Thiết kế hệ thống XLNT cty chăn nuôi heo phú sơn, công suất 2 500 m3ngày
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.04 MB, 119 trang )
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO CÔNG TY
PHÚ SƠN, CÔNG SUẤT 2500 M3/NGÀY
SVTH:
LÊ THỊ THẢO NGUYÊN
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN ĐINH TUẤN
TP.HCM, 04/2017
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ
MÔI TRƯỜNG TPHCM
--------------KHOA MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độclập – Tự do – Hạnhphúc
---------------
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN: LÊ THỊ THẢO NGUYÊN
MSSV: 0450020445
NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật môi trường
LỚP: ĐHLT.MT04
1. Tên Đồ án: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú
Sơn, công suất 2500 m3/ngày.
2. Nhiệm vụ Đồ án:
- Tổng quan về nước thải khu công nghiệp, khu dân cư và đặc trưng của nước thải.
- Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải được yêu cầu xử lý, từ đó phân
tích lựa chọn công nghệ thích hợp.
- Tính toán các công trình đơn vị của phương án đã chọn.
- Khai toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình.
- Bản vẽ kỹ thuật từ 6 – 8 bản
3. Ngày giao nhiệm vụ: 12/12/2016
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 03/04/2017
5. Họ và tên người hướng dẫn: PGS.TS. NGUYỄN ĐINH TUẤN
6. Phần hướng dẫn:
-
Chỉnh sửa phần tính toán các công trình
Chỉnh sửa bản vẽ kỹ thuật
7. Ngày bảo vệ Đồ án: 12.04.2017
8. Kết quả bảo vệ Đồ án: Xuất sắc;
Giỏi; Khá; Đạt
Nội dung Đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn.
Ngày
tháng
năm 2017
NGƯỞI PHẢN BIỆN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
TRƯỞNG KHOA
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
TS. Nguyễn Xuân Trường
PGS. TS Nguyễn Thị Vân Hà
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
LỜI CẢM ƠN
Lời nói đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy cô Khoa
Môi Trường, Trường Đại học Tài nguyên & Môi trường Tp. HCM những người đã
giảng dạy, chỉ bảo cho em nhưng kiến thức và kinh nghiệm quý báu của mình trong
suốt quá trình học tập của em.
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
thầy PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn người đã tận tình hướng dẫn và cung cấp cho em
những kiến thức và kinh nghiệm quý báu về thiết kế hệ thống xử lý nước thải trong
quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Đồng thời, em xin cảm ơn bạn bè đã nhiệt tình cùng nhau học tập góp ý giúp đỡ,
hỗ trợ tài liệu để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Mặc dù cố gắng nỗ lực hoàn thành đồ án tố nghiệp này nhưng chắc chắn còn
nhiều thiếu sót nhất định, em rất mong nhận được sự thông cảm và tận tình chỉ bảo
của các thầy cô nhằm rút ra những kinh nghiệm cho công việc sắp tới.
Cuối cùng, em xin kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công
trong sự nghiệp của mình.
Trân trọng kính chào!
Lê Thị Thảo Nguyên
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
1
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
................................................................................................................................
Ký tên
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
2
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
................................................................................................................................
Ký tên
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
3
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .......................................................2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ..........................................................3
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................7
DANH MỤC HÌNH.....................................................................................................8
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................10
1.
ĐẶT VẤN ĐỀ ..............................................................................................10
2.
MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN ...........................................................................10
3.
PHẠM VI VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..............................................11
4.
PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỒ ÁN ...................................................11
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI ............................13
1.1. NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI ...13
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO .......16
1.2.1. Phương pháp xử lý cơ học ......................................................................17
1.2.1.1 Song chắn rác ..........................................................................................17
1.2.1.2 Bể điều hòa ..............................................................................................20
1.2.1.3 Bể lắng .....................................................................................................22
1.2.1.4 Bể tách dầu .............................................................................................25
1.2.1.5 Bồn lọc ....................................................................................................26
1.2.2. Phương pháp xử lý hóa lý .......................................................................27
1.2.2.1.
Keo tụ - tạo bông .................................................................................28
1.2.2.2.
Tuyển nổi .............................................................................................28
1.2.2.3.
Khử trùng ............................................................................................29
1.2.3. Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp sinh học ..................29
1.2.3.1.
Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp sinh học kỵ khí ...30
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
4
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
a)
Cơ sở lý thuyết ...........................................................................................30
b)
Các công trình kỵ khí có triển vọng áp dụng trong cho xử lý nước thải
chăn nuôi .............................................................................................................32
1.2.3.2.
a)
Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp sinh học hiếu khí.38
Các quá trình trong quá trình hiếu khí ......................................................38
b)
Các công trình hiếu khí có triển vọng áp dụng cho xử lý nước thải chăn
nuôi 38
1.3. MỘT SỐ HỆ THỐNG TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI .........................42
1.3.1. Trại chăn nuôi heo Bình Thắng ..............................................................42
1.3.2. Trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở Thái Lan .............................................44
CHƯƠNG II CƠ SỞ ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ ..45
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY
CHĂN NUÔI PHÚ SƠN .......................................................................................45
2.1.1. Thông tin chung về công ty ....................................................................45
2.1.2. Quy trình công nghệ và nhu cầu sử dụng nước của công ty ..................45
2.1.3. Nguồn gốc phát sinh nước thải ...............................................................47
2.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY .........47
2.3. ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .........................48
2.3.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý .............................................................48
2.3.2. Đề xuất công nghệ xử lý ........................................................................50
2.3.3. Lựa chọn phương án xử lý ......................................................................57
CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ DỰ TOÁN CHI PHÍ
CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY ...........................................58
3.1. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ ............................................58
3.1.1. Song chắn rác..........................................................................................58
3.1.2. Hố thu gom .............................................................................................62
3.1.3. Bể điều hòa .............................................................................................63
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
5
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
3.1.4. Bể lắng 1 .................................................................................................68
3.1.5. Bể UASB ................................................................................................74
3.1.6. Bể Aerotank ............................................................................................84
3.1.7. Bể lắng 2 .................................................................................................93
3.1.8. Bể khử trùng ...........................................................................................99
3.1.9. Bể chứa bùn ..........................................................................................101
3.2. TÍNH TOÁN KINH PHÍ ..........................................................................103
3.2.1. Vốn đầu tư ban đầu ...............................................................................103
3.2.2. Mô tả thiết bị và đặc tính kỹ thuật ........................................................104
3.2.3. Chi phí vận hành trạm xử lý .................................................................105
3.3. QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ........106
3.3.1. Chạy thử ...............................................................................................106
3.3.2. Vận hành hàng ngày .............................................................................106
3.3.3. Các sự cố và cách khắc phục ................................................................106
3.3.4. Một số sự cố ở các công trình đơn vị ...................................................107
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................108
4.1. KẾT LUẬN ................................................................................................108
4.2. KIẾN NGHỊ ...............................................................................................108
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................109
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
6
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của nước tiểu heo (70-100kg) ................................. 13
Bảng 1.2 Lượng phân và nước tiểu thải ra hằng ngày ............................................. 14
Bảng 1.3 Thành phần hóa học và nguyên tố đa lượng của gia súc và gia cầm ....... 15
Bảng 1.4 Thành phần hóa học của phân heo ........................................................... 15
Bảng 1.5 Một số thành phần vi sinh vật trong chất thải rắn chăn nuôi lợ ............... 16
Bảng 1.6 Thành phần khí trong hỗn hợp khí biogas ................................................ 32
Bảng 1.7 Tỷ lệ C/N trong phân gia súc gia cầm ...................................................... 34
Bảng 1.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu đến hiệu quả sinh khí.............. 35
Bảng 2.1 Bảng phân tích nồng độ ô nhiễm nước thải tại công ty ............................ 47
Bảng 2.2 Hệ số không điều hòa ............................................................................... 49
Bảng 2.3 Bảng dự toán hiệu suất các công trình theo phương án 1 ........................ 57
Bảng 3.1 Các thông số thiết kế song chắn rác ......................................................... 61
Bảng 3.2 Các thông số thiết kế hố thu gom ............................................................. 63
Bảng 3.3 Các thông số thiết kế bể điều hòa ............................................................. 67
Bảng 3.4 Các thông số thiết kế bể lắng 1................................................................. 73
Bảng 3.5 Các thông số thiết kế bể UASB ................................................................ 83
Bảng 3.6 Các thông số tính toán bể Aerotank ......................................................... 85
Bảng 3.7 Các thông số thiết kế bể Aerotank............................................................ 93
Bảng 3.8 Các thông số thiết kế bể lắng 2................................................................. 99
Bảng 3.9 Các thông số thiết kế bể khử trùng ........................................................... 101
Bảng 3.10 Các thông số thiết kế bể chứa bùn .......................................................... 103
Bảng 3.11 Vốn đầu tư phần xây dựng và thiết bị .................................................... 103
Bảng 3.12 Bảng tính toán thiết bị kỹ thuật .............................................................. 104
Bảng 3.13 Bảng chi phí vận hành ............................................................................ 105
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
7
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Một kiểu song chắn rác cào bằng tay........................................................ 18
Hình 1.2 Một số kết cấu chắn rác với thiết bị làm sạch bằng cơ giới ...................... 19
Hình 1.3 Mô hình bể điều hòa ................................................................................. 21
Hình 1.4 Bể lắng đứng ............................................................................................. 22
Hình 1.5 Bể lắng ly tâm ........................................................................................... 24
Hình 1.6 Bể tách dầu dạng ngang ............................................................................ 25
Hình 1.7 Bể tách dầu dạng tròn ............................................................................... 26
Hình 1.8 Bồn lọc áp lực ........................................................................................... 27
Hình 1.9 Sơ đồ cấu tạo bể UASB ............................................................................ 37
Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Bình Thắng ............. 42
Hình 1.11 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở Philippin
.................................................................................................................................. 43
Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải ở các trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở Thái
Lan .......................................................................................................................... 44
Hình 2.1 Sơ đồ sản xuất chăn nuôi heo tại công ty chăn nuôi Phú Sơn .................. 46
Hình 2.2 Quy trình sản xuất thức ăn cho heo .......................................................... 46
Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ phương án 1 .................................................................. 51
Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ phương án 2 .................................................................. 54
Hình 3.1 Song chắn rác ............................................................................................ 61
Hình 3.2 Tấm chắn khí............................................................................................. 76
Hình 3.3 Tấm hướng dòng ....................................................................................... 77
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
8
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD
(Biochemical oxygen demand) : Nhu cầu oxy sinh hoá
CBOD
(Cacbonaceous biochemical oxygen demand) : Nhu cầu oxy sinh hoá
để khử hợp chất hữu cơ chứa carbon
COD
(Chemical oxygen demand ) :Nhu cầu oxy hoá học
DO
(Dissolved oxygen ): Hàm lượng Oxy hoà tan
EGSB
(Expanded granular sludge blanket ) : Bể phân huỷ kỵ khí tầng vi sinh
vật lơ lửng mở rộng
F/M
Tỷ lệ thức ăn trên vi sinh vật
MLSS
(Mixed liquor suspended solids): Nồng độ bùn hoạt tính tính theo SS
MLVSS
(Mixed liquor volatile spended solids) Nồng độ bùn hoạt tính tính theo
VSS
NBOD
(Nitrogenous oxygen demend) :Nhu cầu oxy sinh hoá để khử hợp chất
hữu cơ chứa nitơ
SS
(Suspended solids) :Chất rắn lơ lửng
TSS
(Total suspended solids ) : Chất rắn lơ lửng tổng cộng
TBVS
Thiết bị vệ sinh
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TCXD
Tiêu chuẩn xây dựng
UASB
(Upflow anaerobic sludge blanket ): Bể phân huỷ kỵ khí tầng lơ lửng
ngược dòng
VSS
(Volatile suspended solids):Chất rắn lơ lửng có khả năng hoá hơi
XLNT
Xử lý nước thải
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
9
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn ni heo cơng ty Phú Sơn, cơng suất
2500 m3/ngày đêm
PHẦN MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Là một trong nhiều xí nghiệp, công ty hoạt động trong lónh vực chăn nuôi,
công ty cổ phần chăn nuôi Phú Sơn đóng góp một sản lượng lớn heo thòt trên thò
trường trong và ngoài tỉnh.
Công ty chăn nuôi Phú Sơn được thành lập vào tháng 3/1976 theo Quyết
đònh số 41/UBT của UBND Tỉnh Đồng Nai trên cơ sở trại heo tư nhâ n có tên
KYCANOCO. Khi mới thành lập, Công ty có tên là Quốc doanh chăn nuôi heo
Phú Sơn - đơn vò hạch toán độc lập thuộc Ty nông nghiệp Đồng Nai.
Trại heo Phú Sơn đóng trên đòa bàn ấp Phú Sơn, xã Bắc Sơn, huyện Trảng
Bom, tỉnh Đồng Nai. Với tổng diện tích công ty 363000 m2, trong đó diện tích
chuồng trại là 34000m2.
Với quy mô hoạt động tương đối lớn: Tổng lao động hiện có 150 người (80
nữ), tổng đàn heo 25000 con trong đó có 3000 heo nái, 22000 heo nái sinh sản, số
lượng thức ăn hỗn hợp chăn nuôi heo 7000 – 7500 tấn/năm. Hằng năm cung cấp
một sản lượng thòt lớn và chất lượng cho thò trường, tuy nhiên trong quá trình hoạt
động của công ty đã phát sinh một lượng lớn các chất ô nhiễm, ảnh hưởng đến
môi trường (nước, không khí, đất…), đồng thời gây ảnh hưởng đến sức khỏe của
công nhân và người dân xung quanh .
Trước vấn đề trên, cần thiết phải có các biện pháp tối ưu để giảm thiể u
nguồn ô nhiễm phát sinh như: mùi, nước thải, chất thải rắn…, nhằm cải thiện môi
trường, đảm bảo sức khỏe cho công nhân và người dân sống gần đó.
Vì giới hạn về thời gian nên đồ án chỉ tập trung chủ yếu vào vấn đề xử lý
nước thải tại công ty.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN
Đưa ra công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo hợp lý, áp dụng kết hợp các
phương pháp xử lý theo nguyên tắc cơ học – hóa lý – sinh học. Đảm bảo đạt tiêu
chuẩn thải ra sông (QCVN 62 – 2016/BTNMT).
SVTH: Lê Thị Thảo Ngun
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
10
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn ni heo cơng ty Phú Sơn, cơng suất
2500 m3/ngày đêm
Nhằm giảm thiểu các nguồn ô nhiễm do các nghành chăn nuôi gây ra đối
với môi trường (đất, nước, không khí…) và các hệ sinh thái trong vùng ảnh hưởng.
3. PHẠM VI VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu là nước thải chăn nuôi heo – Công ty cổ phần chăn
nuôi Phú Sơn.
Đề tài giới hạn trong việc nghiên cứu tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải
cho Cụm Cơng nghiệp Otoozon.
Nội dung nghiên cứu đồ án:
-
Điều tra thực đòa, thu thập số liệu về các hoạt động của công ty, lấ y mẫu
nước thải tại nguồn xa thải.
-
Phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm, đánh giá mức độ ô nhiễm tại các nguồn
thải.
-
Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử ly phù hợp.
-
Tính toán và thiết kế công nghệ đã lựa chọn.
4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỒ ÁN
Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu cơng nghiệp, tìm
hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác.
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những cơng nghệ xử lý nước
thải cho các khu cơng nghiệp qua các tài liệu chun ngành.
Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của cơng nghệ xử lý hiện có
và đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải phù hợp.
Phương pháp tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn các cơng trình
đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự tốn chi phí xây dựng, vận hành
trạm xử lý.
Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mơ tả kiến trúc các cơng
trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải.
5. Ý NGHĨA ĐỒ ÁN
Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn mơi trường giải quyết được vấn đề
ơ nhiễm mơi trường cho nước thải chăn ni.
SVTH: Lê Thị Thảo Ngun
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
11
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho nhân viên cũng như Ban quản lý
công ty.
Giúp cho doanh nghiệp sản xuất với quy mô lớn có thể thiết kế và áp dụng hệ
thống xử lý nước thải có mức vốn thấp nhưng vẫn đảm bảo xả thải đúng quy định
của nhà nước ban hành khi xả nước thải ra môi trường bên ngoài.
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
12
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn ni heo cơng ty Phú Sơn, cơng suất
2500 m3/ngày đêm
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHĂN NI
1.1. NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NI
Các chất hữu cơ và vơ cơ
Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% gồm cellulose,
protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân,
thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy. Các chất vô cơ chiếm 20–
30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,…
Nước tiểu của heo có thành phần chủ yếu là nước, ngồi ra còn có hàm lượng
nito và ure khá cao dùng để bổ sung đạm cho đất và cây trồng.
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của nước tiểu heo (70 – 100kg)
Đặc tính
Đơn vị tính
Giá trị
Vật chất khơ
g/kg
30,9 – 35,9
NH4 – N
g/kg
0,13 – 0,4
N tổng
g/kg
4,9 – 6,63
Tro
g/kg
8,5 – 16,3
Urea
M mol/l
123 – 196
g/kg
0,11 – 0,19
-
6,77 – 8,19
Carbonate
pH
Nguồn: Trương Thanh Cảnh và ctv, 1998 (Trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh, 2002)
N và P
Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn
thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu.
Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao. Hàm lượng
N-tổng trong nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/L, Photpho từ 39 – 94 mg/L.
Vi sinh vật gây bệnh
SVTH: Lê Thị Thảo Ngun
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
13
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn ni heo cơng ty Phú Sơn, cơng suất
2500 m3/ngày đêm
Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun
sán gây bệnh.
Phân và nước tiểu gia súc
Chất thải rắn – phân là những thành phần từ thức ăn nước uống mà cơ thể gia súc
khơng hấp thụ được và thải ra ngồi cơ thể. Phân gồm những thành phần:
-
Những dưỡng chất khơng tiêu hóa được của q trình tiêu hóa vi sinh.
Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin,…), các mơ tróc ra từa các
niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngồi.
Các loại vi sinh vật trong thức ăn, ruột bị thải ra ngồi theo phân,…
Lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào
giống, loài, tuổi, khẩu phần thức ăn, trọng lượng gia súc. Lượng phân và nước
tiểu các loài gia súc thải ra trong ngày đêm được trình bày ở bảng 1.1.
Số lượng chất thải của một số loài gia súc gia cầm
Bảng 1.2. Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày
Loài gia súc, gia cầm
Lượng phân (kg/ngày)
Lượng nước tiểu (kg/ngày)
Trâu bò lớn
20 – 25
10 – 15
Heo dưới 10 kg
0,5 – 1
0,3 - 0,7
Heo 15 – 45 kg
1–3
0,7 – 2
Heo 45 – 100 kg
3–5
2–4
Gia cầm
0,08
-
Nguồn: Nguyễn Thò Hoa Lý, 1994, (trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh, 2002)
Thành phần các chất trong phân lợn phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
-
Thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống.
Độ tuổi của lợn (mỗi độ tuổi sẽ có khả năng tiêu hóa khác nhau).
SVTH: Lê Thị Thảo Ngun
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
14
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
Tình trạng sức khỏe vật nuôi và nhu cầu cá thể; nếu nhu cầu cá thể cao thì sử
dụng dưỡng chất nhiều và lượng phân thải sẽ ít và ngược lại.
-
Bảng 1.3 Thành phần hóa học và nguyên tố đa lượng của gia súc và gia
cầm (%)
-
Loại phân
Nước
Nito
P2O5
K2 O
CaO
MgO
Heo
82,0
0,6
0,41
0,26
0,09
0,1
Trâu, bò
83,1
0,29
0,17
1,0
0,35
0,13
Gà
56,0
1,63
0,54
0,85
2,4
0,74
Vịt
56,0
1,0
1,4
0,62
1,7
0,35
-
Nguồn: Nguyễn Chí Minh (2002)
Thành phần nguyên tố vi lượng trong phân thay đổi phụ thuộc vào lượng và
loại thức ăn. Trong quá trình ủ phân, các vi sinh vật phân giải những nguyên
liệu này, giải phóng chất khoáng hòa tan cho cây trồng hấp thu.
Thành phần dinh dưỡng của phân heo được trình bày như bảng sau:
Bảng 1.4 Thành phần hóa học của phân heo
Chỉ số
N tổng (%)
Hàm lượng
4
P2O5
1,76
K2O
1,37
Ca2+
38,47
Mg2+
5,49
Mùn (%)
62,26
Tỉ lệ C/N
15,57
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
15
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn ni heo cơng ty Phú Sơn, cơng suất
2500 m3/ngày đêm
Cu tổng
81,61
Zn tổng
56,36
Nguồn: Trần Tấn Việt và ctv, 2001 (Trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh, 2002)
Tỉ lệ C/N có vai trò quyết định đối với q trình phân giải và tốc độ phân giải các
hợp chất hữu cơ trong phân chuồng.
Ngồi ra, trong phân còn có chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký sinh
trùng, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea chiếm đa số với các giống điển
hình như Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus. Trong 1kg phân có chứa 2000 –
50000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris suum, Oesophagostomum,
Trichocephalus (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2004)
Bảng 1.5 Một số thành phần vi sinh vật trong chất thải rắn chăn ni lợn
Chỉ tiêu
Đơn vị
Giá trị
Coliform
MNP/100g
4.106 – 108
E. Coli
MNP/100g
105 – 107
Streptococus
MNP/100g
3.102 – 104
Vk/25ml
10 – 104
Vk/ml
10 – 102
MNP/10g
0 - 103
Salmonella
Cl. Perfringens
Đơn bào
Nguồn: Nguyễn Chí Minh (2002)
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NI HEO
Với thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi như trên, có thể áp dụng các
phương pháp xử lý sau:
-
Phương pháp cơ học.
-
Phương pháp hóa lý.
SVTH: Lê Thị Thảo Ngun
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
16
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn ni heo cơng ty Phú Sơn, cơng suất
2500 m3/ngày đêm
-
Phương pháp sinh học.
Trong các phương pháp trên ta chọn xử lý sinh học là phương pháp chính, vì
trong nước thải chăn nuôi heo thành phần hữu cơ là chủ yếu. Công trình xử lý
sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý cơ học, hóa lý.
1.2.1. Phương pháp xử lý cơ học
Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu
gom, phân riêng. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ
lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo.
Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc. Hàm lượng cặn lơ lửng trong
nước thải chăn nuôi khá lớn (khoảng vài ngàn mg/L) và dễ lắng nên có thể lắng
sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau.
Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất
rắn được đem đi ủ để làm phân bón.
Phương pháp cơ học dựa vào các lực vật lý như lực trọng trường, lực ly tâm…
để tách các chất khơng hòa tan, các hạt lơ lửng có kích thước đáng kể ra khỏi nước
thải.
Các cơng trình thường được sử dụng chủ yếu như: Song/ lưới chắn rác, Thiết bị
nghiền rác, Bể lắng cát, Bể điều hòa, Bể lắng (đợt 1),...
1.2.1.1 Song chắn rác
Cơ chế hoạt động
- Song chắn rác là một hay nhiều lớp thanh đan xen kẽ với nhau (còn gọi là mắc
song) đặt ngang đường dẫn nước thải.
- Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 90o theo hướng dòng chảy ngăn giữ
rác bần thơ gồm giấy, bọc nylon, chất dẻo, cỏ cây, vỏ đồ hộp, gỗ,...
- Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy,...
- Đặt trước bơm, hoặc bể lắng cát/ lắng 1
Phân loại
SVTH: Lê Thị Thảo Ngun
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
17
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
- Theo khe hở của song chắn có 3 kích cỡ: loại thô lớn (30 - 200 mm), loại trung bình
(16 - 30 mm), loại nhỏ (dưới 16 mm ).
- Theo cấu tạo của song chắn: loại cố định và loại di động.
- Theo phương cách lấy rác: loại thủ công và loại cơ giới.
Hình 1.1 Một kiểu song chắn rác cào bằng tay.
Loại song chắn rác di động thường ít được sử dụng do thiết bị phức tạp và
quản lý khó.
Phổ biến là loại chắn rác dạng thanh chữ nhật cố định, rác được lấy bằng cào
sắt gắn với một trục quay.
Lượng rác được giữ lại phụ thuộc vào khe hở giữa các thanh chắn. Tuỳ theo
mức độ rác trong nước thải, người ta định các khe hở của song chắn, nếu rộng quá thì
sẽ không ngăn rác hiệu quả, còn nếu hẹp quá thì cản trở dòng chảy.
Song chắn rác có bộ phận lấy rác bằng cơ giới rất đa dạng về hình kiểu, mỗi
loại đều có ưu điểm và khuyết điểm riêng.
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
18
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
Hình 1.2 Một số kết cấu chắn rác với thiết bị làm sạch bằng cơ giới.
Hình 3.4(a) bộ phận cào rác vận hành bằng xích quay theo một đầu dẫn, rác được
cuốn theo chiều đi xuống của dây xích và đưa lên một máng lọc đổ.
Ưu điểm : của kiểu này là việc lấy rác tương đối triệt để nhất là các loại rác "mềm"
như giấy, vải, nylon,... các thanh chắn được bảo vệ khỏi bị hư hại do các mãnh vỡ
gây ra.
Khuyết điểm : là nó thỉnh thoảng bị kẹt do các loại rác "cứng" gây ra, đồng thời gặp
khó khăn khi chỉnh sửa bánh xích và cần thiết phải tháo nước khỏi lòng kênh.
Hình 3.4(b) là một kiểu lấy rác theo cách trượt, bộ phận cào rác di chuyển theo một
giá đỡ, lên đến đâu giá đỡ, rác sẽ tự rơi xuống và đưa đi nơi khác. Độ nghiêng của
giá đỡ có thể điều chỉnh tùy theo tình trạng rác thải.
Ưu điểm : của kiểu này là hầu hết các bộ phận lấy rác đều nằm trên mực nước, có thể
dễ dàng làm sạch và quản lý mà không cần phải tháo sạch nước trong lòng kênh.
Khuyết điểm : của nó là bộ phần cào rác chỉ hoạt động trên một chiều giá đỡ thay vì
liên tục như loại xích quay.
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
19
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
Hình 3.4(c) là một hình thức lấy rác theo kiểu tời quay, bộ phận cào rác được giữ
trên giá đỡ nhờ vào trọng lượng của dây xích.
Ưu điểm : của kiểu nàu là bộ phận đầu bánh răng cơ khí không bị ngập chìm trong
nước thải.
Khuyết điểm : của nó là chiếm nhiều không gian lắp đặt.
Hình 3.4(d) cho một kiểu lấy rác bằng đầu cáp, bộ phận cào rác đi lên xuống trên
một giá trục qua sự chuyển động của hệ thống dây cáo và đầu trống quay. Bộ phận
cào đi xuống bằng trọng lượng bản thân và nâng lên bằng cáp quay.
Ưu điểm : của kiểu này là bộ phận cào rác tự trọng lượng bản thân nó đảm nhận một
phần việc vận hành cơ học khi rơi vào vùng nước thải.
Khuyết điểm : của nó là khả năng cào rác bị giới hạn, quản lý hơi phức tạp, cuộn cáp
hay bị vướng do chất thải rắn và bộ phận thắng hãm cơ học thường bị trục trặt.
Phạm vi áp dụng
- Hầu hết các công trình xử lý nước thải bằng biện pháp xử lý cơ học đều có song
chắn rác.
Các yếu tố ảnh hưởng
- Vận tốc dòng chảy qua song chắn tối ưu: 0.6 m/s
- Kích thước song chắn
- Độ dốc so với phương thẳng đứng
1.2.1.2 Bể điều hòa
Cơ chế hoạt động
- Cần xáo trộn và thổi khí cho toàn bộ khối thể tích để tránh cặn lắng
- Bể lắng cát nên đặt trước bể điều hòa để hạn chế cặn nặng lắng xuống đáy giảm
nhu cầu năng lượng khuấy
- Nhu cầu khuấy trộn cho nước thải sinh hoạt có SS khoảng 200 mg/L = 4 – 8 W/m3
- Thổi khí nhằm tránh nước thải lên men kị khí và gây mùi. Để tạo điều kiện hiếu
khí, tốc độ thổi khí là 10-15 m3 khí/ phút.m3
- Việc thổi khí có thể thay bằng khuấy trộn nếu phía sau có bể lắng 1 (HRT khoảng 2
giờ) và bể sinh học.
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
20
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
Hình 1.3 Mô hình bể điều hòa.
Ưu / nhược điểm
Ưu điểm:
- Xử lý sinh học được nâng cao, giảm nhẹ quá tải, pha loãng các chất gây ức chế
sinh học và pH được ổn định.
- Chất lượng đầu ra và hiểu quả nén bùn của bể lắng đợt 2 được cải thiện do bộng
cặn đặc chắc hơn.
- Diện tích bề mặt lọc giảm, hiệu quả lọc được nâng cao, và hơn nữa chu kỳ rửa lọc
đồng đều hơn do tải lượng thủy lực thấp hơn.
- Trong xử lý hóa học, ổn định tải lượng sẽ dễ dàng điều khiển giai đoạn chuẩn bị và
châm hóa chất tăng cường độ tin cậy của quá trình.
Nhược điểm:
- Diện tích mặt bằng hoặc chỗ xây dựng cần phải tương đối lớn.
- Bể điều hòa ở những chỗ gần khu dân cư cần được che kín để hạn chế mùi.
- Đòi hỏi phải khuấy trộn và bảo dưỡng
- Chi phí đầu tư cao.
Phạm vi áp dụng
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
21
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
- Có ở tất cả các công trình lớn trên 1000m3/ngày
Các yếu tố ảnh hưởng
- Đặt trước lắng 1 khi nồng độ chất lơ lửng SS không cao < 250-400mg/L. Cần phải
khuấy trộn để ngăn sự lắng đọng của cặn, và thổi khí để ngăn hình thành mùi.
- Đặt sau lắng 1 và trước xử lý sinh học khi SS cao > 400mg/L. Ít gây ra sự tích lũy
ván nổi và cặn lắng.
1.2.1.3 Bể lắng
Bể lắng đứng
Cơ chế hoạt động
- Tách cặn bằng trọng lực, nước thải sẽ được lưu ở bể một thời gian nhất định, dựa
vào trong lực các hạt cặn sẽ lắng xuống đáy bể
- Mục tiêu: Khử SS trong nước thải
Hình 1.4 Bể lắng đứng.
Ưu / nhược điểm
Ưu điểm:
- Thuận tiện trong công tác xả cặn, ít diện tích xây dụng
- Dễ vận hành
Nhược điểm:
- Chiều cao xây dựng lớn, làm tăng giá thành xây dựng, số lượng bể nhiều, hiệu suất
thấp.
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
22
Đồ án tốt nghiệp
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty Phú Sơn, công suất
2500 m3/ngày đêm
Phạm vi áp dụng
Áp dụng hầu hết cho các công trình, thường đứng sau các bể phản ứng sinh học, hóa
lý.
Bể lắng ngang
Cơ chế hoạt động
- Nước theo máng phân phối ngang vào bể qua đập tràn thành mỏng hoặc tường đục
lỗ xây dựng ở đầu bể dọc suốt chiều rộng. Đối diện ở cuối bể cũng xây dựng máng
tưng tự để thu nước và đặt tấm chắn nữa chìm nửa nổi cao hơn mực nước 0.15 – 0.2
m và không sâu quá 0.25 – 0.5m để thu và xả chất nổi, người ta đặt một máng đặc
biệt ngay sát ngay sát kề tấm chắn.
- Tấm chắn ở đầu bể đặt cách thành cửa vào khoảng 0.5 – 1 m và không nông hơn
0.2m với mục đích phân phối đều nước trên toàn bộ chiều rông của bể.
- Đáy bể làm dốc i = 0.01 để thuận tiện cho việc thu gom cặn. Độ dốc của hố thu cặn
không nhỏ hơn 450.
Ưu / nhược điểm
Ưu điểm:
- Dễ thiết kế, xây dựng và vận hành
- Áp dụng cho lưu lượng lớn
Nhược điểm:
- Thời gian lưu dài
- Chiếm mặt bằng và chi phí xây dựng cao
Phạm vi áp dụng
Áp dụng cho lưu lượng lớn (>15000 m3/ngày đêm)
Bể lắng ly tâm
Cơ chế hoạt động
- Nước chuyển động từ tâm ra xung quanh theo phương gần như bể ngang.
SVTH: Lê Thị Thảo Nguyên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đinh Tuấn
23
