Luận văn Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho khu công nghiệp Đất Cuốc B huyện Tân Uyên - Bình Dương công suất 3000m3- ngày

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP. HCM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG CHO KHU CƠNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC B HUYỆN TÂN UYÊN – BÌNH DƯƠNG CƠNG SUẤT 3000M3/NGÀY Ngành: MƠI TRƯỜNG & CƠNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƯƠNG Sinh viên thực hiện : NGƠ ĐA NGUYÊN MSSV: 09B1080045 Lớp: 09HMT1 TP. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2011 LUẬN VĂN TỐT NGHỆP GVHD: TS.LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH: NGƠ ĐA NGUYÊN I1 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành bài luận văn tốt nghiệp này, trƣớc hết em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy hƣớng dẫn của mình là TS.Lê Cơng Nhất Phƣơng, ngƣời đã quan tâm giúp đỡ, cùng những ý kiến đĩng gĩp sâu sắc nhất cho em hồn thành bài Luận văn tốt nghiệp này. Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến tất cả các thầy, cơ khoa CNSH và Mơi trƣờng, trƣờng ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, đã hết lịng giảng dạy, truyền đạt kiến thức và giúp đỡ cho em trong suốt quá trình học tập. Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè đã động viên, cổ vũ, chia sẽ với em những khĩ khăn trong thời gian học tập cũng nhƣ làm luận văn. Cuối cùng, em xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, những ngƣời thân yêu nhất, đã giành cho em hết tình cảm và điều kiện, chia sẽ với em những lúc khĩ khăn nhất để em cĩ thể hồn thành tốt quá trình học tập. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2011 Ngơ Đa Nguyên MỤC LỤC LUẬN VĂN TỐT NGHỆP GVHD: TS.LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH: NGƠ ĐA NGUYÊN I2 CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................... 1 1.2 TÍNH CẤP THIẾT ................................................................................................ 2 1.3 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN ............................................................................. 2 1.4 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ....................................................... 3 1.4.1 ĐỐI TƢỢNG ..................................................................................................... 3 1.4.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU.................................................................................. 3 1.4.3 THỜI GIAN THỰC HIỆN ................................................................................. 3 1.5 NỘI DUNG ........................................................................................................... 3 1.6 PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN ............................................................................. 3 1.7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ............................................................ 4 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ KHU CƠNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ..................................................................................................... 5 2.2 TRỤC GIAO THƠNG CHÍNH ............................................................................. 5 2.3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ....................................................................................... 5 2.4 SỰ TIỆN ÍCH KHI ĐẦU TƢ KINH DOANH VÀO KHU CƠNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC ................................................................................................................ 5 CHƢƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CƠNG NGHIỆP 3.1 CÁC THƠNG SỐ ĐẶC TRƢNG CỦA NƢỚC THẢI .......................................... 8 3.1.1 Các thơng số vật lý ............................................................................................. 8 3.1.2 Các thơng số hĩa học .......................................................................................... 8 3.1.3 Các thơng số vi sinh vật học ............................................................................. 11 3.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI ...................... 12 3.2.1 Phƣơng pháp xử lý cơ học ................................................................................ 12 3.2.2 Phƣơng pháp xử lý hố lý ................................................................................. 16 3.2.3 Phƣơng pháp xử lý hố học .............................................................................. 17 3.2.4 Phƣơng pháp xử lý sinh học ............................................................................. 18 3.2.4.1 Các phƣơng pháp hiếu khí ............................................................................. 18 3.2.4.2 Phƣơng pháp lọc sinh học .............................................................................. 19 3.2.4.3 Các phƣơng pháp kỵ khí ................................................................................ 19 LUẬN VĂN TỐT NGHỆP GVHD: TS.LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH: NGƠ ĐA NGUYÊN I3 3.2.4.4 Cơng trình xử lý sinh học .............................................................................. 20 CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ SUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI 4.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI ................................................ 23 4.2 MỘT SỐ KHU CƠNG NGHIỆP ĐIỂN HÌNH .................................................... 25 4.2.1 Khu cơng nghiệp Tân Tạo ................................................................................ 25 4.2.2 Khu cơng nghiệp Biên Hịa II ........................................................................... 27 4.2.3 Khu cơng nghiệp Linh Trung 1 ......................................................................... 28 4.2.4 Khu cơng nghiệp Việt-Sing .............................................................................. 29 4.2.5 Khu cơng nghiệp Lê Minh Xuân....................................................................... 30 4.3 LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ CHO KHU CƠNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC ( KHU B )……………………………………………………………………………..31 CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1 BỂ THU GOM .................................................................................................... 39 5.2 SONG CHẮN RÁC ........................................................................................... 40 5.3. BỂ ĐIỀU HÕA .................................................................................................. 42 5.4 BỂ PHẢN ỨNG .................................................................................................. 48 5.5 BỂ LẮNG 1 ........................................................................................................ 50 5.6. BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ ................................................................................. 57 5.7 BỂ LẮNG 2 ........................................................................................................ 65 5.8. BỂ KHỬ TRÙNG .............................................................................................. 71 5.9 BỂ CHỨA BÙN HĨA HỌC .............................................................................. 72 5.10 BỂ CHỨA BÙN SINH HỌC............................................................................. 72 5.11 MÁY ÉP BÙN DÂY ĐAI ................................................................................. 73 5.12 TÍNH TỐN HĨA CHẤT ................................................................................ 74 5.13 TÍNH BƠM HĨA CHẤT .................................................................................. 75 CHƢƠNG 6: KHÁI TỐN GIÁ THÀNH 6.1 MƠ TẢ CƠNG TRÌNH ....................................................................................... 77 6.1.1 BỂ THU GOM ................................................................................................. 77 LUẬN VĂN TỐT NGHỆP GVHD: TS.LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH: NGƠ ĐA NGUYÊN I4 6.1.2 SONG CHẮN RÁC.......................................................................................... 77 6.1.3 BỂ ĐIỀU HÕA ................................................................................................ 77 6.1.4 BỂ PHẢN ỨNG ............................................................................................... 77 6.1.5 BỂ LẮNG 1 ..................................................................................................... 77 6.1.6 BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ ............................................................................... 78 6.1.7 BỂ LẮNG II ..................................................................................................... 78 6.1.8 BỂ KHỬ TRÙNG ............................................................................................ 78 6.1.8 BỂ CHỨA BÙN HĨA HỌC ............................................................................ 78 6.1.10 BỂ CHỨA BÙN SINH HỌC .......................................................................... 78 6.1.11 NHÀ ĐIỀU HÀNH ........................................................................................ 78 6.1.12 CÁC CHI PHÍ KHÁC .................................................................................. 78 6.2 PHÂN TÍCH GIÁ THÀNH ................................................................................. 79 6.2.1 Cơ sở tính tốn ................................................................................................. 79 6.2.2 Chi phí xây dựng .............................................................................................. 79 6.2.3 Chi phí máy mĩc – thiết bị ............................................................................... 79 6.3 CHI PHÍ HOẠT ĐỘNG ...................................................................................... 81 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 1. Kết luận................................................................................................................. 83 2. Kiến nghị .............................................................................................................. 83 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh sách các doanh nghiệp và ngành nghề đang hoạt độngError! Bookmark not defined.6 Bảng 2.2 Các nguồn phát sinh nƣớc thải trong KCN Đất Cuốc ................................... 6 LUẬN VĂN TỐT NGHỆP GVHD: TS.LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH: NGƠ ĐA NGUYÊN I5 Bảng 4.1 Đặc tính nƣớc thải đầu vào ......................................................................... 24 Bảng 5.1 Thơng số tính tốn cho song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng ................... 40 Bảng 5.2 Thơng số song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng ........................................ 42 Bảng 5.3 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hồ ............................................................. 43 Bảng 5.4 Đƣờng kính theo vận tốc khí trong ống .... Error! Bookmark not defined.45 Bảng 5.5 Liều lƣợng chất keo tụ ứng với các liều lƣợng khác nhau của các tạp chất nƣớc thải ................................................................. Error! Bookmark not defined.49 Bảng 5.6 Các thơng số thiết kế bể lắng 1 ................. Error! Bookmark not defined.50 Bảng 5.7 Hiệu suất lắng của chất lơ lửng trong nƣớc thải ở bể lắng đợt 1 .................. 55 Bảng 5.8 Khối lƣợng bùn sau bể lắng I ..................................................................... 56 B Bảng 5.9 Hệ số  tính đến ảnh hƣởng của nhiệt độ nƣớc thảiError! Bookmark not defined.65 Bảng 5.10 Thành phần thẳng đứng  của tốc độ nƣớc thảiError! Bookmark not defined.66 Bảng 5.11 Thời gian lắng của nƣớc thải trong bình hình trụ cao 500 mmError! Bookmark not defined.66 Bảng 5.12 Trị số (KH/h)n dựa trên chiều cao bể lắng................................................. 66 Bảng 5.13 Đặc tính kỹ thuật của clorator ................................................................... 70 Bảng 5.14 Đặc tính kỹ thuật của thùng chứa clo ........................................................ 70 Bảng 5.15 Mối liên hệ giữa P và T ............................................................................ 71 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 3.1 Song chắn rác cơ giới ............................... Error! Bookmark not defined.13 Hình 3.2 Bể lắng cát ngang …………………………………………………………………………………………… ……….……14 Hình 3.2 Bể lắng ngang ............................................................................................ 15 Hình 3.4 Bể lọc ......................................................................................................... 15 Hình 3.5 Quá trình tạo bông cặn của các hạt keoError! Bookmark not defined.16 Hình 3.6 Hồ tùy nghi ............................................... Error! Bookmark not defined.20 Hình 4.1 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Tân TạoError! Bookmark not defined.26 Hình 4.2 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Biên Hịa II .......................................... 27 Hình 4.3 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Linh Trung 1 ......................................... 28 Hình 4.4 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Việt – Sing ........................................... 29 LUẬN VĂN TỐT NGHỆP GVHD: TS.LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH: NGƠ ĐA NGUYÊN I6 Hình 4.5 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Lê Minh Xuân ....................................... 30 Hình 4.6 Sơ đồ cơng nghệ phƣơng án 1 cho khu cơng nghiệp Đất Cuốc B ............... 34 Hình 4.7 Sơ đồ cơng nghệ phƣơng án 2 cho khu cơng nghiệp Đất Cuốc B ................ 37 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT NMXLNT Nhà máy xử lý nƣớc thải XLNT Xử lý nƣớc thải BTNMT Bộ tài nguyên và mơi trƣờng Cụm CN & TTCN Cụm Cơng nghiệp và tiểu thủ cơng nghiệp KCN Khu cơng nghiệp QCVN Qui chuẩn Việt Nam CNSH Cơng nghệ sinh học MT Mơi trƣờng LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 1 CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, phát triển bền vững là xu hƣớng phát triển chủ đạo của các nƣớc trên thế giới. Đĩ là sự phát triển mạnh mẽ, liên tục của nền kinh tế, đồng thời với việc lành mạnh hố xã hội và bảo vệ mơi trƣờng. Ở nƣớc ta, Đảng và nhà nƣớc sớm nhận rõ tầm quan trọng và mối quan hệ gắn kết giữa phát triển kinh tế và bảo vệ mơi trƣờng, đặc biệt trong thời kỳ cơng nghiệp hố và hiện đại hố đất nƣớc. Để tạo điều kiện trong quá trình cơng nghiệp hố và hiện đại hố đất nƣớc, các khu cơng nghiệp đƣợc thành lập. Các khu cơng nghiệp đƣợc hình thành với một số loại hình và qui mơ khác nhau, theo mục tiêu hoạt động và chức năng hoạt động, các khu cơng nghiệp hiện đƣợc chia ra các loại hình: Loại hình 1: các khu cơng nghiệp đƣợc xây dựng trên khuơn viên đã cĩ một số doanh nghiệp hoạt động. Các doanh nghiệp này đƣợc thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển theo đúng qui hoạch, đồng thời tạo hạ tầng kỹ thuật tập trung đồng bộ và hạ tầng xã hội thuận lợi phục vụ tốt việc phát triển khu cơng nghiệp cĩ điều kiện xử lý các chất thải với các thiết bị tiên tiến. Loại hình 2: các khu cơng nghiệp thành lập nhằm đáp ứng các nhu cầu di dời các nhà máy, xí nghiệp ở nội thành các đơ thị xen kẽ với khu dân cƣ đơng đúc do yêu cầu bảo vệ mơi trƣờng nhất thiết phải duy chuyển. Loại hình 3: các khu cơng nghiệp qui mơ nhỏ và vừa mà hoạt động sản xuất gắn liền với nguồn nguyên liệu nơng lâm, thuỷ sản đƣợc hình thành ở một số tỉnh đồng bằng sơng Cửu Long. Loại hình 4: các KCN hiện đại, xây dựng mới hồn tồn. Các KCN loại này cĩ tốc độ hạ tầng tƣơng đối nhanh và chất lƣợng khá cao, cĩ hệ thống xử lý chất thải tiên tiến, đồng bộ tạo điều kiện hấp dẫn đầu tƣ đối với các cơng ty nƣớc ngồi cĩ cơng nghệ cao, khả năng tài chính và làm ăn lâu dài với Việt Nam, khả năng vận động và xúc tiến đầu tƣ thuận lợi, cĩ mạng lƣới kinh doanh rộng ở nhiều nƣớc, cĩ kinh nghiệm tiếp thị. Tỉnh Bình Dƣơng là nơi tập trung các khu cơng nghiệp và cũng là nơi phát triển các khu cơng nghiệp nhiều nhất của nƣơc. Một trong những cơng tác chú trọng LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 2 quan tâm nhằm hạn chế ơ nhiễm cơng nghiệp là phân vùng phát triển kinh tế, di dời cơ sở cơng nghiệp chƣa đƣợc bố trí hợp lý gây ơ nhiễm mơi trƣờng nội thành đến các khu cơng nghiệp tập trung mới. Sự ơ nhiễm kênh rạch do nƣớc thải sản xuất và sinh hoạt trong các KCN cĩ phạm vi khơng chỉ dừng lại trong khu vực gần KCN mà các kênh rạch này cịn mang theo tồn bộ nƣớc ơ nhiễm của mình lan truyền rộng khắp các vùng khác, gây ơ nhiễm các vùng nƣớc mặt lân cận. Do vậy , cùng với việc xây dựng các khu cơng nghiệp, việc xây dựng các hệ thống xử lý chất thải, trong đĩ cĩ hệ thống xử lý nƣớc thải cũng cần đƣợc tiến hành nhằm giảm thiểu tới mức thấp nhất các tác hại do chất thải gây ra đối với mơi trƣờng. Tuy nhiên, làm sạch chất thải khơng phải là cách giải quyết vấn đề một cách cơ bản mà chỉ là phƣơng pháp hỗ trợ. Bên cạnh việc xây dựng các hệ thống xử lý nƣớc thải, các nhà máy xí nghiệp trong khu cơng nghiệp cũng cần áp dụng biện pháp giảm thiểu nƣớc thải nhƣ: áp dụng cơng nghệ mới cĩ hoặc cĩ ít nƣớc thải, loại trừ hoặc giảm phế thải cơng nghiệp vào nƣớc thải sản xuất, áp dụng hệ thống tuần hồn, tái sử dụng nƣớc thải. 1.2. TÍNH CẤP THIẾT Với sự ơ nhiễm mơi trƣờng ngày càng nghiêm trọng, sự phát triển cơng nghiệp và kết quả là nhiều khu cơng nghiệp hình thành với sản xuất hàng loạt các loại hình sản phẩm, kết quả là các nhà máy xí nghiệp thải một lƣợng lớn nƣớc thải chƣa đạt tiêu chuẩn vào nguồn tiếp nhận làm gây ơ nhiễm nguồn nƣớc mặt hay nƣớc ngầm, sự qui định nghiêm ngặt về mơi trƣờng, hạn chế phát sinh mùi hơi khi xả thải cũng nhƣ tạo điều kiện ổn định cho nhà máy hoạt động.Vì vậy để đảm bảo an tồn cho nguồn nƣớc cũng nhƣ mơi trƣờng thì tính cấp thiết hiện nay là cần phải xây dựng các hệ thống XLNT cho các khu cơng nghiệp, các nhà máy xí nghiệp nằm trong các khu cơng nghiêp. 1.3. MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN Thiết kế trạm xử lý nƣớc thải cho khu cơng nghiệp Đất Cuốc (Khu B) huyện Tân Uyên Tỉnh Bình Dƣơng cơng suất 3000m3/ngày đêm. Nƣơc thải đầu vào của trạm XLNT tập trung là nƣớc thải đầu ra của các nhà máy, xí nghiệp sản xuất đã đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009 (cột B) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 3 Nƣớc thải đầu ra của Trạm XLNT tập trung đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009 (cột A) trƣớc khi xả ra suối Tân Lợi. 1.4 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu Cơng nghệ xử lý nƣớc thải cho loại hình Khu Cơng Nghiệp. 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài giới hạn trong việc tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho khu cơng nghiệp Đất Cuốc B Nƣớc thải đầu vào của hệ thống đã đƣợc xử lý sơ bộ đạt loại B (QCVN 24:2009/BTNMT) và đƣợc tập trung qua hệ thống cống dẫn từ các nhà máy trong khu cơng nghiệp đến bể thu gom của trạm xử lý nƣớc thải tập trung khu cơng nghiệp Đất Cuốc B. Nƣớc thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của các cơ sở sản xuất thuộc khu cơng nghiệp Đất Cuốc B. 1.4.3 Thời gian thực hiện Bắt đầu từ ngày 01/12/2010 Kết thúc ngày 08/03/2011 1.5 NỘI DUNG Tìm hiểu về hoạt động của khu cơng nghiệp Đất Cuốc B: Cơ sở hạ tầng của khu cơng nghiệp. Xác định đặc tính nƣớc thải: Lƣu lƣợng, thành phần, tính chất nƣớc thải, khả năng gây ơ nhiễm, nguồn xả thải. Đề xuất dây chuyền cơng nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp với mức độ ơ nhiễm của nƣớc thải đầu vào. Tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nƣớc thải. Dự tốn chi phí xây dựng, thiết bị, hĩa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nƣớc thải. 1.6 PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN  Phƣơng pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu cơng nghiệp, tìm hiểu thành phần, tính chất nƣớc thải và các số liệu cần thiết khác. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 4  Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những cơng nghệ xử lý nƣớc thải cho các khu cơng nghiệp qua các tài liệu chuyên ngành.  Phƣơng pháp so sánh: So sánh ƣu, nhƣợc điểm của cơng nghệ xử lý hiện cĩ và đề xuất cơng nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp.  Phƣơng pháp tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nƣớc thải, dự tốn chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý.  Phƣơng pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mơ tả kiến trúc các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nƣớc thải. 1.7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Xây dựng trạm xử lý nƣớc thải đạt tiêu chuẩn mơi trƣờng, giải quyết đƣợc vấn đề ơ nhiễm mơi trƣờng do nƣớc thải khu cơng nghiệp. Gĩp phần nâng cao ý thức về mơi trƣờng cho nhân viên cũng nhƣ ban quản lý khu cơng nghiệp. Khi trạm xử lý hồn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 5 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ KHU CƠNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC BÌNH DƢƠNG Khu cơng nghiệp Đất Cuốc cùng với khu liên hợp Cơng nghiệp - Dịch vụ - Đơ thị tỉnh Bình Dƣơng hợp thành trung tâm Kinh tế - Khoa học và Xã hội lớn của tỉnh Bình Dƣơng và sẽ là vùng kinh tế lớn trọng điểm của Việt Nam. 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Khu cơng nghiệp Đất Cuốc huyện Tân Uyên đƣợc xây dựng và kinh doanh với tổng diện tích là 212 ha, nằm ở khu vực Đơng Bắc của huyện Tân Uyên cách thị xã Thủ Dầu Một khoảng 30 Km (theo đƣờng thẳng) và cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 70Km. 2.2 TRỤC GIAO THƠNG CHÍNH : Đƣờng DT 747 2.3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN Là vùng khí hậu nhiệt đới giĩ mùa, ít cĩ bão, cĩ 2 mùa trong năm : mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khơ từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình 26,7 0C , độ ẩm khơng khí 79-80%, lƣợng mƣa trung bình hàng năm 1.600- 1.700 mm, số giờ nắng trung bình 2.500-2.800 giờ, giĩ thƣờng theo hƣớng Tây Nam. 2.4 SỰ TIỆN ÍCH KHI ĐẦU TƢ KINH DOANH VÀO KHU CƠNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC Khu cơng nghiệp Đất Cuốc cùng với khu Liên hợp Cơng nghiệp - Dịch vụ - Đơ thị tỉnh Bình Dƣơng hợp thành trung tâm Kinh tế - Khoa học - Cơng nghệ và Xã hội lớn của tỉnh trong tƣơng lai gần. Đƣợc nằm trong vùng kinh tế trọng điểm nhƣ trên, khu cơng nghiệp Đất Cuốc cĩ nhiều lợi thế để cung cấp mọi dịch vụ tốt nhất cho các nhà đầu tƣ tổ chức sản xuất kinh doanh trong khu vực khu cơng nghiệp. Cụ thể là cơ sở hạ tầng đạt tiêu chuẩn cho các ngành sản xuất cơng nghiệp, dịch vụ. Giá đầu tƣ ƣu đãi và thơng thống về cơ chế thủ tục; dễ thu hút nhân cơng; giao thơng thuận lợi, tiện ích, phù hợp với nhiều loại phƣơng tiện cho đƣờng bộ, đƣờng thủy, gần đƣờng sắt, sân bay. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 6 Bảng 2.1 Danh sách các doanh nghiệp và ngành nghề đang hoạt động Stt Tên Cơ sở Nghành nghề sản xuất 1 Cty cổ phần lƣới hàn Thiên Phú Lƣới thép hàn, kết cấu thép 2 Cty TNHH Hĩa học ứng dụng BASE VINA Sản xuất chất kết dính 3 Cty TNHH hĩa chất Daliang Việt Nam Pha trộn hĩa chất 4 Cty TNHH Hƣng Nhất Xi mạ 5 Cty TNHH Tƣờng Hữu Xi mạ 6 Cty TNHH Đài Kim Xi mạ 7 Cty TNHH Seung Tae Việt Nam Sản phẩm dệt nhuộm 8 Cty TNHH Kỹ nghệ Miền Nam Sản xuất cấu kiện bằng kim loại 9 CTY Kỹ nghệ gốm sứ Thanh Bình -VN Sản xuất gốm mỹ nghệ 10 CTY CN Lama VN Sản xuất tấm ngĩi xi măng 11 Cty TNHH giấy đặc chủng TUODA Sản xuất băng keo giấy, giấy cách điện 12 Cty TNHH SX TM Tiến Thi Xử lý rác thải Bảng 2.2 Các nguồn phát sinh nƣớc thải trong KCN Đất Cuốc. Stt Tên cơ sở Nguồn phát sinh nƣớc thải 1 Cty cổ phần lƣới hàn Thiên Phú Nƣớc thải sinh hoạt 2 Cty TNHH Hĩa học ứng dụng BASE VINA Nƣớc thải sinh hoạt 3 Cty TNHH hĩa chất Daliang Việt Nam Nƣớc thải sinh hoạt 4 Cty TNHH Hƣng Nhất * Nƣớc thải từ tất cả các cơng đoạn sản xuất cĩ tính chất: pH thấp, tính ăn mịn cao, chứa các ion độc hại * Nƣớc thải sinh hoạt. 5 Cty TNHH Tƣờng Hữu * Nƣớc thải từ tất cả các cơng đoạn sản xuất cĩ tính chất: pH thấp, tính ăn mịn cao, chứa các ion độc hại * Nƣớc thải sinh hoạt. 6 Cty TNHH Đài Kim * Nƣớc thải từ tất cả các cơng đoạn sản xuất cĩ tính chất: pH thấp, tính ăn mịn cao, chứa các ion độc hại * Nƣớc thải sinh hoạt. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 7 Stt Tên cơ sở Nguồn phát sinh nƣớc thải 7 Cty TNHH Seung Tae Việt Nam * Nƣớc thải sản xuất: Nƣớc thải từ cơng đoạn chuẩn bị nhuộm; quá trình nhuộm, giặt, máy ly tâm, từ hệ thống xử lý khí thải lị hơi. * Nƣớc thải sinh hoạt. 8 Cty TNHH Kỹ nghệ Miền Nam * Nƣớc thải sinh hoạt 9 CTY KỸ NGHỆ GỐM SỨ THANH BÌNH -VN * Nƣớc thải sản xuất từ cơng đoạn khoấy trộn tạo hồ. * Nƣớc thải sinh hoạt 10 CTY CN Lama VN * NTSX từ nƣớc rửa sàn, rửa xe chuyên dung trong nhà máy, rửa bồn trộn bê tơng, rửa thiết bị trộn bột màu; nƣớc thải từ màng hấp thu bụi men. * Nƣớc thải sinh hoạt 11 Cty TNHH giấy đặc chủng TUODA Nƣớc thải sinh hoạt 12 Cty TNHH SX TM Tiến Thi * NTSX từ nƣớc rửa sân bãi, rửa vệ sinh khu vực lị đốt, nƣớc của tháp hấp thụ; nƣớc rửa máy mĩc thiết bị. * Nƣớc thải sinh hoạt (Nguồn website www.bimico.com.vn) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 8 CHƢƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHU CƠNG NGHIỆP 3.1 CÁC THƠNG SỐ ĐẶC TRƢNG CỦA NƢỚC THẢI 3.1.1 Các thơng số vật lý Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng trong nƣớc ((Total) Suspended Solids – (T)SS - SS) cĩ thể cĩ bản chất là: - Các chất vơ cơ khơng tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét) - Các chất hữu cơ khơng tan. - Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…). Sự cĩ mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hĩa chất trong quá trình xử lý. Mùi : Mùi trong nƣớc thải thƣờng do các hợp chất hĩc học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay các sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Hợp chất gây mùi đặc trƣng nhất là H2S _ mùi trứng thối. Độ màu : Màu của nƣớc thải là do các chất thải sinh hoạt, cơng nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm đƣợc tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thơng dụng là plantin – coban (PtCo). Độ màu là một thơng số thƣờng mang tính chất cảm quan, cĩ thể đƣợc sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nƣớc thải. 3.1.2 Các thơng số hĩa học Độ pH của nƣớc pH là chỉ số đặc trƣng cho nồng độ ion H+ cĩ trong dung dịch, thƣờng đƣợc dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nƣớc. Độ pH của nƣớc cĩ liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hồ tan trong nƣớc. pH cĩ ảnh hƣởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nƣớc. Độ pH cĩ ảnh LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 9 hƣởng đến các quá trình trao đổi chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nƣớc. Do vậy rất cĩ ý nghĩa về khía cạnh sinh thái mơi trƣờng. Nhu cầu oxy hĩa học (Chemical Oxygen Demand - COD) Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hĩa học là lƣợng oxy cần thiết để oxy hĩa các chất hữu cơ trong nƣớc bằng phƣơng pháp hĩa học (sử dụng tác nhân oxy hĩa mạnh). Về bản chất, đây là thơng số đƣợc sử dụng để xác định tổng hàm lƣợng các chất hữu cơ cĩ trong nƣớc, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật. COD là một thơng số quan trọng để đánh giá mức độ ơ nhiễm chất hữu cơ nĩi chung và cùng với thơng số BOD, giúp đánh giá phần ơ nhiễm khơng phân hủy sinh học của nƣớc từ đĩ cĩ thể lựa chọn phƣơng pháp xử lý phù hợp. Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD) Về định nghĩa, thơng số BOD của nƣớc là lƣợng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20oC, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bĩng tối.Nĩi cách khác, BOD biểu thị lƣợng giảm oxy hịa tan sau 5 ngày. Thơng số BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nƣớc càng chứa nhiều chất hữu cơ cĩ thể dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (protein, lipid..) BOD là một thơng số quan trọng: - Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lƣợng chất hữu cơ cĩ khả năng phân huỷ sinh học trong nƣớc và nƣớc thải. - Là tiêu chuẩn kiểm sốt chất lƣợng các dịng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên. - Là thơng số bắt buộc để tính tốn mức độ tự làm sạch của nguồn nƣớc phục vụ cơng tác quản lý mơi trƣờng. Oxy hịa tan (Dissolved Oxygen - DO) Tất cả các sinh vật sống đều phụ thuộc vào oxy dƣới dạng này hay dạng khác để duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lƣợng phục vụ cho quá trình phát triển và sinh sản của mình. Oxy là yếu tố quan trọng đối với con ngƣời cũng nhƣ các thủy sinh vật khác. Oxy là chất khí hoạt động hĩa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình hĩa sinh học trong nƣớc: - Oxy hĩa các chất khử vơ cơ: Fe2+, Mn2+, S2-, NH3.. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 10 - Oxy hĩa các chất hữu cơ trong nƣớc, và kết quả của quá trình này là nƣớc nhiễm bẩn trở nên sạch hơn. Quá trình này đƣợc gọi là quá trình tự làm sạch của nƣớc tự nhiên, đƣợc thực hiện nhờ vai trị quan trọng của một số vi sinh vật hiếu khí trong nƣớc. - Oxy là chất oxy hĩa quan trọng giúp các sinh vật nƣớc tồn tại và phát triển. Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy hịa tan. Nhƣ đã đề cập, khả năng hịa tan của Oxy vào nƣớc tƣơng đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của các nguồn nƣớc tự nhiên là rất cĩ giới hạn. Cũng vì lý do trên, hàm lƣợng oxy hịa tan là thơng số đặc trƣng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nƣớc mặt. Nitơ và các hợp chất chứa nitơ Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái Đất. Nitơ là thành phần cấu thành nên protein cĩ trong tế bào chất cũng nhƣ các acid amin trong nhân tế bào. Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục đƣợc thải vào mơi trƣờng với lƣợng rất lớn. Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dƣỡng phân hủy, khống hĩa trở thành các hợp chất Nitơ vơ cơ nhƣ NH4 + , NO2 - , NO3 - và cĩ thể cuối cùng trả lại N2 cho khơng khí. Nhƣ vậy, trong mơi trƣờng đất và nƣớc, luơn tồn tại các thành phần chứa Nitơ: từ các protein cĩ cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng nhƣ các ion Nitơ vơ cơ là sản phẩm quá trình khống hĩa các chất kể trên: - Các hợp chất hữu cơ thơ đang phân hủy thƣờng tồn tại ở dạng lơ lửng trong nƣớc, cĩ thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nƣớc thải và nƣớc tự nhiên giàu protein. - Các hợp chất chứa Nitơ ở dạng hịa tan bao gồm cả Nitơ hữu cơ và Nitơ vơ cơ (NH4 + , NO2 - , NO3 - ). Thuật ngữ “Nitơ tổng” là tổng Nitơ tồn tại ở tất cả các dạng trên. Nitơ là một chất dinh dƣỡng đa lƣợng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Phospho và các hợp chất chứa phospho Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho cĩ liên quan đến sự chuyển hĩa các chất thải của ngƣời và động vật và sau này là lƣợng khổng lồ phân lân sử dụng trong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 11 nơng nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp cĩ chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt và một số ngành cơng nghiệp trơi theo dịng nƣớc. Trong các loại nƣớc thải, Phospho hiện diện chủ yếu dƣới các dạng phosphate. Các hợp chất Phosphat đƣợc chia thành Phosphat vơ cơ và phosphat hữu cơ. Phospho là một chất dinh dƣỡng đa lƣợng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Việc xác định P tổng là một thơng số đĩng vai trị quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thƣờng của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng phƣơng pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1). (Nguồn sách Thốt nƣớc tập 2 XLNT của PGS.TS HồngVăn Huệ trang 101). Phospho và các hợp chất chứa Phospho cĩ liên quan chặt chẽ đến hiện tƣợng phú dƣỡng hĩa nguồn nƣớc, do sự cĩ mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam. Chất hoạt động bề mặt Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nƣớc và ƣa nƣớc tạo nên sự phân tán của các chất đĩ trong dầu và trong nƣớc. Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành cơng nghiệp. 3.1.3 Các thơng số vi sinh vật học Nhiều vi sinh vật gây bệnh cĩ mặt trong nƣớc thải cĩ thể truyền hoặc gây bệnh cho ngƣời. Chúng vốn khơng bắt nguồn từ nƣớc mà cần cĩ vật chủ để sống ký sinh, phát triển và sinh sản. Một số các sinh vật gây bệnh cĩ thể sống một thời gian khá dài trong nƣớc và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán. * Vi khuẩn gây bệnh: Các loại vi khuẩn gây bệnh cĩ trong nƣớc thƣờng gây các bệnh về đƣờng ruột, nhƣ dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thƣơng hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa... * Vi rút: Vi rút cĩ trong nƣớc thải cĩ thể gây các bệnh cĩ liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ƣơng, viêm tủy xám, viêm gan... Thơng thƣờng sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý cĩ thể diệt đƣợc vi rút. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 12 * Giun sán (helminths): Giun sán là loại sinh vật ký sinh cĩ vịng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con ngƣời cĩ thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của ngƣời và động vật là nguồn đƣa giun sán vào nƣớc. Tuy nhiên, các phƣơng pháp xử lý nƣớc hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả. Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nƣớc là do nhiễm bẩn rác, phân ngƣời và động vật. Trong ngƣời và động vật thƣờng cĩ vi khuẩn E. coli sinh sống và phát triển. Đây là loại vi khuẩn vơ hại thƣờng đƣợc bài tiết qua phân ra mơi trƣờng. Sự cĩ mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nƣớc bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lƣợng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn. Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh khác. Do đĩ nếu sau xử lý trong nƣớc khơng cịn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nƣớc qua việc xác định số lƣợng số lƣợng E.coli đơn giản và nhanh chĩng. Do đĩ vi khuẩn này đƣợc chọn làm vi khuẩn đặc trƣng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nƣớc. (Nguồn tham khảo sách Vi sinh vật và mơi trƣờng NXB ĐH Quốc Gia TP.HCM) 3.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI [1] 3.2.1 Phƣơng pháp xử lý cơ học Xử lý cơ học (hay cịn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất khơng tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nƣớc thải; điều hịa lƣu lƣợng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nƣớc thải. Các cơng trình xử lý cơ học xử lý nƣớc thải thơng dụng: Song chắn rác: Song chắn rác thƣờng đặt trƣớc hệ thống xử lý nƣớc thải hoặc cĩ thể đặt tại các miệng xả trong phân xƣởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất cĩ kích thƣớc lớn nhƣ: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilơng, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các cơng trình bơm, tránh ách tắc đƣờng ống, mƣơng dẫn. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 13 Hình 3.1: Song chắn rác cơ giới Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn đƣợc chia thành 2 loại:  Song chắn thơ cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷100mm.  Song chắn mịn cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷25mm. Lƣới lọc rác Lƣới lọc dùng để khử các chất lơ lửng cĩ kích thƣớc nhỏ, thu hồi các thành phần quý khơng tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác cĩ 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 trịn (hay cịn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa. Bể lắng cát Bể lắng cát đặt sau song chắn, lƣới chắn và đặt trƣớc bể điều hịa, trƣớc bể lắng đợt I. Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thơ 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 mịn, giảm cặn nặng ở các cơng đoạn xử lý tiếp theo. Bể lắng cát gồm 3 loại: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 14  Bể lắng cát ngang Hình 3.2: Bể lắng cát ngang  Bể lắng cát thổi khí  Bể lắng cát ly tâm Bể tách dầu mỡ Các loại cơng trình này thƣờng đƣợc ứng dụng khi xử lý nƣớc thải cơng nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất cĩ 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 sinh học hiếu khí. Bể lắng Dùng để tách các chất khơng tan ở dạng lơ lửng trong nƣớc thải theo nguyên tắc trọng lực. Các bể lắng cĩ thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt cĩ thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lƣợng cặn cĩ 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 cĩ thể tăng cƣờng quá trình lắng ta cĩ thể thêm vào chất đơng tụ sinh học. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 15 Bể lắng đƣợc chia làm 3 loại: *Bể lắng ngang (cĩ hoặc khơng cĩ vách nghiêng): Hình 3.3: Bể lắng ngang *Bể lắng đứng: Mặt bằng là hình trịn hoặc hình vuơng. Trong bể lắng hình trịn nƣớc chuyển động theo phƣơng bán kính (radian). *Bể lắng li tâm: Mặt bằng là hình trịn. Nƣớc thải đƣợc dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngồi. Bể lọc Cơng trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán cĩ 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 cơng nghệ xử lý nƣớc thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm cĩ trong nƣớc thải. Hình 3.4 : Bể lọc LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 16 3.2.2 Phƣơng pháp xử lý hố lý Bản chất của quá trình xử lý hĩa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hĩa học để đƣa vào nƣớc thải chất phản ứng nào đĩ để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hĩa học, tạo thành các chất khác dƣới dạng cặn hoặc chất hịa tan nhƣng khơng độc hại hoặc gây ơ nhiễm mơi trƣờng. Các phƣơng pháp hĩa lý đƣợc áp dụng để xử lý nƣớc thải là đơng tụ, keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion, trích li, chƣng cất, cơ đặc, lọc ngƣợc và siêu lọc, kết tinh, nhả hấp... Các phƣơng pháp này đƣợc ứng dụng để loại ra khỏi nƣớc thải các hạt lơ lửng phân tán (rắn và lỏng), các khí tan, các chất vơ cơ và hữu cơ hịa tan. Phƣơng pháp đơng tụ và keo tụ Quá trình lắng chỉ cĩ thể tách đƣợc các hạt rắn, huyền phù nhƣng khơng thể tách đƣợc các chất nhiễm bẩn dƣới dạng keo và hịa tan vì chúng là những hạt rắn cĩ kích thƣớc quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đĩ một cách hiệu quả bằng phƣơng pháp lắng, cần tăng kích thƣớc của chúng nhờ sự tác động tƣơng hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực địi hỏi trƣớc hết cần trung hịa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hịa điện tích thƣờng gọi là quá trình đơng tụ, cịn quá trình tạo thành các bơng lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ Hình 3.5: Quá trình tạo bông cặn của các hạt keo LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 17 Tuyển nổi Tuyển nổi đƣợc ứng dụng để loại ra khỏi nƣớc các tạp chất phân tán khơng tan và khĩ lắng. Trong nhiều trƣờng hợp tuyển nổi cịn đƣợc sử dụng để tách chất hịa tan nhƣ các chất hoạt động bề mặt. Về nguyên tắc, tuyển nổi đƣợc dùng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Ƣu điểm của phƣơng pháp tuyển nổi là hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi, chi phí đầu tƣ và vận hành khơng lớn, thiết bị đơn giản, vận tốc nổi lớn hơn vận tốc lắng, cĩ thể thu cặn với độ ẩm nhỏ (90 - 95%), hiệu quả xử lý cao (95 - 98%), cĩ thể thu hồi tạp chất. Tuyển nổi kèm theo sự thơng khí nƣớc thải, giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bị oxi hĩa. Quá trình tuyển nổi đƣợc thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thƣờng là khơng khí) vào pha lỏng. Các khí đĩ kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bĩng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đĩ chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lƣợng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu. Hiệu suất của quá trình tuyển nổi phụ thuộc kích thƣớc và số lƣợng bọt khí. Kích thƣớc tối ƣu của chúng nằm trong khoảng 15 - 30µm. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thƣớc bọt khí cĩ ý nghĩa quan trọng. Để đạt đƣợc mục đích này, đơi khi ngƣời ta bổ sung vào nƣớc các chất tạo bọt cĩ tác dụng làm giảm năng lƣợng bề mặt phân pha nhƣ dầu bạch dƣơng, phenol, natri ankylsilicat,… Tùy thuộc vào khối lƣợng riêng của vật liệu, quá trình tuyển nổi sẽ đạt hiệu suất cao đối với các hạt cĩ kích thƣớc từ 0,2 – 1,5mm. Điều kiện tốt nhất để tách các hạt trong quá trình tuyển nổi là khi tỷ số giữa lƣợng pha khí và pha rắn Gk/Gr = 0,01 ÷ 0,1. 3.2.3 Phƣơng pháp xử lý hố học Thực chất của phƣơng pháp xử lý hố học là đƣa vào nƣớc thải chất phản ứng nào đĩ để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hố học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hồ tan nhƣng khơng độc hại, khơng gây ơ nhiễm mơi trƣờng. Phƣơng pháp xử lý hố học thƣờng đƣợc áp dụng để xử lý nƣớc thải cơng nghiệp. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phƣơng và điều kiện vệ sinh cho phép, phƣơng LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 18 pháp xử lý hố học cĩ thể hồn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nƣớc thải. Phƣơng pháp trung hịa Dùng để đƣa mơi trƣờng nƣớc thải cĩ chứa các axit vơ cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6,5 – 8,5. Phƣơng pháp này cĩ thể thực hiện bằng nhiều cách; trộn lẫn nƣớc thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hĩa học, lọc nƣớc qua lớp vật liệu lọc cĩ tác dụng trung hịa. Phƣơng pháp oxy hĩa khử Đa số các chất vơ cơ khơng thể xử lý bằng phƣơng pháp sinh hĩa đƣợc, trừ các trƣờng hợp các kim loại nặng nhƣ: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp phụ vào bùn hoạt tính. Nhiều kim loại nhƣ: Hg, As,…là những chất độc, cĩ khả năng gây hại đến sinh vật nên đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp oxy hĩa khử. Cĩ thể dùng các tác nhân oxy hĩa nhƣ Cl2, H2O2, O2 khơng khí, O3 hoặc MnO2. Dƣới tác dụng oxy hĩa, các chất ơ nhiểm độc hại sẽ chuyển hĩa thành những chất ít độc hại hơn và đƣợc loại ra khỏi nƣớc thải. Quá trình này tiêu tốn một lƣợng lớn các tác nhân hĩa học, do đĩ quá trình ơxy hĩa hĩa học chỉ đƣợc dùng trong những trƣờng hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nƣớc khơng thể tách bằng những phƣơng pháp khác. 3.2.4 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 hĩa các chất hữu cơ hịa 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 khống làm nguồn dinh dƣỡng và tạo năng lƣợng nhằm duy trì quá trình, đồng thời xây dựng tế bào mới. Cơng 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, hĩa học, hĩa lý. Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật cĩ thể chia phƣơng pháp sinh học thành 3 nhĩm chính nhƣ sau: 3.2.4.1 Các phƣơng pháp hiếu khí Phƣơng pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện cĩ oxy. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 19 Chất hữu cơ + O2  H2O + CO2 + NH3 + … Các phƣơng pháp xử lý hiếu khí thƣờng hay sử dụng: Phƣơng pháp bùn hoạt tính: dựa trên quá trình sinh trƣởng lơ lửng của vi sinh vật. Và phƣơng pháp lọc sinh học: dựa trên quá trình sinh trƣởng bám dính của vi sinh vật. *Phƣơng 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 bơng với trung tâm là các hạt chất rắn lơ lửng trong nƣớc (cặn lắng chiếm khoảng 30 – 40% thành phần cấu tạo bơng, nếu thổi khí và khuấy đảo đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30%, thời gian dài khoảng 35%, kéo dài tới vài ngày cĩ thể tới 40%). Các bơng này cĩ màu vàng nâu dễ lắng cĩ kích thƣớc từ 3 – 100. Bùn hoạt tính cĩ khả năng hấp phụ (trên bề mặt bùn) và oxy hĩa các chất hữu cơ cĩ trong nƣớc thải với sự cĩ 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 (nƣớc thải) tới bề mặt các tế bào vi sinh vật. Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ bề mặt ngồi các tế bào qua màng bán thấm. Quá trình chuyển hĩa các chất đã đƣợc khuếch tán và hấp phụ ở trong tế bào vi sinh vật sinh ra năng lƣợng và tổng hợp các chất mới của tế bào. 3.2.4.2 Phƣơng pháp lọc sinh học Là phƣơng pháp dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng sinh học, oxy hĩa các chất bẩn hữu cơ cĩ trong nƣớc. 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 đƣợc tập trung ở màng lớp ngồi của màng sinh học. Ở đây chúng phát triển và gắn với giá màng là các vật liệu lọc (đƣợc gọi là màng sinh trƣởng gắn kết hay sinh trƣởng bám dính). 3.2.4.3 Các phƣơng pháp kỵ khí Dựa trên sự chuyển hố vật chất hữu cơ trong điều kiện khơng cĩ oxy nhờ rất nhiều lồi vi sinh vật yếm khí tồn tại trong nƣớc thải. Sản phẩm của quá trình là CH4, CO2, N2, H2S, NH3 trong đĩ CH4 chiếm nhiều nhất. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 20 3.2.4.4 Cơng trình xử lý sinh học 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 khơng 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 tĩm tắt nhƣ sau: Nƣớc thải loại bỏ rác, cát sỏi,.. Các ao hồ ổn định Nƣớc đã xử lý  Hồ hiếu khí Ao nơng 0,3-0,5m cĩ quá trình oxi hố các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật. Gồm 2 loại: hồ làm thống tự nhiên và hồ làm thống nhân tạo.  Hồ kị khí Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc khơng cĩ điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị khí hoạt động sống khơng cần oxy của khơng khí. Chúng sử dụng oxi từ các hợp chất nhƣ nitrat, sulfat.. để oxi hố 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 hồ tan cĩ 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 3.6: Hồ tùy nghi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 21  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 cĩ thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các cơng trình xử lý bậc III là ao hồ ồn định sinh học kết hợp với thả bèo nuơi cá. Các cơng trình tƣơng thích của quá trình xử lý sinh học hiếu nhƣ: bể Sinh học hiếu khí 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… Bể phản ứng sinh học hiếu khí Quá trình xử lý nƣớc thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí. Trong bể sinh học hiếu khí, các chất lơ lửng đĩng vai trị là các hạt nhân đế cho vi khuẩn cƣ trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bơng cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bơng cặn cĩ mầu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nƣớc thải và là nơi cƣ trú để phát triển của vơ số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác. Các vi sinh vật đồng hố các chất hữu cơ cĩ 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 phĩng năng lƣợng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Nhƣ vậy các chất hữu cơ cĩ trong nƣớc thải đƣợc chuyển hố thành các chất vơ cơ nhƣ H2O, CO2 khơng độc hại cho mơi trƣờng. Quá trình sinh học cĩ thể diễn tả tĩm tắt nhƣ sau : Chất hữu cơ + vi sinh vật + ơxy  NH3 + H2O + năng lƣợng + tế bào mới hay cĩ thể viết : Chất thải + bùn hoạt tính + khơng khí  Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dƣ Mƣơng oxy hĩa Mƣơng ơxy hĩa là dạng cải tiến của bể sinh học hiếu khí cĩ dạng vịng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thống kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nƣớc thải chuyển động tuần hồn liên tục trong mƣơng. Lọc sinh học Là cơng trình đƣợc thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ cĩ trong nƣớc thải nhờ quá trình ơxy hĩa 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. Cĩ 2 dạng: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 22 Bể lọc sinh học nhỏ giọt: là bể lọc sinh học cĩ vật liệu lọc khơng ngập trong nƣớc. Giá trị BOD của nƣớc thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l với lƣu lƣợng nƣớc thải khơng quá 1000 m3/ngđ. Bể lọc sinh học cao tải: lớp vật liệu lọc đƣợc đặt ngập trong nƣớc. Tải trọng nƣớc tới 10 ÷ 30m3/m2 ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt. Tháp lọc sinh học cũng cĩ thể đƣợc xem nhƣ là một bể lọc sinh học nhỏ giọt nhƣng cĩ chiều cao khá lớn. [1] LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 23 CHƢƠNG 4 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ SUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI 4.1. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI Để xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải cần cĩ các thơng số đầu vào bao gồm: lƣu lƣợng nƣớc thải, đặt tính nƣớc thải đầu vào cũng nhƣ yêu cầu về chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý. Lƣu lƣợng nƣớc thải thực tế của cụm cơng nghiệp bao gồm các loại nƣớc thải phát sinh từ các khu vực chúng tơi tạm gọi theo nguồn gốc phát sinh: Nƣớc thải sản xuất: Các nhà máy trong khu cơng nghiệp hiện nay thuộc các ngành cơng nghiệp sản xuất các loại sản phẩm khác nhau nên nhu cầu sử dụng nƣớc sử dụng khác nhau. Nhƣ các ngành chế biến thực phẩm lại sử dụng một lƣợng tƣơng đối lớn nƣớc sản xuất, các ngành may mặc, lắp ráp cơ khí, vật liệu xây dựng, chế tạo dây điện, thiết bị điện… lại sử dụng ít nƣớc hơn. Tùy theo từng cơng nghệ và quy mơ sản xuất mà lƣu lƣợng nƣớc thải sẽ khác nhau và cĩ thành phần các chất ơ nhiễm khác nhau. Chia làm 3 nhĩm chính: - Nhĩm 1: sản xuất giấy, bột giấy, ngành thuộc da, các ngành cĩ cơng đoạn tẩy nhuộm, cơng nghệ xi mạ, sản xuất hĩa chất, sản xuất pin – ác quy, chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, mực in. - Nhĩm 2: Ngành chế biến gỗ: cƣa xẻ sấy gỗ và sản xuất các sản phẩm từ gỗ ( trừ chạm trỗ, thủ cơng mỹ nghệ); sơn gia cơng các sản phẩm gỗ, kim loại và các sản phẩm khác; luyện cán thép và các sản phẩm từ phơi thép, luyện cán và sản xuất các sản phẩm từ cao su; kinh doanh phân loại phế liệu, phế thải, thức ăn chăn nuơi, ngành thực phẩm: chế biến thủy sản, nƣớc chấm bột ngọt, muối dầu ăn, cồn rƣợu bia nƣớc giải khát, chế biến hạt điều. - Nhĩm 3: Sản xuất gạch, nguyên liệu pha chế và đĩng gĩi thuốc bảo vệ thực vật; sản xuất phân bĩn, ngành tái chế phế liệu, phế thải (sản xuất thép, kim loại từ phế thải, tái chế nhựa, tái chế dầu nhớt); sơ chế mủ cao su thiên nhiên, sản xuất thức LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 24 ăn gia súc, gia cầm, sản xuất tinh bột từ khoai mì, xử lý chất thải cơng nghiệp nguy hại. Nƣớc thải sinh hoạt: Nƣớc thải của các nhà máy đang hoạt động trong Khu Cơng Nghiệp Đất Cuốc – Khu B phần lớn là nƣớc thải sinh hoạt vì lƣợng cơng nhân nhiều (đặt biệt đối với các ngành nghề chế biến thực phẩm, may mặc…). Thành phần nƣớc thải sinh hoạt bao gồm cặn lơ lửng (SS), chất dinh dƣỡng (N,P), BOD, COD, Vi sinh… Nƣớc mƣa chảy tràn: Đối với nƣớc mƣa chảy tràn, một số nhà máy trong khu cơng nghiệp cĩ hệ thống thu gom nƣớc mƣa độc lập với hệ thống thu gom nƣớc thải vì thế nƣớc mƣa đƣợc thu gom sẽ đổ vào cống thu nƣớc mƣa của khu cơng nghiệp. Đối với nhà máy hiện khơng cĩ hệ thống thu gom nƣớc mƣa và nƣớc thải riêng biệt thì cần phải đầu tƣ hệ thống thốt nƣớc thải riêng biệt để nƣớc thải sẽ đƣợc thu gom và dẫn vào trạm xử lý nƣớc thải tập trung của cụm cơng nghiệp. Lƣu lƣợng nƣớc thải thiết kế của là : 3000m3/ngày đêm. Yêu cầu chất lƣợng nƣớc sau khi xử lý ở trạm xử lý tập trung trƣớc khi xả ra nguồn tiếp nhận là QCVN 24: 2009 (Cột A) Nƣớc thải tập trung đầu vào tiêu chuẩn loại B của QCVN 24: 2009, một số chỉ tiêu quá tiêu chuẩn loại C để thu hút sự đầu tƣ của các doanh nghiệp. Một số chỉ tiêu cơ bản: Bảng 4.1 Đặc tính nƣớc thải đầu vào Số TT THƠNG SỐ ĐV TÍNH NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO NƢỚC THẢI SAU XỬ LÝ CỘT A, QCVN– 24:2009 1 Cơng suất m3/ngày 3000 3000 2 Nhiệt độ 0C < 40 < 40 3 pH - 5-9 6-9 4 Mùi - Khơng khĩ chịu Khơng khĩ chịu 5 Màu sắc, Co-Pt ở pH = 7 200 20 6 BOD5 (20 0 ) Mg/l 300 20 7 COD Mg/l 600 50 8 Chất rắn lơ lửng (SS) Mg/l 300 50 9 Asen Mg/l 0.1 0.05 10 Thủy ngân 0.01 0.005 11 Chì ( Pb) Mg/l 0.5 0.1 12 Cadmium (Cd) Mg/l 0.001 0.005 13 Crơm VI ( Cr 6+ ) Mg/l 0.1 0.05 14 Crơm III( Cr 3+ ) Mg/l 1 0.2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 25 15 Đồng (Cu) Mg/l 2 2 16 Kẽm ( Zn) Mg/l 3 3 17 Niken (Ni) Mg/l 0.5 0.2 18 Mangan ( Mn) Mg/l 1 0.2 19 Sắt (Fe) Mg/l 5 1 20 Thiếc Mg/l 1 0.2 21 Cyanua (CN) Mg/l 0.1 0.05 22 Phenol Mg/l 0.5 0.1 23 Dầu mỡ khống Mg/l 1 KPHĐ 24 Mỡ động thực vật Mg/l 10 5 25 Clo dƣ Mg/l 2 1 26 PCBS Mg/l 0.01 0.003 27 Hĩa chất bảo vệ thực vật Lân hữu cơ Mg/l 1 3 28 Hĩa chất bảo vệ thực vật clo hữu cơ Mg/l 0.1 0.1 29 Sunfua Mg/l 0.5 0.1 30 Florua Mg/l 10 5 31 Amoni Mg/l 10 5 32 Thủy ngân (Hg) Mg/l 0.005 0.005 33 Nitơ tổng cộng Mg/l 30 15 34 Phĩtpho tổng cộng Mg/l 6 4 35 Coliform MPN/100 ml 15000 3000 36 Xét nghiệm sinh học (Bioassay) - 90% cá sống xĩt sau 96h trong 100% nƣớc thải 37 Tổng hoạt độ phĩng xạ α Bq/l 0.1 0.1 38 Tổng hoạt độ phĩng xạ β Bq/l 1 1 4.2. MỘT SỐ KHU CƠNG NGHIỆP ĐIỂN HÌNH [8] 4.2.1 Khu cơng nghiệp Tân Tạo Thơng số cơ bản: Lƣu lƣợng nƣớc thải thiết kế: Tổng lƣu lƣợng nƣớc thải: 6000m3/ngđ Lƣu lƣợng trung bình giờ (24h) : 250 m3/h Lƣu lƣợng tối đa: 400 m3/2h Trạm XLNT đƣợc thiết kế theo các tiêu chuẩn cụ thể nhƣ sau: pH 6-9 SS 200mg/l BOD5 400mg/l COD 600mg/l Kim loại nặng: xử lý đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945-1995 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 26 Hình 4.1: Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Tân Tạo Ƣu điểm: - Sử dụng cơng nghệ bể bùn hoạt tính hiếu khí. Cơng nghệ đơn giản, dễ vận hành. Nhƣợc điểm: - Khơng đề phịng đƣợc sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn. Nƣớc thải từ các nhà máy (tiền xử lý) Bể thu gom Bể điều hịa Hệ điều chỉnh pH, NaOH, H2SO4 Bể bùn hoạt tính Bể tách bùn Máng đo lƣu lƣợng Nguồn tiếp nhận Dinh dƣỡng N/P Khơng khí Bể gom bùn Bơm hồi lƣu Máy ép bùn Sân phơi bùn Thu gom xử lý LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 27 4.2.2 Khu cơng nghiệp Biên Hịa II Hình 4.2: Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Biên Hịa II Ƣu điểm: - Thiết bị hiện đại, dễ vận hành - Khử đƣợc chất ding dƣỡng Nitơ và Photpho sinh hố do cĩ thể điều chỉnh đƣợc quá trình hiếu khí, thiếu khí và kị khí trong bể bằng việc thay đổi chế độ cung cấp oxy. - Hiệu quả xử lý cao - Khơng cần bể lắng II và khơng phải hồn lƣu bùn Nhƣợc điểm: - Cơng suất xử lý nhỏ - Địi hỏi nắm rõ kỹ thuật vận hành đối với ngƣời vận hành 4.2.3 Khu cơng nghiệp Linh Trung 1 pH9, KLN Hố thu gom Lƣới chắn tinh Bể điều hịa UNITANK Hồ sinh học Bể đệm Bể keo tụ/tạo bơng Bể lắng Nƣớc sau xử lí Hệ thống xử lý bùn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 28 Lƣu lƣợng nƣớc thải thiết kế : 5000m3/h Tính chất nƣớc thải:  BOD5 : 500 mg/l  COD : 800 mg/l  SS : 300 mg/l  Nhiệt độ 45C  pH =59 Hình 4.3: Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Linh Trung 1 Ƣu điểm: - Sử dụng cơng nghệ bùn hoạt tính theo phƣơng pháp SBR. Phƣơng pháp này cĩ khả năng xử lý nƣớc thải cĩ BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm diên tích, khơng cần nhiều nhân viên. Nhƣợc điểm: - Địi hỏi ngƣời vận hành phải cĩ trình độ cao, vận hành phức tạp, chi phí xây dựng tốn kém 4.2.4 Khu cơng nghiệp Việt-Sing Bể thu gom Đồng hồ đo lƣu lƣợng Lƣới chắn tinh Bể điều hịa Bể SBR Bể chứa sau xử lý sinh học Bộ lọc tinh Bể đệm Bể tiếp xúc Clorine Đầu ra Bể lọc than hoạt tính Máy ép bùn Bể nén bùn Polymer Bánh bùn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 29 Hình 4.4: Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Việt – Sing Sử dụng cơng nghệ vi sinh bám dính (lọc sinh học) kết hợp với bùn hoạt tính sinh học hiếu khí truyền thống. Ƣu điểm: - Hiệu quả xử lý rất cao. Nhƣợc điểm: - Sử dụng trong trƣờng hợp lƣu lƣợng nƣớc thải khơng lớn. 4.2.5 Khu cơng nghiệp Lê Minh Xuân Hố thu gom Bể phân phối Trống lọc Bể điều hịa Hố bơm Tháp lọc sinh học Bể tuần hồn Bể aerotank Bể lắng Bể lắng Bể tiêu bùn Máy ép bùn Nƣớc thải sau xử lý LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 30 Hình 4.5: Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Lê Minh Xuân Ƣu điểm: - Cơng nghệ đơn giản, dễ vận hành. Nhƣợc điềm: - Khơng khử đƣợc Nitrit, nitrat thành nitơ tự do 4.3 LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ CHO KHU CƠNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC (KHU B) NaOCl PAC Polymer NaOH/HCl Polymer HỐ THU GOM BỂ TÁCH VÁNG NỔI BỂ CÂN BẰNG BỂ NÂNG pH BỂ KEO TỤ BỂ TẠO BƠNG BỂ TRUNG HỊA BỂ LẮNG 1 BỂ AEROTANK BỂ LẮNG 2 BỂ KHỬ TRÙNG KÊNH BỂ PHÂN HỦY BÙN MÁY ÉP BÙN NaOH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 31 Nguyên tắc lựa chọn cơng nghệ xử lý: Cơng nghệ xử lý phải đảm bảo chất lƣợng nƣớc sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn thải - Cơng nghệ đảm bảo mức an tồn cao trong trƣờng hợp cĩ sự thay đổi lớn về lƣu lƣợng và nồng độ chất ơ nhiễm giữa mùa mƣa và mùa khơ. - Cơng nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành, cĩ tính ổn định cao, vốn đầu tƣ kinh phí tối ƣu. - Cơng nghệ xử lý phải mang tính hiện đại và cĩ khả năng sử dụng trong một thời gian Ngồi ra cần chú ý đến một số yếu tố nhƣ: - Lƣu lƣợng, thành phần nƣớc cần xử lý - Tính chất nƣớc thải sau xử lý vào nguồn - Điều kiện hực tế vận hành, xây dựng hệ thống - Điều kiện về kỹ thuật (xây dựng, lắp rắp, vận hành) - Khả năng về vốn đầu tƣ. Dựa trên tính chất nƣớc thải đã tính tốn, khảo sát, ta thấy lƣợng BOD trong nƣớc thải khơng cao (300 mg/l) và nồng độ một số chất nguy hại ít nên ta cĩ thể sử dụng cơng nghệ sử lý sinh học bùn hoạt tính. Nƣớc thải đầu vào của khu xử lý tập trung đã đƣợc các nhà máy xử lý sơ bộ đạt loại B, một số chỉ tiêu cho phép đạt trên mức loại B. Để đề phịng sự cố cĩ thể xảy ra, ta thiết kế một hệ thống xử lý sơ bộ khi nguồn nƣớc thải cĩ kim loại nặng hoặc các độc tố gây ảnh hƣởng đến bùn hoạt tính. Khu CN Đất Cuốc (Khu B) cĩ vị trí thuận lợi cho việc xả thải sau khi xử lý nên việc xây dựng hệ thống xả thải ra suối Tân Lợi tƣơng đối ít tốn kém. Tuy nhiên nƣớc thải đầu ra của trạm xử lý tập trung phải đạt loại A nên yêu cầu xử lý tƣơng đối cao nên chi phí cho 1 m3 nƣớc thải cũng vì thế mà tăng cao hơn. Với những điều kiện và yêu cầu trên, ngƣời thực hiện đề ra 2 phƣơng án cho việc thiết kế trạm xử lý Khu CN Đất Cuốc (Khu B). PHƢƠNG ÁN 1: Mơ tả cơng nghệ: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 32 Nƣớc thải từ các nhà máy và các xí nghiệp trong KCN đƣợc thu gom về bể gom nƣớc thải. Trƣớc khi vào bể gom nƣớc thải đƣợc tách rác bằng song chắn rác để loại bỏ hết các rác lớn nhƣ: Cành cây, đá, giẻ cĩ kích thƣớc >10mm ra khỏi nƣớc thải trƣớc khi vào bể gom. Sau đĩ nƣớc thải đƣợc hệ thống bơm bơm qua Máy tách rác tinh tự động loại trống quay để loại bỏ nốt các loại rác cĩ kích thƣớc >2,5mm ra trƣớc khi vào hệ thống xử lý sinh học. Nƣớc thải sau khi qua máy tách rác đƣợc cho vào bể tách dầu mỡ để loại bỏ dầu mỡ, ván nỗi và sau đĩ cho nƣớc tự chảy sang bể điều hồ. Ở bể điều hồ nƣớc thải đƣợc lắp hệ thống phân phối khí để ổn định về nồng độ và lƣu lƣợng nƣớc thải tránh hiện tƣợng sốc tải trọng khơng mong muốn trƣớc khi vào các bƣớc xử lý tiếp theo. Khí cung cấp cho bể điều hồ đƣợc lấy từ máy thổi khí. Xử lý hố lý là quá trình cho các chất keo tụ và trợ keo tụ ra trộn lẫn với nƣớc thải để tạo thành các bơng keo tụ và kéo theo các chất ơ nhiễm cĩ trong nƣớc thải xuống đáy bể và đƣợc tách ra ở dạng bùn hố lý. Những chất cĩ thể đƣợc loại bỏ ra khỏi nƣớc thải trong quá trình xử lý hố lý là: Xử lý COD, SS, Các hợp chất Kim loại nặng và các chất keo lơ lửng trong nƣớc thải. Do COD, độ màu và hàm lƣợng các chất lơ lửng giảm, kéo theo nồng độ BOD5 cũng giảm theo ở bƣớc xử lý này. Bể lắng sơ bộ đƣợc thiết kế đặc biệt cĩ tác dụng tạo mơi trƣờng tĩnh cho bơng keo lắng xuống. Với hệ thống tấm nghiêng trong ngăn lắng và đáy bể cĩ độ dốc cao giúp bùn trƣợt về đáy bể và đƣợc bơm về bể chứa bùn. Cịn nƣớc trong sau khi tách bùn đƣợc cho qua bƣớc xử lý sinh học hiếu khí tiếp theo. Tại bể xử lý sinh học hiếu khí nƣớc thải đƣợc bổ sung chất dinh dƣỡng nhằm tạo điều kiện tối ƣu cho vi sinh vật hoạt động tốt. Điều chỉnh nồng độ pH cho phù hợp bằng hệ thống đồng hồ đo pH tự động để điều khiển các bơm định lƣợng bơm hố chất nhằm đạt đƣợc nồng độ trên. Ngồi ra chúng ta cũng cần phải kiểm sốt nồng độ oxy hồ tan trong bể bằng đồng hồ đo DO tự động. Do đĩ, chúng ta phải kiểm sốt các thống số đĩ một cách tối ƣu nhằm tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động tốt nhất. Hệ thống xử lý sinh học hiếu khí là bƣớc quan trọng nhất trong nhà máy xử lý nƣớc thải nĩ cĩ thể xử lý đƣợc các chất ơ nhiễm nhƣ: COD, BOD, SS, hợp chất chứa Nitơ… Ở đây chúng ta sử dụng hệ thống hai bể sinh học hiếu khí chạy song song hoặc nối tiếp (trong trƣờng hợp bình thƣờng, nƣớc thải cĩ chứa các LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 33 chất hữu cơ dễ phân hủy thì thực hiện quá trình vận hành song song. Trong trƣờng hợp nƣớc thải cĩ độ màu cao, nồng độ hữu cơ cao và chứa nhiều hợp chất khĩ phân hủy thì thực hiện chế độ vận hành nối tiếp) cĩ hệ thống cấp khí dƣới đáy bể cung cấp oxy cho vi sinh vật phát triển. Bùn sinh học đƣợc lắng tại bể lắng thứ cấp và đƣợc hệ thống bơm Airlift bơm hồi lƣu về bể sinh học hiếu khí để bổ sung lƣợng vi sinh bị thiếu hụt. Cịn lƣợng bùn sinh học ở đáy bể lắng thứ cấp dƣ thừa đƣợc định kỳ bơm sang bể phân huỷ bùn. Nƣớc thải sau bƣớc xử lý sinh học hiếu khí thƣờng là đạt tiêu chuẩn mơi trƣờng và chỉ cần cho qua bể khử trùng là đạt tiêu chuẩn thải ra mơi trƣờng theo QCVN 24-2009 cột A. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 34 Hình 4.6 sơ đồ cơng nghệ phƣơng án 1 cho khu cơng nghiệp Đất Cuốc B Máy tách rác Bể tách cát, dầu mỡ Bể điều hịa Bể lắng sơ bộ Bể khuấy trộn 1 Bể khuấy trộn 2 Sinh học hiếu khí Bể lắng II Bể phân hủy bùn Nƣớc thải đạt QCVN 24-2009 (Cột A) Bể khử trùng Máy ép bùn Bể thu gom Nƣớc thải từ KCN vào Bể chứa bùn Bơm ĐL Bơm ĐL Bồn polime Bồn phèn Bồn axit Bồn kềm Bơm ĐL Bơm ĐL Bơm ĐL Bồn DD Bơm ĐL Bồn clo LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 35 PHƢƠNG ÁN 2: Nguyên lý cơng nghệ Áp dụng quá trình xử lý sinh học kết hợp xử lý sinh học kỵ khí, sinh học hiếu khí bùn hoạt tính và quá trình xử lý tự nhiên bằng hồ sinh học trƣớc khi thải ra mơi trƣờng tiếp nhận là các sơng rạch, ngồi ra cịn dự phịng thêm hệ thống xử lý hố lý đề phịng khi cĩ sự cố về chất lƣợng nƣớc thải đầu vào. Mơ tả cơng nghệ: Đầu tiên, nƣớc thải đƣợc cho qua song chắn rác kích thƣớc để loại bỏ hết các rác cĩ kích thƣớc lớn nhƣ cành cây, túi nilon, giẻ…để bảo vệ các thiết bị bơm ở trong bể và tạo điều kiệt tốt cho các bƣớc xử lý tiếp theo đƣợc tốt hơn. Sau đĩ nƣớc thải dẫn vào bể gom và đƣợc bơm lên bể điều hồ bằng hệ thống bơm chìm đặt trong bể Gom. Rác thu đƣợc từ song chắn rác đƣợc định kỳ lấy ra và đƣợc đem đi chơn lấp. Trƣớc khi vào bể điều hồ nƣớc thải đƣợc đƣa qua thiết bị lọc rác tinh dạng trống quay để tách tiếp rác cĩ kích thƣớc >2mm ra. Sau khi tách rác xong nƣớc thải đƣợc đƣa sang bể tách dầu mỡ để tách loại dầu mỡ cĩ trong nƣớc thải. Từ đĩ nƣớc thải đƣa vào bể điều hồ tại đây nƣớc thải đƣợc điều hồ lƣu lƣợng và nồng độ nhờ hệ thống phân phối khí đƣợc lắp đặt ở dƣới đáy bể và đƣợc cung cấp khí bằng máy thổi khí. Nếu trƣờng hợp nƣớc thải trong Khu Cơng Nghiệp gặp sự cố tức là nƣớc thải ra cĩ hàm lƣợng các chất độc hại nhƣ: Kim loại nặng, thuốc trừ sâu, độ màu lớn thì sẽ đƣợc bơm lên hệ thống xử lý hố lý. Nƣớc thải đƣợc bơm lên đồng thời hố chất cũng đƣợc bơm ra để keo tụ và lắng các chất lơ lửng, các chất keo và các chất độc hại cĩ xuống đáy bể lắng và đƣợc tách ra nhờ bể lắng. Nƣớc sau khi tách bùn đƣợc đƣa vào bể điều chỉnh nồng độ pH và cung cấp chất dinh dƣỡng để phù hợp cho quá trình xử lý sinh học phân huỷ và xử lý các chất ơ nhiễm cĩ trong nƣớc thải rồi đƣợc đƣa vào bể chứa trung gian. Từ bể chứa trung gian nƣớc thải đƣợc bơm lên tháp lọc sinh học kỵ khí. Tháp lọc sinh học kỵ khí là cơng trình xử lý sinh học là sử dụng hệ vi sinh vật kỵ khí dính bám trên giá để xử lý nƣớc thải. Ƣu điểm của tháp lọc sinh học kỵ khí là cĩ tải trọng hoạt động rất rộng và hệ vi sinh vật ít chịu tác động của một số điều kiện ngoại cảnh, LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 36 do đĩ cĩ khả năng xử lý ổn định, rất thích hợp để xử lý nƣớc thải Khu Cơng Nghiệp. Hệ vi sinh vật đƣợc phát triển dính bám trên các tấm đệm đƣợc lắp đặt trong tháp. Nƣớc thải sau khi qua xử lý tháp lọc kỵ khí đƣợc đƣa sang bể trung gian. Một phần đƣợc tuần hồn bơm lại tháp lọc sinh học kỵ khí để duy trì hàm lƣợng vi sinh vật hoạt động trong tháp, cịn lại đƣợc đƣa sang bể sinh học hiếu khí . Tại bể Sinh học hiếu khí nƣớc thải đƣợc hệ vi sinh vật hiếu khí phân huỷ tiếp để xử lý triệt để các chất ơ nhiễm cịn lại trong nƣớc thải. Vi sinh vật hiếu khí trong bể Sinh học hiếu khí đƣợc tạo mơi trƣờng tối ƣu cho hoạt động bằng cách cấp oxy bằng hệ thống máy thổi khí cĩ kiểm sốt bằng đồng hồ đo nồng độ oxy hồ tan trong nƣớc thải Nồng độ pH luơn đƣợc kiểm sốt nằm trong giới hạn cho phép pH=6-8 để cho vi sinh vật hoạt động tốt. Nƣớc sau khi đƣợc xử lý ở bể Sinh học hiếu khí đƣợc cho qua bể lắng thứ cấp. Ở đây bùn vi sinh đƣợc tách ra ở dƣới bể và định kỳ đƣợc hồi lƣu lại bể sinh học hiếu khí để duy trì và bổ sung nồng độ vi sinh vật trong bể. Lƣợng bùn dƣ ở đáy bể lắng đƣợc bơm sang bể phân hủy bùn và đƣợc bơm lên máy ép bùn để tách bớt nƣớc trƣớc khi thải bỏ, cịn nƣớc đƣợc tách ra đƣợc cho vào bể gom. Nƣớc ra khỏi bể lắng đƣợc đƣa ra hồ sinh học để xử lý tự nhiên trƣớc khi thải ra suối Tân Lợi. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 37 Hình 4.7 sơ đồ cơng nghệ phƣơng án 2 cho khu cơng nghiệp Đất Cuốc B Hố thu gom Lƣới chắn tinh Bể điều hịa Bể điều chỉnh hĩa chất Bể keo tụ/tạo bơng Bể lắng I Tháp lọc sinh học Bể chứa trung gian Bể nén bùn Máy ép bùn Nguồn tiếp nhận Song chắn thơ Nƣớc thải chƣa xử lý NaOH, H2SO4 Bể sinh học hiếu khí May thoi khi Bể lắng 2 Bể kiểm tra Hồ sinh học Khơng đạt Bùn thải bỏ May thoi khi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 38 Nhận xét : Phƣơng án 1: Ƣu điểm: - Đáp ứng đƣợc những biến đổi lớn của nƣớc thải đầu vào, chất lƣợng nƣớc thải ổn định và đạt hiệu quả xử lý cao. Xử lý độ màu độ mùi rất tốt. - Cơng nghệ đơn giản dễ vận hành, hệ thống đƣợc thiết kế tự động hĩa hồn tồn. - Chi phí đầu tƣ giảm . - Tiết kiệm diện tích xây dựng. Nhƣợc điểm: - Chi phí vận hành cao hơn các NMXLNT thơng thƣờng (trong trƣờng hợp nƣớc thải cĩ độ màu cao). Phƣơng án 2: Ƣu điểm: - Biện pháp tháp lọc sinh học cĩ tính ổn định cao, cĩ thể xử lý nƣớc thải cĩ nồng độ hữu cơ cao - Cĩ hệ thống hĩa lý dự phịng nhằm ngăn ngừa ảnh hƣởng của các chất độc hại trong nƣớc thải nhƣ hĩa chất, dệt nhuộm, cơ khí tới quá trình xử lý sinh học . - Quá trình sinh học hiếu khí sau cùng nhằm phân hủy và oxy hĩa hết các chất ơ nhiễm trong nƣớc thải đạt tiêu chuan trƣớc khi xả ra mơi trƣờng. Nhƣợc điểm: - Chi phi đầu tƣ nhà máy xử lý nƣớc thải lớn do mức độ phức tạp của cơng nghệ - Tốn nhiều diện tích xây dựng - Vận hành và kiểm sốt các thơng số khĩ khăn => Sau khi so sánh ƣu, nhƣợc điểm 2 cơng nghệ xử lý thấy rằng: Phương án 1 cĩ nhiều ƣu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nƣớc thải khu cơng nghiệp Đất Cuốc về quy mơ, kinh tế, quản lý, vận hành. Chính vì vậy chọn phương án 1 để tính tốn thiết kế chốn và thiết kế cho Trạm Xử Lý Nƣớc Thải Của Khu Cơng Nghiệp Đất Cuốc (Khu B) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 39 CHƢƠNG 5 TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ Tính tốn lƣu lƣợng nƣớc thải: Lƣu lƣợng thiết kế Qtkế = 3000m 3/ngđ Lƣu lƣợng ngày lớn nhất Qngày max = Kch x Qtkế = 1,375 x 3000 = 4125 m 3/ngđ Lƣu lƣợng thiết kế Qngày TB = 3000m 3/ngđ = 125 m3/h=0,034m3/s 5.1 BỂ THU GOM [2] Thể tích hữu ích của ngăn tiếp nhận: Vb = Qh max .t Với : t là thời gian lƣu nƣớc trong hầm bơm, t = 1030phút Chọn t = 30 phút Theo TCXD 51-84, ứng với Qmax = 3000 m 3/ngđ ta cĩ Kch = 1,375 Lƣu lƣợng giờ lớn nhất Qh max = 24 4125 = 172 m 3 /h  Vb = 172 m 3 /h x 30 ph 60 1 h/ph = 86 m 3 Kích thƣớc bể thu gom Chọn chiều sâu hữu ích h = 5m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m  BxL = h V b = 5 86 = 17,2m 2 Chọn B = 3,5 m, L = 5 m Vậy thể tích bể thu gom là: V = 3,5 x 5x 5,5= 96,25 m3 Ta chia bể thu gom làm hai ngăn Ngăn tách rác cĩ kích thƣớc BxLxH = 1,5 x 5 x 5,5 Ngăn bơm tiếp nhận cĩ kích thƣớc BxLxH = 2 x 5 x 5,5 Tần suất hoạt động bơm: Z= 172 25,962 = 1,1h LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 40 * BƠM NƢỚC THẢI BỂ THU GOM Tính bơm Chọn 4 bơm nhúng chìm, trong đĩ cĩ 3 bơm hoạt động và 1 bơm dự phịng. Lƣu lƣợng mỗi bơm smhm hm n Q Q h bom /016,0/3,57 3 /172 33 3 max  Cột áp bơm H=12m Chọn 4 bơm 3 bơm hoạt động 1 bơm dự phịng Chọn bơm: Model: AP100.150.115 Cơng suất bơm: 3,7 kW Hiệu suất bơm: 0,81 5.2 SONG CHẮN RÁC Bảng 5.1: Thơng số tính tốn cho song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng [3] Thơng số tính tốn Song chắn làm sạch bằng thủ cơng Kích thƣớc song chắn - Bề rộng (mm) - Bề dày (mm) Khe hở giữa các thanh (mm) Độ dốc theo phƣơng đứng Tốc độ dịng chảy trong mƣơng (m/s) Tổn thất áp lực cho phép (mmH2O) 4,9  14,7 24,5  38,1 25,4  50,8 30  45 0,3  0,6 150 Chọn bề rộng song chắn B = 1,5 m Chọn kích thƣớc song chắn nhƣ sau: - Bề rộng song chắn: b = 0,01 m - Bề dày song chắn: d = 0,03 m - Khoảng cách giữa các song chắn: w = 0,025 m Bề rộng của song chắn đƣợc tính theo cơng thức: Bs = bn + w (n+1)  n = 025.001,0 025.05,1      Wb WBS = 42,1 Chọn n = 42 khe LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 41 Số khe hở của song chắn: n = K hwv Q h . ...3600 1SC max  h1 = K nwv Q h . ...3600 SC max Trong đĩ: - K: hệ số tính đến mức độ cản trở của dịng chảy do hệ thống cào rác K=1,05 - h1 = độ đầy của nƣớc trong kênh tƣơng ứng với Qh max - n: số khe của song chắn, n= 42 - w: khoảng cách giữa 2 song chắn, w=0,025 m - vSC: vận tốc nƣớc qua song chắn, vSC = 0,9 m/s  h1 = 05,1. 42.9,0.025.0.3600 172 = 0,05 m Tổn thất áp lực của song chắn rác: hS = 2g )vv( 7,0 1 22 SC x trong đĩ: - vSC: vận tốc qua song chắn ứng với Qmax, vSC = 0,9 m/s - g: gia tốc trọng trừơng, g = 9,81 m/s2 - v: vận tốc trƣớc song chắn, m/s Độ đầy trong kênh h1 = B x V x 3600 Qmaxh  v = 5,105,03600 172 3600 1 max    Bh Q h = 0,63 m/s  hS = 81,92 )63,09,0( 7,0 1 22    = 0,03 m < 150 mm  thoả mãn Chiều cao xây dựng mƣơng của song chắn rác H = h1 + hS + ht Trong đĩ: - h1: độ đầy của nƣớc thải ứng với Qh max , h1 = 0,19m - hS: tổn thất áp lực qua song chắn, hS = 0,05 m LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 42 - ht: chiều cao phía trên mặt nƣớc của song chắn, ht = 0,31 m H = 0,19 + 0,03+ 0,31 = 0,53 m Nhƣ vậy chiều cao của song chắn: HSC = 60sin 53.0 60sin  H = 1,1 m Vậy ta cĩ thơng số thiết kế song chắn là: Bảng 5.2: Thơng số song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng Thơng số thiết kế Đơn vị Kích thƣớc Chiều rộng song chắn Chiều cao song chắn Số thanh của song chắn Khe hở giữa hai thanh Bề rộng của thanh Bề dày thanh Gĩc nghiêng đặt song chắn so với phƣơng thẳng đứng m m thanh m m m độ 1,5 1,1 28 0,025 0,01 0,03 60 Hàm lƣợng chất lơ lững sau khi qua song chắn giảm 4%, cịn lại: Ctc = Ctc ( 100 -4)% = 300 ( 100 – 4)% = 288 mg/l Nƣớc thải trƣớc khi vào bể tách dầu mỡ thì đƣợc qua máy tách rác tự động cĩ cơng suất 3000m3/ngày sau đĩ tự chảy sang bể điều hịa. 5.3 BỂ ĐIỀU HÕA Nhiệm vụ Điều hồ lƣu lƣợng và nồng độ chất hữu cơ, tránh cặn lắng và làm thống sơ bộ qua đĩ oxy hố một phần các chất bẩn hữu cơ. Thời gian lƣu nƣớc của bể điều hịa chọn là t = 6h Thể tích hữu ích của bể điều hịa đƣợc tính nhƣ sau: Vđh = Qh TB . t = 125 x 6 = 750m 3 Chọn chiều cao hữu ích của bể điều hồ h = 5m Chiều cao bảo vệ của bể điều hồ là hbv = 0,5 m  Chiều cao xây dựng của bể điều hịa là: H = h + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 m F = B x L = 5 750  h Vdh = 150 m 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 43 Chọn B = 7,5m , L = 20 m Thể tích xây dựng bể điều hịa: B xLxH = 7,5x 20 x 5,5 = 825 m3 Ngăn tách dầu mỡ cĩ kích thƣớc B x L x H = 2,5x 7,5 x 3,2 Ngăn bể điều hịa cĩ kích thƣớc B x L x H = 7,5 x20 x5,5 Tính tốn hệ thống cấp khí cho bể điều hịa: Lƣợng khơng khí cần thiết: Lkhí = Qh TB x a Với : Qh TB : lƣu lƣợng nƣớc thải trung bình giờ, Qh max = 125 m 3 /h a : lƣu lƣợng khơng khí cấp cho bể điều hịa, a = 3,74 m3khí/m3nƣớc thải  Lkhí = 125 x 3,74 = 467,5 m 3 /h Bảng 5.3: Các dạng khuấy trộn ở bể điều hồ DẠNG KHẤY TRỘN GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ Khuấy trộn cở khí 4 – 8 W/m3 thể tích bể Tốc độ khí nén 10 - 15 L/m3.phút(m3 thể tích bể) (nguồn: sách xử lý nƣớc thải đơ thị và cơng nghiệp của tác giả Lâm Minh Triết, Nguyễn Phƣớc Dân, Nguyễn Thanh Hùng trang 418 ) Giả sử khuấy trộn bể điều hồ bằng hệ thống thổi khí. Lƣợng khí nén cần thiết cho khuấy trộn : phutmm phutm m VRqk /9750 . 012,0 33 3 3  = 9000l/phút Trong đĩ: R: Tốc độ khí nén. Chọn R=12 L/m3.phut= 0,012 m3/phút n = )/(250 )/(9000 phútl phútl r qkk  = 36 ống Trong đĩ: r: Lƣu lƣợng khí, chọn r = 250 (l/phút) (r =85 – 311 l/phút) chọn hệ thống ống dẫn khí d = 90mm Chọn đƣờng ống dẫn Với lƣu lƣợng khí qkk = 9 (m 3 /phút) = 0,15 (m 3 /s) và vận tốc khí trong ống vkk= 10 – 15 (m/s) cĩ thể chọn đƣờng kính ống chính D = 120mm. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 44 Tính lại vận tốc khí trong ống chính: vc = 4 12,0 )/(15,0 4 2 3 2     sm D qkk = 13,26 (m/s) => thoả mãn vkk= 10 – 15 (m/s) Loại khuyến tán khí Lƣu lƣợng khí (l/phút) Cái Hiệu suất chuyển hĩa O2 tiêu chuẩn (%) - Đỉa sứ- lƣới - Chụp sứ – lƣới - Bản sứ - lƣới - Ong plastic xốp cứng bố trí + Dạng lƣới + Hai phía theo chiều dài + Một phía theo chiều dài - Ong plastic xốp mềm bố trí + Dạng lƣới + Một phía theo chiều dài - Ong khoan lỗ bố trí + Dạng lƣới + Một phía theo chiều dài - Khuyếch tán khơng xốp + Hai phía theo chiều dài + Một phía theo chiều dài 11 – 96 14 – 71 57 – 142 68 – 113 85 – 311 57 – 340 28 – 198 57 – 198 28 – 113 57 – 170 93 – 283 283 – 990 25 – 40 27 – 39 26 – 33 28 – 32 17 – 28 13 – 25 26 – 36 19 -37 22 – 29 15 – 19 12 – 23 9 – 12 (nguồn: sách xử lý nƣớc thải đơ thị và cơng nghiệp của tác giả Lâm Minh Triết, Nguyễn Phƣớc Dân, Nguyễn Thanh Hùng trang 419) Chọn hệ thống cấp khí bằng ống Inox, bao gồm 3 ống đặt dọc theo chiều dài bể (20 m), các ống cách nhau 6,6 m, trên mỗi ống nhánh ta bố trí 6 ống phân phối khí EDI đặt đối xứng (mua ống phân phối khí EDI sẵn cĩ trên thị trƣờng).Số cánh khí đƣợc phân bố điều trong bể để đảm bảo cung cấp đủ lƣợng khí cho bể. Chọn hệ thống phân phối khí ở bể điều hồ dạng ống LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 45 Model: EDI –84P Đƣờng kính DN ống 91mm Lƣu lƣợng: 4-6m3/h Hiệu suất chuyển hố oxy: 65% Khung/ màng: EPDM Năng lực xử lý : 0,236m2 Mật độ khí (%): 3-15 Chiều dài ống : 1m Bảng 5.4 : Đƣờng kính theo vận tốc khí trong ống Đƣờng kính, mm Vận tốc, m/s 25 – 75 (1 -3”) 100 – 250 (4 – 10”) 300 – 610 (12 – 24”) 760 – 1500 (30 – 60”) 6 – 9 9 – 15 14 – 20 19 - 33 Nguồn [2] Hàm lƣợng BOD5 qua bể điều hồ giảm 15% BOD5 = 300(1 – 15%) = 255mg/l COD = 600 (1 – 15%) = 510 mg/l Áp lực và cơng suất của hệ thống nén khí Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo cơng thức: Htc = hd + hc + hf + H Trong đĩ: hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đƣờng ống dẫn, (m) hc : Tổn thất áp lực cục bộ, hc thƣờng khơng vƣợt quá 0,4m hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối , hf khơng vƣợt quá 0,5m H : Chiều cao hữu ích của bể điều hồ, H = 4 m Do đĩ áp lực cần thiết là: Htt = 0,4 + 0,5 + 5 = 5,9 (m) => Tổng tổn thất là 5,9 (m) cột nƣớc Áp lực khơng khí sẽ là: P = 10,33 10,33 4,9 1,474 10,33 10,33    tt H at LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 46 Cơng suất máy thổi khí tính theo cơng thức sau: N = n qkP kk   102 )1(34400 29,0 = 8,0102 0833,02)1474,1(34400 29,0   = 8,364 (Kw) = 11,3 (Hp) Trong đĩ: qkk : Lƣu lƣợng khơng khí, (m 3 /s) n : Hiệu suất máy thổi khí, n = 0,7 – 0,9, chọn n = 0,8 k : Hệ số an tồn khi sử dụng trong thiết kế thực tế, chọn k = 2. Chọn 2 máy thổi khí cơng suất 12 Hp (2 máy hoạt động luân phiên)  Tính tốn các ống dẫn nƣớc ra khỏi bể điều hồ Nƣớc thải đƣợc bơm sang bể keo tụ nhờ một bơm chìm, lƣu lƣợng nƣớc thải 104,16 m 3 /h, với vận tốc nƣớc chảy trong ống là v = 2m/s, đƣờng kính ống ra: Dr = 36002 16,1044    = 0,135 (m)  Chọn ống nhựa uPVC cĩ đƣờng kính  =150mm. Máy thổi khí Cơng suất máy thổi khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt:                1 p p 29,7.n.e W.R.T P 0,283 1 21 (kW) (Nguồn [2]) Trong đĩ:  W : khối lƣợng khơng khí mà hệ thống cung cấp trong 1 giây (kg/s) W = Q x  Với: Q: Lƣu lƣợng khơng khí Q = 9 m3/ph = 0,15 m3/s : khối lƣợng riêng của khơng khí,  = 1,2 kg/m3  W = 0,15 m3/s x 1,2 kg/m3 = 0,18 kg/s  R : hằng số khí lý tƣởng, R = 8,314 KJ/KmoloK  T1 : nhiệt độ tuyệt đối của khơng khí đầu vào, T1 = 273 + 25= 298K  p1 : áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu vào, p1 = 1 atm  p2 : áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu ra: p2 = pm + 1 = 1 10,12 Hd  = ,5731 10,12 5,8 1 atm LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 47 Với: pm : áp lực của máy thổi khí tính theo atmotphe, (atm) Hd : áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí : Hd = (hd + hc) + hf + H = 0,4 + 0,5 + 4,9 = 5,8 m - hd, hc : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đƣờng ống dẫn và tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh, (m). Tổng tổn thất do hd và hc khơng quá 0,4m. - hf : tổn thất qua các lỗ phân phối, khơng vƣợt quá 0,5m - H : độ ngập sâu của ống sục khí. H = 4,9 m.  n = K 1K  = 0,283 (K = 1,395 đối với khơng khí)  29,7 : hệ số chuyển đổi.  e : hiệu suất của máy thổi khí , chọn e = 0,8 Vậy cơng suất của máy thổi khí là:                 1 1 1,573 0,8 x 0,283 x 29,7 298 x 8,314 x 0,18 P 0,2837,86 (kW) = 5,86 (HP) Sử dụng 3 máy thổi khí cơng suất 10 kW, 2 máy hoạt động liên tục, 1 máy dự phịng Chọn máy nén khí Loại : BLW 65-1 Số lƣợng: 3 cái (2 hoạt động, 1 dự phịng) Lƣu lƣợng: 217m3/h. Cơng suất: 10 KW Số vịng quay motor: 2900 RPM Tính tốn đƣờng ống dẫn nƣớc vào bể điều hồ: Nƣớc đƣợc bơm từ bể thu gom sang bể điều hồ : m sm sm v Q D 23,0 /8,0 /034,04 . .4 3      (Nguồn [2]) Chọn Ø 250mm Trong đĩ:  Q : Lƣu lƣợng nƣớc thải, Q=0,034m3/s.  D : Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải.  v : Vận tốc nƣớc chảy trong ống,m/s. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 48 Tính tốn đƣờng ống dẫn nƣớc từ bể điều hồ sang bể khuấy : Nƣớc đƣợc bơm từ bể điều hồ sang bể khuấy m sm sm v Q D 16,0 /8,0 /017,04 . .4 3      Chọn þ150mm Lƣu lƣợng nƣớc qua bơm: 62,5m3/h Cột áp bơm H=5m Chọn bơm Model AP80.80 Vortex.20V.Ex Cơng suất bơm 3,7 kW Hiệu suất bơm 0.76 Số lƣợng 3 bơm , 2 hoạt động và 1 dự phịng 5.4 BỂ PHẢN ỨNG Thơng số thiết kế bể trộn nhanh trong xử lý nƣớc thải - Thời gian lƣu nƣớc t = 5 – 20 s - Gradient vận tốc G = 250 – 1500 s-1 Chọn t = 10 s G = 520 s -1 Thể tích bể trộn : V = Qh TB x t = 125 x 10/60 = 20,8 m 3 Bể trộn hình vuơng với tỉ lệ H:B = 1,5:1 Chọn chiều cao bể trộn là H = 4,3 m F = B x L = 3,4 8,20 H V  = 4,8 m 2  B = 2L = 2,4 m Tính lại thể tích bể: V = B x L x H = 2 x 2,4 x 4,3 = 20,64 m3 Tính cơng suất cánh khuấy Dùng máy khuấy hƣớng lên trên để đƣa nƣớc từ dƣới lên trên. Năng lƣợng truyền vào nƣớc: P = G 2 V Trong đĩ: G: Giadient vận tốc, G = 520 s-1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 49 V: Thể tích bể, V = 20,64 m3  : Độ nhớt động lực học của nƣớc, ứng với t=25C,  = 0,9.10-3 Ns/m2  P = 5202 x 20,64 x 0,9.10-3 = 5023 J/s = 5,023 kW Hiệu suất động cơ  = 0,8  Cơng suất động cơ là: 5,023 : 0,8 = 6,5 kW = 8,7 Hp Dựa vào catalogue về cánh khuấy phụ lục 5 chọn máy APM – 500 Hố chất dùng cho quá trình keo tụ Ta sử dụng phèn sắt làm chất keo tụ vì một số ƣu điểm sau: - Tác dụng tốt ở nhiệt độ thấp - Độ bền lớn và kích thƣớc bơng keo cĩ khoảng giới hạn của thành phần muối - Giá thành rẻ Tuy nhiên phèn sắt cĩ nhƣợc điểm là tạo thành các phức hịa tan nhuộm màu qua phản ứng của các cation sắt với một số chất hữu cơ. Cĩ các muối sắt nhƣ sau: Fe(SO4)3.2H2O , Fe(SO4)3.H2O , FeSO4.7H2O VÀ FeCl3 dùng làm chất keo tụ. Ta chọn FeCl3 làm chất keo tụ cho khu xử lý. Việc tạo thành bơng keo diễn ra theo phản ứng sau: FeCl3 + 3H2O  Fe(OH)3 + 3HCl Trong điều kiện mơi trƣờng kiềm: 2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2  2Fe(OH)3 + 3CaCl2 + 6CO2 2FeCl3 + 3Ca(OH)2  2Fe(OH)3 + 3CaCl2 Bảng 5.5 : Liều lƣợng chất keo tụ ứng với các liều lƣợng khác nhau của các tạp chất nƣớc thải [1] Nồng độ tạp chất trong nƣớc thải (mg/l) Liều lƣợng chất keo tụ nguyên chất (mg/l) Từ 1 đến 100 101 – 200 201 – 400 401 – 600 601 – 800 801 – 1000 1001 – 1400 1401 – 1800 1801 – 2200 2201 -2500 25 – 35 30 – 45 40 – 60 45 – 70 55 – 80 60 – 90 65 – 105 75 – 115 80 – 125 90 -130 Nồng độ tạp chất trong nƣớc thải là: 288 mg/l Liều lƣợng chất keo tụ khan cần là: C = 44,4 mg/l LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 50 Hàm lƣợng chất keo tụ cần trong 1 ngày là: M = Q x C = 3000 m 3 /ngày x 44,4 g/m 3 x 10 -3 kg/g = 133,3 kg/ngày Nồng độ FeCl3 sử dụng 46% = 460 kg/m 3 Dung dịch cung cấp = 3/460 /3,133 mkg ngkg = 0,29 m 3 /ngày = 12 l/h Thời gian lƣu dung dịch phèn : t = 10 ngày Thể tích bồn yêu cầu: V = 0,29 m 3 /ngày x 10 ngày = 2,9 m 3 Chọn loại bồn cĩ thể tích V = 3 m3 5.5 BỂ LẮNG 1 Nhiệm vụ Tách các chất bẩn khơng hồ tan ra khỏi nƣớc thải. Tính tốn Bảng 5.6 : Các thơng số thiết kế bể lắng 1[1] TT Thơng số thiết kế Khoảng giá trị Giá trị đặc trƣng A Bể lắng đợt 1 theo sau là xử lý bậc II Thời gian lƣu nƣớc (giờ) Tải trọng bề mặt(m3/m2.ngđ) -Ứng với lƣu lƣợng trung bình -Ứng với lƣu lƣợng giờ lớn nhất Tải trọng máng tràn (m3/m.ng.đ) 1,5 ÷ 2,5 32,6 ÷ 48,8 81,4 ÷ 122,0 124 ÷ 496 2 102,0 248 B Kích thƣớc bể lắng ly tâm Chiều cao(m) Đƣờng kính(m) Độ dốc đáy bể(mm/m) Tốc độ thanh gạt bùn (vịng/phut) 2,4 ÷ 4,5 3,0 ÷ 60,0 62,5 ÷ 166,7 0,02 ÷ 0,05 3,6 12,0 ÷45,0 83,33 0,03 Diện tích mặt thống của bể lắng trên mặt bằng ứng với lƣu lƣợng trung bình tính theo cơng thức: 2 23 3 1 1 7,85 ./35 /3000 m ngaymm ngaym L Q F ngay tb  Trong đĩ: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 51  ngay tbQ : Lƣu lƣợng trung bình ngày, ngay tbQ =3000m 3 /ngay,  L1: Tải trọng bề mặt ứng với lƣu lƣợng trung bình ngày, L1=35m 3 /m 2 ,ngày, Diện tích mặt thống của bể lắng trên mặt bằng ứng với lƣu lƣợng lớn nhất tính theo cơng thức: 2 23 3 2 max 2 52,48 ./85 /4125 m ngaymm ngaym L Q F ngay  Trong đĩ:  ngayQmax : Lƣu lƣợng lớn nhất ngày, ngayQmax =4125 m 3 /ngày  L1 : Tải trọng bề mặt ứng với lƣu lƣợng lớn nhất ngày, L1=85m 3 /m 2 ,ngày So sánh F1 và F2, chọn F1= 85,7 m 2 , Đƣờng kính của bể lắng đƣợc xác định theo cơng thức: m F Dbe 44,10 7,8544 1     Kiểm tra lại máng tràn theo cơng thức ngaymm m ngaym D Q L be ngay m ./8,125 44,10 /4125 23 3 max       < 496m 3 /m 2 ,ngay So sánh với giá trị tải trọng máng tràn ở bảng ta thấy giá trị tính tốn đạt yêu cầu Ta chia bể lắng ra làm hai đơn nguyên vì đƣờng kính bể lắng lớn Dbe = 22,5 2 44,10  m Ta chọn bể lắng đứng vuơng Fbể = 5,22 x 5,22 = 27,24m 2 Xác định chiều cao : – Chọn chiều cao cơng tác của bể lắng : H1 = 3,2m – Chiều cao bảo vệ, tính từ mặt nƣớc đến thành bể : H2 = 0,3 m – Chiều cao lớp bê tơng bảo vệ đáy bể H 4 = 0,5m – Chiều cao phần chĩp cục đáy bể cĩ độ dốc gĩc 600 – Hố gom cặn dƣới đáy bể cĩ dạng hình vuơng chọn tiết diện F = 0,8x0,8 = 0,64 m 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 52 H5=     45 2 8,022,5 2 tgtg dD  2,21m - Trong bể lắng cĩ thiết kế tấm lắng nghiêng 600 đặt trong vùng cơng tác của bể cách mựt nƣớc bể 0,6m. bằng nhựa.Mục đích tăng thêm khả năng lắng của bể Chiều cao bể : H = H1 + H2 +H3 + H4 =3,2 m+ 0,3 m + 2,21+0,5 m = 6,21m Thể tích phần cơng tác của 1 bể Vct = H1x H1 x H1= 5,22 x 5,22 x 3,2= 87,2 m 3 Thời gian lƣu nƣớc trong bể lắng I : T = ngay tb ct Q V = ngaym m /1500 2,87 3 3 =1,39 giờ Vận tốc giới hạn trong vùng lắng: VH = 2/1)1(8        f gdk  [ 1] Trong đĩ :  k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn , chọn k=0,06   : Tỷ trọng hạt , chọn  = 1,25  g: Gia tốc trọng trƣờng, g= 9,81  d: Đƣờng kính tƣơng đƣơng của hạt , chọn d= 10-4 m  f: Hệ số ma sat, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt và hệ số Reynold của hạt khi lắng, chọn f=0,025 VH = 2/14 025,0 1081,9)125,1(06,08        = 0,0686 m/s Vận tốc nƣớc chảy trong vùng lắng: Vmax = 236002,87 3000 36002,87 x Qhtb    = 0,0048m/s Ta thấy rằng Vmax < VH  Điều kiện đặt ra để kiểm tra thoả mãn. Máng thu nƣớc : LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 53 Chọn máng thu nƣớc chạy dọc quanh bể cĩ kết cấu bằng bê tơng cốt thép cĩ gắn răng cƣa, nƣớc chảy về 2 phía và gom về hố thu chảy sang bể sinh học hiếu khí.  Tiết diện ƣớt của máng thu nƣớc 047,0 5,0*2 047,0 *2 max  V Q b s Fm ( m 2 ) Trong đĩ: - VB: Vận tốc nƣớc tự chảy trong máng, theo tiêu chuẩn TCXD 51-84, VB = 0.5 – 0.7 (m/s), chọn V3 = 0.5 (m/s)  Lƣợng nƣớc thu vào một bên của máng: )/(024.0 2 048.0 2 3max sm Q q s m   Chiều rộng máng thu:   5 3 2 m m a57,1 q KB   (m) Trong đĩ: - a: Tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật (hCN) với chiều rộng của máng, lấy bằng 1- 1,5. Lấy a = 1. - K5: Hệ số, lấy bằng 2 đối với máng cĩ tiết diện nửa trịn, bằng 2.1 đối với máng cĩ tiết diện 5 cạnh. Với máng chữ nhật, ta cĩ K = 2.1. Vậy:   mBm .27,0 157.1 024.0 *1.2 5 3 2     Chiều cao phần chứa nƣớc của máng thu: m aB H B H a mm m m 152.0 2 127.0 2 2      Máng răng cƣa bằng inox, dày 2mm, tấm răng cƣa hình chữ V, cĩ gĩc ở đáy 90o, chiều cao răng cƣa h = 100mm. Đặt đáy chữ V cao hơn máng thu nƣớc bằng btct: 3cm. Kích thƣớc đƣờng ống nƣớc ra khỏi bể lắng LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 54 Nƣớc tự chảy từ bể lắng sang bể Sinh học hiếu khí: m v Q D 27,0 8.0 048,04 . .4      Chọn ống dẫn nƣớc thải là ống PVC þ300mm Xác định lƣợng cặn tạo ra từ bể lắng 1 a.Trường hợp khơng sử dụng phèn để keo tụ tạo bơng: Bảng 5.7: Hiệu suất lắng của chất lơ lửng trong nƣớc thải ở bể lắng đợt 1 [4] Hiệu suất lắng của chất lơ lửng (%) Tốc độ lắng của hạt lơ lửng,U mm/s ứng với hàm lƣợng ban đầu của chất lơ lửng C, mg/l 150 200 250 >=300 30 35 40 45 50 55 60 1,30 0,90 0,60 0,40 0,25 0,15 0,05 1,80 1,30 0,90 0,60 0,35 0,20 0,10 2,25 1,19 1,05 0,75 0,45 0,25 0,15 3,20 2,10 1,40 0,95 0,60 0,40 0,20 Tốc độ lắng của các hạt cặn lơ lửng trong bể lắng U = 0,44mm/s; hàm lƣợng ban đầu của chất lơ lửng Ctc=288mg/l, hiệu suất lắng E = 52%. Hàm lƣợng chất lơ lửng trơi theo nƣớc ra khỏi bể lắng 1 đƣợc tính theo cơng thức :     lmg lmgEC C tc /24,138 100 52100/288 100 100      <150mg/l, cĩ thể đƣa vào bể Sinh học hiếu khí làm sạch sinh học hồn tồn hoặc vào bể lọc sinh học Lƣợng bùn khơ sinh ra mỗi ngày: G = RSS,SS,Q G = 100 52 288 L mg  10-6 mg kg  1500 ngay m3 1000 3m L G = 224,64 kg/ngày Thể tích cặn tƣơi theo cơng thức: 3 3 4,4 05.010/02.1 /64,224 . m mlmg ngaykg P G V     Trong đĩ: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 55  P: Hàm lƣợng cặn bùn tƣơi của nƣớc thải, P= 5% ( độ ẩm 95%).   : Khối lƣợng riêng của bùn tƣơi,  =1,03 kg/l. Lƣợng cặn cĩ khả năng phân hủy sinh học: Tỉ số cặn VSS : SS = 0,75 Mtƣơi = 0,75  G = 0,75  224,64 kg/ngày = 168,48 kg VSS/ngày b. Trường hợp sử dụng phèn để keo tụ tạo bơng : Xác định hiệu quả khử SS: Hiệu quả khử SS trong bể lắng 1 cĩ keo tụ tạo bơng, RSS =70% Hàm lƣợng SS đầu ra của bể lắng 1:   lmglmg /4,86%70100/288  Lƣợng bùn khơ sinh ra mỗi ngày: G = RSS,SS,Q G = 100 70 288 L mg  10-6 mg kg  1500 ngay m3 1000 3m L G = 302,4 kg/ngày Khi cho phèn FeCl3 vào nƣớc diễn ra phản ứng thuỷ phân sau: FeCl3 + H2O ↔ FeCl2(OH) + H+ +Cl- FeCl2(OH)+ H2O ↔ FeCl(OH)2 + H+ +Cl- FeCl(OH)2+ H2O ↔ Fe(OH)3 +H+ + Cl- FeCl3 + 3H2O ↔ Fe(OH)3 +3H+ + 3Cl- 162,2g 106,9g Giả sử lƣợng FeCl3 cho vào nƣớc 40kg/1000m 3 Vậy lƣợng phèn cho vào bể phản ứng mỗi ngày là: Lƣợng Fe(OH)3 tạo thành là: ngaykgM OHFe /54,39 2,162 9,106 60 3)(        Lƣợng bùn tổng cộng sinh ra mỗi ngày là: ngaykgMGM OHFebun /94,34154,394,3023)(  Thể tích cặn tƣơi cần xử lý xác định theo cơng thức: ngaykgngaym m kg /60/1500 000 40 3 3  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 56 ngaym mkg ngaykg P M V bun /34,4 075,0/1005,1 /94,341 . 3 33     Trong đĩ:   : Tỉ trọng cặn tƣơi khi cĩ hố chất  =1,05t/m 3 .  P: Nồng độ cặn P = 7,5% =0,075(Độ ẩm của bùn là 92,5%). Lƣợng cặn lắng phân hủy sinh học: Tỉ số cặn VSS : SS = 0,75 Mcặn = 0,75  Mbun = 0,75  341,94 kg/ngày = 256,5 kg VSS/ngày Bảng 5.8 : Khối lƣợng bùn sau bể lắng I Phƣơng pháp xử lý Bùn Khối lƣợng, kg/ngày Thể tích,m3/ngày Khơng châm phèn Cĩ châm phèn 168,48 256,5 4,4 4,34 Kích thƣớc ống thu bùn m v Q D 12,0 2,036005,0 11,44 . .4      Trong đĩ :  Q : Lƣợng bùn sinh ra, Q= 4,11m3/ngày  V : Vận tốc xả bùn, v = 0,2m/s  t : Thời gian xả cặn trong mộtngày. T=30 phútt Chọn ống dẫn bùn là ống nhựa PVC  114mm Tính bơm Cơng suất bơm: )(24,0 36005,07,01000 681,9105011,4 2,1 .1000 ... kW HgQ N      Trong đĩ:   : Hệ số an tồn, chọn  =1,2   : Khối lƣợng riêng của nƣớc thải,chọn  =1050mg/ml   : Hiệu suất của bơm,chọn  =0,7  H: Cột áp bơm, H=6m. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 57 5.6 BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ [1] Nhiệm vụ Bể Sinh học hiếu khí hoạt động theo phƣơng pháp xử lí sinh học hiếu khí, các vi sinh sử dụng oxy hồ tan để phân hủy các chất hữu cơ cĩ trong nƣớc. Nƣớc thải sau khi qua các cơng trình xử lí phía trƣớc vẫn cịn một lƣợng lớn các chất hữu cơ, do đĩ chúng đƣợc đƣa vào bể sinh học hiếu khí để các vi sinh vật phân huỷ chúng thành các chất vơ cơ nhƣ CO2, H2O, … và tạo thành sinh khối mới, gĩp phần làm giảm COD, BOD của nƣớc thải. Tính tốn  pH = 7  Nhiệt độ nƣớc thải duy trì trong bể : 26 – 28 0C.  Nƣớc thải sau khi qua các cơng trình trƣớc hiệu quả xử lý BOD=15÷25%, Chọn hiệu suất là 25%,Hàm lƣợng BOD5 chứa trong nƣớc thải vào bể sinh học hiếu khí là 300  (100% – 25%) 225 mg/l  BOD5=0,68 BOD20  Hàm lƣợng BOD5 đi vào bể Sinh học hiếu khí , S0 = 225 mg/l  BOD5 đạt yêu cầu khi ra khỏi bể lắng S = 20mg/l  Cặn lơ lửng đầu ra 50 mg/l gồm cĩ 65% là cặn hữu cơ cĩ thể phân hủy hữu cơ BOD20.  Thời gian lƣu của bùn hoạt tính cθ = 10 ngày  Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng X = 3500 mg/l ( Từ 2500 – 4000 )  Độ tro bùn hoạt tính Z = 0,2 (80% là bùn hoạt tính)  Hệ số sản lƣợng bùn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD  Hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,06 ngày -1  Tải trọng chất hữu cơ : 0,4 ÷1,2kg BOD5/m 3 ,ngày nồng độ bùn hoạt tính tuần hồn :Ct =10000 mg/l, trong đĩ cĩ C = 8000 mg/l là cặn bay hơi, Tính nồng độ BOD5 hịa tan trong nƣớc đầu ra: Nồng độ cặn hữu cơ cĩ thể bị phân hủy: a = 0,65 x 30 mg/l = 19,5 mg/l 1 mg SS khi bị ơxy hĩa hồn tồn tiêu tốn 1,42 mgO2, Vậy nhu cầu ơxy hĩa cặn nhƣ sau: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 58 b = 19,5mg/l x 1,42 = 27,69 mg/l Lƣợng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra (chuyển đổi từ BOD20 sang BOD5) c = 27,69mg/l x 0,68 = 18,82mg/l Lƣợng BOD5 hịa tan cịn lại trong nƣớc khi ra khỏi bể Sinh học hiếu khí: S = 20 mg/l + 18,82mg/l = 38,82 mg/l Hiệu quả làm sạch E = o o S S)(S - = %100 20 -  225mg/l )mg/l (225 = 91,1% Thể tích bể Sinh học hiếu khí: V = ).K+(1 X S)(S .Q.Y cd oc θ -θ Trong đĩ:  V : Thể tích bể sinh học hiếu khí, m3  Q: Lƣu lƣợng nƣớc thải đầu vào, Q = 3000 m3/ngay.  Y : Hệ số sản lƣợng bùn, Y = 0,6 mgVSS/mgBOD.  X: Nồng độ nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng trong bể sinh học hiếu khí, X = 3500 mg/l.  kd=0,06 ngày 1  c= 10ngày V = 10) x 0,063500(1 )(2250,6 x 3000 10x   20 658,92= m 3 Chọn bể sinh học hiếu khí gồm 2 đơn nguyên: 3 1 46,329 2 92,658 2 m V V  Chọn kích thƣớc mỗi đơn nguyên: Chiều cao hữu ích Hhi =4,5 m Chiều cao bảo vệ Hbv = 0,5 m Chiều dày đáy bể 0,4m , thành bể 0,4 m Chiều cao tổng cộng là H = 4,5 + 0,5+0,4 = 5,4m Diện tích bề mặt bể 21 1 73 5,4 46,329 m H V F hi  Chọn bể sinh học hiếu khí cĩ kích thƣớc mmLB 5,98  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 59 Thể tích xây dựng của bể V1 = 394,2 m 3 Tính lƣợng cặn dƣ phải xả ra hằng ngày Hệ số tạo cặn từ BOD5: Yb = cd .K 1 Y θ = x10 0,06 1 0,6  = 0,38 Lƣợng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 Px = Yb,Q(So – S).10 -3 = 0,38x3000  (225 – 20).10-3 =233,7 kg/ngày Tổng cặn lơ lửng sinh ra do độ tro của cặn (Z = 0,2) Pxl = 2 - 1 Px ,0 = ,2 - 1 233,7 0 =292,125 kg/ngày Lƣợng cặn dƣ hằng ngày phải xả đi: Pxả = Pxl - Q, (SS)ra = 310503000125,292  =142,125 kg/ngay Lƣợng bùn dƣ cĩ khả năng phân huỷ sinh học cần xử lý: ngaykgVSSngaykgSSPvss /7,1138,0/125,142  Lƣợng bùn xả ra hằng ngày Qxả từ đáy bể lắng theo đƣờng tuần hồn bùn raratxa X. Q X. Q .XV  c  Qxa = c . t c . rara X X. Q - V.X θ θ = 10 x 8000 15,6x10 x 00-3500 658,92x 30 = 22,98(m 3/ngđ) Trong đĩ:  Vr: Thể tích bể Sinh học hiếu khí, V=658,92 m 3 ,  Xra: Nồng độ bùn hoạt tính trong nƣớc ra khỏi bể lắng ,Xra=19,5 0,8 mg/l = 15,6mg/l  X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể sinh học hiếu khí, Xt=3500mg/l  Xt: Nồng độ bùn hoạt tính trong dung dịch tuần hồn Xt =10000 x 0,8 = 8000 mg/l  Qra: Lƣợng nƣớc ra khỏi bể lắng II (xem lƣợng nƣớc thất thốt do tuần hồn bùn là khơng đáng kể nên Qra = Q = 3000m 3 /ngay,  Qxa: Lƣợng bùn xả ra ,m 3 /ngày LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 60  c : Thời gian lƣu bùn trong bể Sinh học hiếu khí, c =10ngày  Thời gian tích luỹ cặn (tuần hồn lại tồn bo) khơng xả cặn ban đầu: ngay P XV T xa 87,9 107,233 350092,658. 3     Hệ số tuần hồn  bỏ qua lƣợng bùn hoạt tính tăng lên trong bể (Q + Qt) X = Qt,Xt   = TB ngày t Q Q = XT X X = 3500-8000 3500 = 0,78 Lƣợng bùn tuần hồn vào bể sinh học hiếu khí : Qt = 0,78 Q TB ngày = 0,783000 =2340 m 3 /ngày=0,027m 3 /s Lƣợng bùn sang bể lắng và ra bể nén bùn Qbùn xả =3000-2340 =660 m 3 /ngày Thời gian lƣu nƣớc trong bể Sinh học hiếu khí  = Q V = ngay/3 3 3000m 658,92m =0,22 ngay = 5,3 h Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Sinh học hiếu khí F/M = X So .θ = 3500 x 0,22 225 = 0,29 (mgBOD/mgbùn,ngày) Giá trị này nằm trong khoảng cho phép thiết kế bể khuấy trộn hồn chỉnh là 0,2 ÷0,6 mgBOD/mgbùn.ngày. Tốc độ sử dụng chất nền của 1g bùn hoạt tính trong 1 ngày: X S - So .θ ρ c  = 3500 x ,22 20 - 225 0 = 0,27 (mgBOD5/mgbùn.ngày) Tải trọng thể tích bể : L = V .QSo = 658,92 3000 x 10225 -3 = 1,02 (kgBOD5/m 3.ngđ) Giá trị này tính đƣợc thuộc khoảng cho phép thiết kế của bể Sinh học hiếu khí khuấy trộn hồn chỉnh : 0,8 – 1,92 kg/m3.ngày Tính lƣợng ơxy cần thiết cung cấp cho 1 bể Sinh học hiếu khí Lƣợng ơxy lý thuyết cần cung cấp theo điều kiện chuẩn: OCo = x1 o1 1,42.P f S) - (S Q - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. LÊ CƠNG NHẤT PHƢƠNG SVTH : NGƠ ĐA NGUYÊN Trang 61 Với :  f: Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 là 0,68  Px1: Lƣợng bùn hoạt tính sinh ra ở mỗi đơn nguyên do khử BOD5 ngaykg n P P xx /85,116 2 7,233 1   Lƣu lƣợng nƣớc thải vào mỗi dơn nguyên ngaym Q Q /1500 2 3000 2 3 1  OCo = 116,85 x 1,42 0,68 20).10 - (225 x 1500 -3  =286,28 kgO2/ngay Lƣợng ơxy cần thiết trong điều kiện thực: OCt = OCo x αβ 1 x 1.024 1 x C - C C 20)(T Lsh S20       Trong đĩ:  Cs20 : Nồng độ ơxy bão hịa trong nƣớc ở 20 o C, Cs20 = 9,08 mg/l  CL : Llƣợng ơxy hịa tan cần duy trì trong bể, CL = 2 mg/l  Csh : Nồng độ ơxy bão hịa trong nƣớc sạch ứng với