Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công ty nhật tân công suất 300m3 ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN, THẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG TY NHẬT TÂN CÔNG SUẤT 300M3/NGÀY.ĐÊM Ngành: MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Xuân Trường Sinh viên thực hiện : Lê Hải Sơn MSSV: 09B1080098 Lớp: 09HMT2 TP. Hồ Chí Minh, năm2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC KTCN TP HCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC   NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: LÊ HẢI SƠN MSSV: 09B1080098 NGÀNH HỌC: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG LỚP : 09HMT2 1. Đầu đề đồ án tốt nghiệp: Tính toán & thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công ty Nhật Tân công suất 300 m3/ ngày.đêm. 2. Nhiệm vụ yêu cầu về nội dung: - Khảo sát sơ đồ công nghệ quá trình dệt nhuộm của công ty Nhật Tân. - Tính toán & thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công ty Nhật Tân công suất 300 m3/ ngày.đêm. - Viết báo cáo. - Thể hiện các công trình đơn vị trên bản vẽ A3. 3. Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 01/11/2011 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 03/03/2011 5. Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn T.S Nguyễn Xuân Trường Toàn bộ Nội dung và yêu cầu ĐATN đã được thông qua bộ môn. Ngày……tháng……năm 2011 Chủ nhiệm bộ môn Người hướng dẫn chính PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt ( chấm sơ bộ) ....................................................................................... Đơn vị: ..................................................................................................................... Ngày bảo vệ: ............................................................................................................ Điểm tổng kết: ......................................................................................................... Nơi lưu trữ đồ án tốt nghiệp: .................................................................................... KHOA: MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung bài luận văn tốt nghiệp này không sao chép từ đồ án hay luận văn tốt nghiệp khác dưới bất kỳ hình thức nào, các số liệu trích dẫn trong luận văn tốt nghiệp là trung thực. Tôi hoàn toan chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình. Lời đầu tiên, em xin được phép bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất của mình đến Thầy Nguyễn Xuân Trường, người hướng dẫn trực tiếp cho em đồ án tốt nghiệp này và là người đã nhiệt tình chỉ giảng và hướng dẫn trực tiếp cho em trong suốt thời gian qua. Cảm ơn Quý Thầy, Cô khoa Môi Trường và Công nghệ Sinh học đã luôn quan tâm, tận tình hướng dẫn cũng như giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và thực hiện Đồ Án Tốt Nghiệp này. Em xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Công ty Nhật Tân cô chú, anh chị trong Phòng điều hành và phòng kỹ thuật đã tận tình giúp đỡ, cung cấp cho em những tài liệu cũng như kinh nghiệm thực tiễn trong suốt quá trình làm đồ án, tạo mọi điều kiện cho em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo này. Cảm ơn Gia Đình, bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ em trong quá trình học tập. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn và kính gửi đến toàn thể Ban lãnh đạo, Quý Thầy Cô trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ, các cô chú, anh chị lời chúc sức khỏe và hạnh phúc. LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... Điểm số bằng số Điểm số bằng chữ TP.HCM, ngày tháng 03 năm 2011 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hoá COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hoá hoá học pH : Chỉ tiêu dùng đánh giá tính axít hay bazơ SS : Suspended Solid – Hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS : Total Suspended Solid (tổng chất rắn lơ lửng) VSS : Volatile Suspended Solid (chất rắn lơ lửng bay hơi) MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid - Chất rắn lửng trong bùn lỏng MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng VS : Chất rắn bay hơi TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam XLNT : Xử lý nước thải BTCT : Bê tông cốt thép T.S : Tiến sĩ Th.S : Thạc sĩ UASB :Upflow Anaerobic Sludge Blanket DANH MUC CÁC BẢN Danh mục Trang Bảng1.1: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt - nhuộm 11 Bảng1.2: Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp Dệt nhuộm ở Việt Na 12 Bảng1.3: Nồng độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải Dệt nhuộm. 12 Bảng1.4: Tính chất nước thải của nhà máy Dệt nhuộm Dũng Tâm 12 Bảng1.5: QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp 13 Bảng 2.1: Thành phần tính chất nước thải nhuộm được trình bày theo bản sau 23 21 Bảng 5.1: chi phí đầu tư................................................................................ 76 Bảng 5.2: Chi phí đầu tư thiết bị ................................................................... 77 Bảng 5.3: Bảng tính toán điện năng sử dụng vận hành hệ thống.................... 84 DANH MỤC CÁC HÌNH Danh mục Trang Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm hàng sợi bông & các nguồn nước thải .......................................................................................... 7 Hình 2.1: Sơ đồ qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải 22 Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp dụng 23 Hình 2.3: Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan 25 Hình 2.4: Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức) .. 26 Hình 3.1: Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm công ty Nhật Tân .................. 28 Hình 3.2: Cấu tạo bể lắng. ............................................................................ 32 MỤC LỤC trang Lời mở đầu ....................................................................................................... 1 A. Tính cần thiết của đề tài ............................................................................... 1 B. Mục tiêu của đề tài ....................................................................................... 2 C. Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài .................................................................... 2 D. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ......................................................................... 2 E. Giới hạn đề tài ............................................................................................. 3 CHƢƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM .............................................. 4 1.1.1 Các quá trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm ................................ 4 1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thƣờng dùng trong ngành dệt nhuộm ............... 8 1.1.3 Nhu cầu về nƣớc và nƣớc thải trong xí nghiệp dệt nhuộm ................... 9 1.2 CÁC CHẤT Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 10 1.3 ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM TRÔNG NƢỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM ĐẾN NGUỒN TIẾP NHẬN ............................ 14 CHƢƠNG 2: MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 2.1 XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP CƠ HỌC ....................... 16 2.1.1 Song chắn rác ................................................................................... 17 2.1.2 Lƣới chắn rác ................................................................................... 17 2.1.3 Bể điều hòa ...................................................................................... 17 2.2 XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA HỌC .................... 17 2.2.1 Phƣơng pháp trung hòa .................................................................... 18 2.2.2 Phƣơng pháp oxy hóa khử ................................................................ 18 2.3 XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA_LÝ ...................... 19 2.3.1 Quá trình keo tụ tạo bông ................................................................. 19 2.3.2 Phƣơng pháp trích ly ........................................................................ 19 2.4 XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC ................... 20 2.5 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM ... 21 2.5.1 Công nghệ xủ lý nƣớc thải dệt nhuộm trong nƣớc ............................ 21 2.5.1.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nƣớc thải nhuộm vải ........ 22 2.5.1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm đang đƣợc áp dụng 24 2.5.2 Công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm trên thế giới ......................... 25 2.5.2.1 Công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan ....... 25 2.5.2.2 Công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức) 25 CHƢƠNG 3: ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ CÔNG SUẤT 300M3/NG.Đ ................................................................ 27 3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ......................................................... 27 3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau ....... 27 3.1.2 Yêu cầu xử lý ................................................................................. 27 3.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ ........................................................................ 28 3.2.1. THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ ................................ 29 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI ............................................. 34 4.1. Song chắn rác .......................................................................................... 34 4.1.1.Nhiệm vụ ......................................................................................... 34 4.1.2.Tính toán .......................................................................................... 34 4.2. Bể tiếp nhận ............................................................................................ 35 4.2.1. Nhiệm vụ ........................................................................................ 35 4.2.2. Tính toán ......................................................................................... 36 4.3 Bể điều hòa .............................................................................................. 36 4.3.1 Chức năng ........................................................................................ 37 4.3.2 Tính toán .......................................................................................... 37 4.4 Bể phản ứng ............................................................................................. 42 4.4.1 Chức năng ........................................................................................ 42 4.4.2 Tính toán ......................................................................................... 42 4.5 Bể lắng I ................................................................................................... 45 4.5.1 Chức năng ........................................................................................ 45 4.5.2 Tính toán ......................................................................................... 45 4.6 Bể Aerotank ............................................................................................. 51 4.6.1 Chức năng ........................................................................................ 51 4.6.2 Tính toán .......................................................................................... 52 4.7 Bể lắng II ................................................................................................. 61 4.7.1 Chứa năng ....................................................................................... 61 4.7.2 Tính toán .......................................................................................... 61 4.8 Bể nén bùn (kiểu đứng) ............................................................................ 66 4.8.1 Chức năng ........................................................................................ 66 4.8.2 Tính toán: ......................................................................................... 66 4.9 Máy nén bùn............................................................................................. 68 4.9.1 Chức năng ........................................................................................ 68 4.9.2 Tính toán .......................................................................................... 68 4.10 Bể Tiếp xúc ............................................................................................ 68 4.10.1 Chức năng ...................................................................................... 68 4.10.2 Tính toán ........................................................................................ 69 4.11 Bể trộn hóa chất...................................................................................... 71 4.12 TÍNH TOÁN HÓA CHẤT SỬ DỤNG ................................................... 73 4.12.1 Bể chứa Urê (nồng độ 10%) và van điều chỉnh dung dịch Urê (cho vào bể Aerotank) ................................................................. 73 4.12.2 Bể chứa axit photphoric (H3PO4) và van điều chỉnh châm H3PO4 (cho vào bể Aerotank) ................................................................. 73 4.12.3 Bể chứa dung dịch axit H2SO4 và bơm châm H2SO4 (cho vào bể điều hòa) ....................................................................................... 74 4.12.4 Chất trợ lắng polymer dạng bột sử dụng ở bể lắng I ................ 75 CHƢƠNG 5: DỰ TOÁN KINH PHÍ DỰ KIẾN THỰC HIỆN XÂY DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI ........................ 76 5.1 Chi phí đầu tƣ xây dựng ........................................................................... 76 5.2 Chi phí đầu tƣ thiết bị ............................................................................... 77 5.3 Chi phí vận hành hệ thống xử lý .............................................................. 82 5.3.1 Nhân viên vận hành .......................................................................... 82 5.3.2 Hóa chất ........................................................................................... 82 5.3.3 Điện năng ......................................................................................... 84 KẾT LUẬN ................................................................................................... 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 86 PHỤ LỤC ..................................................................................................... 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG 1 SVTH: LÊ HẢI SƠN MỞ ĐẦU 1. Tính cần thiết của đề tài Dệt nhuộm ở nƣớc ta là ngành công nghiệp có mạng lƣới sản xuất rộng lớn với nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại và gần đây tốc độ tăng trƣởng kinh tế rất cao. Trong chiến lƣợc phát triển kinh tế của ngành dệt nhuộm, mục tiêu đặt ra đến năm 2010 sản lƣợng đạt trên 2 tỉ mét vải, kim ngạch xuất khẩu đạt 3,5 – 4 tỉ USD, tạo ra khoảng 1 triệu việc làm. Tuy nhiên, đây chỉ là điều kiện cần cho sự phát triển, để ngành công nghiệp dệt nhuộm phát triển thật sự thì chúng ta phải giải quyết vấn đề nƣớc thải và khí thải một cách triệt để. Công nghệ dệt nhuộm sử dụng một lƣợng nƣớc khá lớn phục vụ cho các công đoạn sản xuất đồng thời xả ra một lƣợng nƣớc thải bình quân 12 – 300 m3/tấn vải. Trong đó, nguồn ô nhiễm chính là từ nƣớc thải công đoạn dệt nhuộm và nấu tẩy. Nƣớc thải giặt có pH: 9 – 12, hàm lƣợng chất hữu cơ cao (có thể lên đến 3000 mg/l), độ màu trên dƣới 1000 Pt – Co, hàm lƣợng SS có thể bằng 2000 mg/l. Theo kết quả phân tích nƣớc thải ở làng nghề dệt nhuộm Vạn Phúc (Hà Tây) thì chỉ số BOD là 67 – 159mg/l; COD là 139 – 423mg/l; SS là 167 – 350mg/l, và kim loại nặng trong nƣớc nhƣ Fe là 7,68 mg/l; Pb là 2,5 mg/l; Cr6+ là 0.08 mg/l [Trung tâm công nghệ xử lý môi trường, Bộ tư lệnh hoá học, 2003]. Theo số liệu của Sở Tài nguyên Môi trƣờng Thái Bình, hàng năm làng nghề Nam Cao sử dụng khoảng 60 tấn hóa chất các loại nhƣ ôxy già, nhớt thủy tinh, xà phòng, bồ tạt, Javen, thuốc nhuộm nấu tẩy và in nhuộm. Các thông số ô nhiễm môi trƣờng ở Nam Cao cho thấy hàm lƣợng chất rắn lơ lửng trong nƣớc thải cao hơn tiêu chuẩn cho phép 3,75 lần, hàm lƣợng BOD cao hơn tiêu chuẩn cho phép tới 4,24 lần, hàm lƣợng COD cao hơn tiêu chuẩn cho phép 3 lần. Thực chất, tiêu chuẩn Greentrade Barrier - tiêu chuẩn thƣơng mại “xanh”, cũng chính là một rào cản thƣơng mại xanh. Rào cản thƣơng mại xanh đƣợc áp dụng đối với hàng may mặc là đòi hỏi các sản phẩm phải đáp ứng đƣợc các tiêu chuẩn sinh thái quy định, an toàn về sức khỏe đối với ngƣời sử dụng, không gây ô nhiễm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG 2 SVTH: LÊ HẢI SƠN môi trƣờng trong sản xuất, bắt buộc các nhà xuất khẩu phải tuân thủ. Nhƣ vậy là, trong cuộc cạnh tranh quyết liệt sau khi hạn ngạch dệt may đƣợc rỡ bỏ và một số tiêu chuẩn đƣợc các thị trƣờng EU, Mỹ, Nhật... Áp dụng, thì rào cản thƣơng mại “xanh” là một thách thức, trở ngại lớn đối với tất cả các nƣớc xuất khẩu hàng dệt may. Chính vì những yêu cầu hết sức cấp thiết đó nên trong chuyên đề này nhóm sẽ đề xuất “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành dệt nhuộm công suất 300m 3/ngày đêm”. 2. Mục tiêu của đề tài Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải dệt nhuộm có công suất 300m 3/ngày đêm đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp (cột B). 3. Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài 1. Biên hội và tổng hợp tài liệu. 2. So sánh đối chiếu và lựa chọn công nghệ. 3. Trích dẫn một số tiêu chuẩn trong QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp. 4. Tính toán và đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm. 4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Hiện nay các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm đa số đều sử dụng phƣơng pháp hóa lý, nhƣ vậy sẽ tiêu tốn một lƣợng hóa chất rất lớn và không đáp ứng đƣợc yêu cầu kinh tế, làm cho giá thành xử lý 1m3 nƣớc thải sẽ rất lớn. Trong chuyên đề này sẽ trình bày phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp sinh học kết hợp với hóa lý, nhằm xử lý triệt để nƣớc thải và mang lại tính kinh tế trong quá trình xử lý. Tỉnh Long An hiện nay có nhiều nhà máy dệt nhuộm nhƣng vẫn chƣa có hệ thống xử lý hoạt động hiệu quả, nhóm chúng tôi hy