Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ LỜI NÓI ĐẦU Công nghiệp hóa – đại hóa hướng phát triển hàng đầu tất quốc gia giới, đặc biệt Việt Nam, nhu cầu dùng nước cấp nước sinh hoạt ngày tăng cao làm cho nguồn tài nguyên nước ngày cạn kiệt ô nhiễm sinh viên khoa môi trường, chuyên ngành công nghệ kỹ thuật môi trường trường Đại Học Tài Nguyên Môi trường em thực hành làm đồ án xử lí nước thải chăn nuôi heo có lưu lượng 500m3/ngày đêm Qua thực đồ án em tích lũy thêm kiến thức kĩ tính toán, thiết kế phục vụ cho công việc sau trường mà sinh viên ngành cần phải có GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường nhiệt tình giảng dạy, cung cấp kiến thức để em hiểu rõ có tảng thực đồ án môn học xử lí nước thải Và đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Biện Văn Tranh - giáo viên trực tiếp hướng dẫn, xem xét góp ý kiến cho em hoàn thành đồ án Một lần em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô! GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ NHẬN XÉT CỦA GVHD GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ NHẬN XÉT CỦA GVPB GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Mục lục GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Danh mục bảng: Bảng 1: Số lượng trại chăn nuôi tính đến năm 2006 18 Bảng 2: Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp hàng năm 19 Bảng 3: Chất lượng nước thải theo điều tra tại các trại chăn nuôi tập trung (Năm 2006) 21 Bảng 4: Phương pháp xử lí sử dụng nước thải tại các sở chăn nuôi 23 Bảng 5: Vai trò phận thực vật nước hệ thống xử lý (Chongrak Polparsert, 1997) 37 Bảng 6: Phân tích ưu điểm nhược điểm hai phương án 42 Bảng 7: Các thông số đầu vào đầu nước thải 44 Bảng 8: Các loại khí sinh bể: 47 Bảng 9: Các thông số thiết kế hầm biogas: 49 Bảng 10: Hiệu xuất xử lí hầm biogas: 50 Bảng 11: Các thông số thiết kế hồ sinh học hiếu khí: 52 Bảng 12: Các thông số thiết kế hồ sinh học kị khí: 53 Bảng 13: Các thông số thiết kế ngăn xử lí khí biogas: 55 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Danh mục hình: Hình : Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm số 20 Hình 2: Mục đích sử dụng nước thải chăn nuôi quá trình điều tra tại số huyện thuộc Tp.HCM 22 Hình 3: Mô hình quản lí chất thải rắn nước thải thế giới 24 Hình 4: Sơ đồ công nghệ phương án 1: 40 Hình 5: Sơ đồ công nghệ phương án .41 Hình 6: Bơm nước thải APP DSK 56 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Danh mục chữ viết tắt: XLNT : Xử lý nước thải QCVN : Quy chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường VSV : Vi sinh vật SBR : Sequencing Batch Reactor – Bể bùn hoạt tính mẻ USAB : Upflow anearobic sludge blanket - bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí PE : polyethylene hay polyethene - nhựa nhiệt dẻo FAO: Tổ chức lương thực thế giới BOD : Nhu cầu oxy sinh hoá COD : Nhu cầu oxy hoá học ABS :chất tẩy tổng hợp (Ankyl benzene sunfonat) GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI 1.1: Nước thải, thành phần và phân loại nước thải: 1.1.1: Các loại nước thải: − − − − − − Nước thải chất lỏng được thải sau quá trình sử dụng người đã bị thay đổi tính chất ban đầu chúng Có các loại nước thải dưới đây: Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học các sở tương tự khác Nước thải công nghiệp nước thái sinh từ các nhà máy hoạt động Nước thấm qua nước mưa thấm vào hệ thống cống bằng nhiều cách khác qua các lớp khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành các hố ga hay hố người Nước thải tự nhiên nước mưa những thành phố hiện đại, nước thải tự nhiên được thu gom theo hệ thống thoát riêng Nước thải đô thị thuật ngữ chung chỉ chất lỏng hệ thống cống thoát thành phố Đó hỗn hợp các loại nước thải kể 1.1.2: Thành phần và tính chất của nước thải: 1.1.2.1: Thành phần của nước thải: a, Thành phần tổng quát nước thải: Các chất chứa nước thải bao gồm: các chất vô cơ, hữu vi sinh vật Các chất hữu nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50% - 60% tổng các chất gồn các chất hữu thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy… các chất hữu động vật, chất thải tiết người động vật, xác động vật…Các chất hữu nước thải theo đặc tính hoá học gồm chủ yếu protein (chiếm 40% - 60%), hydratcacbon (25% - 50%), các chất béo, dầu mỡ (10%) Urê cũng chất hữu quan trọng nước thải sinh hoạt Nồng độ các chất hữu thường được xác định thông qua chỉ tiêu BOD COD Bên cạnh các chất trên, nước thải có chứa các lien kết hữu tổng hợp, các chất hoạt tính bề mặt mà điển hình chất tẩy tổng hợp (Ankyl benzene sunfonat – ABS) khó xử lí bằng phương pháp sinh học đã trình bày phần trước gây nên hiện tượng sủi bọt các trạm xử lí nước thải cũng bề mặt các nguồn tiếp nhận nước thải − Các chất vô nước thải chiếm 40% - 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, các axit, bazơ vô cơ, dầu khoáng … − Trong nước thải có mặt nhiều dang vi sinh vật: vi khuẩn, virus, nấm, rong tảo, trứng, giun sán… Trong số các dang vi sinh vật đó có thể có cả các vi trùng gây − − GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ bệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn… có khả gây thành dich bệnh Về thành phần hoá học các loại vi sinh vật thuộc nhóm hữu − Khi lựa chọn công nghệ, xử lí, bên cạnh việc vào các thành phần tổng quát đã nêu dựa vào những trang thái tương ứng chúng: trạng thái vật lí, trạng thái hoá học trạng thái sinh học Theo đó sẽ tìm hiểu chi tiết về: thành phần vật lí, thành phần hoá học, thành phần sinh học nước thải b, Thành phần vật lí: Thành phần vật lí được xác định bằng độ phân tán các hạt có nước thải Theo đó các chất chứa nước thải được chia thành nhóm phụ thuộc vào kích thước hạt chúng Nhóm 1: gồm các tạp chất phân tán thô, không tan dạng lơ lửng, nhũ tương, bọt Kích thước hạt nhóm nằm khoảng 10 -1 – 10-4 mm Chúng cũng có thể các chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật… hợp với nước thải thành hệ dị thể không bền điều kiện xác định, chúng có thể tồn tại trạng thái lơ lửng khoảng thời gian đó Các chất chứa nước thải nhóm 1, chính thế, có thể dễ dàng tách khỏi nước bằng phương pháp trọng lực − Nhóm 2: gồm các chất phân tán dạng keo với kích thước hạt nhóm nằm khoảng 10-4 – 10-6 mm Chúng gồm hai loại keo: keo ưa nước keo kị nước − Keo ưa nước được đặc trưng bằng khả lien kết giữa các hạt phân tán với nước Chúng thường những chất hữu có trọng lượng phân tử lớn: hydrat cacbon (xenlulo, tinh bột), protit (anbumin, hemoglobin, keo động vật…), xà bông, thuốc nhuộm hữu cơ, các vi sinh vật…Keo kỵ nước (đất sét, hydroxyt sắt, nhôm silic…) không có khả liên kết keo ưa nước Thành phần các chất keo chứa nước thải sinh hoạt chiếm 35 – 40% lượng các chất lơ lửng Do kích thước nhỏ bé nên khả tự lắng các hạt keo khó khăn Vì vậy, để các hạt keo có thể lắng được, cần phá vỡ độ bền chúng công nghệ xử lí nước nước thải thường áp dụng quá trình keo tụ (hoá học hoặc sinh học) − Nhóm 3: gồm các chất hoà tan có kích thước hạt phân tử ≤ 10 -7 mm Chúng tạo thành hệ pha gọi dung dịch thật Các chất nhóm khác thành phần Một số các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất nước thải: độ màu, mùi, nhu cầu oxi sinh hoá (BOD), nhu cầu oxi hoá học (COD), tổng hàm lượng 10 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ   Xử lí sơ   Nước thải qua song chắn rác, Hầm biogas: bể lắng cát bể điều hoà  Ưu điểm: Xử lý chất thải bằng Ưu điểm: Xử lí thô chất rắn có công nghệ BioGas Khả chịu nước thải Phân loại được tải công trình sinh học cao, vi thành phần chất rắn lơ lửng sinh sau cấy xong ổn giúp ứng dụng được nhiều định, không bi sock Nhược điểm:Tốn kinh phí xây Hệ thống xử lý chất thải bằng dựng từng bể, chi phí vận hành công nghệ BioGas không sử dụng Kinh nghiệm vận hành máy bơm nước; tự chảy từ nguồn thải đến nguồn tiếp nhận Thu hồi được lượng ( khí biogas) phục vụ nhu cầu Bể lắng 1: lượng; thu hồi được lượng phân Ưu điểm:Đảm bảo nồng độ hữu đã oai để trồng Vốn đầu tư thấp nhanh thu nước thải bể sau đó Nhược điểm:Tốn kém chi phí xây hồi vốn dựng, vận hành Đòi hỏi người Chi phí vận hành bảo dưỡng hệ vận hành có kinh nghiệm thống xử lý chất thải bằng công nghệ BioGas thấp, quá trình bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng  Nhược điểm: Xử lý chất thải bằng công nghệ BioGas có chất lượng nước đầu không đạt QCVN 40:2011/BTNMT; Xử lí kị Bể UASB: khí  Ưu điểm: Tải trọng cao có khả  chịu biến động nước thải đầu vào Có thể thu được lượng khí biogas đáng kể Hồ sinh học kị khí Ưu điểm: Tải trọng cao thời gian lưu bùn lớn Đơn giản vận hành lượng bùn sinh ít Lượng bùn sinh ít ( bằng 20%  Nhược điểm: Khó kiểm soát quá trình phân huỷ hiếu khí) lượng bùn Giảm diện tích xây dựng  Nhược điểm: Yêu cầu trình độ 41 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ vận hành cao Các yếu tố kiểm soát nghiêm ngặt Bể aerotank: Hồ sinh học hiếu khí  Ưu điểm: Tải trọng chất hữu cơ Ưu điểm: Hiệu quả xử lí cao, có cao thể cấp khí cho hệ thống làm Xử lí hiếu Nhược điểm: Không xử lí hết thoáng bằng khí tự nhiên được N P  Nhược điểm: Tải trọng bề mặt khí Bùn sau xử lí có tính ổn định thấp thấp Tốn lượng cho sục Không chịu được nước thải có khí hàm lượng BOD cao Lắng Bể lắng II: Hồ lắng tự nhiên: Nhược điểm: Bùn sau bể aerotank hay bị hiện tượng khó lắng nên bể lắng hoạt động kém hiệu quả Chi phí xây dựng cao Ưu điểm : Kinh phí xây dụng ít tốn kém, nước đầu đảm bảo đạt tiêu chuẩn Xử lí tự nhiên nên không ảnh hưởng xấu đến môi trường Thực vật thuỷ sinh được thả mặt hồ tạo cảnh quan Bể khủ trùng: Hồ sinh học kết hợp sinh vật thuỷ sinh:  Ưu điểm: Nước đầu được khủ Xử lí mùi cũng dinh dưỡng Ưu điểm: Dễ vận hành, tạo quang tăng  Nhược điểm: Chi phí cao mua cảnh đẹp, tạo thêm nguồn thu cường hoá chất, nước ó mùi hoá nhập từ việc nuôi sinh vật thuỷ chất sinh Chi phí thấp 3.3.2: So sánh phương án  Phương án 1: Hiệu quả xử lí BOD, COD cao Hiệu quả xử lí N P thấp Tốn lượng cấp khí cho bể aerotank Bùn sau xử lí có độ ổn định thấp Tốn chi phí cho bể lắng  Phương án 2: Hiệu quả xử lí tốt, khối tích công trình lớn, vận hành dễ dàng, chi phí thấp Tuy nhiên đòi hỏi nơi xây dựng phải khu đất rộng 3.3.3: Lựa chọn phương án: Lựa chọn phương án, xử lí nước thải chăn nuôi heo theo phương pháp tự nhiên 3.4: Tính toán các công trình đơn vị: Các thông số đầu nước thải phải đạt QCVN 40:2011/BTNMT 42 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Bảng 7: Các thông số đầu vào và đầu của nước thải Thông số Đơn vị pH Trước xử lí Sau xử lí 7,0 – 8,5 5,5 – SS mg/L 2300 100 BOD5 mg/L 2250 50 COD mg/L 4350 150 TN mg/L 450 TP mg/L 68 N-NH3 mg/L 335 10 Coliform MPN/100m l 6.6109 1000 3.4.1: Lưu lượng nước thải: = 500 m3/ngày Mỗi ngày tắm heo lần, mỗi lần tắm khoảng 2h Rửa chuồng mỗi ngày lần, mỗi lần khoảng 2h Vậy Trong đó : ∈ [1,5 – 2] 3.4.2: Tính toán hầm biogas: Các số liệu đầu vào để tính toán: + Lưu lượng trung bình nước thải: + Hàm lượng chất rắn lơ lửng: SS = 2300 mg/L + Hàm lượng BOD5 : 2250mg/L + Hàm lượng COD: 4350mg/L + pH: – 8,5 + Tổng Nitơ: 450mg/L + Tổng Phospho: 68mg/L + Coliform: 6,6 109 − Số liệu đầu cần đạt được: + Hàm lượng chất rắn lơ lửng: SS = 460 mg/L + Hàm lượng BOD5 : 900mg/L + Hàm lượng COD: 1350mg/L − 43 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ + pH: - + Tổng Nitơ: 360mg/L + Tổng Phospho: 54,4mg/L + Coliform: 138 106 MPN/100ml a, Xác định thể tích hầm: − Dung tích phần chứa nước ngăn phân huỷ bể biogas ( Tổng thể tích hữu ích bể chứa ): Vnước = t Trong đó: t: Thời gian lưu nước, t = 20 ngày Vnước = 20 ngày 500 m3/ngày = 10.000 m3 Nước bể chứa chiếm 2/3 chiều cao bể lại dung tích khí: − Dung tích ngăn phân huỷ bể biogas: Vphân huỷ = Vnước = 10.000 = 6666,67 m3 − Kiểm tra tải trọng thể tích: L = = = 326, 25 ( mgCOD/L.ngđ) = 0,33 (kgCOD/L.ngđ) Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải trung bình vào bể mỗi ngày S: Nồng độ COD đầu vào ( mg/L) − • Chọn chiều sâu hầm H = 4m, ta có: Diện tích hầm : W = = = 2.500 m2 − Chia hầm thành ngăn: + Ngăn tiếp nhận, lắng cát: ngăn: nơi tiếp nhận phân nước thải đồng thời ngăn lắng cát + Ngăn phân huỷ: ngăn: nơi mà phân nước thải được phân huỷ kỵ khí sinh khí biogas + Ngăn áp lực: 1ngăn: chứa cặn lắng nước thải sau xử lí Khi sử dựng khí gas, các chất cặn lắng dạng ngăn áp lực sẽ chảy ngược vào ngăn phân huỷ để đẩy khí biogas 44 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ +Ngăn phân huỷ dự phòng: Vì ngăn phân huỷ được xây dựng cố định, sau thời gian sử dụng hiệu quả xử lí kém đi, váng xuất hiện, thu khí kém Lúc nước thải sẽ từ ngăn tiếp nhận lắng cát sẽ được chuyển thẳng vào ngăn phân huỷ dự phòng − − Chọn chiều rộng cho hầm 20 m, Chiều dài hầm L = = 125 m + Chiều dài ngăn lắng thứ ngăn áp lực thứ sẽ bằng khoảng 0,16 tổng chiều dài hầm : L1 = L6 = 0,16 L = 0,16 125 = 20 m + Chiều dài ngăn phân huỷ ngăn phân huỷ dự phòng : L2 = L = L = L = − Chiều cao an toàn : Hat = 0,5 m b, Xác định thể tích khí: • Thông thường 1m3 nguyên liệu bể biogas có thể sinh khoảng 0,45m khí biogas mỗi ngày − Lượng khí biogas sinh mỗi ngày là: Vkhí = 0,45 Vnước = 0,45 10.000 m3/ngày = 4.500 m3/ngày − • Loại khí sinh bể: (Tài liệu giảng dạy TS Lê Hoàng Nghiêm – 2013) Bảng 8: Các loại khí sinh bể Loại khí Thành phần Thể tích CH4 60% 2.700 m3 CO2 35% 1.575 m3 N2 3% 135 m3 H2 1% 45 m3 H2S 1% 45 m3 Loại bỏ nước khí: 45 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ − Hơi nước hỗn hợp khsi có thể làm tắc ống dẫn khí ngưng tụ, đó ống khí cần tránh điểm tụ nước loại bỏ nước bằng cách sục hỗn hợp khsi biogas qua bình nước − Loại bỏ CO2: Khí CO2 tan tốt nước nên có thể dung nước loại bỏ CO Tuy nhiên, phương pháp có nhược điểm cần lượng lớn nước, lớp C khí sinh học chiếm 35% khí CO khối lượng riêng CO2 1,84kg/m3 cần lượng nước 429L để rửa 1m3 khí sinh học Khí CO2 được hấp thự những dung dịch kiềm(NaOH, Ca(OH)2,….) Các phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3 Ca(OH)2+ CO2 → CaCO3 + H2O Dung dịch kiềm thường được sử dụng thường nước vôi 1kg vôi sống sử dụng có thể loại trừ 300L CO tương ứng với 860L hồn hợp khí biogas Vậy khối lượng vôi sống cần dùng là: − Loại bỏ khí H2S: dung dung dịch Na2CO3 quá trình có thể dung để loại bỏ khí biogas: H2S + Na2SO3 → NaHS + NaHCO3 Ngoài có thể dung mạt sắt trộn lẫn vs dăm bào để khử khí: Fe2O3 + 3H2S → Fe2S3 + 3H2O Sau sử dụng oxy sắt được tái sinh bằng cách đem Fe 2S3 phơi nắng không khí : 2Fe2S3 + 3O2 →2Fe2O3 + 3S2 • Lượng bùn sinh ra: − Hiệu quả xử lí cặn lơ lửng đạt 80% lượng bùn tươi sinh mỗi ngày là: Mtươi= 2,3gSS/m3 80% 500 m3/ ngày = 920 g/ngày = 0,92 kg/ngày c, Tính toán ống dẫn nước khí: - Ống dẫn nước vào ra: + Chọn v = 0,06 m/s ∈ [ 0,05 -0,1] (Bài giảng Kỹ Thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn)  D= - Ống dẫn khí: + Chọn v = 0,01 m/s ∈ [ 0,01 -0,05] (Bài giảng Kỹ Thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn) D=  Các thông số thiết kế: Bảng 9: Các thông số thiết kế hầm biogas: Chiều dài m 125 46 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Chiều rộng m 20 Chiều cao m 4,5 d, Các thông số sau xử lí: Hiệu xuất xử lí các thông số được lấy Tài liệu giảng dạy ThS Lâm Vĩnh Sơn Bảng 10: Hiệu xuất xử lí của hầm biogas: Thông số Trước xử lí HSXL Sau xử lí pH 7,0 – 8,5 SS 2.300 80% 460 COD 4.350 70% 1350 BOD5 2.250 60% 900 TN 450 20% 360 TP 68 20% 360 N-NH3 335 10% 301,5 Coliform 6,6109 98% 132106 – 7.5 3.4.3: Hồ sinh học hiếu khí: Số liệu đầu vào: + Hàm lượng chất rắn lơ lửng: SS = 299 mg/L + Hàm lượng BOD5 : 135mg/L + Hàm lượng COD: 270mg/L + pH: 6,5 – 7,2 + Tổng Nitơ: 144mg/L + Tổng Phospho: 35,36mg/L + Coliform: 82,8 106 MPN/100ml − Số liệu đầu cần đạt được: + Hàm lượng chất rắn lơ lửng: SS = 299 mg/L + Hàm lượng BOD5 : 94,5 mg/L + Hàm lượng COD: 189mg/L + pH: 6,5 – + Tổng Nitơ: 43,2mg/L − 47 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ + Tổng Phospho: 10,6 mg/L + Coliform: 16,56 106 MPN/100ml Giả sử rằng hiệu quả xử lí hồ sinh học hiếu khí đạt 30% Như cậy hàm lượng BOD5 nước thải khỏi hồ sẽ S0= 135 70% = 94,5 mg/L − Thời gian lưu nước tại hồ tính theo công thức ( Bài giảng Kỹ Thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn) T= Trong đó: : Hệ số sử dụng thể tích hồ: Chọn tỉ lệ B:L = 1:1 – 1:3, = 0,35 K: Hằng số nhiệt độ, ứng với nhiệt độ nước thải hồ 25 0C ta có: K = 0,1 1,047(25-20) = 0,1258 S: Hàm lượng BOD5 đầu vào từ hồ sinh học kị khí sang hồ sinh học hiếu khí S0: Hàm lượng BOD5 đầu từ hồ sinh học hiếu khí sang hồ lắng T = = = 3,5 ngày đêm − Thể tích hồ được tính theo công thức : ( Bài giảng Kỹ Thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn) W = t = 500 3,5 = 1.750 m3 Chiều sâu hồ H∈[3m – 4m] ( Bài giảng TS Lê Hoàng Nghiêm – 2013)  Chọn Hct = 3m, Hxd = 3,5m − Diện tích mặt thoáng hồ đươc tính theo công thức : − F= − Chọn thiết kế hồ sinh học hiếu khí gồm đơn nguyên, ta tính được kích thước mỗi hồ mặt bằng được chọn sau: L − Kiểm tra tỉ lệ L/B: ∈[1 – 2] ( Bài giảng TS Lê Hoàng Nghiêm – 2013) 48 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ − Tính toán ống dẫn nước : - Ống dẫn nước vào ra: + Chọn v = 0,06 m/s ∈ [ 0,05 -0,1] (Bài giảng Kỹ Thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn)  D=  Các thông số thiết kế : Bảng 11: Các thông số thiết kế hồ sinh học hiếu khí: Chiều dài m 30 Chiều rộng m 20 Chiều cao m 3,5 3.4.4: Hồ sinh học kị khí: Số liệu đầu vào để tính toán: + Hàm lượng chất rắn lơ lửng: SS = 460 mg/L + Hàm lượng BOD5 : 900mg/L + Hàm lượng COD: 1350mg/L + pH: - + Tổng Nitơ: 360mg/L + Tổng Phospho: 54,4mg/L + Coliform: 138 106 MPN/100ml − Số liệu đầu ra: + Hàm lượng chất rắn lơ lửng: SS = 299 mg/L + Hàm lượng BOD5 : 135mg/L + Hàm lượng COD: 270mg/L + pH: 6,5 – 7,2 + Tổng Nitơ: 144mg/L + Tổng Phospho: 35,36mg/L + Coliform: 82,8 106 MPN/100ml − Chiều sâu hồ: H∈[2,4m – 3,6m] ( Tài liệu giảng dạy Kỹ thuật XLNT – ThS Lâm − Vĩnh Sơn) Chọn H = 3m − Diện tích hồ sinh học kị khí = 10% - 20% diện tích hồ sinh học hiếu khí ( Tài liệu giảng dạy ThS Lâm Vĩnh Sơn)  Akị khí = 15% Ahiếu khí = 0,15 600 m2 = 90 m3 − Hồ có hai ngăn, đó: Một ngăn hoạt động chính, ngăn dự phòng − Hồ có miệng xả, miệng xả thiết kế để thu nước bề mặt: miệng cho ngăn hoạt động chính, miệng cho ngăn dự phòng 49 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ − − Hồ có cửa vào, cửa vào được đặt chìm, toàn hoạt động kị khí được diễn dưới đáy hồ Một cửa cho ngăn hoạt động chính, cửa cho ngăn dự phòng Thể tích hồ: V = H A = 3m 90 m2 = 270 m3 − Chọn chiều dài : L= 15m Chiều rộng : B = 6m  L B = 15 m6m = 90 m2 − Kiểm tra tỉ lệ L/B: − −  + ∈[1 – 3] ( Bài giảng TS Lê Hoàng Nghiêm – 2013) Tải thể tích : λv = Trong đó : λv : Tải trọng thể tích, g/m3/ngày L: nồng độ BOD đầu vào, L= 900 mg/L Q: Lưu lượng nước thải trung bình, Q = 500m3/ngày V: thể tích hồ sinh học kị khí, V= 270m3 λv = = g/m3/ngày Thời gian lưu nước: Mùa hè: 1,5 ngày Mùa đông: > ngày Tính toán ống dẫn nước: Ống dẫn nước vào ra: Chọn v = 0,06 m/s ∈ [ 0,05 -0,1] (Bài giảng Kỹ Thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn)  D=  Các thông số thiết kế: Bảng 12: Các thông số thiết kế hồ sinh học kị khí: Chiều dài m 15,5 Chiều rộng m Chiều cao m 3,5 3.5: Tính toán và lựa chọn thiết bị cho các công trình đơn vị: 3.5.1: Tính toán ngăn thu khí của hầm biogas: − Ngăn thu khí phải đảm bảo loại bỏ được nước, khí CO 2, khí H2S Để lại khí CH4 dùng làm nguyên liệu cho sống hàng ngày phát điện, nấu bếp… 50 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ − Ngăn thu khí được thiết kế gồm ngăn nhỏ, được đặt hầm biogas, không quá gần khu nhà để tránh trường hợp xấu xảy ra: + Ngăn 1: Chứa nước sạch để loại bỏ nước + Ngăn 2: Chứa vôi loãng để loại bỏ CO + Ngăn 3: Chứa mạt sắt dăm bào để loại bỏ H 2S • Tính toán các ngăn: − Ngăn 1: Hơi nước chiếm khoảng 1% thể tích khí  Vh20 = 45 m3 Chọn chiều cao ngăn : H1 = H2 = H3 = 2m, Htc = 2,5m  L1 B1 = 45m3/2 = 22,5 m2  L1 = 6m  B1 = 3,75m - Ngăn 2: 1kg CaO – 300L CO2 Z kg CaO – 1575 m3 CO2 Z = 5,25 g CaO CaO + H2O → Ca(OH)2 56 g 74 g 5,25 g M (g) M = 6,94 g, DCa(OH)2 = 296 g/l V = M/D = 6,44/ 296 = 0,0234 l = 23,4m3 L2 B2 = 23,4m3/2 = 11,7 m2 L2 = m B2 = 2,34 m − Ngăn 3: Fe2O3 – H2S 160g 34g     Q (g) 45 m3 Q = 70,58m3 L3 B3 = 70,58m3/2 = 35,29m2 L3 = m B3 = m  Thông số thiết kế:  Bảng 13: Các thông số thiết kế ngăn xử lí khí biogas:     Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Chiều cao (m) 51 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Ngăn 3,75 2,5 Ngăn 2,34 2,5 Ngăn 5,1 2,5 3.5.2: Tính toán và lựa chọn bơm : Công suất bơm: N = = = 1,06 kW Trong đó: - Q: Công suất nước thải ( m3/s), H: Chiều cao cột áp (m) H = 5m : Khối lượng riêng nước (kg/m3) = 1000kg/m3 : Gia tốc 9,81m2/s : Hiệu suất bơm, = 0,8 Mô tả chi tiết Máy bơm nước thải APP DSK với động làm bằng thép không gỉ, có lớp cách nhiệt F, động bảo vệ IP68, bánh công tác có khả chịu mài mòn cao • Công suất: 1/2 ~ 5HP, 0,4 ~ 3,7 KW • Outlet : 50 ~ 100 mm, ~ " • Cột áp "Min" : H ~ 12 (M), Q 160 ~ 600 (l / m) • Cột áp "Max": H 10 ~ 19 (M), Q 240 ~ 1200 (l / m) • Tiết diện: 245 ~ 480L x 188 ~ 250W x 420 ~ 550H (mm) • Trọng lượng: 18 ~ 62 Kg 52 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận: Với hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo đã thiết kế có thể đáp ứng nhu cầu xử lí nước thải, hồ nuôi sinh vật thuỷ sinh, nước tưới phân bón vườn cung cấp cho khu chăn nuôi khép kín Dây chuyền công nghệ xử lý nước dây chuyền khép kín, liên tục Không đòi hỏi nhiều chi phí xử lí, việc vận hành dễ dàng Thân thiện với môi trường, hồ sinh học tự nhiên kết hợp nuôi sinh vật thuỷ sinh để phát triển kinh tế Công nghệ xử lí tạo lượng lớn sản phẩm tái sử dụng khí biogas, phâm compost, nước để nuôi cá tưới Khi tính toán phải lựa chọn phương án gọi tối ưu triển khai vẽ phù hợp thi công đạt hiểu cao mặt 4.2 Kiến nghị: Qua quá trình thực hiện đồ án em thấy tất cả các tính toán làm chúng em đa số dựa lý thuyết nên em xin đề xuất ý kiến nhà trường sẽ cho chúng em thực tế nhiều để có thể vừa nắm lý thuyết cả thực hành Tài liệu tham khảo để thực hiện đồ án chưa thống nhất, khiến chúng em khó khăn tính toán xây dựng phương án xử lí Nên chúng em đề nghị với nhà trường thống tài liệu tham khảo 53 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ 54 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ Tài liệu tham khảo 1.Lâm Minh Triết Xử lí nước thải đô thị & công nghiệp Tính toán thiết kế công trình – NXB ĐH Quốc Gia Tp.HCM-2013 2.Trần Văn Nhân – Giáo trình công nghệ Xử Lí Nước Thải – NXB Khoa học Kỹ thuật - 2009 3.Th.S Lâm Vĩnh Sơn - Tài liệu giảng dạy Kĩ thuật xử lí nước thải 4.TS Lê Hoàng Nghiêm – Bài giảng Kĩ thuật Xử lí nước thải - 2013 Nguyễn Phước Dân, Tôn Thất Lãng, Nguyễn Thị Minh Sáng- GT Kỹ thuật xử lý nước cấp nước thải Bộ xây dựng- TCXD 7957:2008 - Cấp nước- mạng lưới đường ống thiết kế ông công trình- Tiêu chuẩn thiết kế Website: www.bomcongnghiep.vn – Bơm nước thải Website: www.luanvan.com – Luận văn – Giải pháp công nghệ xử lí nước thải chăn nuôi lợn theo phương pháp sinh học phù hợp với điều kiện Viêt Nam Website: www.tailieu.com – Tài liệu – Tính toán thiết kế mô hình biogás cho hộ gia đình 55 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 [...]... lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ ngđ Đối với cơ sở chăn nuôi có quy mô lớn, để rút ngắn thời gian xử lý và tăng hiệu quả xử lý, có thể thêm khâu tiền xử lý trước khâu xử lý xử lý sinh học hoặc xử lý sinh học kết hợp với xử lý bậc cao 2.3.4 Các hệ thống xử lý nhân tạo bằng phương pháp sinh học a Xử lý theo phương pháp hiếu khí Xử lý nước thải theo phương pháp hiếu... xử lý riêng bằng quá trình làm phân bón Cặn lắng từ khâu xử lý nước thải dược thu gom xử lý chung với phân và nước rỉ trong quá trình ủ phân có thể đưa ngược trở lại hệ thống xử lý nước thải Quy trình: NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HẦM BIOGAS HỒ LẮNG CẶN LẮNG Nước PHÂN Ủ PHÂN PHÂN thải đã được xử lý thải ra nguồn Đối với cơ sở chăn nuôi quy mô vừa và lớn Với quy mô vừa trở lên, việc đầu tư cho một hệ thống xử. .. pháp xử lý chất thải theo sơ đồ sau: - NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BỂ TỰ HOẠI HỐ GA CẶN LẮNG PHÂN PHÂN Ủ Nước thải đã được xử lý thải ra nguồn PHÂN BÓN Quy trình 2: BIOGAS NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HẦM BIOGAS HỒ LẮNG Nước thải đã được xử lý thải ra nguồn 28 GVHD: Biện Văn Tranh SVTH: Vũ Thị Tuyết Mai - 0510020190 Đồ án môn học: Xử lí nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang. .. thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ ngđ CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI Việc xử lý nước thải chăn nuôi heo nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận Việc lựa chọn phương pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý phụ thuộc vào các yếu tố như : Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước Lưu... thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ ngđ nghiệp Trong các nghiên cứu về các công trình công nghệ xử lý nươc thải chăn nuôi heo công nghiệp đã đưa ra một số kiến nghị sau: Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công nghiệp có thể tiến hành như sau: 1) Xử lý cơ học : lắng 1 2) Xử lý sinh học : bắt đầu sinh học kỵ khí USAB, tiếp theo là sinh học hiếu khí ( Aerotank... thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ ngđ - Đối với cơ sở chăn nuôi nhỏ Tại các cơ sở chăn nuôi nhỏ, lượng phân gia súc thải ra hằng ngày khoảng vài trăm kg, do đó việc sử dụng túi và biogas để xử lý phân là không khả thi vì tốn rất nhiều diện tích và công sử dụng Trường hợp này ta có tách riêng quy trình xử lý phân và nước thải Nước thải chăn nuôi được xử lý bằng hệ thống biogas,... sinh nước Lưu lượng nước thải Các điều kiện của trại chăn nuôi Hiệu quả xử lý Đối với nước thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phương pháp sau :      Phương pháp cơ học  Phương pháp hóa lý  Phương pháp sinh học Trong các phương pháp trên ta chọn xử lý sinh học làm phương pháp chính Công trình xử lý sinh học thương đặt sau các công trinh xử lý cơ học, hóa lý 2.1 Phương pháp xử lý cơ học Mục đích... xử lý nước thải chăn nuôi heo ở Việt Nam Ở Việt Nam, nước thảu chăn nuôi heo được coi là một trong những nguồn nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng Việc mở rộng các khu dân cư xung quanh các xí nghiệp chăn nuôi heo nếu không được giải quyết thỏa đáng sẽ gây ra ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và gây ra những vấn đề mang tính chất xã hội phức tạp Nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực xử lý. .. thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ ngđ  Phương pháp Clo hóa: là phương pháp được áp dụng phổ biến hiện nay Clo cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc clorua vôi Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10g /m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g /m3 sau xử lý sinh học o hoàn toàn Clo phải được trộn đều với nước và để đảm bảo hiệu quả... thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ ngđ Chất thải trong chăn nuôi (nước tiểu vật nuôi, nước tắm, nước rửa chuồng, vệ sinh dụng cụ…) ước tính khoảng vài chục nghìn tỷ m 3/năm 1.2.3: Tình hình quản lí nước thải chăn nuôi trong và ngoài nước: a, Tình hình quản lí nước thải chăn nuôi trong nước: Nước thải chăn nuôi heo là loại ít được sử ... cho trang trại chăn nuôi heo có lưu lượng 500 m3/ngđ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI Việc xử lý nước thải chăn nuôi heo nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm nước thải. .. xử lý chất thải theo sơ đồ sau: - NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BỂ TỰ HOẠI HỐ GA CẶN LẮNG PHÂN PHÂN Ủ Nước thải xử lý thải nguồn PHÂN BÓN Quy trình 2: BIOGAS NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HẦM BIOGAS HỒ LẮNG Nước thải. .. quy trình xử lý phân nước thải Nước thải chăn nuôi xử lý hệ thống biogas, phân thu gom xử lý riêng trình làm phân bón Cặn lắng từ khâu xử lý nước thải dược thu gom xử lý chung với phân nước rỉ