Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy TBS Hải Lăng Quảng Trị

Luận văn
Thiết kế hệ thống xử lý
nước thải cho Nhà máy
Tinh bột sắn Hải Lăng,
Quảng Trị”
DANH MỤC
BẢNG
Bảng Tên bảng
1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Thế giới
1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam
1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn các vùng sinh thái Việt Nam
2.1 Thông số hàm lượng chất ô nhiễm trong nước thải TBS
3.1 So sánh các phương pháp đề xuất
4.1 Bảng tra thuỷ lực mương dẫn
4.2 Thông số thiết kế song chắn rác
4.3 Thông số thiết kế bể lắng cát ngang
4.4 Thông số thiết kế bể điều hoà
4.5 Thông số thiết kế và kích thước bể lắng đợt 1
4.6 Số liệu kỹ thuật từ kết quả vận hành bể UASB
4.7 Thông số thiết kế bể UASB
4.8 Thông số thiết kế bể Aerotank
4.9 Thông số cơ bản thiết kế bể lắng đứng
4.10 Thông số thiết kế bể lắng đứng đợt 2
4.11 Giá trị tiêu biểu thiết kế Hồ tuỳ nghi
4.12 Bảng chi phí xây dựng
DANH MỤC
HÌNH
Hình Tên Hình
1.1 Giá trị kinh tế của Củ sắn
1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ của NM TBS Hải Lăng
2.1 Mẫu nước thải trước và sau xử lý của Nhà máy

3.1 Sơ đồ công nghệ phương pháp 1
3.2 Sơ đồ công nghệ phương pháp 2
3.3 Sơ đồ công nghệ phương pháp 3
Đồ án môn học: Tính toán, thiết kế HTXLNT Nhà máy TBS Hải Lăng
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT Ký
hiệu Tên
1
BOD
Nhu cầu ôxy hóa sinh học hay nhu cầu ôxy
sinh học
2
COD Là lượng ô xi cần thiết để oxi hóa hóa học
3
FAOSTAT Trang tra cứu điện tử faostat.fao.org
4
NM TBS Nhà máy tinh bột sắn
5
GTXLNT Giáo trình xử lý nước thải
6
SS Hàm lượng chất rắn lơ lửng
7
PP Phương pháp
8
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
9
TSS Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng
Lý do chọn đề tài
MỞ ĐẦU
Là một trong những ngành kinh tế đang được đánh giá quan trọng của đất nước, song

song với sự phát triển thì công nghiệp tinh bột sắn cũng tác động lớn đến ô nhiễm môi
trường. Trong đó ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt là những nguồn nước xung quanh
Nhà máy. Do các công nghệ sử dụng hầu hết đã lạc hậu, thiết bị cũ và không đồng bộ,
định mức nước cho một đơn vị sản phẩm còn lớn, hiệu suất tận chiết bột còn kém, và do
các nhà máy thường tập trung gần nội thành, gần khu dân cư nên ô nhiễm của ngành tinh
bột sắn lại càng trở lên nghiêm trọng. Do vậy, việc áp dụng các biện pháp giảm thiểu và
xử lý ô nhiễm nước thải ngành tinh bột sắn đang là một yêu cầu cấp bách cần được giải
quyết nhằm đảm bảo phát triển một cách bền vững.
Được xây dựng và đi vào sản xuất cách đây 10 năm, Nhà máy sản xuất tinh bột sắn
Hải Lăng, Quảng Trị đã góp phần phát triển kinh tế địa phương. Ngoài việc giải quyết
hàng chục lao động, còn tạo thêm thu nhập cho người dân từ việc trồng cây sắn nguyên
liệu. Tuy nhiên, cũng ngần ấy thời gian Nhà máy sản xuất Tinh bột sắn Hải Lăng xả
nước thải ra môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất và tác động xấu đến sức khỏe
của mọi người.
Gần 15 năm qua, người dân ở cuối nguồn nước thải của Nhà máy Tinh bột sắn Hải
Lăng, tỉnh Quảng Trị không dám trồng bất cứ loại cây hay nuôi con vật nào. Bởi tới mùa
mưa lụt, nguồn nước thải ô nhiễm của nhà máy làm cho tất cả các loại cây trồng thối thân
và rễ; còn vật nuôi uống phải nước này thì cũng chết dần.
Xây dựng Nhà máy Tinh bột sắn trên địa bàn huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị là cần
thiết; góp phần phát triển kinh tế xã hội cho vùng đất nghèo nơi đây. Tuy nhiên, việc
doanh nghiệp không thực hiện những cam kết ban đầu, tùy tiện thải nước bẩn ra môi
trường đang từng ngày hủy hoại hệ sinh thái môi trường. Đó chính là lý do tôi chọn đề
tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Tinh bột sắn Hải Lăng, Quảng Trị”
để cải thiện thực trạng ô nhiễm môi trường tại đây.
Nhiệm vụ của đồ án
- Tìm hiểu mức độ ô nhiễm của nước thải Nhà máy Tinh bột sắn Hải Lăng;
- Từ đó, lựa chọn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải tinh bột sắn.
Nội dung thực hiện
- Thu thập tài liệu về Nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng.
- Khảo sát thực địa:

Tìm hiểu dây chuyền công nghệ chế biến tinh bột sắn ở nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng
+ Khảo sát hệ thống XLNT của Nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng và diện tích xung quanh.
- Thiết kế hệ thống xử lý nước thải tinh bột
Chương
1
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH TINH BỘT SẮN
1.1 Đặc điểm ngành chế biến tinh bột sắn ở Việt Nam và Thế giới
Sắn được sử dụng phổ biến để sản xuất tinh bột, đây là nguồn nguyên liệu cho
nhiều
vùng sản xuất công nghiệp như công nghiệp dệt, may mặc, thực phẩm, bánh kẹo, sản
xuất lên men cồn, sản xuất acid hữu cơ…
Bảng 1.1: Diện tích, năng xuất, sản lượng sắn thế giới từ 1995 -
2008
Năm
Diện tích
(triệu ha)
Năng
suất
(tấn/ha)
Sản lượng
(triệu tấn)
1995
16.43 9.84 161.79
1996
16.25 9.75 158.51
1997
16.05 10.06 161.6
1998
16.56 9.9 164.1
1999

16.56 10.31 170.92
2000
16.86 10.7 177.89
2001
17.27 10.73 184.36
2002
17.31 10.61 183.82
2003
17.59 10.79 189.99
2004
18.51 10.94 202.64
2005
18.69 10.87 203.34
2006
20.5 10.9 224
2007
18.39 12.16 223.75
2008
21.94 12.87 238.45
Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ FAOSTAT qua các năm
Bảng 1.2: Diện tích, sản lượng, năng xuất sắn của Việt Nam từ 1995 - 2008
Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha)
Sản lượng
(triệu tấn)
1995
164.3 9.84 1.62
1996
275.6 7.5 2,06
1997
254.4 9.45 2.4

1998
235.5 7.55 1.77
1999
226.8 7.96 1.8
2000
234.9 8.66 2.03
2001
250 8.3 2.07
2002
329.9 12.6 4.15
2003
371.7 14.06 5.23
2004
370 14.49 5.36
2005
425.5 15.78 6.72
2006
474.8 16.25 7.77
2007
496.8 16.07 7.98
2008
557.4 16.85 9.3
(Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm)
Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng vùng sinh thái Viêt Nam 2008
STT Vùng sinh thái
Diện tích
(1000ha)
Năng
suất
(tấn/ha)

Sản lượng
(1000tấn)
1
Đồng bằng sông Hồng
7.9
12.92
102
2
Trung du và miền núi
phía Bắc
110
12.07
1328
3
Bắc Trung Bộ và Duyên
hải miền Trung
168.8
16.64
2808
4
Tây Nguyên
150.1 15.7
2356.1
5
Đông Năm Bộ
113.5
23.74 2694.5
6
Đồng bằng Sông Cửu
Long

7.4
14.43
106.8
Cả nước
557.4
16.87 9395.8
(Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm)
Hình 1.1 Giá trị kinh tế của Củ
sắn
1.2 Đặc điểm về nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng
1.2.1 Đặc điểm và địa hình
Nhà máy Tinh bột sắn Hải Lăng được xây dựng tại Dốc Son thuộc xã Hải Thượng,
huyện Hải Lăng, Tỉnh Quảng Trị. Vị trí nhà máy nằm cách quốc lộ 1A và đường sắt Bắc
– Nam 800m về phía tây nam. Cách Huế 45km về phía Bắc và cách thành phố Đông Hà
20km về phía Nam. Sản phẩm của Nhà máy tinh bột sắn với công suất 60 tấn/ngày (24h),
bã sắn 50 tấn/ngày, nguyên liệu cần 240 tấn/ngày, chế độ hoạt động 24 giờ và khi ổn
định có thể tăng lên 120 tấn sản phẩm/ ngày.
Thuận lợi:
Đủ diện tích để xây dựng các công trình sản xuất và phục vụ sản xuất kể cả phần mở
rộng và công trình xử lý nước thải.Gần Quốc lộ 1A, tiện cho việc giao tiếp, vận chuyển
nguyên liệu và sản phẩm.Là vùng đồi thấp không bị ngập lụt và úng trong mùa mưa.Có
nguồn lao động dồi dào và sẳn sàng tham gia làm việc cho nhà máy.Trung tâm khu vực
nguyên liệu cây sắn của Tỉnh.
Khó khăn:
Gần Quốc lộ và đường tàu nên cần phải đầu tư lớn cho công nghệ xử lý nước thải.Xa
nguồn nước cấp, phải đâu tư đường dẫn từ sông Nhùng hoặc dùng nước kênh N
2
hoặc
khoan sử dụng nước ngầm.
Địa hình:

Khu vực quy hoạch xây dựng nhà máy tinh bột sắn thuộc vùng đồng bằng ven biển
Nam Quảng Trị. Vị trí nhà máy nằm trong khu đất đồi tự nhiên khá rộng, trong khi khu
vực nhà máy chỉ sử dụng một phần nhỏ với diện tích là 560.000 m
2
.Về cục bộ, địa hình ở
khu vực nhà máy hơi dốc từ bắc xuống nam và nhà máy được xây dựng ngay trên đỉnh
đồi nên thuận lợi cho việc tiêu nước của toàn vùng.
1.2.2 Đặc điểm khí hậu
Nhiệt độ: Nhiệt độ vùng Hải Lăng thường cao hơn các vùng khác trong tỉnh, nhiệt độ
trung bình của cả năm là 26,3
o
C. Thời kỳ lạnh nhất vào tháng I nhiệt độ trung bình
khoảng 16,8
o
C, tối thấp có thể xuống 9,7
o
C; tháng VII có nhiệt độ cao nhất trong năm,
trung bình 31,3
o
C, nóng nhất khoảng 40,5
o
C.
Độ ẩm: Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm là 79%, tháng có độ ẩm cao nhất là
tháng 1 với 87%; khô nhất là tháng VII với 67%.
1.3 Giới thiệu dây chuyền công nghệ chế biến tinh bột sắn tại nhà máy chế biến tinh
bột sắn Hải Lăng
1.3.1 Thiết bị
Thiết bị dây chuyền công nghệ sản xuất chế biến tinh bột sắn được sản xuất tại Thái
Lan, hiện đại hơn công nghệ của Đài Loan, Singapore, Trung Quốc…Riêng ba máy
chính “ Phân ly” được sản xuất tại Thuỵ Điển và hệ thống đốt đồng bộ sản xuất tại Đức.

Các thiết bị trong dây chuyền công nghệ đều có tính năng chất lượng phù hợp với yêu
cầu công nghệ nhằm tạo ra sản phẩm tinh bột sắn có chất lượng và sản lượng 60 tấn/
ngày như dự kiến. Cơ bản là giống với một số thiết bị của một số Nhà máy cùng loại đã
và đang hoạt động trong nước ta nhau và được cải tiến khắc phục nhược điểm trên quy
trình thiết bị hoạt động, để đáp ứng được các yêu cầu về bảo vệ môi trường, an toàn lao
động theo quy định của pháp luật hiện hành.
1.3.2 Công nghệ
Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ của nhà
máy
Các giai đoạn chính của dây chuyền công nghệ:
*Nạp nguyên liệu bóc vỏ, rửa sạch:
Nguyên liệu củ sắn tươi sau thu hoạch tối đa trong khoảng ba ngày phải được đưa vào
sản xuất chế biến, củ được đưa vào băng chuyền thông qua phiến nạp nguyên liệu và hệ
thống sàng rung, nhằm loại bỏ đất, cát, cặn bả và các tạp chất khác. Sau đó củ được băng
chuyền chuyển đến thiết bị rửa sạch trước khi đến công đoạn 2.
* Thái nhỏ và mài:
Củ sau khi rửa sạch được băng chuyền chuyển đến hệ thống sàng lọc để loại bỏ chất
bẩn lần cuối và sau đó được chuyển đến thiết bị thái, thái xong chuyển đến thiết bị mài, ở
đây nước rửa sạch được bơm vào và khuấy trộn để tạo thành hỗn hợp bã bột – nước
trước khi chuyển đến công đoạn ba.
* Tách, chiết xuất sữa và bột:
Hỗn hợp bã, bột và nước sau khi trộn đều được bơm vào hệ thống thiết bị chiết tách
gồm:
- Thiết bị chiết tách sơ bộ giai đoạn đầu nhằm tách bã và bột sữa.
- Bã sắn sau khi chiết tách sơ bộ giai đoạn đầu xong được hoà trộn với nước và được
bơm đến hệ thống thiết bị chiết tách giai đoạn hai nhằm thu hồi thêm phần tinh bột còn
sót lại trong bã. Sau đó bã được chuyển đến băng chuyền ép xoắn vít và thiết bị ép bã
nhão. Nhằm loại bỏ nước rồi chuyển đến thiết bị ép lọc vắt nước lần cuối nhờ băng
chuyền xích chuyển tải ra ngoài (nơi tiếp nhận bã).
- Sữa bột thu hồi từ các giai đoạn chiết tách trên chuyển đến các bồn nhỏ được hoà

trộn với nước sau đó được bơm đến các thiết bị chiết tách tinh nhằm loại bỏ các bã cặn
nhỏ, thu hồi tinh bột đồng nhất.
- Trong quá trình chiết – tách và trích ly ly tâm tinh bột người ta đưa vào môt lượng
dung dịch H
2
SO
3
nồng độ thấp hoặc dung các thiết bị tháp để cho một lượng SO
2
* Phân ly và tách nước ly tâm:
Dung dịch sữa bột trước khi bơm vào thiết bị trích ly qua giai đoạn 1 qua tách cặn,
cũng tương tự như vậy đến trích ly số 2, sau khi ra khỏi trích ly số 2 thì quay về chiết
tách cuối cùng, dung vải mịn để tinh lọc và sau đó đến trích ly giai đoạn 3.
Sữa bột tinh này tiếp tục được hoà với nước đúng độ boome yêu cầu và được bơm
vào thiết bị tách nước ly tâm để thu hồi tinh bột nhão có hàm lượng nước chứa trong đó
khoảng 32 – 38%.
* Sấy và đóng gói:
Tinh bột nhão được băng chuyền chuyển đến thiết bị làm tơi, sau đó được đưa vào
thiết bị cung cấp để rồi đưa bột vào hệ thống ống sấy nhanh bằng khí nóng. Khí nóng
được cũng cấp từ hệ thống khí xoáy nóng, bột sau khi sấy khô tập trung tại các cyclon
nóng sau đó bằng vít tải chuyển qau hệ thống ống làm mát bởi một quạt hút, hút khí trời
đã được lọc trước và tinh bột được làm nguội trong các cyclone nguội, từ đó chuyển qua
sàng rây và đóng gói theo yêu cầu
Chương
2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TINH BỘT
SẮN
2.1 Lưu lượng nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn Hải Lăng
2.1.1 Nước thải sản xuất:
Công suất của nhà máy 60 tấn ngày. Lượng nước thải trung bình 16 m

3
/tấn
(theo
Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng 2004).
ậy lượng nước thải từ quá trình sản xuất Q
sx
= 60 x 16 = 960 m
3
ngày
2.1.2 Nước thải sinh hoạt:
Số lượng công nhân của Nhà máy là 100 công nhân (Nguồn: Điều tra tổng hợp).
Lượng nước thải trung bình mỗi công nhân là 100 l người.ngày (theo Báo cáo đánh giá
tác động môi trường của Nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng 2004).
Vậy lượng nước thải từ sinh hoạt là Q
sh
= 100 x 0.1 = 10 m
3
/ngày.
2.2 Tính chất nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn Hải Lăng
Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặc trưng pH
thấp, hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS),
TSS rất cao, các chất dinh dưỡng chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy sinh học (BOD
5
),
nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao và trong thành phần của vỏ sắn và lỏi
củ sắn có chứa Cyanua (CN
-
) một trong những chất độc hại có khả năng gây ung thư.
Nồng độ ô nhiễm của nước thải thể hiện cụ thể ở bảng sau
Bảng 2.1 Thông số hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải

TBS
STT Thông số Đơn vị tính Hàm lượng QCVN 40:2011 cột B
1
Độ đục
mg/l -
<
80
2
pH
5-7
5,5 –
9
3
COD
mg/l
10.000 <
150
4
BOD
5
mg/l
6.000 <
50
5
T-N
mg/l 170 40
6
CN
-
mg/l 0.07 0.1

7
T-SS
mg/l
4.800 <
100
8
T-P
mg/l 30 6
(Nguồn: Điều tra tổng
hợp)
Tính chất nước thải ngành tinh bột mì mang tính chất acid và có khả năng phân hủy
sinh học. Đặc biệt loại nước thải này có chứa HCN là một acid có tính độc hại. Khi ngâm
khoai mì vào trong nước HCN sẽ tan vào trong nước và theo nước thải ra ngoài.
Hình 2.1 Mẫu nước thải trước và sau xử lý của nhà
máy
Trong nhà máy chế biến tinh bột, thành phần nước thải sinh ra chủ yếu từ bóc vỏ, rửa
củ, băm nhỏ và lắng lọc là các nguồn ô nhiễm chính.
2.3 Cơ sở lý thuyết của Phương pháp xử lý nước thải tinh bột sắn
2.3.1 Phân luồng nước thải
Cần phân luồng dòng thải để giảm tải lượng nước thải cần xử lý, giảm thể tích bể
cần xử lý.Việc phân luồng dòng thải trước khi xử lý sẽ tiết kiệm được chi phí đầu tư
xây dựng, giảm diện tích mặt bằng cần thiết cũng như chi phí vận hành sau này.
Nước thải trong nhà máy chế biến tinh bột sắn có ba nguồn chính là nước thải sản
xuất, nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy tràn . Vì vậy có thể phân luồng như sau:
+ Dòng nước thải ít ô nhiễm: Nước mưa chảy tràn được thu gom vào cống rảnh bố
trí xung quanh nhà máy và được dẫn ra Hồ Hốc Đựng. Hệ thống này có tác dụng tách
riêng nước mưa và nước thải, đảm bảo hệ thống XLNT hoạt động ổn định, hiệu quả.
+ Dòng nước thải ô nhiễm nặng: Nước thải trong quá trình sàng lọc và trích ly
chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, hàm lượng cặn lơ lửng lớn, pH thấp, nước thải sản xuất
tinh bột sắn còn chứa các chất khó hoặc chậm chuyển hoá như: Dịch bào, xơ sắn,

pectin Ngoài ra còn có nước rửa nhà sàn, thiết bị, nước thải từ phòng thí nghiệm, từ
sinh hoạt của cán bộ công nhân viên
Việc phân luồng dòng thải tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý và xử lý có
hiệu quả.
2.3.2 Các phương pháp áp dụng xử lý nước thải tinh bột sắn
* Phương pháp cơ học
Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hoà tan và
một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Những công trình xử lý cơ học bao gồm:
+ Song chắn rác, chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay dạng sợi:giấy, rau cỏ,
rác…được gọi chung là rác. Rác được đem đi xử lý hoặc thải bỏ.Có ba loại song chắn rác
điển hình như Song chắn rác thủ công, song chăn rác cơ giới và song chắn rác kết hợp
nghiền nhỏ.
+ Bể lắng cát, tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với
trọng lượng riêng của nước thải như đất, cát … ra khỏi nước thải. Cát từ bể lắng cát đưa
đi phơi ở trên sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây
dựng.
+ Bể lắng, để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng
của nước. Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáyvà dùng những thiết bị thu gom
và vận chuyển các chất bẩn lắng (cặn) đến công trình xử lý cặn.
Xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho quá trình xử lý sinh học.
* Phương pháp sinh học
Dựa vào sự sống và hoạt động của các vi sinh để oxy hoá chất bẩn ở dạng keo và hoà
tan có trong nước thải.
Những công trình xử lý sinh hoá phân thành hai nhóm:
+ Những công trình trong đó có quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên.
Những công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo là: Bể lọc sinh học (Biophin),
bể làm thoáng sinh học (Aeroten)… Do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình
xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn.
+ Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân
tạo.

Những
công trình sinh học thực hiện trong điều kiện tự nhiên là Cánh đồng tưới, bãi
lọc, hồ sinh học … Quá trình xử lý diễn ra chậm, dựa chủ yếu vào nguồn oxy và vi sinh
có ở trong đất và nước.Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo có thể đạt mức
hoàn toàn (xử lý sinh học hoàn toàn) với BOD giảm tới 90-95 % và không hoàn toàn với
BOD giảm tới 40-80%.
Giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học. Bể lắng sau giai đoạn
xử lý cơ học gọi là bể lắng đợt I. Để chắn giữ màng sinh học (sau bể Biophin) hoặc bùn
hoạt tính (sau bể Aeroten) dùng bể gọi là bể lắng đợt II.
Trong trường hợp xử lý trên bể Aeroten thường đưa một phần bùn hoạt tính trở lại bể
Aeroten để tạo điều kiện cho công trình đạt hiệu qủa cao hơn. Phần bùn hoạt tính còn lại
gọi là bùn hoạt tính dư, thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể tích trước khi chuyển
đến sân phơi bùn.
Chương
3
ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG
NGHỆ
3.1 Đề xuất phương án
3.1.1. Phương án 1
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương pháp
1
Thuyết minh phương
án
Nước thải được đưa vào bể điều hoà và lắng lọc sơ bộ để tách các tạp chất thô, sau
đó được cho qua hệ thống hồ sinh học. Nước thải trong các hồ được làm sạch nhờ
các
quá trình phân huỷ tự nhiên của các vi sinh vật yếm khí và tuỳ tiện. Các hồ có độ
sâu
khoảng 3m, nước thải sau khi xử lý được qua hồ đối chứng rồi thải ra nguồn tiếp
nhận.

3.1.2 Phương pháp 2
Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương pháp
2
Thuyết minh phương án 2
Nước thải sản xuất theo hệ thống thu gom nước thải đến hồ Cigar. Tại đây, quá trình
phân huỷ kỵ khí nước thải diễn ra trong khoảng 5 ngày. Sau đó, nước thải từ hồ Cigar
được chuyển qua dãy 4 hồ xử lý tuỳ nghi với thời gian lưu trong mỗi hồ là 1 ngày. Và
được thải ra bãi đất hoang thuộc xả Hải Lâm.
Nước mưa chảy tràn được thu gom bởi hai hệ thống kênh mương nằm ở hai bên hệ
thống xử lý. Sau đó, một phần chuyển đến hồ số 5 và phần còn lại chảy ra hồ Hóc Đựng.
Nhận xét về hiện trạng xử lý nước thải của hệ thống:
Nhìn chung hệ thống xử lý nước thải hiện tại của nhà máy chế biến tinh bột sắn Hải
Lăng không đạt hiệu quả xử lý. Thời gian lưu nước thải trong hệ thống các hồ sinh học
không đảm bảo cho quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ.Đối với nước thải rửa củ
trước khi vào hệ thống xử lý được tách bằng thùng quay với khe rộng mắt lưới 25mm.
Như vậy một lượng lớn các xơ sắn, vỏ, cùi, vụn sắn nhỏ bị vở trong quá trình rửa củ sẽ
theo nước thải vào hệ thống xử lý, làm kém hiệu quả xử lý.
Trong khi đó hệ thống xử lý sơ bộ không đạt hiệu quả, hệ thống hồ sinh học không
đáp ứng được khả năng xử lý các chất hữu cơ dẫn đến tình trạng nước vào hồ quá trình
phân huỷ yếm khí xảy ra, khí sinh ra quá nổi lên nhiều, kéo theo bùn trên thành váng
thoát ra theo nước thải gây đục và ô nhiễm nguồn nước. Bùn sinh ra quá nhiều lâu ngày
trong hệ thống gây mùi hôi thối ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
3.1.3 Phương pháp 3
Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ phương pháp 3
Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Nước thải nhà máy tinh bột sắn Hải Lăng được thu gom vào mương dẫn có lắp Song
chắn rác và được đưa vào Bể lắng cát ngang.Tại đây, cát lắng đọng dưới đáy bể được thu
gom chuyển sang sân phơi cát, nước tách cát và nước thải sau đó được dẫn sang Bể điều
hoà.Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng ổn định để bơm vào Bể lắng 1. Bể lắng
1 có tác dụng loại bỏ phần lớn hàm lượng SS và một phần COD và BOD lắng cặn ở

trong nước thải.Sau đó, nước thải được dẫn sang bể xử lý kỵ khí UASB . Tại bể UASB
nước thải được xử lý bằng các vi sinh vật kỵ khí. Khoảng 75% COD và BOD , 50% SS
được xử lý.Nước thải tiếp tục được dẫn sang bể xử lý hiếu khí Aerotank để loại bỏ chất
hữu cơ hoà tan trong nước thải, trước khi qua bể lắng đứng . Cuối cùng nước thải được
chuyển sang hồ sinh học nhằm xử lý đạt QCVN 40:2011 cột B trước khi thải ra sông
Nhùng.
Bùn cặn từ bể lắng đứng một phần được tuần hoàn lại Bể tuần hoàn, phần còn lại được
đưa sang hồ chứa và cô cặn bùn, sau 2 năm tháo bùn một lần.
3.2 So sánh và lựa chọn phương án
Bảng 3.1 So sánh các phương pháp đề xuất
Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3
Ưu điểm
-Vốn đầu tư không lớn;
vật tư trang thiết bị đơn
giản; dễ vận hành.
- Chi phí vận hành thấp;
quá trình xử lý chủ yếu
làm sạch tự nhiên nên tự
động hoá không cao.
- Vốn đầu tư thấp
- Dễ vận hành, chi
phí vận hành thấp.
- Yêu cầu kỹ thuật
không cao.
- Hiệu quả xử lý
BOD, COD cao
- Ít chịu ảnh
hưởng của điều
kiện bên ngoài.
- Xử lý với lưu

lượng nước thải
bất kì.
- Vận hành đơn
giản, ít sửa chữa
Nhược
điểm
- Diện tích xây dựng lớn;
Hiệu quả xử lý không cao
do phụ thuộc vào điều
kiện tự nhiên; .
- Diện tích xây
dựng lớn.
- Hiệu quả xử lý
thấp, ô nhiễm nguồn
nước và không khí
- Lượng bùn
sinh ra nhiều
- Khả năng xử lý
P, N không cao
Dựa vào phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án, ta thấy phương án 1và 2 có hiệu
quả xử lý không cao, gây mùi hôi khó chịu, ảnh hưởng đến môi trường không khí. Vì vậy
ta lựa chọn phương án 3 vì nhược điểm của nó là lượng bùn sinh ra nhiều và khả năng xử
lý P, N không cao ta có thể khắc phục được. Hiệu quả xử lý cao, đảm bảo yêu cầu về môi
trường.
Chương
4
TÍNH TO N THIẾT Ế C C C NG T ÌNH ĐƠN
V
4.1 Mức độ cần thiết xử lý và thông số tính toán
4.1.1 Mức độ cần thiết xử lý

Mức độ cần thiết xử lý hàm lượng chất rắn lơ lửng SS
Trong đó SSv Hàm lượng chất thải lơ lửng trong nước thải vào chưa xử lý (mg/l)
SSr Hàm lượng chất thải lơ lửng nước thải đã xử lý, thải ra môi trường (mg/l)
Mức độ cần thiết để xử lý BOD
5
Trong đó BOD
5
v Hàm lượng BOD
5
trong nước thải chưa xử lý (mg/l)
BOD
5
r Hàm lượng BOD
5
trong nước thải sau khi xử lý (mg/l)
Mức độ cần xử lý hàm lượng nhu cầu oxy hoá học COD
Trong đó CODv Hàm lượng COD trong nước thải chưa xử lý (mg/l)
CODr Hàm lượng COD trong nước thải sau khi xử lý (mg/l)
4.1.2 Xác định các thông số tính toán
Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24 24 h ngày nên lượng nước thải đổ ra liên tục
Lưu lượng trung bình ngày :
Lưu lượng trung bình giờ
Lưu lượng trung bình giây
Lưu lượng lớn nhất
Chọn hệ số không điều hoà giờ cao điểm đối với nước thải công nghiệp k
max
=2.5,
k
min
= 0.38 (theo TCVN 7957 – 2008)

4.2 Tính toán các công trình đơn vị:
4.2.1 Song chắn rác
Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong
nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song
chắn rác trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường
ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm.
Tính toán
Theo Trần Hữu Uyển (2003) “Tính toán thuỷ lực mương dẫn” sử dụng các công
thức sau:
Trong đó Q Lưu lượng tính toán (m
3
s); A Diện tích mặt ướt (m
2
); v vận tốc trong
mương dẫn (m s).
Theo Lâm Minh Triết (2008) “ Vận tốc dòng chảy trong mương dẫn phía trước song
chắn rác từ 0.6 : 1 m/s”.Chọn v = 0.8 m/s
Diện tích mặt ướt của mương ứng với lưu lượng Q
max
và v
max
là:
Chọn bề rộng mương dẫn là b = 0.2 m.
Độ đầy mực nước trong mường dẫn theo Q
max
:
Độ dốc thuỷ lực nhỏ nhất được tính theo công thức thực nghiệm sau
Tương tự ta tính với lưu lượng Q
tb
, Q

min
và vận tốc tương ứng là 0.7 m/s và 0.625
m s ta được bảng sau
Bảng 4.1: Bảng Kích thước và thông số thuỷ lực mương dẫn nước
thải
Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60
o
so với mặt đất.
Số khe hở của song chắn rác : (2.1)
Trong đó

lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m
3
/s);
Theo Lâm Minh Triết (2008): “ Bảng TK-1(trang 114) ta chọn các thông số thiết kế
Thông số thuỷ lực
Lưu lượng tính toán, l/s
Q
max
s
= 28
- Độ dốc thuỷ lực i
0.005
- Chiều ngang B
m
200
- Vận tốc v (m/s)
0.8 0.625 0.7
- Độ đầy h/b (m)
0.175 0.04 0.02

song chắn rác như sau: b: Bề rộng khe hở giữa các song chắn rác, m. Chọn b=16 mm;
w: chiều dày song chắn rác tiết diện hình chữ nhật, =0.008m”
h
max
chiều sâu mực nước qua song chắn ứng với lưu lượng q
max
(m); k
0
Hệ số tính đến
độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng cào rác cơ giới, chọn k
0
=1.05;
V
max
ận tốc dòng chảy qua chắn (0.8 – 1 m s). Thường chọn là 0.8 m s
 Chọn n=12
- Chiều rộng của buồng đặt song chắn rác là:
 Chọn B
x
= 0.3m
(2.2)
- Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác
Như vậy, vận tốc dòng chảy đủ điều kiện để không bị lắng cát trong mương.
- Tổn thất áp lực qua song chắn :
Trong đó
V = 0.8 m/s : Vận tốc dòng chảy trong mương dẫn (Bảng 5.1); g: gia tốc trọng trường
(m/s
2
); p: hệ số tính đến sự tăng trở lực. p=3 ; β hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của
thanh. Đối với thanh hình chữ nhật, β=2.42; : góc nghiêng song chắn rác, α=60

o
.(Bài
giảng Tính toán XLNT, Khoa Môi trường, ĐH Huế,trang 2.2)
Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác là:
Trong đó
h
max
Độ đầy ứng với chế độ Q
max
= 28 l/s, h
max
=0.2 m
h
s
: Tổn thất áp lực ở song chắn, h
s
= 0.085 mH
2
O
0.5m: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất (điều
8.2.5 TCVN 7959:2008)
- Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn
- Chiều dài ngăn thu hẹp sau song chắn:
Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác :
L
s:
Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, L
s
= 1.085m
(Theo 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
(trang 480)).

Bảng 4.2: Thông số thiết kế Song chắn rác
Thông số thiết kế Đơn vị ích 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
0.3
0.785
12
0.016
0.008
60
4.2.2 Bể lắng cát ngang:
Nhiệm vụ: tập trung nước thải trong nhà máy về hệ thống xử lý, lắng đọng cát trước
khi đi vào hệ thống xử lý.
Tính toán
Theo TCVN 7957 : 2008 (bảng 26) “K – hệ số phụ thuộc vào kiểu bể lắng, lấy
K=1.3; H – chiều sâu tính toán của bể lắng cát, chọn H = 0.5 m; U

0
– độ thô thuỷ lực
của hạt cát, U
0
= 24.2 mm/s”
Theo Bài giảng XLNT Khoa Môi Trường ĐH Khoa học Huế, 2012 “ Thời gian lưu
nước từ 0.5 – 2 phút”. Chọn t = 120s = 2 phút
Thể tích bể lắng cát tính được là : V = 0.028 m
3
/s x 120 s ≈ 3.5 m
3
Suy ra, diện tích mặt thoáng của bể lắng cát là:
W = V/H = 3.5 / 0.5 = 7 m
2
Chiều dài bể lắng cát ngang là:
Trong đó v – tốc độ của nước trong bể, lấy v = 0.3 m/s
Chiều rộng của bể lắng cát ngang là:
B = W/L = 7/8 = 0.9 m
Chiều

cao

xây

dựng:

Trong đó lấy h
bv
= 0.5m
Thể tích thực của bể lắng cát ngang là W

t
= LxBxH = 8x0.9x1 = 7.2 m
3
Để đảm bảo cặn không lắng trong bể lắng cát và giữ vận tốc trong bể trong khoảng 0.15
– 0.2 m/s ta xây dựng cửa tràn kiểu máng đó theo tỷ lệ với độ ngập nước H trong bể.
Chiều rộng cửa tràn thu hẹp từ B xuống b.
Đáy cửa tràn có độ chênh với đáy bể lắng cát để tạo độ chênh áp đủ đưa nước
ra
khỏi
bể lắng cát với vận tốc không đổi.
(Trịnh Xuân Lai,2009 - trang 35)
K = Q
min
/Q
max
= 0.005/0.028 = 0.18
Chọn

góc

tới

60
0
,

Độ chênh đáy Theo 4.4 Trịnh Xuân Lai,2009, trang 35:
Kiểm tra lại tính toán với điều kiện: v
min
= 0.15 m/s

Dựa vào bảng tính thuỷ lực mương dẫn với các thông số: q
min
= 5 l/s, b= 260 mm,
1000i = 1.
Vậy, vận tốc dòng chảy đảm bảo cho dòng chảy không bị lắng cặn.
Ống dẫn nước thải sang bể điều hoà: Nước thải được bơm sang bể điều hoà nhờ
một bơm chìm, với vận tốc chảy trong ống là 2 m/s (TCVN 7957:2008)
Tiết diện ướt của ống:
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
Chọn D = 100 mm, Ống nhựa PVC
Bảng 4.3 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 8000
Chiều rộng B mm 900
Chiều cao
H
xd
mm 1000