Thiết kế trạm xử lý nước thải di động xử lý nước thải công nghiệp và nguy hại với công suất 3-6m3/ ngày.

GVHD : GVC. Ts Nguyễn Thị Phương Loan

SVTH: Lê Khác Bình & Nguyễn Thị Thu Thủy 

DOWNLOAD

XEM TRỰC TUYẾN POWER POINT

XEM TRỰC TUYẾN BÀI WORD

Đề tài: THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI DI ĐỘNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ NGUY HẠI VỚI CÔNG SUẤT 3-6 M³/NGÀY

I.               GIỚI THIỆU

1.1           Đặt vấn đề

Nước là nhu cầu thiết yếu đối với sản xuất và cuộc sống. Nước do thiên nhiên ban tặng , là nguồn tài nguyên vô tận mà quốc gia nào cũng có. Tuy nhiên, với sự phát triển kinh tế và xã hội, gia tăng dân số, ô nhiễm mỗi trường, biến đổi khí hậu… khiến nguồn tài nguyên đang trên bờ vực báo động toàn cầu.

Kinh tế, đời sống và xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu về nước càng nhiều. Trong khi, nguồn nước bị ô nhiễm ngày càng tăng. Sự biến đổi khí hậu toàn cầu làm đảo lộn việc phân phối nguồn nước tự nhiên. Nước biển dâng cao do băng tan, tai nạn trong vận tải biển, khai thác dầu khí… Quá trình đô thị hóa, hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và biến đổi khí hậu ngày càng gây áp lực nặng nề lên nguồn nước. Nghiêm trọng nhất là tại các nước đang phát triển, có đến 70% lượng chất thải công nghiệp không qua xử lý bị trực tiếp đổ vào các nguồn nước, khiến cho nguồn nước bị ô nhiễm nghiêm trọng.

Theo một vài thống kê hiện nay trên cả nước thì hầu hết các doanh nghiệp, nhà máy đều có hệ thống xử lý nước thải. Vấn đề ở đây là đa số hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy đều không đạt yêu cầu hoặc vì sợ tốn chi phí nên các nhà máy không xử lý hoàn toàn hoặc thải bỏ trực tiếp ra môi trường. Bên cạnh đó một số các cơ sở sản xuất nhỏ, các phòng khám tư nhân với nguồn nước thải nhỏ lẻ nên không đầu tư các hệ thống xử lý nước thải mà thải bỏ trực tiếp ra môi trường.

Trước những vẫn đề cấp bách về môi trường chúng ta cần phải có những biện pháp kịp thời nhằm ứng phó với các nguy cơ trên. Do đó, đề tài được đưa ra là thiết kế trạm xử lý nước thải di động xử lý nước thải công nghiệp và nguy hại với công suất 3 – 6 m³/ ngày.

1.2 Hiện trạng

1.2.1 Nước thải công nghiệp

Hiện trạng của nước thải công nghiệp hiện nay thì không cần phải đề cập nhiều nữa. Hàng ngày hàng giờ, các báo đài vẫn liên tục đưa tin về vấn đề ô nhiễm các con sông, các kênh rạch do các nhà máy, các khu công nghiệp xả thải ra, công khai cũng có, không công khai cũng có. Mức độ ô nhiễm là rõ ràng, các tác động của nó là trực tiếp và nhìn thấy được.

1.2.2 Nước thải nguy hại

Hiện nay,việc quản lý và xử lý chất thải không an toàn, đặc biệt là các loại CTNH, đã để lại những hậu quả nặng nề về môi trường, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng như các điểm tồn lưu hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật, các bãi rác không hợp vệ sinh, các bãi đổ chất thải của các nhà máy sản xuất…Vì vậy, quản lý và xử lý an toàn chất thải, đặc biệt là chất thải nguy hại (CTNH) nhằm giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường và hạn chế các tác động xấu tới sức khỏe con người là một trong những vấn đề cấp bách.

1.2.3 nước thải y tế

Quản lý nước thải phát sinh tại các bệnh viện (BV) được ưu tiên hàng đầu trong kiếm soát dịch bệnh và an toàn vệ sinh nghề nghiệp. Tuy vậy, thực hành quản lý dịch thải và nước thải bệnh viện tại Việt Nam chưa có các hướng dẫn chi tiết, tập huấn, thực hành để phân tách và xử lý các dòng thải lỏng nguy hại ngay tại nguồn phát sinh.

Chất thải lỏng truyền nhiễm từ các phòng xét nghiệm, phẫu thuật, dịch lỏng từ cơ thể người bệnh, đặc biệt là dịch, máu thải phải được khử trùng tại khu xét nghiệm, phòng phẫu thuật, điều trị, buồng bệnh trước khi xả vào hệ thống nước thải chung. Nước thải BV chứa BOD, COD, SS, Tổng N, Tổng P, và tổng coliform, H2S cao, cần được xử lý tại hệ XLNT đáp ứng tiêu chuẩn xả thải. Công nghệ xử lý nước thải BV với đặc thù ô nhiễm vi sinh vật, ô nhiễm các chất hữu cơ và dinh dưỡng cần được khử trùng và giám sát trước khi xả thải. Để đạt được hiệu quả khử trùng cao thì các chỉ tiêu như BOD, COD và đặc biệt hàm lượng amoni phải ở mức thấp cho phép. Bên cạnh đó, yêu cầu phân tách riêng từng dòng thải để xử lý chuyên biệt, vừa đảm bảo vệ sinh môi trường (VSMT), đảm bảo hệ XLNT BV hoạt động hiệu quả, chi phí xử lý thấp. Vì vậy, cần phải có nghiên cứu đánh giá hiện trạng, đề xuất các biện pháp cải thiện

1.3    Các vấn đề môi trường

1.3.1 Ô nhiễm đất

Đất cùng với con người đồng hành qua các thời kì công nghiệp khác nhau từ nền nông nghiệp sơ khai đến nền nông nghiệp hiện đại như ngày nay. Tuy nhiên con người lại có những tác dộng xấu đến môi trường  trong sản xuất, xả thải của nghành phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật… Tuy nhiên trong phân bón và thuốc  bảo vệ thực vật thường có sẵn kim loại nặng và chất khó phân hủy, khi tích lũy đến một giới hạn nhất định, chúng sẽ thành chất ô nhiễm

1.3.2 Ô nhiễm nước

Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. ở các t
hành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương). Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là rất nặng.

1.3.3 Suy thoái hệ sinh thái

Sự suy thoái môi trường sinh thái gắn liền với sự suy kiệt nguồn tài nguyên và giảm tính đa dạng sinh học. Hoạt động của con người đã làm ô nhiễm và cạn kiệt nguồn nước,đất và không khí.

II.             CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Tổng quan về nước thải

2.1.1 Quá trình hình thành

Sự phát triển của các loại hình công nghiệp, sự gia tăng nhu cầu tiêu dùng, hưởng thụ vật chất v.v,. đã dẫn đến một lượng lớn chất thải được thải ra môi trường trong đó có các chất thải nguy hại và độc hại, sự phát triển của khoa học kỹ thuật (khoa học phân tích, y học, độc chất học…), nhận thức của chủ thải và cộng đồng, hành vi cố tình, sự yếu kém của bộ máy quản lý… đã dẫn đến các hậu quả bi thảm do chất thải nguy hại gây ra.

Các nguồn phát sinh nước thải:

1.     Chất thải từ nguồn thăm dò, khai thác, chế biến khoáng sản, dầu khí và than.

2.     Chất thải từ ngành sản xuất hóa chất vô cơ

3.     Chất thải từ ngành sản xuất hóa chất hữu cơ

4.     Chất thải từ ngành điện và các quá trình nhiệt khác

5.     Chất thải từ ngành luyện kim

6.     Chất thải từ ngành sản xuất vật liệu xây dựng và thủy tinh.

7.     Chất thải từ quá trình xử lý, che phủ bề mặt, tạo hình kim loại và các vật liệu khác.

8.     Chất thải từ quá trình sản xuất, điều chế, cung ứng, sử dụng các sản phẩm che phủ, chất kết dính, chất bịt kín và mực in.

9.     Chất thải từ ngành chế bến gỗ, sản xuất gỗ, giấy và bột giấy.

10.  Chất thải từ ngành chế biến da, lông và dệt nhuộm.

11.  Chất thải từ các cơ sở tái chế, xử lý, tiêu hủy chất thải, xử lý nước cấp snh hoạt và công nghiệp

12.  Chất thải từ ngành y tế và thú y

13.  Dầu thải, chất thải từ nhiên liệu lỏng, chất thải dung môi hữu cơ, dung môi chất lạnh và chất đẩy

2.1.2 Thành phần của nước thải

Các chất ô nhiễm quan trọng cần chú ý đến trong quá trình xử lý nước thải

Chất gây ô nhiễm	Nguyên nhân được xem là quan trọng
Các chất rắn lơ lửng	Tạo nên bùn lắng và môi trường yếm khí khi nước thải chưa được xử lý được thải vào môi trường.
Các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học	Bao gồm chủ yếu là carbohydrate, protein và chất béo. Thường được đo bằng chỉ tiêu BOD và COD. Nếu thải thẳng vào nguồn nước, quá trình sinh học sẽ làm suy kiệt oxy hòa tan của nước.
Các mầm bệnh	Các bệnh truyền nhiễm có thể lây nhiễm từ các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải.
Các dưỡng chất	N và P cần thiết cho sự phát triền của các sinh vật. Khi được thải vào nguồn nước nó có thể làm gia tăng sự phát triển của các loài không mong đợi. Khi thải ra với số lượng lớn trên mặt đất nó có thể gây ô nhiễm nước ngầm.
Các chất ô nhiễm nguy hại	Các hợp chất hữu cơ hay vô cơ có khả năng gây hại đến sức khỏe con người vè hệ sinh thái.
Các hợp chất hữu cơ khó phân hủy	Không thể xử lý được bằng các biện pháp thong thường. Ví dụ các nông dược, phenol….
Kim loại nặng	Có trong nước thải thương mại và công nghiệp và cần loại bỏ khi tái sử dụng nước thải. Một số ion kim loại ức chế các quá trình xử lý sinh học
Chất vô cơ hòa tan	Hạn chế việc sử dụng nước cho các mục đích nông, công nghiệp.

Đặc tính của chất thải nguy hại

Nước  thải nguy hại có chứa các chất có đặc tính sau:

Chất có khả năng gây cháy:

Chất có nhiệt độ bắt cháy <600C, chất có thể cháy do ma sát, tự thay đổi về hóa học. Những chất gây cháy thường gặp là xăng, dầu nhiên liệu, ngoài ra còn có cadium, các hợp chất hữu cơ như benzen, etybenzen, toluene, hợp chất hữu cơ có chữa clo…

hữu cơ như benzen,etybenzen, toluen, hợp chất hữu cơ có chứa clo…

Chất có hoạt tính hóa học cao:

Các chất dễ dàng chuyển hóa hóa học; phản ứngmãnh liệt khi tiếp xúc với nước; tạo hỗn hợp nổ hay có tiềm năng gây nổ vớinước; sinh các khí độc khi trộn với nước; các hợp chất xyanua hay sunfit sinh

khí độc khi tiếp xúc với môi trường axit, dể nổ hay tạo phản ứng nổ khi có ápsuất và gia nhiệt, dễ nổ hay tiêu hủy hay phản ứng ở điều kiện chuẩn; các chất nổ bị cấm

Chất có tính ăn mòn:

Là những chất trong nước tạo môi trường pH < 3 hay pH >12,5; chất có thể ăn mòn thép. Dạng thường gặp là những chất có tính axit hoặc bazo…

Chất có tính độc hại:

Những chất thải mà bản thân nó có tính độc đặc thù đượcxác định qua các bước kiểm tra. Chất thảiđượcphântíchthànhphầntrongcác pha hơi, rắn và lỏng. Khi có thành phần hóa học nào lớn  hơn tiêu chuẩn cho phép thì chất thải đó được xếp vào loại chất thải nguy hại. Chất độc hại gồm: Các kim loại nặng như thủy ngân, cadmium, asenic, chì và các muối của chúng;dung môi hữu cơ như toluen, benzen, axeton, cloroform…; Các chất có hoạt tính sinh học (thuốc sát trùng, trừ sâu, hóa chất nông nghiệp…); Các chất hữu cơ rất bền trong điều kiện tự nhiên nếu tích lũy trong mô mỡ đến một nồng độ nhấtđịnh thì sẽ gây bệnh (PCBs: Poly Chlorinated Biphenyls).

Chất có khả năng gây ung thư và đột biến gen:

Dioxin (PCDD), Asen,cadmium, benzen, các hợp chất hữu cơ chứa clo…

2.1.3 Tác hại của nước thải

Ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến môi trường tự nhiên: đất, nước, không khí, hệ sinh thái và đặc biệt gây ảnh hưởng mạnh mẽ tới sức khỏe, con người như tích tụ, gây độc, nhiễm bệnh và có thể gây tử vong.

2.2 Tình hình nghiên cứu

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Nhiều phương án được nghiên cứu theo nhiều phương pháp nhưng còn mang tính không phổ biến, đại diện và công tác quản lí va xử lý chưa được tôt.

Phương pháp khảo sát hiện trường: khảo sát thực tế tại các cơ sở xử lý chất thải nguy hại do Tổng cục Môi trường cấp phép tại giai đoạn xem xét cấp phép hành nghề quản lý CTNH hoặc thành tra, kiểm tra định kỳ hàng năm.

Phương pháp thống kê: áp dụng trong việc thống kê các số liệu khảo sát và thu thập được.

Phương pháp nghiên cứu tài liệu: nghiên cứu các hồ sơ đăng ký hành nghề của các cơ sở xử lý CTNH do Tổng cục Môi trường cấp phép và các tài liệu có liên quan.

Phương pháp chuyên gia: trao đổi, tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong quá trình xem xét cấp phép hành nghề quản lý CTNH và trong các vấn đề cụ thể.

Phương pháp phân tích: phân tích và đánh giá công nghệ dựa trên các số liệu khảo sát thực tế.

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Nghiên cứu và phát triển công nghệ xử lý CTNH vẫn là vấn đề đau đầu của các nhà quản lý và nhà khoa học về môi trường. các nước trên thế giới đã đầu tư nghiên cứu từ lâu và đạt được nhiều thành tựu mang lại kết quả rõ ràng. Nước ta cần bắt nhịp,thừa hưởng và ứng dụng những thành tựu đó để mang lại kêt quả tốt nhất trong việc nghiên cứu và xử lí.

2.3 Tổng quan phương pháp xử lý

2.3.1 Phương pháp xử lý lý học

Xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp vật lý nhằm tách chất nguy hại ra khỏi chất thải bằng các phương pháp tách pha.

 Lọc: lọc là phương pháp tách hạt rắn từ dòng lưu chất khi qua môi trường xốp.Các hạt rắn được giữ lại ở vật liệu lọc. Quá trình lọc có thể thực hiện nhờ chệnhlệch áp suất gây bởi trọng lực, lực li tâm, áp suất chân không, áp suất dư.

 Kết tủa: là quá trình chuyển chất hoà tan thành dạng không tan bằng các phản ứng hoá học tạo tủa hay thay đổi thành phần hoá chất trong dung dịch, thay đổi điều kiện vật lý của môi trường để giảm độ hoà tan của hoá chất, phần không tan sẽ kết tinh.Phương pháp kết tủa thường dùng kết hợp với các phương pháp tách chất rắn như lắng cặn, li tâm và lọc.

2.3.2 Phương pháp xử lý hóa học

Xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp hoá học nhằm thay đổi tính chấthoá học của chất thải để chuyển nó về dạng không nguy hại.

Oxy hoá khử :phản ứng oxy hoá khử là phản ứng trong đó trạng thái oxy hoá của một chất phản ứng tăng lên trong khi trạng thái oxy hoá cuả một chất khác giảm xuống

Bay hơi :bay hơi là làm đặc chất thải dạng lỏng hay huyền phù bằng phương pháp cấp nhiệt để hoá hơi chất lỏng. Phương pháp này thường dùng trong giai đoạn xử lý sơ bộ để giảm số lượng chất thải cần xử lý cuối cùng.

 Đóng rắn và ổn định chất thải :đóng rắn là làm cố định hoá học, triệt tiêu tính lưu động hay cô lập các thành phần ô nhiễm bằng lớp võ bền vững tạo thành một khối nguyên có tính toàn vẹn cấu trúc cao. Phương pháp này nhằm giảm tính lưu động của chất nguy hại trong môi trường

2.3.3 Phương pháp xử lý sinh học

Chất thải nguy hại cũng có thể xử lý bằng phương pháp sinh học ở điều kiện hiếu khí và yếm khí như chất thải thông thường. Tuy nhiên, bổ sung chủng loại vi sinh phải thích hợp và điều kiện tiến hành được kiểm soát chặt chẽ hơn.

Quá trình hiếu khí :quá trình xử lý sinh học hiếu khí là quá trình hoạt động của vi sinh vật chuyển chất hữu cơ thành các hợp chất vô cơ (quá trình khoáng hoá)trong điều kiện có oxy. Sản phẩm của quá trình là CO2, H2O.

Quá trình yếm khí :quá trình xử lý sinh học yếm khí là quá trình khoáng hoá,nhờ vi sinh vật ở điều kiện không có oxy. Công nghệ xử lý sinh học yếm khí tạo thành sản phẩm khí sinh học CH4 chiếm phần lớn, CO2 và H2, N2, H2S, NH3

III.           PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1  Tổng quan về thành phần nước thải công nghiệp, nguy hại và nước thải bệnh viện và các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp, nguy hại.

Phương pháp thu thập tài liệu: tìm hiểu thông tin qua các tài liệu của công ty.

Phương pháp chuyên gia: tìm hiểu thông tin qua sự hướng dẫn của nhân viên kĩ sư công ty.

Phương pháp thực địa: tiếp cận thực tế mô hình vận chuyển chất thải từ các khu công nghiệp, khu chế xuất cũng như mô hình nhỏ lẻ.

Phương pháp tổng hợp xử lý thông tin.

Dựa trên các tài liệu nghiên cứu có sẵn, tìm hiểu các thành phần nước thải và các phương pháp xử lý đối với từng loại thành phần nước thải.

3.2 Khảo sát thực tế các trạm xử lý nước thải quy mô nhỏ hiện hữu

Khảo sát nước thải công nghiệp nhỏ lẻ:  Thực hiện việc tham quan, khảo sát về thành phần nước thải, công tác vận hành xử lý nước thải của cơ sở sản xuất nhỏ lẻ có công suất nhỏ.

Khảo sát nước thải y tế:  Thực hiện việc tham quan, khảo sát về thành phần nước thải nguy hại trong công tác vận hành và xử lý nước thải nguy hại của các bệnh viện, phòng khám có công suất nhỏ và xin số liệu để thực hiện nghiên cứu và thiết kế công trình xử lý.

Khảo sát, xin số liệu của nhà máy xủa lý nước thải nguy hại:  Thực hiện việc tham quan, khảo sát và thực tập tại nhà máy chuyên xử lý chất thải nguy hại để hiểu rõ về thành phần nước thải nguy hại, công tác vận hành và xử lý nước thải nguy hại của các nhà máy và xin số liệu để thực hiện nghiên cứu và thiết kế công trình xử lý

3.3 Thu thập các số liệu phục vụ thiết kế

Thu thập đủ số liệu cần đem so sánh giữa các công trình khác nhau, giữa thực tế với lý thuyết để lựa chọn số liệu đúng để thực hiện nghiên cứu được dễ dàng và thiết kế công trình đúng theo yêu cầu đặt ra.

IV.           TÍNH  TOÁN THIẾT KẾ

4.1 Số liệu thiết kế

-          Lưu lượng, công suất thiết kế: 3 – 6 m³/ngày

-          Đặc tính nước thải

-          Tiêu chuẩn chất lượng đầu ra: Tiêu chuẩn chất lượng đầu ra phải đảm bảo được xử lí triệt để theo tiêu chuẩn: TCVN 5945:2005  Nước thải công nghiệp - Tiêu chuẩn thải. Trong đó các chất thải nguy hại không được vượt quá ngưỡng chất thải nguy hại QCVN 07: 2009/BTNMT.

4.2 Tính toán thiết kế

-          Đưa ra các phương án thiết kế: đưa ra 2 phương án thiết kế

Phương án 1:

Phương án 2:

-          Lựa chọn phương án tối ưu: xem xét điểm mạnh, yếu của từng phương án ( hiệu quả xử lý, công suất, chi phí xây dựng, chi phí vận hành….) để lựa chọn phương án tối ưu nhất

-          Tính toán hệ thống: tiến hành tính toán chi tiết các thông số cho toàn bộ hệ thống xử lý nước thải

-          Tính toán kinh tế: tính toán kinh tế cho từng hạng mục công trình sao cho chi phí xây dựng rẻ nhất và hiệu quả tốt nhất

-          Chọn phương án thi công: sau khi tính toán, lựa chọn phương án thiết kế và xem xét tính kinh tế chọn lựa phương pháp thi công phù hợp.

4.3 Kết quả

Đạt được:

-          Nghiên cứu Thiết kế  được trạm xử lý nước thải di động xử lý nước thải công nghiệp và nguy hại với công suất 3 – 6 m³/ ngày nhỏ, gọn, dễ thiết kế, thi công và vận hành.

-          Nước thải sau khi xử lí đạt theo tiêu chuẩn xả thải.

-          Nước thải nguy hại được xử lí tại chỗ nơi phát thải, an toàn, tiết kiệm thời gian lưu trữ, vận chuyển và xử lí chất thải nguy hại.

-          Đưa công nghệ mới  vào và cải thiện công nghệ xử lí nước thải tốt hơn trong nước ta.

Mong muốn:

-          Công suất xử lí được cao hơn.

-          Giảm chi phí về vận hành, xử lí và nhất là giảm chi phí về nhiên liệu. 

-          Nước thải sau xử lí đạt tiêu chuẩn cao hơn và tận dụng để tái sử dụng  vào hệ thống xử lí hoặc tưới cây

-          Các cơ quan chức năng, các chủ nguồn thải nhận thức đúng hợp tác và  phối hợp để công trình đạt hiệu quả tốt nhất.