Nghiên cứu mô hình phục vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phần in lụa Bình Định

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là một nước đang phát triển. Công nghiệp hóa - hiện đại hóa được xem như chìa khóa để phát triển đất nước. Hiện nay, với hơn 800.000 cơ sở sản xuất công nghiệp và gần 70 khu chế xuất - khu công nghiệp tập trung đã đóng góp một phần rất lớn vào GDP của đất nước. Tuy nhiên, vấn đề bảo vệ môi trường chưa được quan tâm đúng mức. Thực tế khoảng 90% cơ sở công nghiệp và các khu công nghiệp chưa có hệ thống xử lý nước thải. Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy đặc biệt là bao bì giấy để đóng gói sản phẩm… ngày càng gia tăng. Tuy nhiên trong quá trình sản xuất giấy, sản xuất bao bì và in ấn đã thải ra môi trường một lượng nước thải có tải lượng ô nhiễm nặng. Nước thải ngành công nghiệp sản xuất giấy và bao bì cùng với in lụa có hàm lượng các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học khá cao với độ kiềm cao, độ màu lớn, nhiều chất độc hại đối với các loài thủy sinh. Do đó, vấn đề được đặt ra là làm thế nào để giảm bớt nồng độ ô nhiễm đến mức độ cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam trước khi thải ra môi trường. Vì vậy mà việc xử lý nước thải là một việc làm hết sức cần thiết và cấp bách hiện nay. Từ những vấn đề thực tế trên và để góp phần cải thiện môi trường, ngăn ngừa ô nhiễm nước thải, em đã tiến hành luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu mô hình phục vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần in lụa Bình Định”. Với đề tài này em hy vọng đóng góp một phần vào việc giảm thiểu sự ô nhiễm do nước thải sản xuất giấy và bao bì gây ra. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần in lụa Bình Định nhằm giảm thiểu ô nhiễm do nước thải của công ty gây ra cho môi trường. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Thời gian nghiên cứu: Từ 1.10.2007 – 25.12.2007. Tìm hiểu về thành phần và tính chất nước thải của Công ty cổ phần in lụa Bình Định từ đó đưa ra biện pháp xử lý thích hợp để nước thải ra đạt tiêu chuẩn môi trường. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp luận Nước thải từ Công ty cổ phần in lụa Bình Định có hàm lượng SS, COD, độ màu rất cao, do đó khi thâm nhập vào môi trường nước mặt sẽ phá vỡ cân bằng sinh thái, gây ra mùi khó chịu, gây ảnh hưởng đến đời sống của cộng đồng dân cư xung quanh. Do đó, nước thải từ nhà máy trước khi vào môi trường cần phải được xử lý nhằm giảm các tác hại đến môi trường đất, nước và cộng đồng. Như vậy, với mục tiêu đã đề ra, trong luận văn này em sẽ tập trung nghiên cứu, phân tích thành phần nước thải, đề xuất biện pháp xử lý phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm đến mức có thể chấp nhận được. Phương pháp thực tế Trong quá trình làm luận văn có sử dụng các phương pháp sau: Phương pháp thực tế: Thu thập, xử lý và tổng hợp các tài liệu cần thiết có liên quan đến đề tài. Phương pháp kế thừa: Trong quá trình thực hiện đã tham khảo các đề tài có liên quan đã thực hiện. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải. Phương pháp thực nghiệm trên mô hình: Mô hình Jartet và lắng. Phương pháp tham khảo ý kiến. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Để đạt được mục tiêu của đề tài, thực hiện các nội dung sau: Thu thập các tài liệu liên quan đến đề tài. Tìm hiểu dây chuyền sản xuất của công ty Lấy mẫu, chạy mô hình, phân tích 1 số chỉ tiêu: pH, SS, độ màu, COD. Dựa vào các thông số đã chạy mô hình, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp với công ty. Ý NGHĨA Đề tài tập trung phân tích, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cho Công ty cổ phần in lụa Bình Định từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện chất lượng môi trường. Đề tài sẽ đóng góp thêm tư liệu về xử lý nước thải ngành công nghiệp sản xuất giấy và bao bì. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ CÔNG TY CỔ PHẦN IN LỤA BÌNH ĐỊNH TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY Giới thiệu chung Ngaønh coâng nghieäp giaáy Vieät Nam hôn 20 naêm qua ñaõ phaùt trieån vôùi toác ñoä taêng tröôûng trung bình 17%. Chaát löôïng ngaøy caøng cao ñaùp öùng cho nhu caàu xuaát khaåu. Baûng 2.1: Saûn löïông giaáy saûn xuaát vaø nhaäp khaåu qua moät soá naêm Giaáy Ñôn vò Naêm 2003 Naêm 2004 Naêm 2005 Saûn xuaát Ngaøn taán 642 753,791 980 Xuaát khaåu Ngaøn taán 96,426 117,1 135,5 Nhaäp khaåu Ngaøn taán 425 484 523,85 Nguoàn: Boä Coâng Nghieäp Ñoái vôùi ngaønh coâng nghieäp giaáy Vieät Nam, nhìn chung, coâng ngheä vaø thieát bò ôû trình ñoä thaáp vaø chaäm phaùt trieån so vôùi theá giôùi, tröø Baõi Baèng vaø Taân Mai, taát caû caùc doanh nghieäp coøn laïi ñeàu saûn xuaát theo phöông phaùp kieàm khoâng thu hoài hoùa chaát neân khoù kieåm soaùt chaát löôïng, giaù thaønh cao vaø gaây oâ nhieãm moâi tröôøng, saûn xuaát keùm hieäu quaû, tieâu toán nhieàu nguyeân nhieân vaät lieäu vaø naêng löôïng. Vieäc xöû lyù nöôùc thaûi trong caùc cô sôû saûn xuaát giaáy vaãn chöa ñöôïc caûi thieän, thaäm chí coù khu vöïc moâi tröôøng bò oâ nhieãm naëng neà hôn, nhaát laø ôû caùc laøng ngheà saûn xuaát giaáy truyeàn thoáng. Maùy moùc thieát bò vaø coâng ngheä cuûa caùc nhaø maùy giaáy Vieät Nam hieän nay khoâng theå ñaùp öùng ñöôïc tieâu chuaån moâi tröôøng. Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy Nguyên liệu Saûn xuaát giaáy söû duïng ba nguoàn sôïi chính: Nguyeân lieäu goã, caùc loaïi thöïc vaät phi goã vaø giaáy taùi sinh. Ngoaøi ra caùc thaønh phaàn khoâng phaûi sôïi giaáy cuõng ñöôïc duøng trong saûn xuaát giaáy ñeå taïo theâm moät soá ñaët tính cho giaáy. Caùc chaát phuï gia naøy ñoùng vai troø quan troïng trong heä thoáng saûn xuaát giaáy. Moät soá phuï gia bò thaûi ra vôùi soá löôïng lôùn theo doøng thaûi cuûa nhaø maùy giaáy vaø moät soá khaùc ñöôïc giöõ laïi trong giaáy thaønh phaåm. Caùc chaát phuï gia goàm coù: Caùc chaát trôï baûo löu (pheøn nhoâm Al2(SO4)3, nhöïa thoâng, tinh boät, caùc polyme tan trong nöôùc hay duøng laø polyacrylamid …) coù taùc duïng laøm taêng lieân keát cho sôïi giaáy. Chaát ñoän (kao lanh (khoaùng trong ñaát seùt), boät hoaït thaïch (talc), ñaù phaán (CaCO3), ñaù voâi( limestone), ñaù hoa…) laáp vaøo choã troáng giöõa nhöõng xô sôïi laøm trôn mòn beà maët, caûi thieän ñoä traéng, ñoä boùng cuûa giaáy. Goã laø nguyeân lieäu phoå bieán nhaát ñöôïc söû duïng ñeå laøm giaáy, ñöôïc chia thaønh hai loaïi laø goã meàm vaø goã cöùng. Vieäc söû duïng goã laøm giaáy giöõa caùc vuøng treân theá giôùi cuõng coù söï khaùc bieät lôùn. Trong toång haøm löôïng röøng treân theá giôùi thì nöôùc Nga chieám hôn moät nöõa löôïng röøng goã meàm, phaàn lôùn röøng laù roäng thì toàn taïi ôû vuøng nhieät ñôùi, ñaët bieät ôû chaâu Phi vaø chaâu Myõ la tinh. Baûng 2.2: Saûn löôïng sôïi giaáy naêm 1991 vaø caùc con soá öôùc ñoaùn cho naêm 2010 (trieäu taán) Loaïi sôïi giaáy Caùc nöôùc phaùt trieån Caùc nöôùc ñang phaùt trieån 1991 2010 1991 2010 Sôïi goã 140 226 14 32 Sôïi phi goã 1 3 14 23 Sôïi taùi sinh 69 133 20 40 Toång löôïng sôïi 210 362 48 95 Saûn löôïng giaáy 200 349 43 94 Nguoàn: Ngaønh giaáy tieán tôùi naêm 2010, FAO, Rome 1994 Nguyeân lieäu sôïi phi goã laø nguoàn sôïi thoâ quan troïng ñoái vôùi nhieàu cô sôû saûn xuaát boät giaáy ñaët bieät laø ôû chaâu AÙ. Nhö tre nöùa laø loaïi caây sinh tröôûng töï nhieân taïi caùc vuøng nhieät ñôùi, laø nguyeân lieäu coù sôïi daøi ñöôïc söû duïng nhieàu ôû caùc nöôùc Aán Ñoä, Bangladesh vaø Vieät Nam. Baûng 2.3: Caùc loaïi sôïi giaáy phi goã ñöôïc quan taâm nhaát trong saûn xuaát giaáy Nhoùm Caùc loaøi caây ñöôïc söû duïng Rôm raï vaø coû Luùa mì, gaïo, caây löông thöïc, coû Mía vaø lau saäy Mía, lau saäy, thaân caây ngoâ Caây caønh goã Caây ñay, caây lanh, caây gai daàu, boâng, ñaäu naønh Sôïi töø laù caây Laù chuoái, caây sizan, henequen, caây döùa Tre nöùa Nhieàu loaøi khaùc nhau Nguoàn: Kyõ thuaät xenluloâ vaø giaáy, Nguyeãn Thò Ngoïc Bích 2003 Caùc loaïi sôïi taùi sinh hieän nay laø nguoàn nguyeân lieäu quan troïng nhaát cho ngaønh giaáy ôû caùc nöôùc ñang phaùt trieån. Giaáy loaïi (giaáy pheá thaûi) ñöôïc thu gom, mua baùn ñeå söû duïng cho caùc muïc ñích nhö laøm nhieân lieäu, vaät lieäu laøm bao bì ñoùng goùi… Ngoaøi ra vieäc thu hoài taùi söû duïng giaáy loaïi mang laïi nhöõng lợi ích tích cöïc veà maët moâi tröôøng. Baûng 2.4: Söû duïng sôïi giaáy taùi sinh vaø thu hoài giaáy ôû moät soá quoác gia 1994 Quoác gia Saøn löôïng giaáy Söû duïng sôïi taùi sinh Tieâu thuï giaáy Thu gom giaáy Tæ leä thu hoài coù ñieàu chænh Chi-leâ 0.553 0.163 0.586 0.208 41.0 Ñöùc 14.457 8.160 16.335 9.690 84.7 Hung-ga-ri 0.33 0.277 0.537 0.202 37.6 Thaùi Lan 1.643 1.180 2.036 0.721 35.4 Myõ 82.135 27.204 86.506 35.053 45.0 Nguoàn: Baùo caùc kyõ thuaät – Quản lyù moâi tröôøng trong coâng nghieäp boät giaáy vaø giaáy (Vieän Khoa hoïc vaø Moâi tröôøng) Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy Công nghệ sản xuất bột giấy Hình 2.1: Coâng ngheä saûn xuaát boät giaáy Công nghệ sản xuất giấy Xử lý sợi nguyên liệu Nghiền bột Rửa Sàng lọc Tẩy Phơi sấy Xeo giấy Sợi nguyên liệu Hóa chất, năng lượng Nước Năng lượng Hóa chất, năng lượng Năng lượng Hóa chất, nước, năng lượng Chất thải rắn Chất khí và hơi nước Chất hòa tan, hóa chất dư Chất thải rắn Chất hòa tan Năng lượng Chất thải rắn, chất hòa tan, hóa chất dư thừa Hình 2.2: Coâng ngheä saûn xuaát giaáy Công nghệ sản xuất giấy dùng làm bao bì Quaán cuoän Xeo Nöôùc thaûi Caét Haàm quaäy Chaát thaûi raén Saøng rung Nöôùc thaûi Hình 2.3: Qui trình saûn xuaát giaáy duøng laøm bao bì Hoà chöùa Phaân loaïi Chaát thaûi raén Nöôùc Nghieàn Nöôùc Thuøng carton laøm töø bìa löôïn soùng cuõ Thaønh phaåm Caùc coâng ñoaïn trong quy trình saûn xuaát giaáy vaø boät giaáy Coâng ñoaïn saûn xuaát boät giaáy Coâng ñoaïn saûn xuaát boät giaáy laø giai ñoaïn cheá bieán ñeå taùch thaønh phaàn xô sôïi töø nguyeân lieäu goã hay moät soá thöïc vaät baèng phöông phaùp hoaù hoïc hay cô hoïc. Tröôùc khi ñi vaøo quy trình cheá bieán boät, goã ñöôïc boùc voû vì thaønh phaàn naøy chöùa nhieàu taïp chaát laøm aûnh höôûng ñeán tính chaát saûn phaåm vaø laøm tieâu toán nhieàu naêng löôïng, hoaù chaát. Nöôùc röõa goã sau khi laéng seõ ñöôïc ñöa trôû laïi söû duïng cho thieát bò boùc voû. Tieáp theo laø giai ñoaïn caét goã thaønh daêm vaø saøng choïn ñeå coù daêm ñoàng ñeàu. Sau ñoù ñeán quy trình xöû lyù nhaèm muïc ñích laøm meàm hoaëc laøm hoaø tan phaàn lignin, töø ñoù caùc boù sôïi seõ ñöôïc giaûi phoùng döôùi taùc duïng hoaù hoïc hoaëc cô hoïc, caùc sôïi xenluloâ seõ ñöôïc taùch rôøi ra vaø taïo neân huyeàn phuø ñoàng nhaát trong nöôùc. Sau khi taùch sôïi, boät ñöôïc röõa ñeå loaïi boû caùc chaát hoaø tan. Keát thuùc coâng ñoaïn taïo boät, boät giaáy thöôøng coù maøu naâu saãm neân caàn tieán haønh quaù trình taåy traéng boät ñeå loaïi boû maøu cuûa boät. Caùc chaát ñöôïc söû duïng trong taåy traéng boät giaáy thöôøng laø Clo vaø chaát chieát (C + E), Hypoclorit (dung dòch NaOCl), dung dòch Dioxit Clo, khí Oâxy keát hôïp dung dòch NaOH… Tuyø theo yeâu caàu cuï theå boät ñöôïc taåy traéng ôû möùc ñoä khaùc nhau. Baûng 2.5: Baûng phaân loaïi caùc quy trình saûn xuaát boät giaáy vôùi moät soá tính chaát quan troïng (döïa theo Haskoning, 1993) Hoaù chaát Cô hoïc/ CMP Baùn hoaù chaát Cheá bieán giaáy taùi sinh Phöông phaùp taïo boät Caùc hoaù chaát vaø nhieät (ít hoaëc khoâng coù naêng löôïng cô hoïc) Naêng löôïng cô hoïc (hoaù chaát vaø nhieät) Keát hôïp xöû lyù hoaù hoïc vaø cô hoïc Naêng löôïng cô hoïc ( hoaù chaát, nhieät) Naêng suaát boät Thaáp (40 – 55%) Cao (90– 95%) Trung gian (55 – 90%) Cao (80 – 95%) Caùc quy trình thoâng duïng Sunfat Soda Sunfit SGW Boät tinh cheá cô hoïc (RMP) Boät cô nhieät (TMP) Boät hoaù nhieät cô (CMP) Baùn hoaù hoïc Sunfit trung tính (NSSC) Nguyeân Lieäu Goã cöùng vaø goã meàm Caây haøng naêm, tre nöùa Goã cöùng vaø goã meàm Caây haøng naêm, tre nöùa Goã cöùng Caây haøng naêm, tre nöùa Taát caû caùc loaïi giaáy taùi sinh Nguoàn: Theo baùo caùc kyõ thuaät – Quaûn lyù moâi tröôøng trong coâng nghieäp boät giaáy vaø giaáy (Vieän Khoa hoïc vaø Moâi tröôøng) Coâng ñoaïn saûn xuaát giaáy Coâng ñoaïn saûn xuaát giaáy laø giai ñoaïn taïo hình tôø giaáy töø caùc loaïi boät giaáy (hay coøn goïi laø coâng ñoaïn xeo). ÔÛ coâng ñoaïn naøy seõ dieãn ra quaù trình xöû lyù cô hoïc (nhö quaù trình nghieàn), hay hoaù hoïc (nhö söû duïng moät soá phuï gia). Boät sau khi taåy traéng ñöôïc nghieàn, ñaây laø quaù trình thuyû hoaù vaø choåi hoaù sôïi, nhaèm laøm taêng ñoä lieân keát sôïi, caûi thieän moät vaøi tính naêng cô lyù cho tôø giaáy. Sau cuøng laø giai ñoaïn taïo hình tôø giaáy – huyeàn phuø boät seõ ñöôïc pha loaõng, saøng loïc, phoái troän vôùi moät soá phuï gia caàn thieát, roài ñöa qua maùy xeo giaáy. Treân maùy xeo, hình thaønh baêng giaáy öôùt, keá ñoù noù seõ ñöôïc eùp, saáy vaø cuoái cuøng qua moät soá xöû lyù beà maët ñeå cho ra caùc saûn phaåm giaáy khaùc nhau theo yeâu caàu saûn xuaát. Caùc taùc ñoäng ñeán moâi tröôøng do saûn xuaát giaáy vaø boät giaáy Söû duïng taøi nguyeân Taùc ñoäng moâi tröôøng chính phaùt sinh töø saûn xuaát giaáy vaø boät giaáy baét nguoàn töø vieäc söû duïng taøi nguyeân taïi caùc nhaø maùy. Coâng nghieäp giaáy vaø boät giaáy duøng nguoàn nguyeân lieäu thoâ chuû yeáu laø goã, tre nöùa, loà oâ….Maø vieäc troàng troït, chaêm soùc, thu hoaïch vaø vaän chuyeån nguoàn nguyeân lieäu naøy coù theå daãn ñeán nhöõng roái loaïn nghieâm troïng trong heä sinh thaùi vaø neàn sinh vaät ôû ñòa phöông. Caùc nhaø maùy saûn xuaát giaáy ñaõ söû duïng raát nhieàu nöôùc, thaûi ra khoái löôïng nöôùc thaûi lôùn. Ñieän naêng ñöôïc söû duïng ñeå chaïy bôm, caùc thieát bò tinh luyeän, baêng taûi..., trong khi ñoù nhieät naêng ñöôïc söû duïng ñeå taïo ra nhieät ñoä caàn thieát cho caùc phaûn öùng hoaù hoïc saûy ra. Vieäc söû duïng nguoàn nguyeân lieäu hoaù thaïch (than ñaù ñeå ñoát loø hôi) daãn tôùi nhöõng aûnh höôûng coù tính khu vöïc hay toaøn caàu. Maët khaùc ñaàu ra chính cuûa quaù trình saûn xuaát ngoaøi boät giaáy vaø giaáy coøn coù moät löôïng caùc vaät lieäu, hoaù chaát coøn laïi vaø naêng löôïng cuõng ñöôïc thaûi vaøo nöôùc vaø khoâng khí gaây ra caùc taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng. Khí thaûi Chaát thaûi khí chuû yeáu phaùt sinh töø quaù trình ñoát nhieân lieäu, thaønh phaàn khí thaûi bao goàm : SO2 , NO2, buïi, SO3… ÔÛ caùc nhaø maùy saûn xuaát boät hoaù hoïc, nhö boät sulfat vaø sulfit caùc chaát thaûi khí coù theå laø caùc phaàn khí xaû töø phaân xöôûng taåy traéng boät nhö Clo, ñioxyt Clo, ozoân. Ñaëc tröng hôn laø khí xaû vaø khoùi buïi töø quaù trình xaû khí khi naáu boät, ñoát dòch ñen trong loø thu hoài taùc chaát, phaùt thaûi ra moät löôïng caùc hôïp chaát höõu cô bay hôi chöùa nhieàu chaát khaùc nhau coù theå goùp phaàn hình thaønh ozoân ôû taàng ñoái löu hoaëc ôû taàng thaáp seõ tröïc tieáp gaây ra taùc ñoäng moâi tröôøng, tôùi caây coái vaø muøa maøng. Caùc haït buïi cuõng nhö caùc hôïp chaát muøi vaãn laø nhöõng chaát oâ nhieãm gaây ra taùc ñoäng tôùi moâi tröôøng vuøng laân caän cuûa caùc nhaø maùy saûn xuaát giaáy. Baûng 2.6: Nguoàn goác cuûa moät soá chaát thaûi daïng khí vaø buïi Loaïi chaát thaûi Nguoàn goác Haït buïi mòn Buïi natri töø loø thu hoài dòch ñen (boät sulfat) SO2 Chuû yeáu töø nhaø maùy saûn xuaát boät sulfit NO2, NO Töø taát caû caùc loaïi quaù trình thieâu ñoát Caùc chaát khí coù chöùa löu huyønh ( H2S, CH3SH, CH3SCH3, CH3SSCH3) Töø quaù trình naáu boät sulfat vaø töø loø thu hoài Caùc chaát höõu cô bay hôi (VOC) Phaàn khoâng ngöng töø khí xaû cuûa thaùp naáu boät vaø töø quaù trình bay hôi dòch ñen Nguoàn: Kyõ thuaät xenluloâ vaø giaáy, Nguyeãn Thò Ngoïc Bích 2003 Ngoaøi ra khí thaûi töø caùc phöông tieän giao thoâng vaän taûi cuõng laø nguoàn gaây oâ nhieãm tôùi moâi tröôøng khoâng theå khoáng cheá moät caùch chaët cheõ ñöôïc. Khi hoaït ñoäng nhö vaäy, caùc phöông tieän vaän taûi vôùi nhieân lieäu chuû yeáu laø xaêng vaø daàu diezel seõ thaûi ra moâi tröôøng moät löôïng khoùi thaûi chöùa caùc chaát oâ nhieãm khoâng khí. Thaønh phaàn khí thaûi chuû yeáu laø buïi, COx, NOx, SOx, cacbuahydro, aldehyde vaø quan troïng laø chì. Chất thải rắn Chaát thaûi raén ñöôïc hình thaønh ôû taát caû caùc coâng ñoaïn trong voøng ñôøi cuûa giaáy vaø boät giaáy. Löôïng chaát thaûi raén lôùn nhaát thaûi ra töø moät nhaø maùy boät giaáy thöôøng laø caùc loaïi voû caây vaø caùc pheá lieäu cuûa nguyeân lieäu ban ñaàu. Buøn voâi töø heä thoáng thu hoài, caùc loaïi sôïi giaáy, hoaù chaát vaø buøn sinh hoïc cuûa coâng trình xöû lyù cuoái ñöôøng oáng cuõng goùp moät phaàn vaøo löôïng chaát thaûi raén. Ñoàng thôøi phaûi keå ñeán moät löôïng buøn chöùa sôïi giaáy vaø möïc in töø coâng ñoaïn taùi sinh sôïi giaáy. Caùc chaát thaûi raén saûn sinh töø caùc nhaø maùy giaáy seõ gaây ra caùc taùc ñoäng xaáu tôùi moâi tröôøng. Ví duï nhö tro, xæ vaø caùc chaát thaûi quaù trình voâ cô khaùc thöôøng ñi vaøo ñaát. Buøn töø xuû lyù ngoaïi vi coù theå gaây ra caùc taùc ñoäng moâi tröôøng taïi ñieåm thaûi… Baûng 2.7: Caùc daïng chaát thaûi quan troïng nhaát sinh ra trong ngaønh coâng nghieäp giaáy Caùc daïng chaát thaûi Nguoàn Buøn Coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi (coù söï khaùc nhau giöõa caùc loaïi buøn cô hoïc, hoaù hoïc vaø sinh hoïc) Buïi vaø xæ Quaù trình ñoát nhieân lieäu Voû caây Quaù trình taùch voû Caùc chaát coøn laïi töø heä thoáng thu hoài hoaù chaát Heä thoáng thu hoài ( taïo boät hoaù hoïc) Buøn voâi Heä thoáng thu hoài ( taïo boät Kraft) Nguoàn: Theo baùo caùc kyõ thuaät – Quaûn lyù moâi tröôøng trong coâng nghieäp boät giaáy vaø giaáy (Vieän Khoa hoïc vaø Moâi tröôøng). Ñoái vôùi quaù trình saûn xuaát boät töø xô sôïi taùi sinh, caùc loaïi chaát thaûi raén phaùt sinh phuï thuoäc chuû îeùu vaøo möùc ñoä laøm traéng cuûa daây chuyeàn coâng ngheä. Buøn sinh ra töø saûn xuaát boät giaáy loaïi thay ñoåi raát lôùn theo loaïi giaáy ñöôïc söû duïng. Caùc chaát trong buøn thöôøng gaëp laø ñaát seùt, caùt, caùc maûnh vuïn plastic vaø caùc chaát höõu cô cuûa möïc in. Buøn thaûi ra caùc baõi raùc thöôøng chöùa treân 50% nöôùc laø ñieàu kieän thích hôïp cho caùc vi sinh vaät hoaït ñoäng maïnh taïo ra caùc khí ñoäc haïi, laøm phaùt sinh nhieàu vaán ñeà lôùn veà oâ nhieãm muøi hoâi. Baûng 2.8: Chaát thaûi raén sinh ra töø cheá bieán giaáy loaïi Daïng giaáy loaïi Yeâu caàu taïo boät Phaàn traêm chaát thaûi raén Hoãn hôïp giaáy thaûi sinh hoaït Loaïi giaáy bao bì 10 – 15% Hoãn hôïp giaáy thaûi sinh hoaït Loaïi giaáy in 15 – 25% Giaáy loaïi töø hoaït ñoäng thöông maïi Loaïi giaáy in 5 – 7% Baùo cuõ Giaáy in baùo môùi 10 – 15% Baùo cuõ Loaïi boät ít tro 10 – 20% Thuøng laøm töø bìa löôïng soùng cuõ Bìa loùt löôïn soùng 10 – 15% Thuøng laøm töø bìa löôïng soùng cuõ Bìa phaúng mòn 15 – 25% Giaáy loaïi khoâng ñi töø nguyeân lieäu goã ñöôïc löïa choïn Caùc loaïi giaáy in khoâng ñi töø nguyeân lieäu goã 3 – 5% Nguoàn: Theo baùo caùc kyõ thuaät – Quaûn lyù moâi tröôøng trong coâng nghieäp boät giaáy vaø giaáy (Vieän Khoa hoïc vaø Moâi tröôøng). Ñaëc tính nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp giaáy Ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi raát khaùc nhau veà thaønh phaàn vaø haøm löôïng ôû töøng nhaø maùy. Nhöng ñaëc ñieåm chung laø caùc chaát gaây oâ nhieãm xuaát phaùt töø goã vaø caùc taùc chaát söû duïng trong quy trình cheá bieán goã thaønh boät giaáy vaø giaáy. Tuyø theo töøng phöông phaùp saûn xuaát boät, tuyø theo töøng coâng ñoaïn trong quy trình maø nöôùc thaûi seõ coù ñaëc ñieåm khaùc nhau. 2.1.5.1. Thaønh phaàn, tính chaát nöôùc thaûi coâng nghieäp giaáy Thaønh phaàn dòch chieát töø goã Toång quaùt, goã chöùa 60-80% hydrat cacbon goàm xenluloâ vaø heâmixenluloâ, 20-40% hôïp chaát goàm lignin vaø caùc chaát nhöïa vaø chaát mang maøu. Thoâng thöôøng goã cöùng chöùa khoaûng 20%, goã meàm chöùa 25-30% lignin, ñaây laø thaønh phaàn chuû yeáu gaây ra khoù khaên cho quaù trình saûn xuaát boät giaáy. Trong quaù trình saûn xuaát boät hoaù, caùc chaát trích ly coù trong goã seõ tan trong dòch ñen. Caùc taùc chaát ñoäc haïi hieän dieän trong nöôùc thaûi sau giai ñoaïn saûn xuaát boät giaáy laø: Lignin laø chaát coù ñoä truøng hôïp cao ôû daïng voâ ñònh, thaønh phaàn chuû yeáu laø caùc ñôn vò phenylpropan noái keát vôùi nhau thaønh khoái khoâng gian ba chieàu. Lignin deã dò oxy hoaù, hoaø tan trong kieàm trong dung dòch muoái sunfit hay muoái cuûa axit H2SO4 nhö Ca(HSO3)2 khi ñun noùng. Caùc daãn xuaát töø hôïp chaát lignin, axit nhöïa, axit beùo chöa baõo hoaø, diterpin röôïu… Moät phaàn xenluloâ vaø hemixenluloâ bò thaát thoaùt, chuùng khoâng tan trong nöôùc nhöng tan trong dung moâi höõu cô vaø bò thuyû phaân trong dung dòch kieàm hay axit loaõng khi ñun soâi. Löôïng caùc chaát gaây oâ nhieãm trong nöôùc thaûi saûn xuaát boät giaáy coøn phuï thuoäc vaøo thoâng soá vaän haønh nhö: möùc ñoä nghieàn, thôøi gian taùc duïng nhieät, loaïi hoaù chaát, löôïng hoaù chaát söû duïng… Thaønh phaàn dòch sau taåy Ñoái vôùi quaù trình taåy traéng boät cô, haøm löôïng chaát höõu cô trong dòch taåy khoâng cao vì khoâng coù phaûn öùng hoaø tan lignin hay hydrat cacbon. Coøn ñoái vôùi boät hoaù thì nöôùc thaûi töø phaân xöôûng taåy traéng boät raát khoù xöû lyù. Trong caùc quy trình taåy traéng söû duïng nhöõng taùc chaát taåy coù chöùa Clo, vieäc thaûi ra nöôùc nguoàn phaûi ñöôïc xöû lyù chaët cheõ. Nöôùc traéng töø maùy xeo Heä thoáng nöôùc traéng töø phaân xöôûng xeo chuû yeáu chöùa caùc chaát raén lô löõng nhö sôïi mòn, chaát ñoän, xöû lyù ñôn giaûn nhaát laø cho laéng vaø loïc. 2.1.5.2. Khaû naêng gaây oâ nhieãm nöôùc thaûi ngaønh giaáy Saûn xuaát giaáy laø moät trong nhöõng ngaønh coâng nghieäp phaùt sinh ra moät löôïng nöôùc thaûi töông ñoái lôùn. ÖÙng vôùi moãi quaù trình saûn xuaát giaáy vaø boät giaáy thì tính chaát nöôùc thaûi vaø möùc ñoä gaây oâ nhieãm seõ khaùc nhau. Taûi löôïng lôùn nhaát cuûa chaát höõu cô trong nöôùc thaûi laø töø dòch naáu coøn dö trong quaù trình taïo boät baèng phöông phaùp sulfat hay sulfit hoaù hoïc.Vieäc thu hoài dòch naáu ñaõ söû duïng trong caùc nhaø maùy nhoû duøng nguyeân lieäu thoâ xô sôïi khoâng coù nguoàn goác töø goã raát ít phoå bieán do thieáu heä thoáng thu hoài, vì theá dòch ñaõ söû duïng thöôøng ñöôïc thaûi maø khoâng qua xöû lyù daãn ñeán taùc ñoäng nghieâm troïng tôùi moâi tröôøng. Nöôùc thaûi töø coâng ñoaïn taåy traéng cuûa caùc nhaø maùy boät giaáy hoaù hoïc chöùa moät phaàn lignin hoaø tan vaø caùc chaát taåy traéng, ñaët bieät laø hôïp chaát clo vaø hypoclorit gaây ra nhöõng vaán ñeà moâi tröôøng ñaët tröng. Nhö khi taåy traéng vôùi löôïng lôùn clo seõ taïo ra hôïp chaát ñoäc polyclorin, toàn taïi raát laâu vaø coù theå tích tuï sinh hoïc trong caùc cô theå soáng. Baûng 2.9: Caùc ñaët tính doøng thaûi cuûa quaù trình taåy traéng baèng clo Quy trình taïo boät Nguyeân lieäu sôïi giaáy Thoâng soá oâ nhieåm ( kg/taán boät giaáy) BOD COD Soda Sulfat Sulfit Sulfat Rôm Tre, nöùa Goã meàm Goã cöùng 16 17 15 16 60 90 60 60 Nguoàn: FAO, 1995 Ñaët bieät haøm löôïng lignin coù trong nöôùc thaûi saûn xuaát giaáy vaø boät giaáy laøm nöôùc thaûi coù maøu, aûnh höôûng chính cuûa maøu laø laøm giaûm söï truyeàn aùnh saùng trong nöôùc, daãn ñeán giaûm hieäu suaát cuûa nguoàn nöôùc tieáp nhaän, maát veû myõ quan. Ñoàng thôøi nöôùc thaûi trong saûn xuaát giaáy cuõng phaùt thaûi ra moät löôïng nitô vaø photpho coù theå laøm taêng möùc dinh döôõng cho nguoàn tieáp nhaän gaây hieän traïng phuù döôõng hoaù. Baûng 2.10: Coâng ngheä saûn xuaát vaø taûi löôïng nöôùc thaûi ôû moät soá coâng ty giaáy ôû Vieät Nam Cô sôû Coâng ngheä Taûi löôïng (m3/taán.ngaøy) Ñaëc tính nöôùc thaûi (mg/l) BOD5 COD SS 1 2 3 4 Sulfat coù thu hoài kieàm Hoaù nhieät cô khoâng coù thu hoài kieàm Xuùt thu hoài kieàm Xuùt khoâng thu hoài kieàm 400 – 500 200 500 500 - 600 85 80 – 160 650 125 500 400 – 800 1050 253 63 150 – 200 172 150 Nguoàn: Toång coâng ty giaáy Vieät Nam, 2002 Khaû naêng gaây oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi saûn xuaát giaáy duøng laøm bao bì Nöôùc thaûi trong saûn xuaát giaáy duøng laøm bao bì chuû yeáu phaùt sinh töø quaù trình nghieàn vaø xeo giaáy. Möùc ñoä oâ nhieãm nöôùc thaûi naøy tuyø thuoäc vaøo caùc quaù trình saûn xuaát cuûa töøng loaïi saûn phaåm vaø caùc tieâu chuaån vaän haønh. Qua khaûo saùt vaø keát quaû phaân tích thaønh phaàn nöôùc thaûi cho thaáy moät trong caùc taùc nhaân gaây oâ nhieãm chính trong quaù trình saûn xuaát giaáy taùi sinh laø caùc loaïi phaåm maøu ñöôïc söû duïng trong quaù trình saûn xuaát, ñaây chính laø nguyeân nhaân gaây neân ñoä maøu cuûa nöôùc thaûi. Ñoä maøu cao laøm ngaên caûn söï truyeàn suoát cuûa aùnh saùng maët trôøi, gaây öùc cheá quaù trình quang hôïp cuûa moät soá loaøi thuyû sinh, gaây neân nhöõng bieán ñoåi heä sinh thaùi döôùi nöôùc, aûnh höôûng ñeán ñôøi soáng con ngöôøi. Maët khaùc, haøm löôïng chaát raén lô löõng coù trong nöôùc thaûi raát cao seõ daãn ñeán hieän töôïng laéng ñoïng trong coáng thoaùt cuõng nhö boài laéng trong caùc keânh raïch. Sau moät thôøi gian lôùp caën naøy seõ hình thaønh moät lôùp muøn höõu cô maø caáu truùc cuûa noù laø voøng benzen cuøa phenol vôùi caùc maïch chính. Caáu truùc naøy laøm cho lôùp muøn trôû neân beàn vöõng hôn vôùi söï phaân huyû cuûa vi sinh vaät. Noàng ñoä caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi laø taùc nhaân gaây oâ nhieãm chính cuûa ngaønh tieåu thuû coâng nghieäp saûn xuaát giaáy, noù ñöôïc ñaùnh giaù qua caùc chæ tieâu BOD vaø COD. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN IN LỤA BÌNH ĐỊNH Giới thiệu sơ lược về công ty Công ty cổ phần in lụa Bình Định được thành lập theo Quyết định số 19/1999/QĐ-UB ngày 10/02/1999 của UBND tỉnh BÌnh Định 2.2.1.1 Vị trí xây dựng Vị trí xây dựng thuộc khu vực 7, phường Nhơn Phú, thành phố Quy Nhơn cách trung tâm gần 10 km bên cạnh trục đường Quy Nhơn – Sông Cầu đi các tỉnh ven biển miền trung và cách quốc lộ 19 đi các tỉnh Tây Nguyên khoảng 4 km. 2.2.1.2 Hiện trạng nhà xưởng Nhà xưởng sản xuất đảm bảo hướng gió và ánh sáng cho sản xuất. Khu vực sản xuất được thiết kế theo kiểu nhà công nghiệp hài hòa với không gian xung quanh đã được quy hoạch. 2.2.1.3 Nguồn cung cấp nước, điện Nguồn cung cấp nước: Xây dựng hệ thống giếng bơm tại chỗ và bắt hệ thống nước của nhà máy nước Quy Nhơn Nguồn cung cấp điện: Từ nguồn điện lưới quốc gia, thông qua lưới điện trung hạ thế tại địa điểm của nhà máy đảm bảo có nguồn điện ổn định cho sản xuất 3 ca lien tục. 2.2.1.4 Nguồn tiếp nhận nước thải Hiện nay nhà máy chưa có hệ thống xử lý nước thải, toàn bộ lượng nước thải của nhà máy được thải thẳng ra đường ống thải chung của thành phố. 2.2.1.5 Cơ cấu tổ chức a. Mô hình tổ chức quản lý ĐẠI HỘI CỔ ĐÔNG BAN KIỂM SOÁT HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ GIÁM ĐỐC ĐIỀU HÀNH PHÓ GIÁM ĐỐC PHÒNG TỔ CHỨC HÀNH CHÍNH PHÒNG KẾ HOẠCH KINH DOANH PHÒNG TÀI VỤ PHÒNG KỸ THUẬT VÀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CÁC PHÂN XƯỞNG Mô hình tổ chức sản xuất CA 1 CA 2 CA 3 CA 1 CA 2 CA 3 CA 1 CA 2 CA 3 QUẢN ĐỐC PHÂN XƯỞNG TỔ SẢN XUẤT 1 TỔ SẢN XUẤT 2 TỔ SẢN XUẤT 3 Ghi chú: : Chỉ đạo trực tiếp : Kiểm tra giám sát 2.2.2 Quy trình sản xuất Bán Kho giấy cuộn Giấy cuộn Hệ thống máy shell giấy Giấy phế liệu Sản xuất bao bì Tạo sóng bao bì 3 lớp Lô đáy Giấy cuộn Cưa kích cỡ giấy cuộn Tạo sóng bao bì 5 lớp Giàn sấy Xén kích cỡ Xả ngang dọc Cắt bao bì không in Thành phẩm 1 không in In bao bì (In lụa) Mực in Bế Dán Đóng đinh Cán sáp Thành phẩm 2 Thành phẩm 3 Thành phẩm 4 Hình 2.4: Quy trình sản xuất Daây chuyeàn saûn xuaát phaân xöôûng XEO: Giaáy vuïn Nghieàn thuûy löïc Nghieàn Haø Lan Laéng caùt Haàm quaäy Thoâng phaân löôïng Saøn rung Loâ löôùi Pha loaõng EÙp Saáy Cuoän, caét Giaáy xeo Hình 2.5: Quy trình sản xuất phân xưởng xeo Sơ đồ công nghệ phân xưởng in offset Giấy Xén giấy In offset Bế hộp Đóng gói Kho Thành phẩm Phơi bảng Bình phim Công đoạn chính khi kích cỡ chuẩn ngay từ đầu Công đoạn phụ khi kích cỡ chưa phù hợp. Hình 2.6: Quy trình sản xuất phân xưởng in 2.2.3 Đánh giá tác động môi trường Nhöõng taùc ñoäng moâi tröôøng do hoaït ñoäng cuûa Coâng ty coå phaàn in luïa Bình Ñònh bao goàm: Hoaït ñoäng vaän chuyeån vaø boác haøng ôû khu vöïc Saûn xuaát giaáy, bao bì, in aán (giaáy, vaûi, luïa…) taïo ra chaát thaûi raén, tieáng oàn, buïi, nhieät vaø nöôùc thaûi Hoaït ñoäng saûn xuaát cuûa coâng ty coù caùc taûi löôïng oâ nhieãm nheï ñoái vôùi khu vöïc laø buïi vaø tieáng oàn. Coâng ty söû duïng nöôùc vaøo muïc ñích saûn xuaát vaø sinh hoaït. Nöôùc thaûi sinh hoaït ñöôïc tích laïi trong caùc beå töï hoaïi, coøn nöôùc saûn xuaát (nöôùc thaûi giaáy, in luïa) vaø nöôùc veä sinh thieát bò nhaø xöôûng chöa ñöôïc xöû lyù, vaãn ñang thaûi thaúng ra coáng thaûi chung cuûa thaønh phoá. (Trích keát luaän cuûa baùo caùo ñaùnh giaù taùc ñoäng moâi tröôøng cuûa coâng ty coå phaàn in luïa Bình Ñònh ñaõ ñöôïc UBND tænh Bình Ñònh pheâ duyeät) Caùc bieän phaùp choáng oâ nhieãm moâi tröôøng 2.2.4.1. Bieän phaùp giaûm thieåu oâ nhieãm khoâng khí Giaûm thieåu buïi Taïi coâng ñoaïn cöa giaáy caàn che chaén vaø khoanh vuøng, traùnh nhöõng khueách taùn cuûa nhöõng maåu giaáy nhoû vaøo trong khoâng gian chung. Thöôøng xuyeân queùt doïn sau moãi ca laøm vieäc. quy hoaïch roõ raøng vaø ngaên naép caùc vuøng nguyeân lieäu vaø pheá phaåm Tieáng oàn Tieáng oàn do saûn xuaát giaáy vaø bao bì laø ñieàu khoâng theå traùnh khoûi ñoái vôùi caùc maùy coâng cuï. Ñeå giaûm oàn caàn thöôøng xuyeân duy trì cheá ñoä duy tu baûo döôõng, boâi trôn caùc cô caáu tieáp xuùc quay, kieåm tra caùc caân baèng ñoäng, tónh cuûa cô caáu quay… Nhieät ñoä Ñaây laø ñieàu caàn phaûi giaûi quyeát cuûa coâng ty ñoái vôùi moâi tröôøng lao ñoäng nhaát laø ôû coâng ñoaïn baùn thaønh phaåm (nôi coù cheá ñoä laøm vieäc nhieät ñoä cao). theo moâ hình thoâng gioù töï nhieân, vieäc boá trí nhaø xöôûng hôïp lyù keát hôïp thoâng gioù töï nhieân, thoâng gioù cöôõng böùc, keøm theo caùc cöûa ñoùn gioù vaø ñoùng gioù. Khi thieát keá nhaø xöôûng caàn chuù yù tôùi ñieàu kieän thoâng gioù töï nhieân seõ laøm nhieät thöøa vaø tieáng oàn giaûm ñaùng keå. Song song caùc bieän phaùp treân, coâng ty cuõng coù theå boá trí caùc quaït thoâng gioù cuïc boä trong caùc boä phaän coù nhieät cao nhaát cuõng laøm giaûi phoùng nhieät thöøa cuïc boä. 2.2.4.2. Xöû lyù chaát thaûi raén Thöïc hieän cheá ñoä thu gom haøng ngaøy sau ca laøm vieäc, saép xeáp coù traät töï, coù quy hoaïch caùc baùn thaønh phaåm vaø thaønh phaåm caùc xa choã coù nguoàn nhieät. Caàn quy ñònh choã ñeå chaát thaûi raén vôùi töøng loaïi maãu lôùn, maãu nhoû vaø pheá lieäu. Nôi ñeå chaát thaûi raánphæ khoâ raùo vaø coù caùc keát caáu bao che rieâng, ñaûm baûo tí._.nh thaåm myõ. Taùch rôøi caùc chaát raén khoâng söû duïng vaø taùi söû duïng ñöôïc vaøo moät nôi thuaän tieän cho xe coâng trình coâng coäng vaøo laáy raùc thaûi. Thöïc hieän veä sinh coâng nghieäp haøng tuaàn 2.2.4.3. Xöû lyù Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi cuûa coâng ty bò oâ nhieãm raát naëng: STT Chæ tieâu Trò soá Ñôn vò 1 pH 6,1 - 2 BOD 5956 mg/l 3 COD 10830 mgO2/l 4 SS 640 mg/l 5 Maøu 16000 Pt-Co Do ñoù caàn phaûi ñaàu tö xaây döïng 1 heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi xöû lyù cuïc boä tröôùc khi thaûi vaøo heä thoáng nöôùc thaûi chung cuûa thaønh phoá. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN IN LỤA BÌNH ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG VÀ LẮNG BẰNG MÔ HÌNH JARTET VÀ MÔ HÌNH LẮNG MÔ HÌNH KEO TỤ TẠO BÔNG Muïc ñích. Xaùc ñònh giaù trò pH toái öu cho quaù trình keo tuï taïo boâng. Xaùc ñònh lieàu löôïng pheøn toái öu cho quaù trình keo tuï taïo boâng. Cô sôû lyù thuyeát. Xöû lyù baéng phöông phaùp keo tuï laø cho vaøo nöôùc moät loaïi hoaù chaát laø chaát keo tuï coù theå ñuû laøm cho caùc haït raát nhoû bieán thaønh nhöõng haït lôùn laéng xuoáng. Thoâng thöôøng quaù trình taïo boâng xaûy ra theo 2 giai ñoaïn sau: Baûn thaân chaát keo tuï phaùt sinh thuûy phaân, quaù trình hình thaønh dung dòch keo vaø ngöng tuï. Trung hoaø haáp phuï loïc caùc taïp chaát trong nöôùc. Ñeå thöïc hieän quaù trình keo tuï, ngöôøi ta cho vaøo nöôùc caùc chaát keo tuï thích hôïp nhö pheøn nhoâm Al2 (SO4), pheøn saét FeSO4 hoaëc FeCl3. Caùc pheøn naøy ñöôïc ñöa vaøo nöôùc döôùi daïng hoaø tan. Khi cho pheøn nhoâm vaøo nöôùc, chuùng phaân ly thaønh caùc ion Al3+ sau ñoù caùc ion naøy bò thuyû phaân thaønh Al(OH)3 . Al3+ + 3 H2O = Al(OH)3 + H+ Trong phaûn öùng thuyû phaân treân ñaây, ngoaøi Al(OH)3 laø nhaân toá quyeát ñònh ñeán hieäu quaû keo tuï taïo thaønh, coøn giaûi phoùng ra caùc ion H+ . Caùc ion H+ naøy seõ ñöôïc khöû baèng ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc (ñöôïc ñaùnh giaù baèng HCO3-) . Tröôøng hôïp ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc thaáp, khoâng ñuû ñeå trung hoøa ion H+ thì caàn phaûi kieàm hoaù nöôùc. Chaát duøng ñeå kieàm hoaù thoâng duïng nhaát laø voâi (CaO) . Moät soá tröôøng hôïp khaùc coù theå duøng Na2CO3, hay NaOH. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï taïo boâng: * Trò soá pH cuûa nöôùc Nöôùc thieân nhieân sau khi ñaõ cho Al2 (SO4) vaøo, trò soá pH cuûa noù bò giaûm thaáp, vì Al2 (SO4) laø moät loaïi goàm moät loaïi muoái axit maïnh bazô yeáu. Söï thuyû phaân cuûa noù coù theå taêng tính axit cuûa nöôùc. Ñoái vôùi hieäu quaû keo tuï coù aûnh höôûng, chuû yeáu laø trò soá pH cuûa nöôùc sau khi cho pheøn vaøo. Cho neân trò soá pH döôùi ñaây ñeàu laø trò soá pH cuûa nöôùc sau khi cho pheøn vaøo. Trò soá pH aûnh höôûng raát lôùn vaø nhieàu maët ñeán quaù trình keo tuï. - Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi ñoä hoaø tan nhoâm hydroxit . Noù laø moät hydroxit ñieån hình. Trò soá pH cuûa nöôùc quaù cao hoaëc quaù thaáp ñeàu ñuû laøm cho noù hoaø tan, khieán haøm löôïng nhoâm dö trong nöôùc taêng theâm . Khi pH < 5,5: Al(OH)3 coù taùc duïng roõ raøng nhö moät chaát kieàm, laøm cho haøm löôïng Al3+ trong nöôùc taêng nhieàu nhö phaûn öùng ( 3 – 5). Al(OH) 3 + 3 H+ ® Al3+ + 3 H2O ( 3 – 5). Khi 9 > pH > 7,5: Al( OH) 3 coù taùc duïng nhö moät axit laøm cho goác AlO2 trong nöôùc xuaát hieän phaûn öùng sau: Al(OH) 3 + OH- ® AlO2 + 2 H2O Khi pH > 9, ñoä hoaø tan cuûa Al( OH) 3 nhanh choùng taêng lôùn sau cuøng thaønh dung dòch muoái nhoâm. Khi trong nöôùc coù SO4, trong phaïm vi pH = 5,5 - 7 trong vaät keát tuûa coù muoái sunfat kieàm raát ít hoaø tan. Trong phaïm vi naøy, khi trò soá pH bieán ñoåi cao muoái sunfat kieàm ôû hình thaùi Al(OH)4SO4 khi pH bieán ñoåi thaáp ôû daïng Al(OH)SO4. Toùm laïi trong phaïm vi pH töø 5,5 ñeán 7 löôïng nhoâm dö trong nöôùc ñeàu raát nhoû . - AÛnh höôûng cuûa pH ñeán ñieän tích cuûa haït keo nhoâm hyroxit. Ñieän tích cuûa haït keo trong dung dòch nöôùc coù quan heä ñeán thaønh phaàn cuûa ion trong nöôùc, ñaët bieät laø noàng ñoä ion H+. Cho neân trò soá pH ñoái vôùi tính mang ñieän cuûa haït keo coù aûnh höôûng raát lôùn. Khi 5 < pH < 8 noù mang ñieän döông, caáu taïo cuûa ñaùm keo naøy do söï phaân huûy cuûa nhoâm sunfat maø hình thaønh. Khi pH < 5 vì haáp thuï SO4 maø mang ñieän tích aâm, khi pH = 8, noù toàn taïi ôû traïng thaùi hydroxit trung tính, vì theá maø deã daøng keát tuûa nhaát. - Aûnh höôûng cuaû pH ñoái vôùi chaát höõu cô trong nöôùc. Chaát höõu cô trong nöôùc nhö chaát höõu cô bò thoái röûa, khi pH thaáp, dung dòch keo cuûa axit humic mang ñieän tích aâm. Luùc naøy deã daøng duøng chaát keo tuï khöû ñi. Khi pH cao noù trôû thaønh muoái axit humic deã tan. Vì theá maø hieäu quaû khöû ñi töông ñoái keùm. Duøng muoái nhoâm khöû loaïi naøy, thích hôïp nhaát ôû pH = 6 - 6,5. - Aûnh höôûng pH ñeán toác ñoä keo tuï dung dòch keo. Toác ñoä keo tuï dung dòch keo vaø ñieän theá cuaû noù coù quan heä. Trò soá ñieän theá caøng nhoû, löïc ñaåy giöõa caùc haït caøng yeáu, vì vaäy toác ñoä keo tuï caøng nhanh. Khi ñieän theá baèng 0 nghóa laø ñaït ñeán ñieåm ñaúng ñieän. Toác ñoä keo tuï cuaû noù lôùn nhaát. Dung dòch keo naøy hình thaønh töø hôïp chaát löôõng tính, ñieän theá cuaû noù vaø ñieåm ñaúng ñieän chuû yeáu quyeát ñònh bôûi trò soá pH cuaû nöôùc. Nhoâm hydroxit vaø caùc chaát humic, ñaát seùt hôïp thaønh dung dòch keo trong nöôùc thieân nhieân ñeàu laø löôõng tính, cho neân pH laø nhaân toá chuû yeáu aûnh höôûng ñeán toác ñoä keo tuï. Töø moät soá nguyeân nhaân treân, ñoái vôùi moät loaïi nöôùc cuï theå thì khoâng coù phöông phaùp tính toaùn trò soá pH toái öu maø chæ xaùc ñònh thöïc nghieäm. Chaát löôïng nöôùc khaùc nhau, trò soá pH toái öu khaùc nhau, nghóa laø cuõng moät nguoàn nöôùc, caùc muøa khaùc nhau, trò soá pH toái öu coù theå thay ñoåi. Khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, trò soá pH toái öu naèm trong giôùi haïn 6,6 » 7,5. Quy luaät noùi chung laø khi löôïng chaát keo tuï cho vaøo töông ñoái ít, dung dòch keo töï nhieân trong nöôùc chuû yeáu laø döïa vaøo quùa trình keo tuï cuûa baûn thaân noù maø taùch ra, neân duøng pH töông ñoái laø thích hôïp, vì khi ñieän tích döông cuaû dung dòch keo nhoâm hydroxit töông ñoái lôùn. Nhö vaäy raát coù lôïi ñeå trung hoaø ñieän tích aâm cuaû dung dòch keo töï nhieân, giaûm thaáp ñieän theá cuaû noù. Khi löôïng pheøn cho vaøo töông ñoái nhieàu. chuû yeáu laø laøm cho dung dòch nhoâm hydroxit cuaû baûn thaân chaát keo tuï hình thaønh keo tuï caøng toát. Ñeå khöû ñi vaät huyeàn phuø vaø dung dòch keo töï nhieân coù trong nöôùc, laøø döïa vaøo taùc duïng haáp phuï dung dòch keo nhoâm hydroxit, cho neân pH gaàn baèng 8 laø thích hôïp nhaát, vì nhoâm hydroxit deã keát tuûa xuoáng. Neáu ñoä kieàm cuaû nöôùc nguoàn quaù thaáp seõ khoâng ñuû ñeå khöû tính axit do chaát keo tuï thuyû phaân sinh ra. Keát quaû laøm cho trò soá pH cuaû nöôùc sau khi cho pheøn vaøo quùa thaáp. Ta coù theå duøng bieän phaùp cho kieàm vaøo ñeå ñieàu chænh trò soá pH cuaû nöôùc ra. Noùi chung kieàm cho vaøo nöôùc coù theå duøng suùt (NaOH), kali hydroxit (KOH), natri cacbonat, hay canxi hydroxit (Ca(OH)2) . * Löôïng duøng chaát keo tuï Quaù trình keo tuï khoâng phaûi laø moät loaïi phaûn öùng hoaù hoïc ñôn thuaàn, neân löôïng pheøn cho vaøo khoâng theå caên cöù vaøo tính toaùn ñeå xaùc ñònh. Tuyø ñieàu kieän cuï theå khaùc nhau, phaûi laøm thöïc nghieäm chuyeân moân ñeå tìm ra löôïng pheøn cho vaøo toái öu. Löôïng pheøn toái öu cho vaøo trong nöôùc noùi chung laø 0,1 ~ 0,5 mgñ/l, neáu duøng Al2(SO4).18 H2O thì töông ñöông 10 ~ 50mg/l. Noùi chung vaät huyeàn phuø trong nöôùc caøng nhieàu, löôïng chaát keo tuï caàn thieát caøng lôùn. Cuõng coù theå chaát höõu cô trong nöôùc töông ñoái ít maø löôïng keo tuï töông ñoái nhieàu. * Nhieät ñoä nöôùc Khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, nhieät ñoä nöôùc aûnh huôûng lôùn ñeán hieäu quaû keo tuï. Khi nhieät ñoä nöôùc raát thaáp (thaáp hôn 50C), boâng pheøn sinh ra to vaø xoáp, chöùa phaàn nöôùc nhieàu, laéng xuoáng raát chaäm neân hieäu quaû keùm. Khi duøng nhoâm sunfat tieán haønh keo tuï nöôùc thieân nhieân, nhieät ñoä nöôùc thaáp nhaát laø: 25 – 300C. Khi duøng muoái saét laøm chaát keo tuï, aûnh höôûng cuaû nhieät ñoä nöôùc ñoái vôùi hieäu quaû keo tuï khoâng lôùn. * Toác ñoä hoãn hôïp cuaû nöôùc vaø chaát keo tuï: Quan heä toác ñoä hoån hôïp cuaû nöôùc vaø chaát keo tuï ñeán tính phaân boå ñoàng ñeàu cuaû chaát keo tuï vaø cô hoäi va chaïm giöõa caùc haït keo cuõng laø moät nhaân toá troïng yeáu aûnh höôûng ñeán quùa trình keo tuï. Toác ñoä khuaáy toát nhaát laø töø nhanh chuyeån sang chaäm. Khi môùi cho chaát keo tuï vaøo nöôùc phaûi khuaáy nhanh, vì söï thuyû phaân cuaû chaát keo tuï trong nöôùc vaø hình thaønh chaát keo tuï raát nhanh. Cho neân phaûi khuaáy nhanh môùi coù khaû naêng sinh thaønh löôïng lôùn keo hydroxit haït nhoû laøm cho noù nhanh choùng khueách taùn ñeán nhöõng nôi trong nöôùc kòp thôøi cuøng vôùi caùc taïp chaát trong nöôùc taùc duïng. Sau khi hoãn hôïp hình thaønh boâng vaø lôùn leân, khoâng neân khuaáy quùa nhanh khoâng nhöõng boâng pheøn coù theå ñaùnh vôõ ñaùm boâng pheøn ñaõ hình thaønh. * Taïp chaát trong nöôùc: Neáu cho caùc ion traùi daáu vaøo dung dòch nöôùc coù theå khieán dung dòch keo tuï. Cho neân ion ngöôïc daáu laø moät loaïi taïp chaát aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï. Khi duøng Al2(SO4)3 laøm chaát keo tuï, dung dòch keo Al(OH)3 sinh thaønh thöôøng mang ñieän tích döông neân aûnh höôûng cuûa taïp chaát trong nöôùc ñeán quaù trình keo tuï dung dòch keo chuû yeáu laø anion * Moâi chaát tieáp xuùc: Khi tieán haønh keo tuï hoaëc xöû lyù baèng phöông phaùp keát tuûa khaùc, neáu trong nöôùc duy trì moät lôùp caën buøn nhaát ñònh, khieán quaù trình keát tuûa caøng hoaøn toaøn, laøm cho toác ñoä keát tuûa nhanh theâm. Lôùp caën buøn ñoù coù taùc duïng laøm moâi chaát tieáp xuùc, treân beà maët cuaû noù coù taùc duïng haáp phuï, thuùc ñaåy vaø taùc duïng cuaû caùc haït caën buøn ñoù nhö nhöõng haït nhaân keát tinh. Cho neân hieän nay thieát bò duøng ñeå keo tuï hoaëc xöû lyù baèng keát tuûa khaùc, phaàn lôùn thieát keá coù lôùp caën buøn. Raát nhieàu nhaân toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû keo tuï. Ñeå tìm ra ñieàu kieän toái öu ñeå xöû lyù baèng keo tuï, khi thieát keá thieát bò hoaëc ñieàu chænh vaän haønh, coù theå tröôùc tieân tieán haønh thí nghieäm maãu ôû phoøng thí nghieäm baèng thieát bò Jartest . Moâ hình Hình 3.1 Moâ hình thieát bò Jartest Thieát bò goàm 6 caùnh khuaáy quay cuøng toác ñoä, toác ñoä quay coù theå ñieàu chænh ñöôïc ôû daõy 10 ÷ 150 voøng/phuùt. Caùnh khuaáy coù daïng turbine goàm 2 baûng phaúng naèm cuøng moät maët phaúng thaúng ñöùng. Caùnh khuaáy ñaët trong 6 beakers dung tích 1 lít chöùa cuøng moät maãu nöôùc thoâ trong moät ñôït thí nghieäm. Caùc böôùc tieán haønh thí nghieäm Duïng cuï, hoùa chaát Duïng cuï: - 12 bình 100ml - 1 Ñuõa thuyû tinh, - 1 Quaû boùp cao su - 1 pipet 1ml, 5ml, 10ml, 25ml - Maùy khuaáy, maùy ño pH, maùy quang phoå Hoùa chaát - Pheøn nhoâm 5%, - NaOH 0.1N, - PAC 30% Trình töï thí nghieäm Xaùc Ñònh pH toái öu cho quaù trình keo tuï Laáy 1 lít maãu nöôùc thaûi cho vaøo moät coác 1000ml, sau ñoù ñaët coác vaøo thieát bò Jartest. Cho cuøng moät lieàu löôïng pheøn nhaát ñònh (15ml) vaøo 6 coác 1000ml chöùa nöôùc thaûi ôû treân. Sau ñoù theâm axit hoaëc kieàm ñeå pH dao ñoäng trong khoaûng 4- 9 . Môû caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 140 voøng / phuùt trong 20 phuùt. Sau ñoù quay chaäm trong 15 phuùt ôû toác ñoä 40 voøng/phuùt. Taét maùy khuaáy, ñeå laéng tónh 30 phuùt. Sau ñoù laáy maãu nöôùc laéng (lôùp nöôùc ôû phiaù treân ) phaân tích caùc chæ tieâu pH ñoä ñuïc, ñoä maøu. Giaù trò pH toái öu laø giaù trò öùng vôùi maãu coù ñoä ñuïc (SS), ñoä maøu thaáp. Xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu trong quaù trình keo tuï Laáy 1 lít maãu nöôùc thaûi cho vaøo moãi coác 1000ml sau ñoù ñaët caùc coác vaøo thieát bò Jartest. Trong thí nghieäm naøy thay ñoåi lieàu löôïng pheøn khaùc nhau ôû 6 coác 1000ml chöùa nöôùc thaûi ôû treân. Sau ñoù theâm axit hay kieàm vaøo ñeå ñaït pH toái öu töông öùng vôùi lieàu löôïng pheøn khaùc nhau. Môû caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 140voøng/ phuùt trong 20 phuùt, sau ñoù quay chaäm trong 15 phuùt ôû toác ñoä 40 voøng/phuùt. Taét maùy khuaáy, ñeå laéng tónh trong voøng 30 phuùt. Sau ñoù laáy maãu nöôùc laéng (lôùp nöôùc phía treân) phaân tích caùc chæ tieâu pH ñoä ñuïc, ñoä maøu. Lieàu löôïng pheøn toái öu laø lieàu löôïng öùng vôùi maãu coù ñoä ñuïc, ñoä maøu thaáp nhaát. Keát quaû thí nghieäm Xaùc Ñònh pH toái öu cho quaù trình keo tuï Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nöôùc thaûi (ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Khuaáy nheï baèng ñuõa thuûy tinh, ño ñoä maøu cuûa caùc coác baèng maùy quang phoå ôû böôùc soùng 455 nm Ñoä maøu (pt–Co) 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 Cho vaøo moãi coác 15 ml pheøn nhoâm 5% Cho theâm NaOH 0,1N vaøo caùc coác theo baûng sau: Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NaOH (ml) 10 15 20 30 40 50 55 60 65 70 75 80 Ño pH: Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pH 5,65 5,7 5,78 5,91 6,04 6,18 6,24 6,41 6,55 6,76 6,9 7,08 Khuaáy vôùi toác ñoä 140 voøng/phuùt trong 20 phuùt Cho vaøo moãi coác 1 ml PAC 30%, giaûm toác ñoä khuaáy coøn 40 voøng/phuùt trong 15 phuùt, sau ñoù ñeå laéng 30 phuùt roài loïc laáy lôùp nöôùc trong phía treân ñem ñi so maøu ôû böôùc soùng 455 nm, ta coù caùc keát quaû sau: Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ñoä maøu 391 400 415 538 38600 5900 81000 93000 104000 111000 119000 113000 ( - Coù laéng roõ raøng töø coác 1 – 4, töø coác 5 – 12 gaàn nhö khoâng laéng. - Vôùi coác 5 – 6: Phaûi pha loaõng lôùp nöôùc phía treân 100 laàn môùi coù theå ño maøu - Vôùi coác 7 – 12: Phaûi pha loaõng lôùp nöôùc phía treân 1000 laàn môùi coù theå ño maøu) Keát quaû: Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pH 5,65 5,7 5,78 5,91 6,04 6,18 6,24 6,41 6,55 6,76 6,9 7,08 Ñoä maøu ban ñaàu 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 Ñoä maøu sau laéng 391 400 415 538 38600 5900 81000 93000 104000 111000 119000 113000 Hieäu suaát 99,756 99,75 99,74 99,664 75,875 96,313 45,375 41,875 35 30,625 25,625 29,375 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa pH và hiệu quả xử lý màu Keát luaän 1: Töø keát quaû treân ta thaáy giaù trò pH toái öu cho quaù trình keo tuï laø töø 5,6 – 6,2. Hieäu quaû xöû lyù ñaït töø 96,313 - 99,756% Xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu trong quaù trình keo tuï Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nöôùc thaûi (ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Khuaáy nheï baèng ñuõa thuûy tinh, ño ñoä maøu cuûa caùc coác baèng maùy quang phoå ôû böôùc soùng 455 nm Ñoä maøu (pt– Co) 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 Cho vaøo moãi coác 1 löôïng pheøn nhoâm 5% theo baûng sau: Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Pheøn nhoâm (ml) 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30 32,5 Ño pH: Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pH 5,83 5,77 5,73 5,65 5,57 5,42 5,27 5,18 5,15 5,11 5,1 5 Sau ñoù khuaáy 140 voøng/phuùt trong 20 phuùt Cho vaøo moãi coác 1 ml PAC 30%, khuaáy tieáp vôùi toác ñoä 40 voøng/phuùt trong 15 phuùt. Sau ñoù ñeå laéng 30 phuùt, loïc laáy lôùp nöôùc phía treân ñem ñi so maøu ôû böôùc soùng 455 nm, ta coù caùc keát quaû sau: Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ñoä maøu 26600 3600 320 288 319 341 356 353 308 316 392 396 (- Coác 1 haàu nhö khoâng theå nhaän thaáy laéng, coác 2 coù thaáy laéng nhöng laéng khoâng ñaùng keå, do ñoù khi ño ñoä maøu phaûi pha loaõng 2 maãu treân 100 laàn - Töø coác 3 cho ñeùn coác 12 quan saùt thaáy laéng raát toát) Keát quaû: Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Pheøn nhoâm (ml) 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30 32,5 Ñoä maøu ban ñaàu 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 Ñoä maøu sau laéng 26600 3600 320 288 319 341 356 353 308 316 392 396 Hieäu suaát 83,375 97,75 99,8 99.82 99,8 99,787 99,778 99,78 99,81 99,8025 99,755 99,7525 Hình 3.3: Đồ thị mối quan hệ giữa lượng phèn và hiệu quả xử lý màu Keát luaän 2: Töø keát quaû treân ta thaáy giaù trò löôïng pheøn nhoâm toái öu ôû coác thöù 4 vôùi löôïng pheøn baèng 12,5. hieäu quaû xöû lyù ñaït 99,82% Keát luaän chung pH toái öu: 5,65 Pheøn toái öu: 12,5 ml Hieäu quaû xöû lyù ñoä maøu ñaït 99,82% (Töø 16000 xuoáng coøn 288) MOÂ HÌNH LAÉNG BOÂNG CAËN Muïc ñích. Xaùc ñònh toác ñoä chaûy traøn ôû caùc hieäu quaû laéng toång coäng khaùc nhau. Xaùc ñònh thôøi gian laéng ôû caùc hieäu quaû laéng toång coäng khaùc nhau. Cô sôû lyù thuyeát. Laéng laø quaù trình taùch khoûi nöôùc caën lô löûng hoaëc boâng caën hình thaønh trong giai ñoaïn keo tuï taïo boâng. Trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc caáp quaù trình laéng ñöôïc öùng duïng : Laéng caën phuø sa khi nöôùc maët coù haøm löôïng phuø sa lôùn vaø caën laéng nöôùc thoâ tröôùc khi loïc coù ñoä ñuïc thaáp. Laéng boâng caën pheøn/polyme trong coâng ngheä khöû ñuïc vaø maøu nöôùc maët. Laéng boâng caën voâi-manheâ trong coâng ngheä khöû cöùng baèng hoaù chaát. Laéng boâng caën saét vaø mangan trong coâng ngheä khöû saét vaø mangan. Trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi quaù trình laéng ñöôïc öùng duïng: Laéng caùt, saïn, maûnh kim loaïi, thuyû tinh, xöông, haït seùt,…ôû beå laéng caùt. Loaïi boû chaát lô löûng ôû beå laéng ñôït 1. Laéng buøn hoaït tính hoaëc maøng vi sinh vaät ôû beå laéng ñôït 2. Hai ñaïi löôïng quan troïng trong vieäc thieát keá beå laéng chính laø toác ñoä laéng vaø toác ñoä chaûy traøn. Ñeå thieát keá moät beå laéng lyù töôûng, ñaàu tieân ngöôøi ta xaùc ñònh toác ñoä laéng cuûa haït caàn ñöôïc loaïi vaø khi ñoù ñaët toác ñoä chaûy traøn nhoû hôn toác ñoä laéng. Tính chaát laéng cuûa caùc haït coù theå chia thaøng 3 daïnh nhö sau : Laéng daïng I: Laéng caùc haït rôøi raïc. Quaù trình laéng ñöôïc ñaët tröng bôûi caùc haït laéng moät caùch rôøi raïc vaø ôû toác ñoä laéng khoâng ñoåi. Caùc haït laéng moät caùch rieâng leõ khoâng coù khaû naêng keo tuï, khoâng dính baùm vaøo nhau suoát quaù trình laéng. Ñeå coù theå xaùc ñònh toác ñoä laéng ôû daïng naøy coù theå öùng duïng ñònh luaät coå ñieån cuûa Newton vaø Stoke treân haït caën. Toác ñoä laéng ôû daïng naøy hoaøn toaøn coù theå tính toaùn ñöôïc. Laéng daïng II: Laéng boâng caën. Quaù trình laéng ñöôïc ñaët tröng bôûi caùc haït (boâng caën) keát dính vôùi nhau trong suoát quaù trình laéng. Do quaù trình boâng caën xaûy ra treân caùc boâng caën taêng daàn kích thöôùc vaø toác ñoä laéng taêng. Khoâng coù moät coâng thöùc toaùn hoïc thích hôïp naøo ñeå bieåu thò giaù trò naøy. Vì vaäy ñeå coù caùc thoâng soá thieát keá veà beå laéng daïng naøy, ngöôøi ta thí nghieäm xaùc ñònh toác ñoä chaûy traøn vaø thôøi gian laéng ôû hieäu quaû khöû boâng caën cho tröôùc töø coät laéng thí nghieäm, töø ñoù nhaân vôùi heä soá quy moâ ta coù toác ñoä chaûy traøn vaø thôøi gian laéng thieát keá. Laéng daïng III: Laéng caûn trôû. Quaù trình laéng ñöôïc ñaët tröng bôûi caùc haït caën coù noàng ñoä cao (> 1000mg/l). Caùc haït caën coù khuynh höôùng duy trì vò trí khoâng ñoåi vôùi caùc vò trí khaùc, khi ñoù caû khoái haït nhö laø moät theå thoáng nhaát laéng xuoáng vôùi vaän toác khoâng ñoåi. Laéng daïng naøy thöôùng thaáy ôû beå neùn buøn. Moâ hình Hình 3.4: Moâ hình coät laéng. Moâ hình coät laéng coù kích thöôùc 0.15m x 0.15m x 2m, doïc theo chieàu cao töø 0.1m, 0.3m, 0.5m, ..., 1.7m, 1.9m cuûa coät laéng coù boá trí caùc van thu nöôùc. Caùc böôùc tieán haønh thí nghieäm Duïng cuï, hoùa chaát Duïng cuï: - 30 oáng nghieäm - 04 boä ñóa petri - 01 keïp gaép, 1 giaù ñeå oáng nghieäm - 1 pipet 10ml, 1 boùp cao su, 80 tôø giaáy loïc (D = 05cm) b. Hoùa chaát - Pheøn Al:(nguyeân chaát) 32,811g - NaOH:(nguyeân chaát) 8,74g Tieán haønh thí nghieäm - Chuaån bò 64 mieáng giaáy loïc caét saün daïng hình troøn ñöôøng kính 5cm, saáy ôû 1050 C trong 30 phuùt - Saáy xong cho vaøo bình huùt aåm trong 15 phuùt. sau ñoù caân ñeå laáy khoái löôïng m0 - Laáy 27 lít nöôùc thaûi cho vaøo thuøng, cho vaøo ñoù 6,75g NaOH khuaáy ñeàu, cho theâm 25,311g pheøn nhoâm vaøo khuaáy ñeàu sao cho cuøng taïo keát tuûa. - Sau ñoù cho nöôùc vaøo moâ hình laéng, ñeå laéng 1 phuùt vaø ñoàng loaït laáy maãu ñeå xaùc ñònh SS taïi taát caû caùc ñoä cao - Taïi moãi ñoä cao, laáy maãu vaøo oáng nghieäm. Sau ñoù laáy 10ml maãu trong moãi oáng ñem ñi loïc baèng nhöõng giaáy loïc ñaõ ñöôïc ñaùnh soá. - Giaáy sau khi loïc cho vaøo ñóa Petri ñem saáy ôû 1050 C trong 30 phuùt. - Sau ñoù ñem caân ñeå xaùc ñònh khoái löôïng m1 - Laøm töông töï ôû caùc thoøi ñieåm 5, 15, 20, 30, 40, 60, 90 phuùt. Quan saùt ta thaáy: Taïi töøng thơøi ñieåm khaùc nhau thì möùc ñoä laéng laø khaùc nhau. Chieàu cao coät nöôùc sau khi cho nöôùc vaøo: 1,6m Thôøi gian laéng (phuùt) 1 5 15 20 30 40 60 90 Ñoä cao (m) 1,6 1,59 1,56 1,54 1,48 1,34 1,18 1 Keát quaû thí nghieäm Baûng 3.1: Keát quaû ño SS: Taïi thôøi ñieåm 1 phuùt Ñoä cao m0 m1 SS 0,1 0,1711 0,2361 0,065 0,3 0,1686 0,2319 0,0633 0,5 0,1741 0,2412 0,0671 0,7 0,1574 0,2238 0,0664 0,9 0,1596 0,2321 0,0725 1,1 0,1722 0,2381 0,0659 1,3 0,1636 0,2409 0,0773 1,5 0,1605 0,2428 0,0823 Taïi thôøi ñieåm 5 phuùt Ñoä cao m0 m1 SS 0,1 0,1577 0,2403 0,0826 0,3 0,1799 0,2522 0,0723 0,5 0,1623 0,2356 0,0733 0,7 0,1619 0,2301 0,0682 0,9 0,1574 0,2341 0,0767 1,1 0,1591 0,2281 0,0690 1,3 0,1630 0,2370 0,074 1,5 0,1682 0,2356 0,0674 Taïi thôøi ñieåm 15 phuùt Ñoä cao m0 m1 SS 0,1 0,1653 0,2690 0,1037 0,3 0,1555 0,2240 0,0685 0,5 0,1478 0,2175 0,0697 0,7 0,1701 0,1437 0,0736 0,9 0,1476 0,2229 0,0753 1,1 0,1594 0,2321 0,0721 1,3 0,1669 0,2341 0,0672 1,5 0,1634 0,2129 0,0495 Taïi thôøi ñieåm 20 phuùt Ñoä cao m0 m1 SS 0,1 0,1624 0,2866 0,1242 0,3 0,1545 0,2344 0,0799 0,5 0,1693 0,2390 0,0697 0,7 0,1628 0,2370 0,0742 0,9 0,1654 0,2401 0,0747 1,1 0,1557 0,2270 0,0713 1,3 0,1645 0,2373 0,0728 1,5 0,1713 0,1834 0,0121 Taïi thôøi ñieåm 30 phuùt Ñoä cao m0 m1 SS 0,1 0,1584 0,2623 0,1039 0,3 0,1556 0,2323 0,0767 0,5 0,1645 0,2341 0,0696 0,7 0,1663 0,2356 0,0693 0,9 0,1653 0,2326 0,0673 1,1 0,1652 0,2337 0,0685 1,3 0,1601 0,2141 0,054 1,5 0,1505 0,1595 0,009 Taïi thôøi ñieåm 40 phuùt Ñoä cao m0 m1 SS 0,1 0,1662 0,2855 0,1193 0,3 0,1637 0,2442 0,0805 0,5 0,1648 0,2395 0,0747 0,7 0,1699 0,2493 0,0794 0,9 0,1608 0,2313 0,0705 1,1 0,1640 0,2326 0,0686 1,3 0,1679 0,2288 0,0609 1,5 0,1385 0,1463 0,0078 Taïi thôøi ñieåm 60 phuùt Ñoä cao m0 m1 SS 0,1 0,1734 0,3111 0,1377 0,3 0,1552 0,2725 0,1173 0,5 0,1615 0,2488 0,0873 0,7 0,1516 0,2262 0,0746 0,9 0,1651 0,2393 0,0742 1,1 0,1644 0,2262 0,0618 1,3 0,1629 0,1699 0,007 1,5 0,1716 0,1789 0,0073 Taïi thôøi ñieåm 90 phuùt Ñoä cao m0 m1 SS 0,1 0,1691 0,3136 0,1445 0,3 0,1649 0,2880 0,1231 0,5 0,1716 0,2687 0,0971 0,7 0,1710 0,2448 0,0738 0,9 0,1706 0,2366 00,066 1,1 0,1660 0,1656 - 1,3 0,1681 0,1652 - 1,5 0,1715 0,1687 - Bảng 3.2: HAØM LÖÔÏNG SS TRONG CAÙC THÔØI GÍAN KHAÙC NHAU 1 5 15 20 30 40 60 90 0,1 0,065 0,0826 0,1037 0,1242 0,1039 0,1193 0,1377 0,1445 0,3 0,0633 0,0723 0,0685 0,0799 0,0767 0,0805 0,1173 0,1231 0,5 0,0671 0,0733 0,0697 0,0697 0,0696 0,0747 0,0873 0,0971 0,7 0,0664 0,0682 0,0736 0,0742 0,0693 0,0794 0,0746 0,0738 0,9 0,0725 0,0767 0,0753 0,0747 0,0673 0,0705 0,0742 00,066 1,1 0,0659 0,0690 0,0721 0,0713 0,0685 0,0686 0,0618 - 1,3 0,0773 0,074 0,0672 0,0728 0,054 0,0609 0,007 - 1,5 0,0823 0,0674 0,0495 0,0121 0,009 0,0078 0,0073 - Hình 3.5: Bieåu ñoà hieäu quaû laéng Vaäân toác chaûy traøn tA = 38 VA = 0,0421 m/phuùt tB = 54,5 VB = 0,0294 m/phuùt tC = 84 VC = 0,019 m/phuùt Hieäu quaû laéng ôû moät chieàu cao töông öùng vôùi moät thôøi gian laéng. Trong ñoù: RA = 15 RB = 35 RC = 80 RD = 90 HA1 = 1,08 HA2 = 0,32 HA3 = 0,08 HB1 = 0,91 HB2 = 0,15 HC1 = 0,92 HIỆU QUẢ LẮNG Ở MỘT CHIỀU CAO TƯƠNG ỨNG VỚI MỘT THỜI GIAN LẮNG R38 = RA + (HA1/H)*( RB – RA) + (HA2/H)*( RC – RB) + (HA3/H)*( RD – RC) = 15+ (1,08/1,6)*(35 – 15) + (0,32/1,6)*(80 – 35) + (0,08/1,6)*(90 – 80) = 38 R54,5 = RB + (HB1/H)*( RC – RB) + (HB2/H)*( RD – RC) = 35 + (0,91/1,6)*(80 – 35) + (0,15/1,6)* (90 – 80) = 61,53 R84 = RC + (HC1/H)*( RD – RC) = 80 + (0,92/1,6)* (90 – 80) = 85,75 Hình 3.6. Bieåu ñoà vaän toác laéng theo thôøi gian Nhaän xeùt: Thôøi gian caøng taêng thì vaän toác caøng giaûm Hình 3.7: Bieåu ñoà hieäu quaû laéng theo thôøi gian Nhaän xeùt: Taêng thôøi gian thì hieäu quaû laéng taêng Hình 3.8: Bieåu ñoà moái quam heä giöõa thôøi gian, vaän toác vaø hieäu quaû laéng Keát luaän chung: Qua bieåu ñoà moái quan heä giöõa thôøi gian löu nöôùc, vaän toác chaûy traøn vaø hieäu quaû laéng ta thaáy giaù trò phuø hôïp nhaát laø: Thôøi gian löu nöôùc: T = 57 phuùt x 2 = 114 phuùt Toác ñoä chaûy traøn: V = 0,0285 m/phuùt Hieäu quaû laéng ñaït ñöôïc laø: 64% Hieäu quaû xöû lyù COD sau laéng ñaït 89,3% (töø 10830 1160) CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Công nghệ xử lý nước thải bao gồm nhiều quá trình và phương pháp khác nhau, thông thường có các phương pháp sau: Xử lý cơ học, xử lý hóa học, xử lý hóa lý, xử lý sinh học. Các phương pháp này được ứng dụng trong các công đoạn khác nhau của một công nghệ xử lý. Việc có hoặc không của từng phương pháp trong công nghệ phụ thuộc vào thành phần, tính chất của nước thải và mục đích của công nghệ, có thể chia thành: - Xử lý sơ bộ (Preliminary treatment). - Xử lý bậc một (Primary treatment). - Xử lý bậc hai (Secondary treatment). - Xử lý bậc ba (Tertiary treatment). - Xử lý bổ sung (Advanced treatment). - Ngoài ra trong công nghệ xử lý còn phải quan tâm đến công đoạn xử lý bùn. Các quá trình xử lý Quá trình xử lý Áp dụng cho Mục đích và ưu điểm Nhược điểm và giới hạn 1 Xử lý sơ bộ 1.1 Bể điều hòa 1.2 Song chắn rác Nước thải có lưu lượng thay đổi Nước thải có chứa các chất thô trong nước thải. - Giảm sự biến động của nước thải. - Giảm các yêu cầu về hóa chất. - Giảm kích thước của công trình xử lý. - Bảo vệ bơm và tránh nghẹt đường ống. - Giảm thiểu hàm lượng chất rắn thô trong các công trình tiếp theo. - Có thể gây ra mùi hôi. - Cần trang bị các thiết bị khuấy trộn và sục khí. - Phải thường xuyên được làm sạch có thể bằng thủ công hay cơ khí, vòi phun áp lực. 2 Xử lý bậc một 2.1. Bể lắng cát 2.2 Bể lắng đợt một 2.3 Tuyển nổi khí hoà tan Nước thải có chứa nhiều chất vô cơ và hữu cơ dễ lắng. - Chất thải có chứa nhiều chất rắn lơ lửng có thể lắng được. - Nước thải có chứa nhiều dầu mỡ, các chất rắn lơ lửng hay các chất nổi trên mặt nước - Giảm chi phí vận hành và bảo trì. - Tránh rỗ bơm, đóng cặn trong các thiết bị và công trình - Giảm hàm lượng các chất lơ lửng vào các công trình tiếp theo. - Giảm một lượng lớn chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải. - Loại bỏ các chất dầu mỡ và các chất lơ lửng. - Thiết bị nhỏ, gọn. - Tăng hàm lượng oxy trong nước thải, thích hợp khi có các công trình xử lý hiếu khí tiếp theo. - Phải thường xuyên lấy cát ra khỏi bể tránh tình trạng phân huỷ sinh học. - Nếu vận hành không tốt có khả năng cặn hữu cơ bị phân huỷ sinh học và gây mùi. - Chi phí đầu tư, vận hành và năng lượng cao. - Sử dụng trang thiết bị yêu cầu kỹ thuật cao. 3 Xử lý bậc hai 3.1 Bể bùn hoạt tính (bể sục khí và bể lắng 2) 3.2 Hồ hiếu khí (có bể lắng hai) 3.3 Hồ hiếu khí - kỵ khí kết hợp 3.4 Bể lọc sinh học nhỏ giọt (trickling filtter) 3.5 Bể tiếp xúc kỵ khí. (UASB) 3.6 Keo tụ hóa học kết hợp với lắng Xử lý nước thải có chứa các chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học hiếu khí. Xử lý chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên. Xử lý chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí kết hợp, thích hợp cho xử lý N, P do thời gian lưu nước lớn. Xử lý chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học và xử lý nước thải có nhiều chất dinh dưỡng. Nước thải có nồng độ BOD hay nhiệt độ cao. Nước thải có chứa hàm lượng các chất hoà tan, chất keo, kim loại, các chất vô cơ, nhũ tương dầu mỡ cao - Xử lý khoảng 90 % BOD và SS. - Chiếm diện tích nhỏ. - Giảm đáng kể vấn đề mùi hôi. - Không đòi hỏi chi phí đầu tư xây dựng cao. - Yêu cầu vận hành không cao. - Hiệu quả xử lý BOD: 80 ÷ 90 %. - Chi phí xây dựng thấp. - Trình độ vận hành không cao. - Chất lượng nước đầu ra tốt (xử lý được 80 ÷ 90 % BOD, và chất dinh dưỡng). - Khả năng xử lý BOD: 80 ÷ 90 %. - Chi phí vận hành vừa phải (thấp hơn so với bể bùn hoạt tính). - Có khả năng chịu được sự thay đổi tải trọng cao. - Chịu tải trọng rất cao. - COD 1000 ÷ 50000 mg/l - Có thể thu hồi sản phẩm khí biogas. - Có khả năng phân huỷ chất rắn bay hơi. - Khử các ion kim loại, chất dinh dưỡng, keo, khoáng. - Thu hồi các chất có giá trị. - Tạo điều kiện thích hợp xử lý sinh học. - Chi phí vận hành cao - Tạo ra lượng bùn lớn đòi hỏi chi phí xử lý cao. - Yêu cầu phải sục khí liên tục. - Tạo ra bùn lắng dưới đáy hồ rất khó làm sạch. - Chiếm một diện tích rất lớn - Không có khả năng khử được độ màu. - Đòi hỏi diện tích xây dựng lớn. - Trong nước đầu ra có thường có tảo gây khó khăn cho các công trình xử lý tiếp theo, tạo ra mùi tanh. - Có thể có sự cố nghẹt hệ thống phân phối nước và các giá thể do màng vi sinh tróc ra. - Sinh các loài côn trùng, muỗi. - Rất nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường (pH, nhiệt độ, nồng độ các chất độc hại…). - Đòi hỏi khả năng vận hành tương đối tốt. - Trang bị các thiết bị đòi._.ông STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 1,62 m 2 Chiều rộng bể (B) 1,62 M 3 Chiều cao bể (H) 1,4 m 4 Thời gian lưu nước (t) 15 phút 5 Bán kính vòng khuấy (R1) 0,45 m 6 Bán kính vòng khuấy (R2) 0,225 m 7 Chiều dài cánh khuấy 1,2 m 8 Chiều rộng 1 bản cánh khuấy 0,06 m 4.4.5. Bể lắng 1 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng Trong đó: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, V = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s) Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm Trong đó: Vtt: Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD-51-84). Chọn Vtt = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s) Diện tích tổng cộng của bể lắng: F = F1 + F2 = 7,3 + 0,175 = 7,475 (m2) Đường kính của bể lắng: Đường kính ống trung tâm: d = = = 0,47 m Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: htt = V*t = 0,000475*114*60 = 3,25 (m) Trong đó: t: Thời gian lắng, t = 114 phút (Thực nghiệm) V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, V = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s) Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định: h n = h2 + h3 = ( = ()tg50o = 1,54 (m) Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hòa (m) h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể D: đường kính trong của bể lắng, D = 3,085 (m) dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,5 m : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, không nhỏ hơn 500, chọn = 50o Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 3,25 m. . Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm: D1 = hl = 1,35 d = 1,35 * 0,47 = 0,6345 (m), chọn D1 = 0,65 (m) . Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe và bằng: Dc = 1,3 * Dl = 1,3 * 0,65 = 0,845 (m) . Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17o Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là: H = htt + hn + hbv = htt + (h2 + h3) + hbv = 3,25 + 1,54 + 0,3 = 5,1 (m) trong đó: hbv- khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m) Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể. Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể Dmáng = 0,8*3,085 = 2,468 2,5 (m) Chiều dài máng thu nước: L = Dmáng = 3,14 * 2,5 = 7,85 (m) Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: aL = (m3/mdài.ngày) Hiệu quả xử lý: Sau lắng, hiệu quả lắng đạt 64% (thực nghiệm) Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra: SSra = 640 * (100% – 64%) = 230 (mg/l) Hàm lượng COD còn lại sau bể lắng: CODra = 1160 (mg/l) Hiệu quả xử lý COD đạt: Hàm lượng BOD còn lại trong dòng ra: BODra = 5956(100% - 89,3%) = 637 (mg/l) Lượng bùn sinh ra mỗi ngày M = 0,64*640*150 = 61,44 (Kg/ngđ) Giả sử bùn tươi có độ ẩm 95% Khối lượng riêng bùn = 1053 Kg/m3 Tỉ số MLVSS : MLSS = 0,75 Lượng bùn cần xử lý: (m3/ngđ) Lượng bùn có khả năng phân hủy sinh học Mtươi = 0,75*61,44 = 46, (Kg/ngày) Bảng 4.8: Các thông số thiết kế bể lắng I STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm (f) 0,175 (m2) 2 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng (F) 7,3 (m2) 3 Đường kính ống trung tâm (d) 0,47 (m) 4 Đường kính của bể lắng(D) 3,085 (m) 5 Chiều cao bể (H) 5,1 (m) 6 Thời gian lắng (t) 1,9 giờ 7 Đường kính máng thu 2,5 (m2) 4.4.6. Bể Aerotank Các thông số thiết kế: Đầu vào: + Lưu lượng nước thải: Qtb-ngđ = 150 (m3/ngàyđêm) + Nhiệt độ nước thải: t = 25oC + Hàm lượng BOD5 đầu vào = hàm lượng BOD5 đầu ra của bể lắng I So = 637 (mg/l) + Hàm lượng COD đầu vào = hàm lượng COD đầu ra của bể lắng I. CODvào = 1160 (mg/l) + Cặn lơ lửng: SSvào = 230 (mg/l) Đầu ra: Nước thải sau xử lý đạt TCVN 6980 - 2001 + BOD5 đầu ra = S < 40 (mg/l), Chọn BOD5 đầu ra = 20 (mg/l) + COD đầu ra < 70 (mg/l), chọn COD ra = 50 (mg/l) + Cặn lơ lửng: SSra < 50 (mg/l), Chọn SSra = 30 (mg/l) Các thông số vận hành: + Cặn hữu cơ, a = 75%. + Độ tro z = 0,3 (Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai) + Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể, Xo= 0. + Nồng độ bùn hoạt tính, X = 2500 ÷ 4000 mg/l, chọn X = 3000 (mg/l) + Lượng bùn hoạt tính tuàn hoàn là nồng độ cặn lắn ở đáy bể lắng 2, XT = 8000 (mg/l) + Chế độ xáo trộn hoàn toàn. + Thời gian lưu bùn trong công trình, qc = 5÷15 ngày, chọn qc = 10 ngày + Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0.06 ngày-1 + Hệ số sản lượng bùn Y = 0,4 ÷ 0,8 mg VSS/mg BOD5, chọn Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5 Xác định hiệu quả xử lý Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 : Hiệu quả xử lý COD: Kích thước bể Aerotank Thể tích bể: V==116 (m3) Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải: Q = 150 (m3/ngàyđêm) Y: Hệ số sản lượng bùn Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5 S0: Hàm lượng BOD5 nước thải đầu vào, S0 = 637 (mg/l) S: Hàm lượng BOD5 nước thải đầu ra, S = 40 (mg/l) X: Nồng độ bùn hoạt tính, X = 3000 (mg/l) Kd: Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,06 ngày-1 qc : Thời gian lưu bùn trong công trình, qc = 10 ngày Chọn chiều cao bể: H = Hi + Hbv = 3 + 0,5 = 3,5 (m) Trong đó: Hi: Chiều cao hữu ích, chọn Hi = 3 (m) Hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0.5 (m) Diện tích mặt bằng bể: F = = = 38,6739 (m2) Chọn chiều rộng bể: B = 5 (m) Chiều dài bể: D = 7,8 (m) Thể tích thực của bể: Vt = D * B * H = 7,8 * 5 * 3,5 = 136,5 (m3) Thời gian lưu nước: q = = = 0,773 ngày = 18,55 (h) Tính toán lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức: Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5: Px = Q = 34,7 (kg/ngàyđêm) Tổng lượng cặn sinh ra trong 1 ngày: (kg/ngày) Lượng cặn dư xả ra hàng ngày: Với: Pra = SSra * Q = 30 * 10-3 * 150 = 4,5 (kg/ngày) Pxả = 49,6 – 4,5 = 45,1 (kg/ngày) Lưu lượng bùn xả (nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng) Qxả = (m3/ngày) Trong đó: XT: Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn (cặn không tro), XT = (1 - 0,3) * 8000 = 5600 (mg/l) Xra: Nồng độ VSS ra khỏi bể lắng: Xra = SSra * a = 30 * 0,75 = 22,5 (mg/l) Hệ số tuần hoàn bùn: Hình 4.7: Sơ đồ làm việc bể Aerotank Bể lắng Q,X0 Bể aerotank Qt, Xt (Q +Qt), X Qxả,Xt Q,Xr Phương trình cân bằng vật chất đối với bể aeroten: (Q + Qt) * X = Q * X0 + Qt * Xt Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải vào bể, Q = 150 m3/ngày Qt : Lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ngày X : Nồng độ VSS trong bể, X = 3000 mg /l X0 : Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể, X0 = 0 Xt : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xt = 8000 mg/l Chia 2 vế phương trình cho Q, đặt a = là tỷ số tuần hoàn bùn: X + a * X = a * Xt Suy ra: a = == 0,6 Lưu lượng bùn tuần hoàn: Ta có: a = Suy ra: Qt = a*Q = 0,6 * 150 = 90 m3/ngày Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể aeroten: Kiểm tra tỷ số khối lượng chất nền trên khối lượng bùn hoạt tính F/M: F/M = = = 0,28 kg BOD5/kg MLVSS.ngày F/M = 0,28 nằm trong giới hạn cho phép đối với bể Aeroten xáo trộn hoàn toàn: F/M = 0,2 – 0,6 kg BOD5/kg MLVSS.ngày Tải trọng thể tích: La = *10-3 = *10-3 = 0,8237 kg BOD/ m3.ngày La = 0,8237 nằm trong giới hạn cho phép đối với aeroten xáo trộn hoàn toàn: La = 0,8÷1,9 kg BOD/m3.ngày (Theo tài liệu Thoát nước của PGS, TS. Hoàng Văn Huệ). Tính lượng ôxy cần thiết: Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện chuẩn (không cần xử lý Nitơ) = 118,998 119 (kgO2/ngđ) Trong đó: f: Hằng số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20, 1,42- Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD Px: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày: Px = 33,6 (kg/ngđ) Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện thực tế: Trong đó: CS: Nồng độ ôxy bão hòa trong nước ở 20oC, CS 9,08 (mg/l) C: Nồng độ ôxy cần duy trì trong bể, C = 1,52 (mg/l) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai) Chọn C = 2 (mg/l) T = 25oC, nhiệt độ nước thải : Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải (do ảnh hưởng của hàm lựơng cặn, chất hoạt động bề mặt), = 0,60,94, chọn = 0,7 (kg/ngày) Lượng không khí cần thiết: Qkhí = Trong đó: fa: Hệ số an toàn, fa = 1,52, chọn fa = 1,5 (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai) OU: công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam ôxy cho 1m3 không khí. OU = Ou * h Với: Ou: Phụ thuộc hệ thống phân phối khí. Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ và mịn, (tra bảng 7-1 sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- .Trịnh Xuân Lai). Bảng 4.9: Công suất hòa tan ôxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn Điều kiện thí nghiệm Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình Ou=grO2/m3.m Ou grO2/m3.m Nước sạch T=20oC 12 10 Nước thải T=20oC,=0,8 8,5 7 Ou = 7 (gO2/m3.m) h: Độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h = 2,8 (m) OU = 7 * 2,8 = 19,6 (gO2/m3) Qkhí = (m3/ngày) Tính áp lực máy nén: Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, (m) hc: tổn thất cục bộ (m) Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4 (m) hf: tổn thất qua thiết bị phân phối (m) Tổn thất hf không quá 0,5 (m) H-: chiều sâu hữu ích của bể, H = 3 (m) Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hd = 0,4 + 0,5 + 3 = 3,9 (m) Áp lực không khí là: p = Công suất máy nén khí: N = Trong đó: qk: lưu lượng không khí: qk = (m3/s) n: Hiệu suất máy nén khí, chọn n = 0,75 Bố trí hệ thống sục khí: Chọn hệ thống cấp khí cho bể gồm 1 ống chính, 4 ống nhánh với chiều dài mỗi ống là 7,8 m, đặt cách nhau 1 m Đường kính ống chính dẫn khí: (m) = 120 (mm) D= 120 (mm) Trong đó: V: tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới trong ống phân phối, V=1015 (m/s), chọn V = 10 (m/s) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Ts.Trịnh Xuân Lai) Đường kính ống nhánh dẫn khí: Dn = = 60 (mm) Chọn Dn = 60 (mm) Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170 (mm), diện tích bề mặt F = 0,02(m2), cường độ khí 200l/phút.đĩa = 3,3(l/s) Số đĩa phân phối trong bể là: đĩa Chọn: Số lượng đĩa: N = 36 đĩa Số lượng đĩa là 36 cái, chia làm 4 hàng, mỗi hàng 9 đĩa phân bố cách sàn bể 0,2 m và mỗi tâm đĩa cách nhau 0,78 m Hình 4.8: Bố trí hệ thống sục khí bể Aeroten Ñöôøng kính oáng daãn buøn tuaàn hoaøn Db = m Chọn Db = f 34 Qth: Lưu lượng bùn tuần hoàn Qth = 90 (m3/ngđ) Vb: Vân tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện bơm, Vb = 1 – 2 m/s Chọn Vb = 1,5 m/s Bảng 4.10: Các thông số thiết kế bể Aerotank STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (L) 7,8 (m) 2 Chiều rộng bể (B) 5 (m) 3 Chiều cao bể (H) 3,5 (m) 4 Thời gian lưu nước () 18,55 giờ 5 Thời gian lưu bùn () 10 ngày 6 Đường kính ống dẫn khí chính 120 mm 7 Đường kính ống dẫn khí nhánh 60 mm 8 Công suất máy nén khí 5,02 KW/h 9 Số lượng đĩa 36 Đĩa 4.4.7. Bể lắng 2 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm Trong đó: Vtt: Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD-51-84). Chọn Vtt = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s) Qtt: Lưu lượng tính toán khi có tuần hoàn, Qtt = (1 + a)*Qmaxs Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng Trong đó: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, V = 0,0005 (m/s) (điều 6.5.6 TCXD-51-84). Diện tích tổng cộng của bể lắng 2: F = F1 + F2 = 0,28 + 11,2 = 11,48 (m2) Đường kính của bể : Đường kính ống trung tâm: d = = = 0,59 m 0,6 m Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: htt = V*t = 0,0005*1,5*3600 = 2,7 (m) Trong đó: t: Thời gian lắng, t = 1,5 giờ (điều 6.5.6 TCXD-51-84). V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, V = 0,0005 (m/s) (điều 6.5.6 TCXD-51-84). Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định: h n = h2 + h3 = ( = ()*tg50o = 1,96 (m) Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hòa (m) h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể D: đường kính trong của bể lắng, D = 3,8 (m) dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,5 m : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, không nhỏ hơn 500, chọn = 50o Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 2,7 m. . Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm: D1 = hl = 1,35 * d = 1,35 * 0,6 = 0,81 (m), chọn D1 = 0,8 (m) . Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe và bằng: Dc = 1,3 * Dl = 1,3 * 0,8 = 1,04 (m) . Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17o Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là: H = htt + hn + hbv = htt + (h2 + h3) + hbv = 2,7 + 2 + 0,3 = 5 (m) Trong đó: hbv: khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m) Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể. Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể Dmáng = 0,8*3,8 = 3,04 3,1 (m) Chiều dài máng thu nước: L = Dmáng = 3,14 * 3,1 = 9,734 (m) Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: aL = (m3/mdài.ngày) Kiểm tra lại thời gian lắng nước Thể tích phần lắng: Thời gian lắng: Thể tích phần chứa bùn: Thời gian lưu bùn: Trong đó: Qx: Lưu lượng bùn thải: Qx = 5,6 (m3/ngđ) = 0,23 (m3/h) Qth: Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qth = 0,6*12,5 = 7,5 (m3/h) Bảng 4.11: Các thông số thiết kế bể lắng II STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm (f) 0,28 (m2) 2 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng (F) 11,2 (m2) 3 Đường kính ống trung tâm (d) 0,6 (m) 4 Đường kính của bể lắng(D) 3,8 (m) 5 Chiều cao bể (H) 5 (m) 6 Thời gian lắng (t) 1,5 giờ 7 Đường kính máng thu 3,1 (m2) 4.4.8. Khử trùng nước thải: Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp,Tính toán thiết kế công trình- Lâm Minh Triết) Trong đó: Q: lưu lượng tính toán của nước thải, Q = 12,5 (m3/h) a: liều lượng Clo hoạt tính trong Clo nước lấy theo điều 6.20.3-TCXD-51-84, nước thải sau khi xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3 Vậy lượng Clo dùng cho 1ngày là: 0,9 (kg/ng) = 27 (kg/tháng) Dung tích bình Clo: P: trọng lượng riêng của Clo. Tính toán máng trộn Để xáo trộn nước thải với Clo, chọn máng trộn vách ngăn có lỗ để tính toán thiét kế. Thời gian xáo trộn trong vòng 1 – 2 phút. Máng gồm 3 ngăn với các lỗ có d = 20 – 100 (mm) (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp,Tính toán thiết kế công trình- Lâm Minh Triết) Chọn d = 30 mm Chọn Chiều rộng máng: B = 0,5 (m) Khoảng cách giữa các vách ngăn: l = 1,5*B = 1,5*0,5 = 0,75 m Chiều dài tổng cộng của máng trộn với 2 vách ngăn có lỗ: L = 3*l + 2* = 3*0,75 + 2*0,2 = 2,65 m Chọn thời gian xáo trộn là 2 phút. Thời gian nước lưu lại trong máng trộn được tính bằng công thức: Vậy: Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ nhất Số hàng lỗ theo chiều đứng: Có: H1 = 2d*(nd – 1) + d lỗ Số hàng lỗ theo chiều ngang: Có: B = 2d*(nn – 1) + 2d lỗ Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 2 H2 = H1 + h = 0,3 + 0,13 = 0,43 9m) Trong đó: h: Tổn thất áp lực qua các lỗ của vách ngăn thứ 2. V: Tốc độ chuyển động của nước qua lỗ. Chọn v = 1 (m/s) : Hệ số lưu lượng: = 0,62 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp,Tính toán thiết kế công trình- Lâm Minh Triết) Chiều cao xây dựng: H = H2 + Hbv = 0,43 + 0,17 = 0,6 (m) 30mm B = 0,75m 30mm 20mm H1 = 0,3m Hình 4.9: Vách ngăn máng xáo trộn D = 2,65 m B = 0,5 m D1 = 0,75 m H2 H H1 Hình 4.10: Sơ đồ máng trộn vách ngăn có lỗ Tính toán bể tiếp xúc – kiểu bể lắng ngang Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc được tính theo công thức: V = Qmaxh * t = 12,5 * = 6,25 (m3) Trong đó: t: thời gian lưu nước, chọn t = 30 phút (Xử lý nước thải- Hoàng Huệ) Chọn Chiều cao bể: H1 = 0,8 (m) Chiều cao bảo vệ: hbv= 0,2 (m) Diện tích bề mặt: F = Chọn chiều dài bể: D = 4 (m) chiều rộng bể: B Bảng 4.12: Các thông số thiết kế bể khử trùng STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Chiều dài bể (D) 4 m 2 Chiều rộng bể 2 m 3 Chiều cao bể (H) 1 m 4 Thời gian lưu nước 0,5 h 4.4.9. Bể chứa bùn: Bể chứa bùn gồm 2 ngăn: Ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa bùn dư. Lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn tuần hoàn là: Qth = 90 (m3/ngđ) Lưu lượng bùn thải: Qt = Qxả + Q1 = 5,6 + 1,2 = 6,8 (m3/ngđ) Thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn tuần hoàn là 10 phút, và thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn dư là 12 h Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: Chọn Vth = 1 (m3) Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn: L * B * H = 1 * 1 * 1 Chọn Hbv = 0,5 (m) Kích thước thực của ngăn chứa bùn tuần hoàn: L * B * H = 1 * 1 * 1,5 Thể tích ngăn chứa bùn dư: Kích thước ngăn chứa bùn dư: L * B * H = 3,4 * 1 * 1 Chọn Hbv = 0,5 (m) Kích thước thực của ngăn chứa bùn dư: L * B * H = 3,4 * 1 * 1,5 Bảng 4.13: Các thông số thiết kế bể chứa bùn STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn (L * B * H) 1 * 1 * 1,5 m3 2 Kích thước ngăn chứa bùn dư (L * B * H) 3,4 * 1 * 1,5 m3 4.4.10. Tính toán hóa chất: Bể chứa phèn nhôm (nồng độ 5%) và bơm châm dung dịch phèn nhôm Lượng phèn nhôm 5% sử dụng trong mô hình = 12,5 (ml/l) = 12,5 (l/m3) Lượng phèn nhôm 5% dùng trong 1 ngày: Qphèn = 150*12,5 = 1875 (l/ngđ) Khối lượng phèn nhôm (P = 99) trong 1 lít phèn nhôm 5%: Trong đó: C%: Nồng độ phần trăm của dung dịch cần pha. C% = 5% d: Tỉ trọng của dung dịch. d = 1 Vpha: Thể tích dung dich cần pha. Vpha = 1000 ml P: Độ tinh khiết của hóa chất P = 99 Khối lượng phèn nhôm (P = 99) dùng trong 1 ngày: M = m*Qphèn = 50,5*1875 = 94,6875 (kg/ngày) Chọn bể chứa phèn có thể tích 2 (m3) Chọn 2 bơm định lượng (1 vận hành, 1 dự phòng) với lưu lượng mỗi bơm là 80 (l/h) Bể chứa PAC (nồng độ 30%) và bơm châm dung dịch PAC Lượng PAC 30% sử dụng trong mô hình = 1 (ml/l) = 1 (l/m3) Lượng PAC 30% dùng trong 1 ngày: QPAC = 150*1 = 150 (l/ngđ) Khối lượng PAC trong 1 lít PAC 30% : m = 300 (g/l) Khối lượng PAC dùng trong 1 ngày: M = m*QPAC = 300*150 = 45 (kg/ngày) Chọn bể chứa PAC có thể tích 1 (m3) Chọn 2 bơm định lượng (1 vận hành, 1 dự phòng) với lưu lượng mỗi bơm là 10 (l/h) Bể chứa NaOH 0,1N và bơm châm dung dịch NaOH Lượng NaOH dùng để tăng pH của nước thải trước khi đi vào bể Aerotank Để pH vào bể Aeroten đạt 6,5 – 7, cần cho 60 ml NaOH 0,1N vào 1 lít nước thải = 60 (l/m3) (thực nghiệm) Lượng NaOH 0,1N dùng trong 1 ngày: QNaOH = 150 * 60 = 9000 (l/ngđ) = 9 (m3/ngd) Khối lượng NaOH (P = 96) trong 1 lít NaOH 0,1N: m = = Trong đó: Cn: Nồng độ đương lượng hóa chất cần pha, Cn = 0,1 Đ: Số đương lượng của hóa chất cần pha: ĐNaOH = 40 Vpha: Thể tích dung dich cần pha. Vpha = 1000 ml P: Độ tinh khiết của hóa chất P = 96 Khối lượng NaOH (P = 96) dùng trong 1 ngày: M = m*QNaOH = 4,2 * 9 = 37,8 (kg/ngày) Do lượng NaOH 0,1N dùng trong 1 ngày là lớn, do đó ta tăng nồng độ NaOH lên 0,5N để giảm thể tích bình chứa. Khi đó, để đạt pH từ 6,5 – 7 cần cho 12 ml NaOH 0,5N và 1 lít nước thải = 12 (l/m3) Lượng NaOH 0,5N dùng trong 1 ngày: QNaOH = 150 * 12 = 1800 (l/ngđ) = 1,8 (m3/ngđ) Khối lượng NaOH (P = 96) trong 1 lít NaOH 0,5N: m = = Trong đó: Cn: Nồng độ đương lượng hóa chất cần pha, Cn = 0,5 Đ: Số đương lượng của hóa chất cần pha: ĐNaOH = 40 Vpha: Thể tích dung dich cần pha. Vpha = 1000 ml P: Độ tinh khiết của hóa chất P = 96 Khối lượng NaOH (P = 96) dùng trong 1 ngày: M = m*QNaOH = 21 *1,8 = 37,8 (kg/ngày) Chọn bể chứa NaOH có thể tích 2 (m3) Chọn 2 bơm định lượng (1 vận hành, 1 dự phòng) với lưu lượng mỗi bơm là 75 (l/h) CHÖÔNG 5. TÍNH TOAÙN KINH TEÁ Tính toán kinh tế là việc xác định chi phí xây dựng các công trình, mua các thiết bị,…và chi phí vận hành hệ thống. Trên cơ sở chi phí xây dựng, xác định thời gian khấu hao và vốn thu hồi, cùng với chi phí vận hành, duy tu, dự phòng,…Từ đó, xác định được tổng chi phí cần cho hệ thống trong một đơn vị thời gian và xác định giá thành xử lý cho 1m3 nước thải. 5.1. Công trình xây dựng đơn vị STT Các công trình Thể tích (m3) Số lượng Đơn giá (đồng/m3) Thành tiền (đồng) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hố thu gom Bể điều hòa Hệ bể keo tụ tạo bông Bể lắng đợt I Bể aeroten Bể lắng đợt II Bể khử trùng Bể chứa bùn Nhà điều hành 5,25 72 15,885 38,1225 136,5 57,4 8 6,6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.300.000 1.300.000 1.300.000 1.300.000 1.300.000 1.300.000 1.300.000 1.300.000 6.825.000 93.600.000 20.650.000 49.450.000 177.450.000 74.620.000 10.400.000 8.580.000 50.000.000 Tổng cộng 491.575.000 5.2. Máy móc thiết bị STT Thieát bò Soá löôïng Ñôn giaù (VNÑ) Thaønh tieàn (VNÑ) 1 Song chaén raùc 1 800.000 800.000 2 Bôm chìm 2 5.000.000 10.000.000 3 Maùy thoåi khí beå ñieàu hoøa 2 5.000.000 10.000.000 4 Bôm nöôùc thaûi leân beå khuaáy troän 2 5.000.000 10.000.000 5 Bôm ñònh löôïng 8 2.000.000 16.000.000 6 Môter khuaáy heä beå keo tuï taïo boâng 4 2.000.000 8.000.000 7 Boàn chöùa hoùa chaát 4 1.000.000 4.000.000 8 Maùy thoåi khí beå aerotank 2 5.000.000 10.000.000 9 Ñóa thoåi khí 36 150.000 5.400.000 10 Bôm tuaàn hoaøn buøn 2 5.000.000 10.000.000 11 Bôm huùt buøn beå laéng 4 5.000.000 20.000.000 12 Heä thoáng oáng daãn, van, lan can, saøn coâng taùc 20.000.000 13 Heä thoáng ñieän vaø tuû ñieàu khieån 20.000.000 Toång coäng 144.200.00 5.3. Chí phí vận hành hệ thống xử lý nước thải: 5.3.1. Hướng dẫn vận hành a) Các bước chuẩn bị: - Kiểm tra giá trị cài đặt trên các bơm định lượng, - Chỉ điều chỉnh lưu lượng (% bơm) khi bơm đang hoạt động, - Kiểm tra bơm, mô tơ khuấy, máy sục khí. - Kiểm tra chế độ đóng mở các van của bơm và máy sục khí. - Kiểm tra vệ sinh đầu dò pH. - Kiểm tra mực nước trong bể so với cánh khuấy, bơm chìm. - Kiểm tra điện cấp cho hệ thống. - Kiểm tra hóa chất trong bồn xem có đủ không. b) Các bước vận hành hệ thống: - Cấp điện cho các thiết bị. - Xác nhận các giá trị cài đặt ban đầu. - Bật mô tơ song chắn rác, van tự động qua vị trí “AUTO” - Tất cả các bơm định lượng đều bật sang chế độ “AUTO” - Tất cả các bơm chìm, máy khuấy trộn, máy thổi khí, bơm bùn đều bật sang chế độ “AUTO” hoặc “ON”. - Đóng cửa chính của tủ điện, chỉ mở khi cần thiết. c) Cách pha hóa chất: * Bồn chứa phèn nhôm: Nồng độ hóa chất sử dụng là 5%. Cách pha: Cấp nước vào bồn: 1875 lít nước Cho 94,6875 kg phèn nhôm 99% vào 1875 lít nước. Khuấy cho đến khi tan hết. * Bồn chứa PAC: Nồng độ hóa chất sử dụng là 30%. Cách pha: Cấp nước vào bồn: 900 lít nước Cho 270 kg PAC vào 900 lít nước. Khuấy cho đến khi tan hết. * Bồn chứa NaOH: Nồng độ hóa chất sử dụng là 0,5N. Cách pha: Cấp nước vào bồn: 1800 lít nước Cho 37,8 kg NaOH 96% vào 1800 lít nước. Khuấy cho đến khi tan hết. * Bồn chứa Clo: Nồng độ hóa chất sử dụng là 5%. Cách pha: Cấp nước vào bồn: 1000 lít nước Cho 50 lít Cl 98% vào 1000 lít nước. Khuấy cho đến khi tan hết. 5.3.2. Kiểm soát bảo trì hệ thống Vieäc kieåm soaùt baûo trì haèng ngaøy cuûa heä thoáng xöû lyù nöôùc raát quan troïng. Thöïc hieän baûo trì theo loaïi thieát bò hay theo caáp ñoä, ñieàu naøy tuøy thuoäc vaøo möùc ñoä öu tieân baûo trì cuûa töøng thieát bò vaø duïng cuï. Moät soá hö hoûng veà cô khí cuõng laøm giaûm khaû naêng xöû lyù hay thaäm chí coøn coù aûnh höôûng xaáu ñeán toaøn heä thoáng. Ñoái vôùi nhöõng haïng muïc maø khi kieåm tra buoäc phaûi döøng heä thoáng thì ta can xem xeùt tính can thieát cuûa vieäc baûo trì haøng ngaøy vaø xaây döïng keá hoaïch cho vieäc kieåm tra haøng naêm ñoái vôùi nhöõng thieát bò ñoù. 5.3.2.1. Caùc hieän töôïng, söï coá thöôøng gaëp vaø caùch khaéc phuïc STT Hieän töôïng Nguyeân nhaân Caùch khaéc phuïc 1 pH keá Hieån thò sai -Ñieän cöïc hö -Ñieän cöïc dô -Giaù trò bò sai leäch -Ñöôøng truyeàn tín hieäu sai -Thay môùi -Kieåm tra vaø veä sinh ñònh kyø -Hieäu chænh ñònh kyø -Yeâu caàu nhaø saûn xuaát kieåm tra Kieåm soaùt quaù trình sai Caøi ñaët sai Ñieàu chænh laïi 2 Bôm chìm nöôùc thaûi khoâng hoaït ñoäng a.Chöa caáp ñieän cho bôm b. Nöôùc trong beå quaù ít c. Van maùy bôm chöa môû d. Bôm bò cheøn vaät laï hay bò söï coá a. Kieåm tra vaø ñoùng taát caû thieát bò ñieàu khieån bôm. b. Môû van vaø ñieàu chænh van ôû vò trí thích hôïp c. Kieåm tra bôm ñeå tìm caùch khaéc phuïc 3 Bôm ñònh löôïng hoùa chaát khoâng hoaït ñoäng a. Chöa caáp ñieän cho bôm b. Bò ngheït van moät chieàu ñaàu huùt vaø ñaàu ñaåy a. Kieåm tra vaø ñoùng taát caû thieát bò ñieàu khieån bôm. b. Veä sinh ñaàu huùt vaø ñaàu ñaåy. 4 Chaát löôïng nöôùc ñaàu ra khoâng ñaït a. Chæ tieâu pH khoâng ñaït b. Chæ tieâu BOD, COD, SS, N, P khoâng ñaït a. Do pH ñaàu vaøo quaù cao hoaëc quaù thaáp (do moät trong hai bôm ñònh löôïng hö hoaëc löu löôïng vöôït quaù chæ tieâu thieát keá) b. Beå Aeroten laøm vieäc khoâng hieäu quaû. Coù theå do caùc nguyeân nhaân: pH, DO, F/M… a. Kieåm tra pH ñaàu vaøo. Ñieàu chænh coâng suaát bôm ñònh löôïng ñeán giaù trò phuø hôïp. b. Ñieàu chænh pH, kieåm tra maùy thoåi khí, kieåm tra löôïng dinh döôõng caàn thieát cho vi sinh vaät ñeå coù bieän phaùp xöû lyù. 5.3.2.2. Caùc haïng muïc chính caàn kieåm tra haøng ngaøy STT Haïng muïc Loãi Bieän phaùp kieåm tra 1 Boàn hoùa chaát AÊn moøn, roø ræ Kieåm tra giaù ñôõ, sôn boïc laïi nhöõng choã ræ seùt. Kieåm tra möïc hoùa chaát coøn laïi Kieåm tra vaø pha theâm hoùa chaát vaøo boàn 2 Van Roø ræ Kieåm tra roong, xieát chaët oác Caùc hoaït ñoäng sai Kieåm tra van vaø ñieàu chænh giaù trò caøi ñaët 3 OÁng Roø ræ Thay ñoaïn oáng bò roø ræ Thay theá hoaëc haøn laïi moái noái Laøm laïi ñeäm 4 Thieát bò trong tuû ñieän Noå caàu chæ, nhaûy CP Kieåm tra thieát bò Moái noái khoâng chaët Xieát laïi caùc oác noái 5 Caûm bieán möïc nöôùc Hoaït ñoäng sai Kieåm tra ñöôøng truyeàn tín hieäu. Veä sinh ñaàu roø 5.3.2.3. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa buøn hoaït tính * pH: Khoaûng pH = 6,8 – 7,5 laø khoaûng toát nhaát cho vi sinh vaät taêng tröôûng vaø phaùt trieån * Chæ soá DO DO laø noàng ñoä oxy hoøa tan, mgO2/ l Khoaûng giaù trò DO Caùch xöû lyù DO naèm trong khoaûng 1,5 – 2 mg/l Khoaûng giaù trò DO toát cho vi sinh vaät DO < 1,5 mg/l Taêng löu löôïng suïc khí DO > 2 mg/l Giaûm löu löôïng suïc khí * Chæ soá F/M: F/M – tyû soá giöõa chaát dinh döôõng ñoái vôùi vi sinh vaät. Duøng ñeå kieåm tra löôïng thöùc aên cung caáp cho vi sinh vaät. F/M caàn duy trì naèm trong khoaûng 0,2 – 1 * Chæ soá MLSS: MLSS laø noàng ñoä buøn lô löûng trong ñung dòch, ñôn vò laø mg buøn khoâ/lít Khoaûng giaù trò MLSS Caùch xöû lyù MLSS naèm trong khoaûng 2500 - 3000 mg/l Khoaûng giaù trò toát cuûa MLSS caàn duy trì trong beå Aeroten MLSS < 2500 mg/l Giaûm löôïng buøn dö ruùt ra khoûi beå MLSS > 3500 mg/l Taêng löôïng buøn dö ruùt ra khoûi beå * Chæ soá SVI: SVI laø chæ tieâu ñeå ñaùnh giaù khaû naêng laéng vaø chaát löôïng cuûa buøn hoaït tính. Khoaûng giaù trò chæ soá SVI Caùch ñaùnh giaù SVI naèm trong khoaûng 80 - 150 ml/g Chæ soá SVI caøng nhoû buøn laéng caøng nhanh vaø caøng ñaëc 200 > SVI > 150 mg/l Khoù laéng SVI > 200 mg/l Raát khoù laéng 5.3.3. Chi phí vận hành a) Chi phí hoùa chaát haøng naêm cho heä thoáng tính theo khoái löôïng: STT Hóa chất Khối lượng (kg/năm) Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 1 2 3 4 Phèn NaOH PAC Clorua 94,6875 * 365 37,8 * 365 45 * 365 27 * 12 3000 2.000 5.000 10.000 102.930.000 27.594.000 82.125.000 3.240.000 Tổng cộng (S1) 212.889.000 b) Chi phí nhân công: S2 = (2 coâng nhaân * 1.000.000 ñ/thaùng +1 kyõ sö *2.500.000 ñ/thaùng)* 12 thaùng S2 = 54.000.000 ñoàng - Toång chi phí quaûn lyù vaän haønh trong moät naêm : S vh = S1 + S2 = 212.889.000 +54.000.000 = 266.889.000 - Choïn chi phí xaây döïng khaáu hao 20 naêm, chi phí thieát bò khaáu hao 15 naêm. - Toång chi phí ñaàu tö trong moät naêm : S = Sxd1naêm + Stb1naêm + Svh = + + Svh = = 301.081.083 đồng - Giaù thaønh 1 m3 nöôùc sau xöû lyù: s = ñoàng CHÖÔNG 6. KEÁT LUAÄN _ KIEÁN NGHÒ 6.1. Keát luaän - Nước thải sản xuất tại Công ty cổ phần in lụa Bình Định bị ô nhiễm rất nặng với thành phần tính chất: pH = 8,52, BOD = 5956 mg/l, COD = 10830 mg/l, SS = 640 mg/l, độ màu 160000 Pt- Co. Nồng độ chất ô nhiễm này đã vượt quá giá trị cho phép xả vào nguồn theo TCVN 6980 - 2001 và gây ô nhiễm môi trường. Do vậy cần phải nhanh chóng xử lý. - Trong quá trình nghiên cứu thực hiện xử lý nước thải của công ty bằng phương pháp keo tụ và lắng với mô hình Jartet và mô hình lắng cho thấy phương pháp keotụ là một phương pháp đơn giản nhưng đem lại hiệu quả rất cao trong việc làm giảm nồng độ ô nhiẽm của nước thải. Nghiên cứu đã cho ra kết luận như sau: . pH keo tụ tối ưu: 5,65 . Lượng phèn tối ưu: 12,5 ml phèn Al2(SO4)3.18H2O 5%. /l . Lượng PAC thích hợp là 1ml PAC 30% /1 lít nước thải . Sau quá trình keo tụ và qua lắng, các chỉ tiêu loại trừ đạt kết quả như sau: Hiệu quả xử lý COD đạt 89,3% (từ 10830 xuóng còn 1160) Hiệu quả xử lý màu đạt 99,82% (từ 160000 xuống còn 288) - Qua quá trình nghiên cứu và tính toán, công nghệ xử lý được đề xuất là thích hợp để xử lý nước thải sản xuất tại công ty cổ phần in lụa Bình Định với thành phần ô nhiễm như trên. Nước thải đầu ra đạt TCVN 6980 – 2001. 6.2. Kieán nghò Qua quá trình thực hiện đồ án, em xin có 1 số kiến nghị sau: Đối với các cơ quan chức năng: Cần theo dõi, quản lý chặt chẽ nguồn thải của nhà máy do nước thải của nhà máy ô nhiễm quá nặng có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao. Nên có những biện pháp giúp đỡ, khuyến khích nhà máy thay đổi những công nghệ cũ, lạc hậu, đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải để hạn chế sự ô nhiễm. Đối với nhà máy: Cần thay đổi công nghệ để hoạt động hiệu quả hơn Nhà máy nên tiến hành xây dựng hệ thống xử lý nước thải để có thể tiếp tục hoạt động mà không gây ảnh hưởng đến môi trường nguồn tiếp nhận. Nếu có thể, nhà máy nên liên kết với những đơn vị khác để xây dựng hệ thống xử lý nước thải chung để hạn chế giá thành xây dựng cũng như chi phí vận hành và quản lý hệ thống. ._.