thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 130000 dân

Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 1 MỤC LỤC I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ 3 II. LƯU LƯNG TÍNH TOÁN CỦA CÁC LOẠI NƯỚC THẢI 4 2.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt 4 2.2 Xác đònh hàm lượng bẩn của nước thải 6 2.3 Mức độ cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt 7 III. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 8 3.1 Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý 8 a.) Phương án 1 8 b.) Phương án 2 10 c.) Nhận xét 11 IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 13 4.1 Ngăn tiếp nhận 13 4.2 Tính toán song chắn rác 14 a.) Tính toán mương dẫn 14 b.) Tính toán song chắn rác 15 4.3 Tính Toán bể lắng cát ngang chuyển động vòng 18 4.4 Tính toán sân phơi cát 21 4.5 Tính toán bể lắng ly tâm đợt 1 22 4.6 Tính toán bể làm thoáng sơ bộ 23 4.7 Tính toán bể Aroten 25 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 2 a.) Xác đònh lưu lượng k.khí cung cấp cho bể Aroten 26 b.) Xác đònh kích thước bể Aroten 26 c.) Tính toán thiết bò khuếch tán không khí 27 d.) Tính toán lượng bùn hoạt tính tuần hoàn 28 4.8 Tính toán bể lắng ly tâm đợt II 28 4.9 Tính toán bể nén bùn 30 4.10 Tính toán bể Mêtan 32 a.) Xác đònh lượng cặn dẫn đến bể Mêtan 33 b.) Tính toán bể Mêtan 34 c.) Tính toán lượng khí đốt 35 4.11 Tính toán công trình làm ráo nước trong cặn – tính toán sân phơi bùn 38 4.12 Tính toán khử trùng nước thải – tính toán bể tiếp xúc 40 a.) Khử trùng nứơc thải bằng Clo 40 b.) Tính toán máng trộn 43 c.) Tính toán bể tiếp xúc 45 4.13 Tính toán công trình xả nước thải sau xử lý vào sông 46 V. TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 130000 DÂN. I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ.  Tiêu chuẩn thoát nước q: • Tiêu chuẩn thoát nước trung bình: q tb = 140 L/người.ngđ • Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất trong 1 ngày đêm: q max = K ngđ × q tb = 1,2 × 140 = 168 L/ng.ngđ  Các số liệu thủy văn và chất lượng nước của nguồn tiếp nhận nước thải – sông Đồng Nai (nguồn loại A) với các số liệu sau: • Lưu lượng trung bình của nước sông: Q s = 40 m 3 /s • Vận tốc dòng chảy trung bình: V tb = 0,5 m/s • Độ sâu trung bình: H tb = 32 m • Hàm lượng chất lơ lửng trong nước sông: b s = 12 mg/L • Hàm lượng oxy hòa tan: O s = 4,8 mg/L • Nhu cầu oxy sinh hóa : L s = 4,3 mg/L • Nhiệt độ trung bình của nước sông: T = 27 0 C  Các số liệu về thời tiết, đòa chất thủy văn và đòa chất công trình:  Nhiệt độ TB năm của không khí: 25 0 C  Hướng gió chủ đạo trong năm: Đông–Nam  Mực nước ngầm cao nhất ở khu vực đang xét: 7m  Cấu tạo đòa chất ở vùng xây dựng trạm xử lý:  Yêu cầu cơ bản về chất lượng nước thải sau khi xử lý xả vào sông Đồng Nai như sau:  pH: 6-9  Chất lơ lửng: không vượt quá 22 mg/L.  NOS 20 : không vượt quá 15 ÷ 20 mg/L  Các chất nguy hại: không vượt quá các giới hạn cho phép. TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 4 II. LƯU LƯNG TÍNH TOÁN CỦA CÁC LOẠI NƯỚC THẢI: 2.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt: • Lưu lượng TB ngày đêm của nước thải sinh hoạt (Q tb-ngđ ): 18200 000 . 1 000.130140 000 . 1 = × = × = − Nq Q tb ngdtb m 3 /ngđ Trong đó: q tb : Tiêu chuẩn thoát nước TB, q tb = 140 L/người.ngđ N: Dân số của Thành phố, N = 130000 người. • Lưu lượng trung bình giờ (Q tb-giờ ): 33,758 24 1000 130000140 24 1000 = × × = × × = − Nq Q tb htb m 3 /h • Lưu lượng trung bình giây (Q tb-s ): 65,210 3600 24 130000140 3600 24 = × × = × × = − Nq Q tb stb L/s • Lưu lượng lớn nhất ngày đêm (Q max-ngđ ) 21840 1000 130000168 1000 max max = × = × = − Nq Q ngd m 3 /ngđ Trong đó: q max = Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất, q max = 168 L/người.ngđ • Lưu lượng lớn nhất giờ (Q max-h ): Q max-h = Q tb-h × K ch = 758.33 × 1,4 = 1061,66 m 3 /h Trong đó: K ch : Hệ số không điều hòa chung của nước thải lấy theo quy đònh ở điều 2.1.2 – TCXD 51-84 • Lưu lượng lớn nhất giây: (Q max-s ) Q max-s = Q tb-s × K ch = 210,65 × 1,4 = 294,91 L/s TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 5 Bảng 1: Phân bố lưu lượng tổng cộng của nước thải sinh hoạt theo từng giờ trong ngày đêm. Nước thải sinh hoạt Các giờ % Q SH M 3 0-1 1,85 336,7 1-2 1,85 336,7 2-3 1,85 336,7 3-4 1,85 336,7 4-5 1,85 336,7 5-6 4,80 873,6 6-7 5,00 910 7-8 5,00 910 8-9 5,65 1028,3 9-10 5,65 1028,3 10-11 5,65 1028,3 11-12 5,25 955,5 12-13 5,00 910 13-14 5,25 955,5 14-15 5,65 1028,3 15-16 5,65 1028,3 16-17 5,65 1028,3 17-18 4,85 882,7 18-19 4,85 882,7 19-20 4,85 882,7 20-21 4,85 882,7 21-22 3,45 627,9 22-23 1,85 336,7 23-24 1,85 336,7 Tổng cộng 100 18200 Theo bảng 1 (Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt), ta có: • Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ: Q max-h = 1028,3 m 3 /h • Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giây: 6,285 6,3 3,1028 6,3 max max === − − h s Q Q L/s • Lưu lượng nước thải nhỏ nhất theo giờ: Q min-h = 336,7 m 3 /h • Lưu lượng nước thải nhỏ nhất theo giây: 5,93 6,3 7,336 6,3 min min === − − h s Q Q L/s TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 6 2.2 Xác đònh hàm lượng bẩn của nước thải: • Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt: 86,392 140 000.155 1000 = × = × = tb ss SH q n C mg/L Trong đó: n ss : Tải lượng chất lơ lửng của NTSH tính cho một người trong ngày đêm theo TCXD 51-84, n ss = 55g/ng.ngđ q tb : tiêu chuẩn thoát nước, q tb = 140 L/ng.ngđ • Hàm lượng NOS 20 trong nước thải sinh hoạt: 250 140 000.135 1000 = × = × = tb NOS SH q n L mg/L Trong đó: n NOS : Tải lượng chất bẩn theo NOS 5 của NTSH tính cho một người trong ngày đêm theo TCXD 51-84, n NOS = 35 g/ng.ngđ. TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 7 2.3 Mức độ cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt: • Hàm lượng chất lơ lửng sau xử lý không vượt quá 20 mg/L • Hàm lượng NOS 20 sau xử lý không vượt quá 15 mg/L  Mức độ cần thiết xử lý nước thải được xác đònh theo:  Hàm lượng chất lơ lửng (phục vụ tính toán công nghệ xử lý cơ học)  Hàm lượng NOS (phục vụ cho tính toán công trình và công nghệ sinh học).  Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng: %9,94%100 86.392 2086,392 %100 =× − =× − = SH SH C mC D Trong đó: m: Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước, m = 20mg/L C SH : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải, C SH = 392,86mg/L  Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo NOS 5 : %94%100 250 15250 %100 1 =× − =× − = SH SH L LL D Trong đó: L 1 : Hàm lượng NOS 5 của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước, L 1 = 15mg/L L SH : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải, L SH = 250mg/L. TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 8 III. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý: Sơ đồ công nghệ và thành phần các công trình đơn vò của trạm xử lý nước thải được lựa chọn phụ thuộc vào:  Công suất của trạm xử lý;  Thành phần và tính chất của nước thải.  Điều kiện cụ thể của đòa phương.  Mức độ cần thiết xử lý nước thải.  Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận tương ứng  Phương pháp sử dụng cặn  Điều kiện mặt bằng và đặc điểm đòa chất thủy văn khu vực xây dựng trạm xử lý nước thải  Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác. ⇒ Phương án xử lý: gồm các giai đoạn xử lý và các công trình xử lý đơn vò như sau: A.) PHƯƠNG ÁN I: Xử lý cơ học: • Ngăn tiếp nhận. • Song chắn rác + máy nghiền rác. • Bể lắng cát + sân phơi cát • Bể lắng ly tâm (đợt I) Xử lý sinh học: • Aerotank (vi sinh vật lơ lửng – bùn hoạt tính) • Bể lắng ly tâm (đợt II) Xử lý cặn: • Bể nén bùn • Bể mêtan • Làm ráo nước ở sân phơi bùn. TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 9 Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra sông: • Khử trùng nước thải • Bể trộn vách ngăn có lỗ • Bể tiếp xúc • Công trình xả nước thải sau xử lý ra sông. Thuyết minh phương án I Trong phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải đến trạm xử lý bằng ống dẫn đến ngăn tiếp nhận. Rác được giữ lại ở song chắn rác và đem đi nghiền ở máy ở nghiền rác. Rác sau nghiền được đưa đến bể Mêtan để lên men còn nước thải đã được tách tiếp tục đưa đến bể lắng cát. Ở đây, thiết kế bể lắng cát ngang nước chảy thẳng để đảm bảo hiệu quả lắng cát và các cặn lớn. Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát được đưa đến sân phơi cát. Nước thải sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng li tâm đợt I, tại đây các chất không hòa tan trong nước thải như chất hữu cơ được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lên men. Nước thải tiếp tục đi vào bể Aerotan và bể lắng li tâm đợt II. Để ổn đònh nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotan giúp tăng hiệu quả xử lý, một lượng bùn hoạt tính từ bể lắng đợt II sẽ trở lại bể Aerotan, lượng bùn hoạt tính dư được đưa qua bể nén bùn giảm dung tích, sau đó đưa qua bể mêtan Sau bể lắng đợt II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu xử lý xong vẫn còn chứa một lượng nhất đònh các vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn. Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc. Sau các công đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận. Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mêtan đưa ra sân phơi bùn làm khô đến một độ ẩm nhất đònh. Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông nghiệp. TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 10 B.) PHƯƠNG ÁN II: Xử lý cơ học: • Ngăn tiếp nhận. • Song chắn rác + máy nghiền rác. • Bể lắng cát thổi khí + sân phơi cát • Bể lắng ngang (đợt I) Xử lý sinh học: • Biophin cao tải • Bể lắng ngang (đợt II) Xử lý cặn: • Bể nén bùn • Bể mêtan • Làm ráo nước ở sân phơi bùn Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra sông: • Khử trùng nước thải • Bể trộn vách ngăn có lỗ • Bể tiếp xúc • Công trình xả nước thải sau xử lý ra sông. Thuyết minh phương án II: Trong phương án này, nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải đến trạm xử lý bằng ống dẫn đến ngăn tiếp nhận. Rác được giữ lại ở song chắn rác và đem đi nghiền ở máy ở nghiền rác. Rác sau nghiền được đưa đến bể Mêtan để lên men còn nước thải đã được tách tiếp tục đưa đến bể lắng cát có thổi khí nhằm tăng hiệu quả lắng. Ở đây, thiết kế bể lắng cát nước chảy vòng kết hợp chuyển động theo phương thẳng để đảm bảo hiệu quả lắng cát và các cặn lớn. Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát được đưa đến sân phơi cát. Nước thải sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể làm thoáng sơ bộ để tăng hiệu suất lắng. Nước thải sau khi qua bể làm thoáng sơ bộ sẽ đi qua bể lắng li ngang đợt I, tại đây các chất không hòa tan trong nước thải như TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO [...]... aeroten Trong các aeroten có thiết kế ống xả cạn bể và có bộ phận xả nước thải khỏi thiết bò khu ch tán không khí d.) Tính toán lượng bùn hoạt tính tuần hoàn: 27 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết Từ thực nghiệm và kinh nghiệm quản lý ở các trạm xử lý nước thải cho thấy lượng bùn hoạt tính tuần hoàn chiếm 40-70% tổng lượng bùn hoạt tính sinh ra có thể tính theo... I sẽ kinh tế hơn và vẫn đảm bảo được hiệu quả xử lý nước thải Còn phương án II tuy có hiệu quả xử lý tốt hơn nhưng không hiệu quả về kinh tế Do đó ta chọn phương án I làm phương án tính toán M O U R IT O 11 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết ⇒ SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU ĐÔ THỊ 130000 DÂN 11 2 4 9 1 3 1 5 6 7 0 16 I H N 14 A X G N... TÍNH CHẤT THAM KHẢO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 3 Lưu lượng không khí đi qua 1 m nước thải cần xử lý (lưu lượng riêng của không khí) khi xử lý sinh học hiếu khí ở Aeroten: D= 2 La 2 × 148,2 3 3 = 5,29 m /m nước thải = K×H 14 × 4 Trong đó: La: NOS5 của nước thải dẫn vào aeroten, La = L" = 148,2mg / L K: hệ số sử dụng không khí, K = 6÷7g/m4 khi sử dụng thiết bò khu ch tán không khí là đường... - nước (d) khí nén (e) Clo (f) Cặn tươi (g) Bùn hoạt tính tuần hoàn (h) Bùn hoạt tính dư (i) Cặn đã lên men (k) khí sinh học (Biogas) (l) Hơi nóng (m) Nước tuần hoàn 15 Bể chứa khí đốt 12 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO Đồ án xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết IV TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ: 4.1 Ngăn tiếp nhận: Nước thải được dẫn đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp Ngăn tiếp nhận nước thải. .. aeroten: O F N Nước thải sau xử lý ở bể lắng đợt I được dẫn đến công trình xử lý sinh học: Aeroten – Quá trình bùn hoạt tính vi sinh vật lơ lửng Aeroten được tính toán thiết kế không có bể tái sinh vì giá trò NOS20=148,2 mg/L dẫn vào Aeroten . của nước thải 6 2.3 Mức độ cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt 7 III. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 8 3.1 Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý. độ cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt: • Hàm lượng chất lơ lửng sau xử lý không vượt quá 20 mg/L • Hàm lượng NOS 20 sau xử lý không vượt quá 15 mg/L  Mức độ cần thiết xử lý nước thải được. xử lý nước thải GVHD: Lâm Minh Triết 8 III. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý: Sơ đồ công nghệ