KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
Cơ sở lựa chọn công nghệ
4.1.1 Thành phần, tính chất nước thải
Nước thải sản xuất tại nhà máy Anco bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải từ các phân xưởng giết mổ gia súc, gia cầm, sản xuất xúc xích và khu vực nghiên cứu Nước thải này chứa cặn và nồng độ chất hữu cơ cao, với lưu lượng khoảng 120 m³/ngày đêm.
Nguồn do công ty CP thực phẩm gia đình Anco cung cấp.
Các thông số đầu vào:
Bảng 4.1:Nồng độ nước thải đầu vào
TT Thông số ô nhiềm Đơn vị tính Giá trị
08 Dầu động thực vật mg/l 30 - 40
(Nguồn: Công ty Môi Trường Nông Lâm)
Yêu cầu nước thải sau khi xử lý:
Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy cần được thiết kế và xây dựng để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường Việt Nam, cụ thể là theo quy định trong tiêu chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, Cột B.
Bảng 4.2:Nồng độ nước thải sau khi xử lýtheo tiêu chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT,
TT Thông số ô nhiềm Đơn vị tính
08 Dầu động thực vật mg/l 20
Công suất thiết kế trạm xử lý: 120m 3 /ngày à = 120 à ; =5
Với K h là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất, Từ bảng 3-2 trang 99, XLNTĐT và CN, LMT
4.1.3.Mức độ cần thiết xử lý nước thải
Mức độ cần thiết xử lí nước thải theo chất lơ lửng SS :
S o Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải, S o = 300 mg/l
S r Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn, S r 100 mg/l
Mức độ cần thiết xử lí nước thải theo BOD 5 :
B o Hàm lượng BOD 5 trong nước thải, B o = 400 mg/l
B r Hàm lượng BOD 5 trong nước thải chophép xả vào nguồn, B r = 50 mg/l
Theo Quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, nước thải phải được xử lý đạt tiêu chuẩn loại B trước khi xả ra nguồn tiếp nhận, đảm bảo các thông số và nồng độ thành phần ô nhiễm trong nước thải phù hợp với quy định.
4.1.5 Yêu cầu từ công ty cổ phần ANCO
Nước sau khi được xử lý đạt loại B theoQuy chuẩn QCVN 24 : 2009/BTNMT
Có khả năng dễ dàng mở rộng khu xử lý nước thải khi nhà máy tăng sản lượng trong giai đoạn tiếp theo.
Công nghệ xử lý đơn giản, kỹ thuật vận hành không phức tạp.
Vốn đầu tư kinh phí tối ưu và tiết kiệm diện tích.
Diện tích dành cho khu xử lý nước thải: 100m 2
Nhận xét về thành phần và tính chất nước thải
Thành phần nước thải có hàmlượng hữu cơ cao (với COD P0 mg/l, BOD
= 400 mg/l tỷ lệ COD/BOD = 1,25< 2 Thích hợp sử dụng các công trình sinh học để xử lý.Các công trình xử lý sinh học gồm có:
Bể hiếu khí với bùn hoạt tính (Aerotank).
Đĩa quay sinh học RBC.
Vì nhà máy nằm gần khu dân cư và diện tích khuôn viên hạn chế, chúng ta không thể lựa chọn các công trình như ao hồ hiếu khí, mương oxy hóa hay cánh đồng lọc Thêm vào đó, việc đầu tư vào đĩa quay sinh học RBC đòi hỏi chi phí cao và kỹ thuật vận hành phức tạp.
BểAerotank và bể lọc sinh học có thể được chọn do phù hợp với những điều kiện trên.
Nước thải chứa hàm lượng dầu mỡ ô nhiễm cao, vì vậy hệ thống xử lý cần bổ sung các công trình như bể vớt dầu và bể tuyển nổi để đảm bảo hiệu quả xử lý.
Mục tiêu công nghệ
Công nghệ xử lý đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn vào nguồn
Công nghệ đảm bảo mức an toàn cao trong trường hợp có sự thay đổi lớn về lưu lượng và nồng độ giữa mùa khô và mùa mưa.
Công nghệ xử lý phải đơn giản dễ vận hành, có tínhổn định cao.
Công nghệ xử lý phải mang tính hiện đại và có khả năng sử dụng trong thời gian dài
Chi phí năng lượng và chi phí vận hành thấp
Số bơm sử dụng là tối thiểu và tận dụng nguyên tắc tự chảy theo cao trình
Tận dụng cơ sở vật chất hiện có tại công ty
L ựa chọn công nghệ xử lý dựa v ào các y ếu tố sau :
Lưu lượng và thành phần xử lý
Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý vào nguồn
Điều kiện thực tế xây dựng vận hành hệ thống
Điều kiện về kỹ thuật (xây dựng, lắp ráp, vận hành) và khả năng về vối đầu tư.
Đề xuất công nghệ xử lý
Dựa trên việc phân tích thành phần nước thải, yêu cầu mức độ xử lý, điều kiện kinh tế, kỹ thuật, những công trình có thể áp dụng là:
Phương pháp hoá lý: Keo tụ tạo bông hoặc tuyển nổi
Phương pháp xử lý kị khí: bể UASB
Phương pháp xử lýhiếu khí : bể lọc sinh học hay Aerotank.
Với điều kiện của công ty, đề xuất 2 phương án sau
Hình 4.1Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nướcthải nhà máy Anco (Phương Án 1)
Nguồn tiếp nhận loại B QCVN 24:2009-BTNMT
GHI CHÚ: Đường nước Đường bùn Đường nước tách bùn Đường khí Đường châm hóa chất
THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Nước thải từ các quy trình sản xuất và khu sinh hoạt tại nhà máy Anco được thu gom vào hố ga, sau đó được dẫn vào hệ thống thoát nước của nhà máy Tại đây, nước thải sẽ được chuyển đến hệ thống xử lý tập trung, nơi thực hiện xử lý đạt tiêu chuẩn Việt Nam loại B - QCVN 24:2009/BTNMT trước khi được thải ra nguồn tiếp nhận.
Công nghệ xử lý nước thải tại trạm được lựa chọn dựa trên các số liệu đầu vào và đầu ra, công suất thiết kế, điều kiện mặt bằng, cơ sở khoa học và tình hình đầu tư của doanh nghiệp.
Công nghệ của trạm xử lý nước thải được phân chia thành 3 giai đoạn: xử lý bậc 1, xử lý bậc 2, và xửlý bùn
Giai đoạn xử lý bậc 1:
- Song chắn rác được vận hành thủ công.
Nước thải sinh hoạt và từ sản xuất được thu về hố ga, sau đó chảy qua song chắn rác để tách cặn thô và cặn nhỏ Song chắn rác được cấu tạo từ các thanh inox sắp xếp cạnh nhau và hàn cố định trên khung inox Tùy thuộc vào tính chất nước thải và quy mô đầu tư, phương pháp vớt rác thủ công cùng với kích thước khe hở loại trung bình được lựa chọn cho song chắn rác.
5– 25 mm) Nước thải qua song chắn rác rồi chảy vào ngăn tiếp nhận.
Nước thải từ ngăn tiếp nhận được bơm lên bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm trước khi vào hệ thống xử lý Trong quá trình sản xuất, lưu lượng nước thải thay đổi theo các chu kỳ khác nhau, vì vậy bể điều hòa rất cần thiết Để đảm bảo nước thải được hòa trộn đều và tránh mùi hôi do phân hủy yếm khí, không khí được sục vào từ máy thổi khí và phân phối đều qua các đĩa phân phối khí dưới đáy bể.
Từ bể điều hoà nước thải sẽ được bơm sang hệ thống tuyển nổi áp lực để tách chất rắn lơ lửng và dầu mỡ.
Quá trình tuy ển nổi áp lực:
Nước thải từ ngành giết mổ gia súc chứa một lượng lớn dầu mỡ, tồn tại dưới dạng cặn lơ lửng và huyền phù, khiến cho việc tách biệt chúng bằng phương pháp lắng thông thường trở nên khó khăn Do đó, tuyển nổi áp lực được coi là phương pháp hiệu quả nhất để xử lý loại nước thải này.
Tuyển nổi là quá trình tách các chất rắn lơ lửng và huyền phù khỏi nước thải thông qua việc tạo ra các hạt vi bọt Các vi bọt này bám vào chất rắn, giúp chúng nổi lên trên bề mặt nước Quá trình này cho phép thu gom các chất rắn bằng thanh gạt bề mặt Cụm thiết bị tuyển nổi bao gồm nhiều hạng mục chính để thực hiện hiệu quả quá trình này.
- Thanh gạt bọt bề mặt.
Giai đoạn xử lý bậc 2:
Quá trình x ử lý sinh học hiếu khí (bể aerot ank):
Quá trình xử lý hiếu khí sử dụng bùn hoạt tính với sự tham gia của vi khuẩn hiếu khí sống lơ lửng, giúp chuyển hóa các chất hữu cơ có hại thành các chất vô cơ an toàn như CO2 và H2O Đồng thời, quá trình này tạo ra một lượng lớn bùn hoạt tính dư thừa, có thể được sử dụng làm phân bón cho cây trồng.
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra trong bể AEROTANK, nơi oxy được cung cấp đầy đủ thông qua máy thổi khí và các đầu phân phối khí ở đáy bể, nhằm tăng tốc độ quá trình sinh hóa.
Vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ các chất hữu cơ để phát triển thành quần thể dạng bông bùn Quá trình chuyển hóa vật chất có thể diễn ra cả bên ngoài và bên trong tế bào vi sinh vật, và cả hai đều phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc của các chất với tế bào Sự gia tăng khả năng tiếp xúc sẽ làm tăng cường độ phản ứng Do đó, hệ thống công nghệ này cần lắp đặt thêm hệ thống thổi khí, giúp không khí vào thiết bị và tạo ra những tác động quan trọng.
+ Cung cấp oxy cho tế bào VSV
Làm xáo trộn dung dịch giúp tăng cường khả năng tiếp xúc giữa vật chất và tế bào, đồng thời phá vỡ lớp bao vây của sản phẩm trao đổi chất xung quanh tế bào vi sinh vật Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thẩm thấu vật chất từ bên ngoài vào trong tế bào và ngược lại.
+ Tăng nhanh quá trình sinh sản vi khuẩn
Trong quá trình lên men, vi sinh vật (VSV) sản sinh ra nhiều khí, nhưng những sản phẩm khí này không có vai trò quan trọng đối với sự sống của VSV Việc tăng cường thoát khí nhanh chóng từ dung dịch là cần thiết để tối ưu hóa quá trình lên men.
Khi vi sinh vật phát triển mạnh, sinh khối sẽ tăng lên, dẫn đến việc vi sinh vật già chết và tạo thành các mảng chóc ra khỏi giá thể (bông bùn) Những mảng này sẽ trôi theo dòng nước và được lắng lại ở bể lắng ly tâm.
Tại bể lắng II, quá trình keo tụ và lắng diễn ra đồng thời, giúp loại bỏ hàm lượng chất lơ lửng và màng vi sinh từ bể sinh học Các dung dịch ở dạng keo sẽ được keo tụ và lắng xuống đáy bể, đạt hiệu quả xử lý từ 80-95% theo BOD và COD Bùn sinh khối sinh ra sẽ lắng xuống đáy bể, phần lớn được bơm trở lại bể AEROTANK để tiếp tục tham gia phản ứng, gọi là bùn hoạt tính hồi lưu, trong khi phần còn lại được bơm sang bể nén bùn, gọi là bùn dư.
Sau khi nước thải qua bể lắng II, nó được chuyển vào bể khử trùng Tại đây, với thời gian lưu nước phù hợp, nước thải tiếp xúc với dung dịch oxy hóa mạnh có khả năng khử trùng Các chất oxy hóa này có tác dụng phân hủy và ức chế hoạt động của tế bào vi sinh vật, dẫn đến việc tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật có trong nước.
Lượng bùn và cặn từ bể tuyển nổi, cùng với bùn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học tại bể Aerotank và bể lắng ly tâm, được chuyển đến bể nén bùn trọng lực Quá trình này nhằm tăng hàm lượng chất rắn trong bùn, giúp cải thiện hiệu quả khử nước.
Bảng 4.3 Dự tínhhiệu xuất xử lý phương án 1
(Nguồn: Công Ty Môi Trường Nông Lâm)
Công trình Chỉ tiêu (mg/l) Đầu vào Hiệu xuất % Sau xử lý
Hình 4.2Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy Anco (Phương Án 2)
Nguồn tiếp nhận loại B QCVN 24:2009-BTNMT
GHI CHÚ: Đường nước Đường bùn Đường nước tách bùn Đường khí Đường châm hóa chất
THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Tính toán các công trình đơn vị
(Nguồn: Công Ty Môi Trường Nông Lâm)
4.5 Tính toán các đơn vị công trình:
4.5.1 Thông số tính toán thiết kế:
Căn cứ vào các kết quá đã trình bày, tóm tắt các thông số thiết kế cho hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy Anco như sau:
Tính chất nước thải cần xử lý có các chỉ tiêu đặc trưng của nước thải tại nhà máy sản xuất Anco:
Bảng 4.5:Nồng độ nước thải đầu vào của nhà máy Anco pH 6,8
Dầu động,thực vật 30 - 40 mg/l
(Nguồn: Công Ty Môi Trường Nông Lâm)
Công trình Chỉ tiêu (mg/l) Đầu vào Hiệu xuất % Sau xử lý Song chắn rác
Các thông số còn lại tương ứng với tiêu chuẩn nguồn loạiB - QCVN 24:2009/BTNMT.
Các thông số này sẽ là cơ sở cho toàn bộ công tác tính toán thiết kế bao gồm những mục chính sau:
- Tính toán các công trìnhđơn vị của trạm xử lý nước thải.
- Tính toán kinh tế nhằm lựa chọn phương án thiết kế.
- Chi phí quản lý và vận hành hệ thống xử lý.
4.5.2 Tính toán phương án 1: ( Xem chi tiết phần A phụ lục 1 )
4.5.2.1Song chắn rác + Hầm tiếp nhận
Bảng 4.6Tóm tắt thông số thiết kế song chắn rác
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
4 Số thanh song chắn rác (m) Thanh 11
9 Tổn thất áp lực qua song chắn rác mm 30
10 Độ dốc theo phương đứng - 60 o
Bảng 4.7:Tóm tắt thông số thiết kế hố thu gom
Thông số Đơn Vị Giá trị
Thời gian lưu nước, t phút 10
Kích thước ngăn tiếp nhận
Bảng 4.8Tóm tắt các thông số thiết kế bể điều hoà
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
4 Thời gian lưu nước giờ 4
5 Số đĩa khuếch tán (N) đĩa 4
6 Công suất máy bơm Kw 0,4
8 Đường kính ống chính mm 30
9 Đường kính ống nhánh mm 25
Bảng 4.9:Tổng hợp tính toán bểtuyển nổi
STT Tên thông số Đơn vị Gía trị
1 Chiều cao bể tuyển nổi (H) m 2
2 Chiều cao phần lắng bùn (h b ) m 0,7
3 Chiều cao bảo vệ (h bv ) m 0,3
5 Chiều dài bể tuyễn nổi (L) m 3
9 Thể tích cột áp lực (W) m 3 0,17
10 Áp suất cột áp lực(S) atm 2,8443
4.5.2.4Bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn
Bảng 4.10Tóm tắt cácthông số thiết kế bể Aerotank
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
4 Chiều cao bảo vệ, h bv m 0,5
5 Chiều cao tổng cộng, H tc m 3,5
6 Thể tích thực của bể,V m 3 31,5
7 Số đĩa phân phối khí, n cái 20
8 Ống dẫn khí Đường kính ống chính, D kc Đường kính ống nhánh, D kn mm mm
10 Lưu lượng bùn tuần hoàn, Q th m 3 /ngày 93,6
Bảng 4.11Tóm tắt cácthông số thiết kế bể lắng II
STT Tên thông Số Đơn vị Giá trị
1 Chiều sâu hữu ích của bể lắng, H m 2
3 Chiều cao tổng cộng của bể lắng m 3,5
4 Hình dạng của bể lắng đợt II(Hình tròn)
6 Đường kính ống trung tâm, m 0,6
9 Công suất của máy bơm bùn tuần hoàn, N tt(bth) kW 0,5
10 Công suất của máy bơm bùn dư, N bd kW 0,5
Bảng 4.12 Tóm tắt các thông số thiết kế bể khử trùng
STT Tên thông Số Đơn vị Giá trị
4 Chiều cao tổng cộng (H tc ) m 3.5
5 Lượng chlorine dùng kg/ngày 0,36
Bảng 4.13Tóm tắt các thông số thiết kế bể chứa bùn
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
4 Chiều cao tổng cộng (H tc ) m 3,5
4.5.3Tính toán phương án 2: ( Xem chi tiết phần B phụ lục 1 )
Bảng 4.14:Tổng hợp tính toán bể lọcsinh học
Thông số Đơn Vị Giá trị
Thể tích lớp vật liệu lọc m 3 19,4 Đường kính bể lọc m 3,5
Hiệu quả xử lý BOD 5 % 82%
Hàm lượng BOD 5 đầu ra mg/l 48
Số lỗ trên mỗi nhánh phân phối nước, m lỗ 20
Dự toán giá thành kinh tế
Bảng 4.15:Tổng hợp tính toán bể lắngII.
Thông số Đơn Vị Giá trị Đường kính bể lắng, D m 4
Chiều cao bể lắng, H m 3,5 Đường kính ống trung tâm, d m 0,8
Chiều cao ống trung tâm, h m 1,2
Thời gian lưu nước, t h 2,41 Đường kính máng răng cưa, D rc m 2,594
Tổng số khe của máng khe 33
Lưu lượng nước chảy qua mỗi khe m 3 /s 8, 42.10 5
Bảng 4.16Tóm tắt các thông số thiết kế bể chứa bùn
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị
4 Chiều cao tổng cộng (H tc ) m 3,5
5 Thời gian lưu bùn ngày 7
4.6.1 Dự toán kinh tế phương án 1: ( Xem chi tiết phần A phụ lục 2 )
4.6.1.1 Chi phí đầu tư cơ bản
Bảng 4.17Chiphí đầu tư cơ bản phương án 1
Chi phí xây dựng cơ bản T 1 423.000.000VND
Chi phí máy móc và thiết bị T 2 224.200.000VND
Chi phí các phụ kiện và chi phí gián tiếp T 3 90.370.000VNDTổng chi phí đầu tư ban đầu T đtbđ =T 3 +T 2 +T 1 737.570.000 VND
4.6.1.2 Chi phí quản lý vận hành
Bảng 4.18Chi phí quản lý vận hànhphương án 1
Chi phí hóa chất T 4 324.000 VND/tháng
Chi phí điện năng T 5 5.352.000 VND/tháng
Chi phí nhân công vận hành T 6 4.000.000 VND/tháng
Chi phí bảo trì bảo dưỡng hàng năm T 7 307.000 VND/tháng Tổngchi phí vận hành T vh =T 4 +T 5 +T 6 +T 7 9.983.000 VND/tháng
4.6.1.3 Chi phí khấu hao xây dựng
4.6.1.4 Giá thành xử lý cho 1m 3 nước thải
4.6.2 Dự toán kinh tế phương án 2:( Xem chi tiết phần B phụ lục 2 )
4.6.2.1 Chi phí đầu tư cơ bản
Bảng 4.19Chi phí đầu tư cơ bản phương án 2
Chi phí xây dựng cơ bản T 1 471.000.000 VND
Chi phí máy móc và thiết bị T 2 298.200.000 VND
Chi phí các phụ kiện và chi phí gián tiếp T 3 106.840.000 VND Tổng chi phí đầu tư ban đầu T đtbđ =T 3 +T 2 +T 1 875.620.000VND
4.6.2.2 Chi phí quản lý vận hành
Bảng 4.20Chi phí quản lý vận hành phương án 2
Chi phí hóa chất T 4 324.000 VND/tháng
Chi phí điện năng T 5 7.080.000 VND/tháng
Chi phí nhân công vận hành T 6 4.000.000 VND/tháng
Chi phí bảo trì bảo dưỡng hàng năm T 7 365.000 VND/thángTổng chi phí vận hành T vh =T 4 +T 5 +T 6 +T 7 11.769.000 VND/tháng
4.6.2.3Chi phí khấu hao xây dựng
4.6.2.4 Giá thành xử lý cho 1m 3 nước thải
