Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước thải giết mổ gia cầm 300m3/ngày

Đồ án tốt nghiệp tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải giết mổ gia cầm 300m3/ngày. Tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành môi trường.

• Tác giả: Võ Tường An
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Viết Hùng
• Trường học: Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải giết mổ gia cầm của Công ty TNHH Phạm Tôn, công suất 300 m3/ngày đêm
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về nước thải giết mổ gia cầm

Nước thải giết mổ gia cầm là một trong những loại nước thải công nghiệp phức tạp nhất, chứa nhiều chất ô nhiễm độc hại. Nước thải này phát sinh từ các quy trình sơ chế, chế biến và giết mổ gia cầm tại các nhà máy công suất lớn. Thành phần chính bao gồm chất béo, protein, máu, lông, ruột và các chất hữu cơ khác. Đặc tính nước thải đặc trưng bởi nồng độ COD cao (1000-3000 mg/L), BOD cao (600-1500 mg/L), chứa nitơ và phốt pho dư thừa. Những chất ô nhiễm này gây hại nghiêm trọng đến môi trường nước, làm suy giảm chất lượng nguồn nước và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Do đó, xây dựng trạm xử lý nước thải hiệu quả là cấp thiết đối với các cơ sở giết mổ gia cầm.

1.1. Thành phần gây ô nhiễm chính

Nước thải chứa chất hữu cơ (60-70%), chất béo (10-20%), protein (8-15%), và các vi sinh vật gây bệnh. COD dao động 1500-3000 mg/L, BOD5 khoảng 800-1500 mg/L. Ngoài ra còn có nitrogen (100-200 mg/L) và phosphorus (20-50 mg/L). Nước thải này có tính axit yếu, chứa nhiều vi khuẩn gram dương và gram âm.

1.2. Tác động môi trường

Xả thải trực tiếp gây ô nhiễm nước mặt và nước ngầm, làm clo ơ nước, giết chết sinh vật thủy sinh. Mùi hôi khó chịu tỏa ra gây mất vệ sinh. Các chất ô nhiễm tồn tại lâu dài gây tích tụ sinh học. Cần có hệ thống xử lý nước thải hiệu quả để bảo vệ môi trường.

II. Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải

Công nghệ xử lý nước thải giết mổ gia cầm phải kết hợp nhiều phương pháp để đạt hiệu quả cao. Hệ thống xử lý hai giai đoạn gồm xử lý sơ cấp (cơ học) và xử lý sinh học là giải pháp tối ưu. Phương pháp cơ học loại bỏ chất rắn lơ lửng, chất béo và các hạt lớn. Xử lý sinh học sử dụng vi khuẩn để phân hủy chất hữu cơ, giảm COD và BOD hiệu quả. Bể kỵ khí UASB kết hợp với bể bùn hoạt tính là công nghệ phổ biến, đã áp dụng thành công tại nhiều trạm xử lý tương tự. Đối với công suất 300 m³/ngày, công nghệ này đảm bảo đạt tiêu chuẩn xả thải hiện hành.

2.1. Phương pháp cơ học xử lý sơ cấp

Gồm lưới chắn rác, bể lắng và bể tách dầu. Lưới chắn loại bỏ chất rắn lớn (50-70% tải lượng rắn). Bể lắng cho phép chất rắn lơ lửng lắng xuống (loại bỏ 40-60% COD). Tách dầu tách riêng chất béo để xử lý. Hiệu quả giai đoạn này giảm COD 30-40%, BOD 20-30%.

2.2. Công nghệ sinh học UASB và bùn hoạt tính

Bể kỵ khí UASB phân hủy chất hữu cơ, tạo khí sinh học. Bể bùn hoạt tính tiếp tục xử lý với vi khuẩn hiếu khí. Bể lắng thứ hai tách bùn khỏi nước. Phương pháp này đạt hiệu quả loại bỏ COD 80-90%, BOD 85-95%, phù hợp với tiêu chuẩn xả thải.

III. Thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý

Thiết kế trạm xử lý nước thải công suất 300 m³/ngày bao gồm nhiều công trình đơn vị được tính toán chi tiết. Hầm bơm tiếp nhận có thể tích thiết kế đảm bảo cung cấp nước ổn định. Bể lắng dầu có diện tích phù hợp để tách chất béo hiệu quả. Bể điều hòa cân bằng lưu lượng nước vào. Bể kỵ khí UASB được thiết kế với thời gian lưu nước từ 6-8 giờ, đạt tỷ lệ tải khí hữu cơ tối ưu. Bể bùn hoạt tính có sục khí đủ để duy trì vi khuẩn hiếu khí. Bể lắng đợt II tách bùn bằng trọng lực. Hệ thống đường ống, bơm, thiết bị lọc được thiết kế để vận hành ổn định và hiệu quả.

3.1. Bể chứa bơm và điều hòa nước

Hầm bơm tiếp nhận có dung tích 30-40 m³, bơm công suất 20-25 m³/h. Bể điều hòa dung tích 50-60 m³, thời gian lưu 3-4 giờ. Bể tách dầu diện tích 15-20 m², chiều sâu 1.5 m. Các bể được thiết kế với cấp độ an toàn phù hợp với lưu lượng thiết kế 300 m³/ngày (12.5 m³/h).

3.2. Bể kỵ khí UASB và bể bùn hoạt tính

Bể UASB thể tích 150-180 m³, chiều cao 4-5 m, diện tích 30-40 m². Bể bùn hoạt tính thể tích 100-120 m³, có hệ thống sục khí, tỷ lệ bùn hoạt (MLSS) 3000-4000 mg/L. Bể lắng II diện tích 25-30 m², thời gian lưu 2-3 giờ. Các bể được bố trí hợp lý để dễ vận hành và bảo trì.

IV. Kinh phí xây dựng và quản lý vận hành

Dự toán kinh phí xây dựng trạm xử lý nước thải công suất 300 m³/ngày bao gồm nhiều hạng mục chi phí. Chi phí xây dựng dân dụng (các bể, công trình) chiếm tỷ lệ lớn, khoảng 40-45% tổng chi phí. Chi phí cung cấp và lắp đặt thiết bị (bơm, máy sục khí, hệ thống điều khiển) khoảng 30-35%. Chi phí đường ống, van, phụ kiện khoảng 10-12%. Chi phí khác (thiết kế, giám sát, khảo sát địa chất) khoảng 8-10%. Tổng giá trị dự toán dao động 4-6 tỷ đồng tùy vị trí địa điểm. Sau xây dựng, chi phí vận hành hàng năm khoảng 200-300 triệu đồng, bao gồm điện năng, hóa chất, nhân công, bảo trì. Quản lý vận hành hiệu quả giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị và đảm bảo chất lượng xả thải.

4.1. Chi phí đầu tư xây dựng

Công trình xây dựng dân dụng (các bể, hầm bơm, nhà máy): 1.8-2.2 tỷ đồng. Thiết bị (bơm, blower, máy lọc, control): 1.2-1.5 tỷ đồng. Đường ống, van, phụ kiện: 400-500 triệu đồng. Tư vấn, thiết kế, giám sát: 300-400 triệu đồng. Tổng cộng: 3.8-4.6 tỷ đồng (có thể khác tùy thị trường địa phương).

4.2. Chi phí vận hành hàng năm

Điện năng (sục khí, bơm): 100-120 triệu đồng/năm. Hóa chất xử lý: 30-40 triệu đồng/năm. Nhân công: 40-50 triệu đồng/năm. Bảo trì, sửa chữa: 20-30 triệu đồng/năm. Cộng: 190-240 triệu đồng/năm, tương đương 632-800 ngàn đồng/m³ nước thải.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH PHẠM TÔN 1.1 Thông tin chung về công ty TNHH Phạm Tôn  Tên công ty: Công ty TNHH Phạm Tôn  Địa chỉ: Ấp Tân Thắng, xã Tân Bình, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương  Điện thoại: [phone]; Fax: [phone]  Người đại diện có thẩm quyền: (bà ) Tôn Thanh Thùy; Chức vụ: Tổng giám đốc  Ngành nghề kinh doanh: Sản xuất, mua bán các sản phẩm chăn nuôi gia cầm (thịt, trứng, sữa), kinh doanh giết mổ và chế biến động vật ( thịt gia cầm).  Mặt bằng tổng thể của công ty Phạm Tôn Suối thoát nước Trạm xử lý nước thải Trạm nước cấp Đường ống thoát nước liên Hố ga tỉnh Xưởng sản xuất Chuồng nhốt Nhà xe Xưởng sản xuất P. bảo trì Nhà P.Bảo vệ ăn Văn phòng Vườn hoa Cổng vào Cổng vào Đường liên tỉnh Hình 1.1: Mặt bằng tổng thể công ty Phạm Tôn. Trang 3 SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD :TS.

Đặng Viết Hùng 1.2 Quy trình sản xuất của công ty Phạm Tôn: 1.1 Quy trình công nghệ sản xuất gia cầm Treo, gây mê Gia cầm Cắt tiết Nhúng lông Nước thải Vặt lông Chất thải rắn, lông Ngâm pharaphine Nước thải Mỏ bụng Nước thải, CTR Đóng gói Kho lạnh Hình 1.2: Quy trình giết mổ gia cầm  Thuyết minh quy trình sản xuất Các sản phẩm được sản xuất trên một dây chuyền khép kín và đồng bộ, có thể mô tả theo từng công đoạn như sau:  Nhập liệu: Gia cầm (vịt, gà) được mua từ các tỉnh trong khu vực và các trang trại lân cận, sau đó nhập vào chuồng nuôi dự trữ của công ty sau khi kiểm tra chất lượng đầu vào. Trang 4 SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD :TS. Đặng Viết Hùng  Nguyên liệu: Sau khi được kiểm tra thì được chuyển vào băng chuyền, treo và gây mê bằng điện. Sau đó gia cầm được chuyển vào các thiết bị: Cắt tiết, nhúng lông, vặt lông và ngâm pharaphine.

 Ngâm pharaphine: Sản phẩm của quá trình vặt lông sẽ được ngâm pharaphine (Pharaphine không phải là hóa chất và không gây nguy hại cho môi trường và con người). Bể ngâm pharaphine là dùng các vòi phun nước có áp lực lớn để làm sạch lông một lần nữa.  Mổ bụng  Pha cắt  Đóng gói: Sản phẩm sau khi được xử lý theo băng tải vào máy đóng gói và được đóng gói theo quy cách định sẵn của máy. Kho lạnh: Sau khi sản phẩm được đóng gói, băng tải tự động chuyển sản phẩm vào kho lạnh.

Ở đây, công nhân của công ty sẽ sắp xếp các sản phẩm theo khu vực được định sẵn.2 Nguyên, nhiên liệu, lao động phục vụ cho hoạt động sản xuất ­ Nguyên liệu: Gà, vịt dùng trong quá trình sản xuất chủ yếu được cung cấp từ thị trường trong nước. Gia cầm khi được mua về thì được lưu trữ vào chuồng chứa.1 Nguyên liệu sử dụng /ngày Stt Nguyên liệu thô Đơn vị tính Số lượng 1 Gà Con 30000 2 Vịt Con 20000 3 Pharaphine kg 30 Nguồn: Công ty TNHH Phạm Tôn – tháng 11 năm 2010 ­ Nhiên liệu: + Nhu cầu sử dụng nước: Sử dụng nguồn nước ngầm với giếng khoan cấp nước cho quá trình sản xuất và sinh hoạt của công nhân viên tại công ty, lưu lượng nước sử dụng khoảng 300 m3/ngày đêm. + Nhu cầu sử dụng điện của công ty Phạm Tôn được cung cấp từ chi nhánh điện lực Dĩ An, lượng điện phục vụ cho hoạt động của nhà kho chủ yếu là thắp sáng và Trang 5 SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD :TS. Đặng Viết Hùng vận hành một số máy móc trong quá trình sản xuất của công ty.

Nhu cầu sử dụng điện trong công ty khoảng 1.600 kwh/tháng.3 Các vấn đề ô nhiễm môi trường và biện pháp khắc phục của công ty. Các nguồn thải gây ô nhiễm ở công ty chủ yếu từ các nguồn sau:  Khí thải  Nước thải  Chất thải rắn 1.1 Ô nhiễm môi trường không khí 1.1 Tiếng ồn và độ rung Tiếng ồn từ 80 dBA trở lên sẽ làm giảm sự chú ý, dễ mệt mỏi, nhức đầu chóng mặt, tăng cường sự ức chế thần kinh trung ương và ảnh hưởng tới thính giác của con người. Khi tiếp xúc với tiếng ồn ở cường độ cao trong thời gian dài sẽ dẫn đến bệnh điếc nghề nghiệp. Tiếng ồn cũng gây ảnh hưởng đến hệ tim mạch và làm tăng bệnh đường tiêu hóa.

Tiếng ồn chủ yếu phát sinh từ quá trình giao nhận nguyên liệu và sản phẩm, hoạt động của các phương tiện vận tải với mức ồn tương đối lớn nhưng đây là nguồn gây ồn không liên tục, của các thiết bị máy móc như: Băng chuyền, máy nén, từ khu vực lưu giữu gia súc gia cầm. nhìn chung độ ồn trong khu vực sản xuất ước tính khoảng 70-75dBA. Các biện pháp giảm thiểu của công ty như sau:  Bố trí các máy móc trong từng khu vực một cách hợp lý  Các loại máy móc được cố định vào các bệ đỡ bằng bê tông 1.2 Nhiệt Nguồn nhiệt phát sinh trong quá trình hoạt động của nhà máy chủ yếu các khu vực sau:  Bức xạ nhiệt qua mái nhà xưởng  Khu vực trụng nóng gia cầm 1.3 Mùi Trang 6 SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD :TS. Đặng Viết Hùng Mùi hôi từ khu vực nhốt, chờ và giết mổ gia cầm.

Các khí NH3, H2S phát sinh do quá trình phân hủy phân và nước thải gây ra mùi hắc khó chịu. Công ty đã tiến hành các biện pháp khắc phục mùi như sau:  Vệ sinh thường xuyên khu vực bãi nhập  Khu vực nhốt gia cầm được xây cao ráo, dể thoát nước, nền có độ dốc cao, xây dựng đầy đủ các hệ thống thoát nước.  Sử dụng thuốc sát trùng, vôi định kỳ để diệt các vi khuẩn gây bệnh cũng như các vi khuẩn kích thích quá trình phân hủy chất hữu cơ.  Định kỳ hốt dọn phân, quét dọn nền chuồng  Nước thải được thu gom triệt để về khu xử lý, vệ sinh định kỳ các hố ga.2 Ô nhiễm môi trường nước 1.1 Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt của công ty phát sinh từ hoạt động sinh hoạt của công nhân trong Công ty có chứa các chất ô nhiễm đặc trưng như: rắn lơ lửng (SS), các chất hữu cơ (COD, BOD5), các chất dinh dưỡng (N, P) và vi sinh vật.

Số lượng công nhân viên trung bình khoảng 80 người, tổng lượng nước thải sinh hoạt ước tính khoảng 6 m3/ngày. Nước thải từ các nhà vệ sinh thì được thu gom và cho chảy vào các bể tự hoại để lắng phần cặn trước khi dẫn về hệ thống xử lý nước thải tập trung của công ty.2 Nước thải sản xuất Đặc trưng nước thải sản xuất phát sinh thường bị nhiễm bẩn nặng bởi huyết, mỡ, protein, nitơ, phospho, các chất tẩy rửa và các chất bảo quản. Nồng độ các chất gây ô nhiễm cao trong nước thường có nguồn gốc từ chất thải là huyết và khâu làm lông, trong huyết chứa hàm lượng nitơ rất cao. Trang 7 SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD :TS.

Đặng Viết Hùng Nước thải từ quá trình vệ sinh chuồng trại, đặc trưng của nguồn nước thải này là chứa nhiều protit, axit amin…, lượng nước thải này thường kéo theo cả phần thức ăn thừa nên hàm lượng chất hữu cơ rất cao.3 Chất thải rắn Chất thải rắn của Công ty bao gồm:  Rác thải từ quá trình sản xuất Chất thải rắn là lông, móng, phế phẩm dư thừa, xác gia cầm chết được công ty hợp đồng với các đơn vị có nhu cầu thu mua, khối lượng rác này phát sinh khoảng 300kg/ngày.  Rác thải sinh hoạt Với số lượng công nhân viên làm việc tại công ty là 80 người và trung bình lượng rác thải ra 34 kg/ngày. Lượng rác này được thu gom vào thùng rác và Công ty Công trình đô thị thu gom vào cuối mỗi ngày.  Rác thải nguy hại Lượng rác này chủ yếu là giẻ lau dính dầu nhớt, bóng đèn huỳnh quang thải cúng với các thùng chứa dung môi, lượng rác này phát sinh rất ít, được công ty thu gom và chứa vào thùng chứa.

Trang 8 SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD :TS. Đặng Viết Hùng CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ GIA CẦM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Thành phần gây ô nhiễm chính trong nước thải giết mổ gia cầm Nước thải giết mổ gia cầm có nguồn ô nhiễm đặt trưng, chủ yếu là chất thải rắn (lông, các phế phẩm.) và lượng nước thải có độ màu, coliform cao có mùi hôi thối khó chịu. Theo tham khảo thì thành phần nước thải giết mổ gia cầm thường có mức độ ô nhiễm cao, các chỉ tiêu thường vượt tiêu chuẩn nhiều lần. Thành phần các chất ô nhiễm có trong nước thải giết mổ gia cầm thể hiện trong bảng 2.1: Thành phần nước thải giết mổ gia cầm STT Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ đầu vào 1 pH - 6.7 2 TSS mg/l 290 – 810 3 COD mg/l 1450 – 3000 4 BOD5 mg/l 750 – 2100 5 Tổng Nito mg/l 80 – 116 6 Tổng dầu, mỡ ĐTV mg/l 85 – 175 7 Tổng photpho Mg/l 12 - 26 8 Tổng Coliforms MPN/100 ml 2,5.107 Nguồn: Theo sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình của Lâm Minh Triết 2.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải 2.1 Phương pháp cơ học Xử lý cơ học thường áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý, dùng để loại các tạp chất không tan cả vô cơ lẫn hữu cơ có chứa trong nước.

Tùy theo đặc điểm của Trang 9 SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD :TS. Đặng Viết Hùng từng loại cặn có trong nước thải mà các công trình đơn vị sau đây có thể áp dụng như: Song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng. Lắng là một quá trình quan trọng trong công nghệ xử lý nước thải, thường được áp dụng để tách các chất lơ lửng ra khỏi nước thải dựa trên sự khác biệt về trọng lượng giữa các tạp chất và nước. Quá trình lắng có khả năng loại bỏ từ 60 – 70% lượng cặn lơ lửng có trong nước thải (nếu không sử dụng hóa chất) và loại bỏ từ 80 – 90% lượng cặn bẩn chứa trong nước (nếu có sử dụng hóa chất).1 Một số công trình đơn vị trong phương pháp cơ học  Song chắn rác Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi như: giấy, rau cỏ, rác được gọi chung là rác.

Đối với các tạp chất có kích thước < 5 mm thường dùng lưới chắn rác. Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục.