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 _*** _

ĐỒ ÁN MÔN HỌCXỬ LÝ NƯỚC THẢI

Hà Nội, 2017

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

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 .82.3 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẦN THIẾT THEO HÀMLƯỢNG CẶN LƠ LỬNG 9

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

2.5 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẦN THIẾT THEO CHỈ TIÊUNITƠ 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

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.N1000 =

=60(l/s ) chọn được Kch=1,75

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt giờ lớn nhất:

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

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt giây lớn nhất:

qmaxgiâ y

.10003600 =4 (l/ s)

b.Nhà máy 2

- Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm của nhà máy 1:

=250 (m3

- 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 =QTBng đ

+QTB NM1ngđ

- Lưu lượng tổng cộng trung bình giờ:

=QTBngdtt

- Nước thải sinh hoạt:

.1000q0 =

130 =461,54(mg/l)

- Trong đó :+ ac

sh: tiêu chuẩn thải cặn đối với nước thải sinh hoạt;+ ac

1.2.2 Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD)

- Nước thải sinh hoạt:

=aBODsh 1000q0

+ Nhà máy 2: L1sx

=180(mg/l)

sh =175.350+200.250

60 =1 854 (ngườiNtt=40 500+1 854=42 354(người)

Quy đổi theo hàm lượng BOD:

aBODsh =150.350 180.250+

35 =2786 (người)Ntt=40 500+2 786=43 286(người)

PHẦN 2: XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ CẦN THIẾT

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 :

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:

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);+ a: hệ số xáo trộn,

0,1188 =0,32E: hệ số khuếch tán xác định theo công thức của Potonov:

200 =0,18.1,6

200 =1,44.10

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;

φ: hệ số cong, φ=Llạchsông

LƯỢNG CẶN LƠ LỬNG

Cnướcthải=n p+ Cnguồn=13.1 21+ =34 (mg/l)

Trong đó:

- 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);- n: hệ số pha loãng, n=13(lần).

So sánh với yêu cầu của nước nguồn:

Cnướcthải=34 (mg/l)<[C]=100(mg/l)

Vậy Cnướcthảitt

=34 (mg/l).Mức độ xử lý cần thiết:

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 quá5

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

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 trì5

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

Lnướ c th ải=γ Q

q.10−2.knt (Ong−Oyc−L0 10−2 kng )+ Oyc

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

Loại trường hợp này.

c.Xác định BOD yêu cầu trong nước thải xả ra nguồn để duy trì nồng độ5

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

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

Da=Obh−Ong=8,02−3,4=4,62(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.Lak k2− 1

.(10−k1.tth−10−k2.tth )+ Da 10−k2.tth

TIÊU NITƠ

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 hoạta.Với nước thải sinh hoạt

CNH4−Nsh =8.1000

130 =61,54(mg/l)

CT− Nsh

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)

TN: nồng độ tổng nitơ cho phép với nguồn loại B1 theo QCVN:40/2011,

2.5.4 Xác định nồng độ NH -N cho phép xả vào nguồn tiếp nhận4

Xác định nồng độ Amoni tính theo Nitơ:

=CcfNH4 −N

.kq.kf=10.0,9 0,9=16,2(mg/l)

CNH4-N = CcfNH4-N×k ×kqf

Trong đó:- Ccf

CcfNH4−N

55,24 16,2−

55,24 .100 %=70 %

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

1000 =1,26(kg/h)

1000 =3.90,81

1000 =0,27(kg/h)

1000 =0,73(kg/h)

Để định lượng clo, xáo trộn Clo hơi với nước công tác, điều chế và vận chuyểnđến nơi sử dụng ta dùng Cloratơ chân không kiểu LONHI – 100.

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 :

- 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.Qmaxh 100b 1000 1000=

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 công

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 là100 mm

40Sơ 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

+ 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 - Chiều ngang máng trộn là:

0,62.2 9,81=0,18μ: hệ số lưu lượng, μ=0,62

H2=0,3 0,18=0,12(m)−

- Khoảng cách giữa các vách ngăn được tính:

=H1.B Lqtb

=0,3.0,6.2,70,069 =7 s

- Chọn lại mương dẫn có kích thước chiều dài 7 m chiều rộng 2 m:

=H1.B Lqtb

=0,3.2.70,069 =61 s

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

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− lV 60=30−

0,8.60=25,8( phút)

ii Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc

WbểTX=Q.t60 =

- Thể tích ngăn bùn từ bể tiếp xúc:

W0=a.NTT.T1000 =

0,03.40500.11000 =1,21(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 CẶN4.2.1 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:

43- 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

- 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

ii Tính toán bể mêtan

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

Dung tích bể mêtan được tính theo công thức sau:

Wm=W 100d =

28.10010 =280(m

3)

2 =280

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:

m=1,42 =0,7

Độ ẩm bùn sau khi phân hủy ở bể metan là không đổi nên lưu lượng bùn phânhủy trong một ngày đêm

282=14 (m

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;- W: thể tích cặn từ bể mêtan, W =14 m ³/ngd;

- Wb: bùn hoạt tính dư sau bể lắng đợt II

+ γb: trọng lượng thể tích của bùn, γb=1.

Wb= 104,12−12

(100 %−96 %).1000 1000.1.5865 13,5= (m ³/ngd)Wch=14+1,21 13,5 28,7+ = (m3/ngd)

ii Diện tích hữu ích của sân phơi bùn

F1=Wch.365q0.n =

4 =545,6(m²)

Chọn kích thước mỗi ô là 33 m 17 mDiện tích phục vụ của sân phơi bùn:

F2=∆ F1=0,2.2182,4 436,5= (m2)

- ∆: hệ số kể đến diện tích phục vụ, ∆ = 0,2 - 0,4Diện tích tổng cộng của sân phơi bùn:

4.3.BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ4.3.1 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.

a.Công trình chính

Công trình chính bao gồm: ngăn tiếp nhận nước thải, song chắn rác, máng đolưu lượng, bể lắng cát, bể lắng đứng đợt I, kênh ôxy hóa tuần hoàn, bể lắng đứng đợtII, bể mêtan, sân phơi cát, sân phơi bùn.

b.Công trình phụ và phụ trợ

Bao gồm: nhà điều hành (30×10)m, đường bao quanh và đường nội bộ (rộng7m), trạm sửa chữa điện máy (20×10)m, trạm biến áp (10×6)m, trạm khí nén (2x10)m,phòng thí nghiệm (14×10), nhà để xe (15×7)m, kho (12x10)m, nhà bảo vệ (4×4)m.

Xung 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:

- Ngăn tiếp nhận: 0,1m - Song chắn rác: 0,2m- Bể lắng cát ngang: 0,2m- Máng đo lưu lượng: 0,3m- Bể lắng đứng I: 0,4m- Kênh ôxy hóa tuần hoàn: 0,4m- Bể lắng đứng II: 0,4m

Tổn thất áp lực trên các mương máng tính theo tổn thát dọc đường:

Hdđ=i l do

- Ta có bảng tổn thất dọc đường như sau:

- 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.

48