Đồ án xử lý nước thải nhà mía đường lý thuyết rõ ràng tính toán đơn giản.
CHÖÔNG I.
PHAÀN MÔÛ ÑAÀU
I.1. ÑAËT VAÁN ÑEÀ
Ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng laø moät trong nhöõng ngaønh coâng nghieäp
chieám vò trí quan troïng trong neàn kinh teá nöôùc ta. Trong naêm 1998, caû nöôùc
ñaõ saûn xuaát ñöôïc 700.000 taán ñöôøng, ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu tieâu duøng trong
nöôùc.
Tröôùc naêm 1990, haàu heát trang thieát bò, maùy moùc, daây chuyeàn coâng ngheä
trong caùc nhaø maùy ñöôøng ñeàu cuõ kyû, laïc haäu, trình ñoä vaø chaát löôïng saûn
phaåm coøn thaáp. Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, do söï ñaàu tö coâng ngheä vaø thieát
bò hieän ñaïi, caùc nhaø maùy ñöôøng ñaõ khoâng ngöøng naâng cao chaát löôïng saûn
phaåm.
Tuy nhieân nöôùc thaûi cuûa ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng luoân chöùa moät
löông lôùn caùc chaát höõu cô bao goàm caùc hôïp chaát cuûa cacbon, nitô, phoátpho.
Caùc chaát naøy deã bò phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät, gaây muøi thoái laøm oâ nhieãm
nguoàn nöôùc tieáp nhaän.
Phaàn lôùn chaát raén lô löûng coù trong nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp ñöôøng ôû
daïng voâ cô. Khi thaûi ra moâi tröôøng töï nhieân, caùc chaát naøy coù khaû naêng laéng
vaø taïo thaønh moät lôùp daøy ôû ñaùy nguoàn nöôùc, phaù huûy heä sinh vaät laøm thöùc aên
cho caù. Lôùp buøn laéng naøy coøn chöùa caùc chaát höõu cô coù theå laøm caïn kieät oxy
trong nöôùc vaø taïo ra caùc loïai khí nhö H2S, CO2, CH4, ngoaøi ra, trong nöôùc
thaûi coøn chöùa moät löôïng ñöôøng khaù lôùn gaây oâ nhieãm nguoàn nöôùc.
Chính vì taàm quan troïng cuûa coâng taùc baûo veä moâi tröôøng, ñeà taøi veà xöû lyù
nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng mang tính thöïc teá. Ñeà taøi seõ goùp
phaàn ñöa ra caùc quy trình xöû lyù chung cho loaïi nöôùc thaûi naøy, giuùp caùc nhaø
maùy coù theå töï xöû lyù tröôùc khi xaû ra coáng thoát chung, nhaèm thöïc hieän toát
nhöõng quy ñònh veà moâi tröôøng cuûa nhaø nöôùc.
I.2. MUÏC TIEÂU VAØ NOÄI DUNG THÖÏC HIEÄN
Muïc tieâu cuûa ñeà taøi laø thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy saûn xuaát
ñöôøng ñaït tieâu chuaån loaïi B.
Noäi dung cuûa ñeà taøi.
Nghieân cöùu cô sôû lyù thuyeát.
Thu thaäp caùc phöông aùn xöû lyù nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng.
Phaân tích löïa choïn phöông aùn coâng ngheä khaû thi xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy
ñöôøng.
CHÖÔNG II.
TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP MÍA ÑÖÔØNG VAØ HIEÄN
TRANG OÂ NHIEÃM CUÛA NGAØNH NAØY
II.1. TOÅNG QUAÙT QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT
Nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát laø mía.
Mía ñöôïc troàng ôû vuøng nhieät ñôùi vaø caän nhieät ñôùi. Vieäc cheá bieán ñöôøng
phaûi thöïc hieän nhanh, ngay trong muøa thu hoïach ñeå traùnh thaát thoùat saûn
löôïng vaø chaát löôïng ñöôøng. Coâng nghieäp cheá bieán ñöôøng hoïat ñoäng theo muøa
vuï do ñoù löôïng chaát thaûi cuõng phuï thuoäc vaøo muøa thu hoïach. Quy trình coäng
ngheä saûn xuaát ñöôøng goàm hai giai ñoïan:saûn xuaát ñöôøng thoâ vaø saûn xuaát
ñöôøng tinh luyeän.
II.1.1.
Thaønh phaàn cuûa mía vaø nöôùc mía
Thaønh phaàn cuûa mía thay ñoåi theo vuøng , nhöng dao ñoäng trong khoûang
sau
Nöôùc
69-75%
Sucrose
8-16%
Ñöôøng khöû
0,5-2,0%
Chaát höõu cô
0,5-1,0%
(ngoïai tröø ñöôøng)
Chaát voâ cô
0,2-0,6%
Hôïp chaát Nitô
0,5-1%
Tro (phaàn lôùn laø K)
0,3-0,8%
Nöôùc mía coù tính axit (pH = 4,9-5,5), ñuïc (do söï hieän dieän cuûa caùc chaát
keo nhö saùp protein, nhöïa, tinh boät vaø silic) vaø coù maøu xanh luïc. Thaønh phaàn
cuûa mía nhö sau:
Nöôùc
:
75-88%
Sucrose
:
10-21%
Ñöôøng khöû
:
0,3-3,0%
Chaát höõu cô
:
0,5-1,0%
Chaát voâ cô
:
0,2-0,6%
Hôïp chaát Nitô
:
0,5-1%
(ngoïai tröø ñöôøng)
Nöôùc mía coù maøu do caùc nguyeân nhaân sau:
Töø thaân caây mía: maøu do chlorophyll, anthocyanin, saccharetin vaø tanin
gaây ra.
Do caùc phaûn öùng phaân huûy hoùa hoïc:
Khi cho vaøo nöôùc mía löôïng nöôùc voâi, hoaëc döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä,
nöôùc mía bò ñoåi maøu.
Do söï phaûn öùng cuûa caùc chaát khoâng ñöôøng vôùi nhöõng chaát khaùc.
Chlorophyll thöôøng coù trong caây mía, noù laøm cho nöôùc mía coù maøu xanh
luïc. Trong nöôùc mía, chlorophyll ôû traïng thaùi keo, noù deã daøng bò loïai boû baèng
phöông phaùp loïc.
Anthocyanin chæ coù trong loïai mía coù maøu saãm, noù ôû daïng hoøa tan trong
nöôùc. Khi theâm nöôùc voâi, maøu ñoû tía cuûa anthocyanin bò chuyeån sang maøu
xanh luïc thaãm. Maøu naøy khoù bò loïai boû baèng caùch keát tuûa vôùi voâi ( vì löôïng
voâi duøng trong coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng khoâng ñuû lôùn ) hay vôùi H 2 SO4.
Saccharetin thöôùng coù trong voû caây mía. Khi theâm voâi, chaát naøy seõ trôû thaønh
maøu vaøng ñöôïc trích ly. Tuy nhieân loïai maøu naøy khoâng gaây ñoäc, ôû moâi
tröôøng pH <7,0 maøu bieán maát.
Tanin hoøa tan trong nöôùc mía, coù maøu xanh, khi phaûn öùng vôùi muoái saét seõ
bieán thaønh saãm maøu. Döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä tanin bò phaân huûy thaønh
catehol, keát hôïp vôùi kieàm thaønh protocatechuic. Khi ñun trong moâi tröôøng
axit phaân huûy thaønh caùc hôïp chaát gioángsaccharetin.
Ôû nhieät ñoä cao hôn 200o C, ñöôøng sucrose vaø hai loïai ñöôøng khöû (glucose
vaø fructose) bò caramen hoùa vaø taïo maøu ñen. Ôû nhieät ñoä cao hôn 55 o C,
ñöôøng khöû ñaõ bò phaân huûy thaønh caùc hôïp chaát coù maøu raát beàn.
Ñeå loïai boû caùc taïp chaát trong nöôùc mía coù theå aùp duïng trong caùc bieän phaùp
sau:
Ñoä ñuïc ñöôïc loïai baèng phöông phaùp nhieät vaø loïc.
Nhöïa vaø pectin, muoái cuûa caùc axít höõu cô, voâ cô, chaát taïo maøu: ñöôïc loïai
boû baèng phöông phaùp xöû lyù vôùi voâi.
II.1.2.
Hoùa chaát laøm trong vaø taåy maøu
Voâi CaCO2 :
Coù taùc duïng trung hoøa caùc axit höõu cô coù trong nöôùc mía.
Phaûn öùng vôùi axit phoátphoric taïo Ca3(PO4)2.
Keát hôïp vôùi hôïp chaát nitô vaø pectin taïo keát tuûa.
Laøm keát tuûa caùc hôïp chaát taïo maøu goác chlorophyll vaø anthocyanin.
Taùc duïng vôùi sucrose taïo saccharates, glucosates.
Khí SO2:
Trung hoøa löôïng voâi thöøa:
CA(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + H2O
Taåy maøu nöôùc mía.
Khí CO2:
Haáp phuï chaát taïo maøu.
H3PO4:
Keát hôïp vôùi voâi ñeå laøm trong nöôùc mía.
Hoùa chaát taåy maøu:
Duøng Na2S2O4:
II.1.3.
Coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng thoâ:
Đaàu tieân ngöôøi ta eùp mía caây döôùi caùc truïc eùp aùp löïc. Ñeå taän duïng heát
ñöôøng coù trong caâym, ngöôøi ta duøng nöôùc hoaëc nöôùc mía phun vaøo baû mía ñeå
mía nhaû ñöôøng. Baõ mía ôû maùy eùp cuoái coøn chöùa moät löôïng nhoû ñöôøng chöa
laáy heát, xô goã vaø khoûang 40-50% nöôùc.
Nöôùc mía coù tính axit (pH =4,9-5,5), ñuïc, coù maøu xanh luïc (chöùa 13-15%
chaát tan, trong chaát khoâ chöùa 82-85% ñöôøng saccarosa). Nöôùc mía ñöôïc xöû lyù
baèngcaùc chaá hoùa hoïc nhö voâi, CO 2, SO2, phoát phaùt roài ñöôïc ñun noùng ñeå laøm
trong. Quaù trình xöû lyù naøy coù taùc duïng laøm keát tuûa caùc chaát raén, huyeàn phuø
vaø laéng caùc chaát baån. Dung dòch trong ñöôïc loïc qua maùy loïc chaân khoâng. Baõ
loïc ñöôïc loïai boû, ñem thaûi hoaëc duøng laøm phaân boùn. Nöôùc mía sau khi loïc
coøn chöùa khoûang 88% nöôùc, sau ñoù ñöôïc boác hôi trong loø naáu chaân khoâng.
Hoãn hôïp tinh theå vaø maät ñöôïc thu vaøo maùy ly taâm ñeå taùch ñöôøng ra khoûi maät
ræ. Ræ ñöôøng laø dung dòch oùc ñoä nhôùt cao, chöùa khoûang 1/3 ñöôøng khöû. Saûn
phaåm phuï cuûa quaù trình saûn xuaát ñöôøng goàm coù:
Boät giaáy, taám xô eùp từ baõ mía.
Nhöïa, beâ toâng töø baõ mía.
Phaân boùn, thöùc aên gia suùc, alcohol, daám, axeton, axit citric,…vaø
töø maät mía.
Löôïng nöôùc thaûi trong coâng nghieäp saûn xuaát ñöôøng thoâ raát lôùn bao goàm
nöôùc röûa mía caây vaø nhöng tuï hôi, nöôùc röûs than, nöôùc xaû ñaùy loø hôi, nöôùc
röûa coät trao ñoåi ion, nöôùc laøm maùt, nöôùc röûa saøn vaø thieát bò, nöôùc buøn baõ loïc
dung dòch ñöôøng rôi vaõi trong saûn xuaát…
Ngoaøi baõ buøn ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát phaân höõu cô, nöôùc thaûi töø caùc coâng
ñoïan trong nhaø maùy ñöôïc phaân thaønh caùc nhoùm sau ñaây:
Nhoùm A: nöôùc thaûi coù ñoä nhieãm baån khoâng cao, chuû yeáu coù
nhieàu chaát lô löûng ôû daïng vô cô neân chæ caàn loïc sô boä qua song
chaén raùc vaø laéng tieáp xuùc ñeå loïai boû chaát lô löûng, sau ñoù troän
vôùi nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù vaø nöôùc ngöng tuï roài xaû ra nguoàn tieáp
nhaän.
Nhoùm B: nöôùc thaûi coù nhieàu chaát höõu cô caàn ñöôïc taùch rieâng ñeå
xöû lyù.
Nhoùm C: nöôùc ngöng tuï töø loø hôi, khoâng bò nhieãm baån neân duøng
ñeå pha loaõng vôi nöôùc thaûi (A+B) ñaõ qua xöû lyù vaø thaùi ra nguoàn
tieáp nhaän.
II.1.4.
Coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng tinh luyeän
Quy trình coâng ngheä tinh luyeän ñöôøng goàm 3 giai ñoïan chính:
Röûa vaø hoøa tan.
Laøm saïch.
Keát tinh vaø hoaøn taát.
a. Röûa vaø hoøa tan:
Röûa: laøm saïch lôùp phim maïch beân ngoaøi haït ñöôøng thoâ ñeå naâng cao tinh
ñoä cuûa ñöôøng.
Hoøa tan: Ñöôøng sau khi ly taâm ñöôïc hoøa tan vaøo nöôùc thaønh dung dòch
nöôùc ñöôøng nguyeân chaát ñeå ñeán khaâu hoùa cheá.
b. Laøm trong vaø laøm saïch:
Laøm trong: Nöôùc ñöôøng nguyeân chaát ñöôïc xöû lyù baèng caùc chaát hoùa hoïc
nhö voâi,H3PO4 ñeå laøm trong. Quaù trình xöû lyù naøy coù taùc duïng laøm keát tuûa caùc
chaát raén,huyeàn phuø vaø laøm laéng caùc chaát baån.
Laøm saïch: Nöôùc ñöôøng sau khi laéng trong ñöôïc cho theâm than hoaït tính vaø
boät trôï loïc ñeå khöû maøu vaø taêng cöôøng khaû naêng laøm trong. Nöôùc ñöôøng sau
loïc goïi laø siroâ tinh loïc.
c.Keát tinh vaø hoaøn taát:
Nhieäm vuï cuûa naáu ñöôøng laø taùch nöôùc töø siroâ tinh loïc vaø ñöa dung dòch
ñeán traïng thaùi baõo hoøa, saûn phaåm nhaän ñöôïc sau khi naáu ñöôøng laø ñöôøng non
goàm tinh theå ñöôøng vaø maät caùi.
Quaù trình keát tinh ñöôøng goàm coù:
Coâ ñaëc siroâ.
Taïo maàm tinh theå.
Nuoâi tinh theå.
Coâ ñaëc cuoái cuøng.
II.2. SÔ LÖÔÏC HIEÄN TRAÏNG NGAØNH SAÛN XUAÁT ÑÖÔØNG ÔÛ VIEÄT
NAM
Ngaønh ñöôøng cuûa Vieät Nam nhìn chung khaù laïc haäu so vôùi theá giôùi. Tröôùc
1954, toaøn boä mieàn Baéc khoâng coù nhaø maùy ñöôøng naøo. Sau 1975, ôû mieàn
Nam ñaõ phuïc hoài laïi caùc nhaø maùy ñöôøng Bình Döông, Hieäp Hoøa, Phan Rang,
Khaùnh Hoäi, Bieân Hoøa; xaây döïng môùi caùc nhaø maùy ñöôøng La Ngaø, Lam Sôn,
Taây Ninh.Ngoaøi caùc nhaø maùy lôùn coøn coù nhieàu cô sôû saûn xuaát ñöôøng mía thuû
coâng, thoâ sô, naêng suaát thaáp ôû caùc vuøng troàng mía.
Thieát bò saûn xuaát haàu heát laø cuõ kyõ, chaép vaù, hay gaëp söï coá kyõ thuaät vaø bò roø
ró, neân khoái löôïng nöôùc thaûi raát lôùn. Hieän nay, chuû yeáu coù 3 phöông phaùp laøm
trong :baèng voâi, sunfit vaø cacbonat. Phöông phaùp duøng voâi haàu heát coøn duøng
trong caùc cô sôû saûn xuaát nhoû, trình ñoä keùm, chuû yeáu saûn xuaát maät vaøng vaø
maät traàm.
Coâng nghieäp saûn xuaát mía ñöôøng ôû Vieät Nam laø ngaønh gaây oâ nhieãm khaù
lôùn do coâng ngheä laïc haäu, thieát bò roø ræ nhieàu laïi khoâng coù baát cöù thieát bò xöû
lyù naøo, trong soá caùc chaát oâ nhieãm coù buïi khoùi loø hôi, buøn loïc, nöôùc thaûi, khí
thoaùt ra töø caùc thaùp phaûn öùng sunfit hoùa vaø cacbonat hoùa. Rieâng baõ mía ñöôïc
duøng laøm nhieân lieäu hoaëc ñeå saûn xuaát giaáy bìa, coøn maät ræ ñöôïc leân men ñeå
cheá bieán coàn.
Baûng döôùi ñaây thoáng keâ moät soá nhaø maùy ñöôøng lôùn vaø khoái löôïng nöôùc
thaûi cuûa chuùng:
Baûng caùc nhaø maùy lôùn thuoäc ngaønh coâng nghieäp ñöôøng ôû mieàn Nam
Nhaø
maùy
Ñòa chæ
Ñòa
phöông
Naêng suaát
taán/ngaøy
KCN
Quaûng
Ngaõi
(a)
Quaûng
Ngaõi
+
Bình
Döông
Bình
Döông
+
Hieäp
Long
+
Trình ñoä
Ñònh
coâng ngheä
möùc tieâu
thuï/taán
CN
Ngu
ñöôøng
yeân
lieäu
Ñöôøng:135 Sunfit -Mía
11,5
Mía:
hoùa
-Voâi toâi
taán
1.500
-Löu
22 kg
huøynh
6 kg
Ñöôøng:1
Su
-Mía
11,5
35
nfit
-Voâi
taán
Mía:
hoùa
toâi
22 kg
1.500
-Löu
6 kg
huøynh
Ñöôøng:1 Sunfit
-Mía 11,5 taán
Nöôù
c thaûi
m3/giôø
Ghi
chuù
350
350 Xaû ra
raïch
Baø
Luïa
350 Xaû ra
Hoøa
An
25
Mía:
1.500
hoùa
-Voâi
toâi
-Löu
huøynh
22 kg
6 kg
II.3. NÖÔÙC THAÛI NGAØNH COÂNG NGHIEÄP SAÛN XUAÁT ÑÖÔØNG.
Do ñaëc ñieåm cuûa coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng, ngoaøi caùc baõ laéng, baõ buøn, baõ
loïc ñöôïc taùch rieâng, nöôùc thaûi ñöôïc phaân thaønh caùc nhoùm sau:
II.3.1. Nöôùc thaûi töø khu eùp mía.
ÔÛ ñaây, nöôùc duøng ñeå ngaâm eùp ñöôøng trong mía vaø laøm maùt caùc oå truïc cuûa
maùy eùp. Loïai nöôùc thaûi naøy coù BOD cao (do coù ñöôøng thaát thoaùt) vaø coù chöùa
daàu môõ.
II.3.2. Nöôùc thaûi röûa loïc, laøm maùt, röûa thieát bò vaø röûa saøn .
Nöôùc thaûi röûa loïc tuy coù löu löôïng nhoû nhöng giaù trò BOD vaø chaát lô löûng
cao.
Nöôùc laøm maùt ñöôïc duøng vôùi löôïng lôùn vaø thöôøng ñöôïc tuaàn hoaøn haàu heát
hoaëc moät phaàn trong quy trình saûn xuaát. Nöôùc laøm maùt thöôøng nhieãm baån
moät soá chaát höõu cô bay hôi töø nöôùc ñöôøng ñun soâi trong noài naáu hoaëc noài
chaân khoâng. Nöôùc chaûy traøn töø caùc thaùp laøm maùt thöôøng coù giaù trò BOD thaáp.
Tuy nhieân, do cheá ñoä baûo döôõng keùm vaø ñieàu kieän vaän haønh khoâng toát neân
coù löôïng ñöôøng ñaùng keå thaát thoaùt trong nöôùc laøm maùt. Löôïng nöôùc naøy seõ
ñöôïc thaûi ñi.
Nöôùc roø ræ vaø nöôùc röûa saøn, röûa thieát bò tuy coù löu löôïng thaáp vaø ñöôïc xaû
ñònh kyø nhöng coù haøm löôïng BOD raát cao.
II.3.3. Nöôùc thaûi khu loø hôi.
Nöôùc thaûi khu loø hôi ñöôïc xaû ñònh kyø, vôùi ñaëc ñieåm laø chaát raén lô löûng cao
vaø giaù trò BOD thaáp, nöôùc thaûi mang tính kieàm.
II.3.4. Ñaëc tröng cuûa nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng
Ñaëc tröng lôùn nhaát cuûa nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng laø coù giaù trò BOD cao vaø
dao ñoäng nhieàu
Baûng BOD5 trong nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp ñöôøng
Caùc loaïi nöôùc thaûi
Nöôùc röûa mía caây
Nöôùc ngöng tuï
NM
thoâ(mg/L)
20-30
30-40
ñöôøng
NM tinh cheá ñöôøng
(mg/L)
4-21
soâng
Vaøm
Coû
Nöôùc buøn loïc
Chaát thaûi than
Nöôùc röûa xe caùc
loaïi
2.900-11.000
-
730
750-1.200
15.000-18.000
Phaàn lôùn chaát raén lô löûng laø chaát voâ cô. Nöôùc röûa mía caây chuû yeáu chöùa
caùc hôïp chaát voâ cô. Trong ñieàu kieän coâng ngheä bình thöôøng, nöôùc laøm nguoäi,
röûa than vaø nöôùc thaûi töø caùc quy trình khaùc coù toång chaát raén lô löûng khoâng
ñaùng keå. Chæ coù moät phaàn than hoaït tính bò thaát thoaùt theo nöôùc, moät ít boät
trôï loïc, vaûi loïc do muïc naùt taïo thaønh caùc sôïi nhoû lô löûng trong nöôùc. Nhöng
trong ñieàu kieän caùc thieát bò laïc haäu, bò roø ræ thì haøm löôïng caùc chaát raén huyeàn
phuø trong nöôùc thaûi coù theå taêng cao.
Caùc chaát thaûi cuûa nhaø maùy ñöôøng laøm cho nöôùc thaûi coù tính axit. Trong
tröôøng hôïp ngoaïi leä, ñoä pH coù theå taêng cao do coù troän laãn CaCO 3 hoaëc nöôùc
xaû röûa coät resin.
Ngoaøi caùc chaát ñaõ noùi treân, trong nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng coøn thaát thoaùt
löôïng ñöôøng khaù lôùn, gaây thieät haïi ñaùng keå cho nhaø maùy. Ngoaøi ra coøn coù
caùc chaát maøu anion vaø cation(chaát maøu cuûa caùc axit höõu cô, muoái kim loaïi
taïo thaønh) do vieäc xaû röûa lieân tuïc caùc coät taåy maøu resin vaø caùc chaát khoâng
ñöôøng daïng höõu cô(caùc axit höõu cô), daïng voâ cô(Na2O, SiO2, P2O5, Ca, Mg
vaø K2O). Trong nöôùc thaûi xaû röûa caùc coät resin thöôøng coù nhieàu ion H+, OH-.
Döïa vaøo ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi, vaø yeâu caàu möùc ñoä xöû lyù ñaët ra : nöôùc thaûi
phaûi ñaït tieâu chuaån xaû thaûi loaïi B(TCVN 5945-1995) trong ñoù quy ñònh giôùi
haïn xaû thaûi cuûa caùc chaát nhö sau:
Baûng toång keát chaát löôïng nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng
Stt
Chæ tieâu
Ñôn vò
Giaù trò
Tieâu chuaån(loïai B)
1
pH
mg/l
7,5-8
5,5 -9
2
SS
mg/l
1250
100
3
BOD
mg/l
5000
50
4
COD
mg/l
7000
100
5
N
mg/l
16,4
60
6
P
mg/l
7,5
6
Vieäc quaûn lyù toát quy trình saûn xuaát , baûo döôõng thieát bò, choáng roø ræ hoaëc
thay ñoåi quy trình coâng ngheä, söû duïng caùc coâng ngheä saïch laø bieän phaùp toát
nhaát ñeå giaûi quyeát caùc chaát oâ nhieãm ngay trong khaâu saûn xuaát. Ngoaøi ra, caán
phaûi aùp duïng quy trình xöû lyù nöôùc thaûi, nhaèm laøm giaûm vieäc thaûi caùc chaát oâ
nhieãm vaøo nguoàn nöôùc hay vaøo heä thoáng thoaùt nöôùc chung cuûa thaønh phoá.
Theo tin treân baùo Tuoåi Treû, soá ra ngaøy 23/2/1999, Nhaø maùy ñöôøng Soùc
Traêng phoái hôïp vôùi Trung Taâm Coâng Ngheä Khoa Hoïc vaø Moâi Tröôøng Quoác
Gia vöøa thöû nghieäm thaønh coâng vaø ñöa vaøo saûn xuaát loaïi phaân höõu cô vi sinh
töø baõ buøn. Ñaây cuõng laø moät bieän phaùp giaûi quyeát chaát thaûi oâ nhieãm cuûa Nhaø
maùy ñöôøng raát hieäu quaû, vôùi giaù thaønh phaân boùn loùt laø 1.000ñ/kg, vaø phaân
boùn thuùc laø 1.300ñ/kg.
II.4. KHAÛ NAÊNG GAÂY OÂ NHIEÃM NGUOÀN NÖÔÙC CUÛA NÖÔÙC THAÛI
NGAØNH COÂNG NGHIEÄP ÑÖÔØNG
Hieän nay, phaàn lôùn caùc nhaø maùy ñöôøng vaø nhieàu toå hôïp saûn xuaát tö nhaân
chöa coù heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi. Vôùi löu löôïng lôùn, haøm löôïng chaát höõu cô
vaø chaát dinh döôõng cao, nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng ñaõ vaø ñang laøm oâ nhieãm
caùc nguoàn tieáp nhaän.
Ñöôøng coù trong nöôùc thaûi chuû yeáu laø ñöôøng sucroza vaø caùc loaïi
ñöôøng khöû nhö glocose vaø fructoze, trong ñoù:
Fructoze, C6H12O6 tan trong nöôùc
Sucroze, C12H22O11 laø saûn phaåm thuûy phaân cuûa Fructose vaø
Glucose, tan trong nöôùc.
Caùc loaïi ñöôøng naøy deã phaân huûy trong nöôùc. Chuùng coù khaû naêng gaây kieät
oxy trong nöôùc, laøm aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa quaàn theå vi sinh vaät nöôùc.
Trong quaù trình coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng, ôû nhieät ñoä cao hôn 55 0C caùc
loaïi ñöôøng glucose vaø fructoze bò phaân huûy thaønh caùc hôïp chaát coù maøu raát
beàn. Ôû nhieät ñoä cao hôn 2000C, chuùng chuyeån thaønh caramen (C12H18O9)n.
Ñaây laø daïng boät chaûy hoaëc tan vaøo nöôùc, coù maøu naâu saãm, vò ñaéng. Phaàn lôùn
caùc saûn phaåm phaân huûy cuûa ñöôøng khöû coù phaân töû löôïng lôùn neân khoù thaám
qua maøng vi sinh. Ñeå chuyeån hoùa chuùng, vi sinh phaûi phaân raõ chuùng thaønh
nhieàu maûnh nhoû ñeå coù theå thaám vaøo teá baøo. Quaù trình phaân huûy caùc saûn
phaåm ñöôøng khöû ñoøi hoûi thôøi gian phaân huûy daøi hôn, neân seõ aûnh höôûng ñeán
quaù trình töï laøm saïch trong nguoàn tieáp nhaän. Caùc chaát lô löûng coù trong nöôùc
thaûi coøn coù khaû naêng laéng xuoáng ñaùy nguoàn nöôùc. Quaù trình phaân huûy kî khí
caùc chaát naøy seõ laøm cho nöôùc coù maøu ñen vaø coù muøi H2S.
Ngoaøi ra, nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng coøn coù nhieät ñoä cao, laøm öùc cheá hoaït
ñoäng cuûa vi sinh vaät nöôùc. Trong nöôùc thaûi coù chöùa caùc saûn phaåm cuûa löu
huyønh vaø ñoâi khi coù laãn daàu môõ cuûa khu eùp mía. Ngaøy 26/11/1998, Chöông
trình coâng ngheä vaø moâi tröôøng Ñaøi truyeàn hình tænh Bình Döông coù baùo ñoäng
veà tình hình oâ nhieãm nöôùc thaûi do nhaø maùy ñöôøng Bình Döông gaây ra treân
Raïch Baø Luïa, thuoäc phöôøng Phuù Thoï, thò xaõ Thuû Daàu Moät. Vôùi khoái löôïng
lôùn nöôùc thaûi chöa xöû lyù ñöôïc thaûi ra haøng ngaøy, Raïch Baø Luïa khoâng ñuû khaû
naêng töï laøm saïch vaø haäu quaû laø trong khu vöïc laân caän ñieåm xaû, thöïc vaät nöôùc
khoâng phaùt trieån ñöôïc, moät soá loaøi thuûy sinh bò cheát. Bieän phaùp höõu hieäu nhaát
laø quaûn lyù toá quy trình saûn xuaát nhaèm haïn cheá taûi löôïng caùc chaát oâ nhieãm
ñöôïc ñöa vaøo nöôùc. Ngoaøi ra, caàn phaûi xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng ñeå
goùp phaàn baûo veä moâi tröôøng.
CHÖÔNG III.
QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI NHAØ MAÙY ÑÖÔØNG
Theo caùc taøi lieäu nghieân cöùu, chaát löôïng vaø löu löôïng nöôùc thaûi toång hôïp
cuûa nhaø maùy ñöôøng thay ñoåi nhieàu trong ngaøy. Trong ñoù chaát oâ nhieãm höõu cô
ñoùng vai troø chuû yeáu. Do thaønh phaàn nöôùc thaûi cuûa nhieàu coâng ñoïan trong
nhaø maùy ñöôøng raát khaùc nhau neân daây chuyeàn coâng ngheä xöû lyù ñöôïc ñeà nghò
trong caùc taøi lieäu tham khaûo laø:
III.1.
Löïa choïn quy trình coâng ngheä
Moät caùch toång quaùt, thì caû 2 phöông aùn treân ñeàu laø nhöõng moâ hình xöû lyù
nöôùc thaûi ñang ñöôïc aùp duïng roäng raõi taïi Vieät Nam. Hai phöông aùn ñeàu coù
theå vaän haønh deã daøng trong ñieàu kieän nöôùc ta. Ñoái vôùi daây chuyeàn xöû lyù
nöôùc thaûi söû duïng beå aerotank thì ta chuù yù ñeán lieàu löôïng buøn, löu löôïng khí
… phaûi ñieàu chænh ngay khi caàn thieát. Coøn ñoái vôùi daây chuyeàn xöû lyù söû duïng
biofil thì ta chuù yù ñeán khaû naêng xöû lyù cuûa lôùp vaät kieäu loïc, vieäc quaûn lyù phaûi
bao goàm caû vòeâc veä sinh vaø thay theá lôùp vaät lieäu loïc neáu caàn.
Trong phöông aùn 1 vòeâc xaây döïng saân phôi buøn doøi hoûi phaûi caàn dieän tích
lôùn hôn laø ñaàu tö maùy neùn buøn.
Dieän tích xaây döïng cuûa aerotank cuõng töông ñoái nhoû hôn dieän tích xaây
döïng biofil cuûa phöông aùn 1
Vì vaäy, neáu xeùt veà phöông dieän maët baèng caàn thieát ñeå xaây döïng heä thoáng
xöû lyù nöôùc thaûi thì phöông aùn 2 khaû thi hôn so vôùi phöông aùn 1.
III.2.
Thuyeát minh quy trình coâng ngheä:
Nöôùc thaûi saûn xuaát ñöôïc daãn theo ñöôøng thoaùt nöôùc rieâng ra heä thoáng xöû lí
nöôùc thaûi.Doøng thaûi sau khi qua song chaén raùc (SCR) ôû ñaàu moãi coáng thu
chaûy qua beå laéng caùt ñöôïc ñaët aâm saâu döôùi ñaát, ôû ñaây seõ giöõ laïi caùt vaø caùc
chaát raén lô löûng coù kích thöôùc lôùn . Phaàn raùc thaûi thu ñöôïc coù theå duøng ñeå saûn
xuaát giaáy, phaân boùn…
Nöôùc thaûi sau khi laéng caùt seõ töï chaûy qua haàm tieáp nhaän. Tieáp theo, nöôùc
thaûi ñöôïc bôm qua beå ñieàu hoøa, tröôùc khi qua beå ñieàu hoøa nöôùc thaûi ñöôïc
bôm qua troáng loïc, löu löôïng nöôùc thaûi ra seõ ñöôïc ñieàu hoøa oån ñònh. Taïi ñaây
nöôùc thaûi ñöôïc thoåi khí ñeå laøm thoaùng sô boä vaø phaân boá chaát baån ñoàng ñeàu
khaép beå.
Sau ñoù tieáp tuïc bôm nöôùc thaûi qua beå laéng 1 ñeå loaïi boû 1 phaàn BOD 5 ,
COD vaø SS. Tieáp tuïc, nöôùc thaûi töï chaûy qua beå kò khí kieåu ñeäm buøn chaûy
ngöôïc UASB ñeå xöû lí sô boä nhôø aùp löïc thuûy tónh , vì nöôùc thaûi mía ñöôøng coù
ñaëc tröng laø COD ñaàu vaøo raát lôùn 7000 mg/l . Sau khi xöû lí yeám khí , ñaàu ra
beå UASB laø khí sinh hoïc ñöôïc thu giöõ laïi laøm biogas , phaàn nöôùc ñaõ ñöôïc
giaûm bôùt taûi löôïng chaát höõu cô töï chaûy qua aerotank ñeå xöû lí hieáu khí . Taïi
ñaây xaûy ra quaù trình xöû lí sinh hoïc , khí ñöôïc thoåi vaøo beå baèng caùc ñóa phaân
phoái khí nhaèm taêng cöôøng söï xaùo troän chaát baån vaø oxi trong khoâng khí ñoàng
thôøi giöõ cho buøn ôû traïng thaùi lô löûng .
Sau thôøi gian löu, nöôùc töø aerotank töï chaûy qua beå laéng 2 ñeå laéng buøn.
Tieáp theo, nöôùc trong töø maùng thu nöôùc aerotank töï chaûy qua beå tieáp xuùc,
khöû truøng baèng Clo vôùi dö löôïng laø 0,5 mg/l , sau 30 phuùt chaûy ra coáng thu
nöôùc vaø chaûy vaøo maïng löôùi thoaùt nöôùc chung cuûa thaønh phoá .
Buøn töø beå laéng ñöôïc ñöa vaøo beå chöùa buøn sau khi oån ñònh buøn ñöôïc bôm
tuaàn hoaøn 1 phaàn vaøo beå aerotank, phaàn coøn laïi bôm qua beå neùn buøn troïng
löïc sau ñoù bôm qua maùy eùp buøn baêng taûi, buøn sau khi ra khoûi maùy eùp buøn
baêng taûi taïo thaønh baùnh buøn ñöôïc boùn ruoäng, troàng caây hoaëc choân laép hôïp veä
sinh .
III.3.
Moâ taû caùc coâng trình ñôn vò:
III.3.1.
Song chaén raùc
Ñeå taùch baõ mía trong nöôùc thaûi ngöôøi ta duøng song chaén raùc. Hieäu suaát cuûa
quaù trình taùch chaát raén baèng phöông phaùp naøy phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá sau:
Ñaëc tính cô hoïc cuûa song, löôùi: kích thöôùc maét saøn, khoaûng caùch giöõa caùc
thanh chaén, löu löôïng doøng chaûy vaø ñieàu kieän doøng chaûy.
Tính chaát nöôùc thaûi: noàng ñoä chaát raén, kích thöôùc cuûa baõ mía caàn taùch,…
đoái vôùi nöôùc thaûi nhaø maùy ñöôøng, coù theå duøng song chaén raùc vôùi caùc thanh
ñan xeáp caïnh nhau treân möông daãn nöôùc tröôùc haàm bôm vaø caøo raùc thuû coâng.
Raùc thu ñöôïc coù theå thu hoài cuøng vôùi baõ mía taïi khu eùp mía ñeå cheá bieán
thaøng caùc saûn phaåm phuï nhö laøm boät giaáy, laøm chaát ñoän trong saûn xuaát vaät
lieäu xaây döïng.
Öu ñieåm:
o
Ñôn giaûn, reû tieàn, deã laép ñaët.
o
Giöõ laïi taát caû caùc taïp vaät lôùn.
Nhöôïc ñieåm:
o
Khoâng xöû lyù, chæ giöõ laïi taïm thôøi caùc taïp vaät lôùn.
o
Laøm taêng trôû löïc heä thoáng theo thôøi gian.
o
III.3.2.
Phaûi xöû lyù raùc thöù caáp
Hoá thu gom
Thu gom nöôùc thaûi töø caùc daây chuyeàn saûn xuaát vaø nöôùc thaûi sinh hoaït
cuûa nhaø maùy. Giuùp cho heä thoáng xöû lyù nöôùc hoaït ñoäng oån ñònh vaø hieäu qua
III.3.3.
Beå laéng caùt
Loaïi boû caùt vaø nhöõng maûnh vuïn voâ cô khoù phaân huûy trong nöôùc thaûi. Caùt
sau ñoù ñöôïc ñem qua saân phôi caùt.
III.3.4.
Beå ñieàu hoøa (ñieàu hoøa löu löôïng vaø chaát löôïng)
Ñaët sau beå laéng caùt vaø tröôùc beå laéng 1.
Do löu löôïng, thaønh phaàn, tính chaát nöôùc thaûi cuûa nhaø maùy ñöôøng tuøy
thuoäc vaøo daây chuyeàn saûn xuaát neân thöôøng dao ñoäng nhieàu trong moät ngaøy
ñeâm. Ñeå oån ñònh cheá ñoä doøng chaûy cuõng nhö chaát löôïng nöôùc ñaàu vaøo cho
caùc coâng trình xöû lyù phía sau, caàn thieát phaûi coù moät beå ñieàu hoøa löu löôïng vaø
noàng ñoä. Dung tích beå ñöôïc choïn theo thôøi gian ñieàu hoøa, döïa vaøo bieåu ñoà
thay ñoåi löu löôïng, noàng ñoä nöôùc thaûi vaø yeâu caàu möùc ñoä ñieàu hoøa noàng ñoä
nöôùc thaûi.
Trong beå phaûi coù heä thoáng thieát bò khuaáy troän ñeå ñaûm baûo hoøa tan vaø san
ñeàu noàng ñoä caùc chaát baån trong toøan theå tích(ñeå loaïi tröø caùc cuù soác veà chaát
löôïng cho caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc phía sau vaø khoâng cho caën laéng trong
beå.
III.3.5.
Beå laéng 1
Loaïi boû 1 phaàn SS vaø chaát höõu cô taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc xöû lyù
sinh hoïc ôû coâng trình sau.
III.3.6.
Beå UASB.
UASB laø beå xöû lyù sinh hoïc kò khí doøng chaûy ngöôïc qua lôùp buøn, phaùt
trieån maïnh ôû Haø Lan. Xöû lyù baèng phöông phaùp kò khí laø phöông phaùp ñöôïc
öùng duïng ñeå xöû lyù caùc loaïi chaát thaûi coù haøm löôïng höõu cô töông ñoái cao, khaû
naêng phaân huûy sinh hoïc toát, nhu caàu naêng löôïng thaáp vaø saûn sinh naêng löôïng
môùi.
Vì quaù trình phaân huûy kò khí döôùi taùc duïng cuûa buøn hoaït tính laø quaù
trình sinh hoïc phöùc taïp trong moâi tröôøng khoâng coù oxi, neân buøn nuoâi caáy ban
ñaàu phaûi coù ñoä hoaït tính methane. Ñoä hoaït tính methane caøng cao thì thôøi
gian khôûi ñoäng (thôøi gian vaän haønh ban ñaàu ñaït ñeán taûi troïng thieát keá) caøng
ngaén. Buøn hoaït tính duøng cho beå UASB neân laáy buøn haït hoaëc buøn laáy töø moät
beå xöû lyù kò khí laø toát nhaát, coù theå söû duïng buøn chöùa nhieàu chaát höõu cô nhö
buøn töø beå töï hoaïi, phaân gia suùc hoaëc phaân chuoàng.
Noàng ñoä buøn nuoâi caáy ban ñaàu cho beå UASB toái thieåu laø 10Kg VSS/
m . Löôïng buøn cho vaøo beå khoâng neân nhieàu hôn 60% theå tích beå.
3
Tröôùc khi vaän haønh beå UASB caàn phaûi xem xeùt thaønh phaàn tính chaát
nöôùc thaûi caàn xöû lyù cuï theå nhö haøm löôïng chaát höõu cô, khaû naêng phaân huûy
sinh hoïc cuûa nöôùc thaûi, tính ñeäm, haøm löôïng chaát dinh döôõng, haøm löôïng caën
lô löûng, caùc hôïp chaát ñoäc, nhieät ñoä nöôùc thaûi …
Khi COD nhoû hôn 100 mg/L, xöû lyù nöôùc thaûi baèng UASB khoâng thích
hôïp. Khi COD lôùn hôn 50.000 mg/L, caàn pha loaõng nöôùc thaûi hoaëc tuaàn hoaøn
nöôùc ñaàu ra.
UASB khoâng thích hôïp ñoái vôùi nöôùc thaûi coù haøm löôïng SS lôùn. Khi
noàng ñoä caën lô löûng lôùn hôn 3000 mg/L, caën naøy khoù coù theå phaân huûy sinh
hoïc ñöôïc trong thôøi gian löu nöôùc ngaén vaø seõ tích luõy daàn trong beå, gaây trôû
ngaïi cho quaù trình phaân huûy nöôùc thaûi. Tuy nhieân, neáu löôïng caën naøy bò cuoán
troâi ra khoûi beå thì khoâng coù trôû ngaïi gì. Caën lô löûng seõ löu laïi trong beå hay
khoâng tuøy thuoäc vaøo kích thöôùc haït caën vaø haït buøn nuoâi caáy. Khi kích thöôùc
cuûa hai loaïi caën naøy gaàn nhö nhau, caën lô löûng seõ tích laïi trong beå. Khi söû
duïng buøn haït, caën lô löûng seõ deã daøng bò cuoán troâi ra khoûi beå. Ñoâi khi, löôïng
caën lô löûng naøy coù theå bò phaân huûy trong beå. Luùc ñoù, caàn bieát toác ñoä phaân
huûy cuûa chuùng ñeå tính thôøi gian löu caën trong beå.
UASB khoâng thích hôïp vôùi nöôùc thaûi coù haøm löôïng amonia lôùn hôn
2.000 mg/L hoaëc nöôùc thaûi coù haøm löôïng sunphate vöôït quaù 500 mg/L ( tæ soá
COD/SO42- < = 5). Baûn thaân sunphate khoâng gaây ñoäc nhöng do vi khuaån khöû
sunphate deã daøng chuyeån hoùa SO42- thaønh H2S. Khi haøm löôïng SO42- khoâng
quaù cao (hoaëc tæ soá COD/SO42- khoâng vöôït quaù 10), seõ khoâng aûnh höôûng ñeán
quaù trình phaân huûy kò khí.
- Döïa vaøo caùc yeáu toá treân coù theå khaúng ñònh söû duïng UASB cho coâng
ngheä söû lyù nöôùc thaûi mía ñöôøng laø hôïp lyù.
III.3.7.
Beå aerotank
Tuøy thuoäc vaøo loaïi chaát oâ nhieãm coù theå söû duïng beå aerotank vôùi caùc vi
sinh vaät ñöôïc nuoâi caáy trong buøn hoaït tính ñeå oxy hoùa chaát höõu cô trong ñieàu
kieän nhaân taïo. Moâ hình naøy ñöôïc thöïc hieän baèng caùch cung caáp oxy cho vi
sinh vaät sinh tröôûng vaø phaùt trieån qua vieäc tieâu thuï chaát höõu cô .
Buøn hoaït tính laø loaïi buøn xoáp chöùa nhieàu vi sinh vaät coù khaû naêng oxy hoùa
vaø khoaùng hoùa chaát höõu cô chöùa trong nöôùc thaûi. Ñeå giöõ cho buøn hoaït tính ôû
traïng thaùi lô löûng vaø ñeå ñaûm baûo oxy cho vi sinh vaät söû duïng trong quaù trình
phaân huûy chaát höõu cô phaûi luoân cung caáp ñaày ñuû khoâng khí cho beå aerotank
hoaït ñoäng. Sau beå aerotank nöôùc thaûi vaøo beå laéng ñôït 2 ñeå taùch buøn hoaït
tính. Ôû ñaây, moät phaàn buøn laéng ñöôïc ñöa trôû laïi beå aerotank ñeå taïo maàm vi
sinh vaät trong beå, phaàn khaùc ñöa tôùi beå neùn buøn.
Khoái löôïng buøn tuaàn hoaøn vaø löôïng khoâng khí caàn cung caáp phuï thuoäc vaøo
möùc ñoä yeâu caàu xöû lyù cuûa nöôùc thaûi. hieäu quaû xöû lyù BOD5 =90-95%.
Vieäc löïa choïn coâng ngheä xöû lyù tuøy theo thaønh phaàn tính chaát nöôùc thaûi, chi
phí ñaàu tö quaûn lyù vaø dieän tích maët baèng khu xöû lyù .
III.3.8.
Beå laéng II
Ñaët sau aerotank , nhieäm vuï laøm trong nöôùc ôû phaàn treân ñeå xaû ra nguoàn
tieáp nhaän , coâ ñaëc buøn hoaït tính ñeán noàng ñoä nhaát ñònh ôû phaàn döôùi cuûa beå ñeå
tuaàn hoaøn laïi aerotank. Thöôøng coù daïng troøn ( beå laéng ñöùng ,beå radial ) ,
daïng hình chöõ nhaät ( beå laéng ngang ).Beå laéng ngang , chöõ nhaät thöôøng coù
hieäu quaû laéng thaáp hôn beå laéng troøn vì caën laéng tích luõy ôû caùc goùc beå thöôøng
bò maùy gaït caën khuaáy ñoäng troâi theo doøng nöôùc vaøo maùng thu nöôùc ra .
III.3.9.
Beå neùn buøn
Thu gom caën chöa oån ñònh töø beå laéng 1, beå laéng 2 vaø caën ñaõ oån ñònh töø
aerotank nhaèm laøm giaûm bôùt ñoä aåm.
CHÖÔNG IV.
TÍNH TOAÙN CAÙC COÂNG TRÌNH DÔN VÒ.
Giaû söû sau khi qua caùc coâng trình: song chaén raùc, beå laéng caùt, beå ñieàu
hoøa, beå laéng 1 haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm giaûm nhö sau:
BOD5 giaûm 45%(ban ñaàu laø 3000 mg/l)
COD giaûm 43% (ban ñaàu laø5000 mg/l)
SS
giaûm 70% (ban ñaàu laø 1000 mg/l)
Do ñoù caùc thoâng soá ñeå tính toaùn caùc coâng trình nhö trình baøy sau ñaây
IV.1.
Tính beå UASB
Tính toaùn:
Caùc thoâng soá ñaàu vaøo:
pH= 6,6÷7,6
Löu löôïng Q=800m3/ngñ
3000 * 45
= 1350 [ mg / l ]
100
5000 * 57
COD =
= 2850 [ mg / l ]
100
BOD5 =
SS=300 mg/l
Trong nöôùc thaûi coù ñaày ñuû caùc nguyeân toá vi löôïng caàn thieát cho söï phaùt trieån
cuûa VSV.
Caùc thoâng soá ñaàu ra
pH = 6,5÷7,6
BOD5=500mg/l
COD=700mg/l
SS=100mg/l
Nöôùc thaûi khi ra khoûi beå seõ coù haøm löôïng COD nhoû hôn hay baèng
700mg/l ñeå ñöa sang beå Aerotank .
Hieäu quaû xöû lyù cuûa beå UASB:
E=
CODv − CODr
2850 − 700
× 100 =
× 100 = 75.44%
CODv
2850
Löôïng COD caàn khöû:
COD = CODv − CODr = 2850 − 700 = 2150 mg / l
Löôïng COD caàn khöû trong ngaøy:
G = Q × COD = 800 × 2150 ×10 −3 = 1720 kg / ngd
Choïn taûi troïng xöû lyù trong beå UASB:
L = 9kgCOD / m 3 .ngd [1]
Theå tích phaàn xöû lyù yeám khí caàn thieát:
V =
G 1720
=
= 191.1 m 3
L
9
→ Choïn V=293,5m3
Ñeå giöõ cho lôùp buøn hoaït tính ôû traïng thaùi lô löûng, toác ñoä nöôùc daâng trong
beå phaûi giöõ trong khoaûng 0,6÷0,9m/h . Choïn v=0,7m/h
Dieän tích beà maët caàn thieát cuûa beå:
F =
Q
800
=
= 47,62m 2
v
24 × 0,7
Choïn F=48m2
Chieàu cao phaàn xöû lyù yeám khí:
H1 =
V
191.1
=
= 3.98 m → choïn H1=4 m.
F
48
Toång chieàu cao cuûa beå:
H = H1 + H 2 + H 3
Trong ñoù:
H1: chieàu cao phaàn xöû lyù yeám khí.
H2: chieàu cao vuøng laéng. Ñeå ñaûm baûo khoâng gian an toaøn cho buøn laéng
xuoáng phía döôùi thì chieàu cao vuøng laéng phaûi lôùn hôn 1,0m [1]. Choïn
H2=1,5m
H3: chieàu cao döï tröõ, choïn H3=0,5m
H=4+1,5+0,5=6m
Choïn 2 ñôn nguyeân hình vuoâng, vaäy caïnh moãi ñôn nguyeân laø:
a=
48
= 4,89 m choïn
2
a=5m
Chieàu cao H=6m
Theå tích thöïc cuûa beå:
Vt = 2 × a × a × H = 2 × 5m × 5m × 6m = 300m 3
Thôøi gian löu nöôùc trong beå:
T =
V
× 24
Q
Trong ñoù:
V = ( H − 0,5) × F = ( 6 − 0,5) × 42 = 231m 3
Q = 800m3/ngñ
⇒T =
231
× 24 = 6.93h
800
Naèm trong khoûang cho pheùp [4-10h][1]
Tính ngaên laéng:
Trong moãi ñôn nguyeân, boá trí 4 taám chaén khí vaø hai taám höôùng doøng.
Nöôùc thaûi khi ñi vaøo ngaên laéng seõ ñöôïc taùch khí baèng caùc taám taùch khí ñaët
nghieâng so vôùi phöông ngang 1 goùc 450÷600. Choïn goùc nghieâng giöõa taám
chaén khí vôùi phöông ngang laø 600. Caùc taám naøy ñaët song song nhau.
Toång chieàu cao cuûa toaøn boä ngaên laéng H nglaéng (keå caû chieàu cao vuøng laéng)
vaø chieàu cao döï tröõ chieám treân 30% toång chieàu cao beå.
Ta coù:
tg 60 0 =
(H
nglăgl
a
+ H3 )
2
a × tg 60 0 5 × tg 60 0
=
= 4,4m
2
2
= 4,4 − H 3 = 4,4 − 0,5 = 3,9m
⇒ H nglang + H 3 =
⇒ H nglăgl
Kieåm tra laïi:
(H
nglăgl
+ H3 )
H bê
× 100% =
4,4
× 100% = 73,3% >30%
6
Vaäy chieàu cao xaùc ñònh ñöôïc laø thích hôïp.
Thôøi gian löu nöôùc trong ngaên laéng, thôøi gian naøy phaûi lôùn hôn 1h:
1 ×a×a× H
1 × 5 × 5 × 3,9
Vnglaéng
nglaéng
2
t=
× 24 = 2 ×
× 24 = 2 × 2
× 24 = 2,9h
Q
Q
800
>1h. maët khaùc Vvuønglaéng /toång theå tích UASB=H2 /Hbeå =1,5/6≈25% thoûa
•
Tính toaùn taám chaén khí:
Choïn khe hôû giöõa caùc taám chaén khí vaø giöõa taám chaén khí vôùi taám höôùng
doøng laø nhö nhau.
Toång dieän tích giöõa caùc khe hôû naøy chieám 15÷20% toång dieän tích ñôn
nguyeân. Choïn Skhe=0,15Sdng
Hnglaéng
x2
b2
taá m chaén 2
b1
y1
h1
x1
r
taám chaén 1
Hình 4.1: taám chaén khí vaø höôùng doøng beå UASB
Trong moãi ñôn nguyeân coù 4 khe hôû, dieän tích cuûa moãi khe:
S khe =
0,15 × S dng
4
0,15 × ( 5)
= 0,94m 2
4
2
=
Beà roäng cuûa khe hôû:
rkhe =
S khe 0,94
=
= 0,188m = 188mm
a
5
Tính toaùn caùc taám chaén
Taám chaén 1:
Chieàu daøi: l1 = a = 5000mm
Chieàu roäng:
b1 = ( H nglang − H 2 ) / sin 60 = (3,9 −1,5) / sin 60 = 2771mm
Choïn 2770mm
Chieàu cao:
Chọn 2400mm
y1 = b1 × sin 60 0 = 2771 × sin 60 0 = 2399,7mm
Taám chaén 2:
Chieàu daøi: l 2 = a = 5000mm
b2 = x1 + x2
Chieàu roäng:
h1 = rkhe × sin( 90 − 60 0 ) = 188 × sin 30 0 = 94mm
0
x1 = 400mm
x2 =
(H
nglaéng
+ H 3 ) − ( h1 + y1 )
sin 60
0
=
(3900 + 500) − (94 + 2400)
= 2200 mm
sin 60 0
b2 = 400 + 2200 = 2600 mm
choïn 2500 mm
y 2 = b2 × sin 60 0 = 2500 × sin 60 0 = 2251,6mm
Chọn 2250mm
Tính toaùn taám höôùng doøng:
Taám höôùng doøng cuõng ñöôïc ñaët nghieâng 1 goùc 60 o so vôùi phöông ngang
caùch taám chaén khí 188 mm nhö hình veõ.
Tính heä thoáng phaân phoái nöôùc:
Ñoái vôùi beå UASB coù taûi troïng chaát baån höõu cô L>4kgCOD/m 3.ngñ [1] thì
töø 2m2 dieän tích beå trôû leân seõ ñöôïc boá trí moät vò trí phaân phoái nöôùc.
→ Choïn 3m2 cho moät vò trí phaân phoái nöôùc.
48
2
Soá vò trí phaân phoái nöôùc trong moãi ñôn nguyeân: n =
= 2=8
3
3
F
Tính maùng thu nöôùc:
Boá trí maùng thu nöôùc keát hôïp vôùi maùng raêng cöa ñaët ôû taâm beå vaø doïc theo
chieàu roäng beå. Maùng thu nöôùc ñöôïc taïo ñoä doác ñeå daãn nöôùc thaûi veà cuoái beå
roài theo oáng daãn theo cô cheá töï chaûy, chaûy sang aerotank .
Maùng thu nöôùc tieát dieän hình chöõ nhaät: d x r vôùi d=2r.
Ñoä doác maùng: i=1/200.
Löu löôïng vaøo maùng: Qmaùng = 800m3/ngñ.
Ta coù:
(4.8)
Qmaùng =ω×C × R ×i
Trong ñoù:
ω = d ×r
λ = d + 2 ×r
ω
d ×r
r
R= =
=
λ d + 2 ×r 2
1
1
C = ×R 6
n
⇒r
16
6
=
Qmaùng × n
2( 0,5)
2
3
×i
1
2
=
800 × 0,014
24 × 3600 × 2 × ( 0,5)
2
3
(
× 1
⇒ r = 0,086m = 86mm
)
200
1
2
Choïn kích thöôùc maùng: r =90mm
d=180mm
Thanh raêng cöa
∗
Chieàu cao raêng cöa :50mm
∗
Daøi ñoaïn vaùt ñænh raêng cöa:40mm
∗
Chieàu cao caû thanh :
∗
Khe dòch chuyeån
∗
Caùch nhau
∗
Beà roäng khe: 12mm
∗
Chieàu cao:
:
450mm
150mm
200mm
40
130
250
50
60
50
450
450
50
khe dòch chuyeå n
Hình 4.2: maùng raêng cöa
Ñöôøng kính caùc oáng ñöôïc choïn theo baûng sau:
Tên
thông dụng
Kích thuớc
danh nghĩa
Đường kính
ngoài (mm)
Độ dày (mm)
Áp suất
danh nghĩa(1) (bar)
Ống 110
110
110
5,3
10
Ống 140
140
140
6,7
10
Ống 160
160
160
7,7
10
Ống 225
225
225
10,8
10
Ống 250
250
250
11,9
10
Ống 280
280
280
13,4
10
Ống 315
315
315
15,0
10
Ống 400
400
400
19,1
10
Ống 110
110
110
3,2
6
Ống 140
140
140
4,1
6
Ống 160
160
160
4,7
6
Ống 225
225
225
6,6
6
Ống 250
250
250
7,3
6
Ống 280
280
280
8,2
6
Ống 315
315
315
9,2
6
Ống 400
400
400
11,7
6
- Xem thêm -