THIẾT KẾ HỆ THÓNG THOÁT NƯỚC KHU ĐÔ THỊ PHÚ MỸ TP QUẢNG NGÃI, QUY MÔ 170 HA

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƢỜNG – BẢO HỘ LAO ĐỘNG   LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỐT NƢỚC KHU ĐƠ THỊ PHÚ MỸ TP QUẢNG NGÃI, QUY MÔ 170 HA Sinh viên thực hiện: THÀNH THỊ DIỆU THẢO Lớp : 07CM2D Khóa : 11 Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S NGUYỄN NGỌC TRÚC THANH Ngày giao nhiệm vụ luận văn Ngày hoàn thành luận văn : 22/09/2011 : 03/01/2012 …………, ngày tháng năm Giảng viên hướng dẫn (Ký tên ghi rõ họ tên) TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2012 LỜI CẢM ƠN! …… Đầu tiên, xin đƣợc trân trọng gửi lời biết ơn chân thành đến cha mẹ Cảm ơn cha mẹ cho sống này, âm thầm hi sinh, vất vả vƣợt qua bao gian khó nhọc nhằn để nuôi nấng dạy dỗ nên ngƣời Cảm ơn cha mẹ bên cạnh con, hỗ trợ cho vật chất lẫn tinh thần, động viên suốt chặng đƣờng học tập để có đƣợc nhƣ ngày hơm Bên cạnh đó, em kính gửi lịng tri ân sâu sắc đến ngƣời Thầy, ngƣời Cô dạy dỗ em từ thuở ấu thơ ngày hơm Trong em xin đƣợc cảm ơn Thầy Cô khoa Môi trƣờng Bảo hộ Lao động trƣờng Đại học Tơn Đức Thắng, Tp Hồ Chí Minh dìu dắt em suốt năm ngồi ghế giảng đƣờng đại học, trang bị cho em kiến thức vững vàng để hôm vững tin bƣớc vào đời Hơn hết, em xin trân trọng cảm ơn Nguyễn Ngọc Trúc Thanh tận tình hƣớng dẫn em thực đề tài khóa luận tốt nghiệp Với kiến thức hạn hẹp nên khóa luận tốt nghiệp khơng tránh khỏi sai sót, mong Thầy Cơ góp ý, chỉnh sửa để em hồn thiện kiến thức Sau cùng, cảm ơn tất ngƣời bạn lớp 07CM2D em chia niềm vui nỗi buồn, chung vai sát cánh suốt chặng đƣờng học tập Một lần em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô Chúc Thầy Cô sức khỏe, hạnh phúc công tác tốt i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH ix CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU THỰC HIỆN 1.3 ĐỐI TƢỢNG THỰC HIỆN 1.4 GIỚI HẠN 1.5 NỘI DUNG THỰC HIỆN 1.6 PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN 1.7 Ý NGHĨA KINH TẾ XÃ HỘI, MÔI TRƢỜNG 1.8 SẢN PHẨM ĐỀ TÀI CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ MỚI PHÚ MỸ 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, MÔI TRƢỜNG VÀ KINH TẾ XÃ HỘI 2.2.1 Điều kiện tự nhiên, môi trƣờng: 2.2.1.1 Địa hình, địa chất, địa chấn: 2.2.1.2 Khí hậu thủy văn 2.2.1.3 Hiện trạng môi trƣờng 11 2.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội 11 2.2.2.1 Điều kiện kinh tế 11 2.2.2.2 Điều kiện xã hội 12 2.2.3 Các vấn đề trạng sở hạ tầng 13 2.2.4 Phƣơng hƣớng lựa chọn hệ thống thoát nƣớc cho khu vực 14 2.3 QUI MƠ CẤP NƢỚC VÀ THỐT NƢỚC CHO KHU ĐƠ THỊ 15 2.3.1 Các số liệu tính tốn 15 2.3.1.1 Dân số tính tốn 15 2.3.1.2 Nhu cầu cấp nƣớc 15 2.3.1.3 Lƣu lƣợng nƣớc thải tập trung 17 ii 2.3.1.4 Lƣu lƣợng nƣớc thải khu đô thị 17 2.4 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI CỦA KHU ĐÔ THỊ 18 2.4.1 Thành phần 18 2.4.2 Tính chất 19 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC 3.1 THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC THẢI 20 3.1.1 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc thải 20 3.1.2 Vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc thải 20 3.1.3 Tính tốn mạng lƣới nƣớc 21 3.1.3.1 Lập bảng tính tốn diện tích thoát nƣớc 21 3.1.3.2 Tính tốn lƣu lƣợng tuyến cống 21 3.1.3.3 Tính tốn thủy lực cho tuyến cống 22 3.2 THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC MƢA 24 3.2.1 Lựa chọn hệ thống thoát nƣớc 24 3.2.2 Vạch tuyến mạng lƣới thoát nƣớc mƣa 24 3.2.2.1 Nguyên tắc vạch tuyến 24 3.2.2.2 Phƣơng án nƣớc mƣa khu thị Phú Mỹ 24 3.2.3 Lập bảng tính tốn diện tích nƣớc 25 3.2.4 Xác định lƣu lƣợng mƣa tính tốn 25 3.2.5 Tính tốn thủy lựa mạng lƣới thoát nƣớc mƣa 28 3.3 KHÁI TỐN KINH PHÍ 32 3.3.1 Mạng lƣới thoát nƣớc thải 32 3.3.2 Mạng lƣới thoát nƣớc mƣa 34 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẬP TRUNG CHO KHU ĐÔ THỊ 4.1 QUY MÔ CÔNG SUẤT XỬ LÝ 36 4.1.1 Lƣu lƣợng nƣớc thải 36 4.1.2 Thành phần tính chất nƣớc thải 36 4.1.3 Nguồn tiếp nhận: 36 4.1.4 Xác định mức độ cần xử lý 37 iii 4.1.5 Cơ sở đề xuất phƣơng án 37 4.2 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ NƢỚC THẢI 38 4.2.1 Phƣơng án 38 4.2.2 Phƣơng án 39 4.3 TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH 43 4.3.1 Hầm tiếp nhận (TK – 01) 43 4.3.2 Mƣơng chắn rác (TK – 02A) 44 4.3.3 Bể lắng cát thổi khí (TK – 02B) 45 4.3.4 Sân phơi cát (TK – 03) 47 4.3.5 Bể điều hòa (TK – 02C) 47 4.3.6 Bể lắng sơ cấp (TK – 04) 49 4.3.7 Bể aerotank (TK – 02D) 50 4.3.8 Bể lắng đứng (TK – 05) 53 4.3.9 Bể trộn khử trùng (TK – 06) 55 4.3.10 Bể nén bùn (TK – 07) 56 4.3.11 Máy ép bùn (SBF A/B) 57 CHƢƠNG 5: KHÁI TỐN KINH PHÍ 5.1 KINH PHÍ XÂY DỰNG 59 5.2 KINH PHÍ THIẾT BỊ 59 5.3 KINH PHÍ VẬN HÀNH 60 5.3.1 Chi phí tu bảo trì 60 5.3.2 Chi phí hóa chất 60 5.3.3 Chi phí điện 60 5.3.4 Chi phí nhân công vận hành 61 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN 62 KIẾN NGHỊ 62 iv PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: DIỆN TÍCH THỐT NƢỚC CỦA CÁC TIỂU KHU 65 PHỤ LỤC TÍNH TỐN THỦY LỰC MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC MƢA 69 PHỤ LỤC TÍNH TỐN THỦY LỰC MẠNG LƢỚI THỐT NƢỚC THẢI 83 PHỤ LỤC 4:TÍNH TỐN CHI TIẾT CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TRẠM XỬ LÝ 88 PHỤ LỤC – 1: HẦM TIẾP NHẬN 88 PHỤ LỤC – 2: SONG CHẮN RÁC 89 PHỤ LỤC – 3: BỂ LẮNG CÁT THỔI KHÍ 90 PHỤ LỤC – 4: BỂ ĐIỀU HÒA 93 PHỤ LỤC – 4: BỂ LẮNG SƠ CẤP 96 PHỤ LỤC – 5: BỂ AEROTANK 97 PHỤ LỤC – 6: BỂ LẮNG ĐỨNG 103 PHỤ LỤC – 6: KHỬ TRÙNG NƢỚC THẢI 106 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT THCS Trƣờng Trung học sở CX Cửa xả BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu ơxy sinh hóa, mgO2/l COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu ơxy hóa học, mgO2/l DO (Dissolved Oxygen): Ơxy hịa tan, mgO2/l SS (Suspended Solid): Chất rắn lơ lửng, mg/l F/M (Food/Micro-organism): Tỷ số lƣợng thức ăn lƣợng vi sinh vật mơ hình MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid): Chất rắn lơ lửng bay bùn lỏng, mg/l BTNMT Bộ Tài Nguyên – Môi Trƣờng TCVN Tiêu chuẩn việt Nam QCVN Quy Chuẩn Việt Nam vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Lƣợng mƣa tháng năm Quảng Ngãi (mm) Bảng 2.2 Nhiệt độ trung bình tháng năm Quảng Ngãi (0C) Bảng 2.3 Độ ẩm khơng khí trung bình tháng năm Quảng Ngãi (%) Bảng 2.4 Lƣu lƣợng nƣớc thải tập trung 17 Bảng 2.5 Lƣu lƣợng nƣớc thải khu đô thị 18 Bảng 2.6 Tính chất nƣớc thải khu thị 19 Bảng 3.1 Chu kỳ ngập lụt P khu dân cƣ 25 Bảng 3.2 Hệ số dòng chảy loại mặt phủ 27 Bảng 3.3 Diện tích phục vụ đoạn cống 31 Bảng 3.4 Bảng tính tốn lƣu lƣợng cho lƣu vực cống – – – – CX 31 Bảng 3.5 Bảng tính tốn thủy lực cho lƣu vực cống – – – – CX 32 Bảng 3.6 Bảng tính tốn thủy lực cho lƣu vực cống – – – – CX (tt) 32 Bảng 3.7 Chi phí cống nƣớc 32 Bảng 3.8 Chi phí đầu tƣ giếng thăm 33 Bảng 3.9 Chi phí cống thoát nƣớc mƣa 34 Bảng 4.1: Thông số xây dựng giếng bơm nƣớc thải 43 Bảng 4.2 Kết tính tốn thủy lực mƣơng dẫn đến song chắn rác: 44 Bảng 4.3: Thông số xây dựng mƣơng chắn rác 45 Bảng 4.4: Thông số xây dựng bể lắng cát sục khí: 46 Bảng 4.5: Thông số xây dựng bể điều hòa: 48 Bảng 4.6 Thông số xây dựng bể lắng sơ cấp: 50 Bảng 4.7 Thông số xây dựng bể Aerotank: 52 Bảng 4.8 Thông số xây dựng bể lắng thứ cấp: 55 Bảng 4.9 Thông số xây dựng bể tiếp xúc khử trùng: 56 Bảng PL1 – Diện tích nƣớc thải tiểu khu 65 Bảng PL1 – Diện tích nƣớc thải tiểu khu (tt) 66 vii Bảng PL1 – Diện tích nƣớc mƣa tiểu khu 67 Bảng PL1 – Diện tích nƣớc mƣa tiểu khu (tt) 68 Bảng PL2 – Diện tích phục vụ đoạn cống 69 Bảng PL2 – Diện tích phục vụ đoạn cống (tt) 70 Bảng PL2 – Diện tích phục vụ đoạn cống (tt) 71 Bảng PL2 – Diện tích phục vụ đoạn cống (tt) 72 Bảng PL2 – Diện tích phục vụ đoạn cống (tt) 73 Bảng PL2 – Bảng tính tốn lƣu lƣợng mạng lƣới thoát nƣớc mƣa 74 Bảng PL2 – Bảng tính tốn lƣu lƣợng mạng lƣới thoát nƣớc mƣa (tt) 75 Bảng PL2 – Bảng tính tốn lƣu lƣợng mạng lƣới thoát nƣớc mƣa (tt) 76 Bảng PL2 – Bảng tính tốn lƣu lƣợng mạng lƣới thoát nƣớc mƣa(tt) 77 Bảng PL2 – 10 Bảng tính tốn thủy lực mạng lƣới nƣớc mƣa (tt) 78 Bảng PL2 – 11 Bảng tính tốn thủy lực mạng lƣới nƣớc mƣa (tt) 79 Bảng PL2 – 12 Bảng tính tốn thủy lực mạng lƣới nƣớc mƣa (tt) 80 Bảng PL2 – 13 Bảng tính tốn thủy lực mạng lƣới nƣớc mƣa (tt) 81 Bảng PL2 – 14 Bảng tính toán thủy lực mạng lƣới thoát nƣớc mƣa (tt) 82 Bảng PL3 – Tính tốn lƣu lƣợng cho đoạn cống tuyến cống 83 Bảng PL3 – 2.Tính tốn lƣu lƣợng cho đoạn cống tuyến cống (tt) 84 Bảng PL3 – 3.Tính tốn lƣu lƣợng cho đoạn cống tuyến cống (tt) 85 Bảng PL3 – Tính tốn thủy lực cho tuyến cống (tt) 86 Bảng PL3 – Tính tốn thủy lực cho tuyến cống (tt) 87 Bảng PL – Các thông số thiết kế bể lắng đợt 103 Bảng PL4 – Đặc tính kỹ thuật clorator chân khơng loại Loni - 100 106 BảngPL4 – Đặc tính kỹ thuật balong chứa clo 107 viii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên Hình 2.1 Hình 4.1 Hình 4.2 CN – 01 CN – 02 CN – 03 CN – 04 CN – 05 CN – 06 10 CN – 07 11 CN – 08 12 CN – 09 13 CN – 10 14 CN – 11 15 16 17 CN – 12 CN – 13 CN – 14 Nội dung Bản đồ vị trí khu vực quy hoạch dự án Sơ đồ công nghệ theo phƣơng án Sơ đồ công nghệ xử lý theo phƣơng án Mặt quy hoạch sử dụng đất khu đô thị Phú Mỹ Mặt mạng lƣới thoát nƣớc thải Trắc dọc tuyến cống nƣớc thải điển hình tuyến 01 - 10 Trắc dọc tuyến cống nƣớc thải điển hình tuyến 10 - 19 Mặt mạng lƣới thoát nƣớc mƣa Trắc dọc tuyến cống nƣớc mƣa điển hình tuyến 01 - CX Mặt trạm xử lý nƣớc thải công suất 2700 m3/ngđ Sơ đồ mặt cắt nƣớc công nghệ trạm xử lý nƣớc thải công suất 2700 m3/ngđ Mặt cụm bể lắng cát – điều hòa - Aerotank Cụm bể lắng cát – điều hòa – Aerotank, mặt cắt A – A, B-B Cụm bể lắng cát – điều hòa – Aerotank, mặt cắt – 1, 2–2 Chi tiết bể lắng cát thổi khí TK – 02B Chi tiết bể lắng sơ cấp TK – 04 Chi tiết bể tiếp xúc khử trùng TK – 06 Trang 41 42 ix Các ống nhánh phân bố cho ngăn theo chiều dài ngăn L = 12 m Mỗi ngăn có ống nhánh, ống m, ống cách thành bể 1,5 m Thiết bị khuếch tán khí: Chọn thiết bị phân tán tạo bọt khí nhỏ loại đĩa phân phối khí (Diffusers), đƣờng kính 350 mm, lƣu lƣợng khí thiết kế 4,2 – 8,3 m3/h (0 – 20 m3/h) Chọn lƣu lƣợng thiết kế qđ = m3/h Số đĩa phân phối 1ngăn: N Q kk 636   40 đĩa  qđ  Hệ thống ống gắn đĩa sục khí: Hệ thống ống gắn đĩa khí đƣợc làm loại ống nhựa uPVC ø 60 mm Số lƣợng đĩa 40 cái, chia làm hàng hàng cách 1,5m Mỗi hàng gắn đĩa phân bố cách sàn bể 0,2 m tâm đĩa cách 1,5m Khoảng cách tâm đĩa với thành bể 1,5 m m, khoảng cách ống nhánh ống nhánh với thành bể 0,75 m Cơng suất máy nén khí: Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: H c  hd  hc  h f  h Trong đó: hd: Tổn thất áp lực theo chiều dài đƣờng ống dẫn, m hc: Tổn thất qua thiết bị phân phối, m; Tổn thất hd + hc ≤ 0,4 m hf - Tổn thất cục ống phân phối khí, m hf ≤ 0,5 m  H c  0,4  0,5  4,5  5,4 m Áp lực khí nén: p 10,33  H c 10,33  5,4   1,52 atm 10,33 10,33 Cơng suất máy nén khí: 34400  ( p 0, 29  1)  Qk 34400  (1,52 0, 29  1) 10,6 N   11 kw  15 HP 102  102  0,7  60 Trong đó: 94 p -Áp lực khí nén, p = 1,52 atm η - Hiệu suất máy bơm, η = 0,7 Qk - Lƣu lƣợng khí cần cung cấp, Qk = 10,6 m3/phút Chọn máy nén khí cho bể điều hịa có cơng suất N = 15 HP Chọn ống đẩy bơm nước thải: Đƣờng kính ống đẩy đƣợc tính với vận tốc nƣớc ống V = m/s d h  QTB 113   0,14 m  V    3600 h h – Lƣu lƣợng trung bình, QTB = 113 m3/h QTB Chọn đƣờng kính ống đẩy Ø = 150 mm Trong bể điều hịa bố trí hai bơm nƣớc thải bơm hoạt động cịn bơm dự phòng Chọn bơm EBARA với lƣu lƣợng thiết kế bơm Qbơm =114 m3/h Tính tốn cột áp cho bơm: Trên đƣờng ống dẫn nƣớc từ hố gom vào bể điều hịa có co 900, tê, van (một van cầu van chiều) Hệ số tổn thất qua van: ξvan = 4,7 Hệ số tổn thất qua nối co 900: ξco = 1,4 Hệ số tổn thất qua nối hình chữ tê: ξtê = 0,3 Chiều dài đoạn ống: L = 18 m Vậy tổn thất dọc đƣờng tổn thất cục là: L 18 22     V H ô           0,016    4,7   1,4  0,3    3,8 m D 0,15   2 g    9,81 Tổn thất độ cao hình học bơm nƣớc thải từ bể điều hòa sang bể lắng cao độ từ mực nƣớc bể điều hòa đến mực nƣớc bể lắng: HZ = HZBL - HZĐH = 4,32– = 0,32 m Áp lực toàn phần máy bơm: H = Hô +HZ = 3,8 +0,32 = 4,2 m Vậy chọn loại bơm 100DML53.7 theo Catalog ta có Q = 114 m3/h ; H = 6,5 m ; Công suất HP 95 PHỤ LỤC – 4: BỂ LẮNG SƠ CẤP Ống trung tâm: Đƣờng kính ống trung tâm d  f1    1,05   1,15 m Chiều cao ống trung tâm chiều cao tính tốn vùng lắng Đƣờng kính miệng loe ống trung tâm lấy chiều cao phần ống loe 1,35 đƣờng kính ống trung tâm dloe  hloe  1,35  d  1,35  1,15  1,55 m Đƣờng kính chắn lấy 1,3 lần đƣờng kính miệng loe dc  1,3  dloe  1,3  1,55  m Khoảng cách mép miệng loe đến mép bề mặt chắn theo mặt phẳng qua trục đƣợc tính theo cơng thức L s  QTB  31,4   0,56 m vk    dloe  dc  0,02    (1,55  2)  1000 Trong đó: Vk - tốc độ d ng nƣớc chảy qua khe hở miệng loe ống trung tâm bề mặt chắn, vk ≤ 20 mm/s Chọn vk = 20 mm/s = 0,02 m/s Máng thu nước Máng thu nƣớc đặt v ng tr n có đƣờng kính 0,85 đƣờng kính bể Đƣờng kính máng thu: Dmáng  0,85  D  0,85  7,2  6,12 m Chiều dài máng thu: Lm    Dmáng    6,12  19,2 m Tải trọng thu nƣớc 1m chiều dài máng: aL  s QTB 31,4   1,6 10 3 m / m.s  1,6 l / m.s L 1000 19,2 aL = 1,6 l/m.s < 10 l/s.m theo điều 8.5.10 TCVN 7957 – 2008 Do tải trọng máng đạt yêu cầu Tức 1m chiều dài máng phải thu đƣợc 0,0016 m3/s Chọn xẻ khe chữ V, góc đáy 900 để điều chỉnh cao độ mép máng Chiều cao chữ V cm, đáy chữ V 10 cm; mét dài có khe chữ V khoảng cách đỉnh 20 cm 96 Chiều cao mực nƣớc h khe chữ V Ta có q0  aL 1,6  10 3   1,4  h / 5  1,6  10 3    0,035 m  3,5 cm h     1,4  Nhỏ chiều cao chữ V cm nên đạt yêu cầu PHỤ LỤC – 5: BỂ AEROTANK Các số liệu thiết kế sau: - Lƣu lƣợng nƣớc thải: QTXL  2700 m3 / ngđ - Nồng độ BOD5 nƣớc thải dẫn vào bể Aerotank,Lv =143,64 mg/l - Nồng độ chất lơ lửng nƣớc thải dẫn vào Aerotank, C = 94,95 mg/l - Nồng độ BOD5 SS cần đạt đƣợc sau bể Aerotank lắng 2: Lr = 40 mg/l; Cr = 70 mg/l - Nhiệt độ nƣớc thải : t = 240C - Lƣợng bùn hoạt tính nƣớc thải Giả sử chất lơ lửng nƣớc thải đầu chất rắn sinh học (bùn hoạt tính) Trong có 70% chất dễ bay 65% chất dễ phân hủy sinh học Thông số vận hành: thiếu số liệu thực nghiệm nên chọn thơng số vận hành theo tài liệu Xử Lý Nƣớc Thải Đô Thị & Công Nghiệp – Lâm Minh Triết Các thơng số gồm: - Nồng độ bùn hoạt tính bể: X = 1500 ÷ 4000 mg/l, chọn X = 3000 mg/l - Độ tro cặn Z = 0,3 (mg/l) (70% lƣợng cặn bay hơi) - Nồng độ cặn lắng đáy bể lắng nồng độ cặn tuần hồn: Xt = 7000 ÷ 15000 mg/l Chọn Xt = 000 mg/l - Thời gian lƣu bùn hoạt tính bể Đối với nƣớc thải thị thời gian lƣu bùn θc = ÷ 15 ngày Chọn θc = 15 ngày - Hệ số phân huỷ nội bào: Kd = 0,06 ngày-1 - Hệ số sản lƣợng bùn: Y = 0,4 ÷ 0,8 mg VSS/mg BOD5 Chọn Y = 0,8 mg VSS/mg BOD5 97 - Lƣợng bùn hoạt tính nƣớc thải đầu vào bể Aerotank: X0 = - Tỷ lệ cặn hữu bùn hoạt tính: a = 65% Tính toán lượng bùn dư thải bỏ hàng ngày: Tốc độ tăng trƣởng bùn (hệ số sản lƣợng quan sát) tính theo cơng thức: Yb  Y 0,8   0,42  θ c  K d  15  0,06 Lƣợng bùn sinh ngày tính theo MLVSS: Px  Q  (L v  L t )  Yb 2700  (143,64  40)  0,42   117,5 kg / ngày 10 10 Tổng lƣợng cặn sinh ngày ứng với độ tro Z =0,3 P1x  Px 117,5   192,6 kg / ngày  Z  0,3 Lƣợng bùn thải bỏ ngày = lƣợng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLVSS – hàm lƣợng chất lơ lửng dòng Pxa  Px ( SS )  Pra  192,6  2700  70 10 3  3,6 kg / ngày Xác định lưu lượng bùn thải: Giả sử bùn dƣ đƣợc xả bỏ (dẫn đến bể nén bùn) từ đƣờng ống dẫn bùn tuần hoàn Qra = Q hàm lƣợng chất rắn lơ lửng dễ bay (VSS) bùn đầu chiếm 70% hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (SS) Khi lƣu lƣợng bùn dƣ thải bỏ đƣợc tính dựa vào công thức: c  VX Qxa  X T  Qra  X  Qxa  V  X  Qra  X   c m3 / ngđ X T  c Trong đó: V – thể tích bể, V = 592 m3 Qra = Qvao = 2700 m3/ngđ X = 3000 mg/l θc - thời gian xả, θc = 15 ngày XT - nồng độ bùn hoạt tính dịng tuần hồn (cặn khơng tro) XT  (1  Z)  X t  (1  0,3)  8000  5600 mg/l 98 Xra - nồng độ VSS khỏi bể lắng Xra = a x Cr x 70% = 65% x 70 x 70% = 31,85 (mg/l) Qxa  592  3000  2700  31,85 10  16,4 m / ngđ 5600 10 Xác định hệ số tuần hoàn bùn: Phƣơng tình cân vật chất cho bể Aerotank: Q  X  Q th  X th  (Q  Qth )  X Trong đó: Q : Lƣu lƣợng nƣớc thải vào bể, Q = 2700 (m3/ngđ) Qth : Lƣu lƣợng bùn tuần hoàn , m3/ngày X : nồng độ bùn hoạt tính bể, X = 3000 mg/l X0 : nồng độ bùn hoạt tính nƣớc thải dẫn vào bể, X0 = Xth : nồng độ bùn hoạt tính (cặn khơng tro) bùn tuần hồn, Xth = 8000 mg/l Chia vế phƣơng trình cho Q đặt α  Q th (tỷ số tuần hồn bùn) ta có đƣợc: Q α x Xth = X + α x X α X 3000   0,6 X th  X 8000  3000 Lƣu lƣợng bùn tuần hoàn: Qth    Q  0,6  2700  1620 m3 / ngđ Đƣờng kính ống dẫn bùn tuần hoàn cho bể : Db   Q th 1620   0,11 m π  vb    86400 Chọn Db = 120 (mm) Trong đó: Qth: lƣu lƣợng bùn tuần hoàn, Qth = 1620 (m3/ngđ) vb: vận tốc bùn chảy ống điều kiện bơm, vb = 1÷ m/s Chọn vb = m/s Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải qua bể lắng thứ cấp: 99 D   Q  Q th  (2700  1620)   0,18 m π  vb    86400 Chọn ống thép mạ kẽm có đƣờng kính D = 200 mm, Xác định lượng oxy cấp cho bể Aerotank Lƣợng ôxy cần thiết điều kiện chuẩn (không cần xử lý nitơ) OC0  Q  Lv  Lt  2700  143,64  40  1,42  Px   1,42 117,5  245 kgO2 / ngđ 1000  f 1000  0,68 Trong đó: Q – lƣu lƣợng tính tốn, Q = 2700 m3/ngđ Lv – hàm lƣợng BOD5 đầu vào, Lv = 143,64 mg/l Lt – nồng độ BDO5 cần đạt sau xử lý, Lt = 40 mg/l f – số chyển đổi BOD5 sang BOD20, f  BOD5  0,68 BOD20 Px – Tổng lƣợng cặn sinh ngày ứng với độ tro Z =0,3 Lƣợng oxy cần thiết điều kiện thực tế:   Cs 1   OCt  OC0    T  20     C s  C  1,024 ( theo:” Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nƣớc thải – Ts.Trịnh Xuân Lai) Trong đó: β – hệ số điều chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lƣợng muối, nƣớc thải thƣờng lấy β = Cs – Nồng độ oxy bão h a nƣớc ứng với nhiệt độ 280C áp suất 760 mmHg, Cs = 7,81 mg/l (theo “Computation of Dissolved Oxygen concentration in water as a function Temperature and Barometric pressure” C – nồng độ oxy cần trì cơng trình, nƣớc thải C = 1,5 – mg/l Chọn C = mg/l α – hệ số điều chỉnh lƣợng oxy ngấm vào nƣớc ảnh hƣởng hàm lƣợng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thống, hình dáng kích thƣớc bể, α = 0,6 ÷ 0,94 Chọn α = 0,7 1  7,81  OCt  245     389 kg / ngđ  28 20 0,7  1 7,81   1,024 Lƣợng khơng khí cần thiết: 100 Qkhí  OCt  fa OU Trong đó: fa – hệ số an tồn, thƣờng lấy 1,5 ÷ Chọn fa = 1,5 OU – công suất h a tan oxy vào nƣớc thải thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho m3 nƣớc thải OU  Ou  h Với Ou: công suất h a tan oxy vào nƣớc thải thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho m3 khơng khí độ sâu ngập nƣớc h = m: Chọn thiết bị làm thoáng tạo bọt khí nhỏ mịn, Ou đƣợc xác định theo bảng sau: Điều kiện nghiệm thí Điều kiện tối ƣu Ou=grO2/m3m Điều kiện trung bình OE=KgO2/KW Ou=grO2/m3m OE=KgO2/KW Nƣớc điều kiện T = 200C 12 2,2 10 1,7 Nƣớc thải α = 0,7 1,5 1,2 8,5 Chọn Ou = grO2/m3.m h – độ ngập nƣớc thiết bị phân phối khí, h = H = m OU    28 grO2 / m3  Qkhí  389 1,5  20839 m / ngđ  868,3 m / h  14,5 m / phút 3 28 10 Bố trí hệ thống sục khí: Đƣờng kính ống dẫn khí từ máy thổi khí: D  Qkk 14,5   0,16 m  160 mm  V  12  60 Trong đó: V- tốc độ chuyển động dịng khí ống phân phối, V = 10 ÷ 15 m/s Chọn V = 12 m/s Chọn D = ø150 mm Kiểm tra lại vận tốc: V   Qkk 14,5   13,7 m / s  D   0,152  60 101 Đƣờng kính ống dẫn khí nhánh dẫn xuống đáy bể: d  Qkk 14,5   0,07 m  70 mm  V  n  12   60 Trong đó: V – vận tốc khí ống, chọn v = 10 m/s n – số ống nhánh dẫn xuống đáy bể, n = Chọn d = ø 65 mm Kiểm tra lại vận tốc: v   Qkk 14,5   14,6 m / s  d   0,065   60 Các ống nhánh phân bố theo chiều dài ngăn L = 17,4 m Mỗi ống m, ống cách thành bể 2,7 m Thiết bị khuếch tán khí: Chọn thiết bị phân tán tạo bọt khí nhỏ loại đĩa phân phối khí (Diffusers), đƣờng kính 350 mm, lƣu lƣợng khí thiết kế 4,2 – 8,3 m3/h (0 – 20 m3/h) Chọn lƣu lƣợng thiết kế qđ = m3/h Số đĩa phân phối bể: N Q kk 868,3   108 đĩa qđ 28 Chọn số lƣợng 112 đĩa Hệ thống ống gắn đĩa sục khí: Hệ thống ống gắn đĩa khí đƣợc làm loại ống nhựa uPVC ø 60 mm Số lƣợng đĩa 112 cái, chia làm 16 hàng hàng cách 1m Mỗi hàng gắn đĩa phân bố cách sàn bể 0,2 m tâm đĩa cách 1,5m Khoảng cách tâm đĩa với thành bể 1,5 m m, khoảng cách ống nhánh ống nhánh với thành bể m Cơng suất máy nén khí: H d  hd  hc  h f  H Trong đó: hd – tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài đƣờng ống dẫn (m) hc – tổn thất cục (m) Tổn thất hd hc thƣờng không vƣợt 0,4 m hf – tổn thất qua thiết bị phân phối, thƣờng không vƣợt 0,5 m H – chiều cao hữu ích bể, H = 4,5 m 102 H d  0,4  0,5  4,5  5,4 m Áp lực khơng khí là: a) P  10,33  H d 10,33  5,4   1,523 at 10,33 10,33 Công suất máy nén khí: N 34400  ( p 0, 29  1)  Qk 34400  (1,5230, 29  1) 14,5   15 kw  20,4 HP 102  102  0,7  60 Trong đó: p -Áp lực khí nén, p = 1,57 atm η - Hiệu suất máy bơm, η = 0,7 Qk - Lƣu lƣợng khí cần cung cấp, Qk = 14,5 m3/phút Chọn máy nén khí cho bể điều hịa có cơng suất N = 21 HP PHỤ LỤC – 6: BỂ LẮNG ĐỨNG Bảng PL – Các thông số thiết kế bể lắng đợt Tải trọng bề mặt Loại công trình (m3/m2.ngđ) xử lý sinh học Trung bình Lớn Tải trọng chất rắn (kg/m h Trung bình Lớn Chiều cao cơng tác (m) Bùn hoạt tính khuếch tán 16,3 ÷ 32,6 40,7 ÷ 48,8 3,9 ÷ 5,9 khơng khí 9,8 3,7 ÷ 6,1 Bùn hoạt tính khuếch tán 16,3 ÷ 32,6 40,7 ÷ 48,8 4,9 ÷ 6,8 oxy nguyên chất 9,8 3,7 ÷ 6,1 Bể lọc sinh học 16,3 ÷ 24,4 24,4 ÷ 48,8 2,9 ÷ 4,9 7,8 3,0 ÷ 4,6 Bể lọc sinh học 16,3 ÷ 32,6 24,4 ÷ 48,8 3,9 ÷ 5,9 tiếp xúc (RBC) 9,8 3,0 ÷ 4,6 Diện tích ống trung tâm phân phối nước: Fp  s QTB 31,4  (1  0,6)   2,5 m Vp 1000  0,02 103 Vp – vận tốc nƣớc ống trung tâm, Vp không lớn 30 mm/s, chọn Vp = 20mm/s ( Điều 8.5.11 – TCVN 7957) Diện tích ống trung tâm: f p  Fp  2,5  1,25 Đường kính ống trung tâm: 4 f p d   1,25   1,3 m Chiều cao ống trung tâm lấy chiều cao tính tốn vùng lắng htt = m Đƣờng kính miệng loe ống trung tâm lấy chiều cao phần ống loe 1,35 đƣờng kính ống trung tâm d loe  1,35  d  1,35 1,3  1,7 m Đƣờng kính hắt lấy 1,3 đƣờng kính miệng loe d ch  1,3  dloe  1,3  1,7  2,2 m Góc nghiêng bề mặt chắn so với mặt phẳng ngang 170 Chiều cao từ mặt dƣới hắt đến bề mặt lớp cặn ≥ 0,3 m Khoảng cách từ mép miệng loe tới mép ngồi chắn đƣợc tính nhƣ sau: L s  QTB  31,4  (1  0,6)   0,55 m 1000  vk  n    d loe  d ch  1000  0,015     (1,7  2,2) Trong đó: vk vận tốc nƣớc qua khe hở mép dƣới ống trung tâm bề mặt hắt Chọn v = 15mm/s = 0,015 m/s Máng thu nước cưa: Máng thu nƣớc đặt v ng tr n có đƣờng kính 0,9 đƣờng kính bể Đƣờng kính máng thu: Dmáng  0,9  Db  0,9  9,4  8,46 m Chiều dài máng thu: Lm    Dmáng    8,46  26,6 m Tải trọng thu nƣớc 1m chiều dài máng: aL  s QTB 31,4  (1  0,6)   0,94 10 4 m / m S  0,94 l / m.s n  L 1000   26,6 104 aL = 0,94 l/m.s < 10 l/s.m theo điều 8.5.10 TCVN 7957 – 2008 Do tải trọng máng đạt yêu cầu Tức 1m chiều dài máng phải thu đƣợc 0,00094 m3/s Chọn xẻ khe chữ V, góc đáy 900 để điều chỉnh cao độ mép máng Chiều cao chữ V cm, đáy chữ V 10 cm; mét dài có khe chữ V khoảng cách đỉnh 20 cm Chiều cao mực nƣớc h khe chữ V q0  Ta có aL 9,4  10 4   1,4  h / 5  9,4 10 4    0,028 m  2,8 cm h    1,4  Nhỏ cm nên đạt yêu cầu Đường kính ống dẫn nước thải vào bể lắng II D 4Q  31,4  (1  0,6)   0,13 m   n V    1000 Trong đó: Q – lƣu lƣợng bùn tuần hoàn, Q = Q + Qth (l/s) vb – vận tốc bùn chảy ống điều kiện bơm, V = 1÷ m/s Chọn đƣờng kính ống dẫn D = 150 mm, vận tốc nƣớc V = 1,4 m/s Khối lượng bùn sau lắng: Lƣợng bùn hoạt tính khỏi bể lắng với thời gian tích lũy giờ: WB  h (Cb  Ctr )  QTB  100  t (200  80)  113  100    1,36 m3 (100  P)  1000  1000  n (100  99)  1000  1000  Trong đó: Cb – hàm lƣợng bùn khỏi bể Aerotank, g/m3 Có thể lấy nhƣ sau: với xử lý sinh học hoàn toàn ứng với BOD5 sau xử lý 20 mg/l Cb tƣơng ứng 200 g/m3 Ctr – hàm lƣợng chất lơ lửng trôi theo nƣớc khỏi bể lắng II, lấy Ctr = 80 mg/l t – thời gian tích lũy bùn hoạt tính bể, t = h P – độ ẩm bùn hoạt tính, P = 99% n – số bể lắng công tác, n = QTB – lƣu lƣợng tính tốn, QTB = 113 m3/h 105 PHỤ LỤC – 6: KHỬ TRÙNG NƢỚC THẢI Lượng Clo hoạt tính cần thiết ứng với lưu lượng: h Ứng với lƣu lƣợng lớn nhất, Qmax Ymax h a  Qmax  207    0,62 kg / h 1000 1000 h Ứng với lƣu lƣợng trung bình, QTB h a  Qmin 113   0,34 kg / h 1000 1000 YTB  h Ứng với lƣu lƣợng nhỏ nhất, Qmin Ymin  h a  QTB  58,7   0,18 kg / h 1000 1000 Trong đó: a – liều lƣợng clo hoạt tính cho nƣớc thải sau xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3g/m theo điều 8.28.3 – TCVN 7957: 2008 Để định lƣợng clo, xáo trộn clo với nƣớc công tác cần sử dụng clorator chân khơng Để cung cấp lƣợng Clo hoạt tính giới hạn ứng với lƣu lƣợng đặc trƣng ( Y = 0,17 ÷ 0,6 kg/h) chọn clorator với cơng suất clorator 0,08 ÷ 0,72 kg/h (1 clorator cơng tác dự phịng) Bảng PL4 – Đặc tính kỹ thuật clorator chân khơng loại Loni - 100 Trọng Áp lực nƣớc Độ dâng sau Công suất theo Lƣu lƣợng lƣợng trƣớc ejector ejector (m clo (kg/h) nƣớc (m3/h) clorator (kg/h) cột nƣớc) (kg) 0,08 ÷ 0,72 0,21 ÷ 1,28 2,5 - 37,5 3,0 ÷ 3,5 7,2 37,5 3,0 ÷ 4,0 - - 0,40 ÷ 2,05 1,28 ÷ 8,10 2,05 ÷ 12,8 3,28 ÷ 20,5 20,5 ÷ 82,0 Áp lực nƣớc trƣớc Ejector : 2,5 kg/h Lƣu lƣợng nƣớc: m3/h 106 Trọng lƣợng clorator: 37,5 kg Để chứa clo nƣớc phục vụ cho trạm khử trùng thƣờng sử dụng balông chứa chuyên dụng, đặc tính kỹ thuật thùng chứa clo đƣợc xác định nhƣ bảng sau: BảngPL4 – Đặc tính kỹ thuật balong chứa clo Dung tích thùng chứa Clo Kích thƣớc (mm) Trọng lƣợng lít kg L l kg 20 25 770 675 35 25 31 925 825 40,5 27 33,5 985 890 43 30 37,5 1080 975 47 33 41 1170 1065 51 36 45 1205 1125 55 40 50 1390 1275 60 45 56 1545 1427 66,5 50 62 1700 1575 73 55 69 1855 1725 79,5 Chọn balông chứa với thông số sau: Dung tích V = 25 lit Chứa M = 31 kg clo Chiều dài L = 925 mm Chiều dài l = 825 mm Số lƣợng thùng chứa clo cần dự trữ cho nhu cầu sử dụng tháng đƣợc tính theo cơng thức: N YTb  24  30 0,34  24  30   7,9  balông M 31 Lưu lượng nước Clo lớn cho tính theo cơng thức qmax  h a  Qmax 100  203,04 100   1,5 m / h b 1000 1000 0,12 1000 1000 Trong đó: a – liều lƣợng clo hoạt tính, a = g/m3 107 b – nồng độ Clo hoạt tính nƣớc, phụ thuộc vào nhiệt độ, t = 20 ÷ 250C; b = 0,15 ÷ 0,12% Chọn b = 0,12% Tổn thất qua vách ngăn bể tiếp xúc: Tổn thất áp lực qua chắn ht1    v2 2g Trong đó:   ξ – Tổn thất cục qua chắn   0,5  1     v – Vận tốc nƣớc chảy bể tiếp xúc Với: - ω: Diện tích ƣớt phần co hẹp,   B  b H ct  (2,3  2)  2,5  0,75 m - Ω: Diện tích ƣớt ngăn tiếp xúc   B  H ct  2,3  2,5  5,75 m     0,5  1    ht1  0,43  0,75    0,43 m 5,75  0,5  0,0055 m  9,8 Tổn thất áp lực qua chắn mm 108 ... trƣờng 1.8 SẢN PHẨM ĐỀ TÀI - Thi? ??t kế mạng lƣới thoát nƣớc mƣa - Thi? ??t kế mạng lƣới thoát nƣớc sinh hoạt - Thi? ??t kế trạm xử lý nƣớc thải tập trung cho khu đô thị - Bản vẽ thi? ??t kế: Mạng lƣới thoát... ψ Loại mặt phủ - Mái nhà mặt phủ bê tông 0,95 - Mặt phủ đá dăm 0,6 - Đƣờng lát đá cuội 0,45 - Mặt phủ đá dăm khơng có vật liệu 0,4 dính kết - Đƣờng sỏi vƣờn 0,3 - Mặt đất 0,2 - Mặt cỏ 0,1 Nguồn:... HIỆN - Thu thập số liệu quy hoạch tổng thể Khu đô thị Phú Mỹ - Tp Quảng Ngãi - Tìm hiểu tổng quan điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội - Tính tốn thi? ??t kế mạng lƣới nƣớc cho Khu đô thị Phú Mỹ - Đề