kl dinh van thang 610337b

LỜI CẢM ƠN Trong suốt năm học vừa qua kiến thức chúng em có kho kiến thức vơ giá Ngồi nỗ lực học hỏi thân Thầy Cơ người cho chúng em kiến thức vơ giá Và hơm chúng em áp dụng kiến thức học luận văn tốt nghiệp Để hoàn thành tốt luận văn này, nỗ lực thân, em nhận nhiều giúp đỡ tận tình Gia đình, Thầy Cơ bạn bè Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến Thầy, Cô Khoa Môi Trường Bảo Hộ Lao Động trường ĐHBC Tơn Đức Thắng tận tình giảng dạy hướng dẫn em suốt năm Đại học Em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành sâu sắc đến Thầy Nguyễn Ngọc Thiệp tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn Bên cạnh đó, xin cảm ơn tất bạn bè giúp đỡ khuyến khích tơi suốt trình thực luận văn Cuối cùng, xin dành lời cảm ơn sâu sắc đến Gia đình người thân tơi, người ln khuyến khích, động viên quan tâm tơi suốt q trình học tập TPHCM, 08/01/2007 Đinh Văn Thắng MỤC LỤC Trang DANH SÁCH CÁC BẢNG , HÌNH DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CAM RANH 1.1 Vị trí điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Điều kiện tự nhiên 1.1.2.1 Địa hình 1.1.2.2 Khí hậu 1.1.2.3 Nhiệt độ độ ẩm 1.1.2.4 Gió 1.1.2.5 Thủy văn 1.1.2.6 Thủy triều 1.1.2.7 Địa chất địa chất thủy văn 1.2 Điều kiện xã hội 10 1.2.1 Địa giới hành 10 1.2.2 Dân số đặc điểm dân cư 10 1.3 Điều kiện kinh tế 12 1.3.1 Các hoạt động kinh tế tạo nguồn thu nhập Thị xã 12 1.3.2 Tỷ lệ tiếp cận dịch vụ cấp thoát nước vệ sinh 12 1.4 Tình hình trạng hạ tầng sở thị 12 1.4.1 Tình hình xây dựng nhà 12 1.4.2 Tình hình giao thơng 13 1.4.3 Tình hình cấp điện 14 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU NƯỚC THẢI THỊ XÃ CAM RANH 15 2.1 Lưu lượng, thành phần tính chất nước thải 15 2.1.1 Lưu lượng 15 2.1.2 Thành phần 15 2.1.3 Thu gom 18 2.2 Sơ lược phương pháp xử lý nước thải 18 2.2.1 Xử lý học 18 2.2.2 Xử lý hóa học 19 2.2.3 Xử lý phương pháp sinh học 19 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 20 3.1 Đề xuất phương án 20 3.1.1 Phương án 1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt dùng hồ sinh học tự nhiên 20 3.1.2 Phương án 2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt dùng hồ sinh học nhân tạo 22 3.2 So sánh phương án 23 3.2.1 Ưu nhược điểm phương án 23 3.2.2 Ưu nhược điểm phương án 24 3.3 Chọn phương án xây dựng 24 3.4 Tính tốn cơng nghệ xử lý nước thải chọn 25 3.4.1 Trạm bơm nước thải 26 3.4.2 Ngăn tiếp nhận nước thải 26 3.4.3 Mương dẫn nước thải 26 3.4.4 Máy lược rác 26 3.4.5 Bể lắng cát ngang có sục khí 27 3.4.6 Sân phơi cát 31 3.4.7 Bể điều hòa 31 3.4.8 Bể lắng đợt 35 3.4.9 Bể Aeroten 40 3.4.10 Bể lắng đứng đợt 49 3.4.11.Tính tốn bể nén bùn 52 3.4.12 Tính tốn sân phơi bùn 54 3.4.12 Bể tiếp xúc 56 CHƯƠNG 4: KHÁI TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1 Vốn đầu tư cho hạng mục cơng trình 58 58 4.1.1Phần xây dựng 58 4.1.2 Phần thiết bị 58 4.2 Chi phí quản lý vận hành 59 4.2.1 Chi phí nhân cơng 59 4.2.2 Chi phí hóa chất 59 4.2.3 Chi phí điện 59 4.3 Tổng chi phí đầu tư CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 61 5.1 KẾT LUẬN 61 5.2 KIẾN NGHỊ 61 CHƯƠNG MỞ ĐẦU ĐỐI TƯỢNG Thị xã Cam Ranh trung tâm trị, văn hóa, kịnh tế xã hội nằm phía Nam thuộc tỉnh Khánh Hịa Cùng với phát triển mạnh mẽ tỉnh Khánh Hòa năm gần đây, Thị xã phát triển nhanh chóng để trở thành trung tâm thị phía Nam tỉnh vào năm 2020 Bên cạnh phát triển kinh tế tập trung dân số Thị xã, tình trạng mơi trường có dấu hiệu xuống cấp, đặc biệt vấn đề ô nhiễm nước mặt nên cần phải có qui hoạch hợp lý nhằm cải tạo, xây dựng lại hệ thống thoát nước cũ trạm xử lý nước thải sinh hoạt nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển thị xã tương lai SỰ CẦN THIẾT Thị xã Cam Ranh giai đoạn thị hóa, cơng nghiệp hóa Với điều kiện sở hạ tầng nay, để hệ thống sở hạ tầng phát triển đồng động thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội khu vực vấn đề đầu tư xây dựng hệ thống nước nước thải hồn chỉnh hồn cần thiết Do chưa có trạm xử lý nước thải sinh hoạt nên nước thải dẫn biển hệ thống thoát nước cũ kĩ tự ngấm cống hộp, tiếp tục khơng xủ lý biển ô nhiễm trầm trọng tương lai gần khả hồi phục lại trạng thái ban đầu khó khăn Vì thiết cần phảỉ có trạm xử lý nước thải cho khu vực Thị xã trước dẫn khu vực cảng biển Cần đầu tư xây dựng: “Thiết kế Trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho Thị xã Cam Ranh giai đoạn 20052015 công suất Q = 4000 m3/ngày đêm.” MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu luận văn thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu vực Thị xã Cam Ranh, góp phần cải thiện nâng cao vệ sinh môi trường cho khu vực dân cư xung quanh theo quy định bảo vệ môi trường phát triển bền vững đến năm 2020 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI Thu thập số liệu điều kiện tự nhiên, xã hội, kinh tế, trạng nước thải đánh giá trạng nước thải Thị xã Tính tốn, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho Thị xã: Đưa dây chuyền cơng nghệ Tính tốn, thiết kế cơng trình đơn vị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THỊ XÃ CAM RANH 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1.1 Vị trí địa lý Thị xã Cam Ranh loại đô thị loại IV tỉnh Khánh Hòa cách thành phố Nha Trang khoảng 45km phía nam cách thành phố Hồ Chí Minh 397 km Trước Cam Ranh huyện tỉnh Khánh Hòa, từ năm 2000 trở thành thị xã tỉnh Tọa dộ địa lý: Thị xã Cam Ranh trải dài dọc theo Quốc lộ 1A Kinh độ Đông: 109000’ đến 109015’ Vĩ độ Bắc: 11045’ đến 12015’ 1.1.2 Điều kiện tự nhiên 1.1.2.1 Địa hình Địa hình thị xã Cam Ranh thấp dần từ Bắc vào Nam từ Tây sang Đông Theo cấu tạo chia thành vùng sau: Vùng núi cao: gồm xã Sơn Tân, Cam Phước Tây, Cam Phước Đông, Cam An Bắc, Cam An Nam, Cam Hiệp Bắc, Cam Tân Đặc điểm vùng lả có nhiều núi cao, độ dốc lớn (từ 15-25 độ), địa hình chia cắt mạnh Độ cao trung bình so với mặt nước biển 700m, có núi cao đến 1400m Vùng đồi thoải: tiếp giáp với vùng đồi núi cao vùng đồi thoải dần biển, chiếm diện tích lớn Độ dốc trung bình từ 3-8 độ Vùng đồng bằng: đồng Cam Ranh nhỏ hẹp chia vùng chính: vùng Đồng Lác chạy dọc theo ven suối Trà Dục suối Hành đến Ba Ngòi tập trung chủ yếu xã Cam Phước Đông phần nhỏ xã Cam Phước Tây, vùng Cam Tân, Cam Hịa có phần diện tích hạ lưu suối Thượng sơng suối Dầu 1.1.2.2 Khí hậu Thị xã Cam Ranh nằm vùng khí hậu duyên hải Nam Trung Bộ quanh năm nắng nóng có mùa đơng lạnh Phân theo mùa rõ rệt mùa mưa mùa khô Mùa mưa từ tháng đến tháng 12, mùa khô kéo dài từ tháng đến tháng 1.1.2.3 Nhiệt độ độ ẩm Nhiệt độ trung bình năm khoảng 26,80C, tháng thấp có nhiệt độ 14,40C (tháng 1), tháng cao 390C (tháng 8) Độ ẩm khơng khí trung bình cao từ 75% - 82%, tháng có độ ẩm tuyệt đối khoảng 36% Bảng 1.1: Bảng thống kê nhiệt độ tháng năm Cam Ranh (lấy từ năm 1998-2003) Tháng TB T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 24,5 24,8 26,3 27,9 28,7 28,9 28,9 28,7 28,0 26,8 25,8 24,7 Bảng 1.2: Bảng thống kê độ ẩm tháng năm Cam Ranh (lấy từ năm 1998-2003) Tháng T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 TB 80 79 80 80 79 77 76 77 80 84 84 81 1.1.2.4 Gió Gió Bắc Đơng Bắc xuất từ tháng đến tháng 12 năm trước tháng tháng năm sau Tốc độ gió bình qn 4,43 m/s Gió Nam Đơng Nam xuất vào tháng 5,6,7,8 hàng năm với tốc độ bình qn khoảng 3,57 m/s Bão xuất đổ vào Cam Ranh, không ảnh hưởng lớn đến sản xuất đời sống nhân dân 1.1.2.5 Thủy văn Nguồn nước mặt Thị xã Cam Ranh chủ yếu nước suối hầu hết suối Cam Ranh nhỏ, ngắn, dốc, mùa khơ khơng có nước Các sông suối chủ yếu phân bố khu vực Thị xã Cam Ranh Suối thượng: bắt nguồn từ núi có độ cao 800m huyện Khánh Sơn chảy qua xã Sơn Tây, Cam Tân có diện tích lưu vực 142km2, chiều dài suối 22km, độ rộng bình quân lưu vực 6,4m Hồ Cam Ranh xây dựng suối Thượng để phục vụ tưới tiêu cho 2300 trồng lúa cung cấp nước sinh hoạt cho 70000 người dân khu vực Bảng 1.3 Các thơng số hồ Cam Ranh Diện tích lưu vực: 59,4km2 Mực nước cao: +32m Mực nước chết: +22m Dung tích hồ: 22 mil.m3 Dung tích hoạt động: 19,4 mil.m3 Dung tích chết: 12,7 mil.m3 Cao độ đỉnh đập: +34,2 m Dòng tràn Qmax 100 năm: 539 m3/s Suối Trà Dục: bắt nguồn từ dãy núi Ka Lục Đại độ cao 900m Cam Phước Tây, Cam Phước Đông đổ biển qua cầu Trà Long, diện tích lưu vực 137km2, chiều dài suối 23 km, độ rộng bình quân lưu vực 7,5 km, độ dốc 7,3% Suối Mỹ Thạnh: bắt nguồn từ sông Trâu (tỉnh Ninh Thuận) chảy vào thôn Mỹ Thạnh (xã Cam Thịnh Đông), chiều dài suối 9km, diện tích tưới 60 Suối Cạn: bắt nguồn từ huyện Khánh Sơn chảy qua xã Cam Thịnh Tây, Cam Thịnh Đông đổ biển phía bắc xí nghiệp dừa, mùa khơ suối khơng có nước chiều dài suối 18km Bờ biển Cam Ranh dài gần 60 km, có vịnh Cam Ranh tiếng, dây quân cảng tốt, biển trong, vịnh có độ sâu cần thiết cho tàu có tải trọng lớn vào thuận lợi 1.1.2.6 Thủy triều Thị xã Cam Ranh có chế độ thủy triều giống khu vực bờ biển Khánh Hòa, với chế dộ triều không theo ngày chế độ thủy triều bán nhật triều, thời gian triều lên lâu thời gian triều xuống Mực nước khu vực Ba Ngòi là: Mực nước triều TB 1,23 m Mực nước triều max 2,0 m Mực nước triều 0,5 m 1.1.2.7 Địa chất địa chất thủy văn Đất đai Thị xã Cam Ranh hình thành địa chất phức tạp đa dạng Nhìn chung chịu ảnh hưởng trình nâng hạ tầng kiến tạo vùng đồng phủ lớp trầm tích biển (cát xác hữu cơ…) Quá trình hoạt động tạo núi phía tây Thị xã hình thành nên đồi núi với thành phần cấu tạo chủ yếu macma acid phần lớn đá granit Cùng với việc tạo núi, dịng suối hình thành, dòng suối vận chuyển phù sa tạo nên vùng đồng phù sa trẻ màu mỡ địa hình thấp Trước quan hữu quan thăm dò Cam Ranh (các xã Cam Nghĩa, Cam An Nam, Cam Phước Đơng thị trấn Ba Ngịi) chất lượng nước không tốt, nước bị nhiễm mặn lưu lượng nhỏ Do khả dùng nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt phát triển công nghiệp Cam Ranh khơng có 1.2 ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI 1.2.1 Địa giới hành Thị xã Cam Ranh bao gồm phường nội thị 18 xã ngoại thị, có vị trí quan trọng phát triển kinh tế-xã hội an ninh quốc phòng Thị xã Cam Ranh nằm tuyến quốc lộ 1A đường sắt thống Bắc Nam, có cảng biển Ba Ngịi, có khu đặc khu quân Cam Ranh trung tâm trị, văn hóa – kinh tế - du lịch nằm kề với thành phố Nha Trang tỉnh Khánh Hịa Vị trí hành nằm phía nam tỉnh Khánh Hịa, ranh giới hành chính: Phía Bắc giáp với thành phố Nha Trang huyện Diên Khánh Phía tây giáp với huyện Diên Khánh huyện Khánh Sơn Phía Đơng giáp với biển Đơng Phía Nam giáp với tỉnh Ninh Thuận 1.2.2 Dân số đặc điểm dân cư Theo số liệu thống kê năm 2004, tổng dân số thị xã 213.751.000 người, nữ 107.032.000 người chiếm 50,7%, nam chiếm 49,3% Sự phân bố dân theo phường xã thể bảng 1.6 Người kinh chiếm đa số có số dân tộc Raglai,Hoa, Chăm, Tày, Thái… Bảng 1.4 Dân số, số hộ mật độ dân số STT Phường/xã P.Cam Nghĩa Diện tích Mật độ dân số Dân số 2004 Số hộ 2004 (ha) (người/ha ) (người) (hộ) 1575 8,47 13577 2798 Người/hộ 4,85 Qth: lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn Xo: nồng độ VSS nước thải dẫn vào aeroten (mg/l) X: nồng độ VSS bể aeroten, chọn X = 3500 mg/l Xth: nồng độ VSS bùn tuần hoàn, chọn Xth = 8000 mg/l Giá trị Xo nước thải đầu vào bể aeroten thường nhỏ so với X Xth, phương trình cân vật chất bỏ qua đại lượng QXo Phương trình cân vật chất có dạng sau Qth.Xth = (Q + Qth).X Chia vế phương trình cho Q đặt tỷ số Qth /Q =  ( gọi tỉ số tuần hoàn), ta được: Hệ số tuần hoàn  3500 X   0,78 X th  X 8000  3500 Lượng bùn tuần hoàn Qth  0, 78 166,  130 m /giờ Thời gian lưu nước bể aeroten  W 1233,5   0,31 ngày = 7,44 Q 4000  LƯỢNG KHÍ CUNG CẤP BỂ AEROTEN Lượng oxy cần cấp cho bể aeroten theo BOD5 * Lượng oxy yêu cầu  L'''tc  Lht  1000  f M=  Trong đó:   Qtb  - (1,42  Px)  L'''tc = 288,8 mg/L: hàm lượng BOD5 vào bể aeroten Lht = mg/L: hàm lượng BOD5 hoà tan khỏi aeroten f = 0,68 : hệ số chuyển đổi BOD5 BOD20 Qtb-ngày = 4000 m3/ngày Px = 431,7 kg/ngày: lượng gia tăng sinh khối ngày (MLVSS) Vậy  288,8   M=   4000 - (1,42  431,7) = 1080 kg O2/ngày  1000  0, 68  * Thể tích khơng khí theo yêu cầu Giả sử hiệu vận chuyển oxy thiết bị thổi khí 8% Lượng khơng khí u cầu theo thực tế (trong khơng khí chứa 23% O2 theo trọng lượng trọng lượng riêng khơng khí 25oC 1,168 kg/m3 qkk  M 1080   4020 m3/ngày 1,168  0, 23 1,168  0, 23 Lượng khơng khí u cầu với hiệu vận chuyển 8% qkk1  4020  50250 m3/ngày = 2094 (m3/h) = 34900 (L/phút) 0, 08 Hệ số an toàn sử dụng thiết kế thực tế Lượng khơng khí thiết kế để chọn máy thổi khí qtk = 2094  = 4188 m3/h = 69,8 m3/phút = 1,16 m3/s ÁP LỰC VÀ CÔNG SUẤT CỦA MÁY THỔI KHÍ Khí phân bố vào bể hệ thống đĩa phân phối khí, đặt theo chiều dài bể Số lượng đĩa phân phối khí cần sử dụng cho bể aeroten: N qkk 34900   87, 25 đĩa q.n 200  Trong đó: q : lượng khí đĩa phân phối cung cấp Chọn q = 200 L/phút Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170mm, diện tích bề mặt đĩa 0,02m2 n : số đơn nguyên aeroten, n=2 Chọn N = 90 đĩa Áp lực cần thiết cho hệ thống thổi khí Hkhí = hd + hc + hf + H Trong đó: hd : tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn hc : tổn thất cục hf : tổn thất qua thiết bị phân phối Hxd : chiều sâu bể, Hxd = m Tổng tổn thất hd + hc thường không vượt 0,4m Tổn thất hf khơng vượt q 0,5m Hkhí = 0,4 + 0,5 + = 5,9 (m) Vậy Áp lực máy thổi khí tính theo Atmosphere Pm = Hm 5,9   0,58 atm 10,12 10,12 Chọn máy thổi khí hoạt động ln phiên Cơng suất máy thổi khí G  R  T  P2    Pm = 29,  n  e  P1   Trong đó: 0,283   1  Pm: Cơng suất u cầu máy thổi khí (KW) G: Trọng lượng dịng khơng khí (kg/s) G = Qkhí   khí = 1,16  1,3 = 1,51 kg/s R: Hằng số khí, R = 8,314 KJ/Kmol.oK T: Nhiệt độ tuyệt đối khơng khí đầu vào; T = 273 + 25 = 2980K P1: Áp suất tuyệt đối khơng khí đầu vào, P1 = 1atm P2: Áp suất tuyệt đối khơng khí đầu ra, P2 = + Pm = 1,58 atm n= K  1,395    0, 283 (Đối với khơng khí K = 1,395) K 1,395 e: Hiệu suất máy, e = 0,7 – 0,8 ; chọn e = 0,8 Vậy cơng suất máy thổi khí 0,283  1,51 8,314  298  1,58   1  76,9 (KW) Pm =   29,  0, 283  0,8    Chọn Pm = 80 KW Để sử dụng tiện lợi phòng ngừa trường hợp xảy cố, chọn 03 máy thổi khí sử dụng riêng lẽ cho 02 đơn nguyên, 02 máy hoạt động 01 máy dự phịng Mỗi máy có cơng suất 40 KW KIỂM TRA TỈ SỐ F/M VÀ TẢI TRỌNG HỮU CƠ TRONG BỂ: Tỷ số F/M xác định theo công thức sau L''' F 288,8 -1  tc   0, 27 ngày M   X 0,31 3500 Tải trọng thể tích bằng: L'''tc  Q W 103  288,8  4000 103 = 0,94 kgBOD5/m ngày 1233,5 Cả hai giá trị nằm giới hạn cho phép aeroten xáo trộn hoàn toàn, với tỷ số F/M = 0,2 - 0,6 kg/kg.ngày tải trọng thể tích khoảng 0,8 - 1,92 kgBOD5/m3.ngày  TÍNH TỐN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ Từ đường ống khí chia thành nhánh vào đơn nguyên Ở đơn nguyên, ống khí phân thành ống nhánh dọc theo chiều dài bể Khoảng cách ống 1,4 m cách thành bể 0,7 m Khoảng cách đĩa theo chiều dài 1,12m cách thành bể 0,48m * Tính đường ống Vận tốc khí đường ống v = 10 – 15m/s Chọn VOC = 15 m/s (“Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải” – Trịnh Xuân Lai) Lưu lượng khí cần cung cấp qtk = 4188 m3/h = 69,8 m3/phút = 1,16 m3/s Đường kính ống Doc   qtk  1,16   0,32m 15  3,14 V  Chọn ống nhựa có đường kính ống 315 mm Kiểm tra lại vận tốc khí ống Voc  4qtk  1,16  = 14,8 (thỏa điều kiện) D  0,3152  3,14 *Tính đường ống nhánh vào bể Từ ống ta phân đường ống nhánh cung cấp khí vào bể tiếp tục chia thành ống phân phối khí dọc theo chiều dài bể Lưu lượng khí ống nhánh q2 n  qtk 1,16   0,58m3 / s 2 Lưu lượng khí ống nhánh q5 n  q2 n 0,58   0,116m3 / s ống 5 Chọn vận tốc ống nhánh Von = 13 m/s (“Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải” – Trịnh Xuân Lai) Đường kính ống nhánh 4q2 n  0,58   0, 24m V 13  3,14 D2 on  Chọn ống nhựa có đường kính ống 250 mm 4q5n  0,116   0,1m V 13  3,14 D5on  Chọn ống nhựa có đường kính ống 110 mm Kiểm tra lại vận tốc khí ống nhánh V2on  4qn  0,58   11,82m / s (thỏa điều kiện) D  0, 252  3,14 V5on  4q2 n  0,116   12, 21m / s (thỏa điều kiện) D  0,112  3,14 3.4.10 Bể lắng đứng đợt Nhiệm vụ Bể lắng đứng đợt có nhiệm vụ lắng hỗn hợp nước – bùn từ bể Aeroten qua loại cặn lắng khỏi nước thải Tính tốn Bảng 3.8: Kết tính tốn bể lắng đợt STT Thông số Đơn vị Giá trị Số đơn nguyên hoạt động bể 2 Đường kính bể m 7,8 Đường kính ống trung tâm m 1,0 Thời gian lắng 1,5 Chiều cao tổng cộng bể lắng m 7,5 Chiều cao ống trung tâm m 2,7 Đường kính miệng loe m 1,35 Đường kính chắn m 1,76 Đường kính máng thu nước m 10 Chiều dài máng thu nước m 15,7 Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm tính tốn theo công thức sau f= q tb-s V1 qtb-s: Lưu lượng nước thải tính tốn trung bình, qtb-s = 0,0463 (m3/s) Trong đó: V1: Tốc độ chuyển động nước thải ống trung tâm Lấy V1 = 30 (mm/s) = 0,03 m/s (điều 6.5.9 - TCXD 51- -84) Do đó: f= 0,0463 = 1,54(m2) 0,03 Lấy f = 1,6 m2 Diện tích tiết diện ướt bể lắng mặt F= q tb - s V Trong đó: qtb-s: Lưu lượng nước thải, qtb-s = 0,0463 (m3/s) V2: Tốc độ chuyển động nước thải bể lắng đứng; v = 0,5 mm/s = 0,0005 m/s (điều 6.5.6-TCXD-51-84) Do đó: 0,0463 = 92,6 (m2) 0,0005 F= Lấy F = 93 m2 Chọn bể hoạt động dự phịng Diện tích mặt bể F1 = F  f 93  1,6 = = 47,3 (m2) n Đường kính bể lắng D= 4F  =  47,3 3,14 = 7,76 (m) Lấy D = 7,8 m Đường kính ống trung tâm: d = 4 f  4 = 1,6 = 1,0 (m2) 3,14 Chiều cao lớp nước bể lắng tính theo cơng thức h1 = V2  t = 0,0005  1,5  3600 = 2,7 (m) Trong đó: t : Thời gian lắng, t = 1,5 (giờ) Chiều cao phần hình nón bể lắng, tính gần theo cơng thức sau  D  dn  hn = h2 + h3 =  Trong đó:    tg  h2: chiều cao lớp trung hòa h3: chiều cao giả định lớp cặn lắng bể dn: đường kính đáy nhỏ hình nón cụt Lấy dn = 0,8 m D : Đường kính bể lắng đứng, D = 7,8 (m)  : Góc nghiêng đáy, với  = 500 (điều 6.5.9-TCXD-51-84) Do đó:  7,8 - 0,8    1,2= 4,2 (m)   hn = h2 + h3 =  Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng H = h1 + h2+h3 + h4 = 2,7 + 4,2 + 0,5 = 7,4  7,5 (m) Với h4 = 0,5 m chiều cao bảo vệ bể Chiều cao ống trung tâm lấy chiều cao tính tốn vùng lắng Ho = hl = 2,7 m Đường kính miệng loe ống trung tâm lấy chiều cao phần ống loe 1,35 đường kính ống trung tâm dl = 1,35  d = 1,35  1,0 = 1,35 m Đường kính chắn hắt lấy 1,3 lần đường kính miệng loe dtch = 1,3  1,35 = 1,76 m Góc nghiêng bề mặt hắt so với mặt phẳng ngang lấy 170  MÁNG THU NƯỚC Đường kính máng thu 0,8 đường kính bể: D' = 0,8  D = 0,8  7,8 = 6,24 m Chọn D' = 6,4 m Chiều dài máng thu nước Lmáng =   D' = 3,14  6,4 = 20,1 m Máng cưa neo chặt vào thành bể nhằm điều hồ dịng chảy từ bể vào máng thu nhờ khe, đồng thời máng cưa điều chỉnh có tác dụng cân mực nước bề mặt bể cơng trình bị lún nghiêng Máng thu có cưa hình chữ V Được làm thép khơng gỉ, dày 3mm, có góc đáy 900 Chiều cao máng 150 mm Chiều dài máng thu 20,1 m Răng cưa chữ V có kích thước Chiều cao 50 mm Chiều dài đáy chữ V 100 mm Khoảng cách hai cưa 150 mm Số cưa: n = (15,7  1000) : 150 = 134 cưa 3.4.11 Tính tốn bể nén bùn Nhiệm vụ Làm giảm độ ẩm bùn tươi từ bể lắng bùn hoạt tính dư từ bể lắng từ 99,2% xuống 96% Bùn sau nén đưa sân phơi bùn Tính tốn Bảng 3.9: Kết tính tốn bể nén bùn STT Thông số Đơn vị Giá trị m3/ngày 82,84 Đường kính bể m Đường kính ống trung tâm m 0,2 Đường kính phần loe m 0,28 Lượng bùn vào bể nén đường kính chắn m 0,36 Thời gian lắng bùn 10 Chiều cao phần lắng m 3,6 Chiều cao tộng cộng bể nén bùn m 5,5 Lượng bùn tươi từ bể lắng đợt 1: Qb1 = 5,2 m3/ngày Lượng bùn hoạt tính dư xả từ bể lắng đợt theo tính tốn bể Aerotank Qb2 = 77,64 m3/ngày Lượng bùn vào bể nén bùn Qbùn-tc = 5,2 + 77,64 = 82,84 m3/ngày Diện tích hữu ích bể nén bùn xác định theo cơng thức F1  Trong đó: Qbun tc 82,84  = 9,6 m2 0, 0001 24  3600 v1 Qbùn-tc: Lưu lượng bùn dẫn vào bể nén bùn, Qbùn-tc = 82,84 m3/ngày v1: Tốc độ chảy chất lỏng vùng lắng bể nén bùn kiểu lắng đứng (điều 6.10.3 – TCXD 51 – 84) v1 = 0,1mm/s = 0,0001m/s Diện tích ống trung tâm bể nén bùn F2  Trong đó: Qbun tc 82,84  = 0,034 m v2 0, 028  3600  24 v2: Tốc độ chuyển động bùn ống trung tâm; v2 = 28 – 30 mm/s, chọn v2 = 28 mm/s = 0,028 m/s Diện tích tổng cộng bể nén bùn đứng F = F1 + F2 = 9,6+ 0,034 = 9,634 m2 Chọn F = 9,7 m2 Đường kính bể nén bùn D 4F    9,  4m 3,14 Đường kính ống trung tâm d F2    0.034  0, 2m 3,14 Đường kính phần loe ống trung tâm d1 = 1,35  d = 1,35  0,2 = 0,28 m Đường kính chắn Dch = 1,3  d1 = 1,3  0,28 = 0,36 m Chiều cao phần lắng bể nén bùn hl = vl  t  3600 = 0,0001  10  3600 = 3,6 m Trong đó: t: Thời gian lắng bùn (điều 6.10.3 TCXD 51 – 84) Chọn t = 10 v1: Tốc độ chảy chất lỏng vùng lắng bể nén bùn kiểu lắng đứng (điều 6.10.3 – TCXD 51 – 84) v1 = 0,1mm/s = 0,0001m/s Chiều cao phần nón với góc nghiêng 450, đường kính bể D = m đường kính đáy bể 1m h2  D  = 1,5 m 2 Chiều cao phần bùn hoạt tính nén hb = h2 - h0 – hth = 1,5 – 0,4 – 0,3 = 0,8m Trong đó: ho:khoảng cách từ đáy ống loe đến chắn, ho = 0,25 – 0,5 m Lấy ho = 0,4 m hth: Chiều cao lớp trung hoà, hth = 0,3 m Chiều cao tổng cộng bể nén bùn Htc = h1 + h2 + h3 = 3,6 + 1,5 + 0,3 = 5,4 m Chọn Htc = 5,5m Với h3: Khoảng cách từ mực nước bể nén bùn đến thành bể, h3=0,3m Nước tách từ bể nén bùn dẫn lại bể aeroten tiếp tục xử lý Lượng bùn thu sau qua bể nén bùn qbùn = Qbun tc  100  99, 100  99,  82,84  = 16,57 m3/ngày 100  96 100  96 3.4.12 Tính tốn sân phơi bùn Nhiệm vụ Cặn sau qua bể nén bùn có độ ẩm cao cần làm nước cặn để đạt đến độ ẩm cần thiết thuận lợi cho vận chuyển xử lý Trong phương án chọn sân phơi bùn để thực trình làm nước cặn Nhiệm vụ sân phơi bùn làm giảm độ ẩm bùn từ 96 % xuống 75% Tính tốn Bảng 3.10: Kết tính tốn sân phơi bùn STT Thông số Số ngăn sân phơi bùn Đơn vị Giá trị Ngăn Chiều dài ngăn m 20 Chiều rộng ngăn m 15 Thời gian xả bùn ngày 20 - 30 Lượng cặn dẫn tới sân phơi bùn cặn từ bể nén bùn Diện tích hữu ích sân phơi bùn F1 = Trong đó: 365  qbun 365 16,57 = = 1185,9 m2 1,5  3, q0  n q0: tải trọng cặn lên sân phơi bùn, q0 = 1,5 m3/m2/năm n: Hệ số phụ thuộc điều kiện khí hậu (miền trung n= 2,8 – 3,4) Chọn F1 = 1200 m2 Chia sân phơi bùn làm ngăn Diện tích ngăn là: f1 = 300 m2 Kích thước ngăn là: B  L = 15m  20m Diện tích phụ sân phơi bùn (đường sá, mương, máng) lấy 20% diện tích sân phơi bùn F2 = 0,2  1200 = 240 m2 Diện tích tổng cộng sân phơi bùn F = F1 + F2 = 1200 + 240 = 1440 m2 Lượng bùn phơi từ độ ẩm 96% đến 75% năm W = 365  Qbun tc  100  96  365 16,57  = 967,7 m3 100  75 25 Khoảng 20 – 30 ngày xả bùn lần, bùn khô thu gom gàu máy dùng làm phân vi sinh phục vụ cho nông nghiệp 3.4.13 Bể tiếp xúc Nhiêm vụ Nước thải sau khỏi lắng dẫn đến bể tiếp xúc để khử trùng nước thải dung dịch NaOCl 10% trước xả nước thải vào nguồn tiếp nhận Tính tốn Bảng 3.11: Kết tính tốn bể tiếp xúc STT Thông số Đơn vị Giá trị ngăn m3 83,5 Số ngăn bể tiếp xúc Thể tích bể Thời gian tiếp xúc phút 30 Chiều sâu hữu ích m 1,5 Chiều rộng ngăn m 1,2 Chiều dài ngăn m 10 Bể tiếp xúc thiết kế kiểu mương dẫn ziczac dẫn nước thải qua ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho trình tiếp xúc nước thải với hố chất khử trùng Thể tích bể tiếp xúc V = Qtb  t = 166,7  0,5 = 83,35 m3 Chọn V = 83,5 m3 Trong đó: 84) t: thời gian tiếp xúc clo với nước thải 30 phút (điều 6.20.6- TCVN 51 – Chọn chiều sâu hữu ích bể tiếp xúc H = 1,5m (điều 6.20.6- TCVN 51 – 84) Vậy diện tích mặt thống bể tiếp xúc F= V 83,5 = 55,7 m2  H 1,5 Kích thước ngăn: L  B = 10  1,2 = 12 m2 Chọn bể tiếp xúc gồm ngăn Tổng diện tích ngăn là: Ft =  12 = 60 m2 > 55,7 m2 (thoả yêu cầu) Chiều cao bể tiếp xúc Ht = H + hbv = 1,5 + 0,3 = 1,8 m  TÍNH TỐN HĨA CHẤT SỬ DỤNG Nước thải khử trùng dung dịch NaOCl 10% nhằm tiêu diệt vi khuẩn Coliform có nước thải Lượng Coliform lại sau bể xử lý sinh học No = (1 – E/100)  Ni No = (1 – 90/100)  108/100ml = 106/100ml Trong đó: No: Số Coliform cịn lại sau bể lắng, No/100ml E : Hiệu khử trùng trình xử lý sinh học, % Ni: Số Coliform nuớc thải đầu vào, No/100ml Liều lượng clo vào tính tốn theo cơng thức sau Nt  (1  0.23Ct t ) No Trong đó: N1: Số vi khuẩn Coliform sau thời gian tiếp xúc t No: Số vi khuẩn Coliform ban đầu Ct: Lượng clo dư yêu cầu, mg/l t: Thời gian tiếp xúc, phút Phương trình viết lại sau  N t   Ct t   0, 23  N   1/ 1/    200   1     1  156  0, 23  10   Chọn thời gian tiếp xúc t = 30 phút Vậy Ct = 5,2 mg Clo/L Do lượng clo oxy hoá chất khử chất hữu cịn lại nước thải, lượng clo cho vào lấy C = 10mg/l Lượng clo tiêu thụ ngày Mchlorine = Q  C = 4000m3/ngày x 10mg/l = 40kg clo/ngày Bể chứa dung dịch NaOCl (10%) bơm châm NaOCl Lưu lượng thiết kế Q = 4000 m3/ngày Lượng Clo châm vào bể tiếp xúc: 40 kg/ngày Nồng độ dung dịch NaOCl = 10% Lượng NaOCl 10% châm vào bể tiếp xúc là: 40/0,1 = 400 l/ngày = 16,7 L/h Thời gian lưu ngày Thể tích cần thiết bể chứa 400 x = 800 lít Chọn bơm châm NaOCl (1 hoạt động, dự phịng) Đặc tính bơm liều lượng Q = 20 L/h TÀI LIỆU THAM KHẢO Metcaft & Eddy Wastewater Engineering Treatment: Treatment Disposal – Reuse Mc-Graw – Hill International Edition, Civil Enginneering Series Fourth Edition Nguyễn Ngọc Dung Cấp nước đô thị Nhà xuất xây dựng Hà Nội 2003 Hồng Văn Huệ & CTV Thốt nước (Tập 2) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2001 Hoàng Huệ Giáo trình cấp nước Nhà xuất xây dựng Hà Nội 1993 Trịnh Xn Lai Tính tốn cơng trình xử lý nước thải Nhà xuất xây dựng Hà Nội 2000 Trần Văn Nhân & CTV Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 1999 Lương Đức Phẩm Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học Nhà xuất giáo dục Lâm Minh Triết & CTV Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM 2004 Bảng tra thủy lực mạng lưới cấp – thoát nước 10 Tiêu chuẩn xây dựng (TCXD 51-84) Thoát nước mạng lưới bên ngồi cơng trình TP Hồ Chí Minh 2003 11 Tiêu chuẩn Việt Nam – TCVN 6772:2000 - Chất lượng nước - Nước thải sinh hoạt - Giới hạn ô nhiễm cho phép