Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp công suất 450m3 h

Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp công suất 450m3 h bản cad chi tiết Công suất trạm xử lý Thành phần và đặc tính nước thải Tiêu chuẩn xả thải vào các nguồn tiếp nhận. Phương pháp xử dụng cặn. Khả năng tận dụng các công trình sẵn có. Điều kiện mặt bằng và đăc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng. Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý. Chi phí đầu tư, quản lý, vận hành và bảo trì. Các tiêu chuẩn xây dựng và thiết kế. 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật: Nguồn nước thải : Nước thải công nghiệp. Công suất thải nước: 450m3 ngày đêm Chỉ tiêu chất lượng nước thải: Loại B theo QCVN 40:2011

MỤC LỤC

M C L CỤ Ụ 1

L I CAM NỜ ̉ Ơ 2

CHƯƠNG I: T NG QUAN V NỔ Ề ƯỚC TH I CÔNG NGHI P VÀ Ả Ệ PHƯƠNG PHÁP X LÝ NỬ ƯỚC TH I CÔNG NGHI PẢ Ệ 3

I Đặc tính chung c a nủ ước th i công nghi p:ả ệ 3

1 nh ngh a v nĐị ĩ ề ước th i công nghi p:ả ệ 3

2 C s nh n bi t nơ ở ậ ế ước th i công nghi p:ả ệ 3

3 Phân lo i nạ ước th i công nghi p:ả ệ 4

4 Các lo i nạ ước th i công nghi p thả ệ ường g p:ặ 4

5 Hi n tr ng nệ ạ ước th i công nghi p t i Vi t Nam:ả ệ ạ ệ 5

II Các phương pháp x lý:ử 5

1 X lý c h cử ơ ọ 5

CHƯƠNG II: L A CH N DÂY CHUY N CÔNG NGHỰ Ọ Ề Ệ 7

I C S L A CH N:Ơ Ở Ự Ọ 7

1.Vi c l a ch n s ệ ự ọ ơ đồ công ngh d a v o các y u t c b n sau:ệ ự à ế ố ơ ả .7

2 Các ch tiêu k thu t:ỉ ỹ ậ 7

II ĐỀ XU T VÀ L A CH N PHẤ Ự Ọ ƯƠNG ÁN: 8

Phương án 1: 8

Phương án 2: 9

CHƯƠNG III: T NH TOÁN THI T K CÔNG TRÌNHÍ Ế Ế 12

I Xác nh l u lđị ư ượng nước th i l n nh t:ả ớ ấ 12

II Tính toán công trình: 12

1 Song ch n rác:ắ 12

2 B l ng cát ngang:ể ắ 17

3 B i u ho :ể đ ề à 21

4 B ho tr nể à ộ : 24

25

5 B ph n ng :ể ả ứ 25

CHƯƠNG IV: K T LU NẾ Ậ 39

TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 40

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đồ án môn học Công nghệ xử lý nước thải này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Môi trường đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm cho em trong suốt quá trình học tập Nhờ có sự chỉ bảo của các thầy cô giáo thuộc bộ môn Công nghệ môi trường và đặc biệt là sự giúp

đỡ tận tình của thầy giáo Lê Ngọc Thuấn, em đã hoàn thành được đồ án môn học này

Tuy nhiên với trình độ, với sự hiểu biết còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn chưa có, quá trình tính toán còn mắc nhiều sai số cho nên trong quá trình làm bài vẫn còn có những sai sót nhất định

Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo thêm của các thầy cô trong bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG

NGHIỆP

I Đặc tính chung của nước thải công nghiệp:

1 Định nghĩa về nước thải công nghiệp:

Theo lĩnh vực công nghệ: “Nước thải công nghiệp là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất công nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như nước thải khi tiến hành

vệ sinh công nghệ hoặc hoạt động phục vụ cho sản xuất như nước thải khi tiến hành vệ sinh công nghệ hoặc hoạt động sinh hoạt của công nhân

viên” [11]

2 Cơ sở nhận biết nước thải công nghiệp:

Nước thải được sản sinh từ nước không được dùng trực tiếp trong các công đoạn sản xuất, nhưng tham gia vào quá trình tiếp xúc với các khí, chất lỏng hoặc chất rắn trong quá trính sản xuất Loại này có thể phát sinh liên tục hoặc không liên tục, nhưng nói chung nếu sản xuất ổn định thì có thế dễ dàng xác định được các đặc trưng của chúng

Nước thải được sản sinh trong bản thân quá trình sản xuất Vì là một thành phần của vật chất tham gia quá trình sản xuất, do đó chúng thường

là nước thải có chứa nguyên liệu, hoá chất hay phụ gia của quá trình vì vậy những thành phần nguyên liệu hóa chất này thường có nồng độ cao

và trong nhiều trường hợp có thể thu hồi lại Ví dụ nước thải này gồm có nước thải từ mạ điện, nước thải từ việc rửa tay hay vệ sinh thiết bị phản ứng, nước chứa amoniac hay phenol từ quá trình dập lửa của công nghệ than cốc, nước ngưng từ quá trình sản xuất giấy Do đặc trưng về nguồn gốc phát sinh nên loại chất thải này nhìn chung có nồng độ chất gây ô nhiễm lớn, có thể gây nguy hại ở các mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào bản thân công nghệ và quá trình thải bỏ Nước thải loại này có thể có nguồn gốc từ sự cố rò rỉ sản phẩm hoặc nguyên liệu trong quá trình sản xuất, lưu chứa hay bảo quản sản phẩm nguyên liệu

Thông thường các dòng nước thải sinh ra từ các công đoạn khác nhau của toàn bộ quá trình sản xuất sau khi được xử lý ở mức độ nào đó hoặc không xử lý, được gộp lại thành dòng thải cuối cùng để thải vào môi trường ( hệ thống cống, lưu vực tự nhiên như ao, sông, hồ,…) Có một điều cần nhấn mạnh thực tế các đơn vị sản xuất, do nhiều nguyên nhân nên việc phân lập các dòng thải (chất thải lỏng, dòng thải có nồng độ chất ô nhiễm cao với các dòng thải có tải lượng gây ô nhiễm thấp nhưng lại phát sinh với lượng lớn như nước làm mát, nước thải sinh hoạt, nước mưa chảy tràn…), cũng như việc sử dụng tuần hoàn sử dụng lại các dòng

nước thải ở từng khâu của dây chuyền sản xuất, thường ít được thực hiện Về mặt kinh tế nếu thực hiện tốt cả hai khâu này sẽ giúp doanh nghiệp giảm thiểu đáng kể chi phí sản xuất, chi phí xử lý nước thải.

Vậy nước thải công nghiệp phân loại như thế nào?, chúng ta có thể xem ở dưới đây để hiểu rõ hơn về vấn đề này

3 Phân loại nước thải công nghiệp:

Trong nước thải sản xuất công nghiệp được chia làm 2 loại:

- Nước thải sản xuất bẩn là nước thải sinh ra từ quá trình sản xuất sản phẩm, xúc rửa máy móc, thiết bị, từ quá trình sinh hoạt của công nhân viên, loại nước này chứa nhiều tạp chất, chất độc hại, vi khuẩn…

- Nước thải sản xuất không bẩn là loại nước sinh ra chủ yếu khi làm nguội thiết bị, giải nhiệt trong các trạm làm lạnh, ngưng tụ hơi nước cho nên loại nước thải này thường được quy ước là nước sạch

4 Các loại nước thải công nghiệp thường gặp:

Ngành công nghiệp với đa dạng loại hình sản xuất kinh doanh, đồng nghĩa với việc cũng có đa dạng các loại nước thải công nghiệp được thải

ra hàng ngày Một số loại nước thải của các ngành công nghiệp thường gặp và gây không ít đau đầu cho người dân cũng như các nhà chức trách trong việc kiểm soát nó là:

- Nước thải sản xuất Bột ngọt

- Nước thải sản xuất Cafê

- Nước thải sản xuất Bia

- Nước thải sản xuất Đường

- Nước thải sản xuất Giấy

- Nước thải sản xuất Cao su

- Nước thải sản xuất Xi mạ

- Nước thải ngành Khoáng sản

- Nước thải Dệt Nhuộm

 Mỗi loại nước thải của mỗi ngành công nghiệp có một đặc tính riêng, tuy nhiên các thành phần chính của nước thải khiến ta phải quan tâm hơn trong việc xử lý nó bao gồm: Kim loại nặng, dầu mỡ (chủ yếu trong nước thải ngành xi mạ), chất hữu cơ khó phân huỷ (có trong nước thải sản xuất nông dược, dệt nhuộm…) Các thành phần này không những khó xử lý mà còn độc hại với con người và hệ sinh thái Quy mô sản xuất càng lớn thì lượng nước càng nhiều kéo theo lượng xả thải cũng nhiều Bên cạnh đó các thành phần khác trong nước thải công nghiệp tuy không

phải là nguy hiểm nhưng nếu quá nhiều là xử lý không đúng cách cũng

là mối đe doạ lớn đối với nguồn nước và môi trường

5 Hiện trạng nước thải công nghiệp tại Việt Nam:

Với một nước đang trên con đường công nghiệp hoá như Việt Nam thì vấn đề nước thải công nghiệp đang là một vấn đề nóng mà dư luận đang quan tâm Có thể nói ô nhiễm do sản xuất công nghiệp là rất nặng Ví dụ, ngành công nghiệp may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11, chỉ số nhu cầu oxi sinh hoá (BOD), nhu cầu oxi hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/l và 2500 mg/, hàm lượng chất rắn lơ lửng… cao gấp nhiều lần so với giới hạn cho phép Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN) vượt đến

84 lần, H2S vượt đến 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần so với tiêu

chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề cho nguồn nước mặt [12]

Tuy sự phát triển của công nghiệp, và điển hình là sự hình thành các khu công nghiệp tuy giải quyết được vấn đề về kinh tế và việc làm nhưng lại phát sinh rất nhiều vấn đề nan giải đặc biệt là vấn đề nước thải Theo báo cáo của Bộ tài nguyên và Môi trường, trong số 179 khu công nghiệp đang hoạt động thì chỉ có 143 khu công nghiệp đang vận hành hoặc đang xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung, đạt 58% lượng nước thải Như vây, trung bình mỗi ngày có tới 240000m3 nước thải từ các khu công nghiệp được xả thẳng ra môi trường chưa qua xử lý, gây ô

nhiễm môi trường trầm trọng [12]

Trước tình trạng nan giải về nước thải công nghiệp đang diễn ra tại Việt Nam, thì việc đưa ra các công nghệ xử lý, phù hợp cho từng nguồn thải là rất quan trọng và cần được chú tâm Vì vậy, việc làm đồ án này với những sinh viên đang theo học ngành kĩ thuật môi trường này là rất thiết thực

II Các phương pháp xử lý:

1 Xử lý cơ học

Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải

- Loại bỏ cặn như sỏi, cát, mảnh kim loại, thủy tinh

- Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

- Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý hóa lý về sinh học

• Song chắn rác

Song chắn rác thường được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và min Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25mm Rác có thể lấy bằng phương pháp thủ công hay thiết bị cào rác cơ khí.

• Bể lắng

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

• Quá trình lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại được bằng phương pháp lắng Quá trình lọc ít khi sử dụng trong nước thải, thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau

xử lý đòi hỏi có chất lượng cao

2 Các phương pháp hoá lý

Phương pháp hóa lý bao gồm: Keo tụ, tuyển nổi, trao đổi ion…,các phương pháp hóa lý thường được ứng dụng để tách các chất ô nhiễm ở dạng keo, hòa tan chất hoạt động, chất hoạt động bề mặt hay kim loại nặng trong nước thải Trong đó keo tụ là phương pháp đơn giản, xử lý hiệu quả nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng lớn

Tác nhân keo tụ là polime hữu cơ, đây là chất khá phổ biến, rẻ tiền, dễ sử dụng và đặc biệt không gây ô nhiễm thứ cấp do nó dễ phân hủy trong thời gian ngắn Nhờ tác dụng tương hỗ giữa các tác nhân keo tụ và hạt rắn tạo thành tập hợp hạt có kích thước và tỷ trọng lớn nên dễ dang tách loại nhờ quá trình lắng

Xử lý sinh học hiếu khí: Là phương pháp dung xử lý nước thải khi trong nước có hàm lượng BOD khoảng 500mg/l, dưới tác dụng của vi sinh vật hiếu khí Ưu điểm của xử lý hiếu khí là tốc độ oxi hóa

nhanh, thời gian lưu nước thấp, không gây mùi như xử lý yếm khí Nhưng có nhược điểm là tốn năng lượng để sục khí và chỉ xử lý được nước thải có hàm lượng hữu cơ thấp.

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

- Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý

- Chi phí đầu tư, quản lý, vận hành và bảo trì

- Các tiêu chuẩn xây dựng và thiết kế

2 Các chỉ tiêu kỹ thuật:

- Nguồn nước thải : Nước thải công nghiệp

- Công suất thải nước: 450m3/ ngày đêm

- Chỉ tiêu chất lượng nước thải: Loại B theo QCVN 40:2011

 Các thông số cần xử lý: BOD5, COD, TS

II ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN:

Bể chứa bùnMáy ép bùnBùn thải

Nước thải sau khi đi qua bể lắng cát được đưa đến bể điều hoà, nước thải được ổn định lưu lượng và tính chất Sau thời gian xử lý trong

bể điều hòa, nước thải sẽ được bơm vào bể phản ứng, đồng thời từ bể hoà trộn phèn cũng bơm vào bể phản ứng tạo tạo bông cặn với nước thải Các bông cặn sẽ được lắng tại bể lắng I và được lấy ra ngoài nhờ van xả đáy Nước thải được đưa sang bể Aerotank Tại bể Aerotank diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ các máy thổi khí Tại đây các vi sinh vật dạng hiếu khí sẽ phân huỷ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản (như CO2, H2O)

Từ bể Aerotank nước thải được dẫn sang bể lắng II, tại đây diễn ra quá trình phân tách giữa nước và bùn hoạt tính, 1 phần bùn ở bể lắng II được dẫn trở lại bể Aerotank để tiếp tục tham gia vào quá trình xử lý, phần còn lại được dẫn đến bể chứa bùn rồi bể nén và ép bùn nhằm làm giảm độ ẩm và thể tích sau đó đem chôn lấp hoặc dùng làm phân bón Phần nước thải sau khi qua bể khử trùng đạt tiêu chuẩn loại B ( QCVN 40:2011)

Nguồn tiếp nhận

Hoá chất

Thiết bị xử

lý bùnBùn

Bùn tuần hoàn

Bùn dư

Bể điều hoà

Nước ép bùn

Tiếp đó, nước được chảy tràn vào bể Aerotank để xử lý sinh học

và chất hữu cơ Nước thải sau bể Aerotank được lắng ở bể lắng II, một phần bùn hoạt tính được tuần hoàn lại ở bể Aerotank, phần còn lại được đem đi xử lý Nước thải tiếp tục đến các thiết bị lọc chậm để xử lý các sinh vật còn lại trong nước Sau bể lọc chậm nước được đưa vào nguồn tiếp nhận

Ưu điểm:

- Quy trình công nghệ đơn giản, dễ vận hành

- Chi phí đầu tư, vận hành, bảo dưỡng thấp

Nhược điểm:

- Xử lý nước thải cho công suất nhỏ

- Tốn thời gian khi xử lý bằng thiết bị lọc chậm

 Từ những ưu nhược điểm của 2 phương án, phương án được lựa chọn

đó là phương án 1

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH

I Xác định lưu lượng nước thải lớn nhất:

 Công suất thải nước trung bình:

ngd TB

Q = 450m3/ngày đêm

 Lưu lượng trung bình giờ:

h TB

Q =

24

ngd TB

Q = QTB ngd × K0 axm = 450 2,5 = 1125 (m3/ngày đêm)

ax

h m

d ax

24

ng m

86400

ngd m Q

3 3 min

- Bảo vệ bơm, van đường ống, cánh khuấy.

86400

ngd m Q

s m Q

Trong đó: Bk là chiều rộng mương dẫn, chọn Bk = 0,2m

 Số lượng khe hở song chắn rác:

ax

0 1

0,013

s m

- K0 là hệ số tính đến sự thu hẹp của dòng chảy, K0 = 1,05 [T31/7]

- n là số khe hở của song chắn rác

- b là bề rộng của khe song chắn rác

 Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

2 ax.

2.

m s

 Chiều dài phần mở rộng trước song chắn:

 Chiều dài thu hẹp sau song chắn rác:

L

2 = 0,5L

1 = 0,5 x 0,2 = 0,1 (m)

 Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn:

L = L

1 + L

2 + Ls

2 + L

s = 0,2 + 0,1 + 1,5 = 1,8 (m)

 Chiều sâu xây dựng đặt song chắn:

H = h

max + h

s + H

s + H

bv

= 0,1 + 0,05 + 0,5 = 0,65 (m)  Hiệu quả xử lý của song chắn rác:

Hàm lượng TS và BOD qua song chắn rác giảm 4%

- TS ban đầu là 170mg/l  Ts sau khi xử lý là :

170 (1 0,04) 163, 2( / )

TS = × − = mg l

- BOD

5 ban đầu là 150mg/l  BOD

5 sau khi xử lý là:

5 150 (1 0,04) 144( / )

BOD = × − = mg l

Bảng tóm tắt thông số thiết kế mương và song chắn rác

2 Chiều rộng mương (B

s)

5 Số khe song chắn (n) khe 11

Các hạt cát có kích thước d ≥ 0,2mm được giữ lại trong bể lắng cát ngang

b Tính toán:

 Chiều dài của bể:

ax 0

1000 k H vmL

- H là độ sâu tính toán của bể lắng cát, H= 0,25 - 1m, chọn H = 0,3m

- U0 là độ thô thuỷ lực của hạt cát, Uo= 18,7 - 24,2mm/s ứng với đường kính hạt cát d = 0,25mm, chọn U0 = 24,2m/s [Bảng 26 - 2]

2 ax

0,04

0,13( ) 0,3

s m m

- Qmax là lưu lương giây lớn nhất, Qmax=0,013 m3/s

- vmax là tốc độ lớn nhất của nước thải trong bể lắng cát, vmax =0,3 m/s

- H là độ sâu tính toán của bể lắng cát, H = 0,3 m3/s

- F là tiết diện ướt của bể lắng cát ngang

1 1

B v B v k b

- vmax là vận tốc nước thải trong bể, vmax = 0,3m/s

- m là hệ số lưu lượng của cửa tràn phụ thuộc vào điều kiện co hẹp

 độ chênh lệch máng tràn

2/3 ax

2/31

s m

là lưu lượng lớn nhất theo giây

- B là chiều rộng của bể lắng ngang

- v là vận tốc lớn nhất trong bể

3 ax

- Qtbngd là lưu lượng nước thải trong một ngày đêm

- q0 là lượng cát trong 1000m3 nước thải, qo = 0,15 m3 cát/1000m3 nước thải

 Chiều cao lớp cặn cát trong bể:

0,0135( )

5 0, 2 1

c c

- B: Chiều rộng của bể lắng cát ngang

- T: Thời gian giữa 2 lần xả cát khỏi bể: 2 – 4 ngày Chọn T = 2 ngày

- L: Chiều dài của bể lắng cát ngang

 Chiều cao xây dựng của bể:

Trong đó : Phần lớp đệm rút nước có độ sâu 0.64m [T37 - 7]

 Kiểm tra vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang, (0,15≤ ≤v 0,3 /m s) [Bảng 28 - 2]

 thoả mãn điều kiện bể lắng cát ngang [7]

 Hiệu quả xử lý của bể lắng cát:

Hàm lượng TS, BOD, COD sau khi qua bể lắng giảm 5%

- TS sau khi qua song chắn rác còn 170mg/l

 Tính toán diện tích sân phơi cát :

Cát sau khi ra khỏi bể lắng cát ngang có chứa một lượng nước đáng

kể, do đó cần làm ráo cát (tách nước ra khỏi cát) để dễ dàng vận chuyển

đi nơi khác

- Chiều dài của sân phơi cát chọn bằng chiều dài bể lắng cát ngang

L = 5 m