( TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR Ư ỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG KỲ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC KỲ II NĂM HỌC 2021 – 2022 Đề tài bài tập lớn Đề 3 TRẠM XỬ LÝ TUY HÒA Hà Nội, ngày 31 tháng 05 năm 2022 ) MỤC LỤC MỞ BÀI 1 NỘI DUNG 2 I TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ TUY HÒA, PHÚ YÊN 2 1 Đặc điểm vị trí địa lý, địa hình 2 2 Các yếu tố tự nhiên để chọn vị trí đặt nhà máy 3 II XÁC ĐỊNH YÊU CẦU VẬN HÀNH, KHẢ NĂNG XẢY RA SỰ CỐ CỦA HAI TRONG SỐ CÁC CÔNG TRÌNH 4 1 Bể metan 5 a Yêu cầu vận hành 5 b Sự cố thường gặp.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG KỲ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC KỲ II NĂM HỌC 2021 – 2022 Đề tài tập lớn: Đề TRẠM XỬ LÝ TUY HÒA Hà Nội, ngày 31 tháng 05 năm 2022 MỤC LỤC MỞ BÀI Trong thời đại ngày nay, “môi trường phát triển bền vững” vấn đề nhiều nước nhiều tổ chức quốc tế quan tâm Ở khía cạnh đó, để góp phần đảm bảo cho mơi trường khơng bị suy thối phát triển cách bền vững phải ý giải vấn đề “cung cấp nước sạch, thoát nước, xử lý nước thiên nhiên, xử lý nước thải vệ sinh môi trường” cách hợp lý Nhiều thập niên trở lại đây, vấn đề ô nhiễm nước nhiều người quan tâm Con người bị mắc bệnh mà khắc phục bố trí hệ thống cấp nước, nước cách thích hợp giải tình trạng nhiễm nước chất thải sinh hoạt công nghiệp gây ra.[1] Theo dự báo tổ chức quốc tế biến đổi khí hậu, Việt Nam năm nước bị thiệt hại ảnh hưởng nhiễm nguồn nước nghiêm trọng Do đó, phải tăng cường nghiên cứu công nghệ xử lý nước thiên nhiên, xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp, phù hợp với điều kiện Việt Nam để giảm nhẹ, thích ứng với biến đổi khí hậu Cung cấp nước, nước vệ sinh mơi trường yêu cầu cấp bách cho người, nước giới Để làm rõ vấn đề trên, hướng dẫn giảng viên Nguyễn Thu Huyền, em xin chọn đề tài số làm nội dung nghiên cứu cho tập lớp kết thúc môn học NỘI DUNG I TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ TUY HỊA, PHÚ N Đặc điểm vị trí địa lý, địa hình: Phú Yên tỉnh ven biển Nam Trung bộ, nằm phía Đơng dãy Trường Sơn Tuy Hòa thành phố tỉnh lỵ tỉnh Phú Yên, Việt Nam Là đô thị trù phú nằm hạ nguồn Sơng Ba, dịng sơng lớn miền Trung có diện tích 107 km² (10.682 ha) Trong đó, đồi núi chiếm 70% diện tích, địa hình dốc từ Tây sang Đơng bị chia cắt mạnh có vị trí địa lý: Phía đơng giáp Biển Đơng với chiều dài bờ biển 30 km, phía tây giáp huyện Phú Hịa, phía nam giáp thị xã Đơng Hịa, phía bắc giáp huyện Tuy An.[1] Hình 1: Ranh giới địa phận thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên Phú Yên nằm vùng khí hậu nóng ẩm, nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng khí hậu đại dương chia làm hai mùa rõ rệt Mùa mưa từ tháng đến tháng 12 mùa nắng từ tháng 01 đến tháng Tại có hệ thống sơng ngịi phân bổ tương đối tồn tỉnh, sơng bắt nguồn từ phía Đơng dãy Trường Sơn, chảy địa hình đồi, núi trung thượng lưu, đồng nhỏ hẹp hạ lưu đổ biển Địa hình thành phố chủ yếu đồng phù sa hạ lưu Sông Ba (sông Đà Rằng) bồi đắp Có núi Chóp Chài núi Nhạn nằm trung tâm thành phố Địa hình Tuy Hoà chia làm ba phần rõ rệt, phần đồi núi phía Tây Bắc, phần ven biển phía Đơng phần đồng phù sa phía nam thành phố Vì nơi phù hợp để xây dựng nhà máy xử lý nước thải với vị trí tự nhiên đẹp rộng rãi Hình 2: Vị trí nhà máy xử lý nước thải Tại Tuy Hịa, Cơng ty cổ phần cấp nước Phú n (13o081’;109o295’) có cơng suất 400m3/ngày đêm; nước xả môi trường đạt tiểu chuẩn loại A (theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp).[1] Các yếu tố tự nhiên để chọn vị trí đặt nhà máy: Mục đích chọn lựa khu vực đặt nhà máy xử lý nhằm đảm bảo nhà máy xây dựng vận hành khơng gây ảnh hưởng đến đặc tính tự nhiên mục đích sử dụng khơng gây tác động bất lợi đến sức khỏe người môi trường Quan hệ công trình trạm bơm nước, nhà máy xử lý hệ thống mạng lưới phân phối nước: - Đảm bảo thu hom hết toàn nước thải khu vực - Áp dụng biện pháp xử lý nước thải phù hợp, nước sau xử lý thải đạt tiêu chuẩn môi trường[2] Điều kiện thủy lực: Cao độ địa hình khu vực đặt nhà máy xử lý nước tốt thỏa mãn điều kiện nước tự chảy từ cơng trình đầu đến cơng trình cuối mà phải đào, đắp, độ dốc tự nhiên khu đất tạo độ chênh từ 4,5 đến 7m tốt Nếu có đồi để đặt nhà máy nước, với đủ diện tích mặt đường dẫn lên nhà máy có độ đốc 9%, có độ cao đủ để nước tự chảy vào mạng lưới áp lực trạm bơm nước thổ không vượt qua 7kg cm nên chọn vị trí Đường vào nhà máy: Nhà máy nước đặt khu vực có đường giao thơng thuận tiện phải làm đường mới, thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên vật liệu xây dựng vận chuyển hóa chất, thiết bị quản lý vận hành sau Ở đây, nhà máy nằm trục đường Hải Dương thành phố Bảo vệ chống lũ lụt: Cao độ khu vực đặt nhà máy nước phải cao cốt đỉnh lũ 100 năm xảy lần Điều kiện địa chất cao độ nước thải: Trạm xây dựng cuối nguồn tiếp nhận theo chiều dịng chảy sơng Đà Răng, cuối hướng gió thị, có nhiều nguồn đất dự phòng mở rộng Điều kiện cung cấp điện dịch vụ điện: Vị trí đặt nên chọn khu vực gần đường điện quốc gia lưới điện khu vực có đường cáp điện thoại gần để giảm kinh phí xây dựng Trạm bơm nước thải phải có máy bơm dự phịng phải có hai nguồn điện độc lập cấp điện cho máy bơm Tại đây, nhà máy đặt gần cạnh công ty Điện Lực Phú Yên Đánh giá tác động môi trường Khi lựa chọn địa điểm nhà máy xử lý nước phải xem xét vấn đề môi trường sau: Tác động nhà máy nước đến môi trường xung quanh ⁺ Tiếng ăn bụi ảnh hưởng đến đất, rác thải khu vực chung quanh xây dựng nhà máy ⁺ Bụi vơi, độ an tồn vận chuyển định lượng clo đến môi trường xung quanh trình quản lý vận hành nhà máy, ảnh hưởng tiếng ổn máy bơm, máy gió trình quản lý vận hành nhà máy ⁺ Ảnh hưởng nước thái bùn thái nhà máy đến nguồn nước khu vực chung quanh Ảnh hưởng mơi trường bên ngồi đến nhà máy: ⁺ Các loại khó bụi sinh hoạt công nghiệp ảnh hưởng đến nhà máy ⁺ Ảnh hưởng loại rác thải nước thải khu vực chung quanh ⁺ Độ rung xe tải máy móc lớn xây dựng khai thác khu vực xung quanh.[2] ⁺ Điều kiện địa chấn động đất ⁺ Theo quy định luật môi trường Việt Nam việc chọn vị trí cơng trình thu, vị trí nhà máy xử lý nước phải có báo cáo đánh gia tác động môi trường báo cáo phải cấp có thẩm quyền phê duyệt II XÁC ĐỊNH YÊU CẦU VẬN HÀNH, KHẢ NĂNG XẢY RA SỰ CỐ CỦA HAI TRONG SỐ CÁC CƠNG TRÌNH: Bể metan a Yêu cầu vận hành: - Chế độ làm việc: chế độ ấm 20-40 oC, chế độ làm việc tối ưu 33-35oC Chế độ trì thường xuyên nhằm sử dụng hữu ích, ngăn chặn phân tầng cặn, lắng cát, ngồi q trình trộn tạo hiệu ứng cân b - Căn vào nhiệt độ trình lên men mà người ta phân biệt: trình lên men ấm (10-430) q trình lên men nóng (>430) Đối với lên men nóng sản phẩm thu vơ trùng, với lên men ấm đạt 50-80% vơ trùng Tuy nhiên, trình lên men ấm phải địi hỏi cung cấp nhiệt lượng cặn lên men dễ tách nước hơn.[3] - Chế độ nạp lấy bùn: Bể metan làm việc theo mẻ liên tục bán liên tục Khi nạp liên tục lần/1 ngày tốc độ phân hủy hợp chất lượng khí metan sinh thay đổi lớn thời gian lần nạp, sau nạp gas sinh nhiều gấp lần khí sinh học đợt nạp liệu chứng tỏ có thay đổi vận tốc phân hủy hợp chất nạp liệu không Nạp liệu liên tục lấy liên tục loại bỏ thay đổi không phân hủy hợp chất, vận hành bể metan cần tổ chức bản, rõ ràng, kiểm soát thơng số bể - Bùn sau bể lắng đợt thơng thường có độ ẩm 96-99,2% đưa bể metan độ ẩm lớn, dung tích bể tăng, ảnh hưởng đến hiệu lên men khơng kinh tế Để tăng cường q trình nén bùn cặn, người ta bổ sung thêm hóa chất đơng tụ, thời gian nén giảm khoảng 2-3 lần lượng cặn lơ lửng nước bùn giảm theo - Sau thử nghiệm thu hệ thống bể, thiết bị đường ống phải tiến hành khởi động chế độ làm việc bể - Kiểm tra nước nước thải sau xử lý chế độ nạp liệu - Cho chạy thử hệ thống cánh trộn, hệ thống bơm hệ thống ezecto, đồng thời kiểm sốt cơng tác thiết bị đo tự động, van khóa - Tháo kiểm tra lại mắt kết cấu trước đưa bể vào hoạt động - Quan sát công tác chế độ làm việc bể vòng năm để xác định chế độ làm việc theo mùa cho hệ thống ezecto hơi, thu khí, cơng tác thu khí gass không thay đổi theo mùa, thực đầy đử số lượng áp lực b Sự cố thường gặp: - Các yếu tố kìm hãm trình lên men bể metan chất hoạt tính bề mặt, kim loại nặng, thay đổi pH - Nhiệt độ không đủ - Tạo bọt màng lớp nước mặt: Các chất nhẹ nước (dầu, mỡ, chất béo) lên bề mặt bể, nơi mà chúng tạo thành lớp váng bọt Lớp váng bọt lên phía bề mặt bể Hoạt động vi khuẩn hiếu khí để phân hủy chất rắn lên.[2] - Khí gas sinh bị rò rỉ qua hệ thống ống dẫn ảnh hưởng trực tiếp tới công nhân vận hành bể môi trường - Hiện tượng lắng cát đáy bể c Biện pháp xử lý: - Giữ mức chế độ làm việc: chế độ ấm 20-40o, nhiệt độ tối ưu 33-35oC - Để đảm bảo nhiệt độ cần thiết, bùn cặn sấy nóng hệ thống cấp nhiệt, bể lắp đặt đất để ổn định nhiệt độ cân áp suất - Công nhân phải mặc quần áo bảo hộ tránh tác động từ khí gas bể - Cần nạp bùn liên tục lấy liên tục loại bỏ thay đổi không phân hủy hợp chất - Tránh trường hợp có màng bám, phải giảm lưu lượng % nạp cặn kiểm tra trình lên men, nhiệt độ, nồng độ cặn Bùn cặn lớn phải tăng thời gian làm việc cánh khuấy, không cho cánh khuấy ngừng làm việc, máy khuấy phải bắt đầu làm việc trước tiếng nạp liệu phải kết thúc 3h sau kết thúc Bể biofil a Yêu cầu vận hành: Các vật liệu lọc có độ rỗng diện tích bề mặt tiếp xúc lớn Nước từ hệ thống phân phối nước đến vật liệu lọc chảy thành lớp mỏng qua khe hở vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học sau làm nhờ vi sinh vật màng Trong hệ thống bể không cần phải tuần hồn bùn hiếu khí lại phương pháp Aeroten Khi nước thải vào bể sau trình xử lý sinh học kỵ khí hố học, hệ thống thổi khí với mục đích làm giá thể di chuyển liên tục Các vi sinh sau bám giá thể hỗ trợ trình phân giải chất hữu có nước thải Từ giúp hệ thống xử lý nước thải hoạt động tiêu chuẩn đề Cụ thể sau: ⁺ Bể sử dụng giá thể vi sinh di động bể sục khí để tăng lượng vi sinh vật có sẵn để xử lý nước thải Các vi sinh vật phân hủy hết chất hữu có nước thải Tiếp đó, hệ thống thổi khí giúp khuấy trộn giá thể bể nhằm đảm bảo giá thể vi sinh xáo trộn liên tục trình xử lý nước thải.[3] ⁺ Vi sinh vật phát triển bám vào bề mặt giá thể Nhằm hỗ trợ trình phân giải chất hữu nước thải giúp nước thải đạt chuẩn Những vi sinh vật bám giá thể loại vi sinh: Vi sinh hiếu khí nằm bề mặt giá thể, ví sinh thiếu khí, vi sinh yếm khí ⁺ Các giá thể có tỷ trọng nhẹ so với tỷ trọng nước, nhiên loại giá thể có tỷ trọng khác Điều kiện quan trọng trình xử lý mật độ giá thể bể, để giá thể chuyển động lơ lửng bể mật độ giá thể chiếm tứ 25 – 50% thể tích bể tối đa bể MBBR phải nhỏ 67%.[5] b Sự cố thường gặp: Mùi hôi nồng nặc: ⁺ Bùn bị thối (do trình yếm khí) bị ngưng tụ q lâu rãnh, phễu ⁺ Hệ thống ngưng hoạt động thời gian lưu bùn lâu bể làm đặc bùn • Xử lý: ⁺ Các bể thơng phải khuấy trộn hồn tồn bun bơm thường xuyên Nếu lưu lượng nước thải thấp, thình thoảng phải vệ sinh sục nước khí ống tự chảy ⁺ Sử dụng chế phẩm vi sinh BFL 4600SO BFL 5700SO N, P cao: ⁺ Do bể MBBR chứa đựng giá thể di động nơi lưu trú cho chủng vi sinh bám dính nên q trình nitrat hố xảy liên tục Hai loại vi khuẩn tham gia vào trình Nitrosomonas Nitrobacter.[5] • Xử lý: ⁺ Không cần phải xây dựng bể thiếu khí Anoxic để khử N, P ⁺ Sử dụng chế phẩm vi sinh BFL 4500NT BFL 5800NT III XÁC ĐỊNH CAO TRÌNH CÁC CƠNG TRÌNH TRONG TRẠM XỬ LÝ: ST T Tên cơng trình Khoảng Chọn Mương đặt song chắn rác Bể lắng cát ngang 0.05 – 0.2 0.1 – 0.2 0.2 0.2 10 Bể lắng ngang sơ cấp 0.2 – 0.4 0.2 Bể lắng ly tâm thứ cấp 0.45 – 0.8 0.8 Bể Biofil cao tải H + 0.25 Máng trộn kiểu lượn 0.08 0.08 Bể tiếp xúc 0.4 – 0.6 0.4 Bể metan 0.15 – 0.25 0.2 Sân phơi bùn Bảng 3.1: Thơng số cơng trình trạm xử lý Ta có: Zmax sơng: Cao trình mực nước cao sông Zmax sông = 1,5 (m) Cao trình mặt đất : Z = 2,0 (m) Các cơng trình có chiều cao bảo vệ 0,6m Tổn thất đường ống, mương dẫn nước cơng trình 0,5 m Mực nước ống xả sông: zn = 1.5 + zmax sơng = 2,0 + 1,5 = 3,5 (m) • Mương dẫn: zm = zn + hm = 3,5 + 0,5 = 4,0 (m) - Cao trình đỉnh mương dẫn: zđ = zm + 0.5 = 4,0 + 0,5 = 4,5 (m) - Cao trình đáy mương dẫn: zđáy = zđ – H = 4,5 – 0,5 = 4,0 (m) • Bể tiếp xúc: B*HXD* L = 10 m* 2,5 m* 14 m - Cao trình mực nước bể tiếp xúc là: = Zm + htx = 4,0 + 0,4 = 4,4 (m) - Cao trình đỉnh bể tiếp xúc là: = + hbv = 4,4 + 0,6 = 4,6 (m) - Cao trình đáy bể tiếp xúc là: = – hxd = 4,4 – 2,5 = 1,9 (m) • Mương dẫn: Zm = + htt = 4,4 + 0,5 = 4,9 (m) • Máng trộn kiểu lượn: B x HXD x L = 0,75m x 1,0 m x 3,5m - Cao trình mực nước máng trộn là: = Zm + htx = 4,9 + 0,08 = 4,98 (m) - Cao trình đỉnh máng trộn là: = + hbv = 4,98 + 0,6 = 5,58 (m) - Cao trình đáy máng trộn là: = - hxđ= 4,98 – = 3,98 (m) 11 • Mương dẫn: Zm = + htt = 4,98 + 0,5 = 5,48 (m) • Bể lắng ly tâm thứ cấp: HXD= 5.3 m; D= 33 m - Cao trình mực nước bể lắng ly tâm thứ cấp là: = Zm + htx = 5,48 + 0,8 = 6,28 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng ly tâm thứ cấp là: = + hbv - = 6,28 + 0,6 = 6,88 (m) Cao trình đáy bể lắng ly tâm thứ cấp là: = - hxđ = 6,28 – 5.3 = 0.98 (m) • Mương dẫn: Zm = • + htt = 6,28 + 0,5 = 6,78 (m) Bể Biofil cao tải: D=15 m, chiều dày VL lọc= 3.1 m, khoảng cách: m Tổn thất từ bể biofil sang bể lắng li tâm: 0,5 m - Cao trình mực nước bể biofil là: = Z + htt = 6,78 + 0,5 = 7,28 (m) - Cao trình đỉnh bể biofil là: = + hbv= 7,28 + 0,6 = 7, 88 (m) - Cao trình đáy bể biofil là: = - hxđ = 7,88 - = 6,88 (m) • Mương dẫn: Zm = + htt = 7,28 + 0.5 = 7.78 (m) • Bể lắng ngang sơ cấp: B*HXD* L = 77m * 4,4m * 39m - Cao trình mực nước bể lắng ngang sơ cấp = Zm + htt = 7,78 + 0,2 = 7,98 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng ngang sơ cấp = + hbv = 7,98 + 0,6 = 8,58 (m) - Cao trình đáy bể lắng ngang sơ cấp: = - hxđ = 7,98 – 4.4 = 3,58 (m) - Mương dẫn 12 Zm = + htt = 7,98 + 0,5 = 8,48 (m) • Bể lắng cát ngang: B*HXD* L = 4,0 m* 1,2m* 5m - Cao trình mực nước bể lắng cát ngang là: = Zm + htt = 8,48 + 0,2 = 8,68 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng cát ngang là: = + hbv = 8,68 + 0,6 = 9,28 (m) - Cao trình đáy bể lắng cát ngang là: = - hxđ = 8,68 – 1,2 = 7,48 (m) • Mương dẫn: Zm = + htt = 8,68 + 0,5 = 9,18 (m) • Mương đặt SCR: B*HXD* L = 1,5 m* 1,3m * 2,2 m - Cao trình mực nước mương đặt SCR là: = Zm + htt = 9,18 + 0,2 = 9,38 (m) - Cao trình đỉnh mương đặt SCR là: = + hbv = 9,38+ 0,6 = 9,98 (m) - Cao trình đáy mương đặt SCR là: = - hxđ = 9,38 - 1,3 = 8,08 (m) • Mương dẫn: Zm = + htt = 9,38 + 0,5 = 9,88 (m) IV TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG CỦA CƠNG TRÌNH Sau tính tốn thiết kế thông số bể, em xin chọn tính tốn khối lượng thiết bị bể tiếp xúc với kích thước B x Hxd x L = 10 x 2,5 x 14 STT Tên cơng tác Đơn vị Đào móng bể = 10 2,5 = 75 =Ta luy 30% = 750,3 = 22,5 Lấp đất thành bể K = 0,9 Phần hố móng 75/3 = 25 Phần taluy: 22,5 Bê tơng lót móng bể tiếp xúc , đá chiều rộng