Đồ án Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su suối kè giai đoạn 2 công suất 1000m3 / ngày đêm xã Gia linh, huyện Tánh linh, tỉnh Bình Thuận

ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài này là công trình tính toán của tôi và được sự hướng dẫn khoa học của Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn. Các nội dung tính toán, số liệu, kết quả trong đề tài là trung thực và có nguồn gốc. Các nội dung nghiên cứu, số liệu, kết quả nêu trong đề tài là trung thực và có nguồn gốc. Trong luận văn có sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của tác giả, cơ quan tổ chức khác nhau đều có trích dẫn và chú thích rõ ràng về nguồn gốc. Tôi xin chịu trách nhiệm trước hội đồng phản biện và pháp luật về kết quả và các tài liệu thông tin của đề tài này. i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, Viện khoa học ứng dụng Hutech đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và tích lũy kiến thức đến ngày hôm nay. Đặc biện tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn đã tận tình hướng dẫn tôi trong thời gian thực hiện đề tài. Cảm ơn đến quý Thầy, Cô tại Viện khoa học ứng dụng Hutech trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã dạy dỗ và truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài đồ án. Xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy, Cô hội đồng phản biện đã dành thời gian đọc và đưa ra lời nhận xét giúp nhóm tác giả hoàn thiện hơn đề tài này. Cảm ơn gia đình và bạn bè đã tiếp thêm niềm tin, nghị lực và giúp đỡ nhóm tác giả trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Xin gửi đến lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 7 năm 2018 Trần Nguyễn Hoàng Sơn ii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... ii MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. vi DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................ vii DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................... ix MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1 I. ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................................................... 1 2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI ............................................................................................................................. 2 3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI ............................................................................................................................. 3 4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ............................................................................................................ 3 5. DỰ KIẾN KẾT QUẢ ............................................................................................................................ 3 NỘI DUNG ......................................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 4 1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất Cao Su ........................................................................... 4 1.1.1. Tình hình phát triển ngành Cao Su trên Thế Giới [7], [8], [10] .................................................. 4 1.1.2. Tình hình phát triển ngành công nghiệp cao su tại Việt Nam ..................................................... 5 Diện tích cây cao su tại Việt Nam ......................................................................................................... 5 1.1.3. Tổng quan về cây cao su ............................................................................................................. 6 - Ở dạng nhũ tương: các amidon, lipid, tinh dầu, nhựa, sáp, polyterpenic. .......................................... 8 1.1.4. Sản phẩm từ cao su thiên nhiên ................................................................................................... 8 1.1.5. Ảnh hưởng của nước thải nhà máy Cao Su đến môi trường ....................................................... 8 1.1.6. Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nhà máy chế biến mủ cao su .......................................... 9 1.2. Tổng quan về Công ty TNHH MTV Cao Su Bình Thuận[14] ......................................................... 12 1.2.1. Lịch sử hình thành và phát triển:............................................................................................... 12 1.2.2. Bộ máy tổ chức ......................................................................................................................... 13 1.3. Tổng quan về nhà máy cao su Suối Kè ............................................................................................ 14 1.3.1. Hoạt động chế biến và sản xuất của nhà máy ........................................................................... 15 1.3.2. Quy trình sản xuất mủ cốm ....................................................................................................... 15 1.3.3. Quy trình sản xuất mủ tờ ........................................................................................................... 19 iii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 1.3.4. Đặc tính nước thải nhà máy cao su Suối Kè ............................................................................. 21 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU . 22 2.1. Đặc điểm, tính chất của nước thải chế biến mủ cao su .................................................................... 22 2.2. Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su ......................................................... 22 2.2.1. Các phương pháp xử lý cơ học ................................................................................................. 22 2.2.2. Phương pháp xử lý hóa lý ......................................................................................................... 29 2.2.3. Phương pháp xử lý sinh học ...................................................................................................... 33 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI .................................. 40 3.1. Một số công nghệ xử lý nước thải mủ cao su trong và ngoài nước ................................................. 40 3.1.1. Các công nghệ xử lý ngoài nước ............................................................................................... 40 3.2.2. Các công nghệ xử lý trong nước ............................................................................................... 41 3.2. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè ............................... 43 3.2.1. Phương án 1 .............................................................................................................................. 44 3.2.2. Phương án 2 .............................................................................................................................. 45 3.3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ .......................................................................................................... 46 3.3.1. Phương án 1 .............................................................................................................................. 46 3.3.2. Phương án 2 .............................................................................................................................. 49 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ...................................................................................................... 52 4.1. Tính toán phương án 1 ..................................................................................................................... 52 4.1.1. Mương dẫn và song chắn rác .................................................................................................... 52 4.1.2. Bể thu gom .......................................................................................................................... 57 4.1.3. Bể gạn mủ ................................................................................................................................. 59 4.1.4. Bể điều hòa ............................................................................................................................... 61 4.1.5. Bể tuyển nổi .............................................................................................................................. 64 4.1.6. Bể UASB .................................................................................................................................. 74 4.1.7. Bể anoxit ................................................................................................................................... 84 4.1.8. Bể sinh học hiếu khí Aerotank .................................................................................................. 87 4.1.9. Bể lắng ...................................................................................................................................... 93 4.1.10. Bể trung gian ........................................................................................................................... 99 4.1.11. Bồn lọc áp lực ....................................................................................................................... 101 4.1.12. Bể khử trùng.......................................................................................................................... 106 4.1.13. Bể chứa bùn .......................................................................................................................... 108 iv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 4.2. Tính toán phương án 2 ................................................................................................................... 108 4.2.1. Bể điều hòa ............................................................................................................................. 109 4.2.2. Bể tuyển nổi ............................................................................................................................ 113 4.2.3. Mương oxy hóa ....................................................................................................................... 123 4.2.4. Bể lắng .................................................................................................................................... 131 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ ......................................................... 137 5.1. Tính toán chi phí phương án 1: ...................................................................................................... 137 5.1.1. Chi phí lắp đặt thiết bị ............................................................................................................. 138 5.1.2. Chi phí vận hành hệ thống ...................................................................................................... 139 5.2. Tính toán chi phí phương án 2: ...................................................................................................... 142 5.2.1. Chi phí lắp đặt thiết bị ............................................................................................................. 143 5.2.2. Chi phí vận hành hệ thống ...................................................................................................... 144 5.3. Lựa chọn phương án ...................................................................................................................... 147 CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ..... 150 6.1. Vận hành ........................................................................................................................................ 150 6.2. Quản lý ........................................................................................................................................... 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 153 v ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học COD : Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hoá học DO : Diluted Oxygen - Lượng oxy hoà tan có trong nước thải tính bằng mg/l F/M : Food – Microganism Ration - Tỷ lệ thức ăn cho vi sinh vật MLSS : Mixed Liquor Suspends Soid - Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/l MLVSS : Mixed liquor Volatile Suspends Soid - Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng, mg/l SS : Suspended Soild - Chất rắn lơ lửng có trong nước thải tính bằng mg/l TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng QCVN : Quy chuẩn Việt Nam HTXLT : Hệ thống xử lý nước thải KCN : Khu công nghiệp vi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Quy chuẩn quốc gia về nước thải sơ chế cao su thiên nhiên .............................. 2 Bảng 1.2: Mức độ ô nhiễm nước thải tại các nhà máy chế biến cao su ............................ 10 Bảng 1.3: Đặc tính ô nhiễm nước thải của ngành chế biến cao su .................................... 11 Bảng 1.4: Một số chất gây mùi hôi thường gặp trong nước thải ....................................... 11 Bảng 1.5: So sánh hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và nước thải đô thị ........................................................................................................................... 12 Bảng 1.6: Tính chất nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè ............................... 21 Bảng 2.1: Ứng dụng quá trình xử lý hóa học .................................................................... 32 Bảng 3.1: Một số công nghệ xử lý nước thải cao su tại Malaysia .................................... 40 Bảng 3.2: Một số công nghệ xử lý nước thải cao su tại Việt Nam ................................... 41 Bảng 3.3: Tính chất nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè ............................... 43 Bảng 4.1: Kết quả tính toán thủy lực mương dẫn nước thải trước song chắn rác ............. 54 Bảng 4.2: Thông số thiết kế mương và song chắn rác ...................................................... 57 Bảng 4.3: Thông số thiết kế bể thu gom ............................................................................ 59 Bảng 4.4: Thông số thiết kế bể gạn mủ ............................................................................. 61 Bảng 4.5: Thông số thiết kế bể điều hòa ........................................................................... 64 Bảng 4.6: Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi thổi khí ...................................................... 65 Bảng 4.7: Thông số thiết kế bể tuyển nổi .......................................................................... 74 Bảng 4.8: Các thông số thiết kể UASB ............................................................................. 75 Bảng 4.9: Tải trọng thể tích chất hữu cơ của bể UASB bùn hạt và bùn bông ở các hàm lượng COD vào tỉ lệ chất không tan khác nhau ................................................................ 76 Bảng 4.10: Thông số thiết kế bể Anoxit ............................................................................ 87 Bảng 4.11: Tổng hợp tính toán bể Aerotank ..................................................................... 93 Bảng 4.12: Thông số cơ bản thiết kế bể lắng .................................................................... 93 Bảng 4.13: Tổng hợp tính toán bể lắng ............................................................................. 98 Bảng 4.14: Thông số thiết kế bể trung gian .................................................................... 100 Bảng 4.15: Kích thước vật liệu lọc .................................................................................. 101 Bảng 4.16: Thông số thiết kế bồn lọc áp lực ................................................................... 105 vii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Bảng 4.17: Thông số thiết kế bể khử trùng ..................................................................... 107 Bảng 4.18: Thông số thiết kế bể chứa bùn ...................................................................... 108 Bảng 4.19: Các thông số thiết kế bể điều hòa ................................................................. 113 Bảng 4.20: Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi thổi khí .................................................. 113 Bảng 4.21: Thông số thiết kế bể tuyển nổi ...................................................................... 123 Bảng 4.22: Đặc tính kỹ thuật của tubin dạng đĩa cánh phẳng ......................................... 129 Bảng 4.23: Thông số thiết kế mương oxy hóa ................................................................ 130 Bảng 4.24: Thông số cơ bản thiết kế bể lắng .................................................................. 131 Bảng 4.25: Tổng hợp tính toán bể lắng ........................................................................... 136 Bảng 5.1: Chi phí xây dựng phương án 1 ........................................................................ 137 Bảng 5.2: Bảng chi phí lắp đặt thiết bị phương án 1 ....................................................... 138 Bảng 5.3: Bảng chi phí điện năng phương án 1 .............................................................. 140 Bảng 5.4: Chi phí xây dựng phương án 2 ........................................................................ 142 Bảng 5.5: Bảng chi phí lắp đặt thiết bị phương án 2 ...................................................... 143 Bảng 5.6: Bảng chi phí điện năng phương án 2 .............................................................. 145 Bảng 5.7: So sánh các phương án .................................................................................... 148 viii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Tỷ trọng tiêu thụ và sản xuất cao su thiên nhiên trên thế giới ............................ 5 Hình 1.2: Diện tích trồng cao su tại Việt Nam năm 2014 ................................................... 6 Hình 1.3: Nhà máy chế biến cao su Suối Kè ..................................................................... 14 Hình 1.4: Sơ đồ sản xuất mủ cốm tại nhà máy .................................................................. 15 Hình 1.5: Quy trình chế biến và dòng nước thải ............................................................... 18 Hình 1.6: Quy trình chế biến mủ tờ và dòng nước thải ..................................................... 20 Hình 2.1: Bể điều hòa ........................................................................................................ 25 Hình 2.2: Bể lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước ..................................................... 36 Hình 2.3: Bể Aerotank ....................................................................................................... 38 Hình 4.1: Chi tiết song chắn rác ........................................................................................ 56 Hình 4.1: Cấu tạo mương oxy hóa .................................................................................. 125 ix ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận MỞ ĐẦU I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển đó là nhờ vào sự đóng góp không nhỏ của các ngành công nghiệp khác nhau trên cả nước. Trong đó ngành công nghiệp sản xuất và chế biến cao su chiếm một vị thế quan trọng trong việc đóng góp vòa sự phát triển kinh tế của đất nước và là một trong những ngành có tiềm năng phát triển vô cùng lớn. Các sản phẩm sản xuất từ cao su được sử dụng một cách rộng rãi trong cả nước và là mặt hàng có giá trị kim ngạch xuất khẩu cao. Giá trị đóng góp vào tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành cao su không chỉ từ nguồn nguyên liệu mà còn từ các sản phẩm cao su và sản phẩm gỗ cao su của ngành công nghiệp chế biến, đã đạt 4,847 tỷ USD năm 2016, đóng góp 2,7% vào tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước và vượt mức 5 tỷ USD trong năm 2017.(1). Ngoài tiềm năng công nghiệp, cây cao su còn có tác dụng phủ xanh đất trống, đồi trọc, bảo vệ tài nguyên đất tránh rửa trôi, xói mòn, tạo môi trường không khí trong lành Hiện nay, để chế biến hết số mủ cao su thu hoạch được nâng cấp và xây dựng mới tại nhiều tỉnh phía Nam, chủ yếu tập trung ở các tỉnh Bình Thuận, Đồng Nai, Bình Dương, Bình PhướcGiải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn công nhân làm việc trong nhà máy và hàng trăm ngàn công nhân làm việc trong các nông trường cao su. Tuy nhiên tăng trưởng kinh tế chỉ là điều kiện cần và sẽ không bền vững nếu không kết hợp yếu tố môi trường – xã hội. Ở nước ta, ước tính hàng năm ngành chế biến mủ cao su thải ra khoảng 5 triệu m3 nước thải. Lượng nước thải này có nồng độ các chất hữu cơ dễ bị phân hủy rất cao như acetic, đường, protein, chất béo Hàm lượng COD đạt đến 2.500 – 35.000 mg/l, BOD từ 1.500 – 12.000 mg/l được xả ra nguồn tiếp nhận mà chưa được xử lý hoàn toàn ảnh hưởng trầm trọng đến thủy sinh vật trong nước. Ngoài ra vấn đề mùi hôi phát sinh do chất hữu cơ bị phân hủy kỵ khí tạo thành Mercaptan và H2S ảnh hưởng môi trường không khí khu vực xung quanh. Do đó vấn đề đánh giá và đưa ra phương án khả thi cho việc xử lý lượng nước thải chế biến mủ cao su được nhà nước và chính quyền địa phương quan tâm một cách đầy đủ. 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Công ty TNHH MTV Cao su Bình Thuận là một trong số những công ty đóng góp không nhỏ về sản phẩm xuất khẩu và để ngành cao su Việt Nam phát triển và tiến xa hơn nữa công ty đã và đang có dự án mở rộng quy mô sản xuất tổng công suất 9000 tấn/năm. Việc nâng công suất lên sẽ kéo theo nhiều vấn đề quan ngại đặc biệt là chất thải kèm theo. Một trong các chất thải được quan tâm hàng đầu đó là nước thải, khi sản phẩm tăng thì nước thải tăng nhưng với hệ thống xử lý hiện tại của công ty thì việc đảm bảo mọi nguồn nước thải đổ ra sông đạt tiêu chuẩn là điều không thể nên việc mở rộng hệ thống xử lý nước thải là điều cấp thiết hiện nay, để đảm bảo mọi nguồn tiếp nhận không bị ô nhiễm và đạt đến sản xuất lành mạnh. Để giải quyết vấn đề trên, đòi hỏi nhà máy chế biến cao su phải có một hệ thống xử lý nước thải cao su hợp lý để xử lý nước thải trước khi thải vào môi trường, hoặc tái sử dụng lại nguồn nước sau xử lý vào các mục đích khác. Chính vì lý do đó, đề tài “ Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận” được em chọn nhằm giải quyết những vấn đề nan giải trên. 2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho chất lượng nước thải của nhà máy sản chế biến mủ cao su sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 01:2015 BTNMT, cột A. Bảng 1.1: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sơ chế cao su thiên nhiên STT Thông số Đơn vị QCVN 01:2015 BTNMT, cột A 1 TSS mg/l 50 2 BOD5 mg/l 30 3 COD mg/l 100 4 Tổng Nitơ mg/l 50 + 5 Amoni (NH4 ) mg/l 6 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI - Khảo sát hiện trạng môi trường công ty TNHH MTV Cao su Bình Thuận - Thu thập phân tích số liệu đầu vào - Đề xuất phương án xử lý nước thải - Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý - Thuyết minh công nghệ - Tính toán các công trình đơn vị - Dự toán kinh phí thực hiện 4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN - Thu thập, phân tich, tổng hợp các tài liệu về nhà máy. Từ đó tính toán hệ thống xử lý cho nhà máy một cách hợp lý nhất. - Nghiên cứu các tài liệu: Đọc và tìm hiểu các tài liệu liên quan đến tình hình nước thải sản xuất hàng may mặc cao cấp, mũ giày cao cấp của nhà máy và tìm hiểu các hệ thống xử lý hiệu quả đối với loại nước thải. - Phương pháp so sánh: Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải đối với QCVN 01:2015 BTNMT, cột A. - Phương pháp phân tích chi phí lợi ích: Nhằm đánh giá hiệu quả kinh tế trong quá trình xử lý nước thải của các phương pháp xử lý. 5. DỰ KIẾN KẾT QUẢ Từ kết quả tính toán thiết kế của đề tài có thể làm cơ sở cho Công ty TNHH MTV Cao su Bình Thuận tham khảo để đầu tư xây dựng công trình để có thể đảm bảo để xử lý hết lượng nước thải từ dự án mở rộng sản xuất của nhà máy, hận chế đến mức thấp nhất đối với môi trường xung quanh. 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất Cao Su 1.1.1. Tình hình phát triển ngành Cao Su trên Thế Giới [7], [8], [10] Ngành cao su thiên nhiên là một ngành đầu tư dài hạn. Theo thống kế đến cuối năm 2017, tổng diện tích cao su thiên nhiên trên thế giới đạt khoảng 13 triệu ha, Châu Á chiếm 92,42%, Châu Mỹ chiếm 5,14% và 2,44% thuộc về Châu Phi. Tổng sản lượng cao su thiên nhiên đạt hơn 11 triệu tấn. Trong đó, Châu Á chiếm ưu thế vượt trội khi chiếm tỷ trọng 93,2% trong tổng lượng sản xuất của thế giới, tiếp theo là Châu Phi (4,3%), Châu Mỹ Latin (2,5%). Theo thống kê của Rubber Statistical Bulletin – IRSG, tính đến cuối 2011, Châu Á là khu vực tiêu thụ cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới, chiếm 69,7% tổng nhu cầu thế giới, kế đến là Châu Âu (13,5%), Bắc Mỹ (10,7%). Nhóm 5 nước sản xuất cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới là Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Ấn Độ và Việt Nam (chiếm 82,39% trong tổng sản lượng sản xuất của thế giới), nhóm 5 quốc gia tiêu thụ cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới là Trung Quốc (33,5%), Mỹ (9,5%), Ấn Độ (8,7%), Nhật Bản (6,6%) và Maylasia (4,6%). Riêng Trung Quốc bình quân 5 năm qua chiếm 32% tổng sản lượng tiêu thụ cao su thiên nhiên và chiếm đến 24% tổng kim ngạch nhập khẩu cao su thiên nhiên toàn cầu. Bốn quốc gia xuất khẩu cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới hiện nay là Thái Lan (gần 3 triệu tấn), Indonesia (2,13 triệu tấn), Malaysia (0,95 triệu tấn) và Việt Nam (0,82 triệu tấn), chiếm 87,35% tổng sản lượng xuất khẩu cao su thiên nhiên toàn cầu. 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Hình 1.1: Tỷ trọng tiêu thụ và sản xuất cao su thiên nhiên trên thế giới Năm 2016, kim ngạch xuất khẩu toàn cầu đạt 12,5 tỷ USD. Khu vực Đông Nam Á vẫn là khu vực sản xuất chính của cao su thiên nhiên. Trong đó, chỉ riêng Thái Lan và Indonesia đã đạt 7,7 tỷ USD, chiếm đến 65% tổng kim ngạch xuất khẩu thế giới. 1.1.2. Tình hình phát triển ngành công nghiệp cao su tại Việt Nam Cây cao su bắt đầu được trồng tại Việt Nam từ cuối thế kỷ 19 bởi những người Pháp, tập trung tại các tỉnh Đông Nam Bộ. Kể từ sau năm 1975, cao su được trồng với quy mô lớn, bao phủ khắp cả nước. Cây cao su nhanh chóng trở thành cây công nghiệp chủ lực và là một trong 3 ngành nông nghiệp đóng góp lớn nhất vào kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam. Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn là cơ quan của Chính phủ chịu trách nhiệm quy hoạch các vùng đồng thời xây dựng các cơ chế chính sách để hỗ trợ thực hiện. Diện tích cây cao su tại Việt Nam Theo bộ NN & PTNN, kể từ năm 2006 đến 2013, tổng diện tích cao su tăng đều qua các năm. Chỉ riêng năm 2014 và 2015 diện tích cao su có xu hướng giảm khoảng 7% so với 2013. Điều này phản ánh tình trạng trồng cao su ồ ạt trong thời gian dài ...mảnh kim loại, thủy tinh, xương, hạt sét, ở bể lắng cát. - Loại bỏ các chất lơ lửng ở bể lắng đợt I. - Lắng bùn hoạt tính hoặc màng vi sinh vật ở bể lắng đợt II. 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Hai đại lượng quan trọng trong thiết kế bể lắng chính là tốc độ lắng và tốc độ chảy tràn. Để thiết kế một bể lắng lý tưởng, đầu tiên người ta phải xác định tốc độ lắng của hạt cần được loại bỏ và khi đó tốc độ chảy tràn nhỏ hơn tốc độ lắng. 2.2.1.7. Bể lắng ngang Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật trên mặt bằng, có thể được làm bằng các loại vật liệu khác nhau như bêtông, bêtông cốt thép, gạch hoặc bằng đất tùy thuộc vào kích thước và yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện kinh tế. Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương nằm ngang qua bể. Người ta chia dòng chảy và quá trình lắng thành 4 vùng: vùng hoạt động là vùng quan trọng nhất của bể lắng; vùng bùn (vùng lắng đọng) là vùng lắng tập trung; vùng trung gian, tại đây nước thải và bùn lẫn lộn với nhau; cuối cùng là vùng an toàn. Ứng với quá trình của dòng chảy trên, bể lắng cũng có thể được chia thành 4 vùng: Vùng nước thải vào, vùng lắng hoặc vùng tách, vùng xả nước ra và vùng bùn. Các bể lắng ngang thường có chiều sâu H từ 1,5 – 4 m, chiều dài bằng (8 ÷ 12) H, chiều rộng kênh từ 3 – 6 m. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên 15000 m3/ngày. Hiệu suất lắng đạt 60%. Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bể lắng thường được chọn không lớn hơn 0,01 m/s, còn thời gian lưu từ 1 – 3 giờ. 2.2.1.8. Bể lắng đứng Bể lắng đứng có dạng hình trụ hoặc hình hộp với đáy hình chóp. Nước thải được đưa và ống phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/s. Nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s. Thời gian nước lưu lại trong bể từ 45 – 120 phút. Nước trong được tập trung vào mánh thu phía trên, cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới và được xả ra ngoài bằng bơm hay áp lực thủy tĩnh trên 1,5m. Chiều cao vùng lắng từ 4 – 5 m. Góc nghiêng cạnh bên hình nón không nhỏ hơn 500, đường kính hoặc cạnh có kích thước từ 4 – 9 m. Trong bể lắng, các hạt chuyển động cùng với nước từ dưới lên trên với vận tốc W và lắng dưới tác 27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận động của trọng lực với vận tốc W1. Do đó các hạt có kích thước khác nhau sẽ chiếm những vị trí khác nhau trong bể lắng. Khi W1 > W, các hạt sẽ lắng nhanh, khi W1 < W, chúng sẽ bị cuốn theo dòng chảy lên trên. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10 – 20%. Bể có diện tích xây dựng nhỏ, dễ xả bùn cặn. 2.2.1.9. Bể lắng ly tâm Loại bể này có tiết diện hình tròn, đường kính 16 – 40m (có khi tới 60m). Chiều sâu phần nước chảy 1,5 – 5m, còn tỷ lệ đường kính/chiều sâu từ 6 – 30. Đáy bể có độ dốc i = 0.02 về tâm để thu cặn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài. Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạt cặn quay tròn. Thời gian nước thải lưu lại trong bể khoảng 85 – 90 phút. Hiệu suất lắng đạt 60%. Bể lắng ly tâm được ứng dụng cho các trạm xử lý có lưu lượng từ 20.000 m3/ngày đêm trở lên. 2.2.1.10. Quá trình lọc Lọc là quá trình tách các chất lắng lơ lửng ra khỏi nước khi hỗn hợp nước và chất rắn lơ lửng đi qua từng lớp vật liệu lỗ (lóp vật liệu lọc), chất rắn lơ lửng sẽ được giữ lại và nước tiếp tục chảy qua. Đây là giai đoạn (công trình) cuối cùng để làm trong nước Phân loại bể lọc: - Theo tốc độ: o Bể lọc chậm: vận tốc lọc 0,1 – 0,5 m/h o Bể lọc nhanh: vận tốc lọc 5 – 15 m/h o Bể lọc cao tốc: vận tốc lọc 36 – 100 m/h - Theo chế độ làm việc: o Bể lọc trọng lực: hở, không áp. o Bể lọc có áp lực: lọc kín, 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Ngoài ra còn chia theo nhiều cách khác nhau theo chiều dòng chảy, lớp vật liệu lọc, theo cỡ hạt vật liệu lọc, cấu tạo hạt vật liệu lọc, 2.2.2. Phương pháp xử lý hóa lý Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải. Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm: 2.2.2.1. Bể keo tụ, tạo bông Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (10-7-10-8 cm). Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer, Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn. Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp. Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu. 2.2.2.2. Phương pháp trung hòa Nước thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc kiềm. Để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại, ta cần phải trung hòa nước thải. Trung hòa còn nhằm mục đích tách loại một số ion kim loại nặng ra khỏi nước thải. Mặt khác muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về 6,6 – 7,6. 29 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 2.2.2.3. Phương pháp tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất rắn không tan hoặc tan hoặc lỏng có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng làm nền. Nếu sự khác nhau vè tỉ trọng đủ để tách, gọi là tuyển nổi tự nhiên. Trong xử lý chất thải tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và nén bùn cặn. Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bọt. 2.2.2.4. Phương pháp hấp thụ Phương pháp này được dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hòa tan vào nước mà phương pháp xử lý sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ. Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi vị và màu khó chịu. Các chất hấp thụ thường dùng là: đất sét hoặc silicagel, keo nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất xi mạ sắt, Trong số này, than hoạt tính được sử dụng phổ biến nhất. Các chất hữu cơ kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp thụ. Lượng chất hấp thụ này tùy thuộc vào khả năng hấp thụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn trong nước thải. Các chất hữu cơ có thể bị hấp thụ: phenol, allcyllbenzen, sunfonicaid, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm. 2.2.2.5. Phương pháp hấp phụ Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước thải bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ)( vd: than hoạt tính) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn (hấp phụ hóa học). 2.2.2.6. Phương pháp trích Trong hỗn hợp hai chất lỏng không hòa tan lẫn nhau, bất kỳ một chất thức ba nào khác sẽ hòa tan trong hai chất lỏng trên theo quy luật phan bố. Như vậy trong nước thải chứa các chất bẩn, nếu chúng ta đưa vào một dung môi và khuấy đều thì các chất bẩn đó hòa tan 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận vào dung môi theo đúng quy luật phân bố đã nói và nồng độ chất bẩn trong nước sẽ giảm đi. Tiếp tục tách dung môi ra khỏi nước thì nước thải coi như được làm sạch. Phương pháp tách chất bẩn hòa tan như vậy gọi là phương pháp trích ly. Hiệu suất xử lý nước thải tùy thuộc vào khả năng phân bố của chất bẩn trong dung môi, giá trị của hệ số phân bố hay khả năng trích ly của dung môi. 2.2.2.7. Phương pháp trao đổi Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để xử lý nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Pb, Hg, Cd, Mn, cũng như các hợp chất của Asen, Photpho, Xyanua và chất phóng xạ. Phương pháp này cho phép thu hồi các kim loại có giá trị và đạt được mức độ xử lý cao. Vì vậy nó là phương pháp để ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước cấp và nước thải. 2.2.2.8. Xử lý bằng màng Các kỹ thuật như điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương tự khác ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải. Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau. Nó có thể là chất rắn, hoặc một gel (chất keo) trương nở do dung môi hoặc thậm chí cả một chất lỏng. Việc ứng dụng màng để tách các chất, phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất đó qua màng. 2.2.2.9. Xử lý nước thải bằng phương pháp làm thoáng và chưng cất bay hơi Nước thải của nhiều lĩnh vực công nghiệp (hóa chất, sản xuất nhân tạo, sản xuất giấy – xenlulosza sunfat, ) chứa các chất bẩn dễ bay hơi như Hydrosunfua, Cacbon sunfua, Metyl mecaptan, Disunfit, Dimetyl sunfit, Để xử lý các loại nước thải này người ta dùng phương pháp làm thoáng. 2.2.2.10. Xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử Các chất bẩn trong nước thải công nghiệp chứa các chất bẩn dạng hữu cơ và vô cơ. Dạng hữu cơ bao gồm đạm, mỡ đường, các chất chứa phenol, ni tơ, Đó là những chất 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận có thể bị phân hủy bởi vi sinh có thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa. Nhưng có một số chất có những nguyên tố không thể xử lý được bằng phương pháp sinh hóa (đó là những kim loại nặng như Cu, Pb, Ni, Cb, Fe, Mn, Cr, ). Vì vậy để xử lý những chất độc hại, người ta thường dùng phương pháp hóa học và hóa lý, đặc biệt thông dụng nhất là phương pháp oxy hóa khử. 2.2.2.11. Xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa Các phương pháp điện hoá cho phép thu hồi từ nước thải các sản phẩm có giá trị bằng các sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản và có thể tự động hóa, không cần sử dụng tác nhân hóa học, nhược điểm là tiêu hao điện năng Các phương pháp chính: - Oxy hóa của anot và khử của catot - Đông tụ điện - Tuyển nổi bằng điện 2.2.2.12. Phương pháp xử lý hóa học Đó là quá trình khử trùng nước thải bằng hoá chất (Clo, Ozone). Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học thường là khâu cuối cùng trong dây chuyền công nghệ trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải. Bảng 2.1: Ứng dụng quá trình xử lý hóa học Quá trình Ứng dụng Trung hòa Để trung hòa các nước thải có độ kiềm hoặc axit cao Khử trùng Để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Các phương pháp thường sử dụng là: chlorine, chlorine dioxide, bromide chlorine, ozone Các quá trình Nhiều loại hóa chất được sử dụng để đạt được những mục tiêu nhất khác định nào đó. Ví dụ như dùng hóa chất để kết tủa các kim loại nặng trong nước thải. 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 2.2.3. Phương pháp xử lý sinh học Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật. Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hoá hoặc khử các hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ. 2.2.3.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí Quá trình xử lý nước thải được dựa trên oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ oxy tự do hoà tan. Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo công trình, thì đó là quá trình sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo. Ngược lại, nếu oxy được vận chuyển và hoà tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên. Các công trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo thường được dựa trên nguyên tắc hoạt động của bùn hoạt tính (bể Aerotank trộn, kênh oxy hoá tuần hoàn) hoặc màng vi sinh vật (bể lọc sinh học, đĩa sinh học). Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên thường được tiến hành trong hồ (hồ sinh học oxy hoá, hồ sinh học ổn định) hoặc trong đất ngập nước (các loại bãi lọc, đầm lầy nhân tạo). 2.2.3.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí Quá trình xử lý được dựa trên cơ sở phân huỷ các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kỵ khí. Đối với các hệ thống thoát nước qui mô vừa và nhỏ người ta thường dùng các công trình kết hợp với việc tách cặn lắng với phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng. Các công trình được xử dụng rộng rãi là các bể tự hoại, giếng thăm, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men, bể lọc ngược qua tầng kỵ khí (UASB). 2.2.3.3. Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên Các công trình xử lý nước thải trong đất Các công trình xử lý nước thải trong đất là những vùng đất quy hoạch tưới nước thải định kỳ gọi là cánh đồng ngập nước (cánh đồng tưới và cánh đồng lọc). Cánh đồng ngập nước được tính toán thiết kế dựa vào khả năng giữ lại, chuyển hoá chất bẩn trong đất. Khi lọc qua đất, các chất lơ lửng và keo sẽ được giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất đó tạo nên 33 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận lớp màng gồm vô số vi sinh vật có khả năng hấp phụ và oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Hiệu suất xử lý nước thải trong cánh đồng ngập nước phụ thuộc vào các yếu tố như loại đất, độ ẩm của đất, mực nước ngầm, tải trọng, chế độ tưới, phương pháp tưới, nhiệt độ và thành phần tính chất nước thải. Đồng thời nó còn phụ thuộc vào các loại cây trồng ở trên bề mặt. Trên cánh đồng tưới ngập nước có thể trồng nhiều loại cây, song chủ yếu là loại cây không thân gỗ. Hồ sinh học Hồ sinh học là các thuỷ vực tự nhiên hoặc nhân tạo, không lớn mà ở đấy diễn ra quá trình chuyển hoá các chất bẩn. Quá trình này diễn ra tương tự như quá trình tự làm sạch trong nước sông hồ tự nhiên với vai trò chủ yếu là các vi khuẩn và tảo. Khi vào hồ, do vận tốc chảy nhỏ, các loại cặn lắng được lắng xuống đáy. Các chất bẩn hữu cơ còn lại trong nước sẽ được vi khuẩn hấp phụ và oxy hoá mà sản phẩm tạo ra là sinh khối của nó, CO2, các muối nitrat, nitrit, Khí CO2 và các hợp chất nitơ, phốt pho được rong tảo sử dụng trong quá trình quang hợp. Trong giai đoạn này sẽ giải phóng oxy cung cấp cho quá trình oxy hoá các chất hữu cơ và vi khuẩn. Sự hoạt động của rong tảo tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trao đổi chất của vi khuẩn. Tuy nhiên trong trường hợp nước thải đậm đặc chất hữu cơ, tảo có thể chuyển tự hình thức tự dưỡng sang dị dưỡng, tham gia vào quá trình oxy hoá các chất hữu cơ. Nấm nước, xạ khuẩn có trong nước thải cũng thực hiện vai trò tương tự. Theo bản chất quá trình xử lý nước thải và điều kiện cung cấp oxy người ta chia hồ sinh học ra hai nhóm chính: hồ sinh học ổn định nước thải và hồ làm thoáng nhân tạo. Hồ sinh học ổn định nước thải có thời gian nước lưu lại lớn (từ 2 – 3 ngày đến hàng tháng) nên điều hoà được lưu lượng và chất lượng nước thải đầu ra. Oxy cung cấp cho hồ chủ yếu là khuếch tán qua bề mặt hoặc do quang hợp của tảo. Quá trình phân huỷ chất bẩn diệt khuẩn mang bản chất tự nhiên. 34 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Theo điều kiện khuấy trộn hồ sinh học làm thoáng nhân tạo có thể chia thành hai loại là hồ sinh học làm thoáng hiếu khí và hồ sinh học làm thoáng tuỳ tiện. Trong hồ sinh học làm thoáng hiếu khí nước thải trong hồ được xáo trộn gần như hoàn toàn. Trong hồ không có hiện tượng lắng cặn. Hoạt động hồ gần giống như bể Aerotank. Còn trong hồ sinh học làm thoáng tuỳ tiện còn có những vùng lắng cặn và phân huỷ chất bẩn trong điều kiện yếm khí. Mức độ xáo trộn nước thải trong hồ được hạn chế. 2.2.3.4. Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo Xử lý sinh học bằng phương pháp bám dính Các màng sinh vật bao gồm các loại vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tuỳ tiện, động vật nguyên sinh, giun, bọ, hình thành xung quanh hạt vật liệu lọc hoặc trên bề mặt giá thể (sinh trưởng bám dính) sẽ hấp thụ chất hữu cơ. Các công trình chủ yếu là bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh học có vật liệu lọc nước. Các công trình xử lý nước thải theo nguyên lý bám dính chia làm hai loại: Loại có vật liệu lọc tiếp xúc không ngập trong nước với chế độ tưới nước theo chu kỳ và loại có vật liệu lọc tiếp xúc ngập trong nước ngập oxy. Điều kiện làm việc bình thường của các loại công trình xử lý nước thải loại này là nước thải có pH từ 6,5 – 8,5; đủ oxy, hàm lượng cặn lơ lửng không vượt quá 150mg/l. Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học nhỏ giọt dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải, đảm bảo BOD trong nước thải ra khỏi bể lắng đợt hai dưới 15mg/l. Bể có cấu tạo hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng. Do tải trọng thủy lực và tải trọng chất bẩn hữu cơ thấp nên kích thước vật liệu lọc không lớn hơn 30mm thường là các loại đá cục, cuội, than cục. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong bể từ 1,5 đến 2m. Bể được cấp khí tự nhiên nhờ các cửa thông gió xung quanh thành với diện tích bằng 20% diện tích sàn thu nước hoặc lấy từ dưới đáy với khoảng cách giữa đáy bể và sàn đỡ vật liệu lọc cao 0,4 đến 0,6m. Để lưu thông hỗn hợp nước thải và bùn cũng như không khí vào trong lớp vật 35 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận liệu lọc, sàn thu nước có các khe hở. Nước thải được tưới từ trên bờ mặt nhờ hệ thống phân phối vòi phun, khoan lỗ hoặc máng răng cưa. Đĩa lọc sinh học Đĩa lọc sinh học được dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo nguyên lý bám dính. Đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ, hình tròn đường kính 2 – 4m dày dưới 10mm ghép với nhau thành khối cách nhau 30 – 40mm và các khối này được bố trí thành dãy nối tiếp quay đều trong bể nước thải. Đĩa lọc sinh học được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt với công suất không hạn chế. Tuy nhiên người ta thường sử dụng hệ thống đĩa để cho các trạm xử lý nước thải công suất dưới 5000 m3/ngày. Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước hoạt động theo nguyên lý lọc dính bám. Công trình này thường được gọi là Bioten có cấu tạo gần giống với bể lọc sinh học và Aerotank. Vật liệu lọc thường được đóng thành khối và ngập trong nước. Khí được cấp với áp lực thấp và dẫn vào bể cùng chiều hoặc ngược chiều với nước thải. Khi nước thải qua lớp vật liệu lọc, BOD bị khử và NH4+ bị chuyển hoá thành NO3- trong lớp màng sinh vật. Nước đi từ dưới lên, chảy vào máng thu và được dẫn ra ngoài. Hình 2.2: Bể lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước 36 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Xử lý sinh học bằng phương pháp bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là tập hợp vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh, thành các bông bùn xốp, dễ hấp thụ chất hữu cơ và dễ lắng (vi sinh vật sinh trưởng lơ lững). Các công trình chủ yếu là các loại bể Aerotank, kênh oxy hoá hoàn toàn, Các công trình này được cấp khí cưỡng bức đủ oxy cho vi khuẩn oxy hoá chất hữu cơ và khuấy trộn đều bùn hoạt tính với nước thải. Khi nước thải vào bể thổi khí (bể Aerotank), các bông bùn hoạt tính được hình thành mà các hạt nhân của nó là các phân tử cặn lơ lửng. Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần, cùng với các động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn, tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ chất hữu cơ hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ. Vi khuẩn và sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành tế bào mới. Trong Aerotank lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng đợt hai. Một phần bùn được quay lại về đầu bể Aerotank để tham gia quá trình xử lý nước thải theo chu trình mới. Theo nguyên lý làm việc ta có các công trình xử lý bằng bùn hoạt tính: Các công trình xử lý sinh học không hoàn toàn Thông thường đây là các loại bể Aerotank trộn hoặc không có ngăn khôi phục bùn hoạt tính, thời gian nước lưu lại trong bể từ 2 đến 4 giờ. Nồng độ chất bẩn tính theo BOD5 của nước thải sau xử lý lớn hơn hoặc bằng 20mg/l. Trong nước thải sau xử lý chưa xuất hiện Nitrat. Các công trình xử lý sinh học hoàn toàn Các loại bể Aerotank, mương oxy hoá, trong các công trình này thời gian lưu nước lại từ 4 đến 8 giờ và không quá 12 giờ. Trong thời gian này các chất hữu cơ khó bị oxy hoá sẽ được oxy hoá và bùn hoạt tính được phục hồi. Giá trị BOD5 của nước thải sau xử lý thường từ 10 đến 20mg/l. Trong nước thải đã xuất hiện Nitrat hàm lượng từ 0,1 đến 1,0 mg/l. 37 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Hình 2.3: Bể Aerotank Mương oxy hóa: Lượng bùn sinh ra và năng lượng cung cấp nhỏ hơn so với phương án cổ điển. Mương oxy hóa là dạng cải tiến của hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sử dụng bùn. Đặc điểm nổi bật của mương oxy hóa là thời gian lưu bùn dài nên xử lý chất hữu cơ triệt để. Trong mương oxy hóa sự khuếch tán của oxy đủ để khuấy trộn và đồng thời tăng khả năng tiếp xúc của vi khuẩn trong bùn hoạt tính với nước thải. Mương oxy hóa có thể gồm 1 hay nhiều mương dẫn hình tròn, oval, dạng đường đua (racetrack). Nước thải trước khi vào mương oxi phải qua quá trình tiền xử lý (xử lý cơ học, hóa lý, sinh học kị khí..) và nước thải sau khi ra khỏi mương oxy hóa được đưa về bể lắng tách sinh khối của vi khuẩn sinh ra trong mương. Nghiên cứu của Ponniah (1975) có thể ứng dụng công nghệ mương oxy hóa để xử lý nước thải của quá trình chế biến mủ ly tâm. Với công nghệ này có thể đạt được hiệu suất xử lý BOD khoảng 85% với thời gian lưu nước 17,5 ngày và lượng bùn hồi lưu là 75%. Cùng đó Ibrahim và cộng sự (1979) đã khẳng định rằng khả năng của kênh oxy hóa trong xử lý nước thải chế biến mủ ly tâm. Với thời gian lưu nước là 22 ngày có thể loại bỏ 96% BOD và 93% COD. Các công trình xử lý sinh học nước thải kết hợp ổn định bùn Đây là các bể Aerotank, hồ sinh học thổi khí hoặc kênh oxy hoá tuần hoàn với thời gian làm thoáng (cấp khí) kéo dài. Trong thời gian này, chất hữu cơ trong nước sẽ bị oxy hoá hầu hết. Nước thải sau xử lý có BOD¬5 dưới 1mg/l. Một phần bùn hoạt tính được phục 38 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận hồi, một phần khác được ổn định (oxy hoá nội bào). Bùn hoạt tính dư được đưa đi khử nước và vận chuyển đến nơi sử dụng. Các công trình xử lý sinh học nước thải có tách các nguyên tố dinh dưỡng N và P Trong các công trình này ngoài việc oxy hoá các chất hữu cơ cacbon, còn diễn ra quá trình Nitrat hoá (trong điều kiện hiếu khí), khử Nitrat (trong điều kiện thiếu khí – anoxic) và hấp thụ phốt pho trong bùn. Các công trình điển hình là các Aerotank hệ Bardenpho, kênh oxy hoá tuần hoàn, Aerotank hoạt động theo mẻ SBR, Thời gian nước thải lưu lại trong các công trình này thường 15 đến 20 giờ. Sau quá trình xử lý, BOD trong nước thải thường giảm trên 90%, nitơ tổng số giảm 80%, phốt pho tổng có thể giảm đến 70%. 2.2.4. Phương pháp khử trùng Khử trùng là một khâu quan trọng cuối cùng trong hệ thống xử lý nước sinh hoạt. Sau quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc phần lớn các vi sinh vật đã bị giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần thiết phải tiến hành khử trùng nước. Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải. Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 – 106 vi khuẩn/ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng có vi khuẩn gây bệnh. Khi xả ra nguồn nước cấp, hồ bơi, thì sẽ lan truyền bệnh rất lớn. Vì vậy cần phải tuyệt trùng nước thải trước khi xả ra ngoài. 39 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1. Một số công nghệ xử lý nước thải mủ cao su trong và ngoài nước 3.1.1. Các công nghệ xử lý ngoài nước Dưới đây là một số công nghệ của một số nước Malaysia: Bảng 3.1: Một số công nghệ xử lý nước thải cao su tại Malaysia Công Chi phí COD Q Hoạt Số Nhà máy nghệ xử 3 Vận (mg/l) (m /ngày) động Đầu tư lý hành Bể kỵ khí, bùn hoạt 1 RRIXL pilot 4000 20 Tốt Thấp Thấp tính, lắng, lọc cát Mương 2000- oxi hóa, Trung 2 Hanwella 50 Tốt Thấp 4000 lắng, lọc Bình cát Bể kỵ khí, hồ 2000- 3 Eheloyogoda 20 hiếu khí, Kém Cao Thấp 4000 lắng, lọc cát 2000- Hồ kỵ Rất 4 Kayaga 20 Kém Rất tốt 4000 khí, thấp 40 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận cánh đồng tưới Thái Lan: Tại Thái Lan công nghệ xử lý phổ biến là: Nước thải được trung hòa bằng vôi sau đó keo tụ bằng phèn sắt hoặc nhôm với nồng độ 200mg/l. Kế tiếp là xử lý kỵ khí (5-10 ngày) sau đó là xử lý sinh học bằng mương oxy hóa (2-3 ngày) 75% nước thải sau đó được dẫn qua mương tưới tiêu. Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới cũng được áp dụng rộng rãi vì chi phí đầu tư thấp. Srilanka: Hiện ở Srilanka có hơn 150 nhà máy sơ chế cao su. Một số công nghệ được áp dụng rộng rãi như: Hệ thống các hồ sinh học là kỵ khí, tùy nghi, hiếu khí, mương oxy hóa, RBC và bùn hoạt tính. 3.2.2. Các công nghệ xử lý trong nước Bảng 3.2: Một số công nghệ xử lý nước thải cao su tại Việt Nam STT Nhà máy Công nghệ xử lý Bể gạn mủ - Bể điều hòa – Hồ kị khí – 1 Cua Pari Hồ tùy chọn – Hồ lắng Bể gạn mủ - Bể tuyển nổi – Hồ kị khí – 2 Bố Lá Hồ tùy chọn – Hồ lắng Bể gạn mủ - Bể tuyển nổi – Hồ sục khí – 3 Bến Súc Hồ lắng 41 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Bể gạn mủ - Bể tuyển nổi – Hồ sục khí – 4 Dầu Tiếng Hồ lắng 5 Long Hòa Bể gạn mủ - Hồ sục khí – Hồ lắng Hồ lắng cát – Hồ kị khí – Hồ tùy chọn – 6 Phú Bình Hồ lắng 7 Tân Biên Bể gạn mủ - Bể tuyển nổi – Hồ sục khí Bể gạn mủ - Bể kị khí tiếp xúc – Bể sục 8 Vên Vên khí – Bể lắng Bể gạn mủ - Hồ kị khí – Hồ tùy chọn – 9 Bến Củi Hồ lắng Hồ lắng cát – Bể UASB – Hồ sục khí – 10 Hàng Gòn Hồ lắng Bể gạn mủ - Hồ kị khí – Hồ tùy chọn – 11 Long Thành Hồ lắng Bể gạn mủ - Bể điều hòa – Bể thổi khí – 12 Cẩm Mỹ Bể lắng Bể gạn mủ - Hồ kị khí – Hồ sục khí – Hồ 13 Xà Bang tùy chọn – Hồ lắng Bể gạn mủ - Bể điều hòa – Bể tuyển nổi – 14 Hòa Bình Bể thổi khí – Bể lắng tạm – Bể lọc sinh học 42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 3.2. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè Tính chất nước thải đầu vào Bảng 3.3: Tính chất nước thải Nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè QCVN 01- Giá trị đầu vào STT Thông số Đơn vị 2015/BTNMT nước thải cột A Lưu lượng trung bình 1 m3/ngày.đêm 1000 (Qtb) 2 pH - 4.6 – 6 6 – 9 3 BOD5 mg/l 2600 30 4 COD mg/l 4000 100 Tổng chất rắn lơ lửng 5 mg/l 382 50 (TSS) 6 Tổng Nitơ mg/l 267 50 7 N-NH3 mg/l 120 15 Nhận xét tính chất nước thải của Nhà máy cao su Suối Kè – Bình Thuận - Nhà máy sản xuất mủ cốm và mủ tờ nên nước thải có nồng độ N, BOD, COD, SS cao; pH thấp. - Nước thải mủ cao su là loại nước thải khó xử lý, tỉ lệ BOD/COD là 0,65 ( 0.6 – 0.88) cần chọn công nghệ xử lý sinh học là công nghệ chính và kết hợp thêm công nghệ xử lý cơ học vật lý để đạt đ... ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận - So: Nồng độ BOD5 nước thải vào mương oxy hóa, So = 947,7 mg/l - S: Nồng độ BOD5 sau bể lắng II, S = 28,431 mg/l -1 - kd: Hệ số phân hủy nội bào, kd = 0,05 ngày . 2800.2298  46,65 (ngày) 1000.0,5.(947,728,431)2800.2298.0,05 Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày: Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) tính theo phương trình: Y 0,5 Yobs  0,15 (mg/mg) 1.10,05.46,6kdc Lượng bùn sinh ra mỗi ngày VSS: -3 Px(VSS) = Yobs.Q.(So – S) = 0,15.1000.(947,7 – 28,431).10 =137,9 kg VSS/ngay Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS: Chọn chỉ số MLVSS: MVSS = 0,7 137,9 PkgSS197(/ ngay) x() SS 0,7 Lượng bùn cần xử lý = Tổng lượng bùn – Lượng bùn trôi ra khỏi bể lắng 3 3 -3 M(SS) = 197 (kgSS/ngay) – 1000(m /ngày).S(g/m ).10 (kg/g) = 197 – 1000.28,431.10-3 = 168,569 kgSS/ngay. Bùn tuần hoàn: 75 – 150%. Chọn tuần hoàn Qr = 100% Tính lượng khí cần thiết cho quá trình: 127 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Tính gần đúng BOD5 = 0,9BODL tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn hoạt tính: -3 MBODL= Q(So-S)/0,9 = 1000.(947,7-28,431).10 /0,9 = 1021,41 kg O2/ngày Lượng oxy cần thiết QSSQN.()4,57..(N) OCkgOngay oo1,42.P(/) ox1000.1000f 2 Trong đó: - Q: Lưu lượng vào bể, m3/ngày 3 - So: Nồng độ BOD5 đầu vào g/m 3 - S: Nồng độ BOD5 đầu ra, g/m - f: Hằng số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20, f = 0,68 - 1,42: Hệ sống đổi từ tế bào sang COD - Px: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày: Px = 197 (kg/ngđ) + - - 4,57: Hệ số sử dụng oxy khi oxy hóa NH4 thành NO3 3 - No: Tổng hàm lượng Nito đầu vào, g/m - N: Tổng hàm lượng Nito đầu ra, g/m3 1000.(947,7 28,431) 4,57.1000.(253,65 45,657) OC 1,42.197   2022,6( kgO / ngay ) o 1000.0,68 1000 2 Chọn 2 tuabin, mỗi tuabin có công suất oxy cần thiết là 2022,6/2 = 1011,3 (kgO2/ngày) Chọn tuabin dựa vào sự chỉ đạo của Viện sĩ I.a Kovlev khoa cấp thoát nước trường đại học Mixi Moscow đã chế tạo và đưa ra thị trường tuabin loại đĩa có đặc tính kỹ thuật sau: 128 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Bảng 4.22: Đặc tính kỹ thuật của tuabin dạng đĩa cánh phẳng Đường Vòng quay Số cánh Kích thước cánh Công Công suất kính quạt quạt suất hòa tan oxy tuabin Vòng/phút Vận tốc Chiều Chiều hữu ích (kgO2/ngày) đĩa (m) tiếp cao dài (kW) tuyến h(cm) l(cm) (m/s) 0,5 133 3,5 6 14 17 12 80 0,7 95 3,5 8 14 20 2,4 170 1 67 3,5 12 13 21 3,4 230 1,5 48 3,75 16 14 25 7,5 550 2 38 3,95 18 15 30 11,8 800 2,5 22 4,25 18 18 37 18,1 1250 3 27 4,5 24 17 35 26,5 1860 3,5 24 4,6 24 18 40 38,5 2600 4 22 4,76 24 20 47 52,5 3500 4,5 21 4,95 24 22 52 75 4900 (Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS.Trịnh Xuân Lai) Trong bể chứa nước của mương, sử dụng hai bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nước thải đến bể lắng - Công suất bơm:  ρ  0,023 10  1000  9,81 max n  2,8(kw )  3,8( HP ) η 1000 0,8 Trong đó: 129 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Qmax : lưu lượng nước thải lớn nhất trong ngày; 3 3 Qmax = 83,2 (m /h) = 0 . 0 2 3 ( /ms ) ; H: cột áp 10m 3 ρn : khối lượng riêng của nước; ρn = 1000 kg/m ; g: gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2; - Đường kính ống: 4441,6Q Dmmm 0,14()140() 360036000,7v  Chọn ống nhựa PVC có đường kính  = 140 mm Bảng 4.23: Thông số thiết kế mương oxy hóa Tên thông số Đơn vị Số liệu dùng thiết kế Chiều dài m 38 Chiều rộng m 15 Chiều cao m 3 Thể tích m3 1710 Thời gian lưu ngày 2,3 Tuabin cái 2 130 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 4.2.4. Bể lắng Bảng 4.24: Thông số cơ bản thiết kế bể lắng Quy Tải trọng bề mặt Tải trọng bùn Chiều 3 2 2 trình xử (m /m .ngày) (kg/m .ngày) cao bể lý Ngày Ngày Cao Giờ Trung Giờ Cao (m) Trung bình điểm bình điểm Sau bể 16,4 – 32,8 41 – 49,2 3,9 – 5,85 9,75 3,7 – 6,1 sinh học - Diện tích mặt thoáng của bể lắng trên mặt bằng ứng với lưu lượng trung bình tính theo công thức: tb Qngay 1000 2 Fm1  41,6() L1 24 Trong đó: tb Qngay : lưu lượng trung bình ngày đêm L1: tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng trung bình lấy theo bảng - Diện tích mặt thoáng của bể lắng II trên mặt bằng ứng với tải trọng chất rắn lớn nhất tính theo công thức: maxth  3 3 (QQXhh )   10 (83,2 83,2  0,6)  3000  10 2 Fm2    40,84( ) L2 9,8 Trong đó: max Qh : Lưu lượng lớn nhất giờ th th Qh : Lưu lượng bùn tuần hoàn lớn nhất trong giờ; Qh = 0,6 * Hệ số tuần hoàn  ; = 0,6 131 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận L2: Tải trọng chất rắn lớn nhất theo bảng Diện tích mặt thoáng thiết kế của bể lắng trên mặt bằng sẽ là giá trị lớn nhất trong 2 giá trị của F1 và F2. Như vậy diện tích mặt thoáng thiết kế chính là F = F1 = 41,6 m2; - Đường kính bể lắng: 44 DFm 41,67,277() ; Chọn D = 7,5 (m)  - Đường kính ống trung tâm: d = 20% * D = 20% * 7,5 = 1,4 (m) Chọn chiều cao hữu ích của bể là Hc = 4m; chiều cao lớp bùn lắng hbun = 1m; chiều cao hố thu bùn ht = 0,3m; chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2m; chiều cao bảo vệ là hbv = 0,5m. - Vậy chiều cao xây dựng của bể lắng : HHhhhhmcbtthbv  4 1 0,3 0,20,56( ) - Chiều cao ống trung tâm: hHm60%*60%*42,4() - Thể tích thực của bể lắng li tâm W41,6F 6250()Hm  3 - Thời gian lưu nước của bể lắng W250 th 3,75( ) QQth (41,6 41,6 0,6) Trong đó: 132 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Q: lưu lượng nước thải trung bình giờ (m3/h) Qth: lưu lượng tuần hoàn về mương oxy hóa Hệ số tuần hoàn  ; = 0,6 Máng thu nước Vận tốc nước chảy trong máng: chọn v = 0,7 (m/s) - Diện tích mặt cắt ướt của máng: QQ (1000600)(/) mngày3 Am t 0,027() 2 vmssngày0,7(/)86400(/) Để đảm bảo không quá tải trong máng chọn kích thước máng: cao * rộng = (250mm * 250mm) Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp them máng răng cưa thép tấm không gỉ Máng răng cưa - Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức: DDmrc (0,250,10,003)*26,8() Trong đó: D: đường kính bể lắng Bề rộng máng tràn = 0,25m Bề rộng thành bê tông = 0,1m Tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bê tông = 0,003m Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m chiều dài, khe tạo góc 900, bề rộng mỗi khe 250mm. 133 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận - Như vậy tổng số khe dọc theo máng là: 7,15 * 4 = 90 khe - Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe: QQ 1000(/)600mngày3  Q  t 2,06.104 m3/s khe Sokhekhesngày90()86400(/) Bùn sinh ra trong bể lắng - Lượng bùn sinh ra mỗi ngày: QCC*()  1000*(1585,17) W152,83(/) 12 kgngay 10001000 Trong đó: C1: hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng CCk10 aMmg*0,25*25,85p l 20 0,25*450 158(/ ) C0: hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng; C0 = 25,85 (mg/l) ap: hàm lượng phèn; ap = 20 (mg/l) k: hệ số tạo cặn từ phèn, đối với phèn nhôm kỹ thuật; k = 1 M: độ màu của nước; M = 450 C2: hàm lượng cặn đi ra khỏi bể lắng (mg/l) Với hiệu suất lắng vào khoảng 80% C20 C*20%  25,85*20%  5,17( mg / l ) Giả sử nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỷ số VSS: SS = 0,8 và khối lượng riêng của bùn tươi = 1,082 (kg/l). - Lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là: 134 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận W1152,83 Qmngay *2,82(/) 3 tuoi 0,05*1,08210000,05*1,082*1000 - Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học: MkgVSSngaytuoi W*80%152,83*0,8122,264(/) Ống dẫn nước thải ra Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7 (m/s) Lưu lượng nước thải: Q = 41,6 (m3/h) - Đường kính ống: 4441,6Q Dmmm 0,14()140() 360036000,7v  Chọn ống nhựa PVC có đường kính  = 140 mm Ống dẫn bùn Chọn tốc độ bùn chảy trong ống: v = 0,7 (m/s) - Lưu lượng bùn: 2,82 m3/ngày - Đường kính ống dẫn là: 4*4*2,82Q Dmmm 0,037( )37() 3600*v *3600*0,7* Chọn ống nhựa PVC đường kính ống  = 50mm Bơm bùn tuần hoàn - Lưu lượng bơm: 3 3 Qt = 600 m /ngày = 0,00694(m /s) Cột áp bơm: H = 7,5m - Công suất bơm: Q*** g H 0,00694*1000*9,81*7,5 Nt   0,638( kw ) 1000* 1000*0,8 Trong đó: : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93; chọn = 0,8  : Khối lượng riêng của nước (kg/m3) 135 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Bảng 4.25: Tổng hợp tính toán bể lắng Kí Thông số Đơn vị Giá trị hiệu Đường kính bể lắng D mm 7,5 Chiều cao bể lắng Htc m 8 Đường kính ống trung tâm d mm 1,4 Chiều cao ống trung tâm h mm 2,4 Thời gian lưu nước t h 3,75 Đường kính máng răng cưa Drc mm 8,3 Tổng số khe của máng răng cưa khe 90 Thể tích bể lắng W m3 250 136 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ Trong quá trình xây dựng thì tùy theo chức năng và yêu cầu của từng bể mà ta chọn loại vật liệu cũng như là kết cấu vật liệu phù hợp và mang tính kinh tế. Ký hiệu các loại vật liệu: A: Xây dựng bằng bê tông cốt thép chi phí 1m3 vật liệu là 4.000.0000đ B: Xây dựng bằng gạch và có bê tông cốt thép chi phí xây dựng 1m3 vật liệu là 1.500.000đ C: Xây dựng bằng thép chi phí 1m2 là 6.500.000đ 5.1. Tính toán chi phí phương án 1: Bảng 5.1: Chi phí xây dựng phương án 1 Diện tích Thành Tiền STT Công Trình VLXD Số Lượng xây dựng ( đồng ) Mương đặt 1 B 01 1(m3) 1.500.000 song chắn rác 2 Bể gom B 01 36(m3) 54.000.000 3 Bể Gạn Mủ B 02 315(m3) 472.500.000 4 Bể Tuyển Nổi C 01 294(m3) 1.911.000.000 5 Bể Điều Hòa A 01 392(m2) 1.568.000.000 6 Bể UASB A 01 280(m3) 1.120.000.000 7 Bể Anoxit A 01 294(m3) 1.176.000.000 8 Bể Aerotank A 01 320(m3) 1.280.000.000 9 Bể Lắng A 01 250(m3) 1.000.000.000 137 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 10 Bể Trung Gian A 01 78,8(m3) 315.200.000 11 Bồn lọc áp lực C 02 100.000.000 12 Bể khử trùng B 01 20,8(m3) 31.200.000 13 Bể chứa bùn A 01 180(m3) 720.000.000 Nhà Điều 14 B 01 20(m3) 30.000.000 Hành Tổng cộng 9.779.400.000 5.1.1. Chi phí lắp đặt thiết bị Bảng 5.2: Bảng chi phí lắp đặt thiết bị phương án 1 Số Đơn giá Thành tiền STT Thiết bị lượng (đồng) (đồng) 1 Song chắn rác 1 1.500.000 1.500.000 2 Bơm chìm 10 10.500.000 105.000.000 3 Máy thổi khí 3 68.000.000 204.000.000 Bộ phân tách 3 pha trong bể 4 UASB 2 15.000.000 30.000.000 5 Bơm định lượng 3 5.500.000 16.500.000 Máy khuấy trộn 6 chìm 3 70.000.000 210.000.000 7 Bơm hút bùn 2 1.500.000 3.000.000 Bơm tuần hoàn 8 bùn 3 2.500.000 7.500.000 138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Bồn chứa hóa 9 chất 3 2.500.000 7.500.000 10 Máy ép bùn 1 450.000.000 450.000.000 Hệ thống đường ống kỹ thuật, ống 11 dẫn hóa chất 30.000.000 30.000.000 Cầu thang, lan 12 can, sàn công tác 30.000.000 30.000.000 Bơm nước thải 13 tuần hoàn 1 15.000.000 15.000.000 Đường ống dẫn 14 khí nén 15.000.000 15.000.000 Đĩa phân phối 15 khí 36 330.000 11.880.000 Tổng: 1.136.880.000 Tổng vốn đầu tư cơ bản cho trạm xử lý nước thải Tổng = Chi phí xây dựng + Chi phí máy móc thiết bị = 9.779.400.000 + 1.136.880.000 = 10.916.280.000 VNĐ 5.1.2. Chi phí vận hành hệ thống 2 công nhân và 2 nhân viên kĩ sư, thay phiên theo ca trực hằng ngày. Giả sử lương 1 tháng của công nhân là 3 triệu, lương kĩ sư vận hành là 6 triệu. - Chi phí chi trả cho công nhân viên vận hành trong 1 năm: Tnhancong = (2 3.000.000   2 6.000.000) 12 216.000.000 (VNĐ) = 592 VNĐ/ngày Chi phí điện năng 139 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Bảng 5.3: Bảng chi phí điện năng phương án 1 Thời Gian Điên năng STT Thiết Bị Số lượng Công suất hoạt động tiêu thụ Bơm nước 1 1 1,55kW 24 37,2kW thải bể gom Bơm nước bể 2 1 2,8kW 24 67,2kW gạn mủ Bơm nước bể 3 1 1kW 24 2,4kW điều hòa Máy nén khí 4 1 18,5kW 24 444kW bể tuyển nổi Bơm tuần 5 hoàn bể tuyển 1 6,4kW 8 51,2kW nổi Máy khuấy bể 6 2 9,5kW 24 456kW điều hòa Máy khuấy bể 7 1 9,5kW 24 228kW Anoxit Máy nén khí 8 1 12,5kW 24 300kW bể aerotank Bơm chìm bể 9 1 1,41kW 24 33,6kW trung gian 140 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Bơm rửa 10 ngược bồn lọc 1 2,56kW 8 20,48kW áp lực Bơm định 11 3 0,18kW 5 2,7kW lượng hóa chất 12 Bơm bùn 3 0,638kW 8 78,15kW Tổng cộng 1720,93kW Giả sử chi phí điện 1kW/h = 2000VNĐ Tổng chi phí điện năng cho 1 ngày = 1720,93KW x 2000 = 3.441.860 VNĐ Chi phí sửa chữa Chiếm 2% chi phí xây dựng và chi phí thiết bị :Tsửa =10.916.280.000 x 2% = 218.325.600 VNĐ = 598.152 VNĐ/ngày Chi phí hóa chất Nước thải cao su có pH thấp nên cần phải nâng pH của nước thải lên 7 để tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật kỵ khí ở bể UASB hoạt động. pH đầu vào theo khảo sát của bể cân bằng là: pH = 5,5 Nước thải có pH = 5,5 H   = 10-5,5 mol/l Nồng độ OH  cần dùng là : [OH-] = 10-5,5- 107 = 3,06 x 10-6 mol Lượng NaOH 30% rắn cần dung cho 1 m3 nước thải là: M = 3,6 x 10-6 [mol] x 10000( l/m3) x 40 g/mol x 100/30 = 0,41 g/m3 . Lượng NaOH ước tính dùng cho 1 ngày là : 0,41 x 1000 = 410 (g/ngày) = 0,41 kg/ngày 141 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Chi phí NaOH : 0,41 x 10000 = 4.100 VNĐ NaOCl: 2kg/ngày x 365 ngày x 7.000 VNĐ/kg = 5.110.000 VNĐ Tổng chi phí hóa chất trong 1 năm: Thoáchat 4100 x 365 + 5.110.000 = 6.606.500 VNĐ = 18.100 VNĐ/ngày. Chi phí khấu hao Chi phí xây dựng được khấu hao trong 20 năm, thiết bị 10 năm Tkhấuhao = 9.779.400.000 /20 + 1.136.880.000/10 = 602.658.000 VNĐ/năm = 1.651.117 VNĐ/ ngày. Chi phí xử lý 1m3 nước thải trong 1 ngày 3 CP/1m nước thải = (Tnhâncông + Tđiện + Tsửa + Thoáchất + Tkhấuhao )/1000 = (592.000 + 3.441.860 + 598.152 + 18.100 +1.651.117)/1000 = 6.301 VNĐ/m3 5.2. Tính toán chi phí phương án 2: Bảng 5.4: Chi phí xây dựng phương án 2 Diện tích Thành Tiền STT Công Trình VLXD Số Lượng xây dựng ( đồng ) Mương đặt 1 B 01 1(m3) 1.500.000 song chắn rác 2 Bể gom B 01 36(m3) 54.000.000 142 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 3 Bể Gạn Mủ B 02 315(m3) 472.500.000 4 Bể Tuyển Nổi C 01 294(m3) 1.911.000.000 5 Bể Điều Hòa A 01 392(m2) 1.568.000.000 Mương oxy 6 B 01 2298(m3) 3.447.000.000 hóa 7 Bể Lắng A 01 250(m3) 1.000.000.000 8 Bể Trung Gian A 01 78,8(m3) 315.200.000 9 Bồn lọc áp lực C 02 100.000.000 8 Bể khử trùng B 01 20,8(m3) 31.200.000 9 Bể chứa bùn A 01 180(m3) 720.000.000 Nhà Điều 10 B 01 20(m3) 30.000.000 Hành Tổng cộng 9.650.400.000 5.2.1. Chi phí lắp đặt thiết bị Bảng 5.5: Bảng chi phí lắp đặt thiết bị phương án 2 Số Đơn giá Thành tiền STT Thiết bị lượng (đồng) (đồng) 1 Song chắn rác 1 1.500.000 1.500.000 2 Bơm chìm 10 10.500.000 100.500.000 3 Máy thổi khí 3 68.000.000 204.000.000 Moto khuấy 4 mương oxy hóa 2 40.000.000 80.000.000 143 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 5 Bơm định lượng 3 5.500.000 16.500.000 7 Bơm hút bùn 2 1.500.000 3.000.000 Bơm tuần hoàn 8 bùn 3 2.500.000 7.500.000 Bồn chứa hóa 9 chất 3 2.500.000 7.500.000 10 Máy ép bùn 1 450.000.000 450.000.000 Hệ thống đường ống kỹ thuật, ống 11 dẫn hóa chất 30.000.000 30.000.000 Cầu thang, lan 12 can, sàn công tác 15.000.000 15.000.000 Bơm nước thải 13 tuần hoàn 1 15.000.000 15.000.000 Đường ống dẫn 14 khí nén 15.000.000 15.000.000 Tổng: 945.500.000 Tổng vốn đầu tư cơ bản cho trạm xử lý nước thải Tổng = Chi phí xây dựng + Chi phí máy móc thiết bị = 9.650.400.000 + 945.500.000 = 10.595.900.000 VNĐ 5.2.2. Chi phí vận hành hệ thống 2 công nhân và 2 nhân viên kĩ sư, thay phiên theo ca trực hằng ngày. Giả sử lương 1 tháng của công nhân là 3 triệu, lương kĩ sư vận hành là 6 triệu. - Chi phí chi trả cho công nhân viên vận hành trong 1 năm: 144 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Tnhancong = (23.000.00026.000.000)12216.000.000 (VNĐ) = 592 VNĐ/ngày Chi phí điện năng Bảng 5.6: Bảng chi phí điện năng phương án 2 Thời Gian Điên năng STT Thiết Bị Số lượng Công suất hoạt động tiêu thụ Bơm nước 1 2 1,55kW 24 37,2kW thải bể gom Bơm nước bể 2 1 2,8kW 24 67,2kW gạn mủ Máy nén khí 5 1 13,2kW 24 316,8kW bể điều hòa Bơm tuần 6 hoàn bể tuyển 1 6,4kW 8 51,2kW nổi Bơm nước bể 6 1 1kW 24 2,4kW điều hòa Bơm định 8 lượng hóa 3 0,18kW 5 2,7kW chất 9 Bơm bùn 3 0,638kW 8 15,312kW 145 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Tuabin khuấy 10 trộn mương 2 18,1kW 24 868,8kW oxy hóa Bơm nước bể 11 1 1,41kW 24 33,84kW trung gian Bơm rửa 12 ngược bồn lọc 1 2,56kW 8 20,48kW áp lực Tổng cộng 1415,932kW Giả sử chi phí điện 1kW/h = 2000VNĐ Tổng chi phí điện năng cho 1 ngày = 1415,932KW x 2000 = 2.831.800 VNĐ Chi phí sửa chữa Chiếm 2% chi phí xây dựng và chi phí thiết bị :Tsửa =10.595.900.000 x 2% = 211.918.000 VNĐ = 580.597 VNĐ/ngày Chi phí hóa chất Nước thải cao su có pH thấp nên cần phải nâng pH của nước thải lên 7 để tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật kỵ khí ở bể tuyển nổi và mương oxy hóa hoạt động. pH đầu vào theo khảo sát của bể cân bằng là: pH = 5,5 Nước thải có pH = 5,5 H   = 10-5,5 mol/l Nồng độ OH  cần dùng là : [OH-] = 10-5,5- 107 = 3,06 x 10-6 mol Lượng NaOH 30% rắn cần dung cho 1 m3 nước thải là: M = 3,6 x 10-6 [mol] x 10000( l/m3) x 40 g/mol x 100/30 = 0,41 g/m3 . Lượng NaOH ước tính dùng cho 1 ngày là : 146 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 0,41 x 1000 = 410 (g/ngày) = 0,41 kg/ngày Chi phí NaOH : 0,41 x 10000 = 4.100 VNĐ NaOCl: 2kg/ngày x 365 ngày x 7.000 VNĐ/kg = 5.110.000 VNĐ Tổng chi phí hóa chất trong 1 năm: Thoáchat 4100 x 365 + 5.110.000 = 6.606.500 VNĐ = 18.100 VNĐ/ngày. Chi phí khấu hao Chi phí xây dựng được khấu hao trong 20 năm, thiết bị 10 năm Tkhấuhao = 9.650.400.000/20 + 945.500.000/10 = 577.070.000VNĐ/năm = 1.581.013 VNĐ/ ngày. Chi phí xử lý 1m3 nước thải trong 1 ngày 3 CP/1m nước thải = (Tnhâncông + Tđiện + Tsửa + Thoáchất + Tkhấuhao )/1000 = (592.000 + 2.831.800 + 580.597 + 18.100 + 1.581.013)/1000 = 5.604 VNĐ/m3 5.3. Lựa chọn phương án Qua quá trình tính toán sơ bộ thì giá để xử lý 1m3 nước thải theo phương án 1 là : 6.301 VNĐ, theo phương án 2 là : 5.604VNĐ. Ở cả 2 phương án đều trải qua quá trình xử lý để tối ưu hóa các chất ô nhiễm. Tuy nhiên mỗi phương án đều có những điểm hạn chế. Vì vậy việc lụa chọn phương án đều phải xét đến các yếu tố : - Hiệu quả xử lý. - Chi phí xây dựng. - Quá trình vân hành. - Diện tích mặt bằng. 147 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Bảng 5.7: So sánh các phương án. Phương án 1 Phương án 2 Hiệu quả Đạt Đạt Chi phí 6.301VNĐ/m3 5.604VNĐ/m3 Vận hành Khó Dễ Diện tích Vừa Lớn Phương án 1 Phương án 2 Ưu điểm Công trình chính: UASB – Anoxit – Công trình chính: Mương oxy hóa Aerotank + Mương oxy hóa xử lý xuyên suốt cả + Đối với bể UASB ưu điểm xử lý BOD,COD và N,P vì cấu trúc mương được BOD,COD với nồng độ cao, có thiết kế vừa thiếu khí và hiếu khí. giảm tải trọng bùn, diện tích xây dựng Khi nước đi qua vùng hiếu khí thì sẽ nhỏ xử lý cặn và BOD,COD. Nước đi qua + Anoxit xử lý N,P cao vùng thiếu khí thì sẽ xử lý N,P. + Aerotank xử lý BOD,COD triệt để + Mương oxy hóa có thể chịu tải trọng sau khi bể UASB đã giảm tải trọng của cao, không bị sốc tải. Hiệu quả xử lý nước thải xuống và 1 phần Aerotank lớn vì thời gian lưu bùn lâu xử lý N,P. + Vận hành đơn giản + Diện tích xây dựng nhỏ và vừa. + Mực nước luôn ổn định khi công trình gặp sự cố tăng hoặc giảm lưu 148 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận lượng nhờ điều chỉnh máng tràn ở cuối mương. Nhược điểm Ở phương án 1 khi có công trình kị khí thì ta phải xây dựng bể điều hòa cánh khuấy (thiếu khí) - Đòi hỏi kỹ sư phải có trình độ cao vì vận hành cụm UASB – Anoxit – Aerotank phức tạp và đòi hỏi lượng Diện tích xây dựng mương oxy hóa lớn nước đầu vào phải luôn ổn định trong mức cho phép vì bể UASB không chịu được sốc tải. - Chi phí thiết bị, bảo trì và chi phí điện cao vì thiết bị của cụm công trình này nhiều Kết luận : Từ những yếu tố đã phân tích ta thấy phương án 2 là phù hợp với điều kiện của nhà máy dù cho diện tích xây dựng có cao hơn một chút. Vì vậy chọn phương án 2 làm phương án thiết kế cho trạm xử lý nước thải cao su Suối Kè với công suất 1000m3/ngày. 149 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 6.1. Vận hành Đảm bảo nước thải trước khi xử lý có chất lượng và lưu lượng không vượt quá giá trị thiết kế ban đầu của hệ thống. Mực nước trong bể đủ cao, để công tắc phao ở vị trí phù hợp, đúng mạch điện và bơm có thể hoạt động được. Kiểm tra hệ thống điện cung cấp cho hệ thống xử lý nước thải: + Điện áp, vôn kế, công suất phù hợp với hệ thống + Hệ thống dây điện của các thiết bị: các máy thổi khí, các máy bơm nước thải và hóa chất trong hệ thống xử lý vẩn còn tốt. + Kiểm tra trạng thái của các công tắc, cầu dao, bóng đèn. Phải đảm bảo tất cả ở trạng thái sẵn sàng làm việc. Kiểm tra hệ thống: + Kiểm tra tình trạng hoạt động của các máy móc thiết bị trong hệ thống có bị hư hỏng, thay đổi vị trí, biến dạng hay không. Kiểm tra hệ thống đường ống: + Hệ thống các đường ống dẫn nước, hóa chất và khí có bị rò rỉ hay không. + Các van trong hệ thống có hoạt động bình thường hay không. Chuẩn bị hóa chất: + Các hóa chất sử dụng phải được dự trữ với lượng thích hợp để điều chỉnh chất lượng nước thải vào hệ thống xử lý. Khi pha hóa chất cần phải mang đầy đủ dụng cụ và đồ bảo hộ. + Cần hiểu rõ được chức năng và nắm rõ được các sự cố khi sử dụng bảng điều khiển để có thể kịp thời xử lý khi gặp sự cố. 150 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận Các công trình trong hệ thống xử lý nước thải: + Hiểu rõ chức năng và nguyên lý hoạt động + Đảm bảo đủ điều kiện để các công trình có thể hoạt động. + Nắm rõ các sự cố để khắc phục kịp thời tại chính xác nơi xảy ra sự cố Cần có kể hoạch bảo trì các hạng mục công trình và máy móc theo định ky để hệ thống hoạt động tốt. 6.2. Quản lý Để giảm thiểu các sự cố môi trường đối với hệ thống xử lý nước thải, chủ đầu tư cần thực hiện các biện pháp sau: + Công nhân viên vận hành hệ thống xử lý nước thải phải được tập huấn về chương trình vận hành và bảo dưỡng của hệ thống + Tuân thủ nghiêm ngặt chương trình vận hành và bảo dưỡng được thiết lập cho hệ thống xử lý nước thải. + Chương trình vận hành và bảo dưỡng hệ thống xử lý nước thải cứ sau 3 năm sẽ được cập nhập. + Thực hiện quan trắc định kỳ lưu lượng và chất lượng nước thải cho hệ thống xử lý nước thải. + Có bảng tóm tắt hướng dẫn cách khắc phụ các sự cố xảy ra. Biện pháp khắc phục sự cố của máy móc thiết bị vận hành trạm xử lý nước thải + Biện pháp khắc phục các sự cố bất thường do thiết bị hư hỏng, ngừng hoạt động, làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải. khi đó, công nhân vận hành sẽ thực hiện như sau: + Tắt hệ thống, kiểm tra và thay dây 151 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận + Liên hệ với nhà cung cấp để sửa chữa Biện pháo khắc phục sự cố xảy ra trong quá trình bùn hoạt tính + Đảm bảo lượng bùn cung cấp cho quá trình xử lý sinh học, tránh tình trạng để tuổi bùn quá cao hoặc quá tấp làm cho nước sau xử lý bị đục. + Đảm bảo lưu lượng cấp khí cho mương oxy hóa, nếu dòng khí xáo trộn quá mạnh phá vỡ bông bùn hoặc thiếu khí làm dòng ra khỏi bể lắng bị đục + Điều chỉnh tuổi bùn và lưu lượng bùn tuần hoàn khi bể lắng nổi bùn cục. + Tăng lưu lượng bùn tuần hoàn, tăng cung cấp khí cho mương oxy hóa, rửa sạch các vách bể lắng và ở những nơi bùn bám dính khi bể lắng nổi bùn cục và cục bùn đen. + Tăng tốc độ xả bùn dư khi váng nổi dày màu nâu sẫm. + Điều chỉnh pH (6,5 ÷ 8) khi pH thấp làm bùn tạo khối lớn gây lắng chậm. + Điều chỉnh DO (> 2mg/l), tăng liều lượng chất dinh dưỡng (BOD:N:P = 100:5:1) khi thiếu chất dinh dưỡng làm bùn tạo khối lớn. + Kiểm tra và bảo trì định kì motor khuấy của mương Biện pháp khi bể xử lý nước thải bị vỡ, rò rỉ + Trường hợp các bể như sinh học, khử trùng, lắng, điều hòa bị rò rỉ, vỡ bể. Công ty sẽ xây dựng bể tiếp nhận có thể tích lớn để tăng khả năng lưu chứa nước thải trong quá trình khắc phục sự cố. + Khi bị hai sự cố trên công ty sẽ liên hệ ban quản lý để báo cáo và đưa phương án giải quyết khắc phục kịp thời. Trường hợp xấu nhất, nước thải chưa được xử lý xả vào hệ thống thoát nước thải tập trung của khu công nghiệp thì nước thải trước khi thoát ra nguồn tiếp nhận vẫn được xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 01:2015/BTNMT, cột A. 152 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m3/ngày đêm. Xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai. [2]. Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp – tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết. [3]. Kỹ thuật xử lý nước thải – Lâm Vĩnh Sơn. [4]. Tài liệu kỹ thuật – Hướng dẫn đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý nước thải và giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải đối với ngành cao su– Tổng cục môi trường [5]. Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ và Photpho – Lê Văn Cát [6]. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải cao su – QCVN 01:2015/BTNMT [7]. Báo cáo ngành cao su của tập đoàn FPT [8]. Báo cáo ngành cao su của tập đoán MIB [9]. Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung [10]. Bộ môn chế biến – Ngành cao su Việt Nam [11]. Xử lý nước thải – PGS.TS. Hoàng Huệ [12]. Anearobic Sewage Treatment – Adrianus C.van Haandel and Gatze Lettinga [13]. Wastewater Engineering Treatment And Reuse – Metcaft & Eddy,1991. [14]. Tài liệu công ty TNHH Cao Su Bình Thuận [15]. Công nghệ xử lý nước thải – Trần Văn Nhân 153