xử lý nước thải thuốc trừ sâu

- Đa có hơn 100 loại thuốc trừ sâu được đăng ký sử dụng ở nước ta , từ chỗ chúng ta nhập thành sản phẩm , tiến tới nhập nguyên liệu và gia công trong nước , đến nay đã có các nhà máy liê

1 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

LỜI NHẬN XÉT CỦA CÔ

3 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

Lời cảm ơn

Đầu tiên nhóm xin chân thành cảm ơn đến giảng viên giảng dạy môn công nghệ xử lý nước thải – cô Nguyễn Xuân Quỳnh Như Cô đã tận tình giảng dạy cho chúng em trong thời gian qua và hơn thế nữa là tron suốt quá trình thực hiện đồ án

cô đã nhiệt tình giúp đỡ cho chúng em giải quyết các thắc mắc

Ngoài ra, nhóm cũng xin gửi lời cám ơn đến các bạn đã giúp nhóm giải quyết một số vấn đề thắc mắc

Xin chân thành cảm ơn!

4 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

MỤC LỤC

I Tổng quan về nghành sản xuất thuốc trừ sâu : 5

II Đặc trưng của nước thải ngành chế biến thuốc trừ sâu : 5

III Thành phần , tính chất gây ô nhiễm chính trong nước thải thuốc trừ sâu : 6

IV Đề xuất công nghệ và ưu nhược điểm : 6

1.Đề xuất công nghệ 6

Sơ đồ công nghệ 1 6

Sơ đồ công nghệ 2 8

2.Lựa chọn phương án xử lý và thuyết minh công nghệ 9

3.Thuyết minh công nghệ 9

V Tính toán và thiết kế công trình xử lí : 10

1.Tính toán bể điều hòa 10

- Thể tích bể điều hòa: 10

- Thể tích thực tế bể điều hòa: 10

- Diện tích bể điều hòa: 10

- Chiều cao xây dựng bể điều hòa: 10

-Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa (bằng khí nén) 11

- Lương không khí cần thiết: 11

- Lưu lượng khí trong mỗi ống: 11

- Đường kính ống dẫn khí: 11

- Số lỗ trên mỗi ống: 11

- Số lỗ trên 1m chiều dài ống: 11

-Tính toán bơm dùng trong bể điều hòa: 11

2.Tính toán bể UASB 12

3.Bể lắng 22

4.Bể khử trùng 24

VI Kết luận : 25

VII Tài liệu tham khảo : 25

5 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

I Tổng quan về nghành sản xuất thuốc trừ sâu :

- Việt Nam là một nước sản xuất nông nghiệp , vơi điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm thuận lợi cho sự phát triển cây trông nông nghiệp , nhưng cũng rất thuận lợi cho sự phát triển của sâu bệnh , cỏ dại gây hại mùa màng Do vậy việc sử dụng thuốc trừ sâu để phòng trừ sâu bệnh , dịch bệnh bảo vệ mùa màng ,giữ vững an ninh lương thực vẫn là biện pháp an toàn và chủ yếu

- Các loại thuốc trừ sâu được sử dụng rộng rãi ở nước ta từ đầu những năm 1960

để tiêu diệt sâu bọ , côn trùng gây bệnh ,bảo vệ mùa màng Từ đó đến nay , thuốc trừ sâu vẫn gắn liền với sự phát triển trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp , quy mô , số lượng của nó ngày càng tăng

- Đa có hơn 100 loại thuốc trừ sâu được đăng ký sử dụng ở nước ta , từ chỗ chúng ta nhập thành sản phẩm , tiến tới nhập nguyên liệu và gia công trong nước , đến nay đã có các nhà máy liên doanh hóa chất thuốc trừ sâu

- Ngoài mặt tích cực của thuốc trừ sâu là tiêu diệt các sinh vật gây hại cây trồng , bảo vệ sản xuất , thuốc trừ sâu còn gây nhiều hậu quả nghiêm trọng như phá haoaij quần thể sinh vật trên đồng ruộng , tiêu diệt sâu bọ có ích , tiêu diệt tôm

cá , xua đuổi chin chóc , phần dư của thuốc trừ sâu trên các sản phẩm nông nghiệp và nước thải từ các nhà máy gây ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến sức hẻ con người xung quanh Vì vậy việc chọ ra 1 quy trình xử lý để quản lý ảnh hưởng của thuốc trừ sâu là cấp bách và rất cần thiết

II Đặc trưng của nước thải ngành chế biến thuốc trừ sâu :

- Thuốc trừ sâu thường gây độc mãn tính , thuốc lưu tồn lâu trong môi trường , gây tích lũy sinh học mạnh và dễ gây các hiệ tương ung thư Thuốc trừ sâu thuộc thế hệ rất xưa ,hầu hết đã bị cấm sử dụng

- Nước thải thuốc trừ sâu chứa những chất hữu cơ tổng hợp

- Nguồn phát thải :

6 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

 Nước thải sản xuất :Nước thải thuốc trừ sâu do nước thải ra từ các nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu và một phần không nhỏ từ việc rửa trôi từ đồng ruộng , do đa phần sử dụng thuốc trừ sâu là chủ yếu

 Nước thải sinh hoạt : từ hoạt động vệ sinh cá nhân của công nhân làm việc trong nhà máy sản xuất có chứa các chất cặn bã , các chất lơ lửng , các hợp chất hữu cơ , VSV …

- Đặc tính nước thải trong nhà máy là hàm lượng hữu cơ cao, chủ yếu là các chất độc hại và các chất có khả năng phân hủy sinh học Tùy theo công nghệ sản xuất ra từng chủng loại sản phẩm thuốc trừ sâu hay tùy theo công suất nhà máy, xí nghiệp mà tính chất hóa lý của nước thải cũng rất khác nhau

III Thành phần , tính chất gây ô nhiễm chính trong nước thải

thuốc trừ sâu :

Nước thải thuốc trừ sâu là một loại nước thải độc hại có nồng độ chất hữu cơ rất cao Bên cạnh các còn có các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học hoặc bền vững trong môi trường đất Nước thải thuốc trừ sâu còn có nồng độ nito tổng

và chất rắn lơ lửng cao Dưới đây là thông số về nồng độ các chất có trong nước thải thuốc trừ sâu và qui chuẩn đầu ra áp dụng cho loại nước thải này:

IV Đề xuất công nghệ và ưu nhược điểm :

Nước thải thuốc trứ sâu là một trong những loại nước thải độc hại và khó xử lý bởi trong nước thải chứa nhiều hợp chất mạch vòng khó phân hủy như N, Clo… mà nhiều nhà nghiên cứu vân chưa tìm được phương án tốt nhất đề xử

lý Với những tính chất trên và các tính chất của nguồn nước thải đã có nhiều

đề xuất xử lý, sau đây là 2 phương án xử lý tối ưu nhất đề xử lý thuốc trừ sâu vôi công suất 800 m3

/ ngày đêm

1.Đề xuất công nghệ

Sơ đồ công nghệ 1

7 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

Nước thải vô

Nước sau xử lý

Kiềm hóa pH≥ 10

Kẹo tụ

Oxy hóa

Trung hòa - lắng

bùn

Vô bao

8 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

Sơ đồ công nghệ 2

NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO

Chlorine

Nguồn tiếp nhận

9 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

2.Lựa chọn phương án xử lý và thuyết minh công nghệ

So sánh hai phương án

Dể vận hành không tốn nhiều diện tích

Đề nâng pH có khả năng tách các mạch vòng và các chất khó phân hủy sinh học như N, P trong nước thải thuốc trừ sâu

Bề UASB co khả năng xử

lý COD cao AEROTANK có khả năng

xử ký nhiều N, P và xử lý COD

Bể Oxy hóa phento có khả năng xử ký các hợp chất khó phân hủy cao

Nhược điểm Hiệu quả xử lý không cao Chi phí vận hành cao

Khó vận hành

3.Thuyết minh công nghệ

Qua quá trình phân tích các ưu, nhược điểm của 2 công trình nhóm quyết định lựa chọn phương án 2 đề xử lý và tính toán thiết kế Tuy phương án 2 chi phí cao và khó vận hành nhưng với nước thải thuốc trừ sâu là một trong những loại nước thải khó xử lý và có hàm lượng chất độc hại nhiều gây nguy hại tới sinh vật cũng như môi trường sống của những vùng lân cận khi nguồn nước thải ra với công nghệ của phương án 2 thì có thể xử lý tốt hơn nguồn nước được thải ra

Bể điều hòa: bể điều hòa dùng để điều hòa lưu lượng dòng nước và nồng độ nước thải Ngoài ra, bể điều hòa có hệ thống đo và điều chỉnh lượng pH tới mức tối ưu cần thiết >=

10 đề phá vỡ các mạch vòng của các họp chất khó phân hủy cùa Clo, N trong nước thải thuốc trừ sâu nhằm làm cho bề UASB dể xử lý sinh học các loại hợp chất đó và các công nghệ về sao xử lý hiệu quả hơn

Bể UASB: là bể xử lý bằng phương pháp sinh học ký khí, việc sự dụng bể UASB sự dụng các loại VSV xử lý các loại họp chất đã được cắt mạch o bề điều hòa thành các dạng khí sinh học ngoài ra do trong nguồn vào có hàm lượng COD ,N, và hàm lượng chất hữu cơ cao mà UASB có khả năng xử lý tốt và cao và giúp cho bề hiếu khí xự ký hiệu quả hơn

Bể aerotank: nước sau khi xử lý ở bề UASB được chuyển sang bề aerotank đề tiếp tục quá trình xử lý hiếu khí, trong quá trình này chúng ta sẽ xử lý được một hàm lượng cao các chất hữu cơ, COD và N,P trong nguồn thải đầu vào

10 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

Lắng: nước sau kh đã được xử lý ở bề aerotank sẽ được chuyển sang bề lắng nhờ có máy bom định lượng, tại đây nước sẽ được lắng trong một thời gian nhất định khi đã được sụt khí và khuấy trộn ở bể aerotank, hàm lượng bùn lắng sẽ được chuyển sang bề chứa bùn

và phần nước sẽ chuyển sang quá trình xử lý phenton

Bề oxy hóa: tại bể oxuy hóa sẽ sử dụng Fe và H2O2 đề xử ý hàm lượng CHC khó phân hủy trong nước thải sao khi đã được xử ký BOD ở các quá trình sử lý sinh học trước tại đây hàm lượng CHc khó phân hủy sẽ được xử ký khá hiệu quả nhờ quá trình oxy hóa của

hệ phenton Tiếp theo hàm lượng nước sẽ được chuyển sang khử trùng đề thải ra nguồn thải

Bể khử trùng: có chức năng xử lý hàm lượng coliform có trong nước thải và sau đó nước được thải ra nguồn thả ngoài ra còn điều chỉnh lại pH sau khi xử lý

V Tính toán và thiết kế công trình xử lí :

1.Tính toán bể điều hòa

- Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm: Qtb = 800 m3/ ngày

- Lưu lượng giờ trung bình: = = 33,33 (m3/h)

- Hệ số giờ cao điểm Kh = 1,8

- Lưu lượng giờ lớn nhất: = 1,8 x 33,33 = 60 (m3/h)

- Chọn chiều sâu mực nước là Hdh = 5

- Diện tích bể điều hòa:

S = 199,98/ 4 = 50 m2

- Chiều cao xây dựng bể điều hòa:

Hxd = Hxd + Hbv = 4+ 0,5= 4,5

11 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

- Xây bể điều hòa hình chữ nhật có kích thước là:

L B H =10m 4m 4,5m

 Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa (bằng khí nén)

- Lương không khí cần thiết:

Lkhí = Q.a= 33,33 3,74= 124,65 m3/h

- Với a= 3.74 m3 khí/m3 nước thải là lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa

- Chọn hệ thống ống khí bằng thép có đục lỗ, có 4 ống đặt dọc theo chiều dài bể điều hòa, mỗi ống cách nhau 2m

- Lưu lượng khí trong mỗi ống:

 Tính toán bơm dùng trong bể điều hòa:

- Tại bể điều hòa có đặt bơm chìm để bơm nước thải qua bể UASB

- Cột áp toàn phần của bơm:

H= 4,5m + 0,3m = 4,8 m

- Lưu lượng bơm: Q= 800m3/ngd

- Công suất của máy bơm: N= 2,5(kW)

- Công suất thực tế máy bơm: Nt t = 1,2.N = 3(kW)

- Ta chọn 2 bơm, một bơm làm việc và một bơm dự trữ Công suất mỗi bơm là 3 Kw

 Qua bể điều hòa, hàm lượng COD,BOD và SS giảm 5% Vậy hàm lượng COD, BOD và SS còn lại:

- Lượng COD còn lại = 4860.(1-0,05) = 4617 mg/l

- Lượng BOD còn lại = 1375.( 1 – 0,05) = 1306,25 mg/l

hiệu quả khử COD đạt 65%, BOD đạt 75%

- Tỉ lệ MVS/MLSS của bùn trong bể UASB=0,75

có TS=5%

Y=0,04g VSS COD Kd=0,025 ngày-1, Đc=60 ngày

Trong bể UASB để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí thì phải duy trì được pH của nước thải ổn định từ 6,6 – 7,6 và tỷ lệ chất dinh dưỡng giữa COD : N : P = 350 : 5 : 1

- Lượng N, P cần thiết khi cho vào bể UASB là:

- Giả sử chiều cao phễu thu khí hp=1,5m, chiều cao bv: hbv=0,3m

- Chiều cao tổng cộng UASB:

-

13 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

- Giả sử mỗi đơn nguyên gồm hai phễu thu khí Mỗi phễu chiều cao 1,5 m Đáy

phễu thu khí có chiều dài bằng cạnh đơn nguyên l=W=3,2m và chiều rộng w=1,3

- Vậy phần diện tích bề mặt khe hở giữa các phễu thu khí:

-

Trong đó: A: Diện tích bề mặt bể

: Diện tích khe hở giữa các phễu thu khí : Diện tích đáy phễu thu khí

Giá trị này nằm trong khoảng =6/20%

- Giả sử mỗi đơn nguyên có 10 ống phân phối vào, diện tích trung bình cho một đầu

- Hàm lượng CODra = (1-ECOD).CODvào = (1-0,65).4617 mg/L = 1616 mgCOD/L

- (Hàm lượng COD của nước thải sau xử lý kị khí)

- Hàm lượng BOD5 của nước thải sau xử lý kị khí:

- BODra = (1-EBOD).BODvào = (1-0,75).1306,25 mg/L = 326,6 mgBOD5/L

- Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày:

- Thể tích khí metan sinh ra mỗi ngày :

VCH4 = 159.[(S-So).Qb-1,42.Px]

= 350,84.[( )gCOD/m3 800m3/ngày.1kg/1000 – 1,42.38,4]

= 823166/ngày =823 m3 /ngày

Trong đó:

VCH4 : Thể tích khí metan sinh ra ở đk chuẩn ( to= 0, 1atm)

Q: Lưu lượng bùn vào bể kỵ khí, m3/ngày

350,84: Hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí metan sản sinh từ 1kg BOD chuyển

hoàn toàn thành khí metan, CO2, lít CH4/kg BODl

- Lưu lượng bùn bơm ra mỗi ngày

- Lưu lượng nước thải: 800m3/ngày đêm

- Lưu lượng BOD5 đầu vào 326,6 mg/l

- Tỷ lệ BOD5/COD = 326,6 /1616 = 0,2

- Nhiệt độ nước thải t = 30oC

- Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn BOD ≤ 30mg/l (25mg/l)

- Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn COD ≤ 75 mg/l (40mg/l)

- Hàm lượng cặn lơ lửng 30 mg/l gồm 65% là cặn hữu cơ

- Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể Xo = 0

Thông số vận hành như sau

- Nồng độ bùn hoạt tính trong bể : X =2500 mg/l (cặn bay hơi)

- Độ tro của cặn Z= 0,3- nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt 2 và cũng là nồng độ cặn tuần hoàn 10.000 mg/l

- Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình Ɵc = 10 ngày

- Chế độ xáo trộn hoàn toàn

- Giá trị của thông số động học : Y = 0,6

- Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng là : 0,3 )(70% lượng cặn bay hơi)

- Nước thải điều chỉnh sao cho : BOD5: N : P = 100 : 5 : 1

- Lượng cặn hữu cơ tính theo COD : 1,42 x 19,5 x 0,7 = 19,3 (mg/l)

- Lượng BOD5 trong cặn khỏi bể lắng: 0,2x 19,3 = 3,86 (mg/l)

15 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

- Lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng bằng tổng BOD5 cho phép ở đầu ra trừ lượng BOD5 có trong cặn lơ lửng : 25-3,86 = 21,14 (mg/l)

Như vậy lượng BOD đã được xử lí hết khi qua bể Aerotank

- Hiệu quả xử lý COD : E=

- Hiệu quả xử lí BOD toàn bộ : E = = 92,35 %

- Thể tích bể Aerotank tính theo công thức ta có:

- Thời gian lưu nước lại trong bể:

= 0,5 ngày Lượng bùn hữu cơ lơ lửng sinh ra khí khử BOD5

- Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức:

- Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày:

XT = 0,7 x 1000 = 7000 mg/l

16 | h t t p : / / v i e t q u i z v n – V I E T Q U I Z v n

Xr = 19,5 x 0,7 = 13,65 (0,7 là tỷ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ, cặn không tro)

- Thời gian tích lũy cặn ( tuần hoàn lại toàn bộ) không xả cặn ban đầu:

- Sau khi hệ thống hoạt động ổn định, lượng bùn hữu cơ xả ra hang ngày:

B = Qxả x 10000 g/m3 = 11,55 x 10000 = 115500 g = 115,5kg/ngày

Trong đó cặn bay hơi: B’ = 0,7 x 115,5 = 80,85

- Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể lắng QrXr :

B’’ = 800 m3 / ngày x 13,63 = 11 kg

- Tổng cặn hữu cơ sinh ra B’ + B’’ = 115,5+11= 126.5kg

Xác định lưu lượng tuần hoàn QT Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ giá trị X =

- chiều cao hữu ích : 4,5

- Chiều cao bảo vệ: 0,5

- Thể tích lý thuyết của bể Vb = 367 m3

- chiều cao tổng: Htc =H+ hbv =5,0

- Chiều dài hành lang : 11

- Tính lượng oxi cần thiết cung cấp cho bể:

- Lượng oxi cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn

OC0 = -1,42 Px( VSS) Với f là hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20

OC0 = – 1,42.38,4 = 310 kgO2/ngày

- Lượng oxi thực tế cần sử dụng:

OCt = OC0.(

- Lấy nồng độ oxy cần duy trì trong bể là 2mg/l

- Hệ số điều chỉnh lượng oxi ngấm vào nước thải

( tra phụ lục D, Unit operation processes in environment engineering)

- Nồng độ oxi bão hòa trong nước sạch ở 200

C : Cs20 = 9,17 mg/l

- Nồng độ oxi bão hòa trong nước sạch ở 260C : Csh = 8,22mg/l

- Hệ số điều chỉnh lực cân bằng bề mặttheo hàm lượng muối đối với nước thải

- Lượng oxi không cần thiết cấp vào bể

Qkk = Với OU : công suất hòa tan oxi vào nước thải của thiết bị phân phối Chọn dạng đĩa xốp, có màng phân phối dạng mịn, đường kính 170mm, diện tích bề mặt F= 0,02m2

- Cường độ thổi khí 300L/phút.đĩa = 18m3

/giờ

- Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối h= 7,5m ( lấy gần đúng= chiều sâu bể)