Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường.
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường Tp. Hồ Chí Minh, những người đã dìu dắt em tận tình, đã truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian em học tập tại trường. Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất cả các Thầy, Cô Khoa Môi Trường đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Biện Văn Tranh đã tận tình hướng dẫn và cung cấp những kinh nghiệm quý báu giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Tôi xin cảm ơn gia đình, những người thân đã cho tôi những điều kiện tốt nhất để học tập trong suốt thời gian dài. Ngoài ra tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những người bạn của tôi, những người đã gắn bó, cùng học tập và giúp đỡ tôi trong những năm qua cũng như trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Với lần đầu làm đồ án, kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đồ án này còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của Thầy Cô và bạn bè nhằm rút kinh nghiệm cho công việc sắp tới. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013 Sinh viên Lê Ngọc Giàu GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 1 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ MỤC LỤC GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 2 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 : 10 quốc gia sản xuất đường mía lớn nhất thế giới 7 Hình 3.1 Song chắn rác tinh 13 Hình 3.2 Song chắn rác thô 13 Hình 3.3 Lưới lọc 13 Hình 3.4 Bể lắng cát 14 Hình 3.5 Bể điều hòa 15 Hình 3.6 Bể lắng đứng 16 Hình 3.7 bể lắng ngang 17 Hình 3.8 Keo tụ tạo bông 18 Hình 3.9 : Hồ sinh vật 21 Hình 3.10 : Hồ sinh vật hiếu khí 22 Hình 3.11 : Bể lọc sinh học 23 Hình 3.12 : bể lọc sinh học nhỏ giọt 24 Hình 3.13 Bể Aerotank 25 Hình 3.14 Bể UASB 26 GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 3 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: Nước ta có điều kiện tự nhiên vô cùng thuận lợi cho việc phát triển nông nghiệp, diện tích trồng mía làm nguyên liệu phục vụ cho ngành sản xuất đường mía vì vậy cũng rất rộng lớn.Ngành công nghiệp mía đường là một trong những ngành công nghiệp chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế nước ta.Trong năm 1998, cả nước được 700.000 tấn đường đáp ứng được nhu cầu tiêu dung trong nước. Trước năm 1990, hầu hết các trang thiết bị máy móc, dây chuyền công nghệ trong các nhà máy đường đều cũ kĩ, lạc hậu trình độ chất lượng sản phẩm còn thấp. Trong những năm gần đây, do sự đầu tư công nghệ và thiết bị hiện đại, các nhà máy đường đã không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và giải quyết được cho rất nhiều người lao động có việc làm. Bên cạnh sự phát triển về kinh tế thì vấn đề môi trường rất quan trọng.Nước thải của ngành công nghiệp mía đường luôn chứa một lượng lớn chất hữu cơ bao gồm Cacbon, Nitơ, Photpho. Các chất này dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật gây mùi thối làm ô nhiễm các nguồn tiếp nhận. Phần lớn chất rắn lơ lửng có trong nước thải ngành công nghiệp mía đường ở dạng vô cơ. Khi thải ra môi trường tự nhiên các chất này có khả năng lắng và tạo thành một lớp dày ở đáy nguồn nước, phá hủy hệ sinh vật làm thức ăn cho cá. Các bùn lắng này chứa các chất hữu cơ làm cạn kiệt oxy có trong nước và tạo thành các khí như H 2 S, CO 2 , CH 4 .Ngoài ra trong nước thải còn chứa một lượng đường khá lớn gây ô nhiễm nguồn nước. Chính vì tầm quan trọng của công tác bảo vệ môi trường, đề tài xử lý nước thải mía đường mang tính chất thực tế. Đề tài sẽ góp phần đưa ra quy trình xử lý cho loại nước thải này, giúp nhà máy có thể tự xử lý trước khi đưa ra cống thoát nước chung, nhằm thực hiện đúng những quy định về môi trường của nhà nước. GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 4 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ 1.2. MỤC ĐÍCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN: Ứng dụng thực tiễn và lý thuyết để thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường. 1.3. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Khi thực hiện đồ án này, em sử dụng phương pháp tổng hợp tài liệu và kham khảo giáo trình xử lý nước thải. GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 5 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA ĐƯỜNG 2.1. TỒNG QUAN VỀ NGÀNH MÍA ĐƯỜNG THẾ GIỚI Sản xuất đường không phải là ngành kinh tế có lợi thế kinh tế vi mô nhưng đường là một nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Công nghiệp sản xuất mía đường phù hợp với các nước đang phát triển nằm ở giai đoạn đầu của thời kì công nghiệp hóa. Hiện nay đường được sản xuất chủ yếu từ mía và củ cải đường. Brazil là nước sản xuất và xuất khẩu đường lớn nhất thế giới, tiếp đến là Ấn Độ, Thái Lan…Trên thế giới có hơn 100 quốc gia sản xuất đường, 80% trong số đó được làm từ cây mía và được trồng chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và bán nhiệt đới. Hình 2.1 : 10 quốc gia sản xuất đường mía lớn nhất thế giới GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 6 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ 2.2. TỒNG QUAN VỀ NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆT NAM Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, nhiều vùng đất đai từ Bắc đến Nam rất thuận tiện cho phát triển trồng mía, nhất là các tỉnh ven miền Trung và Đông Nam Bộ. Cây mía và nghề làm mật đường ở Việt Nam đã có từ rất xa xưa, nhưng công nghiệp mía đường mới bắt đầu từ thế kỷ thứ XX. Năm 1990 cả nước có 9 nhà máy đường mía với công suất 11.000 tấn mía/ ngày và 2 nhà máy tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị và công nghệ lạc hậu. Đến nay nước ta có khoảng 40 nhà máy đang hoạt hoạt động, trong đó có 35 công ty nhà nước.Trong đó, có 5 nhà máy đường có vốn đầu tư từ nước ngoài với công suất bình quân 4.500 tấn.Phần lớn các nhà máy có quy mô nhỏ, có khi đạt 700 – 1.000 tấn mía / ngày. Ngành công nghiệp mía đường vẫn là một ngành quan trọng ở nước ta bởi nó góp phần đáp ứng lượng đường tiêu thụ cho khu vực và cả nước, tạo điều kiện cho các ngành kinh tế phát triển, tận dụng đất hoang đồi trọc và đất nông nghiệp có hiệu quả thấp so với trồng mía , tạo công ăn việc làm… Phát triển mía đường là một định hướng đúng đắn và quan trọng.Tuy nhiên sản xuất đường sử dụng một lượng lớn nước và cũng thải ra một lượng không nhỏ nước thải giàu chất hữu cơ dễ chuyển hóa, gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước.Hiện nay chủ yếu có ba phương pháp làm trong : bằng vôi, sunfit và cacbonat. Phương pháp dùng vôi hầu hết còn dùng trong các cơ sở sản suất nhỏ, trình độ kém. Công nghiệp sản xuất mía đường là ngành gây ô nhiễm khá lớn do công nghệ lạc hậu 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 suất giấy bìa còn mật rỉ được lên mem để chế biến cồn. Đã có một vài nghiên cứu về xử lý nước thải và tái sử dụng chất thải của ngành mía đường.Song việc ứng dụng và triển khai và ứng dụng còn nhiều bất cập.Nhiều hệ thống xử lý được xây dựng với vốn đầu tư lớn nhưng hoạt động không hiệu quả hoặc hoạt động gây tốn kém và làm nản long các nhà sản xuất.Trong tình hình đó việc đầu tư nghiên cứu kế thừa và lựa chọn quy trình công nghệ xử lý khả thi rất cần thiết. GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 7 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ 2.3. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG Dựa vào quy trình sản xuất đường, chúng ta có thể chia nước thải của ngành thành các nhóm sau: • Nước thải từ khâu ép mía Đối với bã mía(chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép) Thành phần Tỷ lệ Nước 49% Xơ 48% (45-55% xellulose) Đường khử 2,5% Đối với mật rỉ(chiếm 3-5% trọng lượng mía đem ép) Đối với bùn lọc(1,5-3%) Nói chung nước thải từ khâu ép mía có nồng độ BOD cao, có chứa nhiều chất dinh dưỡng • Nước thải rửa lọc,làm mát,rửa thiết bị và sửa sàn Nước thải rửa lọc tuy có lưu lượng nhỏ nhưng giá trị BOD và các 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 bảo dưỡng máy móc 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 tràn, rửa thiết bị tuy có lưu lượng thấp và được xả định kỳ nhưng có hàm lượng BOD và SS rất cao. GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 8 Thành phần Tỷ lệ Nước 20% saccarose 35% Đường khử 20% Protein 5% Tro 15% Sáp 1% Bột 4% Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ • Nước thải khu lò hơi Nước thải khu lò hơi được xả định kỳ, với đặc điểm là chất rắn lơ lửng cao và giá trị BOD thấp, nước thải mang tính kiềm. Bảng tổng kết chất lượng nước thải mía đường STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Trung bình Khoảng giá trị 1 pH mg/L 7.5 7 – 8.5 2 SS mg/L 1200 900 – 1400 3 BOD mg/L 4000 1600 – 10000 4 COD mg/L 1200 2200 – 15000 2.4. ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG Hiện nay, đa số các nhà máy đường và nhiều hình thức sản xuất tư nhân chưa có hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn. Với lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao nước thải mía đường đã và đang làm gây ô nhiễm cao cho các nguồn tiếp nhận. Đường có trong nước thải chủ yếu là đường sacroza và các loại đường khử như glucose và fructose. Các loại đường này dễ phân hủy trong nước. Chúng có khả năng gây kiệt oxy trong nước, làm ảnh hường đến các hoạt động của quần thể vi sinh vật trong nước. Trong quá trình sản xuất đường, ở nhiệt độ cao hơn 55 0 C các loại đường glucose và fructose 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, vi sinh phải phân rã chúng thành nhiều mảnh nhỏ để 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 GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 9 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ xuống đáy nguồn nước, Quá trình phân hủy kị khí các chất này sẽ làm cho nước có màu đen và co mùi H 2 S. GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 10 [...]... thuộc vào mức độ yêu cầu xử lý của nước thải Hiệu quả xử lý BOD5 =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 GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 23 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ Hình 3.13 Bể Aerotank -Phương pháp xử lý kỵ khí : Sử dụng vi sinh... 28 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ Phương án 2: Nước thải SCR thô SCR tinh Hố thu gom Thổi khí Bể điều hòa Bể UASB Bùn tuần hoàn Thổi khí Mương oxy hóa Bùn dư Bể lắng đứng Hồ sinh học Nguồn tiếp nhận GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 29 Sân phơi bùn Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 60 0m3/ngđ.. . Ngọc Giàu Page 30 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ Phương án 2 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 thô (SCR) và SCR tinh để khử cặn rắn thô (rác) như bã mía, nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy, lá cây, rễ cây… và bảo vệ bơm, van đường ống cánh khuấy Nước thải sau khi lắng... xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngàyđêm GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 22 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ Hình 3.12 : Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học cao tải Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải. .. tiêu xả thải 80 lần - COD vượt chỉ tiêu xả thải 8 lần - P vượt chỉ tiêu xả thải 1.2 lần GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 27 Giá trị nước thải 7.5 1200 3200 4000 18 7 QCVN 40: 2011/BTNMT 6-9 99 49.5 148.5 39.6 6 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ DÊ XUẤT CÔNG NGHỆ: Phương án 1 Nguồn tiếp nhận Đường nước Đường bùn Đường khí Đường hóa... + 2H2O + NH3 + H Page 19 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ Công đoạn xử lý cuối cùng là xử lý và thải bỏ bùn từ bể lắng Bùn từ bể lắng được bơm vào bể phân hủy bùn hiếu ký nơi phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong bùn trong môi trường hiếu khí Sau xử lý, bùn chỉ còn chứa chất vô cơ và các chất rắn vi sinh Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh.. .Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG 3.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC Mục đích là tách chất rắn, cặn ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo Do... bằng nước thải chứa kiềm GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 26 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ: CƠ SỞ LỰA CHỌN SST Chỉ tiêu Đơn vị 1 2 3 4 5 6 pH SS BOD5 COD Tổng N Tổng P mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Nhận xét: - pH đạt chỉ tiêu - SS vượt chỉ tiêu xả thải. .. tráng kẽm có (m) Φ 20 Tính toán các ống dẫn nước vào và ra khỏi bể điều hoà: GVHD : Biện Văn Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 34 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ Nước thải được bơm từ hố thu vào bể điều hoà, Vận tốc cho phép nước chảy trong ống v= 0,9 – 1.5 m/s,chọn vận tốc nước vào bể là 1,5 m/s, lưu lượng nước thải 25 m3/h, đường kính ống vào là:... Tranh SV : Lê Ngọc Giàu Page 18 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường cho nhà máy A có công suất 600m3/ngđ khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau Và tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý Có các phương pháp sau: Phương pháp xử lý hiếu khí : Nước thải từ các hầm chứa được bơm vào
