Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo cho công ty cổ phần chăn nuôi Phú Sơn, xã Bắc Sơn, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai với công suất 340m3/ngđ

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO COÄNG HOAØ XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄT NAM TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KTCN TP.HCM Ñoäc laäp - Töï do - Haïnh phuùc KHOA: KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG & CN SINH HOÏC NHIEÄM VUÏ ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP Hoï vaø teân : Traàn Thò Lanh MSSV : 08B1080037 Ngaønh : Kyõ thuaät Moâi Tröôøng Lôùp : 08HMT1 1. Ñaàu ñeà ñoà aùn toát nghieäp: Tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi chaên nuoâi heo – Coâng ty coå phaàn chaên nuoâi Phuù Sôn, xaõ Baéc Sôn, huyeän Traûng Bom, Tænh Ñoàng Nai – Coâng suaát 340 m3/ngaøyñeâm 2. Nhieäm vuï ( yeâu caàu veà noäi dung vaø soá lieäu ban ñaàu): Toång quan. Xaùc ñònh ñaëc tính nöôùc thaûi, löïa choïn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi. Tính toaùn thieát keá vaø döï toaùn kinh phí ñaàu tö. Theå hieän caùc coâng trình ñôn vò treân baûn veõ A3. 3. Ngaøy giao ñoà aùn toát nghieäp: 19/04/2010 4. Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vuï: 12/07/2010 5. Hoï teân ngöôøi höôùng daãn: Phaàn höôùng daãn: TS. Nguyeãn Xuaân Tröôøng ………………………………… Noäi dung vaø yeâu caàu ñoà aùn toát nghieäp ñaõ ñöôïc thoâng qua boä moân. Ngaøy thaùng naêm 2010 CHUÛ NGHIEÄM BOÄ MOÂN. NGÖÔØI HÖÔÙNG DAÃN CHÍNH (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) PHAÀN DAØNH CHO KHOA, BOÄ MOÂN Ngöôøi duyeät (chaám sô boä):…………………………………………………….. Ñôn vò:………………………………………………………………………….. Ngaøy baûo veä:…………………………………………………………………..... Ñieåm toång keát:………………………………………………………………...... Nôi löu tröõ ñoà aùn toát nghieäp:…………………………………………………… LÔØI CAÛM ÔN Em xin göûi lôøi caûm ôn chaân thaønh nhaát ñeán quyù Thaày Coâ tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Tp. Hoà Chí Minh, nhöõng ngöôøi ñaõ dìu daét em taän tình, ñaõ truyeàn ñaït cho em nhöõng kieán thöùc vaø kinh nghieäm quyù baùu trong suoát thôøi gian em hoïc taäp taïi tröôøng. Em xin traân troïng göûi lôøi caûm ôn ñeán taát caû caùc Thaày, Coâ Khoa Moâi Tröôøng vaø Coâng Ngheä Sinh Hoïc ñaõ giuùp ñôõ, taïo moïi ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå em coù theå hoaøn thaønh toát ñoà aùn. Em xin chaân thaønh caûm ôn Thaày Nguyeãn Xuaân Tröôøng ñaõ höôùng daãn vaø chæ baûo taän tình trong suoát quaù trình laøm ñoà aùn toát nghieäp. Toâi xin caûm ôn gia ñình, nhöõng ngöôøi thaân ñaõ cho toâi nhöõng ñieàu kieän toát nhaát ñeå hoïc taäp trong suoát thôøi gian qua. Ngoaøi ra toâi xin göûi lôøi caûm ôn ñeán taát caû nhöõng ngöôøi baïn cuûa toâi, nhöõng ngöôøi ñaõ gaén boù, cuøng hoïc taäp vaø giuùp ñôõ toâi trong nhöõng naêm qua cuõng nhö trong quaù trình thöïc hieän ñoà aùn naøy. Tp. Hoà Chí Minh, thaùng 07 naêm 2010 Sinh vieân Traàn Thò Lanh MUÏC LUÏC DANH MUÏC CAÙC BAÛNG Baûng 1.1. Baûng phaân tích noàng ñoä oâ nhieãm nöôùc thaûi taïi coâng ty 6 Baûng 2.1. Löôïng phaân vaø nöôùc tieåu thaûi ra haøng ngaøy 7 Baûng 2.2. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa phaân heo töø 70 – 100 kg 8 Baûng 2.3. Thaønh phaàn hoaù hoïc vaø nguyeân toá ña löôïng cuûa gia suùc vaø gia caàm (%) 9 Baûng 2.4. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa phaân heo 9 Baûng 2.5. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nöôùc tieåu heo (70 – 100 kg) 10 Baûng 3.1. Caùc thoâng soá thieát keá song chaén raùc 31 Baûng 3.2. Caùc thoâng soá thieát keá hoá thu gom 32 Baûng 3.3. Caùc thoâng soá thieát keá beå ñieàu hoøa 36 Baûng 3.4. Caùc thoâng soá thieát keá beå laéng I 42 Baûng 3.5. Caùc thoâng soá thieát keá beå UASB 52 Baûng 3.6. Caùc thoâng soá tính toaùn beå Aerotank 53 Baûng 3.7. Caùc thoâng soá thieát keá beå Aerotank 61 Baûng 3.8. Caùc thoâng soá thieát keá beå laéng II 66 Baûng 3.9. Caùc thoâng soá thieát keá beå khöû truøng 68 Baûng 3.10. Caùc thoâng soá thieát keá beå neùn buøn 70 Baûng 3.11. Baûng tra thoâng soá 74 Baûng 3.12. Caùc thoâng soá thieát keá beå Loïc sinh hoïc 77 Baûng 4.1. Voán ñaàu tö phaàn xaây döïng vaø thieát bò phöông aùn 1 79 Baûng 4.2. Chi phí ñieän naêng 1 naêm cuûa phöông aùn 1 82 Baûng 4.3. Voán ñaàu tö phaàn xaây döïng vaø thieát bò phöông aùn 2 83 Baûng 4.4. Chi phí ñieän naêng 1 naêm cuûa phöông aùn 2 86 DANH MUÏC CAÙC HÌNH Hình 1.1. Sô ñoà saûn xuaát chaên nuoâi heo taïi coâng ty chaên nuoâi Phuù Sôn 4 Hình 1.2. Quy trình saûn xuaát thöùc aên cho heo 5 Hình 2.1. Sô ñoà xöû lyù nöôùc thaûi chaên nuoâi heo Bình Thaéng 21 Hình 2.2. Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi traïi chaên nuoâi heo vöøa vaø lôùn ôû Philippin 22 Hình 2.3. Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi ôû caùc traïi chaên nuoâi heo vöøa vaø lôùn ôû Thaùi Lan Thaùii Lan (do baø Pacharin Dumronggittigule vaø oâng Weerapan Kiatpadee ñeà xuaát) 23 Hình 3.1. Song chaén raùc 31 Hình 3.2. Taám chaén khí 44 Hình 3.3. Taám höôùng doøng 45 PHAÀN MÔÛ ÑAÀU SÖÏ CAÀN THIEÁT CUÛA ÑOÀ AÙN Laø moät trong nhieàu xí nghieäp, coâng ty hoaït ñoäng trong lónh vöïc chaên nuoâi, coâng ty coå phaàn chaên nuoâi Phuù Sôn ñoùng goùp moät saûn löôïng lôùn heo thòt treân thò tröôøng trong vaø ngoaøi tænh. Coâng ty chaên nuoâi Phuù Sôn ñöôïc thaønh laäp vaøo thaùng 3/1976 theo Quyeát ñònh soá 41/UBT cuûa UBND Tænh Ñoàng Nai treân cô sôû traïi heo tö nhaân coù teân KYCANOCO. Khi môùi thaønh laäp, Coâng ty coù teân laø Quoác doanh chaên nuoâi heo Phuù Sôn - ñôn vò haïch toaùn ñoäc laäp thuoäc Ty noâng nghieäp Ñoàng Nai. Traïi heo Phuù Sôn ñoùng treân ñòa baøn aáp Phuù Sôn, xaõ Baéc Sôn, huyeän Traûng Bom, tænh Ñoàng Nai. Vôùi toång dieän tích coâng ty 363000 m2, trong ñoù dieän tích chuoàng traïi laø34000m2. Vôùi quy moâ hoaït ñoäng töông ñoái lôùn: Toång lao ñoäng hieän coù 150 ngöôøi (80 nö), toång ñaøn heo 25000 con trong ñoù coù 3000 heo naùi, 22000 heo naùi sinh saûn, soá löôïng thöùc aên hoãn hôïp chaên nuoâi heo 7000 – 7500 taán/naêm. Haèng naêm cung caáp moät saûn löôïng thòt lôùn vaø chaát löôïng cho thò tröôøng, tuy nhieân trong quaù trình hoaït ñoäng cuûa coâng ty ñaõ phaùt sinh moät löôïng lôùn caùc chaát oâ nhieãm, aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng (nöôùc, khoâng khí, ñaát…), ñoàng thôøi gaây aûnh höôûng ñeán söùc khoûe cuûa coâng nhaân vaø ngöôøi daân xung quanh . Tröôùc vaán ñeà treân, caàn thieát phaûi coù caùc bieän phaùp toái öu ñeå giaûm thieåu nguoàn oâ nhieãm phaùt sinh nhö: muøi, nöôùc thaûi, chaát thaûi raén…, nhaèm caûi thieän moâi tröôøng, ñaûm baûo söùc khoûe cho coâng nhaân vaø ngöôøi daân soáng gaàn ñoù. Vì giôùi haïn veà thôøi gian neân ñoà aùn chæ taäp trung chuû yeáu vaøo vaán ñeà xöû lyù nöôùc thaûi taïi coâng ty. TOÙM TAÉT NOÄI DUNG ÑOÀ AÙN Ñoái töôïng, phaïm vi nghieân cöùu Nöôùc thaûi chaên nuoâi heo – Coâng ty coå phaàn chaên nuoâi Phuù Sôn. Muïc ñích, yù nghóa cuûa vieäc nghieân cöùu Ñöa ra coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi chaên nuoâi heo hôïp lyù, aùp duïng keát hôïp caùc phöông phaùp xöû lyù theo nguyeân taéc cô hoïc – hoùa lyù – sinh hoïc. Ñaûm baûo ñaït tieâu chuaån thaûi ra soâng (QCVN 24 – 2009/BTNMT). Nhaèm giaûm thieåu caùc nguoàn oâ nhieãm do caùc nghaønh chaên nuoâi gaây ra ñoái vôùi moâi tröôøng (ñaát, nöôùc, khoâng khí…) vaø caùc heä sinh thaùi trong vuøng aûnh höôûng. Noäi dung nghieân cöùu Ñieàu tra thöïc ñòa, thu thaäp soá lieäu veà caùc hoaït ñoäng cuûa coâng ty, laáy maãu nöôùc thaûi taïi nguoàn xa thaûi. Phaân tích caùc chæ tieâu oâ nhieãm, ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm taïi caùc nguoàn thaûi. Ñeà xuaát vaø löïa choïn coâng ngheä xöû ly phuø hôïp. Tính toaùn vaø thieát keá coâng ngheä ñaõ löïa choïn. CHÖÔNG 1 TOÅNG QUAN GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ HOAÏT ÑOÄNG SAÛN XUAÁT CUÛA COÂNG TY CHAÊN NUOÂI PHUÙ SÔN Thoâng tin chung veà coâng ty Ñeán nay Coâng ty chaên nuoâi heo Phuù Sôn coù 04 cô sôû: Traïi heo Phuù Sôn ñoùng treân ñòa baøn aáp Phuù Sôn, xaõ Baéc Sôn, huyeän Traûng Bom, tænh Ñoàng Nai. Traïi heo Ñoâng Phöông ñoùng treân ñòa baøn phöôøng Hoá Nai, thaønh phoá Bieân Hoøa, tænh Ñoàng Nai.  Traïi heo Long Thaønh ñoùng treân ñòa baøn xaõ Long An, huyeän Long Thaønh, tænh Ñoàng Nai.  Traïi gaø Phuù Sôn ñoùng treân ñòa baøn xaõ hoá nai 3, huyeän Traûng Bom, Tænh Ñoàng Nai Quy moâ saûn xuaát coâng ty Saûn xuaát, kinh doanh heo gioáng chaát löôïng cao vaø heo thòt. Saûn xuaát thöùc aên gia suùc, kinh doanh nguyeân lieäu laøm thöùc aên gia suùc. Kinh doanh dòch vuï chaên nuoâi thuù y, phuïc vuï nhu caàu chaên nuoâi taïi ñòa phöông goàm: coá vaán kyõ thuaät, chuyeån giao coâng ngheä chaên nuoâi, thuï tinh nhaân taïo cho heo. Thieát keá chuoàng traïi vaø baùn saûn phaåm chuoàng caù theå. Quy trình saûn xuaát Coâng ty taäp trung 2 höôùng chính: Cung caáp heo thòt vaø heo gioáng. Cung caáp thöùc aên gia suùc. Quy trình coâng ngheä vaø nhu caàu söû duïng nöôùc cuûa coâng ty Quy trình chaên nuoâi heo cuûa coâng ty Heo ñöïïc caùc gioáng heo caùi caùc gioáng X Heo con gioáng thuaàn vaø gioáng lai Heo caùi caùc gioáng Nuoâi heo thòt Heo thòt Heo gioáng caùc loaïi Nöôùc thaûi, chaát thaûi raén Nöôùc thaûi, chaát thaûi raén Nöôùc thaûi, chaát thaûi raén Nöôùc thaûi, chaát thaûi raén Nöôùc thaûi, chaát thaûi raén Nöôùc thaûi, chaát thaûi raén Coâng ty cung caáp 2 loaïi heo thòt vaø heo gioáng. Quy trình chaên nuoâi ñöôïc theå hieän ôû sô ñoà sau: Hình 1.1. Sô ñoà saûn xuaát chaên nuoâi heo taïi coâng ty chaên nuoâi Phuù Sôn Vôùi hình thöùc vaø quy moâ nhö treân, löôïng nöôùc caàn thieát cho quaù trình xaû röûa chuoàng traïi raát nhieàu, coäng vôùi löôïng nöôùc tieåu cuûa gia suùc daãn ñeán löôïng nöôùc thaûi ñaàu ra töông ñoái lôùn (312,5 m3/ngaøy). Qui trình saûn xuaát thöùc aên gia suùc, nguyeân lieäu laøm thöùc aên gia suùc Ngoaøi vieäc cung caáp caùc loaïi heo thòt vaø heo gioáng, coâng ty coøn saûn xuaát thöùc aên gia suùc. Sô ñoà saûn xuaát ñöôïc toùm taét nhö sau: Nguyeân lieäu Nguyeân lieäu Saáy Phoái troän Nghieàn Saûn phaåm Sô cheá Ñoùng goùi Troän Phuï gia t0, buïi Buïi Buïi Buïi t0, buïi Buïi Hình 1.2. Quy trình saûn xuaát thöùc aên cho heo Trong quy trình saûn xuaát treân, chuû yeáu laø phaùt sinh buïi, nhieät… aûnh höôûng chuû yeáu ñeán moâi tröôøng khoâng khí, löôïng nöôùc thaûi phaùt sinh trong giai ñoaïn naøy laø khoâng ñaùng keå. Nguoàn goác phaùt sinh nöôùc thaûi Coù 2 nguoàn chuû yeáu: Nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coâng ty: bao goàm nöôùc thaûi taém röûa, giaët giuõ… cuûa khoaûng 180 coâng nhaân vaø quaûn lyù coâng ty (27,5m3/ngaøy). Nöôùc thaûi veä sinh chuoàng traïi: nöôùc thaûi taém röõa, nöôùc tieåu vaø phaân gia suùc…(312 m3/ngaøy). THAØNH PHAÀN VAØ TÍNH CHAÁT NÖÔÙC THAÛI TAÏI COÂNG TY Nöôùc thaûi chaên nuoâi laø moät trong nhöõng loaïi nöôùc thaûi raát ñaëc tröng, coù khaû naêng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng cao baèng haøm löôïng chaát höõu cô, caën lô löûng, N, P vaø sinh vaät gaây beänh. Noù nhaát thieát phaûi ñöôïc xöû lyù tröôùc khi thaûi ra ngoaøi moâi tröôøng. Thaønh phaàn nöôùc thaûi taïi 2 nguoàn thaûi chuû yeáu cuûa coâng ty: Nöôùc thaûi chaên nuoâi heo bao goàm: Chaát höõu cô (töông ñoái cao), NH3, P, SS, VSV… Nöôùc thaûi sinh hoaït bao goàm: BOD, COD, P, SS, …. Vieäc xaû thaûi chung nöôùc thaûi chaên nuoâi vaø nöôùc thaûi sinh hoaït vaøo cuøng moät heä thoáng hoá thu gom laøm cho thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa nöôùc thaûi taïi coâng ty khaù phöùc taïp. Keát quaû thu ñöôïc sau khi khaûo saùt vaø laáy maãu phaân tích taïi nguoàn xaû (hoá thu gom) (baûng 1.1): Baûng 1.1. Baûng phaân tích noàng ñoä oâ nhieãm nöôùc thaûi taïi coâng ty Ñaëc tính Noàng ñoä Ñôn vò QCVN 24 – 2009/ BTNMT (coät B) pH 7.2 5.5-9 BOD5 1894 mg/L 50 COD 3081.5 mg/L 100 SS 2267 mg/L 100 Ntoång 206 mg/L 30 Ptoång 37 mg/L 6 Coliform 5.8.109 MPN/100mL 5,000 MPN/l. CHÖÔNG 2 GIÔÙI THIEÄU VEÀ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CHAÊN NUOÂI HEO NHÖÕNG ÑAËT TRÖNG CÔ BAÛN CUÛA NÖÔÙC THAÛI CHAÊN NUOÂI Caùc chaát höõu cô vaø voâ cô Trong nöôùc thaûi chaên nuoâi, hôïp chaát höõu cô chieám 70–80% goàm cellulose, protit, acid amin, chaát beùo, hidratcarbon vaø caùc daãn xuaát cuûa chuùng coù trong phaân, thöùc aên thöøa. Haàu heát caùc chaát höõu cô deã phaân huûy. Caùc chaát voâ cô chieám 20–30% goàm caùt, ñaát, muoái, ure, ammonium, muoái chlorua, SO42-,… N vaø P Khaû naêng haáp thuï N vaø P cuûa caùc loaøi gia suùc, gia caàm raát keùm, neân khi aên thöùc aên coù chöùa N vaø P thì chuùng seõ baøi tieát ra ngoaøi theo phaân vaø nöôùc tieåu. Trong nöôùc thaûi chaên nuoâi heo thöôøng chöùa haøm löôïng N vaø P raát cao. Haøm löôïng N-toång trong nöôùc thaûi chaên nuoâi 571 – 1026 mg/L, Photpho töø 39 – 94 mg/L. Vi sinh vaät gaây beänh Nöôùc thaûi chaên nuoâi chöùa nhieàu loaïi vi truøng, virus vaø tröùng aáu truøng giun saùn gaây beänh. Phaân vaø nöôùc tieåu gia suùc Löôïng phaân vaø nöôùc tieåu gia suùc thaûi ra trong moät ngaøy ñeâm tuøy thuoäc vaøo gioáng, loaøi, tuoåi, khaåu phaàn thöùc aên, troïng löôïng gia suùc. Löôïng phaân vaø nöôùc tieåu caùc loaøi gia suùc thaûi ra trong ngaøy ñeâm ñöôïc trình baøy ôû baûng 2.1. Soá löôïng chaát thaûi cuûa moät soá loaøi gia suùc gia caàm Baûng 2.1. Löôïng phaân vaø nöôùc tieåu thaûi ra haøng ngaøy Loaøi gia suùc, gia caàm Löôïng phaân (kg/ngaøy) Löôïng nöôùc tieåu (kg/ngaøy) Traâu boø lôùn 20 – 25 10 – 15 Heo döôùi 10 kg 0,5 – 1 0,3 - 0,7 Heo 15 – 45 kg 1 – 3 0,7 – 2 Heo 45 – 100 kg 3 – 5 2 – 4 Gia caàm 0,08 - Nguoàn: Nguyeãn Thò Hoa Lyù, 1994, (trích daãn bôûi Nguyeãn Chí Minh, 2002) Phaân heo ñöôïc xeáp vaøo loaïi phaân loûng, haøm löôïng nöôùc chieám 56 - 83%, phaàn coøn laïi laø chaát khoâ goàm caùc chaát höõu cô, hôïp chaát NPK döôùi daïng chaát voâ cô. Thaønh phaàn cuûa phaân heo töø 70 – 100 kg ñöôïc trình baøy ôû baûng 2.2. Baûng 2.2. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa phaân heo töø 70 – 100 kg Ñaëc tính Ñôn vò tính Giaù trò Vaät chaát khoâ gram/kg 213 - 342 NH3 - N (Amoniac) gram/kg 0,66 - 0,76 Nt (Nitô toång soá) gram/kg 7,99 - 9,32 Tro gram/kg 32,5 - 93,3 Chaát xô gram/kg 151 - 261 Carbonates gram/kg 0,23 - 2,11 Caùc acid beùo maïch ngaén gram/kg 3,83 - 4,47 pH 6,47 - 6,95 Nguoàn: Tröông Thanh Caûnh vaø ctv, 1998, (trích daãn bôûi Nguyeãn Chí Minh, 2002) Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa phaân phuï thuoäc vaøo khaåu phaàn aên vaø thaønh phaàn döôõng chaát, tình traïng söùc khoûe, caùch nuoâi döôõng, chuoàng traïi, loaïi gia suùc-gia caàm, kyõ thuaät cheá bieán thöùc aên. Thaønh phaàn hoaù hoïc, khoaùng ña löôïng cuûa phaân gia suùc gia caàm ñöôïc trình baøy ôû baûng 2.3. Baûng 2.3. Thaønh phaàn hoaù hoïc vaø nguyeân toá ña löôïng cuûa gia suùc vaø gia caàm (%) Loaïi phaân Nöôùc Nitô P2O5 K2O CaO MgO Heo 82,0 0,60 0,41 0,26 0,09 0,10 Traâu boø 83,1 0,29 0,17 1,00 0,35 0,13 Ngöïa 75,7 0,44 0,35 0,35 0,15 0,12 Gaø 56,0 1,63 0,54 0,85 2,40 0,74 Vòt 56,0 1,00 1,40 0,62 1,70 0,35 Nguoàn: Nguyeãn Chí Minh (2002). Thaønh phaàn nguyeân toá vi löôïng trong phaân thay ñoåi phuï thuoäc löôïng vaø loaïi thöùc aên. Ví duï: Bo = 5 – 7 ppm, Mn = 30 – 75 ppm, Co = 0,2 - 0,5 ppm, Cu = 4 – 8 ppm, Zn = 20 – 45 ppm, Mo = 0,8 - 1,0 ppm. Trong quaù trình uû phaân, caùc vi sinh vaät phaân giaûi nhöõng nguyeân lieäu naøy, giaûi phoùng chaát khoaùng hoøa tan cho caây troàng haáp thu. Thaønh phaàn dinh döôõng cuûa phaân heo ñöôïc trình baøy trong baûng 2.4. Baûng 2.4. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa phaân heo Chæ soá Haøm löôïng N toång soá (%) 4 P2O5 1,76 K2O 1,37 Ca2+ (meq/100g) 38,47 Mg2+ (meq/100g) 5,49 Muøn (%) 62,26 Tæ leä C/N 15,57 Cu toång soá 81,61 Zn toång soá 56,363 Nguoàn: Traàn Taán Vieät vaø ctv, 2001, (trích daãn bôûi Nguyeãn Chí Minh, 2002) Veà maët hoùa hoïc, caùc chaát trong phaân chuoàng coù theå chia laøm hai nhoùm: Hôïp chaát chöùa nitô ôû daïng hoøa tan vaø khoâng hoøa tan. Hôïp chaát khoâng chöùa nitô bao goàm hydratcarbon, lignin, lipid… Tyû leä C/N coù vai troø quyeát ñònh ñoái vôùi quaù trình phaân giaûi vaø toác ñoä phaân giaûi caùc hôïp chaát höõu cô trong phaân chuoàng. Nöôùc tieåu cuûa heo coù thaønh phaàn chuû yeáu laø nöôùc, ngoaøi ra coøn coù haøm löôïng nitô vaø ureâ khaù cao duøng ñeå boå sung ñaïm cho ñaát vaø caây troàng (baûng 2.5). Baûng 2.5. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nöôùc tieåu heo (70 – 100 kg) Ñaëc tính Ñôn vò tính Giaù trò Vaät chaát khoâ gram/kg 30,9 - 35,9 NH4 - N gram/kg 0,13 – 0,40 Nt gram/kg 4,90 – 6,63 Tro gram/kg 8,5 - 16,3 Urea M mol/l 123 – 196 Carbonate gram/kg 0,11 – 0,19 pH 6,77 – 8,19 Nguoàn: Tröông Thanh Caûnh vaø ctv, 1998, (trích daãn bôûi Nguyeãn Chí Minh, 2002) Nöôùc thaûi vôùi thaønh phaàn khaùc phöùc taïp nhö treân, ñoøi hoûi phaûi aùp duïng nhieàu phöông phaùp ñeå loaïi boû heát caùc chaát oâ nhieãm. Ñaët tính chung cuûa nöôùc thaûi chaên nuoâi laø thaønh phaàn chaát höõu cô deã phaân huûy sinh hoïc raát cao, do ñoù trong phöông aùn xöû lyù caàn thieát phaûi coù coâng trình xöû lyù sinh hoïc. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CHAÊN NUOÂI HEO Vôùi thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi chaên nuoâi nhö treân, coù theå aùp duïng caùc phöông phaùp xöû lyù sau: Phöông phaùp cô hoïc. Phöông phaùp hoùa lyù. Phöông phaùp sinh hoïc. Trong caùc phöông phaùp treân ta choïn xöû lyù sinh hoïc laø phöông phaùp chính, vì trong nöôùc thaûi chaên nuoâi heo thaønh phaàn höõu cô laø chuû yeáu. Coâng trình xöû lyù sinh hoïc thöôøng ñöôïc ñaët sau caùc coâng trình xöû lyù cô hoïc, hoùa lyù. Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc Muïc ñích laø taùch chaát raén, caën, phaân ra khoûi hoãn hôïp nöôùc thaûi baèng caùch thu gom, phaân rieâng. Coù theå duøng song chaén raùc, beå laéng sô boä ñeå loaïi boû caën thoâ, deã laéng taïo ñieàu kieän thuaän lôïi vaø giaûm khoái tích cuûa caùc coâng trình xöû lyù tieáp theo. Ngoaøi ra coù theå duøng phöông phaùp ly taâm hoaëc loïc. Haøm löôïng caën lô löûng trong nöôùc thaûi chaên nuoâi khaù lôùn (khoaûng vaøi ngaøn mg/L) vaø deã laéng neân coù theå laéng sô boä tröôùc roài ñöa sang caùc coâng trình xöû lyù phía sau. Sau khi taùch, nöôùc thaûi ñöôïc ñöa sang caùc coâng trình phía sau, coøn phaàn chaát raén ñöôïc ñem ñi uû ñeå laøm phaân boùn. Phöông phaùp xöû lyù hoùa lyù Keo tuï – taïo boäng Muïc ñích nhaèm loaïi boû caùc chaát höõu cô, chaát voâ cô daïng haït coù kích thöôùc nhoû, khoù laéng, khoù coù theå taùch ra baèng caùc phöông phaùp cô hoïc thoâng thöôøng vì toán nhieàu thôøi gian vaø hieäu quaû khoâng cao. Ta coù theå aùp duïng phöông phaùp keo tuï ñeå loaïi boû chuùng. Caùc chaát keo tuï thöôøng söû duïng laø pheøn nhoâm, pheøn saét, pheøn buøn,… keát hôïp vôùi polymer trôï keo tuï ñeå taêng quaù trình keo tuï. Nguyeân taéc cuûa phöông phaùp naøy laø: cho vaøo trong nöôùc thaûi caùc haït keo mang ñieän tích traùi daáu vôùi caùc haït lô löûng coù trong nöôùc thaûi (caùc haït coù nguoàn goác silic vaø chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi mang ñieän tích aâm, coøn caùc haït nhoâm hidroxid vaø saét hidroxi ñöôïc ñöa vaøo mang ñieän tích döông). Khi theá ñieän ñoäng cuûa nöôùc bò phaù vôõ, caùc haït mang ñieän traùi daáu naøy seõ lieân keát laïi thaønh caùc boâng caën coù kích thöôùc lôùn hôn vaø deã laéng hôn. Theo nghieân cöùu cuûa Tröông Thanh Caûnh (2001) taïi traïi chaên nuoâi heo 2/9: phöông phaùp keo tuï coù theå taùch ñöôïc 80-90% haøm löôïng chaát lô löûng coù trong nöôùc thaûi chaên nuoâi heo. Ngoaøi keo tuï coøn loaïi boû ñöôïc P toàn taïi ôû daïng PO43- do taïo thaønh keát tuûa AlPO4 vaø FePO4. Tuyeån noåi Muïc ñích cuûa vieäc tuyeån noåi laø ñeå taùch caùc taïp chaát raén khoâng tan, hoaëc tan coù khaû naêng laéng keùm nhöng coù theå keát dính vaøo caùc boït khí noåi leân, hoaëc caùc chaát loûng coù tyû troïng nhoû hôn tyû troïng cuûa chaát loûng laøm neàn, trong nöôùc thaûi chaên nuoâi, tuyeån noåi ñöôïc aùp duïng nhaèm taùch caùc chaát raén coù kích thöôùc nhoû, laéng keùm. Caùc loaïi beå tuyeån noåi thöôøng gaëp: Tuyeån noåi phaân taùn khoâng khí baèng thieát bò cô hoc (tuabin höôùng truïc) ñöôïc söû duïng roäng raõi trong lónh vöïc khai khoaùng cuõng nhö trong lónh vöïc xöû lyù nöôùc thaûi, caùc thieát bò kieåu naøy cho pheùp tao boït khí khaù nhoû. Tuyeån noåi phaân taùn khoâng khí baèng maùy bôm khí neùn: qua caùc voøi phun (xöû lyù nöôùc thaûi chöa caùc taïp chaát deã aên moøn vaät lieäu cheá taïocaùc thieát bò cô giôùi vôùi caùc chi tieát chuyeån ñoäng), qua caùc taám xoáp… Tuyeån noåi vôùi taùch khoâng khí töø nöôùc (tuyeån noåi chaân khoâng, tuyeån noåi khoâng aùp, tuyeån noåi coù aùp hoaëc bôm hoãn hôïp khí nöôùc): ñöôïc xöû duïng roäng raõi vôùi nöôùc thaûi chöùa chaát baån kích thöôùc nhoû vì noù cho pheùp taïo boït khí raát nhoû. Tuyeån noåi ñieän, tuyeån noåi sinh hoïc, tuyeån noåi hoùa hoïc Khöû truøng Muïc ñích cuûa vieäc khöû truøng laø nhaèm loaïi boû caùc vi sinh vaät (coù nhieàu trong nöôùc thaûi chaên nuoâi) coù khaû naêng gaây aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng tieáp nhaän vaø söùc khoûe con ngöôøi. Moät soá phöông phaùp vaø hoùa chaát khöû truøng thöôøng gaëp: Phöông phaùp Chlor hoaù Laø phöông phaùp ñöôïc aùp duïng phoå bieán hieän nay. Chlor cho vaøo nöôùc thaûi döôùi daïng hôi hoaëc Clorua voâi. Löôïng Clor hoaït tính caàn thieát cho moät ñôn vò theå tích nöôùc thaûi laø: 10 g/m3 ñoái vôùi nöôùc thaûi sau xöû lyù cô hoïc, 5 g/m3 sau xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn. Clor phaûi ñöôïc troän ñeàu vôùi nöôùc vaø ñeå ñaûm baûo hieäu quaû khöû truøng, thôøi gian tieáp xuùc giöõa nöôùc vaø hoaù chaát laø 30 phuùt tröôùc khi nöôùc thaûi ra nguoàn. Heä thoáng Clor hoaù nöôùc thaûi Clor hôi bao goàm thieát bò Clorato, maùng troän vaø beå tieáp xuùc. Clorato phuïc vuï cho muïc ñích chuyeån Clor hôi thaønh dung dòch Clor tröôùc khi hoaø troän vôùi nöôùc thaûi vaø ñöôïc chia thaønh 2 nhoùm: nhoùm chaân khoâng vaø nhoùm aùp löïc. Clor hôi ñöôïc vaän chuyeån veà traïm xöû lyù nöôùc thaûi döôùi daïng hôi neùn trong banlon chòu aùp. Trong traïm xöû lyù caàn phaûi coù kho caát giöõ caùc banlon naøy. Phöông phaùp duøng Clor hôi ít ñöôïc duøng phoå bieán. Phöông phaùp Ozon hoaù Ozon hoaù taùc ñoäng maïnh meõ vôùi caùc chaát khoaùng vaø chaát höõu cô, oxy hoaù baèng Ozon cho pheùp ñoàng thôøi khöû maøu, khöû muøi, tieät truøng cuûa nöôùc. Baèng Ozon hoaù coù theå xöû lyù phenol, saûn phaåm daàu moû, H2S, caùc hôïp chaát Asen, thuoác nhuoäm … Sau quaù trình Ozon hoaù soá löôïng vi khuaån bò tieâu dieät ñeán hôn 99%. Ngoaøi ra, Ozon coøn oxy hoaù caùc hôïp chaát Nitô, Photpho … Nhöôïc ñieåm chính cuûa phöông phaùp naøy laø giaù thaønh cao vaø thöôøng ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong xöû lyù nöôùc caáp. Phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc Muïc ñích cuûa vieäc xöû kyù sinh hoïc laø nhaèm loaïi boû caùc chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoc (ñaëc tröng cuûa nöôùc thaûi chaên nuoâi). Phöông phaùp naøy döïa treân söï hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät coù khaû naêng phaân huûy caùc chaát höõu cô. Caùc vi sinh vaät söû duïng caùc chaát höõu cô vaø moät soá chaát khoaùng laøm nguoàn dinh döôõng vaø taïo naêng löôïng. Tuøy theo nhoùm vi khuaån söû duïng laø hieáu khí hay kî khí maø ngöôøi ta thieát keá caùc coâng trình khaùc nhau. Vaø tuøy theo khaû naêng veà taøi chính, dieän tích ñaát maø ngöôøi ta coù theå duøng hoà sinh hoïc hoaëc xaây döïng caùc beå nhaân taïo ñeå xöû lyù. Caùc heä thoáng xöû lyù nhaân taïo baèng phöông phaùp sinh hoïc Xöû lyù theo phöông phaùp hieáu khí Xöû lyù nöôùc thaûi theo phöông phaùp hieáu khí nhaân taïo döïa treân nhu caàu oxy caàn cung caáp cho vi sinh vaät hieáu khí coù trong nöôùc thaûi hoaït ñoäng vaø phaùt trieån. Caùc vi sinh vaät hieáu khí söû duïng caùc chaát höõu cô, caùc nguoàn N vaø P cuøng vôùi moät soá nguyeân toá vi löôïng khaùc laøm nguoàn dinh döôõng ñeå xaây döïng teá baøo môùi, phaùt trieån taêng sinh khoái. Beân caïnh ñoù quaù trình hoâ haáp noäi baøo cuõng dieãn ra song song, giaûi phoùng CO2 vaø nöôùc. Caû hai quaù trình dinh döôõng vaø hoâ haáp cuûa vi sinh vaät ñeàu caàn oxy. Ñeå ñaùp öùng nhu caàu oxy hoøa tan trong nöôùc, ngöôøi ta thöôøng söû duïng heä thoáng suïc khí beà maët baèng caùch khuaáy ñaûo hoaëc baèng heä thoáng khí neùn. Quaù trình xöû lyù hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng (buøn hoaït tính) Quaù trình naøy söû duïng buøn hoaït tính daïng lô löûng ñeå xöû lyù caùc chaát höõu cô hoøa tan hoaëc caùc chaát höõu cô daïng lô löûng. Sau moät thôøi gian thích nghi, caùc teá baøo vi khuaån baét ñaàu taêng tröôûng vaø phaùt trieån. Caùc haït lô löûng trong nöôùc thaûi ñöôïc caùc teá baøo vi sinh vaät baùm leân vaø phaùt trieån thaønh caùc boâng caën coù hoaït tính phaân huûy caùc chaát höõu cô. Caùc haït boâng caën daàn daàn lôùn leân do ñöôïc cung caáp oxy vaø haáp thuï caùc chaát höõu cô laøm chaát dinh döôõng ñeå sinh tröôûng vaø phaùt trieån. Buøn hoaït tính laø taäp hôïp caùc vi sinh vaät khaùc nhau, chuû yeáu laø vi khuaån, beân caïnh ñoù coøn coù naám men, naám moác, xaï khuaån, nguyeân sinh ñoäng vaät, giun, saùn,… keát thaønh daïng boâng vôùi trung taâm laø caùc haït lô löûng trong nöôùc. Trong buøn hoaït tính ta thaáy coù loaøi Zoogelea trong khoái nhaày. Chuùng coù khaû naêng sinh ra moät bao nhaày xung quanh teá baøo, bao nhaày naøy laø moät polymer sinh hoïc vôùi thaønh phaàn laø polysaccharide coù taùc duïng keát caùc teá baøo vi khuaån laïi taïo thaønh boâng. Moät soá coâng trình hieáu khí phoå bieán xaây döïng treân cô sôû xöû lyù sinh hoïc baèng buøn hoaït tính : Beå aerotank thoâng thöôøng: Ñoøi hoûi cheá ñoä doøng chaûy nuùt (plug-flow), khi ñoù chieàu daøi beå raát lôùn so vôùi chieàu roäng. Trong beå, nöôùc thaûi vaøo coù theå phaân boá ôû nhieàu ñieåm theo chieàu daøi, buøn hoaït tính tuaàn hoaøn ñöa vaøo ñaàu beå. Toác ñoä suïc khí giaûm daàn theo chieàu daøi beå. Quaù trình phaân huûy noäi baøo xaûy ra ôû cuoái beå. Beå aerotank xaùo troän hoaøn toaøn: Ñoøi hoûi choïn hình daïng beå, trang thieát bò suïc khí thích hôïp. Thieát bò suïc khí cô khí (motour vaø caùnh khuaáy) hoaëc thieát bò khueách taùn khí thöôøng ñöôïc söû duïng. Beå naøy thöôøng coù daïng troøn hoaëc vuoâng, haøm löôïng buøn hoaït tính vaø nhu caàu oxy ñoàng nhaát trong toaøn boä theå tích beå. Beå aerotank môû roäng: Haïn cheá löôïng buøn dö sinh ra, khi ñoù toác ñoä sinh tröôûng thaáp, saûn löôïng buøn thaáp vaø chaát löôïng nöôùc ra cao hôn. Thôøi gian löu buøn cao hôn so vôùi caùc beå khaùc (20 -30 ngaøy). Möông oxy hoùa: Laø möông daãn daïng voøng coù suïc khí ñeå taïo doøng chaûy trong möông coù vaän toác ñuû xaùo troän buøn hoaït tính. Vaän toác trong möông thöôøng ñöôïc thieát keá lôùn hôn 3m/s ñeå traùnh laéng caën. Möông oxy hoùa coù theå keát hôïp quaù trình xöû lyù N. Beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn (SBR): Beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn laø heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi vôùi buøn hoaït tính theo kieåu laøm ñaày vaø xaû caën. Quaù trình xaûy ra trong beå SBR töông töï nhö trong beå buøn hoaït tính hoaït ñoäng lieân tuïc, chæ coù ñieàu taát caû quaù trình xaûy ra trong cuøng moät beå vaø ñöôïc thöïc hieän laàn löôït theo caùc böôùc: (1) laøm ñaày, (2) phaûn öùng, (3) laéng, (4) xaû caën, (5) ngöng. Quaù trình xöû lyù hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng dính baùm Khi doøng nöôùc thaûi ñi qua nhöõng lôùp vaät lieäu raén laøm giaù ñôõ, caùc vi sinh vaät seõ baùm dính leân beà maët. Trong soá caùc vi sinh vaät naøy coù loaøi sinh ra caùc polysaccaride coù tính chaát nhö laø moät polymer sinh hoïc coù khaû naêng keát dính taïo thaønh maøng. Maøng naøy cöù daøy theâm vôùi sinh khoái cuûa vi sinh vaät dính baùm hay coá ñònh treân maøng. Maøng ñöôïc taïo thaønh töø haøng trieäu ñeán haøng tæ teá baøo vi khuaån, vôùi maät ñoä vi sinh vaät raát cao. Maøng coù khaû naêng oxy hoùa caùc hôïp chaát höõu cô, trong do ít tieáp xuùc vôùi cô chaát vaø ít nhaän ñöôïc O2 seõ chuyeån sang phaân huûy kî khí, saûn phaåm cuûa bieán ñoåi kî khí laø caùc acid höõu cô, caùc alcol,…Caùc chaát naøy chöa kòp khueách taùn ra ngoaøi ñaõ bò caùc vi sinh vaät khaùc söû duïng. Keát quaû laø lôùp sinh khoái ngoaøi phaùt trieån lieân tuïc nhöng lôùp beân trong laïi bò phaân huûy haáp thuï caùc chaát baån lô löûng coù trong nöôùc khi chaûy qua hoaëc tieáp xuùc vôùi maøng. Xöû lyù theo phöông phaùp kî khí Quaù trình xöû lyù kî khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng Beå xöû lyù baèng lôùp buøn kî khí vôùi doøng nöôùc ñi töø döôùi leân (UASB) Veà caáu truùc: Beå UASB laø moät beå xöû lyù vôùi lôùp buøn döôùi ñaùy, coù heä thoáng taùch vaø thu khí, nöôùc ra ôû phía treân. Khi nöôùc thaûi ñöôïc phaân phoái töø phía döôùi leân seõ ñi qua lôùp buøn, caùc vi sinh vaät kî khí coù maät ñoä cao trong buøn seõ phaân huûy caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. Beân trong beå UASB coù caùc taám chaén coù khaû naêng taùch buøn bò loâi keùo theo nöôùc ñaàu ra. Veà ñaëc ñieåm: Caû ba quaù trình phaân huûy - laéng buøn - taùch khí ñöôïc laép ñaët trong cuøng moät coâng trình. Sau khi hoaït ñoäng oån ñònh trong beå UASB hình thaønh loaïi buøn haït coù maät ñoä vi sinh raát cao, hoaït tính maïnh vaø toác ñoä laéng vöôït xa so vôùi buøn hoaït tính hieáu khí daïng lô löûng. Beå phaûn öùng yeám khí tieáp xuùc Hoãn hôïp buøn vaø nöôùc thaûi ñöôïc khuaáy troän hoaøn toaøn trong beå kín, sau ñoù ñöôïc ñöa sang beå laéng ñeå taùch rieâng buøn vaø nöôùc. Buøn tuaàn hoaøn trôû laïi beå kî khí, löôïng buøn dö thaûi boû thöôøng raát ít do toác ñoä sinh tröôûng cuûa vi sinh vaät khaù chaäm. Beå phaûn öùng tieáp xuùc thöïc söï laø moät beå biogas caûi tieán vôùi caùnh khuaáy taïo ñieàu kieän cho vi sinh vaät tieáp xuùc vôùi caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi. Quaù trình xöû lyù kî khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng dính baùm Beå loïc kî khí Beå loïc kî khí laø moät beå chöùa vaät lieäu tieáp xuùc ñeå xöû lyù chaát höõu cô chöùa nhieàu cacbon trong nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi ñöôïc daãn vaøo beå töø döôùi leân hoaëc töø treân xuoáng, tieáp xuùc vôùi lôùp vaät lieäu coù caùc vi sinh vaät kî khí sinh tröôûng vaø phaùt trieån. Beå phaûn öùng coù doøng nöôùc ñi qua lôùp caën lô löûng vaø loïc tieáp qua lôùp vaät lieäu loïc coá ñònh Laø daïng keát hôïp giöõa quaù trình xöû lyù kî khí lô löûng vaø dính baùm. Caùc heä thoáng xöû lyù töï nhieân baèng phöông phaùp sinh hoïc Hoà sinh hoïc Ngöôøi ta coù theå öùng duïng caùc quy trình töï nhieân trong caùc ao, hoà ñeå xöû lyù nöôùc thaûi. Trong caùc hoà, hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät hieáu khí, kî khí, quaù trình coäng sinh cuûa vi khuaån vaø taûo laø caùc quaù trình sinh hoïc chuû ñaïo. Caùc quaù trình lyù hoïc, hoùa hoïc bao goàm caùc hieän töôïng pha loaõng, laéng, haáp phuï, keát tuûa, caùc phaûn öùng hoùa hoïc … cuõng dieãn ra taïi ñaây. Vieäc söû duïng ao hoà ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coù öu ñieåm laø ít toán voán ñaàu tö cho quaù trình xaây döïng, ñôn giaûn trong vaän haønh vaø baûo trì. Tuy nhieân, do caùc cô cheá xöû lyù dieãn ra vôùi toác ñoä töï nhieân (chaäm) do ñoù ñoøi hoûi dieän tích ñaát raát lôùn. Hoà sinh hoïc chæ thích hôïp vôùi nöôùc thaûi coù möùc ñoä oâ nhieãm thaáp. Hieäu quaû xöû lyù phuï thuoäc söï phaùt trieån c._.uûa vi khuaån hieáu khí, kî khí, tuøy nghi, coäng vôùi söï phaùt trieån cuûa caùc loaïi vi naám, reâu, taûo vaø moät soá loaøi ñoäng vaät khaùc nhau. Heä hoà sinh hoïc coù theå phaân loaïi nhö sau: (1) Hoà hieáu khí (Aerobic Pond); (2)Hoà tuøy nghi (Facultative Pond); (3) Hoà kî khí (Anaerobic Pond); (4) Hoà xöû lyù boå sung. Hoà hieáu khí (Aerobic Pond): Hoà laøm thoaùng töï nhieân: Oxy ñöôïc cung caáp cho quaù trình oxy hoùa chaát höõu cô chuû yeáu do söï khueách taùn khoâng khí qua maët nöôùc vaø quaù trình quang hôïp cuûa caùc thöïc vaät nöôùc (rong, taûo,…). Chieàu saâu cuûa hoà phaûi beù (thöôøng laáy khoaûng 30-40 cm) ñeå ñaûm baûo cho ñieàu kieän hieáu khí coù theå duy trì tôùi ñaùy hoà. Trong hoà, nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù bôûi quaù trình coäng sinh giöõa taûo vaø vi khuaån, caùc ñoäng vaät baäc cao hôn nhö nguyeân sinh ñoäng vaät cuõng xuaát hieän trong hoà vaø nhieäm vuï cuûa chuùng laø laøm saïch nöôùc thaûi (aên caùc vi khuaån). Caùc nhoùm vi khuaån, taûo hay nguyeân sinh ñoäng vaät hieän dieän trong hoà tuøy thuoäc vaøo caùc yeáu toá nhö löu löôïng naïp chaát höõu cô, khuaáy troän, pH, döôõng chaát, aùnh saùng vaø nhieät ñoä. Hieäu suaát chuyeån hoùa BOD5 cuûa hoà raát cao, coù theå leân ñeán 95%. Tuy nhieân, chæ coù BOD5 daïng hoøa tan môùi bò loaïi khoûi nöôùc thaûi ñaàu vaøo, vaø trong nöôùc thaûi ñaàu ra chöùa nhieàu teá baøo taûo vaø vi khuaån, do ñoù neáu phaân tích toång BOD5 coù theå seõ lôùn hôn caû toång BOD5 cuûa nöôùc thaûi ñaàu vaøo. Nhieàu thoâng soá khoâng theå khoáng cheá ñöôïc neân hieän nay ngöôøi ta thöôøng thieát keá theo löu löôïng naïp ñaït töø caùc moâ hình thöû nghieäm. Vieäc ñieàu chænh löu löôïng naïp phaûn aùnh löôïng oxy coù theå ñaït ñöôïc töø quang hôïp vaø trao ñoåi khí qua beà maët tieáp xuùc nöôùc, khoâng khí. Do ñoä saâu nhoû, thôøi gian löu nöôùc daøi neân dieän tích cuûa hoà lôùn. Vì theá hoà chæ thích hôïp khi keát hôïp vieäc xöû lyù nöôùc thaûi vôùi nuoâi troàng thuûy saûn cho muïc ñích chaên nuoâi vaø coâng nghieäp. Hoà hieáu khí laøm thoaùng nhaân taïo: Nguoàn oxy cung caáp cho quaù trình sinh hoïc töø caùc thieát bò nhö bôm khí neùn hay maùy khuaáy cô hoïc. Vì ñöôïc tieáp khí nhaân taïo neân chieàu saâu cuûa hoà coù theå töø 2 - 4,5 m. Söùc chöùa tieâu chuaån khoaûng 400 kg/(ha.ngaøy). Thôøi gian löu nöôùc trong hoà 1-3 ngaøy. Hoà hieáu khí laøm thoaùng nhaân taïo do coù chieàu saâu hoà lôùn, maët khaùc vieäc laøm thoaùng cuõng khoù ñaûm baûo toaøn phaàn vì theá moät phaàn lôùn cuûa hoà laøm vieäc nhö hoà hieáu-kî khí, nghóa laø phaàn treân hieáu khí, phaàn döôùi kî khí. Hoà tuøy nghi ( Facultative Pond ): Vieäc xöû lyù nöôùc thaûi toát laø do hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät hieáu khí, kî khí vaø tuøy nghi. Töø treân xuoáng ñaùy hoà coù 3 khu vöïc chính. Khu vöïc thöù nhaát (hay laø khu vöïc hieáu khí) ñöôïc ñaëc tröng bôûi heä coäng sinh giöõa vi khuaån vaø taûo. Nguoàn oxy ñöôïc cung caáp bôûi oxy khí trôøi thoâng qua quaù trình trao ñoåi töï nhieân qua beà maët hoà, vaø oxy ñöôïc taïo ra qua quaù trình quang hôïp cuûa taûo. Oxy ñöôïc vi khuaån söû duïng ñeå phaân huûy caùc chaát höõu cô taïo neân caùc döôõng chaát vaø CO2, taûo söû duïng caùc saûn phaåm naøy ñeå quang hôïp. Khu vöïc trung gian (hay laø khu vöïc kî khí khoâng baét buoäc) ñaëc tröng bôûi caùc hoaït ñoäng cuûa caùc vi khuaån kî khí khoâng baét buoäc. Khu vöïc thöù ba (hay laø khu vöïc kî khí) ñaëc tröng bôûi caùc hoaït ñoäng cuûa caùc vi khuaån kî khí phaân huûy caùc chaát höõu cô laéng ñoïng döôùi ñaùy beå. Hoà kî khí ( Anaerobic Pond ) : Hoà kî khí ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coù haøm löôïng chaát raén cao. Thoâng thöôøng ñaây laø moät ao saâu (coù theå ñeán 9,1 m) vôùi caùc oáng daãn nöôùc thaûi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra ñöôïc boá trí moät caùch hôïp lyù. Ñieàu kieän kî khí ñöôïc duy trì suoát chieàu saâu cuûa beå. Vieäc oån ñònh nöôùc thaûi ñöôïc tieán haønh thoâng qua quaù trình keát tuûa, phaân huûy kî khí cuûa vi sinh vaät. Hieäu quaû khöû BOD5 thöôøng ôû möùc 70% vaø coù theå leân ñeán 85% khi caùc ñieàu kieän moâi tröôøng ñaït toái öu. Hoà xöû lyù boå sung : Coù theå aùp duïng sau quaù trình xöû lyù sinh hoïc (aerotank, beå loïc sinh hoïc hoaëc sau hoà sinh hoïc hieáu khí, tuøy nghi,…) ñeå ñaït chaát löôïng nöôùc ra cao hôn, ñoàng thôøi thöïc hieän quaù trình nitrat hoùa. Do thieáu chaát dinh döôõng, vi sinh coøn laïi trong hoà naøy soáng ôû giai ñoaïn hoâ haáp noäi baøo vaø amoniac chuyeån hoùa thaønh nitrat. Thôøi gian löu nöôùc trong hoà naøy khoaûng 18 - 20 ngaøy. Taûi troïng thích hôïp 67 - 200kg BOD5/ha.ngaøy. Caùnh ñoàng töôùi Daãn nöôùc thaûi theo heä thoáng möông ñaát treân caùnh ñoàng töôùi, duøng bôm vaø oáng phaân phoái phun nöôùc thaûi leân maët ñaát. Moät phaàn nöôùc boác hôi, phaàn coøn laïi thaám vaøo ñaát ñeå taïo ñoä aåm vaø cung caáp moät phaàn chaát dinh döôõng cho caây coû sinh tröôûng. Phöông phaùp naøy chæ ñöôïc duøng haïn cheá ôû nhöõng nôi coù khoái löôïng nöôùc thaûi nhoû, vuøng ñaát khoâ caèn xa khu daân cö, ñoä boác hôi cao vaø ñaát luoân thieáu ñoä aåm. ÔÛ caùnh ñoàng töôùi khoâng ñöôïc troàng rau xanh vaø caây thöïc phaåm vì vi khuaån, virus gaây beänh trong nöôùc thaûi chöa ñöôïc loaïi boû coù theå gaây taùc haïi cho söùc khoûe cuûa con ngöôøi söû duïng caùc loaïi rau vaø thöïc phaåm naøy. Xaû nöôùc thaûi vaøo ao, hoà, soâng suoái Nöôùc thaûi ñöôïc xaû vaøo nhöõng nôi vaän chuyeån vaø chöùa nöôùc coù saün trong töï nhieân ñeå pha loaõng chuùng vaø taän duïng khaû naêng töï laøm saïch cuûa caùc nguoàn. Ñoái vôùi nöôùc thaûi chaên nuoâi heo, bieän phaùp naøy thöôøng khoâng ñöôïc aùp duïng vì noù gaây muøi hoâi thoái raát nghieâm troïng vaø gieát cheát caùc loaøi thuûy sinh vaät soáng trong nöôùc. Maëc duø vaäy ôû nöôùc ta, phaàn lôùn nöôùc thaûi chaên nuoâi thöôøng xaû vaøo caùc heä thoáng soâng, hoà gaàn khu vöïc chaên nuoâi sau khi xöû lyù baèng nhöõng bieän phaùp thoâ sô nhö haàm biogas, hoà laéng,… Ngoaøi caùc phöông phaùp sinh hoïc töï nhieân treân, ngöôøi ta coøn söû duïng caùc phöông phaùp vuøng ñaát ngaäp nöôùc (wetland), xöû lyù baèng ñaát (land treatment),… Hieän nay ngöôøi ta ñaõ aùp duïng vieäc söû duïng caùc loaøi thöïc vaät nöôùc ñeå laøm taêng hieäu quaû xöû lyù töï nhieân cuûa caùc ao hoà, ñaëc bieät thích hôïp vôùi nöôùc thaûi chaên nuoâi. MOÄT SOÁ HEÄ THOÁNG TRONG NÖÔÙC VAØ THEÁ GIÔÙI Traïi chaên nuoâi heo Bình Thaéng Beå tieáp xuùc Clorine Ra nguoàn Nöôùc thaûi Beå gaïn vaø laéng caën phaân Song chaén raùc Hoà thöïc vaät hieáu khí Beå UASB Hoà tuyø nghi Beå Meâtan Baõi raùc Ñoát Thieát bò eùp buøn Phaân boùn Caën phaân Hình 2.1. Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi traïi chaên nuoâi heo Bình Thaéng Nhaän xeùt: Nhìn chung vôùi coâng ngheä xöû lyù naøy thì chaát löôïng nöôùc ñaàu ra coù theå gaàn ñaït tieâu chuaån xaû thaûi, nhöng dieän tích söû duïng cho khu xöû lyù laø raát lôùn, ñieàu naøy khoâng theå aùp duïng cho thöïc teá coâng ty. Traïi chaên nuoâi heo vöøa vaø lôùn ôû Philipin Traïi chaên nuoâi Beå biogas Beå laéng Beå nuoâi taûo Hoà thöïc vaät keát hôïp nuoâi caù Bôm Töôùi Taùi söû duïng laøm nöôùc röûa chuoàng Thöùc aên gia suùc Phaân boùn Buøn gas Hình 2.2. Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi traïi chaên nuoâi heo vöøa vaø lôùn ôû Philippin Nhaän xeùt: Trong coâng ngheä naøy, taûo vaø vi khuaån coäng sinh vôùi nhau cuøng phaùt trieån.Vi khuaån phaân huyû chaát höõu cô cung caáp CO2 cho taûo quang hôïp, ngöôïc laïi taûo quang hôïp cung caáp nguoàn O2 cho vi sinh vaät. Caùc loaïi taûo söû duïng ôû ñaây laø Ankistrodesmas, Scenedesmas, Pediastrum. Taûo sau khi thu hoaïch ñöôïc ñöa ñi laøm thöùc aên cho gia suùc. Nöôùc ñöôïc ñöa ñi töôùi tieâu phuïc vuï noâng nghieäp. Ñaây laø 1 phöông phaùp môùi ñeå xöû lyù nöôùc thaûi chaên nuoâi do toå chöùc baûo veä söùc khoeû OMS ñöa ra. Vôùi coâng ngheä treân, haàu nhö nöôùc thaûi ñöôïc tuaàn hoaøn nhaèm phuïc vuï nhu caàu cho hoaït ñoäng saûn xuaát cuûa trang traïi, do ñoù maëc duø coù khaû naêng nöôùc thaûi khoâng ñaït tieâu chuaån xaû thaûi nhöng vaãn aùp duïng thaønh coâng ñoái vôùi quy trình hoaït ñoäng cuûa trang traïi. Vôùi thöïc teá coâng ty thì ñieàu naøy khoù aùp duïng, moät phaàn vì dieän tích khaù lôùn, ñoàng thôøi phaûi ñaït tieâu chuaån cho pheùp cuûa nguoàn tieáp nhaän nöôùc thaûi . Traïi chaên nuoâi heo vöøa vaø lôùn ôû Thaùi Lan Buøn Phaân boùn Ra nguoàn Traïi chaên nuoâi Beå biogas Beå laéng Hoà nuoâi caù Beå laéng 2 Beå UASB Caën gas Hình 2.3. Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi ôû caùc traïi chaên nuoâi heo vöøa vaø lôùn ôû Thaùi Lan (do baø Pacharin Dumronggittigule vaø oâng Weerapan Kiatpadee ñeà xuaát) Nhaän xeùt: Vôùi quy moâ chaên nuoâi vöøa vaø lôùn thì sô ñoà coâng ngheä treân chöa ñaït chuaån tieâu chuaån xaû thaûi ôû Vieät Nam (QCVN 24 – 2009/BTNMT). Dieän tích söû duïng cho coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi töông ñoái lôùn, khoâng phuø hôïp vôùi ña soá coâng ty ôû caùc ñoâ thò lôùn cuûa Vieät Nam. ÑEÀ XUAÁT COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ Thoâng soá thieát keá: Loaïi nöôùc thaûi : Nöôùc thaûi chaên nuoâi heo. Löu löôïng nöôùc thaûi : 312.5 m3/ngaøy . Löu löôïng döï phoøng : 27.5 m3/ngaøy . Löu löôïng thieát keá : 340 m3/ngaøy = 14.16 m3/giôø. Vôùi thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi (ñöôïc neâu ôû trang 6 - Chöông 1). AÙp duïng nguyeân taéc xöû lyù cô hoïc – hoùa lyù – sinh hoïc, phöông aùn naøy ñöa ra nhaèm giaûm thieåu noàng ñoä oâ nhieãm ñeán möùc cho pheùp thaûi ra soâng (QCVN 24 – 2009/BTNMT). Phöông aùn 1 Nguoàn thaûi Hoá thu gom Beå ñieàu hoøa Beå chöùa Beå UASB Beå Aerotank Beå Laéng 2 Beå laéng 1 Beå Khöû truøng Nguoàn thaûi (QCVN 24-2009/BTNMT) Song chaén raùc Maùy thoåi khí Beå Neùn buøn Buøn thaûi Buøn tuaàn hoaøn Buøn thaûi DD khöû truøng Nöôùc tuaàn hoaøn Ghi chuù: Ñöôøng nöôùc Ñöôøng buøn Ñöôøng khí Ñöôøng hoùa chaát Beå chöùa buøn Phöông aùn 2 Phöông aùn 2 Nguoàn thaûi Hoá thu gom Beå ñieàu hoøa Beå chöùa Beå UASB Beå loïc sinh hoïc Beå Laéng 2 Beå laéng 1 Beå Khöû truøng Nguoàn thaûi (QCVN 24 – 2009/BTNMT) Song chaén raùc Maùy thoåi khí Beå Neùn buøn Buøn thaûi Buøn tuaàn hoaøn Buøn thaûi DD khöû truøng Nöôùc tuaàn hoaøn Ghi chuù: Ñöôøng nöôùc Ñöôøng buøn Ñöôøng khí Ñöôøng hoùa chaát Beå chöùa buøn CHÖÔNG 3 TÍNH TOAÙN CAÙC COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ Caùc thoâng soá thieát keá QngaøyTB :340 m3/ ngaøy QgiôøTB : 14,17 m3/giôø BOD5 : 1894 mg/L COD : 3081,5 mg/L SS : 2267 mg/L Toång Nitô : 206 mg/L Toång Photpho : 37 mg/L pH : 6,9 Yeâu caàu sau xöû lyù ñaït tieâu chuaån COD = 100 mg/L BOD = 50 mg/L SS = 100 mg/L pH = 5,5 – 8,5 Nhieät ñoä < 400C TÍNH TOAÙN CAÙC COÂNG TRÌNH ÑÔN VÒ THEO PHÖÔNG AÙN 1 Thuyeát minh quy trình coâng ngheä Toaøn boä nöôùc thaûi töø coâng ty ñöôïc daãn theo coáng thoaùt nöôùc thaûi cuûa coâng ty tôùi hoá thu gom qua song chaén raùc ñeå giöõ laïi vaø loaïi boû caùc loaïi raùc vaø phaân töôi coù kích thöôùc lôùn. Sau ñoù, nöôùc thaûi tieáp tuïc ñöôïc bôm vaøo beå ñieàu hoaø. Taïi beå ñieàu hoaø, nöôùc thaûi seõ ñöôïc oån ñònh veà löu löôïng, noàng ñoä. Do thôøi gian löu nöôùc laø 6 giôø, neân ôû beå ñieàu hoaø coù heä thoáng xaùo troän baèng khí neùn. Sau thôøi gian löu nöôùc, nöôùc thaûi seõ ñöôïc chaûy vaøo beå laéng ñöùng ñôït 1. Taïi ñaây, nhöõng taïp chaát thoâ khoâng hoaø tan, coù khaû naêng laéng seõ ñöôïc laéng xuoáng ôû ñaùy beå nhôø troïng löôïng rieâng cuûa caùc taïp chaát thoâ lôùn hôn troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc. Nöôùc thaûi löu trong beå laéng ñôït 1 thôøi gian ñöôïc bôm vaøo beå UASB, buøn laéng ñöôïc bôm ra saân phôi buøn. Taïi beå UASB, nöôùc thaûi ñöôïc bôm vaøo beå vaø ñöôïc phaân boá ñeàu töø döôùi leân, nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi buøn haït coù trong beå, caùc chaát höõu cô seõ ñöôïc phaân huûy nhôø caùc vi sinh vaät kî khí, trong beå coù laép taám chaén khí – loûng - raén, khí seõ theo oáng thu khí ra ngoaøi, doøng nöôùc theo maùng thu ra ngoaøi, buøn sau khi taùch pha seõ ñöôïc laéng xuoáng laïi, nöôùc thaûi theo maùng chaûy traøn qua beå Aerotank. Taïi beå Aerotank, löôïng nöôùc thaûi keát hôïp vôùi buøn hoaït tính tuaàn hoaøn töø beå laéng ñôït 2 vaø löôïng oxy cho vaøo beå nhôø maùy thoåi khí ñeå thöïc hieän quaù trình oxy hoaù nhöõng chaát höõu cô deã bò oxy hoaù Sau thôøi gian laøm vieäc laø 7 giôø, nöôùc thaûi seõ ñöôïc chaûy vaøo beå laéng ñöùng ñôït 2. Taïi beå naøy, löôïng buøn caën seõ laéng xuoáng vaø ñöôïc bôm vaøo beå neùn buøn, moät phaàn löôïng buøn seõ ñöôïc tuaàn hoaøn trôû laïi beå Aerotank ñaûm baûo löôïng vi sinh trong beå. Sau khi ra khoûi beå laéng ñöùng ñôït 2, nöôùc thaûi seõ ñöôïc khöû truøng baèng chlorua vaø ñöôïc tieáp xuùc vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 30 phuùt. Sau khi ra khoûi beå tieáp xuùc khöû truøng, nöôùc thaûi ñaït tieâu chuaån xaû thaûi sau ñoù ñöôïc xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän. Buøn thaûi töø caùc beå seõ ñöôïc ñöa vaøo beå neùn buøn, taïi ñaây ñoä aåm seõ giaûm xuoáng moät löôïng lôùn, nöôùc taùch buøn seõ ñöôïc tuaàn hoaøn veà hoá thu gom, buøn thaûi seõ ñöôïc ñöa veà hoá thu buøn vaø seõ ñöôïc caùc ñôn vò thu gom ñònh kyø. Song chaén raùc Theo taøi lieäu “Xöû lyù nöôùc thaûi_Laâm Minh Trieát&Traàn Hieáu Nhueä naêm 1978” thì song chaén raùc ñöôïc tính nhö sau: - Chieàu saâu lôùp nöôùc trong möông ñaët song chaén ñöôïc laáy baèng chieàu saâu lôùp nöôùc trong möông daãn h1 = 0,03 m - Soá khe hôû n giöõa caùc thanh song chaén raùc ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: q = W.vs = b.n.h1.vs n = Trong ñoù: qmax : Löu löôïng toái ña cuûa nöôùc thaûi, m3/s. qmax= 3,9.10-3 m3/s. b : Chieàu roäng khe hôû giöõa caùc thanh, choïn b = 0,016m W : Tieát dieän öôùt cuûa song chaén, m2 vs : Toác ñoä nöôùc qua song chaén raùc, m/s. Choïn vs = 0,7 m/s h1 : Chieàu saâu lôùp nöôùc qua song chaén, m. Choïn h1 = 0,03 m Coâng thöùc treân khoâng tính tôùi ñoä thu heïp cuûa doøng chaûy khi duøng caøo. Ñeå tính tôùi ñoä thu heïp ta duøng heä soá k0 = 1,05 Khi ñoù : n = . k0 = . 1,05 =12,19 » 13 khe Chieàu roäng toång coäng cuûa song chaén laø : Bs = s.( n – 1) + b.n Trong ñoù: s: Chieàu daày moãi thanh. Ta choïn thanh hình chöõ nhaät vôùi s = 0,008m Suy ra: Bs = 0,008.( 13 – 1) + 0,016. 13 = 0,304m Choïn Bs = 0,4m. Toån thaát aùp löïc qua song chaén raùc: Toån thaát aùp löïc hs qua song chaén coù theå xaùc ñònh theo coâng thöùc: hs = x . .K Trong ñoù : v: Toác ñoä nöôùc chaûy trong möông tröôùc song chaén, m/s (öùng vôùi löu löôïng lôùn nhaát ); v= 0,7 m/s K: Heä soá tính ñeán söï taêng toån thaát aùp löïc do vöôùng maéc raùc . Ta coù : K = 3,36.vs – 1,32 = 3,36. 0,7 – 1,32 = 1,032 g: Gia toác troïng tröôøng, g= 9,82 m/s2. x: Heä soá toån thaát cuïc boä qua song chaén raùc, phuï thuoäc vaøo hình daïng, tieát dieän cuûa thanh. Ta coù: x = b (). sina Trong ñoù: a: Goùc nghieâng ñaët song chaén, a = 600 s : Chieàu daày moãi thanh, s = 0,008m b : Chieàu roäng moãi khe hôû, b = 0,016m b : Heä soá phuï thuoäc vaøo tieát dieän ngang cuûa song chaén raùc. Choïn b = 2,42 (theo “baûng 4-1, trang 69” taøi lieäu Xöû lyù nöôùc thaûi_Laâm Minh Trieát&Traàn Hieáu Nhueä naêm 1978). Suy ra : x = 2,42 (). sin600 = 0,83 Toån thaát aùp löïc ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : hs = 0,83 . . 1,032 = 0,21m Chieàu saâu xaây döïng möông ñaët song chaén raùc laø : H = h1 + hs + hbv Trong ñoù : h1 : Chieàu saâu lôùp nöôùc qua song chaén, m , h1 = 0,3m hs : Toån thaát aùp löïc cuûa song chaén, hs = 0,021m hbv: Chieàu saâu baûo veä, choïn hbv = 0,3m. Vaäy : H = 0,03 + 0,021 + 0,3 = 0,351 m. Choïn H = 0,4m. Hình 3.1. Song chaén raùc Chieàu daøi xaây döïng möông ñaët song chaén raùc laø : L = l1 + l2 Trong ñoù : l1 : Chieàu daøi tröôùc song chaén , m l2 : Chieàu daøi sau song chaén . Ta coù : l2 = = = 0,17m. (Vôùi H laø chieàu saâu xaây döïng möông ñaët song chaén vaø 600 laø goùc nghieâng ñaët song chaén). L = 0,3 + 0,17 = 0,47m Baûng 3.1. Caùc thoâng soá thieát keá song chaén raùc Teân thoâng soá Ñôn vò Soá lieäu thieát keá Soá khe hôû Khe 13 Chieàu roäng song chaén m 0,4 Chieàu daøi möông ñaët song chaén m 0,47 Chieàu saâu möông ñaët song chaén m 0,35 Toån thaát aùp löïc qua song chaén m 0,21 Hoá thu gom Thôøi gian löu t = 10 phuùt Theå tích hoá thu: V = = = 2,36 m3 Choïn V = 3 m3 Kích thöôùc hoá thu nöôùc L x B x H = 2m x 1m x 1,5m Bôm nöôùc thaûi vaøo beå ñieàu hoaø Löông löôïng bôm Q = 340 m3/ngaøy = 0,0039 m3/s Coät aùp bôm H = 8m. Coâng suaát bôm. N = = = 0,25 (kW) h: hieäu suaát chung cuûa bôm töø 0,72 – 0,93, choïn h = 0,8 Choïn maùy bôm coù coâng suaát : 0,5 (kW) Baûng 3.2. Caùc thoâng soá thieát keá hoá thu gom Teân thoâng soá Ñôn vò Kích thöôùc Chieàu roäng hoá thu m 1 Chieàu daøi hoá thu m 2 Chieàu saâu hoá thu m 1,5 Coâng suaát bôm kW 0,5 Beå ñieàu hoaø Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình Q = 340 m3/ngaøy vaø traïm xöû lyù nöôùc thaûi hoaït ñoäng lieân tuïc 24/24 giôø. Choïn thôøi gian löu nöôùc xaùo troän taïi beå t = 6h. Theå tích Beå ñieàu hoaø: V = Qhtb x t = 14,17 x 6 = 85 m3 Trong ñoù: : Löu löôïng giôø lôùn nhaát, m3/h t: Thôøi gian löu nöôùc (t = 4÷ 8h), ta choïn t = 6h Dieän tích Beå ñieàu hoaø xaùc ñònh: Choïn chieàu saâu Beå ñieàu hoaø h = 4,5 m Ta choïn L x B = 6 x 3,2 m Choïn chieàu cao baûo veä laø 0,5m Vaäy chieàu cao toång coäng: H = 4,5 + 0,5 = 5 m Theå tích thöïc beå ñieàu hoaø: Löôïng khí caáp cho beå: R: toác ñoä neùn khí taïi beå ñieàu hoaø, choïn R =15 lít/m3.phuùt = 0,015 m3/m3.phuùt (m3 theå tích) Vdh: theå tích beå ñieàu hoaø, m3 OÁng phaân phoái khí: Vaän toác khí trong oáng: v = 6 ÷ 9 m/s Choïn v = 9 m/s Tieát dieän oáng phaân phoái khí chính: Choïn oáng PVC Þ 60 Khí ñöôïc phaân phoái vaøo beå theo 3 oáng nhaùnh, caùch thaønh beå 0,5m, caùch ñaùy beå 0,2m. Boá trí chaïy doïc theo chieàu daøi cuûa beå. Khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh: Tieát dieän oáng khí nhaùnh: Choïn oáng PVC Þ34 Qk: Löu löôïng khí treân oáng nhaùnh, Qnhaùnh = m3/s Ñöôøng kính caùc loã phaân phoái khí vaøo beå ñieàu hoøa: dloã = 2 – 3 mm Choïn dloã = 5mm Vaän toác khí qua loã phaân phoái khí: Vloã: 15 – 20 (m/s) Choïn Vloã = 15 mm. Löu löôïng khí qua 1 loã phaân phoái: m3/h Soá loã treân 1 oáng: loã Soá loã treân 1m chieàu daøi oáng: loã Choïn n = 9 loã. Maùy thoåi khí: AÙp löïc caàn thieát cho heä thoáng thoåi khí ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: H0 = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m Trong ñoù: hd, hc: Toån thaát aùp löïc doïc theo chieàu daøi oáng vaø toån thaát cuïc boä taïi caùc ñieåm uoán, khuùc quanh (m). Toång toån thaát do hd vaø hc khoâng vöôït quaù 0,5m. hf: Toån thaát qua caùc loã phaân phoái, baèng chieàu cao ngaäp nöôùc cuûa Beå ñieàu hoaø, H = 4m. AÙp löïc cuûa maùy thoåi khí tính theo Atmotphe: Coâng suaát cuûa maùy thoåi khí: Trong ñoù: G: Khoái löôïng cuûa doøng khí, kg/s Qk: Löu löôïng khoâng khí, Qk = 0,024m3/s : Khoái löôïng rieâng khoâng khí, R: Haèng soá lyù töôûng, R = 8,314 KJ/Kmol.0K T: Nhieät ñoä tuyeät ñoái cuûa khoâng khí t = 270C " T = 27 +273 = 3000K P1: Aùp suaát tuyeät ñoái khoâng khí ñaàu vaøo, P1 = 1atm P2: Aùp suaát tuyeät ñoái khoâng khí ñaàu ra, P2 = Pm + 1 = 0,48 + 1 = 1,48 atm. k: Heä soá ñoái vôùi khoâng khí, k = 1,395 e: hieäu suaát cuûa maùy eùp khí, n = 0,7 ÷ 0,9, choïn e = 0,8 Bôm nöôùc thaûi Ñöôøng oáng daãn nöôùc: choïn oáng PVC Þ60 mm. v: Vaän toác chaïy trong oáng, choïn v = 1,5 m/s. Q: Löu löôïng nöôùc thaûi, Q = 14,17 m3/h = 3,9.10-3 m3/s. Coâng suaát bôm: Trong ñoù: Q: Löu löôïng nöôùc thaûi, Q = 340 m3/h = 3,9.10-3 m3/s. H: Chieàu cao coät aùp, H = 10m. : Hieäu suaát maùy bôm, choïn . Coâng suaát bôm thöïc: (laáy baèng 120% coâng suaát tính toaùn). Nthöïc = 1,2 x N = 1,2 x 0,48 = 0,576kW Choïn 2bôm, moãi bôm coù coâng suaát 1 Hp. Baûng 3.3. Caùc thoâng soá thieát keá beå ñieàu hoøa Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò Kích thöôùc beå + Chieàu daøi + Chieàu cao + chieàu cao baûo veä + Chieàu roäng Tieát dieän oáng khí nhaùnh Tieát dieän oáng phaân phoái khí chính Ñöôøng oáng daãn nöôùc m m m m m m 6 5 3,2 0,034 0,06 0,06 Beå laéng I Dieän tích tieát dieän öôùt cuûa beå laéng ñöùng: m2 Trong ñoù: v: Toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc thaûi trong beå laéng ñöùng. v = 0,0285 (m/phuùt) = 0,000475(m/s). Dieän tích tieát dieän öôùt cuûa oáng trung taâm: m2 Trong ñoù: vtt: Toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa nöôùc thaûi trong oáng trung taâm, laáy khoâng lôùn hôn 30 (mm/s) (ñieàu 6.5.9 TCXD – 51 – 84). Choïn vtt = 20 mm/s = 0,02 m/s Dieän tích toång coäng cuûa beå laéng: F = F1 + F2 = 8,28 + 0,195 = 8,475 m2 Ñöôøng kính beå laéng: D = = = 3,3 (m) Ñöôøng kính oáng trung taâm: m Ñöôøng kính oáng loe: dloe = 1,35.dtt = 1,350,5 = 0,675m Ñöôøng kính taám chaén: dchaén = 1,3.dloe = 1,30,675 = 0,8775m = 0,88m Ñöôøng kính hoá thu buøn:dhoá thu = (20 – 25%)D. choïn dhoá thu = 0,5m Choïn: Chieàu saâu höõu ích beå laéng H = 3m. Chieàu cao lôùp buøn laéng hb = 0,6m. Chieàu cao hoá thu buøn hh = 0,4 m. Chieàu cao lôùp trung hoaø hth = 0,2m. Chieàu cao an toaøn hbv = 0,5m. Vaäy chieàu cao toång coäng beå laéng ñôït I: Htc = H + hb + hh + hbv + hth = 3 + 0,6 + 0,4 + 0,3 +0,2 = 4,5 m Chieàu cao oáng trung taâm: h = 60%H = 60% x 3m = 1,8m Kieåm tra laïi thôøi gian löu nöôùc beå laéng: Theå tích phaàn laéng: Thôøi gian löu nöôùc: >1,5h Taûi troïng maùng traøn: Tính maùng thu nöôùc vaø maùng raêng cöa Tính maùng thu nöôùc Vaän toác trong maùng: Vm = 0,6 0,7 m/s Choïn Vm = 0,7m/s Dieän tích maët caét öôùt cuûa doøng chaûy trong maùng: Ñöôøng kính trong maùng thu nöôùc baèng 0,8 ñöôøng kính beå: d = 0,8 x D = 0,8 x 3,3 = 2,64 m Chieàu cao hmaùng = 0,3 m Chieàu daøy thaønh maùng baèng beâtoâng coát theùp, b = 0,1m Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc vaøo: m Choïn oáng PVC Tính maùng raêng cöa Ñöôøng kính maùng raêng cöa baèng 0,8 ñöôøng kính beå Dmaùng = 0,8 x D = 0,8 x 3,3 = 2,64 m Chieàu daøi maùng raêng cöa: Choïn 4 raêng cöa / 1m chieàu daøi, vaäy ta coù 34 raêng cöa Löu löôïng nöôùc qua 1 khe laø: Maët khaùc ta coù Trong ñoù: q: Löu löôïng nöôùc qua moãi khe; H: Chieàu cao lôùp nöôùc qua khe ø: Goùc cuûa khía chöõ V, = 900 Cd: Heä soá löu löôïng Cd =0,6 Giaûi phöông trình treân ta ñöôïc H = 0,025(m) = 25(mm). Vaäy choïn chieàu cao cuûa moåi khe laø 75 (mm). Chieàu cao toång coäng maùng raêng cöa 260(mm). Khoaûng caùch giöõa 2 khe 60 (mm). Vaät lieäu laøm maùng raêng cöa laø inox 2,5mm. Toác ñoä quay thanh gaït: Choïn (theo taøi lieäu Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi NXB – Xaây döïng TS. Trònh Xuaân Lai) Ñaùy beå laéng laøm nghieâng vôùi ñoä doác i = 0,09 Hieäu quaû khöû SS vaø BOD: Trong ñoù: a, b: Heä soá thöïc nghieäm tra baûng 4-5 (taøi lieäu Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi NXB Xaây Döïng – TS Trònh Xuaân Lai). Khöû BOD5: a = 0,018(h), b = 0,02 Khöû SS: a = 0,0075(h), b = 0,014 T: Thôøi gian löu nöôùc (h) 36% 58% Löôïng caën laéng theo troïng löôïng khoâ: Mbuøn = x SS x RSS = 14,17 x 2267 x 0,58 = 18,63 kg/h Theå tích buøn caën sinh ra trong 1 giôø: /h Trong ñoù: : Tæ troïng cuûa caën laéng ôû Beå laéng 1(theo taøi lieäu Tính toaùn thieátkeá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi NXB – Xaây döïng TS. Trònh Xuaân Lai). : Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû 200C Cbuøn = 5%: Noàng ñoä cuûa caën laéng ôû beå laéng1 Theå tích phaàn chöùa buøn: Vbuøn = m3 Thôøi gian löu buøn: t = Choïn thôøi gian xaû buøn laø 30 phuùt Löu löôïng buøn xaû Buøn ñöôïc bôm ra vôùi vaän toác khoaûng 1-2 m/s. Ñöôøng kính oáng thu buøn: Choïn oáng PVC Haøm löôïng SS coøn laïi: SS = 2267 – 2267 x 58% = 952,14 mg/l Haøm löôïng BOD5 coøn laïi: BOD5 = 1894 – 1894 x 36% = 1212,16 mg/l Haøm löôïng COD coøn laïi: COD = 3081,5 – 3081,5 x 36% = 1972,16 mg/l Baûng 3.4. Caùc thoâng soá thieát keá beå laéng I Thoâng soá Ñôn vò Kích thöôùc Ñöôøng kính beå m 3,3 Ñöôøng kính oáng trung taâm m 0,5 Ñöôøng kính oáng loe m 0,675 Ñöôøng kính taám chaén m 0,88 Chieàu cao toång coäng beå m 4,5 Chieàu cao oáng trung taâm m 1,8 Ñöôøng kính oáng thu buøn m 0,034 Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc m 0,09 Beå UASB Hieäu quaû xöû lyù COD, BOD cuûa UASB laø 80% (tính toaùn thieát keá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi, Trònh Xuaân Lai, 2001). Löôïng COD caàn khöû moãi ngaøy: G = kg COD/ngaøy. Taûi troïng khöû COD cuûa beå, theo quy phaïm töø 4-18 kg COD/m3.ngaøy. Choïn a = 6 kg COD/m3.ngaøy. Theå tích xöû lyù yeám khí caàn thieát: m3 Ñeå giöõ lôùp buøn ôû traïng thaùi lô löûng, toác ñoä nöôùc daâng trong beå khoaûng 0,6-0,9 m3/h, (tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi, Trònh Xuaân Lai, 2001). Choïn v = 0,7 m3/h Dieän tích beå caàn thieát: m2 Chieàu cao caàn xöû lyù yeám khí: m Toång chieàu cao beà: H = H1 + H2 + H3 = 2,94 + 1,5 + 0,3 = 4,74 m Trong ñoù: H1 : chieàu cao caàn phaûi xöû lyù yeám khí. H2 : Chieàu cao vuøng laéng, chieàu cao naøy caàn phaûi lôùn hôn 1 ñeå ñaûm baûo khoâng gian an toaøn cho vuøng laéng. Choïn H2 = 1,5. H3 : Chieàu cao döï tröõ, choïn H3 = 0,3 m Kieåm tra thôøi gian löu nöôùc: h Kích thöôùc beå. Vôùi dieän tích baèng 20,24 m2, chieàu cao toång coäng 4,74 m. Ta choïn: Chieàu daøi beå L = 4,5 m. Chieàu roäng beå B = 4,5 m. Nöôùc khi vaøo ngaên laéng seõ ñöôïc taùch khí baèng caùc taám chaén khí ñaët nghieâng so vôùi phöông ngang moät goùc 45 - 500. Choïn 500. Vôùi H3 = 0,3 m B = 4,5 m Hlaéng = 2,38m > 30% so vôùi chieàu cao beå neân thoûa maõn ñieàu kieän thieát keá. Trong beå laép 1 taám höôùng doøng. Vôùi 1 taám höôùng doøng laép 4 taám chaén khí, ñaët theo hình chöõ V, moãi beå ñaët 2 taám, caùc taám naøy ñaët song song vôùi nhau vaø nghieâng so vôùi phöông ngang 1 goùc 500. Hình 3.2. Taám chaén khí Choïn khe hôû caùc taám chaén naøy baèng nhau. Toång dieän tích caùc khe hôû chieám 15 – 20% toång dieän tích beå. Choïn Fkhe = 0,15 Fbeå Trong ngaên coù 4 khe hôû, dieän tích moãi khe; Fkhe =m2 Khoaûng caùch giöõa caùc khe hôû. m Taám chaén khí 1 Chieàu daøi l1 = L = 4,5 m Chieàu roäng b1: m Taám chaén khí 2 Choïn l2 = L = 4,5 m Chieàu roäng b2: Ñoä daøi taám b2 choàng leân b1, choïn 400 mm. m Taám höôùng doøng ñöôïc ñaët nghieâng so vôùi phöông ngang 1 goùc 500 vaø caùch taám chaén khí 1 laø 200mm. Hình 3.3. Taám höôùng doøng Khoaûng caùch giöõa 2 taám chaén khí laø L = 4X. Vôùi X = 200.cos500 =129mm L =4X = 4.129 = 516 mm Taám höôùng doøng coù chöùc naêng chaën buøn ñi leân phaàn xöû lyù yeám khí leân phaàn laéng neân ñoä roäng ñaùy D giöõa 2 taám höôùng doøng phaûi lôùn hôn L. Ñoä nhoâ ra cuûa taám höôùng doøng naèm beân döôùi khe hôû töø 10 – 20 cm, choïn moãi beân nhoâ ra 20 cm. D = 516 + 400 = 916 mm Chieàu roäng taám höôùng doøng =mm Tính toaùn oáng phaân phoái nöôùc Vaän toác nöôùc chaûy trong ñöôøng oáng chính dao ñoäng töø 0,8 -2 m/s. Choïn voáng = 1m/s. Ñöôøng kính oáng chính: Doáng chính= Vaäy choïn oáng chính laø theùp khoâng gæ coù ñöôøng kính laø 70mm. Kieåm tra laïi vaän toác nöôùc chaûy trong oáng: Voáng=m/s (thoûa) Heä thoáng ñaàu phaân phoái nöôùc Beå UASB ñöôïc thieát keá coá toûng coäng 6 ñaàu phaân phoái nöôùc. Kieåm tra dieän tích trung bình cuûa 1 daàu phaân phoái nöôùc: m2 (naèm trong khoaûng cho pheùp töø 2 – 5m2/ñaàu). Ñöôøng kính oáng nhaùnh: Choïn vaän toác nöôùc chaûy trong oáng nhaùnh vnhaùnh =1,5 m/s. Choïn 3 oáng nhaùnh ñeå phaân phoái nöôùc vaøo beå. Caùc oáng naøy ñaët vuoâng goùc vôùi chieàu daøi beå. Moãi oáng caùch nhau 1,75m, 2 oáng saùt töôøng ñaët caùch töôøng 0,5 m. Ñöôøng kính oáng nhaùnh: Doáng nhaùnh = m Choïn ñöôøng kính oáng nhaùnh = 34mm Kieåm tra laïi vaän toác nöôùc chaûy trong oáng nhaùnh: Voáng nhaùnh = m/s Loã phaân phoái nöôùc Toång coäng coù 6 ñaàu phaân phoái nöôùc treân 3 oáng nhaùnh, neân 1 oáng nhaùnh coù 2 ñaàu phaân phoái nöôùc. Taïi 1 ñaàu phaân phoái nöôùc boá trí 2 loã theo 2 phía cuûa ñöôøng oáng. Löu löôïng qua moãi loã phaân phoái: Qphaân phoái = m3/ngaøy Ñöôøng kính loã phaân phoái: Dloã = mm Vaän toác nöôùc qua loã phaân phoái = 1,5m/s Caùc oáng phaân phoái nöôùc ñaët caùch ñaùy 20cm. Tính löôïng khí sinh ra Löôïng khí sinh ra trong beå töông ñöông: 0,5 m3/kg CODloaïi boû. Theå tích khí sinh ra trong ngaøy: Vkhí = m3/ngaøy. Löôïng khí meâtan sinh ra töông ñöông 0,35 m3/1kgCODloaïi boû. Theå tích khí meâtan sinh ra: Vkhí meâtan = m3/ngaøy. Ñöôøng kính oáng thu khí Vaän toác khí trong oáng töø 10 – 15 m/s. Choïn vaän toác khí trong oáng: 10 m/s. Laép 2 oáng daãn khí 2 beân thaønh beå. Ñöôøng kính oáng daãn khí: Dkhí = m Choïn döôøng kính oáng daãn khí 27mm. Löôïng buøn sinh ra Löôïng buøn sinh ra trong beå töông ñöông 0,05 – 0,1 g VSS/gCODloaïi boû. Khoái löôïng buøn sinh ra trong moät ngaøy: Mbuøn = kgVSS/ngaøy. Theo quy phaïm: m3 buøn töông ñöông 260 kgVSS. Theå tích buøn sinh ra trong moät ngaøy: Vbuøn = m3/ngaøy. Choïn thôøi gian löu buøn laø 3 thaùng: Löôïng buøn sinh ra trong 3 thaùng = m3. Chieàu cao buøn trong 1,5 thaùng = m. Ñöôøng kính oáng thu buøn: Choïn thôøi gian xaû caën laø 120 phuùt. Löôïng caën ñi vaøo oáng thu buøn trong thôøi gian 120 phuùt: M = m3/s Boá trí 2 oáng thu buøn, caùc oáng naøy ñaët vuoâng goùc vôùi chieàu roäng beå, moãi oáng caùch töôøng 1,5m. Vaän toác buøn trong oáng choïn 0,5m/s. Dieän tích oáng xaû caën: Fbuøn = m2 Ñöôøng kính oáng thu buøn: D = m Choïn ñöôøng kính oáng baèng 70mm. Soá loã ñuïc treân oáng thu buøn: Choïn toác ñoä buøn qua loã v = 0,5m/s. Choïn ñöôøng kính loã dloã = 30mm. Dieän tích loã: floã = m2 Toång dieän tích loã treân moät oáng xaû caën: m2 Soá loã treân moät oáng: loã. Vaäy 2 oáng seõ coù 18 loã. Ñöôøng kính oáng thu buøn trung taâm: Choïn vaän toác 0,3 m/s. Ñöôøng kính oáng thu buøn: Theo TCXD 51 – 84, ñöôøng kính oáng thu buøn toái thieåu laø 200mm choïn ñöôøng kính oáng trung taâm laø 200mm. Maùng thu nöôùc Maùng thu nöôùc ñaët giöõa beå, chaïy doïc theo chieàu roäng beå, beà roäng maùng choïn b = 0,3m. Maùng traøng goàm nhieàu raêng cöa hình chöõ V. Choïn 4 raêng cöa / 1m chieàu daøi, vaäy ta coù 18 raêng cö._.