Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY ĐƯỜNG NINH HÒA
DANH SÁCH NHÓM:
Nguyễn Thị Thanh Hiếu (NT)
Hồ Thị Thanh Hiệp
Huỳnh Thị Hiền
Phạm Quang Hiệp
Trịnh Thị Hiếu Hạnh
Phạm Đức Giang
Đoàn Trung Định
Hồ Vĩnh Đức
Phạm Hữu Hiệp
Châu Phương Hòa
Nhóm 2 – 52CNMT Trang1
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG
Ngành mía đường trên thế giới:
Vào thế kỷ thứ IV người Ấn Độ và người Trung Hoa đã chế tạo mía thành tinh thể
đường. Từ đó kỹ thuật sản xuất đường chuyển sang các nước châu âu như: Anh, Nam Tư, Ba
Lan… Đồng thời chuyển việc sản xuất đường ở dạng thủ công trở thành một ngành công
nghiệp. Đến thế kỷ XX, nhà máy đường hiện đại xuất hiện ở Anh.
Thuở sơ khai công nghiệp đường còn thô sơ, dùng trâu bò để kéo, làm sạch chỉ bằng
vôi, nấu đường bằng chảo dưới áp suất khí quyển, thực hiện kết tinh tự nhiên. Năm 1867, ở
Pháp sử dụng máy ép ba trục bằng gang, kéo bằng hơi nước. Làm sạch bằng vôi sử dụng đầu
tiên tại Ấn Độ. Nhưng phương pháp vôi bộc lộ một số nhược điểm ảnh hưởng đến hiệu suất
thu hồi đường.Cuối thế kỷ XIX, kỹ sư Tratani người Italia dùng SO
2
để trung hòa lượng vôi
dư và tẩy màu mía.
Ngành công nghiệp mía đường mấy chục năm gần đây phát triển rất nhanh, đã cơ khí
hóa toàn bộ dây chuyền và việc tự động hóa đã được áp dụng khá rộng rãi nhiều khâu.
Ngành mía đường Việt Nam:
Tình hình hoạt động, sản xuất các nhà máy đường ở Việt Nam hiện nay:
Ngành đường Việt Nam nhìn chung khá lạc hậu so với thế giới. Trước 1954, toàn miền
bắc không có nhà máy đường nào. Sau 1975 ở miền Nam đã phục hồi lại các nhà máy đường
Bình Dương, Hiệp Hòa, Phan Rang, Khánh Hội, Biên Hòa; xây dựng mới các nhà máy đường
La Ngã, Lam Sơn, Tây Ninh. Ngoài các nhà máy lớn có nhiều cơ sở sản xuất mía thủ công,
thô sơ, năng suất thấp ở các vùng trồng mía. Tính đến thời điểm hiện tại cả nước có khoảng
50 đến 60 nhà máy đường, hầu hết các tỉnh trong toàn quốc đều có nhà máy đường
Thiết bị sản xuất hầu hết cũ kỹ, chắp vá, hay gặp sự cố kỹ thuật và bị rò rỉ, nên khối
lượng rác thải lớn. Hiện nay chủ yếu có 3 phương pháp làm trong: bằng vôi, sunfit và
cacbonat. Phương pháp dùng vôi hầu hết còn dùng trong các cơ sở sản xuất nhỏ, trình độ
kém, chủ yếu sản xuất mật vàng và trầm mật.
Công nghiệp mía đường ở Việt Nam là ngành gây ô nhiễm khá lớn do công nghệ còn lạc
hậu, thiết bị rò rỉ nhiều lại không có bất cứ thiết bị xử lý nào, trong số các chất ô nhiễm có bụi
khói lò hơi, bùn lọc, nước thải, khí thoát ra từ các tháp phản ứng sunfit hóa và cacbonat hóa.
Riêng bã mía được dùng làm nhiên liệu để sản xuất bìa giấy, còn mật rỉ được lên men để chế
biến cồn.
Bảng dưới đây thống kê một số nhà máy đường lớn và khối lượng nước thải của chúng:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang2
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Bảng 2.1: Các nhà máy đường lớn thuộc ngành công nghiệp đường ở miền Nam
Nhà
máy
Địa chỉ Năng suất
tấn/ ngày
Trình độ công
nghệ
Định mức
tiêu thụ/
tấn đường
Nước
thải
m
3
/h
Ghi
chú
Địa
phương
KCN CN Nguyên
liệu
Quảng
Ngãi
(a)
Quảng
ngãi
+ Đường:135
Mía: 1.500
Sunfit
hóa
-Mía
-Vôi tôi
-Lưu
huỳnh
11,5 tấn
22 kg
6 kg
350
Bình
Dương
Bình
Dương
+ Đường:135
Mía: 1.500
Sunfit
hóa
-Mía
-Vôi tôi
-Lưu
huỳnh
11,5 tấn
22 kg
6 kg
350 Xả ra
Rạch
Bã Lụa
Hiệp
Hòa
Long An + Đường:125
Mía: 1.500
Sunfit
hóa
-Mía
-Vôi tôi
-Lưu
huỳnh
11,5 tấn
22 kg
6 kg
350 Xả ra
sông
Vàm
Cỏ
La Ngã Đồng Nai + Đường:180
Mía: 2.000
Vôi -Mía
-Vôi
12 tấn
7 kg
500 Đường
Khánh
Hội
Tp.HCM + Đường:100
Biên
Hòa
Đồng Nai + Đường:200
Bảng 2.2: Công suất sản xuất đường của một số nhà máy trên toàn quốc
Tên đơn vị sản xuất đường Công suất
(tấn/ngày)
Tên đơn vị sản xuất đường Công suất
(tấn/ngày)
BOURBON Tây Ninh 8000 Biên Hòa tỉnh Đồng Nai 2000
Bình Thuận 8000 Khánh Hội TP Hồ Chí Minh 2000
Quảng Ngãi 4000 Bình Định 1800
Bến Lức (Long An) 2500 Mía Đường BOURBON Gia Lai 1500
Gia Lai (An Khê) 2000 Bến Tre 1000
Hiện nay các nhà máy đường trên toàn quốc sản xuất ra chủ yếu là đường thô, đường tinh
luyện. Để sản xuât mỗi loại đường thì có công nghệ sản xuất thích hợp.
Vì vậy có 2 công nghệ được sản xuất trong các nhà máy đường là:
• Công nghệ sản xuất đường thô.
• Công nghệ sản xuất đường tinh luyện.
Tổng quan quá trình sản xuất của các nhà máy đường:
Nguyên liệu:
Nguyên liệu sản xuất là nước mía. Mía được trồng nhiều ở vùng nhiệt đới và cận
nhiệt đới, việc chế biến đường phải nhanh sau mùa vụ để tránh thất thoát; do đó, Công
nghiệp chế biến đường và lượng chất thải tùy thuộc theo mùa vụ
Nhóm 2 – 52CNMT Trang3
!
""#
$%&'"
&()*+"
""#, !
$-
./0
1) 2
""#,
""#,
345 67"+
893:
$;<=">?@A:
3:)2
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Thành phần mía cây thay đổi theo vùng, nằm trong khoảng sau :
Bảng2.3 : Thành phần cây mía
Thành phần %
Saccarozo 8 – 16
Đường khử 0.5 – 2
Chất hữu cơ (ngoại trừ đường) 0.5 – 1
Chất vô cơ 0.2 – 0.6
Hợp chất chứa N 0.5 – 1
Tro 0.3 - 0.8
Xơ 10 - 16
H
2
O 69 - 75
Nước mía có tính axit (pH= 4,9 – 5,5), đục và có màu xanh lục :
Bảng 2.4 : Thành phần nước mía
Thành phần %
Saccarozo 10 -18
Đường khử 0.8 – 2.3
Chất hữu cơ (ngoại trừ đường) 0.7 – 1.2
Chất vô cơ 0.3 – 0.7
Hợp chất chứa N 0.6 – 1.2
H
2
O 75 - 88
Nước mía có màu do các nguyên nhân sau :
• Từ bản thân cáy mía có các chất chlorophyII, anthocyanin và tanin gây ra.
• Do các phản ứng hóa học :
Nước mía sau khi cho vôi, gia nhiệt sẽ làm nước mía đổi màu.
ChlorophyII có trong cây mía làm cho nước mía có màu xanh lục.
Tanin phản ứng với sắt tạo ra màu xanh sẫm.
Để loại bỏ tạp chất trong nước mía, ta có thể sử dụng phương pháp nhiệt, lọc hoặc xử
lý với vôi .
Hóa chất làm trong và tẩy màu:
Vôi (CaCO
3
):
• Có tác dụng trung hòa các axit hữu cơ có trong nước mía.
• Phản ứng với H
3
PO
4
tạo thành Ca
3
(PO
4
)
2
.
• Kết hợp với các hợp chất hữu cơ và pectin tạo kết tủa.
• Làm kết tủa các hợp chất tạo màu gốc chlorophyII và anthocyanim.
• Tác dụng với sucrose tạo saccharates, glucosates
Khí SO
2
• Trung hòa lượng vôi thừa :
Ca(OH)
2
+ H
2
SO
3
= CaSO
3
+ H
2
O
• Tấy màu nước mía.
Khí CO
2
: Hấp thụ chất tạo màu.
H
3
PO
4
: Kết hợp với vôi để làm trong nước mía.
Hóa chất tẩy màu: Dùng Na
2
S
2
O
4.
Công nghệ sản xuất đường thô:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang4
Vôi
H
3
PO
4
Nước
Bột vàng, bã mía
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Đầu tiên, mía cây được đưa vào các trục ép áp lực, để tận dụng hết đường
trong cây mía người ta phun nước vào máy ép để tăng cường khả năng nhả đường.
Do nước mía có tính axit pH= 4,9 – 5,5. Nước mía có độ đục cao, có màu
xanh và chứa các chất phi đường nên người ta cho Ca(OH)
2
và H
3
PO
4
để chúng phản
ứng với SO
2
tạo ra các chất kết tủa hấp thụ các chất phi đường và chất tạo màu.
Sau khi xảy ra các quá trình trên, nước mía hỗn hợp được cho qua bồn lắng để tách
cáchợp chất cần tách, lượng cặn thì được đưa qua bể lọc chân không để tách bùn và
nước lắng trong. Nước trong được hoàn lưu chảy vào quá trình gia nhiệt lần 3. Khi gia
nhiệt sẽ làm cho nước mía bốc hơi và bắt đầu kết tinh.
Tiếp tục quá trình phân ly sẽ làm đường kết tinh trở thành đường thô. Sản
phẩm phụ của quá trình này là rỉ đường. Lượng nước thải từ việc sản xuất đường thô
là rất lớn như nước rửa mía cây, nước làm mát, nước rửa sàn, nước bùn bã lọc dung
dịch đường rơi vãi trong sản xuất…
Sản phẩm phụ của quá trình sản xuất đường gồm có: Bột giấy, tấm xơ ép từ bã
mía, nhựa rỉ đường, axeton, axit citric,…
Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy được chia:
• Nhóm A : nước thải có độ nhiễm bẩn không cao, chủ yếu chứa nhiều chất lơ lửng
chỉ cần lọc sơ bộ và lắng tiếp xúc để loại bỏ chất lơ lửng, sau đó trộn với nước
thải đã xử lí đưa ra nguồn nhận.
• Nhóm B : nước thải có nhiều chất hữu cơ cần được tách riêng để xử lý.
• Nhóm C : nước ngưng tụ từ lò hơi, không bị nhiễm bẩn nên dùng để pha loãng
với nước thải đưa ra nguồn nhận.
Công nghệ sản xuất đường tinh luyện:
Gồm 3 giai đoạn chính :
• Rửa và hòa tan
• Làm sạch
• Kết tinh và hoàn tất
Rửa và hòa tan :
Rửa : làm sạch lớp phim mạch bên ngoài hạt đường thô để năng cao độ tinh của
đường.
Hòa tan : đường sau khi ly tâm được hòa tan vào nước thành dung dịch nước
đường nguyên chất để đến khâu hóa chế.
Nhóm 2 – 52CNMT Trang5
Vôi
Nước lăng trong
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Làm trong và làm sạch :
Làm trong : nước đường nguyên chất được xử lí bằng các chất hóa học như vôi,
H
3
PO
4
để làm trong. Quá trình xử lý này có tác dụng làm kết tủa các chất rắn, huyền
phù và làm lắng các chất bẩn.
Làm sạch : nước đường sau khi lắng trong được cho thêm than hoạt tính và bột trợ
lọc để khử màu và tăng cường khả năng làm trong. Nước đường sau lọc gọi là sirô
tinh lọc.
Kết tinh và hoàn tất :
Nhiệm vụ của nấu đường là tách nước từ sirô tinh lọc và đưa dung dịch đến trạng
thái bão hòa, sản phẩm nhận được sau khi nấu đường là đường non gồm tinh thể
đường và mật cái.
Quá trình kết tinh đường gồm có :
• Cô đặc sirô
• Tạo mầm tinh thể
• Nuôi tinh thể
• Cô đặc cuối cùng
Nước thải ngành công nghiệp sản xuất đường:
Công nghệ sản xuất đường là sử dụng lượng nước lớn cho nhiều mục đích khác nhau
như ép, lắng trong, cô đặc và nấu đường, quá trình kết tinh chế biến đường và cho nồi hơi.
Lượng nước cần thiết cho chế biến một tấn mía biến động từ 20 – 21 m
3
. Khoảng 80% lượng
nước cấp trở thành nước thải. Đường có trong nước thải chủ yếu là đường sucroza và các loại
đường khử như: glucoze và fructoze. Các loại đường này dễ thủy phân trong nước có khả
năng gây ảnh hưởng đến vi sinh vật trong nước.
Theo điều tra cho thấy nước thải sản xuất đường có pH biến động lớn (nước thải khâu
lọc có pH = 9,5), hàm lượng BOD
5
và COD rất cao (BOD
5
: 300-2000mg/l, COD: 600-
4350mg/l), hàm lượng cặn tổng số lên đến 870-3500mg/l
Từ đó người ta dựa vào đặc điểm của công nghệ sản xuất đường, ngoài các bã lắng, bã
bùn, bã lọc được tách riêng, nước thải được phân thành các nhóm sau:
Nước thải từ khu ép mía:
Ở đây, nước dùng để ngâm ép đường trong mía và làm mát các ổ trục của máy ép.
Loại nước này có BOD cao (do có đường thất thoát) và có chứa dầu mỡ.
2.2.5.2 Nước thải rửa lọc, làm mát, rửa thiết bị và rửa sàn:
Nước thải rửa lọc tuy có lưu lượng nhỏ nhưng giá trị BOD và chất lơ lửng cao.
Nước làm mát được dùng với lượng lớn và thường được tuần hoàn hầu hết hoặc một
phần trong quy trình sản xuất. Nước làm mát thường nhiễm bẩn một số chất hữu cơ bay hơi
từ nước đường đun sôi trong nồi nấu hoặc nồi chân không. Nước chảy tràn từ các tháp làm
mát thường có giá trị BOD thấp. Tuy nhiên, do chế độ báo dưỡng kém và điều kiện vận hành
không tốt nên có lượng đường đáng kể thất thoát trong nước làm mát. Lượng nước này sẽ
được thải đi.
Nước rò rỉ và nước rửa sàn, rửa thiết bị tuy có lưu lượng tháo và được xả định kỳ
nhưng có hàm lượng BOD rất cao.
Nước thải khu lò hơi:
Nước thải khu lò hơi được xả định kỳ, với đặc điểm là chất lơ lửng cao và giá trị BOD
thấp, nước thải mang tính kiềm.
2.2.5.4 Đặc trưng của nước thải nhà máy đường:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang6
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Đặc trưng lớn nhất của nước thải nhà máy đường là có giá trị BOD cao và dao động nhiều
Bảng BOD
5
trong nước thải ngành công nghiệp đường
Các loại nước thải NM đường thô (mg/l) NM tinh chế đường (mg/l)
Nước rửa mía cây 20-30
Nước ngưng tụ 30-40 4-21
Nước bùn lọc 2.900-11.000 730
Chất thải than - 750-1.200
Nước rửa xe các loại - 15.000-18000
Phần lớn chất rắn lơ lửng là chất vô cơ. Nước rửa mía cây chủ yếu chứa các hợp chất
vô cơ. Trong điều kiện công nghệ bình thường, nước làm nguội, rửa than và nước thải từ các
quy trình khác có tổng chất rắn lơ lửng không đáng kể. Chỉ có một phần than hoạt tính bị thất
thoát theo nước, một ít bột trợ lọc, vải lọc do mục nát tạo thành sợi nhỏ lơ lửng trong nước.
Nhưng trong điều kiện các thiết bị lạc hậu, bị rò rỉ thì hàm lượng các chất rắn huyền phù
trong nước thải có thể tăng cao.
Các chất thải của nhà máy đường làm cho nước thải có tính axit. Trong trường hợp
ngoại lệ, độ pH có thể tăng cao do có trộn lẫn CaCO
3
hoặc nước xả rửa cột resin.
Ngoài các chất đã nói trên, trong nước thải nhà máy đường còn thất thoát lượng
đường khá lớn, gây thiệt hại đáng kể cho nhà máy. Ngoài ra còn có các chất màu anion và
cation (chất màu của các axit hữu cơ, muối kim loại tạo thành) do việc xả rửa liên tục các cột
tẩy màu resin và các chất không đường dạng hữu cơ (các axit hữu cơ), dạng vô cơ (Na
2
O,
SiO
2
, P
2
O
5
, Ca, Mg và K
2
O). Trong nước thải xả rửa các cột resin thường có nhiều ion H
+
,
OH
-
.
Dựa vào đặc tính của nước thải, và yêu cầu mức độ xử lý đặt ra : nước thải phải đạt
tiêu chuẩn xả thải loại B (TCVN 5945-2005) trong đó quy định giới hạn xả thải của các chất
như sau:
Bảng tổng kết chất lượng nước thải nhà máy đường
Stt Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn (loại B)
1 pH 7.5-8 5.5-9
2 SS mg/l 1250 100
3 BOD (20
0
C) mg/l 5000 50
4 COD mg/l 7000 80
5 N mg/l 16.4 30
6 P mg/l 7.5 6
Việc quản lý tốt quy trình sản xuất, bảo dưỡng thiết bị, chống rò rỉ hoặc thay đổi quy
trình công nghệ, sử dụng các công nghệ sạch là biện pháp tốt nhất để giải quyết các chất ô
nhiễm ngay trông khâu sản xuất. Ngoài ra, cần phải áp dụng quy trình xử lý nước thải, nhằm
làm giảm việc thải các chất ô nhiễm vào nguồn nước hay vào hệ thống thoát nước chung của
thành phố.
Theo tin trên báo Tuổi Trẻ, số ra ngày 23/2/1999, Nhà máy đường Sóc Trăng phối
hợp với Trung Tâm Công Nghệ Khoa Học và Môi Trường Quốc Gia vừa thử nghiệm thành
công và đưa vào sản xuất loại phân hữu cơ vi sinh từ bã bùn. Đây cũng là một biện pháp giải
Nhóm 2 – 52CNMT Trang7
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
quyết chất thải ô nhiễm của Nhà máy đường rất hiệu quả, với giá thành phân bón lót là 1.000
đ/kg, và phân bón thúc là 1.300 đ/kg.
2.2.5.5 Khả năng gây ô nhiễm nguồn nước của nước thải nhà máy đường:
Với lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao, nước thải nhà máy
đường đã và đang làm ô nhiễm các nguồn tiếp nhận. Đường có trong nước thải chủ yếu là
đường sucroza và các loại đường khử như glucoza và fructoza.
Các loại đường này dễ phân hủy trong nước, chúng có khả năng gây cạn kiệt oxy
trong nước, làm ảnh hưởng đến hoạt động của quần thể vi sinh vật sống trong nước.
Trong công nghệ sản xuất đường, ở nhiệt độ cao hơn 55ºC, các loại đường glucose và
fructoze bị phân hủy thành các hợp chất có màu rất bền. Ở nhiệt độ cao hơn 200
0
C, chúng
chuyển thành caramen(C
12
H
18
O
9
)
n
. Đây là dạng bột chảy hoặc tan vào nước, có màu nâu sẫm,
vị đắng. Phần lớn các sản phẩm phân hủy của đường khử có phân tử lượng lớn nên khó thấm
qua màng vi sinh. Để chuyển hóa chúng, phải phân rã chúng thành nhiều mảnh nhỏ để có thể
thấm vào tế bào. Quá trình phân hủy các sản phẩm đường khử đòi hỏi thời gian phân hủy dài
hơn, nên sẽ ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch trong nguồn tiếp nhận. Các chất lơ lửng có
trong nước thải còn có khả năng lắng xuống đáy nguồn nước. Quá trình phân hủy kỵ khí các
chất này sẽ làm cho nước có màu đen và có mùi H
2
S. Ngoài ra, nước thải nhà máy đường còn
có nhiệt độ cao, làm ức chế hoạt động của vi sinh vật nước. Trong nước thải có chứa các sản
phẩm của lưu huỳnh và đôi khi có lẫn dầu mỡ của khu ép mía.
Nhóm 2 – 52CNMT Trang8
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐƯỜNG NINH HÒA
1. Giới thiệu về công ty:
Công ty cổ phần Đường Ninh Hòa tiền thân là Nhà máy Đường Ninh Hòa, đơn vị trực
thuộc Công ty Đường Khánh Hòa. Tháng 4/1994, nhà máy đường đã được khởi công xây
dựng tại xã Ninh Xuân, huyện Ninh Hòa, tỉnh Khánh Hòa. Ngày 06/01/1996, theo Quyết định
số 27/QĐ-KSC của Giám Đốc Công ty Đường Khánh Hòa, nhà máy Đường Ninh Hòa được
thành lập với nhiệm vụ chính là sản xuất đường từ mía. Đến tháng 4/1996, nhà máy chính
thức đi vào sản xuất với hệ thống thiết bị có công suất thiết kế 1.250 tấn mía/ngày.
Ngày 10/11/2005, UBND tỉnh Khánh Hòa đã ra quyết định số 2267/QĐ-UB về việc
chuyển Nhà máy đường Ninh Hòa thuộc Công ty Đường Khánh Hòa thành Công ty cổ phần.
Công ty Cổ phần Đường Ninh Hòa chính thức đi vào hoạt động theo giấy Chứng nhận
đăng ký kinh doanh số 4200636590 đăng ký lần đầu ngày 02 tháng 03 năm 2006. Đến nay,
Công ty liên tục triển khai đầu tư nâng cấp máy móc thiết bị trong dây chuyền sản xuất đã
tăng công suất lên 4.300 TMN và tiếp tục nâng công suất lên 6.000 TMN, sản lượng
mía ép 800.000 tấn đến vụ sản xuất 2016-2017. Vốn điều lệ hiện nay 303,75 tỷđồng và chính
thức niêm yết cổ phiếu tại Sở Giao dịch Chứng khoán Thành phố Hồ Chí Minh (HOSE) từ
ngày 02/07/2010, và luôn duy trì được sản xuất ổn định, nâng cao đời sống vật chất và tinh
thần cho CB – CNV Công ty. Đây là một bước ngoặc lớn đểCông ty quảng bá hình ảnh,
thương hiệu đồng thời nâng cao hiệu quả hoạt động, trởthành một trong những doanh nghiệp
hàng đầu hoạt động trong lĩnh vực sản xuất đường ởViệt Nam.
Ngành nghề kinh doanh của công ty: Sản xuất đường từ mía và các sản phẩm phụ; tổ
chức thu mua mía cây, đầu tư và phát triển vùng nguyên liệu; Thi công xây dựng các công
trình công nghiệp dân dụng; Gia công chế tạo cơ khí; Mua bán vật tư nông nghiệp, mua bán
phân bón; Vận tải hàng hóa bằng đường bộ; Sản xuất phân bón;Kinh doanh dịch vụ kho bãi;
Sản xuất và kinh doanh mua bán điện; Kinh doanh bất động sản.
Nhóm 2 – 52CNMT Trang9
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
2. Quy trình công nghệ sản xuất máy đường của nhà máy:
CHƯƠNG III: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
Lưu lượng, thành phần, tính chất của nước thải:
Lưu lượng nước thải của nhà máy Đường Ninh Hòa là: 1200 m
3
/ngày.
? Nguồn phát sinh nước thải
Từ dây chuyền công nghệ sản xuất mía đường của nhà máy, ta thấy có các
công đoạn gây ô nhiễm là:
Nước thải phát sinh từ công đoạn băm, ép và hòa tan: nước thải sinh ra từ khâu
làm mát trục của máy cán ép, ô nhiễm bột mía và dầu mỡ từ khâu băm.
Nước thải từ công đoạn làm trong và làm sạch:
• Nguồn nước thải sinh ra từ khâu làm mát lò đốt lưu huỳnh; hóa vôi sữa
• Nguồn nước thải sinh ra từ khâu ép bùn, nước giặt vải lọc
• Nguồn nước sinh ra từ tháp ngưng tụ sau khi cấp nhiệt tại các thiết bị gia
nhiệt, cô đặc, nấu đường, làm nguội máy, làm nguội đường.
Nước thải phát sinh từ công đoạn kết tinh và hoàn tất:
• Nguồn nước thải sinh ra từ các khâu làm lạnh trong các thiết bị trợ tinh, thiết
bị ngưng tụ của nồi cô đặc và nấu đường, nước từ bơm chân không.
Nhóm 2 – 52CNMT Trang10
Bã míaChẻ ép
Mía
Khuếch tán
Gia nhiệt
Bã bùnLọc bùn Lắng
Gia nhiệt 2
Bốc hơi
Nấu A
Nước ngọt
Lọc ép
Cacbonat
hóa
Hồi dungĐường ALy tâm
Mật A
Nước bùn
Lọc Dastar
34B
Nước ngọtTẩy màu
Đường Re
M.c B
Bốc hơi
Mật B
M.c R1
Đường B
Ly tâm B Đường R1
Ly tâm R1
Mật cuối
Ly tâm C
M.c C
Ly tâm R2
34$
Mật R1
Đường cuối
Đường R2
Ly tâm R3
Đường R3
&2)AC
Mật R3
M.c R3
Mật R2
D!E=
$F '"
,; (G9
$F*D%"
HI(
"H0/94
, E
$FJB$
$FBKEK
$%L
$FM?%
3G2M9?%
,C
$F '"G
!A0/94
$FNOP
$F '"
$F?%
!E=
Q
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
• Rò mật rỉ.
Nước thải phát sinh từ các nhu cầu khác:
• Nước thải phát sinh từ phòng thí nghiệm.
• Nước thải từ sinh hoạt của công nhân.
• Nước thải phát sinh từ khâu xử lý khói thải của nhà máy.
• Nguồn nước thải sinh ra từ vệ sinh thiết bị công nghiệp.
Theo tính toán lý thuyết thì cứ 100kg mía nguyên liệu thì lượng nước thải sinh ra là
775.5kg.
Lựa chọn quy trình, công nghệ xử lý:
Dựa trên các nguồn gây ô nhiễm cũng như thành phần, tính chất nước thải nhà máy
đường Ninh Hòa, nhóm đưa ra mô hình xử lý nước thải đang được áp dụng rộng rãi ở Việt
Nam, có thể vận hành trong điều kiện của nhà máy. Hệ thống xử lý sử dụng bể UASB kết
hợp bể Aerotank; tuy nhiên, cần chú ý đến liều lượng bùn và lưu lượng khí,…
So với việc xây đựng bể Biofin, diên tích xây dựng bể Aerotank tương đối phù hợp
hơn, và việc đầu tư máy nén bùn là khả thi hơn việc xây dựng sân phơi bùn. Xét về phương
diện mặt bằng của nhà máy ta sẽ lựa chọn phương án sau đây:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang11
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy đường Ninh Hòa
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Thuyết minh quy trình công ngệ:
Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lí nước thải.
Dòng thải sau khi qua song chắn rác (SCR) ở đầu mỗi cống thu chảy qua bể lắng cát được
đặt âm sâu dưới đất, ở đây sẽ giữ lại cát và các chất rắn lơ lửng có kích thước lớn . Phần rác
thải thu được có thể dùng để sản xuất giấy, phân bón…
Nước thải sau khi lắng cát sẽ tự chảy qua hầm tiếp nhận. Tiếp theo, nước thải được
bơm qua bể điều hòa, trước khi qua bể điều hòa nước thải được bơm qua trống lọc, lưu lượng
nước thải ra sẽ được điều hòa ổn định. Tại đây nước thải được thổi khí để làm thoáng sơ bộ
và phân bố chất bẩn đồng đều khắp bể.
Sau đó tiếp tục bơm nước thải qua bể lắng 1 để loại bỏ 1 phần BOD
5
, COD và SS.
Tiếp tục, nước thải tự chảy qua bể kị khí kiểu đệm bùn chảy ngược UASB để xử lí sơ bộ nhờ
áp lực thủy tĩnh, vì nước thải mía đường có đặc trưng là COD đầu vào rất lớn 7000 (mg/l).
Sau khi xử lí yếm khí, đầu ra bể UASB là khí sinh học được thu giữ lại làm biogas, phần
nước đã được giảm bớt tải lượng chất hữu cơ tự chảy qua aerotank để xử lí hiếu khí. Tại đây
xảy ra quá trình xử lí sinh học, khí được thổi vào bể bằng các đĩa phân phối khí nhằm tăng
cường sự xáo trộn chất bẩn và oxi trong không khí đồng thời giữ cho bùn ở trạng thái lơ
lửng .
Sau thời gian lưu, nước từ aerotank tự chảy qua bể lắng 2 để lắng bùn .Tiếp theo,
nước trong từ máng thu nước aerotank tự chảy qua bể tiếp xúc, khử trùng bằng Clo với dư
lượng là 0,5 (mg/l), sau 30 phút chảy ra cống thu nước và chảy vào mạng lưới thoát nước
chung của thành phố.
Bùn từ bể lắng được đưa vào bể chứa bùn sau khi ổn định bùn được bơm tuần hoàn 1
phần vào bể aerotank, phần còn lại bơm qua bể nén bùn trọng lực sau đó bơm qua máy ép
bùn băng tải, bùn sau khi ra khỏi máy ép bùn băng tải tạo thành bánh bùn được bón ruộng,
trồng cây hoặc chôn lắp hợp vệ sinh .
Mô tả các công trình đơn vị:
3.1 Song chắn rác:
Để tách bã mía trong nước thải người ta dùng song chắn rác. Hiệu suất của quá trình tách
chất rắn bằng phương pháp này phụ thuộc vào các yếu tố:
Đặc tính cơ học của song, lưới: kích thước mắt sàn, khoảng cách giữa các thanh chắn,
lưu lượng và điều kiện dòng chảy.
Tính chất nước thải: nồng độ chất rắn, kích thước của bã mía cần tách, …
Đối với rác thải nhà máy đường, có thể dùng song chắn rác với các thanh đan xếp
cạnh nhau trên mương dẫn nước, và cào rác thủ công. Rác thu được có thể thu hồi cùng với
bã mía tại khu ép mía để chế biến thành các sản phẩm phụ như làm bột giấy, làm chất đổn
trong sản xuất vật liệu xây dựng.
Ưu điểm:
• Đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt.
• Giữ lại tất cả các tạp vật lớn.
Nhược điểm:
• Không xử lý, chỉ giữ lại tạm thời các tạp vật lớn.
• Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian.
• Phải xử lý rác thứ cấp.
3.2 Bể lắng cát:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang12
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Loại bỏ cát, những mảnh vụn vô cơ khó phân hủy và cặn nặng trong nước thải. Cát
sau đó được chuyển đến sân phơi cát.
3.3 Hố thu gom
Thu gom nước thải từ các dây chuyền sản xuất và nước thải sinh hoạt của nhà máy,
giúp cho hệ thống xử lý nước hoạt động ổn định và hiệu quả.
3.4 Bể điều hòa (Điều hòa lưu lượng và chất lượng):
Đặt sau bể lắng cát và trước bể lắng I.
Do lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải của nhà máy đường tùy thuộc vào dây
chuyền sản xuất nên thường dao động nhiều trong một ngày đêm. Để ổn định chế độ dòng
chảy cũng như chất lượng nước đầu vào cho các công trình xử lý phía sau, cần thiết phải điều
hòa lưu lượng và nồng độ.
Trong bể phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ
chất bẩn trong toàn thể tích (để loại trừ các cú sốc về chất lượng cho các công trình xử lý sinh
học phía sau và không cho cặn lắng trong bể).
3.5 Bể lắng 1:
Loại bỏ một phần SS và chất hữu cơ tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý sinh học ở
công trình sau.
3.6 Bể UASB:
UASB là bể xử lý sinh học kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn. Đây dungf để xử lý
các loại chất thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao, khả năng phân hủy sinh học tốt, nhu
cầu năng lượng thấp và sản sinh ra năng lượng mới.
Nồng độ bùn nuôi cấy ban đầu cho bể UASB tối thiểu là 10 KgVSS/m
3
. Lượng bùn
cho váo bể không nên nhiều hơn 60% thể tích bể.
Trước khi vận hành bể nên xem xét thành phần, tính chất nước thải, tính đệm, hàm
lượng chất dinh dưỡng, hàm lượng cặn lơ lửng, các hợp chất độc, nhiệt độ nước thải…
Khi COD nhỏ hơn 100(mg/l), xử lý nươc thải bằng UASB không thích hợp. khi COD
lớn hơn 50000mg/l, cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước đầu ra.
UASB không thích hợp với nước thải có hàm lượng SS lớn hơn 3000 mg/l, hàm
lượng ammonia lớn hơn 2000 mg/l hoặc hàm lượng sunfat vượt quá 500 mg/l
Dựa vào các yếu tố trên có thể khẳng định sử dụng UASB cho công nghệ xử lý nước
thải mía đường là hợp lý.
3.7 Bể aerotank:
Tùy thuộc vào loại đất ô nhiễm có thể sử dụng bể aerotank với các vi sinh vật được
nuôi cấy trong bùn hoạt tính để oxy hóa các chất hữu cơ trong điều kiện nhân tạo. Mô hình
này được thực hiện bằng cách cung cấp oxy cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển qua việc
tiêu thụ chất hữu cơ.
Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hóa và khoáng
hóa các chất hữu cơ chứa trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để
đảm bảo oxy cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình phân hủy chất hữu cơ phải luôn cung cấp
đầy đủ không khí cho bể aerotank hoạt động. Sau bể aerotank nước thải vào bể lắng 2 để tách
Nhóm 2 – 52CNMT Trang13
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
bùn hoạt tính. Ở đây, một phần bùn lắng được đưa trở lại bể aerotank để tạo mầm vi sinh vật
trong bể, phần khác đưa tới bể nén bùn.
Khối lượng bùn tuần hoàn và lượng không khí cần cung cấp phụ thuộc vào mức độ
yêu cầu xử lý của nước thải.
Hiệu quả xử lý BOD
5
= 90-95%
Việc lựa chọn công nghệ xử lý tùy theo thành phần tính chất nước thải, chi phí đầu tư
quản lý và diện tích mặt bằng khu xử lý.
3.8 Bể lắng:
Đặt sau aerotank, nhiệm vụ làm trong nước ở phần trên để xả ra nguồn nhận, cô đặc
bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để tuần hoàn lại aerotank
Thường có dạng tròn (bể lắng đứng, bể radial), dạng hình chữ nhật (bể lắng ngang).
Bể lắng ngang, chữ nhậ thường có hiệu quả lắng thấp hơn bể lắng tròn vì cặn lắng tích lũy ở
các góc bể thường bị máy gạt cặn khuấy động trôi theo dòng nước vào máng thu nước ra.
3.9 Bể nén bùn:
Thu gom cặn chưa ổn định từ bể lắng 1, bể lắng 2 và cặn đã ổn định từ aerotank nhằm
làm giảm bớt độ ẩm.
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH DƠN VỊ
Giả sử sau khi qua các công trình: song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hòa, bể
lắng 1 hàm lượng các chất ô nhiễm giảm như sau:
BOD
5
giảm 50%(ban đầu là 5000mg/l)
COD giảm 47% (ban đầu là7000mg/l)
SS giảm 80% (ban đầu là 1250mg/l)
Do đó các thông số để tính toán các công trình như trình bày sau đây
Tính bể UASB
Tính toán:
Các thông số đầu vào:
• pH= 6,6÷7,6
• Lưu lượng Q=1200 (m
3
/ngđ)
• BOD
5
=2500 (mg/l)
• COD=3710 (mg/l)
• SS= 250 (mg/l)
• Trong nước thải có đầy đủ các nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển
của VSV.
Các thông số đầu ra
• pH = 6,5÷7,6
• BOD
5
=500 (mg/l)
• COD=700 (mg/l)
• SS=100 (mg/l)
Nước thải khi ra khỏi bể sẽ có hàm lượng COD nhỏ hơn hay bằng 700 (mg/l) để đưa
sang bể Aerotank .
Hiệu quả xử lý của bể UASB:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang14
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Lượng COD cần khử:
Lượng COD cần khử trong ngày:
Chọn tải trọng xử lý trong bể UASB: [1]
Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết:
→ Chọn V=401,5(m
3)
Để giữ cho lớp bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng, tốc độ nước dâng trong bể phải giữ
trong khoảng 0,6÷0,9(m/h) . Chọn v=0,7(m/h)
Diện tích bề mặt cần thiết của bể:
Chọn F=72(m
2
)
Chiều cao phần xử lý yếm khí:
→ chọn H
1
=6(m)
Tổng chiều cao của bể:
Trong đó:
• H
1
: chiều cao phần xử lý yếm khí.
• H
2
: chiều cao vùng lắng. Để đảm bảo không gian an toàn cho bùn lắng xuống
phía dưới thì chiều cao vùng lắng phải lớn hơn 1,0(m) [1]. Chọn H
2
=1,1(m)
• H
3
: chiều cao dự trữ, chọn H
3
=0,5(m)
H=6+1,1+0,5=7,6(m)
Chọn 2 đơn nguyên hình vuông, vậy cạnh mỗi đơn nguyên là:
Chiều cao H=7,6(m)
Nhóm 2 – 52CNMT Trang15
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Thể tích thực của bể:
Thời gian lưu nước trong bể:
Trong đó:
Q = 1200(m
3
/ngđ)
Nằm trong khỏang cho phép [4-10h][1]
Tính ngăn lắng:
Trong mỗi đơn nguyên, bố trí 4 tấm chắn khí và hai tấm hướng dòng.
Nước thải khi đi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm tách khí đặt nghiêng so
với phương ngang 1 góc 45
0
÷60
0
. Chọn góc nghiêng giữa tấm chắn khí với phương ngang là
60
0
. Các tấm này đặt song song nhau.
Tổng chiều cao của toàn bộ ngăn lắng H
nglắng
(kể cả chiều cao vùng lắng) và chiều cao
dự trữ chiếm trên 30% tổng chiều cao bể.
Ta có:
Kiểm tra lại:
>30%
Vậy chiều cao xác định được là thích hợp.
Thời gian lưu nước trong ngăn lắng, thời gian này phải lớn hơn 1h:
>1h.
mặt khác V
vùnglắng
/tổng thể tích UASB=H
2
/H
bể
=1,1/7,6≈15% thỏa
? Tính toán tấm chắn khí:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang16
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Chọn khe hở giữa các tấm chắn khí và giữa tấm chắn khí với tấm hướng dòng là như
nhau.
Tổng diện tích giữa các khe hở này chiếm 15÷20% tổng diện tích đơn nguyên. Chọn
S
khe
=0,15S
dng
Hình 4.1: tấm chắn khí và hướng dòng bể UASB
Trong mỗi đơn nguyên có 4 khe hở, diện tích của mỗi khe:
Bề rộng của khe hở:
Tính toán các tấm chắn
Tấm chắn 1:
• Chiều dài:
• Chiều rộng:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang17
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
• Chiều cao:
Chọn 3603(mm)
Tấm chắn 2:
• Chiều dài:
• Chiều rộng:
Chọn =1714,5(mm)
L Tính toán tấm hướng dòng:
Tấm hướng dòng cũng được đặt nghiêng 1 góc 60
o
so với
phương ngang cách tấm
chắn khí 225(mm) như hình vẽ.
K Tính hệ thống phân phối nước:
Đối với bể UASB có tải trọng chất bẩn hữu cơ L>4(kgCOD/m
3
.ngđ) [1] thì từ 2(m
2
)
diện tích bể trở lên sẽ được bố trí một vị trí phân phối nước.
→ Chọn 3(m
2
) cho một vị trí phân phối nước.
Số vị trí phân phối nước trong mỗi đơn nguyên:
R Tính máng thu nước:
Bố trí máng thu nước kết hợp với máng răng cưa đặt ở tâm bể và dọc theo chiều rộng
bể. Máng thu nước được tạo độ dốc để dẫn nước thải về cuối bể rồi theo ống dẫn theo cơ chế
tự chảy, chảy sang aerotank .
Máng thu nước tiết diện hình chữ nhật: d x r với d=2r.
Độ dốc máng: i=1/200.
Lưu lượng vào máng: Q
máng
= 1200(m
3
/ngđ).
Ta có:
(4.8)
Trong đó:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang18
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Chọn kích thước máng: r =2,5(mm)
d=5(mm)
Thanh răng cưa
Chiều cao răng cưa :50mm
Dài đoạn vát đỉnh răng cưa:40mm
Chiều cao cả thanh :200mm
Khe dịch chuyển
Cách nhau : 450mm
Bề rộng khe :12mm
Chiều cao:150mm
Hình 4.2: máng răng cưa
" Tính lượng khí và bùn sinh ra:
Tính lượng khí sinh ra trong bể:
Thể tích khí sinh ra đối với 1kgCOD bị khử là 0,5m
3
[3]
Tổng thể tích khí sinh ra trong một ngày:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang19
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Tính lượng khí CH
4
sinh ra:
Thể tích khí CH
4
sinh ra khi 1kg COD được loại bỏ là 0,35 m
3
(CH
4
chiếm 70% tổng
lượng khí sinh ra) [3]. Thể tích khí CH
4
sinh ra là:
Tính lượng bùn sinh ra:
Lượng bùn do VSV sinh ra từ 0,1÷0,5kg/kgCOD được loại bỏ.
→ Chọn M
bùn
=0,1kg/kgCOD bị loại bỏ.
Khối lượng bùn sinh ra trong một ngày:
Tính ống phân phối nước vào bể UASB:
Đường kính các ống được chọn theo bảng sau:
Tn
thơng dụng
Kích thuớc
danh nghĩa
Đường kính
ngồi (mm)
Độ dày (mm)
p suất
danh nghĩa
(1)
(bar)
Ống 110 110 110 5,3 10
Ống 140 140 140 6,7 10
Ống 160 160 160 7,7 10
Ống 225 225 225 10,8 10
Ống 250 250 250 11,9 10
Ống 280 280 280 13,4 10
Ống 315 315 315 15,0 10
Ống 400 400 400 19,1 10
Ống 110 110 110 3,2 6
Ống 140 140 140 4,1 6
Ống 160 160 160 4,7 6
Ống 225 225 225 6,6 6
Ống 250 250 250 7,3 6
Ống 280 280 280 8,2 6
Ống 315 315 315 9,2 6
Ống 400 400 400 11,7 6
Tn Bề dy thnh ống (mm)
(*)
Nhóm 2 – 52CNMT Trang20
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
thơng
dụng
Kích
thước
danh
nghĩa
Đường
kính
ngồi
PN
3,2bar
PN
6bar
PN
10bar
PN
12,5bar
PN 16bar
20 20 20 - - 2,3 2,3 2,8
25 25 25 - 2,3 2,3 2,8 3,5
32 32 32 - 2,3 2,9 3,6 4,4
40 40 40 - 2,3 3,7 4,5 5,5
50 50 50 - 2,9 4,6 5,6 6,9
63 63 63 2,3 3,6 5,8 7,1 8,6
75 75 75 2,3 4,3 6,8 8,4 10,3
90 90 90 2,8 5,1 8,2 10,1 12,3
110 110 110 3,4 6,3 10,0 12,3 15,1
125 125 125 3,9 7,1 11,4 14,0 17,1
140 140 140 4,3 8,0 12,7 15,7 19,2
160 160 160 4,9 9,1 14,6 17,9 21,9
Nguồn :www. binhminhplastic.com
Vận tốc nước chảy trong ống chính v=0,8÷2(m/s) [2], chọn v=1(m/s.)
→ chọn ống nhựa PVC có đường kính Φ133(mm)
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống:
Từ ống chính chia làm 2 ống nhánh vào 2 đơn nguyên.
Đường kính ống nhánh:
Vận tốc nước chảy trong ống nhánh v=0,8÷2(m/s) [2], chọn v=1(m/s.)
→ chọn ống nhựa PVC có đường kính Φ94(mm).
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang21
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Trên mỗi ống nhánh chia làm 2 nhánh nhỏ dẫn vào mỗi đơn nguyên.
Đường kính ống nhánh:
Vận tốc nước chảy trong ống nhánh v=0,8÷2(m/s )[2], chọn v=1(m/s.)
→ chọn ống nhựa PVC có đường kính Φ65(mm).
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống:
→ thỏa điều kiện.
Hệ thống ống phân phối nước vào được đặt cách đáy bể 0,5(m)
Ống dẫn nước thải sang aerotank :
Vận tốc nước chảy trong ống v=0,1÷0,5(m/s )[2], chọn v=0,5(m/s).
→ chọn ống nhựa PVC có đường kính Φ190(mm).
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống:
→ thỏa điều kiện.
Tính toán đường ống thu khí:
Chọn vận tốc khí chạy trong ống v=10(m/s).
→ chọn ống sắt tráng kẽm có đường kính Φ30(mm).
Kiểm tra vận tốc khí trong ống
(m/s) thỏa điều kiện
Tính ống thu bùn:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang22
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Chọn ống thu bùn có đường kính Φ90mm có đục lỗ, d
lỗ
=20(mm). Ở mỗi vị trí ta đục
lỗ 3 mặt, mỗi lỗ cách nhau 20mm, mỗi vị trí cách nhau 400mm.
Bùn được xả định kỳ từ 1÷6 tháng nhờ áp lực thủy tĩnh của nước trong bể. Ống thu
bùn được đặt dọc theo chiều dài bể và cách đáy 1(m).
Lấy mẫu:
Để biết được sự hoạt động bên trong bể, dọc theo chiều cao bể ta đặt các van lấy mẫu.
Với các mẫu thu được ở cùng một van, ta có thể ước đoán lượng bùn ở độ cao đặt van đó. Sự
ước đoán này rất cần thiết khi muốn biết tải trọng thực sự của bùn và thời gian lưu bùn hiện
trong bể là bao nhiêu, từ đó mà có sự điều chỉnh thích hợp.
Trong điều kiện ổn định, tải trọng của bùn gần như không đổi, do đó mật độ bùn tăng
lên đều đặn. Nhưng ngay trong những trường hợp đó, việc lấy mẫu vẫn được đề nghị thực
hiện đều đặn.
Khi mở van, cần điều chỉnh sao cho bùn ra từ từ để đảm bảo thu được bùn gần giống
trong bể vì nếu mở lớn quá thì nước sẽ thoát ra nhiều hơn. Thông thường lấy 50÷150 (ml )
mẫu vào 2 lần cách nhau ít nhất 1h.
Bể cao 7,6(m), do đó dọc theo chiều cao bể đặt 5 van lấy mẫu, các van đặt cách nhau
1(m). Van dưới cùng đặt cách đáy 0,5(m).
Chọn ống và van lấy mẫu bằng nhựa PVC cứng Φ25.
CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ UASB LÀ:
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
1 Số lượng Công trình 2
2 Chiều dài bể m 6
3 Chiều rộng bể m 6
4 Chiều cao bể m 7,5
5 Thể tích m
3
274
Tính bơm từ bể lắng I đến UASB :
Lưu lượng cần bơm Q = 33,34 (m
3
/h).
Cột áp của bơm: H = (m H
2
O)
∆Z: khoảng cách từ mặt nước bể điều hoà đến mặt nước bể UASB.
∑h: tổng tổn thất của bơm, bao gồm tổn thất cục bộ, tổn thất dọc đường ống, tổn thất
qua lớp bùn lơ lửng trong bể UASB.
Một cách gần đúng, chọn :
∆Z = 4 (m H
2
O)
∑h = 7 (m H
2
O)
⇒ H = 4 + 7 = 11 (m H
2
O)
Công suất yêu cầu trên trục bơm:
N=
Nhóm 2 – 52CNMT Trang23
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
=
= 1,25( kW)
Vậy chọn bơm có công suất 1,25 (kW) (2 HP)
TÍNH TOÁN BỂ AEROTANK:
Tính toán:
Các thông số thiết kế
Các thông số đầu vào:
• Lưu lượng nước thải Q= 1200(m
3
/ngày)
• BOD
5
= 500( mg/L)
• COD = 700 (mg/L)
• Nhiệt độ duy trì trong bể 26-28
0
C
Các thông số đầu ra:
Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn nguồn loại B:
• BOD ở đầu ra ≤ 50 (mg/L)
• COD = 100 (mg/L )
• Cặn lơ lửng ở đầu ra SS
ra
≤ 40 (mg/L) (thấp hơn tiêu chuẩn nguồn loại B)
gồm có 65% là cặn có thể phân huỷ sinh học
Nước thải khi vào bể Aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi ( nồng
độ vi sinh vật ban đầu) X
0
= 0
• Nước thải được điều chỉnh sao cho BOD
5
: N : P = 100 : 5 : 1
• Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) với lượng chất rắn lơ
lửng (MLSS) có trong nước thải là 0,8
= 0,8 ( độ tro của bùn hoạt tính Z = 0,2)
• Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn ( tính theo chất rắn lơ lửng ) X
r
= 8500
(mg/L)
• Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính (MLVSS) được duy
trì trong bể Aerotank là : X = 3100 (mg/L)
• Thời gian lưu bùn trong hệ thống, θ
c
= 4 (ngày)
• Hệ số chuyển đổi giữa BOD
5
và BOD
20
là 0,68
• Hệ số phân huỷ nội bào, k
d
= 0,05 (ngày
-1
)
• Hệ số sản lượng tối đa ( tỷ số giữa tế bào được tạo thành với lượng chất
nền được tiêu thụ ), Y = 0,6( Kg VSS/Kg BOD
5
)
• Loại và chức năng bể : Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh . Ưu điểm:
không xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng
thích hợp cho xử lý nước thải mía đường .
Xác định nồng độ BOD
5
hoà tan trong nước thải ở đầu ra
Sơ đồ làm việc của hệ thống:
Nhóm 2 – 52CNMT Trang24
Bể lắng
II
$FBKE*
Đồ án xử lý nước thải công nghiệp GVHD: TRẦN THANH TÙNG
Q,X
0
, S
0
Q
e
, S,X
e
Q
r
, X
r
, S
Q
w
, X
r
Trong đó:
• Q , Q
r
, Q
w
, Q
e
: lưu lượng nước đầu vào , lưu lượng bùn tuần hoàn , lưu lượng bùn xã
và lưu lượng nước đầu ra , m
3
/ngày
• S
0
, S : nồng độ chất nền (tính theo BOD
5
) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua
bể Aerotank và bể lắng II , mg/L
• X , X
r
, X
e
: nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank , nồng độ bùn tuần hoàn và
nồng độ bùn sau khi qua bể lắng II , mg/L
Phương trình cân bằng vật chất:
BOD
5
ở đầu ra = BOD
5
hoà tan đi ra từ bể Aerotank + BOD
5
chứa trong lượng
cặn lơ lửng ở đầu ra
Trong đó :
• BOD
5
ở đầu ra : 50 (mg/L)
• BOD
5 hoà
tan đi ra từ bể Aerotank là S, mg/L
• BOD
5
chứa trong cặn lơ lửng ở đầu ra được xác định như sau :
Lượng cặn có thể phân huỷ sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra : 0,65 × 40 = 26
(mg/L)
Lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá hết lượng cặn có thể phân huỷ sinh học là : 26 ×
1,42 (mgO
2
/mg tế bào) = 36,92 (mg/L) . Lượng oxy cần cung cấp này chính là giá trị
BOD
20
của phản ứng . Quá trình tính toán dựa theo phương trình phản ứng:
C
5
H
7
O
2
N + 5O
2
→ 5CO
2
+ 2H
2
O + NH
3
+ Năng lượng
113 (mg/L ) 160 (mg/L)
1 (mg/L) 1,42 (mg/L)
Chuyển đổi từ giá trị BOD
20
sang BOD
5
BOD
5
= BOD
20
× 0,68 = 36,92 × 0,68 = 25,11 (mg/L)
Vậy :
Nhóm 2 – 52CNMT Trang25