›
›

Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy công suất 300 m3/ngày đêm - Chu Viết Thuận

pdf 85 trang huongle 880
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy công suất 300 m3/ngày đêm - Chu Viết Thuận", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_tinh_toan_thiet_ke_he_thong_xu_ly_nuoc_thai_nha_ma.pdf

Nội dung text: Khóa luận Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy công suất 300 m3/ngày đêm - Chu Viết Thuận

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG ISO 9001:2008 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Chu Viết Thuận Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Phạm Thị Mai Vân HẢI PHỊNG - 2014
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY CƠNG SUẤT 300 M3/NGÀY ĐÊM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Chu Viết Thuận Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Phạm Thị Mai Vân HẢI PHỊNG – 2014
  3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Chu Viết Thuận Mã SV: 1012301008 Lớp: MT1401 Ngành: Kỹ thuật mơi trường Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy cơng suất 300 m3/ngày đêm
  4. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính tốn và các bản vẽ). 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn. 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp.
  5. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: Phạm Thị Mai Vân Học hàm, học vị: Thạc Sĩ Cơ quan cơng tác: Nội dung hướng dẫn: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy lưu lượng 300m3/ngày Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan cơng tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp được giao ngày .tháng . năm 2014 Yêu cầu phải hồn thành xong trước ngày . tháng . năm 2014 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Chu Viết Thuận Phạm Thị Mai Vân Hải Phịng, ngày tháng năm 2014 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị
  6. PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: 2. Đánh giá chất lƣợng của khĩa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ): 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi bằng cả số và chữ): Hải Phịng, ngày tháng năm 2014 Cán bộ hƣớng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) Phạm Thị Mai Vân
  7. Với lịng biết ơn sâu sắc em xin cám ơn cơ giáo:Thạc sỹ - Phạm Thị Mai Vân - Bộ mơn Kỹ thuật mơi trường Đại học Dân Lập Hải Phịng người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hồn thành khĩa luận tốt nghiệp của mình. Qua đây, em xin gửi lời cám ơn đến các thầy cơ trong khoa Mơi Trường và tồn thể thầy cơ đã tận tình chỉ dạy ,truyền đạt những kiến thức quý báu, những kinh nghiệm cho em trong suốt quá trình học tập tại trường Đại học Dân lập Hải Phịng. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em vượt qua mọi khĩ khăn trong suốt quá trình học tập. Em xin chân thành cám ơn ! Hải Phịng, tháng 7 năm 2014 Sinh viên Chu Viết Thuận
  8. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 2 1.1. Tổng quan về ngành sản xuất giấy 2 1.1.1. Lịch sử phát triển ngành giấy trên thế giới 2 1.1.2. Lịch sử phát triển ngành giấy ở Việt Nam 2 1.1.3. Nguyên liệu sản xuất giấy 3 1.2. Dây chuyền cơng nghệ sản xuất giấy 4 1.2.1. Sản xuất bột giấy 4 1.2.2. Tạo hình giấy từ bột giấy (xeo giấy) 5 1.2.2. Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ 7 1.3. Lưu lượng và thành phần nước thải từ quá trình sản xuất giấy 9 11 2.1. Phương pháp cơ học 11 2.1.1. Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn 11 2.1.2. Lắng cát 12 2.1.3. Lắng 12 2.1.4. Tuyển nổi 12 2.1.5. Lọc 13 2.2. Phương pháp xử lý hĩa học và hĩa lý 14 2.2.1. Trung hịa 14 2.2.2. Ơxy hĩa khử 15 2.2.4. Hấp phụ 16 2.2.5. Trao đổi ion 17 2.3. Phương pháp sinh học 17 2.3.1. Phương pháp kỵ khí 18 19 CH 23
  9. 3.1. Điều kiện thiết kế 23 23 23 23 24 24 27 : 27 3 - 300 M 29 29 4.2. 29 4.2.1. Song chắn rác 29 4.2.2.Hố thu 32 4.2.3. Bể điều hịa 34 4.2.4. Bể lắng 1 38 42 44 48 2 57 61 63 64 66 67 67 67 68 68 68
  10. 4.4. Chi phí đầu tư xây dựng 68 4.4.1. Chi phí xây dựng 68 4.4.2. Chi phí thiết bị 69 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72
  11. DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nước thải của một số nhà máy sản xuất giấy và bột giấy với nguyên liệu là gỗ và giấy thải 10 Bả 23 Bả ọc sinh học 27 Bảng 4.1 Tĩm tắt các thơng số thiết kế mương và song chắn 31 Bảng 4.2 Tĩm tắt các thơng số thiết kế hố thu 33 Bảng 4.3 Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể điều hịa 37 Bả ể lắng 1 41 Bảng 4.5 Tĩm tắt thơng số thiết kế bể trộn 43 Bảng 4.6 Tĩm tắt thơng số thiết kế bể phản ứng xốy kết hợp với lắng đứng 47 Bảng 4.7 Tĩm tắt thơng số thiết kế bể Aerotank 56 Bả 2 61 Bả 62 Bảng 4.10 Tĩm tắt thơng số thiết kể bể khử trùng 64 Bảng 4.11 Tĩm tắt thơng số thiết kế bể nén bùn 66 Bả 67 Bảng 67 Bả 68 Bả 68 Bảng 4.16: Chi phí xây dựng các bể 69 Bảng 4.17 Chi phí trang thiết bị 69
  12. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất giấy 5 Hình 3.1: Sơ đồ cơng nghệ theo phương án 1 25 Hình 3.2: Sơ đồ cơng nghệ theo phương án 2 26 Hình 4.1. Hệ thống song chắn rác 32 Hình 4.2. Mặt cắt hố thu 33 Hình 4.3. Mặt cắt bể điều hịa 37 Hình 4.4. Mặt bằng bể điều hịa 38 Hình 4.5. Mặt cắt bể lắng 1 42 Hình 4.6. Mặt cắt bể trộn 44 Hình 4.7. Mặt cắt bể phản ứng xốy kết hợp với lắng đứng 48 Hình 4.8. Sơ đồ làm việc của hệ thống Aerotank 49 Hình 4.9. Mặt cắt bể Aerotank 56 Hình 4.10. Mặt bằng bể Aerotank 56 Hình 4.11. Mặt cắt bể lắng 2 61 Hình 4.12. Mặt cắt bể khử trùng 63 Hình 4.13. Mặt cắt bể chứa bùn 64 Hình 4.14. Mặt cắt bể nén bùn 66
  13. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COD (Chemical Oxigen Demand): nhu cầu oxi hĩa học BOD (Biochemical Oxigen Demand): nhu cầu oxi sinh hĩa SS (Suspended Solid): chất rắn lơ lửng MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid): hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid): hàm lượng chất rắn lơ lửng QCVN: quy chuẩn Việt Nam TCCP: tiêu chuẩn cho phép TCXD: tiêu chuẩn xây dựng UASB (Upflow Anaerobic Slude Blanket): bể phản ứng kị khí F/M (Food/Microganism Ratio): tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật PVC (Poly Vinyl Clorua): vật liệu dẻo tổng hợp
  14. Khĩa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Ngày nay, bảo vệ mơi trường trên cơ sở phát triển bền vững đã trở thành vấn đề hàng đầu của mỗi quốc gia trên thế giới. Việt Nam cũng như nhiều nước đang phát triển, vấn đề mơi trường đang là vấn đề quan tâm của mọi người, tính chiến lược quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội mà cịn cĩ tính cấp thiết và thời sự. Vì ơ nhiễm mơi trường khơng chỉ ảnh hưởng xấu đến mỹ quan của khu vực mà cịn ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và đời sống con người. Việt Nam đang bước vào thời kì cơng nghiệp hĩa - hiện đại hố đất nước, - xã hội nhằm đáp ứng những nhu cầu và lợi ích của con người, song cũng dẫn tới những vấn đề nan giải như gây ra sự ơ nhiễm mơi trường ngày càng tăng cao. Lượng chất thải thải ra từ sinh hoạt cũng như các hoạt động sản xuất của con người ngày càng nhiều, mức độ gây ơ nhiễm mơi trường ngày càng nghiêm trọng ở nhiều vùng khác nhau. Các nhà máy xí nghiệp liên tục phát triển về số lượng lẫn quy mơ nhằm tạo ra sản phẩm đáp ứng nhu cầu càng cao của xã hội. Đồng thời với sự phát triển của sản xuất, lượng chất thải khác nhau đi vào mơi trường ngày càng tăng. Ngành cơng nghiệp sản xuất giấy chiếm vị trí khá quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, tạo việc làm cho người lao động. Cùng với sự phát triển của các ngành cơng nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn về kinh tế - xã hội, ngành cơng nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề mơi trường bức xúc, nhất là vấn đề nước thải. “ Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất giấy– cơng suất 300m3/ngày đêm” . Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 1
  15. Khĩa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 1 1.1. Tổng quan về ngành sản xuất giấy 1.1.1. Lịch sử phát triển ngành giấy trên thế giới [10,11] Lịch sử hình thành và phát triển Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử phát triển lâu đời hàng nghìn năm. Từ thời cổ đại, người Ai Cập đã biết làm ra giấy từ sợi của cây papyrus mọc bên bờ sơng Nile. Lúc đầu, phương pháp sản xuất giấy khá đơn giản, người ta nghiền ướt các nguyên liệu từ sợi thực vật (như gỗ, tre, nứa ) thành bột nhão rồi trải ra từng lớp mỏng và sấy khơ. Nhờ quá trình này các sợi thực vật sẽ liên kết với nhau tạo thành tờ giấy. Nhiều thế kỷ trơi qua, mãi đến giữa thế kỷ thứ 8 phát minh này của người Trung Hoa mới được phổ biến đến các nước Hồi giáo ở Trung Á. Sau đĩ, quy trình sản xuất giấy được du nhập vào châu Âu. Đến thế kỷ 14 các xưởng sản xuất giấy đã xuất hiện ở Tây Ban Nha, Italia, Pháp và Đức. Khi đĩ giấy được sản xuất bằng phương pháp thủ cơng, nguyên liệu là bơng và vải lanh vụn. Đầu thế kỷ 19, sản xuất giấy được cơ giới hĩa ngày càng nhiều, năng suất lao động tăng cao và nhu cầu về nguyên liệu vải vụn cũng ngày càng tăng. Sau đĩ gỗ đã được sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất giấy thay cho vải vụn. Năm 1840, ở Đức người ta đã phát triển phương pháp nghiền gỗ thành bột giấy bằng thiết bị nghiền cơ học. Năm 1866, nhà hĩa học Mỹ Benjamin Tighman đưa ra quy trình sản xuất bột giấy bằng phương pháp hĩa học, sử dụng Na2SO3 để nấu gỗ vụn thành bột giấy. Năm 1880 nhà hĩa học Đức Carl F.Dahl phát minh ra phương pháp nấu bột giấy bằng Na2SO3 và NaOH. Từ lúc đĩ gỗ trở thành nguyên liệu chính để sản xuất giấy. 1.1.2. Lịch sử phát triển ngành giấy ở Việt Nam Ngành giấy là một trong những ngành hình thành từ rất sớm tại Việt Nam, khoảng năm 284. Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy làm bằng phương pháp thủ cơng để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 2
  16. Khĩa luận tốt nghiệp Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy đầu tiên bằng phương pháp cơng nghiệp đi vào hoạt động với cơng suất 4.000 tấn giấy/năm tại Việt Trì. Trong thập niên 1960, nhiều nhà máy giấy được đầu tư xây dựng nhưng hầu hết đều cĩ cơng suất nhỏ (dưới 20.000 tấn/năm) như nhà máy giấy Việt Trì; nhà máy bột giấy Vạn Điểm; nhà máy giấy Đồng Nai; nhà máy giấy Tân Mai v.v. Năm 1975, tổng cơng suất thiết kế của ngành giấy Việt Nam là 72.000 tấn/năm nhưng do ảnh hưởng của chiến tranh và mất cân đối giữa bột giấy và giấy nên thực tế chỉ đạt 28.000 tấn/năm. Năm 1982, nhà máy giấy Bãi Bằng do Chính phủ Thụy Điển tài trợ đã đi vào sản xuất với cơng suất thiết kế là 53.000 tấn bột giấy/năm và 55.000 tấn giấy/năm, dây chuyền sản xuất khép kín, sử dụng cơng nghệ cơ - lý và tự động hĩa. Nhà máy cũng xây dựng được vùng nguyên liệu, cơ sở hạ tầng, cơ sở phụ trợ như điện, hĩa chất và trường đào tạo nghề phục vụ cho hoạt động sản xuất. Ngành giấy cĩ những bước phát triển vượt bậc, sản lượng giấy tăng trung bình 11%/năm; tuy nhiên, nguồn cung như vậy vẫn chỉ đáp ứng được gần 64% nhu cầu tiêu dùng,phần cịn lại vẫn phải nhập khẩu. Mặc dù đã cĩ sự tăng trưởng đáng kể tuy nhiên, tới nay đĩng gĩp của ngành trong tổng giá trị sản xuất quốc gia vẫn rất nhỏ. 1.1.3. Nguyên liệu sản xuất giấy Nguyên liệu chính để sản xuất giấy và bột giấy là sợi xenlulozo từ nguyên liệu nguyên thủy (gỗ và phi gỗ). Bên cạnh đĩ, giấy loại đang ngày càng trở thành nguồn nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất giấy. - Nguyên liệu từ gỗ là các loại cây lá rộng hoặc lá kim. - Nguyên liệu phi gỗ như các loại tre nứa, phế phẩm sản xuất cơng- nơng nghiệp như rơm rạ, bã mía Chi phí sản xuất thấp nhưng khơng phù hợp với nhà máy cĩ cơng suất lớn do nguyên liệu loại này được cung cấp theo mùa vụ và khĩ khăn trong việc cất trữ. - Giấy loại ngày càng được sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho ngành Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 3
  17. Khĩa luận tốt nghiệp giấy do ưu điểm tiết kiệm được chi phí sản xuất. Giá thành bột giấy từ giấy loại luơn thấp hơn các loại bột giấy từ các loại nguyên liệu nguyên thủy vì chi phí vận chuyển, thu mua và xử lý thấp hơn. Tính trung bình sản xuất 1 tấn giấy từ giấy loại tiết kiệm được 17 cây gỗ và 1.500 lít dầu, giảm được 74% khí thải và 35% nước thải so với sản xuất giấy từ nguyên liệu nguyên thủy. Hơn nữa, chi phí đầu tư dây chuyền xử lý giấy loại thấp hơn dây chuyền sản xuất bột giấy từ các nguyên liệu nguyên thủy. Bên cạnh đĩ sản xuất giấy từ giấy loại cĩ tác dụng bảo vệ mơi trường. Tuy nhiên bột giấy tái chế cĩ chất lượng kém hơn do đĩ khơng thể sử dụng để sản xuất các loại sản phẩm chất lượng cao. Nguồn giấy loại được cung cấp từ 2 nguồn là thu gom và nhập khẩu. Giấy loại nhập khẩu vào Việt Nam chủ yếu được nhập từ Mỹ, Nhật và New Zealand. Nguồn thu gom trong nước chủ yếu qua đồng nát là những người thu gom riêng lẻ từng ngõ ngách, các cơng ty vệ sinh, những người bới rác, các trạm thu mua trung gian. Hiện nay việc thu gom giấy tái chế diễn ra khá tự phát. Do đĩ tỉ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng ở Việt Nam rất thấp chỉ khoảng 25% so với 38% ở Trung Quốc hay 65% ở Thái Lan. 1.2. Dây chuyền cơng nghệ sản xuất giấy [2] Cơng nghệ sản xuất giấy bao gồm hai cơng đoạn chính là sản xuất bột giấy và xeo giấy. 1.2.1. Sản xuất bột giấy Sản xuất bột giấy là quá trình gia cơng xử lý nguyên liệu để tách và thu xenlulozo. Bột giấy thu được cĩ hàm lượng xenlulozo càng cao càng tốt. Những loại cây dùng làm giấy cần phải cĩ hàm lượng xenlulozo cao hơn 35%. Các thành phần khác như hemixenluloze, lignin cần phải thấp để giảm hĩa chất dùng cho nấu, tẩy. Các phương pháp sản xuất bột giấy gồm cĩ: cơ học, nhiệt học và hĩa học. Trong các phương pháp đều dùng hĩa chất để nấu nhằm tách lignin và các tạp chất ra khỏi xenlulozo. Sulfat và sulfit là hai hĩa chất được dùng phổ biến,cĩ thể Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 4
  18. Khĩa luận tốt nghiệp áp dụng nấu nhiều loại nguyên liệu như gỗ, tre, nứa và cĩ khả năng thu hồi hĩa chất bằng phương pháp cơ đặc - đốt - xút hĩa, dịch đen sinh ra được tái sinh và sử dụng lại như dung dịch kiềm cho cơng đoạn nấu. Nước thải của quá trình nấu gọi là dịch đen chứa các hợp chất chứa natri (chủ yếu là Na2SO4), ngồi ra cịn cĩ NaOH, Na2S, Na2CO3 và lignin cùng các sản phẩm thủy phân hydratcacbon và axit hữu cơ. 1.2.2. Tạo hình giấy từ bột giấy (xeo giấy) Bột giấy sau khi được tẩy trắng sẽ được đưa tiếp sang cơng đoạn làm giấy ở trong cùng một nhà máy hoặc cĩ thể nhà máy khác. Cơng đoạn này là tạo hình sản phẩm trên lưới và thốt nước để giảm độ ẩm của giấy. Nguyên liệu của quá trình này là bột giấy, giấy cũ Cĩ nhiều cơng nghệ sản xuất giấy khác nhau, nhưng nhìn chung các doanh nghiệp sản xuất giấy sử dụng cơng nghệ phổ biến như: Hình 1.1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất giấy Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 5
  19. Khĩa luận tốt nghiệp , tre, ) (Clo) , BOD5, COD cao , BOD5, COD cao , BOD5, COD cao Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 6
  20. Khĩa luận tốt nghiệp 1.2.2. Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ Gia cơng nguyên liệu thơ: Rửa sạch nguyên liệu ( dụng dịng nước cĩ áp lực cao), loại bỏ tạp chất, cắt nhỏ. Dịng thải rửa nguyên liệu chứa các chất hữu cơ hịa tan, đất đá, sỏi cát, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây - Nguyên liệu là tre, nứa được đưa vào băng tải thứ nhất dẫn đến máy chặt. Tại đây các nguyên liệu này được chặt nhỏ thành các mảnh cĩ kích thước dài 35mm, sau đĩ đưa qua hệ thống sàng và hệ thống rửa bằng nước. - Nguyên liệu là gỗ được đưa đến băng tải thứ 2 đến bộ phận bĩc vỏ. Sau khi vỏ gỗ được tách ra, gỗ được chặt thành các mảnh cĩ kích thước 8 - 10cm, rộng 22 - 25mm, dày 2 - 5 mm. Các mảnh cũng được đưa qua bộ phận sàng rồi sang hệ thống rửa bằng nước. - Nguyên liệu sau khi được chặt và rửa sạch sẽ được đưa vào nấu. Nấu: Mảnh được đưa vào nấu, sau khi nạp nguyên liệu là các mảnh gỗ, tre, nứa, bơm dịch trắng vào. Dịch trắng chứa NaOH và Na2 S. - Nhằm tách lignin và các hemixenlulơzơ ra khỏi nguyên liệu ban đầu. Trong quá trình này ta cho các hĩa chất kiềm hịa tan vào để thủy phân lignin và hemixenlulozo như: dung dịch muối sulfit hay axit lỗng đun sơi + Rửa bột: Nhằm mục đích tách bột xenlulozo ra khỏi dung dịch nấu (dịch đen), nước rửa thường sử dụng là nước sạch. - Dịng thải từ quá trình nấu và rửa sau nấu thường chứa phần lớn các chất hữu cơ hịa tan, các hĩa chất nấu và một phần xơ sợi; dịng thải cĩ màu tối nên gọi là dịch đen. Dịng thải này sau đĩ sẽ được tái sinh để thu hồi bột giấy. + Tẩy trắng: Quá trình này nhằm tách lignin và một số thành phần cịn tồn dư trong bột giấy. Để khử lignin người ta dùng các chất oxi hĩa như: clo, hyppoclorit, ozon Theo truyền thống, quá trình tẩy trắng gồm ba giai đoạn chính: - Giai đoạn clo hĩa: clo hĩa lượng lignin cịn sĩt lại trong bột giấy. - Giai đoạn thủy phân kiềm: sản phẩm lignin hịa tan trong kiềm nĩng được tách ra khỏi bột giấy. - Giai đoạn tẩy oxy hĩa: thay đổi cấu trúc mang màu cịn sĩt lại trong bột Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 7
  21. Khĩa luận tốt nghiệp giấy. - Dịng thải từ quá trình tẩy trắng này thường chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hịa tan và hợp chất tạo thành của những chất đĩ với chất tẩy ở dạng độc hại, cĩ khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ (AOX: Adsorbable Organic Halogens), làm tăng AOX trong nước thải. Dịng thải này cĩ độ màu, giá trị BOD và COD cao. + Nghiền bột: Quá trình này nhằm mục đích là làm cho các xơ sợi được hydrat hĩa và trở nên dẻo dai, tăng bề mặt hoạt tính, giải phĩng gốc hydroxit làm tăng diện tích bề mặt, tăng độ mềm mại, hình thành độ bền của tờ giấy. + Xeo giấy: Xeo giấy là quá trình tạo hình sản phẩm trên lưới và thốt nước để giảm độ ẩm của giấy. Sau khi bột được nghiền sẽ được trộn với chất độn và chất phụ gia trước khi đến giai đoạn xeo giấy. Tùy theo chất lượng mong muốn mà ta cĩ thể thêm vào các chất phụ gia sau: - Các chất vơ cơ: cao lanh, CaCO3, oxit titan - Các chất hữu cơ: tinh bột biến tính, axit lactic. - Các chất màu: nhơm sulfat (tác nhân khử mực). - Dịng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thơng, phẩm màu, cao lanh. + Sấy: Giấy sau khi xeo sẽ được sấy khơ để cĩ được sản phẩm khơ. + Thu hồi hĩa chất: Để đạt được hiệu quả kinh tế cao, đối với quy trình cơng nghệ sản xuất bột giấy bằng phương pháp hĩa học cần cĩ bộ phận phụ để thu hồi hĩa chất như việc tái sinh kiềm từ dịch đen của phương pháp sunfat bao gồm các giai đoạn : - Cơ đặc để giảm lượng nước. - Đốt dịch đã qua cơ đặc ở nhiệt độ cao > 500oC với mục đích cho các chất hữu cơ cháy hồn tồn tạo thành CO2 và H2O, cịn thành phàn vơ cơ của kiềm dịch đen sẽ tạo tro hoặc cặn nĩng chảy gọi là kiềm đỏ. - Xút hĩa kiềm đỏ bằng dung dịch kiềm lỗng và sữa vơi Ca(OH)2. Sau đĩ tách bùn vơi và dung dịch trắng gồm NaOH, Na2S, Na2SO4, NaCO3 được thu hồi và tuần hồn trở lại sử dụng cho cơng đoạn nấu. Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 8
  22. Khĩa luận tốt nghiệp 1.3. Lƣu lƣợng và thành phần nƣớc thải từ quá trình sản xuất giấy [9] Nước thải sản xuất bột giấy: Thành phần nước thải bột giấy phụ thuộc vào nguyên liệu và cơng nghệ sản xuất. Ước tính để sản xuất một tấn sản phẩm cĩ thể phát sinh từ vài chục đến vài trăm mét khối nước thải. Nguyên liệu sản xuất bột thơng thường là gỗ rừng, tuy nhiên cũng cĩ thể là bất kể nguồn xellulơ nào, ví dụ tre nứa, bã mía, đay, giấy vụn, giấy phế liệu Bột giấy cĩ thể là bột khơng tẩy hoặc tẩy trắng. Để tẩy trắng bột giấy, tùy vào cơng nghệ các chất oxy hĩa khác nhau như hyđrơperoxit, clo, clođioxit, sẽ được sử dụng, do đĩ nước thải từ cơng đoạn tẩy trắng thường chứa nhiều hĩa chất ảnh hưởng xấu đến mơi trường, nhất là khi chất tẩy là clo. Nước thải sản xuất giấy: Giấy, bìa cĩ thể được sản xuất từ bột giấy mới hoặc tái sinh, hoặc hỗn hợp, tẩy trắng hoặc chưa tẩy trắng. Đối với loại hình sản xuất giấy từ bột giấy nước thải phát sinh dao động trong khoảng 0,5 – 13,5 m3/tấn sản phẩm. Quá trình sản xuất giấy chủ yếu là “xeo”, khi đĩ huyền phù bột giấy sẽ được trộn với các chất độn, các phụ gia chức năng như cao lanh, bột đá (CaCO3), phèn nhơm, chất tạo màu trắng TiO2, silicat Các phụ gia hữu cơ khác như tinh bột biến tính, latex, các chất phân tán, hoạt động bề mặt cũng được sử dụng theo yêu cầu cơng nghệ hoặc để đem lại cho giấy một chức năng nào đĩ. Hỗn hợp được phun lên băng máy xeo để ép thành “tờ” giấy dài vơ tận, qua bộ phận sấy khơ, cuộn lại thành sản phẩm. Do sử dụng nhiều phụ gia vơ cơ, nước thải của nhà máy giấy thường đục hơn nhiều so với nước thải nấu bột. Trong phần lớn các nhà máy giấy nước thải thường được xử lý sơ bộ bằng các thiết bị tách cặn, thu hồi bột và nước, vì vậy chất lượng nước thải phụ thuộc rất nhiều vào mức độ tuần hồn tái sử dụng nước, nước thải sẽ cĩ độ đậm đặc cao hơn nếu tái sử dụng nhiều hơn. Nước thải sản xuất bột giấy tái sinh: Hầu như khơng gặp nhà máy sử dụng giấy tái sinh chỉ để sản xuất bột, hầu hết các nhà máy sản xuất cả bột và giấy. Nước thải phát sinh dao động trong khoảng 0,06 – 50 m3/tấn sản phẩm. Thường để đảm bảo chất lượng sản phẩm giấy người ta bổ sung một phần “bột” mới khi xeo. Như vậy thành phần nước thải của các nhà máy này gần giống với nước thải nhà máy giấy hơn, tuy nhiên độ ơ nhiễm cao hơn vì cĩ quá trình tái Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 9
  23. Khĩa luận tốt nghiệp sinh giấy đã sử dụng. Mức độ ơ nhiễm của nước thải phụ thuộc vào loại hĩa chất tẩy sử dụng, tẩy trắng tốt nhất và phổ biến nhất vẫn là clo hoặc các hợp chất clo (nước javen hay hypoclorơ), các nhà máy hiện đại sử dụng clo dioxit. Oxy, ơzơn cũng như hyđroperoxit cũng được sử dụng, tuy nhiên hiệu quả tẩy trắng khơng bằng clo. Trong cơng nghệ sản xuất giấy và bột giấy thì phần nước thải từ nhà máy giấy thuần túy (khơng sản xuất bột) là khá sạch, chủ yếu là nước thải từ khâu xeo giấy, tạp chất cơ bản là cặn lơ lửng (thường là xơ sợi giấy, bột độn, bột màu, phụ gia ), thành phần chất hữu cơ thường khơng quá cao, BOD5 của nước xeo thường dao động từ 150 - 350 mgO2/l. Đối với các nhà máy cĩ sản xuất bột giấy thì loại nước thải đậm đặc và khĩ xử lý nhất nước thải dịch đen, lượng kiềm dư cĩ thể lên tới 20 g/l, COD dao động ở mức hàng chục ngàn tới 100.000 mg/l. Đối với các nhà máy sản xuất giấy từ giấy thải thì thành phần ơ nhiễm chủ yếu là SS, COD, và BOD5 với nồng độ cao. . Bảng 1.1 Thành phần nƣớc thải của một số nhà máy sản xuất giấy và bột giấy với nguyên liệu là gỗ và giấy thải Nguyên liệu Nguyên liệu là giấy thải từ gỗ mềm Chỉ tiêu Đơn vị Sản phẩm Sản phẩm Sản phẩm giấy carton giấy vệ sinh giấy bao bì pH - 6,9 6,8 ÷ 7,2 6,0 ÷7,4 Màu Pt- Co 1.500 1.000 ÷ 4.000 1.058 ÷ 9.550 Nhiệt độ 0C - 28 - 30 28 - 30 SS mg/l 4.244 454 ÷ 6.082 431 ÷ 1.307 COD mgO2/l 4.000 868 ÷ 2.128 741 ÷ 4.130 BOD mgO2/l 1.800 475 ÷1.075 520 ÷ 3.085 Ntổng mg/l 43,4 0,0 ÷ 3,6 0,7 ÷ 4,2 Ptổng mg/l 2,0 - - 2- SO4 mg/l 116 - - (Nguồn: Tổng cục Mơi trường, 2011) Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 10
  24. Khĩa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 2 Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn cĩ tính chất rất khác nhau: từ các loai chất rắn khơng tan, đến các loại chất khĩ tan và những hợp chất tan trong nước. Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đĩ, làm sạch lại nước để cĩ thể đưa nước thải vào nguồn tiếp nhận hoặc tái sử dụng. Để đạt được những mục đích đĩ thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để sử dụng những phương pháp xử lý thích hợp. Thơng thường cĩ các phương pháp xử lý nước thải như sau: - Xử lý bằng phương pháp cơ học - Xử lý bằng phương pháp hĩa học và hĩa lý - Xử lý bằng phương pháp sinh học - Xử lý bằng phương pháp tổng hợp 2.1. Phƣơng pháp cơ học [5,6,7] 2.1.1. Lọc qua song chắn hoặc lƣới chắn Đây là bước xử lý sơ bộ ,mục đích của quá trình là khử tất cả các tạp chất cĩ thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành xử lý nước thải như làm tắc bơm đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an tồn và điều kiện làm việc thuận lợi cho các hệ thống. Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thơ, trung bình và mịn. Song chắn rác thơ cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 60-100 mm và song chắn rác mịn cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 10 đến 25mm. Theo hình dạng cĩ thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một gĩc 45-60o nếu làm sạch thủ cơng hoặc nghiêng một gĩc 75-85o nếu làm bằng máy. Tiết diện của song chắn cĩ thể trịn, vuơng hoặc hỗn hợp. Song chắn tiết diện trịn cĩ trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật giữ lại. Do đĩ thơng dụng hơn cả là thanh cĩ tiết diện hỗn hợp, cạnh vuơng gĩc phía sau và cạnh trịn phía trước hướng đối diện với dịng chảy. Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6-1m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 m/s-1m/s Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 11
  25. Khĩa luận tốt nghiệp nhằm tránh đẩy rác qua khe của song. Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy chất thải rắn. 2.1.2. Lắng cát Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vơ cơ khơng tan cĩ kích thước từ 0,2 mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an tồn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mịn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các cơng trình sinh học phía sau. Bể lắng cát cĩ thể được phân thành 2 loại: bể lắng cát ngang và bể lắng đứng. Ngồi ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được áp dụng rộng rãi. Vận tốc dịng chảy trong bể lắng ngang khơng được vượt quá 0,3 m/s. Vận tốc này cho phép các hạt cát, hạt sỏi và các hạt vơ cơ khác lắng xuống đáy, cịn hầu hết các hạt hữu cơ khơng lắng và được xử lý ở những cơng trình tiếp theo. 2.1.3. Lắng Bể lắng cĩ nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng cĩ sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bơng hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dịng chảy, bể lắng được chia thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng. Trong bể lắng ngang, dịng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc khơng lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5-2,5 giờ. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải hơn 15000 m3/ngày. Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5-0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 45 phút – 120 phút. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thấp hơn bể lắng ngang từ 10-20%. 2.1.4. Tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi thường sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạy rắn hoặc lỏng) phân tán khơng tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp, quá trình này cịn dùng để tách các chất hịa tan như Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 12
  26. Khĩa luận tốt nghiệp các chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải, qua trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là cĩ thể khử hồn tồn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. Tùy theo phương thức cấp khơng khí vào nước, quá trình tuyển nổi được thực hiện theo các phương thức sau. - Tuyển nổi bằng khí phân tán. Trong trường hợp này,thổi trực tiếp khí nén vào bể tuyển nổi để tạo thành bọt khí cĩ kích thước từ 0,1-1mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí –nước chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, dính kết và nổi lên bề mặt. - Tuyển nổi chân khơng. Trong trường hợp này, bão hịa khơng khí ở áp suất khí quyển, sau đĩ, thốt khí ra khỏi nước ở áp suất chân khơng. Hệ thống này thường ít sử dụng trong thực tế vì khĩ vận hành và chi phí cao. - Tuyển nổi bằng khí hịa tan. Sục khơng khí vào nước ở áp suất cao (2-4 atm), sau đĩ giảm áp giải phĩng khí. Khơng khí thốt ra sẽ tạo thành bọt khí cĩ kích thước 20-100 m. 2.1.5. Lọc Lọc thường được sử dụng để tách các tạp chất cĩ kích thước nhỏ khi khơng thể loại được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc ít khi dùng trong xử lý nước thải, thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau khi xử lý địi hỏi cĩ chất lượng cao. Để lọc nước thải người thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau: - Theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục - Theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong - Theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân khơng, lọc áp lực hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng. Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 13
  27. Khĩa luận tốt nghiệp Trong các hệ thống xử lý nước thải cơng suất lớn khơng cần sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc cĩ thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi thậm chí cả than nâu hoặc gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương. Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau: - Sàng lọc để tách các hạt rắn hồn tồn bằng nguyên lý cơ học - Lắng trọng lực - Giữ hạt rắn theo quán tính - Hấp thụ hĩa học - Hấp thụ vật lý - Quá trình dính bám, quá trình lắng tạo bơng Thiết bị lọc với lớp hạt cĩ thể phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín. 2.2. Phƣơng pháp xử lý hĩa học và hĩa lý [5,6,7] 2.2.1. Trung hịa Nước thải chứa các acid vơ cơ hoặc kiềm cần được trung hịa đưa pH về khoảng 6.5-8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho cơng nghệ xử lý tiếp theo. Trung hịa nước thải cĩ thể thực hiện bằng nhiều cách sau: - Trộn lẫn nước thải acid với nước thải kiềm - Bổ sung các tác nhân hĩa học - Lọc nước acid qua vật liệu cĩ tác dụng trung hịa - Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước acid Để trung hịa nước thải chưa acid cĩ thể xử dụng các tác nhân hĩa học như NaOH, KOH, Na2CO3, NH4OH, CaCO3, MgCO3 Song tác nhân rẻ nhất là sữa vơi Ca(OH)2, tiếp đĩ là sođa và NaOH ở dạng phế thải. Trong trường hợp trung hịa nước thải acid bằng cách lọc qua vật liệu cĩ tác dụng trung hịa, vật liệu lọc cĩ thể là manhêtit (MgCO3), đơlơmit, đá vơi, đá phấn, đá hoa và các chất thải rắn như xỉ và xỉ tro. Khi lọc nước thải chứa HCl và HNO3 qua lớp đá vơi, thường chọn tốc độ lọc từ 0,5-1m/h. Trong trường hợp Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 14
  28. Khĩa luận tốt nghiệp lọc nước thải chứa tới 0,5% H2SO4 qua lớp đơlơmit, tốc độ lọc lấy từ 0,6-0,9 m/h. Khi nồng độ H2SO4 lên đến 2% thì tốc độ lọc lấy bằng 0,35%. Để trung hịa nước thải kiềm cĩ thể dùng khí acid (chứa CO2,SO2,NO2, ). Việc sử dụng khí acid khơng những cho phép trung hịa nước thải mà đồng thời tăng hiệu quả làm sạch chính khí thải. Việc lựa chọn phương pháp trung hịa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ thải nước và chi phí hĩa chất sử dụng. 2.2.2. Ơxy hĩa khử Để làm sạch nước thải, cĩ thể sử dụng các tác nhân oxy hĩa khử như clo, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, ozone, H2O2, MnO2 Quá trình oxy hĩa sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hại hơn và tách khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn nhiều hĩa chất nên thường chỉ sử dụng khi khơng thể xử lý bằng những phương pháp khác. 2.2.3. Keo tụ Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1-10um. Các hạt này khơng nổi cũng khơng lắng và do đĩ khĩ tách loại. Các hạt nhỏ trong nước cĩ khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này cĩ thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang điện tích, cĩ thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ cĩ chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hĩa các nhĩm hoạt hĩa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hĩa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đĩ, để phá tính bền của hạt keo cần trung hịa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hịa điện tích cĩ thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bơng cặn cĩ kích Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 15
  29. Khĩa luận tốt nghiệp thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này gọi là quá trình tạo bơng. Quá trình thủy phân các chất keo tụ và tạo thành bơng cặn xảy ra theo các giai đoạn sau. Me3+ + HOH = Me(OH)2+ + H+ Me(OH)2+ + HOH = Me(OH)+ + + + + H Me(OH) + HOH = Me(OH)3 + H 3+ + Me + HOH = Me(OH)3 + 3H Những chất keo tụ dùng nhất là các muối sắt và muối nhơm như: - Al2(SO4)3, Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O. - FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O. - PAC 2.2.4. Hấp phụ Phương pháp này được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hịa tan khơng xử lý được bằng các phương pháp khác. Tùy theo bản chất, quá trình hấp được phân thành hấp lý học và hấp hĩa học. - Hấp lý học là quá trình hấp xảy ra nhờ các lực liên kết VanderWaals. Các hạt bị hấp vật lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp và đây là quá trình hấp đa lớp (hình thành nhiều lớp phân tử trên bề mặt chất hấp ). - Hấp hĩa học là quá trình hấp trong đĩ xảy ra phản ứng hĩa học giữa chất bị hấp và chất hấp . Trong xử lý nước thải, quá trình hấp thường là sự kết hợp giữa hấp vật lý và hấp hĩa học. Khả năng hấp của chất hấp phụ thuộc vào: Diện tích bề mặt chất hấp Nồng độ của chất hấp Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 16
  30. Khĩa luận tốt nghiệp Vận tốc tương đối giữa hai pha Cơ chế hình thành liên kết hĩa học hoặc lý học. 2.2.5. Trao đổi ion Phương pháp này được dùng để tách các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn cũng như các hợp chất Arsen, Phospho, Cyanua, chất phĩng xạ ra khỏi nước. Phương pháp này cho phép thu hồi những chất cĩ giá trị cao và đạt mức độ sạch cao. Đây cịn là phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải. Trao đổi ion là một quá trình trong đĩ các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Trao đổi ion cũng là một quá trình hấp thụ , trong đĩ các ion cĩ trong dung dịch thay thế những tan. Chất trao đổi ion dùng trong cơng nghiệp hầu hết là những polyme khơng tan, được gọi là nhựa trao đổi ion. 2.3. Phƣơng pháp sinh học [5,6,7] Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hịa tan cĩ trong nước thải cũng như một số chất vơ cơ. Dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất gây ơ nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khống chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Phương pháp xử lý sinh học chia làm hai loại: - Phương pháp kỵ khí sử dụng nhĩm vi sinh vật kỵ khí hoạt động trong điều kiện khơng cĩ oxy - Phương pháp hiếu khí sử dụng nhĩm vi sinh vật hiếu khí hoạt động trong điều kiện cĩ oxy. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hĩa sinh hĩa. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hịa tan, cả chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính như sau: - Chuyển các chất ơ nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật - Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 17
  31. Khĩa luận tốt nghiệp độ bên trong và bên ngồi tế bào - Chuyển hĩa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới Tốc độ quá trình oxy hĩa sinh hĩa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hĩa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng. 2.3.1. Phƣơng pháp kỵ khí Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hĩa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình phản ứng sinh hĩa trong điều kiện kỵ khí cĩ thể biểu diễn đơn giản như sau: Vi sinh vật Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + tế bào mới Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kị khí xảy ra theo bốn giai đoạn: - Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử - Giai đoạn 2: Acid hĩa - Giai đoạn 3: Acetate hĩa - Giai đoạn 4: Methane hĩa Các chất thải hữu cơ chứa các chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, cacrbohydrates, lignin trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hĩa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn và chất béo thành acid béo. Trong giai đoạn acid hĩa, các chất hữu cơ đơn giản lại được chuyển hĩa thành acetic acid, H2 và CO2. Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid. Bên cạnh đĩ, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrat. Vi sinh vật chuyển hĩa methane chỉ cĩ thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 18
  32. Khĩa luận tốt nghiệp CO2, H2, formate, acetate, methanol, methylamines và CO. Các phương pháp phản ứng xảy ra như sau: 4H2 + CO2 = CH4 + 2H2O 4HCOOH + CH4 = 3CO2 + 2H2O CH3COOH = CH4 + CO2 4CH3OH = 3CH4 + CO2 + 2H2O 4(CH3)3N + H2O = 9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3 : - (Anaerobic Contact Process) (Upflow Anaerobic Sludge Blanker – UASB) - (Anaerobic Filter Process). Sử dụng nhĩm vi sinh vật hiếu khí, quá trình xử lý diễn ra trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí gồm 3 giai đoạn: Oxy hố các chất hữu cơ: Enzym CxHyOz + O2 CO2 + H2O + ΔH Tổng hợp tế bào mới: Enzym CxHyOz + O2 + NH3 Tế bào vi khuẩn (C5H7O2N) + CO2 + H2O - ΔH Phân huỷ nội bào: Enzym C5H7O2N + O2 5CO2 + H2O + NH3 ± ΔH Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí cĩ thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các cơng trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hố sinh hố nên quá trình xử lý cĩ tốc độ Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 19
  33. Khĩa luận tốt nghiệp Và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí cĩ thể chia thành: - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thống, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân huỷ hiếu khí. Trong số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất. - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định.  Bể Aeroten là cơng trình bê tơng cốt thép hoặc bằng sắt thép, hình khối chữ nhật hoặc hình trịn. Nước thải chảy qua suốt chiều dài bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường oxy hồ tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân huỷ chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí. Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ xảy ra trong bể Aeroten bao gồm ba giai đoạn - Giai đoạn một: thức ăn dinh dưỡng trong nước rất phong phú, lượng sinh khối trong thời gian này lại ít. Sau khi thích nghi với mơi trường, vi sinh vật sinh trưởng rất nhanh và mạnh theo cấp số nhân, vì vậy lượng oxy tiêu thụ tăng dần - Giai đoạn hai: sinh vật phát triển ổn định, tốc độ tiêu thụ oxy cũng gần như ít thay đổi chính ở giai đoạn này chất hữu cơ bị phân huỷ nhiều nhất - Giai đoạn ba: Sau một thời gian khá dài, tốc độ oxy hố cầm chừng, cĩ chiều hướng giảm lại thấy tốc độ tiêu thụ oxy tăng lên. Đây là giai đoạn nitrat hố muối amon.  Là cơng trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các chất hữu cơ cĩ trong nước thải nhờ quá trình oxy hĩa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Cĩ 2 dạng: Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 20
  34. Khĩa luận tốt nghiệp - Bể lọc sinh học nhỏ giọt: Là bể lọc sinh học cĩ lớp vật liệu lọc khơng ngập nước. Giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l. Với lưu lượng nước thải khơng quá 1000 m3/ngày. - Bể lọc sinh học cao tải: Lớp vật liệu lọc đặt ngập trong nước. Tải trọng nước thải tới10 ÷ 30m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc sinh học nhỏ giọt.  ( Rotating biological contactors) RBC gồm một loại đĩa trịn xếp liền nhau bằng polystyren hay PVC. Những đĩa này được nhúng chìm trong nước thải và quay từ từ. Trong khi vận hành, sinh vật tăng trưởng sẽ bám dính vào bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhày trên tồn bộ bề mặt ướt của đĩa. Đĩa quay làm cho sinh khối luơn tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và khơng khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí.  ( Sequence Batch Reactor) SBR là một bể dạng của bể Aeroten. Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song chắn rác, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Ưu điểm là khử được các hợp chất Nitơ, photpho khi vận hành đúng quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Bể SBR hoạt động theo 5 pha: 1. Pha làm đầy (fill): Thời gian bơm nước vào bể kéo dài từ 1 – 3 giờ. Dịng nước thải được đưa vào bể trong suốt thời gian diễn ra pha làm đầy. Trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tùy thuộc vào mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào, quá trình làm đầy cĩ thể thay đổi linh hoạt: Làm đầy – tĩnh, làm đầy – hịa trộn, làm đầy sục khí. 2. Pha phản ứng, thổi khí (React): Tạo phản ứng sinh hĩa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thống bề mặt để cung cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời gian làm thống phụ thuộc vào chất lượng nước thải, thường khoảng 2 giờ. Trong pha phản ứng, quá trình nitrat hĩa cĩ thể thực Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 21
  35. Khĩa luận tốt nghiệp - hiện, chuyển nitơ từ dạng N-NH3 sang N-NO2 và nhanh chĩng chuyển sang - dạng N-NO3 . 3. Pha lắng (settle): Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong mơi trường tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cơ đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ. 4. Pha rút nước (draw): Khoảng 0.5 giờ. 5. Pha chờ: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trình trên và số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể. Xả bùn dư là một giai đoạn quan trọng khơng thuộc 5 giai đoạn cơ bản trên, nhưng nĩ cũng ảnh hưởng lớn đến năng suất của hệ. Lượng và tần xuất xả bùn được xác định bởi năng suất yêu cầu, cũng giống như hệ hoạt động liên tục thơng thường. Trong hệ hoạt động gián đoạn, việc xả thường được thực hiện ở giai đoạn lắng hoặc giai đoạn tháo nước trong. Đặc điểm duy nhất là ở bể SBR khơng cần tuần hồn bùn hoạt hĩa. Hai quá trình làm thống và lắng đều diễn ra ở ngay trong một bể, cho nên khơng cĩ sự mất mát bùn hoạt tính ở giai đoạn phản ứng và khơng phải tuần hồn bùn hoạt tính để giữ nồng độ. Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 22
  36. Khĩa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 3.1. Điều kiện thiết kế Nhà máy sản xuất giấy sử dung nguyên liệu: bột giấy và giấy vụn Sản phẩm: giấy cuộn Nước thải phát sinh (m3/ngày): 300 m3/ngày (chủ yếu từ cơng đoạn xeo giấy và chuẩn bị bột giấy) . Bảng 3.1 QCVN Thơng số Đầu vào 12: 2008/BTNMT (loại B) pH 6- 9 5.5 – 9 BOD5 tổ ng (mg/l) 1000 50 COD ( mg/l) 2000 200 SS (m g/l) 850 10 0 Độ màu ( Pt – Co) 350 100 . . 3.2. (theo QCVN 12:2008/BTNMT - B). Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 23
  37. Khĩa luận tốt nghiệp . . : Phương án 1: Sử dụng cơng trình xử lý sinh học hiếu khí là bể Aerotank Phương án 2: Sử dụng cơng trình xử lý sinh học hiếu khí là bể lọc sinh học Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 24
  38. Khĩa luận tốt nghiệp Hình 3.1: Sơ đồ cơng nghệ theo phương án 1 Nước thải sản xuất Song chắn Hố thu Bể điều hịa Nước ép bùn tuần hồn Thu hồi bột Bể lắng 1 Hĩa chất keo tụ (PAC) ợp với lắng đứng Bùn tuần hồn Máy thổi khí Bể lắng 2 Bể Khử trùng Clo Ghi chú : Nước sau xử lý : Đường nước thải : Đường bùn thải , Đưa đi xử lý theo quy định : Đường cấp khí Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 25
  39. Khĩa luận tốt nghiệp Hình 3.2: Sơ đồ cơng nghệ theo phương án 2 Nước thải sản xuất Song chắn Hố thu Bể điều hịa Nước ép bùn tuần hồn Thu hồi bột Bể lắng 1 Hĩa chất keo tụ (PAC) ợp với lắng đứng Máy thổi khí Bể lọc sinh học Bể lắng 2 Bể Khử trùng Clo Nước sau xử lý Ghi chú : : Đường nước thải : Đường bùn thải , Đưa đi xử lý theo quy định : Đường cấp khí Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 26
  40. Khĩa luận tốt nghiệp 3.3.2 . Bảng 3.2 lọc sinh học Phƣơng án 1: Aertoten Phƣơng án 2: Lọc sinh học Ƣu điểm - - Tải trọng chất ơ nhiễm thay - Cấu tạo đơn giản đổi ở giới hạn rộng trong ngày - Dễ dàng xây dựng và vận - Ít tiêu thụ năng lượng hành - Diện tích sử dụng nhỏ hơn Nhƣợc điểm - Chi phí vận hành đặc biệt - chi phí cho năng lượng sục khí tương đối cao, khơng cĩ - Khơng khí ra khỏi bể lọc khả năng thu hồi năng lượng thường cĩ mùi hơi thối xung - Khơng chịu được những quanh bể lọc cĩ nhiều ruồi thay đổi đột ngột về tải trọng muỗi hữu cơ. - Hiệu suất quá trình phụ thuộc vào nhiệt độ khơng khí . Nước thải từ cơng đoạn sản xuất, 1. Ở đây ta thu hồi bột cịn một phần bùn được đưa sang bể chứa bùn. . Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 27
  41. Khĩa luận tốt nghiệp ra đ 2, H2 90 - 95%. . Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 28
  42. Khĩa luận tốt nghiệp - 300 M3 4.1. Xác định các lưu lượng tính tốn: nhà máy sản xuất 3ca/ngày 3 Lưu lượng trung bình ngày đêm: Qtb= 300 m /ngày 3 Lưu lượng trung bình giờ: Qtbh= 12,5 m /h -3 3 Lưu lượng trung bình giây: Qtbs= 3,47.10 m /s Tra bảng 2 (Điều 4.12 TCVN 7957-2008) Qtb-s= 3,47 (l/s) tương ứng K0 max = 2,5 ; K0 min = 0,38 - Lưu lượng giờ lớn nhất tính theo cơng thức: 3 Qmax-h = K0max.Qtb-h=2,5.12,5= 31,25 ( m /h) - Lưu lượng giây lớn nhất tính theo cơng thức: -3 -3 3 Qmax-s= K0max .Qtb-s=2,5 . 3,47.10 =8,675.10 ( m /s) - Lưu lượng giây nhỏ nhất tính theo cơng thức: Qmin-s = K0 min . Qtb-s = 0,38 . 3,47.10-3 =1,3186.10-3 (m3/s) 4.2.1. Song chắn rác [2,3,4,7,8] Chọn loại song chắn cĩ kính thước khe hở b= 0,016m Song chắn rác làm giảm tiết diện dịng chảy nên phải mở rộng về hai phía của song chắn rác một gĩc 20o để tránh hiện tượng chảy rối Chọn thanh chắn cĩ bề rộng 8 mm Số khe hở của song chắn rác Chọn n = 10 khe Trong đĩ: - Q: Lưu lượng giây lớn nhất (m3/s) - v: Tốc độ nước chảy qua song chắn rác (0,4 ÷ 0,8m/s) = 0,6 (m/s) - b: Kh = 16 ÷ = 16 mm = 0,016 (m) Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 29
  43. Khĩa luận tốt nghiệp - h: Chiều sâu ngập nước của song chắn rác, h = 0,1 m - , k = 1,05 Chiều rộng song chắn rác: Bs= S × ( n - 1) + (b × n) = 0,008 × (10 - 1) + (0.016 × 10) = 0,232 (m) [7] Chọn Bs = 0.3 m trong đĩ S là bề dày của song chắn chọn S = 0,008 Tổn thất áp lực của song chắn rác: Trong đĩ: - vmax : Vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất,vmax= 0,6 m/s - K1: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do rác bám ở song chắn rác, K1=2 3. Chọn K1=3 - : Trong đĩ: - hs: Tổn thất áp lực (m) - w: Chiều rộng lớn nhất của thanh chắn (m) - g: Gia tốc trọng trường (m/s2) - β: Hệ số phụ thuộc vào hình dạng thanh chắn, β = 2,42 - α: Gĩc nghiêng của thanh chắn so với thanh ngang Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác: 1 = 0,2 (m) Trong đĩ: Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 30
  44. Khĩa luận tốt nghiệp - Bs: Chiều rộng của song chắn - Bk: Chiều rộng mương dẫn, chọn B= 0,2 (m) - : gĩc nghiêng chỗ mở rộng, = 200 Chiều dài phần mở rộng sau song chắn L2= L1/2= 0,1 (m) [7] Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác L= L1+ L2+LS= 0,2+ 0,1+1,5 = 1,8 (m) [7] Ls là chiều dài phần mương đặt song chắn rác chọn Ls= 1,5 (m) Chiều sâu xây dựng mương chắn rác H= h+ hs +hc= 0,1+ 0,05+0,5= 0,65 (m) [7] = 0,7 (m) : h: chiều sâu ngập nước của sịn chắn hc là khoảng cách giữa mặt sàn song chắn rác và mực nước cao nhất, chọn hc= 0,5 m Chiều dài mỗi thanh: Với: song chắn rác đặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một gĩc α = 600 Bảng 4.1 Tĩm tắt các thơng số thiết kế mƣơng và song chắn STT Thơng số Số lƣợng Đơn vị 1 Chiều dà i mương L 1, 8 m 2 Chiều rộng mương Bs 0, 3 m 3 Chiều sâu mương H 0,7 m 4 Số thanh chắn - 9 Thanh 5 Số k he n 10 Khe 6 Kích thư ớc khe b 16 mm 7 Bề rộng thanh S 8 mm 8 Chiều dài thanh Lt 80 M m Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 31
  45. Khĩa luận tốt nghiệp 80 Thanh chắn Tấm đậy 0,3 1,8 Hình 4.1. Hệ thống song chắn rác 4.2.2.Hố thu [2,3,4,7,8] Chọn thời gian lưu nước là 30 phút Chọn chiều cao lớp nước là 2 (m) Chiều cao bảo vệ là 0,5 m Lưu lượng nước là 300 m3/ngày Thể tích của hố thu được tính theo cơng thức: Tiết diện của hố thu : Chọn chiều rộng hố thu là B=1,2 m, chiều dài là L=1,8 m Thể tích thực của hố thu: V= B × L × h = 1,5 × 2 × 2,5= 7,5 m3 Cơng suất bơm nước thải: Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 32
  46. Khĩa luận tốt nghiệp - Trong đĩ: g: Gia tốc trọng trường (m/s2) : hiệu suất của bơm, chọn = 0,8 : khối lượng riêng của nước, = 1000 kg/m3 Cột áp của bơm H= 8-10m H2O. chọn H= 8 mH2O Bảng 4.2 Tĩm tắt các thơng số thiết kế hố thu STT Thơng số Kích thƣớc Đơn vị 1 Chiều rộng hố thu B 1,5 m 2 Chiều cao hố thu h 2,5 m 3 Chiều dà i hố thu L 2 m 4 Thời gian lưu nước t 0,5 h Ong dan nuoc ra Duong dan nuoc vao Bom chim Hình 4.2. Mặt cắt hố thu Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 33
  47. Khĩa luận tốt nghiệp 4.2.3. Bể điều hịa [2,3,4,7,8] Thể tích bể điều hịa 3 Vdh= Qtb-h × t = 12,5 × 4 = 50 m Trong đĩ: - t: Thời gian lưu nước ở bể điều hịa, chọn t = 4h - Qtbh: lưu lượng trung bình tính theo giờ Chọn chiều cao làm việc của bể điều hịa: h = 2m Chiều cao bảo vệ của bể hbv = 0,5 m Chiều cao của bể: H = h+ hbv = 2 + 0,5 = 2,5 m Chiều dài bể L = 7m Chiều rộng bể B = 3m Thể tích thực bể điều hịa: V = L × B × h =7 × 3 × 2,5 = 52,5 m3 Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hịa: 3 L khí = Qtb-h × a = 12,5 × 3,47 = 43,375 m /h Trong đĩ : a : lưu lượng khí cung cấp cho bể điều hịa trong 1 giờ, a = 3,74 m3/h (Theo W.Wesley Eckenfelder, Industrial Water Pollution Control, 1989) khí được cung cấp bằng hệ thống PVC, vận tốc khí trong ống 10 15 m/s chọn vống = 10 m/s Đường kính ống dẫn khí chính vào bể điều hịa: Tra theo catalogue ống nhựa ta chọn loại ống PVC = 40 mm Chiều dài ống dẫn khí chính bằng chiều rộng bể (3m). Khí từ ống chính được phân phối theo 3 ống nhánh cĩ đục lỗ dọc theo chiều dài bể (7m) Lưu lượng khí trong ống nhánh: Đường kính ống nhánh dẫn khí: Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 34
  48. Khĩa luận tốt nghiệp tra theo catalogue ống nhựa , ta chọn loại ống PVC = 20 mm Lưu lượng khí qua một lỗ: Trong đĩ : - vL: Vận tốc qua lỗ bằng 5-20 m/s, chọn vL =10 m/s - dL: Đường kính các lỗ 2 – 5 mm, chọn dl = 4 mm = 0,004 m Số lỗ trên mỗi ống nhánh: : Tính tốn máy thổi khí: áp lực cần thiết của máy thổi khí: Hm = hl + h = 0,4 + 2 = 2,4 m Trong đĩ: hl: tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển thường 0,4m , chọn hl = 0,4 m h: độ sâu ngập nước của ống, chọn h = 2m Áp lực máy thổi khí theo Atmotphe: Năng suất yêu cầu: 3 3 Lkhi= 43,375 m /h = 0,012 m /s Cơng suất máy nén khí: Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 35
  49. Khĩa luận tốt nghiệp Trong đĩ: - Pm: cơng suất yêu cầu của máy nén khí - G: trọng lượng của dịng khí - G = Lkhi × khi = 0,012 × 1,3 = 0,0156 kg/s - R: là hằng số khí R= 8,314 KJ/K.moloK o - T1: Nhiệt độ của khơng khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 298 K - P1: áp suất của khơng khí đầu vào P1= 1atm - P2: áp suất của khơng khí đầu ra P2 = Pm + 1 = 1,24 atm ( K = 1,395 đối với khơng khí ) e: hiệu suất của máy từ 0,7- 0,8, chọn e = 0,7 Tính tốn ống và bơm dẫn nước thải: Vận tốc chảy trong ống là v =1,5 m/s Đường kính ống dẫn nước thải: Chọn D theo catalog = 50 mm Cơng suất bơm nước thải: - Trong đĩ: g: Gia tốc trọng trường (m/s2) : hiệu suất của bơm, chọn = 0,8 : khối lượng riêng của nước, = 1000 kg/m3 Cột áp của bơm H= 8-10m H2O. chọn H= 10 mH2O Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 36
  50. Khĩa luận tốt nghiệp Bảng 4.3 Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể điều hịa STT Tên thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị 1 Thời gian lưu nước t giờ 4 2 Chiều rộng B m 3 Kích thước bể 3 Chiều dài L m 7 điều hịa 4 Chiều cao H m 2,5 5 Số ống nhánh phân phối khí n ống 3 6 Đường kính ống dẫn khí chính Dc mm 40 7 Đường kính ống dẫn khí nhánh Dnh mm 20 8 Đường kính ống dẫn nước thải D mm 50 9 Đường khí lỗ khí dl mm 4 10 n 32 11 Cơng suất máy thổi khí Pm kW 0,412 Hàm lượng các chất bẩn cịn lại sau khi qua bể điều hịa giảm 5%: SS = 850 × 95% = 807,5 mg/l BOD5 = 1000 × 95% = 950 mg/l BƠM KHÍ NÉN ÔNG NHỰA DẪN NƯỚC VÀO ỐNG NHỰA DẪN NƯỚC RA 7000 Hình 4.3. Mặt cắt bể điều hịa Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 37
  51. Khĩa luận tốt nghiệp ÔNG DẪN NƯỚC VÀO ỐNG DẪN NƯỚC RA ỐNG DẪN KHÍ Hình 4.4. Mặt bằng bể điều hịa 4.2.4. Bể lắng 1 [2,3,4,7,8] Chọn bể lắng đứng hình trịn Chiều cao vùng lắng hl = 3 m - – ) 3 2 Tải trọng bề mặt Uo = 40 (m /m . ngày) Diện tích bề mặt cần thiết của bể lắng: Đường kính bể lắng: Đường kính ống trung tâm : dt =20%D = 0,2 × 3,09 = 0,62 m Chiều cao ống trung tâm: h = dt × hl = 0,62 × 3= 1,86 m Tính lại diện tích bề mặt cần thiết của bể lắng: Xác định lại tải trọng bề mặt của bể theo Qtb-h Giá trị này nằm trong khoảng cho phép [3] Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 38
  52. Khĩa luận tốt nghiệp Xác định lại tải trọng bề mặt của bể theo Qmax-h Giá trị này nằm trong khoảng cho phép - – ) Bể lắng cĩ dạng hình trụ dốc 10%, hố thu gom bùn đặt ở chính giữa hình bể và cĩ thể tích nhỏ đường kính lấy bằng 20% đường kính bể Chiều cao phần chĩp đáy bể: Chọn hc = 0,3 m Chiều cao dự trữ trên mặt thống hdt= 0,3 m Chiều cao tổng cộng của bể Hb = hL + h dt = 3+ 0,3 =3,3 m Thể tích phần cơng tác của bể: Thể tích tổng cộng của bể: Thời gian lưu nước trong bể lắng: Vận tốc giới hạn trong vùng lắng: Trong đĩ: - k; hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, chọn k= 0,06 - : tỷ trọng hạt, chọn = 1,25 - G: gia tốc trọng trường Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 39
  53. Khĩa luận tốt nghiệp - d: đường kính tương đương của hạt, chọn d = 10-4 m - f: hệ số ma sát phụ thuộc đặc tính bề mặt của hạt, chọn f = 0,025 – ) Vận tốc nước chảy trong vùng lắng ứng với Qmax-h Ta thấy rằng v < vh, điều kiện đặt ra để kiểm tra thỏa mãn máng thu nước sau lắng được bố trí sát thành ngồi bể và ơm theo chu vi bể, máng răng cưa được gắn chặt vào thành trong bể lắng nhằm điều chỉnh lượng nước tràn qua để vào máng thu . Tổng chiều dài máng răng cưa: Tải trọng thủy lực của máng thu: Xác định hiệu quả khử BOB5 và SS Trong đĩ: - t: thời gian lưu nước, t = 1,98 h - a,b: các hằng số thực nghiệm Khử BOD5: a = 0,018 ; b = 0,02 Khử cặn lơ lửng SS : a = 0,0075 ; b = 0,014 Lượng bùn khơ sinh ra mỗi ngày: G = Rss × SS× Q Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 40
  54. Khĩa luận tốt nghiệp : Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày: Trong đĩ: - G: hàm lượng bùn sinh ra mỗi ngày - C: hàm lượng chất rắn trong bùn nằm trong khoảng 40-120 g/l = 40-120 kg/m3 Lấy trung bình C = 80 kg/m3 Bảng 4.4 bể lắng 1 Thơng số Kích thƣớc Đơn vị Chiều cao bể H 3,3 m Đường kín h của bể D 3,09 m Thời gian lưu nước trong bể T 1,98 Gi ờ Chiều cao ống trung tâm dt 1,86 m Đường kính ống trung tâm H 0,62 m 3 Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày Vb 1,7 m /ngày Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 41
  55. Khĩa luận tốt nghiệp NGĂN THU BỌT NỔI ỐNG DẪN TẤM RĂNG CƯA NƯỚC RA +400 ỐNG DẪN NƯỚC VÀO 1800 VÁCH NGĂN MÁNG NỔI ỐNG TRUNG TÂM ỐNG DẪN BÙN RA Hình 4.5. Mặt cắt bể lắng 1 4.2.5. [2,3,4,7,8] Chọn thời gian lưu nước: từ 90 – 120 s, chọn t = 90 s Thể tích bể trộn: Chọn chiều cao lớp nước trong bể trộn là h0 = 1,2 m Chọn chiều cao bảo vệ là hbv = 0,3 m Chiều cao tổng cộng của bể là H = h0 + hbv = 1,2 + 0,3 =1,5 m Chọn bể trộn hình vuơng với diện tích: Chiều dài mỗi cạnh là 0,5 m Vậy thể tích thực của bể V = L × B × H = 0,5×0.5×1,5 = 0,38 m3 Tính tốn thiết bị khuấy trộn Chọn cánh khuấy turbine làm bằng thép khơng gỉ, 4 cánh nghiêng gĩc 45o Đường kính cánh khuấy: Cánh khuấy đặt cách đáy: h = 0,25 m Năng lượng cho cánh khuấy hoạt động: Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 42
  56. Khĩa luận tốt nghiệp - G: Gradiant vận tốc, G = 700 S-1(Cấp nước 2, Trịnh Xuân Lai) - : Độ nhớ của nước ở 200, = 0,001 N.s/m2. - V: Thể tích bể Cơng suất của máy: Trong đĩ: là cơng suất hữu ích của máy, chọn = 80% Liều lượng phèn dùng trong 1 ngày Trong đĩ: - a: Liều lượng phèn PAC dự tính cho vào nước.( Được xác định theo TCXD 33- 2006, chọn a = 90 g/m3) - Q: Lưu lượng nước trung bình giờ Bảng 4.5 Tĩm tắt thơng số thiết kế bể trộn STT 1 L m 0,5 2 B m 0,5 3 H m 1,5 4 Đường kính cánh khuấy D m 0,25 5 Cơng suất máy N kW 0,19 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 43
  57. Khĩa luận tốt nghiệp Ong dan nuoc ra Ong dan hoa chat Ong dan nuoc vao Hình 4.6. Mặt cắt bể trộn 4.2.6. [2,3,4,7,8] : : : = 0,7.10-3 (m/s) : : - h2 , h2 = 0,9 × 2,52 = 2,3 (m) - - – – ). Đ : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 44
  58. Khĩa luận tốt nghiệp : : - ( m3/s) - v - - – ). : : : - 25o = 0,908 - vp: p = 2,5 - – – ) : : vk 1= 2,52 =1,52 (m) : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 45
  59. Khĩa luận tốt nghiệp a = 17o : : : 2 ft = f + f2 = 4,96 +1,81 = 6,77 (m ) : L = 0,3 m th bv = 0,5 m, C : H= h1 + hL + hth + hc + hbv = 2,52 + 0,3 + 0,3 + 0.303+0,5 = 4 (m) : : : 5 : : - - ( - – = 0,0075; b = 0,014. Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 46
  60. Khĩa luận tốt nghiệp : G = Rss × SS× Q : : 40 – 120 g/l = 40 – 120 3 3 kg/m = 80 kg/m 5 : : Bảng 4.6 Tĩm tắt thơng số thiết kế bể phản ứng xốy kết hợp với lắng đứng STT 1 h1 m 2,52 2 dp m 1,52 3 d m 0,074 trung tâm 4 dc m 1,98 5 DL m 2,63 6 hn m 3,303 7 H m 4 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 47
  61. Khĩa luận tốt nghiệp ỐNG DẪN NƯỚC VÀO ỐNG DẪN NƯỚC RA ỐNG DẪN BÙN RA Thanh gat bun Hình 4.7. Mặt cắt bể phản ứng xốy kết hợp với lắng đứng 4.2.7. [2,3,4,7,8] = 300 m3 5 : BOD5 = 402,2 mg/l BOD5 : BOD5 = 50 mg/l : 30oC ộ bùn hoạt tính) Xo = 0 Độ tro của cặn là z = 0,3 (70% là cặn bay hơi) (MLSS = 10000mg/l) Xr = 7000 mg/l ộ : X = 3200 mg/l của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) , c 5 20 0,68 : kd = 0,06 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 48
  62. Khĩa luận tốt nghiệp ) Y = 0,46 : SSr Hình 4.8. Sơ đồ làm việc của hệ thống Aerotank Q+Q Qc Q th Aeroten Lắng 2 ,Xc X S0 Qr Xr,S Xr Qx Trong đĩ: Q, Qr, Qx, Qc: Lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hồn, lưu lượng bùn xả và lưu lượng đầu ra, m3/ngày S0,S: Nồng độ chất nền (tính theo BOD5) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua bể Aerotank và bể lắng, mg/l X, Xr, Xc: Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank, nồng độ bùn tuần hồn và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng 2, mg/l 5 : BOD5 = BOD5 + BOD5 : 0,65 × 60 = 39 mg/l c: 39 (mg/l) × 1,42 (mgO2 ) = 55,38 mg/l 20 sang BOD5 BOD5 = BOD20 × 0,68 = 55,38 × 0,68 = 37,66 mg/l Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 49
  63. Khĩa luận tốt nghiệp 5 : 50 (mg/l) = S + 37,66 (mg/l) = > S = 12,34 mg/l 5 : : : Kích thước bể Chia làm 2 bể, thể tích mỗi bể: = 4 (m) bv = 0,5 (m) : H = h + hbv = 4,5 (m) : = 7 (m) = 4 (m) : L × B × H = 7 × 4 × 4,5 : : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 50
  64. Khĩa luận tốt nghiệp 5 = 0,3 : : : 3 - Qx (m ) - (m3) - , X = 3200 (mg/l) - c , c - Qc 3 c = Q = 300 m Xc : Xr : : : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 51
  65. Khĩa luận tốt nghiệp X( Q + Qr ) = XrQr + XrQx Suy ra: : - - - Qr - Xr : : /M: – -1) : - S0: BOD5 - , X = 3200 mg/l - , = 0,35 : 20 : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 52
  66. Khĩa luận tốt nghiệp : 5 20, f = 0,68 : : - Cs , Cs 30oC) - CL , CL = 2 mg/l : 3 3 Qkk = 373,14 m /h = 0,104 m /s : - OC1 - - = 1,5 - = 0,02 m2 - = 12 m3 - ) - Ou 3 gO2/m . 3 Ou = 7 gO2/m - – ) : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 53
  67. Khĩa luận tốt nghiệp : ính: Chọn D theo catalog =125 mm : - – V = 10 (m/s) : Chọn D theo catalog = 60 mm : Chọn D theo catalog = 60 mm 3 Qth , Qth = 0,823 × 300 = 246,9 (m .đêm) Vb: , vb – b = 1 (m/s) : Hm = hd + hf + hc + h = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 (m) : hd hc d c 0,4 m Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 54
  68. Khĩa luận tốt nghiệp hf 0,5 m = 4 m : : : - G: : G = Qtt × = 0,104 × 1,3 = 0,14 kg/s - = 8,314 KJ/K.moloK o - T1 1 = 273 + 25 = 298 K - P1 1 = 1 atm - P2 2 = 1,47 atm ) - e 0,6 - 0,8) T 0,3 – 0,7 m : Chọn D theo catalog = 90 mm Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 55
  69. Khĩa luận tốt nghiệp Bảng 4.7 Tĩm tắt thơng số thiết kế bể Aerotank STT Tên thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị 1 Thời gian lưu nước t giờ 8,4 2 Chiều rộng B m 4 Kích thước bể 3 Chiều dài L m 7 Aeroten 4 Chiều cao H m 4,5 5 Đường khính ống dẫn khí chính D mm 125 6 Đường khính ống dẫn khí nhánh Dn mm 60 7 Đường kính ống dẫn bùn tuần hồn Db mm 60 8 Cơng suất máy thổi khí Pm kW 6,79 Hình 4.9. Mặt cắt bể Aerotank ong dan bun ong dan nuoc vao ong dan khi chinh ong dan nuoc ra Hình 4.10. Mặt bằng bể Aerotank Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 56
  70. Khĩa luận tốt nghiệp 4.2.8. 2 [2,3,4,7,8] 2: : - x = 300 (m3 ) = 12,5 (m3/h) - C0 ank ) - , = 0,823 - Ct , Ct = 10000 mg/l - VL L . : Vmax = 7 m/h 50 < SVI <150) CL ) : : : : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 57
  71. Khĩa luận tốt nghiệp : : : : : : : : : : H = 3,5 m : h1 = 0,5 m : h = 3,5 – 0,5 = 3 m : h2 = 1,5 m : : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 58
  72. Khĩa luận tốt nghiệp : : : : : : : : 3 r = 246,85 m 1 – 2 m/s = 1 m/s : Chọn D theo catalog = 60 mm : (0,7 - 1.5 m/s) Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 59
  73. Khĩa luận tốt nghiệp : 3 r = 246,85 m : H = 7 m : : - = 7 - = 0,8 - , g = 9,81 m/s2 - Qr dư - , = 1053 kg/m3 3 Qx= 6,62 m = 1 m/s : Chọn D theo catalog = 40 mm : : - = 7 - = 0,8 - g , g = 9,81 m/s2 - Qx - , = 1053 kg/m3 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 60
  74. Khĩa luận tốt nghiệp Bảng 4.8 T 2 STT Tên thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị 1 Đường kính bể Db m 6,5 2 Chiều cao bể H m 3,5 3 Chiều dài máng thu nước Lm m 16,34 4 Đường kính máng thu nước Dm m 5,2 5 Cơng suất bơm N kW 0.003 6 Đường kính ống dẫn bùn dư Dd mm 40 7 N kW 0,26 9 D mm 60 Ong dan nuoc ra Ong dan nuoc vao +400 Thanh gat bun Ong dan bun ra Hình 4.11. Mặt cắt bể lắng 2 4.2.9. [2,3,4,7,8] : - t h - Q tb Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 61
  75. Khĩa luận tốt nghiệp : L × B × H = 2,1 × 1 × 3 (m) : Trong : - , Q = 12,5 m3/h - a 1 m3 = 3 mg/l = 3 g/m3 : : - , m = 0,0375 (kg/h) = ) = ) - , p = 1,42 kg/m3 Bảng 4.9 T STT Tên thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị 1 Chiều rộng B m 1 2 Kích thước bể Chiều dài L m 2,1 3 Chiều cao H m 3 4 Lượng clo tiêu thụ m kg/ 0,0375 5 Thể tích bình Clo V m3 18,37 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 62
  76. Khĩa luận tốt nghiệp Ong dan hoa chat Ong dan nuoc vao Ong dan nuoc ra Hình 4.12. Mặt cắt bể khử trùng 4.2.10. [2,3,4,7,8] Bể chứa bùn gồm 2 ngăn: ngăn chứa bùn tuần hồn và ngăn chứa bùn dư Lượng bùn ở ngăn chứa bùn tuần hồn: Q = 246,85 m3/ngày Thời gian lưu là 10 phút Thể tích ngăn chứa bùn tuần hồn Chọn kích thước ngăn: L × B × H = 2 × 1× 1 (m) Ngăn chứa bùn dư: lượng bùn từ bể lắng 1(Q1) và lượng bùn từ bể phản ứng xốy hình trụ kết hợp với lắng đứng (Q2), lượng bùn dư bể aerotank (Q3),thời gian lưu là 8 tiếng bể chứa bùn bể chứa bùn: : Ld × Bd × Hd = 2 × 1 × 1 (m) Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 63
  77. Khĩa luận tốt nghiệp Bảng 4.10 Tĩm tắt thơng số thiết kể bể khử trùng STT 1 B m 1 2 L m 2 3 H m 1 4 Bd m 1 5 Ld m 2 dư 6 Hd m 1 ong dãn bùn ra BƠM BÙN ong dãn bùn vào Hình 4.13. Mặt cắt bể chứa bùn 4.2.11. [2,3,4,7,8] : : 3 Qb , Qb= 5,6 m 3 2 Q0 , q0 = 0,5 m / m .h Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 64
  78. Khĩa luận tốt nghiệp = 1 (m) : : htt = 1 m 5 – ) : Thể tích bể nén bùn : h1 = 0,8 : h2 = 0,3 : hbv = 0,5 m : Cơng suất máy bơm bùn 3 -5 3 Qb = 5,6 m /ngày = 6,5.10 m /s Chọn cột áp: H = 7 m Cột áp của bơm: Trong đĩ: Qb: Lưu lượng bùn cần xử lý : Khối lượng riêng của bùn, = 1053kg/m3 : Hiệu xuất bơm, chọn = 80% H: Hhiều cao cột áp G: Gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 65
  79. Khĩa luận tốt nghiệp Bảng 4.11 Tĩm tắt thơng số thiết kế bể nén bùn STT 1 D m 0,9 2 Hx m 4,1 3 Dtt m 0,2 Ong dan nuoc ra Ong dan bun vao Ong dan bun ra Hình 4.14. Mặt cắt bể nén bùn 4.1.12. [2,3,4,7,8] , máy làm việc 24 giờ/ngày, 7 ngày/tuần : : 3 3 - Qx , Qx = 3,14 m = 0,13 m /h - P1 , P1 = 99,2% - P2 , P2 = 95% - = 50 kg/m3 : Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 66
  80. Khĩa luận tốt nghiệp – 90 kg/m 4.3. C 4.3 Bảng 4.12 STT Nhân cơng Số lƣợng Mức lƣơng Lƣơng năm (VND/tháng) (VND/năm) 1 Cán bộ kỹ thuật 1 5.000.000 60.000.000 2 Cơng nhân vận hành 1 3.000.000 36.000.000 Tổng 96.000.000 4.3.2. 2.300 đ/kw.h Bảng 4.13 STT 1 (kw) ) (kW) 1 0,412 9,89 22747 2 hố thu 0,34 8,16 18768 3 6,79 162,96 374808 4 Máy bơm bể điều hịa 0,42 10,08 23184 5 0,26 5,88 13524 6 0,003 0,048 110 7 0,19 4,56 10488 8 Bơm bùn nên bể nén bùn 0,006 0,144 331 9 463.960 1 năm 169.345.400 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 67
  81. Khĩa luận tốt nghiệp 4.3 Bảng 4.14 STT ) ) 1 PAC 27 7.500 202.500 2 Clo 0,9 18.000 16.200 218.700 1 năm 79.825.500 4.3.4. : 1 m3 : 5.000 đ/m3 1 năm: 1.825.000 đ/năm 4.3.5. Bảng 4.15 STT /năm) 1 96.000.000 2 79.825.500 3 169.345.400 4 1.825.000 5 5.000.000 351.995.900 1 m3 4.4 Chi phí đầu tƣ xây dựng 4.4.1 Chi phí xây dựng Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 68
  82. Khĩa luận tốt nghiệp Bảng 4.16: Chi phí xây dựng các bể Thể tích Đơn giá Thành tiền STT Hạng mục cơng trình (m3) (VND) (VND) 1 Hố thu 6,25 2000000 12.500.000 2 Bể điều hồ 50 2000000 100.000.000 3 Bể lắng 1 24,75 2000000 49.500.000 4 Bể trộn (thép khơng gỉ) 0,31 20000000 20.000.000 Bể phản ứng xốy kết 5 27,08 2000000 54.160.000 hợp với lắng đứng 6 Bể aerotank 105,08 2000000 210.160.000 7 Bể lắng 2 98,34 2000000 196.680.000 8 Bể khử trùng 6,25 2000000 12.500.000 9 Ngăn chứa bùn 3,6 2000000 7.200.000 10 Bể nén bùn 1,25 2000000 2.500.000 Tổng 665.200.000 4.4.2. Chi phí thiết bị Bảng 4.17 Chi phí trang thiết bị Số Đơn giá Thành tiền STT Tên thiết bị lƣợng (VND) (VND) 1 Song chắn rác 1 10.000.000 10.000.000 2 Máy cấp khí bể điều hồ 1 24.000.000 24.000.000 3 Máy cấp khí bể aerotank 2 25.000.000 50.000.000 4 Máy ép bùn 1 300.000.000 300.000.000 5 Bơm bùn tuần hồn 2 30.000.000 60.000.000 6 Bơm bùn dư 1 12.000.000 12.000.000 7 Máy khuấy bể trộn phèn 1 25.000.000 25.000.000 8 Bơm bùn nên bể nén bùn 1 20.000.000 20.000.000 Bể khử trùng: 7 - Bồn hĩa chất 1 3.000.000 3.000.000 - Bộ định lượng hĩa chất 1 14.000.000 14.000.000 8 Hệ thống điện, tủ điều khiển 1 30.000.000 30.000.000 Hệ thống van, đường ống dẫn, các 9 1 100.000.000 100.000.000 thiết bị phụ kiện khác Tổng 648.000.000 Tổng vốn đầu tư cơ bản bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm và chi phí khấu hao máy mĩc là 10 năm. Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 69
  83. Khĩa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Nước thải sản xuất giấy cĩ đặc tính chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học. Do đĩ áp dụng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí Aerotank kết hợp với các phương pháp cơ học, hố lý là phương án phù hợp và ưu điểm hơn cả. Qua quá trình thực hiện tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy 300 m3/ ngày đêm, thì các cơng trình đơn vị được thiết kế như sau: 1. Thơng số các cơng trình của hệ thống xử lý nước thải: Lưu lượng nước thải trung bình ngày: Song chắn rác: Cĩ dạng hình hộp chữ nhật, chiều dài mương L = 1,8m; chiều rộng mương B = 0,3 m; chiều sâu mương H = 0,7 m; 9 thanh chắn rác. Bề rộng thanh là 8 mm: Kích thước khe là 16 mm. Hố thu: Hình hộp chữ nhật cĩ chiều dài bể L = 2m; chiều rộng bể B = 1,5m; chiều sâu bể H = 2,5 m; thể tích hố thu là 6,25 m3, thời gian lưu nước là 30 phút Bể điều hồ: Chiều dài bể L = 7 m; chiều rộng bể B = 3m; chiều sâu bể H = 2,5 m; thể tích bể là 50 m3, thời gian lưu nước là 4 giờ Bể lắng 1: Hình trụ cĩ đường kính D = 3,09 m; chiều cao bể H = 3,3 m; thể tích là 24,75 m3, thời gian lưu nước trong bể là 1,98 giờ Bể trộn: Hình vuơng ,chiều dài bể L = 0,5 m; chiều rộng bể B = 0,5m; chiều sâu bể H = 1,5 m; thể tích bể là 0,31 m3 Bể phản ứng xốy hình trụ kết hợp với lắng đứng: đường kính bể phản ứng D = 1,52 m; đường kính bể lắng D = 2,63 m; thể tích bể là 27,08m3 Bể Aeroten: Chiều dài bể L = 7 m; chiều rộng bể B = 4 m; chiều sâu bể H = 4,5 m; thể tích bể là 105,08 m3, thời gian lưu nước là 8,4 giờ Bể lắng 2: Hình trụ trịn cĩ chiều cao bể H = 3,5 m; đường kính bể D = 6,5 m; thể tích bể là 98,34 m3 Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 70
  84. Khĩa luận tốt nghiệp Bể khử trùng: Hình hộp chữ nhật cĩ chiều dài bể L = 4 m; chiều rộng bể B = 2m; chiều sâu bể H = 1 m; thể tích bể là 6,25 m3, thời gian lưu là 30 phút Bể chứa bùn: ngăn chứa bùn tuần hồn cĩ chiều dài bể L = 2 m; chiều rộng bể B = 1m; chiều sâu bể H = 1 m; thể tích bể = 1,7 m3 Ngăn chứa bùn dư cĩ chiều dài L = 2 m: chiều rộng bể là 1 m: thể tích Vt = 1,9 m3 Bể nén bùn: đường kính bể D = 0,9 m; chiều cao bể H = 4,1 m; Nước thải sinh hoạt tại khu chung cu sau khi qua hệ thống xử lý đạt QCVN12:2008 cột B với các thơng số đầu ra: COD = 200 (mg/l) BOD5 = 50 (mg/l) SS = 100 (mg/l) 2. Chi phí quản lý và vận hành hệ thống nước thải là: 3104 VND/m3 Chi phí này tương đối phù hợp là cơ sở cho các nhà đầu tư quản lý giải quyết vấn đề xử lý nước thải sản xuất giấy từ đĩ gĩp phần bảo vệ mơi trường hướng tới mục tiêu phát triển bề vững trong tương lai. Để hiệu xuất của cơng trình được đảm bảo, đề xuất một số kiến nghị sau: - Hệ thống các cơng trình xử lý nước thải phải được thường xuyên giám sát vận hành và khắc phục sự cố kịp thời - Máy mĩc, thiết bị phải được bảo dưỡng định kì - Nâng cao ý thức trách nhiệm làm việc của cán bộ, cơng nhân viên Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 71
  85. Khĩa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Bin, Các quá trình thiết bị trong cơng nghệ hố chất và thực phẩm, tập 1 – Các quá trình thuỷ lực bơm quạt máy nén, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2004. [2]. Trịnh Xuân Lai, Cấp nước, tập 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2002. [3]. Trịnh Xuân Lai, tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 2009. [4]. Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và cơng nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2004. [5]. Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2005), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [6]. Lương Đức Phẩm (2002), Cơng nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội. [7]. Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải. [8]. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng (2008), Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp, tính tốn thiết kế cơng trình, Đại học Quốc gia TP.HCM. [9]. Sổ tay tài liệu kĩ thuật [10]. cao tom tat nganh giay viet nam [11]. tai nganh cong nghiep giay bot giay o viet nam Sinh viên: Chu Viết Thuận- MT1401 Page 72