Đồ án môn học xử lý nước thải tính toán thiết kế sơ bộ các phần chính của một trạm xử lý nước thải và thiết kế kỹ một công trình của trạm

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐỀ TÀI THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHẦN I: MỞ ĐẦU A MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU I MỤC ĐÍCH Đồ án mơn học XỬ LÝ NƯỚC THẢI đồ án chuyên ngành CẤP THOÁT NƯỚC Mục đích việc làm đồ án mơn học XỬ LÝ NƯỚC THẢI để sinh viên trực tiếp bắt tay vào tính tốn thiết kế sơ phần trạm xử lý nước thải thiết kế kỹ cơng trình trạm Thơng qua mà củng cố học, nắm vững phương pháp tính tốn, vận dụng kiến thức học môn học kỹ thuật sở chuyên môn để giải vấn đề kỹ thuật việc thiết kế cơng trình cách có hệ thống Đây phần cơng việc tương đối lớn phục vụ cho công việc làm Đồ án tốt nghiệp sau II YÊU CẦU 1/Trong trình thực hiện, yêu cầu sinh viên hiểu mục đích, ý nghĩa, nội dung phần tính tốn Nắm vững bước tính tốn, thiết kế quan hệ chúng với nhau, từ thấy cơng trình trạm xử lý liên kết với chặt chẽ, hỗ trợ cho 2/Trước thực phải ôn lại lý thuyết, làm phần nào, xem lại lý thuyết phần Trong tính tốn phải độc lập suy nghĩ, tự lực cánh sinh,đồng thời cần phải tranh thủ giúp đỡ thầy cô giáo, bạn bè, phát huy tính sáng tạo để nâng cao mở rộng kiến thức 3/Sinh viên phải nộp thời gian quy định (ngày 30/10/2008) B ĐỀ TÀI THIẾT KẾ Thiết kế sơ trạm xử lý nước thải cho thành phố thiết kế kỹ cơng trình trạm C CÁC TÀI LIỆU THIẾT KẾ Bản đồ địa hình khu vực trạm xử lý Điều kiện khí hậu Thành phố - Hướng gió chủ đạo: Đơng Nam - Nhiệt độ trung bình năm Thành phố: 22 0C Số liệu nước thải Thành phố: - Dân số Thành phố: 135000 (người) ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT - Tiêu chuẩn thải nước trung bình: qtb = 150 (l/ng.ngđ) - Tiêu chuẩn thải nước lớn nhất: qmax = 180 (l/ng.ngđ) 4.Các tài liệu khác Nước thải sau xử lý thải sông - Nước ngầm cách mặt đất: 3,56 m Lưu lượng nước sông Loại nguồn (m3/s) 27,6 A; B A Vận tốc dịng nước (m/s) 0,56 Chiều sâu trung bình (m) 2,83 Khoảng cách tính tốn Chất lượng nước sơng theo sơng (m) 4015 DO L Theo đ.thẳng (m) 3515 BOD20 SS (mg/l) (mg/l) 4,3 11,2 (mg/l) oC 48 27 PHẦN II: XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN CƠ BẢN I Lưu lượng nước thải tính tốn thành phố - Lưu lượng NT ngày đêm là: Qtb = (m3/ngđ) Trong đó: N: Số dân thành phố (người); N = 135000 (người) qo: Tiêu chuẩn thải nước thành phố (l/ng.ngđ); qo =150 (l/ng.ngđ) Thay số ta được: QtbSH = = 20250 (m3/ngđ) - Lưu lượng NT lớn ngày đêm là: Qmax = (m3/ngđ) Qmax = = 24300 (m3/ngđ) - Lưu lượng NT trung bình giây: qtbs = (l/s) Thay số ta có: qtbs = - Lưu lượng NT lớn giây: (l/s) Nhiệt độ ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT Qmaxs = (l/s) qtbs = = 281,3 (l/s) Từ trị số qtbs trên, tra hệ số khơng điều hồ K c phụ thuộc lưu lượng nước thải Kc=f(qtbs) theo TCVN 51:2006 ta có hệ số khơng điều hồ chung là: Kc = 1,39 1,4 Từ hệ số khơng điều hồ Kc = 1,4 ta xác định phân phối nước thải theo ngày Bảng Bảng thống kê lưu lượng nước thải Q m3/ngđ 17500 ngàyđêm tb Hệ số q tb Kc q maxs l/s   l/s 202.55 1.4 283.6 s III Lưu lượng nước thải toàn thành phố Thể bảng sau: Bảng 3.Bảng lưu lượng nước thải tổng cộng toàn thành phố Nước thải sinh hoạt Gìơ Kc=1.4 ngày Cột 0*1 1*2 2*3 3*4 4*5 5*6 6*7 7*8 8*9 9*10 10*11 11*12 12*13 %Qngđ m3 Cột 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 4.2 5.8 5.8 5.85 5.85 5.85 5.05 4.2 Cột 334.13 334.13 334.13 334.13 334.13 850.5 1174.5 1174.5 1184.6 1184.6 1184.6 1022.6 850.5 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT 13*14 14*15 15*16 16*17 17*18 18*19 19*20 20*21 21*22 22*23 23*24 Tổng cộng 5.8 5.8 5.8 5.8 5.75 5.2 4.72 4.1 2.85 1.65 1.65 1174.5 1174.5 1174.5 1174.5 1164.4 1053 955.8 830.25 577.13 334.13 334.13 100 20250 Giải thích cách tính bảng trên: -Cột 2:Tra bảng 2.6/trang 36-Giáo trình Thốt nước tập I -Cột = Cột *QtbSH - Lưu lượng tính tốn theo ngày đêm toàn thành phố là: Qtt = QSH + Qsx = 20250 (m3/ ng.đ) - Lưu lượng trung bình giờ: Qhtb = - (m3/h) Lưu lượng tính tốn trung bình giây qstb = - = = (l/s) Lưu lượng tính tốn max là: = max(cột 3) = 1184,6 (m3/h) - Lưu lượng tính tốn giây lớn nhất: qsmax = - = (l/s) Lưu lượng tính tốn là: = min(cột 3) = 334,13 (m3/h) - Lưu lượng tính tốn giây nhỏ nhất: qsmax = = (l/s) ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT Kết tính tốn thể bảng sau: Bảng 4.Bảng thống kê lưu lượng NT đặc trưng toàn thành phố Qngđ Qhtb qstb Qhmax qsmax Qhmin qsmin (m3/h) (l/s) (l/s) (m3/ngđ) (m3/h) (m3/h) (l/s) (l/s) 843,75 234,4 1184,6 329,1 334,13 92,8 20250 IV Xác định nồng độ chất bẩn nước thải Nồng độ chất bẩn nước thải sinh hoạt - Hàm lượng chất lơ lửng có nước thải sinh hoạt Csh = (mg/l) Trong đó: ao hàm lượng chất bẩn lơ lửng (g/ng.ngđ) qo tiêu chuẩn thải nước (l/ng.ngđ) Theo TCXDVN 51-2006 hay bảng 1.2/trang 9-Giáo trình Xử lý nước thị thải ta có ao = 60 - 65 (g/ng.ngđ) Chọn ao = 60 (g/ng.ngđ) Theo số liệu đề cho ta có qo = 150 (l/ng.ngđ) Thay số ta Csh = - (mg/l) Hàm lượng BOD có nước thải sinh hoạt: Lsh = (mg/l) Trong đó: a1 hàm lượng BOD5 (g/ng.ngđ) qo tiêu chuẩn thải nước (l/ng.ngđ) Theo TCXDVN 51-2006 hay bảng 1.2/trang 9-Giáo trình Xử lý nước thải thị ta có a1 = 30 - 35(g/ng.ngđ) Chọn a1 =30 (g/ng.ngđ) Thay số ta Lsh = (mg/l) Nồng độ chất bẩn nước thải sản xuất Trong giới hạn đồ án khơng tính nước thải sản xuất Nồng độ chất bẩn hỗn hợp nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất - Nồng độ chất bẩn theo chất lơ lửng: Chh = (mg/l) Trong đó: Csh, CsxA, CsxB hàm lượng chất bẩn theo chất lơ lửng, (mg/l) ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT Qsh, QsxA, QsxB lưu lượng nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất, (m3/ng.đ) Thay số với: Csh = 400 (mg/l); CxsA = (mg/l); CsxB = (mg/l) Qsh = 20250 (m3/ ng.đ); QA = (m3/ ng.đ); QB = (m3/ ng.đ) Ta được: Chh = - (mg/l) Nồng độ chất bẩn theo hàm lượng BOD5: Lhh = (mg/l) Trong đó: Lsh, LsxA, LsxB hàm lượng chất bẩn theo BOD5, (mg/l) Qsh, QsxA, QsxB lưu lượng nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất, (m 3/ ng.đ) Thay số với Lsh = 200 (mg/l); LxsA = (mg/l); LsxB = (mg/l); Qsh = 20250 (m3/ ng.đ); QA = (m3/ ng.đ); QB = (m3/ ng.đ) Ta được: Lhh = (mg/l) Kết tổng hợp bảng sau: Bảng 5.Bảng tổng hợp hàm lượng chất lơ lửng BOD loại nguồn nước Loại nước NTSH NTSX Hàm lượng chất lơ lửng,C(mg/l Hàm lượng BOD,L(mg/l) 433,3 200 XN A XN B Hỗn hợp NTSH&NTSX 0 0 400 200 Xác định dân số tính tốn Dân số tính tốn: Ntt = Nthực + Ntđ Trong đó: Nthực: Dân số thực thành phố = 135000 (người) Ntđ : Dân số tương đương, dân số gây lượng chất bẩn tương đương với lượng chất bẩn NTSX tạo nên (người) - Dân số tương đương quy đổi theo hàm lượng chất lơ lửng: Nctđ = - = (người) Dân số tương đương quy đổi theo hàm lượng BOD5: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Nctđ = gvhd: ThS TRẦN THUYẾT = (người) - Dân số tính tốn theo hàm lượng chất lơ lửng là: Ntt = Nthực + Nctđ =135000 + = 135000 (người) - Dân số tính tốn theo hàm lượng BOD5 là: Ntt = Nthực + Nctđ = 135000 + = 135000 (người) Kết tính tốn tổng hợp bảng sau: Bảng 6.Bảng tổng hợp dân số tính tốn theo hàm lượng chất lơ lửng BOD Dân số Dân số tương Dân số tính thực đương tốn Quy đổi (người) (người) (người) Theo chất lơ lửng 135000 135000 Theo BOD5 135000 Tổng cộng 270000 PHẦN III: XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẦN THIẾT LỰA CHỌN SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ I Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết Xác định hệ số pha loãng nước nguồn với nước thải Khi xả nước thải vào sơng hồ, diễn q trình xáo trộn pha loãng nước nguồn với nước thải Số lần pha loãng nước nguồn tiếp nhận với nước thải xác đinh sau với đặc điểm nguồn pha lỗng nguồn nước sơng Theo Frolop-Rodzinler ta có: n= Trong đó: QS: Lưu lượng nước sơng, Qs = 27,6 (m3/s) (lấy từ giả thiết) q : Lưu lượng nước thải trung bình: q = 0,234 (m3/s) (lấy bảng 4) : Hệ số pha loãng xác định theo công thức: = Với: x : Khoảng cách từ điểm xả đến điểm tính tốn theo chiều dịng chảy sông, m : Hệ số thưc nghiệm xác định theo công thức: ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT = Ở đây: hệ số hình thái sơng, phụ thuộc vào độ khúc khuỷu sông, xác định theo biểu thức: hệ số phụ thuộc vào vị trí cống xả nước thải Ta chọn nước ven bờ E hệ số khuếch tán rối, xác định theo công thức Potonov: = ứng với xả E= Thay số từ số liệu ta có: ; = = = n= = 0,747 90 (lần) Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết Việc xác định mức độ xử lý nước thải phải thỏa mãn hai điều kiện cần đủ Trong điều kiện cần xét điểm kiểm tra tức điểm B có khoảng cách xls so với điểm bắt đầu xả, ta phải kiểm tra theo khả tự làm nguồn, từ xác định mức độ cần thiết phải xử lý Ecần Điều kiện đủ tức xét điểm A - điểm bắt đầu xả nguồn Ta phải kiểm tra xem có thỏa mãn theo quy phạm hay khơng? Từ xác định mức độ càn thiết phải xử lý Eđủ Sau so sánh mức độ Ecần Eđủ để lựa chọn mức độ cần thiết phải xử lý 2.1 Theo hàm lượng chất lơ lửng E= (%) Trong đó: E mức độ xử lý nước thải theo hàm lượng chất lơ lửng Chh nồng độ chất bẩn hỗn hợp nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất theo hàm lượng chất lơ lửng; Chh = 433,3 (mg/l) (đã tính phần trước) Cn.thải : Hàm lượng cặn lơ lửng sau xử lý ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT Cn.thải = Với: Cnguồn: Hàm lượng cặn nước nguồn trước xả nước thải, Cnguồn = 48 (mg/l) P: Độ tăng hàm lượng cặn lơ lửng cho phép điểm tính tốn sơng sau xáo trộn với nước thải, chọn P = 0,75 (mg/l) Thay số ta được: Cn.thải = E= = = 114,83 (mg/l) % = 71,3 (%) 2.2 Theo hàm lượng BOD Xác định nồng độ BOD5 yêu cầu nước thải xả nguồn theo q trình tiêu thụ ơxy sinh học St = Trong đó: -vtb= 0,56 (m/s) -t = = 0,083 (ngày) -K1, K1’: Hệ số tốc độ tiêu thụ Ôxy nước thải nước nguồn Ở 20oC số tốc độ tiêu thụ oxy sông K1 = 0,1 (ngày-1) Xác định hệ số K1 K1’ nhiệt độ nước sông 27oC: k1(T C) = k1(200C).1,047T-20 = 0,1.1,04727-20 = 0.138 (ngày-1) -Sth : Hàm lượng BOD tới hạn hỗn hợp nước thải nước nguồn, S th = (mg/l) nguồn loại A -Sng : Hàm lượng BOD5 có nước nguồn, ta có BOD20 = 11,2 nên Sng = 11,2.0,676 = 7,57 (mg/l) Thay số ta có: St = (mg/l) Hiệu xử lí cần thiết theo BOD là: EBOD = 2.3 Theo hàm lượng DO % = 250,5 % ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT Trường hợp thiếu tài liệu nên giả thiết từ đến ngày đầu tính từ lúc xả, DO >= mg/l, sau phải khơng giảm xuống mức Ta có cơng thức tính DO nước thải sau xử lý: Trong đó: Ong: Lượng DO nguồn trước xả nước thải, 4,3 mg/l = -88,8 EDO = % = 144,4 % Sau tính tốn ta tổng hợp mức độ cần thiết phải xử lí theo bảng sau: Bảng7: Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo tiêu Theo hàm lượng chất lơ lửng Theo BOD 71,3% 250,5% Theo DO 144,4% Dựa vào kết tính tốn ta thấy cần phải xử lý nước thải cách hoàn toàn trước xả vào nguồn tiếp nhân.Vậy ta chọn dây chuyền công nghệ sinh hóa hồn tồn nước thải II Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Các thơng số thiết kế + Vị trí Trạm xử lý Việc chọn vị trí Trạm xử lý nước thải quan trọng, ta phải dựa vào điều kiện địa hình, điều kiện tự nhiên khu vực để chọn lựa Ngoài phải xem xét đến vấn đề kinh tế tiến hành chọn lựa vị trí ta chọn cho giá thành xây dựng quản lý trạm lớn ta phải xem xét lại Do phải xem xét điều kiện kinh tế điều kiện kỹ thuật tiến hành chọn vị trí Trạm xử lý Một số nguyên tắc chọn vị trí TXL (Theo TCXDVN 51-2006) là: - Chọn khu đất để xây dựng TXL nước thải tuân theo thiết kế quy hoạch xây dựng đối tượng cần nước, có ý đến giải pháp cơng trình thị bên ngồi - Khu đất xây dựng TXL bố trí cuối hướng gió chủ đạo vào mùa hè so với khu vực xây dựng nhà phía điểm dân cư theo chiều dịng chảy sơng Khu đất xây dựng phải có độ dốc đảm bảo nước thải tự chảy qua cơng trình nước mưa thuận lợi, khu đất xây dựng trạm phải bố trí nơi khơng ngập lụt có mực nước ngầm thấp ... hóa hồn tồn nước thải II Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Các thông số thiết kế + Vị trí Trạm xử lý Việc chọn vị trí Trạm xử lý nước thải quan trọng, ta phải dựa vào điều kiện... KHư TRïNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT Làm thoáng sơ SÔNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI gvhd: ThS TRẦN THUYẾT Thuyết minh phương án I Phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường... 270000 PHẦN III: XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẦN THIẾT LỰA CHỌN SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ I Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết Xác định hệ số pha loãng nước nguồn với nước thải Khi xả nước