Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m 3 /ngày.đêm

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM i SVTH: LÊ THANH HẢI MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................................ i DANH MỤC CÁ TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... vii MỞ ĐẦU ................................................................................................................................ 1 1. Đặt vấn đề ........................................................................................................................... 1 2. Mục tiêu đề tài .................................................................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 2 3.1 Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 2 3.2 Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 2 4. Nội dung đề tài ................................................................................................................ 2 5. Phương pháp thực hiện ...................................................................................................... 2 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ......................................................................... 3 6.1 Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................... 3 6.2 Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................... 3 7. Cấu trúc của đồ án ........................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP BẢO VINH VÀ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA NÓ .................................................................................................... 4 1.1 Giới thiệu chung về khu công nghiệp .......................................................................... 4 1.1.1 Vị trí địa lí ............................................................................................................ 4 1.1.2 Điều kiện tự nhiên của khu công nghiệp .............................................................. 4 1.1.2.1 Điều kiện về địa lý, địa chất ........................................................................... 4 1.1.2.2 Điều kiện về khí tượng, thủy văn ................................................................. 5 1.2 Các vấn đề môi trường khi khu công nghiệp hoạt động ........................................... 7 1.2.1 Ô nhiễm môi trường không khí ............................................................................. 7 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM ii SVTH: LÊ THANH HẢI 1.2.2 Nguồn phát sinh nước thải .................................................................................... 9 1.2.3 Nguồn phát sinh chất thải ................................................................................... 15 1.2.4 Nguồn gây tác động không liên quan đến chất thải .......................................... 17 1.2.5 Tác động về mặt kinh tế xã hội khu vực của dự án............................................ 17 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP ............................................................................................................ 19 2.1 Các phương pháp xử lý nước thải ............................................................................ 19 2.1.1 Phương pháp xử lý cơ học ................................................................................... 19 2.1.1.1 Song chắn rác ............................................................................................... 20 2.1.1.2 Bể lắng cát .................................................................................................... 22 2.1.1.3 Bể lắng nước thải ......................................................................................... 23 2.1.1.4 Tuyển nổi....................................................................................................... 25 2.1.1.5 Bể vớt dầu ..................................................................................................... 26 2.1.1.6 Lọc ................................................................................................................. 27 2.1.1.7 Bể điều hòa ................................................................................................... 28 2.1.2 Phương pháp xử lý hóa lý ................................................................................... 28 2.1.2.1 Trung hòa ...................................................................................................... 29 2.1.2.2 Oxy hóa khử .................................................................................................. 30 2.1.2.3 Keo tụ tạo bông ............................................................................................ 30 2.1.2.4 Hấp phụ ......................................................................................................... 31 2.1.3 Phương pháp sinh học ......................................................................................... 31 2.1.3.1 Sinh học kị khí .............................................................................................. 33 2.1.3.2 Sinh học hiếu khí .......................................................................................... 35 2.1.3.2 Hồ sinh vật ..................................................................................................... 41 2.2 Một số sơ đồ công nghệ XLNT của các KCN đã triển khai thực tế ....................... 42 2.2.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải KCX Việt Nam-Singapore ............................ 42 2.2.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải KCX Linh Trung 1 ........................................ 44 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM iii SVTH: LÊ THANH HẢI CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO KCN BẢO VINH ............................................................................ 50 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ .......................................................................................... 50 3.2 Thành phần tính chất nước thải KCN Bảo Vinh....................................................... 50 3.2.1 Nước thải công nghiệp ........................................................................................ 50 3.2.2 Nước thải sinh hoạt.............................................................................................. 50 3.3 Đề xuất quy trình công nghệ xử lý phù hợp.............................................................. 53 3.3.1 Phương án 1 .................................................................................................... 54 3.3.2 Phương án 2 ..................................................................................................... 55 3.3.3 So sánh 2 phương án xử lý .............................................................................. 56 3.3.4 Thuyết minh quy trình công nghệ lựa chọn.................................................... 57 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ ..................... 60 4.1. Mức độ cần thiết xử lý và thông số tính toán ........................................................... 60 4.1.1. Mức độ cần thiết xử lý ........................................................................................ 60 4.1.2. Xác định các thông số tính toán ......................................................................... 60 4.2. Tính toán các công trình đơn vị ................................................................................. 61 4.2.1. Bể thu gom .......................................................................................................... 61 4.2.2. Lưới lọc tinh ........................................................................................................ 63 4.2.3. Bể điều hòa .......................................................................................................... 64 4.2.4. Bể keo tụ .............................................................................................................. 69 4.2.5. Bể tạo bông ......................................................................................................... 71 4.2.6. Bể lắng I .............................................................................................................. 75 4.2.7. Bể Aerotank ........................................................................................................ 81 4.2.8. Bể lắng II ............................................................................................................. 91 4.2.9. Bể khử trùng ..................................................................................................... 102 4.2.10. Bể nén bùn....................................................................................................... 104 4.2.11. Máy ép bùn ...................................................................................................... 108 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM iv SVTH: LÊ THANH HẢI 4.2.12. Tính toán hóa chất .......................................................................................... 109 CHƯƠNG 5 DỰ TOÁN KINH PHÍ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 111 5.1. Dự toán kinh phí xây dựng ...................................................................................... 111 5.2. Tính toán chi phí vận hành hệ thống ....................................................................... 116 CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ ...................................................................... 121 6.1 Kết luận ..................................................................................................................... 121 6.2 Kiến nghị ................................................................................................................... 121 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM v SVTH: LÊ THANH HẢI KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD: Nhu cầu oxy sinh hóa COD: Nhu cầu oxy hóa học PP: Ngăn ngừa ô nhiễm công nghiệp SS: Chất rắn lơ lửng QCVN: Quy chuẩn Việt Nam TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN: Tiêu chuẩn vệ sinh TCN: Tiêu chuẩn ngành HTXLNT: Hệ thống xử lý nước thải HTXL: Hệ thống xử lý STT: Số thứ tự Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM vi SVTH: LÊ THANH HẢI DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ phân loại các phương pháp xử lý cơ học............................................... 19 Hình 2.2: Sơ đồ phân loại song chắn rác ......................................................................... 20 Hình 2.3: Các loại song chắn rác tự động ........................................................................ 21 Hình 2.4: Các dạng bể lắng cát ......................................................................................... 22 Hình 2.5: Bể lắng ly tâm .................................................................................................... 23 Hình 2.6: Bể tuyển nổi khí hòa tan DAF ........................................................................... 25 Hình 2.7: Bể vớt dầu .......................................................................................................... 25 Hình 2.8 :Sơ đồ các phương pháp xử lý hóa lý ................................................................ 27 Hình 2.9: Sơ đồ phân loại các phương pháp xử lý sinh học ............................................ 31 Hình 2.10.: Sơ đồ hoạt động của hệ thống SBR ............................................................... 35 Hình 2.11: Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng bám dính. ................................ 36 Hình 2.12 :Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt. ................................................................... 37 Hình 2.13: Sơ đồ đĩa quay sinh học tiếp xúc .................................................................... 38 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1............................................................ 51 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2 .......................................................... 52 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM vii SVTH: LÊ THANH HẢI DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Đặc trưng thành phần nước thải hấp thụ bụi sơn ....................................... 11 Bảng 1.2: Đặc trưng thành phần nước thải công nghiệp sản xuất phân bón ............. 11 Bảng 1.3: Đặc trưng thành phần nước thải chế biến nông sản ................................... 12 Bảng 1.4: Đặc trưng thành phần nước thải điện gia dụng .......................................... 12 Bảng 1.5: Đặc trưng thành phần nước thải chế biến hàng tiêu dùng ......................... 13 Bảng 1.6: Đặc trưng thành phần nước thải ngành sản xuất phi kim loại .................. 13 Bảng 1.7: Nguồn phát sinh CTRCN nguy hại ............................................................ 15 Bảng 3.1: Các thông số dự kiến đầu vào và ra của nước thải tại KCN Bảo Vinh. ......... 49 Bảng 4.1: Tổng hợp tính toán bể thu gom ........................................................................ 59 Bảng 4.2: Tổng hợp tính toán bể điều hoà ........................................................................ 64 Bảng 4.3: Tổng hợp tính toán bể keo tụ ............................................................................ 66 Bảng 4.4: Tổng hợp tính toán bể tạo bông ........................................................................ 70 Bảng 4.6: Tổng hợp tính toán bể lắng I ............................................................................. 70 Bảng 4.7: Tổng hợp tính toán bể Aerotank ....................................................................... 75 Bảng 4.8: Thông số cơ bản thiết kế bể lắng đợt II ........................................................... 83 Bảng 4.9: Tổng hợp tính toán bể lắng đợt II ..................................................................... 84 Bảng 4.10 Kích thước vật liệu lọc ..................................................................................... 87 Bảng 4.11 Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát một lớp và lọc Anthracite ............................................................................................................................ 91 Bảng 4.12 Các thông số thiết kế bể lọc áp lực .................................................................. 93 Bảng 4.13: Tổng hợp tính toán bể tiếp xúc ....................................................................... 95 Bảng 4.14: Tổng hợp tính toán bể nén bùn ....................................................................... 98 Bảng 5.1 : Bảng chi phí xây dựng ................................................................................... 102 Bảng 5.2 : Bảng chi phí thiết bị ....................................................................................... 103 Bảng 5.3: Bảng tiêu thụ điện ........................................................................................... 108 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM viii SVTH: LÊ THANH HẢI Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM 1 SVTH: LÊ THANH HẢI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Tỉnh Đồng Nai nằm trong những vùng kinh tế trọng điểm phía nam, trong thời gian qua luôn là một trong những tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế cao, thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước ngày càng tăng. Tuy nhiên, phần lớn các nhà đầu tư chỉ tập trung vào các khu công nghiệp (KCN) ờ phía nam của tỉnh. Hiện tại, nhu cầu thuê đất còn rất lớn nên dẫn đến quỹ đất công nghiệp cho thuê còn rất ít và chưa tận dụng được tiềm lực của tỉnh hiện hữu. Do vậy, chủ trương của tỉnh là đẩy mạnh hướng phát triển các KCN về các vùng nằm phía Bắc của tỉnh nơi cộng đồng dân cư còn khó khăn thiếu thốn. Sự ra đời của KCN Bảo Vinh thu hút hàng vạn lao động trực tiếp trong nhà máy và tạo thêm công ăn việc làm cho hàng vạn lao động trên công trường xây dựng và lao động gián tiếp cho các dịch vụ khác. Trong tương lai, KCN Bảo Vinh sẽ không ngừng lớn mạnh kéo theo sự gia tăng các vấn đề môi trường. Tuy nhiên, cũng như tất cả các KCN khác, các vấn đề môi trường nảy sinh trong hoạt động của KCN đang là nỗi bức xúc của chính quyền và người dân nên cần được giải quyết. Hoạt động của KCN sẽ phát sinh một khối lượng chất thải rắn lớn và một lượng nước thải với nồng độ các chất ô nhiễm tương đối cao Do đó, việc đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung cho KCN Bảo Vinh để đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi xả vào hệ thống kênh, rạch thoát nước tự nhiên là một điều cấp thiết và phải tiến hành đồng thời với quá trình hình thành và hoạt động của KCN nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho KCN trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng Chính vì lý do đó em đã chọn và tiến hành thực hiện đề tài “ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải KCN Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Bảo Vinh – Đồng Nai, công suất 5000m3/ngày.đêm GVHD: TS. THÁI VĂN NAM 2 SVTH: LÊ THANH HẢI đêm” với mong muốn tìm hiểu quá trình tính toán thiết kế cho một công trình xử lý nước thải cụ thể. 2. Mục tiêu đề tài Dựa vào thành phần, tính chất của nước thải, luận văn đã lựa chọn công nghệ, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho KCN Bảo Vinh nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do nước thải gây ra, đạt quy chuẩn QCVN 24 - 2009 cột A trước khi thải ra nguồn tiếp nhận để bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe công đồng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Công nghệ xử lý nước thải cho KCN Bảo Vinh 3.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khu Công Nghiệp Bảo Vinh. Nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của các cơ sở sản xuất của các cơ sở sản xuất thuộc Khu Công Nghiệp Bảo Vinh. 4. Nội dung đề tài Tổng quan về ô nhiễm môi trường do nước thải khu công nghiệp. Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải khu công nghiệp. Lựa chọn công nghệ, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Bảo Vinh với công suất 5000m3/ngàyđêm. Tính toán kinh tế cho công trình. 5. Phương pháp thực hiện Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu công 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 công nghệ xử lý nước thải cho các khu công nghiệp qua các tài liệu chuyên ngành. Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề