Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC -  - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA CÔNG TY TNHH CP VIỆT NAM TẠI KCN MỸ PHƯỚC – BÌNH DƯƠNG CÔNG SUẤT 250M3/NGÀY ĐÊM CHUYÊN NGÀNH : MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ NGÀNH : 108 GVHD : PGS - TS NGUYỄN ĐỨC CẢNH SVTH : ĐẶNG THỊ HỒNG NGỌC MSSV : 103108131 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2007 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Chương MỞ ĐẦU 1.1 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa Công ty TNHH CP Việt Nam với công suất 250 m 3/ngày đêm với thông số đầu vào theo dự tính ban đầu nhà máy đề đầu đạt tiêu chuẩn loại A (TCVN 5945 – 2005) đảm bảo xả thải an toàn nguồn thải tập trung khu công nghiệp Mỹ Phước – Bình Dương 1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đồ án tập trung nghiên cứu nội dung sau: - Nghiên cứu tổng quan phương pháp xử lý nước thải công nghiệp - Tìm hiểu vấn đề môi trường ngành chế biến sữa - Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến sữa Công ty TNHH CP Việt Nam với công suất 250 m3/ngày đêm - Khái toán kinh phí đầu tư xây dựng công trình cho hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa Công ty TNHH CP Việt Nam 1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Đề tài nghiên cứu phương pháp sau đây: GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày - Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu nhà máy chế biến sữa, từ tính toán thiết kế hệ thống xử lý cho công ty cách hợp lý - Nghiên cứu tư liệu: đọc thu thập số liệu tình hình nước thải sản xuất sữa hệ thống xử lý nước thải chế biến sữa hữu - Phương pháp so sánh: phương pháp nhằm đánh giá hiệu xử lý nước thải đầu vào theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5945 – 2005) - Phương pháp phân tích chi phí lợi ích: nhằm đánh giá hiệu kinh tế trình xử lý nước thải phương pháp xử lý 1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Với mục tiêu nghiên cứu xác định, đề tài thực giới hạn tìm hiểu tính chất lưu lượng nước thải phát sinh từ công đoạn sản xuất số nhà máy sản xuất sữa có , từ đó, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp cho nhà máy chế biến sữa Công ty TNHH CP Việt Nam ( thông số đầu vào nhà máy CP đưa ra) 1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Đề tài thực sở nghiên cứu tìm hiểu thành phần tính chất nước thải phát sinh công đoạn chế biến sữa phương pháp xử lý để thiết kế HTXLNT cho phù hợp với nhà máy Kết tính toán thiết kế đề tài làm sở cho Tổng Công ty CP Việt Nam tham khảo để đầu tư xây dựng công trình, đảm bảo nhà máy xanh đẹp, hạn chế đến mức thấp tác động tiêu cực nước thải chưa xử lý đến môi trường xung quanh Góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên đất, nước không khí chủa tỉnh Bình Dương nói chung KCN Mỹ Phước nói riêng GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY SẢN XUẤT SỮA CP VIỆT NAM 2.1 GIỚI THIỆU CÔNG TY CP VIỆT NAM Tập đoàn CP (Charoen Pokphand) tập đoàn kinh doanh đa ngành nghề tập đoàn mạnh Thái Lan lãnh vực công nông nghiệp điển hình lónh vực sản xuất lương thực thưc phẩm chất lượng cao an toàn cho nhu cầu người tiêu dùng nước xuất CP Việt Nam thành viên CP Thái Lan, cấp giấy phép đầu tư số 545A/GP năm 1993 với hình thức 100% vốn đầu tư nước Các lónh vực đầu tư, sản xuất Việt Nam bao gồm: hạt giống, thức ăn chăn nuôi thủy sản, giống heo, gà thủy sản, thiết bị chăn nuôi nuôi trồng thủy sản, nuôi gia công heo chế biến thực phẩm Bảng 1: Các kiện CP Việt Nam : * Năm 1986 : Việt Nam thực sách đổi kinh tế mở cửa đầu tư nước * Năm 1988 : Có tiếp xúc Charoen Pokphand đại sứ quán Việt Nam * Năm 1989 : Tập đoàn Charoen Pokphand đến Việt Nam nhằm khảo sát thị trường luật pháp để thiết lập chiến lược đầu tư GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày * Năm 1990 : Tập đoàn Charoen Pokphand cấp giấy phép làm văn phòng đại diện thành phố Hồ Chí Minh * Năm 1991 : Người lảnh đạo cao tập đoàn Charoen Pokphand có gặp mặt, để bàn bạc với phủ Việt Nam cho thỏa thuận đầu tư Chủ tịch tập đoàn Charoen Pokphand tặng 10 hạt ngô, lúa lai đến phủ Việt Nam * Năm 1992 : CP Group đầu tư 100% vốn lónh vực nông nghiệp * Năm 1993 : Xây dựng nhà máy thức ăn cho gia súc, nhà máy ấp trứng tỉnh Đồng Nai thiết lập dự án hợp trại gà giống Vónh Cửu * Năm 1996 : Tăng thêm vốn đầu tư để mở rộng doanh nghiệp Phía bắc thành lập nhà máy thức ăn gia súc dự án hợp vỉ nướng thịt * Năm 1998 : Tăng thêm vốn đầu tư để thành lập công ty hạt giống nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh nhà máy chế biến thức ăn cho tôm tỉnh Đồng Nai * Năm 1999 : Tăng vốn đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi thủy sản tỉnh Đồng Nai nhà máy sản xuất thức ăn gia súc tỉnh Tiền Giang * Năm 2001 : Xây dựng nhà máy đóng gói, chế biến thực phẩm thủy sản đông lạnh xây dựng nhà máy chế biến gia công thức ăn tỉnh Đồng Nai * Năm 2002 : Mở rộng doanh nghiệp đầu tư sau: - Về Chăn nuôi : Thiết lập nhà máy sản xuất ấp trứng nhà máy nuôi súc vật tỉnh Đồng Nai - Về nuôi chồng thủy sản : Thành lập công ty sản xuất tôm giống tỉnh Bình Thuận * Năm 2005 : Mở rộng đầu tư thêm vào chăn nuôi thủy sản hải sản Làm GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày cho sản xuất ngày phát triển Xây dựng kho hàng phân phối thức ăn cho cá tỉnh Phú Thọ * Năm 2006 : Phát triển hệ thống Fresh Mart * Năm 2007 : Xây dựng nhà máy chế biến thức ăn cho cá tỉnh Cần Thơ xây dựng nhà máy thức ăn gia súc tỉnh Bình Dương Hiện nay, CP Việt Nam xây dựng nhà máy chế biến sữa, đặt KCN Mỹ Phước Bình Dương, Dự kiến vào hoạt động vào đầu tháng 2/2008 2.2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT SỮA 2.2.1 Sơ lược ngành sản xuất sữa Việt Nam Trong công nghệ chế biến thực phẩm, sữa sản phẩm cao cấp có giá trị dinh dưỡng cao thể người có tác dụng phục hồi sức khỏe cho người lao động, dễ hấp thụ người bệnh, trẻ em người cao tuổi Trong năm trở lại nhu cầu tiêu thụ sữa sản phẩm sữa người dân cao nhu cầu lao động ngày tăng, nguồn sữa nước không đáp ứng đủ nhu cầu, tiêu thụ nhiều loại sữa nhập từ nước Việc đa dạng hóa sản phẩm chế biến từ sữa tươi tạo sản phẩm sữa từ loại ngũ cốc đậu nành, bắp non v.v… vấn đề quan trọng công nghệ chế biến sữa Điều kiện tự nhiên khí hậu nước ta thuận lợi cho việc phát triển đàn gia súc lấy sữa, trồng đậu nành Ở khu vực duyên hải miền Trung có nhiều đồng cỏ xanh tốt để chăn nuôi bò lấy sữa đất đai để trồng đậu nành Cụ thể Quảng Nam, huyện Thăng Bình, Đại Lộc, Duy Xuyên, vừa chăn nuôi bò vừa trồng đậu nành Công nghệ chế biến sữa công nghệ đa dạng phức tạp Đối với sản phẩm có dây chuyền chế biến riêng Do vậy, việc đầu tư GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày dây chuyền thiết bị cho công nghệ chế biến sữa đòi hỏi phải đại nên đầu tư kinh phí lớn Tuy nhiên, từ nhu cầu thực tế sống kinh tế nước nhà, nhà nước ta tạo điều kiện tốt cho phát triển ngành công nghệ chế biến sữa Việt Nam Vì mà năm gần đây, mặc hàng sữa trở nên đa dạng nhiều doanh nghiệp nước đầu tư vào Việt Nam: công ty sữa lâu năm Duck Lady, Vinamilk, Hà Nội milk… 2.2.2 Công nghệ sản xuất sữa Có nhiều công nghệ sản xuất sữa tươi, sữa nguyên kem, sữa đặc, đậu nành nguyên liệu sữa bột … Dưới vài công nghệ chế biến sữa tiêu biểu làm a Sản xuất sữa kem tạp chất Quy trình Tinh chế/ tách - Tiêu chuẩn hoá độ béo (xử lý cho phần kem nghiền dung dịch NaHCO3 1,2÷1,4% nước nóng 95oC không bị tách khỏi sữa ) - Tiệt khuẩn theo phương pháp Pasteur - (ủ lên men) pH = 8,0÷8,3 tách bã làm lạnh - đóng gói bã Nguyên liệu: Sữkhử hoạsữa chua, vitamin, tráloại y bảo quản a, men t tính enzym, khử mùi, i câ khí b Sản xuất sữa (t = 120 C, T = 80s) boät o o Quy trình Tách/Tinh chế - làm u nh n hoá độ béo - Tiệt trùng Tiê lạ chuẩ phương pháp Pastuer - bốc nước - làm khô/nghiền - dùng phương pháp Dung dịch HCl 0,4÷0,8% trung hòa làm khô cách phun làm khô trực tiếp - đóng gói Nguyên liệu: Sữa tạm chứa c Quy trình chế biến sữa chua đặc từ sữa tươi nguyên cream Hương vani, sirô đường 70% phối trộn chất ổn định lọc gia nhiệt (to = 70oC) đồng hóa (to = 7075oC, p=200 bar) tiệt trùng UHT GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh rót vào hộp đóng gó SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 i thành phẩm Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Hình 1: Quy trình chế biến sữa chua đặc d Các hoá chất (dùng chung cho quy trình ) Các chất tẩy rửa (ví dụ Acid nitric, lye), chất sát khuẩn (ví dụ perocid hydro, acid acetic, Natrihypochlorid), chất để trung hoà ( acid sulfuric, acid nitric), chất làm lạnh (CFC, amoniac), sản phẩm dầu khoáng 2.3 TÁC ĐỘNG CỦA NGÀNH CHẾ BIẾN SỮA 2.3.1 Các khía cạnh môi trường a Phát thải vào nước GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Nước thải từ nhà máy sữa chứa chất hưu cặn bã chất tẩy rửa với nồng độ thành phần dao động tuỳ thuộc vào quy mô nhà máy trọng tâm nhà máy Ở nơi sản xuất nhiều sản phẩm khác nhau, việc chuyển từ sản xuất sản phẩm sang sản phẩm khác có nghóa nguy lượng chất tiêu thụ oxi nước thải lớn nơi sản xuất chủng loại sản phẩm Tinh chế tách chiết làm tăng lượng cặn thiết bị tách Các thiết bị tách thường tự làm không gây cặn rắn Cặn trôi khỏi thiết bị tách vào hệ thống nước thải vào chu kỳ hoạt động định vào lúc xả nước trước rửa Loại cặn nhỏ chứa 95% nước tỷ lệ tiêu thụ oxi hoá sinh dự tính 30kg BOD7/m3 Cứ 1m3 sữa tạo khoảng 1,3l cặn Việc sản xuất chất béo thực phẩm làm tăng hàm lượng chất béo nước thải Lượng nước thừa bỏ cặn phomat đỏ vào nước thải kết khâu sản xuất phomat Nước thải từ nhà máy sữa phù hợp với nhà máy xử lý nước thải địa phương Tuy nhiên, lượng nước thải lớn gây vấn đề tải ảnh hưởng vấn đề việc xử lý nước thải hình thành số lượng lớn vi khuẩn Các cặn khó lắng Trong vòng 24h, lưu lượng dòng chảy lượng chất gây ô nhiễm dao động nhiều pH nước thải dao động nhiều hậu việc thải dung dịch tẩy rửa acid kiềm giai đoạn khác chu kỳ sản xuất Các nhà máy có thiết bị đại tạo lượng nước thải định Các nhà máy sản xuất phomat, chất béo thực phẩm sản phẩm khác thường sử dụng nhiều nước hơn, khoảng 2-3m3/tấn sữa, làm lượng BOD tăng tới 1-5kg BOD 7/tấn sữa Theo báo cáo, lượng chất béo nước thải đạt mức 45-230g chất béo/m3 Nhưng khác lượng nước tiêu thụ mức độ ô nhiễm, nhìn GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày chung điều kiện cụ thể nơi trang thiết bị, trọng tâm sản xuất Do đó, cần có đánh giá riêng cho trường hợp cụ thể Giá trị bình thường nước thải từ nhà máy sữa [13] • Lượng nước thải 1-3m3/tấn sữa • BOD : 0.8 – 2.5kg/tấn sữa • COD = 1.5BOD • BOD7: 500-3500 g/m3 • Chất rắn lơ lửng 100-1000 g/m3 • Tổng lượng phospho 10-100 g/m3 • Tổng lượng Nitơ (=6%BOD) vào khoảng15-250 g/m3 Các sản phẩm từ sữa, bơ, phomat, nước đọng lại sữa chua nguồn thải BOD nước thải Sự tao thành tương đương thành phần 1kg chất béo sữa – 3kg COD, 1kg Lactose = 1.13kg COD, 1kg Protein =1.36 kg COD Các giai đoạn bị thất thoát sữa Thành phần bị % Giai đoạn Sữa Chất béo Nước thừa Vớt ván sữa 0.17 0.14 Thu bột sữa 0.60 0.20 Làm phomat 0.20 0.10 1.6 Bay nước thừa 0.20 0.10 2.2 Cặn nước thừa phomat 0.20 0.10 2.3 Tiêu thụ sữa 1.9 0.7 Thành phẩm từ sữa kem 0.64 0.22 b Phát thải vào không khí Sự phát thải chất đặc biệt vào không khí chủ yếu liên quan đến khâu phun sấy sữa, nước thừa hoạt động thiết bị đun trung tâm GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 10 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Bảng 16: Kích thước xây dựng bể lắng: STT Thông số STT Đơn vị Đường kính bể Chiều cao cột nước Chiều cao tổng Đường kính máng thu Chiều cao máng thu Thể tích thực bể m m m m m m3 Kích thước 4.6 3.2 3.5 3.68 0.3 57.75 4.2.9 Nước thải từ bể lắng chảy sang bể trung gian Nơi tập trung toàn nước thải sau xử lý sau Bể trung gian xây dựng âm vào lòng đất xây Thể tích bể V = Qtb × t = h 10.42 × 30 = 5.21 (m3) 60 Trong đó: Lưu lượng nước thải Qtb = 10.42 (m3/h) Chọn thời gian lưu nước, t = 30 phút Kích thước bể: Chọn chiều sâu hữu ích : h1 = 1.5 m Chiều cao bảo vệ: h2 = 0.5 m Chiều cao bể : hb = h1+ h2 = 1.5 + 0.5= 2(m) - Diện tích beå V 5.21 S= h = = 2.605 (m2) b Chọn dài × rộng = ×1.4(m2) - Thể tích xây dựng: dài × rộng × cao = 2m ×1.4m × 2m = 5.6 (m 3) Bảng 17: Kích thước xây dựng bể trung gian: GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 79 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày STT Thông số STT Đơn vị Chiều dài bể Chiều rộng nước Chiều cao tổng Chiều cao hữu ích Kích thước m m m m 1.4 1.5 4.2.10.Nước thải từ bể trung gian chảy sang bể lọc áp lực Cấu tạo : • Vật liệu lọc chế tạo bồn: Thép Composite • Tốc độ lọc – 15 m/h Chọn tốc độ lọc v= 9m/h • Vật liệu lọc: cát Thạch Anh than Anthracite chiều dày lớp vật liệu lọc từ – 1.5m Chiều cao lớp cát thạch anh: h1= 0.5m có đường kính hiệu de=0.5mm Chiều cao lớp than Anthracite h2= 0.6m, đường kính hiệu de= 1.2mm • Lớp sỏi đỡ: 0.1 – 0.3 m Chọn 0.3 • Suất giản nở vật liệu rửa lọc: 25 – 50% chọn e= 50% = 0.5 Diện tích bề mặt lọc: A= Qh 10.42m / h = =1.16 m2 v 9m / h Đường kính bể lọc áp lực: D= A 1.16 × = × = 0.86 m π n π Chiều cao bồn lọc Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phểu thu nước rửa: h = HVL × e + 0.25 = (0.5 + 0.6) × 0.5 +0.25 = 0.8 m GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 80 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Trong đó: HVL chiều cao lớp vật liệu lọc Chiều cao tổng cộng bể lọc áp lực: H = h + HVL + hbv + hthu = 0.8m + (0.5 + 0.6)m + 0.25m + 0.3m = 2.45m Trong đó: hbv: chiều cao an toàn, hbv= 0.25m hthu: chiều cao phần thu nước (chiều cao lớp sỏi đỡ Chọn hthu= 0.3m Rửa ngược Đường kính hiệu than Anthracite, Cát thạch anh chọn tốc độ rửa nước vnước= 0.35m3/m2.phút tốc độ khí 1.0m3/m2.phút [1] Rửa ngược chia làm giai đoạn: • Rửa khí có tốc độ vkhí= 0.1m3/m2.phút thời gian t=1÷2 phút • Rửa khí nước thời gian 4÷5 phút • Rửa ngược nước khoảng thời gian t= 4÷5 phút với tốc độ rửa vnước= 0.35m3/m2.phút Lượng nước cần thiết để rửa ngược: Wn = A × vnước× t = 1.16m2 × 0.35 m3/m2.phút × 10phut = 4.06 m3 Lưu lượng nước rửa ngược: Qrn = A × vnước = 1.16m2 × 0.35 m3/m2.phút × 60phut/giờ = 24.36 m3/h Lưu lượng máy thổi khí: Qrn = A × vkhí = 1.16m2 ×1m3/m2.phút= 1.16 m3/phút=69.6 m3/h Tổn thất áp lực Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc xác định theo công thức Hazen: GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 81 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày 60 L h = C × 1.8 × t + 42 × d × Vh 10 Trong đó: C: hệ số nén ép, C= 600÷1200 tùy thuộc vào tính đồng Chọn giá trị trung bình C = 400 t0C : Nhiệt độ nước Chọn 300C d10: Đường kính hiệu quả, mm Vh: tốc độ lọc, m/ngày L : chiều dày lớp vật liệu lọc, m Đối với lớp lọc cát: h3 60 L = C × 1.8 × t + 42 × d × Vh 10 = 60 0.5 × × × × 24 = 0.3375 m 800 1.8 × 30 C + 42 0.5 Đối với lớp lọc thạch anh: h4 60 L = C × 1.8 × t + 42 × d × Vh 10 = 60 0.6 × × × × 24 = 0.0708 m 800 1.8 × 30 C + 42 1.2 Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc: H = h3 + h4 = 0.3375 + 0.0708 = 0.4083 m ≈ 0.4 m BOD5 sau bể lọc áp lực Sau bể lọc áp lực, hàm lượng cặn SS lại C e= mg/l, tương ứng với hàm lượng BOD5 cặn lơ lửng: BOD5 cặn lơ lửng = 5mgSS/l ×1.42 mgO2/mg tế bào × 0.65mg SS phân hủy BOD20/mgSS × 0.68mg BOD5/BOD20 = 3mg/l Tổng BOD5 sau bể lọc áp lực: GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 82 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày BOD5 sau xử lý = BOD5 cặn lơ lửng + BOD5 hòa tan = +11.2 = 14.2 mg/l Bảng 18: Kích thước xây dựng bểlọc áp lực: STT Thông số Đơn vị Kích thước m m 0.86 2.45 m 0.8 m m 0.5 0.6 STT Đường kính bể Chiều cao tổng Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phểu thu nước rửa Chiều cao lớp cát Chiều cao lớp than 4.2.11.Nước thải từ bể lọc áp lực sang Bể khử trùng Nhiệm vụ Sau giai đoạn xử lý học, sinh học điều kiện nhân tạo song song với việc làm giảm nồng độ chất gây ô nhiễm đạt tiêu chuẩn qui định số lượng vi trùng giảm đáng kể đến 90 – 95 % Tuy nhiên vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt hoàn toàn Vì cần phải khử trùng nước thải trước xả vào nguồn nước Ở sử dụng hóa chất clorua vôi làm chất khử trùng phản ứng xảy sau: Ca(OCl)2 + H2O ↔ CaO + 2HOCl 2HOCl ↔ 2H+ + 2OCla Tính kích thước thùng pha hoá chất - Lượng Clo hoạt tính lớn dùng để khử trùng G= 100 × a × Q 100 × × 10,42 = = 0,1736(kg / h) 1000 × P 1000 × 30 Trong + Q : lưu lượng nước thải (m3/h) GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 83 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày + a : liều lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải, a = – 10g/m3, choïn a = g/m3 [6] + P : hàm lượng Clo hoạt tính (%) Clorua vôi 30% - Lượng Clo dùng ngày: 24h × G = 24 × 0.1736 = 4.1664 (kg) - Dung tích hữu ích thùng pha hoá chất: W= Q 10000 × b × n Trong + Q : lưu lượng trung bình nước thải, m3/ngày.đêm + a : liều lượng Clo hoạt tính, g/m3 + b : nồng độ dung dịch Clorua vôi, ≤ 25%, chọn b = 25% Trang177 [6] + n : số lần hoà trộn Clorua vôi ngày, chọn n = × 250 W = 10000 × 0,25 × = 0,5 (m3) - Thể tích tổng cộng thùng dung dịch WTC = 1,15 × W = 1,15 × 0,5 = 0,575 (m3) Với thể tích ta chọn thùng nhựa 600 l để làm thùng dung dịch b Tính kích thước bể khử trùng - Thể tích bể: V = Q × t = 10,42 × 0,5 = 5,21 (m3) Với t : thời gian lưu nước bể, chọn t = 30 phút = 0,5 h - Kích thước bể + Chọn chiều cao công tác bể h = 1m + Chiều dài bể tiếp xúc, L = 3m → Chiều rộng bể B = - V 5,21 = = 1,74 (m) L × h ×1 Chiều cao tổng cộng bể H = h + hbv = + 0,3 = 1.3 (m) GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 84 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 (m) Kích thước bể: L × B × H = × × 1,3 = 7,8 (m3) - Chiều dài vách ngăn 2/3 chiều rộng bể B1 = 2/3 × B = 2/3 × = 1,333(m) Chọn vách ngăn bể, tức bể có ngăn n = 3, khoảng cách vách ngăn l = L = = (m) n Baûng 19: Tóm tắt thông số thiết kế bể khử trùng STT Tên thông số (ký hiệu) Chiều cao xây dựng bể (H) Chiều cao công tác (h) Chiều rộng bể (B) Chiều dài bể (L) Thời gian lưu nước (t) Số ngăn bể Chiều rộng ngăn Đơn vị m m m m phút ngăn m Số liệu 1,3 30 4.2.12.Bể nén bùn Lượng bùn hoạt tính xả từ bể lắng ly tâm, bể UASB , lượng cặn lắng từ bể tuyển nổi: Cặn lắng tuyển nổi: 54.7(kgVSS/ngày) Cặn lắng UASB: 1.37(kgVSS/ngày) Cặn lắng lắng ly tâm: 39.45(kgVSS/ngày) Tổng lượng cặn bể nén bùn: Qw = (54.7 +1.37 + 39.45) m3/ng = 95.52 kg/ng − Chọn hệ số an toàn thiết kế bể nén bùn 30% ( tính cho lượng bùn dư từ bể UASB , lượng cặn lắng từ bể tuyển nổi) − Lượng bùn cần xử lý: Gbùn = Qw × 1.3 = 95.52 × 1.3 = 124.18 (kg/ng) GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 85 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày − Diện tích bề mặt bể nén bùn : Fbể = Gbun 124.18 = = 4.97 (m2) a 25 Với a: tải trọng bùn bể nén bùn, a = 25 ÷ 34kg/m2.ng [1] Chọn a = 25 kg/m2.ngđ − Đường kính bể nén bùn : D= 4× F = π × 4.97 = 2.52 (m) chọn D=2.6 (m) π − Đường kính ống trung tâm d = 0.2 × D = 0.2 × 2.6 = 0.52 (m) − Chiều cao bể nén bùn : H = h1 + h2 + hbv = 0.8 + 2.9 + 0.3 = (m) Trong đó:  h1 :chiều cao phần hình nón với góc nghiên 45 0, Đường kính bể 2.6m đường kính đỉnh đáy bể 1m h1 = D 2.6 − = − = 0.8m 2 2  h2: chiều cao phần lắng: h2= vL × tL × 3600 = 0.0001× × 3600 = 2.88 m chọn 2.9m vL: vận tốc lắng bể nén bùn, kiểu lắng đứng, lấy theo Điều 6.10.3 - TCXD -51-84: 0.1 mm/s [1] tL: thời gian lắng bùn: 8h [1]  hbv : chiều cao phần bảo vệ, hbv = 0.3 m Vậy kích thước xây dựng bể nén bùn: Đường kính D = 2.6 m Chiều cao H=4m − Lưu lượng bùn rút hàng ngày: Q= Gbùn × 10 −3 d ×C GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 86 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Trong đó:  d : Tỉ trọng cặn sau nén, d = 1,005  C: nồng độ cặn sau nén, chọn C = 2% [2] 124.18 × 10 −3 Q= = 6.2m / 1.005 × 0.02 Bảng 20: Kích thước xây dựng bể nén bùn: STT Thông số Đơn vị STT Đường kính bể Chiều cao cột nước Chiều cao tổng m m m Kích thước 2.6 3.7 4.2.13 Máy ép bùn dây đai Cặn sau qua bể nén bùn có nồng độ từ 3-8% cần đưa qua thiết bị làm khô để giảm độ ẩm xuống 70-80% tức tăng nồng độ cặn từ 20-30% với mục đích - Giảm khối lượng bùn vận chuyển dùng cho mục đích khác - Cặn khô dế đưa chôn lấp hay cải tạo đất có hiệu cao cặn ướt - Ít gây mùi khó chịu độc tính Nước từ máy ép bùn nước rửa máy ép bùn dẫn hố thu TÍNH TOÁN  Khối lượng cặn cần xử lý : Gbùn = 124.18 kg/ngđ  Nồng độ bùn sau nén: 2%  Nồng độ bùn sau ép: 18% [1] Khối lượng bùn sau ép = 124.18 × 18 = 22.35kg / 100 Số hoạt động thiết bị: 4h/ngày Tải trọng bùn tính mét chiều rộng băng ép chọn 80kg/m.h GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 87 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày 124.18kg / Chiều rộng băng ép = 4h / × 80kg / m.h = 0.388m ≈ 0.4m Chọn thiết bị lọc ép dây đai, bề rộng dây đai 0.5m bơm bùn (1 hoạt động, dự phòng) Đặc tính bơm: Q= 4m3/h, cột áp 8m GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 88 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Chương TÍNH TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ 5.1 DỰ TOÁN CHI PHÍ 5.1.1 Phần xây dựng Bảng 21: Dự toán chi phí phần xây dựng ST Công trình ĐVT Kích thước T Hố thu Bể (L × B × H) 1.5 × 1.2 × 2 Bể điều hoà Bể 6×4×4 Bể UASB Bể Bể Aerotank Bể Bể lắng Bể Bể trung gian Bể 4.6× 3.5 2× 1.4 ×2 Bể Khử trùng Bể 3× ×1.3 Bể nén bùn Nhà điều hành D×H= Bể Nhà D×H= 2.6× 4.4 3× ×4 Thành tiền (VNĐ) 8,700,000 (VNÑ) 8,700,000 92,520,000 92,520,000 86,260,000 86,260,000 132,280,000 144,240,000 42,540,000 42,540,000 8,700,000 8,700,000 11,960,000 11,960,000 19,500,000 19,500,000 4.57× 4.57 ×4.3 7× ×4 SL Đơn giá 24,800,000 24,800,000 TỔNG CỘNG 439,220,000 5.1.2 Phần thiết bị Bảng 22: Dự toán chi phí phần thiết bị STT Thiết bị, máy móc ĐVT GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 SL Đơn giá Thành tiền VNĐ VNĐ 89 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Bơm nước thải vào hố thu Cái 6,650,000 13,300,000 Bơm nước thải vào bể điều hòa Cái 6,650,000 13,300,000 Bơm bùn bể lắng Cái 4,170,000 8,340,000 Bơm lọc bể áp lực Cái 8,475,000 16,950,000 Máy thổi khí Cái 62,400,000 124,800,000 Máy nén khí Cái 11,850,000 11,850,000 Bồn tạo áp Cái 14,725,000 14,725,000 Bồn tuyển Bể 85,250,000 85,250,000 Bồn tạo áp lực Bồn 27,900,000 27,900,000 10 Bồn chứa hóa chất Bồn 1,250,000 2,500,000 11 Hệ thống gạt bọt tuyển Bộ 12,750,000 12,750,000 12 Hệ thống đường ống hóa chất 12,500,000 12,500,000 13 Bơm hóa chất Bộ Toàn 8,000,000 8,000,000 38,750,000 38,750,000 22,000,000 22,000,000 43,400,000 43,400,000 36,150,000 36,150,000 24,800,000 24,800,000 29,500,000 29,500,000 26,370,000 52,740,000 14 15 Ống phân phối trung tâm Toàn máng thu nước bể lắng Ống phân phối trung tâm Toàn máng thu nước bể nén bùn Toàn 16 Hệ thống đường ống thổi khí 17 Hệ thống đường ống kỹ thuật 18 Hệ thống điện động lực 19 Hệ thống điện, tủ điều khiển 20 Lan can, cầu thang, sàn công tác Toàn Toàn Toàn Toàn Tổng cộng 598,385,000 Tổng vốn đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải = Chi phí xây dựng + chi phí thiết bị máy móc 439,220,000+ 598,385,000= 1,037,605,000(đồng) GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 90 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Chi phí đầu tư khâu hao Chi phí xây dựng khấu hao 30 năm, chi phí thiết bị khấu hao 15 năm là: TKH = 439,220,000 598,395,000 + 30 15 =54,533,666(đồng/năm) = 149,407 (đồng/ngày) 5.1.3 Chi phí vận hành quản lý a Chi phí lượng Bảng 23: dự toán chi phí phần lượng STT 10 11 Thiết bị Bơm nước thải bể gom Bơm nước thải hoàn bể điều hoà Bơm nước thải bể tuyển Bơm nước thải tuần hoàn bể Aerotank Bơm bùn bể lắng ly tâm Máy khuấy dung lịch chlo định lượng Bơm bùn bể nén bùn Máy thổi khí bể điều hoà Máy nén khí bể Aerotank Mô tơ kéo dàn gạt váng Điện Số Công suất Thời gian lượng (KW) ( h/ngày) 0.75 2×2.5 3.75 0.5 2×5 0.5 2×12 12 0.5 2×12 12 0.5 2×5 0.5 2×12 12 0.5 0.5 1.1 2×12 26.4 7.5 2×12 180 0.5 24 12 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 tiêu thụ (kWh/ngày) 91 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày 12 13 Máy ép bùn băng tải Bơm định lượng dung dịch 0.75 1.5 1.125 0.2 6×12 14.4 Tổng cộng 285.7 Chi phí cho 1kw điện : 1.600 VNĐ Chi phí điện cho ngày vận hành: TĐ = 285.7 × 1,600= 457,120 VNĐ/ngày b Chi phí sửa chữa bảo dưỡng: Chiếm 1% ( chi phí xây dựng chi phí thiết bị) TS = 1% × 1,037,605,000= 10,376,050VNĐ/ năm =28,427VNĐ/ngày c Chi phí nhân công Vì hệ thống vận hành bán tự động nên cần kỹ sư môi trường, làm việc thay ca với lương tháng khoản liên quan 1.2triệu/người.tháng Tổng chi phí nhân công: TN = × 1.2 = 2.4Triệu / tháng = 80,000 (VND/ngày) d Chi phí hoá chất Chi phí dinh dưỡng: (7.7 + 0.36) × 1000 = 8,060 VNĐ/ngày Chi phí Chlo: 4.1664 (kg/ngày)× 1000 (VND/kg) = 4,166 VNĐ/ngày Tổng chi phí hóa chất: TH = 8,060 + 4,166 = 12,226 VNĐ/ngày 5.2 CHI PHÍ XỬ LÝ 1m3 NƯỚC THẢI Tổng chi phí vận hành hệ thống xử lý ngày TC = TKH + TÑ + TS + TN +TH = 149,407 + 457,120 + 28,427+ 80,000 + 12,226 = 727,180 VNĐ/ngày Chi phí tính cho 1m3 nước thải xử lý GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 92 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày 727,180 T = =2,900 VNĐ/ngày 250 GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Cảnh SVTH: Đặng Thị Hồng Ngọc – MSSV: 103108131 93 ... kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Chương ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN SỮA CÔNG TY CP VIỆT NAM. . .Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Chương MỞ ĐẦU 1.1 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy. .. 103108131 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến sữa – Công ty TNHH CP Việt Nam Công suất 250m 3/ ngày Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY SẢN XUẤT SỮA CP VIỆT NAM 2.1 GIỚI THIỆU CÔNG TY