tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo, công suất 240m3 ngày đêm công ty tnhh nông nghiệp làng sen việt nam

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/l BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường CHC : Chất hữu cơ CNMT : Công nghệ Môi trường COD : Chemical

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC BẢNG v

MỞ ĐẦU 1

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1

ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI 1

NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

Ý NGHĨA THỰC TIỄN 2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH NÔNG NGHIỆP LÀNG SEN VIỆT NAM 3

1.1 THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY [3] 3

1.2 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI HEO VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC CỦA CÔNG TY [3] 3

1.2.1 Quy trình chăn nuôi 3

1.2.2 Nguyên liệu sử dụng cho chăn nuôi [3] 5

1.2.3 Nhu cầu sử dụng nước của Công ty [3] 6

1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI 6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO 8

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHĂN NUÔI HEO Ở VIỆT NAM VÀ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO: 8

2.1.1 Tổng quan về ngành chăn nuôi heo [13] 8

2.1.2 Những đặc trưng cơ bản của nước thải chăn nuôi [5] 8

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO [5], [10] 9 2.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 9

2.2.3 Phương pháp xử lý sinh học 11

2.3 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO HIỆN NAY 17 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT – PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 19

3.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 19

3.2 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 19

3.3 ĐỀ XUẤT, PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 19

3.3.1 Phương án 1: 19

3.3.2 Phương án 2 22

3.3.3 Phân tích ưu nhược điểm và lựa chọn công nghệ 24

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 28

4.1 LƯỚI CHẮN RÁC 28

4.2 HẦM BƠM TIẾP NHẬN 29

4.3 BỂ LẮNG CÁT NGANG 30

4.4 BỂ ĐIỀU HÒA 31

4.5 BỂ LẮNG ĐỢT I 35

4.6 BỂ UASB 41

4.7 BỂ ANOXIC 54

4.8 BỂ AEROTEN 56

4.9 BỂ LẮNG II 61

4.10 BỂ KHỬ TRÙNG 67

4.1.1 BỂ NÉN BÙN 68

5.3.1 Chi phí điện năng 72

5.3.2 Chi phí hóa chất 73

5.3.3 Chi phí nhân công 73

5.3.4 Chi phí bảo trì, bảo dưỡng 73

CHƯƠNG 6 : VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI, CÁC SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 74

6.1 VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 74

6.1.1 Yêu cầu đối với nhân viên vận hành 74

6.1.2 Kiểm tra hệ thống trước khi vận hành 74

6.1.3 Vận hành hệ thống xử lý 74

6.1.4 Công tác an toàn lao động và phòng chống ứng phó rủi ro trong vận hành hệ thống 75 6.2 PHÁT HIỆN SỰ CỐ 77

6.3 GIẢI QUYẾT SỰ CỐ 77

6.3.1 Các sự cố của thiết bị trong hệ thống 77

6.3.2 Sự cố bể aerotank và cách khắc phục 79

6.4 VỆ SINH VÀ BẢO TRÌ 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 86

Hình 1.1 Quy trình chăn nuôi heo hậu bị 4

Hình 2.1 Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty môi trường Nguồn Sống Xanh 17

Hình 2.2 Quy trình XLNT trại chăn nuôi heo Xuân Thọ II 18

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 20

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 22

Hình 4.1 Tấm chắn khí 46

Hình 4.2 Sơ đồ tấm hướng dòng 47

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Nhu cầu nguyên liệu, hóa chất 5

Bảng 1.2 Nhu cầu sử dụng nước của Công ty 6

Bảng 3.1 Thành phần của nước thải chăn nuôi heo 19

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý của phương án 1 24

Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý của phương án 2 25

Bảng 3.4 Ưu và nhược điểm của 02 công nghệ trên 26

Bảng 4.1 Thông số thiết kế hầm bơm tiếp nhận 30

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế bể điều hòa 34

Bảng 4.3 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở t0 ≥ 200C 39

Bảng 4.4 Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng I 40

Bảng 4.5 Số liệu kĩ thuật từ kết quả vận hành bể UASB 41

Bảng 4.6 Tải trọng thể tích hữu cơ của bể UASB bùn hạt và bùn bông ở các hàm lượng COD vào và tỷ lệ chất không tan khác nhau 42

Bảng 4.7 Tải trọng thể tích hữu cơ của bể UASB bùn hạt có lượng bùn trung bình 25 kgVSS/m3 ( phụ thuộc t0C , VFA hòa tan, cặn lơ lửng chiếm 30% tổng COD) 43

Bảng 4.8 Các thông số thiết kế bể UASB 53

Bảng 4.9 Thông số thiết kế bể anoxic 55

Bảng 4.10 Các thông số thiết kế bể Aeroten 61

Bảng 4.11 Các thông số thiết kế bể lắng II 66

Bảng 4.12 Thông số thiết kế bể khử trùng 67

Bảng 4.13 Các thông số thiết kế bể nén bùn 69

Bảng 5.1 Chi phí thiết bị xây dựng 70

Bảng 5.2 Chi phí thiết bị 71

Bảng 5.3 Chi phí điện năng 72

Bảng 6.1 Sự cố thiết bị trong hệ thống và cách khắc phục 77

Bảng 6.2 Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục ở bể aerotank 79

Bảng 6.3 Vệ sinh và bảo trì các thiết bị 83

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/l)

BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường

CHC : Chất hữu cơ

CNMT : Công nghệ Môi trường

COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học, mg/l)

CTR : Chất thải rắn

F/M : Food/Micro – organism (Tỷ số lượng thức ăn và lượng vi sinh vật)

MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid (Chất rắn lơ lửng trong bùn, mg/l)

MLVSS : Mixed Liquor Volatine Suspended Solid (Chất rắn bay hơi trong bùn

lỏng, mg/l)

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

SS : Suspended Solid (Chất rắn lơ lửng, mg/l)

TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng

TNHH : Trách nhiệm hữu hạn

VSV : Vi sinh vật

XLNT : Xử lý nước thải

MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngành chăn nuôi heo công nghiệp là một trong những ngành công nghiệp quan trọng của nước ta Hằng năm, đã đem lại nguồn ngoại tệ đáng kể cho ngân sách Nhà nước, góp phần to lớn trong sự nghiệp phát triển kinh tế Riêng với tỉnh Bình Phước, chăn nuôi heo có một vị trí đặc biệt quan trọng, toàn tỉnh có 151 trang trại chăn nuôi heo, với gần 194.642 con, tập trung nhiều ở huyện Hớn Quản, Chơn Thành Việc đầu tư xây dựng các trang trại bên cạnh những lợi ích về kinh tế, xã hội mà dự án đem lại thì song song với đó luôn là vấn đề ô nhiễm môi trường, đồng thời gây ảnh hưởng đến sức khỏe của công nhân và người dân xung quanh

Trước những vấn đề trên, cần thiết phải có các biện pháp tối ưu để giảm thiểu nguồn ô nhiễm phát sinh như: mùi, nước thải, chất thải rắn,…,nhằm cải thiện môi trường, đảm bảo sức khỏe công nhân và người dân sống gần đó

Vì giới hạn về thời gian nên đồ án chỉ tập trung chủ yếu vào vấn đề xử lý nước thải tại công ty

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo của Công ty TNHH Nông nghiệp Làng sen Việt Nam, công suất 240m3/ngày.đêm đạt loại B của QCVN 62-MT:2016/BTNMT để giải quyết vấn đề ô nhiễm của trại nuôi heo

Thiết kế phải đảm bảo tính thực tiễn của hệ thống, đảm bảo quy mô của hệ thống phù hợp với quỹ đất và điều kiện kinh tế của dự án

ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI

 Đối tượng của đề tài:

- Nước thải chăn nuôi heo của Công ty TNHH Nông nghiệp Làng sen Việt Nam (Tìm hiểu các thông số đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra của nguồn nước thải)

- Các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo (Tìm hiểu nguyên lý cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu và nhược điểm của từng công nghệ thiết bị)

- Hệ thống XLNT chăn nuôi heo Công ty TNHH Nông nghiệp Làng sen Việt Nam (Đề xuất và tính toán hệ thống XLNT, chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng)

- Cách vận hành, các sự cố và cách xử lý khi xảy ra

 Phạm vi và địa điểm thực hiện:

- Diện tích sử dụng của trang trại 48.395 m2

- Quy mô số heo nái sinh sản: 1.200 con

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

 Giới thiệu tổng quan về Trang trại chăn nuôi heo của Công ty TNHH Nông nghiệp

Làng sen Việt Nam

 Tìm hiểu nguồn gốc phát sinh nước thải

 Giới thiệu tổng quan các phương pháp XLNT chăn nuôi heo

 Lựa chọn công nghệ, tính toán, thiết kế hệ thống XLNT chăn nuôi heo Công ty TNHH Nông nghiệp Làng sen Việt Nam, công suất 240m3/ngày đêm

 Tính toán, dự trù kinh phí cho công trình

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH NÔNG NGHIỆP LÀNG SEN

VIỆT NAM 1.1 THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY [3]

 Tên Công ty : Công ty TNHH Nông nghiệp Làng sen Việt Nam

 Tên Trang trại : Trang trại chăn nuôi 1.200 heo nái sinh sản

 Địa chỉ : ấp Cần Dực, xã Lộc Thành, huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước

 Điện thoại : 06513.666.181 – 666.324 Fax: 06513.666.222

 Loại hình Công ty : Công ty TNHH một thành viên

 Người đại diện : Ông Lau Joo Ping

 Chức vụ : Giám đốc

 Lĩnh vực sản xuất, kinh doanh : chăn nuôi heo giống quy mô lớn, sản xuất heo cai

sữa; gia công trại sản xuất heo thịt và trại sản xuất heo giống; gia công trại nuôi, ấp trứng gà và trại sản xuất gà giống; gia công nuôi gà thịt và gà đẻ trứng

 Năm Trang trại đi vào hoạt đông: 2011

 Vị trí địa lý:

Dự án được xây dựng tại xã Lộc Thành, huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước với tổng diện tích Trang trại khoảng 48.395m2 Các hướng tiếp giáp của Trang trại như sau:

 Phía Đông Bắc giáp vườn cao su

 Phía Đông giáp vườn cao su

 Phía Tây Nam vườn cao su

 Phía Tây giáp suối K’Liêu

 Phía Nam vườn cao su

Tọa độ của Trang trại: X : 530.120 Y :1.306.080

Vị trí của Trang trại cách khu dân cư bán kính 3km, bên cạnh đó có một số hộ dân tách rải rác bán kính 2km Do đây là dự án chăn nuôi heo nên vị trí của Trang trại đến các khu dân cư và công trình công cộng tối thiểu 200m

1.2 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI HEO VÀ NHU CẦU SỬ

DỤNG NƯỚC CỦA CÔNG TY [3]

1.2.1 Quy trình chăn nuôi

Heo giống hậu bị được Công ty TNHH chăn nuôi C.P Việt Nam cung cấp toàn bộ nái hậu bị từ 05-06 tháng tuổi đạt tiêu chuẩn trọng lượng và có khả năng sinh sản cao Sau khi nhập về, heo giống được chăm sóc và quản lý cho đến khi chuẩn bị sinh

heo con bị viêm hô hấp, sau thời gian 18 – 21 ngày, heo mẹ được chuyển sang trại khác, heo con được chuyển sang trại cai sữa Tiếp theo heo nái chữa khác sẽ được chuyển tới

và quy trình này được tái lập như trên

Heo con chuyển xuống trại cai sữa sẽ được nuôi khoảng 10- 20 ngày, thức ăn chính

là cám và nước Toàn bộ heo con xuất chuồng được Công ty TNHH chăn nuôi C.P Việt Nam bao tiêu

Nước thải, mùi hôi Phân heo

Chất thải rắn khác

Nước thải, mùi hôi Phân heo, nhau thai Chất thải rắn khác

nước thải mùi hôi phân heo chất thải rắn khác

Hình 1.1 Quy trình chăn nuôi heo hậu bị

Heo giống hậu bị

1.2.2 Nguyên liệu sử dụng cho chăn nuôi [3]

Nguyên liệu cung cấp cho Trang trại bao gồm thức ăn cho heo và thuốc phòng bệnh được cung cấp bởi Công ty TNHH chăn nuôi C.P.Việt Nam Chủng loại và số lượng nguyên liệu của Trang trại được liệt kê trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Nhu cầu nguyên liệu, hóa chất

cấp

Số lượng Đơn vị

1 Thức ăn cho heo nái C.P Kg/năm 952.000

2 Thức ăn cho heo nọc C.P Kg/năm 1.100

3 Thức ăn cho heo con C.P Kg/năm 50.000

7 Thuốc thú y - Vitamin C.P Liều/năm 45.000

( Nguồn: Công ty TNHH Nông Nghiệp Làng Sen Việt Nam,2017)

Lượng nước cần cho hoạt động của dự án chủ yếu là phục vụ cho nhu cầu chăn nuôi như : Nước uống cho heo, nước vệ sinh chuồng trại, nước tưới cho cây trồng, nước phục vụ sinh hoạt của công nhân Chủ dự án đã đầu tư giếng khoan để khai thác nước ngầm phục vụ cho hoạt động của trại được lưu trữ trong hồ chứa bằng bê tông, thể tích 192m3 và 02 hồ chứa nước mưa bằng bê tông, thể tích 14.400m3 và 21.600m3

Bảng 1.2 Nhu cầu sử dụng nước của Công ty

STT

(lít/con/ngày)

4 Nước tắm rửa cho heo, rửa chuồng trại, nước phun chế

5 Nước sát trùng cho công nhân 2 (lít/người/lần)

( Nguồn: báo cáo xả nước thải vào nguồn nước Trang trại nuôi 1.200 heo nái sinh sản – Công ty TNHH Làng Sen Việt Nam)

1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO ĐẾN MÔI

TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI

 Ảnh hưởng đến con người:

 Ảnh hưởng đến môi trường

 Môi trường đất: trong nước thải chăn nuôi heo có nhiều dinh dưỡng như Nito, photpho gây phú dưỡng đất Phú dưỡng đất làm bảo hòa và quá bảo hòa dinh dưỡng gây mất cân bằng sinh thái và thoái hóa đất Đây là một trong những nguyên nhân làm giảm năng suất và sản lượng cây trồng

 Môi trường không khí: môi trường không khí khu vực chuồng trại và xung quanh cơ

sở chăn nuôi luôn có mùi rất đặc trưng và đây sẽ là một tác nhân ô nhiễm khó chịu nếu không có biện pháp quản lý đúng cách Các khí gây mùi chủ yếu từ quá trình phân hủy yếm khí chất thải như NH3, H2S, các hợp chất của metan

 Môi trường nước: nước thải chăn nuôi chứa nhiều chất dinh dưỡng nên chúng gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa gây ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh vật trong môi trường tiếp nhận Bên cạnh đó môi trường nước còn là nơi thuận lợi để mầm bệnh gây bệnh phát triển, không những thế chúng còn thấm xuống mạch nước ngầm nhất

là giếng mạch nông nằm gần chuồng gia súc hay hồ chứa chất thải mà không có hệ thống thoát nước an toàn.[3]

CHĂN NUÔI HEO

THẢI CHĂN NUÔI HEO:

2.1.1 Tổng quan về ngành chăn nuôi heo [13]

Theo kết quả điều tra sơ bộ tại thời điểm 1/4/2014 của Tổng cục Thống kê, cả nước

có 9.897 trang trại chăn nuôi tương ứng 26,39 triệu con lợn, tăng nhẹ (0,3%) so với cùng

kỳ Hiện tại chăn nuôi lợn khá thuận lợi do giá lợn hơi tăng và dịch lợn tai xanh không xảy ra đã kích thích người chăn nuôi đầu tư tái đàn Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng

6 tháng đầu năm ước tính đạt 1.963,3 nghìn tấn, tăng 1,65% so với cùng kỳ năm trước Theo USDA, năm 2014 nhu cầu tiêu thụ thịt lợn của Việt Nam vào khoảng 2,245 triệu tấn, tăng 1,8% so với năm 2013 Sản lượng thịt lợn của Việt Nam năm 2014 dự kiến ở mức 2,26 triệu USD, đảm bảo cho Việt Nam xuất khẩu khoảng 15 nghìn tấn thịt lợn Đến năm 2016, có 12.888 trang trại, tăng trên 30,2% so với năm 2014; sản phẩm của chăn nuôi trang trại chiếm 55% tổng sản lượng thịt

Những tháng đầu năm 2017 chăn nuôi lợn gặp khó khăn dẫn đến giá thịt lợn hơi sụt giảm sâu, người chăn nuôi phải chịu thua lỗ nặng Hiện tại, giá thịt lợn đang tăng dần trở lại nhưng không nhiều, đang tiệm cận với giá thành chăn nuôi (37.000 – 40.000đ/kg) Mặt khác tuy bị thua lỗ nhưng các hộ gia trại và trang trại vẫn cố gắng duy trì hoặc giảm nhẹ quy mô đàn do chuồng trại và con giống có sẵn, chỉ những hộ nuôi nhỏ lẻ sau khi xuất chuồng bị thua lỗ mới giảm đàn Theo Tổng cục Thống kê ước tính

số lượng lợn hiện tại của cả nước tăng khoảng 1,5-2% so với cùng kỳ năm 2016

2.1.2 Những đặc trưng cơ bản của nước thải chăn nuôi [5]

Nước thải chăn nuôi heo là một trong những loại nước thải rất đặc trưng, có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lẳng, N, P và sinh vật gây bệnh Nó nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường Lựa chọn một quy trình xử lý nước thải cho một cơ sở chăn nuôi phụ thuộc rất nhiều vào thành phần tính chất của nước thải, bao gồm:

2.1.2.2 N và P

Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất thấp, nên khi ăn thức ăn

có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi heo thường hàm lượng N và P rất cao

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO [5], [10]

Với những đặc trưng cơ bản của nước thải chăn nuôi heo nói trên, có thể áp dụng các phương pháp xử lý: cơ học, hóa lý và sinh học

2.2.1 Phương pháp xử lý cơ học

Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải chăn nuôi khá lớn

và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất rắn được đem đi ủ để làm phân bón

2.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý

2.2.2.1 Keo tụ – tạo bộng

Mục đích nhằm loại bỏ các chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ

Nguyên tắc của phương pháp này là: cho vào trong nước thải các hạt keo mang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và chất hữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm hidroxid và sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương) Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các

dễ lắng hơn

Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) tại trại chăn nuôi heo 2/9: phương pháp keo tụ có thể tách được 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có trong nước thải chăn nuôi heo

Ngoài keo tụ còn loại bỏ được P tồn tại ở dạng PO43- do tạo thành kết tủa AlPO4

và FePO4

2.2.2.2 Tuyển nổi

Mục đích của việc tuyển nổi là để tách các tạp chất rắn không tan, hoặc tan có khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên, hoặc các chất lỏng có tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng của chất lỏng làm nền, trong nước thải chăn nuôi, tuyển nổi được

áp dụng nhằm tách các chất rắn có kích thước nhỏ, lắng kém

Các loại bể tuyển nổi thường gặp:

+ Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học (tuabin hướng trục) được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực khai khoáng cũng như trong lĩnh vực xử lý nước thải, các thiết bị kiểu này cho phép tao bọt khí khá nhỏ

+ Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén: qua các vòi phun (xử lý nước thải chưa các tạp chất dễ ăn mòn vật liệu chế tạo các thiết bị cơ giới với các chi tiết chuyển động), qua các tấm xốp…

+ Tuyển nổi với tách không khí từ nước (tuyển nổi chân không, tuyển nổi không

áp, tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước): được xử dụng rộng rãi với nước thải chứa chất bẩn kích thước nhỏ vì nó cho phép tạo bọt khí rất nhỏ

+ Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học, tuyển nổi hóa học

2.2.2.3 Khử trùng

Mục đích của việc khử trùng là nhằm loại bỏ các vi sinh vật (có nhiều trong nước thải chăn nuôi) có khả năng gây ảnh hưởng đến môi trường tiếp nhận và sức khỏe con người

Một số phương pháp và hóa chất khử trùng thường gặp:

thải Clor hơi bao gồm thiết bị Clorato, máng trộn và bể tiếp xúc Clorato phục vụ cho mục đích chuyển Clor hơi thành dung dịch Clor trước khi hoà trộn với nước thải và được chia thành 2 nhóm: nhóm chân không và nhóm áp lực Clor hơi được vận chuyển về trạm xử lý nước thải dưới dạng hơi nén trong banlon chịu áp Trong trạm xử lý cần phải

có kho cất giữ các banlon này Phương pháp dùng Clor hơi ít được dùng phổ biến

 Phương pháp Ozon hoá

Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoá bằng Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước Bằng Ozon hoá có thể

xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, thuốc nhuộm … Sau quá trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99% Ngoài ra, Ozon còn oxy hoá các hợp chất Nitơ, Photpho … Nhược điểm chính của phương pháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp

kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau Và tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử

lý

2.2.3.1 Các hệ thống xử lý nhân tạo bằng phương pháp sinh học

a Xử lý theo phương pháp hiếu khí

Xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí nhân tạo dựa trên nhu cầu oxy cần cung cấp cho vi sinh vật hiếu khí có trong nước thải hoạt động và phát triển Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ, các nguồn N và P cùng với một số nguyên tố vi lượng khác làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào mới, phát triển tăng sinh khối Bên cạnh

đó quá trình hô hấp nội bào cũng diễn ra song song, giải phóng CO2 và nước Cả hai quá trình dinh dưỡng và hô hấp của vi sinh vật đều cần oxy Để đáp ứng nhu cầu oxy hòa tan trong nước, người ta thường sử dụng hệ thống sục khí bề mặt bằng cách khuấy đảo hoặc bằng hệ thống khí nén

tính)

Quá trình này sử dụng bùn hoạt tính dạng lơ lửng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng Sau một thời gian thích nghi, các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng và phát triển Các hạt lơ lửng trong nước thải được các tế bào vi sinh vật bám lên và phát triển thành các bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ Các hạt bông cặn dần dần lớn lên do được cung cấp oxy và hấp thụ các chất hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển

Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, bên cạnh

đó còn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, giun, sán,… kết thành dạng bông với trung tâm là các hạt lơ lửng trong nước Trong bùn hoạt tính ta thấy có loài Zoogelea trong khối nhầy Chúng có khả năng sinh ra một bao nhầy xung quanh tế bào, bao nhầy này là một polymer sinh học với thành phần là polysaccharide có tác dụng kết các tế bào vi khuẩn lại tạo thành bông

Một số công trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính :

 Bể aerotank thông thường:

Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug-flow), khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng Trong bể, nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể

 Bể aerotank xáo trộn hoàn toàn:

Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể

 Bể aerotank mở rộng:

 Bể hoạt động gián đoạn (SBR):

Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cặn Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước: (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả cặn, (5) ngưng

 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính

Khi dòng nước thải đi qua những lớp vật liệu rắn làm giá đỡ, các vi sinh vật sẽ bám dính lên bề mặt Trong số các vi sinh vật này có loài sinh ra các polysaccaride có tính chất như là một polymer sinh học có khả năng kết dính tạo thành màng Màng này cứ dày thêm với sinh khối của vi sinh vật dính bám hay cố định trên màng Màng được tạo thành từ hàng triệu đến hàng tỉ tế bào vi khuẩn, với mật độ vi sinh vật rất cao Màng có khả năng oxy hóa các hợp chất hữu cơ, trong do ít tiếp xúc với cơ chất và ít nhận được O2 sẽ chuyển sang phân hủy kỵ khí, sản phẩm của biến đổi kỵ khí là các acid hữu cơ, các alcol,…Các chất này chưa kịp khuếch tán ra ngoài đã bị các vi sinh vật khác sử dụng Kết quả là lớp sinh khối ngoài phát triển liên tục nhưng lớp bên trong lại bị phân hủy hấp thụ các chất bẩn lơ lửng có trong nước khi chảy qua hoặc tiếp xúc với màng

b Xử lý theo phương pháp kỵ khí

 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng

 Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)

Về cấu trúc: Bể UASB là một bể xử lý với lớp bùn dưới đáy, có hệ thống tách và thu khí, nước ra ở phía trên Khi nước thải được phân phối từ phía dưới lên sẽ đi qua lớp bùn, các vi sinh vật kỵ khí có mật độ cao trong bùn sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải Bên trong bể UASB có các tấm chắn có khả năng tách bùn bị lôi kéo theo nước đầu ra

Về đặc điểm: Cả ba quá trình phân hủy - lắng bùn - tách khí được lắp đặt trong

cùng một công trình Sau khi hoạt động ổn định trong bể UASB hình thành loại bùn hạt

có mật độ vi sinh rất cao, hoạt tính mạnh và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong nước thải

 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

 Bể lọc kỵ khí

Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa nhiều cacbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu có các vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển

 Bể phản ứng có dòng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc

cố định

Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám

2.2.3.2 Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng phương pháp sinh học

a Hồ sinh học

Người ta có thể ứng dụng các quy trình tự nhiên trong các ao, hồ để xử lý nước thải Trong các hồ, hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí, quá trình cộng sinh của vi khuẩn và tảo là các quá trình sinh học chủ đạo Các quá trình lý học, hóa học bao gồm các hiện tượng pha loãng, lắng, hấp phụ, kết tủa, các phản ứng hóa học … cũng diễn ra tại đây Việc sử dụng ao hồ để xử lý nước thải có ưu điểm là ít tốn vốn đầu tư cho quá trình xây dựng, đơn giản trong vận hành và bảo trì Tuy nhiên, do các cơ chế xử lý diễn

ra với tốc độ tự nhiên (chậm) do đó đòi hỏi diện tích đất rất lớn Hồ sinh học chỉ thích hợp với nước thải có mức độ ô nhiễm thấp Hiệu quả xử lý phụ thuộc sự phát triển của

vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi, cộng với sự phát triển của các loại vi nấm, rêu, tảo

và một số loài động vật khác nhau

Hệ hồ sinh học có thể phân loại như sau:

(1) Hồ hiếu khí (Aerobic Pond); (2)Hồ tùy nghi (Facultative Pond); (3) Hồ kỵ khí (Anaerobic Pond); (4) Hồ xử lý bổ sung

 Hồ hiếu khí (Aerobic Pond):

khuẩn, tảo hay nguyên sinh động vật hiện diện trong hồ tùy thuộc vào các yếu tố như lưu lượng nạp chất hữu cơ, khuấy trộn, pH, dưỡng chất, ánh sáng và nhiệt độ

Hiệu suất chuyển hóa BOD5 của hồ rất cao, có thể lên đến 95% Tuy nhiên, chỉ có BOD5 dạng hòa tan mới bị loại khỏi nước thải đầu vào, và trong nước thải đầu ra chứa nhiều tế bào tảo và vi khuẩn, do đó nếu phân tích tổng BOD5 có thể sẽ lớn hơn cả tổng BOD5 của nước thải đầu vào Nhiều thông số không thể khống chế được nên hiện nay người ta thường thiết kế theo lưu lượng nạp đạt từ các mô hình thử nghiệm Việc điều chỉnh lưu lượng nạp phản ánh lượng oxy có thể đạt được từ quang hợp và trao đổi khí qua bề mặt tiếp xúc nước, không khí

Do độ sâu nhỏ, thời gian lưu nước dài nên diện tích của hồ lớn Vì thế hồ chỉ thích hợp khi kết hợp việc xử lý nước thải với nuôi trồng thủy sản cho mục đích chăn nuôi và công nghiệp

 Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo:

Nguồn oxy cung cấp cho quá trình sinh học từ các thiết bị như bơm khí nén hay máy khuấy cơ học Vì được tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu của hồ có thể từ 2 - 4,5 m Sức chứa tiêu chuẩn khoảng 400 kg/(ha.ngày) Thời gian lưu nước trong hồ 1-3 ngày

Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo do có chiều sâu hồ lớn, mặt khác việc làm thoáng cũng khó đảm bảo toàn phần vì thế một phần lớn của hồ làm việc như hồ hiếu-kỵ khí, nghĩa là phần trên hiếu khí, phần dưới kỵ khí

 Hồ tùy nghi ( Facultative Pond ):

Việc xử lý nước thải tốt là do hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí và tùy nghi Từ trên xuống đáy hồ có 3 khu vực chính

Khu vực thứ nhất (hay là khu vực hiếu khí) được đặc trưng bởi hệ cộng sinh giữa

vi khuẩn và tảo Nguồn oxy được cung cấp bởi oxy khí trời thông qua quá trình trao đổi

tự nhiên qua bề mặt hồ, và oxy được tạo ra qua quá trình quang hợp của tảo Oxy được

vi khuẩn sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ tạo nên các dưỡng chất và CO2, tảo sử dụng các sản phẩm này để quang hợp

Khu vực trung gian (hay là khu vực kỵ khí không bắt buộc) đặc trưng bởi các hoạt động của các vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc

Khu vực thứ ba (hay là khu vực kỵ khí) đặc trưng bởi các hoạt động của các vi khuẩn kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ lắng đọng dưới đáy bể

 Hồ kỵ khí ( Anaerobic Pond ) :

Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất rắn cao Thông thường đây là một ao sâu (có thể đến 9,1 m) với các ống dẫn nước thải đầu vào và đầu

ổn định nước thải được tiến hành thông qua quá trình kết tủa, phân hủy kỵ khí của vi sinh vật Hiệu quả khử BOD5 thường ở mức 70% và có thể lên đến 85% khi các điều kiện môi trường đạt tối ưu

 Hồ xử lý bổ sung :

Có thể áp dụng sau quá trình xử lý sinh học (aerotank, bể lọc sinh học hoặc sau hồ sinh học hiếu khí, tùy nghi,…) để đạt chất lượng nước ra cao hơn, đồng thời thực hiện quá trình nitrat hóa Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinh còn lại trong hồ này sống ở giai đoạn hô hấp nội bào và amoniac chuyển hóa thành nitrat Thời gian lưu nước trong hồ này khoảng 18 - 20 ngày Tải trọng thích hợp 67 - 200kg BOD5/ha.ngày

b Cánh đồng tưới

Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm và ống phân phối phun nước thải lên mặt đất Một phần nước bốc hơi, phần còn lại thấm vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏ sinh trưởng Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượng nước thải nhỏ, vùng đất khô cằn xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu độ ẩm

Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn, virus gây bệnh trong nước thải chưa được loại bỏ có thể gây tác hại cho sức khỏe của con người sử dụng các loại rau và thực phẩm này

c Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối

Nước thải được xả vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵn trong tự nhiên

để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồn Đối với nước thải chăn nuôi heo, biện pháp này không được áp dụng vì nó gây mùi hôi thối rất nghiêm trọng và giết chết các loài thủy sinh vật sống trong nước Mặc dù vậy ở nước ta, phần lớn nước thải chăn nuôi thường xả vào các hệ thống sông, hồ gần khu vực chăn nuôi sau khi xử lý bằng những biện pháp thô sơ như hầm biogas, hồ lắng,…

Ngoài các phương pháp sinh học tự nhiên trên, người ta còn sử dụng các phương pháp vùng đất ngập nước (wetland), xử lý bằng đất (land treatment),… Hiện nay người

2.3 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO HIỆN NAY

Hình 2.1 Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty môi trường Nguồn

Sống Xanh

Hình 2.2 Quy trình XLNT trại chăn nuôi heo Xuân Thọ II

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT – PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 3.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ

Bảng 3.1 Thành phần của nước thải chăn nuôi heo

62:2016/BTNMT Cột B (k q = 0,9 ,

k f =1,1)

QCVN 40:2011/BTNMT Cột B (k q =0,9 ,

3.2 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ

Để đề xuất và lựa chọn được phương án XLNT chăn nuôi heo hợp lý cần dựa vào

3 yếu tố:

 Kỹ thuật: thành phần nước thải chăn nuôi heo chủ yếu là BOD5, COD, N tổng, P tổng, SS, coliform Nên các công nghệ được lựa chọn phải đảm bảo xử lý được các thành phần trên

 Môi trường: hệ thống XLNT yêu cầu đầu ra phải đạt theo QCVN 62 – MT:2016/BTNMT Cột B

 Kinh tế: hệ thống xử lý phải đảm bảo chi phí xây dựng và vận hành hợp lý

3.3 ĐỀ XUẤT, PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

3.3.1 Phương án 1:

a) Sơ đồ công nghệ:

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1

Hầm tiếp nhận

b) Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải qua lưới chắn rác nhằm giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi Sau đó, nước thải được chảy vào bể lắng cát, bể lắng cát được đặt sau lưới chắn và trước bể điều hòa nhằm tách các chất bẩn vô cơ ra khỏi nước Tại bể điều hòa, nước thải được ổn định lưu lượng, nồng độ; ngoài ra còn giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lý sinh học Nước thải được dẫn tiếp qua bể lắng 1 để tách các chất rắn lơ lửng và các chất hữu cơ không hòa tan nhằm giảm tải trọng cho các công trình xử lý phía sau Sau xử lý cơ học, nước thải đưa vào công trình xử lý sinh học Trước tiên, nước thải được cho vào bể kỵ khí UASB, nhờ quá trình kỵ khí để loại bỏ BOD5, COD,

P và N; lượng bùn dư từ bể được bơm về bể nén bùn Kế đến là bể Anoxic, nhờ quá trình khử nitrat trong điều kiện thiếu khí mà loại bỏ được N Tiếp theo là bể Aerotank, nhờ quá trình nitrat hóa trong điều kiện hiếu khí mà N hữu cơ đã được chuyển hóa thành nitrat để dễ xử lý và được bơm tuần hoàn về bể Anoxic nhằm loại bỏ hoàn toàn N; ngoài

ra một lượng lớn COD, BOD5 và P cũng được xử lý Sau khi qua bể Aerotank, nước thải được dẫn qua bể lắng 2, trong đó các tế bào được tách ra khỏi nước thải đã xử lý; một phần tế bào đã lắng được bơm tuần hoàn về bể UASB để duy trì nồng độ mong muốn của VSV trong bể; phần còn lại được dẫn tới bể nén bùn để giảm độ ẩm và thể tích Nước thải sau khi qua bể lắng 2 được đưa về bể khử trùng nhằm loại bỏ hàm lượng coliform Nước thải sau xử lý được sử dụng làm nước tưới tiêu đạt QCVN 62 -MT:2016/BTNMT, cột B Cuối cùng, bùn thải sau bể nén bùn được đưa vào máy ép bùn

để tiếp tục làm giảm thể tích bùn và làm ráo nước Bùn thải sau khi ép có thể đem đi chôn lấp hoặc ủ phân compost để làm phân bón cho cây Phần nước thải sau bể nén bùn

và máy ép bùn được bơm về bể điều hòa để tiếp tục xử lý

trùng

b) Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải được dẫn qua lưới chắn rác nhằm giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi Sau đó, nước thải được chảy vào bể lắng cát, bể lắng cát được đặt sau lưới chắn và trước bể điều hòa nhằm tách các chất bẩn vô cơ ra khỏi nước Tại bể điều hòa, nước thải được ổn định lưu lượng, nồng độ; ngoài ra còn giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lý sinh học Nước thải được dẫn tiếp qua bể lắng đứng để tách các chất rắn lơ lửng và các chất hữu cơ không hòa tan nhằm giảm tải trọng cho các công trình xử lý phía sau Sau xử lý cơ học, nước thải được đưa vào bể UASB nhờ quá trình

kỵ khí để loại bỏ BOD5, COD, P và N; lượng bùn dư từ bể được bơm về bể nén bùn Tiếp theo, nước thải được đưa vào bể MBBR với quá trình sinh trưởng bám dính, chủng loại VSV trên màng tương tự như hệ thống xử lý bùn hoạt tính Sau khi qua bể lắng 2 nước thải được đưa vào bể khử trùng để loại bỏ hàm lượng coliform Nước thải sau khi qua bể khử trùng được thải ra ngoài để làm nước tưới tiêu đạt QCVN 62 -MT:2016/BTNMT, cột B Cuối cùng, bùn thải sau bể nén bùn được đưa vào máy ép bùn

để tiếp tục làm giảm thể tích bùn và làm ráo nước Bùn thải sau khi ép có thể đem đi chôn lấp hoặc ủ phân compost để làm phân bón cho cây Phần nước thải sau bể nén bùn

và máy ép bùn được bơm về bể điều hòa để tiếp tục xử lý

3.3.3.1 Hiệu suất xử lý của phương án 1:

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý của phương án 1

765

2848 10%

2563,2

4020 10%

726,75

2563,2 5%

2435,04

3618 5%

3437,1

Bể điều hòa Đầu vào

% Đầu ra

- 2435,04

15%

2069,8

3437,1 15%

2921,5

Bể lắng 1 Đầu vào

% Đầu ra

726,75 60%

290,7

2069,8 25%

1552,34

2921,5 25%

2191,15

Bể UASB Đầu vào

% Đầu ra

- 1552,34

75%

388,08

2191,15 70%

657,35

504 5%

478,8

34 10% 30,6

Bể Anoxic Đầu vào - 388,08 657,35 478,8 -

Bể lắng 2 Đầu vào

% Đầu ra

290,7 70%

87,2

72,18 7%

67,13

114,38 7%

106,37

- 28,15

60% 11,26

Nồng độ nước thải đầu ra

3.3.3.2 Hiệu suất xử lý của phương án 2:

Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý của phương án 2

765

2848 10%

2563,2

4020 10%

726,75

2563,2 5%

2435,04

3618 5%

3437,1

Bể điều hòa Đầu vào

% Đầu ra

- 2435,04

15%

2069,8

3437,1 15%

2921,5

Bể lắng 1 Đầu vào

% Đầu ra

726,75 60%

290,7

2069,8 25%

1552,34

2921,5 25%

504 5%

34 10%

Bể MBBR Đầu vào

% Đầu ra

- 388,08

80%

77,62

657,35 80%

131,47

478,8 85%

68,67

30,6 10% 27,54

Bể lắng 2 Đầu vào

% Đầu ra

290,7 70%

87,2

77,62 7%

72,19

114,38 7%

122,27

- 27,54

60% 11,01

Nồng độ nước thải đầu ra

3.3.3.3 Ưu và nhược điểm của 02 phương án trên

Bảng 3.4 Ưu và nhược điểm của 02 công nghệ trên

Ưu điểm - Bể kỵ khí UASB tiêu thụ ít

năng lượng; có thể thu hồi nguồn khí sinh học; yêu cầu dinh dưỡng N, P thấp hơn hiếu khí; hiệu suất loại

bỏ COD lên đến 80%

- Bể thiếu khí để loại bỏ N với nồng độ cao

- Bể hiếu khí với hiệu quả xử

- Bể MBBR hoạt động dựa vào màng lọc

- Không cần tuần hoàn bùn

- Bùn sinh ra ít và lắng tốt

- Dễ vận hành

- Hiệu suất loại bỏ BOD5, COD, N, P cao

- Tốn diện tích cho xây dựng

và tốn nhiều thời gian cho quá trình tạo bùn hạt trong

bể UASB

- Cần có trình độ kỹ thuật cao cho công tác quản lý vận hành bể

- Khó xác thời gian lưu bùn trong bể MBBR

Nhận xét: cả 2 phương án đều xử lý đạt loại B QCVN62 – MT:2016/BTNMT nhưng

phương án 1 cho hiệu quả xử lý cao hơn Phương án 1 dễ vận hành và sửa chữa hơn

phương án 2 Và từ những ưu nhược điểm ở trên thì ta ưu tiên dùng phương án 1

 Xác định lưu lượng tính toán: Giả sử hệ số giờ cao điểm là 2.0

 Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm: Qtbng = 240 m 3/ng.đ

 Lưu lượng nước thải trung bình giờ : Qtbh = 10 m3/h

 Lưu lượng nước thải trung bình giây : Qtbs = 0,003 m3/s = 3l/s

 Lưu lượng giờ lớn nhất : Qhmax = 20 m3/h

 Lưu lượng giây lớn nhất : Qsmax = 0,006 m3/s

4.1 LƯỚI CHẮN RÁC

Lưới chắn rác có nhiệm vụ khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị, tách các vật thô như giẻ, rác, các mẫu đá và các vật khác trước khi đưa vào công trình xử lý phía sau

Lưới chắn rác có thể đặt cố định hoặc di động Lưới chắn rác giúp tránh các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn, bơm

/700

/20

m m

l phút

h m

phút l

h m L

Q A

48,

m H

B

A

 Tải trọng làm việc thực tế

 Hàm lượng BOD 5 còn lại sau khi qua lưới chắn rác:

Chọn chiều sâu hữu ích h = 1m, chiều cao bảo vệ là hbv = 0,5m

 Công suất thực tế của bơm = 0,5885 x 1,2 = 0,7062kW = 1hp

Chọn 2 bơm nhúng chìm APP DSK-10 Taiwan, 1 bơm làm việc, 1 bơm dự phòng, bơm

có công suất 1 (Hp) (Xem phụ lục)

STT Thông số Kích thước Đơn vị

4.3 BỂ LẮNG CÁT NGANG

 chọn thời gian lưu nước của bể là 60s ( t = 30 – 90s)

 v: vận tốc nước trong bể ứng với lưu lượng max là 0,3m/s

 H: chiều cao công tác của bể lắng cát ngang 0,25 – 1m chọn H=0,25m

 chiều dài của bể lắng cát:

𝑛𝑥𝐵𝑥𝐻=

0,362𝑥0,15𝑥0,25= 4,8𝑚

 lượng cát trung bình sau mỗi ngày đêm:

𝑊𝑐 =𝑄𝑛𝑔.đ

𝑡𝑏 𝑥𝑞0

=240𝑥0,15 = 0,036𝑚3/𝑛𝑔 𝑑

 chiều cao xây dựng của bể là:

Kích thước bể

 Thể tích bể điều hòa :

Chọn thời gian lưu nước của bể điều hòa là 4h, khi đó thể tích bể điều hòa là:

𝑉 = 𝑄𝑚𝑎𝑥ℎ 𝑥𝑡 = 20𝑥4 = 80𝑚3Chọn chiều cao hữu ích của bể là H1 = 4m;

Chiều cao bảo vệ là Hbv = 0,5m;

=> chiều cao xây dựng bể điều hòa là 4,5m

 Diện tích bể điều hòa F = V/H 1 = 80/4 = 20 m 2

Chọn chiều rộng x dài là B x L= 4 x 5 (m) ;

Kích thước bề là B x L x H = 4 x 5 x 4,5 (m) ;

=> Thể tích thực của bể điêu hòa Vtt = 4x5x4,5 = 90m3

Tính toán hệ thống sục khí : giả sử khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí

 Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn:

qkhi = R x Vtt = 0,012 x 90 = 1,08 m3/phút = 1080 l/phút = 18 l/s

Trong đó :

 R – tốc độ khí nén, R = 10 – 15 l/m3.phút Chọn R = 12 l /m3.phút = 0,012 m3/m3.phút

 Vtt – thể tích thực tế của bể điều hòa (m3)

Chọn thiết bị khuếch tán khí là các đĩa sứ - lưới, có đường kính 270mm với lưu lượng khí 90 lít/phút cái

 Đường kính ống dẫn khí nhánh:

𝐷 = √4𝑥𝑞𝑛

𝑣𝑥𝜋 = √

4𝑥6𝑥10−39𝑥3,14 = 0,027𝑚 Chọn loại ống nhựa u.PVC có D = 27mm ( xem phụ lục)

Trong đó:

 V : tốc độ dòng khí trong ống dẫn khí Chọn v = 9m/s ( bảng 9.9 sách xử lý nước

thải đô thị và công nghiệp – tính toán thiết kế công trình của Lâm Minh Triết);

 qkhi : lưu lượng khí trong ống dẫn khí chính qkhi = 1,08m3/ph = 0,018m3/s;

 qn : lưu lượng khí trong ống dẫn khí nhánh qn = 0,018/3 = 6x10-3

Áp lực và công suất của hệ thống nén khí

 Áp lực của hệ thống nén khí

Htc = hd + hc + hf + H Trong đó:

 hd, hc: Tổn thất áp lực do ma sát theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất cục

 Công suất máy thổi khí:

P = GxRxT29,7xnxη[(

 P1: áp lực tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 =1 at

 P2: áp lực tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 = 0,49 + 1 = 1,49 at

395,1

1395,1

1,49

1 )

0,283

− 1] = 1,012𝑘𝑊 Chọn máy thổi khí có công suất 1,5Hp

 đường kính ống dẫn nước ra:

mm m

v

Q

36001

1043600

Tính bơm để bơm nước thải :

Công suất của bơm:

) ( 55 , 0 3600 8

, 0 1000

20 8 81 , 9 1000

Q H g

 Q: lưu lượng nước thải, (m3/s)

 H: chiều cao cột áp toàn phần, H = 8 (mH2O)

 : hiệu suất bơm (%), chọn  = 0,8

Công suất thực tế của máy bơm lấy bằng 120% công suất tính toán:

Ntt = 1,2 x N = 1,2 x 0,55 = 0,66 kW = 0,88hp Chọn 2 bơm nhúng chìm APP DSK-10 có công suất là 1hp, 1 bơm làm việc, 1 bơm dự phòng (Xem phụ lục)

Hiệu quả xử lý BOD và COD của bể điều hòa:

Nước thải sau khi đi qua bể điều hòa thì hiệu suất khử BOD và COD đạt 15% Vậy hàm lượng BOD và COD sau khi ra khỏi bể điều hòa là:

 Hàm lượng BOD 5 = 2435,04 x 0,85 = 2069,78mg/l

 Hàm lượng COD = 3437,1 x 0,85 = 2921,54mg/l

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế bể điều hòa