Thiết kế bãi lọc trồng cây dòng chảy ngang xử lý nước thải sinh hoạt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Tơ Thị Lan Phƣơng Sinh viên : Nguyễn Quốc Pháp HẢI PHÕNG - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - THIẾT KẾ BÃI LỌC TRỒNG CÂY DÕNG CHẢY NGANG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Tơ Thị Lan Phƣơng Sinh viên : Nguyễn Quốc Pháp HẢI PHÕNG – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Quốc Pháp Lớp: MT1501 Mã SV: 1112301028 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Thiết kế bãi lọc trồng dòng chảy xử lý nước thải sinh hoạt NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Tô Thị Lan Phương Học hàm, học vị: Thạc sĩ Cơ quan công tác: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: Tồn khóa luận Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày ….tháng ….năm 2015 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày … tháng … năm 2015 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Nguyễn Quốc Pháp ThS Tô Thị Lan Phương Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Hiệu trƣởng GS.TS.NSƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tô Thị Lan Phương MỤC LỤC CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Cơ sở hình thành đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài 1.4.1 Phương pháp phân loại hệ thống hóa lý thuyết 1.4.2 Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu 1.4.3 Phương pháp so sánh 1.4.4 Phương pháp hệ thống 1.5 Phương hướng phát triển đề tài 1.6 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 1.6.1 Ý nghĩa khoa học 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƢƠNG : TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ 2.1 Nguồn gốc đặc tính nước thải sinh hoạt 2.2 Thành phần tính chất nước thải 2.2.1 Thành phần nước thải 2.2.2 Tính Chất Nước Thải 2.3 Tổng quan phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 10 2.3.1 Tổng quan phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 11 2.3.2 Phương pháp hóa học 16 2.3.3 Phương pháp sinh học 19 2.4 2.4.1 Tìm hiểu vùng đất ngập nước xử lý nước thải 23 Cấu tạo vùng đất ngập nước 23 2.4.1.1 Bãi lọc trồng dòng chảy ngang (Horizontal flow-HF) 24 2.4.1.2 Bãi lọc trồng dòng chảy đứng (Vertical flow-VF) 24 SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tô Thị Lan Phương 2.4.1.3 Kết hợp HF VF 25 2.4.2 Cơ chế xử lý nước thải 26 CHƢƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 30 3.1 Các thông số nước thải 30 3.1.1 Nồng độ chất nước thải 30 3.1.2 Yêu cầu nước thải đầu 30 3.1.3 Giá trị lưu lượng dùng để thiết kế 31 3.2 Đề xuất phương án xử lý nước thải bãi lọc trồng dòng chảy ngang 31 3.3 Tính tốn thơng số hệ thống 33 3.3.1 Song chắn rác 33 3.3.2 Bể gom-điều hòa 33 3.3.3 Bể lọc kị khí 35 3.3.4 Bể làm thoáng 38 3.3.5 Bãi lọc trồng 40 3.3.6 Tính tốn chi phí (tham khảo giá xây dựng thị trường) 44 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tải trọng chất bẩn theo đầu người Bảng 2.2 Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt Bảng 2.3 Nồng độ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt Bảng 2.4 Thành phần trung bình nước thải sinh hoạt 10 Bảng 2.5 chức cơng trình, thiết bị trọng hệ thống xử lý nước thải 15 Bảng 2.6 Qúa trình đơng tụ tủa 17 Bảng 2.7 ứng dụng trình xử lý hóa học 18 Bảng 2.8 Các trình sinh học xử lý nước thải 20 Bảng 2.9 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm 27 Bảng 3.1 Đặc trưng nước thải sinh hoạt cần xử lý 30 Bảng 3.2 : thông số nước thải đầu 31 Bảng 3.3 Giá trị tính tốn bể gom-điều hịa 34 Bảng 3.4 Giá trị tính tốn bể lọc kị khí 38 Bảng 3.5 Giá trị tính tốn bể sục khí 39 Bảng 3.6 : Giá trị tính tốn bãi lọc 44 SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Song chắn rác 12 Hình 2.2: Bể lắng cát ngang 13 Hình 2.3 Bể lọc sinh học biofilter 19 Hình 2.4: Mặt cắt ngang bãi lọc trồng dịng chảy ngang 24 Hình 2.5 Sơ đồ mặt cắt ngang bãi lọc dòng chảy đứng 25 Hình 2.6 Cơ chế xử lý nước thải bãi lọc 26 Hình 2.7: Qúa trình khuếch tán oxy qua rễ 28 Hình 2.8 : Biến đổi nitơ vùng đất ngập nước 29 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc trồng dòng chảy ngang 32 Hình 3.2 Cách bố trí ống nước bể lọc kỵ khí 37 SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương hệ thực vật, vi sinh vật trình vật lý như: lắng, lọc, bốc hơi…mà chất ô nhiễm nước thải xử lý với hiệu cao Hệ thống cịn có khả lưu giữ tốt số kim loại nặng giới hạn không gây độc cho hệ thực vật, vi sinh vật Bãi lọc trồng có khả khử vi trùng thơng qua trình tiêu hủy tự nhiên, xạ tử ngoại, cạnh tranh với vi sinh vật khác Nước thải sau qua bãi lọc xả nguồn tiếp nhận Tính tốn thơng số hệ thống Bể gom-điều hịa, bể lọc kị khí, làm thống xây nối tiếp có bề mặt 3.3 cao 0.5 m so với mặt bãi lọc 3.3.1 Song chắn rác Nhiệm vụ - Loại bỏ chất thải rắn khô nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy… - Rác sau tách song chắn rác thu gom lại xử lý theo định kì Thiết kế Do lưu lượng xả thải thấp (30 m3/ngày) nên ta sử dụng song chắn rác loại thơ sơ xử lý rác phương pháp thủ công Chọn song chắn rác kích thước 0.3×0.5 m; kích thước khe 0.02 m; làm thép khơng rỉ có Φ 0.006 m 3.3.2 Bể gom - điều hòa [3] Thời gian lưu nước bể gom-điều hòa chọn là: to = 2h-6h chọn to = 4h Thể tích bể gom-điều hịa là: Vdh Vdh = Qhmax × to = 3.75 × = 15 m3 Vdh: thể tích gom-bể điều hịa Qhmax: Giá trị lưu lượng lớn lần lưu lượng trung bình (TCXDVN 51-2008) to: thời gian lưu nước + Chọn chiều cao hữu ích bể h1 = 1.5 m SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 33 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương + Chọn chiều cao an toàn bể ho = 0.5 m + Chiều cao toàn phần bể H = h1 + ho = 1.5 + 0.5 = m + Diện tích bể gom-điều hịa là: Fdh Vdh 15 Fdh = H = = 7,5 m2 Chọn bể hình chữ nhật có kích cỡ L × B = 2,5 × L = m : chiều dài bể B = 2.5 m : chiều rộng bể + Đường ống dẫn nước D 4Q tb v 1.25 3,14 (3600 0.7) 0.025m 25mm v = 0.7-1.5 m/s chọn v = 0.7 m/s (theo TCXD 51:2008) Qtb = 1.25 m3/h Chọn ống nhựa Tiền Phong PVC Φ 27 (theo Catalogue) Sử dụng ống Φ 27 cho nước từ bể gom-điều hòa sang bể lọc kỵ khí Lắp đặt máy bơm để bơm nước từ bể gom-điều hịa sang bể lọc kị khí + Cơng suất máy bơm QT×ρ×g×H 3.47×10-4×1000×9.81×5 N = 1000×H = = 0.02 kW 1000×0.8 QT: Lưu lượng trung bình nước thải m3/s ρ: Khối lượng riêng nước g: trọng lực trái đất g = 9.81 H: chiều cao cột áp lấy H = m H0: hiệu suất máy bơm, chọn H0 = 0.8 Chọn máy bơm công suất 0.1 kW Sử dụng nắp đậy hình vng kích thước 0.5×0.5 m Bảng 3.3 Giá trị tính tốn bể gom-điều hịa SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 34 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tô Thị Lan Phương Giá trị STT Thông số Đơn vị m Chiều dài bể gom-điều hòa Chiều rộng bể gom-điều hoa 2.5 m Chiều cao bể gom-điều hòa m Ống nước sang bể lọc kỵ khí Φ 27 mm Nắp đậy 0.5 × 0.5 m Máy bơm 0.1 kW 3.3.3 Bể lọc kị khí [1] Mục đích Phân hủy hợp chất hữu hòa tan nước thành chất vơ bền vi sinh vật kị khí, tùy nghi bám vật liệu lọc Nguyên lý hoạt động Nước xám nước đen sau xử lý bể tự hoại tiếp tục chảy sang bể gom-điều hịa bơm vào bể lọc kỵ khí theo chiều từ lên, qua lớp vật liệu lọc có vi sinh vật Bể lọc kị khí chia làm ngăn Vật liệu lọc chọn sỏi có đường kính 25 mm, vật liệu lọc đổ lên đan bê tơng cốt thép có đục lỗ 20 mm, đặt cách đáy bể 20 cm, chiều cao lớp vật liệu lọc m Chất hữu tiếp xúc với màng vi sinh vật bị hấp phụ phân hủy Bùn cặn giữ lại khe rỗng lớp lọc Sau khoảng tháng đến năm làm việc xả bùn thau rửa lọc lần Nước thải đưa nối tiếp qua ngăn lọc kị khí đưa sang bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang để xử lý tiếp Thiết kế bể lọc kị khí [3] Bể lọc hình chữ nhật chia làm ngăn Trong ngăn có lớp vật liệu lọc sỏi, chiều cao lớp vật liệu lọc m; lớp vật liệu lọc cách đáy 0.2 cách nắp đậy 0.2 m + Diện tích bể Qtb 30 F = U = 1.5 = 20 m2 o SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 35 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương F: Diện tích bể lọc kị khí Qtb: lưu lượng nước trung bình U0: tải trọng thủy lực, U0 = 0.5-1.5 m3/m2.ngày, chọn U0 = 1.5 m3/m2.ngày + Chiều cao bể lọc kị khí h = h1 + h2 + h3 = 0.2 + + 0.2 = 1.4 m h: chiều cao bể lọc kị khí (m) h1: chiều cao từ mặt vật liệu lọc đến mặt nước thu (m) h2: chiều cao lớp vật liệu lọc (m) h3: chiều cao từ lớp vật liệu lọc xuống đáy (m) + Lượng sỏi dùng bể lọc kị khí Vsỏi = h2 × F = × 20 = 20 m3 + Thời gian lưu nước ngăn V 28×24 t = 3×Q ×24 = 3×30 = 7.4 h Bể xây dựng cạnh bãi lọc trồng cây, âm xuống đất đảm bảo có mặt cao mặt bãi lọc trồng 0.5 m Có nắp đậy kiểm tra, bảo dưỡng ngăn lọc + Chọn kích thước nắp đậy bể 0.5×0.5 m + Chọn chiều rộng bể là: b=3m L 20 + Chiều dài bể là: L = B = = 6,66 m Bể chia ngăn nhau, kích thước theo chiều dài bể ngăn là: L L1 = = 2.22 M Lấy L1 = 2.3 m Ống cấp nước từ bể lọc kị khí thứ sang bể làm thoáng chọn ống PVC Φ 60 mm (theo Catalogue nhựa Tiền Phong) Đặt ống hai ngăn bể lọc kỵ khí để tránh dịng chảy tắt SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 36 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương Hình 3.2 Cách bố trí ống nước bể lọc kỵ khí Kích thước ống là: D 4Q tb v 1.25 3,14 (3600 0.7) 0.017m 17mm v = 0.7-1.5 m/s chọn v = 0.7 m/s [10] Qtb Q = đặt ống hai bể Chọn ống PVC Φ 27 mm (theo Catalogue nhựa Tiền Phong) SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 37 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương Bảng 3.4 Giá trị tính tốn bể lọc kị khí STT Giá trị Thơng số Đơn vị Chiều dài ngăn lọc kị khí m 2.3 m 1.4 m Φ 27 mm 0.5 × 0.5 m 20 m3 thành phần Chiều rộng ngăn lọc kị khí thành phần Chiều cao bể lọc kị Ống nước Nắp đậy hình vng Sỏi d = 25 mm 3.3.4 Bể làm thống Vai trị Gom nước xử lý từ bể lọc kị khí, giúp thuận tiện việc điều chỉnh lưu lượng nước vào bãi lọc trồng Là nơi bổ sung thêm oxy cho nước thải để đảm bảo trình phân hủy nhờ vi sinh vật bãi lọc trồng Nguyên lý hoạt động Nước thải chảy tràn vào bể sục khí lưu lại 1-2 h sử dụng máy thổi khí để thổi khơng khí vào nước thải để bổ sung thêm oxy Tính tốn bể + Chọn thời gian lưu nước bể t0 = h Vlt = Qhmax × t0 = 3.75 × = 7.5 m3 Vlt : thể tích bể sục khí Qhmax : lưu lượng max + Chọn chiều cao bể 1.4 m + Diện tích bể FTC là: 7.5 FTC = 1.4 = 5.6 m2 SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 38 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương + Lấy kích thước bể B = m ; L = m Tính tốn máy thổi khí [5] Áp lực cần thiết hệ thống phân phối khí HK = hc + hd + hf + H hd = tổn thất áp lực ma sát dọc chiều dài ống dẫn hc = tổn thất cục hd + hc < 0.4 m; chọn hd + hc = 0.3 m hf = tổn thất qua thiết bị phân phối khí hf ≤ 0.5 m; chọn hf = 0.5 m H = chiều sâu hữu ích bể sục khí H = m HK = 0.3 + 0.5 +1 = 1.8 Áp lực không khí 10.33 H k = 10.33 1.8 =1.18 (atm) 10.33 10.33 P= Công suất máy nén: 34400 ( p 0.29 1) q 102 N= = 34400 (1.180.29 1) 0.081 102 0.8 1.68 kW Trong : = hiệu suất máy nén khí, = 0.7 – 0.9, chọn = 0.8 q = lưu lượng khí lấy = 0.081 Chọn máy nén khí cơng suất 1.8 kW Bảng 3.5 Giá trị tính tốn bể sục khí STT Giá trị Thơng số Đơn vị Chiều rộng bể m Chiều dài bể m Chiều cao bể 1.4 m Máy nén khí 1.8 kW SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 39 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương 3.3.5 Bãi lọc trồng Nước thải sau qua bể lọc kị khí giảm bớt đáng kể chất gây ô nhiễm Bể lọc kị khí có hiệu suất xử lý BOD, COD đạt 70-80 % Lấy hiệu suất xử lý 70 % [1] Khi đó: BOD5 = 200 - 0.7 × 200 = 60 mg/l COD = 300 – 0.7 ×200 = 90 mg/l Để giảm bớt diện tích xây dựng thuận tiện việc vân hành ta chia 30 thành bãi lọc trồng Qd = = 15 m3/ngày Vai trị bãi lọc Loại bỏ chất nhiễm hữu (TSS, BOD5, COD), nitrat… lại nước thải sau bể lọc kị khí, đảm bảo nước thải sau qua bãi lọc đạt quy chuẩn 14:2008 BTNMT-loại A Nguyên lý hoạt động Nước thải vào bãi lọc trồng dòng chảy ngang mang theo chất rắn lắng đọng lơ lửng bị giữ lại dịng chảy qua mao quản có kích thước nhỏ lắng đọng trọng lượng Các chất hữu trở thành thành phần dinh dưỡng quan trọng phát triển vi sinh vật cố định hay lơ lửng bị chúng phân hủy q trình kị khí hiếu khí Bãi lọc mơi trường để phản ứng hóa học xảy ra, chất bẩn tạo phức kết tủa khiến chúng tăng khối lượng, kích thước bị giữ lại mao quản Một số chất gây ô nhiễm loại bỏ nhờ hấp phụ thực vật trồng bãi lọc vật liệu lọc (cát, sỏi) Khi nước thải chảy qua bãi lọc, vi khuẩn gây bệnh bị mắc kẹt lại, bị hấp phụ sinh khối chết trình tự nhiên cạnh tranh sinh tồn Tính tốn thơng số cho bãi lọc: [6] + Diện tích bề mặt bãi lọc Ah = Qd( lnCi - lnCe ) KBOD SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 40 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương Ah = diện tích bề mặt bãi lọc (m2) Qd = trung bình lưu lượng xử lý nước thải Q = 15 (m3 / ngày) Ci = nồng độ BOD5 nguồn vào, Ci = 60 (mg / l) Ce = nồng độ BOD5 nguồn ra, Ce = 30 (mg / l) KBOD = số tốc độ BOD, KBOD = 0.15 với HF (m / d) Ah = 15×(ln60 - ln30) = 69.3 m2 0.15 Lấy Ah = 70 m2 + Diện tích mặt cắt ngang Qs 1.74×10-4 Ac = K (dH/ds) = 0.01×0.002 = 8.7 m2 f Ac = Diện tích mặt cắt ngang bãi lọc (m2) Qs = lưu lượng trung bình xử lý, Qs = 1.74×10-4 (m3 / s) Kf = độ dẫn thủy lực bãi lọc, Kf = 0.001-0.003, chọn Kf = 0.02 dH / ds = độ dốc phía bãi lọc, thường lấy 0.01 (m / m) Lấy Ac = m2 + Chiều dài bãi lọc L Ac L = h L = chiều dài bãi lọc Ac = diện tích mặt cắt ngang h: độ sâu bãi lọc, h = 0.6 (m) L = 0.6 = 15 m + Chiều rộng lưu vực B Ah 70 B = B = 15 = 4,7 m SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 41 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương + Thời gian lưu nước : t= Ah×ε×h 70×0.4×0.6 = = 1.12 ngày Qd 15 ε: độ xốp vật liệu lọc, ε = 0.3-0.8, chọn ε = 0.4 + Đường kính ống phân phối nước : D Q d v 0.625 (3600 0.7 3.14 0.018m Chọn ống nhựa Tiền Phong PVC Φ 60 Chiều dài ống nước vào 2.8 m Khoan ống 40 lỗ,đường kính lỗ 20 mm Khoảng cách cá lỗ là: W - n×d' 2.8-40×0.02 LO = n + = = 0.048 m = 4.8 cm 40+1 W: chiều dài ống, W = 2.8 m n: số lỗ ống, n =40 ống thu nước cuối bãi lọc có đường kính: D Qmax v 1.875 (0.7 3600) 3.14 0.03m = 30 mm Chọn ống nhựa Tiền Phong PVC Φ 60 v = vận tốc nước chảy ống, v = 0.7-1.5 m/s, chọn v = 0.7 m/s [10] + Lượng sỏi cần dùng [6] Lấy chiều dài lớp sỏi thô (d = 60-80 mm) bảo vệ hai đầu bãi lọc trồng Lsỏi = 0.75 m + Thể tích sỏi thơ (d = 60-80 mm) là: Vsỏi = Lsỏi 2= × 0.75 × 4.7 × 0.6 = 4.23 m3 Chiều dài lớp cát sỏi trồng là: Lsỏi = 15 – 0.75× = 12.5 m SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 42 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương + Thể tích cát sỏi (d=5-20 mm) dùng để trồng là: Vsỏi 3= Lsỏi × R × h = 12.5 × 4.7 × 0.6 = 35.25 m3 Tại cuối bãi nơi đặt ống thu nước xây thêm hố gom nước có độ cao bãi lọc kích thước 0.5 × 0.5 m Trong hố ống dẫn nước thay đổi độ cao nối với ống gom nước bãi lọc để điều chỉnh mực nước bãi lọc Khi tiến hành láng bãi lọc để chống thấm tạo độ dốc 1% phía cuối bãi lọc Bãi lọc hình chữ nhật, khu vực nước đầu vào đầu có sử dụng lớp sỏi thơ có kích thước lớn làm nhiệm vụ giúp phân phối thu gom nước hiệu quả, bảo vệ bãi lọc Lớp bảo vệ nằm sát thành bể kéo dài 0.75 m sử dụng sỏi d = 60-80 mm Tiếp theo khu vực trồng dong sử dụng cát sỏi d = 5-20 mm có chiều dài 12.5 m Sỏi xếp theo kích thước to bé dần lên phía Trên bề mặt bãi lọc trồng phủ lớp đất mỏng để dễ sinh trưởng phát triển Cây dong có khả xử lý chất thải tốt sinh trưởng khỏe mạnh, sâu bệnh phù hợp với khí hậu thổ nhưỡng nước ta nên chọn trồng bãi lọc Với diện tích trồng 12.5 × 4.7 m ta trồng hàng cách 0.5 m cách thành 0.35 m Mỗi hàng trồng 24 cách 0.5 m Khi trồng nên bổ sung số loại phân bón giúp phát triển ổn định sau tiến hành cho dịng thải vào bãi lọc Khoảng cách phải đảm bảo ≥ 0.3 m Khi phát triển tốt khoảng cách khơng đảm bảo phải tiến thành nhổ tỉa [6] SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 43 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương Bảng 3.6 : Giá trị tính tốn bãi lọc Số TT Thơng số Giá trị Đơn vị Chiều dài bãi lọc 15 m Chiều rộng bãi lọc 4.7 m Độ sâu bãi lọc 0.6 m Chiều dài lớp đá thô bảo vệ 0.75 m Ống nhựa phân phối thu gom Φ 60 mm nước (PVC) Thể tích sỏi d = 60-80 mm × 2.115 m3 Thể tích sỏi d = 5-20 mm × 38.07 m3 Cây dong 432 Kích thước hố gom nước 0.5 × 0.5 m 10 Chiều cao hố thu nước 0.6 m 3.3.6 Tính tốn chi phí (tham khảo giá xây dựng thị trường) Chi phí xây dựng + Giá thành xây bể gom-điều hịa, bể lọc kị khí, bể sục khí G1 : G1 = Vtổng × 1200000 = 52.38 × 1500000 = 78570000đ G1: Giá xây bể gom-điều hòa bể lọc kị khí Vtổng = Vbể gom-điều hịa+ Vbể lọc kị khí+ Vbể làm thống = 15+28.98+8.4 = 52,38 m3 Giá xây dựng 1500000đ cho m3 bể + Giá thành xây bãi lọc G2 : G2 = Vtổng × 800000 = 85.2 × 1000000 = 85200000đ - G2: Giá xây bãi lọc - Vtổng = 2× Vbãi lọc = 42.6 × = 85.2 m3 - Giá xây dựng 1000000đ cho m3 bãi lọc + Giá thành mua sỏi G3 : G3 = Vsỏi × 300000 = (20 + 84.6) × 200000 = 31380000đ + Lắp đặt đường ống, song chắn rác, mát bơm, máy sục khí: SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 44 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tơ Thị Lan Phương G4 = 20000000đ + Chi phí mua trồng G5 = 4000000đ G = G1 + G2 + G3 + G4 +G5 = 78570000 + 85200000 + 31380000 + 20000000 + 4000000 = 219150000đ Giá thành xử lý + Nhân công người với nhiệm vụ vận hành hệ thống, rửa vật liệu, chăm sóc bãi lọc Lương triệu/tháng Tổng lương nhân công Gn = 12 × = 36 triệu/năm Tiền điện chạy máy thổi khí: Gđk = 1.8 × ×365× 1800 = 9460800đ/năm Tiền điện chạy máy bơm: Gđb = 0.1 × × 365 × 1800 = 525600 đ/năm - Công suất máy bơm 0.1 kW - Cơng suất máy nén khí 1.8 kW - Mỗi ngày máy chạy tiếng - Giá điện 1800 đ/kW Giá thành xử lý m3 nước thải có nhân cơng là; Gnc = Gn + Gđk + Gđb 36000000 + 9460800 + 525600 = 4199 đ/m3 30 × 365 = 30 × 365 Giá thành xử lý m3 nước thải không nhân công là: Gđk + Gđb 9460800 + 525600 G0 = 30 × 365 = = 912 đ/m 30 × 365 SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 45 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tô Thị Lan Phương KẾT LUẬN Thiết kế hệ thống nước thải cơng việc khó khăn ngành mơi trường Để hồn thành cơng trình cần đòi hỏi vận dụng lý thuyết nhiều ngành khác như: xây dựng, sinh học, hóa học, tốn học…và nhiều kinh nghiệm thực tế Trong tập trung chủ yếu vào yếu tố quan trọng như: thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt, đặc biệt nước thải sinh hoạt có nồng độ chất nhiễm trung bình thành phần chất gây ô nhiễm phức tạp đa dạng, tính thích hợp phương pháp xử lý chi phí hệ thống yêu cầu chất lượng dịng thải sau xử lý…Tơi thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc trồng dịng chảy ngang cơng suất 30 m3/ngày với cơng trình đơn vị có kích thước sau: bể gom-điều hịa có L × B × H = × 2.5 × m; bể lọc kị khí với ba ngăn liên tiếp có L × B × H = × 2.3 × 1.4 m; bể làm thống có L × B × H = × × 1.4 m; hai bãi lọc trồng dịng chảy ngang có L × B × H = 15 × 4.7 × 0.6 m Giá thành xây dựng 219150000đ, giá thành xử lý m3 nước thải có nhân cơng 4199 đ/m3 giá khơng có nhân cơng 912 đ/m3 Tuy nhiên trình độ kinh nghiệm cịn hạn chế nên việc tính toán hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc trồng dịng chảy ngang cịn thiếu sót cần bổ sung chỉnh sửa Kính mong thầy giáo bạn đóng góp ý kiến để thiết kế tốt nghiệp hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 46 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Tô Thị Lan Phương TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học Lương Đức Phẩm Nxb Giáo dục Hà Nội 2002 [2] Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga Nxb Khoa học kỹ thuật Hà Nội.1999 [3] Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải Trịnh Xuân Lai Nxb Xây dựng Hà Nội [4].Xử lý nước thải đô thị - tính tốn thiết kế cơng trình Lâm Minh Triết (chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân tái lần thứ tư (2010) Nxb Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [5] Xử lý nước thải.Hồng Huệ Nxb Xây dựng Hà Nội 1996 [6] Constructed Wetlands Manual.UN-HABITAT [7].Rapid Environmental Assessment WHO - 1992 [8] Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, and Reuse by Geoger Tchobanoglous Franklin L Burton and Metcalf & Eddy [9] QCVN 14 : 2008 BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải sinh hoạt [10] TCXD 51 : 2008 :Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam SVTH: Nguyễn Quốc Pháp-1112301028 Trang 47