Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt TCVN 5945-2005, loại A

MỤC LỤC

 

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT KHOÁ LUẬN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii

Chương 1: MỞ ĐẦU - 1 -

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG - 1 -

1.2 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH BIA - 2 -

1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI - 3 -

1.3.1 Mục tiêu - 3 -

1.3.2 Phạm vi đề tài - 4 -

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – QUẢNG NGÃI - 5 -

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY - 5 -

2.1.1 Địa điểm - 5 -

2.1.2 Quy mô - 5 -

2.2 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT - 6 -

2.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT - 7 -

2.3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất - 7 -

2.3.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất - 9 -

2.4 ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BIA - 12 -

2.4.1 Nguồn gốc nước thải sản xuất - 12 -

2.4.2 Thành phần và tính chất nước thải sản xuất - 12 -

2.5 ĐẶC ĐIỂM NGUỒN TIẾP NHẬN - 14 -

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA - 15 -

3.1 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIA - 15 -

3.1.1 Công đoạn xử lý cơ học - 15 -

3.1.2 Công đoạn xử lý sinh học - 15 -

3.1.3 Khử trùng nước thải - 22 -

3.1.4 Xử lý bùn - 22 -

3.2 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA MỘT SỐ NHÀ MÁY BIA - 22 -

3.2.1 Nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi - 22 -

3.2.2 Nhà máy bia Sabmiller - 23 -

3.2.3 Nhà máy bia Việt Nam (VBL) - 25 -

Chương 4: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ - THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN – QUẢNG NGÃI - 27 -

4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ - 27 -

4.1.1 Yêu cầu của công ty - 27 -

4.1.2 Thành phần, tính chất nước thải tại nhà máy và tiêu chuẩn nước thải sau xử lý - 27 -

4.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ - 27 -

4.2.1 Phương án 1 - 27 -

4.2.2 Phương án 2 - 34 -

4.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN - 39 -

Chương 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ - 40 -

5.1 KẾT LUẬN - 40 -

5.2 KIẾN NGHỊ - 40 -

TÀI LIỆU THAM KHẢO - 41 -

PHỤ LỤC - 94 -

 

doc99 trang | Chia sẻ: netpro | Ngày: 25/04/2013 | Lượt xem: 2619 | Lượt tải: 87download
Tóm tắt tài liệu Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Quảng Ngãi đạt TCVN 5945-2005, loại A, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hiệu quả xử lý qua từng công trình đơn vị Bảng 4.2: Dự tính hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị trong phương án 1 Hạng mục COD BOD TSS N P Thiết bị lược rác thô Nồng độ (mg/l) 1800 1300 500 37 8 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 Hầm bơm Nồng độ (mg/l) 1800 1300 500 37 8 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 Thiết bị lược rác tinh Nồng độ (mg/l) 1800 1300 500 37 8 Hiệu suất (%) 6 5 25 0 0 Bể điều hoà Nồng độ (mg/l) 1692 1235 375 37 8 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 Bể UASB Nồng độ (mg/l) 1692 1235 375 37 8 Hiệu suất (%) 80 75 50 35 20 Bể Aeroten Nồng độ (mg/l) 338.4 308.8 187.5 24.1 6.4 Hiệu suất (%) 89 92 -150 50 45 Bể lắng Nồng độ (mg/l) 37.2 24.7 468.5 12 3.5 Hiệu suất (%) 0 0 90 0 0 Bể khử trùng Nồng độ (mg/l) 37.2 24.7 46.9 12 3.5 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 Thải ra sông Trà Khúc Nồng độ (mg/l) 37.2 24.7 46.9 12 3.5 TCVN 5945–2005, cột A Nồng độ (mg/l) 50 30 50 15 4 4.2.1.4 Tính toán kỹ thuật và kinh tế cho phương án 1 4.2.1.4.1 Tính toán kỹ thuật (xem tính toán chi tiết trong phụ lục 2, phần A) a. Hầm bơm Thông số thiết kế: - Số lượng: 1. - Kích thước: B x L x H = 3.4 m x 6.5 m x 4.5 m. - Ống dẫn nước: D = 200mm, v = 1.4 m/s. Thông số vận hành: - Thời gian lưu nước: t = 15phút. - Thời gian bơm: hoạt động luân phiên 24/24. Thiết bị: - 2 bơm chìm hãng Shinmaywa, Nhật – loại: 200B47.5 , mỗi bơm có các thông số: Q = 156.3 m3/h, H = 10m, N= 7.5 kW (10Hp). b. Thiết bị chắn rác thô Thông số thiết kế: - Chiều rộng mương đặt song chắn: 0.6m. - Chiều dài mương dẫn: 3.4m. - Chiều cao phần mương đặt song chắn rác: 0.8m (đáy mương âm 2.5m so với mặt đất) Thiết bị: - Thiết bị chắn rác thô cơ khí loại RP50, hãng Cosme-Ý, có các thông số: chiều rộng thiết bị: 0.5 m, chiều dài: 2.5 m, chiều rộng khe: 20mm, công suất: 0.37kW. c. Bể điều hoà Thông số thiết kế: - Số lượng bể: 1. - Kích thước bể: B x L x H = 16 x 17 x 5(m) - Đường kính ống dẫn nước sang bể UASB: D = 200mm, v = 0.92(m/s) Thông số vận hành: - Thời gian lưu nước: 8h. - Thời gian bơm: 2 bơm hoạt động luân phiên 24/24. Thiết bị: - Lược rác tinh tự động: loại DS4800, hãng Cosme – Ý, khe lược 1mm. - Máy khuấy chìm: 4 máy hiệu Flygt - loại 4630 Mixer, mỗi máy có công suất: 1.9kW, đường kính cánh khuấy: 368mm. - 2 bơm hiệu Shinmaywa – loại 150B47.5H, mỗi bơm có Q = 104.2 m3/h, H = 12m, công suất N = 7.5 kW (10Hp). d. Bể UASB Thông số thiết kế: - Số lượng bể: 1. - Kích thước bể: B x L x H = 13 x 16 x 7 (m) - Chiều cao vùng lắng: 1.5 (m). - Chiều rộng phần đáy phễu thu khí: 1.7 (m) - Số phễu thu khí: 8 phễu. - Chiều rộng phần trên của ngăn lắng: 1.7 (m). - Chiều dài vùng lắng: 13 (m). - Tấm hướng dòng inox dày 3mm, rộng: 0.5 (m), dài: 13 (m) - Ống dẫn nước chính: D = 200mm, v = 0.92 (m/s) - Ống dẫn nước nhánh: 16 ống, d = 40 (mm), v = 1.4 (m/s) - Ống dẫn khí chính: Dkhí = 80mm, vkhí = 4 m/s. - Ống dẫn khí nhánh: Dnhánh = 30 mm, vnhánh = 4 m/s. - Ống dẫn nước tự chảy sang bể Aeroten: Dtc = 260 mm. Thông số vận hành: - Tải trọng thể tích: LCOD = 4 (kg/m3.ngày) - Vận tốc nước dâng: vd = 5 (m/h). - Thời gian lưu nước trong bể: 13.4 (h) - Thời gian lưu nước trong ngăn lắng: 3 (h). - Tải trọng bề mặt phần lắng: 14.14 (m3/m2.ngày) - Tải trọng thu nước trên 1m dài mép máng thu nước: 0.25 x 10-3 (m3/s.m) - Thể tích khí sinh ra: 1692 (m3/ngày) - Thể tích khí CH4 sinh ra: 1184 (m3/ngày) Thiết bị: - 1bơm bùn hiệu Ebara, loại CDA/A 3.00T, có đặc tính: Q = 3 m3/h, H = 13.6 m, N = 2.2 kW (3Hp). e. Bể Aeroten Thông số thiết kế: - Số lượng: 2 bể - Kích thước mỗi bể: B x L x H = 8 x 20 x 5 (m) - Đường kính ống dẫn khí chính: 200mm. - Đường kính ống dẫn khí nhánh: 40mm. - Số đĩa phân phối khí: 288 đĩa. Thông số vận hành: - Thời gian lưu nước: 13.9 (h) - Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS: 288.6 (kg/ngày) - Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo MLSS: 360.75 (kg/ngày) - Lưu lượng bùn dư thải bỏ: 97.4 (m3/ngày) - Lưu lượng hỗn hợp bùn hoạt tính tuần hoàn: 41.67 m3/h. - Lưu lượng không khí cho mỗi bể: 0.55 (m3/s). - F/M = 0.27 (ngày -1) - Tải trọng thể tích: 0.53 (kg BOD5/m3.ngày) Thiết bị: - 2 máy thổi khí hiệu Shinmaywa – loại ARH200S-pulley No.5, mỗi máy có: N = 30 kW, Qk=33 m3/phút, áp lực: 30 kPa. - 288 đĩa phân phối khí loại CDF-250. f. Bể lắng II Thông số thiết kế - Số lượng bể: 1 - Kích thước: bể hình vuông cạnh 13m. H = 4.5 m. - Đường kính hố thu bùn: 2.6 m. - Ống trung tâm: d = 2.6m, Ho = 1.68 m - Đường kính miệng phần ống loe của ống trung tâm: 3.51 m. - Đường kính tấm chắn: 4.6 m. - Khoảng cách giữa tấm chắn với miệng ống loe: 0.25 m. Thông số vận hành - Tải trọng bề mặt bể lắng: 20m3/m2.ngày - Thời gian lưu nước: 3.4 h. - Thời gian lưu bùn trong bể: 2.2 h. - Tải trọng máng tràn: 85.74 m3/m.ngày g. Bể chứa bùn Thông số thiết kế - Số lượng bể: 1 - Kích thước: B x L x H = 3 x 4 x 3 (m). - Ống dẫn bùn tuần hoàn: dth = 125 mm, vb = 0.9 m/s. - Ống dẫn bùn dư: dbd = 100 mm, vbd = 0.9 m/s. Thiết bị - 2 bơm bùn tuần, hãng Ebara – loại CMD/A 3.00 T, mỗi bơm có Qb = 0.7 m3/phút, H = 8.4m, công suất N = 2.2kW (3Hp). - 1 bơm bùn dư hãng Ebara – loại CDA 4.00T, có Q = 0.15 m3/phút , H = 6m, N = 3 kW. h. Bể khử trùng Thông số thiết kế - Số lượng bể: 1 - Kích thước: B x L x H = 3 x 13 x 1.6 (m). - Bể chia làm 5 ngăn, các ngăn cách nhau 2.6 m. Thông số vận hành - Vận tốc nước trong bể: 2.5 m/phút. - Thời gian lưu nước: 0.5 h. i. Bể nén bùn Thông số thiết kế - Số lượng bể: 1. - Kích thước: D = 4 m , H = 5.5 m. - Đường kính ống trung tâm: 230 mm. - Đường kính phần loe của ống trung tâm: 310 - Đường kính tấm chắn: 0.4 m - Đường kính ống dẫn bùn đến nhà chứa máy ép bùn: 60 mm. Thông số vận hành - Thời gian lắng bùn: 9h. - Hàm lượng bùn thu được sau khi nén: 67.72 kg/ngày. Thiết bị - 1 bơm bùn hiệu Ebara - loại CDA, Q = 0.84m3/h, H = 10m, N = 0.74 kW. j. Máy ép bùn Hàm lượng bùn khi đến máy ép bùn: Wtd = 67.72 (kg/ngày) Máy ép bùn băng tải hiệu Mega – loại SP-1000 có các thông số sau: - Công suất: 2 – 4.5m3/h. - Công suất motor: 0.75 kW - Công suất khí nén: 0.4 kW - Chiều rộng băng tải: 1m. - Kích thước máy ép bùn: B x L x H = 1.35 x 3.25 x 1.85 (m) - Trọng lượng: 1600 kg. Lượng bùn khô sau khi ép: Wkhô =Wtd * (1- 0.75) = 67.72 * 0.25 = 17 kg/ngày. k. Hoá chất sử dụng * Hoá chất trung hoà nước thải - H2SO4 + Nồng độ dung dịch: 25% + Liều lượng châm vào: 0.3 L/h + Sử dụng 2 bơm định lượng axit H2SO4 (1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng), hiệu Hanna, thông số bơm định lượng: Q = 0.006 L/phút, áp lực 10 Bar, N = 0.2kW, tần số 50Hz, ống dẫn hoá chất : loại nhựa PVC có đường kính 20 mm. - NaOH + Nồng độ dung dịch: 25% + Liều lượng châm vào: 2.6 L/h + Sử dụng 2 bơm định lượng NaOH (1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng), hiệu Hanna, loại BL 1.5, thông số bơm định lượng: Q = 8.3 L/h, áp lực 12 Bar, N = 0.2kW, tần số 50Hz, ống dẫn hoá chất : loại nhựa PVC có đường kính trong là 20 mm. * Hoá chất khử trùng: NaOCl + Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: 7.5kg/ngày + Nồng độ dung dịch NaOCl = 10% + Lượng NaOCl 10% cần châm vào bể khử trùng: 3.1L/h + Dùng 2 bơm định lượng NaOCl (1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng), hiệu Hanna, loại BL1.5, thông số bơm định lượng: Q = 8.3 L/h, áp lực 12 bar, N = 0.2kW, tần số 50Hz, ống dẫn hoá chất : loại nhựa PVC có đường kính 20 mm. * Hoá chất dùng trong ép bùn: Cation polymer + Liều lượng polymer: 5kg/ tấn bùn khô. + Liều lượng polymer tiêu thụ = 2.8 * 5/1000 = 0.014 kg/h + Hàm lượng polymer sử dụng = 0.2% + Lượng dung dịch châm vào: 0.007m3/h 4.2.1.4.2 Tính toán kinh tế (xem tính toán chi tiết trong phụ lục 3, phần A) Tổng chi phí đầu tư: 7 326 266 200 VNĐ. Chi phí khấu hao (niên hạn thiết kế 20 năm): 1 003 698 VNĐ/ngày Chi phí quản lý, vận hành: 1 684 293 VNĐ/ngày Giá thành 1m3 nước thải: 1 075 VNĐ/ngày. 4.2.2 Phương án 2 4.2.2.1 Sơ đồ Thiết bị đốt khí Nước thải Thiết bị lược rác thô Hầm bơm Thiết bị lược rác tinh Bể UASB Bể trung gian SBR Bể khử trùng Sông Trà Khúc Máy ép bùn Hóa chất điều chỉnh pH Bể điều hoà Bùn dư Bể nén bùn Khuấy trộn Dưỡng khí Nước tuần hoàn Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ xử lý theo phương án 2. 4.2.2.2 Thuyết minh công nghệ Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy được thu gom về hệ thống xử lý. Đầu tiên, nước thải được dẫn qua thiết bị lược rác thô cơ khí để loại bỏ cặn có kích thước lớn hơn 20mm ra khỏi dòng thải. Sau đó, nước thải tự chảy xuống hầm bơm. Từ hầm bơm, nước thải được hai bơm chìm hoạt động luân phiên bơm lên thiết bị lược rác tinh tự động có công suất cực đại là 156 m3/h để loại bỏ cặn rắn có kích thước lớn hơn 1 mm, rồi tự chảy xuống bể điều hoà. Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và các thành phần hữu cơ (BOD, COD) của nước thải. Bể được bố trí hệ thống gồm 4 máy khuấy chìm để tạo sự xáo trộn đồng đều, tạo môi trường đồng nhất cho nước thải, tránh hiện tượng lắng cặn trong bể. Bên cạnh đó, bể còn được trang bị hệ châm axit/xút để đảm bảo cho pH nước thải luôn duy trì trong khoảng 6.5-7.5 trước khi vào bể UASB. Nước thải từ bể điều hoà được bơm qua bể xử lý yếm khí dòng chảy ngược UASB. Tại đây, nước được phân phối từ dưới lên trên. Nhờ các vi sinh vật kỵ khí, chất hữu cơ sẽ bị phân huỷ thành nước và biogas bay lên khi qua đệm bùn kỵ khí. Khí biogas sinh ra sẽ được thu hồi và đốt tại đầu đốt khí tự động. Nước sau khi qua bộ phận tách ba pha (khí - lỏng - rắn), theo máng thu chảy vào đường ống phân phối sang bể trung gian. Sau đó, từ bể trung gian, nước được phân phối vào SBR. Tại đây, các giai đoạn hoạt động diễn ra trong một bể bao gồm: làm đầy nước thải, thổi khí, để lắng tĩnh, xả nước thải và xả bùn dư. Trong bước một, khi cho nước thải vào bể, nước thải được trộn với bùn hoạt tính lưu lại từ chu kỳ trước. Sau đó, hỗn hợp nước thải và bùn được sục khí ở bước hai với thời gian thổi khí đúng như thời gian yêu cầu. Bước thứ ba là quá trình lắng bùn trong điều kiện tĩnh. Sau đó nước trong nằm phía trên lớp bùn được xả ra khỏi bể đồng thời xả lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể. Bể còn lại hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý nước thải liên tục. Sau khi được xử lý ở SBR, nước được dẫn sang bể khử trùng để khử trùng nước thải, sau đó, theo đường ống dẫn ra sông Trà Khúc. Lượng bùn thải từ bể SBR và UASB sẽ được bơm vào bể nén bùn. Bùn sau nén sẽ được đưa vào thiết bị keo tụ bùn. Tại đây, bùn được trộn đều với Cationic polymer, sau đó toàn bộ hỗn hợp sẽ đi vào thiết bị ép bùn băng tải. Bánh bùn sau khi ép được đổ vào thiết bị thu bùn khô và chuyển đi chôn lấp. Nước dư từ bể nén bùn và máy ép bùn được tuần hoàn về hầm bơm nước thải để tiếp tục xử lý. 4.2.2.3 Ước tính hiệu quả xử lý qua từng công trình đơn vị Bảng 4.3: Dự tính hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị trong phương án 2 Hạng mục COD BOD TSS N P Thiết bị lược rác thô Nồng độ (mg/l) 1800 1300 500 37 8 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 Hầm bơm Nồng độ (mg/l) 1800 1300 500 37 8 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 Thiết bị lược rác tinh Nồng độ (mg/l) 1800 1300 500 37 8 Hiệu suất (%) 6 5 25 0 0 Bể điều hoà Nồng độ (mg/l) 1692 1235 375 37 8 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 Bể UASB Nồng độ (mg/l) 1692 1235 375 37 8 Hiệu suất (%) 80 75 50 35 20 Bể trung gian Nồng độ (mg/l) 338.4 308.8 187.5 24.1 6.4 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 SBR Nồng độ (mg/l) 338.4 308.8 187.5 24.1 6.4 Hiệu suất (%) 90 94 75 60 55 Bể khử trùng Nồng độ (mg/l) 33.8 18.5 46.9 9.6 2.9 Hiệu suất (%) 0 0 0 0 0 Thải ra sông Trà Khúc Nồng độ (mg/l) 33.8 18.5 46.9 9.6 2.9 TCVN 5945–2005, cột A Nồng độ (mg/l) 50 30 50 15 4 4.2.2.4 Tính toán kỹ thuật và kinh tế cho phương án 2 4.2.2.4.1 Tính toán kỹ thuật (xem tính toán chi tiết trong phụ lục 2, phần B) Các công trình đơn vị: thiết bị chắn rác thô, hầm bơm, bể điều hoà, bể UASB, bể tiếp xúc khử trùng và lượng hoá chất sử dụng có cách tính và kết quả tính toán như phương án 1. a. Bể trung gian Thông số thiết kế - Số lượng bể: 1 - Kích thước: B x L x H = 3 x 5 x 4 (m) - Đường ống dẫn nước sang SBR có đường kính ống trong: 200 mm, v = 0.92 (m/s) Thông số vận hành - Thời gian lưu nước: 30 phút. Thiết bị - 2 bơm hiệu Shinmaywa – loại 150B47.5H hoạt động luân phiên, mỗi bơm có Q = 104.2 m3/h, H= 12m, N = 7.5 kW (10Hp). b. Bể SBR Thông số thiết kế - Số lượng bể: 2 - Kích thước: B x L x H = 11 x 14 x 6(m) - Ống dẫn khí chính: D = 125 (mm), v = 18 (m/s) - Ống khí nhánh: d = 40 (mm), v = 18 (m/s) - Số đĩa phân phối khí: 100 đĩa - Đường kính ống dẫn nước vào bể: 200 mm (v = 0.92 m/s) - Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể: 400 mm. - Đường kính ống dẫn bùn: 150 mm. Thông số vận hành - Thời gian tích nước vào bể: 4h, thời gian làm thoáng: 6h, thời gian lắng tĩnh là 1h, thời gian xả nước là 1h. - Chu kỳ một mẻ hoạt động trong một ngày: 3 chu kỳ/ mẻ - Chu kỳ 2 mẻ hoạt động trong 1 ngày: 6 chu kỳ - Nồng độ MLSS dòng vào: 2500 mg/L - Nồng độ MLVSS: 200 mg/L - F/M = 0.08 g/g MLVSS.ngày - Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS trong mỗi chu kỳ: 45.4 (kg/ngày) - Lượng sinh khối gia tăng tính theo MLSS trong mỗi chu kỳ: 56.75 (kg/ngày) - Tổng lượng bùn trong một chu kỳ: 2157.35 (kg) - Lượng cặn dư cần xử lý trong mỗi chu kỳ: 72.35 kg/ chu kỳ. - Thể tích bùn dư cần thải bỏ trong mỗi chu kỳ: 11.82 (m3) - Lượng O2 cần cung cấp cho 1 bể trong 1h: 798.4 (m3/h) Thiết bị - 4 máy thổi khí hiệu Shinmaywa – loại ARH125SA-pulley No.5 hoạt động luân phiên nhau, mỗi máy có: N = 11 kW, Qk=13.7 m3/phút, áp lực: 10 kPa, H = 4.5m. - 1 bơm bùn hiệu Ebara, loại LPS 50/75 có các thông số kỹ thuật: Q = 24m3/h, H= 5m, công suất N = 0.75kW (1Hp) - Thiết bị Decanter của nhà cung cấp Aqua – Aerobic. c. Bể nén bùn Thông số thiết kế - Số lượng bể: 1 - Kích thước: D x H = 3.32 x 5.5 (m) - Đường kính ống trung tâm: 0.2 m. - Đường kính phần loe của ống trung tâm: 0.27 m. - Đường kính tấm chắn: 0.35 m. Thông số vận hành - Lưu lượng bùn thu được sau khi qua bể nén: 4.41 (kg/h) d. Máy ép bùn Với lượng cặn 2.48 m3/h, chọn máy ép bùn băng tải SP-800 có các thông số: - Năng suất: 1.5 – 3m3/h. - Công suất motor: 0.4 kW - Công suất khí nén: 0.4 kW - Chiều rộng băng tải: 0.8 mm - Kích thước máy ép bùn: B x L x H = 2.85 x 1.05 x 1.75 (m) - Trọng lượng: 1600 kg. e. Tính toán lượng polimer cần dùng cho máy ép bùn băng tải Liều lượng bùn khô = 26.4 kg/ngày. Liều lượng polymer = 5 kg/ tấn bùn khô. Liều lượng polymer tiêu thụ: 0.033 kg/h Hàm lượng polymer sử dụng = 0.2% Lượng dung dịch châm vào : 0.017 m3/h 4.2.2.4.1 Tính toán kinh tế (xem tính toán chi tiết trong phụ lục 3, phần B) Tổng chi phí đầu tư: 5 961 566 200VNĐ. Chi phí khấu hao (niên hạn thiết kế 20 năm): 1 081 339VNĐ/ngày Chi phí quản lý, vận hành: 1 421 493 VNĐ/ngày Giá thành 1m3 nước thải: 1 001 VNĐ/ngày. 4.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN * Về mặt kinh tế - Giá thành xử lý 1 m3 nước thải cho phương án 1: 1075 VNĐ/ngày. - Giá thành xử lý 1 m3 nước thải cho phương án 2: 1001 VNĐ/ngày. ð Giá thành xử lý 1m3 nước thải của cả 2 phương án không chênh lệch đáng kể. * Về mặt kỹ thuật Cả hai phương án đều có kết quả xử lý đạt TCVN 5945 – 2005, loại A. So với phương án 1, phương án 2 có hiệu quả xử lý tốt hơn, tuy nhiên, trình độ kỹ thuật yêu cầu và chi phí vận hành cho phương án 2 cao hơn vì phương án này có nhiều thiết bị, chế độ vận hành phức tạp , đòi hỏi trình độ chuyên môn của người vận hành phải cao để quản lý tốt các pha xử lý. Kết luận: theo yêu cầu chung của nhà máy, chọn phương án 1 làm phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy. Chương 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Hiện tại, khu công nghiệp Quảng Phú chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung nên nước thải từ các nhà máy trong khu công nghiệp đều xả vào sông Trà Khúc. Do đó, việc xử lý lượng nước thải của nhà máy bia Sài Gòn – Quảng Ngãi đạt TCVN 5945 – 2005, loại A sẽ góp phần bảo vệ nguồn nước. Từ tham khảo và tham quan thực tế, dự tính thông số nước thải của nhà máy: STT Thông số Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn so sánh ( nguồn loại A, TCVN 5945-2005) 1 Lưu lượng m3/ngày 2500 - 2 pH - 5-10 6-9 3 Nhiệt độ oC 35 – 40 40 4 TSS mg/l 500 50 5 COD mg/l 1800 50 6 BOD5 mg/l 1300 30 7 Tổng Nitơ mg/l 37 15 8 Tổng Photpho mg/l 19 4 9 Coliform MPN/100ml 107 3000 Từ đó, đề xuất 2 phương án xử lý: - Phương án 1: nước thải từ nhà máy được thu gom về hầm bơm sau khi qua thiết bị chắn rác thô. Sau đó nước thải được bơm lên bể điều hoà, và tiếp tục được bơm qua UASB rồi tự chảy vào bể Aeroten, qua lắng II và cuối cùng được khử trùng bằng Javen trước khi được xả vào nguồn nước. - Phương án 2: tương tự phương án 1, nhưng sử dụng bể trung gian và SBR thay cho bể Aeroten và lắng II. Qua tính toán, phân tích về mặt kinh tế và kỹ thuật, đã lựa chọn phương án 1 là phương án xử lý nước thải cho nhà máy với các tiêu chí: - Đảm bảo hiệu quả xử lý, nước thải đầu ra đạt TCVN 5945 – 2005, loại A. - Vận hành đơn giản. - Giá thành xử lý 1 m3 nước thải: 1075 VNĐ. 5.2 KIẾN NGHỊ Đơn vị thi công cần tính toán cụ thể về kết cấu cho các công trình, tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng. Công nhân vận hành phải ghi nhật ký vận hành để nắm bắt những thay đổi (lưu lượng, thành phần, tính chất…) nhằm có những phương án giải quyết sự cố cho hiệu quả, kịp thời. Việc đào tạo và tập huấn cho nhân viên vận hành hệ thống xử lý và thu gom nước thải phải được thực hiện thường xuyên và hiệu quả. Thường xuyên kiểm tra, giám sát thực tế việc vận hành quy trình xử lý nước thải. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lâm Minh triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, (2006). Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. NXB Đại học Quốc gia TP.HCM. 2. Nguyễn Văn Phước, (2007). Giáo trình Xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp sinh học. NXB Xây dựng. 3. Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, (2006). Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. NXB Khoa học và kỹ thuật. 4. Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia. 5. Trịnh Xuân Lai, (2000). Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải. NXB Xây dựng. 6. Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, Nguyễn Thanh Hùng, (2003). Bảng tra thuỷ lực Mạng lưới cấp thoát nước. NXB Đại học Quốc gia TP.HCM. 7. W Driessen and T Vereijken, Recent Developments in Biological Treatment of Brewery Effluent, 2-7/3/2003. 8. Metcalf and Eddy, (2003). Wastewater Engineering Treatment and Reuse. Fourth Edition, McGraw Hill. 9. Syed R.Qasim, (1998). Wastewater Treatment Plants. Second Edition. 10. Trần Xuân Thái, Xử lý nước thải: Một mô hình hay tại nhà máy bia Đông Nam Á. 12/03/2007.. PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: TCVN 5945 – 2005 (Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải) 1.Phạm vi áp dụng 1.1. Tiêu chuẩn này qui định giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm tromg nước thải của cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh dịch vụ,… (gọi chung là “nước thải công nghiệp”).  1.2. Tiêu chuẩn này dùng để kiểm soát chất lượng nước thải công nghiệp khai thải vào các thủy vực có mục đích sử dụng nước cho sinh hoạt, thủy vực có các mục đích sử dụng nước với yêu cầu chất lượng nước thấp hơn, hoặc vào các nơi tiếp nhận nước thải khác.  2.Giá trị giới hạn  2.1. Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm của nước thải công nghiệp khi đổ vào các vực nước không vượt quá các giá trị tương ứng qui định trong bảng 1.  2.2. Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm bằng hoặc nhỏ hơn giá trị qui định trong cột A có thể đổ vào các vực nước thường được dùng làm nguồn nước cho mục đích sinh hoạt.  2.3. Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm lớn hơn giá trị qui định trong cột A nhưng nhỏ hơn hoặc bằng giá trị qui định trong cột B thì được đổ vào các vực nước nhận thải khác trừ các thủy vực qui định ở cột A.  2.4. Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm lớn hơn giá trị quy định trong cột B nhưng không vượt quá giá trị qui định trong cột C chỉ được phép thải vào các nơi được qui định (như hồ chứa nước thải được xây riêng, cống dẫn đến nhà máy xử lý nước thải tập trung…)  2.5. Thành phần nước thải có tính đặc thù theo lĩnh vực/ngành công nghiệp của một số hoạt động sản xuất, kinh doanh dịch vụ cụ thể được qui định trong các tiêu chuẩn riêng.  2.6. Phương pháp lấy mẫu, phân tích, tính toán, xác định từng thông số và nồng độ cụ thể của các chất ô nhiễm được qui định trong các TCVN hiện hành hoặc do cơ quan có thẩm quyền quy định.  Bảng: Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp. TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A B C 1 Nhiệt độ oC 40 40 45 2 pH - 6 đến 9 5,5 đến 9 5 đến 9 3 Mùi - Không khó chịu Không khó chịu - 4 Mầu sắc, Co-Pt ở pH=7 20 50 - 5 BOD5 (20oC) mg/l 30 50 100 6 COD mg/l 50 80 400 7 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 200 8 Asen mg/l 0,05 0,1 0,5 9 Thủy ngân mg/l 0,005 0,01 0,01 10 Chì mg/l 0,1 0,5 1 11 Cadimi mg/l 0,005 0,01 0,5 12 Crom (IV) mg/l 0,05 0,1 0,5 13 Crom (III) mg/l 0,2 1 2 14 Đồng mg/l 2 2 5 15 Kẽm mg/l 3 3 5 16 Niken mg/l 0,2 0,5 2 17 Mangan mg/l 0,5 1 5 18 Sắt mg/l 1 5 10 19 Thiếc mg/l 0,2 1 5 20 Xianua mg/l 0,07 0,1 0,2 21 Phenol mg/l 0,1 0,5 1 22 Dầu mở khoáng mg/l 5 5 10 23 Dầu động thực vật mg/l 10 20 30 24 Clo dư mg/l 1 2 - 25 PCBs mg/l 0,003 0,01 0,05 26 Hóa chất bảo vệ thực vật: Lân hữu cơ mg/l 0,3 1 27 Hóa chất bảo vệ thực vật: Clo hữu cơ mg/l 0,1 0,1 28 Sunfua mg/l 0,2 0,5 1 29 Florua mg/l 5 10 15 30 Clorua mg/l 500 600 1000 31 Amoni (tính theo Nitơ) mg/l 5 10 15 32 Tổng nitơ mg/l 15 30 60 33 Tổng phôtpho mg/l 4 6 8 34 Coliform MPN/100ml 3000 5000 - 35 Xét nghiệm sinh học (Bioassay) 90% cá sống sót sau 96 giờ trong 100% nước thải - 36 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0,1 0,1 - 37 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1,0 1,0 - PHỤ LỤC 2: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ A – TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ PHƯƠNG ÁN 1 * Lưu lượng nước thải dự kiến: Qtb = 2500 m3/ngày = 104.2 m3/h. Qmax.h= Qtb.h* k = 104.2*1.5 = 156.3 m3/h. (lấy hệ số giờ cao điểm là k = 1.5) A.1 Hầm bơm A.1.1 Tính kích thước bể Chọn thời gian lưu nước: t = 15 phút Thể tích cần thiết: V = Qmax.h *t = Chọn chiều cao hữu ích của bể: h = 1.8m. ð Diện tích mặt bằng: A = , chọn chiều dài bể: L = 6.5m ð chiều rộng bể: 3.4m Chiều cao xây dựng của hầm bơm: H = h + hbv+ 2.5 = 1.8 + 0.2 + 2.5 = 2 + 2.5 = 4.5m Trong đó: h: chiều cao hữu ích của bể, h = 1.8 m hbv: chiều cao bảo vệ, lấy hbv = 0.2m Kích thước hầm bơm: B x L x Hn(H) = 3.4m x 6.5m x 2(4.5)m. A.1.2 Chọn bơm Chọn 2 bơm hoạt động luân phiên. Lưu lượng bơm: Qbơm = Qmax= 156.3 m3/h Chọn ống dẫn nước thải PVC có đường kính ngoài: 220 mm, đường kính ống trong: 200 mm. Chiều dài đường ống: 10m. Vận tốc nước trong ống: v = = = 1.4 (m/s) Từ định luật Bernulli xác định cột áp của bơm: H = H1 + H2 + H3 Trong đó: w H1: cột áp hình học H1 = Z1 – Z2 Với: Z1: chiều cao ống đẩy = 8 m Z2: chiều cao ống hút = 0 ð H1 = 8 m w H2: Cột áp để khắc phục chênh lệch cột áp ở hai đầu đoạn ống H2 = Với: p1: áp suất dòng chảy khi vào máy bơm p2: áp suất dòng chảy khi ra khỏi máy bơm p1 = p2 : khối lượng riêng của nước thải ð H2 = 0 w H3: Tổn thất cục bộ trên đường ống H3 = Với: L, D: chiều dài và đường kính ống (m) λ: hệ số ma sát Σξ: tổng tổn thất cục bộ Tổn thất qua van: ξ = 1.7 Tổn thất qua co: ξ = 1 Tổn thất qua côn mở: ξ = 0.25 Tổn thất khi vào ống: ξ = 0.5 Σξ = 2*1.7 + 3*1+ 0.25 + 0.5 = 7.15(m) ð H3 = Cột áp của bơm: H = H1 + H2 + H3 = 8 + 0 + 0.84= 8.84 (m) Công suất: N = Trong đó: -: khối lượng riêng của nước - : hiệu suất của máy bơm (80%) Chọn 2 bơm hoạt động luân phiên, loại bơm hãng Shinmaywa, Nhật – loại: 200B47.5 , mỗi bơm có các thông số: - Lưu lượng: Q = 156.3 m3/h. - Cột áp: H = 10m - Công suất bơm: N= 7.5 kW (10Hp). Bảng A.1 : Thông số thiết kế hầm bơm. Thông số Giá trị Lưu lượng Qmax (m3/h) 156.3 Thời gian lưu nước trong bể, t (phút) 15 Kích thước ngăn tiếp nhận V = 39 m3 Chiều dài, L(m) 6.5 Chiều rộng, B(m) 3.4 Chiều cao, Hn (H) (m) 2(4.5) Bơm (Qb = 156.3m3/h, H = 10m, N = 10Hp) 2 cái A.2 Thiết bị chắn rác thô Thiết bị chắn rác thô được dùng để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn hơn 20 mm. Bảng A.2: Thông số thiết kế song chắn rác thô. Thông số Giá trị Kích thước thanh song chắn: - Chiều rộng, mm - Chiều sâu, mm Khe hở giữa các thanh, mm Độ dốc theo phương đứng, độ Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn rác, m/s Tổn thất áp lực cho phép, mm 5 ÷15 25÷38 20÷50 30÷45 0.3÷0.6 150 (Nguồn: Metcalf and Eddy, (2003). Wastewater Engineering Treatment and Reuse. Fourth Edition, McGraw Hi

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docKHOA LUAN_cuoi.doc