BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA MƠI TRƯỜNG BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI HEO CÔNG TY TNHH MTV SẢN XUẤT THƯƠNG MẠI CHĂN NUÔI KIM HỢI, CÔNG SUẤT 300 m3/ngày SVTH : Nguyễn Thị Ánh Phượng MSSV: 0450020455 GVHD: PGS.TS Tơn Thất Lãng TP.HCM 04/2017 BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TPHCM KHOA MÔI TRƯỜNG BỘ MƠN KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độclập – Tự – Hạnhphúc - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN THỊ ÁNH PHƯỢNG NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật môi trường MSSV: 0450020455 LỚP: 04LTDH_MT Tên Đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm Nhiệm vụ Đồ án: - - Tổng quan nước thải đặc trưng nước thải chăn nuôi heo Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải trang trại chăn ni Kim Hợi, từ phân tích lựa chọn cơng nghệ thích hợp Tính tốn cơng trình đơn vị phương án chọn Tính tốn lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thổi khí,…) cho cơng trình đơn vị tính tốn Khai tốn sơ chi phí xây dựng cơng trình Vẽ vẽ mặt bằng, mặt cắt vẽ chi tiết cơng trình đơn vị Ngày giao nhiệm vụ: 28/11/2016 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 03/04/2017 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Tôn Thất Lãng Phần hướng dẫn: - Giáo viên hướng dẫn sinh viên hoàn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp giao suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Ngày bảo vệ Đồ án: Giỏi; Khá; Đạt Kết bảo vệ Đồ án: Xuất sắc; Nội dung Đồ án tốt nghiệp thông qua môn Ngày tháng năm NGƯỞI PHẢN BIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Ths Vũ Phượng Thư PGS.TS Tôn Thất Lãng CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TS Nguyễn Xuân Trường PGS TS Nguyễn Thị Vân Hà Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án tốt nghiệp, em nhận giúp đỡ ủng hộ lớn Thầy, Cô, người thân bạn bè Lời cho phép em gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Tôn Thất Lãng - GV hướng dẫn đồ án tốt nghiệp em Thầy tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ, tận tình dạy hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn đến ban giám hiệu trường Đại học Tài nguyên Môi trường Tp.HCM tạo điều kiện thuận lợi để em học tập sinh hoạt trường suốt thời gian học Em chân thành cảm ơn quý thầy/cô khoa Môi trường giúp đỡ, giảng dạy cho em năm học vừa qua Cảm ơn bạn lớp 04LTDH-MT, bạn quan tâm, động viên chia sẻ cho kiến thức hay năm học vừa Và trình thực tập trình bày báo cáo thực tập tránh khỏi sai sót Kính mong q thầy, góp ý kiến để em rút kinh nghiệm cho hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn ! Tp.HCM, ngày 03 tháng 04 năm 2016 Sinh viên kí tên Nguyễn Thị Ánh Phượng GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm TĨM TẮT KHĨA LUẬN Đồ án tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mai chăn nuôi Kim Hợi, công suất 300 m3/ngày Với tiêu nhiễm BOD (2800 mg/l), COD (3750 mg/l), Tổng N (206 mg/l), SS (1700 mg/l), Tổng P (28 mg/l) phát sinh hoạt động cơng nhân trang trại q trình chăn nuôi heo Yêu cầu nước thải sau xử lý phải đạt QCVN 62-MT:2016/BTNMT (giá trị C, cột B) trước tái sử dụng cho trang trại Công nghệ đề xuất thiết kế đồ án công trình xử lý sinh học kị khí (UASB) kết hợp với thiếu khí (Anoxic) hiếu khí (Aerotank) Nước thải tiền xử lý qua song chắn rác để loại bỏ rác thơ, sau qua hố thu gom, bơm vào bể điều hòa để điều tiết lưu lượng cân nồng độ chất ô nhiễm Để loại bỏ lượng cặn lơ lửng, nước thải sau qua bể điều hòa dẫn vào bể lắng đợt Nước thải sau bể lắng đợt chảy qua bể UASB để xử lý phần COD, BOD Sau nước thải chảy qua bể Anoxic để xử lý nitơ Tiếp tục nước thải chảy qua bể aerotank để tiếp tục xử lý COD, BOD Tại bể Aerotank có xảy q trình nitrat hóa, nước thải sau qua bể Aerotank chảy vào bể lắng đợt phần quay trở lại bể Anoxic để khử nitrat Cuối nước thải qua bể khử trùng dẫn vào hồ chứa trang trại Ước tính tiêu chất nhiễm sau xử lý đạt sau: BOD (66 mg/l), COD (78 mg/l), Tổng N (26 mg/l), SS (97 mg/l), Tổng P (5 mg/l) đảm bảo nước thải đầu đạt yêu cầu xử lý theo QCVN 62-MT:2016/BTNMT (giá trị C, cột B) GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi cơng suất 300 m3/ngày đêm LỜI NĨI ĐẦU Chăn nuôi hai lĩnh vực quan trọng cơng nghiệp (chăn ni, trồng trọt), khơng đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng ngày người dân xã hội mà nguồn thu nhập quan trọng triệu người dân Đặc biệt nơng nghiệp lại có ý nghĩa quan trọng nước ta có tới 70% dân cư sống dựa vào nông nghiệp Sự gia tăng sản phẩm nông nghiệp kết hợp với nhu cầu thực phẩm ngày cao sống thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển mạnh mẽ Sự phát triển bùng nổ ngành chăn nuôi để đáp ứng nhu cầu tất yếu Cơng nghiệp hóa chăn ni hệ tất yếu chuỗi thực phẩm liên kết theo chiều dọc cung ứng cho cửa hàng bán lẻ lớn, có xảy cách độc lập Khi cơng nghiệp hóa chăn ni cộng với gia tăng mạnh mẽ số lượng đàn gia súc chất thải từ hoạt động chăn nuôi trang trại, gia trại làm cho môi trường chăn nuôi đặc biệt môi trường xung quanh bị nhiễm trầm trọng, gây nên sóng phản đối trang trại chăn ni từ phía người dân gần trang trại Hiện với hội nhập quốc tế kèm với gia tăng quy định bảo vệ môi trường, ý thức ngày nâng cao cộng đồng vấn đề mơi trường vấn đề mơi trường nói chung mơi trường chăn ni nói riêng nhận nhiều quan tâm cộng đồng Trước thực trạng với mục tiêu sâu vào tìm hiểu chuyên ngành xử lý nước thải nói chung nước thải thủy sản nói riêng nên em chọn đề tài tốt nghiệp là: “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi, công suất 300 m3/ngày đêm.” với mục đích lựa chọn thiết kế công nghệ tối ưu để xử lý triệt để nước thải chăn nuôi trang trại đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn quy định, nhằm giảm thiểu nhiễm mơi trường đồng thời góp phần tăng suất chất lượng chăn nuôi lợn theo định hướng phát triển kinh tế bảo vệ môi trường GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 12 1.1 Đặt vấn đề 12 1.2 Mục đích đồ án 12 1.3 Nội dung thực 12 1.4 Phương pháp thực 13 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRANG TRẠI CHĂN NUÔI HEO KIM HỢI 14 2.1 Mơ tả tóm tắt trang trại 14 2.1.1 Vị trí trang trại .14 2.1.2 Mục tiêu trang trại 15 2.1.3 Tổ chức quản lý thực trang trại 16 2.2 Điều kiện môi trường tự nhiên khu vực thực trang trại 16 2.2.1 Điều kiện địa lý, địa chất 16 2.2.1.1 Điều kiện địa lý 16 2.2.1.2 Điều kiện địa chất, thổ nhưỡng 16 2.2.2 Điều kiện khí hậu, khí tượng 16 2.2.2.1 Nhiệt độ khơng khí 16 2.2.2.2 Chế độ mưa 17 2.2.2.3 Độ ẩm khơng khí 18 2.2.3 Điều kiện thủy văn/hải văn 19 2.2.3.1 Nguồn nước mặt 19 2.2.3.2 Nguồn nước ngầm 19 2.2.4 Hiện trạng chất lượng thành phần môi trường đất, nước, khơng khí19 2.2.4.1 Chất lượng khơng khí 19 2.2.4.2 Chất lượng nước ngầm 19 2.2.4.3 Chất lượng môi trường đất 20 2.2.5 Hiện trạng tài nguyên sinh học 20 2.2.5.1 Hệ sinh thái cạn 20 2.2.5.2 Hệ sinh thái nước 20 2.3 Quy trình chăn ni heo 20 2.3.1 Quy trình chăn ni heo nái 20 2.3.2 Quy trình chăn nuôi heo hậu bị .22 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm 2.4 Nhu cầu sử dụng nước trang trại 22 2.5 Nguồn gốc phát sinh chất thải 24 2.5.1 Bụi, khí thải 24 2.5.1.1 Bụi, khí thải phát từ phương tiện vận tải vào trang trại 24 2.5.1.2 Bụi khí thải máy phát điện dự phịng 24 2.5.1.3 Khí thải từ lị đốt thai xác heo 24 2.5.1.4 Khí thải từ hầm biogas 24 2.5.1.5 Quá trình xuất nhập cám 24 2.5.2 Mùi 24 2.5.3 Chất thải rắn chất thải nguy hại 24 2.5.3.1 Chất thải rắn sinh hoạt 24 2.5.3.2 Chất thải rắn không nguy hại 25 2.5.3.3 Chất thải rắn nguy hại 25 2.5.4 Nước thải .26 2.5.4.1 Nước thải từ trình chăn nuôi 26 2.5.4.2 Nước thải sinh hoạt công nhân 26 2.5.4.3 Nước mưa chảy tràn 26 2.6 Tác động nước thải chăn nuôi heo đến môi trường 26 2.6.1 Ơ nhiễm mơi trường nước 26 2.6.2 Ơ nhiễm mơi trường khơng khí 26 2.6.3 Ơ nhiễm mơi trường đất 26 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO 28 3.1 Thành phần, tính chất nước thải chăn nuôi 28 3.1.1 Các chất hữu vô 28 3.1.2 N P 28 3.1.3 Vi sinh vật gây bệnh 28 3.1.4 Phân nước tiểu gia súc 28 3.2 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo 28 3.2.1 Phương pháp xử lý học 28 3.2.1.1 Song chắn rác 29 3.2.1.2 Lưới lọc .29 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm 3.2.1.3 Bể lắng cát 29 3.2.1.4 Bể điều hòa 29 3.2.1.5 Bể lắng 29 3.2.1.6 Bể vớt dầu mỡ 29 3.2.1.7 Bể lọc 30 3.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý 30 3.2.2.1 Keo tụ - tạo 30 3.2.2.2 Tuyển 30 3.2.2.3 Hấp phụ .31 3.2.2.4 Khử trùng 31 3.2.3 Phương pháp xử lý sinh học 32 3.2.3.1 Các hệ thống xử lý nhân tạo phương pháp sinh học 32 3.2.3.2 Các hệ thống xử lý tự nhiên phương pháp sinh học 34 3.2.3.3 Ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải 36 3.2.3.4 Ứng dụng lục bình để xử lý nước thải 37 3.3 Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi 38 3.3.1 Đối với quy mô hộ gia đình 39 3.3.2 Đối với sở chăn nuôi quy mô nhỏ 39 3.3.3 Đối với sở chăn nuôi quy mô vừa lớn 40 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 41 4.1 Thành phần tính chất nước thải trang trại Kim Hợi 41 4.2 Cơ sở lựa chọn 41 4.3 Đề xuất phương án xử lý nước thải trang trại 41 4.4 Lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp 44 4.4.1 So sánh bể Aerotank SBR 44 4.4.2 Lựa chọn phương án xử lý 45 4.5 Thuyết minh công nghệ xử lý lựa chọn (Phương án 2) 45 CHƯƠNG TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 48 5.1 Lưu lượng tính tốn 48 5.2 Song chắn rác 51 5.2.1 Nhiệm vụ 51 5.2.2 Tính tốn 51 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm 5.3 Bể thu gom .55 5.3.1 Nhiệm vụ 55 5.3.2 Tính tốn 55 5.4 Bể điều hòa 57 5.4.1 Nhiệm vụ 57 5.4.2 Tính tốn 57 5.5 Bể lắng đợt (lắng đứng) 62 5.5.1 Nhiệm vụ 62 5.5.2 Tính tốn 62 5.6 Bể UASB 67 5.6.1 Nhiệm vụ 67 5.6.2 Tính tốn 67 5.7 Bể Anoxic 77 5.7.1 Nhệm vụ 77 5.7.2 Tính tốn 77 5.8 Bể Aerotank 83 5.8.1 Nhiệm vụ 83 5.8.2 Tính tốn 84 5.9 Bể lắng đợt (lắng đứng) 90 5.9.1 Nhiệm vụ 90 5.9.2 Tính tốn 90 5.10 Bể khử trùng 95 5.10.1 Nhiệm vụ .95 5.10.2 Tính tốn 95 5.11 Bể chứa bùn 97 5.11.1 Nhiệm vụ 97 5.11.2 Tính tốn 97 5.12 Bể nén bùn 99 5.12.1 Nhiệm vụ .99 5.12.2 Tính tốn 99 5.13 Máy ép bùn 103 5.13.1 Nhiệm vụ 103 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi cơng suất 300 m3/ngày đêm  Bơm chìm Tsurumi 80U21.5 - Lưu lượng tối đa: 36m3/ h - Cột áp tối đa: 15 m - Họng xả: 80 mm - Công suất: 1.5 kw/ 380V - Xuất xử: Nhật Bản GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 124 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm  Bơm chìm Tsurumi 50U2.75 - Cơng suất: 0.75 KW - Điện áp: 380V - Lưu lượng max: 0.28 m3/phút - Cột áp max: 13 m - Họng xả: 50 mm - Cột áp tiêu chuẩn: m - Xuất xử: Nhật Bản  Bơm chìm Tsurumi 80U22.2 - Cơng suất: 2.2 KW - Điện áp: 380V/220V - Lưu lượng max: 0.8 m3/phút - Cột áp max: 18.5 m - Họng xả: 80 mm - Xuất xử: Nhật Bản Catalogue máy bơm hút bùn Ebara GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 125 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm  Máy bơm hút bùn Ebra DWO 150 - Công suất 1.1Kw / 1.5HP - 380V - Cột áp: 9.5 - 5.1 m - Lưu lượng: 1.2 - 33 m3/h - Áp lực làm việc tối đa: bar - Nhiệt độ nước tối đa: 90oC - Đường kính họng hút / xả: 60 - 60 mm - Đường kính hạt rắn tối đa qua: 19 mm  Máy bơm hút bùn Ebra DWO 200 - Đường kính chất rắn tối đa: 19 mm - Nhiệt độ chất lỏng: -5 ÷ 90oC - Đường kính họng xả: 50 - 65 m - Công suất: 1.5Kw / 220V - Lưu lượng: 100 - 750 lít / phút - Cột áp: 12.7 - 5.8 m - Áp suất làm việc: Bar Catalogue máy thổi khí Tsurumi GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 126 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm  Máy thổi khí Tsurumi RSR-80 - Lưu lượng: từ 0.86 m3/min đến - Cột áp: từ 0.1 kg/cm2 (1000mmAq) đến 0.6 kg/cm2 (6000mmAq) - Motor kèm từ 1Hp (0.75kW) đến 60Hp (45kW)  Máy thổi khí Tsurumi RSR-100 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 127 26 m3/ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm - Lưu lượng: từ 0.86 m3/min đến 26 m3/min - Cột áp: từ 0.1 kg/cm2 (1000mmAq) đến 0.6 kg/cm2 (6000mmAq) - Motor kèm từ 1Hp (0.75kW) đến 60Hp (45kW) Catalogue máy khuấy chìm Tsurumi series MR  Máy khuấy chìm Tsurumi MR3022 GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 128 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm - Công suất: 1.5 kW - Điện áp: 380V/3pha/50Hz - Cấp độ bảo vệ: IP68 - Chuẩn cách điện: Lớp F Đĩa phân phối khí - Đường kính đĩa: 350 mm (12’’) - Kiểu đĩa khí: dạng bọt mịn - Lưu lượng khí tối đa: - 20 m3/h - Hãng sản xuất: SSI - USA GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Nguyễn Thị Ánh Phượng - MSSV: 0450020455 129 ... nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm Hình 4.2 Đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải chăn nuôi. .. nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi công suất 300 m3/ngày đêm 2.5.4 Nước thải 2.5.4.1 Nước thải từ trình chăn. .. nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuôi heo Công ty TNHH MTV sản xuất thương mại chăn nuôi Kim Hợi cơng suất 300 m3/ngày đêm TĨM TẮT KHĨA LUẬN Đồ án tính tốn thiết kế hệ thống