(Luận văn) tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu ký túc xá k đại học thái nguyên

ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM THANH DÂN lu an Tên đề tài: va n "TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI to p ie gh tn SINH HOẠT KHU KTX K - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN" d oa nl w KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC an lu Hệ đào tạo va : Liên thơng quy Khoa Lớp oi lm ul nf Chuyên ngành : Khoa học môi trường : K9 - KHMT z at nh Khóa học : Mơi trường : 2013 - 2015 z Giảng viên hướng dẫn: TS Dư Ngọc Thành m co l gm @ an Lu THÁI NGUYÊN - 2014 n va ac th si LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu thực tập tốt nghiệp, báo cáo em hoàn thành, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy cô giáo ban chủ nhiệm khoa Môi trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên giảng dạy đào tạo giúp em tích lũy thêm kiến thức từ nâng cao thêm trình độ chun mơn để áp dụng vào thực tiễn lu Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn an va TS.Dư Ngọc Thành, thầy tận tình bảo, giúp đỡ em suốt trình em n học tập thực đề tài, làm báo cáo tốt nghiệp to gh tn Cuối cùng, với lòng biết ơn sâu sắc, chân thành xin gửi đến gia đình p ie bạn bè giúp đỡ nhiều tinh thần vật chất để em hoàn thành chương trình học tập báo cáo tốt nghiệp nl w Trong q trình thực khóa luận tơt nghiệp, kinh nghiệm kiến d oa thức em cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót khiếm an lu khuyết Rất mong tham gia đóng góp ý kiến từ phía thầy giáo va bạn sinh viên để khóa luận em hồn thiện ứng ul nf dụng rộng rãi thực tế oi lm Em xin chân thành cảm ơn! z at nh Thái nguyên, ngày 26 tháng năm 2014 Sinh viên z gm @ m co l Phạm Thanh Dân an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Khối lượng chất bẩn có NTSH cho người Bảng 2.Đặc tính nước thải sinh hoạt (mg/l) Bảng 4.1 Đặc trưng chung nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý 38 Bảng 4.2 Các tiêu hóa học nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K 39 Bảng 4.3.Hệ số khơng điều hịa chung 42 lu Bảng 4.4.Hiệu xử lý nước thải qua song chắn rác 44 an va Bảng 4.5 Tóm tắt thơng số thiết kế ngăn tiếp nhận 45 n Bảng 4.6 Tóm tắt thơng số bể điều hòa 46 gh tn to Bảng 4.7 Tóm tắt thơng số bể UASB 47 p ie Bảng 4.8 Hiệu xử lý nước thải qua bể UASB 47 Bảng 4.9 Tóm tắt thơng số bãi lọc trồng 50 d oa nl w Bảng 4.10 Hiệu xử lý nước thải bãi lọc trồng 51 oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Ao hiếu khí với kệ thống cung cấp khí 16 Hình 2.2 Hồ tùy nghi 17 Hình 2.3 Xử lý nước thải đất 18 Hình 2.4 Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu bể bùn hoạt tính 19 Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ bể Aeroten truyền thống 19 lu Hình 2.6 Sơ đồ làm việc Bể Aeroten có ngăn tiếp xúc 20 an Hình 2.7 Sơ đồ làm việc Bể Aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh 21 va n Hình 2.8 Quá trình vận hành bể SBR 23 Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ sử dụng bể Aeroten 39 ie gh tn to Hình 2.9 Bể UASB 25 p Hình 4.2 Sơ đồ cơng nghệ sử dụng mương oxy hóa (MOT) 40 Hình 4.3 Sơ đồ cơng nghệ bể UASB kết hợp bãi lọc trồng 41 d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết đầy đủ Từ viết tắt BOD Nhu cầu xy sinh hóa BOD5 Lượng oxy hịa tan mà trình phân hủy sinh học ngày COD Nhu cầu oxy hóa học DO Lượng oxy hịa tan nước cần thiết cho hô hấp lu an sinh vật n va BTNMT Bộ tài nguyên môi trường Quy chuẩn Việt Nam UBND Ủy ban nhân dân T-N Tổng Nito T-P Tổng photpho p ie gh tn to QCVN Tổng chất rắn lơ lửng KTX Ký túc xá d oa nl w TSS oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài: 1.3 Nội dung đề tài tốt nghiệp 1.4 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn lu 1.4.1 Ý nghĩa khoa học an 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn va n PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU to 2.2 Cơ sở lý luận p ie gh tn 2.1 Cơ sở pháp lý 2.2.1 Một số khái niệm nl w 2.2.2 Tổng quan nước thải sinh hoạt oa 2.2.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 11 d 2.2.4 Công nghệ bãi lọc ngầm trồng 27 lu va an 2.2.5 Tình hình nghiên cứu nước liên quan trực tiếp đến đề tài 34 ul nf PHẦN ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN oi lm CỨU 36 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 36 z at nh 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 36 3.3 Nội dung nghiên cứu 36 z @ 3.4 Phương pháp thực 36 l gm PHẦN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 38 4.1 Đánh giá tổng quan nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K Đại học m co Thái Nguyên 38 an Lu 4.2 Đề xuất thuyết minh lựa chọn công nghệ 39 n va ac th si 4.2.1 Đề xuất thuyết minh 39 4.2.2 Lựa chọn công nghệ xử lý 42 4.3 Tính tốn cơng trình đơn vị cơng nghệ đề xuất lựa chọn 42 4.3.1 Tính tốn số liệu sơ cấp 42 4.3.2 Song Chắn rác 43 4.3.3 Hầm tiếp nhận 44 4.3.4 Bể điều hòa 45 lu an 4.3.5 Bể kỵ khí UASB 46 n va Phần KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 52 tn to 5.1 Kết luận 52 5.2 Kiến nghị 52 gh p ie TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Môi trường vấn đề liên quan đến môi trường đề tài quan tâm kế hoạch phát triển bền vững quốc gia giới Trái đất – nhà chung bị đe dọa suy thoái cạn kiệt dần tài nguyên Nguồn gốc biến đổi môi trường lu giới ngày hoạt động kinh tế - xã hội, hoạt động mặt cải thiện chất lượng sống người môi trường, mặt khác lại an n va mang lại hàng loạt vấn đề như: Khan hiếm, cạn kiệt tài ngun thiên nhiên, nhiễm suy thối chất lượng môi trường khắp nơi giới p ie gh tn to Hiện nay, mà kinh tế nước ta có bước phát triển mạnh mẽ vững chắc, đời sống người dân ngày nâng cao vấn đề mơi trường điều kiện vệ sinh môi trường lại trở nên cấp thiết bao nl w hết Trong vấn đề nước quan tâm nhiều Các biện pháp để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước mặt, nước ngầm không d oa bị ô nhiễm hoạt động sinh hoạt sản xuất người thu gom xử lý nước thải Nước thải sau xử lý đáp ứng tiêu chuẩn thải vào môi trường khả tái sử dụng nước sau xử lý Nguồn nước thải sinh hoạt chủ yếu thải từ hộ gia đình, chung cư, thị, bệnh viện, trường học, cơng trình cơng cộng,… Đặc biệt khu ký túc xá trường học, với nhu cầu sử dụng nước hàng ngày ký túc xá học sinh, sinh viên lớn Lượng nước cấp sinh hoạt lớn đồng nghĩa với việc lượng nước thải môi trường oi lm ul nf va an lu z at nh z lớn qua xử lý bể tự hoại khơng xử lý triệt để nên nước thải cịn có mùi có hàm lượng N, P, E.coli, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao Mỗi trời nắng từ cống nước thải thường xuyên bốc mùi khó chịu, ảnh hưởng đến sức khỏe môi trường xung quanh Mặt khác trời mưa lượng nước mưa chảy tràn lại kéo theo chất ô nhiễm làm m co l gm @ an Lu rộng Do việc tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải sinh hoạt cho khu ký túc xá K Đại học Thái Nguyên việc làm cấp thiết n va ac th si Xuất phát từ vấn đề nêu trên, tơi tiến hành đề tài: "Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu KTX K - Đại học Thái Nguyên 1.2 Mục tiêu đề tài: - Đề xuất công nghệ thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu ký túc xá K trường Đại học Thái Nguyên - Lựa chọn công nghệ tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu ký túc xá K trường Đại học Thái Nguyên - Nước thải sau qua xử lý đạt QCVN 14:2008/cột B lu an n va p ie gh tn to 1.3 Nội dung đề tài tốt nghiệp - Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan khu ký túc xá K Đại học Thái Nguyên, khả gây ô nhiễm môi trường xử lý nước thải sinh hoạt khu vực - Lựa chọn thiết kế công nghệ thiết bị xử lý nước thải nhằm tiết kiệm kinh phí phù hợp với điều kiện khu vực 1.4 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn w d oa nl 1.4.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt Từ va an lu góp phần vào cơng tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày oi lm ul nf 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài nghiên cứu bổ sung để phát triển cho vấn đề thu gom xử lý nước thải khu vực z at nh Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thối nhiễm tài ngun nước z m co l gm @ an Lu n va ac th si PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005; - Luật Tài nguyên nước ngày 21 tháng năm 2012; - Quyết định 879/ QĐ-TCMT việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính tốn số chất lượng nước; lu - Nghị định 80/2014/NĐ-CP thoát nước xử lý nước thải; an - TCXD: 51- 2006 Thốt nước – mạng lưới bên ngồi cơng trình tiêu va chuẩn thiết kế; n nước thải; gh tn to - QCVN 24:2009/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng p ie - QCVN 08:2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt; nl w - QCVN 01:2009/BYT chất lượng nước ăn uống; d oa - QCVN 02:2009/BYT chất lượng nước sinh hoạt; an lu - Quyết định số 09/2005/QĐ-BYT tiêu chuẩn nước sạch; 2.2 Cơ sở lý luận va nf 2.2.1 Một số khái niệm oi lm ul * Môi trường: Trong Luật Bảo vệ môi trường Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XI, kỳ họp thứ thông qua ngày z at nh 29 tháng 11 năm 2005, định nghĩa sau: “Môi trường bao gồm yếu tố tự nhiên vật chất nhân tạo bao quanh người, có ảnh hưởng đến đời z sống, sản xuất, tồn tại, phát triển người sinh vật” @ gm * Ơ nhiễm mơi trường: Theo Điều Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam l 2005: “Ơ nhiễm mơi trường biến đổi thành phần môi trường an Lu sinh vật” m co không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến người, n va ac th si 39 Bảng 4.2 Các tiêu hóa học nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K STT Thông số Đơn vị Hàm lượng QCVN 14:2008/BTNMT lu an pH - 7,30 5-9 BOD mg/l 338,00 50 COD mg/l 680,60 - TN mg/l 157,30 - TP mg/l 9,10 - DO mg/l 0,50 - n va (Nguồn: Đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt Khu ký túc xá K Đại học Nông Lâm Thái Nguyên”) p ie gh tn to Đặc trưng nước thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu: Qua bảng 4.2 ta thấy chất lượng nước khu vực nghiên cứu ô nhiễm cụ thể là: BOD cao gấp 6,5 lần so với quy chuẩn cho phép Nếu nguồn nước không xử lý mà đưa mơi trường gây nhiễm môi trường đặc biệt môi trường đất môi trường nước mặt khu vực nl w d oa 4.2 Đề xuất thuyết minh lựa chọn công nghệ 4.2.1 Đề xuất thuyết minh an lu Phương án 1: Bể Aeroten oi lm ul nf va z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.1 Sơ đồ cơng nghệ sử dụng bể Aeroten n va ac th si 40 1: Hầm tiếp nhận; 2: Bể điều hòa; 3: Bể lắng I; 4: Bể Aeroten; 5: Bể lắng II; 6: Bể tiếp xúc khử trùng; 7: Sân phơi bùn Thuyết minh quy trình cơng nghệ: Nước thải từ hệ thống cống khu ký túc xá tự chảy trạm xử lý, từ theo hệ thống mương dẫn qua song chắn rác để loại bỏ tạp chất có kích thước lớn Nước thải sau qua song chắn rác tiếp nhận hố thu (1) Từ hố thu bơm lên bể điều hòa (2) Điền hòa lưu lượng chất lu lượng chảy qua bể lắng sơ cấp (3) lắng bớt phần tải lượng ô nhiễm hữu Quá trình xử lý sinh học diễn bể Aeroten (4), nước an n va trộn với bùn hoạt tính cung cấp oxy cho q trình oxy hóa chất hữu cơ, sau nước thải với bùn đưa qua bể lắng II (5) để p ie gh tn to lắng bùn nước Bùn hoạt tính bể lắng II phần tuần hoàn lại bể Aeroten để bổ sung thêm vi sinh vật cho bể xử lý sinh học, phần bùn dư đưa đến bể nén đưa đến sân phơi bùn Do nguồn tiếp nhận nước thải nl w khu vực nghiên cứu nguồn nước thuộc QCVN – 2008 Loại B (sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt) nên nước sau qua bể lắng II phải d oa khử trùng trước thải nguồn tiếp nhận oi lm ul nf va an lu Phương Án 2: Mương oxy hóa (MOT) z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.2 Sơ đồ cơng nghệ sử dụng mương oxy hóa (MOT) n va ac th si 41 lu an n va p ie gh tn to 1: Hầm tiếp nhận; 2: Bể diều hịa; 3: Bể lắng I; 4: Mương oxy hóa (MOT); 5: Bể lắng II; 6: Bể tiếp xúc khử trùng; 7: Sân phơi bùn Thuyết minh quy trình cơng nghệ lựa chọn: Nước thải từ hệ thống cống khu ký túc xá tự chảy trạm xử lý, từ theo hệ thống mương dẫn qua song chắn rác để loại bỏ tạp chất có kích thước lớn Nước thải sau qua song chắn rác tiếp nhận hố thu (1) Từ hố thu bơm lên bể điều hòa (2) Điều hòa lưu lượng chất lượng sau nước chảy qua bể lắng sơ cấp (3) lắng bớt phần tải lượng ô nhiễm hữu Nước thải tiếp tục mương oxy hóa (MOT) Q trình xử lý sinh học diễn mương oxy hóa (MOT), nước nạp vào bể trộn với bùn hoạt tính bể nhờ hệ thống khuất trộn, sau thời gian bể nước đưa qua bể lắng II để lắng hợp chất lơ lửng kết trình phân huỷ sinh học sau qua mương oxy hóa (MOT) (4), nước trộn với bùn hoạt tính cung cấp oxy cho q trình oxy hóa chất hữu cơ, sau nước thải với bùn đưa qua bể lắng II (5) để lắng bùn nước Do nguồn tiếp nhận nước thải khu vực nghiên cứu nguồn nước thuộc QCVN – 2008 Loại B (sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt) nên nước sau qua bể lắng II phải khử trùng trước thải nguồn tiếp nhận Phương án 3: bãi lọc trồng d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.3 Sơ đồ cơng nghệ bể UASB kết hợp bãi lọc trồng 1: Hầm tiếp nhận; 2: Bể diều hòa; 3: Bể UASB; 4: Bãi lọc trồng n va ac th si 42 Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước thải từ hệ thống cống khu ký túc xá tự chảy trạm xử lý, từ theo hệ thống mương dẫn qua song chắn rác để loại bỏ tạp chất có kích thước lớn Nước thải sau qua song chắn rác tiếp nhận hố thu (1) Từ hố thu bơm lên bể điều hòa (2) Điều hòa lưu lượng chất lượng sau nước đưa vào bể UASB (3) sau qua qua bãi lọc ngầm (4) Quá trình xử lý sinh học, lý học diễn Các chất cặn bẩn bị giữ lại Nước qua bãi lọc ngầm đạt quy chuẩn QCVN14:2008/BTNMT cột B lu an 4.2.2 Lựa chọn công nghệ xử lý Cả ba phương án đưa có hiệu sử lý tốt nước thải đầu đạt quy chuẩn môi trường n va p ie gh tn to Phương án cơng nghệ hiếu khí bể aeroten mương ơxy hóa, cơng nghệ sử dụng rộng rãi nước Tuy việc xử lý nước thải nhanh hiệu liền với việc tốn chi phí đầu tư nl w hóa chất nhân lực để vận hành Mặt khác cơng nghệ kỵ khí: phương án lại tốn chi phí vận hành khác Do chọn phương án phương án d oa đề xuất lựa chọn Trong đề tài chọn phương án làm phương án tính tốn lu oi lm ul nf va an 4.3 Tính tốn cơng trình đơn vị cơng nghệ đề xuất lựa chọn 4.3.1 Tính tốn số liệu sơ cấp a Xác định lưu lượng tính tốn nước thải Lưu lượng trung bình ngày: 3 z at nh Qtbng = 240 m /ngày = 10 m /h = 0,0028 m /s = 2.8 l/s Bảng 4.3.Hệ số khơng điều hịa chung 20 50 100 300 500 1.000 > 2,50 2,10 1,90 1,70 1,60 1,55 1,50 1,47 K0 0,38 0,45 0,50 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71 l K0 max 5.000 1,44 m co 10 gm @ chung K0 Lưu lượng nước thải trung bình (l/s) z Hệ số khơng điều hịa an Lu (Nguồn: TCXDVN 51:2006) n va ac th si 43 Với lưu lượng 2.8 l/s tra Bảng 4.3 Ta có: K max = 2,6 K = 0,35 Lưu lượng lớn nhất: 3 h Qmax = Qtbng × K max = 10 × 2,6 = 26 m /h = 0,0072 m /s Lưu lượng giây lớn nhất: 3 lu Qmin = Qtbh × K = 10 × 0,35 = 3,5 m /h = 0,001 m /s an b Xác định mức độ cần xử lý nước thải n va Nước thải sau qua xử lý đạt QCVN – 2008 Loại B ie gh tn to 4.3.2 Song Chắn rác Nhiệm vụ song chắn rác giữ lại tạp chất có kích thước lớn, chủ yếu rác cơng trình trạm xử lý nước thải p Tính tốn Sau qua ngăn tiếp nhận nước thải dẫn đến song chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật kết tính tốn sau: diện tích tiết diện ướt: d oa nl w lu s Qmax 0,0072 = = 0,012 m2 v 0,7 va an W= oi lm ul nf Trong đó: Qsmax : Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất; : Vận tốc chuyển động trước song chắn rác (m/s), phạm vi 0,7 – 1,0 m/s, chọn v = 0,7 m/s Mương dẫn có chiều rộng B = 0.1 m V z at nh l gm W 0,011 = 0,11 m = b 0,1 @ h1 = z Độ sâu mực nước mương dẫn: Với kích thước mương dẫn nhỏ nên việc sử dụng ống nhựa dẫn m co Hiệu xử lý song chắn rác: an Lu nước thích hợp việc xây mương dẫn nước Do với lưu lượng nhỏ nên cần lưới chắn rác với khích thước khe hở cm n va ac th si 44 Hàm lượng SS giảm 4%, hàm lượng BOD giảm 5% (Theo TS Dư Ngọc Thành giảng kỹ thuật xử lý nước thải chất thải rắn trang 33) Bảng 4.4.Hiệu xử lý nước thải qua song chắn rác STT Thông Đơn Hàm Kết xử số BOD vị mg/l lượng 338,00 lý qua SCR 321,10 QCVN 14:2008/BTNMT 50 4.3.3 Hầm tiếp nhận Kích thước ngăn tiếp nhận nước thải lựa chọn sở nghiên lu an cứu thực nghiệm thiết kế vận hành trạm xử lý nước thải Các kích thước phụ thuộc vào khối lượng tính tốn Q trạm xử lý Ta có Qmax n va V = QMax × t (m3) ie gh tn to = 15 m3/h Thời gian lưu nước Thể tích ngăn tiếp nhận nước thải là: p Trong đó: + Qmax = 15 (m3/h) lưu lượng nước thải lớn + t = Là thời gian lưu nước bể thường từ, t = 10 ÷30 (phút) Chọn t = 20 (phút) oa nl w V= d Vậy: lu 15× 20 = (m3) 60 nf va an Dựa vào thể tích bể ta chọn bể có kích thước là: Chọn H = (m) V = = 2,5 (m ) H oi lm ul Diện tích bể là: F = N= z at nh Vậy: B x L = 1,5 x = (m2) Tính bơm nước thải từ hầm tiếp nhận sang bể lắng cát: z ρ g.H Q 1000.9,81.10.0,0028 = = 0.34(kW ) = 01.5 HP 1000.η 1000.0,8 ρ = Khối lượng riêng nước (kg/m ) an Lu η = Hiệu suất bơm (%) m co l H = Cột áp = 10 (mH2O) gm @ Với: Q = Lưu lượng nước thải (m3/s) n va ac th si 45 Bảng 4.5 Tóm tắt thơng số thiết kế ngăn tiếp nhận STT Tên thơng số Kích thước Đơn vị m Chiều dài (L) Chiều rộng (B) 1,50 m Chiều cao (H) m Chiều dày tường BTCT (δ) 0,10 m Bơm nước thải 0,5 HP lu 4.3.4 Bể điều hòa an Chức va n Sự dao động lưu lượng tính chất nước thải gây ảnh hưởng xấu sinh học p ie gh tn to đến hiệu xử lý cơng trình phía sau, đặc biệt cơng trình xử lý Đối với cơng trình xử lý sinh học, chế độ làm việc hệ thống w không ổn định lưu lượng chất lượng nước thường xuyên bị thay đổi oa nl Hơn nữa, hàm lượng chất bẩn nước thải lúc tăng, lúc giảm làm giảm d hiệu suất xử lý hệ thống Đối với công trình xử lý hóa học, lưu an lu lượng tính chất nước thải thay đổi phải tăng giảm nồng độ, liều ul nf hóa chưa cho phép va lượng hóa chất châm vào Điều khó thực điều kiện tự động oi lm Do đó, để tồn hệ thống xử lý hoạt động tốt ổn định, đạt hiệu suất tối đa cần phải xây dựng bể điều hịa Bể có chức điều chỉnh lưu z at nh lượng nước thải ổn định trước đưa đến cơng trình xử lý sinh học, hóa học Cấu tạo z @ Bể điều hịa có dạng hình vng hình chữ nhật Trong bể điều hòa l gm lắp đặt hệ thống sục khí dạng ống dẫn khoan lỗ cung cấp oxi nhằm tránh cho nước thải không bị phân hủy yếm khí gây mùi hơi, đồng thời việc sục khí m co làm giảm phần chất nhiễm có nước thải an Lu Xác định kích thước bể điều hịa n va ac th si 46 Thời gian lưu nước bể điều hòa thường từ 4h – 8h (Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, Nguyễn Thanh Hùng (2006).Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp - Tính tốn thiết kế NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh.) Chọn thời gian lưu nước: θ = 6(h) Thể tích bể điều hịa: V = Q hmax ×  = 12 × = 72 m3 Thông số thiết kế: lu Chọn chiều cao làm việc h = 5(m), chiều cao bảo vệ hbv = 0.3(m) an Chiều cao xây dựng: H = h + hbv = + 0,5 = 5,5 (m) va n Diện tích mặt bể: tn to F = V/H =72/5 = 14,4 m2 gh Chiều dài bể: L = 5m p ie Chiều rộng bể: B = 3m Bảng 4.6 Tóm tắt thơng số bể điều hịa oa nl w Thể tích thực bể: L x B x H = x x 5,5 = 82,5 (m3) Tên thơng số Kích thước Đơn vị Chiều dài (L) m Chiều rộng (B) m Chiều cao (H) 5,50 m Chiều dày tường BTCT (δ) 0,15 m STT d oi lm ul nf va an lu z at nh 4.3.5 Bể kỵ khí UASB Từ bể điều hịa nước thải đưa qua bể kỵ khí UASB Nhiệm vụ nhờ z hoạt động vi sinh vật kỵ khí chuyển đổi chất hữu nước thải @ gm khí sinh học Chính chất hữu tồn dinh dưỡng cho vi sinh vật m co l Chọn hiệu xử lý chất hữu sau bể UASB 65% (Theo TS Trịnh Xuân Lai Tính Tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải) an Lu E = (CODv – CODr)/ CODv × 100 CODr = CODv - E × CODv = 680,60 – 0,65×680,60 = 283,21 (mg/l) n va ac th si 47 Lượng COD cần xử lý ngày G = Q × (CODv – CODr) × 10-3= 240 × (680,6 – 283,21) ×10-3 = 106,17 (kg) Chọn tải trọng xử lý bể UASB a = (Kg COD/m3ngd) (Theo quy phạm → 18 Kg COD/m3) Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết V = G/a =106.17/4 = 26,54 m3 Lấy 27 m3 Để giữ lớp bùn giữ trạng thái lơ lửng tốc độ dâng nước bể từ lu 0,6 → 0,9 m /h Chọn vn= 0,7 m/h an Diện tích bề mặt bể va n F= Q/ (vn×24) = 240 / (0,7×24) = 14,286 m2 Lấy bằng15 m2 tn to Chiều cao phần xử lý yếm khí gh H1 = V/F = 27 /15 = 1,8 m Lấy 2m p ie Tổng ciều cao bể H = H1+H2+H3 w H2: Là chiều cao phần vùng lắng lấy m oa nl H3: Là chiều cao an toàn lấy 0,5 m H = 2+1+0,5 = 3,5 m d an lu Vậy thể tích bể = F × H = 15×3,5 = 87,5 m3 va Kích thước bể L×B×H = 5×3×3,5 ul nf Thời gian lưu nước bể t= (V/Q) × 24 = (87,5 / 240) ×24= 8,75 (h) oi lm Bảng 4.7 Tóm tắt thông số bể UASB Tên thông số Chiều dài (L) Chiều rộng (B) Chiều cao (H) Chiều dày tường BTCT (δ) Số lượng Đơn vị m m 3,50 m 0,15 m z at nh STT z m co l gm @ Hiệu xử lý ô nhiễm bể UASB: an Lu Bảng 4.8 Hiệu xử lý nước thải qua bể UASB n va ac th si 48 Thông Đơn Trước số vị xử lý BOD mg/l 321,1 112,385 50 COD mg/l 680,6 238,21 - TN mg/l 157,3 62,92 TP mg/l 9,10 3,64 STT Sau xử lý QCVN 14:2008/BTNMT lu an n va ie gh tn to 4.3.6 Bãi lọc trồng Mục đích: Khi nước thải xử lý qua bể tự hoại bể lọc kị khí hàm lượng TN, TP nước đầu không thay đổi, thấp chút so với đầu vào TP loại bỏ phần nhờ chế lắng hấp phụ TN loại bỏ phần nhờ trình bay NH3 q trình oxy hóa sinh hóa điều kiện kị khí Do để xử lý triệt để TN, TP cho nước thải tiếp tục p qua bãi lọc ngầm dòng chảy ngang Nhờ vào trình trao đổi chất cây, phân hủy vi sinh vật, điều kiện tự nhiên, ánh sáng mặt trời để loại bỏ nl w d oa chất hữu có khả phân huỷ sinh học, chất rắn, nitơ photpho, vi khuẩn virus oi lm ul nf va an lu Nguyên lý hoạt động: Sau hai trình xử lý, nước thải chứa lượng nhỏ chất hữu dễ phân hủy, nitơ, photpho vi khuẩn, virus đưa sang bãi lọc ngầm nhằm xử lý triệt để chất ô nhiễm Nước thải vào bãi lọc theo chiều ngang Trong suốt trình chảy bãi lọc ngầm, nước thải tiếp xúc với lớp màng vi sinh vật vật liệu lọc, rễ, chất hữu xử lý, hợp chất nitơ, phôt xử lý chủ yếu trồng bãi lọc hấp thụ z at nh z Thiết kế bãi lọc ngầm: Các loại trồng bãi lọc thân thảo xốp, rễ chùm phù gm @ l hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam Cây chọn sậy m co rong giềng Cây sậy sống dải nhiệt rộng nên mùa đông miền Bắc an Lu không ảnh hưởng nhiều đến phát triển nên hiệu hệ thống đảm bảo Rễ sậy rỗng, dài suyên xuống lớp vật liệu lọc, nên có vai n va ac th si 49 trò dẫn O2 từ trình quang hợp qua thân xuống rễ cung cấp O2 vào bãi lọc để giúp vi sinh vật hiếu khí phân hủy hợp chất hữu đồng thời có vai trị tránh dịng chảy tắt hệ thống Cây rong giềng có hoa bền, nhiều màu sắc, trồng bãi tạo cảnh quan đẹp Lựa chọn bãi lọc dịng chảy ngang bãi nằm khuôn viên nên bãi lọc trồng vừa có vai trị xử lý nước thải, khơng tạo mùi, nước thải xử lý lu phía dưới, mặt bãi khô ráo, tạo cảnh quan môi trường sinh thái, thu hút an loài sinh vật đến sống chim, bướm… va n Chỉ tiêu thiết kế chọn 0.1 m2/người.ngày tn to Diện tích bãi lọc ngầm: gh S= N × 0,1 = 3200 ×0,1 = 320 m2 p ie Chia thành hai bãi hoạt động song song, hai bãi cạnh nhau, w xa nl Diện tích bãi: d oa Sb = S/2 = 320/2 = 160 m2 an lu Chọn độ cao là: H = m va Chọn chiều dài L chiều rộng B ul nf Nên ta có: L.B = 160 m2 oi lm B = 10 m L = 16 m z at nh Vậy thể tích bãi lọc là: V= (L × B × H) × =)20 × 16× 1) × = 320 m3 z @ Thời gian lưu bãi lọc: gm t = V/Q = 320/ 240 = 1,33 ngày dốc 1% phía thu nước an Lu Vật liệu bãi có cấu tạo sau: m co l Bãi xây bê tông cốt thép chát chống thấm đáy thành, độ n va ac th si 50 + Đá trung bình, chọn loại đá có đường kính 15 – 20 mm dùng nước rửa đá sau dải đá xuống đáy bể dàn cho chiều dày lớp đá khoảng 20 cm Vđá = S × Hđá = 320 × 0,2 = 640 m3 + Sỏi nhỏ, chọn loại sỏi có đường kính – 10 mm Dùng nước rủa sỏi dải lớp sỏi lớp đá trung bình, chiều dày lớp sỏi khoảng 20 cm Vsỏi = S × Hsỏi = 320 × 0,2 = 64 m3 lu + Cát vàng, chọn loại cát vàng sạch, tạp chất, loại bỏ tạp chất sỏi to lẫn cát Sau rủa dải lớp cát lớp sỏi nhỏ, chiều dày lớp an n va cát 20 cm Vcát = S × Hcát = 320 × 0,2 = 64 m3 p ie gh tn to + Trên đổ lớp đất pha cát 10 cm Vđất = S × Hđất = 320 × 0,2 = 32 m3 Sau tiến hành đổ lớp vật liệu lọc vào bể, tiến hành trồng sậy nl w rong giềng, mật độ 10 khóm/m2, sậy khóm – cây, rong giềng khóm cây, trồng theo hàng, hàng sậy đến hàng rong giềng d oa Cây cắt tỉa thường xuyên nhặt cỏ dại Khi phát triển bình thường tiến hành dải lớp đá cảnh bề mặt để trang trí, trồng hoa chịu bóng hoa mười giờ… Nước sau xử lý qua bãi lọc ngầm đưa hồ sinh học trường nhằn xử lý triệt đề tiêu ô nhiễm nf va an lu Tên thông số Chiều dài (L) z at nh STT oi lm ul Bảng 4.9 Tóm tắt thơng số bãi lọc trồng Chiều cao (H) Chiều dày tường BTCT (δ) 10 m m 0,10 m gm @ Chiều rộng (B) Đơn vị m z Số lượng 16 m co l Hiệu xử lý ô nhiễm bãi lọc trồng cây: (Theo PGS.TS Nguyễn Việt Anh Xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc trồng dòng chảy thẳng đứng Việt Nam) Thì hiệu xử lý bãi lọc trồng chất hữu lên đến 90%, TN TP lên tới 65%, vi sinh vật Ecoli, Faecal Ecoli 92 → 97 % an Lu n va ac th si 51 Bảng 4.10 Hiệu xử lý nước thải bãi lọc trồng STT Thông số Đơn vị Trước xử lý Sau xử lý QCVN 14:2008/BTNMT BOD mg/l 112,30 11,23 50 COD mg/l 238,20 23,82 - TN mg/l 62,92 22,02 TP mg/l 3,64 1,27 lu Tính theo lý thuyết nước thải sau xử lý qua cơng trình bãi lọc trồng Chất lượng nước cải thiện rõ rệt tiêu nhiễm cịn thấp: BOD nhỏ gần lần so với QCVN 14:2008/BTNMT an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 52 Phần KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ lu an n va p ie gh tn to 5.1 Kết luận Trong suốt trình làm khóa luận, em tìm hiểu thêm cách tính tốn, thiết kế bể UASB bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang để xử lý nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K - Bãi lọc ngầm, bên bãi trồng sậy rong giềng Bãi xây bê tông cốt thép, chát chống thấm đáy thành, độ dốc 1% phía thu nước Cấu tạo lớp vật liệu lọc, đá trung bình có đường kính 15-20 mm, chiều dày lớp đá 20 cm Sỏi nhỏ có đường kính – 10 mm, chiều dày lớp sỏi 20 cm Cát vàng với chiều dày 20 cm Trên lớp đất pha cát với độ dày 10 cm + Mật độ trồng bãi lọc 10 khóm/m2, sậy khóm trồng → cây, rong giềng khóm cây, trồng theo hàng hàng sậy đến hàng rong giềng, cắt tỉa thường xuyên + Diện tích bãi 320 m2, chiều dài L= 16 m, chiều rộng B = 10 m, thời gian lưu t = 1.33 ngày, thể tích V = 320 m3 5.2 Kiến nghị Tại Việt Nam, phương pháp xử lý nước thải bể UASB bãi lọc ngầm trồng mẻ, bước đầu số trung tâm công nghệ môi trường trường đại học áp dụng thử nghiệm, cho kết khả quan, khơng cần trình độ kĩ thuật cao, vận hành đơn giản, chi phí vận hành thấp, khơng tốn hóa chất lượng công nghệ xử lý khác Do nên ứng dụng rộng rãi mơ hình vào thực tế Cần nghiên cứu sâu để tìm yếu tố ảnh hưởng đến q trình xử lý Mơ hình xử lý kị khí bãi lọc ngầm xử lý tốt loại nước sinh hoạt ô nhiễm mức cao Vì nên nghiên cứu mơ hình để áp dụng với loại nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm, thủy sản nước thải từ làng nghề sản xuất rượu, khu chăn ni… Có thể trồng xen số loại cỏ vertive, thủy trúc, dừa cạn, phát lộc… để tạo cảnh quan đa dạng sinh thái d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Việt Anh (2005), “Xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc ngầm trồng dòng chảy thẳng đứng điều kiện Việt Nam”, Trường Đại học Xây dựng Nguyễn Việt Anh (2007), “Bể tự hoại bể tự hoại cải tiến”, NXB Xây dựng Hoàng Đàn (2007), “Xử lý nước thải bãi lọc trồng cây, công nghệ lu đem lại nhiều lợi ích cho mơi trường”, http/www.nea.gov.vn an va Trịnh Xn Lai (2000), "Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải", n Nhà xuất Xây dựng Hà Nội chất thải hữu cơ” Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh ie gh tn to Nguyễn Đức Lượng cs, 2003 “Công nghệ sinh học môi trường, xử lý p Nguyễn Thị Nga, Nghiên cứu khả xử lý đạm, lân nước thải sinh nl w hoạt màng sinh học số vật liệu Trường Đại học Nông oa Lâm Thái Nguyên d Lương Đức Phẩm (2009) “Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh an lu học”, NXB Giáo dục va ul nf Nguyễn Thế Tùng, “Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt sau oi lm xử lý bể phốt công nghệ SBR” Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2010), Xử lý z at nh nước thải đô thị công nghiệp, CEFINEA - Viện mơi trường tài ngun, TP Hồ Chí Minh z m co l gm @ an Lu n va ac th si