Từ những thuận lợi trên của ngành da giày dẫn đến sự phát triển không ngừng của ngành thuộc da để những công nghệ hiện đã để thuộc các loại da cao cấp nhập từ nước ngoài đáp ứng nhu cầu dùng hàng của các nước.
Trang 1MỤC LỤC
MỤC LỤC 6
DANH SÁCH CÁC BẢNG 7
DANH SÁCH CÁC HÌNH 8
PHẦN MỞ ĐẦU 10
1 Sự cần thiết của đề tài 10
2.Mục tiêu của đề tài 11
3.Phạm vi ứng dụng của đề tài 11
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 12
1.1.Tổng quan về ngành thuộc da 12
1.2.Tổng quan về công ty thuộc da đặng tư ký 15
1.2.1.Giới thiệu chung về công ty 15
1.2.2.Công nghệ sản xuất của công ty 15
1.3 Thành phần và tính chất nước thải thuộc da 17
1.3.2 Chất thải rắn 23
1.3.3 Khí thải 23
1.4 Tác động của nước thải thuộc da tới môi trường và sự cần thiết phải xử lý 24
CHƯƠNG II:CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA 25
2.1 Các phương pháp giảm thiểu ô nhiễm 25
2.2 Các phương pháp xử lý nước thải thuộc da 27
2.2.1 Xử lý nước thải chứa S2- 27
2.2.2 Xử lý nước thải chứa crôm 28
2.2.3 Xử lý hàm lượng cặn lơ lửng bằng phương pháp keo tụ - tạo bông 29
2.3.Đề xuất công nghệ xử lý nước thải thuộc da 29
2.3.1.Sơ đồ quy trình công nghệ 29
2.3.2 Thuyết minh qui trình công nghệ 30
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 32
3.1.Mương dẫn và song chắn rác 32
Trang 23.1.1 Tính toán mương dẫn 33
3.1.2.Tính toán song chắn rác 34
3.1.3 Song chắn rác tinh 36
3.2.Bể thu gom 37
3.3.Bể trộn 38
3.4.Bể phản ứng 40
3.5.Bể lắng công đoạn thuộc Crom: 43
3.6.Bể điều hòa 45
3.7.Bể lắng I 50
3.8 Tính toán bể UASB 56
3.8.1.Tính nhu cầu dinh dưỡng cho bể UASB: 56
3.8.2 Tính kích thước bể UASB 57
3.8.3 Tính toán phần ngăn lắng 58
3.8.4 Tính toán tấm chắn khí và tấm hướng dòng 59
3.8.5 Tính máng thu nước 60
3.9.Bể AEROTANK 63
3.10.Bể lắng II 75
3.11.Bể khử trùng 79
3.12 Sân phơi bùn 80
CHƯƠNG 4 : KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 84
4.1.Vốn đầu tư cho từng hạng mục công trình 84
4.1.1.Phần xây dựng 84
4.1.2.Phần thiết bị 85
4.2 Chi phí nhân công 86
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 88
Trang 3DANH SÁCH CÁC BẢNG
1 Bảng 1.1 Định mức hóa chất sử dụng và lượng nước tiêu thụ trong
công nghệ thuộc da (kg/100kg da nguyên liệu ) 19
2 Bảng 1.2 Lượng nước thải phát sinh trong quá trình thuộc da của
công ty Đặng Tư Ký với công suất 3 tấn/ngày
20
3 Bảng 1.3 Lượng nước sử dụng của từng loại sản phẩm 20
4 Bảng 1.4 Đặc tính nước thải của công ty Đặng Tư Ký 21
5 Bảng 1.5 Nguồn phát sinh chất thải rắn của công ty Đặng Tư Ký 21
Trang 4DANH SÁCH CÁC HÌNH
2 Hình 1.2.Quy trình công nghệ thuộc da công ty Đặng Tư Ký
16
Trang 5PHẦN MỞ ĐẦU
1 Sự cần thiết của đề tài
Môi trường sống là một trong những vấn đề mà hiện nay ai cũng quan tâm và bứcxúc.Vấn đề không tự nó phát sinh mà nguyên nhân chính là do nhu cầu cuộc sống củacon người ngày nay
Ở Việt Nam, trong thời kỳ Công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước như hiệnnay, nền kinh tế thị trường là động lực thúc đẩy nhịp điệu kinh tế từng bước nhảy vọt,nhiều ngành công nghiệp phát triển mạnh, đặc biệt trong đó có ngành thuộc da Dathuộc từ ngàn xưa đã là một sản phẩm thời trang yêu thích của con người, vì vậy nó làmột trong những nghề đã có từ lâu đời và luôn phát triển Ngày nay nước ta đã có nhữngnhà máy thuộc da lớn như: công ty da giày Hà Nội, xí nghiệp thuộc da Thái Bình, công
ty da Sài Gòn, công ty da Bình Lợi, công ty Meko Cần Thơ…Ngoài ra còn có hàng ngàn
cơ sở lớn nhỏ thuộc các làng nghề thuộc da truyền thống nằm xen kẽ trong các khu dân
cư Với lượng lớn các cơ sở thuộc da như vậy đã đem về cho đất nước hàng tỉ đô mỗinăm qua việc xuất khẩu sản phẩm da giày và tạo ra công ăn việc làm cho hàng ngàn laođộng
Tuy nhiên thuộc da là ngành công nghiệp đặc biệt, với các quá trình lý hóa phứctạp, đa dạng, sử dụng nguồn nguyên liệu sống, hóa chất gồm cả hữu cơ, vô cơ, chất tổnghợp, tự nhiên Vì vậy thuộc da là một trong những ngành gây ô nhiễm môi trườngnghiêm trọng vì ngoài những chất thải rắn, lỏng , khí do đặc thù của nghề nghiệp, nó còngây nên mùi hôi thối và rất khó chịu đó là mùi protein bị phân hủy,mùi của hóa chấtdùng trong công nghệ, đặc biệt là mùi của khí hydrosunfua được giải phóng sau quátrình tẩy lông, ngâm vôi da nguyên liệu
Chưa kể hàng năm ngành thuộc da đã thải ra một lượng lớn hóa chất cũng nhưtiêu thụ một lượng nước rất lớn từ 80-100 m3/ tấn da tươi Ngoài ô nhiễm hữu cơ, cặn lơlửng, nước thải thuộc da còn chứa kim loại nặng, độ kiềm và hàm lượng muối cao Nếunước thải này không qua xử lý mà vào thẳng nguồn tiếp nhận thì khả năng gây ô nhiễmcủa loại nước thải này là rất nghiêm trọng Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải caogây tắc nghẽn các đường ống thoát nước Hàm lượng BOD cao cùng với cặn lắng dễ bị
Trang 6phân hủy sinh học sẽ tiêu thị oxy hòa tan gây thiếu hụt oxy trong nước, ảnh hưởng xấuđến đời sống thủy sinh trên các kênh rạch, ao hồ Hàm lượng crom cao trong nước thảithuộc da là độc tố gây nguy hiểm đối với sức khỏe của người và động vật.
Để có thể chủ động và giảm nhẹ chi phí trong khắc phục ô nhiễm, các cơ sở cầnnắm được những vấn đề chính của công nghệ xử lý nước thải thuộc da Đề tài này sẽtrình bày công nghệ xử lý ô nhiễm phù hợp với điều kiện hiện nay của cơ sở thuộc dacông ty Đặng Tư Ký tại thành phố Hồ Chí Minh
2.Mục tiêu của đề tài
- Tìm hiểu công nghệ sản xuất ngành thuộc da để từ đó xác định rõ thành phầntính chất nước thải thuộc da cũng như xem xét các ảnh hưởng của nó đến môi trường tựnhiên
- Đề xuất công nghệ xử lý nước thải thích hợp Tính toán, thiết kế các công trìnhđơn vị
3.Phạm vi ứng dụng của đề tài
Áp dụng cho công ty thuộc da Đặng Tư Ký chuyên thuộc các loại da muối (chủyếu là da bò cao cấp nhập từ Mỹ) với sản phẩm chính là các loại da thành phẩm cao cấpphục vụ cho các mặt hàng giày dép, túi xách, áo khoác
Trang 7CHƯƠNG I: TỔNG QUAN1.1.Tổng quan về ngành thuộc da
Thuộc da là ngành sản xuát lâu đời trên thế giới cũng như ở nước ta Nó luôn gắn
bó với ngành chăn nuôi gia súc và chế biến thịt, và đặc biệt là ngành da giày Chínhngành da giày đã thúc đẩy sự phát triển của ngành thuộc da Da giày là một trong nhữngngành hàng chiến lược có tiền năng lớn và có khả năng cạnh tranh với nước ngoài trongtiến trình hội nhập
Tháng 5/2004, kim ngạch xuất khẩu của ngành da giày đạt 220 triệu USD, so với cùng
kỳ năm 2003 bằng 105,8% Dự kiến 6 tháng đầu năm, kim ngạch xuất khẩu của ngànhđạt 1,265 tỷ USD EU là thị trường chính với tỷ trọng khoảng 80%, kế đến là Hoa Kỳ,Nhật Bản, Canada và các nước khác
Mục tiêu đối với các sản phẩm giày dép Việt nam: xuất khẩu vào EU tăng trưởng nhanh
về khối lượng và kim ngạch xuất khẩu; sau khi Hiệp định Thương mại Việt – Mỹ được
ký kết cố gắng đẩy mạnh xuất khẩu vào thị trường Mỹ (năm 2003 kim ngạch đạt 305,28triệu USD); dự kiến đến 2010 giày dép Việt Nam sẽ tăng tỷ lệ xuất khảu vào Nhật và cácnước Đông Á
Từ những thuận lợi trên của ngành da giày dẫn đến sự phát triển không ngừng của ngànhthuộc da để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và những đòi hỏi ngày càng cao của kháchhàng Ngành thuộc da nước ta ngày nau đã không còn lạc hậu như trước với các loại dakém chất lượng mà thay vào đố là những công nghệ hiện đã để thuộc các loại da cao cấpnhập từ nước ngoài đáp ứng nhu cầu dùng hàng xịn của các nước
Thuộc da: có nghĩa là làm thay đổi da động vật sao cho bền nhiệt, không cứnggiòn khi lạnh, không bị nhãn và thối rửa khi ấm và nóng Tùy theo mục đích sử dụng mà
da được thuộc ở các điều kiện môi trường, công nghệ và hóa chất, chất thuộc khác nhau.Nguyên liệu chính sử dụng cho công nghiệp thuộc da là da động vật nhưu da bò, da cừu,
da lợn…
Trang 8Da nguyên liệu
Bảo quản
Rửa, hồi tươi
Tẩy lông, ngâm vôi
Gồm 4 lớp: lớp ngoài cùng là lớp lông, lớp tiếp theo là biểu bì ( epidermis ), kế đó là lớp
bì cật ( corium ) có cấu tạo từ các protein dạng sợi như sợi collagen, elastin và l ớp cuốicùng là lớp bạc nhạc, mỡ
Trang 9Trong 4 lớp trêm chỉ có lớp thứ 3 là lớp cật được sử dụng cho thuộc da Các lớpkhác được tách ra khỏi lớp cật bằng quá trình cơ học, hóa học (giai đoạn tiền xử lý da).Lớp da cật được thuộc bằng các chất thuộc như tani, crom để chuyển hóa da sống thành
da thành phẩm có độ bền, không bị phân hủy trong điều kiện bình thường
Công nghệ thuộc da gồm các bước sau:
- Bảo quản bằng cách ướp muối hay sấy khô (thông thường dùng phương phápướp)
-Hồi tươi để lấy lại lượng nước đã mất trong quá trình bảo quản, thường sau hồitươi lượng nước trong da chiếm 70 – 80%
-Ngân vôi, tẩy lông dùng Na2S với mục đích thủy phân các protein xung quangchân lông làm cho chân lông lỏng ra, mềm đi và dễ tách ra khỏi da
-Xén diềm, nạo thịt bằng phương pháp cơ học để tách phần lông còn lại, diềm vàthịt bạc nhạc, sau đó xẻ da và xén tỉa
- Khử vôi, làm mềm da với mục đích tách lượng còn lại trong da để tránh hiệntượng làm cứng da và làm cho hóa chất thuộc dễ xâm nhập vào da
-Làm xốp là tạo môi trường pH thích hợp để các chất thuộc dễ khuếch tán vào da
và liên kết với các phân tử collagen
- Thuộc da là dùng hóa chất như thuộc tanin (tanin nhân tạo hay tanin tự nhiên)
và hợp chất crom đưa vào da, cố định cấu trúc của collagen làm cho da không bị thối rửa
và có những tính chất cần thiết phù hợp với mục tiêu sử dụng
- Thuộc crom đòi hỏi quá trình ngân vôi lâu hơn và quá trình làm mềm da ngắnhơn là thuộc tanin Hóa chất thuộc là các muối crom (III) như Cr2(SO4)3,Cr(OH)SO4,Cr(OH)Cl2 Nồng độ muối crôm trong dung dịch thuộc thường là 8%, tươngứng với 25-26%Cr2 O3.Môi trường thuộc có pH=2.5-3;thời gian thuộc từ 4-24h Thuộccrôm thường để sản xuất da mềm Thuộc tannin thường để sản xuất da cứng.Tanin thảomộc được tách chiết từ các nguồn thực vật như thông,tùng,sồi…Tanin nhân tạo haysyntan là phức chất của phenolsunphonicaxit formaldehit Thời gian thuộc tannin thườngkéo dài vài tuần có khi đến vài tháng tùy theo yêu cầu chất lượng da
Da sau khi thuộc được ủ để cố định chất thuộc vào da và ép để tách nước.Sau đó đướclàm mềm bằng dầu thực vật hay dầu động vật,ty để làm mất nếp nhãn,nén cho da phẳng
Trang 10và sấy cho da khô, tiếp theo da được đánh bóng và nhuộm bằng thuốc nhuộm để tạo màutheo yêu cầu sử dụng da.
1.2.Tổng quan về công ty thuộc da đặng tư ký
1.2.1.Giới thiệu chung về công ty
Tên công ty: CÔNG TY TNHH THUỘC DA ĐĂHNG TƯ KÝ
Địa chỉ:41/11 Âu Cơ P.9,Q.TB
Xưởng thuộc da của công ty nằm ở lộ A23, đường số 2 thuộc Khu công nghiệp Lê MinhXuân,Thành phố Hồ Chí Minh
Số lượng nhân viên:50 người
Với qui trình công nghệ thuộc da khá tiên tiến cùng nguồn nguyên liệu cao cấp đượcnhập từ Mỹ, chủ yếu là da muối(da bò,da cừu)công ty chuyên cung cấp các loại da thànhphẩm cao cấp phục vụ cho giày dép xuất khẩu.Công suất trung bình hiện nay vàokhoảng 80-100 tấn/tháng Giá trung bình một tấm da bò nhập khẩu khoảng 50USD.Công ty trước đây nằm trong làng nghề thuộc da ở phường 9,quận Tân Bình,qui môkhông lớn lám.Từ khi đất nuớc mở cửa,nền kinh tế phát triển, người dân có nhu cầudùng hàng cao cấp ngày càng tăng.Do đó công ty đã kịp thời đón đầu thị trường vàquyết địng mở rộng hoạt động kinh doanh,nhập khẩu da bò từ Mỹ về với chất lượng datốt để sản xuất các sản phẩm cao cấp.Hiện tại công ty đang đầu tư xây dựng hệ thống xử
lý nước tải thuộc da góp phần bảo vệ môi trường
1.2.2.Công nghệ sản xuất của công ty
1.2.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ
Trang 11Da muối (bò,cừu)
Rửa- hồi tươi Nước thải chứa NaCl,
mùi, BOD, SS Vôi, Na2S Ngâm vôi, tẩy lông Nước thải mang tính kiềm, sulfide
Muối crom Thuộc crom Nước thải chứa crom, mang tính acid
Da thuộc được hoànthiện ở nơi khác
Hình 1.2 – Quy trình công nghệ thuộc da công ty Đặng Tư Ký
1.2.2.2.Mô tả qui trình thuộc da
Cơ sở sử dụng nguồn nguyên liệu là các loại da muối nhập từ Mỹ.Để đưa ra một sảnphẩm hoàn chỉnh cần trải qua 3 cồng đoạn:sơ chế, thuộc da,hoàn thiện.Ở đây xưởng sảnxuất chỉ thực hiện 2 công đoạn đầu còn công đoạn sau cùng được tiến hành ở nơi khác.-Bước sơ chế da
Da muối được nhúng trong thùng nước với thời gian ngâm khoảng 22h để rửa sạch bụicát,muối và phân.Sau đó da được ngâm vào thùng với trong vòng một ngày để làm giảm
độ bám chặt của long vào da.Một lượng nhỏ natrisulfide được cho vào thùng với để tăngcường hiệu quả tẩy lông
Da tiếp tục được chuyển đến các máy cơ khí để tách lông,thịt mỡ vụn (bạc nhạc).Côngđoạn xén diềm,xẻ thành nhiều lớp mỏng được thực hiện ngay sau đó Tiếp theo da đượcrửa nước bằng vòi phun liên tục để khử vôi dư.Để tẩy lượng vôi còn lại và làm cho damềm hơn ta cho chúng vào trống quay chứa dung dịch NH4Cl và các hợp chất enzyme( men vi sinh hay men tổng hợp).Tới giai đoạn này da đã đực sơ chế trước khi đem đithuộc
-Bước thuộc da
Trang 12Cơ sở sử dụng phương pháp thuộc crôm do nó hiệu quả,không tốn kiếm, dễ kiếm đượctrên thị trường và cho ra sản phẩm có chất lượng tốt.Da được đưa vào trống quay chứadung dịch acis,muối crôm (tách nhân thuộc) Giai đoạn này đcược thực hiện trongkhoảng 14h.
1.3 Thành phần và tính chất nước thải thuộc da
Hàng năm ngành công nghiệp da giày thiêu thụ khoảng 2 triệu tấn da sống và sảnxuất ra 317 triệu m2 da thành phẩm Vì vậy chất thải tương ứng cũng rất nhiều
Các vấn đề môi trường của ngành thuộc da chủ yếu là nước thải, chất thải rắn, ônhiễm không khí, đất, nước mặt và các ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người thôngqua việc tồn trữ, sử dụng và vận chuyển các hóa chất độc hại Các hóa chất sử dụngtrong ngành này hầu hết đều độc, khó bị phân hủy nhưu : chất diệt côn trùng, chất hoạtđộng bề mặt, dung môi hữu cơ…
Một tấn da sống sau khi được thuộc xong phát sinh đến 600kg chất thải rắn 25 –
80 m3 nước thải chứa khoảng 100 kg BOD và 250 kg COD Chưa kể còn có 500 kg cáchóa chất khác thải ra
1.3.1.Nước thải và các đặc tính của nước thải
Hầu hết các công đoạn trong công nghệ thuộc da là quá trình ướt, có nghĩa là có
sử dụng nước.Định mức tiêu thụ nước khoảng 25- 80 m3 cho một tấn da nguyên liệu.Lượng nước thải thường xấp xỉ lượng nước tiêu thụ Tải lượng, thành phần các chất gây
ô nhiễm nước phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng và lượng chất được tách ra từ da.Định mức hóa chất sử dụng và lượng nước tiêu thụ trong công nghệ thuộc da được tómtắt trong bảng 2.1, 2.2, 2.3; đăc tính nước thải và các thành phần ô nhiễm của công tyĐặng Tư Ký được trình bày trong bảng 2.4 và hình 2.1
Trong công đoạn bảo quản, muối ăn NaCl được sử dụng để ướp da sống, lượngmuối sử dụng từ 100 -300 kg cho 1 tấn da sống Khi thời tiết nóng ẩm có thể dùngNa2Sì6 để sát trùng Nước thải của công đoạn này là nước rửa da trước khi ướp muối(nếu có), nước loại này chứa tạp chất bẩn, máu mỡ, phân động vật
Trước khi đưa vào các công đoạn tiền xử lý, da muối được rửa để loại bỏ muối,
Trang 13hồi tươi có thể bổ sung các chất tẩy NaOCl, Na2CO3 để tẩy mỡ và duy trì pH = 7,5-8,0cho môi trường ngâm da Nước thải của công đoạn hồi tươi có màu vàng lục chứa cácprotein tan như albumin, các chất bẩn bám vào da và có hàm lượng muối NaCl cao Do
có chứa lượng lớn các chất hữu cơ ở dạng tan và lơ lửng, độ pH thích hợp cho sự pháttriển của vi khuẩn nên nước thải của công đoạn này rất nhanh bị thối rửa
Nước thải của công đoạn ngâm vôi và khử lông mang tính kiềm cao do môitrường ngâm da trong vôi để khử long có độ pH thích hợp từ 11-12,5 Nếu pH< 11 lớpkeratin trong biểu bì và collagen bị thủy phân, còn nếu pH>13 da bị rộp, long giòn sẽkhó tách chân long Nước thải của công đoạn này có chứa muối NaCl, vôi, chất rắn lơlửng( long vụn và vôi), chất hữu cơ, sunfua S2-
.Công đoạn khử vôi và làm mềm da có sử dụng lượng nước lớn kết hợp với muối(NH4)SO4 hay NH4Cl để tách lượng vôi còn bám trong da và làm mềm da bằng mentổng hợp hay men vi sinh Các men này làm tác động đến cấu trúc da, tạo độ mềm củada.Nước thải của công đoạn này mang tính kiềm, có chứa hàm lượng các chất hữu cơcao do protein của da tan vào trong nước và hàm lượng Nito ở dạng amon hayammoniac
Trong công đoạn làm xốp, các hóa chất sử dụng là acid acetic, acid sulfuric, acidformic Các acid này có tác dụng chấm dứt hoạt động của enzyme, tạo môi trường pH =2,8-3,5 thích hợp cho quá trình khuếch án chất thuộc và trong da Quá trình làm xốpthường gắn liền với công đoạn thuộc crom Nước thải của công đoạn này mang tính acidcao
Nước thải của công đoạn thuộc mang tính acid và có hàm lượng Cr3+ cao( khoảng 100-200 mg/l) nếu thuộc crom và BOD5 rất cao nếu thuộc tannin ( khoảng6000-12000 mg/l) Nước thải thuộc crom có màu xanh, còn nước thải thuộc tannin cómàu tối và mùi khó chịu Nước thải của công đoạn ép nước, nhuộm, trung hòa, ăn dầu,hoàn thiện thường là nhỏ và gián đoạn
Nước thải thuộc da nói chung có độ màu, chứa hàm lượng TS, chất rắn lơ lửng
SS, hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ BOD cao Các dòng thải mang tính kiềm lànước thải của công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử long Nước thải của công đoạn làm
Trang 14xốp, thuộc mang tính acid Ngoài ra nước thải thuộc da còn chứa sunfua, crom và dầumỡ.
Bảng 1.1 – Định mức hóa chất sử dụng và lượng nước tiêu thụ trong công nghệ thuộc da (kg/100kg da nguyên liệu )
Chất hoàn thiện dung
Trang 15Nước 30 – 35 m3/ 1 tấn da 30 – 60 m3/ 1 tấn da
(Nguồn – UNIDO)
Bảng 1.2 –Lượng nước thải phát sinh trong quá trình thuộc da của công ty
Đặng Tư Ký với công suất 3 tấn/ngày
Công đoạn Lượng nước thải phát sinh
(m 3 /ngày)
( Nguồn: công ty Đặng Tư Ký)
Bảng 1.3 – Lượng nước sử dụng của từng loại sản phẩm
Loại sản phẩm Phương thuộc pháp Lượng nước thải
Da Nubuck Crom + Tannin 90 – 110 lít / kg da tươi
Da đế trên Crom + Tannin 50 – 60 lít / kg da tươi
Trang 16Da găng Kết hợp 150 lít / kg da tươi
( Nguồn: Trung tâm thông tin Kinh tế và Khoa học Kỹ thuật – Bộ Công nghiệp nhẹ)
Bảng 1.4 –Đặc tính nước thải của công ty Đặng Tư Ký
11.723203700312076025-
3.821000240020701257-5000
(Nguồn : công ty Đặng Tư Ký)
Da nguyên liệu
Trang 17Sát trùng, Na2SiF6 các chất hữu cơ, protein,
chất béo H2O, NaOCl, Na2CO3, Nước thải chứa NaCl,
hữu cơ dễ phân hủy
NaCl, vôi, lông, các chất hữu cơ, Na2S, khí H2S, N- NH3
NH4Cl hay enzyme vôi, các hóa chất,
protein, chất hữu cơ BOD, COD, SS, chất béo
NaCl, các axit
Muối crom, syntan (tanin), Nước thải chứa crom và chất diệt khuẩn,
Nước thải chứa crom và chất thuộc tanin, tính axit
thuốc nhuộm axit formic, chất crom, dầu, syntan, tính
(oxy kim loại), sơn, chất thuộc da, chất phủ bề mặt,
Hình 1.3-Dòng vào và dòng thải của các công đoạn thuộc da
1.3.2 Chất thải rắn
Phát sinh từ các công đoạn: tẩy lông, nạo bạc nhạc, xén tỉa các rìa da, bào, da vụn rơi vãi
và giai đoạn hoàn thiện sản phẩm Chúng có thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ nên
dễ lên men, gây mùi nặng ảnh hưởng đến môi trường làm việc và môi trường xungquanh Vì vậy việc xử lý và tái sử dụng chất thải rắn là một hành động hết sức cần thiết
để bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe cho công nhân
Rửa – ngâm (hồi tươi)
Tẩy lông, ngâm vôi
Xén diềm, nạo thịt và xẻTẩy vôi, làm mềm
Khử mỡ, tẩy nhờn
Làm xốpThuộc da
Ép nước, ty, bào
Trung hòa, thuộc lại, nhuộm ăn dầu
Hoàn thiện, ép sấy, xép mép, đánh bóng
Da thành phẩm
Trang 18Hiện nay công ty chưa có biện pháp phù hợp xử lý, chủ yếu đem đổ ở các bãi rác màkhông hề qua xử lý Tuy nhiên đối với các rẻo da dư thừa công ty đã tận dụng để sửdụng cho các bộ phận phụ như lớp lót bên trong túi xách, giày dép.
Bảng 1.5- Nguồn phát sinh chất thải rắn của công ty Đặng Tư Ký
( Nguồn – công ty Đặng Tư Ký)
Lượng chất thải trên được tín trên 1 tấn da muối đem đi thuộc và đến giai đoạnhoàn thành chỉ cho ra khoảng 300kg da thành phẩm còn lại là chất thải rắn chiếmkhoảng 450-600 kg
1.3.3 Khí thải
Phát sinh từ quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ có trong nước thải sản xuấtnhư là khí H2S, NH3, SO2 bên cạnh đó còn có các hơi dung môi độc hại được sử dụngtrong giai đoạn hoàn thiện như Ethylacetate, Isopropanol, Trichloroethylene, Toluene
…
1.4 Tác động của nước thải thuộc da tới môi trường và sự cần thiết phải xử lý
Vấn đề cố hữu của các cơ sở thuộc da là việc gây ô nhiễm về mùi và nước thải từcác thành phần bị loại bỏ mà không qua xử lý Chưa kể nó còn gây ảnh hưởng xấu đếnsức khỏe con người qua việc sử dụng quá nhiều các hóa chất tổng hợp nhưu: thuốc diệtcôn trùng, thuốc nhuộm, các dung môi hữu cơ… những chất này thường độc và khóphân hủy, có tác động xấu đến cả con người lẫn môi trường Vì vậy nước thải thuộc danếu không đươc xử lý sẽ gây tác động lớn tới nguồn tiếp nhận
Các chất thải thuộc da không qua xử lý có trong nước mặt sẽ làm cho chất lượng nướcgiảm đi đáng kể Nó sẽ gây ra mùi khó chịu từ việc phân hủy các chất hữu cơ chưa kể
Trang 19việc này sẽ làm giảm lượng oxy có trong nước làm ảnh hưởng đến môi trường sống củacác loài thủy sinh Bên cạnh đó nguồn nước còn bị nhiễm mặn do sự tồn tại của cácmuối vô cơ tan và làm tăng áp suất thẩm thấu, độ cứng của nước Việc phóng thíchnhiều hợp chất Nito sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa Ngoài ra các vi khuẩn gâybện như B.anthrax cũng tồn tại trong nước, độ đục vad độ mầu còn làm ảnh hưởng đếnquá trình quang hợp của các loài rong tảo.
Nước thải có hàm lượng SS dạng vô cơ và hữu cơ cao (vôi, lông , thịt ) làm dòngtiếp nhận bị vẩn đục và sa lắng ảnh hưởng đến các loài cá, sinh vật phù du Nước cóchứa Sunfua ( tạo ra khí H2S có mùi trứng thối gây khó chịu cho cá), Ammonia( gây độccho cá), Nitrat (nồng độ cao ảnh hưởng xấu đến sức khỏe), Faecal Coliform, Crom (gây
dị ứng ngoài da và làm sơ cứng động mạch), Sulfate (làm ăn mòn cống rãnh), Chloride(hủy hại đất trồng và nồng độ cao) Nếu nước thải thuộc da ngấm vào đất sẽ làm đất trởnên cằn cỗi, kém màu mỡ do trong nước có chứa hàm lượng muối NaCl cao, mặt khác
có ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước ngầm
Từ những nguyên nhân trên, công ty Đặng Tư Ký đã nhận thức rõ tầm quan trọng củaviệc phải xử lý nước thải thuộc da trước khi thải ra nguồn tiếp nhận để góp một phầncông sức vào công tác bảo vệ môi trường chung của thành phố
CHƯƠNG II:CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM VÀ CÔNG
NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA2.1 Các phương pháp giảm thiểu ô nhiễm
Thể tích nước thải và tải lượng ô nhiễm có thể giảm thiểu bằng cách:
Giảm đến mức tối thiểu lượng nước sử dụng trong ngành thuộc da ( do đó
lượng nước thải giảm theo)
o Sử dụng thùng chứa có thể tích thích hợp để tránh nước chảy tràn
o Lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng để thu thập và xác định việc dung nước qua mỗicông đoạn Điều này giúp giám sát được chỗ nào dùng nước quá nhiều
Trang 20o Cơ khí hóa đối với các bể châm hóa chất và bể làm đầy nước.
o Sử dụng dòng nước ngược nghĩa nước rửa thiết bị có thể tuần hoàn sử dụngcho công đoạn hồi tươi, rửa da Nước dùng trong hồi tươi không nên thay mớiliên tục mà nên tái dùng lại nước hồi từ đợt trước để dùng cho đợt sau( dùngđến khi nước quá bẩn và phải thải bỏ)
o Tránh sử dụng quá nhiều đến mức dư thừa lượng nước dùng cho việc rửa da
Giảm lượng sulfide S 2- trong công đoạn ngâm vôi tẩy lông
Sulfide có thể làm phát sinh khí H2S có mùi trứng thối gây khó chịu và ảnhhưởng đến hệ hô hấp Nó có thể gây độc cao và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người
dù ở liều lượng tương đối thấp Do đó việc giảm thiểu lượng sulfide S2- là điều cần đượcxem xét Chúng ta có thể sử dụng các enzyme thay thế trong quá trình tẩy lông và chúngkhông đắt hơn sulfide
Tái sinh hoặc tái sử dụng dung dịch vôi
Trong quá trình tẩy lông, da được ngâm trong vôi ( có chứa Na2S ) Thườngthì lượng vôi đã được dùng sẽ được đem thải bỏ Nếu muốn tái sử dụng thìnước tuần hoàn qua hệ thống lưới chắn và lắng cặn ( để loại lông vụn và cácrẻo da) sau đó cần bổ sung thêm vôi Na2S để đảm bảo nồng độ đầy đủ Do đólượng sulfide trong nước thải sẽ giảm
Dung dich vôi có thể tuần hoàn nhiều lần ( 10 đến 20 lần) và qua đó có thể tiết kiệmđược 26% Na2S và 40% vôi cũng như 50% nước Điểm bất lợi của phương pháp này lànước thải giai đoạn ngâm vôi sẽ có COD tăng cao chưa kể có mùi nặng Tuy nhiên nó lại
có thuận lợi là: dễ vận hành, không có nhiều thay đổi trong quy trình thuộc da và khôngảnh hưởng xấu đến chất lượng da thành phẩm
Tẩy vôi với CO 2 ( thay vì dùng các muối amoni )
Sau tẩy lông cần điều chỉnh độ pH để tạo điều kiện cho da dễ thuộc bằng
cách dùng muối amoni và acid sulfuric loãng Do đó giai đoạn khử vôi phát sinhnhiều khí NH3 làm hại đến mắt, mũi và phổi Hỗn hợp amoni trong nước thải gâyđộc cho các và phải được xử lí trưới khi thải bỏ Vì vậy ta cần kiểm soát việc sửdụng muối amoni để tránh gây tác động đến môi trường
Trang 21Ta có thể dùng CO2 để khử vôi thay cho phương pháp cũ CO2 sẽ phản ứngvới vôi tạo thành đá vôi Cách này thích hợp cho da đã được xẻ mỏng ( dày không quá3mm ) Tuy nhiên phương pháp này có nhiều bất lợi: giá thành cao, thời gian khử vôilâu, phát thải khí H2S do pH thấp Vì vậy ta nên cho thêm H2O2 vào để oxy hóa sulfidetránh gây mùi.
o Tái sử dụng dịch thuộc : tận dụng dịch thuộc của mẻ trước cho mẻ sau có
bổ sung thêm hóa chất và chất thuộc
o Tái sinh dịch thuộc : bổ sung các chất có tính kiềm như Na2CO3, NAOH,MgO, vào dịch thuộc để tạo kết tủa Cr(OH)3 , sau đó qua lắng gạn và thuđược cặn Cr(OH)3 Cặn này sẽ được bổ sung vào bể ở cuối giai đoạn làmxốp Các acid trong dung dịch làm xốp sẽ hòa tan Cr(OH)3 Như vậy sẽlàm giảm lượng crôm cần thiết cho công đoạn thuộc Phương pháp nàyhiệu quả cao ( trên 90% ), dễ vận hành và không ảnh hưởng đến chấtlượng da
o Cách khác: dịch thuộc crôm dư cùng với nước rửa được bổ sung các chất
kiềm để tạo kết tủa và lắng cặn, sau đó bùn lắng đem đi lọc ép Bã lọcđược hòa tan trong H2SO4 và tạo thành muối crôm (III) Muối này được sửdụng như thuộc mới cho công đoạn thuộc
o Thay thế crôm bằng các tác nhân hóa học khác: Nhôm, ziconium,titanium và muối sắt (II) có thể được dùng để thay thế crôm
Nhưng chất lượng da sẽ không được tốt như thuộc bằng crôm do da không đượcmềm mại và mỏng Ngoài ra da thuộc crôm còn chịu được sức nóng tốt trong khi các tácnhân khác thì không thích hợp cho ngành công ngiệp da giày Thuận lợi của việc dùng
Trang 22các chất thay thế chỉ là có thể thải bỏ các chất thải rắn không chứa crôm ra các bãi rác
mà không cần qua xử lý hoặc có thể dùng làm phân bón, lợp mái nhà, vật dụng bằng dakhác
2.2 Các phương pháp xử lý nước thải thuộc da
Nhìn chung nước thải thuộc da phức tạp do đặc tính của nó là hợp bởi các dòngthải có tính chất khác nhau ( dòng mang tính acid, dòng mang tính kiềm) nên các chất ônhiễm trong dòng thải có thể phản ứng với nhau gây khó khăn cho quá trình xử lý
Nước thải thuộc da là loại nước thải công nghiệp chứa nhiều chất ô nhiễm: cácchất hữu cơ ( protein tan, lông, thịt… được tách ra từ các thành phần của da ); các hóachất tỏng tiền xử lý da, thuộc da và hoàn thiện da Vì vậy chúng ta cần phải phân dòngthải trước khi xử lý chúng, cụ thể là tách riêng dòng thải ngâm vôi chứa sulfide và dòngthải da chứa crôm
Bên cạnh đó ta còn phải kết hợp xử lý bằng hóa- lý ( chủ yếu ta sẽ dùng phươngpháp keo tụ - tạo bong ) để loại bỏ phần lớn hàm lượng cặn lơ lửng còn khá cao trongnước thải mà chúng có thể sẽ ảnh hưởng đến các công trình xử lý sinh học ở phía saunhư bể Aerotank Có như vậy thì hiệu quả xử lý mới cao và nước thải đầu ra đạt tiêuchuẩn cho phép
2.2.1 Xử lý nước thải chứa S
2- Oxy hóa S 2- với xúc tác là muối Mn 2+ kết hợp với sục khí
Nước thải chứa sulfide sẽ được đưa vào bể chứa, sau đó ta thêm vào một lượngmuối
Mn2+ thích hợp cùng kết hợp với việc thối khí S2- sẽ bị oxy hóa thành sulfate ( là mộtchất ít hoạt động hơn sulfide)
Thời gian thối khí khoảng 6-12h với tỉ lệ 1 m3 không khí/phút.m3 nước thải haytương đương 20 m3/ giờ m2 mặt nước trong bể oxy hóa có độ sâu từ 4 - 6m Lượngmuối MnSO4 khoảng 50 – 100g/m3 nước thải Ta có thể sử dụng máy sục khí bề mặthoặc máy thổi khí
Bể oxy hóa nên lắp đặt hệ thống cào bùn bên dưới để loại bỏ các cặn lắng Ngoài
ra trong suốt quá trình oxy hóa khí H2S, NH3 sẽ thoát ra gây ô nhiễm về mùi Vì vậy cần
Trang 23thiết phải phú kín bể oxy hóa và xử lý bằng cách sử dụng quạt hút cho qua hệ thống lọctinh Lượng khí sinh ra khoảng 1.5 m3/ giờ m2 nước mặt
Chú ý: nếu pH < 8 sẽ sinh ra khí H2S có thể gây chết người và động vật ở nồng
độ 2000 ppm Nếu pH > 10 sẽ sinh ra khí NH3 Vì vậy cách tốt nhất là kiểm soát giá trị
pH trong khoảng 9 – 10
Oxy hóa S 2- bằng H 2 O 2
Phương pháp này khử S2- rất hiệu quả với chi phí xậy dựng không lớn nhưng chiphí cho việc dùng H2O2 là hơi cao Vì vậy nó chỉ thích hợp cho các cơ sở nhỏ vớiviệc thải bỏ nước thải ngâm vôi 1 – 2 lần trong tuần Với cách này sulfide sẽ bịoxy hóa thành sulfur ở pH < 8 Nếu pH > 8 thì nó sẽ chuyển thành sulfate và việcnày tốn hóa chất gấp 3 lần Do đó cần điều chỉnh pH để kinh tế hơn Chúng ta cầnkhoảng 200 mg/ l H2O2 để khử S2- có nồng độ từ 100 – 300 mg/l
Khử S 2- bằng cách cho kết tửa với muối sắt
Cách này cũng hiệu quả do chi phí hoát chất rẻ, nhưng gây mùi và nước thải có
độ màu cao Chưa kể nó còn đòi hỏi nhiều hóa chất và phát sinh ra một lượng bùnlớn đòi hỏi phải xử lý chứ không thể dùng làm phân bón
2.2.2 Xử lý nước thải chứa crôm
Phương pháp đơn giản và thường được sử dụng nhất là kết tủa Cr3+ bằng dungdịch kiềm sau đó đem thải bỏ hoặc tái sử dụng tùy yêu cầu
Ta có thể dùng CaO, Na2CO3, NaOH để xử lý crôm tuy nhiên không nên dùngMgO do giá thành cao và kết tủa Cr3+ khó có thể tái sử dụng lại được
Để kết tủa Cr(OH)3 lắng nhanh có thể nâng pH lên 8.5 và cho thêm chất điệnphân hoặc FeCl2 Lúc đó hiệu quả lắng do việc xử lý bằng hóa lý có thể lên đến 98%.Bùn lắng có chứa Cr(OH)3 được đem đi xử lý trước khi đổ bỏ
2.2.3 Xử lý hàm lượng cặn lơ lửng bằng phương pháp keo tụ - tạo bông
Phương pháp hiệu quả để loại bỏ cặn lơ lửng và thường được áp dụng trongngành công nghiệp thuộc da là phương pháp keo tụ - tạo bông Khi cho chất keo tụ vàonước thải, các hạt keo trong nước thải bị mất tính ổn định, tương tác với nhau, kết cụmlại hình thành các bông cặn lớn và dễ lắng
Trang 24Để thực hiện quá trình keo tụ ta cho vào nước các chất keo tụ thích hợp như: phènnhôm và phèn sắt trong đó chủ yếu là sunfat nhôm Al2(SO4)3 và clorua sắt FeCl3 ( chúngthường được đưa vào nước thải dưới dạng dung dịch hòa tan ) Ưu điểm của loại phèn
kể trên là chúng có khả năng tạo ra hệ keo kị nước và khi keo tụ thì tạo ra bông cặn có
bề mặt hoạt tính phát triển cao, có khả năng hấp thụ, dính kết các tạp chất và keo làmbẩn nước
2.3.Đề xuất công nghệ xử lý nước thải thuộc da
2.3.1.Sơ đồ quy trình công nghệ
Nước thải chứa Crom Nước thải từ các công đoạn khác
Trang 25Bể UASB
Bể Aerotank
Bể lắng 2
Bể khử trùngNguồn tiếp nhận
Hình 2.1-Quy trình xử lý nước thải thuộc da
2.3.2 Thuyết minh qui trình công nghệ
Ta phân thành 2 dòng thải
Dòng thải chứa crôm Cr3+ : nước thải này theo hệ thống thoát nước riêng của nó sau khi
qua song chắn rác thô để loại bỏ các cặn bẩn sẽ được đưa thẳng đến bể tiếp nhận Từ đây nướcthải sẽ được bơm qua bể trộn với các hóa chất sử dụng là FeSO4 để khử Cr6+ thành Cr3+ vàNaOH để tăng pH tạo môi trường kiềm Sau đó chúng sẽ được cho qua bể keo tụ rồi qua bểlắng cặn chứa crôm Nước thải thuộc crôm sau xử lý sẽ được cho chảy vào bể điều hòa Phần kếttủa được để lắng sau đó đem đi xử lý ở nơi khác để loại bỏ Cr3+ có trong bùn lắng
Các dòng thải khác : nước thải này theo hệ thống thoát nước riêng của nó sẽ được đưa qua
song chắn rác thô rồi qua bể thu gom sau đó được đưa qua song chắn rác tinh để loại bỏ thịt, mỡ
…rồi được đưa thẳng đến bể điều hòa
Ở đây chúng ta không xử lý nước thải ngâm vôi do hàm lượng sulfide có trong nước thải thấp
( 25 mg/l ) vì vậy ta sẽ nhập chung với các loại dòng thải khác và đưa chúng vào bể điều hòa.
Ở đó bể được sục khí nên sulfide cũng sẽ bị oxy hóa thành sulfate
Bể điều hòa có nhiệm vụ ổn định nước thải về lưu lượng và nồng độ Bể điều hòa làm giảmkích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau, tránh hoạt động quátải Tại đây nước thải được sục khí để làm thoáng sơ bộ, tránh lắng cặn và phân bố chất bẩn đồngđều khắp bể tạo thuận lợi cho các công trình xử lý sinh học tiếp theo
Sau khi qua bể điều hòa nước sẽ được dẫn vào bể lắng I để giảm nồng độ SS
Bể lắng I có tác dụng loại bỏ các chất rắn lắng được mà các chất này có thể gây nên hiện tượng
Trang 26bùn lắng trong nguồn tiếp nhận Bùn dư sẽ được bơm tới sân phơi bùn.
Nước thải tiếp tục chảy qua bể UASB, tại đây vi sinh vật sẽ phân hủy chất hữu cơ Sau
đó nước thải sẽ tự chảy sang bể Aerotank.Tại đây ta tiến hành sục khí nhằm cung cấpoxy cho vi sinh vật tiếp tục phân hủy chất hữu cơ trong nước thải Sau thời gian lưunước ở bể Aerotank, nước thải sẽ chảy vào bể lắng II để tách toàn bộ các bong bùn hoạttính ra khỏi nước thải Tại bể lắng II, bùn hoạt tính sau lắng sẽ được tuần hoàn trở lại bểAerotank để duy trì mật độ vi sinh vật Phần bùn dư sẽ được bơm tới sân phơi bùn.Nước thải sau khi ra khỏi bể lắng II sẽ được đưa vào bể khử trùng để tiêu diệt các vikhuẩn gây bệnh rồi được xả thẳng vào hệ thống cống thoát nước
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Bảng 3.1 –Thành phần tính chất của mỗi dòng thải
Thông số Các công đoạn khác Công đoạn
thuộc Crom
Trang 27Y êu cầu chất lượng nước thải sau xử lý đạt loại B:
Dẫn nước thải và giữ lại các thành phần rác có kích thước lớn: thịt, mỡ, rẻo da nhờ
đó tránh làm tắt bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng nhằm đảmbảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải
+Tính toán
Nội dung tính toán gồm 2 phần:
- Tính toán mương dẫn nước thải : gồm 2 đoạn trước và sau song chắn rác
- Tính toán song chắn rác
3.1.1 Tính toán mương dẫn
3.1.1.1 Tính toán mương d ẫ n đoạn trước song ch ắ n rác
Nước thải sẽ phân thành 2 mương dẫn riêng biêt để dẫn 2 loai nước thải : nướcthải thuộc crom và nước thải các công đoạn còn lại
Trang 28Sau khi hoàn tất xong công đoạn hồi tưới hay ngâm vôi thì khoảng 12 m3 nướcthải ( của mỗi công đoạn ) được xả thẳng vào bể gom ( trước đó đã qua song chắn rác )trong khoảng thời gian 15 phút Còn công đoạn thuộc crom chỉ xả khoảng 10 m3 trong
15 phút vào bể thu gom riêng để xử lý crom trước khi nhập chung với các loại nước thảikhác
Vậy lưu lượng trung bình của mương dẫn lấy bằng lưu lượng một lần xả củanước thải thuộc crom và lưu lượng lớn nhất của mướng dẫn lấy bằng lưu lượng một lần
xả của nước thải các công đoạn còn lại
- Lưu lượng trung bình QTB = 40 m3/h = 11.11 l/s
- Lưu lượng lớn nhất Qmax = 48 m3/h = 13.33 l/s
- Mương dẫn nước thải có tiết diện hình chữ nhật Khi tính toán thuỷ lực của mươngdẫn, tả cần xác định độ dốc i, vận tốc V (m/s), độ đầy h (m) bảng cách dựa vào côngthức tính toán của Manning :
- h : Độ dày của mương dẫn, m
Kết quá tính toán thủy lực của mương dẫn nước thải trước song chắn rác
Trang 29Vậy chiều cao mương dẫn H = h max + h bv = 0.12 + 0.28 = 0.4 m
3.1.1 2 Tính toán mương d ẫ n đoạn sau song ch ắ n rác
Đọan mương dẫn sau song chắn rác được thiết kế giống với đọan trước song chắn
để tạo điều kiện thuận lợi, dễ dàng cho việc thi công
Hai mương này cùng được thiết kế theo các thông số của mương dẫn chính
- Chiều rộng b = 0.2 m, chiều cao H = 0.45 m
- Độ dày hmax = 0.12 m, hTB = 0.08 m
- Vận tốc trong mương dẫn Vmax = 0.85 m/s, VTB = 0.74 m/s
- Độ dốc trong mương dẫn i = 0.005, độ nhám n = 0.012
3.1.2.Tính toán song chắn rác
Lưu lượng nước thải vận chuyển qua song chắn rác Qmax = 0.0133 m3/s
Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ dày tính toán của mương dẫn ứng vớiQmax : h = hmax = 0.12 m
+Số khe hở của song chắn rác
Trong đó
- Qmax : Lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qmax = 0.0133 m3/s
- V : Tốc độ nước chảy qua song chắn rác, V = 0.85 m/s
- b : khoảng cách giữa các khe hở b = 16 mm = 0.016 m
- h : Chiều sâu lớp nước qua song chắn rác, h = 0.12 m
- K0 : Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cản rác, K0 = 1.05
Trang 30Song chắn rác có n khe hở, vậy số thanh là ( n - 1 ) thanh Chiều rộng của nơi đặtsong chắn rác
Với S : Chiều rộng thanh chắn, S = 0.02 m
- : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh Tiết diện chữ nhật = 2.42
: Gôc nghiêng đặt song chắn so với phương ngang, = 60
Chọn chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn rác : Ls = 0.4 mHàm lượng chất lơ lửng, COD va BOD5 của nước thải sau khi qua song chan rácgiảm 5%, còn lại:
+ Đối với công đọan thuộc crôm
SS ra = SS vào x ( 100 - 5 )% = 2070 x 95% = 1966.5 mg/L
BOD 5 (ra) = BOD 5 (vào) x ( 100 - 5 )% = 1000 x 95% = 950 mg/L
Trang 31SS ra = SS vào x ( 100 - 5 )% = 3186 x 95% = 3026.7 mg/L
BOD5 (ra) = BOD5 (vào) x ( 100 - 5 )% = 2057 x 95% = 1954.2 mg/L
3.1.3 Song chắn rác tinh
Hiệu quả xử lí SS 15%,COD,BOD 10%
Song chắn rác tinh có nhiệm vụ lọc các loại rác có kích thước nhỏ còn sót lại trongnước thải.Lưới chắn rác tinh được đặt trên bể vớt dầu.Đối với công trình này ta khôngthiết kế mà lựa chọn theo kiểu do nhà sản xuất cung cấp.Song chắn rác tinh có nhiềukiểu,nhiều chủng loại khác nhau ví dụ như trống quay,cố định,đai,đĩa di động…Phổ biến
ở Việt Nam là loại lưới chắn cố định.Ta chọn loại song chắn rác này trong công trình xử
lí nước thải
Thông số thiết kế:
Chọn lưới chắn rác tinh của hãng Shinmaywa loại S-serie
Model được chọn là loại S-90S,dùng trong xử lí nước thải
Bề rộng khe dưới là 1mm,lưu lượng 53m3/h ,số lượng 2 cái
- Đối với các công đoạn khác : Số lượng 1 cái
Lưu lượng nước thải Q = 48 m3/h = 0.013 m3/s
Thời gian lưu nước t = 10 ÷ 30 phút, chọn t = 20 phút
-Thể tích bể thu gom
Trang 32-Kích thước bể thu gom : L x B x H = 2.5 m x 2.5 m x 2.56 m
-Bơm nước thải vào bể trộn
+ Chọn 1 bơm nước thải và 1 bơm dự phòng+ Lưu lượng mỗi bơm Q = 48 m3/h = 0.013 m3/s
- Cột áp bơm được xác định theo phương trình Becnilli
Trong đó:
+Z2 – Z1 = 4 m
+P1 = P2 : Áp suất ở đầu ống đẩy, hút
+V1 = V2 = V : Vận tốc nước thải trong đường ống, V = 1.2 m/s
+l : Chiều dài toàn bộ đường ống, l = 8 m
Công suất bơm
Trong đó
Trang 33• Q – năng suất của bơm, m3/s
• H - cột áp củabơm, m H2O
• g – gia tốc rơi tự do, m/s2 Laáy g = 9.81 m2/s
- Công suất thực của máy bơm N’ = 1.2 N = 1.2 x
Vậy chọn bơm có công suất 0.8 kW
3.3.Bể trộn
Trước tiên ta sẽ cho FeSO4 vào nước thải để khử Cr6+ thành Cr3+, sau đó choNaOH vào để nâng pH lên khoảng 8.5 ÷ 9.5 Khi đó Cr3+ sẽ dễ dàng tạo kết tủa dướidạng Cr(OH)3
Hệ thống sẽ xử lý 10 m3 nước thải trong 10h nên lưu lượng nước thải được bơmvào bể trộn
Dùng máy khuấy bản 6 cánh ( phẳng, đầu vuông) thành trơn, đặt thẳng góc hướngxuống dưới để đưa nước từ trên xuống Chọn đường kính cánh khuấy dk = 0,2m
Máy khuấy đặt cách đáy bể một khoảng H = 0,2m
Chiều rộng bản cánh khuấy khoảng 1/5 đường kính cánh khuấy b = 0.04 m
Chiều dày bản cánh khuấy lấy khoảng ¼ đường kính cánh l = 0.05 m
Trang 34Tốc độ cánh khuấy:
+GD : Đồng dạng hình học :
+ t : thời gia khuấy, t = 3 ph
Năng lượng cần thiết của cánh khuấy :
N = K × ρ × n3 × d K5 = 6.3 ×1000 ×13 × 0.25 = 2
Trong đó:
+ K: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy K = 6.3 ( trang 126 –Cấp nước tập 2 : Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt và công nghiệp – Trịnh XuânLai)
+ : Khối lượng riêng của chất lỏng, = 1000 kg/m3
+ dk: đường kính cánh khuấy, dk = 0.2 m
+ n: Số vòng quay của cánh khuấy n = 1 v/s
Công suất động cơ :
Trang 35Đường kính ống dẫn nước thải:
Vậy chọn ống nhựa PVC có đường kính 21 mm
3.4.Bể phản ứng
V=Q x t= (m3)
Chọn chiêu cao bảo vệ Hbv=0,5(m)
Kích thướt xây dựng của bể là:H*B*L=2 x 2 x 6,4m
Chia bể thành 3 ngăn bằng các vách ngăn hướng dòng nước theo phương thẳngđứng,khoảng cách giữa các ngăn là 0,2m.Dung tích của mỗi ngăn là:H*B*L=2 x 2 x 2
Chiều rộng của bản cánh khuấy
Chọn chiều rộng bản : 0,1 m, chiều dày bản cánh khuấy
khoảng cách giữa bản cánh khuấy: 0,15m
Trong đó:
Trang 36Fc:phạm vi tổng diện tích cánh khuấy Fc=15-20% diện tích tiết diện ngang của bểFc=15% x F=15% x 2,25=0,338m2
.Guồng cánh khuấy theo phương ngang,kích thước 0,05m x2m
.Bản cánh khuấy đặt ở khoảng cách tính từ mép ngoài đến tâm trục quay:R1=0,6m, R2=0,3m
Tính kiểm tra các chỉ tiêu khuấy trộn cơ bản buồng phản ứng thứ nhất:
o Dung tích buồng phản ứng thứ 1: V=7m3
o Tốc độ quay của guồng khuấy 9 vòng/phút
o Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước
F=0,36m3-tiết diện bản cánh khuấy đối xứng
Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước trong buồng:
(W/m3)Giá trị gradien tốc độ:s-1
Trong đó:
kgm2/s-độ nhớt động lực của nước ở 25oC
Trang 37o Công suất tiêu thụ của máy khuấy
P=G2 x x V=57,12 x 0,0092 x 4,5 = 135W
Tính kiểm tra các chi tiết buông phản ứng thứ 2
Dung tích buông phản ứng thứ 2:V=7m3
Tốc độ quay của guồng khuấy 8 vòng/phút
Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước:
F=0,39m3-tiết diện bản cánh khuấy đối xứng
Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m3 nước trong buồng:
(W/m3)Giá trị gradien tốc độ:s-1
Trang 38 Tính kiểm tra các chi tiết buông phản ứng thứ 3
Dung tích buông phản ứng thứ 2:V=7m3
Tốc độ quay của guồng khuấy 8 vòng/phút
Tốc độ chuyển động tương đối của các bản cánh khuấy so với nước:
Cb là hệ số sức cản của nước(tỷ lệ với chiều dài l và chiều rộng bản khuấy
Tấm chắn giữa các buồng tạo bông:
• Bể chia làm 3 ngăn bởi các tấm chắn khoan lỗ
• Tổng diện tích lỗ cần khoan:
Trong đó:
v – vận tốc nước chảy qua lỗ lấy bằng 0,1m/s
Chọn khoan 6 lỗ để nước chảy qua diện tích 1 lỗ flỗ = 0,11/6 = 0,019 mdiện tích 1 lỗ flỗ = 0,11/6 = 0,019 m 2
Đường kính lỗ khoan:
Mép trên của hàng lỗ trên cùng phải ngập sâu dưới nước 10 – 15 cm
Tính đường ống dẫn nước ra khỏi bể:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0.7m/s
Lưu lượng nước thải : Q = 12,5 m3/h
Đường kính ống là:
Trang 39Chọn Ống nhựa HDPE Bình Minh PN12.5 160mm
3.5.Bể lắng công đoạn thuộc Crom:
Lưu lượng nước thải xử lý Q = 1m3/h
Thời gian lưu nước trong bể lắng : t = 1h
Thẻ tích bể lắng
V = Q x t = 1 x 1 = 1 m3Chiều cao bể lắng: chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng hL = 0,7m, chiều cao dự trữ trênmặt thoáng hbv = 0,1m, chiều cao lớp bùn lắng trong bể là 0,3m Bể lắng có dạng hìnhtrụ có đổ thể bê tông dưới đáy để tạo độ dốc 10% về tâm
Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng crom:
H = h L + h bv + h b = 0.7 + 0.1 + 0.3 = 1.1 m Diện tích bề mặt cần thiết của bể lắng:
Đường kính bể lắng:
Đường kính ống trung tâm dtt = 0,2x Dbể= 0,2 x 1,1 = 0,22 m
Chiều cao ống trung tâm h = 0.6 h L = 0.6 x 0.7 = 0.42 m
Thể tích phần lắng:
Thể tích phần chứa bùn :
Vb= F x hb = 0.91 x 0.3 = 0.27 m3Lượng bùn sinh ra mỗi giờ ( hiệu quả khử crom là 100%):
Trang 40Giả sử bùn tươi của nước thải crom có hàm lượng cặn 5% ( độ ẩm 95%), và khốilượng riêng của bùn tươi là 1.053 kg/lít Vậy lượng bùn cần phải xử lý là :
Thời gian lưu giữu bùn trong bể :
Bùn dư sẽ được bơm ra và đem đi xử lý vù trong bùn có độc tố crom Chọn bơm
có công suất 0.3 kW
Máng thu nước sau lắng được bố trí ở vòng tròn có đường kính bằng 0,8 đườngkính bể và ôm theo chu vi bể
Dmáng = 0.8 Dbể = 0.8 x 1.1 = 0.88 m Chiều dài máng thu nước Lmáng = π x Dmáng = 3.14 x 0.88 = 2.8m
Tải trọng thu nước trên 1 mét dài của máng tràn:
Ở máng thu nước ta đặt ống dẫn nước thải sau xử lý sang bể điều hòa Vận tốctrong ống dẫn nằm trong khoảng( 0.6 ÷ 0.9 ) m/s Chọn V = 0.8 m/s
Đường kính ống dẫn nước thải:
Vậy chọn ống dẫn bằng nhựa PVC có d = 21mm
-Số răng cưa trên máng tràn của bể lắng crom:
Máng răng cưa được neo chặt vào thành trong bể nhằm điều hòa dòng chảy từ bể vàománg thu nhờ khe dịch chuyển, đồng thời máng răng cưa có tác dụng cân bằng mựcnước trên bề mặt bể khi công trình bị lún hoặc nghiêng
Chọn tấm răng cưa hình chữ V bằng thép không gỉ dày 3mm có góc ở đáy 900( để điều chỉnh cao độ mép máng) , cao h = 70 mm, dài L = 2.8 m.Chiều cao hình chữ V
là 20mm, chiều dài đáy chữ V là 40mm, khoảng cách giữa 2 đỉnh là 80mm