ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG và TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG xử lý nước THẢI CÔNG TY TNHH sản XUẤT GIẤY tân NHẬT DŨNG, CÔNG SUẤT 550m3 NGÀY đêm

GIỚI THIỆU CHUNG

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngành công nghiệp sản xuất giấy đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam, phát triển song song với sự tiến bộ của xã hội Nhu cầu gia tăng về sản phẩm giấy đã thu hút nhiều lao động và thúc đẩy sự phát triển của các ngành liên quan như lâm nghiệp, xuất nhập khẩu và vận tải Do đó, ngành công nghiệp giấy là một phần thiết yếu trong cuộc sống hiện đại của chúng ta.

Ngành công nghiệp sản xuất giấy không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn tạo ra nhiều việc làm cho người dân Giấy phục vụ cho nhiều mục đích trong đời sống hàng ngày, từ giấy viết, giấy in đến giấy bao bì và các sản phẩm tâm linh như vàng mã Nguyên liệu chính để sản xuất bột giấy bao gồm gỗ, tre, nứa, lồ ô và giấy tái chế Tuy nhiên, việc xả thải nước từ ngành công nghiệp này nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường, làm tăng độ màu của nước và giảm hàm lượng oxy hòa tan, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái nước và sức khỏe cộng đồng.

Ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong sản xuất hàng tiêu dùng, cung cấp các sản phẩm thiết yếu cho giáo dục, văn hóa xã hội và nhiều ngành công nghiệp khác Dù không phải là ngành có đóng góp lớn cho thu nhập quốc dân, nhưng công nghiệp sản xuất giấy được xem là một trong những ngành mũi nhọn giúp xóa đói giảm nghèo, chuyển dịch cơ cấu kinh tế và phát triển kinh tế xã hội ở vùng sâu vùng xa.

Ngành công nghiệp sản xuất giấy không chỉ mang lại nhiều lợi ích mà còn gây ra vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Việc sử dụng lượng lớn nước và hàm lượng chất ô nhiễm cao trong quá trình sản xuất khiến cho việc xử lý ô nhiễm trở thành một thách thức lớn Do đó, các doanh nghiệp cần tìm kiếm các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và hệ sinh thái.

Ngành công nghiệp sản xuất giấy tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, với nhiều dự án lớn được triển khai Do đó, việc tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho ngành giấy là vô cùng cần thiết.

Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng chuyên sản xuất giấy carton dùng làm bao bì, nhưng đã thải ra một lượng nước thải lớn Nếu không được xử lý đúng cách, nước thải này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng và môi trường xung quanh Do đó, nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải cho công ty là một yêu cầu cấp bách, không chỉ đối với các nhà bảo vệ môi trường mà còn đối với toàn xã hội.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải vào năm 2006 với công suất 150m³/ngày, nhưng hiện nay hệ thống này đã xuống cấp nghiêm trọng và không đạt tiêu chuẩn xử lý Sự mở rộng quy mô sản xuất và gia tăng sản phẩm đã dẫn đến lượng nước thải sinh hoạt và sản xuất tăng nhanh, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và môi trường xung quanh Hiện tại, công ty cần xử lý khoảng 550m³/ngày, cho thấy hệ thống xử lý nước thải hiện tại không còn phù hợp Đồng thời, công ty cũng dự định mở rộng phân xưởng sản xuất, do đó cần phải di dời hệ thống xử lý nước thải.

Đề tài "Đánh giá hiện trạng và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải của công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng" tập trung vào việc phân tích tình hình hiện tại và thiết kế hiệu quả cho hệ thống xử lý nước thải, nhằm nâng cao hiệu suất và bảo vệ môi trường Công suất của hệ thống sẽ được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo đáp ứng nhu cầu sản xuất và tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường.

550m 3 /ngđ để đạt tiêu chuẩn loại B – QCVN (12:2008/BTNMT) là cấp bách và cần thiết để hướng tới bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

- Khảo sát hiện trạng xử lý nước thải của công ty

Hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng được thiết kế và tính toán với công suất 550m³/ngày, đáp ứng tiêu chuẩn loại B theo QCVN 12:2008/BTNMT.

1.4 PHẠM VI ĐỀ TÀI Đánh giá hiện trạng và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng – Củ Chi công suất 550m 3 /ngđ đạt tiêu chuẩn loại B – QCVN (12:2008/BTNMT) Địa chỉ công ty: khu A, lô A6 – 11 khu công nghiệp Tân Phú Trung, huyện

Củ Chi, TP.Hồ Chí Minh

1.5.1 Ý nghĩa về mặt môi trường

Xây dựng hệ thống xử lý nước thải là giải pháp quan trọng để giảm ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe con người và hệ sinh thái Hệ thống này giúp ngăn chặn ô nhiễm nguồn nước, từ đó tiết kiệm tài nguyên nước quý giá.

1.5.2 Ý nghĩa về mặt xã hội

Xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường tự nhiên là cần thiết để bảo vệ nguồn nước khỏi ô nhiễm và giảm chi phí cho các quá trình xử lý sau này.

Xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường là cần thiết để tạo ra không gian sống trong lành, bảo vệ sức khỏe con người và giảm thiểu sự xuất hiện của một số bệnh tật ở con người cũng như sinh vật.

1.6 TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

- Từ ngày 25/03/2012: Đi thực tập

- Đến ngày 25/7/2012: Hoàn thành bài luận văn

Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1 Ý nghĩa về mặt môi trường

Xây dựng hệ thống xử lý nước thải không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn bảo vệ sức khỏe con người và hệ sinh thái Hệ thống này còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ nguồn nước khỏi ô nhiễm, từ đó tiết kiệm tài nguyên nước quý giá.

1.5.2 Ý nghĩa về mặt xã hội

Xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường tự nhiên là rất quan trọng để bảo vệ nguồn nước khỏi ô nhiễm, đồng thời giúp giảm chi phí cho các quy trình xử lý nước sau này.

Xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường là yếu tố quan trọng giúp tạo ra không gian sống trong lành, bảo vệ sức khỏe con người và giảm thiểu nguy cơ xuất hiện một số bệnh tật ở con người cũng như sinh vật.

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

- Từ ngày 25/03/2012: Đi thực tập

- Đến ngày 25/7/2012: Hoàn thành bài luận văn

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

ĐỐI TƢỢNG

Nước thải phát sinh từ quá trình ngâm làm mềm giấy nguyên liệu, xeo giấy, và rửa máy móc thiết bị của công ty, cùng với một phần nước thải từ quá trình hấp thụ khí thải dưới dạng hơi.

Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động hàng ngày của nhân viên, bao gồm nấu ăn, tắm rửa và giặt giũ, cùng với nước thải từ nhà vệ sinh Loại nước thải này chứa nhiều chất hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh, tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

3.1.3 Các hóa chất sử dụng

- Ngâm làm mềm nguyên liệu (giấy vụn): Clo, hypocloric natri (NaOCl)

- Điều chỉnh nồng độ nước thải: NaOH

- Keo tụ - tạo bông: phèn PAC, pH tối ƣu là 7, lƣợng phèn tối ƣu là 0,874 kg/m 3

Nước thải từ quá trình sản xuất giấy chứa nhiều hydrocacbon hòa tan nhưng lại thiếu hụt dinh dưỡng thiết yếu như nitơ và photpho cho vi sinh vật Để cải thiện điều này, cần bổ sung dinh dưỡng vào bể Aerotank, giúp ổn định quá trình xử lý sinh học Các hóa chất được sử dụng để cung cấp dinh dưỡng bao gồm phân đạm và phân lân.

+ Lƣợng phân đạm bổ sung: 1,2 g/m 3

+ Lƣợng phân lân bổ sung: 2 g/m 3

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.2.1 Tiêu chuẩn xử lý nước thải

Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng, tọa lạc tại khu công nghiệp Tân Phú Trung, phải xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 12:2008/BTNMT Nước thải sau khi được xử lý sẽ được thu gom và chuyển đến trạm xử lý tập trung của khu công nghiệp để tiếp tục xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.

Bảng 3.1: QCVN 12:2008/BTNMT về nước thải giấy và bột giấy

STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIỚI HẠN

Cơ sở chỉ sản xuất giấy (B 1 )

Cơ sở sản xuất bột giấy (B 2 )

Cơ sở đang hoạt động mg/l 80 200 300

Cơ sở mới Pt - Co 20 50 100

Cơ sở đang hoạt động Pt – Co 50 100 150

6 Halogen hữu cơ dễ bị hấp thụ (AOX) mg/l 7,5 15 15

Cột A xác định giá trị C cho các thông số ô nhiễm, làm cơ sở để tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải công nghiệp giấy và bột giấy khi xả vào nguồn nước phục vụ mục đích cấp nước sinh hoạt, đảm bảo chất lượng nước tương đương với cột A1 và A2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.

Cột B quy định giá trị C cho các thông số tính toán mức tối đa cho phép trong nước thải từ cơ sở sản xuất giấy hoặc bột giấy, khi xả thải vào nguồn nước không sử dụng cho cấp nước sinh hoạt Nguồn nước này phải đạt chất lượng tương đương với cột B1 và B2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt hoặc vùng nước biển ven bờ.

- Đối với thông số COD và độ màu, các cơ sở đang hoạt động trước ngày Quy

31/12/2014 Kể từ ngày 01/01/2015, áp dụng giá trị quy định cho cơ sở mới đối với tất cả các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy

Ngoài 6 thông số quy định tại Bảng 1, tuỳ theo yêu cầu và mục đích kiểm soát ô nhiễm, giá trị C của các thông số ô nhiễm khác áp dụng theo quy định tại cột

A hoặc cột B của Bảng 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5945:2005 - Chất lượng nước – Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải

(Nguồn:vea.gov.vn/vn/vanbanphapquy/tcmt/Documents)

3.2.2 Hiện trạng về nước thải Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng 3.2.2.1 Thành phần, tính chất nước thải của Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng

Bảng 3.2: Các thông số về thành phần và tính chất nước thải Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng

STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ KẾT QUẢ QCVN

6 Halogen hữu cơ dễ bị hấp thụ mg/l 26 15 TCVN 6493:2008

(Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty TNHH sản xuất Tân Nhật Dũng, tháng 3/2012)

Theo phân tích mẫu nước thải, thành phần nước thải của Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng có hàm lượng BOD, COD, TSS và độ màu vượt mức quy định của QCVN 12:2008/BTNMT (cột B) Do đó, việc xử lý nước thải trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận là cần thiết Việc thiết lập lại hệ thống xử lý nước thải cho công ty là rất quan trọng để đảm bảo tuân thủ quy định môi trường.

3.2.2.2 Quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng công suất 150 m 3 /ngày đêm

Bể keo tụ - tạo bông

Tận dụng lại bột giấy

Nguồn tiếp nhận (Loại B TCVN 5945-2005)

Chú thích Đường nước Đường khí Đường hóa chất Đường cấp dinh dưỡng Đường bùn

Hình 3.1: Sơ đồ xử lý nước thải hiện hữu của Công ty TNHH sản xuất giấy

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của công ty

Nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt, sau khi qua bể tự hoại, được dẫn đến hố thu gom Tại đây, song chắn rác thô được lắp đặt để loại bỏ các tạp chất lớn, giúp bảo vệ máy bơm và nâng cao hiệu quả xử lý cho các công trình tiếp theo.

Nước thải từ hố thu gom được bơm đến lưới chắn rác tinh dạng trống quay để tách giấy vụn, có thể thu gom và tái sử dụng làm bột giấy Sau đó, nước tự chảy vào bể điều hòa, nơi được sục khí với cường độ xáo trộn đủ lớn nhằm ổn định nồng độ và lưu lượng nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý tiếp theo.

Sau khi nước thải được bơm tới bể keo tụ, hóa chất NaOH, PAC và polymer được thêm vào để tạo bông Dưới tác động khuấy trộn, nước thải và hóa chất hòa quyện, giúp hấp phụ và tăng kích thước bông cặn Hỗn hợp này sau đó được chuyển sang bể lắng 1, nơi cặn lắng được bơm về bể chứa bùn, còn nước thải đã tách bùn được dẫn trở lại bể điều hòa Nước thải sau khi lắng sẽ được đưa đến bể khuấy trộn, nơi bổ sung chất dinh dưỡng như urê.

H 3 PO 4 ) đƣợc châm vào và đƣợc trộn đều nhằm cung cấp cơ chất cho vi sinh vật ở bể Aerotank

Nước thải từ bể khuấy trộn được chuyển tới bể Aerotank, nơi diễn ra quá trình sục khí cung cấp oxy cho vi sinh vật lơ lửng Các vi sinh vật này phân hủy chất hữu cơ trong nước thải, cung cấp dinh dưỡng cho sự sống của chúng Kết quả là, vi sinh vật hiếu khí phát triển mạnh mẽ, tạo ra bùn sinh học.

Sau khi xử lý, hỗn hợp nước thải và bùn sinh học được dẫn qua bể lắng 2, nơi diễn ra quá trình lắng các bông bùn sinh học Một phần bùn lắng tại bể lắng 2 được tuần hoàn trở lại bể Aerotank để cung cấp vi sinh vật, đảm bảo hiệu quả hoạt động của bể này Lượng bùn dư thừa từ bể lắng 2 sẽ được bơm về bể chứa bùn để xử lý tiếp Nước thải sau khi lắng cặn tại bể lắng 2 sẽ chảy tràn qua máng răng cưa và được xả ra hệ thống thu gom nước thải tập trung của khu công nghiệp.

 Thông số các công trình hiện hữu

Lưu lượng nước thải trung bình trong một ngày

Lưu lượng nước thải trung bình trong một giờ

550 = 22,92 m 3 /h Lưu lượng nước thải lớn nhất trong một giờ

 Hố thu gom hiện hữu

- Kích thước xây dựng: L x B x Hxd = 2m x 1,5m x 2,5m

- Thể tích hữu ích hố thu: V =L x B x H hi =2 x 1,5 x 2= 6m 3

Các loại thiết bị trong hố thu gom:

- Nhà cung cấp: Tsurumi (Nhật

- Nhiệm vụ: bơm nước thải lên bể điều hòa

 Phao định lượng nước thải

Công ty hiện đang xử lý lưu lượng nước thải là 550m³/ngày đêm, trong khi đó, thiết kế ban đầu chỉ tính toán cho lưu lượng 150m³/ngày đêm Do đó, cần xem xét việc sử dụng hai bơm để đáp ứng nhu cầu này.

Hình 3.2: Hố thu gom hiện hữu chìm phải hoạt động liên tục Phao định lượng nước thải hiện tại bị hư hỏng không hoạt động đƣợc

Kiểm tra thời gian lưu nước ở hố thu gom t = max

Thời gian lưu nước trong hố thu gom có công suất 550m³/ngày đêm không đáp ứng yêu cầu lưu trữ từ 10 đến 30 phút Hiện nay, công trình này đang trong tình trạng quá tải, do đó cần thiết phải xây dựng mới để cải thiện hiệu suất.

- Kích thước xây dựng: L x B x H xd = 5m x 3,5m x 3m

- Thể tích hữu ích bể điều hòa: V =L x B x H hi =5 x 3,5 x 2,5 = 43,75m 3

Các loại thiết bị trong bể điều hòa:

- Nhà cung cấp: Tsurumi (Nhật

- Nhiệm vụ: bơm nước thải lên bể keo tụ - tạo bông

 Phao định lượng nước thải

Kiểm tra thời gian lưu nước của bể điều hòa: t = tb

Qua khảo sát tại Công ty, tác giả nhận thấy bể điều hòa đang bị sụp lún và xuống cấp nghiêm trọng Bài viết cũng tính toán thời gian lưu nước trong bể điều hòa dựa trên kích thước của nó.

Bể điều hòa hiện tại không đáp ứng yêu cầu về thời gian lưu nước từ 6 đến 8 giờ, dẫn đến tình trạng quá tải Do đó, cần thiết phải xây dựng một công trình mới để cải thiện hiệu quả xử lý nước thải.

 Bể keo tụ - tạo bông

- Kích thước xây dựng: L x B x Hxd = 1,2m x 1m x 2m

- Thể tích hữu ích bể keo tụ: V =L x B x H hi = 1,2 x 1 x 1,5 = 1,8m 3

- Các thiết bị trong bể keo tụ:

Kiểm tra thời gian lưu nước của bể keo tụ: t = tb

1 = 4,71phút (1015 phút) (Nguồn: Điều 7.162 TCXDVN

- Kích thước xây dựng: L x B x H xd = 2,2m x 1m x 2m

- Thể tích hữu ích bể tạo bông: V = L x B x H hi = 2,2 x 1 x 1,5 = 3,3m 3

- Bể tạo bông được chia làm 2 ngăn có kích thước đều nhau

- Các thiết bị trong bể tạo bông:

Kiểm tra thời gian lưu nước của bể keo tụ: t = tb

8 = 8,64phút (1030 phút) (Nguồn: Điều 7.162 TCXDVN

MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY ĐƢỢC ÁP DỤNG HIỆN NAY

Bể chứa hay bể axít hóa

Bể hiếu khí – Bùn hoạt tính

Hình 3.5: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy của công ty Roemond

Sục khí Bể bùn hoạt tính

Chôn lấp Thu hồi sợi

Hình 3.6: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải công nghiệp giấy Eerbecb

Hình 3.7: Hệ thống xử lý nước thải của Công ty giấy Hòa Phương

3.4 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT GIẤY TÂN NHẬT DŨNG

Dựa trên kết quả phân tích thành phần và tính chất nước thải từ bảng 3.2, các thành phần ô nhiễm đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả thải vào nguồn tiếp nhận Do đó, tác giả đề xuất ba phương án xử lý nước thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm.

Sàn nghiêng thu hồi bột giấy

Nƣ ớc đã tá ch bùn

Nguồn tiếp nhận loại B QCVN 12:2008/BTNMT

Tuần hoà n bùn Đường nước Đường khí Đường hóa chất Đường bùn

Hình 3.8: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty TNHH sản xuất Tân Nhật

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1

Nước thải sản xuất và sinh hoạt được xử lý qua song chắn rác để loại bỏ rác thải lớn, giúp tránh tắc nghẽn bơm và đường ống, đảm bảo hoạt động của hệ thống Sau đó, nước thải được thu gom và bơm qua sàn nghiêng để tách bột giấy, rồi chuyển đến bể điều hòa Bể điều hòa có chức năng điều chỉnh lưu lượng và nồng độ, ngăn ngừa quá tải cho các công trình phía sau Tại đây, nước thải được sục khí để duy trì môi trường đồng nhất và ngăn chặn sự phân hủy kỵ khí, giảm thiểu mùi hôi thối.

Nước thải từ bể điều hòa được bơm sang bể keo tụ, nơi hóa chất NaOH, PAC và polymer được thêm vào Dưới tác động của cánh khuấy với tốc độ 120 vòng/phút, nước thải và hóa chất hòa trộn, sau đó chảy vào ngăn tạo bông cặn Tại đây, cánh khuấy với tốc độ 20 vòng/phút giúp tăng kích thước bông cặn thông qua quá trình hấp phụ Hỗn hợp nước thải và bông cặn sau đó được dẫn sang bể lắng 1, nơi phần cặn lắng được bơm về bể chứa bùn Nước thải sau khi tách cặn sẽ được dẫn đến bể trung gian, nơi dinh dưỡng như Urê và H3PO4 được bổ sung trước khi chảy vào bể UASB Tại bể UASB, vi sinh vật sinh methane phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải, tạo ra khí CH4, H2S và CO2 Nước thải tiếp tục chảy qua bể Aerotank, nơi quá trình sục khí diễn ra để cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ, từ đó tạo ra bùn sinh học.

Hỗn hợp nước thải và bùn sinh học được dẫn qua bể lắng 2, nơi diễn ra quá trình lắng các bông bùn sinh học Một phần bùn lắng tại bể này được tuần hoàn trở lại bể Aerotank để cung cấp vi sinh vật, đảm bảo hiệu quả hoạt động cho bể Phần bùn dư tại bể lắng 2 được bơm về bể chứa bùn, từ đó chuyển sang máy ép bùn Nước thải sau khi tách bùn tại máy ép được dẫn trở về bể điều hòa để xử lý tiếp Cuối cùng, nước thải sau khi lắng cặn ở bể lắng 2 sẽ chảy tràn qua máng răng cưa và được xả ra hệ thống thu gom nước thải tập trung của khu công nghiệp.

NaOH Nƣ ớc đã tá ch bùn

Bổ sung dinh dƣỡng N, P Bể trung gian

Nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt được dẫn qua các công trình đơn vị trước khi đến bể điều hòa, tương tự như các công trình ở phương án 1.

Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên bể trung gian, nơi dinh dưỡng như Urê và H3PO4 cùng dung dịch NaOH được thêm vào để điều chỉnh pH về khoảng 6,6 – 7,6 trước khi vào bể UASB Tại bể UASB, vi sinh vật sinh methane thực hiện phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ, tạo ra khí CH4, H2S và CO2 Sau đó, nước thải được dẫn qua bể Aerotank, nơi diễn ra quá trình sục khí nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí, giúp chúng phân hủy các chất hữu cơ và tăng sinh khối, tạo thành bùn sinh học.

Hỗn hợp nước thải và bùn sinh học được dẫn qua bể lắng 1, nơi diễn ra quá trình lắng các bông bùn sinh học Một phần bùn lắng tại bể lắng 1 được tuần hoàn trở lại bể Aerotank để cung cấp vi sinh vật, đảm bảo hiệu quả hoạt động của bể này Nước thải sau khi xử lý tại bể lắng 1 được chuyển vào bể keo tụ - tạo bông, nơi các hóa chất như PAC và Polymer được thêm vào Tiếp theo, nước thải được dẫn vào bể lắng 2 để lắng các bông cặn hình thành trong quá trình keo tụ Lượng bùn dư tại bể lắng 1 và 2 được bơm về bể chứa bùn, sau đó chuyển sang máy ép bùn Phần nước thải đã tách bùn được dẫn trở về bể điều hòa để xử lý tiếp Cuối cùng, nước thải sau khi lắng cặn ở bể lắng 2 chảy tràn qua máng răng cưa và được xả ra hệ thống thu gom nước thải tập trung của khu công nghiệp.

Nƣ ớc đã tá ch bùn

Các công trình đơn vị của phương án 3 tương tự như phương án 1 ta chỉ thay thế bể Aerotank bằng bể Biofor

3.4.4 So sánh ưu và nhược điểm của phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí với sinh trưởng lơ lửng (Aerotank) và phương pháp sinh học hiếu khí với sinh trưởng dính bám (Biofor)

- Hiệu quả xử lý BOD 5 = 60 – 85%

- Chịu đƣợc tải trọng chất ô nhiễm cao

- Dễ vận hành và sửa chữa

- Cấp khí liên tục nên tốn nhiều điện năng

- Hiệu quả xử lý nitơ và phosphor thấp

- Lƣợng vi sinh vật bị thất thoát lớn phải bổ sung từ bùn hoạt tính ở bể lắng

- Hiệu quả xử lý BOD 5 = 90 – 95%

- Khử đƣợc nitơ và phosphor

- Lƣợng vi sinh vật ít bị thất thoát

- Ít tốn diện tích hơn việc xây dựng bể Aerotank

- Vận hành và sửa chữa khó khăn

- Cấp khí liên tục nên tốn nhiều điện năng

- Làm tắc nghẽn vật liệu lọc, do đó việc rửa vật liệu lọc phải diễn ra thường xuyên

- Tốn nhiều kinh phí xây dựng do việc mua lớp vật liệu lọc

- Chịu đƣợc tải trọng ô nhiễm thấp hơn bể Aerotank

Bài viết đánh giá ưu và nhược điểm của hai phương pháp xử lý nước thải sinh học hiếu khí, bao gồm phương pháp sinh trưởng lơ lửng (bùn hoạt tính) và phương pháp sinh trưởng dính bám (màng sinh học), áp dụng cho nước thải tại Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng Qua phân tích, tác giả rút ra kết luận về hiệu quả và tính chất của từng phương pháp trong việc cải thiện chất lượng nước thải.

Nước thải giấy có hàm lượng hyđrocacbon hòa tan cao nhưng rất ít nitơ và phosphor, do đó không cần xử lý các thành phần này Vì vậy, việc sử dụng bể lọc sinh học để xử lý nước thải trong trường hợp này là không cần thiết.

Nước thải từ ngành giấy có hàm lượng chất lơ lửng cao, gây khó khăn trong việc sử dụng các vật liệu lọc Điều này dẫn đến tình trạng tắc nghẽn lớp vật liệu lọc và yêu cầu thời gian để rửa sạch lớp vật liệu này.

Từ những phân tích và đánh giá sơ bộ trên, ta chọn phương án 1 và phương án 2 để tính toán.

CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.5.1 Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu

Dữ liệu và tài liệu liên quan được thu thập từ Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng, bao gồm các đề tài nghiên cứu, luận văn, báo cáo khoa học và sách chuyên ngành.

3.5.2 Phương pháp khảo sát thực địa

- Quy mô hoạt động của Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng

- Nhu cầu sử dụng nước của Công ty

- Khảo sát các nguồn phát sinh ô nhiễm

- Khảo sát vị trí xử lý nước thải của Công ty

- So sánh ƣu và nhƣợc điểm từng công trình đơn vị

- So sánh hiệu suất xử lý các dây chuyền công nghệ

- So sánh tính kinh tế các dây chuyền công nghệ

3.5.4 Phương pháp xử lý số liệu và tính toán

Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải là rất quan trọng Điều này bao gồm việc xác định chi phí xây dựng, chi phí vận hành và lượng hóa chất cần thiết cho quá trình xử lý nước.

3.5.5 Phương pháp sử dụng các phần mềm hỗ trợ

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG

 Đối với nước thải sinh hoạt

Hiện tại Công ty có 130 người, trong đó có 115 công nhân và 15 nhân viên nên lượng nước thải sinh hoạt được xác định như sau:

Nước cấp đối với công nhân

Q cn ngày = 115 người120 lít/người - ngày = 13,8 m 3 /ngày

150: số lượng công nhân (người)

120 lít: Lượng nước tiêu thụ của một công nhân trong một ngày (Nguồn: TCXDVN 33:2006)

Nước cấp đối với nhân viên

Q nv ngày = 15 người60 lít/người - ngày = 0,9 m 3 /ngày

15: số lượng nhân viên (người)

Mỗi nhân viên tiêu thụ khoảng 60 lít nước mỗi ngày, theo nghiên cứu của TS Trịnh Xuân Lai trong cuốn sách "Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải", xuất bản năm 2009 bởi NXB Xây dựng Hà Nội.

Nhưng lượng nước thải sinh hoạt bằng 80% lượng nước cấp, nên ta có:

 Đối với nước thải sản xuất

Trong thời gian thực tập tại Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng, số liệu khảo sát cho thấy công ty sản xuất khoảng 35 tấn giấy mỗi ngày Quá trình sản xuất 1 tấn giấy từ giấy phế liệu tạo ra lượng nước thải dao động từ 5 đến 30 m³, trong đó lượng nước thải trung bình được chọn là 15 m³ (Nguồn: Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga “Giáo trình xử lý nước thải”, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2002, tr.304).

Nước thải công đoạn sản xuất giấy

Nước thải từ công đoạn hấp thụ lò hơi

Nước thải từ công đoạn rửa nhà xưởng

(Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng) Lượng nước thải sản xuất

Q SX ngày = Q sxg ngày + Q lh ngày + Q nx ngày = 525 + 3 + 9 = 537 m 3 /ngày

Lượng nước thải của Công ty TNHH sản xuất giấy cần được xử lý là:

Q = Q SH ngày + Q SX ngày = 11,76 + 537 = 548,76 m 3 /ngày  550 m 3 /ngày

Xác định các thông số thiết kế

Lưu lượng nước thải trung bình trong một ngày

Lưu lượng nước thải trung bình trong một giờ

550 = 22,92 m 3 /h Lưu lượng nước thải trong một giây

Ta chọn hệ số không điều hòa chung là K ch = 3,0

Lưu lượng nước thải lớn nhất trong một giờ

550 3,0 = 68,75 m 3 /h = 19,09 lít/s Lưu lượng nước thải sinh hoạt nhỏ nhất trong một giờ

Bảng 4.1: Hệ số không điều hòa chung

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CÁC PHƯƠNG ÁN

Để tính toán hệ thống xử lý cho Công ty TNHH sản xuất Tân Nhật Dũng và đảm bảo an toàn cho hệ thống, chúng tôi đã lựa chọn các thông số có tải trọng ô nhiễm cao nhất.

Bảng 4.2: Các thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng

STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ

(Nguồn: Phòng kỹ thuật Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng, tháng

4.2.1 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị phương án 1

Vận tốc dòng chảy qua song chắn rác thường dao động từ 0,4 đến 1 m/s, và trong nghiên cứu của PGS.TS Hoàng Huệ, vận tốc được chọn là 0,8 m/s (Nguồn: "Xử lý nước thải", NXB Xây dựng Hà Nội, 2009, Tr 31).

Chọn loại song chắn rác có kích thước khe hở b = 15mm (1525mm)

Chọn tiết diện song chắn rác hình chữ nhật có kích thước S x b = 8mm x 60mm

Chọn số khe là 17, khi đó số thanh là 16 thanh

Trong đó: n: số khe hở

Q max là lưu lượng lớn nhất của nước thải (m³/s), với vận tốc nước qua khe song chắn rác được chọn là v s = 0,8m/s Hệ số k z để tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy được chọn là k z = 1,05 Chiều sâu của lớp nước sau mương dẫn chắn rác được xác định bằng độ đầy trong mương dẫn, với h = 0,1m.

Bề rộng thiết kế song chắn rác

Trong đó: s: bề dày của thanh song chắn, thường lấy s = 0,008m

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp là một quá trình quan trọng nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng Việc thiết kế các công trình xử lý nước thải cần phải dựa trên các tính toán khoa học và kỹ thuật chính xác Theo GS.TS Lâm Minh Triết trong cuốn sách “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình”, các phương pháp xử lý hiện đại giúp tối ưu hóa hiệu quả và giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái Đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải không chỉ cải thiện chất lượng nước mà còn góp phần phát triển bền vững cho đô thị.

Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng trước song rác ứng với lưu lƣợng Q = 550m 3 /ngđ Vận tốc này không đƣợc nhỏ hơn 0,4m/s

Hệ số cản cục bộ () của song chắn rác:

Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh chắn, với hình diện tiết diện song chắn rác kiểu “b” cho giá trị =1,83 (Nguồn: GS.TS Lâm Minh Triết, “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình”, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh, 2006, Tr.115)

: góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy, = 60 0

Tổn thất áp lực qua song chắn rác h s =   g v

Vận tốc tối đa của nước thải trước song chắn rác được tính theo công thức v max = 0,8m/s với Q max, trong đó hệ số k để tính đến sự tăng tổn thất do rác vướng mắc được chọn là 2, nằm trong khoảng từ 2 đến 3 Kết quả là chiều dài song chắn rác được xác định là 0,06m, tương đương với 6cm (Nguồn: GS.TS Lâm Minh Triết “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình”, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh).

Chiều dài mở rộng trước thanh chắn rác L 1 :

B s : chiều rộng tổng cộng song chắn, chọn B s = 0,4m

B k : chiều rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi song chắn, chọn B k = 0,2m

: góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy = 20 o

Chiều dài phần mở rộng sau SCR

Chiều dài xây dựng phần mương đặt song chắn rác:

L S : chiều dài buồng đặt song chắn rác(L s  1m, chọn L S = 1,5m.)

(Nguồn: PGS.TS.Hoàng Huệ “Xử lý nước thải”, NXB Đại học kiến trúc – Hà Nội

Chiều sâu xây dựng của phần đặt song chắn:

Trong đó: h max = h l : độ đầy ứng với chế độ Q max , h l = 0,1m h s : tổn thất áp lực qua song chắn, h s = 0,055m

0,5: khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất

Số lƣợng rác lấy ra trong một ngày đêm từ song chắn rác:

Trong đó: a: Lượng rác tính cho đầu người trong năm, lấy theo điều 4.1.11-Tiêu chuẩn xây dựng TCXD-51-2008 Với chiều rộng khe hở giữa các thanh trong khoảng

N: Dân số tính theo chất lơ lửng, N 0 người

Trọng lƣợng rác ngày đêm:

G: khối lƣợng riêng của rác, G = 750 kg/m 3 (Điều 4.1.11-Tiêu chuẩn xây dựng TCXD-51-84)

Hàm lƣợng COD, BOD qua song chắn rác giảm 4%

Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng qua song chắn rác giảm 5%

Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng còn lại sau khi qua song chắn rác:

Hàm lƣợng BOD còn lại sau khi qua song chắn rác:

Hàm lƣợng COD còn lại sau khi qua song chắn rác:

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp là một vấn đề quan trọng trong quản lý môi trường Theo GS.TS Lâm Minh Triết, việc tính toán và thiết kế công trình xử lý nước thải cần được thực hiện một cách khoa học và hợp lý Các biện pháp xử lý hiệu quả không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng và tài nguyên nước Sách “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình” của ông cung cấp những kiến thức cần thiết để thực hiện các giải pháp này một cách bền vững.

Bảng 4.3 Các thông số thiết kế mương đặt song chắn rác và song chắn rác

STT Thông Số Đơn vị Giá Trị

3 Chiều rộng buồng đặt song chắn rác (B s ) m 0,4

4 Chiều dài mương đặt song chắn rác (L XD ) m 1,91

5 Chiều dài đoạn mở rộng trước song chắn rác (L 1 ) m 0,27

6 Chiều dài đoạn mở rộng sau song chắn rác (L 2 ) m 0,14

7 Chiều dài buồng đặt song chắn rác (L s ) m 1,5

10 Kích thước của khe (b) mm 15

12 Độ dốc theo phương đứng 60 0

 Kích thước hố thu gom

Thời gian lưu nước trong hố thu gom thường dao động từ 10 đến 30 phút, và trong bài viết này, chúng ta sẽ chọn thời gian lưu là 30 phút Điều này được trích dẫn từ cuốn sách của GS.TS Lâm Minh Triết về xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, xuất bản năm 2006.

Thể tích của hố thu gom:

30 = 34,4 m 3 Diện tích hố thu gom:

Q m ax h : lưu lượng nước thải lớn nhất trong một giờ (m 3 /h)

V: thể tích phần chứa nước (m 3 )

F: diện tích mặt bằng hố thu gom (m 2 ) h hi : chiều cao hữu ích của hố thu gom, chọn h hi = 3m

Chọn chiều cao an toàn là h at = 0,5m

Chọn kích thước chiều rộng (B) và chiều dài (L) của hố thu:

Thể tích hữu ích của hố thu gom:

Chiều cao xây dựng hố thu gom:

Thể tích xây dựng hố thu gom:

 Đường kính ống dẫn nước sang sàn nghiêng thu hồi bột giấy

Vận tốc nước thải trong ống đẩy của bơm được xác định là v đ = 1,5 m/s, trong khi vận tốc trong ống hút là v h = 0,82 m/s Do sử dụng bơm nhúng chìm, vận tốc trong ống hút không được tính đến.

Chọn ống PVC có kích thước 63 x 3mm, 10bar

Kiểm tra lại vận tốc trong ống: v = 3600

 Tính và chọn bơm nước nước thải sang sàn nghiêng thu hồi bột giấy

Chọn bơm nhúng chìm để bơm nước thải

Công suất của bơm đƣợc xác định:

Công suất thực của bơm:

: hệ số an toàn của bơm, với:

Chọn 2 bơm DGN 400/4/80 A1FT/50 (một bơm công tác, một bơm dự phòng) công suất 3,7kW hoạt động luân phiên nhau

H: cột áp của bơm nhúng chìm 810m, chọn H = 8m (Nguồn: GS.TS.Lâm Minh Triết “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình”, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh-2006,Tr.412)

: khối lƣợng riêng của thải (kg/m 3 ), = 1000kg/m 3

: hiệu suất bơm 0,70,9%, chọn  = 0,8% g: gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s 2

Bảng 4.4: Kích thước xây dựng hố thu gom

STT Tên thông số Đơn vị Giá trị

1 Chiều dài hố thu gom (L) m 4

2 Chiều rộng hố thu gom (B) m 3

3 Chiều cao hố thu gom (Hxd) m 3,5

4 Thời gian lưu nước phút 30

5 Thể tích xây dựng hố thu gom (V xd ) m 3 42

4.2.1.3 Sàn nghiêng thu hồi bột giấy

Chọn thời gian lưu nước t = 10 phút (Nguồn: PGS.TS.Nguyễn Đức Cảnh “Giáo trình xử lý nước thải”)

10 = 11,5 m 3 Diện tích của sàn nghiêng thu hồi bột giấy:

F: diện tích mặt bằng sàn nghiêng thu hồi giấy (m 2 ) h hi : chiều cao hữu ích của sàn nghiêng thu hồi giấy, chọn h hi = 2m

Chọn kích thước chiều rộng (B) và chiều dài (L) của sàn nghiêng thu hồi bột giấy:

Thể tích hữu ích của sàn nghiêng thu hồi bột giấy:

Chiều cao xây dựng của sàn nghiêng thu hồi bột giấy:

Thể tích xây dựng sàn nghiêng thu hồi bột giấy:

Chọn vật liệu là khung thép V5, CT3, lưới Inox

Hàm lƣợng chất lơ lửng SS còn lại sau khi qua sàn nghiêng:

Hàm lƣợng BOD còn lại sau khi qua sàn nghiêng:

Hàm lƣợng COD còn lại sau khi qua sàn nghiêng:

(Nguồn: PGS.TS.Nguyễn Đức Cảnh “Giáo trình xử lý nước thải”)

Bảng 4.5: Kích thước xây dựng sàn nghiêng thu hồi bột giấy

STT Tên thông số Đơn vị Giá trị

1 Chiều dài của sàn nghiêng (L) m 3

2 Chiều rộng của sàn nghiêng (B) m 2

3 Chiều cao của sàn nghiêng (H xd ) m 2,5

4 Thời gian lưu nước phút 10

5 Thể tích xây dựng sàn nghiêng (V xd ) m 3 15

 Kích thước bể điều hòa

Thời gian lưu nước ở bể điều hòa khoảng 68h Chọn t = 8h

(Nguồn: PGS.TS.Hoàng Huệ “Xử lý nước thải”, NXB xây dựng Hà Nội 2010) Thể tích bể điều hòa:

Diện tích bể điều hòa:

F: diện tích mặt bằng bể điều hòa (m 2 ) h hi : chiều cao hữu ích của bể điều hòa, chọn h hi = 3m

Chọn kích thước chiều rộng (B) và chiều dài (L) của bể điều hòa:

Thể tích hữu ích bể điều hòa:

Chiều cao xây dựng bể điều hòa:

Thể tích xây dựng bể điều hòa:

 Xác định lƣợng khí nén cần cung cấp và số lƣợng đĩa thổi khí

Chọn kiểu khuấy trộn ở bể điều hòa bằng cách thổi khí

Lƣợng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: q khí = RV hi = 0,9198 = 178,2m 3 /h

R: tốc độ khí nén 1015 (l/m 3 phút), chọn R = 15 (l/m 3 phút) 0,015m 3 /m 3 phút = 0,9m 3 /m 3 h (Nguồn: GS.TS.Lâm Minh Triết “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình”, NXB Đại học Quốc gia

Tp.Hồ Chí Minh-2006, bảng 9.7, Tr.418)

Chọn khuếch tán khí bằng đĩa sứ bố trí dạng lưới

Số đĩa khuếch tán khí: n = r q khí

Trong đó: r: lưu lượng khí đối với đĩa sứ - lưới 1196 (l/phút.đĩa), chọn r = 45 (l/phút.đĩa) = 2,7 (m 3 /h.đĩa)

Nước thải đô thị và công nghiệp cần được xử lý hiệu quả để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng Việc tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và hiệu quả của hệ thống Theo GS.TS Lâm Minh Triết, các phương pháp xử lý hiện đại cần được áp dụng để giảm thiểu ô nhiễm và tái sử dụng nước Chất lượng nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn quy định nhằm đảm bảo an toàn cho môi trường và con người.

Chọn 11 nhánh phân phối khí mỗi nhánh có chiều dài bằng 5,5m (ống chính nằm một bên thành bể), số đĩa trên một nhánh: n nhánh 11 n 11

66 = 6 đĩa Khoảng cách giữa các đĩa trên một nhánh: l đĩa 5

5: số khoảng cách (khe) giữa các đĩa trên một nhánh

Khoảng cách giữa các nhánh: l nhánh 10

10: số khoảng cách (khe) giữa các nhánh (11nhánh) phân phối khí

 Tính đường ống và cách bố trí đĩa thổi khí

Lƣợng khí cung cấp cần thiết để chọn máy thổi khí cho bể điều hòa:

Hệ số an toàn được chọn là f = 2, nằm trong khoảng 1,5 đến 2, theo tài liệu của TS Trịnh Xuân Lai trong cuốn "Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải" (NXB xây dựng Hà Nội, 2009, Tr.107) Đường kính của ống chính sẽ được xác định dựa trên hệ số này.

Trong đó: v: vận tốc ống dẫn khí vào bể điều hòa 1015m/s, chọn v = 10m/s (Nguồn: TCXDVN 51:2008)

Chọn đường kính ống dựa vào catalogue ống nhựa PVC là 110 x 5,3mm, 10bar Kiểm tra lại vận tốc trong ống chính: v = 3600

 = 10,42m/s (1015m/s) Lưu lượng khí trong ống nhánh:

Chọn đường kính ống dựa vào catalogue ống nhựa PVC là 42 x 2,1mm, 9bar

Kiểm tra lại vận tốc trong ống nhánh: v = 3600

 Cách bố trí đầu phân phối khí :

Hệ thống được thiết kế từ một ống chính chia thành 11 ống nhánh, mỗi ống nhánh có 11 đầu phân phối khí Dọc theo chiều dài của bể 11m, khoảng cách giữa hai ống nhánh ngoài cùng và thành bể là 0,5m, trong khi khoảng cách giữa các ống nhánh là 1m Mỗi ống nhánh được bố trí 6 đĩa, trong đó 2 đĩa gần thành bể cách thành bể 0,5m và khoảng cách giữa các đĩa là 1m.

Trụ đỡ : đặt ở giữa 2 đĩa kế nhau từng trụ một

Kích thước trụ đỡ là : D x R x C = 0,2 m x 0,2 m x 0,2 m

 Tính toán máy thổi khí: Áp lực cần thiết của máy thổi khí:

Trong đó: h d: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống (m) h c : tổn thất cục bộ (m) h f : tổn thất qua thiết bị phân phối (m)

H: chiều sâu hữu ích của bể, H = 3m

Tổng tổn thất h c và h d thường không vượt quá 0,4m, tổn thất h f không quá 0,5m (Nguồn: GS.TS.Lâm Minh Triết “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp –

Tính toán thiết kế công trình”, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh-

Do đó, áp lực cần thiết của máy thổi khí sẽ là:

H m = 0,4 + 0,5 + 3 = 3,9m Áp lực máy thổi khí tính theo Atmotphe: p m 12 , 10

(Nguồn: TS.Trịnh Xuân Lai “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải”, NXB xây dựng Hà Nội 2009, Tr.108)

Công suất máy thổi khí:

P m : công suất yêu cầu của máy thổi khí (kW)

R: hằng số khí, đối với không khí R = 8,314KJ/K.mol 0 K

T: nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào 0 K = 273 + T 0 C

T = 273 + 30 = 303 0 K p 1 : áp lực tuyệt đối của không khí đầu vào, p 1 1atm p 2 : áp lực tuyệt đối của không khí đầu ra, p 2 = p m + 1 (atm) p 2 12 , 10

=0,283 vì đối với không khí K = 1,395

29,7: hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất của máy từ 0,70,8, chọn e = 0,8

Chọn 2 máy nén khí có công suất 2,5kW hoạt động luân phiên nhau

 Tính toán công suất máy bơm nước thải từ bể điều hòa sang bể keo tụ - tạo bông

Chọn bơm nhúng chìm để bơm nước thải

Công suất của bơm đƣợc xác định:

Công suất thực của bơm:

: hệ số an toàn của bơm, với:

Chọn 2 bơm DG Blue PRO 200/2/G50V A1CM/50 (một bơm hoạt động một bơm dự phòng) có công suất 1,5kW hoạt động luân phiên nhau

Q tb h : lưu lượng nước thải lớn nhất trong một giờ (m 3 /h)

H: cột áp của bơm nhúng chìm 810m, chọn H = 10m (Nguồn: GS.TS.Lâm Minh Triết “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình”, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh-2006,Tr.412)

: khối lƣợng riêng của thải (kg/m 3 ), = 1000kg/m 3

: hiệu suất bơm 0,70,9%, chọn  = 0,8% g: gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s 2

Hàm lƣợng chất lơ lửng SS còn lại sau khi qua bể điều hòa:

Hàm lƣợng BOD còn lại sau khi qua bể điều hòa:

Hàm lƣợng COD còn lại sau khi qua bể điều hòa:

KHAI TOÁN KINH PHÍ

4.3.1 Khai toán kinh phí phương án 1

4.3.1.1 Chi phí xây dựng các hạng mục công trình của phương án 1

Chi phí xây dựng 1m 3 thể tích bể là 1.800.000 VNĐ

Bảng 4.19: Chi phí xây dựng các hạng mục công trình phương án 1

STT Các hạng mục công trình đơn vị

1 Mương đặt song chắn rác

5 Bể keo tụ - tạo bông 14,7 1 1.800.000 26.460.000

13 Nhà chứa hóa chất và máy thổi khí

Các chi phí phát sinh khác trong quá trình xây dựng bằng 5% chi phí xây dựng các hạng mục công trình đơn vị:

Tổng chi phí đầu tƣ cho các hạng mục công trình đơn vị:

4.3.1.2 Chi phí máy móc thiết bị của phương án 1

Bảng 4.20: Chi phí đầu tư máy móc thiết bị phương án 1

STT Máy móc thiết bị Số lƣợng

2 Phao định lượng nước thải 1 6.000.000 6.000.000

1 Khung thép V5, CT3, lưới inox

4 Thùng chứa dung dịch NaOH 1 1.000.000 1.000.000

5 Thùng chứa dung dịch PAC 1 1.000.000 1.000.000

7 Bơm định lƣợng hóa chất 3 12.000.000 36.000.000

1 Thùng chứa dung dịch Nitơ 1 1.000.000 1.000.000

2 Phễu thu khí và máng thu nước

1 Máy thổi khí bể Aerotank và bể điều hòa

Máy ép bùn băng tải 1 150.000.000 150.000.000 Ống dẫn nước, dẫn khí và dây điện 50.000.000 60.000.000

4.3.1.3 Chi phí quản lý – vận hành của phương án 1

- Kỹ sư: 1 người với tiền lương 4.500.000 VNĐ/tháng

- Công nhân: 2 người với tiền lương 3.500.000 VNĐ/người/tháng

Tổng chi phí nhân công:

Lƣợng điện năng đƣợc các máy móc thiết bị tiêu thụ ƣớc tính khoảng 25kW/h

Chi phí 1kW điện năng là 1.500 VNĐ

Số tiền điện sử dụng trong một ngày:

Ngoài lƣợng điện năng các máy móc thiết bị tiêu thụ còn phát sinh thêm 5% chi phí tiêu thụ điện năng của các máy móc thiết bị

Tổng chi phí tiêu thụ điện năng trong một ngày:

T ngày = T TĐ + T PS = 900.000 + 45.000 = 945.000 VNĐ/ngày

Tổng chi phí tiêu thụ điện năng trong một tháng:

 Chi phí hóa chất sử dụng

 NaOH 10% Đơn giá cho 1kg NaOH là 5.000 VNĐ/kg

(Nguồn: http://www.vatgia.com/2249/hoa-chat-cong-nghiep.html,ngày

Lƣợng NaOH 10% tiêu thụ trong một tháng:

16,5: khối lƣợng NaOH cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 77)

Chi phí lƣợng NaOH 10% tiêu thụ trong một tháng:

 PAC Đơn giá cho 1kg PAC là 7.600 VNĐ/kg

(Nguồn: http://www.vatgia.com/2249/hoa-chat-cong-nghiep.html,ngày 15/06/2012) Lƣợng PAC tiêu thụ trong một tháng:

33: khối lƣợng PAC cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 76)

Chi phí lƣợng PAC tiêu thụ trong một tháng:

 Polymer Đơn giá cho 1kg Polymer là 120.000 VNĐ/kg

Lƣợng Polymer tiêu thụ trong một tháng:

0,11: khối lƣợng Polymer cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 76)

Chi phí lƣợng Polymer tiêu thụ trong một tháng:

 Urê Đơn giá cho 1kg urê là 6.000 VNĐ/kg

Lƣợng urê tiêu thụ trong một tháng:

21,9: khối lƣợng urê cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 83)

Chi phí lƣợng urê tiêu thụ trong một tháng:

 H 3 PO 4 Đơn giá cho 1kg H 3 PO 4 là 25.500 VNĐ/kg

(Nguồn: http://www.vatgia.com/2249/330427/acid-photphoric-h3po4.html,ngày

Lƣợng H 3 PO 4 tiêu thụ trong một tháng:

6,45: khối lƣợng H 3 PO 4 cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 84)

Chi phí lƣợng H 3 PO 4 tiêu thụ trong một tháng:

Tổng chi phí hóa chất trong một tháng:

Tổng chi phí vận hành:

T VH = Chi phí nhân công + Chi phí điện năng + Chi phí hóa chất

Chi phí xây dựng công trình được khấu hao trong vòng 20 năm, trong khi chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 10 năm Do đó, chi phí khấu hao hàng năm sẽ được tính toán dựa trên thời gian khấu hao tương ứng của từng loại chi phí.

Tổng chi phí cho 1m 3 nước thải:

4.3.2 Khai toán kinh phí phương án 2

4.3.2.1 Chi phí xây dựng các hạng mục công trình của phương án 2

Chi phí xây dựng 1m 3 thể tích bể là 1.800.000 VNĐ

Bảng 4.21: Chi phí xây dựng các hạng mục công trình phương án 2

STT Các hạng mục công trình đơn vị

Số lƣợng Đơn giá (đồng)

1 Mương đặt song chắn rác 0,5 1 1.800.000 900.000

9 Bể keo tụ - tạo bông 14,7 1 1.800.000 26.460.000

13 Nhà chứa hóa chất và máy thổi khí

Các chi phí phát sinh khác trong quá trình xây dựng bằng 5% chi phí xây dựng các hạng mục công trình đơn vị:

Tổng chi phí đầu tƣ cho các hạng mục công trình đơn vị:

4.3.2.2 Chi phí máy móc thiết bị của phương án 2

Bảng 4.22: Chi phí đầu tư máy móc thiết bị phương án 2

STT Máy móc thiết bị Số lƣợng

1 Khung thép V5, CT3, lưới inox 1 35.000.000 35.000.000

4 Thùng chứa dung dịch NaOH 1.000.000 1.000.000

5 Thùng chứa dung dịch PAC 1.000.000 1.000.000

6 Thùng chứa dung dịch Polymer 1.000.000 1.000.000

7 Bơm định lƣợng hóa chất 3 12.000.000 36.000.000

1 Thùng chứa dung dịch Nitơ 1 1.000.000 1.000.000

2 Thùng chứa dung dịch Phosphor 1 1.000.000 1.000.000

2 Phễu thu khí và máng thu nước 6 25.000.000 150.000.000

1 Máy thổi khí bể Aerotank 2 150.000.000 300.000.000

6 Bơm bùn tuần hoàn (0,55kW) 1 12.000.000 12.000.000

Máy ép bùn băng tải 1 150.000.000 150.000.000 Ống dẫn nước, dẫn khí và dây điện 50.000.000 60.000.000

4.3.2.3 Chi phí quản lý – vận hành của phương án 2

- Kỹ sư: 1 người với tiền lương 4.500.000 VNĐ/tháng

- Công nhân: 2 người với tiền lương 3.500.000 VNĐ/người/tháng

Tổng chi phí nhân công:

Lƣợng điện năng đƣợc các máy móc thiết bị tiêu thụ ƣớc tính khoảng 30kW/h Chi phí 1kW điện năng là 1.500 VNĐ

Số tiền điện sử dụng trong một ngày:

Ngoài lƣợng điện năng các máy móc thiết bị tiêu thụ còn phát sinh thêm 5% chi phí tiêu thụ điện năng của các máy móc thiết bị

Tổng chi phí tiêu thụ điện năng trong một ngày:

T ngày = T TĐ + T PS = 1.080.000 + 54.000 = 1.134.000 VNĐ/ngày

Tổng chi phí tiêu thụ điện năng trong một tháng:

 Chi phí hóa chất sử dụng

 NaOH 10% Đơn giá cho 1kg NaOH là 5.000 VNĐ/kg

Lƣợng NaOH 10% tiêu thụ trong một tháng:

16,5: khối lƣợng NaOH cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 77)

Chi phí lƣợng NaOH 10% tiêu thụ trong một tháng:

 PAC Đơn giá cho 1kg PAC là 7.600 VNĐ/kg

Lƣợng PAC tiêu thụ trong một tháng:

22: khối lƣợng PAC cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 132)

Chi phí lƣợng PAC tiêu thụ trong một tháng:

 Polymer Đơn giá cho 1kg Polymer là 120.000 VNĐ/kg

Lƣợng Polymer tiêu thụ trong một tháng:

0,11: khối lƣợng Polymer cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 132)

Chi phí lƣợng Polymer tiêu thụ trong một tháng:

 Urê Đơn giá cho 1kg urê là 6.000 VNĐ/kg

Lƣợng urê tiêu thụ trong một tháng:

21,9: khối lƣợng urê cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 83)

Chi phí lƣợng urê tiêu thụ trong một tháng:

 H 3 PO 4 Đơn giá cho 1kg H3PO 4 là 25.500 VNĐ/kg

(Nguồn: http://www.vatgia.com/2249/330427/acid-photphoric-h3po4.html,ngày 15/06/2012 )

Lƣợng H 3 PO 4 tiêu thụ trong một tháng:

6,45: khối lƣợng H 3 PO 4 cần dùng trong một ngày (kg) (Cách tính toán xem trang 84)

Chi phí lƣợng H 3 PO 4 tiêu thụ trong một tháng:

Tổng chi phí hóa chất trong một tháng:

Tổng chi phí vận hành:

T VH = Chi phí nhân công + Chi phí điện năng + Chi phí hóa chất

Chi phí xây dựng công trình được khấu hao trong 20 năm, trong khi chi phí máy móc thiết bị được khấu hao trong 10 năm Vì vậy, chi phí khấu hao hàng năm sẽ được tính toán dựa trên thời gian khấu hao tương ứng.

Tổng chi phí cho 1m 3 nước thải:

BIỆN LUẬN

4.4.1 So sánh và lựa chọn phương án tối ưu đưa vào hoạt động

Một số nguyên tắc khi lựa chọn sơ đồ công nghệ:

- Công nghệ xử lý phải đảm bảo chất lượng nước sau xử lý (loại B – QCVN 12:2008/BTNMT)

- Công nghệ xử lý cần phải đảm bảo ở mức an toàn trong trường hợp có sự thay đổi lớn về lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm

- Công nghệ xử lý đơn giản, dễ vận hành, dễ sửa chữa, có tính ổn định cao

- Chi phí đầu tƣ cho công nghệ đạt mức tối ƣu

- Tiết kiệm về diện tích xây dựng

- Công nghệ xử lý phù hợp với điều kiện tự nhiên của khu vực

Cả hai phương án mà tác giả đề xuất đều đáp ứng tiêu chuẩn nước thải sau xử lý (loại B – QCVN 12:2008/BTNMT), tuy nhiên, khi xem xét kỹ lưỡng từng khía cạnh, mỗi phương án lại có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

 Ưu, nhược điểm của phương án 1

- Công nghệ đƣợc áp dụng rộng rãi

- Dễ vận hành đơn giản

- Xử lý nước thải với công suất lớn

- Ít tốn diện tích xây dựng hơn phương án 2

- Tốn nhiều hóa chất trong quá trình keo tụ - tạo bông

 Ưu, nhược điểm của phương án 2

- Công nghệ đƣợc áp dụng rộng rãi

- Dễ vận hành đơn giản

- Xử lý nước thải với công suất lớn

- Thân thiện với môi trường hơn vì lượng hóa chất được sử dụng trong quá trình keo tụ - tạo bông ít hơn phương án 1

Bể Aerotank yêu cầu diện tích xây dựng lớn hơn do thể tích được tính theo tải trọng BOD Phương án 2 áp dụng phương pháp sinh học trước khi sử dụng phương pháp hóa học, dẫn đến hàm lượng BOD cao hơn, làm tăng kích thước bể so với phương án 1.

- Tiêu tốn nhiều điện năng trong quá trình sục khí ở bể Aerotank hơn so với phương án 1

Bảng 4.23: So sánh hai phương án

Về mặt công nghệ - Đƣợc áp dụng rộng rãi hiện nay

- Quá trình xử lý và sau xử lý không sinh thêm chất ô nhiễm thứ cấp

- Ít lƣợng bùn sinh ra

Về mặt diện tích Ít tốn diện tích xây dựng các công trình đơn vị hơn Diện tích cần thiết là 187,56m 2

Tốn diện tích xây dựng các công trình đơn vị hơn Diện tích cần thiết là 240,96m 2

Về mặt kinh tế Chi phí cho xử lý 1m 3 nước thải là 4.790VNĐ

Chi phí cho xử lý 1m 3 nước thải là 5.321VNĐ

Dựa trên các phân tích, phương án 1 được khuyến nghị áp dụng vì đã thành công ở nhiều nơi Công ty TNHH sản xuất giấy Tân Nhật Dũng có diện tích đất hạn chế (9684,4 m²), trong đó 6169,5 m² đã được sử dụng cho sản xuất, còn lại 3514,9 m² chưa sử dụng Một yếu tố quan trọng khác là hiệu quả kinh tế lâu dài, với chi phí xử lý 1m³ nước thải của phương án 1 thấp hơn 531 VNĐ so với phương án 2, điều này làm cho phương án 1 trở thành lựa chọn tối ưu.

1 là hoàn toàn khả thi

4.4.2 Quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải

Cần tổ chức một đội ngũ cán bộ có chuyên môn cao và số lượng công nhân phù hợp để theo dõi hệ thống xử lý, nhằm khắc phục sự cố một cách kịp thời.

- Tiến hành kiểm tra, sửa chữa hệ thống đúng kỳ hạn theo kế hoạch đã duyệt

- Hàng tháng cần phải báo cáo về tình hình hoạt động của hệ thống xử lý

- Theo dõi việc ghi sổ trực của công nhân vận hành công trình

- Tổ chức các lớp tập huấn nhằm nâng cao tay nghề cho công nhân và bổ sung những kiến thức về an toàn trong lao động cho họ

Có 3 giai đoạn trong quá trình vận hành một hệ thống xử lý nước thải:

- Nguyên nhân gây ra sự cố và biện pháp khắc phục

Khi bắt đầu vận hành một hệ thống xử lý nước thải mới cần tuân thủ một số nguyên tắc sau:

Để tối ưu hóa quá trình xử lý nước thải, cần tăng dần tải lượng nước thải đưa vào hệ thống Khi xây dựng hệ thống mới, chỉ nên cho một phần nước thải vào bể sục khí để vi sinh vật có thời gian thích nghi Sinh khối vi sinh vật trong bể sinh học có thể phát triển tự nhiên khi được nạp nước thải liên tục trong điều kiện môi trường tối ưu Tuy nhiên, để rút ngắn thời gian thích nghi này, có thể bổ sung các chế phẩm vi sinh hoặc sinh khối dư từ các nhà máy xử lý nước thải đang hoạt động.

- Lƣợng DO cần phải đƣợc duy trì trong bể Aerotank ở mức 2 – 4mg/l và không nên sục khí quá nhiều (cần điều chỉnh dòng khí mỗi ngày)

Để duy trì hiệu quả hoạt động của bể, lượng DO và SVI (chỉ số thể tích bùn) cần được kiểm tra và giữ trên 200ml/l Nồng độ thể tích bùn hoạt tính lý tưởng nằm trong khoảng 300 – 600ml/l Khi bùn hoạt tính bị trương lên, các hạt bùn trở nên nhỏ và rời rạc, dẫn đến khó khăn trong quá trình lắng Hiện tượng này thường xảy ra khi có sự thiếu hụt ôxy hoặc sự hiện diện của chất độc hại trong nước thải, đồng thời xuất hiện nhiều vi sinh vật hình sợi trong bùn Để khắc phục tình trạng bùn trương, cần áp dụng một số biện pháp thích hợp.

+ Tạm thời giảm tải trọng thủy lực của bể

+ Pha loãng nước thải bằng nước sông, hồ

- Duy trì lƣợng DO trong bể sục khí ở mức 2 – 4mg/l

- Điều chỉnh lƣợng bùn dƣ bằng cách chỉnh lƣợng bùn tuần hoàn để giữ cho thể tích bùn ở mức ổn định

- Lấy rác ở song chắn rác

- Vớt vật nổi ở bể lắng

- Kiểm tra, bảo dƣỡng các thiết bị

Ngoài các hoạt động hàng ngày còn có các hoạt động theo định kỳ nhƣ lấy mẫu, phân tích mẫu, bảo dƣỡng và thay thế thiết bị,…

 Nguyên nhân gây ra sự cố và biện pháp khắc phục

 Nguyên nhân gây ra các sự cố

Hệ thống xử lý nước thải đang gặp tình trạng quá tải do sự gia tăng đột ngột và kéo dài của hàng hóa trong quá trình sản xuất, dẫn đến lượng nước thải phát sinh lớn Ngoài ra, việc không thường xuyên vệ sinh kênh mương dẫn nước tới các công trình cũng góp phần tạo ra hiện tượng lắng đọng cặn, gây ứ đọng tạm thời.

- Nguồn điện đột ngột bị ngắt

- Tới kỳ hạn nhƣng không (hoặc không kịp) sửa chữa, đại tu các công trình và thiết bị cơ điện

- Cán bộ, công nhân quản lý không tuân thủ nguyên tắc kỹ thuật

- Do thiên tai nhƣ ngập lụt, động đất,…

 Biện pháp khắc phục các sự cố

Trong quá trình sản xuất, cần phân chia nguồn nguyên liệu một cách đồng đều giữa các ngày Đồng thời, việc cọ rửa kênh mương dẫn và sàn nghiêng thu hồi bột giấy cũng phải được thực hiện đều đặn để đảm bảo hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

- Để tránh sự cố ngắt điện, ở trạm xử lý nên dùng hai nguồn điện độc lập

- Cần phải tiến hành sửa chữa, thay thế máy thiết bị hƣ hỏng đúng lúc, kịp thời

Người vận hành hệ thống xử lý nước thải cần nắm vững quy tắc vận hành và các biện pháp khắc phục sự cố Đồng thời, việc nâng cao ý thức trách nhiệm và tổ chức hoạt động một cách kỷ luật là rất quan trọng.

Định dạng
Số trang	181
Dung lượng	2,77 MB