trình oxy hóa vi sinh vật gây bệnh xảy ra trong bể tiếp xúc clorine. Clorine là chất oxy hóa mạnh sẽ oxy hóa màng tế bào vi sinh vật gây bệnh và giết chết chúng. Thời gian tiếp xúc để loại bỏ vi sinh vật khoảng 20 – 40 phút. Nước thải đầu ra sau xử lý đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột B. Chương 4 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.1. Song chắn rác 4.1.1. Nhiệm vụ Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn rác. Tại song chắn rác, các tạp vật thô có kích thước lớn được giữ lại. Các tạp vật này có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm đường ống hoặc kênh dẫn. Ngoài ra, các hợp chất cơ học trong nước còn có tác hại khác như bào mòn đường ống, thiết bị, làm tăng trở lực dòng chảy nên tăng tiêu hao năng lượng của bơm. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện thuận lợi cho cả hệ thống. 4.1.2.Tính toán Lưu lượng trung bình ngày: Qngàytb = 150 m3/ ngày Lưu lượng trung bình giờ: Qgiờtb = 6,25 m3/ giờ Lưu lượng trung bình giây: Qgiâytb = 1,74 lít/ giây Lưu lượng giờ lớn nhất: Qgiờmax = Qgiờtb.Kcb Trong đó: Kcb là hệ số không điều hòa chung của nước thải, lấy theo TCXD-51- 84; Kcb=3. Qgiờmax = 6,25 x 3 = 18,75 m3/ giờ Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. Số khe hở của song chắn rác: Trong đó: Qmax : lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s). Qmax = 18,75 m3/h = 0,0052 m/s. b : bề rộng khe hở giữa các song chắn rác (mm), từ 15 ÷ 25 mm. Chọn b = 16 mm ko : hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác cơ giới, ko = 1,05. h : chiều sâu mực nước qua song chắn (m) thường lấy bằng chiều sâu mực nước trong mương dẫn. Chọn h = 0,1m. Vmax : tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất, từ 0,6 ÷ 1,0 m/s. Chọn Vmax = 0,9 m/s. n = = 5,69 Chọn n = 6 khe. Chiều rộng song chắn rác: Bs = S(n – 1) + b.n Trong đó: S: là bề rộng thanh đan hình chữ nhật, chọn S = 8mm (n-1) : số thanh đan của song chắn rác Bs = 0,008(6 – 1) + 0,016 x 6 = 0,136 (m) Chọn Bs = 0,2 m. Tổn thất áp lực qua song chắn rác: Trong đó: Vmax = 0,6 m/s g : gia tốc trọng trường (m/s2) k : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở song chắn. k = 2 ÷ 3, chọn k = 3. x : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn được tính bởi: b : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Chọn thanh tiết diện hình chữ nhật, b = 2,42 a : góc nghiêng song chắn rác, a = 60o Þ hs =0,83 (mH2O) Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn: L1 = = = 0,137 (m) Trong đó: : góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác. Chọn =20o Bk : chiều rộng của mương dẫn nước thải vào. Chọn Bk = 0,1 m Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn: L2 = 0,5.L1 = 0,5 x 0,137 = 0,0685 (m) Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + L3 = 0,137 + 0,0685 + 1 » 1,2 (m) L3 : chiều dài buồng đặt song chắn rác Hình 4.1.Sơ đồ lắp đặt song chắn rác Hàm lượng chất lơ lửng (TSS), COD và BOD5 của nước thải sau khi đi qua song chắn rác giảm 4%, còn lại: TSS = TSS (100-4)% = 140 96% = 134,4 (mg/l) BOD5 = BOD5 (100-4)%= 265 96% = 254,4 (mg/l) COD = COD (100-4)%= 385 96% = 369,6 (mg/l) Bảng 4.1. Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác STT STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Bề rộng khe mm 16 2 Số khe hở khe 6 3 Chiều rộng mương dẫn nước vào m 0,1 4 Chiều rộng song chắn m 0,2 5 Chiều dài đoạn kênh trước song chắn m 0,137 6 Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn m 0,0685 7 Chiều dài mương đặt song chắn m 1,0 4.2.2. Bể thu gom 4.2.1. Nhiệm vụ Bể thu gom nước thải tập trung toàn bộ nước thải từ các phân xưởng sản xuất của công ty để đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an toàn. Trong bể thu gom, sử dụng hai bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể tách dầu. 4.2.2. Tính toán Thời gian lưu nước trong bể thu gom tối thiểu là 15 đến 20 phút. Chọn thời gian lưu nước là t = 20 phút. Thế tích bể thu gom được tính như sau: V = Qmax x t = 18,75 x = 6,25 (m3) Vậy kích thước của bể thu gom được xây dựng như sau: Chiều dài L = 2,5 m Chiều rộng B = 1,5 m Chiều cao H = 2,0 m Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,5 m Thể tích thực của bể V = 9,38 m3 Tính bơm Công suất của bơm Trong đó: Qmax : lưu lượng nước thải lớn nhất trong ngày, Qmax= 18,75m3/h= 0,0052 m3/s Trở lực : P = H = h1 + h2 h1 : chiều cao cột nước trong bể, h1 = 2 m h2 : tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu, tổn thất qua lớp bùn, … lấy trong khoảng từ 2÷3 mH2O. Þ Trở lực H = 2 + 3 = 5 (mH2O) Chọn H = 7 mH2O Công suất của bơm: (kW) Công suất thực của bơm lấy bằng 120% công suất tính toán: Ntt = 1,2 x 0,45 = 0,54 (kW) Chọn hai bơm hoạt động luân phiên, công suất mỗi bơm là 1,0HP để bơm nước thải từ bể thu gom sang bể tách dầu. Bảng 4.2. Thông số thiết kế bể thu gom Thông số Đơn vị Kích thước Chiều dài m 2,5 Chiều rộng m 1,5 Chiều cao m 2,0 Chiều cao bảo vệ m 0,5 Thể tích thực m3 9,38 4.3. Bể lắng cát 4.3.1 Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như cát, sỏi, xỉ và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng hay trọng lượng riêng lớn. 4.3.2.Tính toán Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng cát ngang t = 60s. Lưu lượng nước tính toán: Q = 0,0052 m3/s Thể tích tổng cộng của bể lắng cát: Wb = Qstt*t = 0,0052*60 = 0,312 m3 Chiều dài bể lắng cát ngang được xác định theo công thức: L === 6,82 m Trong đó: K : hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng cát và độ thô thủy lực của hạt cát U0.Với đường kính hạt cát giữ lại trong bể d=0,2mmàU0=18,7mm/s và K=1,7; Htt: độ sâu tính toán của bể lắng cát, Htt=0,25-1m (Điều 6.3.4.a-TCXD-51-84). Chọn Htt=0,25m; : tốc độ của nước thải trong bể lắng cát ngang, =0.25-0,4. Chọn =0,3m/s (Bảng TK-2 –xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình-Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân). U0: độ thô thủy lực của hạt cát, U0=18,7-24,2mm/s ứng với đường kính của hạt cát d=0,20-0,25mm. Chọn U0=18,7mm/s. Diện tích tiết diện ướt của bể lắng cát ngang được tính theo công thức: F = Trong đó: : tốc độ của nước thải trong bể lắng cát ngang. Chọn =0,15m/s . Chiều rộng bể lắng cát ngang được xác định theo công thức: B= = 0,16 m. Chọn B = 0,2 m Trong đó: Htt: độ sâu tính toán của bể lắng cát, Htt=0,25-1m (Điều 6.3.4.a-TCXD-51-84), chọn Htt=0,25m. Kết quả phân tích lượng cát có trong nước thải là 140 mg/l (140 g/m3). Khối lượng cát có trong nước thải trong một ngày đêm: 140(g/m3) x 150(m3) = 21 (kg/ng.đ) Độ ẩm cát trong nước thải từ 13 ÷ 65%. Chọn độ ẩm cát là 40% thì lượng cát ẩm là: m = (kg/ngđ) Trọng lượng riêng của cát trong nước thải khoảng 1600 kg/m3. Thể tích cát trong một ngày đêm: Vcát = (m3) Chọn thời gian lấy cát là T = 1 ngày. Thể tích ngăn chứa cát được tính theo công thức: Wc = 0,03 x 1 = 0,03 (m3) Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong một ngày đêm h2 = = = 0,02 m . Trong đó: Vc = Lượng cát sinh ra trung bình trong 1 ngày đêm t = chu kỳ xả cát, t = 1 ngày Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang Hxd = Httmax + hc + hbv = 0,25 + 0,02 + 0,3 = 0,57m h3 là chiều cao bảo vệ Bảng 4.3. Thông số thiết kế của bể lắng cát STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Chiều dài m 6,82 2 Chiều rộng m 0,2 3 Chiều cao tổng m 0,57 4 Độ chênh đáy m 0,1 Hàm lượng chất lơ lửng (TSS), COD và BOD5 của nước thải sau khi đi qua bể lắng cát giảm 5%, còn lại: TSS = TSS (100-5)% = 134,4 95% = 127,68 (mg/l) BOD5 = BOD5 (100-5)%= 254,4 95% = 241,68(mg/l) COD = COD (100-5)%= 369,6 95% = 351,12 (mg/l) 4.4. Bể tách dầu 4.4.1. Nhiệm vụ Bể tách dầu mỡ dùng để tách và thu các loại dầu mỡ động thực vật… có trong nước thải. Bể tách dầu mỡ thường có 2 ngăn: Ngăn thu cặn và ngăn thu mỡ. 4.4.2.Tính toán Theo tiêu chuẩn cấp thoát nước cho công trình Bể tách dầu mỡ thường có 2 ngăn Thời gian lưu trong bể tách dầu mỡ phải lớn hơn 1h, chọn t = 1,2h. Chiều sâu công tác ngăn thu mỡ từ 0,35 – 1.83m. Thể tích ngăn thứ nhất bằng hai phần ba thể tích toàn bể. Diện tích mặt thoáng tối thiểu của ngăn tách mỡ là 0,53 m2/m3 thể tích công tác. Khoảng cách từ mực nước đến nắp thu dầu phải lớn hơn 230 mm. Khoảng không chứa không khí trong bể có dung tích tối thiểu bằng 12,5% dung tích bể tách dầu. Thể tích công tác của bể tách dầu mỡ V = Qgiờmax t = 18,75 1,2 = 22,5 m3 Ngăn thứ nhất V1 = Ngăn thứ nhất có kích thước Chiều dài: L1 = 4,5m Chiều rộng: B1 = 1,8 m Chiều sâu công tác: h1 = 1,8m Chiều sâu bảo vệ hBV = 0,5 m Chiều sâu thực tế: H1 = h1 + hBV = 1,8 + 0,5 = 2,3m Kiểm tra điều kiện: Diện tích mặt thoáng: s = Dung tích phần không khí so với dung tích ngăn: (thỏa) Ngăn thứ hai V2 = Ngăn thứ hai có kích thước: Chiều dài: L2 = 1,8 m Chiều rộng: B2 = 1,5 m Chiều sâu công tác: h2 = 1,8m Chiều sâu bảo vệ hBV = 0,5 m Chiều sau thực tế: H2 = h2 + hBV = 1,8 + 0,5 = 2,3m Kiểm tra điều kiện: Diện tích mặt thoáng s = Dung tích phần không khí so với dung tích ngăn (thỏa) Bể tách dầu mỡ được cấu tạo bằng bêtông cốt thép Mác 250, dày 0,2 m và được vệ sinh vớt dầu mỡ định kỳ mỗi ngày. Bảng 4.4. Tổng hợp tính toán bể tách dầu mỡ Thông số Ký hiệu Kết quả Ngăn thứ nhất Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Chiều cao (m) L1 B1 H1 4,5 1,8 2,3 Ngăn thứ hai Chiều dài Chiều rộng (m) Chiều cao (m) L2 B2 H2 1,8 1,5 2,3 4.5. Bể điều hòa 4.5.1. Nhiệm vụ Bể điều hòa: Điều hoà lưu lượng, nồng độ chất hữu cơ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ. Qua đó oxy hóa một phần chất hữu cơ, giảm kích thước các công trình đơn vị phía sau và tăng khả năng làm việc hiệu quả. 4.5.2. Tính toán Để xác định kích thước bể điều hoà, ta cần các số liệu về độ biến thiên lưu lượng của nước thải theo từng khoảng thời gian trong ngày, lưu lượng trung bình ngày. Ở đây, do không có số liệu về độ biên thiên lưu lượng nước thải của nhà máy theo giờ nên ta chỉ có thể tính thể tích bể điều hoà một cách gần đúng như sau: Thể tích bể điều hoà V = Trong đó: QTBh: Lưu lượng trung bình giờ, Q = 6,25 m3/h t: Thời gian lưu nước trong bể điều hoà (4-8 giờ), Chọn t=6giờ Kích thước xây dựng của bể điều hoà Chọn chiều cao làm việc là : h = 3(m), chiều cao bảo vệ hbv = 0,5(m) Diện tích ngang của bể điều hoà: F = Kích thước bể: dài x rộng = 4,53 (m2) Thể tích xây dựng bể điều hoà Vdh(tt) = dài x rộng x cao = 4,5 3 (3+ 0,5) = 47,25 (m3) > 37,5 (m3) Tốc độ khuấy trộn bể điều hoà: Chọn khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén cần cho thiết bị khuấy trộn: qkhí = R Vdh(tt) = 0,9 khí m3/m3 bể.phút 252m3 = 226,8m3/h. Trong đó: R: Tốc độ khí nén, R = 10 – 15 l/m3.phút, chọn R = 15 l/m3.phút = 0.015 m3/m3.phút = 0,9 (m3 khí/m3 bể.h) Vdh(tt): Thể tích thực tế của bể điều hoà Bảng 4.5. Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí Loại khuếch tán khíCách bố trí Lưu lượng khí(l/phút.cái) Hiệu suất chuyển hoá oxyTiêu chuẩn ở độ sâu 4.6m, % Đĩa sứ - lưới Chụp sứ - lưới Bản sứ - lưới Ống plastic xốp cúng bố trí: Dạng lưới Hai phía theo chiều dài( dòng chảy xoắn hai bên) Một phía theo chiều dài(dòng chảy xoắn một bên) Ống plastic xốp mềm bố trí: Dạng lưới Một phía theo chiều dài Ống khoan lỗ bố trí: Dạng lưới Một phía theo chiều dài 11 – 96 14 – 71 57 – 142 68 – 11385 – 31157 – 340 28 – 19857 – 198 28 – 11357 – 170 25 – 40 27 – 39 26 – 33 28 – 3217 – 2813 – 25 25 – 3619 – 37 22 – 2915 – 19 Chọn khuếch tán khí bằng đĩa sứ bố trí dạng lưới. Vậy số đĩa khuếch tán là: n = = 11,25 đĩa Chọn n = 12 đĩa Trong đó r : Lưu lượng khí, chọn r = 50 l/phút. đĩa = 3 m3/h Chọn đường ống dẫn và cách bố trí Lưu lượng khí cung cấp cho bể là: Qk = n r = 12 3 = 36 ( m3/h) = 0,01 (m3/s) > qk Vậy: Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa = 0,01 (m3/s). Chọn 1 ống chính và 4 ống nhánh .Vận tốc khí trong ống vkk= 10 – 15 m/s ,có thể chọn vkk = 10 m/s. Đường kính ống chính D== (m). Chọn ống sắt tráng kẽm có 42 Đường kính ống nhánh d= (m). Chọn ống sắt tráng kẽm có 21 Tính toán các ống dẫn nước vào và ra khỏi bể điều hoà: Nước thải được bơm từ hố thu vào bể điều hoà, Vận tốc cho phép nước chảy trong ống v= 0,9 – 1.5 m/s,chọn vận tốc nước vào bể là 1 m/s, lưu lượng nước thải 6,25 m3/h, đường kính ống vào là: D = = = 0,047m Chọn ống nhựa PVC có đường kính 60mm Kiểm tra lại vận tốc (thỏa điều kiện) Áp lực và công suất của hệ thống nén khí: Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo công thức: Htc = (hd + hc) + hf + H Trong đó: hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn hc: Tổn thất áp lực cục bộ, m hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối, m H: Chiều cao hữu ích của bể điều hoà, H = 4 m Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0.4m, tổn thất hf không vượt quá 0.5m, do đó áp lực cần thiết là: Htc = 0.4 + 0.5 + 4 = 4.9 m Áp lực không khí sẽ là: P = Công suất máy thổi khí tính theo công thức sau: N = Chọn N = 1 Kw Trong đó: qkk: Lưu lượng không khí, qkk = 0.0093m3/s n: Hiệu suất máy thổi khí, n = 0.7 – 0.9, chọn n = 0.8 k: Hệ số an toàn khi sử dụng trong thiết kế thực tế, chọn n = 2. Bảng 4.6 Tổng hợp tính toán bể điều hòa Thông số Giá trị Thời gian lưu nước của bể điều hoà, t(h) 6 Kích thước bể điều hoà Chiều dài, L(m) 4,5 Chiều rộng, B(m) 3 Chiều cao, H(m) 3,5 Số đĩa khuyếch tán khí, n(đĩa) 12 Đường kính ống dẫn khí chính, D(mm) 42 Đường kính ống nhánh dẫn khí, dn(mm) 21 Đường kính ống dẫn nước vào , ra khỏi bể (mm) 60 Công suất máy nén khí, N(kw) 1 Hàm lượng BOD5 ,COD, SS của nước thải sau khi đi qua bể điều hòa còn lại: BOD5 = BOD5 (100-5)%= 241,68 95% = 230 (mg/l) COD = COD (100-5)%= 351,12 95% = 333,56 (mg/l SS = SS (100-35)%= 127,68 65% = 83 (mg/l) 4.6. Bể sinh học tiếp xúc hiếu khí 4.6.1. Nhiệm vụ Loại bỏ các hợp chất hữu cơ hoà tan có khả năng phân huỷ sinh học nhờ quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính và quá trình sinh trưởng bám dính của các vi sinh vật trên lớp vật liệu giá thể. 4.6.2. Tính toán 1. Xác định kích thước bể Khối tích vật liệu làm giá thể được tính Thông số thiết kế: Tải lượng thực tế: 0,3 ÷ 0,4 kgCOD/kgMLVSS.ngày đêm. Chọn = 0,4 kgCOD kgMLVSS .ngày đêm Khối lượng riêng của MLVSS: 1,1.103kg/m3 Tỉ số = 0,65 ÷ 0,85. Chọn = 0,65 Độ dày lớp màng sinh khối: d = 0,1.10-3 ÷ 1.10-3m, chọn d = 0,1.10-3m Vật liệu tiếp xúc có diện tích bề mặt: 50 m2/m3 = 0,5-0,6. Chọn = 0,5 Tải trọng N-NO3- = 1,3 ÷ 1,8 kg/m3.ngày đêm Nước thải sau xử lý có: BOD ≤ 50mg/lÛCOD ≤ 100mg/l Nước thải sau khi qua bể điều hòa, hàm lượng COD giảm còn 333,56 Vậy lượng COD tối thiểu cần xử lý trong bể sinh học hiếu khí là: 333,56 – 100 = 233,56 mg/l tương đương 35,034 kgCOD/ngày đêm Sinh khối MLVSS cần thiết tối thiểu để phân hủy lượng COD nói trên = 116,78 (kgMLVSS) Tương đương với khối tích MLVSS: = 106,16.10-3(m3MLVSS) Vậy khối tích toàn bộ màng sinh học = 176,93.10-3(m3MLSS) Khối tích vật lệu cần thiết: = 35,386m3 Vậy khối tích vật liệu chọn để bố trí trong bể sinh học tiếp xác là:36 m3 Tính toán thể tích bể sinh học hiếu khí Thể tích vật liệu trong bể sinh học tiếp xúc chiếm 50 ÷ 60% thể tích bể sinh học tiếp xúc, chọn bằng 50% Thể tích bể hiếu khí sinh học tiếp xúc được tính theo công thức sau Vbể sinh học = Vvật liệu = = 72m3 Vậy kích thước của bể sinh học tiếp xúc được chọn như sau: D x R x C = 6m x 4m x3,5m, trong đó chiều cao lớp vật liệu đệm tiếp xúc là Hlv = 1,5m; chiều cao trên lớp vật liệu đệm là 0,75m; chiều cao phần đáy là 0,75m; chiều cao bảo vệ là 0,5m. 2. Thời gian lưu nước q = = 0,48 ngày = 11,5 (giờ) 3. Tính lưu lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày - Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức = 0,375 - Lưu lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 Px = Q() x Yb = 150 ()x 0,375x10-3 = 9,68 (kg/ngày.đêm) - Tổng lượng cặn sinh ra trong một ngày (kg/ngày) - Lượng cặn dư xả ra hàng ngày Pxả = P1x - Pra Với: Pra = SSra x Q = 50.10-3 x 150 = 7,5 (kg/ngày) ® Pxả = 13,83 – 7,5 = 6,33 (kg/ngày) Lưu lượng bùn xả (nồng độ bùn hoạt tính trong nước thải ra khỏi bể lắng) Qxả = = 1,51 (m3/ngày) Trong đó: XT: Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn, XT = (1- 0,3) x 8000 = 5600 (mg/l) Xra: Nồng độ VSS ra khỏi bể lắng Xra = SSra x a = 50 x 0,75 = 37,5 (mg/l) 4. Hệ số bùn tuần hoàn Q, S0 Bể sinh học tiếp xúc Qe, S, Xe Bể lắng II Qr, Xr, S Qw, Xr Hình 4.2. Sơ đồ làm việc của bể sinh học tiếp xúc Phương trình cân bằng vật chất đối với bể sinh học tiếp xúc (Q + Qt) X = QXo + QtXt Trong đó: Q: lưu lượng nước thải vào bể, Q = 150 m3/ngày Qt : lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn, m3/ngày X0: nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể, Xo = 0 ; X: nồng độ VSS ở bể, X=3000 mg/l ; Xt : nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xt=8000 mg/l Chia 2 vế của phương trình trên cho Q và đặt tỉ số Qt/Q = (được gọi là tỉ số tuần hoàn), ta được: Xt=X+X Hay = Lưu lượng bùn tuần hoàn = Suy ra Qt = a Q = 0,6 x 150 = 90 (m3/ngày) Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể sinh học tiếp xúc - Tải trọng thể tích (kg BOD5/m3ngày) La = 0,8237 nằm trong giới hạn cho phép đối với bể sinh học tiếp xúc xáo trộn hoàn toàn: La = 0,8 – 0,9 kg BOD5/m3ngày (Theo tài liệu Thoát nước của PGS,TS Hoàng Văn Huệ) Tính lượng oxy cần thiết Lượng oxy cần thiết trong điều kiện chuẩn = » 33,16 (kg/ngày) Trong đó: f: Là hằng số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20, 1,42: Là hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD Px: Lưu lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày, Px = 9,68 kg/ngày - Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế = (kg/ngày) Trong đó: CS: Nồng độ oxy bão hòa ở trong nước ở 200C, CS = 9,08 (mg/l) C: Nồng độ oxy hoà tan cần duy trì trong bể, C = 1,5 – 2 (mg/l) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai. Chọn C = 2 (mg/l) T = 25oC: Nhiệt độ nước thải. Hệ số điều chỉnh lượng oxy thâm nhập vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng và kích thước bể, có giá trị từ 0,6 đến 0,94., chọn - Lượng không khí cần thiết Qkk= Trong đó: fa: hệ số an toàn, fa = 1,5-2, chọn fa = 1,5 (Tính toán các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) OU: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho 1 m3 không khí. OU = Ou . h Với Ou: Phụ thuộc hệ thống phân phối khí. Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ và mịn, (tra bảng 7-1 sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai). Bảng. Công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn Điều kiện thí nghiệm Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình Ou = grO2/m3.m OugrO2/m3.m Nước sạch T=20oC 12 10 Nước thải T=20oC, a = 0,8 8,5 7 ® Ou = 7 (grO2/m3.m) h: độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h = 2,8(m) ® OU = 7 2,8 = 19,6 grO2/m3 ® Qkk (m3/ngày) Tính áp lực máy nén Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén khí được xác định theo công thức: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn hc: tổn thất cục bộ (m) Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0.4m hf : Tổn thất qua các đĩa phân phối (m), giá trị này không vượt quá 0.5m H: Chiều sâu hữu ích của bể , H = 3m Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hd = 0,4 + 0,5 + 3 = 3,9 (m) - Áp lực không khí là p = (atm) - Công suất máy nén khí Trong đó: qk : Lưu lượng không khí, qk = (m3/s) : Hiệu suất máy nén khí; = 0,7 0,9. chọn = 0,8 Bố trí hệ thống sục khí Chọn hệ thống cấp khí cho bể gồm 1 ống chính, 4 ống nhánh đặt cách nhau 1m - Đường kính ống chính dẫn khí D = = 0,09m = 90mm Chọn D = 90mm. Trong đó: V: Tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới ống phân phối, V = 10 – 15 (m/s), Chọn V=10 (m/s) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) - Đường kính ống nhánh dẫn khí Dn = = 0,045m = 45mm Chọn Dn = 60 (mm) - Chọn đĩa xốp, đường kính 170 (mm), diện tích bề mặt F = 0,02 (m2), cường độ khí 200l/phút.đĩa = 3,3 (l/s) - Số đĩa phân phối trong bể là: N = = = 19,39 đĩa ® Chọn số đĩa: N = 20 đĩa Số lượng đĩa là 20 cái, chia làm 4 hàng, mỗi hàng 4 đĩa phân bố cách sàn bể 0,2m. Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn » 0,03 (m) Chọn Db = Æ 34 Qth: Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qth = 90 (m3/ngđ) vb: Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện bơm, vb = 1-2 (m/s). Chọn vb =1,5 (m/s) Hàm lượng COD, SS của nước thải sau khi đi qua bể sinh học tiếp xúc hiếu khí còn lại: Bảng 4.7. Các thông số thiết kế bể bể sinh học tiếp xúc hiếu khí STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 6 m 2 Chiều rộng bể (B) 4 m 3 Chiều cao bể (H) 3,5 m 4 Thời gian lưu nước (q) 11,5 giờ 5 Thời gian lưu bùn qc 10 ngày 6 Đường kính ống dẫn khí chính 90 mm 7 Đường kính ống dẫn khí nhánh 60 mm 8 Công suất máy nén khí 2,2 KW/h 9 Số lượng đĩa 20 đĩa 4.7. Bể lắng 4.7.1. Nhiệm vụ: Bể lắng đợt hai có nhiệm vụ chắn giữ các bông bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể sinh học tiếp xúc hiếu khí và các thành phần tính chất không hoà tan. Hỗn hợp nước –bùn hoạt tính từ bể sinh học tiếp xúc hiếu khí được đưa liên tục sang bể lắng đứng để loại bỏ bùn hoạt tính trước khi dẫn đến công trình xử lý tiếp theo. Nước thải đươc dẫn vào ống trung tâm. Ống trung tâm ở thiết bị lắng đứng được thiết kế sao cho nước khi ra khỏi ống trung tâm có vận tốc nước đi lên trong thiết bị chậm nhất (trạng thái tĩnh),khi đó các bông cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn để thắng được vận tốc của dòng nước thải đi lên sẽ lắng xuống đáy của thiết bị lắng. 4.7.2. Tính toán Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng thể hiện trong bảng sau: Bảng 4.8: Bảng thông số thiết kế bể lắng Loại xử lý Tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày) Tải trọng bùn (kg/m2.h) Chiều sâu tổng cộng (m) Trung bình Lớn nhất Trung bình Lớn nhất Bùn hoạt tính 16 – 32 40 – 48 3.9 – 5.8 9.7 3.7 – 6.0 Bùn hoạt tính oxygen 16 – 32 40 – 48 4.9 – 6.8 9.7 3.7 – 6.0 Aeroten tăng cường 8 – 16 24 - 32 0.98 – 4.9 6.8 3.7 – 6.0 Lọc sinh học 16 – 24 40 – 48 2.9 – 4.9 7.8 3.0 – 4.5 RBC - Xử lý BOD 16 – 32 40 – 48 3.9 – 5.8 9.7 3.0 – 4.5 - Nitrat hóa 16 – 24 32 – 40 2.9 – 4.9 7.8 3.0 – 4.5 Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – TS. Lâm Minh Triết (Chủ biên) Chọn tải trọng bề mặt và tải trọng chất rắn thích hợp là: LA = 16 m3/m2.ngày LS = 5 kg/m2.h Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bề mặt: Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn: Do AL > AS, vậy chọn diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt làm diện tích tính toán. Chọn kích thước bể lắng: Dài x Rộng = L x B = 3,3m x 3,3m = 10,89 m2 (đạt yêu cầu). Đường kính ống trung tâm: d = 20%L = 20% x 3,3 = 0,66m Chọn chiều sâu hữu ích bể lắng hL = 2,0m, chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,9m, chiều cao an toàn hbv = 0,6m Chiều cao tổng cộng bể lắng: Htc = hL + hb + hbv = 2,0 + 0,9 + 0,6 = 3,5m Chiều cao ống trung tâm: h = 60%H = 60% x2 =1,2m Bể lắng được xây dựng với độ dốc đáy 8%, có trang bị thiết bị gạt bùn. Kiểm tra thời gian lưu nước, thời gian lưu bùn và tải trọng máng tràn. Thể tích phần lắng: VL = L x B x hL –π/4 x d2 x hL = 3,3 x 3,3 x 2-π/4 x0,662 x 2 =20,74m3 Thời gian lưu nước: Thể tích phần chứa bùn: Vb = A x hb = 10,89 x 0,9 = 9,8m3 Tải trọng máng tràn: ngày < 500 m3/m.ngày (thỏa điều kiện) Tính toán máng răng cưa Máng răng cưa được thiết kế 5,5 khe/m dài, khe tạo góc 90o Máng răng cưa được bố trí sao cho điều chỉnh được chế độ chảy, lượng nước tràn qua để vào máng thu. Để thu bọt váng và các chất nổi trên bề mặt bể lắng, ta thiết kế máng tách cặn nổi bằng inox. Máng tách cặn nổi được bố trí theo chu vi bể, cách máng răng cưa 100mm Bảng 4.9. Các thông số thiết kế bể lắng STT Tên thông số Ký hiệu Kích thước 1 Chiều dài L 3,3 m 2 Chiều rộng W 3,3m 3 Chiều cao tổng cộng H 3,5 4 Chiều cao bảo vệ hn 0,6m 5 Thời gian lắng t 1,99 giờ 4.8. Bể khử trùng 4.8.1. Nhiệm vụ: Sau các giai đoạn xử lý: cơ học, sinh học… song song với việc làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể 90 – 95% . Tuy nhiên lượng vi trùng vẫn còn khá cao vì vậy cần thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải. Khử trùng nước thải có thể sử dụng các biện pháp như clo hoá, ôzon khử trùng bằng tia hồng ngoại, UV…ở đây chọn phương pháp khử trùng bằng clo vì phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả khá cao.. Khử trùng bằng dung dịch Clorin 5%. Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy ziczắc qua từng ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa clo và nước thải. 4.8.2. Tính toán Tính toán bể tiếp xúc với thời gian lưu nước trong bể 15 phút. Nguồn: “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp” – Lâm Minh Triết-Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân” page 168. + Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: Với a: liều lượng hoạt tính lấy theo Điều 6.20.3 – TCXD – 51 – 84: Đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn : a = 3g/m3 Lượng Clo Sử dụng trong 1 ngày là: Ya= 0,019kg/h = 0,46kg/ngay Chọn thời gian tiếp xúc : t = 30 phút + Thể tích bể : W = Q t = 6,25 0,5 = 3,13 m3 Chiều sâu lớp nước trong bể được chọn H = 2 m + Diện tích bề mặt của bể tiếp xúc: Với chiều cao của bể là: H = 2+0,3 = 2,3m Với h = 0,3 là chiều cao bảo vệ. + Chiều rộng bể chọn B = 0,8 m + Chiều dài tổng cộng: ; chọn L = 2m + Chọn bể tiếp xúc gồm 3 ngăn, 2 ngăn có kích thước: 0,8m x 0,7m x 2,3m; riêng ngăn thứ 3 có kích thước 0,8m x 0,6m x 2,3m Chọn bể tiếp xúc gồm 3 ngăn, kích thước mỗi ngăn : Chia bể làm 3 ngăn chảy ziczac Chiều dài mỗi ngăn L = n l + (n -1) b Với B: bề dày vách ngăn b = 0,1m 4.9. Bể nén bùn 4.9.1. Nhiệm vụ Bùn dư từ bể lắng II được đưa về bể nén bùn. Dưới tác dụng của trọng lực, bùn sẽ lắng và kết chặt lại. Sau khi nén, bùn được lấy ra ở đáy bể. 4.9.2. Tính toán Khối lượng cặn từ bể chứa bùn chuyển tới bể nén Trong đó: Vhh : Là hỗn hợp nước và bùn xả từ bể lắng 2. Vhh = Qxả = 2,2 m3/ngày. Sbun : Là tỉ trọng bùn so với nước. Sbun = 1,005 : Là khối lượng riêng của nước. =1000kg/m3 Ps : Nồng độ cặn tính theo cặn khô, %. Ps = 0,8 – 2,5%. Chọn Ps = 1,5% Lượng bùn cực đại dẫn tới bể nén bùn Trongđó: k là hệ số không điều hòa tháng của bùn hoạt tính dư. k =1,15-1,2. Chọn k = 1,2. Diện tích bể nén bùn Trong đó: U: Tải trọng chất rắn, U = 29– 49 (kg/m2.ngày) chọn U = 40 (kg/m2.ngày) Diện tích bể nén bùn tính luôn phần ống trung tâm Đường kính bể nén bùn Đường kính ống trung tâm Chọn d = 0,2 m Đường kính phần loe của ống trung tâm d1 = 1,35d = 1.35 0,2 = 0.27(m) Đường kính tấm chắn dch= 1,3d1 = 1.3 0,27 = 0,4 (m) Chiều cao phần lắng của bể Trong đó: t : Là thời gian lưu bùn trong bể nén. Chọn t = 10h. v : Là vận tốc bùn dâng. v = 0,5mm/s ( Chiều cao phần nón với góc nghiêng 45o, đường kính bể D = 1,2m và chọn đường kính của đáy bể 0,3m sẽ bằng: h2 = D/2 – 0,3 /2 = 1,2/2 – 0,15 = 0,75m. Chọn h2 = 0,8m Chiều cao phần bùn hoạt tính đã nén : Hb = h2 - ho - hth = 0,8 – 0,25 – 0,3 = 0,25m Trong đó: ho: Khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm tấm chắn, ho = 0.25 – 0.5 m, chọn ho =0.25m hth : Chiều cao lớp trung hoà, hth = 0.3m Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn Htc = Hlắng + h2 + h3 = 1,8 + 0,8 + 0.3 = 2,9 (m) Trong đó : Hlắng : Là chiều cao phần lắng của bể h2 : Là chiều cao phần nón với góc nghiêng 45o h3:Là khoảng cách từ mực nước trong bể đến thành bể , h3 = 0.3m Nước tách ra trong bể nén bùn được đưa về bể điều hoà để tiếp tục xử lý. Máng thu nước Vận tốc nước chảy trong máng: 0.6 – 0.7 m/s, chọn v = 0.7 m/s. Diện tích mặt cắt ướt của máng: A = Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ. Máng răng cưa Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức: Drc = D – (0,33 + 0,1 + 0,003)*2 = 1,2 – 0,866 = 0,3m Trong đó D: Đường kính bể nén bùn, D = 1,2m 0.33: Bề rộng máng tràn = 330mm = 0.33m 0.1: Bề rộng thành bê tông = 100mm = 0.1m. 0.003: Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 3mm Bảng 4.10. Tổng hợp tính toán bể nén bùn. Thông số Giá trị Lượng bùn cực đại dẫn tới bể nén bùn 39,80 Đường kính bể nén bùn, D(m) 1,2 Đường kính ống trung tâm, d(m) 0,18 Đường kính phần loe của ống trung tâm, dl(m) 0,27 Đường kính tấm chắn, dch(m) 0,3 Chiều cao phần lắng, hl(m) 1,8 Chiều cao phần bùn nén, Hb(m) 0,25 Chiều cao tổng cộng bể nén bùn, Htc(m) 3 4.10. Máy ép bùn băng tải 4.10.1. Nhiệm vụ Cặn sau khi qua bể nén bùn có nồng độ từ 3 ÷ 8% cần đưa qua thiết bị làm khô cặn để giảm độ ẩm xuống 70 ÷ 80% tức là tăng nồng độ cặn khô từ 20 ÷ 30% với mục đích: Giảm khối lượng vận chuyển ra bãi thải Cặn khô dễ đưa đi chôn lấp hay cải tạo đất có hiệu quả cao hơn cặn ướt Giảm thể tích nước có thể ngấm vào nước ngầm ở bãi chôn lấp … 4.10.2. Tính toán Khối lượng cặn cần xử lý: lượng cặn này chủ yếu từ bể lắng 2. Gbùn= Mbùn.max = 39,80 (kg/ngđ) Máy ép làm việc 4 giờ/ngày, 2ngày/tuần. Lượng cặn đưa vào máy trong một tuần Gt = 7 x Gbùn = 7 x 39,80 = 278,6 (kg/tuần) Lượng cặn đưa vào máy trong một giờ Gh = (kg/h) Chiều rộng băng tải nếu chọn băng tải có năng suất 80kg/m.rộng.giờ (m) Dựa vào Catalogue của thiết bị máy lọc ép băng tải , ta chọn thiết bị loại FP500 có chiều dài băng là 1,0 m và năng suất 80 kg/m.rộng.giờ. Bảng 4.11: Catalogue của thiết bị máy ép lọc băng tải. FP 500 FB 800 FP 1000 FB 1200 FB 1500 FB 1700 Belt Width(mm) 500 800 1000 1200 1500 1700 Capacity(T/hr) 0,6 - 2,0 1,8 – 4,0 3,0 - 6,5 4 – 8 6 – 14 10 – 16 D.S(kg/hr) 6 – 40 18 – 80 30 – 130 40 – 160 60 – 280 100 – 320 Compressor (HP) 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 Drive Motor(HP) 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 1,5 Wash Pump(HP) 3,0 3,0 5,0 5,0 5,0 7,5 Mixer(HP) 1/ 4 1/ 4 1/ 4 1/ 4 1/ 2 1/ 2 Dimension(m) 3,0x0,9x1,8 4,1x1,3x2,1 4,1x1,5x2,1 4,1x1,7x2,1 4,3x2,0x2,2 4,3x2,2x2,2 Weight(ton) 0,8 2,0 2,8 3,2 3,6 4,0 Chương 5 MÔ TẢ CÔNG TRÌNH THIẾT BỊ, KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH 5.1. Mô tả công trình và thiết bị 5.1.1. Mô tả công trình 5.1.1.1. Bể lắng cát Kích thước:dài x rộng x cao : 6,82m x 0,2mx 1,52m . Vật liệu:Bê tông cốt thép, mac 200, bên trong quét chống thấm. 5.1.1.2. Hố thu gom Kích thước:dài x rộng x cao : 2,5m x 1,5m x 2,5m. Vật liệu:Bê tông cốt thép, mac 200, bên trong quét chống thấm. 5.1.1.3. Bể tách dầu Kích thước: dài x rộng x cao: 6m x 1,8m x 2,3m Vật liệu:Bê tông cốt thép, mac 200, bên trong quét chống thấm. 5.1.14. Bể điều hòa Kích thước: dài x rộng x cao :4m x 3m x 3,5m Vật liệu: Bê tông cốt thép, mac 200, bên trong quét chống thấm 5.1.1.5. Bể sinh học tiếp xúc hiếu khí Kích thước:dài x rộng x cao : 6m x 4m x 3,5m. Vật liệu: Bê tông cốt thép ,mac 200, bên trong quét chống thấm. 5.1.1.6. Bể lắng Kích thước: dài x rộng x cao: 3,3m x 3,3m x 3,5m Vật liệu: Bê tông cốt thép, mac 200, bên trong quét chống thấm 5.1.1.7.Bể khử trùng Kích thước :dài x rộng x cao: 2m x 0,8m x 2,3m. Vật liệu: Bê tông cốt thép, mac 200, bên trong quét chống thấm. Bên trong có 3 vách ngăn, làm bằng gạch. Vật liệu:Bê tông cốt thép, mac 200, bên trong quét chống thấm. 5.1.1.8. Bể nén bùn Kích thước: đường kính x cao: 1,2m x 3m. Vật liệu: Bê tông cốt thép, mac 200, bên trong quét chống thấm. 5.1.2. Mô tả thiết bị 5.1.21. Bơm nước thải Bể thu gom Kiểu dáng: FC 300T, bơm chìm. Đặc tính kỹ thuật: Motor: 3phase, 380V-50Hz, P=1,0Hp Vận hành: gián đoạn Xuất xứ: Italy Vị trí lắp đặt: Bể thu gom Số lượng: 02 cái 5.1.2.2. Bơm nước thải Bể điều hoà Kiểu dáng: FC 150T Đặc tính kỹ thuật: Motor: 3phase, 380V-50Hz, P=1,0Hp Vận hành: gián đoạn Xuất xứ: Italy Vị trí lắp đặt: Bể điều hoà Số lượng: 02 cái 5.1.2.3. Máy thổi khí tại Bể điều hoà. Kiểu dáng: SSR-65 Đặc tính kỹ thuật: Motor: 3phase, 380V-50Hz, P=1kW Vận hành: Gián đoạn. Xuất xứ: Đài Loan Vị trí lắp đặt: Bể điều hoà Số lượng: 02 5.1.2.4. Máy thổi khí tại Bể sinh học tiếp xúc Kiểu dáng: SSR-125 Đặc tính kỹ thuật: Motor: 3phase, 380V-50Hz, P=2,2KW Vận hành: Gián đoạn. Xuất xứ: Đài Loan Vị trí lắp đặt: Bể sinh học tiếp xúc Số lượng: 02 cái 5.1.2.5. Bơm bùn bể lắng Kiểu dáng: SD 80/2T Đặc tính kỹ thuật: Motor: 3phase, 230V-50Hz, P=0,5 Hp Vận hành: Gián đoạn Xuất xứ: Italy Vị trí lắp đặt: Bể lắng II Số lượng: 01 cái 5.1.2.6. Bơm bùn từ bể nén bùn về băng tải ép bùn Kiểu dáng: NCBZ-4P-32-125A Đặc tính kỹ thuật: Motor: 1phase, 230V-50Hz, P=0,5Hp Vận hành: Liên tục Xuất xứ: Italy Vị trí lắp đặt: Bể nén bùn Số lượng: 01 cái 5.1.2.7. Máy ép bùn băng tải Kiểu dáng: FP500 Đặc tính kỹ thuật: 0,5HP; 40 kg/m.rộng.giờ Vận hành: gián đoạn Vị trí lắp đặt: sau bể nén bùn Số lượng: 01 cái 5.2. Dự toán chi phí 5.2.1. Các hạng mục xây dựng Bảng 5.1. Các hạng mục xây dựng Stt Mô tả công trình Khối lượng hạng mục Đơn vị tính Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 01 Bể lắng cát 2,42 m3 1.800.000 4.346.000 02 Hố thu gom 2,16 m3 1.800.000 3.888.000 03 Bể tách dầu 5,08 m3 1.800.000 9.515.000 04 Bể điều hòa 5,46 m3 1.800.000 9.828.000 05 Bể sinh học tiếp xúc 9,30 m3 1.800.000 16.740.000 06 Bể lắng II 7.29 m3 1.800.000 13.122.000 07 Bể khử trùng 0,86 m3 1.800.000 1.548.000 08 Bể nén bùn 1,93 m3 1.800.000 3.474.000 09 Nhà điều hành 20 m3 800.000 16.000.000 TỔNG CỘNG 78.461.000 5.2.2. Các hạng mục lắp đặt Bảng 5.2. Các hạng mục lắp đặt Stt Thiết bị, máy móc Số lượng Đơn vị tính Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 01 Lọc rác thô 01 Cái 2. 000.000 2.000.000 02 Lọc rác tinh 01 Cái 40.000.000 40.000.000 03 Bơm nước thải bể thu gom 02 Cái 10.000.000 20.000.000 04 Bơm nước thải bể điều hòa 02 Cái 8.500.000 17.000.000 05 Đĩa phân phối khí bể điều hòa 12 Cái 150.000 1.800.000 06 Máy thổi khí bể điều hòa 02 Cái 20.000.000 40.000.000 07 Máy thổi khí bể sinh học tiếp xúc 02 Cái 30.000.000 60.000.000 08 Đĩa phân phối khí bể sinh học tiếp xúc 20 Cái 150.000 3.000.000 09 Moteur khuấy bể lắng 01 Cái 4.500.000 4.500.000 10 Giàn khuấy gạt bùn 01 Cái 20.000.000 20.000.000 11 Máng thu nước răng cưa bể lắng 01 Cái 2 .500.000 2.500.000 12 Bơm bùn bể lắng 2 01 Cái 5.000.000 5.000.000 13 Bơm bùn từ Bể nén bùn về Băng tải ép bùn 01 Cái 7.000.000 7.000.000 14 Máng thu nước răng cưa bể nén bùn 01 Cái 2. 000.000 2.000.000 15 Máy ép băng tải bùn 01 Cái 200.000.000 200.000.000 16 Thùng chứa dung dịch 03 Cái 500.000 1.500.000 17 Máy khuấy dung dịch 02 Cái 2.000.000 4.000.000 18 Bơm định lượng dung dịch 01 Cái 5. 000.000 5.000.000 19 Bơm nước sạch 01 Cái 5.000.000 5.000.000 20 Tủ điện điều khiển 01 Cái 20.000.000 20.000.000 21 Hệ thống đường điện kỹ thuật 01 Hệ thống 8. 000.000 8.000.000 22 Hệ thống đường ống công nghệ 01 Hệ thống 8.000.000 8.000.000 23 Các chi tiết phụ, phát sinh 20.000.000 20.000.000 TỔNG CỘNG 496.300.000 - Tổng chi phí đầu tư cho các hạng mục công trình: Sđt = 78.461.000 + 496.300.000 = 574.761.000(đồng) - Chi phí đầu tư được tính khấu hao trong 20 năm Scb = 574.761.000 / (20 x 365) = 78.734 (đồng) 5.3. Chi phí vận hành hệ thống 5.3.1. Chi phí nhân công - Công nhân : 1 người ´ 1.500.000 đồng/tháng - Cán bộ : 1 người ´ 3.000.000 đồng/tháng Tổng cộng : 1.500.000 + 3.000.000 = 4.500.000 đồng/tháng = 150.000 đồng/ngày. 5.3.2. Chi phí hóa chất - Liều lượng Clo = 0,46 kg/ngày - Giá thành 1 kg Clo » 28.000 đồng. Chi phí hoá chất dùng cho 1 ngày : 0,46 ´ 28.000 = 12.880 đồng 5.3.3. Chi phí điện năng Bảng 5.3. Điện năng tiêu thụ của nhà máy trong một ngày. Hạng mục Số lượng Công suất (kW) Số giờ hoạt động trong ngày (giờ/ngày) Tổng điện năng tiêu thụ trong 1 ngày (Kw) Máy lọc rác 01 0,34 24 8,16 Bơm nước từ bể thu gom 02 0,54 12 12,96 Bơm nước thải từ bể điều hòa 02 0,54 12 12,96 Bơm bùn ở bể lắng 2 01 0,38 10 3,8 Bơm bùn từ bể nén bùn về băng tải ép bùn 01 0,38 4 1,52 Máy nén khí ở bể điều hoà 01 1 12 12 Máy nén khí ở bể sinh học tiếp xúc 0 2,2 12 26,4 Máy ép băng tải bùn 01 0,8 4 3,2 Bơm định lượng dung dịch 01 0,2 12 2,4 Điện năng tiêu thụ trong 01 ngày = 83,4 kwh Lấy chi phí cho 01 Kwh = 1200 VNĐ Chi phí điện năng cho 01 ngày vận hành: 83,4 x 1200 = 100.080 (VNĐ) - Tổng chi phí quản lý vận hành 1 ngày : Sql = 150.000 + 12.880 + 100.080 = 262.960 đồng 5.4. Tổng chi phí đầu tư - Tổng chi phí đầu tư cho công trình S = Scb + Sql = 78.734 + 262.960 = 341.694 (đồng) - Giá thành xử lý 1m3 nước thải Sxl = = » 2.300 (đồng) - Lãi suất ngân hàng : i = 0.8%/tháng - Giá thành thực tế để xử lý 1m3 nước thải Stt = Sxl ( 1+ 0.008´12 ) = 2.300 ( 1+ 0.008´12) » 2.520 (đồng) Chương 6 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH 6.1. Giai đoạn khởi động Đối với công trình xử lý cơ học (song chắn rác, bể điều hòa, bể lắng,…) thì thời gian đưa vào hoạt động tương đối ngắn. Trong thời gian đó, tiến hành diều chỉnh các bộ phận cơ khí, van khóa và các thiết bị đo lường, phân phối hoạt động. Đối với các công trình xử lý sinh học (bể sinh học tiếp xúc) thì gian đoạn đưa vào hoạt động tương đối dài, cần một khoảng thời gian đủ để vi sinh vật thích nghi và phát triển để đạt hiệu quả thiết kế. Chuẩn bị bùn Bùn sử dụng là loại bùn xốp có chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Tùy theo tính chất và điều kiện môi trường của nước thải mà sử dụng bùn hoạt tính cấy vào bể xử lý khác nhau. Bùn có thể lấy từ công trình xử lý hiếu khí của công ty thực phẩm có tính chất tương tự. Nồng độ bùn ban đầu cần cung cấp cho bể hoạt động là 1g/l – 1,5g/l. Kiểm tra bùn Chất lượng bùn : Bông bùn phải có kích thước đều nhau. Bùn tốt sẽ có màu nâu. Nếu điều kiện cho phép có thể tiến hành kiểm tra chất lượng và thành phần quần thể vi sinh vật của bể định lấy bùn sử dụng trước khi lấy bùn là 2 ngày. Vận hành Quá trình phân hủy hiếu khí và thời gian thích nghi của các vi sinh vật diễn ra trong bể sinh học tiếp xúc thường diễn ra rất nhanh, do đó thời gian khởi động bể rất ngắn. Các bước tiến hành như sau: Kiểm tra hệ thống nén khí, các van cung cấp khí. Cho bùn hoạt tính vào bể. Trong bể sinh học tiếp xúc, quá trình phân hủy của vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH của nước thải, nhiệt độ, các chất dinh dưỡng, nồng độ bùn, giá thể vi sinh vật và tính đồng nhất của nước thải. Do đó cần phải theo dõi các thông số pH, nhiệt độ, nồng độ COD, nồng độ MLSS, SVI, DO được kiểm tra hàng ngày, Chỉ tiêu BOD5 nitơ, photpho chu kỳ kiểm tra1 lần/ tuần. Cần có sự kết hợp quan sát các thông số vật lý như độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt trong bể cũng như dòng chảy. Tần số quan sát là hàng ngày. Chú ý: Trong giai đoạn khởi động cần làm theo hướng dẫn của người có chuyên môn. Cần phải sửa chữa kịp thời khi gặp sự cố. 6.2. Vận hành hằng ngày Đối với hoạt bể sinh học tiếp xúc, giai đoạn vận hành hằng ngày cần chú ý: Các hợp chất hóa học Nhiều hóa chất phênol, formaldêhyt , các chất bảo vệ thực vật, thuốc sát khuẩn,… có tác dụng gây độc cho hệ vi sinh vật trong bùn hoạt tính, ảnh hưởng tới hoạt động sống của chúng, thậm chí gây chết . Nồng độ oxi hòa tan DO Cần cung cấp liên tục để đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu hiếu khí của vi sinh vật sống trong bùn hoạt tính . Lượng oxi có thể được coi là đủ khi nước thải đầu ra bể lắng 2 có DO là 2 mg/l. Thành phần dinh dưỡng Chủ yếu là cacbon, thể hiện bằng BOD ( nhu cầu oxi sinh hóa ), ngoài ra còn cần có nguồn Nitơ (thường ở dạng NH+4 ) và nguồn Phốtpho (dạng muối Phốt phat), còn cần nguyên tố khoáng như Magiê, Canxi, Kali, Mangan, Sắt,… Thiếu dinh dưỡng : tốc độ sinh trưởng của vi sinh giảm, bùn hoạt tính giảm, khả năng phân hủy chất bẩn giảm. Thiếu Nitơ kéo dài : cản trở các quá trình hóa sinh, làm bùn bị phồng lên, nổi lên khó lắng . Thiếu Phốtpho : vi sinh vật dạng sợt phát triển làm cho bùn kết lại, nhẹ hơn nước nổi lên, lắng chậm, giảm hiệu quả xử lí. Khắc phục : cho tỉ lệ dinh dưỡng BOD : N : P = 100 : 5 : 1. Điều chỉnh lượng bùn tuần hoàn phù hợp. Tỉ số F/M Nồng độ cơ chất trong môi trường ảnh hưởng nhiều đến vi sinh vật, phải có một lượng cơ chất thích hợp, mối quan hệ giữa tải trọng chất bẩn với trạng thái trao đổi chất của hệ thống được biểu thị qua tỉ số F/M pH Thích hợp là 6,5 – 8,5, nếu nằm ngoài giá trị này sẽ ảnh hưởng đến quá trình hóa sinh của vi sinh vật, quá trình tạo bùn và lắng. Nhiệt độ Hầu hết các vi sinh vật trong nước thải là thể ưa ấm , có nhiệt độ sinh trưởng tối đa là 400C , ít nhất là 50C . Ngoài ra còn ảnh hưởng đến quá trình hòa tan oxi vào nước và tốc độ phản ứng hóa sinh 6.3. Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố trong vận hành hệ thống xử lý Nhiệm vụ của trạm xử lý nước thải là bảo đảm xả nước thải sau khi xử lý vào nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn quy định một cách ổn định. Tuy nhiên, trong thực tế, do nhiều nguyên nhân khác nhau có thể dẫn tới sự phá hủy chế độ hoạt động bình thường của các công trình xử lý nước thải, nhất là các công trình xử lý sinh học. Từ đó dẫn đến hiệu quả xử lý thấp, không đạt yêu cầu đầu ra. Những nguyên nhân chủ yếu phá hủy chế độ làm việc bình thường của trạm xử lý nước thải: Lượng nước thải đột xuất chảy vào quá lớn hoặc có nước thải sản xuất hoặc có nồng độ vượt quá tiêu chuẩn thiết kế. Nguồn cung cấp điện bị ngắt. Lũ lụt toàn bộ hoặc một vài công trình. Tới thời hạn không kịp thời sữa chữa đại tu các công trình và thiết bị cơ điện. Công nhân kỹ thuật và quản lý không tuân theo các quy tắc quản lý kỹ thuật, kể cả kỹ thuật an toàn. Quá tải có thể do lưu lượng nước thải chảy vào trạm vượt quá lưu lượng thiết kế do phân phối nước và bùn không đúng và không đều giữa các công trình hoặc do một bộ phận các công trình phải ngừng lại để đại tu hoặc sữa chữa bất thường. Phải có tài liệu hướng dẫn về sơ đồ công nghệ của toàn bộ trạm xử lý và cấu tạo của từng công trình. Ngoài các số liệu về kỹ thuật còn phải chỉ rõ lưu lượng thực tế và lưu lượng thiết kế của các công trình. Để định rõ lưu lượng thực tế cần phải có sự tham gia chỉ đạo của các cán bộ chuyên ngành. Khi xác định lưu lượng của toàn bộ các công trình phải kể đến trạng thái làm việc tăng cường _ tức là một phần các công trình ngừng để sữa chữa hoặc đại tu. Phải bảo đảm khi ngắt một công trình để sữa chữa thì số còn lại phải làm việc với lưu lượng trong giới hạn cho phép và nước thải phải phân phối đều giữa chúng. Để tránh quá tải, phá hủy chế độ làm việc của các công trình, phòng chỉ đạo kỹ thuật _ công nghệ của trạm xử lý phải tiến hành kiểm tra một cách hệ thống về thành phần nước theo các chỉ tiêu số lượng, chất lượng. Nếu có hiện tượng vi phạm quy tắc quản lý phải kịp thời chấn chỉnh ngay. Khi các công trình bị quá tải một cách thường xuyên do tăng lưu lượng và nồng độ nước thải phải báo lên cơ quan cấp trên và các cơ quan thanh tra vệ sinh hoặc đề nghị mở rộng hoặc định ra chế độ làm việc mới cho công trình. Trong khi chờ đợi, có thể đề ra chế độ quản lý tạm thời cho đến khi mở rộng hoặc có biện pháp mới để giảm tải trọng đối với trạm xử lý. Để tránh bị ngắt nguồn điện, ở trạm xử lý nên dùng hai nguồn điện độc lập 6.4. Tổ chức quản lý và kỹ thuật an toàn 6.4.1. Tổ chức quản lý Quản lý trạm xử lý nước thải được thực hiện trực tiếp qua cơ quan quản lý hệ thống. Cơ cấu lãnh đạo, thành phần cán bộ kỹ thuật, số lượng công nhân mỗi trạm tùy thuộc vào công suất mỗi trạm, mức độ xử lý nước thải cả mức độ cơ giới và tự động hóa của trạm. Ở trạm xử lý nước thải cần 01 cán bộ kỹ thuật để quản lý, vận hành hệ thống xử lý nước thải. Quản lý về các mặt: kỹ thuật an toàn, phòng chống cháy nổ và các biện pháp tăng hiệu quả xử lý. Tất cả các công trình phải có hồ sơ sản xuất. Nếu có những thay đổi về chế độ quản lý công trình thì phải kịp thời bổ sung vào hồ sơ đó. Đối với tất cả các công trình phải giữ nguyên không được thay đổi về chế độ công nghệ. Tiến hành sữa chữa, đại tu đúng thời hạn theo kế hoạch đã duyệt trước. Nhắc nhở những công nhân thường trực ghi đúng sổ sách và kịp thời sữa chữa sai sót. Hàng tháng lập báo cáo kỹ thuật về bộ phận kỹ thuật của trạm xử lý nước thải. Nghiên cứu chế độ công tác của từng công trình và dây chuyền, đồng thời hoàn chỉnh các công trình và dây chuyền đó. Tổ chức cho công nhân học tập kỹ thuật để nâng cao tay nghề và làm cho việc quản lý công trình được tốt hơn, đồng thời cho họ học tập về kỹ thuật an toàn lao động. 6.4.2. Kỹ thuật an toàn Khi công nhân mới làm việc phải đặc biết chú ý về an toàn lao động. Hướng dẫn họ về cấu tạo, chức năng từng công trình, kỹ thuật quản lý và an toàn, hướng dẫn cách sử dụng máy móc thiết bị và tránh tiếp xúc trực tiếp với nước thải. Công nhân phải trang bị bảo hộ lao động khi tiếp xúc với hóa chất. Phải an toàn chính xác khi vận hành. Khắc phục nhanh chóng nếu sự cố xảy ra, báo ngay cho bộ phận chuyên trách giải quyết. 6.4.3. Bảo trì Công tác bảo trì thiết bị, đường ống cần được tiến hành thường xuyên để đảm bảo hệ thống xử lý hoạt động tốt, không có những sự cố xảy ra. Các công tác bảo trì hệ thống bao gồm : Hệ thống đường ống Thường xuyên kiểm tra các đường ống trong hệ thống xử lý, nếu có rò rỉ hoăc tắc nghẽn cần có biện pháp xử lý kịp thời. Các thiết bị Máy bơm Hàng ngày vận hành máy bơm nên kiểm tra bơm có đẩy nước lên được hay không. Khi máy bơm hoạt động nhưng không lên nước cần kiểm tra lần lượt các nguyên nhân sau :Nguồn điện, cánh bơm, động cơ Khi bơm phát ra tiếng kêu lạ cũng cần ngừng bơm ngay lập tức và tìm các nguyên nhân để khắc phục sự cố trên. Cần sửa chữa bơm theo từng trường hợp cụ thể. Động cơ khuấy trộn Kiểm tra thường xuyên hoạt động của các động cơ khuấy trộn. Định kỳ 6 tháng kiểm tra ổ bi và thay thế dây cua-roa. Các thiết bị khác Định kỳ 3 tháng vệ sinh xúc rửa các thiết bị, tránh tình trạng đóng cặn trên thành thiết bị . Đặc biệt chú ý xối nước mạnh vào các tấm lắng tránh tình trạng bám cặn trên bề mặt các tấm lắng. Máy thổi khí cần thay nhớt định kỳ 6 tháng 1 lần Motơ trục quay, các thiết bị liên quan đến xích kéo định kỳ tra dầu mỡ 1 tháng 1 lần Rulo bánh máy ép bùn định kỳ tra dầu mỡ 1 tháng 1 lần Toàn bộ hệ thống sẽ được bảo dưỡng sau 1 năm hoạt động Chương 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1. Kết luận Qua quá trình khảo sát, nghiên cứu nước thải tại Công ty TNHH Thực Phẩm Hồng Thái em có một số nhận xét như sau : Trong điều kiện đang xét, công nghệ xử lý như trên: Xử lý cơ học (lưới chắn rác, lắng cát, tách dầu); xử lý sinh học (bể sinh học tiếp xúc hiếu khí); lắng II; nén bùn; ép bùn và khử trùng là thích hợp. Nước thải công ty có tính chất tương tự nước thải sinh hoạt, hàm lượng chất dinh dưỡng và chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học tương đối cao nên việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học mang lại hiệu quả cao. Công trình đơn vị chính của hệ thống xử lý là bể sinh học tiếp xúc. Trong bể sinh học có bố trí vật liệu tiếp xúc, ngoài quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính còn xảy ra quá trình sinh trưởng bám dính của các vi sinh vật trên lớp vật liệu giá thể. Vật liệu tiếp xúc giúp tạo ra chủng vi sinh vật có thể khử được Nitơ và Photpho trong nước thải triệt để hơn so với bể Aerotank. Mặt khác, các vi sinh vật dính bám lên bề mặt vật liệu một cách có chọn lọc nên khả năng hấp phụ các chất hữu cơ trong nước thải cao, mang lại hiệu quả trong xử lý. 7.2. Kiến nghị Sau khi tìm hiểu tình hình môi trường tại công ty, em có một số kiến nghị như sau: Xây dựng hệ thống xử lý nước thải càng sớm càng tốt để không làm ảnh hưởng đến môi trường. Đồng thời đào tạo cán bộ chuyên trách về môi trường, cán bộ kỹ thuật để có thể vận hành hệ thống xử lý, theo dõi hiện trạng môi trường của công ty. Thường xuyên theo dõi hiện trạng của hệ thống thoát nươc, các thiết bị sản xuất, nhằm giảm thiểu tối đa lượng chất thải phát sinh ra ngoài. Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho toàn bộ cán bộ, công nhân viên trong toàn công ty TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Xuân Lai_ Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải. NXB Xây Dựng. [2] Trần Hiếu Nhuệ_ Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp. NXB Khoa Học và Kỹ Thuật. [3] Trần Văn Nhân, Ngô thị Nga_ Giáo trình Công nghệ xử lý nước thải. NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, 1999. [4] Nguyễn Ngọc Dung_ Xử lý nước cấp. NXB Xây dựng, 1999. [5] Lâm Minh Triết (chủ biên)_ Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Tính toán thiết kế công trình. CEFINEA_ Viện Môi trường và Tài nguyên, 11/2002. [6] Phan Thu Nga_ Nghiên cứu thực nghiệm công nghệ xử lý nước thải công nghệ chế biến thủy sản tại công ty Seaspimex. Luận văn cao học, 1995. [7] Trịnh Xuân Lai_ Cấp nước, tập 2, xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002. [8] Josepph F.Malina, Frederick G. Pohland_ Design of anaerobic processes for the treatment of industrial and municipal wastes [9] Metcalf & Eddy_ Waste water engineeringTreating, Disposal, Reuse. MccGraw-Hill, Third edition, 1991. [10] Các trang web nước ngoài và nhiều tài liệu khác