Thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần mía đường Hiệp Hòa - Long An

LÔØI CAÛM ÔN Em xin göûi lôøi caûm ôn chaân thaønh nhaát ñeán quyù Thaày Coâ tröôøng Ñaïi Hoïc Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. Hoà Chí Minh, nhöõng ngöôøi ñaõ dìu daét em taän tình, ñaõ truyeàn ñaït cho em nhöõng kieán thöùc vaø kinh nghieäm quyù baùu trong suoát thôøi gian em hoïc taäp taïi tröôøng. Em xin traân troïng göûi lôøi caûm ôn ñeán taát caû caùc Thaày, Coâ Khoa Moâi Tröôøng ñaõ taän tình höôùng daãn, giuùp ñôõ, taïo moïi ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå em hoaøn thaønh toát ñoà aùn toát nghieäp naøy. Em xin göûi lôøi caûm ôn chaân thaønh ñeán Thaày TS. Nguyễn Khánh Lân ñaõ taän tình höôùng daãn vaø cung caáp nhöõng kinh nghieäm quyù baùu giuùp em hoaøn thaønh ñoà aùn toát nghieäp naøy. Toâi xin caûm ôn gia ñình, nhöõng ngöôøi thaân ñaõ cho toâi nhöõng ñieàu kieän toát nhaát ñeå hoïc taäp trong suoát thôøi gian daøi. Ngoaøi ra toâi xin göûi lôøi caûm ôn ñeán taát caû nhöõng ngöôøi baïn cuûa toâi, nhöõng ngöôøi ñaõ gaén boù, cuøng hoïc taäp vaø giuùp ñôõ toâi trong nhöõng naêm qua cuõng nhö trong suoát quaù trình thöïc hieän ñoà aùn toát nghieäp. Vôùi laàn ñaàu laøm ñoà aùn, kieán thöùc vaø kinh nghieäm thöïc teá coøn haïn cheá neân trong ñoà aùn naøy coøn nhieàu thieáu soùt, em raát mong nhaän ñöôïc söï goùp yù cuûa Thaày Coâ vaø baïn beø nhaèm ruùt kinh nghieäm cho coâng vieäc saép tôùi. Tp. Hoà Chí Minh, thaùng 07 naêm 2010 Sinh vieân Ñoaøn Thò Thanh Giaùc TOÙM TAÉT ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP Teân ñeà taøi: TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI COÂNG TY COÅ PHAÀN MÍA ÑÖÔØNG HIEÄP HOØA – LONG AN. Noäi dung ñoà aùn toát nghieäp goàm 6 chöông: Chöông mÔÛ ñaàu: Ñaët vaán ñeà, muïc tieâu cuûa ñoà aùn, noäi dung ñoà aùn, phöông phAÙp thöïc hieän. Chöông 1: Toång quan veà ngaønh mía ñöôøng Toång quan veà ngaønh mía ñöôøng treân theá giôùi. Toång quan veà ngaønh mía ñöôøng ÔÛ Vieät Nam. Chöông 2: Toång quan veà Coâng ty Coå phaàn mía ñöôøng Hieäp Hoøa. Sô löôïc veà coâng ty mía ñöôøng Hieäp Hoøa Hieän traïng moâi tröôøng coâng ty mía ñöôøng Hieäp Hoøa. Chöông 3: Caùc phöông phAÙp xöû lyù nöôùc thaûi ngaønh mía ñöôøng ñeà xuaát löïa choïn quy trình coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng Hieäp Hoøa. Chöông 4: Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình ñôn vò. Chöông 5: Döï toaùn kinh phí ñaàu tö xaây döïng cho traïm xöû lyù nöôùc thaûi. Chöông 6: Keát luaän vaø kieán nghò: MUÏC LUÏC Trang DANH MUÏC CAÙC TÖØ VIEÁT TAÉT: VSV_Vi sinh vaät BOD_Biochemical Oxygen Demand: nhu caàu oxy sinh hoùa COD_Chemical Oxygen Demand: nhu caàu oxy hoùa hoïc DO_Dissolved Oxygen: noàng ñoä oxy hoøa tan SS_Suspended Solid: chaát raén lô löûng MLSS_Mixed liquoz Suspended Solid: chaát raén lô löûng trong buøn loûng RBC_Rotating Biological Contactors SBR_Sequence Batch Reactors UASB_Upflow Anaerobic Slude Blanket TCVN_Tieâu Chuaån Vieät Nam TCXD_Tieâu chuaån Xaây Döïng XLNT_Xöû lyù nöôùc thaûi QCVN – Quy chuaån Vieät Nam DANH MUÏC BAÛNG STT BAÛNG TRANG 1 Baûng 1: caùc nhaø maùy ñöôøng ñang xaây döïng vaø mÔÛ roäng 16 2 Baûng 2.3: Thaønh phaàn hoùa hoïc vaø tính chaát cuûa chaát thaûi raén töø saûn xuaát (% khoái löôïng) 29 3 Baûng 2.4: Quùa trình xöû lyù sinh hoïc chuû yeáu xöû lyù nöôùc thaûi 54 DANH MUÏC HÌNH STT HÌNH TRANG 1 Hình 1: Baûng ñoà phaân vuøng nhaø maùy ñöôøng treân caû nöôùc 14 2 Hình 2.1 Truï sÔÛ coâng ty coå phaàn mía ñöôøng Hieäp Hoøa 19 3 Hình 2.2. Sô ñoà coâng ngheä cuûa nöôùc thaûi saûn xuaát ñöôøng 20 4 Hình 3.1. Song chaén raùc 35 5 Hình 3.2 Song chaén raùc tinh 36 6 Hình 3.3 Song chaén raùc thoâ 36 7 Hình 3.4. Beå laéng caùt ngang 37 8 Hình 3.5 Beå laéng caùt thoåi khí 38 9 Hình 3.6 Sô ñoà beå laéng ngang cô giôùi hay beå laéng caën 39 10 Hình 3.7 Beå laéng ngang 40 11 Hình 3.8 Beå laéng ñöùng 41 12 Hình 3.9 Beå laéng li taâm 42 13 Hình 3.11 Beå keo tuï taïo boâng 44 14 Hình 3.12 Sô ñoà keát tuû taïo boâng caën 45 15 Hình 3.13 Sô ñoà thAÙp haáp thuï 46 16 Hình 3.14 Sô ñoà caùc phöông phAÙp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi 47 17 Hình 3.15 Caùc VSV hình sôïi trong xöû lyù buøn hoaït tính 48 DANH MUÏC BIEÅU ÑOÀ STT TEÂN BIEÅU ÑOÀ TRANG 1 Bieåu ñoà 1: 10 quoác gia saûn xuaát ñöôøng lôùn nhaát theá giôùi 12  PHAÀN MÔÛ ÑAÀU 1.1.ÑAËT VAÁN ÑEÀ: Nöôùc ta coù ñieàu kieän töï nhieân voâ cuøng thuaän lôïi cho vieäc phaùt trieån noâng nghieäp, dieän tích troàng mía laøm nguyeân lieäu phuïc vuï cho ngaønh saûn xuaát ñöôøng mía vì vaäy cuõng raát roäng lôùn. Ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng laø moät trong nhöõng ngaønh coâng nghieäp chieám vò trí quan troïng trong neàn kinh teá nöôùc ta. Trong naêm 1998, caû nöôùc ñöôïc 700.000 taán ñöôøng, ñAÙp öùng ñöôïc nhu caàu tieâu duøng trong nöôùc. Tröôùc naêm 1990 haàu heát caùc trang thieát bò maùy moùc, daây chuyeàn coâng ngheä trong caùc nhaø maùy ñöôøng ñeàu cuû kyõ, laïc haäu trình ñoä chaát löôïng saûn phaåm coøn thaáp. Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, do söï ñaàu tö coâng ngheä vaø thieát bò hieän ñaïi, caùc nhaø maùy ñöôøng ñaõ khoâng ngöøng naâng cao chaát löôïng saûn phaåm ñAÙp öùng nhu caàu tieâu duïng vaø giaûi quyeát ñöôïc cho raát nhieàu ngöôøi lao ñoäng coù vieäc laøm. Beân caïnh söï phaùt trieån cuûa kinh teá thì vaán ñeà moâi tröôøng raát quan troïng. Nöôùc thaûi cuûa ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng luoân chöùa moät löôïng lôùn chaát höõu cô bao goàm cacbon, nitô, phoátpho. Caùc chaát naøy deã bò phaân huûy bÔÛi caùc vi sinh vaät gay muøi thoái laøm oâ nhieåm caùc nguoàn tieáp nhaän. Phaàn lôùn chaát raén lô löõng coù trong nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng ÔÛ daïng voâ cô. Khi thaûi ra moâi tröôøng töï nhieân caùc chaát thaûi naøy coù khaû naêng laéng vaø taïo thaønh moät lôùp daøy ÔÛ ñaùy nguoàn nöôùc, phaù huûy heä sinh vaät laøm thöùc aên cho caù. Caùc buøn laéng naøy chöùa caùc chaát höõu cô laøm caïn kieät oxi coù trong nöôùc vaø taïo ra caùc khí nhö H2S, CO2 , CH4 . Ngoaøi ra trong nöôùc thaûi coøn chöùa moät löôïng ñöôøng khaù lôùn gaây oâ nhieåm nguoàn nöôùc. Chính vì taàm quan troïng cuûa coâng taùc baûo veä moâi tröôøng, ñeà taøi xöû lyù nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng mang tính chaát thöïc teá. Ñeà taøi seõ goùp phaàn ñöa ra quy trình xöû lyù cho loaïi nöôùc thaûi naøy, giuùp nhaø maùy coù theå töï xöû lyù tröôùc khi ñöa ra coáng thoaùt nöôùc chung, nhaèm thöïc hieän ñuùng nhöõng quy ñònh cuûa veà moâi tröôøng nhaø nöôùc. 1.2. MUÏC TIEÂU VAØ NOÄI DUNG THÖÏC HIEÄN: 1.2.1. Muïc tieâu cuûa ñeà taøi: Thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng Hieäp Hoøa ñaït quy chuaån Vieät Nam QCVN 24 – 2009. coät A 1.2.2. Noäi dung thöïc hieän cuûa ñeà taøi : Nghieân cöùu toång quan veà ñaëc tröng cuûa ngaønh mía ñöôøng theá giôùi vaø ÔÛ Vieät Nam. Toång quan veà coâng ty Coå phaàn mía ñöôøng Hieäp Hoøa. Thu thaäp caùc phöông aùn xöû lyù nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng. Phaân tích löïa choïn phöông aùn khaû thi xöû lyù nöôùc thaûi coâng ty coå phaàn mía ñöôøng Hieäp Hoøa. CHÖÔNG 1: TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH MÍA ÑÖÔØNG TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH MÍA ÑÖÔØNG THEÁ GIÔÙI. Saûn xuaát ñöôøng khoâng phaûi laø ngaønh coù lôïi theá kinh teá vi moâ nhöng ñöôøng laø moät nguyeân lieäu quan troïng trong ngaønh coâng nghieäp cheá bieán thöïc phaåm vaø moät loaïi thöïc phaåm khoâng theå thieáu. Coâng nghieäp saûn xuaát mía ñöôøng phuø hôïp vôùi caùc nöôùc ñang phaùt trieån naèm ÔÛ giai ñoaïn ñaàu cuûa thôøi kyø coâng nghieäp hoùa. Hieän nay ñöôøng ñöôïc saûn xuaát chuû yeáu töø mía vaø cuû caûi Brazil laø nöôùc saûn xuaát vaø xuaát khaåu ñöôøng lôùn nhaát theá giôùi, tieáp ñeán laø AÁn Ñoä, Thaùi Lan…saûn löôïng ñöôøng mía theá giôùi nieân vuï 2008/2009 ñaït ñöôïc 115,672 trieäu taán, giaûm 12,41% so vôùi nieân vuï 2007/2008. Treân theá giôùi coù hôn 100 quoác gia saûn xuaát ñöôøng, 80% trong soá ñoù ñöôïc laøm töø caây mía ñöôïc troàng chuû yeáu ÔÛ caùc vuøng nhieät ñôùi vaø baùn nhieät ñôùi ÔÛ Nam baùn caàu, vaø soá dö cuû caûi ñöôøng ñöôïc troàng chuû yeáu ÔÛ caùc vuøng oân ñôùi ÔÛ Baéc baùn caàu, 70% soá ñöôøng cuûa theá giôùi ñöôïc tieâu thuï ÔÛ caùc nöôùc xuaát xöù, trong khi soá dö ñöôïc xuaát giao dòch treân thò tröôøng theá giôùi. Brazil töø tröôùc ñeán nay vaãn laø nhöõng nöôùc xuaát khaåu ñöôøng lôùn nhaát theá giôùi. rieâng brazil nieân vuï 2008/2009 xuaát khaåu 24,3 trieäu taán (chieám 47% toång löôïng ñöôøng theá giôùi). Tuy nhieân hôn moät nöõa saûn löôïng xuaát khaåu cuûa Brazil laø ñöôøng thoâ. Bieåu ñoà 1: 10 quoác gia saûn xuaát ñöôøng mía lôùn nhaát theá giôùi NGUOÀN usa AGROINFO 1.2. TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH MÍA ÑÖÔØNG VIEÄT NAM: Nöôùc ta naèm trong vuøng khí haäu nhieät ñôùi, nhieàu vuøng ñaát ñai töø Baéc ñeán Nam raát thuaän tieän cho phaùt trieån troàng mía, nhaát laø caùc tænh ven mieàn Trung vaø Ñoâng Nam Boä. Boán vuøng troïng ñieåm phaùt trieån mía ñöôøng coù dieän tích troàng mía laø 222.000 ha ( chieám 74,0% dieän tích mía caû nöôùc). Cuï theå: Vuøng Baéc Trung Boä: Toång dieän tích troàng mía laø 80.000 ha. Vuøng dieân haûi mieàn haûi mieàn Trung vaø Taây Nguyeân: Toång dieän tích troàng mía laø 53.000 ha. Vuøng Ñoâng Nam Boä: Toång dieän tích troàng mía 37.000 ha. Vuøng Ñoàng Baèng Soâng Cöõu Long: Toång dieän tích troàng mía laø 52.000 ha. Vì theá ngaønh ñöôøng mía ÔÛ Vieät Nam coù tieàm naêng phaùt trieån raát lôùn. Caây mía vaø ngheà laøm maät ñöôøng ÔÛ Vieät Nam ñaõ coù töø raát xa xöa, nhöng coâng nghieäp mía ñöôøng môùi baét ñaàu töø theá kyû thöù XX. Naêm 1990 caû nöôùc coù 9 nhaø maùy ñöôøng mía vôùi coâng xuaát 11.000 taán mía/ngaøy vaø 2 nhaø maùy tinh luyeän coâng xuaát nhoû, thieát bò vaø coâng ngheä laïc haäu. Ñeán nay nöôùc ta coù khoaûng 40 nhaø maùy ñang hoaït ñoäng, trong ñoù coù 35 coâng ty nhaø nöôùc (ñaõ coå phaàn hoùa) .Trong ñoù, coù 5 nhaø maùy ñöôøng coù voán ñaàu tö töø nöôùc ngoaøi vôùi coâng suaát bình quaân 4.500 taán. Phaàn lôùn caùc nhaø maùy naøy coù quy moâ nhoû, coù khi chæ ñaït 700 – 1.000 taán mía/ ngaøy. Thieát bò vaø coâng ngheä nhaäp töø Trung Quoác; naêng suaát hieäu quaû thaáp, giaù thaønh cao. Coù 9 nhaø maùy ñöôøng coù lôïi nhuaän vaø ñöôïc duy trì phaùt trieån nhö : coâng ty coå phaàn mía ñöôøng Lam Sôn, coâng ty coå phaàn Bobour Taây Ninh, coâng ty coå phaàn ñöôøng Bieân Hoøa… Phaùt trieån mía ñöôøng laø moät ñònh höôùng ñuùng ñaén vaø quan troïng. Tuy nhieân saûn xuaát ñöôøng söû duïng moät löôïng lôùn nöôùc vaø cuõng thaûi ra moät löôïng khoâng nhoû nöôùc thaûi giaøu chaát höõu cô deã chuyeån hoùa, gay oâ nhieåm moâi tröôøng ñaëc bieät laø moâi tröôøng nöôùc. Ñaõ coù moät vaøi nghieân cöùu veà xöû lyù nöôùc thaûi vaø taùi söû duïng caùc chaát thaûi cuûa ngaønh mía ñöôøng. Song vieäc öùng duïng vaø trieån khai coøn nhieàu baát caäp do hieäu quaû coøn nhieàu haïn cheá. Nhieàu heä thoáng xöû lyù ñöôïc xaây döïng vôùi voán ñaàu tö lôùn nhöng hoaït ñoäng khoâng hieäu quaû hoaëc hoaït ñoäng gaây toán keùm vaø laøm naûn loøng caùc nhaø saûn xuaát. Trong tình hình ñoù vieäc ñaàu tö nghieân cöùu keá thöøa vaø löïa choïn quy trình coâng ngheä xöû lyù khaû thi laø raát caàn thieát. Hình 1: Baûng ñoà phaân vuøng nhaø maùy ñöôøng treân caû nöôùc ( caùc tænh coù nhaø maùy ñöôøng ñöôïc ñaùnh daáu gaïch cheùo). Baûng1.: Caùc nhaø maùy ñöôøng ñang xaây döïng vaø mÔÛ roäng TEÂN NHAØ MAÙY COÂNG SUAÁT (taán mía/ ngaøy) TEÂN NHAØ MAÙY COÂNG SUAÁT (taán mía/ ngaøy) CAO BAÈNG TUYEÂN QUANG SÔN DÖÔNG THAÙI NGUYEÂN - ÑAØI LOAN SÔN LA VIEÄT TRÌ HOAØ BÌNH THANH HOAÙ - ÑAØI LOAN LAM SÔN NOÂNG COÁNG NGHEÄ AN – ANH SOÂNG CON SOÂNG LAM LINH CAÛM QUAÛNG BÌNH THÖØA THIEÂN HUEÁ - AÁN ÑOÄ QUAÛNG NAM QUAÛNG NGAÕI NAM QUAÛNG NGAÕI KON TUM BÌNH ÑÒNH GIA LAI - PHAÙP ÑOÀNG XUAÂN TUY HOØA SÔN HOØA EAKNOÁP 700 700 1000 2000 1000 500 700 6000 6000 1500 6000 1250 350 1000 1500 2500 1000 4500 1000 1000 1000 2800 100 1250 3000 500 ÑAÊK LAÊK NINH HOØA DIEÂN KHAÙNH CAM RANH ÑÖÙC TROÏNG NINH THUAÄN - AÁN ÑOÄ PHAN RANG NINH THUAÄN BÌNH PHÖÔÙC LA NGAØ TRÒ AN BÌNH DÖÔNG NÖÔÙC TRONG TAÂY NINH - PHAÙP THOÂ TAÂY NINH HIEÄP HOØA LONG AN - AÁN ÑOÄ BEÁN TRE TRAØ VINH - AÁN ÑOÄ SOÙC TRAÊNG PHUÏNG HIEÄP VÒ THANH KIEÂN GIANG THÔÙI BÌNH VAÏN ÑIEÅM (ñöôøng luyeän) BIEÂN HOØA (ñöôøng luyeän) KHAÙNH HOÄI (ñöôøng luyeän) 1000 1250 400 3000 2500 2500 350 1000 2000 2000 1000 2000 900 8000 2500 2000 3500 1000 2500 1000 1250 1000 1000 1000 200 300 180 (Boä noâng nghieäp vaø phaùt trieån noâng thoân – baùo caùo toång keát saûn xuaát mía ñöôøng vuï 2000 – 2001, Haø Noäi thaùng 8/2001) Nhö vaäy, nhöõng naêm vöøa qua nhieàu nhaø maùy ñöôøng hieän ñaïi coù coâng suaát lôùn ñöôïc xaây döïng. Nhöng theo soá lieäu thoáng keâ thì saûn löôïng ñöôøng saûn xuaát trong nöôùc vaãn chöa ñAÙp öùng ñöôïc nhu caàu tieâu thuï noäi boä. Trong thôøi gian gaàn ñaây ngaønh ñöôøng gaëp tình traïng khoù khaên do nhieàu lyù do khaùc nhau: taùc ñoäng quan troïng veà quy hoaïch vuøng nguyeân lieäu, ñaàu tö chöa ñuùng möùc vaø troïng taâm, cuõng nhö veà quaûn lyù thò tröôøng, töø ñoù daãn ñeán toàn ñoïng saûn phaåm, nhaø maùy saûn xuaát caàm chöøng, noâng daân khoâng baùn ñöôïc saûn phaåm mía troàng daãn ñeán chaùn ñaàu tö hoaëc chuyeån ñoåi gioáng caây troàng coù giaù trò kinh teá hôn, töø ñoù dieän tích canh taùc mía bò thu heïp. Ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng vaãn laø moät ngaønh quan troïng ÔÛ nöôùc ta bÔÛi noù goùp phaàn ñAÙp öùng löôïng ñöôøng tieâu thuï duøng cho khu vöïc vaø caû nöôùc, naâng cao töøng böôùc möùc dinh döôõng trong khaåu phaàn aên haøng ngaøy, taïo ñieàu kieän cho caùc ngaønh kinh teá khaùc phaùt trieån, taän duïng ñaát hoang ñoài troïc vaø ñaát noâng nghieäp coù hieäu quaû thaáp so vôùi troàng mía, taïo coâng aên vieäc laøm cho noâng daân vaø lao ñoäng dö thöøa. Goùp phaàn naâng cao trình ñoä cheá bieán, chuyeån daàn sang hình thöùc saûn xuaát ñöôøng cô giôùi vôùi coâng ngheä tieân tieán, thay theá daàn löôïng ñöôøng tieåu thuû coâng nghieäp tieâu hao nguyeân lieäu mía gaàn gaáp ñoâi so vôùi saûn xuaát coâng nghieäp. Maëc duø vaäy thieát bò saûn xuaát cuûa nhieàu nhaø maùy coøn cuõ kyõ hay gaëp söï coá kyõ thuaät vaø bò roø ró, neân khoái löôïng nöôùc thaûi raát lôùn. Hieän nay, chuû yeáu coù 3 phöông phAÙp laøm trong :baèng voâi, sunfit vaø cacbonat. Phöông phAÙp duøng voâi haàu heát coøn duøng trong caùc cô sÔÛ saûn xuaát nhoû, trình ñoä keùm, chuû yeáu saûn xuaát maät vaøng vaø maät traàm. Coâng nghieäp saûn xuaát mía ñöôøng ÔÛ Vieät Nam laø ngaønh gaây oâ nhieãm khaù lôùn do coâng ngheä laïc haäu, thieát bò roø ræ nhieàu laïi khoâng coù baát cöù thieát bò xöû lyù naøo, trong soá caùc chaát oâ nhieãm coù buïi khoùi loø hôi, buøn loïc, nöôùc thaûi, khí thoaùt ra töø caùc thAÙp phaûn öùng sunfit hoùa vaø cacbonat hoùa. Rieâng baõ mía ñöôïc duøng laøm nhieân lieäu hoaëc ñeå saûn xuaát giaáy bìa, coøn maät ræ ñöôïc leân men ñeå cheá bieán coàn. Phaùt trieån saûn xuaát ñöôøng mía laø moät ñònh höôùng ñuùng ñaén, quan troïng. Tuy nhieân, saûn xuaát ñöôøng söû duïng moät löôïng lôùn nöôùc vaø cuõng thaûi ra moät löôïng khoâng nhoû nöôùc thaûi giaøu chaát höõu cô deã chuyeån hoùa, gaây oâ nhieãm moâi tröôøng ñaëc bieät laø moâi tröôøng nöôùc. Ñaõ coù moät vaøi nghieân cöùu veà xöù lyù nöôùc thaûi vaø taùi söû duïng caùc chaát thaûi cuûa saûn xuaát ñöôøng. Song vieäc öùng duïng vaø trieån khai roäng raõi moät caùch coù hieäu quaû coøn nhieàu haïn cheá. Ñaëc bieät vieäc xöû lyù nöôùc thaûi coøn nhieàu baát caäp. Nhieàu heä thoáng xöû lyù ñöôïc xaây döïng vôùi voán ñaàu tö lôùn nhöng hoaït ñoäng khoâng hieäu quaû hoaëc khoâng hoaït ñoäng ñöôïc gaây toán keùm vaø laøm naûn loøng caùc nhaø saûn xuaát. Trong tình hình ñoù, vieäc ñaàu tö nghieân cöùu ñeå keá thöøa vaø löïa choïn quy trình coâng ngheä xöû lyù khaû thi laø raát caàn thieát. CHÖÔNG 2: TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG TY COÅ PHAÀN MÍA ÑÖÔØNG HIEÄP HOØA 2.1. SÔ LÖÔÏT VEÀ COÂNG TY COÅ PHAÀN MÍA ÑÖÔØNG HIEÄP HOØA Coâng ty Mía Ñöôøng Hieäp Hoøa tröôùc ñaây laø doanh nghieäp nhaø nöôùc ñöôïc thaønh laäp töø naêm 1921, do Toång Coâng Ty Mía Ñöôøng II quaûn lyù vaø ñaõ chuyeån ñoåi sang doanh nghieäp Coå Phaàn töø thaùng 7 naêm 2006. Coâng ty ñaõ mÔÛ roäng naêng suaát töø 300 taán mía/ngaøy khi thaønh laäp ñeán nay laø 2500 taán mía/ngaøy. Chaát löôïng caùc saûn phaåm cuûa Coâng ty CP Mía Ñöôøng Hieäp Hoøa luoân luoân oån ñònh vaø ñaït caùc tieâu chuaån TCVN do nhaø nöôùc quy ñònh. Teân coâng ty: COÂNG TY COÅ PHAÀN MÍA ÑÖÔØNG HIEÄP HOØA Ñòa chæ: Khu vöïc I-Thò traán Hieäp Hoøa-Huyeän Ñöùc Hoøa-Tænh Long An Ñieän thoaïi: 072 3854051 Fax: 072 3854052 Lónh vöïc saûn xuaát/kinh doanh: Theo Giaáy chöùng nhaän ñaêng kyù kinh doanh soá: 5003000153 ngaøy 27 thaùng 6 naêm 2006 do SÔÛ Keá hoaïch vaø ñaàu tö tænh Long An caáp, ngaønh ngheà Coâng ty ñöôïc pheùp kinh doanh cuï theå nhö sau: Saûn xuaát kinh doanh: coâng nghieäp cheá bieán ñöôøng, maät vaø caùc saûn phaåm sau ñöôøng (Coàn, röôïu Rhum,CO2, phaân boùn Hudavil, vaùn eùp),mía gioáng, mía caây.( hieän taïi nhaø maùy coàn ñaõ ngöng hoaït ñoäng) Dòch vuï kyõ thuaät mía ñöôøng; cung öùng vaät tö, haùng hoùa, nguyeân vaät lieäu, maùy moùc phuïc vuï vuøng nguyeân lieäu; cheá taïo caùc saûn phaåm cô khí vaø phuï tuøng thieát bò chuyeân ngaønh mía ñöôøng vaø sau ñöôøng. Xuaát khaåu tröïc tieáp: caùc saûn phaåm do Coâng ty saûn xuaát vaø cheá bieán; caùc saûn phaåm cuûa ngaønh noâng nghieäp vaø coâng nghieäp thöïc phaåm. Nhaäp khaåu tröïc tieáp: nguyeân lieäu, maùy moùc, thieát bò, phuï tuøng phuïc vuï saûn xuaát, cheá bieán cuûa Coâng ty; caùc saûn phaåm cuûa ngaønh noâng nghieäp vaø coâng nghieäp thöïc phaåm. Hình 2.1 Trụ sở Cty Cổ phần mía đường Hiệp Hòa 2.2. TOÅNG QUAÙT VEÀ QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT: 2.2.1. Qui trình coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng Baõ buøn Eùp mía Gia nhieät laàn 1 sunfit hoùa Gia nhieät laàn 2 Laéng Gia nhieät laàn 3 Boác hôi Syrup Loïc chaân khoâng Hôi nöôùc Nöôùc cheø buøn Voâi Hôi nöôùc ngöng tuï vaø roø ræ (B) Nöôùc sau khi loïc Voâi H3PO4 Xöû lyù mía tröôùc khi eùp Caùt C Maät cuoái (maät ræ) Hôi nöôùc Hôi nöôùc ngöng tuï(C) Caùt A Maät traéng Hôi nöôùc Hôi nöôùc ngöng tuï(C) Non A Non B Non C Maät naâu Caùt B Maät B Hôi nöôùc Hôi nöôùc ngöng tuï(C) Nöôùc ñeå röûa xaû nöôùc röûa(A) Mía caây Ñöôøng hoà Hôi nöôùc Hôi nöôùc ngöng tuï vaø roø ræ(B) Nöôùc ngaâm baõ mía boït vaùng, baõ mía (B) Quy trình coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng ñöôøng Hình 2.2. Sô ñoà coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng Daây chuyeàn coâng ngheä ñöôïc löïa choïn treân cô sÔÛ daây chuyeàn coâng ngheä tieân tieán, thieát bò môùi cuûa aoûn Ñoä, theo qui trình kheùp kín, ñaït tieâu chuaån AÂu – Myõ veà chaát löôïng saûn phaåm cuõng nhö veà baûo veä moâi tröôøng . Ñaây laø nhaø maùy saûn xuaát ñöôøng tinh luyeän töø nguyeân lieäu caây mía. Qui trình coâng ngheä chuû yeáu bao goàm caùc böôùc sau : Xöû lyù mía tröôùc khi eùp : Mía caây sau khi thu hoaïch ñöôïc chuyeån ñeán nhaø maùy baèng caùc loaïi phöông tieän nhö thuyeàn , xe taûi. Toå chöùc boác dôõ mía baèng caàu taøu vaø baõi xe. Troïng löôïng mía ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông phAÙp caân xe, caân mía . Sau khi caân, mía ñöôïc ñöa vaøo baøn luøa hoaëc ñeán saân chöùa (khi mía veá nhieàu). Taïi cuoái baøn luøa, theát bò khoùa mía coù nhieäm vuï ñieàu chænh löôïng mía ñoå xuoáng baêng taûi. Sau khi ñöôïc chaët nhoû nhôø heä thoáng dao chaët quay, caùc maûnh nhoû ñöôïc xeù thaønh xô nhôø buùa tôi trong thieát bò buùa ñaäp . Tröôùc khi vaøo maùy eùp, xô mía ñöôïc chuyeån qua thieát bò khöû töø baèng nam chaâm ñieän nhaèm loaïi boû nhöõng maûnh saét theùp (neáu coù) ñaûm baûo vaän haønh an toaøn cho heä thoáng maùy eùp. EÙp mía Xô mía xe tôi laàn löôït ñöa qua 4 che eùp mía . Nhôø caùc truïc eùp mía maø xô mía ñöôïc vaét kieät nöôùc mía ra khoûi baõ . Nhaêm taêng hieäu quaû thu nöôùc mía, phöông phAÙp eùp töôùi thaám ñöôïc AÙp duïng baèng caùch phun töôùi thaám ngay sau khi baõ mía ra khoûi maùy eùp. Baõ mía sau khi eùp kieät nöôùc mía ñöôïc ñöa qua löôùi saøn baõ nhuyeãn vaø ñöôïc chuyeån leân baêng taûi sang khu loø ñoát, laøm nguyeân lieäu ñoùt loø hôi. Hôi nöôùc ñöôïc suû duïng cho caùc turbine hôi, phaùt ñieän. Hôi nöôùc sau turbine ñöôïc suû dung cho coâng ngheä cheá bieán ñöôøng . Baõ nhuyeãn ñöôïc thaùo baèng vis taûi vaø ñöôïc duøng laøm nguyeân lieäu trôï loïc sau khi troïn vôùi nöôùc buøn töø quaù trình laéng. Hieäu suaát eùp taùch baõ cuûa giai ñoaïn naøy ñaït 94.5% - 95%. Laøm saïch nöôùc mía : Nöôùc mía tröôùc khi qua cheá bieán caàn ñöôïc loaïi boû caùc taïp chaát lô löng vaø caùc chaát khoâng ñöôøng . Nhaèm taêng hieäu quaû laéng trong quaù trình laøm saïch, dung dòch phosphate (chaát trôï laéng P2O5) vaø voâi ñöôïc boå sung nhôø heä thoáng pha troän vaø ñònh löôïng hoùa chaát. Nöôùc voâi ñöôïc ñöa vaøo nöôùc ñöôøng nhaèm taïo ra moâi tröôøng trung hoøa, traùnh söï chuyeån hoùa cuûa ñöôøng khi löu chöùa vaø haïn cheá söï phaân huûy ñöôøng bÔÛi phaûn öùng hoaøn nguyeân vì nhieät ñoä trong quaù trình laéng khaù cao T = 700 – 750C C12H22O11 + Ca(OH)2 C12H22O11CaO + H2O 3C12H22O11CaO + H3PO4 3C12H22O11 + 3 H2O + Ca3(PO4)2 ÔÛ giaù trò pH = 5.5 caën Ca3(PO4)2 sinh ra seõ haáp thuï caùc chaát beùo vaø taïp chaát ô löûng vaø taùch chuùng ra khoûi nöôùc mía. ÔÛ nhieät ñoä naøy, nöôùc mía seõ ñöôïc gia voâi laàn 2 nhaèm trung hoøa vaø naâng pH leân giaù trò 7.2 nhaèm traùch hieân töôïng hoaøn nguyeân ñöôøng theo phaûn öùng phaân huûy ñöôøng : C12H22O11 + H2O C6H6O6 + C6H6O6 Glucoza Fructoza Tieáp theo nöôùc ñöôøng ñöôïc gia nhieät laàn 2 ñeán nhieät ñoä T=1020 – 1050 vaø theâm chaát trôï laéng trong boàn laéng lieân tuïc goàm boán ngaên. Buøn laéng ÔÛ ñaùy moãi ngaên ñöôïc goïi laø cheø buøn ñöôïc ruùt taùch lieân tuïc vaø troän vôùi baõ mía nhuyeãn tröôùc khi vaøo thieát bò loïc chaân khoâng ñeå thu hoài nöôùc mía . Baõ buøn ñöôïc röûa nöôùc 1 laàn nöõa tröôùc khi thaûi boû laøm phaân boùn. Nöôùc mía trong trích töø boàn laéng coù tinh ñoä cao hôn so vôùi hoãn hôïp ban ñaàu töø 79% leân 80,5% vaø ñöôïc chuyeån qua gia ñoaïn coâ ñaëc. Giai ñoaïn coâ ñaëc ñöôøng : Cheø sau khi laéng qua löôùi loïc vaøo thuøng chöùa trung gian vaø tieáp tuïc gia nhieät laàn 3 , taêng nhieät ñoä ñeán gaàn ñieåm soâi tröôùc khi vaøo khu boác hôi. Cheø sau khi boác hôi ñöôïc goïi laø syrup. Töø ñaây syrup ñöôïc bôm vaøo thuøng chöùa trung gian tröôùc khi vaøo khu naáu ñöôøng chuaån bò cho quaù trình keát tinh . Giai ñoaïn naáu ñöôøng : Ñöôøng ñöôïc naáu theo cheá ñoä 3 heä A,B,C AÙp duïng theo phöông phAÙp naáu lieân tuïc trong caùc noài naáu chaân khoâng ( AÙp suaát 660mm, nhieät ñoä 540 C) : - Ñöôøng non A ñöôïc baèng caùch phoái lieäu maät traéng +syrup nguyeân chaát + ñöôøng hoà B vaø C cho ra ñöôøng caùt A laø saûn phaåm chính . - Ñöôøng non B ñöôïc naáu töø maät naâu cuûa quaù trình non A cho ra ñöôøng B ñöôïc hoøa tan thaønh ñöôøng hoà B ñeå quay laïi naáu non A, vaø maät ræ B ñi vaøo naáu non C. - Ñöôøng non C ñöôïc naáu töø maät ræ B cuûa quaù trình non B cho ra ñöôøng C ñöôïc hoøa tan thaønh ñöôøng hoà C ñeå quay laïi naáu non A, vaø maät ræ cuoái , maät ræ naøy thöôøng ñöôïc laøm nguyeân lieäu cho saûn xuaát men, saûn xuaát coàn,... - Ñöôøng caùt A sau khi ly taâm , saáy vaø laøm nguoäi ñöôøng seõ ñöôïc caân voâ bao HDPE loaïi 50 kg vaø chuyeån vaøo kho thaønh phaåm keát thuùc quaù trình saûn xuaát ñöôøng . Vôùi qui trình coâng ngheä saûn xuaát tieân tieán cuûa AÁn Ñoä, nhaø maùy coù saûn phaåm ñöôøng tinh luyeän coù chaát löôïng cao, giaûm chi phí ñieän naêng vaø hôi nöôùc. Vaø moät soá tính troäi noåi baäc cuûa coâng ngheä nhö: Trình ñoä quaûn lyù ñieàu haønh töï ñoäng hoùa ñöôïc thöïc hieän, phöông phAÙp eùp thaåm thaáu – keát hôïp giöõa khuyeát taùn vaø che eùp ñöôïc AÙp duïng ñaït hieäu suaát thu ñöôøng töø mía cao, xöû lyù hoùa chaát hieän ñaïi taêng naêng suaát lao ñoäng nhôø söû duïng chaát trôï laéng coù hoaït tính cao, taåy maøu baèng phöông phAÙp trao ñoåi ion thay theá than hoaït tính. 2.2.2. Thaønh phaàn cuûa mía vaø nöôùc mía: Thaønh phaàn cuûa mía thay ñoåi theo vuøng , nhöng dao ñoäng trong khoaûng sau Nöôùc : 69-75% Saccarose : 8-16% Ñöôøng khöû : 0,5-2,0% Chaát höõu cô : 0,5-1,0% (ngoïai tröø ñöôøng) Chaát voâ cô : 0,2-0,6% Hôïp chaát Nitô : 0,5-1% Tro(phaàn lôùn laø K) : 0,3-0,8% (TS. Nguyeãn Xuaân Phöông & TSKH Nguyeãn Vaên Khoa – 2005 – Cô sô lyù thuyeát vaø kyõ thuaät saûn xuaát thöïc phaåm) Nöôùc mía coù tính axit (pH = 4,9-5,5), ñuïc(do söï hieän dieän cuûa caùc chaát keo nhö sAÙp protein, nhöïa, tinh boät vaø silic) vaø coù maøu xanh luïc. Nöôùc mía coù maøu do caùc nguyeân nhaân sau Töø thaân caây mía : maøu do chlorophyll, anthocyanin, saccharetin vaø tanin gaây ra. Do caùc phaûn öùng phaân huûy hoùa hoïc: Khi cho vaøo nöôùc mía löôïng nöôùc voâi, hoaëc döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä, nöôùc mía bò ñoåi maøu. Do söï phaûn öùng cuûa caùc chaát khoâng ñöôøng vôùi nhöõng chaát khaùc. Chlorophyll thöôøng coù trong caây mía, noù laøm cho nöôùc mía coù maøu xanh luïc. Trong nöôùc mía, chlorophyll ÔÛ traïng thaùi keo, noù deã daøng bò loïai boû baèng phöông phAÙp loïc. Anthocyanin chæ coù trong loïai mía coù maøu saãm, noù ÔÛ daïng hoøa tan trong nöôùc. Khi theâm nöôùc voâi, maøu ñoû tía cuûa anthocyanin bò chuyeån sang maøu xanh luïc thaãm. Maøu naøy khoù bò loïai boû baèng caùch keát tuûa vôùi voâi( vì löôïng voâi duøng trong coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng khoâng ñuû lôùn ) hay vôùi H2 SO4. Saccharetin thường coù trong voû caây mía. Khi theâm voâi, chaát naøy seõ trÔÛ thaønh maøu vaøng ñöôïc trích ly. Tuy nhieân loại maøu naøy khoâng gaây ñoäc, ÔÛ moâi tröôøng pH <7,0 maøu bieán maát. Tanin hoøa tan trong nöôùc mía , coù maøu xanh, khi phaûn öùng vôùi muoái saét seõ bieán thaønh saãm maøu. Döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä tanin bò phaân huûy thaønh catehol, keát hôïp vôùi kieàm thaønh protocatechuic. Khi ñun trong moâi tröôøng axit phaân huûy thaønh caùc hôïp chaát gioáng saccharetin. ÔÛ nhieät ñoä cao hôn 200o C, ñöôøng sucrose vaø hai loïai ñöôøng khöû (glucose vaø fructose) bò caramen hoùa vaø taïo maøu ñen. ÔÛ nhieät ñoä cao hôn 55o C, ñöôøng khöû ñaõ bò phaân huûy thaønh caùc hôïp chaát coù maøu raát beàn. Ñeå loïai boû caùc taïp chaát trong nöôùc mía coù theå AÙp duïng trong caùc bieän phAÙp sau: Ñoä ñuïc :ñöôïc loïai baèng phöông phAÙp nhieät vaø loïc. Nhöïa vaø pectin, muoái cuûa caùc axít höõu cô, voâ cô, chaát taïo maøu: ñöôïc loïai boû baèng phöông phAÙp xöû lyù vôùi voâi. Nöôùc mía coù tính axit (pH =4,9-5,5), ñuïc, coù maøu xanh luïc (chöùa 13-15%chaát tan, trong chaát khoâ chöùa 82-85% ñöôøng saccarosa). Nöôùc mía ñöôïc xöû lyù baèng caùc chaát hoùa hoïc nhö voâi, CO2, SO2, phoát phaùt roài ñöôïc ñun noùng ñeå laøm trong. Quaù trình xöû lyù naøy coù taùc duïng laøm keát tuûa caùc chaát raén, huyeàn phuø vaø laéng caùc chaát baån. Dung dòch trong ñöôïc loïc qua maùy loïc chaân khoâng. Baõ loïc ñöôïc loïai boû, ñem thaûi hoaëc duøng laøm phaân boùn. Nöôùc mía sau khi loïc coøn chöùa khoảng 88% nöôùc, sau ñoù ñöôïc boác hôi trong loø naáu chaân khoâng. Hoãn hôïp tinh theå vaø maät ñöôïc thu vaøo maùy ly taâm ñeå taùch ñöôøng ra khoûi maät ræ. Ræ ñöôøng laø dung dòch coù ñoä nhôùt cao, chöùa khoảng 1/3 ñöôøng khöû. Saûn phaåm phuï cuûa quaù trình saûn xuaát ñöôøng goàm coù: Boät giaáy, taám xô eùp töøi baõ mía. Nhöïa, beâ toâng töø baõ mía. Phaân boùn, thöùc aên gia suùc, alcohol, daám, axeton, axit citric,…vaø töø maät mía. 2.2.3.Hoùa chaát laøm trong vaø taåy maøu Voâi : Voâi laø hoùa chaát quan troïng ñöôïc duøng nhieàu trong saûn xuaát ñöôøng. Caùc phöông phAÙp saûn xuaát ñöôøng hieän nay ñeàu duøng voâi. Voâi laø chaát voâ ñònh hình coù ñoä phaân taùn cao. Khi hoøa tan trong nöôùc coù tính chaát keo. Ñoä hoøa tan cuûa voâi trong nöôùc coøn giaûm khi nhieät ñoä tang. Taùc duïng cuûa voâi - Trung hoøa caùc axit höõu cô vaø voâ cô. - Taïo caùc ñieåm ñaúng ñieän ñeå ngöng keát caùc chaát keo. - Laøm trô phaûn öùng axit cuûa nöôùc mía hoãn hôïp vaø ngaên ngöøa söï chuyeån hoùa ñöôøng sacaroza. - Keát tuûa hoaëc ñoâng tuï nhöõng chaát khoâng ñöôøng, ñaëc bieät protein, pectin, chaát maøu vaø nhöõng axit taïo muoái khoâng tan. - Phaân huûy moät soá chaát khoâng ñöôøng, ñaëc bieät ñöôøng chuyeån hoùa, amit. Do ñoù ñeå haïn cheá söï phaân huûy ñöôøng caàn coù nhöõng phöông aùn cho voâi thích hôïp: cho voâi vaøo nöôùc mía laïnh, cho voâi vaøo nöôùc mía noùng, cho voâi phaân ñoaïn ... - Taùc duïng cô hoïc: Nhöõng chaát keát tuûa ñöôïc taïo thaønh coù taùc duïng keùo theo nhöõng chaát lô löûng vaø nhöõng chaát khoâng ñöôøng khaùc. - Saùt truøng nöôùc mía: Vôùi ñoä kieàm khi coù 0,35% CaO, phaàn lôùn vi sinh vaät khoâng sinh tröÔÛng. Tuy nhieân coù tröôøng hôïp phaûi duøng ñeán löôïng 0,8% CaO. Taùc duïng cuûa ion Ca2+ - Nhöõng phaûn öùng do taùc ñoäng cuûa ion Ca2+ thuoäc loaïi phaûn öùng keát tuûa vaø ñoâng tuï. Ion Ca2+ coù theå phaûn öùng vôùi nhöõng anion ñeå taïo ra muoái canxi laø nhöõng chaát khoâng tan: Ca2+ + 2A- = CaA2 Trong ñoù A: anion. - Tuøy theo ñoä hoøa tan cuûa muoái canxi trong nöôùc mía, coù theå chia laøm 3 nhoùm nhö sau: •Muoái canxi khoâng tan: muoái cacbonat, oxalat, sunfat hoaëc photphat canxi. •Muoái canxi khoù tan: muoái cuûa axit glicolic, glioxilic, malonic, adipic, sucxinic, tricacboxilic vaø hidroxixitronic. - Muoái canxi deã tan nhö muoái Canxi cuûa caùc axit focnic, propionic, lactic, butiric, glutaric, sacarinic, asfactic vaø glutamic. Khí SO2: SO2 ñöôïc duøng trong saûn xuaát ñöôøng coù theå ÔÛ daïng khí, loûng hoaëc muoái (NaHSO3, Na2SO3, Na2S2O4), vaø hieän nay thöôøng duøng nhaát laø daïng khí. SO2¬ coù khaû naêng giaûm pH (maø ÔÛ trò soá pH thaáp hieäu quaû taåy maøu toát hôn) neân khí SO2 taùc duïng maïnh hôn NaHSO3 vaø Na2SO3 . Taùc duïng cuûa SO2 : - Taïo keát tuûa CaSO3 coù tính haáp phuï : Khi cho SO2 vaøo nöôùc mía coù voâi dö, phaûn öùng xaûy ra nhö sau: Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + 2H2O . CaSO3 laø chaát keát tuûa coù khaû naêng haáp phuï caùc chaát khoâng ñöôøng, chaát maøu vaø chaát keo coù trong dung dòch. - Laøm giaûm ñoä kieàm, ñoä nhôùt cuûa dung dòch: Nöôùc mía sau khi trung hoøa, moät phaàn chaát keo bò loaïi neân laøm giaûm ñoä nhôùt maät cheø. Hôn nöõa trong nöôùc mía coù haøm löôïng kali, canxi nhaát ñònh. Sau khi thoâng khí SO2 taïo thaønh canxi sunfit vaø kali sunfit: K2CO3 + H2SO3 = K2SO3 + CO2 + H2O CaCO3 + H2SO3 = CaSO3 + CO2 + H2O Söï thay ñoåi töø muoái K2CO3, CaSO3 thaønh K2SO3, CaSO3 coù yù nghóa quan troïng. Muoái cacbonat coù khaû naêng taïo maät lôùn vaø coù aûnh höÔÛng ñeán maøu saéc cuûa dung dòch ñöôøng. Muoái sunfit khaû naêng taïo maät keùm vaø laïi coù khaû naêng laøm giaû._.m ñoä kieàm vaø ñoä nhôùt cuûa maät cheø, coù lôïi cho thao taùc naáu ñöôøng vaø keát tinh, ñoàng thôøi haïn cheá söï phaùt trieån cuûa sinh vaät. - Taåy maøu vaø ngaên ngöøa söï taïo maøu: SO2 laø chaát khöû coù khaû naêng bieán chaát maøu cuûa nöôùc mía hoaëc maät cheø thaønh chaát khoâng maøu saéc hoaëc maøu nhaït hôn. SO2 khoâng chæ laøm maát maøu maø coøn ngaên ngöøa söï sinh maøu - SO2 coøn laø chaâït xuùc taùc choáng oxi hoùa, noù ngaên chaën aûnh höÔÛng khoâng toát cuûa oxi khoâng khí (O2 khoâng khí chæ phaùt huy taùc duïng khi coù chaát xuùc taùc nhö khi coù maët Fe2+, Fe3+, Cu2+). SO2 khöû Fe3+ thaønh Fe2+. Khi thoâng SO2 coù taùc duïng khöû ion saét . - Laøm cho CaSO3 keát tuûa taïo thaønh chaát tan. Tính chaát cuûa CaSO3 khoâng tan trong nöôùc nhöng tan trong H2SO3. Do ñoù neáu cho SO2 quaù löôïng coù theå laøm CaSO3 keát tuûa thaønh hoøa tan. CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2 Töông töï: K2SO3 + SO2 + H2O = 2KHSO3 Döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä cao, Ca(HSO3)2 coù theå phaân giaûi thaønh CaSO3 keát tuûa taïo thaønh chaát ñoùng caën trong thieát bò truyeàn nhieät vaø boác hôi Ca(HSO3)2 = CaSO3 + SO2 + H2O H3PO4: Haøm löôïng photphat trong mía laø yeáu toá raát quan troïng. Baûn thaân caây mía chöùa moät haøm löôïng P2O5 nhaát ñònh. Löôïng P2O5 trong mía phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän canh taùc, phaân boùn ... Qua thí nghieäm vaø thöïc teá saûn xuaát, löôïng P2O5 coù aûnh höÔÛng nhieàu ñeán hieäu quaû laøm saïch nhaát laø ñoái vôùi saûn xuaát ñöôøng thuû coâng. Ñeå coù hieäu quaû laøm saïch toát löôïng P2O5 trong nöôùc mía caàn 0,3 - 0,5 g/l, nhöng thöôøng trong nöôùc mía ít khi ñaït haøm löôïng treân neân phaûi cho theâm vaøo, thöôøng ÔÛ daïng muoái super photphat Ca(H2PO4)2. Trong saûn xuaát ñöôøng tinh luyeän cho ÔÛ daïng axit photphoric. Taùc duïng chuû yeáu cuûa P2O5 nhö sau : P2O5 daïng muoái hoaëc axit seõ keát hôïp vôùi voâi taïo thaønh muoái photphat canxi keát tuûa Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + H¬3PO4 + H2O Keát tuûa Ca3(PO4)2 coù tyû troïng lôùn coù khaû naêng haáp phuï chaát keo vaø chaát maøu cuøng keát tuûa. Chaát keo trong nöôùc mía chuû yeáu laø keo cuûa axit silic, cuûa saét, nhoâm. Khi voâi laøm saïch nöôùc mía coù ñuû löôïng P2O5 nhaát ñònh thì hieäu quaû laøm saïch taêng leân roõ reät. Trong saûn xuaát ñöôøng thuû coâng, taùc duïng haáp phuï cuûa Ca3(PO4)2 laø yeáu toá chuû yeáu ñeå laøm saïch nöôùc mía. Ñoái vôùi vieäc tinh luyeän ñöôøng vaøng (ñöôøng thoâ), duøng axit photphoric ñeå taùch chaát maøu cuûa hôïp chaát phenol vaø saét. Trong nhöõng thuøng laéng ñaëc bieät coù theå taùch 20 -40 % chaát maøu. 2.2.4.Caùc chaát thaûi trong saûn xuaát ñöôøng mía Quaù trình saûn xuaát ñöôøng mía thaûi ra löôïng lôùn chaát thaûi döôùi caû 3 daïng: Khí thaûi, chaát thaûi raén vaø nöôùc thaûi.  Khí thaûi: Caùc chaát gaây oâ nhieãm moâi tröôøng khoâng khí cuûa quaù trình saûn xuaát ñöôøng khoâng lôùn. Khí thaûi phaùt sinh chuû yeáu töø loø hôi duøng baõ mía laøm nhieân lieäu, töø quaù trình xöû lyù nöôùc mía baèng CO2 hoaëc SO2 cuûa coâng ñoaïn baûo xung. Caùc nhaø maùy ñeàu chuù yù ñeå traùnh roø ræ SO2. Khí thaûi loø hôi ñöôïc taùch buïi baèng heä thoáng cyclon taùch buïi aåm hoaëc cyclon thuûy löïc coù hieäu quaû taùch cao . Chaát thaûi raén trong saûn xuaát ñöôøng goàm baõ mía, tro loø hôi, buøn loïc,... - Maät ræ: laø saûn phaåm phuï cuûa saûn xuaát ñöôøng. Löôïng maät thöôøng chieám khoaûng 5% löôïng mía eùp, maät ræ hieän ñöôïc söû duïng cho saûn xuaát mì chính vaø saûn xuaát coàn, naám men..... - Baõ mía chieám 26,8 - 32% löôïng mía eùp, vôùi haøm aåm khoaûng 50%. Phaàn chaát khoâ chöùa khoaûng 46% Zenluloza vaø 24,6% Hemizenluloze. Caùc nhaø maùy ñöôøng söû duïng baõ mía laøm nhieân lieäu ñoát loø hôi vaø chaïy maùy phaùt ñieän. Baõ mía coøn ñöôïc söû duïng laøm nhieân lieäu saûn xuaát giaáy, vaùn eùp,.... - Tro loø hôi: chieám 1,2% löôïng baõ mía. Thaønh phaàn chính cuûa tro laø SiO2, chieám 71 - 72%. Ngoaøi ra coøn caùc khoaùng khaùc nhö Fe2O3, Al2O3, K2O, Na2O, P2O5, CaO, MnO.... Cuøng vôùi buøn, tro ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát phaân höõu cô. - Buøn loïc: laø caën thaûi cuûa coâng ñoaïn laøm trong nöôùc mía thoâ. Buøn coù ñoä aåm 75 - 77%, chieám 3,82 - 5,07% löôïng mía eùp Baûng 2.3: Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa chaát thaûi raén töø saûn xuaát ñöôøng (%Khoái löôïng) Maät ræ Buøn loïc Baõ mía Nöôùc 26 Nöôùc 75 Nöôùc 50,0 Ñöôøng 51 SAÙp, chaát beùo 75 Zenlulo 22,5 Chaát khöû 3 Xô 3,5 Pentoza 16,0 Hôïp chaát nitô 4,5 Ñöôøng 7,5 Ligin 9,0 Axit höõu cô 5 Protein 4,5 SAÙp, protein 1,5 Tro 10 Tro 3,0 Tro 1,0 Chaát maøu 0,5 7,0 (Nguyeãn Ngoä, Ñaïi hoïc Baùch khoa Haø Noäi. Hieäu quaû khoa hoïc töø chöông trình mía ñöôøng. Tin mía ñöôøng 8/2000) Nöôùc thaûi: Coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng mía söû duïng khoái löôïng nöôùc raát lôùn cho caùc muïc ñích khaùc nhau. Keát quaû khaûo saùt ÔÛ 11 nhaø maùy ñöôøng cho thaáy: Ñònh möùc tieâu hao nöôùc bieán ñoäng töø 13 - 15 m3 taán mía eùp. Trong ñoù nöôùc röûa nhaø saøn, nöôùc laøm maùt truïc eùp, veä sinh thieát bò vaø nöôùc giaët baêng taûi taùch buøn coù haøm löôïng chaát höõu cô cao caàn xöû lyù chieám 6 - 10% toång löôïng nöôùc thaûi. 2.2.5 .Nguoàn goác nöôùc thaûi saûn xuaát ñöôøng Coâng nghieäp saûn xuaát mía ñöôøng ÔÛ Vieät Nam laø ngaønh gaây oâ nhieãm khaù lôùn do coâng ngheä laïc haäu, thieát bò roø ræ nhieàu laïi khoâng coù baát cöù thieát bò xöû lyù naøo, trong soá caùc chaát oâ nhieãm coù buïi khoùi loø hôi, buøn loïc, nöôùc thaûi, khí thoaùt ra töø caùc thAÙp phaûn öùng sunfit hoùa vaø cacbonat hoùa. Rieâng baõ mía ñöôïc duøng laøm nhieân lieäu hoaëc ñeå saûn xuaát giaáy bìa, coøn maät ræ ñöôïc leân men ñeå cheá bieán coàn. Löôïng nöôùc thaûi trong coâng nghieäp saûn xuaát ñöôøng thoâ raát lôùn bao goàm nöôùc röûa mía caây vaø nhöng tuï hôi, nöôùc röûa than, nöôùc xaû ñaùy loø hôi, nöôùc röûa coät trao ñoåi ion, nöôùc laøm maùt, nöôùc röûa saøn vaø thieát bò, nöôùc buøn baõ loïc dung dòch ñöôøng rôi vaõi trong saûn xuaát… Ngoaøi baõ buøn ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát phaân höõu cô, nöôùc thaûi töø caùc coâng ñoaïn trong nhaø maùy ñöôïc phaân thaønh caùc nhoùm sau ñaây: Nhoùm A: nöôùc thaûi coù ñoä nhieãm baån khoâng cao, chuû yeáu coù nhieàu chaát lô löûng ÔÛ daïng vô cô neân chæ caàn loïc sô boä qua song chaén raùc vaø laéng tieáp xuùc ñeå loïai boû chaát lô löûng, sau ñoù troän vôùi nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù vaø nöôùc ngöng tuï roài xaû ra nguoàn tieáp nhaän. Nhoùm B: nöôùc thaûi coù noàng ñoä chaát höõu cô cao (do ñöôøng thaát thoaùt) vaø coù daàu môõ caàn ñöôïc taùch rieâng ñeå xöû lyù. Nhoùm C: nöôùc ngöng tuï töø loø hôi, khoâng bò nhieãm baån neân duøng ñeå pha loaõng vôi nöôùc thaûi (A+B) ñaõ qua xöû lyù vaø thaùi ra nguoàn tieáp nhaän. Nöôùc thaûi röûa loïc, laøm maùt, röûa thieát bò vaø röûa saøn : Nöôùc thaûi röûa loïc tuy coù löu löôïng nhoû nhöng giaù trò BOD vaø chaát lô löûng cao . Nöôùc laøm maùt ñöôïc duøng vôùi löôïng lôùn vaø thöôøng ñöôïc tuaàn hoaøn haàu heát hoaëc moät phaàn trong quy trình saûn xuaát. Nöôùc laøm maùt thöôøng nhieãm baån moät soá chaát höõu cô bay hôi töø nöôùc ñöôøng ñun soâi trong noài naáu hoaëc noài chaân khoâng. Nöôùc chaûy traøn töø caùc thAÙp laøm maùt, nöôùc traøn treân maët saøn nhaø xöÔÛng, ñaëc bieät khu vöïc pha troän voâi vaø veä sinh thieát bò . Tuy nhieân, do cheá ñoä baûo döôõng keùm vaø ñieàu kieän vaän haønh khoâng toát neân coù löôïng ñöôøng bò thaát thoaùt ñaùng keå vaøo heä thoáng thu nöôùc . Nöôùc roø ræ vaø nöôùc röûa saøn, röûa thieát bò tuy coù löu löôïng thaáp vaø ñöôïc xaû ñònh kyø nhöng coù haøm löôïng COD vaø noàng ñoä canxi raát cao . 2.2.6.Thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi saûn xuaát ñöôøng Nöôùc thaûi ngaønh saûn xuaát ñöôøng thuoäc loaïi nöôùc thaûi oâ nhieãm naëng haøm löôïng chaát höõu cô raát cao, caën lô löûng vaø nhieät ñoä cao, pH thaáp. Phaàn lôùn chaát raén lô löûng laø chaát voâ cô. Nöôùc röûa mía caây chuû yeáu chöùa caùc hôïp chaát voâ cô. Trong ñieàu kieän coâng ngheä bình thöôøng, nöôùc laøm nguoäi, röûa than vaø nöôùc thaûi töø caùc quy trình khaùc coù toång chaát raén lô löûng khoâng ñaùng keå. Chæ coù moät phaàn than hoaït tính bò thaát thoaùt theo nöôùc, moät ít boät trôï loïc, vaûi loïc do muïc naùt taïo thaønh caùc sôïi nhoû lô löûng trong nöôùc. Nhöng trong ñieàu kieän caùc thieát bò laïc haäu, bò roø ræ thì haøm löôïng caùc chaát raén huyeàn phuø trong nöôùc thaûi coù theå taêng cao. Caùc chaát thaûi cuûa nhaø maùy ñöôøng laøm cho nöôùc thaûi coù tính axit. Trong tröôøng hôïp ngoaïi leä, ñoä pH coù theå taêng cao do coù troän laãn CaCO3 hoaëc nöôùc xaû röûa coät resin. Nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng coøn thaát thoaùt löôïng ñöôøng khaù lôùn, gaây thieät haïi ñaùng keå cho nhaø maùy. Ngoaøi ra coøn coù caùc chaát maøu anion vaø cation(chaát maøu cuûa caùc axit höõu cô, muoái kim loaïi taïo thaønh) do vieäc xaû röûa lieân tuïc caùc coät taåy maøu resin vaø caùc chaát khoâng ñöôøng daïng höõu cô(caùc axit höõu cô), daïng voâ cô(Na2O, SiO2, P2O5, Ca, Mg vaø K2O). Hieän nay, phaàn lôùn nöôùc thaûi caùc nhaø maùy ñöôøng vaø nhieàu toå hôïp saûn xuaát tö nhaân vôùi löu löôïng lôùn, haøm löôïng chaát höõu cô vaø chaát dinh döôõng cao, nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng ñaõ vaø ñang laøm oâ nhieãm caùc nguoàn tieáp nhaän. Ñöôøng coù trong nöôùc thaûi chuû yeáu laø ñöôøng sucroza vaø caùc loaïi ñöôøng khöû nhö glocose vaø fructoze, trong ñoù: Fructoze, C6H12O6 tan trong nöôùc Sucroze, C12H22O11 laø saûn phaåm thuûy phaân cuûa Fructose vaø Glucose, tan trong nöôùc . Caùc loaïi ñöôøng naøy deã phaân huûy trong nöôùc. Chuùng coù khaû naêng gaây kieät oxy trong nöôùc, laøm aûnh höÔÛng ñeán hoaït ñoäng cuûa quaàn theå vi sinh vaät nöôùc. Trong quaù trình coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng, ÔÛ nhieät ñoä cao hôn 550C caùc loaïi ñöôøng glucose vaø fructoze bò phaân huûy thaønh caùc hôïp chaát coù maøu raát beàn. ÔÛ nhieät ñoä cao hôn 2000C, chuùng chuyeån thaønh caramen(C12H18O9)n. Ñaây laø daïng boät chaûy hoaëc tan vaøo nöôùc, coù maøu naâu saãm, vò ñaéng. Phaàn lôùn caùc saûn phaåm phaân huûy cuûa ñöôøng khöû coù phaân töû löôïng lôùn neân khoù thaám qua maøng vi sinh. Ñeå chuyeån hoùa chuùng, vi sinh phaûi phaân raõ chuùng thaønh nhieàu maûnh nhoû ñeå coù theå thaám vaøo teá baøo. Quaù trình phaân huûy caùc saûn phaåm ñöôøng khöû ñoøi hoûi thôøi gian phaân huûy daøi hôn, neân seõ aûnh höÔÛng ñeán quaù trình töï laøm saïch trong nguoàn tieáp nhaän. Caùc chaát lô löûng coù trong nöôùc thaûi coøn coù khaû naêng laéng xuoáng ñaùy nguoàn nöôùc. Quaù trình phaân huûy kî khí caùc chaát naøy seõ laøm cho nöôùc coù maøu ñen vaø coù muøi H2S. Nhìn chung nöôùc thaûi cuûa caùc nhaø maùy ñeàu vöôït quaù tieâu chuaån cho pheùp. Taûi löôïng oâ nhieãm trong nöôùc thaûi cuûa caùc nhaø maùy coù saûn xuaát coàn raát cao. Keát quaû phaân tích cuûa ba nhaø maùy ñieån hình cho thaáy vieäc xöû lyù nöôùc thaûi cuûa caùc nhaø maùy ñöôøng noùi chung vaø caùc nhaø maùy ñöôøng coù saûn xuaát coàn noùi rieâng laø raát böùc xuùc. Bieän phAÙp toát nhaát ñeå giaûm thieåu caùc chaát oâ nhieãm laø quaûn lyù toát quy trình saûn xuaát , baûo döôõng thieát bò, choáng roø ræ hoaëc thay ñoåi quy trình coâng ngheä, söû duïng caùc coâng ngheä saïch. Ngoaøi ra, caàn phaûi AÙp duïng quy trình xöû lyù nöôùc thaûi, nhaèm laøm giaûm vieäc thaûi nöôùc thaûi nhieãm vaøo nguoàn nöôùc. 2.3. HIEÄN TRAÏNG MOÂI TRÖÔØNG CUÛA COÂNG TY COÅ PHAÀN MÍA ÑÖÔØNG HIEÄP HOØA: 2.3.1. Chaát thaûi raén: Löôïng chaát thaûi raén khoâng ñöôïc thu gom heát chuû yeáu laø chaát thaûi raén sinh hoaït. 2.3.2. Chaát löôïng khoâng khí: Chaát löôïng khoâng khí naèm trong tieâu chuaån cho pheùp. 2.3.3. Chaát löôïng nöôùc: Coù theå noùi, saûn xuaát ñöôøng taïo ra moät löôïng lôùn chaát thaûi, ñaëc bieät laø nöôùc thaûi. Vôùi ñònh möùc 13-15m3 nöôùc söû duïng khi eùp 1 taán mía, vuï mía 2000-2001 ñaõ eùp 7,2 trieäu taán mía (thu 645.593 taán ñöôøng), ngaønh saûn xuaát ñöôøng coâng nghieäp ñaõ thaûi vaøo moâi tröôøng khoaûng 100 trieäu m3 nöôùc thaûi, trong ñoù coù 25-30% nöôùc thaûi caàn xöû lyù. Hieän traïng coâng trình xaû nöôùc thaûi Nhaø maùy Ñöôøng: Nöôùc töø caùc coät taïo chaân khoâng vaø nöôùc giaûi nhieät thieát bò: löu löôïng 57.720m3/ngaøy ñeâm, chuû yeáu oâ nhieãm nhieät, ñöôïc xöû lyù baèng phöông phAÙp giaûi nhieät töï nhieân qua heä thoáng möông hÔÛ xaây baèng gaïch, truï beâ toâng, daøi toång coäng 120m, daøy 200 mm, roäng 1000 mm, saâu 1700 mm ñeán ñaït tieâu chuaån xaû thaûi (< 40oC) tröôùc khi thaûi vaøo soâng Vaøm Coû Ñoâng. Nöôùc veä sinh nhaø xöÔÛng löu löôïng 110-125m3/ngaøy ñeâm vaø nöôùc thaûi sinh hoaït sau beå töï hoaïi coâng suaát 13 - 15m3/ngaøy ñeâm, ñöôïc thu gom ñöa veà beå laéng taùch raùc, daàu mÔÛ vaø laéng caën tröôùc khi xaû ra nguoàn tieáp nhaän CHÖÔNG 3: CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI MÍA ÑÖÔØNG Nöôùc thaûi chöùa caùc taïp chaát gaây nhieãm baån coù tính chaát raát khaùc nhau: töø caùc loaïi chaát raén khoâng tan ñeán caùc chaát khoù tan vaø nhöõng hôïp chaát tan trong nöôùc. Xöû lyù nöôùc thaûi laø loaïi boû caùc taïp chaát ñoù, laøm saïch laïi vaø coù theå ñöa nöôùc vaøo nguoàn tieáp nhaän hoaëc taùi söû duïng. Ñeå ñaït ñöôïc nhöõng muïc ñích ñoù, chuùng ta thöôøng döïa vaøo ñaëc ñieåm cuûa töøng loaïi taïp chaát ñeå löïa choïn phöông phAÙp xöû lyù thích hôïp.Thoâng thöôøng coù caùc phöông phAÙp xöû lyù nöôùc thaûi nhö sau: 3.1. Phöông phAÙp cô hoïc Trong nöôùc thaûi thöôøng chöùa caùc loaïi taïp chaát raén coù kích côõ khaùc nhau bò cuoán theo nhö bao bì chaát deûo, giaáy, gieû, daàu môõ noåi, caùt soûi,…Ngoaøi ra, coøn coù caùc loaïi haït lô löûng. 3.1.2. Song chaén raùc Song chaén raùc laø coâng trình xöû lyù sô boä ñeå chuaån bò ñieàu kieän cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi sau ñoù. Nhaèm giöõ laïi caùc vaät thoâ nhö raùc, gieû, giaáy, maãu ñaát ñaù, goã,…ÔÛ tröôùc song chaén raùc. Song laøm baèng saét troøn hoaëc vuoâng. Hieäu quaû thao taùc ít hay nhieàu, ñeàu phuï thuoäc vaøo kích thöôùc khe song, ta coù theå chia thaønh: Loaïi chaén raùc Thoâ (6-150mm) Trung bình < 6mm Mòn < 0,5mm Laáy raùc cô khí Coá ñònh Di ñoäng Laáy raùc thuû coâng Hình 3.1: Phaân loaïi song chaén raùc Hình 3.2: Song chaén raùc tinh Hình 3.3 : Song chaén raùc thoâ 3.1.3 Löôùi loïc Sau chaén raùc, ñeå loaïi boû taïp chaát raén coù kích côõ nhoû hôn, mòn hôn ta coù theå ñaët theâm löôùi loïc. Ngoaøi ra, löôùi loïc coøn giöõ nhieäm vuï loaïi boû moät phaàn ñaùng keå oâ nhieãm döôùi daïng huyeàn phuø vaø coù theå khoâi phuïc laïi giaù trò cuûa noù. Löôùi loïc goàm caùc loaïi: Löôùi loïc loõm töï ñoäng röûa saïch. Caùc tang quay coù löu löôïng tôùi 1.500m3/h. 3.1.4. Laéng caùt Döïa vaøo nguyeân lyù troïng löïc, doøng thaûi ñöôïc cho chaûy qua “baãy caùt”. Baãy caùt laø caùc loaïi beå, hoá, gieáng…cho nöôùc thaûi chaûy vaøo theo nhieàu caùch khaùc nhau: theo tieáp tuyeán, theo doøng ngang, theo doøng töø treân xuoáng vaø toûa ra xung quanh…nöôùc qua beå laéng, döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc, caùt naëng seõ laéng xuoáng ñaùy vaø keùo theo moät phaàn chaát ñoâng tuï. Caùt laéng ÔÛ baãy caùt thöôøng ít chaát höõu cô. Sau khi ñöôïc laáy ra khoûi beå laéng caùt, soûi ñöôïc loaïi boû. Caùc loaïi beå laéng caùt thoâng duïng laø beå laéng ngang. Thöôøng thieát keá 2 ngaên: moät ngaên cho nöôùc qua, moät ngaên caøo caùt soûi laéng. Hai ngaên naøy laøm vieäc luaân phieân. Ngoaøi laéng caùt, soûi, trong quaù trình xöû lyù caën phaûi laéng caùc haït lô löûng, caùc loaïi buøn (keå caø buøn hoaït tính)… nhaèm laøm cho nöôùc trong. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa caùc loaïi beå laéng laø ñeàu döïa treân cô sÔÛ troïng löïc. Beå laéng caùt ngang: Hình 3.4: Beå laéng caùt ngang: Beå laéng caùt thoåi khí: Hình 3.5: beå laéng caùt thoåi khí Beå laéng thöôøng ñöôïc boá trí theo doøng chaûy, coù kieåu hình naèm ngang hoaëc thaúng ñöùng. Beå laéng ngang trong xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp coù theå laø moät baäc hoaëc nhieàu baäc. Beå laéng caùt li taâm: Hình 3.6: Sô ñoà beå laéng caùt ngang cô giôùi ñeå laéng caën Sân phơi cát Cặn xả ra từ bể lắng cát còn chứa nhiều nước nên phải phơi khô ở sân phơi cát hoặc hố chứa cát đặt ở gần bể lắng cát. Chung quanh sân phơi cát phải có bờ đắp cao 1 ¸ 2 m. Kích thước sân phơi cát được xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát h chọn bằng 3 ¸ 5 m/năm. Cát khô thường xuyên được chuyển đi nơi khác. Khi đất thấm tốt (cát, á cát) thì xây dựng sân phơi cát với nền tự nhiên. Nếu là đất thấm nước kém hoặc không thấm nước (á sét, sét) thì phải xây dựng nền nhân tạo. Khi đó phải đặt hệ thống ống ngầm có lỗ để thu nước thấm xuống. Nước này có thể dẫn về trước bể lắng cát. 3.1.5 Loïc cô hoïc: Loïc trong xöû lyù nöôùc thaûi ñeå taùch caùc taïp chaát phaân taùn nhoû khoûi nöôùc maø beå laéng khoâng laøm ñöôïc. Trong caùc loaïi phin loïc thöôøng coù loaïi phin loïc daïng taám vaø loaïi haït. Vaät lieäu daïng taám coù theå laøm baèng taám theùp coù ñuïc loã hoaëc löôùi baèng theùp, khoâng gæ, nhoùm, niken, ñoàng thau…vaø caùc loaïi vaûi khaùc nhau (thuûy tinh, amiaêng, boâng, len, sôïi toång hôïp). Taám loïc caàn coù trÔÛ löïc nhoû, ñuû beàn vaø deûo cô hoïc, khoâng bò tröông nÔÛ vaø bò phaù huûy trong ñieàu kieän loïc. Caùc phin loïc laøm vieäc seõ taùch caùc phaàn töû taïp chaát phaân taùn hoaëc lô löûng khoù laéng nöôùc. Caùc phin loïc laøm vieäc khoâng hoaøn toaøn döïa vaøo nguyeân lyù cô hoïc. Do vaäy, ngoaøi taùc duïng taùch caùc phaàn töû taïp chaát phaân taùn ra khoûi nöôùc, caùc maøng sinh hoïc cuõng ñaõ bieán ñoåi caùc chaát hoøa tan trong nöôùc thaûi nhôø quaàn theå vi sinh vaät coù trong maøng sinh hoïc. Chaát baån vaø maøng sinh hoïc seõ baùm vaøo beà maët vaät lieäu loïc, daàn daàn bít caùc khe hÔÛ cuûa lôùp loïc laøm cho doøng chaûy bò chaäm laïi hoaëc ngöøng chaûy. Trong quaù trình laøm vieäc, ngöôøi ta phaûi röûa phin loïc, laáy bôùt maøng baån phía treân vaø cho nöôùc röûa ñi töø döôùi leân treân ñeå taùch maøng baån ra khoûi vaät lieäu loïc. Trong xöû lyù nöôùc thaûi thöôøng duøng thieát bò loïc chaäm, loïc nhanh, loïc kín, loïc hÔÛ. Ngoaøi ra, coøn duøng loaïi loïc eùp khung baûn, loïc quay chaân khoâng, caùc maùy vi loïc hieän ñaïi. Ñaëc bieät laø ñaõ caûi tieán caùc thieát bò tröôùc ñaây thuaàn tuùy laø loïc cô hoïc thaønh loïc sinh hoïc, trong ñoù vai troø cuûa maøng sinh hoïc ñöôïc phaùt huy nhieàu hôn. 3.1.6. Beå ñieàu hoøa. Beå ñieàu hoøa ñöôïc duøng ñeå duy trì doøng thaûi vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm vaøo coâng trình, laøm cho coâng trình laøm vieäc oån ñònh, khaéc phuïc nhöõng söï coá vaän haønh do dao ñoäng veà noàng ñoä vaø löu löôïng cuûa quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi gaây ra vaø naâng cao hieäu suaát cuûa quaù trình xöû lyù sinh hoïc. Beå ñieàu hoøa coù theå ñöôïc phaân laøm ba loaïi nhö sau: - Beå ñieàu hoøa löu löôïng. - Beå ñieàu hoøa noàng ñoä. - Beå ñieàu hoøa caû löu löôïng vaø noàng ñoä. 3.1.7. Beå laéng. Beå laéng taùch caùc chaát khoâng tan ÔÛ daïng lô löûng trong nöôùc thaûi theo nguyeân taéc troïng löïc. caùc beå laéng coù theå boá trí noái tieáp nhau. Quaù trình laéng toát coù theå loaïi boû ñeán 90 ÷ 95% löôïng caën coù trong nöôùc thaûi. Vì vaäy, ñaây laø quaù trình quan troïng trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi, thöôøng boá trí xöû lyù ban ñaàu hay sau xöû lyù sinh hoïc. Ñeå coù theå taêng cöôøng quaù trình laéng ta coù theå theâm vaøo chaát ñoâng tuï sinh hoïc. Beå laêng ñöôïc chia laøm ba loaïi: *Beå laéng ngang (coù hoaëc khoâng coù vaùch nghieâng) Hình 3.7: Beå laéng ngang *Beå laéng ñöùng: Coù maët baèng hình troøn hoaëc hình vuoâng. Trong beå laéng hình troøn nöôùc chuyeån ñoäng theo phöông baùn kính (radian) Hình 3.8: Beå laéng ñöùng * Beå laéng li taâm: Maët baèng hình troøn. Nöôùc thaûi ñöôïc daãn vaøo beå theo chieàu töø taâm ra thaønh beå roài thu vaøo maùng taäp trung vaø ñöôïc daãn ra ngoaøi. Hình 3.9 Beå laéng li taâm 3.1.8 . Beå loïc. Nhaèm taùch caùc chaát ÔÛ traïng thaùi lô löûng kích thöôùc nhoû baèng caùch cho nöôùc thaûi ñi qua lôùp vaät lieäu loïc, coâng trình naøy söû duïng chuû yeáu cho moät soá loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp. Phöông phAÙp xöû lyù nöôùc thaûi baèng cô hoïc coù theå loaïi boû khoûi nöôùc thaûi ñöôïc 60% caùc taïp chaát khoâng hoaø tan vaø 20% BOD, hieäu quaû xöû lyù coù theå ñaït tôùi 75% theo haøm löôïng chaát lô löûng vaø 30-35 % theo BOD baèng caùc bieän phAÙp laøm thoaùng sô boä hoaëc ñoâng tuï cô hoïc. Neáu ñieàu kieän veä sinh cho pheùp thì sau khi xöû lyù cô hoïc nöôùc thaûi ñöôïc khöû vaø xaû laïi vaøo nguoàn, nhöng thöôøng thì xöû lyù cô hoïc chæ laø giai ñoaïn xöû lyù sô boä tröôùc khi qua giai ñoaïn xöû lyù sinh hoïc. Beå loïc thöôøng laøm vieäc vôùi hai cheá ñoä loïc vaø röûa loïc. Quaù trình loïc chæ AÙp duïng cho caùc coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi taùi söû duïng vaø caàn thu hoài moät soá thaønh phaàn quí hieám coù trong nöôùc thaûi. Caùc loaïi beå loïc thöôøng ñöôïc phaân loaïi nhö sau: + Loïc qua vaùch loïc. + Beå loïc vôùi vaät lieäu loïc daïng haït. + Beå loïc chaâm. + Beå loïc nhanh. + Coät loïc AÙp löïc. Hình 3.10: Beå loïc Phöông phAÙp hoùa hoïc vaø hoùa lyù Cô sÔÛ cuûa phöông phAÙp hoùa hoïc laø caùc phaûn öùng hoùa hoïc, caùc quaù trình hoùa lí dieãn ra giöõa caùc chaát baån vôùi hoùa chaát cho theâm vaøo. Caùc phöông phAÙp hoùa hoïc laø oxi hoùa, trung hoøa, ñoâng keo tuï. Thoâng thöôøng caùc quaù trình keo tuï thöôøng ñi keøm vôùi quaù trình trung hoøa hoaëc caùc hieän töôïng vaät lyù khaùc. Nhöõng phaûn öùng xaûy ra laø thöôøng phaûn öùng trung hoøa, phaûn öùng oxi hoùa – khöû, phaûn öùng taïo chaát keát tuûa hoaëc phaûn öùng phaân huûy caùc chaát ñoäc haïi. 3.2.1 Trung hoøa Nöôùc thaûi thöôøng coù nhöõng giaù trò pH khaùc nhau. Muoán nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù toát baèng phöông phAÙp sinh hoïc phaûi tieán haønh trung hoøa vaø ñieàu chænh pH veà 6.6 – 7.6. Trung hoøa baèng caùch duøng caùc dung dòch axit hoaëc muoái axit, caùc dung dòch kieàm hoaëc oxit ñeå trung hoøa dung dòch nöôùc thaûi. Moät soá hoùa chaát duøng ñeå trung hoøa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2, NaOH, Na2CO3,H2SO4, HCl, HNO3… 3.2.2 Keo tuï Trong quaù trình laéng cô hoïc chæ taùch ñöôïc caùc haït chaát raén huyeàn phuø coù kích thöôùc lôùn hôn 10-20nm, coøn caùc haït nhoû hôn ÔÛ daïng keo khoâng theå laéng ñöôïc. Ta coù theå laøm taêng kích thöôùc caùc haït nhôø taùc duïng töông hoã giöõa caùc haït phaân taùn lieân keát vaøo caùc taäp hôïp haït ñeå coù theå laéng ñöôïc. Muoán vaäy, tröôùc heát caàn trung hoøa ñieän tích cuûa chuùng, keá tieáp laø lieân keát chuùng vôùi nhau. Quaù trình trung hoøa ñieän tích caùc haït ñöôïc goïi laø quaù trình ñoâng tuï, coøn quaù trình taïo thaønh caùc boâng lôùn töø caùc haït nhoû goïi laø quaù trình keo tuï. Hình 3.11 Quùa trình taïo boâng caën Caùc chaát ñoâng tuï thöôøng duøng trong muïc ñích naøy laø caùc muoái saét hoaëc muoái nhoâm hoaëc hoãn hôïp cuûa chuùng. Caùc muoái nhoâm goàm coù: Al2(SO4)3.18H2O, FeCl3, FeSO4, …trong ñoù phoå bieán nhaát laø Al2(SO4)3.18H2O vì chaát naøy hoøa tan toát trong nöôùc, giaù reõ vaø hieäu quaû ñoâng tuï cao ÔÛ pH = 5.0 – 7.5. Trong quaù trình taïo thaønh boâng keo cuûa hidroxit nhoâm hoaëc saét ngöôøi ta thöôøng duøng theâm chaát phuï trôï ñoâng tuï. Caùc chaát trôï ñoâng tuï naøy laø tinh boät, dextrin, caùc ete, xenluluzo, hidroxit silic hoaït tính…vôùi lieàu löôïng 1 – 5 mg/l. Hình 3.12 Sô ñoà beå keát tuûa taïo boâng caën 3.2.3 Haáp phuï Phöông phAÙp haáp phuï duøng ñeå loaïi heát caùc chaát baån hoøa tan vaøo nöôùc maø phöông phAÙp xöû lyù sinh hoïc cuøng caùc phöông phAÙp khaùc khoâng theå loaïi boû ñöôïc vôùi haøm löôïng raát nhoû. Thoâng thöôøng ñaây laø caùc hôïp chaát hoøa tan coù ñoäc tính cao hoaëc caùc chaát coù muøi, vò vaø maøu raát khoù chòu. Caùc chaát haáp thuï thöôøng duøng laø: than hoaït tính, ñaát seùt hoaït tính, silicagen, keo nhoâm, moät soá chaát toång hôïp khaùc vaø moät soá chaát thaûi trong saûn xuaát nhö xæ tro, xæ maï saét…Trong soá naøy than hoaït tính ñöôïc duøng phoå bieán nhaát. Caùc chaát höõu cô, kim loaïi naëng vaø caùc chaát maøu deã bò than haáp phuï. Löôïng chaát haáp phuï tuøy thuoäc vaøo khaû naêng cuûa töøng loaïi chaát haáp phuï vaø haøm löôïng chaát baån coù trong nöôùc. Phöông phAÙp naøy coù theå haáp phuï 58-95% caùc chaát höõu cô vaø maøu. Caùc chaát höõu cô coù theå bò haáp phuï ñöôïc laø phenol, alkylbenzen, sunforic axit, thuoác nhuoäm vaø caùc hôïp chaát thôm. Hình 3.13 Sơ đồ tháp lọc hấp phụ. 1. Pheåu ñeå ñieàu chænh pH cuûa nöôùc thaûi khi daãn vaøo thAÙp; 2,3,4 ThAÙp chöùa than hoaït tính; I. Van mÔÛ; II. Van ñoùng 3.2.4 Trao ñoåi ion Thöïc chaát cuûa phöông phAÙp trao ñoåi ion laø moät quaù trình trong ñoù caùc ion treân beà maët cuûa chaát raén trao ñoåi ion coù cuøng ñieän tích trong dung dòch khi tieáp xuùc vôùi nhau. Caùc chaát naøy goïi laø ionit (chaát trao ñoåi ion). Chuùng hoaøn toaøn khoâng tan trong nöôùc. Phöông phAÙp naøy ñöôïc duøng laøm saïch nöôùc noùi chung trong ñoù coù nöôùc thaûi, loaïi ra khoûi nöôùc caùc ion kim loaïi nhö Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Pb, Cd, Mn… Cuõng nhö caùc hôïp chaát coù chöùa asen, phosphor, xianua vaø caû chaát phoùng xaï. Phöông phAÙp naøy ñöôïc duøng phoå bieán ñeå laøm meàm nöôùc, loaïi ion Ca2+ vaø Mg2+ ra khoûi nöôùc cöùng. Thieát bò trao ñoåi ion laø caùc chaát vaät lieäu haït khoâng hoøa tan coù trong caáu truùc phaân töû caùc goác axit hay bazo coù theå thay theá ñöôïc maø khoâng thay ñoåi tính chaát vaät lí cuûa chuùng vaø cuõng khoâng laøm bieán maát hoaëc hoøa tan. Caùc ion döông hay aâm coá ñònh treân caùc goác naøy ñaåy ion cuøng daáu coù trong dung dòch loûng. Ñoù laø söï trao ñoåi ion, cho pheùp thay ñoåi thaønh phaàn ion cuûa chaát loûng caàn xöû lyù maø khoâng thay ñoåi soá löôïng taûi toaøn boä coù trong chaát loûng tröôùc khi trao ñoåi. Caùc chaát trao ñoåi ion coù theå laø caùc chaát voâ cô hoaëc höõu cô coù nguoàn goác töï nhieân hoaëc toång hôïp. Caùc chaát thöôøng ñöôïc söû duïng nhö: zeolit, ñaát seùt, nhoâm silic, silicagen, pecmutit, caùc chaát ñieän li cao phaân töû, caùc loaïi nhöïa toång hôïp. 3.3.Phöông phAÙp sinh hoïc: Caùc phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc Kî khí an erob c Thieáu khí (anoxic) Hieáu khí (aerobic) Buøn hoïat tính Khöû nitrat Ñóa quay sinh hoïc Maøng loïc sinh hoïc Ao, hoà oån ñònh nöôùc thaûi Beå loïc kò khí UASB Beå kò khí Hình 3.14 Sô ñoà caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi Phöông phAÙp xöû lyù sinh hoïc döïa treân nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät ñeå phaân huûy caùc chaát höõu cô nhieãm baãn nöôùc. Do vaäy, ñieàu kieän ñaàu tieân vaø voâ cuøng quan troïng laø nöôùc thaûi phaûi laø moâi tröôøng soáng cuûa xi 3.3.1.Phöông phAÙp hieáu khí Phöông phAÙp hieáu khí döïa treân caùc nguyeân taéc do caùc vi sinh vaät phaân huyû caùc chaát höõu cô trong ñieàu kieän coù oxy hoaø tan. CHC + O2 vi sinh H2O + CO2 + NH3 +.., ÔÛ ñieàu kieän hieáu khí NH4 cuõng bò loaïi nhôø quaù trình nitrat hoaù cuûa vi sinh vaät töï döôõng. NH4 + 2O2 vi sinh NO3- + 2H+ + naêng löôïng Caùc phöông phAÙp xöû lyù thöôøng hay söû duïng Phöông phAÙp buøn hoaït tính. (activated sludge) Moät soá daïng buøn hoaït tính caûi tieán nhö: suïc khí töøng caáp, suïc khí keùo daøi, möông oxy hoaù… Phöông phAÙp phaân huyû sinh hoïc ñeäm coá ñònh (fixed bed bioreacotor) Phöông phAÙp loïc sinh hoïc (trickling filter). Phöông phAÙp ao oån ñònh (ao hieáu khí, ao tuyø nghi). Buøn hoaït tính laø taäp hôïp nhöõng vi sinh vaät khoaùng hoaù coù khaû naêng haáp phuï treân beà maët vaø oxy hoaù caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi vôùi söï coù maët cuûa oxy. Ñeå buøn hoaït tính vaø nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi nhau ñöôïc toát vaø lieân tuïc, coù theå khuaáy troän baèng khí neùn hoaëc caùc thieát bò cô giôùi khaùc. Trong thöïc teá khí neùn ñöôïc öùng duïng vaøo muïc ñích naøy, vì vaäy seõ giaûi quyeát ñoàng thôøi hai nhieäm vuï laø vöøa khuaáy troän buøn hoaït tính vôùi nöôùc thaûi, vöøa ñaûm baûo cung caáp oxy caàn thieát cho quaù trình soáng vaø hoaït ñoäng vi sinh. Caùc chaát höõu cô hoaø tan, caùc chaát keo vaø phaân taùn nhoû seõ ñöôïc chuyeån hoaù baèng caùch haáp thuï vaø keo tuï sinh hoïc treân beà maët caùc teá baøo sinh vaät. Tieáp theo trong quaù trao ñoåi chaát, döôùi taùc duïng cuûa men noäi baøo, caùc chaát höõu cô seõ bò phaân huyû. Hình 3.15: Caùc vi sinh vaät hình sôïi tieâu bieåu trong beå buøn hoaït tính. Quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng buøn hoaït tính bao goàm 3 giai ñoaïn sau: Giai ñoaïn khuyeách taùn vaø chuyeån chaát töø dòch theå nöôùc thaûi tôùi beà maët caùc teá baøo vi sinh vaät. Haáp phuï khueách taùn vaø haáp phuï caùc chaát baån töø maët ngoaøi cuûa teá baøo qua maøng baùn thaám. Quaù trình chuyeån hoaù caùc chaát ñöôïc khuyeách taùn vaø haáp phuï ÔÛ trong teá baøo vaø vi sinh vaät sinh ra naêng löôïng vaø toång hôïp caùc chaát môùi cuûa teá baøo. Theo Eckenfelder W.W vaø Conon D.J thì quaù trình xöû lyù hieáu khí nöôùc thaûi goàm 3 giai ñoaïn ñöôïc bieåu thò bÔÛi caùc phaûn öùng sau ñaây: Oxy hoaù chaát höõu cô: CXHYOZ + O2 CO2 + H2O + DQ Toång hôïp ñeå xaây döïng teá baøo: CXHYOZ + O2 + NH3 Teá baøo vi khuaån + CO2 + H2O + C5H7NO2 - DQ Phaân huyû noäi baøo: Teá baøo vi khuaån + CO2 + C5H7NO2 CO2 + H2O + NH3 ± DQ Beå naøy söû duïng ñeå oxy hoaù caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi, heä vi sinh vaät trong beå Aerotank döôùi daïng buøn hoaït tính. Buøn hoaït tính ñöôïc hình thaønh do söï taäp hôïp cuûa nhieàu vi sinh vaät hieáu khí, caùc loaïi vi sinh vaät nhö: vi khuaån, taûo, naám men, naám moác,… vaø caùc chaát raén, caùc caën raén khaùc nhau. Buøn hoaït tính laø heä keo voâ ñòa hình, khi pH = 4,9 thì noù coù ñieän tích aâm. Maëc duø nöôùc thaûi raát khaùc nhau nhöng thaønh phaàn buøn hoaït tính khaù gioáng nhau. Quaù trình xöû lyù buøn hoaït tính trong beå aerotank dieãn ra goàm 4 giai ñoaïn chính: Taùch sô boä caùc chaát lô löûng ñeå laéng ra khoûi nöôùc thaûi, nhaèm laøm giaûm haøm löôïng caùc chaát lô löûng, quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän trong beå laéng ñôït 1. Laøm thoaùng hoãn hôïp nöôùc thaûi vôùi buøn hoaït tính trong beå aerotank, ñaây laø giai ñoaïn quyeát ñònh hieäu quaû cuûa thieát bò. ÔÛ ñaây seõ coù söï tieáp xuùc giöõa nöôùc t._. trì trong beå Aerotank ; CL = 2 mg/l. a: Heä soá hieäu chænh löôïng oxy ngaám vaøo nöôùc thaûi do aûnh höÔÛng cuûa haøm löôïng caën, chaát hoaït ñoäng beà maët, loaïi thieát bò laøm thoaùng, hình daùng vaø kích thöôùc beå coù giaù trò töø 0.6-0.94. Tính löôïng khoâng khí caàn thieát: Tính löôïng ñóa thoåi khí trong beå Aerotank : Thieát bò phaân phoái khí duøng ñóa thoåi khí coù ñöôøng kính D = 170mm. Choïn löu cuûa ñóa löôïng thoåi khí Z = 200 lít/phuùt. ñóa. Choïn N = 40 ñóa. Caùch boá trí ñaàu phaân phoái khí: Töø oáng chia thaønh 8 oáng nhaùnh, treân moãi oáng nhaùnh coù 5 ñaàu phaân phoái khí. Theo chieàu daøi cuûa beå laø 5.5m ta boá trí nhö sau: khoaûng caùch giöõa hai oáng nhaùnh ngoaøi cuøng vôùi thaønh beå laø 0.3m; khoaûng caùch giöõa hai oáng nhaùnh laø 0.7m Treân moãi oáng nhaùnh boá trí ñaàu phaân phoái khí: khoaûng caùch giöõa hai ñaàu phaân phoái khí ngoaøi cuøng ñeán thaønh beå laø 0.4m vaø khoaûng caùch giöõa hai ñaàu phaân phoái khí laø 0.8m. Truï ñôõ :ñaët ÔÛ giöõa 2 ñóa keá nhau töøng truï moät. Kích thöôùc truï ñôõ laø: D C R = 0.2m x 0.2m x 0.2m Tính AÙp löïc maùy thoåi khí: Löôïng khí caáp cho beå Aerotank ñöôïc cung caáp baèng hai maùy thoåi khí: Hm = h + h1 + H. Trong ñoù h laø toån thaát do ma saùt bao goàm toån thaát do chieàu daøi vaø toån thaát cuïc boä, thoâng thöôøng khoâng vöôït quaù 0.4m ( choïn h1=0.4m). h1 = 0.5m laø toån thaát qua voøi phun. H =3.8m laø ñoä saâu ngaäp nöôùc cuûa thieát bò phaân phoái khí. Vaäy Hm = 0.4 + 0.5 + 3.8 = 4.7m AÙp löïc caàn thieát cuûa maùy thoåi khí tính theo atmophe: Choïn Pm = 0.5 atm. Tính vaø choïn maùy thoåi khí: Naêng löôïng toång coäng cuûa heä thoáng maùy thoåi khí: Vôùi Pw : naêng löôïng cuûa maùy thoåi khí . W : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí maø heä thoáng cung caáp trong 1 giaây. Tyû troïng cuûa khoâng khí : 0.0118 kN/m3. kg/s. T : nhieät ñoä tuyeät ñoái cuûa khoâng khí ñaàu vaøo T = 20 + 273 = 293. P1 = 1 tm : AÙp suaát tuyeät ñoái cuûa khoâng khí ñaàu vaøo. P2 = P1 + 1 = 0.5 + 1 = 1.5 atm AÙp suaát tuyeät ñoái cuûa khoâng khí ñaàu ra. e: hieäu suaát cuûa maùy e = 0.7 0.9 Choïn e = 0.8 Vaäy Pw= 5.85 kw Choïn maùy thoåi khí vôùi coâng suaát P = 6 kw. Tính toaùn ñöôøng oáng daãn khí vaøo beå Aerotank : Vaän toác khí trong oáng chính vaø oáng nhaùnh laø vkhí = 10 – 15 m/s. Choïn vaän toác trong oáng chính laø vkhí = 12m/s. Löu löôïng khí cung caáp Qkhí = 9441 m3/ngaøy = 0.11 m3/s. Ñöôøng kính oáng phaân phoái chính: = 0.108 m. Choïn loaïi oáng saét traùng keõm f120 (ftrong = 110 mm) Löu löôïng khí qua moãi nhaùnh: m3/s. Ñöôøng kính oáng nhaùnh: D = == 0.038m. Choïn loaïi oáng saét traùng keõm f 60 (ftrong = 49 mm) Tính toaùn ñöôøng oáng daãn nöôùc thaûi vaøo beå: Choïn vaän toác nöôùc thaûi trong oáng : v = 0.7m/s (giôùi haïn 0.3 – 0.7 m/s) Löu löôïng nöôùc thaûi Q = 500 m3/s = 0.00579 m3/s. Choïn loaïi oáng daãn nöôùc thaûi laø oáng PVC, ñöôøng kính cuûa oáng: Choïn loaïi oáng PVC f 125 (ftrong = 114 mm). Choïn maùy bôm nöôùc thaûi vaøo beå Aerotank : Löu löôïng bôm Q = 500 m3/ngaøy = 0.00579 m3/s. Coät AÙp bôm H = 8m. Vôùi h : hieäu suaát chung cuûa bôm töø 0.72 – 0.93 Tính toaùn ñöôøng oáng daãn buøn tuaàn hoaøn: Löu löôïng buøn tuaàn hoaøn Qt = 375 m3/ngaøy = 0.0043 m3/s. Choïn vaän toác buøn trong oáng v = 1m/s. Choïn oáng PVC f 114 (ftrong = 90 mm). Bôm buøn tuaàn hoaøn : Löu löôïng bôm Q = 375 m3/ngaøy = 0.0043 m3/s. Coät AÙp cuûa bôm H = 8m. Vôùi h : hieäu suaát chung cuûa bôm töø 0.72 – 0.93. Bôm buøn dö ñeán beå tuaàn hoaøn: Löu löôïng bôm Qw = 2.83 m3/ngaøy. Coâng suaát bôm: Tính toaùn ñöôøng oáng daãn buøn dö: Choïn vaän toác buøn trong oáng laø 0.2 m/s. Neân D = 15mm, vaäy choïn D= 20 mm. 4.1.7 Beå laéng II: Nöôùc thaûi sau khi qua beå Aerotank seõ ñöôïc ñöa ñeán beå laêng II, beå naøy coù nhieäm vuï laéng caùc boâng buøn hoaït tính töø beå Aerotank ñöa sang. Moät phaàn buøn laéng seõ ñöôïc tuaàn hoaøn trÔÛ laïi beå Aerotank , phaàn buøn dö ñöôïc thaûi ra ngoaøi. Dieän tích beà maët laéng theo taûi troïng beà maët: Trong ñoù: S1 : dieän tích beà maët laéng. Qtb : löu löôïng nöôùc thaûi trung bình ngaøy. Gs = 16.4 – 32.8 m3/m2.ngaøy : taûi troïng beà maët. Choïn G = 25 m3/m2ngaøy. Dieän tích beà maët laéng tho taûi troïng chaát raén: Trong ñoù: S2 : dieän tích beà maët laéng. Qtb = 500 m3/ngaøy. mg/l = 4285.7 g/m3. X: noàng ñoä buøn hoaït tính. G: taûi troïng chaát raén, G = 3.9 – 5.85 kg/m2.h, choïn G = 5 kg/m2.h. Qt: löu löôïng buøn tuaàn hoaøn, Qt = 375 m3/ngaøy. Do S2 > S1 neân ta choïn dieän tích beå laéng theo taûi troïng chaát raén. Ñöôøng kính beå laéng: Dbeå = == 6.38 m. Choïn D = 6.4 m. Chieàu cao oáng phaân phoái trung taâm: Htt = 1.3m Dieän tích buoàng phaân phoái trung taâm: Trong ñoù: v1: toác ñoä nöôùc chaûy trong oáng trung taâm. Ñöôøng kính buoàng phaân phoái trung taâm. Dtt = ==0.66m. Choïn Dtt = 0.7m. Ñöôøng kính vaø chieàu cao mieäng oáng loe: D1 = 1.35 x Dtt = 1.35 x 0.7 = 0.945m. Choïn D1 = 1m. H1 = 1.35 x Dtt = 1.35 x 0.7 = 0.945m. Choïn H1 = 1m. Ñöôøng kính taám höôùng doøng: D2 = 1.3D1 = 1.3 x 1 = 1.3m. Tính toaùn chieàu cao cuûa beå: Choïn chieàu cao beå laéng H = 4m Chieàu cao döï tröõ treân maët thoaùng h1 = 0.3m Chieàu cao coät nöôùc trong beå: h = 4 – 0.3 = 3.7m Chieàu cao phaàn nöôùc trong: h2 = 1.5m Chieàu cao ñaùy nghieâng 8% so vôùi maët naèm ngang: hñ = Choïn hñ = 0.3m Chieàu cao chöùa buøn: h = 4 – 0.3 – 1.8 – 0.3 = 1.6m Ñöôøng kính vaø chieàu daøi maùng thu nöôùc: Ñöôøng kính maùng thu nöôùc: Dmaùng = 0.8 x Dbeå = 0.8 x 6.4 = 5.12m Choïn Dmaùng = 5.2m Trong ñoù: Dmaùng: ÔÛ caùc beå laéng ñöùng, maùng thu nöôùc ñaët ÔÛ vò trí caùch taâm töø 0.75 – 0.8 ñöôøng kính beå. Chieàu daøi maùng thu nöôùc: L = pDmaùng = 3.14 x 5.2 =16m. Theå tích phaàn chöùa buøn: Vb = Sbeå.h = 321.6 = 51.2m3. Noàng ñoä buøn trong beå laéng: g/m3=7.5Kg/m3. Löôïng buøn chöùa trong beå laéng: G = Vb.Ctb = 51.2=384 Kg. Thôøi gian löu nöôùc trong beå laéng: Dung tích beå laéng: Vbeå = H.Sbeå = 118.4m3. Nöôùc ñi vaøo beå laéng: Qt = (1+µ)Q = (1+0.95)500 = 975 (m3/ngaøy ñeâm). Thôøi gian laéng: t=. Kích thöôùc xaây döïng beå: STT Thoâng soá Ñôn vò Kích thöôùc 1 Ñöôøng kính m 6.4 2 Chieàu cao coät nöôùc m 3.7 3 Chieàu cao toång m 4 4 Chieàu cao phaàn choùp ñaùy m 0.3 Beå loïc AÙp löïc: Caáu taïo : Vaät lieäu loïc cheá taïo boàn: Theùp hoaëc Composite. Toác ñoä loïc 7 – 15 m/h. Vaät lieäu loïc: caùt Thaïch Anh,chieàu daøy lôùp vaät lieäu loïc töø 1 – 1,5m. Lôùp soûi ñôõ: 0,1 – 0,3 m. Suaát giaûn nÔÛ cuûa vaät lieäu khi röûa loïc: 25 – 50%. Tính toaùn boàn loïc: Dieän tích boàn loïc = m2 (vôùi Q = 20,83 m3/h) Trong ñoù: Q: löu löôïng nöôùc (m3/h), Q = 20,83 m3/h; v: toác ñoä loïc (m/h). Choïn v = 15 m/h. Ñöôøng kính boàn loïc: D= m Choïn D =1,4 m F= v=Q/F=20,85/1,5=14 m/h Chieàu cao boàn loïc: Vôùi: hd: chieàu cao lôùp soûi ñÔÛ, hd = 0,3 m; hv: chieàu cao lôùp vaät lieäu loïc, hv = 1 m, vôùi vaät lieäu loïc laø caùt thaïch anh coù ñöôøng kính töông ñöông dtñ = 0,7 – 0,8 mm; hn= hv.e + 0,25 vôùi (e=0,25-0,5 laø heä soá daõn nÔÛ cuûa vaät lieäu loïc khi röûa ngöôïc) = hv.0,5 + 0,25=0,75 m hbv=0,25m laø chieàu cao baûo veä Vaäy: H = 0,3 + 1 + 0,75 + 0,25 = 2,3. Choïn H =2,3 m. Heä thoáng thu nöôùc vaø phaân phoái nöôùc röûa loïc: Löu löôïng caàn thieát ñeå röûa boàn loïc ñöôïc tính theo coâng thöùc: Vôùi: F: laø dieän tích boàn loïc, F = 1,39 m2. W: cöôøng ñoä nöôùc röûa loïc. Choïn cöôøng ñoä nöôùc röûa loïc W = 10 l/sm2. Qr = m3/s Choïn ñöôøng kính oáng chính Dc =100 mm Dieän tích oáng chính : (m2) Suy ra vaän toác trong oáng chính laø: Vc= (m/s) Choïn daøn thu nöôùc theo kieåu xöông caù vôùi ñöôøng kính oáng chính 100 mm vaø oáng nhaùnh laø oáng xeû raõnh coù ñöôøng kính 45 mm. Chieàu roäng moãi khe 0,25 mm, böôùc caét laø 1,5 mm. Vaäy seõ coù 572 raõnh treân 1m daøi oáng. Dieän tích treân moät khe ñöôïc tính theo coâng thöùc nhö sau: f = (m2) Vôùi: D: ñöôøng kính oáng nhaùnh, D = 45 mm; h: chieàu roäng khe, h = 0,25 mm. Toång dieän tích khe laáy baèng 1% dieän tích coâng taùc beå: (m) Toång soá khe ñöôïc tính laø: Do trong quaù trình vaän haønh coù theå nhöõng khe naøy bò ngheït neân choïn theâm soá khe gaáp 3 laàn soá khe tính ñöôïc. Vaäy toång soá khe ñöôïc tính seõ laø: 3*393 = 1180 (khe), laáy 1000 khe Toång chieàu daøi oáng nhaùnh seõ laø: m . Choïn Laáy khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh laø 300 mm. Soá oáng nhaùnh ñöôïc tính theo coâng thöùc: (oáng) choïn m=8 oáng Trong ñoù: b: chieàu daøi oáng chính, choïn b = 1,2 m. Vaäy chieàu daøi moãi oáng nhaùnh laø: choïn l=250 mm Tính toån thaát AÙp löïc khi röûa loïc: AÙp löïc bôm: Trong ñoù: : cheânh leäch cao ñoä giöõa meùp maùng thu nöôùc röûa trong beå loïc ñeán meùp nöôùc thaáp nhaát trong beå chöùa thöôøng h töø 3,5-4 m. Choïn h=4m. : toån thaát qua heä thoáng phaân phoái nöôùc röûa loïc Do duøng heä thoáng oáng phaân phoái, daøn oáng boá trí theo hình xöông caù: Trong ñoù: Kw: tyû soá giöõa toång dieän tích caùc loã treân heä thoáng oáng phaân phoái vaø dieän tích maët caét ngang cuûa oáng chính; V1, V2: vaän toác cuûa nöôùc taïi maët caét ñaàu cuûa oáng chính vaø oáng nhaùnh; V1 = 1,7 m/s V2 = (m/s) g: gia toác troïng tröôøng, g = 9,81 m/s2. m. Toån thaát qua lôùp soûi ñôõ: (m) Vôùi: Hs: chieàu daøy lôùp soûi ñôõ, Hs = 0,3 m; W: cöôøng ñoä röûa loïc (m3/m2.h), W = 10(l/s.m)*3,6 = 36 m3/m2.h Toån thaát qua lôùp qua lôùp caùt loïc: Vôùi: m: ñoä roãng cuûa lôùp caùt loïc ~ 0,4; : troïng löôïng cuûa caùt, = 2,65 : troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc, = 1; L: chieàu daøy lôùp vaät lieäu loïc; Vaäy toån thaát qua lôùp vaät lieäu loïc vaø soûi ñôõ laø: h3 = hs + hc = 0,66 + 1 = 1,66 (m) Toån thaát treân ñöôøng oáng daãn töø bôm ñeán beå loïc: : toån thaát treân ñöôøng oáng daãn töø bôm röûa ñeán beå loïc. Choïn : toån thaát ÔÛ ñaàu oáng huùt vaø ñaàu oáng ñaåy cuûa maùy bôm röûa taïi caùc choã gaây ra toån thaát cuïc boä. Choïn : AÙp löïc ñeå phaù vôõ keát caáu ban ñaàu cuûa lôùp caùt loïc. Choïn Vaäy toång AÙp löïc caàn thieát cuûa bôm röûa: H = 4 + 0,16 + 1,66 + 2 + 2 = 9,82 (m) Tính pheåu thu nöôùc röûa loïc vaø daãn nöôùc vaøo beå loïc: Thieát keá pheåu thu nöôùc baèng theùp coù daïng hình noùn. Ñaàu noùn coù gaén manchon nhöïa coù ren ñeå gaén vaøo ñaàu oáng daãn nöôùc. Löu löôïng caàn thieát ñeå röûa boàn loïc ñöôïc tính theo coâng thöùc: Choïn vaän toác chaûy trong pheåu: V = 0,2 m/s. S= (m2) Maët khaùc: S=h.(R+r). Vôùi: R: baùn kính ñaùy lôùn cuûa pheåu; r: baùn kính ñaùy nhoû cuûa pheåu (laáy baèng baùn kính oáng vaøo) F = (m2) Vôùi V laø vaän toác nöôùc chaûy trong ñöôøng oáng vaøo choïn V=1 m/s D = (m) Choïn ñöôøng kính oáng vaøo = 100 mm. r = 0,5 . D = 50 mm h: chieàu cao cuûa pheåu, h = 150 mm. m Vaäy choïn R = 0,25 m = 250 mm. Tính Cô Khí : Xaùc ñònh chieàu daøy thaân boàn AÙp löïc: Boàn loïc AÙp löïc laøm vieäc vôùi AÙp suaát trong baèng 5 at = 5*9,81.104 N/m2 = 49,05.104 N/m2 = 0,4905 N/mm2. Choïn vaät lieäu laøm boàn laø theùp CT3. Caùc thoâng soá cuûa theùp: ÖÙng suaát chòu keùo: σk = 380 . 106 (N/m2) ÖÙng suaát chaûy: σc = 240 . 106 (N/m2) Heä soá hieäu chænh: Toác ñoä gæ: 0,06 mm/naêm ÖÙng suaát cho pheùp cuûa theùp Trong ñoù: nk, nc: laø heä soá an toaøn nk = 2,6 nc = 1,5 = 1 Vaäy choïn öùng suaát cho pheùp [] = 146.106 N/m2 AÙp löïc cuûa boàn loïc: P1 = 5 at = 0,4905 N/mm2. AÙp suaát thuûy tónh: P2 = ρ.g.h Trong ñoù: ρ: khoái löôïng cuûa nöôùc, ρ = 1000kg/m3; g: gia toác troïng tröôøng, g = 9,81 m/s2; Tính cho coät nöôùc trong thAÙp. Choïn H = 2,3 m. Vaäy P2 = 1000 . 9,81 . 2,3 = 22563 N/m2 = 0,022563 N/mm2. AÙp suaát tính toaùn trong boàn loïc seõ laø: P = P1 + P2 = 0,4905 + 0,022563 = 0,513 N/mm2 Ta coù Do ñoù chieàu daøy tính toaùn thaân thieát bò boàn loïc ñöôïc tính theo coâng thöùc nhö sau: S’= (mm) Trong ñoù: Dt: ñöôøng kính trong cuûa thieát bò, Dt = 1,4 m = 1400 mm; P: AÙp suaát trong boàn loïc, P = 0,513 N/mm2; []: öùng suaát cho pheùp, [] = 146.106 N/m2 = 146 N/mm2; : heä soá moái haøn, = 0,95. Chieàu daøy thöïc thaân thieát bò: S = S’ + C Vôùi: C: heä soá choïn theâm, C = Ca + Cb + Cc + C0; Ca: heä soá theâm do aên moøn, Ca = 10 naêm*0,06 mm/naêm = 0,6 mm (nieân haïn söû duïng 10 naêm); Cb: heä soá theâm do baøo moøn cô hoïc, Cb = 0; Cc: heä soá theâm do cô khí, Cc = 0; C0: heä soá theâm do sai soá qui troøn, C0 = 1,05 mm. Vaäy S = 2,6 + 0,6 + 0,8 = 4,0 mm. Choïn S=5 mm ñeå ñaûm baûo an toaøn Kieåm tra ñieàu kieän beàn: (thoûa) Kieåm tra ñieàu kieän AÙp suaát: >0,513(thoûa) Tính chieàu daøy ñaùy vaø naép boàn loïc AÙp löïc: Choïn ñaùy vaø naép cho boàn loïc laø ñaùy naép ellipse tieâu chuaån ñöôïc haøn lieàn vôùi thaân Ta coù : Do ñoù chieàu daøy tính toaùn ñaùy vaø naép thieát bò boàn loïc ñöôïc tính theo coâng thöùc nhö sau: Trong ñoù: Dt: ñöôøng kính trong cuûa thieát bò, Dt = 1,4 m = 1400 mm; P: AÙp suaát trong boàn loïc, P = 0,513 N/mm2; []: öùng suaát cho pheùp, [] = 146.106 N/m2 = 146 N/mm2; : heä soá moái haøn, = 0,95. tra baûng XIII.10 Soå tay Quaù Trình vaø Thieát Bò Coâng Ngheä Hoùa Chaát taäp 2, ht = 350 mm =0,35 m Chieàu cao gôø, h= 25 mm. Dieän tích beà maët trong F= 2,24 m2 : heä soá khoâng thöù nguyeân. Do ñaùy vaø naép coù loã nhöng ñöôïc taêng cöùng neân k = 1. Chieàu daøy thöïc ñaùy naép thieát bò: S = S’ + C Vôùi: C: heä soá choïn theâm, C = Ca + Cb + Cc + C0 ; Ca: heä soá theâm do aên moøn, Ca = 10 naêm*0,06 mm/naêm = 0,6 mm (nieân haïn söû duïng 10 naêm); Cb: heä soá theâm do baøo moøn cô hoïc, Cb = 0; Cc: heä soá theâm do cô khí, Cc = 0; C0: heä soá theâm do sai soá qui troøn, C0 = 1 mm Vaäy : S = 2,7 + 0,6 +0,7 =4 ,0 mm. Choïn S=5mm Kieåm tra ñieàu kieän beàn: (thoûa) Kieåm tra ñieàu kieän AÙp suaát: Tính bích: Naép thaùm beân: (1 caùi) Ñöôøng kính ngoaøi: Dn = 411 mm Ñöôøng kính ngoaøi cuûa bích: D = 515 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán taâm buloâng: = 475 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán meùp vaùt: Dl = 450 mm Ñöôøng kính buloâng: dl = M16 Soá buloâng: Z = 20 caùi Chieàu cao bích: h = 20 mm Naép thaùm treân:(1 caùi) Ñöôøng kính ngoaøi: Dn = 411 mm Ñöôøng kính ngoaøi cuûa bích: D = 515 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán taâm buloâng: = 475 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán meùp vaùt: Dl = 450 mm Ñöôøng kính buloâng: dl = M16 Soá buloâng: Z = 20 caùi Chieàu cao bích: h = 20 mm Tính toaùn bích vaø buloâng cuûa boä phaän oáng daãn nöôùc vaø khí vaøo boàn loïc: Choïn bích baèng kim loaïi ñen ñeå noái caùc boä phaän cuûa thieát bò vaø oáng daãn. Tra baûng XIII-26 STT2 Quaù trình thieát bò coâng ngheä hoùa chaát OÁng daãn nöôùc vaøo:(1 caùi) Löu löôïng nöôùc vaøo laø:20,85 m3/h, vaän toác nöôùc chaûy trong oáng cho pheùp 0,9-1,5 m./s. Choïn ñöôøng kính oáng daãn 100 mm. Ñöôøng kính trong: Dt = 100 mm Ñöôøng kính ngoaøi: Dn = 114 mm Ñöôøng kính ngoaøi cuûa bích: D = 185 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán taâm buloâng: = 150 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán meùp vaùt: Dl = 128 mm Ñöôøng kính buloâng: dl = M16 Soá buloâng: Z = 4 caùi Chieàu cao bích: h = 20 mm OÁng daãn nöôùc röûa:(1 caùi): Ñöôøng kính trong: Dt = 100 mm Ñöôøng kính ngoaøi: Dn = 114 mm Ñöôøng kính ngoaøi cuûa bích: D = 235 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán taâm buloâng: Db = 200 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán meùp vaùt: Dl = 178 mm Ñöôøng kính buloâng: dl = M16 Soá buloâng: Z = 8 caùi Chieàu cao bích: h = 20 mm OÁng thoaùt khí:(1 caùi) Ñöôøng kính ngoaøi: Dn = 27 mm Ñöôøng kính ngoaøi cuûa bích: D = 100 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán taâm buloâng: = 75 mm Ñöôøng kính töø taâm ñeán meùp vaùt: Dl = 60 mm Ñöôøng kính buloâng: dl = M10 Soá buloâng: Z = 4 caùi Chieàu cao bích: h = 12 mm Tính chaân ñôõ vaø tai treo: Khoái löôïng ñaùy vaø naép boàn loïc: Mñ + Mn = 83,8 + 83,8 =167,6 kg Baûng XIII.11 Soå tay taäp 2 Khoái löôïng thaân boàn loïc: (kg) Khoái löôïng lôùp nöôùc trong boàn loïc: Mnöôùc = Vnöôùc*nöôùc = *Dt2*hnöôùc*nöôùc = (kg) Khoái löôïng lôùp caùt: Mcaùt = Vcaùt*caùt = *Dt2*hcaùt*caùt = 0,785.1,42.1.1000=1538,6 9 (kg) Khoái löôïng lôùp soûi ñôõ: Msoûi = Vsoûi*soûi = *Dt2*hsoûi*soûi = 0,785.1,42.0,3.1500=692,4 (kg) Toång khoái löôïng cuûa boàn loïc: M = Mñ + Mn + MT + Mnöôùc + Mcaùt + Msoûi = 83,8+83,8+401+1154+1538,6+692,4=3953,6 (kg) Tính theâm heä soá an toaøn cho khoái löôïng boàn loïc vôùi heä soá an toaøn baèng 1,5 Vaäy toång khoái löôïng thaân boàn loïc: M = 1,5 * 3953,6 = 5930,4 kg Troïng löôïng toaøn boàn loïc: P = M*g = 5930 * 9,81 = 58177 N Tính chaân ñôõ : Choïn boàn loïc coù 4 chaân ñôõ Taûi troïng leân 1 chaân ñôõ: G = (N) Choïn taûi troïng cho 1 chaân: 25000N Tra baûng XIII.35 – Soå tay taäp 2 L = 250 mm B = 180 mm B1 = 215 mm B2 = 290 mm H = 350 mm h = 185 mm s = 16 mm l = 90 mm d = 27 mm Tính tai treo: Choïn boàn loïc coù 4 tai treo Taûi troïng leân 1 tai treo: G = (N) Choïn taûi troïng cho 1 tai treo: 25000N Tra baûng XIII.36 – Soå tay taäp 2 L = 150 mm B = 120 mm B1 = 130 mm H =215 mm S = 8 mm l = 60 mm a = 20 mm d = 30 mm Tính bôm: Tính bôm beå loïc: Löu löôïng bôm: Trong ñoù: F: dieän tích beå loïc (m2), F = 1,39 m2; W: cöôøng ñoä röûa loïc (m3/m2.h), W=10 l/s.m2=10*3,6=36 m3/m2.h. Coâng suaát bôm ñöôïc tính theo coâng thöùc: Trong ñoù: Q: löu löôïng bôm; Q = 0,014 (m3/s) : khoái löôïng cuûa nöôùc; hieäu suaát maùy bôm choïn = 0,75 H: toån thaát khi bôm leân boàn loïc choïn H = 20 m kW. Choïn 2 bôm 7,5 Hp . Beå tieáp xuùc: Nhieäm vuï: Coù nhieäm vuï khöû truøng nhaèm tieâu dieät caùc vi truøng coù theå gaây haïi cho con ngöôøi vaø moâi tröôøng khi thaûi vaøo nguoàn tieáp nhaän. Tính toaùn: Beå tieáp xuùc ñöôïc thieát keá vôùi doøng chaûy ziczac qua töøng ngaên ñeå taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho quaù trình tieáp xuùc giöõa nöôùc thaûi vaø hoùa chaát khöû truøng. Thôøi gian löu nöôùc trong beå 30 phuùt. Dung tích cuûa beå: W=Qtbh ´ t = 20,83 ´ 0,5 = 10,5 m3 Choïn W = 12 m3 Chieàu saâu lôùp nöôùc trong beå, choïn H = 1,5m. Dieän tích maët thoaùng höõu ích cuûa beå: Choïn beå tieáp xuùc goàm 5 ngaên, kích thöôùc moãi ngaên: L ´ B = 4m ´ 2 m = 8 m2 Toång dieän tích 4 ngaên: Dieän tích moãi beân laø: B x L = 1 x 2 (m) Chieàu daøi moãi ngaên laø 1 m. Beå xaây döïng baèng beâtoâng coát theùp daøy 200 (mm). Tính löôïng hoùa chaát: Ta söû duïng thieát bò chaâm dung dòch Ca(OCl)2 1% vaøo nöôùc thaûi tröôùc khi vaøo beå tieáp xuùc. Dung dòch naøy ñöôïc pha cheá töø boät Ca(OCl)2 thaønh dung dòch 10% trong bình pha cheá ñeå laéng caën roài môùi pha thaønh dung dòch 1% trong bình chaâm hoùa chaát Lieàu löôïng Clo hoaït tính caàn chaâm: a = 3g/m3 (sau khi xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn) Löôïng Clo hoaït tính caàn söû duïng ñeå khöû truøng: GCl = a ´ Qtbh = 3 ´ 20,83 = 62,49 g/h Löôïng Clo hoaït tính coù trong Ca(OCl)2 laø 30-45%. Do tröø ñi toån thaát trong baûo quaûn neân ta laáy giaù trò clo hoaït tính laø 30% Löôïng Ca(OCl)2 nguyeân chaát caàn chaâm vaøo beå tieáp xuùc: G = GCl ´ = = 208,3 g/h Löu löôïng dung dòch Ca(OCl)2 1% caàn chaâm vaøo beå tieáp xuùc: Q = G ´ -3 = 20,8 l/h Dung tích bình chaâm hoùa chaát: W = Q ´ t Vôùi t laø thôøi gian caàn thieát cho moät laàn pha. Choïn t = 2 ngaøy = 48h àW1 = 20,8 ´ 48 = 998,4 lít Choïn thuøng nhöïa 1000 Lít Theå tích dung dòch Ca(OCl)2 10% caàn pha: V = = (lít) Baûng 4.11: Toùm taét caùc thoâng soá thieát keá beå tieáp xuùc – khöû truøng. STT Teân thoâng soá Ñôn vò Soá löôïng 1 Chieàu daøi (L) m 4 2 Chieàu roäng (B) m 2 2 Chieàu cao (H) m 1,5 3 Thôøi gian nöôùc löu (t) h 20 4 Chieàu daøy töôøng BTCT (#) m 0,2 Beå neùn buøn: Taûi löôïng buøn töø caùc beå laéng chuyeån tôùi beå neùn buøn laø: M = M1 + M2 = 463,5 + 88 =551,5 (kg/ngaøy) . Vôùi: + M1= taûi löôïng buøn töø beå laéng I. + M2= taûi löôïng buøn töø beå laéng II. Dieän tích maët thoaùng cuûa beå neùn buøn: F = (m2). Vôùi: + m : taûi troïng caën treân beà maët beå coâ ñaëc caën troïng löïc ñoái vôùi hoãn hôïp caën töø beå laéng I vaø II (39-78 kg/m2ngaøy) choïn m = 70 (kg/m2.ngaøy) . [Trònh Xuaân Lai.Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình trong heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi. Nhaø Xuaát baûn Xaây döïng. Naêm 2000 _ (Baûng 14-1 /189)] Chieàu cao phaàn laéng cuûa beå neùn buøn: hlaéng= v . t = 0,05. 10 . 10-3. 3600 = 1,8 (m) Vôùi: + v : vaän toác cuûa nöôùc buøn choïn v = 0,05 mm/s [PGS-Ts Hoaøng Hueä . Giaùo trình xöû lyù nöôùc thaûi . ÑHKTHN_( baûng 3-14)]. + t : thôøi gian löu buøn choïn t = 10h [PGS-Ts Hoaøng Hueä . Giaùo trình xöû lyù nöôùc thaûi . ÑHKTHN_( baûng 3-14)]. Ñöôøng kính beå neùn buøn: D = (m) choïn D=3,2 (m). Chieàu cao buoàng phaân phoái trung taâm: h = 0,6 . 1,8 = 0,6 . 1,8 = 1,1 (m) . Ñöôøng kính buoàng phaân phoái trung taâm: d = 0,25 . D = 0,25 . 3,2 = 0,8 (m ) . Ñöôøng kính maùng thu nöôùc: Dmaùng = 0,9. D = 0,8 . 3,2 = 2,5 ( m ) L==3,14.2,5 = 7,85 (m). Taûi troïng thu nöôùc treân moät meùt daøi maùng: A= (m3/m daøi . ngaøy) <500. Löu löôïng buøn ñöa ñeán beå neùn buøn: Vc = V1 + V2 = 7,1 + 9 = 16,1 (m3/ngaøy) = 0,67 (m3/h). Vôùi: + V1 : löu löôïng buøn xaû ra haèng ngaøy cuûa beå laéng II, V1=7,1 (m3/ngaøy). + V2 : löu löôïng buøn xaû ra haèng ngaøy cuûa beå laéng I, V2 = 9 (m3/ngaøy). Dung tích phaàn buøn cuûa beå: Wb = (m3). Vôùi: + Vc : löu löôïng buøn ñöa ñeán beå neùn buøn (m3/h). + tb : thôøi gian giöõa hai laàn laáy buøn, choïn tb=8 h. + P1: ñoä aåm cuûa buøn tröôùc khi neùn , P1= 99,2 %. + P2: ñoä aåm cuûa buøn sau khi neùn , P2= 97 %. Chieàu cao phaàn hình noùn chöùa buøn: Wb = (m). Vôùi: + D : ñöôøng kính beå neùn buøn, D = 3,2 (m). + dn: ñöôøng kính ñaùy beå neùn buøn choïn dn=1 (m). Chieàu cao hoá ñaët bôm huùt buøn: Ñaùy hoá thu choïn = 0,5 m , thaønh coù goùc nghieâng 450 so vôùi ñaùy beå neùn buøn. h = (m) Chieàu cao toaøn phaàn cuûa beå neùn buøn: H = hlaéng + h1 + h2 + hdt = 1,8 + 0,42 + 0,25 + 0,5 = 2,97 (m). Choïn H = 3 (m). Trong ñoù: + hlaéng : chieàu cao vuøng laéng cuûa beå neùn buøn. + h1 : chieàu cao phaàn hình noùn chöùa neùn caën. + hdt : chieàu cao döï tröõ an toaøn choïn hdt = 0,5 m. + h2 : chieàu cao hoá ñaët bôm huùt buøn. Löôïng buøn sau khi neùn : Löôïng nöôùc taùch ra khoûi buøn : 99,2 – 97 = 2,2 %. Qb = Vc – (99,2-97).Vc = 0,67 – (2,2% . 0,67) = 0,65 (m3/h). Vôùi: + Vc : löu löôïng buøn chuyeån tôùi beå neùn buøn (m3/h) . Tính coâng suaát bôm huùt buøn : thôøi gian huùt buøn 20 phuùt, 8h laáy buøn 1 laàn. N=(kW). Choïn caëp bôm huùt buøn 2 Hp. Vôùi: + Q : löu löôïng buøn sau khi neùn (m3/s). + H : choïn coät AÙp cuûa bôm 10 m. + : hieäu suaát cuûa bôm choïn = 0,8. + : khoái löôïng rieâng cuûa buøn neùn, =1200 (kg/m3). Baûng 5.9 : Thoâng soá xaây döïng beå neùn buøn STT Teân thoâng soá Ñôn vò Giaù trò 1 Ñöôøng kính beå m 3,2 2 Chieàu cao beå m 3 3 Ñöôøng kính maùng thu nöôùc m 2,5 4 Ñöôøng kính buoàng phaân phoái trung taâm m 0,8 5 Chieàu cao buoàng phaân phoái trung taâm m 1,1 6 Thôøi gian löu buøn trong beå h 10 4.1.11 Tính maùy eùp buøn: Haøm löôïng buøn sau khi neùn C = 50 kg/m3. Löu löôïng buøn ñeán loïc eùp daây ñai : qb = q. (m3/h). Vôùi : q: löu löôïng buøn dö daãn vaøo beå (m3/h) P1: ñoä aåm ban ñaàu cuûa buøn =99,2%. P2: ñoä aåm cuûa buøn sau khi neùn = 97%. Taûi löôïng caën ñöa ñeán maùy: Q= C . qb = 50 . 0,18 = 9 kg/h = 216 (kg/ngaøy). Maùy eùp laøm vieäc 1h/ngaøy , 7 ngaøy / tuaàn khi ñoù: Löôïng caën ñöa ñeán maùy trong moät tuaàn laø: Gngaøy = 216 . 7 = 1512 (kg). Löôïng caën ñöa ñeán maùy trong moät giôø laø: Gh = ( kg/h). Taûi troïng caën treân 1 m roäng baêng taûi dao ñoäng trong khoaûng 90-680 kg/m chieàu roäng baêng giôø. Choïn baêng taûi coù naêng suaát 200 kg/m roäng giôø. Chieàu roäng baêng taûi: b = (m). Choïn maùy coù chieàu roäng baêng taûi laø 1,2 m vaø naêng suaát 200 kg/m roäng giôø. CHÖÔNG 5: DÖÏ TOAÙN KINH PHÍ ÑAÀU TÖ CHO TRAÏM XÖÛ LYÙ Döï toaùn chi phí: STT Moâ taû coâng trình thieát bò Khoái löôïng haïn muïc Ñôn vò Ñôn giaù (VNÑ) Thaønh tieàn PHAÀN XAÂY DÖÏNG 01 Beå thu gom 4,7 m3 1.500.000 7.050.000 02 Beå ñieàu hoaø 15,5 m3 1.500.000 23.250.000 03 Beå laéng 1 16,7 m3 1.500.000 25.050.000 04 Beå UASB 130 m3 1.500.000 195.000.000 05 Beå Aerotank 26,5 m3 1.500.000 39.750.000 06 Beå laéng II 24 m3 1.500.000 36.000.000 07 Beå tieáp xuùc khöû truøng 4,5 m3 1.500.000 6.700.000 08 Beå neùn buøn 15 m3 1.500.000 22.500.000 09 Nhaø dieàu haønh 50.000.000 TOÅNG COÄNG 405.750.000 PHAÀN THIEÁT BÒ, MAÙY MOÙC 01 Song chaén raùc 01 Caùi 2.000.000 2.000.000 02 Bôm nöôùc thaûi beå ñieàu hoaø 02 Caùi 8.000.000 16.000.000 03 Ñóa phaân phoái khí beå ñieàu hoaø vaø beåâ aeroten 20 Caùi 350.000 7.000.000 04 Maùy thoåi khí beå ñieàu hoaø 02 Caùi 5.000.000 10.000.000 05 Bôm nöôùc thaûi beå UASB 02 Caùi 12.000.000 24.000.000 07 Maùy thoåi khí beå Aerotank 03 Caùi 5.000.000 15.000.000 08 Ñóa phaân phoái khí beå Aerotank 40 Caùi 350.000 14.000.000 10 Maùng thu nöôùc raêng cöa beå laéng beå laéng 2 02 Caùi 2.000.000 4.000.000 11 Maùng thu nöôùc raêng cöa beå neùn buøn 01 Caùi 1.500.000 1.500.000 12 Daøn quay beå neùn buøn 01 Caùi 30.000.000 30.000.000 13 Bôm buøn 02 Caùi 6.500.000 13.000.000 14 Bôm nöôùc dö 02 Caùi 4.500.000 9.000.000 15 Thuøng chöùa dung dòch 03 Caùi 1.000.000 3.000.000 16 Bôm ñònh löôïng dung dòch 06 Caùi 4.500.000 27.000.000 17 Bôm nöôùc saïch 01 Caùi 5.000.000 5.000.000 18 Maùy loïc eùp baêng taûi 01 Caùi 150.000.000 150.000.000 19 Tuû ñieàu khieån ñieän 01 Caùi 10.000.000 10.000.000 20 Heä thoáng ñöôøng ñieän kó thuaät 01 HT 10.000.000 10.000.000 21 Heä thoáng oáng daãn PVC 01 HT 10.000.000 10.000.000 22 Coät loïc AÙp löïc 01 caùi 30.000.000 30.000.000 TOÅNG COÄNG 390.500.000 Chi phí phaùt sinh: Chi phí phaùt sinh = 5% chi phí thieát bò =0,05 x 390.500.000 = 19.525.000 T1 = chi phí xaây döïng + chi phí maùy moùc + chi phí phaùt sinh = 405.300.000+ 390.500.000+ 19.525.000 = 815.325.000 VNÑ CHI PHÍ XÖÛ LYÙ : Chi phí xaây döïng: Vaäy toång voán ñaàu tö cô baûn cho heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa coâng ty theo phöông aùn ñaõ löïa choïn laø T1 = 815.325.000 (VNÑ) Chi phí xaây döïng cô baûn ñöôïc khaáu hao trong 20 naêm, chi phí maùy moùc thieát bò khaáu hao trong 10 naêm. Vaäy toång chi phí khaáu hao nhö sau: (VND/naêm) = 218.674 (VNÑ/ngaøy) Chi phí vaän haønh: Chi phí ñieän naêng: STT Thieát bò Soá löôïng (caùi) Coâng suaát (kw) Thôøi gian hoaït ñoäng (h/ngaøy) Toång ñieän tieâu thuï (kwh/ngaøy) 01 Bôm nöôùc thaûi beå ñieàu hoaø 02 0.37 24 x 1 17.76 02 Maùy neùn khí beå ñieàu hoaø 02 5 24 x 1 240 03 Caùnh khuaáy beå troän 01 3 24 x1 72 04 Maùy neùn khí beå Aerotank 03 11 24 x 2 528 05 Maùy gom buø beå laéng 01 1.5 24 x 1 36 06 Daøn quay beå neùn buøn 01 1.5 24 x 1 36 07 Bôm buøn 04 1.6 12 x 3 57.6 08 Bôm nöôùc dö 02 1.1 5 x 2 11 09 Bôm ñònh löôïng dung dòch 06 0.2 24 x 6 28.8 10 Bôm nöôùc saïch 01 1.1 1 x 1 1.1 11 Thieát bò taïo boâng buøn 01 1.5 8 x 1 12 15 Maùy loïc eùp baêng taûi 01 08 8 x 1 6.4 TOÅNG COÄNG 1046.66 Ñieän naêng tieâu thuï trong 1 ngaøy laø 1046.66 kw Laáy chi phí cho 1kw laø 1000 VNÑ. Chi phí ñieän naêng cho moät ngaøy vaän haønh: D = 1044.66 x 700 = 731.262 (VNÑ)  Chi phí nhaân coâng: STT NHAÂN LÖÏC SOÁ LÖÔÏNG LÖÔNG THAÙNG TOÅNG CHI PHÍ 01 Nhaân vieân vaän haønh 02 ngöôøi 1.600.0000 ñ/th 3.200.000 ñ/thaùng Chi phí nhaân coâng trong moät ngaøy: N = 1.600.000/30 = 106.000 (VNÑ/ngaøy). CHÖÔNG 6: KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ 6.1 KEÁT LUAÄN Nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng vôùi haøm löôïng höõu cô cao laø hieåm hoïa vôùi nguoàn nöôùc vaø moâi tröôøng xung quanh do vaäy caàn phaûi xöû lyù trieät ñeå tröôùc khi thaûi ra moâi tröôøng. Nguoàn höõu cô chuû yeáu trong quaù trình veä sinh thieát bò vaø nhaø xöÔÛng caàn coù bieän phAÙp thay ñoåi coâng ngheä veä sinh (ví duï veä sinh baèng khí neùn, chaân khoâng,...) vaø taùch rieâng nguoàn thaûi naøy ñeå xöû lyù). Nöôùc thaûi mía ñöôøng coù tính chaát ñaëc tröng laø noàng ñoä chaát höõu cô raát cao vì vaäy trong coâng ngheä xöû lyù ñoøi hoûi heä thoáng phaûi coù beå phaân huyû chaát höõu cô. beå uasb vaø beå Aerotank coù khaû naêng phaân huyû chaát höõu cô vôùi hieäu suaát cao vaø xöû lyù ñöôïc ñeán tieâu chuaån cho pheùp neân ñöôïc quan taâm ñeán tröôùc tieân trong heä thoáng xöû lyù ñaõ choïn. Nhöng tröôùc khi cho nöôùc thaûi qua beå Aerotank caàn phaûi coù caùc coâng trình xöû lyù khaùc ( song chaén raùc , beå ñieàu hoøa ,beå laéng I) ñeå laøm giaûm bôùt noàng ñoä chaát höõu cô. Ñeå ñaït hieäu quaû cao, khi thieát keá beå Aerotank caàn phaûi cung caáp ñaày ñuû oxy ñeå khuaáy troän ñeàu caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi, vaø cung caáp ñuû löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoaøn cho beå;trong beå UASB giöõ cho buøn hoaït tính ÔÛ traïng thaùi lô löûng. 6.2 KIEÁN NGHÒ : Ñeå heä thoáng hoaït ñoäng hieäu quaû phaûi kòp thôøi ñaøo taïo caùn boä chuyeân traùch veà moâi tröôøng, caùn boä kyõ thuaät coù theå vaän haønh heä thoáng xöû lyù, theo doõi hieän traïng moâi tröôøng cuûa coâng ty. Caàn haïn cheá oâ nhieãm muøi phaùt sinh ra töø caùc khí ñoäc haïi do quaù trình phaân huyû caùc chaát höõu cô baèng caùc bieän phAÙp: + Taêng cöôøng söû duïng nöôùc taùi tuaàn hoaøn. + Kieåm soaùt chaët cheõ nöôùc thaûi ra taïi caùc khaâu trong xöû lyù. Thöôøng xuyeân theo doõi hieän traïng cuûa heä thoáng thoaùt nöôùc, caùc thieát bò saûn xuaát, nhaèm giaûm thieåu toái ña löôïng chaát thaûi phaùt sinh ra ngoaøi. Ñeå traùnh caùc söï coá ñaùng tieác xaûy ra, caàn phaûi coù bieän phAÙp an toaøn lao ñoäng vaø phoøng traùnh chaùy noå. Giaùo duïc yù thöùc baûo veä moâi tröôøng cho toaøn boä caùn boä, coâng nhaân vieân trong toaøn coâng ty. ._.