Đang tải... (xem toàn văn)
tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải công đoạn xeo giấy của nhà máy giấy để giảm thiểu các tác hại đến môi trường”
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai MỤC LỤC CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 2 1.Đặt vấn đề 2 2.2. So sánh lựa chọn phương án 7 2. Tính toán bể thu gom nước thải 13 4.Tính toán bể trộn đứng 15 6. Tính toán bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp với bể lắng đứng 1 18 b.Bể lắng đứng 1 19 7. Tính toán bể Aeroten 21 8. Tính toán bể lắng 2 (Nguồn: Mục 11.5.12 - Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết &8.5.11c – TCVN 7957:2008 –Tiêu chuẩn thiết kế.) 24 a.Tính toán máng trộn – Máng trộn vách ngăn lỗ 33 b.Tính toán bể tiếp xúc khử trùng 33 KẾT LUẬN 34 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 1 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.Đặt vấn đề Như chúng ta đã biết rằng công nghiệp giấy đã, đang và sẽ phát triển ở Việt Nam. Công nghiệp sản xuất giấy ra đời vừa đáp ứng được nhu cầu trong nước, vừa giải quyết việc làm cho một bộ phận đáng kể công dân. Giấy đáp ứng được các nhu cầu bức thiết trong cuộc sống của con người để phục vụ nhiều mục đích khác nhau: giấy viết, giấy báo, giấy in, sử dụng cho nhiều mục đích khác… Nhưng không phải ai cũng biết nghành công nghiệp giấy là một ngành tiêu tốn rất nhiều tài nguyên rừng và gây ô nhiễm môi trường. Ngày nay giấy có thể sản xuất từ các nguyên liệu như: gỗ, tre, nứa hoặc các nguyên liệu chứa nhiều xenlulo hoặc tái chế lại giấy đã qua sử dụng. Trung bình cứ một tấn giấy cần từ 200 - 500 m 3 nước, điều này cũng có nghĩa là có lượng tương tự nước thải như vậy được thải ra môi trường. Mặt khác nước thải từ nhà máy giấy có độ ô nhiễm cao. Do đó nếu không được xử lý, chúng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. 2 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn về kinh tế - xã hội, nghành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải quyết. Cần có biện pháp xây dựng các hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường cho quá trình sản xuất giấy đặc biệt là quá trình xeo giấy. Nước thải của công đoạn xeo giấy chứa chủ yếu là bột giấy và các chất phụ gia. Vì vậy cần phải thay thế và đổi mới công nghệ xử lý để phù hợp với các giai đoạn phát triển của quá trình sản xuất theo hướng thân thiện với môi trường. 2. Mục tiêu của đồ án: Do đó trong phạm vi hẹp của đồ án em xin chọn đề tài: “ Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải công đoạn xeo giấy của nhà máy giấy để giảm thiểu các tác hại đến môi trường” 3. Giới thiệu sơ lược về nước thải quá trình xeo giấy Công đoạn xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh. Dòng nước thải từ công nghệ xeo giấy chứa chủ yếu là bột giấy và các chất phụ gia, gọi là nước trắng. Nước này được tách ra từ các bộ phận của máy xeo giấy như khử nước, ép giấy. Phần lớn dòng thải này được sử dụng trực tiếp cho công đoạn tạo hình giấy hay cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu vào máy xeo hoặc có thể gián tiếp sau khi nước thải được đưa qua bể lắng để thu hồi giấy và xơ sợi. Nước thải ở công đoạn này đôi khi cũng chiếm tới 90% lưu lượng tổng cộng của nhà máy nhưng tương đối sạch nồng độ nhiễm bẩn không cao, BOD trung bình, độ màu thấp, pH trung tính, không chứa lignin, hàm lượng chất rắng lơ lửng cao, chủ yếu là do bột giấy và chất độn thất thoát. Lượng chất rắn này có thể dễ dàng được thu hồi bằng phương pháp lắng. CHƯƠNG II: CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 3 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai Xử lý nước thải ở công đoạn xeo của nhà máy giấy với lưu lượng trung bình ngày đêm là 2000m 3 / ngày đêm, yêu cầu về chất lượng nước thải xả vào nguồn tiếp nhận đạt loại B( theo QCVN 40 : 2011). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. 1. Hiệu quả xử lý cần thiết. Đối với các chất lơ lửng %76100 409 100409 %100 =× − =× − = hh thh ss C CC D Đối với BOD %90100 523 50523 %100 =× − =× − = hh thh BOD C CC D 2. Chọn phương pháp xử lý và sơ đồ dây truyền công nghệ 2.1. Chọn phương pháp xử lý STT Thông số Đơn vị Nước vào Mức độ xử lý (QCVN 40:2011, loại B) 1 Nhiệt độ 0 C 30 0 C 40 2 pH - 6,2 – 7,1 5,5 đến 9 3 BOD 5 (20 0 C) mg/l 523 50 4 COD mg/l 1234 150 5 Độ màu Pt-Co 360 150 6 SS mg/l 409 100 7 NH 4 mg/l 1,02 10 * Thành phần và tính chất nước thải công đoạn xeo giấy 4 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai Dựa vào hàm lượng nước thải đầu vào và mức độ làm sạch cần thiết của nước thải với công suất Q=2000m 3 /ngđ, ta quyết định chọn phương pháp xử lý sinh học hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo. a. Chọn dây truyền xử lý Sơ đồ và các công trình xử lý phụ thuộc vào các yếu tố sau: Mức độ cần thiết làm sạch nước thải, điều kiện địa chất và địa chất thủy văn, các yếu tố địa phương và các tính toán kinh tế kỹ thuật của khu vực. Ta chọn 2 sơ đồ dây chuyền công nghệ tiến hành tính toán và so sánh chọn ra một dây truyền tối ưu hơn làm dây truyền xử lý. Phương án 1: 5 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Nguồn tiếp nhận ( Loại B) Nước thải quá trình xeo giấy Bể tiếpxúc khử trùng Song chắn rác Bể thu gom Máng trộn Bể điều hòa Nguồn tiếp nhận Bể trộn hóa chất Bể aerotenBể lắng đứng 2Bể lắng đứng 1 Bể nén bùn Bể mê tan Xử lý định kỳ Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai Phương án 2: 6 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Máy thổi khí Nước thải quá trình xeo giấy Bể tiếpxúc khử trùng Song chắn rác Bể thu gom Máng trộn Bể điều hòa Nguồn tiếp nhận Bể trộn hóa chất Bể lọc sinh họcBể lắng đứng 2 Bể lắng đứng 1 Bể nén bùn Bể mê tan Xử lý định kỳ Máy thổi khí Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai 2.2. So sánh lựa chọn phương án Phương án 1 Phương án 2 Bể aeroten - Phương pháp xử lý bằng vi sinh - Quản lý đơn giản - Dễ khống chế các thông số vận hành - Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh vật. - Cấu tạo đơn giản hơn bể lọc sinh Bể lọc sinh học - Phương pháp xử lý bằng vi sinh - Quản lý đơn giản - Khó khống chế các thông số vận hành - Cần có thời gian nuôi cấy vsv, hình thành màng vi sinh vật - Cấu tạo phức tạp hơn bể aerotank 7 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai học - Không tốn vật liệu loc - Cần cung cấp không khí thường xuyên cho vsv hoạt động. - Phải có chế độ hoàn lưu bùn về bể aerotank - Không gây ảnh hưởng đến môi trường. - Tốn vật liệu loc - Áp dụng phương pháp thoáng gió tự nhiên, không cần có hệ thống cấp không khí. - Không cần chế độ hoàn lưu bùn - Đối với vùng khí hậu nóng ẩm về mùa hè nhiều loại ấu trùng nhỏ có thể xâm nhập và phá hoại bể. Ruồi muỗi sinh sôi gây ảnh hưởng đến công trình và môi trường xung quanh. Như vậy: sau khi so sánh các công trình xử lý trong hai phương án đưa ra thì ta thấy cả 2 phương án đều cho hiệu quả xử lý tốt, nước thải sau khi xử lý đạt yêu cầu tuy nhiên phương án 1 lại có cấu tạo đơn giản, không tốn vật liệu lọc, không ảnh hưởng đến môi trường, do đó chọn phương án 1 là phương án chính.Trong đồ án này chọn phương án 1 làm phương án tính toán. 2.3. Thuyết minh sơ đồ ( theo phương án 1) như sau: Nước thải từ quá trình sản xuất qua song chắn rác chảy vào hố thu gom, song chắn rác nhằm giữ lại những tạp chất thô bảo vệ bơm, van, đường ống Hố thu gom có nhiệm vụ tập trung nước thải đảm bảo lưu lượng đủ cho bơm hoạt động sau đó nước thải được đưa sang bể điều hòa tại đây nước thải được hòa trộn bởi hệ thống thổi khí để nước thải luôn luôn ổn định cả về lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải trước khi chảy vào hệ thống xử lý sinh học phía sau. Nước thải từ bể điều hòa sau khi nồng độ chất bẩn cân bằng và ổn định sẽ được bơm trực tiếp sang bể trộn hóa chất (trộn phèn) nhằm keo tụ giảm lượng chất rắn lơ lửng và sau đó đưa xuống bể lắng 1 loại bỏ các cặn sinh ra trong quá trính keo tụ tạo bông bùn, bùn được đưa sang bể nén bùn, nước được đưa sang bể 8 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Nguồn tiếp nhận ( Loại B) Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai aerotank. Tại bể aerotank diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ các máy thổi khí. Tại đây các vsv dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản như: CO 2 , H 2 O theo PTPƯ Sự oxi hóa tổng hợp: CHONS + O 2 + dinh dưỡng CO 2 + NH 3 + C 5 H 7 NO 2 + các sản phảm khác. • Phân hủy nội bào C 5 H 7 NO 2 + O 2 CO 2 + NH 3 + H 2 0 + năng lượng Hiệu quả xử lý BOD của bể Aerotank đạt từ 90 – 95 % Từ bể Aerotank , nước thải được dẫn sang bể lắng, tại đây diễn ra quá trình phân tách giữa nước và bùn hoạt tính, 1 phần bùn ở bể lắng 2 được dẫn trở lại bể arotank để tiếp tục tham gia vào quá trình xử lý, phần còn lại được dẫn đến bể nén ùn và ép bùn nhằm làm giảm độ ẩm và thế tích sau đó đưa đến bể mêtan để xử lý lượng bùn còn lại rồi đem chôn lấp hoặc dùng làm phân bón. Phần nước thải sau khi qua bể khử trùng đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 40:2011) CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA PHƯƠNG ÁN 1 VÀ KẾT LUẬN Lưu lượng thiết kế dây truyền xử lý là: Q = 2000m 3 /ngđ Lưu lượng trung bình giờ: hm Q Q ngđ TB h /3,83 24 2000 24 3 === Lưu lượng trung bình giây: slsm Q Q tb h TB s /23/023,0 6,3 3,83 6,3 3 ==== Hệ số giờ cao điểm : 0,2 max = h K (theo bảng 3.1 TCVN 7957 : 2008) Hệ số giờ nhỏ nhất : 5,0 min = h K (theo bảng 3.1 TCVN 7957 : 2008) 9 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai Lưu lượng giờ lớn nhất: )/(6,1660,2*3,83* 3maxmax hmQKQ TB hhh === Lưu lượng giây lớn nhất: )/(046,0 3600 6,166 3600 3 max max sm Q Q h s === Lưu lượng giờ nhỏ nhất: )/(423,83*5,0* 3minmin hmQKQ TB hhh === Lưu lượng giây nhỏ nhất: )/(012,0 3600 42 3600 3 min min sm Q Q h s === 1. Tính toán song chắn rác Nhiệm vụ : • Loại bỏ các chất thải rắn khô như nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy,rễ cây • Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy Thiết kế: a) Số lượng khe hở ở song chắn rác: o s k hbv q n × ×× = 1 max )(1605,1 2,0016,09.0 0,046 khen =× ×× = Trong đó: • n: số khe hở • q max : lưu lượng lớn nhất của nước thải ( m/s) 10 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 [...]... Theo sách: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS Trịnh Xuân Lai trang 48 thì: * Hiệu suất xử lý của bể lắng 1: R= Trong đó 1 a + b×t t: Thời gian lưu nước, t = 2,2 h 20 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai a,b là các hằng số thực nghiệm ( chọn theo Bảng 4.5 Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Đối với... 9,7m bv Chọn h = 0,5m 9 Tính toán bể nén bùn đứng (Mục 11.5.14 .Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết) • Nhiệm vụ: 26 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai Bể nén bùn có nhiệm vụ làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư ở bể lắng đợt II từ 99,02% xuống 95% • Tính toán: Lưu lượng nước thải ra từ bể nén bùn: qx... 1.6 * 3 = 4,8m chiều dài của bể L = v 27 = = 8(m) n × w × h 6 × 0,46 × 1,2 n = 6: số ngăn trong bể Vậy xây bể L x B x H = 8: 4,8: 1,5 KẾT LUẬN Trên đây là đồ án thiết kế công nghệ xử lý nước thải công đoạn xeo giấy của nhà máy giấy mà em đề xuất hy vong sẽ được sự góp ý và ủng hộ của thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn, mang lại hiệu quả cao hơn Với dây truyền công nghệ mà em lựa chọn đã đem... hủy nội bào kd = 0.072/ngày 12 .Hệ số sản lượng tối đa Y = 0.5 13.Loại và chức năng bể: bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh b Tính kích thước bể Aerotank (Nguồn: Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết) + Nồng độ BOD5 hòa tan trong nước thải ở đầu ra của hệ thống tính theo công thức: BOD5 ra = BOD5 hòa tan đi vào bể + BOD5 chứa trong lượng cặn lơ lửng ở đầu... LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai Dây truyền công nghệ này có ưu điểm là đơn giản, không tốn vật liệu lọc, không ảnh hưởng đến môi trường Vì vậy dự án này cần được chú ý và đầu tư DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Doãn Thái Hòa, “Bảo Vệ Môi Trường Trong Công Nghiệp Giấy Và Bột Giấy , NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật 2 Trịnh Xuân Lai, Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình Xử Lí Nước Thải , NXB xây... với việc xử lý được lượng nước thải đạt 90% Trong đó hàm lượng BOD ban đầu là 523 mg/l sau khi áp dụng công nghệ trên thì hàm lượng BOD trong nước thải còn lại là 51mg/l , hàm lượng COD là 1234 mg/l sau khi xử lý còn lại 152 mg/l , SS là 409mg/l sau khi xử lý còn 98,2 mg/l Như vậy cả 3 thông số đều giảm xuống nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 40:2011 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp... là 25 l/ giờ - Lượng nước cần thiết để pha phèn (600 - 60)*2/1000 = 1.08 m3/ngđ b Tính toán bể trộn đứng Nhiệm vụ: Bể trộn được đặt ngay sau bể điều hòa để trộn nước thải với hóa chất keo tụ Tính toán: ( theo mục 11.5.8, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết) - Diện tích tiết diện ngang của bể: 16 Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2 Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị... án công nghệ môi trường F = GVHD: Vũ Thị Mai V 55 = = 11m 2 H 5 Vậy chọn kích thước hầm bơm tiếp nhận: L*B*H = 4,5*2,5*5 = 56,3m3 Bể bằng bê tông cốp thép chiều dày là: 0,2m 3 Tính toán bể điều hòa Nhiệm vụ: Bể điều hòa được xây dựng nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm của nước thải từ nhà máy, tạo điều kiện cho hệ vi sinh vật hoạt động tốt trong các giai đoạn xử lý sinh học Tính toán: ... cách giữa ống trung tâm và tấm lá chắn = 0,25 Chọn chiều cao của bể H = 3,5 m 10 Tính toán bể Mêtan ( theo mục 8.26 TCVN 7957 : 2008 & Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết) Các loại cặn được dẫn đến bể Mê tan để xử lý bao gồm: Cặn tươi từ bể lắng đứng đợt I W c = C HH × Q × E × K 409 × 2000 × 57,4 ×1,1 = = 10,33m 3 / ngd 6 6 (100 − P) ×10 (100 − 95) ×10 Trong đó: K: Hệ số tính đến. .. 1000 Để định lượng Clo xáo trộn Clo hơi với nước công tác, điều chế và vận chuyển đến nơi sử dụng ta dung Clorato chân không kiểu 10HUN – 100 Lượng nước tổng cộng cần cho nhu cầu của trạm clorator được tính theo công thức: Q= Ymax × (1000 × v1 + v2 ) 0,5 × (1000 ×1,2 + 300) = = 0,75(m 3 / h) 1000 1000 V1: là độ hòa tan clo trong nước ( phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thải) với nhiệt độ của nước thải . công đoạn xeo giấy của nhà máy giấy để giảm thiểu các tác hại đến môi trường” 3. Giới thiệu sơ lược về nước thải quá trình xeo giấy Công đoạn xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ. môi trường. 2. Mục tiêu của đồ án: Do đó trong phạm vi hẹp của đồ án em xin chọn đề tài: “ Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải công đoạn. đề môi trường bức xúc cần phải giải quyết. Cần có biện pháp xây dựng các hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường cho quá trình sản xuất giấy đặc biệt là quá trình xeo giấy. Nước thải của công đoạn xeo