Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Nam Đông Hà công suất 1600 m 3 /ngày.đêm

LOGO PHÂN HIỆU ĐH HUẾ TẠI QUẢNG TRỊ Bộ môn Công nghệ kỹ thuật Môi Trường BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LOGO TÊN ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG KHU CÔNG NGHIỆP NAM ĐÔNG HÀ CÔNG SUẤT 1600 M3/NGÀY.ĐÊM » Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ĐÌNH DIỆP » Lớp : CNKTMT K1 » Giáo viên hướng dẫn: KS. VÕ THỊ YÊN BÌNH LOGO Cấu trúc báo cáo PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP, KCN NAM ĐÔNG HÀ VÀ PP XỬ LÝ CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ KẾT LUẬN LOGO PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ: • Nước thải công nghiệp là loại nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao, khó xử lý. 1 • Khu công nghiệp Nam Đông Hà đang xây dựng hoàn thiện, và dần mở rộng về quy mô diện tích. 2 • Khu công nghiệp Nam Đông Hà chưa có một hệ thống XLNT tập trung. 3 • Nước thải đổ ra sông Vĩnh Phước nơi được sử dụng phục vụ sinh hoạt cho Thành phố Đông Hà. 4 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG KHU CÔNG NGHIỆP NAM ĐÔNG HÀ V ì v ậ y LOGO PHẦN 1: MỞ ĐẦU 2. MỤC ĐÍNH CỦA ĐỀ TÀI.  Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu công nghiệp Nam Đông Hà, Thành phố Đông Hà, tỉnh Quảng Trị công suất 1600m3/ngày đêm.  Nước thải đầu ra của Trạm XLNT tập trung đạt tiêu chuẩn QCVN 40: 2011(cột B) trước khi xả ra sông Vĩnh Phước. LOGO PHẦN 1: MỞ ĐẦU 3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI  Tìm hiểu về hoạt động của khu công nghiệp Nam Đông Hà: Cơ sở hạ tầng của khu công nghiệp.  Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ô nhiễm, nguồn xả thải.  Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào.  Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. LOGO PHẦN 1: MỞ ĐẦU 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:  Đối tượng: Công nghệ xử lý nước thải cho Khu Công nghiệp  Phạm vi nghiên cứu: Đề tài giới hạn trong việc nghiên cứu, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu Công nghiệp Nam Đông Hà LOGO PHẦN 1 : MỞ ĐẦU 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Phương pháp thu thập số liệu Phương pháp so sánh Phương pháp đồ hoạ Autocad LOGO PHẦN 1 : MỞ ĐẦU 6. Ý NGHĨA:  Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường, giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải khu công nghiệp.  Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho nhân viên cũng như ban quản lý khu công nghiệp.  Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập. LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG  Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP, KHU CÔNG NGHIỆP NAM ĐÔNG HÀ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Tổng quan về KCN Nam Đông Hà LOGO STT Tên Doanh nghiệp Loại hình sản xuất 1 CN Công ty CP may Hoà Thọ Dệt may 2 Công ty TNHH Đại Thành Chế biến lâm sản 3 Công ty TNHH Thành Hưng Sản xuất kinh doanh tổng hợp 4 Công ty TNHH Phương Thảo Sản xuất ván ghép thanh 5 Công ty CP ĐTSX PTRO Miền Trung Sản xuất bình gas 6 CN Công ty CP thạch cao xi măng QTrị Trạm nghiền Xi măng 7 Nhà máy Kim cơ khí Thuý Nhân Sản xuất và gia công kim cơ khí 8 Công ty CP Tuấn Lộc Sản xuất và chế biến gỗ 9 Nhà máy Kim cơ khí Đoàn Luyến Sản xuất và gia công kim cơ khí 10 Công ty Cổ phần Gỗ MDF GERUCO Sản xuất ván ghép thanh 11 Công ty Cổ phần Tín Đạt Thành Sản xuất ván ghép thanh PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG  Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP, KHU CÔNG NGHIỆP NAM ĐÔNG HÀ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Tổng quan về nước thải KCN Nam Đông Hà Ngành công nghiệp Loại hình sản xuất Các thông số ô nhiễm Ngành sản xuất VLXD Sản xuất xi măng SS, kim loại nặng Chế biến gỗ Các sản phẩm từ gỗ SS, BOD, COD, Nitơ, photpho Ngành chế biến nông sản Thu gom, chế biến các sản phẩm từ nông sản BOD, COD, SS, Coliform Ngành may mặc Các sản phẩm may mặc SS, COD, BOD, Coliform LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải Phương pháp Công trình Phương pháp cơ học Song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc Phương pháp hoá lý Đông tụ và keo tụ, tuyển nổi Phương pháp hoá học Trung hoà, oxy hoá – khử, phản ứng kết tủa. Phương pháp sinh học Hiếu khí (bùn hoạt tính, bể phản ứng sinh học hiếu khí, mương oxy hoá), lọc sinh học (bể lọc sinh học), kỵ khí (biogas, UASB …), công trình xử lý sinh học (ao hồ sinh học, hồ hiếu khí, hồ kỵ khí, hồ tuỳ nghi, hồ ổn định bậc III). LOGO PHẦN 2 : NỘI DUNG CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Xác định lưu lượng nước thải 2.1.1 Xác định nhu cầu cấp nước cho KCN, 05/2013 STT Tên doanh nghiệp Hoạt động Công nhân (người) Nước cấp (m3/ ngày) 1 Cty CP may Hoà Thọ Dệt may 1024 70 2 Cty TNHH Đại Thành Chế biến lâm sản 75 42 3 Cty TNHH Thành Hưng SXKD tổng hợp 180 95 4 Cty TNHH Phương Thảo SX ván ghép thanh 385 142 5 Cty CP PTRO Miền Trung Sản xuất bình gas 60 48 6 Cty Thạch cao xi măng Quảng Trị Trạm nghiên xi măng 66 123 7 Nhà máy Kim cơ khí Thuý Nhân SX và gia công cơ khí 120 130 8 Cty CP Tuấn Lộc SX và chế biến gỗ 145 90 9 Nhà máy Kim cơ khí Đoàn Luyến SX và gia công cơ khí 150 105 10 Cty CP Gỗ MDF Quảng Trị Chế biến gỗ 223 134 11 Cty CP Tín Đạt Thành Chế biến gỗ 60 100 TỔNG 2488 1083 LOGO Nước cấp sản xuất -Q = 1083 m3/ngày Nhu cầu nước cấp Nước cấp phần chưa lấp đầy Khi lấp đầy 100% KCN (21,72 ha còn lại), tính bình quan là: 21,72 ha x (45 + 22 m3/ha/ngày)/2 = 727,62 m3/ngày 2.1.2 Xác định lưu lượng trạm xử lý Vậy lượng nước cấp cho sản xuất công nghiệp khi KCN lấp đầy là: 1082 m3/ngày + 727,62 m3/ngày = 1810 m3/ngày. Chọn hệ số thu gom chung là 85%. Lượng nước thải thu gom được là 1810 x 85% = 1540 m3/ngày Với tổng lưu lượng nước thải được tính toán sơ bộ như trên, công suất thiết bị xử lý nước thải tối thiểu phải đạt được : 1600 m3/ngày đêm. PHẦN 2 : NỘI DUNG LOGO PHẦN 2 : NỘI DUNG 2.2 Tính chất nước thải Thành phần và tính chất nước thải KCN Nam Đông Hà STT Thông số Đơn vị Hàm lượng QCVN 40:2011 1 pH - 6,82 5,5 – 9 2 TSS mg/l 138 100 3 BOD5 mg/l 724 50 4 COD mg/l 1052 150 5 NH4 -N mg/l 0,67 40 6 Fe mg/l 0,04 5 7 Cu mg/l KPH 2 8 Zn mg/l KPH 3 9 PO4 - P mg/l 0,13 6 10 Coliform MPN/100ml KPH 5000 LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 2.3 Phân tích, lựa chọn công nghệ 2.3.1. Cơ sở để lựa chọn công nghệ - Tiêu chuẩn nước sau xử lý phải đạt QCVN 40:2011 cột B. Nhà máy xử lýnước thải phải ổn định và có độ tin cậy cao, đáp ứng được những biến động khi có sự cố về chất lượng nước thải từ các nhà máy trong KCN. - Công nghệ đã được áp dụng thành công và rộng rãi nhưng không lạc hậu. - Không phát sinh chất thải thứ cấp: mùi, chất thải rắn, khí thải hay chất độc hại. - Chi phí đầu tư và chi phí vận hành hợp lý. - Quỹ đất sử dụng vừa phải. - Hoạt động ổn định khi đầu vào chưa đủ công suất, dễ dàng mở rộng công suất khi cần thiết. - Vận hành: Áp dụng chế độ vận hành tự động hóa hoàn toàn, vận hành bằng tay và bán tự động cho toàn HTXLNT. Áp dụng quá trình tự động hóa vào vận hành nhằm giảm chi phí vận hành đến mức thấp nhất. LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 2.3.2. Quy trình công nghệ phương pháp 1 LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 2.3.2. Quy trình công nghệ phương pháp 2 LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 2.3.4. Lựa chọn công nghệ  Để chọn lựa hệ thống xử lý tối ưu cho Khu công nghiệp Nam Đông Hà, các giải pháp công nghệ xử lý trên đây được so sánh theo các tiêu chuẩn sau: - Khả năng thích ứng với quá tải. - Mức độ yêu cầu cho vận hành và bảo trì . - Chi phí yêu cầu cho xây dựng, vận hành và bảo trì. - Số lượng bùn được xử lý. - Thu hồi đất theo yêu cầu xây dựng hệ thống thoát nước thải. LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG Bảng : So sánh giữa công nghệ Aerotank và SBR TT Thông số kỹ thuật SBR Aerotank 1 Hiệu suất xử lý 85 – 95% 85- 95% 2 Quá trình hoạt động Gián đoạn theo mẻ Liên tục 3 Phương pháp cấp khí Bằng máy thổi khí và hệ thống phân phối khí Bằng máy thổi khí và hệ thống phân phối khí 4 Khả năng xử lý nitơ và phốtpho Có khả năng xử lý được nitơ và photpho (Áp dụng tốt trong xử lý nước thải có hàm lượng nitơ và photpho cao). Chỉ có khả năng nitrat hóa không xử lý được triệt để nitơ và photpho (Tuy nhiên trong nước thải của Khu công nghiệp Nam Đông Hà, hàm lượng nitơ, photpho không cao,đôi khi còn phải bổ sung thành phần nitơ và photpho trong quá trình vận hành). LOGO Bảng : So sánh giữa công nghệ Aerotank và SBR TT Thông số kỹ thuật SBR Aerotank 5 Điều khiển quá trình Quá trình điều khiển các chu trình vận hành phức tạp, đòi hỏi phải vận hành tới mức tự động hóa cao, đòi hỏi công nhân vận hành có tay nghề cao. Khi hệ thống có sự cố sẽ gây khó khăn cho người vận hành. Quá trình điều khiển các chu trình vận hành đơn giản, có thể vận hành bằng tay một cách dễ dàng khi hệ thống tự động có sự cố, không đòi hỏi công nhân vận hành có tay nghề cao. Giảm chi phí nhân công. 6 Chi phí điện năng và bảo trì bảo dưỡng Cao hơn: do sử dụng nhiều thiết bị hơn nên chi phí điện năng và chi phí bảo trì bảo dưỡng. Thấp hơn: do áp dụng công nghệ sử dụng bơm khí nén để vận chuyển bùn hồi lưu và bùn thải nên giảm được chi phí điện năng và bảo trì bảo dưỡng. 7 Chi phí nhân công Khi hệ thống tự động có sự cố đòi hỏi 02 nhân công vận hành. Khi hệ thống có sự cố đòi hỏi 01 nhân công vận hành. LOGO Chương 3: Tính toán công trình đơn vị 3.1. Mức độ cần thiết xử lý và thông số tính toán  PHẦN 2 : NỘI DUNG LOGO kmax=2.5,kmin= 0.38 (TCVN 7957 – 2008) 3.1.2 Thông số tính toán PHẦN 2 : NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 3.2. Tính toán các công trình đơn vị: 3.2.1. Song chắn rác Bảng: Kích thước và thông số thuỷ lực mương dẫn nước thải Thông số thuỷ lực Lưu lượng tính toán, l/s Qmax s = 32,2 Qmin s = 7 Qtb s = 18,52 - Độ dốc thuỷ lực i 0.004 - Chiều ngang Bm 250 - Vận tốc v (m/s) 0.8 0.7 0.7 - Độ đầy h/b (m) 0.23 0.04 0.1 LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG Thông số thiết kế Song chắn rác Thông số thiết kế Đơn vị Kích thước Chiều rộng song chắn Chiều cao song chắn Số thanh của song chắn Khe hở giữa hai thanh Bề dày thanh Góc nghiêng đặt song chắn so với phương ngang m m thanh m m độ 0.4 0.81 17 0.016 0.008 60 LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 3.2 Bể lắng cát LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG Các thông số thiết kế Bể lắng cát ngang Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu t Phút 2 Kích thước bể lắng cát Chiều dài L mm 8280 Chiều rộng B mm 1050 Chiều cao Hxd mm 1000 Đường kính ống nước dẫn ra D mm 130 Chiều rộng cửa tràn b mm 223 Thể tích bể lắng cát ngang Wt m 3 8,28 LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 3.3 Bể điều hoà LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO Các thông số thiết kế Bể điều hoà Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu T h 2 Kích thước bể điều hoà Chiều dài L m 15 Chiều rộng B m 9 Chiều cao H m 2.5 Chiều cao xây dựng Hxd m 3 Đường kính ống nước dẫn ra Dr mm 180 Thể tích bể lắng cát ngang Wt m 3 405 PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 3.2.4 Bể lắng I Bảng thông số thiết kế bể lắng I Thông số Đơn vị Giá trị Trong khoảng Đặc trưng Thời gian lưu nước Tải trọng bề mặt - Lưu lượng trung bình - Lưu lượng cao điểm Tải trọng máng tràn Ống trung tâm: - Đường kính - Chiều cao Chiều sâu H của bể lắng Đường kính D của bể lắng Độ dốc đáy bể Tốc độ thanh gạt bùn h m3/m2.ngày m3/m2.ngày m m m m m/m dài vòng/phút 1.5 ÷ 2.5 31 ÷ 50 81 ÷ 122 124 ÷ 490 15 ÷ 20% D 55 ÷ 65% H 3.0 ÷ 4.6 3 ÷ 60 0.07 ÷ 0.1 0.02 – 0.05 2.0 40 89 248 3.7 12 – 45 1 : 12 0.03 LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO Thông số thiết kế bể lắng I Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể lắng I D mm 7200 Chiều cao xây dựng bể lắng Hxd mm 4000 Đường kính ống trung tâm d mm 1450 Chiều cao ống trung tâm H mm 1800 Đường kính ống dẫn nước ra d mm 80 Đường kính ống dẫn bùn db mm 60 Thể tích bể lắng I Wt m 3 157 PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 3.2.5 Bể Aerotank LOGO Thông số thiết kế 1 bể Aerotank Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước T ngày 0.76 Kích thước 1 bể Aerotank Chiều dài L mm 9000 Chiều rộng B mm 7500 Chiều cao hữu ích H mm 4000 Chiều cao xây dựng Hxd mm 4500 Thể tích 1 bể Wt m 3 304 PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 3.2.6 Bể lắng 2 Thông số cơ bản thiết kế bể lắng bậc 2 Quy trình xử lý Tải trọng bề mặt m3/m2.ngày Tải trọng bùn kg/m2.ngày Chiều cao bể (m) Ngày trung bình Ngày cao điểm Ngày trung bình Ngày cao điểm Sau bể Aerotank 16.4 – 32.8 41 – 49.2 3.9 – 5.85 9.75 3.7 – 6.1 LOGO Thông số thiết kế bể lắng bậc 2 Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể lắng D mm 10000 Chiều cao bể lắng Htc mm 4000 Đường kính ống trung tâm D mm 2000 Chiều cao ống trung tâm H mm 2400 Thời gian lưu nước T h 3.16 Thể tích bể lắng đứng W m3 300 PHẦN 2: NỘI DUNG LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 3.2.7 Hồ chứa bùn Thông số thiết kế hồ chứa và cô cặn bùn Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước để lắng t ngày 7,3 Chiều cao bùn nén h mm 1500 Chiều sâu hồ H mm 2500 Chiều rộng B mm 15000 Chiều dài L mm 21000 Thể tích hồ W m3 784 LOGO PHẦN 2: NỘI DUNG 3.2.8 Bể khử trùng Thông số thiết kế bể khử trùng Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian tiếp xúc t phút 30 Chiều cao lớp nước h mm 2000 Chiều cao xây dựng H mm 2500 Chiều rộng b mm 3000 Chiều dài l mm 12500 Thể tích bể W m3 94 LOGO PHẦN 3: KẾT LUẬN  Khu công nghiệp Nam Đông Hà là một KCN mới được thành lập năm 2004. Đến nay, có tổng số doanh nghiệp đang hoạt động là 11. Tất cả các Doanh nghiệp đều có phát sinh nước thải sản xuất trong đó có 3 doanh nghiệp có hệ thống xử lý nước thải cục bộ.  Nước thải của KCN Nam Đông Hà có khả năng gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực do các chỉ số COD, BOD5, SS, đều vượt quá tiêu chuẩn chất lượng nước thải ra môi trường.  Công nghệ XLNT tập trung cho KCN Nam Đông Hà là sự kết hợp xử lý hóa lý và sinh học lơ lửng.  Nhà máy xử lý nước thải tập trung của KCN Nam Đông Hà với công suất thiết kế 1600m3/ngày đêm đã đạt được kết quả xử lý đoạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 41:2011 trước khi thải ra nguồn nhận. LOGO TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Báo cáo đánh giá tác động môi trường định kỳ tại các Nhà máy trong KCN năm 2012. 2. Trần Đức Hạ, 2006, Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học kỹ thuật 3. Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ, 2002, Thoát nước tập 2, NXB KH&KT. 4. Trịnh Xuân Lai, 2008, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải 5. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2005, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật 6. Lương Đức Phẩm,2003,Công nghệ XLNT bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo dục 7. Nguyễn Văn Phước, 2007, Giáo trình xử lý nước thải và sinh hoạt bằng phương pháp sinh học, NXB Xây Dựng 8. Lâm Vĩnh Sơn, Kỹ thuật xử lý nước thải. 9. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, 2006, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học quốc gia TP. HCM. 10. Trần Hữu Uyển, 2003, Các bảng tính toán thuỷ lực cống và mương thoát nước, NXB Xây dựng. 11. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập 1, NXB Hà Nội. 12. TCVN 7957 – 2008, NXB Hà Nội. LOGO PHỤ LỤC Xin số liệu ở Công ty may Hoà Thọ LOGO PHỤ LỤC Lô đất quy hoạch xây dựng Trạm XLNT LOGO PHỤ LỤC LOGO PHỤ LỤC LOGO