Đồ án tốt nghiệp công nghệ kỹ thuật môi trường thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm liên châu tỉnh bình dương công suất 500m³

Đồ án tốt nghiệp thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Liên Châu, Bình Dương, công suất 500m³, ứng dụng công nghệ kỹ thuật môi trường hiện đại.

• Tác giả: Trần Hoài Thương
• Người hướng dẫn: TS. Trần Thị Kim Anh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm 500m³ tại Bình Dương
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI
• 1.1. Tổng quan về ngành dệt nhuộm ở nước ta
• 1.2. Tình hình ngành dệt nhuộm hiện nay
• 1.3. Quy trình dệt nhuộm. Hóa chất sử dụng trong ngành dệt nhuộm. Tính chất nước thải ngành dệt nhuộm
• 1.4. Công ty TNHH Dệt Liên Châu
• 1.5. Tổng quan về Công ty Dệt Liên Châu. Quy trình công nghệ sản xuất và nguồn thải của Công ty TNHH Dệt Liên Châu
• 1.6. Công nghệ xử lý nước thải của công ty TNHH Dệt Liên Châu
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
• 3.1. Đề xuất 2 phương án thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Liên Châu, tỉnh Bình Dương công suất 500m3/ngày đêm với mục đích mở rộng quy mô sản xuất, nước thải đầu ra cột B, QCVN 40:2011/BTNMT
• 3.2. Phương án 1: Nước thải từ nhà máy → SCR → Hố thu gom → Tháp giải nhiệt → Bể điều hoà → Bể trung hoà → Cụm keo tụ - tạo bông bậc 1 → Bể lắng hoá lý 1 → Bể MBBR → Bể lắng sinh học → Cụm keo tụ - tạo bông bậc 2 → Bể lắng hoá lý 2 → Bể khử trùng
• 3.3. Phương án 2: Nước thải từ nhà máy → SCR → Hố thu gom → Tháp giải nhiệt → Bể điều hoà → Bể trung hoà → Cụm keo tụ - tạo bông bậc 1 → Bể lắng hoá lý 1 → Bể trung gian → Bể SBR → Cụm phản ứng Fenton → Bể lắng hoá lý 2
• 3.4. Xử lý bùn: Bể nén bùn → Máy ép bùn → Thu gom
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHI PHÍ
• 6. CHƯƠNG 6: QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung

Đề tài 'Thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm 500m³ tại Bình Dương' tập trung vào việc phát triển một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả cho nhà máy dệt nhuộm. Nước thải từ ngành dệt nhuộm thường chứa nhiều chất ô nhiễm, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Việc thiết kế một trạm xử lý nước thải phù hợp không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đáp ứng các quy định về xả thải. Đề tài này nhằm mở rộng quy mô sản xuất của nhà máy, đồng thời đảm bảo rằng nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Nước thải từ nhà máy dệt nhuộm chứa nhiều hóa chất độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc thiết kế trạm xử lý nước thải là cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực này. Theo quy định của QCVN 40:2011/BTNMT, nước thải phải đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường. Do đó, việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải là một nhiệm vụ cấp bách và quan trọng.

II. Tổng quan về nước thải dệt nhuộm

Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về nước thải trong ngành dệt nhuộm, bao gồm thành phần, tính chất và quy trình phát sinh nước thải. Nước thải dệt nhuộm thường chứa các chất hữu cơ, hóa chất nhuộm, và các chất độc hại khác. Việc hiểu rõ về thành phần nước thải là cơ sở để đề xuất các phương pháp xử lý phù hợp. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng nước thải dệt nhuộm có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý đúng cách.

2.1. Thành phần và tính chất nước thải

Nước thải từ nhà máy dệt nhuộm thường chứa các chất ô nhiễm như BOD, COD, và các ion kim loại nặng. Các chất này không chỉ gây hại cho môi trường mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Việc phân tích thành phần nước thải giúp xác định các phương pháp xử lý hiệu quả. Theo nghiên cứu, nồng độ BOD trong nước thải dệt nhuộm có thể lên đến 3000 mg/l, vượt xa mức cho phép.

III. Các phương pháp xử lý nước thải

Chương này trình bày các phương pháp xử lý nước thải hiện có, bao gồm xử lý hóa lý, sinh học và các công nghệ tiên tiến khác. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào thành phần nước thải và yêu cầu xử lý. Các công nghệ như MBBR, SBR, và Fenton được đề xuất trong thiết kế trạm xử lý nước thải này.

3.1. Xử lý hóa lý

Xử lý hóa lý là phương pháp sử dụng hóa chất để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải. Phương pháp này thường được áp dụng trong giai đoạn đầu của quá trình xử lý. Các hóa chất như PAC và NaOH thường được sử dụng để keo tụ và trung hòa nước thải. Tuy nhiên, phương pháp này có thể tạo ra bùn thải, cần được xử lý tiếp theo.

IV. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý

Chương này đề xuất hai phương án thiết kế cho trạm xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm. Phương án 1 và Phương án 2 đều có quy trình xử lý khác nhau, nhưng đều hướng đến việc đạt tiêu chuẩn xả thải. Việc lựa chọn giữa hai phương án này phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của nhà máy và yêu cầu về chi phí.

4.1. Phương án 1

Phương án 1 bao gồm các bước xử lý như: thu gom nước thải, xử lý hóa lý, và xử lý sinh học. Quy trình này được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất xử lý và giảm thiểu chi phí vận hành. Các bể lắng và bể MBBR sẽ được sử dụng để xử lý nước thải, đảm bảo rằng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn.

4.2. Phương án 2

Phương án 2 sử dụng công nghệ SBR kết hợp với phản ứng Fenton để xử lý nước thải. Phương pháp này có khả năng xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm khó phân hủy. Việc áp dụng công nghệ này sẽ giúp nâng cao hiệu suất xử lý và giảm thiểu tác động đến môi trường.

V. Tính toán và thiết kế công trình

Chương này trình bày các tính toán cần thiết để thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. Các thông số như lưu lượng, kích thước bể, và lựa chọn thiết bị sẽ được tính toán dựa trên quy trình đã đề xuất. Việc tính toán chính xác là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động của trạm xử lý.

5.1. Tính toán lưu lượng

Lưu lượng nước thải được xác định dựa trên quy mô sản xuất của nhà máy. Với công suất 500m³/ngày, các bể điều hòa và bể lắng sẽ được thiết kế để đáp ứng lưu lượng này. Việc tính toán lưu lượng chính xác sẽ giúp đảm bảo rằng hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định.

VI. Kết luận và kiến nghị

Đề tài 'Thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm 500m³ tại Bình Dương' đã đề xuất các phương án xử lý nước thải hiệu quả, phù hợp với yêu cầu bảo vệ môi trường. Việc thực hiện các phương án này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất của nhà máy. Cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến công nghệ xử lý để đáp ứng tốt hơn các yêu cầu về môi trường trong tương lai.

6.1. Kiến nghị

Cần có sự đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải hiện đại và hiệu quả hơn. Đồng thời, việc đào tạo nhân lực và nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường trong ngành dệt nhuộm cũng rất quan trọng. Các cơ quan chức năng cần tăng cường kiểm tra và giám sát việc xả thải của các nhà máy để đảm bảo tuân thủ các quy định về môi trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Theo số liệu thống kê, ngành sản xuất dệt may và dệt nhuộm đóng góp khoảng 32,5 tỷ USD vào năm 2020, chiếm xấp xỉ 13% tổng sản phẩm công nghiệp tại Việt Nam. Cơ cấu ngành gồm 62% sản xuất vải dệt, 37% sản xuất vải nhuộm và 1% sản xuất sợi. Đi kèm với quy mô sản xuất lớn là lượng tiêu thụ nước phục vụ các công đoạn giặt, nấu, tẩy, nhuộm và hoàn thiện dao động từ 16 đến 900 m³/tấn sản phẩm (riêng tại Nhà máy Dệt Liên Châu là khoảng 525 m³/tấn sản phẩm). Nước thải dệt nhuộm phát sinh mang đặc trưng nhiệt độ cao, pH biến động lớn, hàm lượng chất hữu cơ (COD, BOD₅) cao, độ màu đậm và chứa nhiều hợp chất hóa học khó phân hủy sinh học.

Công ty TNHH Dệt Liên Châu (thành lập năm 2008 tại Lô CN7, Đường N5, Khu công nghiệp Sóng Thần 3, phường Phú Tân, thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương) chuyên sản xuất các mặt hàng phụ liệu dệt may như dây giày, dây thun, dây đai (webbing). Trạm xử lý nước thải ban đầu của nhà máy được thiết kế năm 2017 với công suất 300 m³/ngày đêm. Nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường, công ty triển khai dự án mở rộng quy mô sản xuất, nâng tổng lưu lượng nước thải phát sinh lên 800 m³/ngày đêm (lượng nước thải gia tăng cần xử lý là 500 m³/ngày đêm).

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án:

1. Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất, nguồn gốc phát sinh, thành phần và tính chất nước thải dệt nhuộm tại Công ty TNHH Dệt Liên Châu.
2. Đề xuất 2 phương án quy trình công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đạt quy chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.
3. Tính toán chi tiết các công trình đơn vị, lựa chọn danh mục thiết bị cơ điện, đường ống, tính toán lượng hóa chất sử dụng và lập dự toán kinh phí đầu tư xây dựng, vận hành cho từng phương án.
4. Triển khai bản vẽ thiết kế kỹ thuật công nghệ và mô hình không gian 3D của hệ thống bằng phần mềm AutoCAD và Autodesk Revit.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Nước thải phát sinh từ các công đoạn sản xuất (tẩy sạch, giặt, nhuộm, vắt ly tâm) và nước thải sinh hoạt tại Nhà máy Dệt Liên Châu.
• Phạm vi không gian: Trạm xử lý nước thải thuộc Công ty TNHH Dệt Liên Châu, KCN Sóng Thần 3, tỉnh Bình Dương.
• Phạm vi thời gian: Thực hiện từ ngày 29/01/2024 đến ngày 15/07/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng:

• Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).
• Lý thuyết xử lý cơ học: Tách rác thô, lược rác tinh, lắng trọng lực và làm mát dòng thải.
• Lý thuyết xử lý hóa lý: Quá trình trung hòa pH, keo tụ - tạo bông vô cơ/hữu cơ (PAC, Polymer), quá trình oxy hóa bậc cao Fenton (phản ứng giữa muối Fe²⁺ và H₂O₂ trong môi trường axit) nhằm phá vỡ cấu trúc mạch thuốc nhuộm khó phân hủy.
• Lý thuyết xử lý sinh học: Phân hủy sinh học hiếu khí với giá thể vi sinh di động bám dính MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) và hệ thống sinh học phản ứng theo mẻ SBR (Sequencing Batch Reactor).
• Lý thuyết xử lý bùn và khử trùng nước: Quá trình nén bùn trọng lực, ép bùn cơ học và khử trùng bằng dung dịch NaOCl.

Phương pháp nghiên cứu thực tế:

• Phương pháp thu thập và tổng quan tài liệu: Thu thập số liệu vận hành thực tế, hồ sơ nhà máy, quy trình công nghệ sản xuất phụ liệu may mặc và số liệu phân tích chất lượng nước thải từ mẫu phân tích ngày 25/07/2017.
• Phương pháp phân tích và so sánh kỹ thuật - kinh tế: So sánh ưu, nhược điểm của các quy trình công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang áp dụng tại Việt Nam (như Công ty Dệt Nha Trang, KCN Nhơn Trạch - Đồng Nai) để lựa chọn sơ đồ tối ưu.
• Phương pháp tính toán kỹ thuật: Áp dụng các công thức thủy lực, tải trọng hữu cơ, thời gian lưu nước, cân bằng vật chất và lưu lượng khí để tính toán kích thước công trình, chọn thiết bị bơm, máy khuấy, máy thổi khí.
• Phương pháp thiết kế đồ họa kỹ thuật: Sử dụng AutoCAD để triển khai mặt bằng 2D và Autodesk Revit để mô hình hóa toàn diện trạm xử lý (kết cấu bể, bố trí thiết bị, đường ống công nghệ, trích xuất mặt cắt 3D).

Nguồn dữ liệu: Kết quả phân tích mẫu nước thải của Nhà máy Dệt Liên Châu, tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành dệt nhuộm (Bộ Giáo dục và Đào tạo, Bộ Công Thương), các giáo trình thiết kế xử lý nước thải và catalog thiết bị kỹ thuật (bơm Tsurumi, bơm Ebara, bơm Seko, ống uPVC Tiền Phong).

Thiết kế và triển khai

Hệ thống xử lý nước thải công suất 500 m³/ngày đêm được thiết kế dựa trên các thông số đặc tính nước thải đầu vào và yêu cầu chất lượng nước đầu ra sau xử lý:

STT	Thông số ô nhiễm	Đơn vị tính	Nồng độ đầu vào	QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)
1	pH	-	5 – 6	5,5 – 9
2	Nhiệt độ	°C	50 – 60	40
3	Độ màu	Pt-Co	900	150
4	BOD₅	mg/l	750	50
5	COD	mg/l	1900	150
6	TSS	mg/l	150	100
7	Tổng Nitơ (TN)	mg/l	25	40
8	Amoni (NH₄⁺)	mg/l	20	10
9	Coliforms	MPN/100ml	10.000	5.000

Hai phương án công nghệ được xây dựng và tính toán:

Phương án 1 (Công nghệ MBBR kết hợp Hóa lý 2 bậc):

• Dây chuyền công nghệ: Nước thải từ nhà máy → Song chắn rác → Hố thu gom → Tháp giải nhiệt → Bể điều hòa → Bể trung hòa → Cụm keo tụ - tạo bông bậc 1 → Bể lắng hóa lý 1 → Bể sinh học hiếu khí dính bám MBBR → Bể lắng sinh học → Cụm keo tụ - tạo bông bậc 2 → Bể lắng hóa lý 2 → Bể khử trùng → Nguồn tiếp nhận đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).
• Xử lý bùn: Bùn từ các bể lắng được gom về Bể nén bùn → Máy ép bùn → Thu gom vận chuyển.

Phương án 2 (Công nghệ SBR kết hợp Oxy hóa bậc cao Fenton):

• Dây chuyền công nghệ: Nước thải từ nhà máy → Song chắn rác → Hố thu gom → Tháp giải nhiệt → Bể điều hòa → Bể trung hòa → Cụm keo tụ - tạo bông bậc 1 → Bể lắng hóa lý 1 → Bể trung gian → Bể sinh học mẻ SBR → Cụm phản ứng Fenton (Bể điều chỉnh pH → Bể phản ứng Fenton → Bể trung hòa và keo tụ) → Bể lắng hóa lý 2 → Nguồn tiếp nhận.
• Xử lý bùn: Bể nén bùn → Máy ép bùn → Thu gom.

Triển khai thiết kế kỹ thuật và mô hình hóa:

• Kỹ thuật khuấy trộn cụm Fenton: Thay đổi phương án khuấy trộn bằng cánh khuấy cơ học sang phương án sục khí nén nhằm tránh hiện tượng ăn mòn thiết bị do hóa chất oxy hóa mạnh.
• Bố trí công trình cơ học: Song chắn rác bố trí tại mương thu gom, lược rác tinh đặt sau tháp giải nhiệt để loại bỏ xơ sợi vụn.
• Lựa chọn thiết bị cơ điện: Bơm chìm nước thải Tsurumi, máy khuấy chìm ShinMaywa, máy thổi khí cạn Tsurumi, bơm bùn trục ngang Ebara DWO, bơm định lượng hóa chất Seko và bồn lọc áp lực.
• Bản vẽ Revit: Xây dựng hệ thống bản vẽ tổng thể mặt bằng, phân chia tường bể, chi tiết mặt cắt cao trình, hệ thống ống tự chảy và đường ống kỹ thuật uPVC Tiền Phong.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về nước thải

Chương 1 tổng quan về hiện trạng ngành dệt nhuộm Việt Nam, chuỗi quy trình công nghệ kéo sợi, dệt vải, giũ hồ, nấu tẩy, làm bóng, tẩy trắng và nhuộm hoàn tất. Tác giả phân loại chi tiết các loại thuốc nhuộm được sử dụng (thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm pigment) và chỉ rõ các tác nhân ô nhiễm môi trường phát sinh từ từng loại hóa chất (như tải lượng BOD, COD cao từ giũ hồ tinh bột lên đến 600.000 ppm, chất hoạt động bề mặt LAS, APEO, AOX từ quá trình tẩy trắng bằng hợp chất chứa clo).

Tiếp đó, chương giới thiệu tổng quan về Công ty TNHH Dệt Liên Châu, quy trình công nghệ sản xuất dây giày, dây thun và dây đai. Phân tích chi tiết quy trình nhuộm phụ liệu (sử dụng thuốc nhuộm phân tán và thuốc nhuộm axit với tỷ lệ pha 1 kg/356 lít nước, gia nhiệt lò hơi 100–135°C, sử dụng Na₂SO₄ nồng độ 5–10 g/l làm chất điện ly điều tiết độ hấp phụ màu). Chương cũng trình bày hiện trạng trạm xử lý nước thải cũ công suất 300 m³/ngày đêm và bảng dữ liệu thành phần tính chất nước thải thực tế cần mở rộng.

Chương 2: Các phương pháp xử lý

Chương 2 tổng hợp cơ sở lý thuyết và nguyên lý vận hành của các công trình đơn vị xử lý nước thải:

• Xử lý cơ học: Cấu tạo, chức năng của song chắn rác thô và thiết bị lược rác tinh nhằm giữ lại xơ sợi dệt.
• Xử lý hóa lý và hóa học: Quá trình keo tụ – tạo bông bằng phèn/polyelectrolyte, cấu tạo bể lắng ly tâm và các quá trình oxy hóa bậc cao (AOPs) phân hủy hợp chất mang màu.
• Xử lý sinh học: Phân tích nguyên lý hoạt động của bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank, bể hiếu khí giá thể di động MBBR, bể phản ứng sinh học theo mẻ SBR, bể màng sinh học MBR và bể kỵ khí dòng chảy ngược UASB.
• Đánh giá thực tế các quy trình công nghệ đang vận hành tại một số đơn vị công nghiệp dệt nhuộm như Công ty Dệt Nha Trang và Khu công nghiệp Nhơn Trạch (Đồng Nai) để rút ra ưu - nhược điểm cho việc đề xuất công nghệ.

Chương 3: Đề xuất công nghệ xử lý

Chương 3 xác định lưu lượng tính toán của trạm xử lý là 500 m³/ngày đêm (lưu lượng trung bình giờ $Q_{tb} = 12,5\text{ m}^3/\text{h}$, có xét đến hệ số không điều hòa chung). Tác giả đánh giá mức độ ô nhiễm của các chỉ tiêu (nhiệt độ 50–60°C, COD 1900 mg/l, BOD₅ 750 mg/l, độ màu 900 Pt-Co) so với ngưỡng cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B.

Từ cơ sở đó, tác giả xây dựng 2 sơ đồ công nghệ xử lý nước thải (Phương án 1 sử dụng MBBR kết hợp hóa lý 2 bậc; Phương án 2 sử dụng SBR kết hợp oxy hóa bậc cao Fenton) và lập bảng dự báo hiệu suất xử lý từng công trình đơn vị nhằm chứng minh tính khả thi kỹ thuật của nước thải sau xử lý.

Chương 4: Tính toán

Chương 4 thực hiện toàn bộ các bước tính toán công nghệ, kích thước hình học, tải trọng thủy lực và thiết bị cho 2 phương án:

• Tính toán phương án 1: Kích thước mương đặt song chắn rác, thiết bị lược rác tinh; kích thước hố thu gom; tính toán tháp giải nhiệt hạ nhiệt độ nước thải từ 60°C xuống dưới 40°C; bể điều hòa và hệ thống sục khí chống lắng cặn; bể trung hòa; cụm keo tụ - tạo bông bậc 1 (thời gian khuấy nhanh, khuấy chậm); bể lắng hóa lý 1 (tính toán tải trọng bề mặt, ống trung tâm, máng thu nước); bể MBBR (tính toán thể tích bể, lượng giá thể vi sinh di động, hệ số cấp khí); bể lắng sinh học; cụm keo tụ - tạo bông bậc 2; bể lắng hóa lý 2; bể khử trùng tiếp xúc; bể nén bùn và lựa chọn công suất máy ép bùn.
• Tính toán phương án 2: Tính toán bể trung gian; bể SBR (chu kỳ nạp nước, sục khí, lắng, rút nước và xả bùn, tính toán dàn phân phối khí chính/nhánh); cụm oxy hóa Fenton (bể điều chỉnh pH xuống 3–3,5, bể phản ứng Fenton cấp FeSO₄ và H₂O₂, bể trung hòa nâng pH và tạo bông); bể lắng hóa lý 2.

Chương 5: Tính toán chi phí

Chương 5 lập dự toán chi tiết các hạng mục kinh tế cho hệ thống xử lý:

• Chi phí xây dựng cụm công trình bể bằng bê tông cốt thép.
• Chi phí mua sắm thiết bị cơ điện chính và phụ trợ (bơm nước thải, máy khuấy, máy thổi khí, tháp giải nhiệt, bơm định lượng, máy ép bùn).
• Chi phí vật tư đường ống công nghệ (ống uPVC, phụ kiện van khóa).
• Chi phí hóa chất vận hành hàng ngày (NaOH, H₂SO₄, PAC, Polymer anion/cation, FeSO₄, H₂O₂, NaOCl) và chi phí điện năng tiêu thụ, từ đó phân tích so sánh tính khả thi kinh tế giữa 2 phương án.

Chương 6: Quản lý và vận hành hệ thống

Chương 6 đưa ra quy trình hướng dẫn quản lý, vận hành và bảo dưỡng trạm xử lý:

• Các quy định nghiêm ngặt về an toàn lao động khi tiếp xúc với hóa chất axit, xút và hóa chất oxy hóa.
• Danh mục công việc kiểm tra định kỳ hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng: Vệ sinh song chắn rác, lược rác tinh; kiểm tra dầu bôi trơn máy thổi khí, máy bơm; theo dõi nồng độ bùn hoạt tính (MLSS), chỉ số thể tích bùn (SVI) và kiểm tra pH, DO tại các bể sinh học.
• Hướng dẫn xử lý các sự cố thường gặp trong vận hành như hiện tượng bùn nổi, bọt sủi bất thường trong bể hiếu khí, sự cố tắc nghẽn đường ống hoặc hư hỏng thiết bị định lượng hóa chất.

Kết quả và đóng góp

Kết quả thiết kế chính:

• Hệ thống xử lý nước thải công suất 500 m³/ngày đêm đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B), loại bỏ triệt để các chất ô nhiễm: COD giảm từ 1900 mg/l xuống dưới 150 mg/l, BOD₅ giảm từ 750 mg/l xuống dưới 50 mg/l, độ màu giảm từ 900 Pt-Co xuống dưới 150 Pt-Co, nhiệt độ dòng thải hạ từ 50–60°C xuống dưới 40°C.
• Hoàn thành đầy đủ hồ sơ tính toán công nghệ cho 2 phương án kỹ thuật (MBBR + Hóa lý 2 bậc và SBR + Fenton), đưa ra các bảng thông số thiết kế chi tiết cho từng công trình đơn vị từ song chắn rác đến máy ép bùn.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật cụ thể: Bố trí tháp giải nhiệt chuyên dụng để hạ nhiệt độ nước thải dệt nhuộm trước khi vào khối sinh học; áp dụng phương pháp sục khí nén thay thế cánh khuấy cơ học tại cụm phản ứng Fenton để ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn kim loại trong môi trường oxy hóa mạnh.

Đóng góp của đồ án:

• Cung cấp phương án kỹ thuật và cơ sở dữ liệu tính toán hoàn chỉnh phục vụ dự án mở rộng công suất thực tế tại Nhà máy Dệt Liên Châu (từ 300 lên 800 m³/ngày đêm).
• Ứng dụng thành công phần mềm Autodesk Revit trong việc dựng mô hình 3D, phối cảnh thiết bị cơ điện và bóc tách khối lượng công trình xử lý nước thải, nâng cao tính trực quan và độ chính xác so với phương pháp vẽ kỹ thuật 2D truyền thống.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

• Số liệu đặc tính nước thải đầu vào được kế thừa từ kết quả phân tích mẫu quan trắc ngày 25/07/2017 của nhà máy, chưa phản ánh đầy đủ sự biến thiên liên tục theo từng mùa vụ sản xuất và các đơn hàng dệt nhuộm mới.
• Chưa khảo sát thực nghiệm chuyên sâu ảnh hưởng của từng dòng thuốc nhuộm đặc thù (như thuốc nhuộm hoạt tính, phân tán, azo) ở quy mô phòng thí nghiệm đối với tải trọng xử lý của vi sinh vật bám dính MBBR.

Hướng nghiên cứu tiếp:

• Tiến hành lấy mẫu và phân tích cập nhật tính chất nước thải theo các chu kỳ sản xuất thực tế khi nhà máy tăng công suất.
• Nghiên cứu áp dụng bổ sung các công nghệ màng lọc (MBR, UF, RO) hoặc các quá trình kỵ khí tải trọng cao (UASB) nhằm hướng tới mục tiêu tuần hoàn, tái sử dụng nước thải dệt nhuộm sau xử lý cho các công đoạn sản xuất ban đầu.

Giá trị tham khảo

Đồ án có giá trị tham khảo thiết thực đối với:

• Sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Kỹ thuật Hóa học: Tài liệu mẫu về phương pháp tính toán công nghệ trạm xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm có tải lượng ô nhiễm cao.
• Kỹ sư thiết kế môi trường: Nguồn tham khảo về các chỉ tiêu thiết kế, lựa chọn thiết bị cơ điện (bơm, máy thổi khí, máy ép bùn) và đặc biệt là quy trình triển khai bản vẽ công nghệ, mặt cắt, bố trí đường ống bằng phần mềm Autodesk Revit.
• Đơn vị quản lý và vận hành trạm xử lý nước thải dệt may: Tham khảo quy trình vận hành, bảo dưỡng thiết bị và các biện pháp ứng phó sự cố công nghệ tại trạm xử lý.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án phải thiết kế trạm xử lý công suất 500 m³/ngày đêm trong khi nhà máy đã có trạm xử lý 300 m³/ngày đêm?
Nhà máy Dệt Liên Châu đang thực hiện kế hoạch mở rộng quy mô sản xuất, nâng tổng lưu lượng nước thải phát sinh từ 300 m³/ngày đêm lên 800 m³/ngày đêm. Do trạm xử lý hiện hữu (xây dựng năm 2017) chỉ đáp ứng được 300 m³/ngày đêm, việc thiết kế thêm hệ thống mới với công suất 500 m³/ngày đêm là yêu cầu bắt buộc để xử lý toàn bộ lượng nước thải tăng thêm.

2. Nước thải của Công ty TNHH Dệt Liên Châu có những đặc tính ô nhiễm nào nổi bật cần xử lý?
Nước thải của nhà máy có nhiệt độ cao (50–60°C do quá trình nhuộm và giặt nóng), pH dao động (5–6), độ màu cao (900 Pt-Co do thuốc nhuộm phân tán và axit dư thừa), tải lượng hữu cơ cao với COD đạt 1900 mg/l và BOD₅ đạt 750 mg/l, cùng với hàm lượng cặn lơ lửng TSS đạt 150 mg/l.

3. Sự khác nhau cốt lõi giữa hai phương án công nghệ được đề xuất trong đồ án là gì?
Phương án 1 sử dụng công nghệ sinh học hiếu khí giá thể di động (MBBR) kết hợp với 2 bậc keo tụ - tạo bông hóa lý trước và sau khối sinh học. Phương án 2 sử dụng công nghệ sinh học hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR) kết hợp với cụm oxy hóa bậc cao Fenton (AOPs) đặt phía sau để xử lý triệt để độ màu và COD khó phân hủy.

4. Vì sao công trình Tháp giải nhiệt bắt buộc phải được bố trí ngay sau hố thu gom?
Nước thải dệt nhuộm đầu vào có nhiệt độ lên tới 50–60°C. Mức nhiệt độ này làm ức chế hoặc tiêu diệt quần thể vi sinh vật trong các công trình sinh học (MBBR, SBR) và vượt quá ngưỡng xả thải quy định (≤ 40°C theo QCVN 40:2011/BTNMT). Do đó, tháp giải nhiệt được lắp đặt để hạ nhiệt độ nước thải xuống dưới 40°C trước khi đi vào bể điều hòa và các bể xử lý sinh học.

5. Tại sao cụm phản ứng Fenton trong phương án 2 được điều chỉnh từ khuấy trộn cơ học sang sục khí nén?
Trong quá trình phản ứng Fenton, hỗn hợp phản ứng chứa Fe²⁺, H₂O₂ và axit sunfuric tạo ra môi trường oxy hóa cực mạnh và pH thấp. Việc sử dụng cánh khuấy cơ học bằng kim loại dễ dẫn đến hiện tượng ăn mòn, rỉ sét nhanh chóng. Thay thế bằng phương pháp sục khí nén qua dàn phân phối khí giúp đảm bảo hiệu quả xáo trộn hóa chất mà không gây hỏng hóc thiết bị cơ học.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Trần Hoài Thương đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm công suất 500 m³/ngày đêm phục vụ mục tiêu mở rộng sản xuất của Công ty TNHH Dệt Liên Châu. Tác giả đã tính toán chi tiết 2 phương án công nghệ (MBBR kết hợp hóa lý 2 bậc và SBR kết hợp Fenton), xác định đầy đủ thông số kỹ thuật công trình, thiết bị cơ điện và dự toán chi phí kinh tế. Nước thải sau xử lý đảm bảo đạt chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B), đồng thời toàn bộ hệ thống được mô hình hóa trực quan 3D trên phần mềm Autodesk Revit, mang lại giá trị thực tiễn cao cho công tác thi công và vận hành.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI. Tổng quan về ngành dệt nhuộm ở nước ta. Tình hình ngành dệt nhuộm hiện nay. Quy trình dệt nhuộm.

Hóa chất sử dụng trong ngành dệt nhuộm. Tính chất nước thải ngành dệt nhuộm. Công ty TNHH Dệt Liên Châu. Tổng quan về Công ty Dệt Liên Châu.

Quy trình công nghệ sản xuất và nguồn thải của Công ty TNHH Dệt Liên Châu .3 Công nghệ xử lý nước thải của công ty TNHH Dệt Liên Châu .22 CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ .1 Phương pháp xử lý cơ học .1 Song chắn rác thô .2 Thiết bị lược rác tinh .2 Phương pháp xử lý hóa lý và hóa học.2 Keo tụ – Tạo bông .3 Oxy hóa bậc cao .3 Phương pháp sinh học.1 Bể sinh học hiếu khí (Aerotank) .2 Bể sinh học hiếu khí giá thể bám dính (MBBR) .3 Bể sinh học hoạt động theo mẻ (SBR) .4 Bể lọc sinh học bằng màng ( bể MBR) .5 Bể sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí (UASB) .4 Các phương pháp sử dụng hiện nay .1 Hệ thống xử lý nước thải Công ty Dệt Nha Trang .2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm thuộc KCN Nhơn Trạch Đồng Nai. 47 CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ. Lưu lượng nước thải đầu vào. Cơ sở lựa chọn công nghệ .3 Thành phần nước thải đầu vào .4 Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý.

52 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN .1 Tính toán các công trình đơn vị ở phương án 1 .1 Song chắn rác và lược rác tinh.2 Bể thu gom .3 Tháp giải nhiệt .6 Cụm keo tụ tạo bông bậc 1 .9 Bể lắng sinh học.10 Cụm keo tụ tạo bông bậc 2 .11 Bể lắng hóa lý bậc 2.12 Bể khử trùng .15 Bể nén bùn .2 Bể trung gian .3 Cụm phản ứng Fenton .4 Bể lắng hóa lý bậc 2.161 CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN CHI PHÍ .2 Chi phí đường ống .3 Chi phí thiết bị .2 Chi phí đường ống .3 Chi phí thiết bị .174 CHƯƠNG 6: QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG. Những quy định trong quá trình vận hành. Những công việc cần thực hiện trong quá trình vận hành trạm XLNT .178 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.181 Phụ lục 1: Bơm nước thải Tsurumi.181 Phụ lục 2: Ống uPVC Tiền Phong .183 Phụ lục 3: Tháp giải nhiệt .185 Phụ lục 5: Máy thổi khí Tsurumi .186 Phụ lục 6: Máy khuấy chìm ShinMaywa. 188 Phụ lục 7: Máy bơm bùn Ebara DWO .189 Phụ lục 8: Bơm định lượng Seko .190 TÀI LIỆU THAM KHẢO .192 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ quy trình ngành dệt nhuộm .2 Công ty TNHH Dệt Liên Châu .3 Một số sản phẩm của công ty .4 Trạm xử lý nước thải tại Công ty TNHH Dệt Liên Châu .5 Sơ đồ sản xuất dây giày và dây thun .6 Sơ đồ sản xuất dây đai .7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại Công ty TNHH Dệt Liên Châu.

Thiết bị lược rác tinh. Cấu tạo bể lắng ly tâm .Quá trình keo tụ tạo bông .4 Bể sinh học hiếu khí (Aerotank) .5 Bể sinh học MBBR .6 Bể sinh học hoạt động theo mẻ (SBR) .7 Bể lọc sinh học bằng màng MBR .8 Bể sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí .9 Sơ đồ cquy trình xử lý nước thải tại Công ty Dệt Nha Trang .10 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải tại KCN Nhơn Trạch .1 Thông số lược rác tinh………………………………………………….………61 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Một số vấn đề liên quan đến môi trường do hóa chất gây ra. Dòng thải và chất ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm.

Lưu lượng nước thải theo thiết kế. Thành phần tính chất nước thải. So sánh ưu điểm và nhược điểm của quy trình. So sánh ưu điểm và nhược điểm của quy trình.

So sánh ưu điểm và nhược điểm của quy trình. Hệ số không điều hòa chung. Tính chất nước thải dệt nhuộm. Hiệu suất xử lý phương án 1.

Hiệu suất xử lý phương án 2. Thông số thiết kế song chắn rác. Thông số thiết kế bể thu gom. Thông số thiết kế tháp giải nhiệt.

Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa. Thông số thiết kế bể điều hòa. Thông số thiết kế bể trung hòa. Thông số thiết kế bể keo tụ bậc 1.

Thông số thiết kế bể tạo bông bậc 1. Thông số thiết kế bể lắng hóa lý 1. Thông số thiết kế bể MBBR. Chỉ tiêu thiết kế bể lắng sinh học.

Thông số thiết kế bể lắng sinh học. Thông số thiết kế bể keo tụ bậc 2. Thông số thiết kế bể tạo bông bậc 2. Thông số thiết kế bể lắng hóa lý 2.

Thông số thiết kế bể khử trùng. Thông số thiết kế bể nén bùn. Thông số thiết kế máy ép bùn. Thông số đầu vào.

Thông số thiết kế bể SBR. Thông số thiết kế bể trung gian. Thông số thiết kế bể điều chính pH. Thông số thiết kế bể phản ứng.

Thông số thiết kế bể trung hòa và keo tụ. Thông số thiết kế bể lắng hóa lý 2. Những công việc cần thực hiện. 178 ix MỞ ĐẦU 1.

Đặt vấn đề Theo thống kê của Tổng cục Thống kê Việt Nam, sản xuất Dệt Nhuộm đã đóng góp quan trọng vào nền kinh tế Việt Nam, với tổng giá trị sản phẩm khoảng 32,5 tỷ USD vào năm 2020, chiếm khoảng 13% tổng sản phẩm công nghiệp của quốc gia. Trong đó, Tỷ trọng sản xuất vải dệt khoảng 62%, tỷ trọng sản xuất vải nhuộm khoảng 37% và sản xuất sợi khoảng 1%.[1] Ngành dệt may đang tiếp tục phát triển thông qua sự áp dụng của công nghệ và sáng tạo. Công nghệ số, máy móc tự động hóa, và trí tuệ nhân tạo đều đang được tích hợp vào quy trình sản xuất, giúp tăng cường hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Ngành dệt may đang di chuyển hướng tới một sản xuất bền vững và thân thiện với môi trường.

Các doanh nghiệp đang tìm cách giảm thiểu lượng chất thải, tiết kiệm năng lượng và nguồn nguyên liệu, và sử dụng các vật liệu tái chế để giảm tác động đến môi trường. Với sự phát triển của thị trường toàn cầu, ngành dệt may đang phát triển các chuỗi cung ứng phức tạp và toàn cầu hóa. Các doanh nghiệp đang tìm cách tối ưu hóa quy trình sản xuất và vận chuyển để tận dụng lợi ích từ sự toàn cầu hóa và đa dạng hóa thị trường. Để đáp ứng điều kiện phát triển hiện nay, công ty TNHH Dệt Liên Châu đã lên kế hoạch dự án mở rộng quy mô sản xuất với lưu lượng nước thải tăng từ 300 m3/ngày đêm đến 800m3/này đêm.

Mở rộng quy mô sản xuất giúp tăng cường hiệu quả sản xuất và giảm chi phí đầu vào, từ đó cải thiện lợi nhuận cho doanh nghiệp, giúp đáp ứng tốt hơn với nhu cầu ngày càng đa dạng và lớn mạnh của thị trường, tạo cơ hội mở rộng thị phần. Mở rộng quy mô sản xuất cho phép áp dụng các biện pháp bảo vệ môi trường và tài nguyên hiệu quả hơn, hướng đến phát triển bền vững cho ngành dệt nhuộm. Quy mô lớn tạo điều kiện thuận lợi hơn để thu hút đầu tư và hợp tác từ các đối tác trong và ngoài nước, mở rộng cơ hội hợp tác và phát triển toàn cầu. Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu đã đặt ra, việc nghiên cứu xứ lý nước thải dệt nhuộm cho dự án mở rộng của công ty là điều cấp thiết.

Chính vì vậy, thực hiện: “ Thiết kế trạm xử lý nước thải Nhà máy dệt nhuộm Liên Châu, tỉnh Bình Dương công suất 500m3/ngày đêm với mục đích mở rộng quy mô sản xuất” là điều cần thiết. Mục tiêu Tìm hiểu tính chất, thành phần, nguồn gốc của nước thải dệt nhuộm. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm phù hợp với yêu cầu và đảm bảo tiêu chuẩn đầu ra QCVN 40:2011/BTNMT cột B. Tính toán các công trình đơn vị, thiết bị phụ trợ, chi phí đầu tư, chi phí vận hành của 2 phương án.

Thực hiện bản vẽ thiết kế của phương án đã chọn. Phạm vi Phạm vi nghiên cứu: Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho Nhà máy Dệt Liên Châu. Nước thải sau xử lý đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột B trước khi vào nguồn tiếp nhận. Nội dung thực hiện Tổng quan về ngành dệt nhuộm nước ta hiện nay.

Đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho nhà máy. Tính toán hiệu suất của 2 phương án. Tính toán các công trình đơn vị, thiết bị phụ trợ, hóa chất sử dụng cho 2 phương án. Dự toán kinh phí xây dựng, chi phí hóa chất, chi phí vận hành cho 2 phương án.

Phương pháp thực hiện Phương pháp thu thập: Thu thập thông tin về cơ sở sản xuất, quy mô của Nhà máy dệt Liên Châu, thu thập số liệu về thành phần và tính chất của nước thải dệt nhuộm cần xử lý. Phương pháp nghiên cứu và phân tích: Nghiên cứu về các yêu cầu và tiêu chuẩn môi trường QCVN hiện hành. Sau đó, phân tích tính chất của nước thải cần xử lý, bao gồm thành phần hóa học, sinh học và vật lý. Phương pháp so sánh: So sánh ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm hiện nay, so sánh các thiết bị xử lý.

Đồng thời đưa ra phương án công nghệ xử lý phù hợp và hiệu quả đối với nước thải dệt nhuộm cần xử lý. 2 Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức để tính toán các công trình đơn vị cần thiết kế. Phương pháp đánh giá tài chính và kinh tế: Đưa ra ước lượng chi phí cho việc xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải, cũng như phân tích tính khả thi kinh tế của đồ án. Phương pháp viết báo cáo và thuyết trình: Viết báo cáo tốt nghiệp trình bày kết quả của đồ án, bao gồm mô tả vấn đề, phương pháp nghiên cứu, thiết kế hệ thống, kết quả thử nghiệm, đánh giá kinh tế và các kết luận.

Chuẩn bị thuyết trình để trình bày kết quả và phân tích trước ban hội đồng. Phương pháp đồ họa: Sử dụng các phần mềm AutoCAD, Revit để thực hiện bản vẽ các công trình trong trạm xử lý 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI 1. Tổng quan về ngành dệt nhuộm ở nước ta 1. Tình hình ngành dệt nhuộm hiện nay Ngành dệt nhuộm là một ngành công nghiệp quan trọng trong lĩnh vực sản xuất và chế biến vải.

Ngành này liên quan đến việc tiếp nhận nguyên liệu là sợi tự nhiên hoặc sợi nhân tạo, sau đó áp dụng các phương pháp nhuộm và chế biến để tạo ra các sản phẩm vải hoàn thiện.