Đồ án nước thải nhà máy sản xuất mì chính

LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2 1.1 CÁC KHÁI NIỆM VÀ TÌNH HÌNH MÔI TRƯỜNG TẠI VIỆT NAM 2 1.1.1 Các khái niệm 2 1.1.2 Tình hình ô nhiễm môi trường hiện nay của Việt Nam 3 1.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI 6 1.2.1 Thành phần và tính chất nước thải công nghiệp 6 1.2.2 Thành phần và tính chất nước thải nhà máy mì chính 9 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 14 1.3.1 Xử lý bằng phương pháp cơ học 15 1.3.2 Xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học 15 1.3.3 Xử lý sinh học 15 1.4 CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 19 1.4.1 Nnhận xét nguồn nước thải đầu vào 19 1.4.2 Qui trình công nghệ (hình 1.5) 19 1.4.3 Thuyết minh qui trình công nghệ 19 CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG 26 2.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 26 2.2 LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI 26 2.3 TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN XỬ LÝ 26 2.3.1 Song chắn rác 26 2.3.2 Bể lắng cát 28 2.3.3 Bể điều hòa 30 2.3.4 Bể trung hòa 31 2.3.5 Bể lọc nhỏ giọt 32 2.3.6 Mương oxy hóa xử lý BOD, nitơ kết hợp 36 2.3.7 Bể lắng li tâm 44 2.3.8 Bể nén bùn 46 2.3.9 Bể chứa bùn 49 2.3.10 Máy ép bùn dây đai 51 2.3.11 Tính toán khử trùng bằng clorua vôi 52 2.3.12 Công trình xả nước thải ra nguồn tiếp nhận 58 2.3.13 Bể chứa dung dịch H2SO4 và bơm châm H2SO4 58 2.3.14 Bể chứa dung dịch NaOH và bơm châm NaOH 59 2.3.15 Polymer sử dụng cho quá tình tách bùn bằng máy ép băng tải 59 CHƯƠNG 3 TÍNH XÂY DỰNG 61 3.1 TÍNH NHÂN LỰC 61 3.1.1 Sơ đồ tổ chức hệ thống của trạm xử lý nước thải 61 3.1.2 Chế độ làm việc của hệ thống xử lý nước thải 61 3.1.3 Đặc điểm của khu đất 62 3.2 CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG CỦA HỆ THỐNG 63 3.2.1 Song chắn rác 63 3.2.2 Bể lắng cát 63 3.2.3 Bể điều hoà lưu lượng 63 3.2.4 Bể trung hòa 63 3.2.5 Bể lọc nhỏ giọt 64 3.2.6 Mương oxy hóa 64 3.2.7 Bể lắng li tâm 64 3.2.8 Bể nén bùn li tâm 64 3.2.9 Bể chứa bùn 64 3.2.10 Nhà để máy ép bùn 65 3.2.11 Máng xáo trộn và bể tiếp xúc 65 3.2.12 Trạm bơm 65 3.2.13 Trạm biến áp và náy phát điện dự phòng 65 3.2.14 Nhà kho 65 3.2.15 Trạm khí nén, quạt gió 65 3.2.16 Nhà chứa Clorua vôi khử trùng 66 3.2.17 Gara ô tô 66 3.2.18 Nhà để xe đạp, xe máy 66 3.2.19 Khu nhà hành chính 66 3.2.20 Phòng thí nghiệm 67 3.2.21 Nhà tắm, nhà vệ sinh 67 3.2.22 Nhà bảo vệ 67 3.3 TÍNH KHU ĐẤT XÂY DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ 68 CHƯƠNG 4 TÍNH KINH TẾ 70 4.1 TÍNH ĐIỆN 70 4.1.1 Điện năng dùng cho chiếu sáng 70 4.1.2 Điện năng dùng cho động lực 74 4.1.3 Chi phí điện năng tiêu thụ hàng năm 75 4.2 TÍNH CHI PHÍ MUA NGUYÊN LIỆU 76 4.2.1 Chi phí mua H2SO4 76 4.2.2 Chi phí mua hóa chất khử trùng 76 4.2.3 Chi phí mua polymer 76 4.3 VỐN ĐẦU TƯ CHO XÂY DỰNG 76 4.3.1 Vốn đầu tư cho xây dựng các công trình, nhà làm việc 76 4.3.2 Vốn đầu tư cho các thiết bị 78 4.4 CHI PHÍ TRẢ LƯƠNG 79 4.4.1 Lương cho công nhân, bảo vệ và lái xe 79 4.4.2 Lương cho cán bộ quản lý 79 4.4.3 Tổng chi phí lương 80 4.4.4 Tiền bảo hiểm xã hội 80 4.5 TIỀN THU ĐƯỢC TỪ VIỆC BÁN HÀNG 80 4.6 GIÁ THÀNH CHI PHÍ CHO 1 m3 NƯỚC THẢI 80 CHƯƠNG 5 QUẢN LÝ VÀ VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG 82 5.1 QUẢN LÝ CÔNG TRÌNH LÀM SẠCH 82 5.1.1 Chỉ dẫn chung 82 5.1.2 Một số nguyên tắc quản lý 82 5.1.3 Các chỉ tiêu cần kiểm tra ở các công đoạn 84 5.2 AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SIN CÔNG NGHIỆP 85 KẾT LUẬN 87

LỜI MỞ ĐẦU

Chúng ta đang sống trong một xã hội ngày càng hiện đại, nhưng chúng ta lạiđang nằm trong sự bao vây của biết bao kẻ thù, trong đó có những kẻ thù ẩn hìnhsinh ra từ chính sự thụ hưởng của bản thân chúng ta

Lối sống hiện đại, xã hội công nghiệp là kẻ thù ẩn hình như vậy bởi đi kèmvới nó là sự ô nhiễm môi trường cả về tự nhiên và xã hội nhưng nó là con đường tấtyếu mà loài người phải và đang đi qua Từ nhận thức đó và bằng kiến thức khoa họccủa mình, chúng ta làm thế nào để công nghiệp vẫn phát triển, đời sống ngày cànghiện đại mà làm giảm được mức độ ô nhiễm cho môi trường

Công nghiệp thực phẩm là ngành công nghiệp cung cấp nguồn thực phẩm vàcác món ăn ngon lạ cho con người thưởng thức, là ngành công nghiệp phát triểnmạnh hiện nay Nó là ngành sử dụng nước nhiều nhất mà đặc biệt là ngành sản xuấtcác sản phẩm thực phẩm lên men đã thải ra môi trường lượng lớn nguồn nước gây ônhiễm môi trường Vấn đề đặt ra là nước vẫn được sử dụng và vẫn được thải ra môitrường nhưng với mức độ ô nhiễm trong giới hạn cho phép không gây ô nhiễm môitrường Để giải quyết vấn đề này ta cần có một hệ thống xử lý làm sạch nguồn nướctrước khi đổ ra môi trường

Để học hỏi và tiếp thu một công nghệ xử lý nước thải để sau này có thể gópphần vào việc bảo vệ môi trường chúng ta trong sạch hơn, tôi chọn đề tài xử lý nướcthải nhà máy mì chính là nguồn nước thải đặc trưng của công nghiệp vi sinh đangphát triển mạnh mẽ hiện nay

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 CÁC KHÁI NIỆM VÀ TÌNH HÌNH MÔI TRƯỜNG TẠI VIỆT NAM

1.1.1 Các khái niệm

1.1.1.1 Môi trường

"Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệmật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sựtồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên." [9]

Môi trường sống của con người theo chức năng được chia thành các loại:

- Môi trường tự nhiên bao gồm các nhân tố thiên nhiên như vật lý, hoá học,sinh học…

- Môi trường xã hội là tổng thể các quan hệ giữa người với người

- Ngoài ra, người ta còn phân biệt khái niệm môi trường nhân tạo, bao gồmtất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong cuộc sống

1.1.1.2 Chức năng của môi trường

Môi trường có các chức năng cơ bản sau:

- Môi trường là không gian sống của con người và các loài sinh vật

- Môi trường là nơi cung cấp tài nguyên

- Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trongcuộc sống và hoạt động sản xuất của mình

- Môi trường là nơi giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên tới conngười và sinh vật trên trái đất

- Môi trường là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người

1.1.1.3 Ô nhiễm môi trường

"Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạmtiêu chuẩn môi trường" [9]

Vậy ô nhiễm môi trường là do:

- Việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức cókhả năng gây hại đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển sinh vật hoặc làm suygiảm chất lượng môi trường.

- Các tác nhân ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng(nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và cácdạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ

Tuy nhiên, môi trường chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm lượng,nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt đến mức có khả năng tác động xấu đếncon người, sinh vật và vật liệu

1.1.1.4 Ô nhiễm nước

Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa:

"Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượngnước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nôngnghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã".[9]

Các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước:

- Do tự nhiên như: mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nướcchất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng

- Do con người: quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng nhưcác chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước

Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễmnước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hoá chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi cáctác nhân vật lý

1.1.2 Tình hình ô nhiễm môi trường hiện nay của Việt Nam

Nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đang trên đường côngnghiệp hóa, hiện đại hóa mang lại những thành tựu to lớn góp phần giải quyết cácvấn đề xã hội như xóa đói giảm nghèo, công ăn việc làm, củng cố an ninh quốcphòng

Bên cạnh những lợi ích đó, quá trình hội nhập kinh tế quốc tế cũng gây ranhiều áp lực đối với môi trường

1.1.2.1 Hiện trạng môi trường nước lục địa

Nước lục địa bao gồm nguồn nước mặt và nước dưới đất Nước mặt phân bốchủ yếu trong các hệ thống sông, suối, hồ, ao, kênh, rạch và các hệ thống tiêu thoátnước trong nội thành, nội thị Nước dưới đất hay còn gọi nước ngầm là tầng nước tựnhiên chảy ngầm trong lòng đất qua nhiều tầng đất đá, có cấu tạo địa chất khácnhau

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm nước mặt, nước dưới đất đang ngày càng trở nênnghiêm trọng, đặc biệt tại các lưu vực sông và các sông nhỏ, kênh rạch trong nộithành, nội thị Nước dưới đất cũng đã có hiện tượng bị ô nhiễm và nhiễm mặn cụcbộ

Các nguồn gây ô nhiễm nước lục địa:

- Khai thác và sử dụng quá mức tài nguyên nước mặt, nước ngầm

- Nước thải đô thị và công nghiệp

- Nước thải bệnh viện

- Nước thải từ hoạt động nông nghiệp và nước thải từ các nguồn khác tạikhu vực nông thôn, các làng nghề truyền thống…

Hình 1.1: Tỷ lệ nước thải sản xuất, sinh hoạt và bệnh viện [1-16]

Tính đến đầu năm 2005, hàng ngày có khoảng 3110000m3 nước thải sinh hoạt

đô thị, bệnh viện và nước thải sản xuất từ các khu công nghiệp xả trực tiếp vàonguồn nước mặt, gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới sức khỏe cũng như mỹquan của các khu vực dân cư

nước thải sản xuất chiếm 32%

nước thải bệnh viện chiếm 4%

nước thải sinh hoạt chiếm 64 %

1.2.2 Diễn biến ô nhiễm

Diễn biến ô nhiễm các nguồn nước lục địa:

- Nước mặt: theo các kết quả quan trắc cho thấy, chất lượng nước ở thượnglưu của hầu hết các con sông chính của Việt Nam còn khá tốt, trong khi mức độ ônhiễm ở hạ lưu của các sông này ngày càng tăng do ảnh hưởng của các đô thị và các

cơ sở công nghiệp Với các chất ô nhiễm vượt mức cho phép trên các lưu vực sôngchính như:

+ Hàm lượng BOD5 và NH+ : vượt quá mức tiêu chuẩn cho phép 1,5 - 3 lần.+ Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS): vượt quá ngưỡng tiêu chuẩn cho phéploại A từ 1,5 - 2,5 lần

+ Một số thông số khác: một số điểm cũng đã có dấu hiệu bị ô nhiễm kimloại nặng, coliform, hóa chất bảo vệ thực vật…

+ Trong khu vực nội thành của các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh,Hải Phòng, Huế, hệ thống các hồ, ao, kênh rạch và các sông nhỏ là nơi tiếp nhận vàvận chuyển nước thải của các khu công nghiệp, khu dân cư Hiện nay hệ thống nàyđều ở tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng vượt quá mức tiêu chuẩn cho phép 5-10 lần(đối với tiêu chuẩn nguồn nước mặt loại B theo TCVN 5942-1995)

- Diễn biến ô nhiễm nước dưới đất:

+ Hiện tượng xâm nhập mặn: hầu hết nước dưới đất tại các vùng ven biển

đều bị nhiễm mặn

+ Việc khai thác nước quá mức và không có quy hoạch đã làm cho mực nướcdưới đất bị hạ thấp

1.1.2.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm nước

- Tác động trực tiếp đến sức khỏe, là nguyên nhân gây các bệnh như tiêuchảy (do virut, vi khuẩn, vi sinh vật đơn bào), lỵ trực trùng, tả, thương hàn, viêmgan A, giun, sán

- Làm mất cảnh quan, ảnh hưởng lâu dài đến nền kinh tế nhất là phát triển

du lịch

- Là nguyên nhân của tình trạng thiếu nước sạch, ảnh hưởng lâu dài đến thế

hệ tương lai

Như trên ta đã thấy tác hại vô cùng khủng khiếp khi nguồn nước bị ô nhiễm

Vì vậy trong bối cảnh hiện nay mỗi thành phố, mỗi khu công nghiệp, mỗi nhà máycần phải xây dựng một hệ thống xử lý nước hiệu quả để môi trường sống của chúng

ta bền vững hơn, sức khỏe của con người ngày càng được nâng cao hơn

1.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI

1.2.1 Thành phần và tính chất nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp sinh ra sau khi đã sử dụng nước của các xí nghiệpcông nghiệp Đặc tính ô nhiễm và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhauphụ thuộc vào loại hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn Loại nước thảinày có thể bị ô nhiễm do các tạp chất có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ Trong thànhphần của chúng có thể có chứa các dạng vi sinh vật (đặc biệt là nước thải của cácnhà máy giết mổ, nhà máy sữa, bia, mì chính, dược phẩm…), các chất có ích cũngnhư các chất độc hại

Trong xí nghiệp công nghiệp, nước thải công nghiệp gồm:

- Nước thải công nghiệp qui ước sạch: là loại nước thải sau khi được sửdụng để làm nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà

- Loại nước thải công nghiệp nhiễm bẩn: đặc trưng của công nghiệp đó vàcần xử lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thoát nước chung hoặc vào nguồn nướctùy theo mức độ xử lý

Thành phần gây ô nhiễm chính của nước thải công nghiệp là:

+ Các chất vô cơ: chất thải của các nhà máy luyện kim, nhà máy sản xuấtvật liệu xây dựng, nhà máy phân bón vô cơ…

+ Các chất hữu cơ dạng hòa tan (thông qua chỉ tiêu BOD)

+ Các chất hữu cơ vi lượng gây mùi, vị như phenol, benzene…

+ Các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học như một số dạng thuốc trừ sâu,thuốc diệt cỏ…

+ Chất hoạt tính bề mặt ABS (Alkyl benzene sunfonat), một số các chấthữu cơ có thể gây độc hại cho thủy sinh vật (benzene, chlorebenzen, toluene…)

+ Trong nước thải công nghiệp còn có thể có chứa dầu, mỡ và các chất nổi,các chất lơ lửng, kim loại nặng, các chất dinh dưỡng (N, P) với hàm lượng cao

Bảng 1.1: Các đặc điểm lý học, hóa học và sinh học của nước thải và nguồnsinh ra nó [9].

Lý học

Màu Nước thải sinh hoạt hay công nghiệp, thường do sự

phân hủy của các chất thải hữu cơ

Mùi Nước thải công nghiệp, sự phân hủy của nước thải

Chất rắn Nước cấp, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, xói ṃòn

đất

Nhiệt Nước thải sinh hoạt, công nghiệp

Hóa học

Carbohydrate Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Dầu, mỡ Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Thuốc trừ sâu Nước thải nông nghiệp

Phenols Nước thải công nghiệp

Protein Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Chất hữu cơ bay hơi Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Các chất nguy hiểm Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Các chất khác Do sự phân hủy của các chất hữu cơ trong nước thải

trong tự nhiênTính kiềm Chất thải sinh hoạt, nước cấp, nước ngầm

Chlorides Nước cấp, nước ngầm

Kim loại nặng Nước thải công nghiệp

Nitrogen Nước thải sinh hoạt, công nghiệp

pH Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Phosphorus Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp; rửa trôiSulfur Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp; nước

cấpHydrogen sulfide Sự phân hủy của nước thải sinh hoạt

Methane Sự phân hủy của nước thải sinh hoạt

Oxygen Nước cấp, sự trao đổi qua bề mặt tiếp xúc không khí

-nướcSinh học

Động vật Các đường ống chảy hở và hệ thống xử lý

Thực vật Các đường ống chảy hở và hệ thống xử lý

Eubacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý

Archaebacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý

Viruses Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý

Bảng 1.2 Các chất ô nhiễm quan trọng cần chú ý đến trong quá trình xử

lý nước thải [9]

Chất gây ô nhiễm Nguyên nhân được xem là quan trọng

Các chất rắn lơ lửng Tạo nên bùn lắng và môi trường yếm khí khi nước thải

chưa xử lý được thải vào môi trường Biểu thị bằng đơn

Các mầm bệnh Các bệnh truyền nhiễm có thể lây nhiễm từ các vi sinh

vật gây bệnh trong nước thải Thông số quản lý là MPN(Most Probable Number)

Các dưỡng chất N và P cần thiết cho sự phát triển của các sinh vật Khi

được thải vào nguồn nước nó có thể làm gia tăng sự pháttriển của các loài không mong đợi Khi thải ra với sốlượng lớn trên mặt đất nó có thể gây ô nhiễm nước ngầm.Các chất ô nhiễm

Không thể xử lý được bằng các biện pháp thông thường

Ví dụ các nông dược, phenols

Kim loại nặng Có trong nước thải thương mại và công nghiệp và cần

loại bỏ khi tái sử dụng nước thải Một số ion kim loại ứcchế các quá trình xử lý sinh học

Chất vô cơ hòa tan Hạn chế việc sử dụng nước cho các mục đích nông, công

nghiệp

Nhiệt năng Làm giảm khả năng bão hòa oxy trong nước và thúc đẩy

sự phát triển của thủy sinh vật

Ion hydrogen Có khả năng gây nguy hại cho thủy sinh vật

1.2.2 Thành phần và tính chất nước thải nhà máy mì chính

1.2.2.1 Khái quát về mì chính (bột ngọt)

Bột ngọt là chất điều vị có giá trị trong công nghiệp thực phẩm, trong nấunướng được dùng làm gia vị, tăng vị ngọt dịu của món ăn Mặt khác dùng mì chính

ở dạng axit để điều trị một số bệnh suy nhược, mất trí nhớ, đau đầu

Bột ngọt là muối mononatri của axit glutamic, đây là một axit amin có vai tròrất quan trọng trong quá trình trao đổi chất ở cơ thể người và động vật Axitglutamic có cấu tạo phân tử như sau:

Trong cơ thể người và động vật, axit glutamic tham gia vào việc tạo thànhprotein và tạo nên hàng loạt những axit amin khác như alanin, lơxin, prolin, xystinv.v…Axit glutamic còn tham gia vào quá trình chuyển hóa amin, nó có thể liên kếtvới amoniac để tạo nên glutamac, điều này rất có ý nghĩa trong việc giảm lượng

NH3, giải độc cho cơ thể Trong y học, axit glutamic thường được dùng để chữa một

số bệnh về thần kinh, về tim mạch, bệnh teo bắp thịt …

Cơ thể người có thể sử dụng một lượng khá lớn axit glutamic có trong thức

ăn mà không gây nên những ảnh hưởng xấu Đây là một đặc điểm khác với các axítamin khác Nếu thức ăn thiếu một số axít amin khác như alanin, lơxin, axit aspactic,prolin, xerin…thì axit glutamic thừa sẽ được cơ thể dùng vào việc tổng hợp các axitamin thiếu đó

Axit glutamic còn đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp axetylcolin vàadenozintrifotfat trong quá trình vận chuyển ion kali Axit glutamic còn tham giavào cấu tạo của chất xám và chất trắng của não, tham gia vào quá trình trao đổiprotein và gluxit, kích thích các phản ứng oxi hóa ở não bộ

Trong vài chục năm gần đây, axit glutamic sản xuất ngày càng nhiều khôngchỉ vì mục đích y học mà chính những yêu cầu rộng lớn của các lĩnh vực thực phẩm

là động cơ chủ yếu thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất axit glutamic phát triểnnhanh chóng

Ở các nước, bột ngọt được sản xuất bằng các phương pháp:

NH2HOOC CH2 CH2 CH COOH

- Phương pháp tổng hợp hóa học.

- Phương pháp thủy phân protid

- Phương pháp sinh tổng hợp bằng con đường lên men vi sinh vật

- Phương pháp kết hợp (kết hợp tổng hợp hóa học và lên men vi sinh vật).Ngày nay, người ta chủ yếu sản xuất bằng con đường lên men vi sinh vật đểsinh tổng hợp các axit amin từ các nguồn gluxit và đạm vô cơ, từ đó tách glutamic

để sản xuất mì chính Phương pháp này không cần sử dụng nguyên liệu protit,không sử dụng hóa chất và thiết bị chịu ăn mòn mà cho hiệu suất cao, giảm giáthành sản phẩm Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật phải cao, hệthống thiết bị hiện đại tránh được sự tạp nhiễm từ bên ngoài

1.2.2.2 Qui trình sản xuất mì chính bằng phương pháp lên men

Hình 1.2 Qui trình sản xuất mì chính bằng phương pháp lên men.

1.2.2.3 Quâ trình tẩy rửa, khử trùng trong nhă mây

Mục đích quâ trình tẩy rửa:

- Lăm sạch bề mặt thiết bị, nhă xưởng

- Loại trừ vi sinh vật nhiễm tạp

- Bảo đảm chất lượng sản phẩm tốt nhất

- Bảo đảm sức khỏe cho người dùng

Bản chất vă thănh phần của câc vết bẩn: câc vết bẩn có thể lă bê thải của quâtrình sản xuất, câc sản phẩm phụ của câc phản ứng phụ, câc chất kết tủa, vi sinhvật… Thường gặp câc vết bẩn như:

- Hữu cơ

- Chất khoâng (vô cơ)

- Hỗn hợp: câc cặn vô cơ lăm nền chứa câc vết bẩn hữu cơ

Bột khoai mìĐường hóa Khử Canxi

Rỉ đường

Lên menDung dịch axit Glutamic

Thu hồi

Dung dịch Natriglutamat

Trung hòaAxit Glutamic

Sấy, sàng phân loạiĐóng góiKho Thành phẩm

Ly tâmKết TinhTẩy màu

Trên các vết bẩn đó hình thành nên các khuẩn lạc vi sinh vật với các bản chấtkhác nhau.

Bảng 1.3 Đặc điểm của các loại vết bẩn [2, tr 54]

Thành phần

Tính dễ rửa khikhông có chuyểnhóa do nhiệt

Chuyển hóa donhiệt

rửa hơn

Chất béo

Ít tan trong nước, dungdịch kiềm và axit khikhông có chất điệnhoạt

Dễ khi có mặt cácchất điện hoạt

Polymer hóa khórửa hơn

protein

Độ tan trong nướckhác nhau, phần lớntan trong dung dịchaxit

Khó trong nước, dễhơn trong dungdịch kiềm

Biến tính, khó rửa

do có cặn proteinbiến tính

Muối vô cơ

Độ tan trong nướckhác nhau, nhưngphần lớn tan trongdung dịch axit

Tương đối dễ Kết tủa, khó rửa

Trong công nghiệp thực phẩm người ta thường sử dụng các tác nhân tẩy rửa,sát trùng sau:

Bảng 1.4 Các tác nhân tẩy rửa, sát trùng thường gặp trong các nhà máy thực

Axit nitric 2,5 % ≤90 0C

1.2.2.4 Nguồn nước thải nhà máy mì chính

Quá trình sản xuất của nhà máy có sử dụng các loại nguyên liệu như bột sắn,

rỉ đường, các axit sunfuric, clohidric, canxi cacbonat, than hoạt tính, các muốikhoáng (NH4)2SO4,KH2PO4, MgSO4…

Nước thải nhà máy gồm:

- Nước làm mát máy móc thiết bị

- Nước sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy

- Nước thải của phân xưởng đường hóa từ tinh bột, xử lý rỉ đường Nướcthải ở đây bị ô nhiễm bởi nồng độ cao các hyđrat cacbon như tinh bột, các loạiđường (saccarose, glucose, dextrin), cặn rỉ đường, CaSO4 sau khi trung hòa bằngaxit sunfuric ở dịch đường

- Nước thải từ phân xưởng lên men gồm các cặn môi trường lên men, cónhiều đường cùng với xác vi khuẩn, các muối khoáng như urê, muối amon, các chấtbéo, chất hoạt động bề mặt dư thừa

- Nước thải từ phân xưởng hoàn thành sản phẩm rất giàu các chất hữu cơ

và chất khoáng

- Nước rửa sàn và làm vệ sinh nói chung

Nước thải ở đây được phân làm hai loại:

- Các loại nước làm mát thiết bị thường ít bẩn, nước sinh hoạt nhiễm bẩnkhông nhiều nên được thải trực tiếp ra sông

- Riêng nước thải từ các phân xưởng sản xuất đặc biệt nước thải từ cácphân xưởng hoàn thành sản phẩm có độ nhiễm bẩn cao nên được đưa qua hệ thống

xử lý

Nước thải nhà máy sản xuất mì chính có những đặc điểm như bảng sau:

Bảng 1.5 Đặc điểm nước thải nhà máy sản xuất bột ngọt Biên Hòa [5, tr

378]

hoạt xuất chungNhiệt độ, oC

30-3510001700400301001800

30-358701500340261201583Đặc điểm nước thải nhà máy mì chính: cũng giống các nhà máy sản xuất cácchế phẩm sinh học khác, đặc trưng của nước thải nhà máy mì chính là:

- Nguồn nước thải có thành phần các chất hữu cơ dễ phân hủy cao (chỉ sốBOB cao)

- Trong công nghiệp sản xuất mì chính có sử dụng một lượng lớn NH3 đểkích thích quá trình sinh tổng hợp axit glutamic nên trong nước thải có thành phầnnitơ rất lớn (chỉ số TN cao)

- pH rất cao do sử dụng hóa chất trong quá trình làm vệ sinh thiết bị

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây ô nhiễm có tính chất rất khácnhau: từ các loại chất không hoà tan, đến các loại chất khó tan và những hợp chấttan trong nước Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước để xả vàonguồn tiếp nhận hoặc tái sử dụng

Tùy thuộc vào đặc điểm của từng loại nước thải người ta có các phương pháp

Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếptheo.

1.3.2 Xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học

Là quá trình dùng một số hóa chất và bể phản ứng nhằm nâng cao chất lượngcủa nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý của các công đoạn sau

Ví dụ:

- Dùng axit hoặc NaOH để điều chỉnh PH

- Dùng bể lọc trao đổi ion để khử kim loại nặng v.v

1.3.3 Xử lý sinh học

Quá trình xử lý sinh học thường theo sau quá trình xử lý cơ học để loại bỏ cácchất hữu cơ trong nước thải nhờ hoạt động của các vi khuẩn Tùy theo nhóm vikhuẩn sử dụng là hiếu khí hay yếm khí mà người ta thiết kế các công trình khácnhau Tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng ao hồ

có sẵn hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý

Hình 1.3 Các loại hình công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học

1.3.3.1 Quá trình hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc (tùy nghi)

Trong các bể xử lý sinh học các vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu vì

nó chịu trách nhiệm phân hủy các thành phần hữu cơ trong nước thải Trong các bểbùn hoạt tính một phần chất thải hữu cơ sẽ được các vi khuẩn hiếu khí và hiếu khíkhông bắt buộc sử dụng để lấy năng lượng để tổng hợp các chất hữu cơ còn lạithành tế bào vi khuẩn mới Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc các giống

Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn nitrát hóa là Nitrosomonas và Nitrobacter Ngoài ra còn có các loại hình sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và Geotrichum Ngoài các vi khuẩn, các vi sinh vật khác cũng đóng vai

trò quan trọng trong các bể bùn hoạt tính Ví dụ như các nguyên sinh động vật

Khi bể xử lý được xây dựng xong và đưa vào vận hành thì các vi khuẩn cósẵn trong nước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trongmột mẻ cấy vi khuẩn Trong thời gian đầu, để sớm đưa hệ thống xử lý vào hoạt động

ổn định có thể dùng bùn của các bể xử lý đang hoạt động gần đó cho thêm vào bểmới như là một hình thức cấy thêm vi khuẩn cho bể xử lý Chu kỳ phát triển của các

vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn:

Các phương pháp sinh học xử lý nước thải

Đĩa quay sinh học

Màng lọc sinh học

Ao, hồ ổn định nước thải

 Giai đoạn chậm (lag-phase): xảy ra khi bể bắt đầu đưa vào hoạt động vàbùn của các bể khác được cấy thêm vào bể Đây là giai đoạn để các vi khuẩn thíchnghi với môi trường mới và bắt đầu quá trình phân bào.

 Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): giai đoạn này các tế bào vikhuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng Tốc độ phân bào phụ thuộcvào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lượng thức ăn trong môi trường

 Giai đoạn cân bằng (stationary phase): lúc này mật độ vi khuẩn được giữ

ở một số lượng ổn định Nguyên nhân của giai đoạn này là các chất dinh dưỡng cầnthiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, số lượng vi khuẩnsinh ra bằng với số lượng vi khuẩn chết đi

 Giai đoạn chết (log-death phase): trong giai đoạn này số lượng vi khuẩnchết đi nhiều hơn số lượng vi khuẩn được sinh ra, do đó mật độ vi khuẩn trong bểgiảm nhanh Giai đoạn này có thể do các loài có kích thước khả kiến hoặc là đặcđiểm của môi trường

Hình 1.4 Chu kỳ phát triển của vi sinh vật

Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong các bể xử lý nước thải Do

đó trong các bể này chúng ta phải duy trì một mật độ vi khuẩn cao tương thích vớilưu lượng các chất ô nhiễm đưa vào bể Điều này có thể thực hiện thông qua quátrình thiết kế và vận hành Trong quá trình thiết kế chúng ta phải tính toán chính xácthời gian tồn lưu của vi khuẩn trong bể xử lý và thời gian này phải đủ lớn để các vikhuẩn có thể sinh sản được Trong quá trình vận hành, các điều kiện cần thiết cho

quá trình tăng trưởng của vi khuẩn (pH, chất dinh dưỡng, nhiệt độ, khuấy trộn )phải được điều chỉnh ở mức thuận lợi nhất cho vi khuẩn.

Các công trình xử lý hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc:

- Bể bùn hoạt tính

- Bể lọc sinh học nhỏ giọt

- Đĩa quay sinh học

- Ao, hồ ổn định nước thải

1.3.3.2 Quá trình yếm khí

Các hệ thống yếm khí ứng dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinhvật trong điều kiện không có oxy Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ rất phứctạp liên hệ đến hàng trăm phản ứng và sản phẩm trung gian Tuy nhiên người tathường đơn giản hóa chúng bằng phương trình sau đây:

Quá trình phân hủy yếm khí được chia thành 3 giai đoạn chính như sau:

1 Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử

2 Tạo nên các axít

3 Tạo methane

Ba nhóm vi khuẩn chính tham gia vào quá trình là nhóm vi sinh vật thủy

phân chất hữu cơ, nhóm vi sinh vật tạo acid bao gồm các loài Clostridium spp., Peptococcus anaerobus, Bifidobacterium spp., Desulphovibrio spp., Corynebacterium spp., Lactobacillus, Actonomyces, Staphylococcus và Escherichia coli, và nhóm vi sinh vật sinh methane gồm các loài dạng hình que (Methanobacterium, Methanobacillus), dạng hình cầu (Methanococcus, Methanosarcina).

Các công trình xử lý yếm khí:

- Bể kỵ khí

- Bể lọc kỵ khí UASB

1.4 CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

1.4.1 Nhận xét nguồn nước thải đầu vào

Qua bảng 1.5 ta thấy nước thải nhà máy mì chính có:

- Chỉ số BOD cao 870 mg/l

- Chỉ số Ntổng rất cao: 340 mg/l

- Các thành phần muối khoáng và phot pho đủ cho vi sinh vật phát triểnVậy nước thải nhà máy mì chính là nước thải có nguồn ô nhiễm chính làcacbon và nitơ Do đó trong hệ thống thiết kế phải có công trình xử lý khử BOD và N

Do BOD quá cao nên cần có công trình xử lý sơ bộ BOD

1.4.2 Qui trình công nghệ (hình 1.5)

1.4.3 Thuyết minh qui trình công nghệ

Nước thải tại mỗi phân xưởng thông qua các mương cống của nhà máy dẫn

về khu xử lý nước thải tập trung của nhà máy

Nước thải được xử lý qua các công trình đơn vị như sau:

- Song chắn rác được làm bằng kim loại có kích thước rộng 0,5 m, sâu 0,7

m đặt vừa khớp với mương cống

- Song gồm các thanh chắn, mỗi thanh có kích thước rộng 5mm, dày 25mm

- Loại song này có ưu điểm: dễ chế tạo, dễ lắp đặt, dễ vận hành

- Tuy nhiên trong trường hợp rác nhiều thì phải thường xuyên cào rác nếukhông sẽ tắc đường cống và làm ảnh hưởng đến dòng chảy của nước thải

Hình 1.5 Qui trình công nghệ trạm xử lý

1.4.3.2 Bể lắng cát

- Vai trò của bể lắng cát:

+ Loại bỏ các tạp chất vô cơ không tan như cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏinước thải

+ Bảo vệ thiết bị máy móc khỏi bị mài mòn

+ Giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống, kênh mương dẫn

+ Giảm số lần súc rửa các bể phân hủy do tích tụ cặn quá nhiều

Nước từ các phân xưởngSong chắn rác

Bể lắng cát

Bể điều hòa

Bể trung hòa

Bể lọc nhỏ giọtMương oxy hóa

O2

O2

Máy ép bùn

Bể lắng 1Mương trộn

Bể tiếp xúc khử trùngNước sạch sau xử lý Clorua vôi

polyme

Bể bùn hoạt tính

O2

Bể nén bùn

+ Bể lắng cát được thiết kế sao cho chỉ giữ lại các hạt cát và các chất vô cơkhác không cần thiết còn các chất hữu cơ lơ lửng thì trôi đi.

Chọn bể lắng cát thổi khí, loại bể này có ưu điểm hiệu quả lắng cát cao nhưng lạichiếm diện tích bề mặt không lớn

- Bể lắng cát thổi khí là bể hình chữ nhật dài trên mặt bằng Dọc theo chiềungang của tường, cách đáy 20 ÷ 80 cm bố trí đường ống có khoan lỗ để thổi khí

- Ở đáy bể có rãnh thu cát

- Nước thải dưới tác dụng của dòng khí đi từ dưới lên sẽ chuyển động theohình xoáy ốc, hạt cát rơi vào vùng đáy về phía dưới dàn ống phun khí

1.4.3.3 Bể điều hòa

- Nước thải của nhà máy thải ra không đều giữa các giờ trong ngày do đó

bể điều hòa rất cần thiết để điều chỉnh lưu lượng nước thải vào hệ thống khi đó hiệuquả của các công trình xử lý sau sẽ ổn định hơn

- Bể điều hòa chứa nước thải và các chất cần xử lý ở giờ cao điểm, phânphối lại trong các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp cho hệ thống ở lưu lượngnhất định thể tích bể được thiết kế để có thể chứa được lượng nước thải ra lớn nhấtliên tiếp trong 12 giờ

- Bể có dạng hình trụ tròn ở tâm có rốn thu gom nước khi cần làm sạch bể

và được rút nước bằng bơm chìm hoặc xả nước theo trọng lực

- Bên trong bể có thiết kế lắp đặt hệ thống khuấy trộn bằng khí nén để sanbằng nồng độ các chất bẩn cho toàn bộ thể tích nước thải có trong bể và để ngănngừa cặn lắng trong bể

- Lưu lượng không khí cần cho khuấy trộn 0,01 ÷ 0,015 m3/m3.phút

- Hệ thống ống sục khí là các ống khoang lỗ

1.4.3.4 Bể trung hòa

- Nước thải trước khi đi vào các công trình xử lý bằng phương pháp sinhhọc phải có pH nằm trong khoảng 6,6 ÷ 7,6 và tỷ lệ chất dinh dưỡng BOD: N: Ptrong khoảng 100: 5: 1

- Nước thải nhà máy mì chính có pH không ổn định thường rất cao do đócần trung hòa trước khi đưa vào xử lý bằng phương pháp sinh học.

- Để trung hòa ta sử dụng H2SO4 khi nước thải có pH cao và ngược lạidùng NaOH khi nước thải có môi trường pH thấp

- Chất lượng nước thải của nhà máy mì chính có BOD và N rất cao do đókhông cần bổ sung chất dinh dưỡng trong giai đoạn đầu

- Nước thải được xáo trộn bằng cánh khuấy

+ Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào chế độ tưới nước tức phụ thuộc vào vòngquay của thiết bị tưới

+ Thời gian tưới gián đoạn dưới 5 phút

1.4.3.6 Mương oxy hóa

- Mương oxy hóa là dạng cải tiến của bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnhlàm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trongnước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương

- Đặc điểm nước thải nhà máy mì chính là nguồn ô nhiễm nitơ cao do đócần có hệ thống khử nitơ, mương oxy hóa làm nhiệm vụ này rất tốt

- Trong mương oxy hóa chia làm các vùng hiếu khí và vùng thiếu khí

- Vùng hiếu khí ở đầu nước thải vào, không khí được cung cấp nhờ các hệthống làm thoáng bằng khí nén và nước lưu thông tuần hoàn trong bể nhờ cánh chânvịt

- Trong vùng hiếu khí xảy ra quá trình khử BOD và nitrat hóa tạo NO3-

- Sau vùng hiếu khí là vùng thiếu khí, vùng này sẽ xảy ra quá trình khử

- Loại bể này có các thông số kỹ thuật:

+ Tiết diện hình tròn, đường kính 16 đến 40 m

+ Sâu 1,5 đến 5 m

+ Đáy ở bể có độ dốc i ≥ 0,02 về tâm để thu cặn

+ Nước thải được đưa vào bể theo chiều từ tâm ra và được thu vào máng tậptrung để đưa ra ngoài.

+ Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạtcặn quay tròn

+ Hiệu suất lắng của bể đạt tới 60%

+ Bể lắng ly tâm rất thích hợp với các hệ thống có năng suất lớn

+ Bể này có nhược điểm thường chiếm diện tích lớn để tăng hiệu suất quátrình lắng

- Có nhiều biện pháp tiệt trùng nước thải như dùng hơi clo, clorua vôi,ozon, tia cực tím…

- Chọn phương pháp dùng clorua vôi vì:

+ Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện

+ Clorua vôi là hóa chất có nhiều trên thị trường, với giá thành rẻ

+ Các phương pháp khác đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu cao, quá trình vận hànhtiêu tốn năng lượng điện

- Tuy nhiên phương pháp này khi sử dụng cần chú ý đến liều lượng, vì khilượng clo dư thải ra nguồn tiếp nhận sẽ ảnh hưởng đến thủy sinh sống trong nước

1.4.3.9 Xử lý bùn cặn

- Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính sinh ra nhiều cặn, vì vậy cầnphải có phương pháp xử lý thích hợp để tránh sự ô nhiễm môi trường do cặn bùngây ra

- Cặn bùn là sinh khối vi sinh vật có thành phần chất hữu cơ cao rất thích

để làm phân bón

- Cặn bùn được làm khô và bán cho các nhà máy sản xuất phân bón hữucơ

- Trước hết bùn được rút ra từ bể lắng sẽ qua bể chứa bùn, ở đây bùn dư có

độ ẩm rất cao do đó cần qua bể nén bùn để làm tăng nồng độ bùn

+ Hiệu suất làm khô cặn chấp nhận được

- Bùn sau khi ép sẽ được xe của các nhà máy sản xuất phân hữu cơ đến thumua

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG 2.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

- Tên đề tài: “thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy mì chính”

- Công suất thiết kế: 4000 m3/ngày đêm

- Chất lượng nước thải đầu vào như bảng 1.5

- Yêu cầu: thiết kế hệ thống xử lý nước thải của nhà máy để nước thải đầu

ra đạt tiêu chuẩn nước thải loại A theo tiêu chuẩn Việt Nam

2.2 LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI

- Nhà máy làm việc ba ca (24/24) có chế độ xả nước thải không đều theo giờ

- Lưu lượng nước thải trung bình tính theo ngày:

4000 24

Q Q

tb ng tb

- Lưu lượng nước thải trung bình tính theo giây:

046 , 0 3600 24

4000 24.3600

Q Q

tb ng tb

s    m3/s = 46 l/s

- Hệ số không điều hòa k =1,84 [1]

- Lưu lượng tính theo giờ lớn nhất:

37 , 306 84 , 1 67 , 166 k Q

- Chọn tốc độ dòng chảy trong mương: v = 0,3 m/s [7, tr 412]

- Giả sử độ sâu đáy ống cuối cùng của mạng lưới thoát nước: H = 0,7 m

- Chọn kích thước mương: rộng x sâu = B x H = 0,5m x 0,7m [7, tr 412]

- Chiều cao lớp nước trong mương:

568 , 0 5 , 0 3 , 0 3600

67 , 306 3600.v.B

Q h

max

- Chọn kích thước thanh: rộng x dày = b x d = 5mm x 25mm [7, tr 412]

- Chọn khe hở giữa các thanh: w = 25 mm

- Giả sử song chắn rác có n thanh, số khe hở là: m = n +1

- Ta có:

B = n.b + (n +1).w Thay số vào tính ra được n = 15,83 Chọn n =16, điều chỉnh lại khoảng cách giữa các thanh ta được w = 24,71 mm

- Tổng tiết diện các khe song chắn:

085 , 0 A

q V

v V 7 , 0

1 h

2 2

[5, tr119]

Thay V = 0,353 m/s, v = 0,3 m/s, g = 9,81 vào ta được:

mm mm

m 2 , 6 150 0026

, 0 81

, 9 2

3 , 0 354 , 0 7 , 0

1 h

2 2

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của song chắn rác

A-A

2.3.2 Bể lắng cát

Lưu lượng qua bể lắng cát:

085 , 0

- Chọn: chiều cao nước trong bể H = 2m

- Tỷ số chiều rộng và chiều cao B:H = 1,2:1 [4, tr39]

- Tính ra được B = 2,4

- Chiều dài bể:

m

19 , 3 2 4 , 2

3 , 15 B.H

V

- Lượng không khí cần cấp:

II-II 2 6

4

6 3

7 5

I

I-I

4

Qkhí = q1.F = q1.B.L = 5.2,4.3,2 = 38,4 m3/Trong đó:

q1: lượng không khí cấp cho 1m2 bề mặt trong 1 giờ, chọn: q1 = 5

m3/m2/h [4, tr 38]

F = B.L: diện tích bề mặt của bể, m2

- Lượng không khí trên một mét dài bể:

33 , 3 3600 2 , 3

38400 L

6- vách hướng dòng đặt trước cửa thu nước ra

37 , 306 t Q

44 , 3676 4 π.H

4.V

- Lắp đặt 4 máy bơm (hai máy hoạt động và hai máy dự phòng)

- Đặt tính bơm: Qbơm: 155 m3/h

- Chọn dạng xáo trộn bằng khí nén sử dụng ống khoan lỗ bố trí dạng lưới

- Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn:

qkhí = R.Vđh = 0,012.3676,44 = 44,12 m3/phút = 2647,2 m3/h

- Trong đó:

R- lượng không khí cần cho 1 m3 bể trong 1 phút

015 , 0 01 , 0

q

n khí   Chọn n = 632 cái

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật bể điều hòa

- Kích thước mỗi ngăn trộn: LN B H = 2,7m 2,7m 2m

- Kích thước của ngăn bơm: LB B H = 2m 2,7m 2m

- Chiều dài cả bể: L = 2.LN + LB = 2,7.2 + 2 = 7,4 m

- Thể tích hữu ích mỗi ngăn trộn: V = L.B.H = 14,58 m3

Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật bể trung hòa

Số ngăn trộn 2

Hình 2.4 Bể trung hòa

H2SO4 NaOH

Nước thải vào Nước thải ra

2.3.5 Bể lọc nhỏ giọt

- Chọn chiều cao lớp lọc trong thâp: H = 4m [1, tr 91]

- Chiều cao từ mặt trín lớp vật liệu lọc đến thănh bể, h1 = 1m

- Chiều cao từ mặt dưới lớp vật liệu lọc đến đây, h2 = 1 m

- Chiều cao của bể:

4000 q

Q F

tb ng

- Thể tích tổng cộng của lớp vật liệu lọc: W = H.F = 4.200 = 800 m3

- Chọn vật liệu lọc là đá dăm, có cỡ hạt từ 40 ÷ 70 mm, chọn cỡ hạt giốngnhau Lớp vật liệu đỡ ở phía dưới có cỡ hạt lớn hơn và dày khoảng 0,2 m [1].

- Lượng không khí cần thiết cấp cho bể lọc sinh học:

24

Q K 21

L A

tb ng 1 ch





 , [7, tr 264]

Trong đó:

+ Lch = BOD20 của nước đầu vào lọc

Ta có BOD5 đầu vào của hệ thống: BOD5 = 870 mg/l

Giả sử BOD giảm được 10% khi qua các hệ thống xử lý sơ bộ trước đó:

100

90 870

BODt = L0.(1-e-kt)

L0 = BOD5 = 783 mgO2/lBODt = BOD20,tức BOD sau BOD5 15 ngàyK: hằng số tốc độ phản ứng, chọn k = 0,5

6 , 782 ) e 783(1

6 , 782

- Để cung cấp khí ta chọn quạt thổi khí li tâm có đặc tính tương ứng

- Đường kính bể lọc:

96 , 15 14 , 3

200 4 π

046 , 0 4 ππ.

n

4.Q D

2

tb s

Trong đó: tb

s

Q : lưu lượng trung bình trong 1 giây

n2: số ống phân phối, n2 = 4 ống v: tốc độ nước chảy đầu ống, chọn v = 1m/s

- Chọn D0 = 150 mm, khi đó vận tốc nước thực tế tại các đầu ống sẽ là:

15,0.14,3.4

046,0.4.ππ

n

4.Q

0 2

tb s

- Vt thỏa mãn điều kiện 0,6 < vt < 1 [1]

- Số lỗ trên mỗi nhánh ống phân phối được tính theo công thức:

99 15800

80 1 1

1 D

80 1 1

1 2

15800

L1    mm, làm tròn 794 mm

85 , 1122 99

2 2

99 2

- Số vòng quay của hệ thống trong mỗi phút được xác định theo công thức:

58 , 25 4

46 15800 10 99

10 8 , 34 m.d.D

.Q 34,8.10 r

6

t 2 6

.t Q V

- Chiều cao bảo vệ: hbv =0,3 m

Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật bể lọc nhỏ giọt

Lượng không khí cần thiết cấp cho bể, m3/h 12422

Bể lọc ra: dài rộng cao, m 4 3 2,5

7

2.3.6 Mương oxy hóa xử lý BOD, nitơ kết hợp

2.3.6.1 Sơ đồ mương oxy hóa

Hình 2.8 Sơ đồ mô tả quá trình hoạt động mương oxi hóa

- Quá trình khử NO3- xảy ra trong vùng anoxic

- Quá trình sinh hóa khử nitơ trong nước thải xảy ra theo sơ đồ trên:

Hình 2.7 Sơ đồ mô tả quá trình sinh hóa khử Nitơ trong nước thải

Tế bào chết chứa nitơ hữu cơ xả theo bùn ra ngoài

Tự oxy hóa và tự tan

Hợp chất hữu cơ chứa cacbon

2.3.6.3 Tính toán hệ thống

 Các thông số thiết kế

- Công suất: để tăng hiệu quả xử lý của hệ thống và đề phòng sự cố ta thiết

kế hai công trình hoạt động song song công suất mỗi công trình là 50% công suấttoàn hệ thống:

2000 2

4000 2

Q Q

tb ng

- Hàm lượng BOD đầu vào: giả sử hệ thống lọc nhỏ giọt đã xử lý được60% BOD của nước thải đầu vào

BODvào = BODđầu.(1-60%) = 870.(1-60%) = 348 mg/l

- Hàm lượng tổng số đầu vào: giả sử hệ thống lọc nhỏ giọt đã xử lý được20% N của nước thải đầu vào

- Hàm lượng BOD đầu ra: BOD5 ≤ 20mg/l

- Hàm lượng amoniac đầu ra: NH4 ≤ 0,1 mg/l

- Hàm lượng nitrat đầu ra: NO3 ≤ 10 mg/l

- Chất lơ lửng đầu ra: SS ≤ 50 mg/l

a) Xác định dung tích mương oxy hóa cần thiết để khử BOD5:

  F M X

S Q

V A 0 1

- X: nồng độ bùn hoạt tính, chọn X = 3500 mg/l [4, tr 72]

Vậy:   0 1, 3500 1988 , 57

348 2000 X

M F

S Q

b) Xác định dung tích mương oxy hóa cần thiết để nitrat hóa:

 Xác định tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn nitrat hóa trong điều kiệnvận hành bể ổn định:

e  1 0,833 7,2 pH 

DO K

DO N

K

N μ

O N

Nmax N

- μ Nmax: tốc độ tăng trưởng riêng lớn nhất của vi khuẩn nitrat hóa, với

2 272

405 , 0

272 45

K.N ρ

N N





16 , 0

27 , 0 Y

μ K N

Vậy: 0 , 445

1 , 0 28 , 0

1 , 0 69 , 1

f

4 5

4 N

16 , 0 ) 10 348 (

6 , 0

) 1 , 0 272 (

16 , 0

1 , 0 272 X

ρ

N N Q

V θ

N N

ra vào A

V2 = QA.θN = 2000.0,97 = 1940 m3

Chọn dung tích vùng làm thoáng V1 để xây dựng mương vì khi khử hếtBOD5 theo yêu cầu thì toàn bộ NH4+ sẽ được oxy hóa thành NO3-

c) Xác định vùng thể tích Anoxic của mương để khử NO3- thành N2:

- Thời gian lưu nước trong bể:

Xρ

NONO

Q

Vθ

2

N

3ra 3vào

C 20 N