Luận văn tốt nghiệp việc tổ chức xử lý và thiết kế công trình xử lý nước thải cho thành phố

nhiiƯm vơ thiÕt kÕ Song song víi m«n häc "Xư lý nớc thải", sinh viên ngành cấp thoát nớc phải làm đồ án môn học Mục đích đồ án tập cho sinh viên làm quen với việc tổ chức xử lý thiết kế công trình xử lý nớc thải cho Thành phố, công việc phần công việc tơng đối lớn làm Đồ án tèt nghiƯp I NhiƯm vơ thiÕt kÕ: ThiÕt kÕ s¬ trạm xử lý nớc thải cho thành phố Thanh Hoá thiết kế kỹ công trình trạm II tài liệu thiết kế: Bản đồ địa hình khu vực trạm xử lý Điều kiện khí hậu Thành phố Hớng gió chủ đạo: Tây Nhiệt độ trung bình năm Thành phố: Số liệu nớc thải Thành phố: a) Nớc thải sinh hoạt: Dân số Thành phố: 90.000 ngời Tiêu chuẩn thải nớc trung bình: 180 l/ng.ngđ b) Nớc thải sản xuất: Tên nhà máy Số liệu nớc thải A B Lu lợng, m3/ngđ 1250 1800 Hàm lợng chất lơ lửng, mg/l 280 170 BOD5, mg/l 210 50 270 24,50 COD, mg/l pH Nhiệt độ, 0C Các tài liệu khác nh nhiệm vụ đà cho tờ nhiệm vụ thiết kế Phần I : Xác định thông số tính toán I Lu lợng nớc tính toán : Lu lợng nớc thải sinh hoạt : N q o 90.000×180 SH Q = 1000 = 1000 = 16200 (m3/ng.®) Trong ®ã:  N =900.00 ngêi : Số dân thành phố qo = 180 l/ng-ngđ : Tiêu chuẩn thải nớc thành phố (l/ng.ngđ) Lu lợng trung bình giây: 16200 = 187,5 (l/s) 86,4 QSHtb = Theo bảng hệ số không điều hoà phụ thuộc lu lợng nớc thải ta có hệ số không điều hòa : Kch = 1,4 Lu lợng nớc thải sản xuất Nhà máy thứ : - Lu lợng QAsx= 1250 (m3/ng.đ) Nhà máy thứ hai : -Lu lợng QBsx =1800 (m3/ng.đ) Lu lợng tính toán nớc thải thành phố Do rõ số liệu nguồn thải nớc thải công nghiệp địa phơng nên ta coi lu lợng nớc thải sản xuất phân phối theo ngày Lu lợng tính toán ngày đêm: Qtt = 16200 +1250+ 1800 = 19250 (m3/ng.đ) 19250 qtt = 86400 =0,222 (l/s) Lu lợng tính toán giê max: 16200× Qhmax = , 85 1250+1800 + 100 24 = 1074,8(m3/h) qsmax =298,5(l/s) Lu lợng tính toán giê Qhmin = 16200× ,65 1250+1800 + = 394,38 (m3/h) 100 24 qsmin = 109,55(l/s) Lu lỵng tÝnh toán trung bình: Qhtb = 802,1 (m3/h) Dới Bảng tổng hợp lu lợng nớc thải Thành phố ứng với hệ số không điều hoà K=1,4 Bảng tổng hợp lu lợng nớc thải Thành phố [ II Xác định nồng độ chất bẩn : Nớc thải sinh hoạt : Hàm lợng cặn lơ lửng có nớc thải sinh hoạt a Csh = sh C 65×1000 ¿ 1000 q0 = 180 = 361,11 (mg/l) : ashc : Tiêu chuẩn thải cặn, nớc thải sinh hoạt ashc = 65 (g/ng.ngđ) Hàm lợng BOD có nớc thải sinh hoạt : a SH BOD q0 Lsh = 35×1000 ¿ 1000 = 180 = 194,44(mg/l) Nớc thải sản xuất : Nhà m¸y thø nhÊt : CxsI = 280 (mg/l) LsxI = 210 (mg/l) Nhà máy thứ hai : CsxII =170 (mg/l) LsxII =50 (mg/l) Tổng hợp số liệu : Hàm lợng cặn lơ lửng có hỗn hợp nớc thải SX C sh ×Qsh + ∑ C XS i ×Q i SH SX Q + ∑ Qi Chh = 361 ,11ì162 00+ 280ì1250+170ì18 00 16200+1250+18 00 = =338 (mg/l) Hàm lợng BOD có hỗn hợp nớc thải SX Lsh ×Qsh + ∑ LSX i ×Q i SH Lhh = 194,44 ¿ 16200+210×125 0+50×18 00 SX Q + ∑ Qi = 162 00+1250+1800 = 182 (mg/ l) Xác định dân số tính toán Dân số tính toán : Ntt = Nthùc + Nt® ®ã :  Nthùc : Dân số thực thành phố =90.000 (ngời) Ntđ : Dân số tơng đơng, dân số đợc quy đổi thành phố Quy đổi theo hàm lợng cặn lơ lửng: SX C SX i ìQ i Nctđ = áSH ac 280ì1250+170ì1800 = 65 = 10.092 (ngời) Ntt = 90.000 + 100.092 = 10.092 (ngêi) Quy ®ỉi theo hàm lợng BOD: SX LSX i ìQ i NBODtđ = SH a BOD 21 0ì1250+50ì1800 35 = = 10.071 (ngêi) Ntt = 90.000+ 10.071 =10.071 (ngêi) phÇn II : Xác định mức độ cần thiết xử lý nớc thải Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ I Xác định mức độ xử lý nớc thải cần thiết : Xác định hệ số pha loÃng nng nớc nguồn với nớc thải : (nguồn pha loÃng níc s«ng)  Theo Frolop  Rodginler ta cã : aìQS +q q n= đó: QS : Lu lợng nớc sông, Qs = 41,2 (m3/s) q : Lu lợng trung bình nớc thải, q = 0,222(m3/s) a : Hệ số pha loÃng đợc xác định theo công thức: 1exp ( ì x ) QS 1+ ×exp (−α ×√ x ) q a= đó: x : Khoảng cách từ điểm xả đến điểm tính toán theo lạch sông : HƯ sè thc nghiƯm , γ×ζ × = √ E q víi γ lµ hƯ sè khóc khủu sông x = x thẳng = 1500 =1,5 1000 hệ số phụ thuộc vào vị trí xả níc th¶i, ζ =1 (thiÕt kÕ häng x¶ níc th¶i gần bờ) vìH ,22ì3 = 200 E hệ số khuếch tán rối E = 200 = 0,0033 V : vận tốc trung bình dòng chảy đoạn tính toán H : độ sâu trung bình dòng chảy ttrên đoạn tính toán 1,5ì1ì Vậy ta cã : = 0,0033 √ 0,222 = 0,368 1−exp (−0 ,368× √ 1500 ) 41,2 1+ exp (−0,368× √ 1500 ) 0,222 a= = 0,263 a×QS +q q Số lần pha loÃng : n = 0,263ì41 ,2+ ¿ 0,222 = 0,222 ¿ = 49,8 (lÇn) Xác định mức độ xử lý nớc thải cần thiết : a) Theo hàm lợng cặn lơ lửng có : Cn.thải = ( aìQ S q ) + ìb+C nguồn đó: Cnthai : Hàm lợng cặn lơ lửng sau xử lí Cnguồn : Hàm lợng cặn níc ngn tríc x¶ níc th¶i, Cngn = 26 (mg/l) b : Độ tăng hàm lợng cặn cho phép, b = 0,75 (mg/l); chän b =0,75 ( mg/l) Cn.th¶i = ,263ì41,2 +1)ì0,75+26=63 ,36 (0,222 (mg/l) Mức độ cần thiết làm theo hàm lợng chất lơ lửng : C hh −C n th¶i C hh D= 100% 338 −63,36 ¿ 100% = 338 = 81,25% b) Theo hµm lợng BOD : LT = aìQS L cf L Lng ×10-K t )+ -K t -K t ( cf q×10 10 đó: L t = Vtbì86400 1500 = = 0,22ì86400 0,079 (ngày) (thời gian dòng chảy từ vị trí xả đến điểm tính toán) K : Hằng số tốc độ Ôxy hoá, K(25,2) = k1(200 )1,047 T-20 =0,11,0475,2 =0,127 Lcf : Hàm lợng BOD cho phép, Lcf = (mg/l) nguồn loại A Lng : Hàm lợng BOD có nớc nguồn, Lng = (mg/l) Ta cã: , 263×41 ,2 ( 2−2×10 -0,127 ×0,079 ) + -0,1272 ×0,079 -0,127 ×0,079 10 LT = ,222×10 LT = 4,32 (mg/l) Nh vËy møc độ cần thiết làm theo BOD : L hh−LT 182 −4 , 32 = L 182 hh DBOD =  100% = 97,62% c) Theo Oxy hoµ tan nớc nguồn : Với đièu kiện nguồn loại I : lợng ôxy hoà tan không nhỏ mg/l 2-3 ngày đầu lợng ôxy không giảm ngày : Không kể đến khuếch tán Oxy bề mặt : Với điều kiện hàm lợng cho phép nớc thải theo nos20 : aìQ ,263ì41 , ì( O ng−0,4Lng −4 )− = ×( 6,5−0,4×2−4 )−10 0,4 0,4×0 , 222 Lnth = 0,4×q Lnth = 197,44 (mg/l) Trong : Q : lu lợng nớc sông (m3/s) q : lu lợng nớc thải (m3/s) Ong :Hàm lợng ôxy hoµ tan níc ngn , Ong=6,5 0,4 : hƯ số biến đổi nos20 thành nos2 4: lợng ôxy hoà tan nhỏ cần phải đạt đợc nớc nguồn Mức độ cần thiết phải xử lí : Tuy vậy, theo tiêu chuẩn 188-1996 quy định nồng độ giới hạn cho phép BOD xả nớc thải vào nguồn loại A 20 (mg/l) nên phải lấy lợng BOD cần xử lý =20 (mg/l) hiệu xử lí cần thiết theo ôxy hoà tan: L hhLnth DÔxy = Lhh 182 20 ì100 0 = = 182 89% Trờng hợp kể đến có khuếch tán ôxy bề mặt : Khi có khuếch tán ôxy bề mặt yêu cầu mức độ xử lý nớc thải theo ôxy hoà tan giảm ta cần tính cho trờng hợp bất lợi đủ Theo hàm lợng chất lơ lửng 81,25% Theo BOD mức độ xử lí 97,62% Theo hàm lợng OXY hoà tan không kể đến khuếch tán OXY bề mặt 89% II Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ : Dựa theo kết đà tính toán ta chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ nh phơng án đợc trình bầy sau Phơng án I : Nớc thải, Q = 19250 (m3/ngđ) NGĂN TIÊP NHậN SONG CHắN RáC Rác Máy nghiền rác Rác nghiền Bể LắNG cát Cát Bể LắNG ngang ĐợT I Sân phơi cát Bể mê tan Sân phơi bùn Cặn tơi Trạm khí nén Bể AEROTEN Phục vụ nông nghiệp Bùn hoạt tính d Bể lắng ngang đợt II Bể nén bùn Khử trùng Bể TIếP XúC Thuyết minh phơng án I ( CHọn phơng pháp xử lý sinh học hoàn toàn dùng aeroten ) phơng án này, nớc thải từ hệ thống thoát nớc đờng phố đợc máy bơm trạm bơm nớc thải bơm đến trạm xử lý ống dẫn có áp đến ngăn tiếp nhận Qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền đợc đa đến bể Mêtan để lên men nớc thải đà đợc tác loại rác lớn tiếp tục đợc đa đến bể lắng cát ta thiết kế bể lắng cát ngang có nhiều ngăn để đảm bảo hiệu lắng cát cặn lớn công xuất trạm lớn Sau thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đợc đa đến sân phơi cát Nớc sau qua bể lắng cát đợc đa đến bể lắng đứng đợt I, chất thô không hoà tan nớc thải nh chất hữu cơ, đợc giữ lại Cặn lắng đợc đa đến bể Mêtan nớc sau lắng đợc đa tiếp đến bể Aeroten Do lu lợng trạm xử lý thuộc loại vừa, ta thiết kế bể Aeroten kết hợp lắng đứng đợt II để tiết kiệm khối tích công trình Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính bể Aeroten giúp tăng hiệu xử lý, tuần hoàn lại phần bùn hoạt tính trớc bể, lợng bùn hoạt tính d đợc đa qua bể nén bùn giảm dung tích, sau đợc đa đến bể Mêtan Sau bể Aeroten, hàm lợng cặn BOD nớc thải đà đảm bảo yêu cầu xử lý xong chứa lợng định vi khuẩn, gây hại nên ta phải khử trùng tr gây hại nên ta phải khử trùng tr ớc xả nguồn Toàn hệ thống thực nhiệm vụ gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau công đoạn nớc thải đợc xả nguồn tiếp nhận Toàn lợng bùn cặn trạm xử lý sau đợc lên men bể Mêtan đa sân phơi bùn làm khô đến độ ẩm định Bùn cặn sau đợc dùng cho mục đích nông nghiệp Phơng án đảm bảo hiệu xử lý Phơng án II Nớc thải, Q = 19250 (m3/ngđ) NGĂN TIếP NHậN Máy nghiền rác SONG CHắN RáC Bể LắNG CáT Ngang Sân Phơi cát Bể LắNG ngang đợt I Bể biophin cao tải Bể Mê tan Bể lắng ngang đợT II MáNG TRộN SÂN PHƠI BùN Thổi khí KHử TRïNG BĨ TIÕP XóC Phơc vơ n«ng nghiƯp Thut minh phơng án II