đồ án môn học xử lý nước thải lựa chọn các phương án công nghệ xử lý nước thả sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 1

10−0,117.0,035+ 15nguồn vượt quá giới hạn cho phép, do đó mức độ xử lý nước thải cần thiết theo BODlấy theo giới hạn của nước thải là 50 mg/l.b.Xác định nồng độ BOD yêu cầu trong nước th

ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

PHẦN 1: CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN ĐỂ TÍNH TOÁN 4

1.1 LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI 4

1.1.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt 4

1.1.2 Lưu lượng nước thải sản xuất 4

1.1.3 Lưu lượng tính toán nước thải khu đô thị 5

1.2 NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM 6

1.2.1 Nồng độ chất rắn lơ lửng (SS) 6

1.2.2 Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD) 6

1.2.3 Tổng hợp nồng độ chất ô nhiễm 7

1.3 DÂN SỐ TÍNH TOÁN 7

PHẦN 2: XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ CẦN THIẾT 7

2.1 NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG CỦA NGUỒN TIẾP NHẬN 7

2.2 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHA LOÃNG CỦA NƯỚC SÔNG VỚI NƯỚC THẢI .8 2.3 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẦN THIẾT THEO HÀM LƯỢNG CẶN LƠ LỬNG 9

2.4 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẦN THIẾT THEO CHỈ TIÊU BOD 9

2.5 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẦN THIẾT THEO CHỈ TIÊU NITƠ 11

2.5.1 Hàm lượng Nitơ có trong nước chưa xử lý 11

2.5.2 Hàm lượng T-N có trong nước thải sinh hoạt 11

2.5.3 Xác định nồng độ T-N cho phép xả vào nguồn tiếp nhận 12

2.5.4 Xác định nồng độ NH4-N cho phép xả vào nguồn tiếp nhận 12

2.5.5 Mức độ xử lý Nitơ cần thiết 13

PHẦN 3: LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 14

3.1 SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ PHƯƠNG ÁN 1 15

3.1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 15

3.1.2 Mô tả dây chuyền công nghệ 15

3.2 SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ PHƯƠNG ÁN 2 17

3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 17

3.2.2 Mô tả dây chuyền công nghệ 17

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 19

4.1 KHỐI CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 19

4.1.1 Ngăn tiếp nhận nước thải 19

4.1.2 Mương dẫn nước thải 20

4.1.3 Song chắn rác 21

4.1.4 Bể lắng cát 24

4.1.5 Thiết bị đo lưu lượng 26

4.1.6 Bể lắng sơ cấp 27

4.1.7 Kênh oxy hóa sinh học 30

4.1.8 Bể lắng thứ cấp 36

4.1.9 Trạm khử trùng nước thải 37

4.1.10 Máng trộn 39

4.1.11 Bể tiếp xúc ly tâm 41

4.1.12 Công trình khử trùng 42

4.2 KHỐI CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN CẶN 42

4.2.1 Sân phơi cát 42

4.2.2 Bể mê tan 43

4.2.3 Dây chuyền làm khô bùn, sân phơi bùn 44

4.3 BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ 46

4.3.1 Chọn vị trí xây dựng trạm xử lý nước thải 46

4.3.2 Mặt bằng tổng thể và kích thước các công trình phụ 46

4.3.3 Cao trình theo dòng nước 47

4.3.4 Cao trình theo bùn 47

PHẦN 1: CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN ĐỂ TÍNH TOÁN

1.1.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt

- Tiêu chuẩn thải nước: qtb=130(l/ng.ngđ) ;

- Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm tính theo công thức:

=qTB giờ

.Kch=219,4.1,75 383,95= (m3

/h)

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt giây lớn nhất:

qmax giâ y

=qTB giây

=250 (m3

/ngđ)

- Lưu lượng thải trung bình giờ của nhà máy 1:

3600 =2,89(l/ s)

1.1.3 Lưu lượng tính toán nước thải khu đô thị

- Lưu lượng tính toán trung bình ngày đêm:

QTBngdtt =QTB

ng đ

+QTB NM1 ngđ

+QTBNM2 ngđ

=5865(m3

/ngđ)

- Lưu lượng tổng cộng trung bình giờ:

qTBgiờ tt

=QTBngd tt

+ q0: tiêu chuẩn thải nước trung bình của thành phố, q0=130(l /ng ngđ)

- Nước thải sản xuất:

sx=175(mg /l)

sx=200(mg/l)

1.2.2 Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD)

- Nước thải sinh hoạt:

+ q0: tiêu chuẩn thải nước trung bình của thành phố, q0=130(l /ng ngđ)

- Nước thải sản xuất:

+ Nthực: dân số thực của thành phố, Nthực=40 500(người);

+ Ntd: dân số tương đương, là dân số được quy đổi của thành phố

Quy đổi theo hàm lượng cặn lơ lửng:

NtdSS i

=∑Csx

+Qi sx

2.1 NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG CỦA NGUỒN TIẾP NHẬN

Bảng 2.1 Số liệu về nguồn nước tiếp nhận nước thải sau xử lý

Tên nguồn nước

Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán :

550395

2.2 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHA LOÃNG CỦA NƯỚC SÔNG VỚI NƯỚC THẢI

Nguồn tiếp nhận là nguồn loại B1 nên nước thải cần phải được xử lý đạt đếnnguồn loại B1 với những yêu cầu sau:

- Hạm lượng chất lơ lửng SS ≤ 100 mg/l

Hệ số pha loãng được xác định:

n=a.Qs+q

0,057.25 0,1188+0,1188 =13(lần)

- Trong đó:

+ Qs: lưu lượng nước sông, Qs=25(m3/s );

+ q: lưu lượng nước thải lớn nhất, q=118,8(l/ s);

Vtb: tốc đọ trung bình của dòng chảy, Vtb=0,18 (m/s);

Htb: độ sâu trung bình của dòng chảy, Htb=1,6(m);

ξ: hệ số, bằng 1 khi cửa xả gần bờ, bằng 1,5 khi cửa xả đặt xa bờ;

- Cnướcthải: hàm lượng cặn lơ lửng sau khi xử lý;

- Cnguồn: hàm lượng cặn của nước nguồn trước khi xả nước thải, Cnguồn=21(mg/l);

nước thải, p=(mg/l) (đối với nguồn loại B);

CTB ).100 %=(433,29 34−

433,29 ).100 %=92,15 %

TIÊU BOD

a Xác định nồng độ BOD yêu cầu trong nước thải xả ra nguồn theo quá 5

trình tiêu thụ oxy hóa

- Lnướcthải: BOD của nước thải được phép xả vào nguồn nước;

Lcf=15(mg/l) theo QCVN:08/2008;

- L0: BOD của nước nguồn, L0=12(mg /l);

- a: hệ số xáo trộn, a=0,057;

- knt,kng: hằng số tốc độ tiêu thu oxy của nước thải và nước nguồn;

thải ở 19°C thì:

+ l: chiều dài đoạn sông tính toán, l=550 (m);

+ v: vận tốc trung bình của dòng chảy, v=0,18(m/ s)=15 552(m/ngày).Vậy:

Lnướcthải=0,057 25

0,1188.10−0,095.0,035(15−12 10−0,117.0,035)+ 15

10−0,095.0,035=52,74(mg/l)

nguồn vượt quá giới hạn cho phép, do đó mức độ xử lý nước thải cần thiết theo BODlấy theo giới hạn của nước thải là 50 (mg/l)

b Xác định nồng độ BOD yêu cầu trong nước thải xả ra nguồn để duy trì 5

nồng độ oxy hóa hòa tan yêu cầu tại điểm tính toán không kể đến sự khuếch tán oxy bề mặt

Lnướ c th ải=γ Q

q.10−2.k nt (Ong−Oyc−L0 10−2 k ng )+ Oyc

10−2.k nt(mg/l)

Trong đó :

- Ong: oxy hòa tan của nguồn, Ong=3,4 (mg/l);

- Oyc: oxy yêu cầu, đối với nguồn loại B1 thì Oyc=4 (mg/l);

- L0: BOD của nước nguồn, L0=12(mg/l)

Lnướcthải=0,057 25

0,1188.10−2.0,095 (3,4−4−12 10−2.0,117)+ 4

10−2.0,095=−135<0(mg/l)

Loại trường hợp này

c Xác định BOD yêu cầu trong nước thải xả ra nguồn để duy trì nồng độ 5

oxy hóa hòa tan yêu cầu tại điểm tính toán có kể đến sự khuyếch tán oxy bể mặt

Độ thiếu hụt Oxy ban đầu và tại thời điểm có:

D=O −O =8,02−3,4=4,62(mg/l)

Dth=Obh−Oyc=8,02−4=4,02(mg/l)

Trong đó:

- Ong: oxy hòa tan của nguồn, Ong=3,4 (mg/l);

- Obh: oxy bão hòa, tra bảng phụ lục II.2 , Obh=8,02(mg/l)

Thay vào hệ phương trình sau ta được:

Dth=k1.La

k k2− 1

.(10−k 1 t th−10−k 2 t th )+ Da 10−k 2 t th

tth=log{k2

2.5.1 Hàm lượng Nitơ có trong nước chưa xử lý

người trong 1 ngày đêm là: 8 (g/ng.ngđ)

Tiêu chuẩn thải nước là 130 (l/ng.ngđ)

2.5.2 Hàm lượng T-N có trong nước thải sinh hoạt

a Với nước thải sinh hoạt

=61,54

90 %=68,4 (mg/l)

b Với nước thải công nghiệp

- Hàm lượng NH -N trong nước thải được xác định: 0 (mg/l)4

- Hàm lượng T-N: 0 (mg/l)

2.5.4 Xác định nồng độ NH -N cho phép xả vào nguồn tiếp nhận 4

Xác định nồng độ Amoni tính theo Nitơ:

CNH4−N

=Ccf NH4 −N

- Theo N-NH là:

55,24 16,2−

55,24 .100 %=70 %

y=a.Q1000

- a: liều lượng Clo hoạt tính, khi làm sạch sinh học hoàn toàn, a=3(g /m³), (mục

Theo bảng 3.10, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Lâm Minh

Triết, 1973 ta chọn một Cloratơ LONHI – 100 loại PC-5 làm việc và một Cloratơ dự

phòng có các đặc tính kỹ thuật sau :

- Công suất theo Clo hơi: 2,05 ÷ 12,8(kg/h)

- Áp lực trước ejector: 3 :3,5(kg/cm³)

Để phục vụ cho 2 Cloratơ chọn 3 ban lông trung gian bằng thép để tiếp nhậnClo nước để chuyển thành clo hơi và dẫn đến Cloratơ Trong trạm khử trùng ta dùngcác thùng chứa Clo có dung tích 512 lít và chứa 500 kg Clo

- Chiều dài thùng: L=1,8 (m);

- Lượng Clo lấy ra từ 1 (m2) bề mặt thùng chứa teo quy phạm là 3 (kg/h)

thùng chứa là:

qc=3,6.3=10,8 (kg/h)

- Số thùng chứa Clo cần thiết trong một giờ là :

N=ytb

qc

=0,7310,8=0,07(thùng)

- Chọn hai thùng chứa công tác và một dự phòng

- Số thùng chứa Clo cần thiết dự trữ cho nhu cầu Clo trong một tháng sẽ là:

N=ytb.24 30

0,73.24 30

500 =1,05(thùng)

+ q: trọng lượng Clo trong thùng chứa, kg

- Lưu lượng nước Clo lớn nhất được tính theo công thức:

qmax=a.Qmax

h 100

b 1000 1000=

3.419,88.1000,15.1000.1000=0,84(m

3

/h)

của ejectơ, phụ thuộc vào nhiệt độ, b=0,15 %

+ a: liều lượng Clo hoạt tính, khi đã xử lý sinh học hoàn toàn a=3(g /m³)

- Lượng nước tổng cộng cần cho nhu cầu của trạm Cloratơ được tính theo côngthức:

các công trình xử lý nước thải – Lâm Minh Triết)

+ V2: lưu lượng nước cần thiết để bốc hơi Clo, sơ bộ lấy V2=300 (l/kg)

Nước Clo được dẫn ra máng trộn bằng ống cao su mềm nhiều lớp, đường kính

ống 70 (mm) với tốc độ 1,5 (m/s).

4.1.10.Máng trộn

Để xáo trộn nước thải clo ta dùng máng trộn với thời gian xáo trộn được thựchiện trong vòng 1:2 phút Máng trộn vách ngăn có lỗ thường gồm 2-3 vách ngăn vớicác lỗ có đường kính từ 20-100mm Chọn máng trộn 2 vách ngăn có đường kính lỗ là

100 mm

Sơ đồ cấu tạo máng trộn vách ngăn có lỗ

- Số lượng vách ngăn lớn hơn hoặc bằng 2

- Số lỗ trong một vách ngăn được tính:

n= 4 qtb

π d2

.v=

4.0,068π.0,12

.1,5=6(lỗ)

+ qtb: lưu lượng nước thải trung bình , qtb=0,068(m3

/ s);+ d: đường kính lỗ , d=0,1(m);

+ v: tốc độ của nức chuyển động qua lỗ, v=1,5(m/ s)

- Chọn máng có 2 hàng lỗ theo chiều đứng và 3 hàng lỗ theo chiều ngang

- Thỏa mãn thời gian lưu nước trong mương tối thiểu 1 đến 2 phút.

4.1.11.Bể tiếp xúc ly tâm

Bể tiếp xúc có nhiệm vụ tạo điều kiện tiếp xúc tốt hóa chất khử trùng với nướcthải để diễn ra quá trình khử trùng Đồng thời khi nước lưu lại trong bể, các chất oxyhóa sẽ oxy hóa tiếp tục các chất hữu cơ mà quá trình trước đó chưa xử lý được

Bể tiếp xúc được thiết kế giống như bể lắng nhưng không có thiết bị gom bùn.Trong bể tiếp xúc còn diễn ra các quá trình đông tụ và lắng tiếp tục nên vận tốc dòngchảy trong bể không quá lớn để cuốn trôi các hạt cặn lơ lửng

i Thời gian lưu nước lại trong bể

Nước thải sau khi được xử lý ở bể tiếp xúc rồi được dẫn bằng máng ra tới giếng

xả cách trạm xử lý l = 200m, tốc độ dòng chảy v = 0,8 m/s Thời gian tiếp xúc củam m

clo với nước thải trong bể tiếp xúc và trong máng dẫn ra sông yêu cầu là 30 phút Nhưvậy thời gian tiếp xúc riêng trong bể tiếp xúc:

t=30− l

V 60=30−

2000,8.60=25,8( phút)

+ H1: chiều cao công tác của bể, H1=2,7 ÷ 5,7 Chọn H1=3 m.

- Đường kính của bể tiếp xúc:

D=√4 F1

π =√4.17,513,14 =4,72(m)

+ a: lượng cặn lắng trong bể tiếp xúc a=0,03 l/người.ngày;

+ NTT: là dân số tính toán tính theo hàm lượng BOD , 5 NTT=40500 người

4.1.12.Công trình khử trùng

4.2 KHỐI CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN CẶN

4.2.1 Sân phơi cát

Chức năng làm khô cát từ bể lắng cát, cần có sân phơi cát hay hố chứa cát

Sơ đồ: Xung quanh sân phơi cát phải có bờ đắp cao 1 – 2 m Nước thu từ sânphơi cát được dẫn trở về trước bể lắng

Thông số đầu vào:

- Dân số tính toán theo chất lơ lửng NTT (người)

- P: lượng cát tính theo đầu người trong một ngày đêm, P = 0,02 (l/ng - ngđ)

Diện tích sân phơi cát được tính theo công thức:

F=P NTT.3651000.hC

=0,02.40500 3651000.5 =59,13(m

2)

- hC: tổng chiều cao lớp cát, hC= −3 5 m ³ /m ² năm , chọn hC=5 m;

- Thiết kế sân phơi cát gồm 2 ô, kích thước của mỗi ô trong mặt bằng 10x3 m,tổng diện tích sân phơi cát là 30x2 =80 m2

- C0: nồng độ chất lơ lửng ban đầu;

- Qngd: lưu lượng trung bình ngày đêm;

- E: hiệu suất của bể lắng đứng I;

(qui phạm K = 1,1 ÷ 1,2);

- γc: trọng lượng thể tích của cặn tươi, γc=1

Khối lượng cặn khô trong bể mêtan:

ii Tính toán bể mêtan

Khi độ ẩm của hỗn hợp cặn Phh≥ 95 % chọn chế độ lên men ấm với t=30 ÷ 35℃

/ngd)

iii Lượng bùn phân hủy trong một ngày đêm

Ở trong bể metan lượng bùn khô được phân hủy 50% mà độ ẩm bùn không thayđổi, do đó sau khi ra khỏi bể metan lượng bùn khô còn lại là:

Chọn chu kỳ xả cặn của bể metan: T =1 ngày/lần

Dung tích phần chứa cặn (phần chóp đáy của bể):

b Tính toán

+ a: lượng cặn lắng trong bể tiếp xúc, a=0,03 l/ng.ngđ;

+ Ntt: dân số tính toán theo chất lơ lửng, Ntt=40500 người;

2

- q0: tải trọng lên sân phơi bùn, q0=2 m ³/m ² năm;

- n: hệ số kể đến điều kiện khí hậu, n=2,4

Chọn sân phơi bùn chia làm 4 ô, diện tích mỗi ô là:

)

Chu kỳ xả bùn vào sân phơi bùn dao động từ 20 ÷ 30 ngày tùy thuộc nhiều yếutố: tính chất của bùn dẫn vào sân phơi bùn, khả năng thấm của đất và mùa nắng mưatrong năm Nước từ sân phơi bùn được thu gom bởi hệ thống ống (D = 200mm) có đục

lổ đặt dọc theo chiều dài sân phơi, ống thu nước đặt ở giữa ngăn bùn Các ống này dẫnnước về hố thu gom và được bơm trở lại trước lắng II Bùn xả vào sân phơi nhờ hệthống ống dẫn bùn đặt trên thành sân phơi bùn

4.3 BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ

4.3.1 Chọn vị trí xây dựng trạm xử lý nước thải

Việc chọn vị trí xây dựng trạm xử lý nước thải dựa vào các điều kiện địa hình,thủy văn, so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và đảm bảo yêu cầu sau:

Đặt ở cuối hướng gió chỉ đạo

Kết hợp với qui hoạch chung của khu vực và tính tới khả năng mở rộng trongtương lai của khu vực đó

Tiện lợi trong vận chuyển

4.3.2 Mặt bằng tổng thể và kích thước các công trình phụ

Việc quy hoạch mặt bằng được thực hiện sao cho đạt được các chỉ tiêu về quihoạch mặt bằng Các công trình chính được ưu tiên xây dựng sao cho thuận tiện nhất,các công trình phụ và công trình phục vụ được bố trí trên diện tích đất còn lại sao chohợp lý

47Xung quanh trạm xử lý nước thải có trồng cây xanh và hàng rào bảo vệ.

4.3.3 Cao trình theo dòng nước

Mặt cắt theo nước được tính bắt đầu từ ngăn tiếp nhận nước thải qua các côngtrình và thải ra biển Tổn thất áp lực qua các công trình sơ bộ có thể lấy như sau:

- Ta có bảng tổn thất dọc đường như sau:

(m)

- Từ bể lắng II tới bể mêtan và sân phơi bùn;

- Từ bể lắng đứng II hồi lưu về Kênh ôxy hóa tuần hoàn;

- Từ bể lắng tiếp xúc đến sân phơi bùn