ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG KHÁCH SẠN pdf

Đặc tính nước thải Nước thải nhà hàng khách sạn có hàm lượng chất hữu cơ cao 55-65%tổng lượng chất bẩn, chứa nhiều vi sinh vật có cả vi sinh vật gây bệnh, vikhuẩn phân hủy chất hữu cơ cầ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ CHẤT THẢI

ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG KHÁCH SẠN

GVHD: ĐÀO MINH TRUNG

SVTH: NHÓM 13

1 Nguyễn Thị Ái Duyên 3009100039

2 Hồ Thị Thanh Dương 3009100037

4 Nguyễn Văn Hướng 3009100075

6 Nguyễn Thị Thanh Phương 3009100151

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước, là sự đónggóp không nhỏ của ngành du lịch Việt Nam Kinh doanh trong lĩnh vực khách sạn nhànghỉ đang thu hút rất nhiều vốn đầu tư và ngày càng có nhiều khách sạn mọc lên trênkhắp cả nước

Do nhiều yếu tố khách quan hay chủ quan mà nhiều khách sạn vẫn chưa thật sự quantâm nhiều đến vấn đề xử lý nước thải do mình thải ra, gây ra nhiều ảnh hưởng đến môitrường sinh thái và đặc biệt là ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

Với đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải khách sạn có Q = 70 m3/ng.đ”

nhóm 13 hy vọng sẽ góp một phần nào đó giúp mọi người có thể có một cái nhìn đúngđắn hơn về lĩnh vực môi trường nói chung và lĩnh vực xử lý nước thải sinh hoạt nói riêng,

để từ đó nhà đầu tư sẽ dành nhiều thời gian và tiền của hơn cho việc xử lý nước thải, đảmbảo đến sự phát triển an toàn của môi trường sinh thái cũng như an toàn cho chính sứckhỏe của họ

Vì thời gian và kiến thức có hạn nên bài làm không tránh khỏi những thiếu sót, mongthầy (cô) và các bạn đóng góp ý kiến để bài làm được hoàn chỉnh hơn

Chân thành cảm ơn!

2

CHƯƠNG I – KHÁI QUÁT NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG KHÁCH SẠN

II Đặc tính nước thải

Nước thải nhà hàng khách sạn có hàm lượng chất hữu cơ cao (55-65%tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật có cả vi sinh vật gây bệnh, vikhuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình chuyển hóa chất bẩntrong nước thải

CHƯƠNG II – CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I Xử lý cơ học

1 Song chắn rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác Tại đây,các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, lá cây, baonilon,… được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn.Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợicho cả hệ thống xử lý nước thải

Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trungbình và mịn Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60-100mm vàsong chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25mm Theo hìnhdạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác Song chắn rác cũng cóthể đặt cố dịnh hoặc di động

Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêngmột góc 45 – 600 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng 75 – 850 nếu làm sạchbằng máy Tiết diện của song chắn rác có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp Songchắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắt bởi các vật giữ lại Do

đó thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau vàcạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy Vận tốc nước chảy quasong chắn rác giới hạn trong khoảng từ 0.6 – 1m/s Vận tốc cực đại dao độngtrong khoảng 0.75 – 1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song Vận tốc cựctiểu là 0.4m/s để tránh các chất thải rắn

2 Lắng cát

Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước

từ 0.2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đam,r bảo an toàn cho bơm khỏi bịcát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng các công trìnhsinh học phía sau Bể lắng cát có thể được phân thành 2 loại: (1) bể lắng ngang,(2) bể lắng đứng Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũngđược sử dụng rộng rãi

Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt quá 0.3m/s Vậntốc này cho phép các hạt cát, hạt sỏi và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn

4

hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở những công trình tiếptheo.

3 Lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bểlắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lýsinh học (bể lắng đợt 2) Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bểlắng ngang và bể lắng đứng

Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang với vận tốckhông lớn hơn 0.01m/s và thời gian lưu nướ từ 1.5 – 2.5 giờ Các bể lắng ngangthường được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000 m3/ngày Đối với

bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương đứng từ dưới lên đến váchtràn với vận tốc 0.5 – 0.6m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động khoảng4-120 phút Hiệu suất lắng cua rbeer lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang10-20%

Hình 2.3 Cấu tạo bể lắng đứng

4 Lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nướcthải mà các bể lắng không thể loại chúng được, là quá trình tách các hạt rắn ra khỏipha lỏng hoặc pha khí bằng cách cho dòng khí hoặc lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qualớp ngăn xốp, các hạt rắn sẽ bị gữi lại Lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suấtthủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất thấp sau vách

Để lọc nước thải người ta có thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau Thiết bị lọc cóthể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọcliên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áo suất trong quá trìnhlọc như lọc chân không ( áp suất 0.085MPa), lọc áp lực (0.3 – 1.5MPa), hay lọc dưới

áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng…

Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không sử dụng các thiết bị lọc

áp suất cao mà dùng các bể lọc với bể lọc dạng hạt Vật liệu lọc có thể sử dụng là cátthạch anh, than cốc hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hay than gỗ Việc lựa chọnvật liệu lọc tùy thuộc và loại nước thải và điều kiện địa phương

II Xử lý hóa học

1 Bể điều hòa

Dùng để duy trì sự ổn định của dòng thải, khắc phục những vấn đề vận hành do sựdao động của lưu lượng dòng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình

ở cuối dây chuyền xử lý.Lợi ích:

- Làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệthống về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xâycác bể sinh học (do được tính toán chính xác hơn) Hơn nữa các chất ức chế quátrình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho cáchoạt động của vi sinh vật

- Chất lượng NT sau xử lý và việc cô đặc bùn ở đáy bể lắng thứ cấp được cải thiện

III Xử lý hóa lý

1 Keo tụ tạo bông

Mục đích của phương pháp này nhằm loại bỏ các hạt chất rắn khó lắng haycải thiện hiệu suất lắng của bể lắng Cấu tạo của bể này là loại bể lắng cơ họcthông thướng, nhưng trong quá trình vận hành, chúng ta thêm vào một số chất

6

keo tụ như phèn nhôm, polymere để tạo điều kiện cho quá trình keo tụ và tạobông cặn để cải thiện hiệu suất lắng Quá trình tạo bông cặn có thể đơn giản hoátrong hình dưới đây.

Các chất thường dùng cho quá trình keo tụ là muối sắt và muối nhôm.Các chất thường dùng để tạo bông cặn là polyacrilamids Nếu kết hợp với các loại muối kim loại sẽ cho hiệu suất tốt hơn

Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng cácchất trợ keo tụ Việc sử dụng các chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chấtkeo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo.Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin, cácete, dioxit silic hoạt tính

Các chất trợ keo tụ tổng hợp là polyacrylamit Tùy thuộc vào các nhóm ionkhi phân li mà các chất trợ keo có điện tích âm hoặc dương

Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thínghiệm Jartest

Hìn mph 2.4 Moâ hìn

h J art est

- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếuđược sử dụng để khử chất hữu cơ chứa cacbon như quá trình bùn hoạt tính,

hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phânhủy hiếu khí Trong số những quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là phổbiến nhất

- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính như quátrình bùn hoạt tính bám dính, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đãi sinh học, bểphản ứng nitrate hóa với màng cố định

2 Xử lý sinh học kị khí

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo

ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên phươngtrình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản nhưsau:

Vi sinh vật

Chất hữu cơ ——————> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mớiMột cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử;

- Giai đoạn 2: acid hóa;

- Giai đoạn 3: acetate hóa;

- Giai doạn 4: methan hóa

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chấtbéo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắtmạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn Các phản ứng thủyphân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn,

và chất béo thành các acid béo Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơngiản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2 Các acid béo dễbay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid Bên cạnh đó, CO2

8

và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trìnhcắt mạch carbohydrate Vi sinh vật chuyển hóa methan chỉ có thể phân hủy một

số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol,methylamines, và CO

Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

- Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trìnhtiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵkhí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)

- Qúa trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trìnhlọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process)

CHƯƠNG III – TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

I Tính toán công suất nhà hàng, khách sạn

- Hệ số không điều hòa ngày: k=1,7

- Tiêu chuẩn dùng nước của một người trong ngày: 180l/người.ngày

Tuy nhiên, lượng nước thải bằng 80% lượng nước cấp dùng cho sinh hoạt

 Lượng nước khách sạn thải ra trong 1 ngày là 76,5*80% = 61,2 m3/ngàyVậy thiết kế công suất xử lý là 61,2m3/ngày Công suất xử lý tối đa là 70m3/ngày

II Sơ đồ công nghệ

Sơ đồ công nghệ

10

Bể chứa bùn

Thải ra ngoàiQCVN 14:2008/BTNMTclo

III Tính toán bể trong hệ thống xử lý

* Công thức tính toán:

Vbể = Q x tTrong đó: V: Thể tích bể ( m3 )

Q: Lưu lượng xử lý ( m3 / giờ )

t : Thời gian lưu nước ( giờ )

1.2 Bể Aerotank:

* Nguyên lý:

 Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy đảo nhằmtăng cường lượng oxy hòa tan và tăng cường quá trình oxy hóa chất bẩn hữu cơ cótrong nước

 Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh hiếu khí có khả năng oxyhóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Để giữ cho bùn hoạt tính ởtrạng thái lơ lửng và để đảm bảo oxy dùng cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơthì phải luôn luôn đảm bảo việc thoáng gió

 Các phản ứng xảy ra trong quá trình này là:

+ Oxy hóa các chất hữu cơ:

CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + ΔHH+ Tổng hợp xây dựng tế bào:

CxHyOz + O2 -> Tế bào VSV + CO2 + H2O + C5H7NO2 – ΔHH

Thải ra ngoàiQCVN 14:2008/BTNMT

enzim

enzim

+ Tự oxy hóa chất liệu tế bào (tự phân hủy):

Q: Lưu lượng nước xử lý ( m3 / ngày )

So: Hàm lượng BOD5 trong nước thải ( mg / l )

X : Nồng độ bùn hoạt tính (cặn hữu cơ bay hơi), (mg / l)(X = 1500 ÷ 4000 mg/l; độ tro của bùn Z = 0,3)

F/M , Tỉ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính ( mg BOD5 / mg bùn )

 Xác định lượng bùn hữu cơ sinh ra khi khử BOD5 :

+ Tốc độ tăng trưởng của bùn:

yb =

Y

(1+θc K d)Trong đó: Y: Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (mg bùn/ mg BOD, dao động từ 0,4 ÷ 0,8)

θ c : Tuổi của bùn ( ngày; từ 0,75 ÷ 15 )

Kd: Hệ số phân hủy nội bào ( ngày-1, từ 0,02 ÷ 0,1)+ Lượng bùn sinh ra trong 1 ngày:

Gbùn = yb x Q( So – S )

 Lượng bùn xả ra hàng ngày là:

12 enzim

Qxả =

V X−Q r X r θ c

X t θ c , (m3 / ngày)Trong đó: V: Thể tích hữu ích của bể ( m3 )

X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể (mg/l)

Qr: Lưu lượng nước ra ( m3 / ngày )X: Nồng độ bùn hoạt tính ra khỏi bể, ( mg / l )(X = 1500 ÷ 4000 mg/l; độ tro của bùn Z = 0,3)

 Nguyên lý làm việc của các loại bể này đều dựa trên cơ sở trọng lực, trongtrường hợp này là bể lắng đứng Nước thải chảy vào ống trung tâm, sau khi ra khỏiống trung tâm nước thải thay đổi hướng rồi dâng lên theo thân bể Nước đã lắng trongtràn qua máng thu đặt xung quanh thành bể và đi ra ngoài Khi nước thải dâng lêntheo thân bể thì cặn lắng thực hiện chu trình ngược lại

* Công thức tính toán:

 Diện tích mặt bằng lắng của bể lắng:

S* =

Q(1+α )C o

C t V L , m2

Trong đó: S*: Diện tích mặt bằng lắng của bể lắng ( m2 )

Q: Lưu lượng nước thải đưa vào xử lý ( m3 / giờ )

α : Hệ số tuần hoàn (đã biết do tính bể Aerotank)

Co: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotank ( g / m3 )

Ct: Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn ( g / m3 )

VL: Vận tốc lắng của mặt phân chia ( m / giờ )

 Vận tốc lắng của mặt phân chia theo thực nghiệm:

VL = Vmax.e-KC L .10 −6 ( m / giờ )Trong đó: Vmax = 4 (m / giờ)

 Đối với nước thải sau khi xử lý sinh học, liều lượng Clo có thể lấy 6g / m3.Sau 30 phút Clo tiếp xúc với nước thải thì lượng Clo thừa còn lại là 0,3÷1mg/l

1.5 Bể phân hủy bùn:

* Nguyên lý:

 Các nhà máy xử lý nước thải, nhất là các công nghệ xử lý nước thải bằngphương pháp sinh học hiếu khí sẽ sinh ra một lượng bùn thải dư thừa Lượng bùn nàychúng ta phải xử lý nhằm tránh tác hại gây bệnh, giảm mùi thối rửa,…nghĩa là bằngcách nào đó chúng ta làm cho, bể phân hủy bùn cũng là nhằm cho mục đích ấy

 Bể phân hủy bùn làm bằng bê tông đảm bảo cách ly hoàn toàn dung dịchbùn với môi trường đất chung quanh

X : Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể Aerotank

Qr :Lưu lượng dòng nước ra khỏi bể lắng

Xr : Nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng

Q: Lưu lượng xử lý ( m3 / giờ )

t : Thời gian lưu nước ( giờ )

θ c : Tuổi của bùn ( ngày; từ 0,75 ÷ 15 )

Kd: Hệ số phân hủy nội bào ( ngày-1, từ 0,02 ÷ 0,1)

16

+ Lượng bùn sinh ra trong 1 ngày:

Trong đó: S*: Diện tích mặt bằng lắng của bể lắng ( m2 )

Q: Lưu lượng nước thải đưa vào xử lý ( m3 / giờ )

α : Hệ số tuần hoàn (đã biết do tính bể Aerotank)

Co: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotank ( g / m3 )

Ct: Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn ( g / m3 )

VL: Vận tốc lắng của mặt phân chia ( m / giờ )

Q: Lưu lượng xử lý ( m3 / giờ )

t : Thời gian lưu nước ( giờ )

Kích thước bể: D x R x C = 2m x 1,3m x 2,5m(Đã có 0,5m an toàn)

= 6,5 m3

2.5. Bể phân hủy bùn:

18

X : Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể Aerotank

Qr :Lưu lượng dòng nước ra khỏi bể lắng

Xr : Nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết

2 Xử lý nước thải – Thạc Sĩ Lâm Vĩnh Sơn

MỤC LỤC

Trang

Lời mở đầu 2

Chương I – Khái quát nước thải nhà hàng khách sạn I Nguồn gốc phát sinh 3

II Đặc tính nước thải 3

Chương II – Cơ sở lý thuyết I Xử lý cơ học 4

1 Song chắn rác 4

2 Lắng cát 4

3 Lắng 4

4 Lọc 5

II Xử lý hóa học 6

1 Bể điều hòa 6

2 Oxy hóa khử 6

III Xử lý hóa lý 6

1 Keo tụ tạo bông 6

IV Xử lý sinh học 8

1 Xử lý sinh học hiếu khí 8

2 Xử lý sinh học kị khí 8

22