thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 860000 dân

Đồ án nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 860000 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 = 180 L/người.ngđ - Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất trong 1 ngày đêm: q max = K ngđ × q tb = 1,2 × 180 = 216 L/ng.ngđ (K ngđ = 1,2 – 1,4) • 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 trung bình 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 nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 2 II. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN: 1. XÁC ĐỊNH LƯU LƯNG NƯỚC THẢI: • Lưu lượng trung bình ngày đêm của nước thải sinh hoạt (Q tb-ngđ ): 154800 1000 860000180 1000 = × = × = − Nq Q tb ngdtb m 3 /ngđ Trong đó: q tb : Tiêu chuẩn thoát nước trung bình, q tb = 180 L/người.ngđ N: Dân số của Thành phố, N = 860000 người. • Lưu lượng trung bình giờ (Q tb-giờ ): 6450 24 1000 860000180 24 1000 = × × = × × = − Nq Q tb htb m 3 /h • Lưu lượng trung bình giây (Q tb-s ): 1792 3600 24 860000180 3600 24 = × × = × × = − Nq Q tb stb L/s • Lưu lượng lớn nhất ngày đêm (Q max-ngđ ) 189200 1000 860000220 1000 max max = × = × = − Nq Q ngd m 3 /ngđ Trong đó: q max = Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất, q max = 220 L/người.ngđ • Lưu lượng lớn nhất giờ (Q max-h ): Q max-h = Q tb-h × K ch = 6450× 1,15 = 7417,5 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-h ) Q max-s = Q tb-s × K ch = 1792 × 1,15 = 2060,8 L/s TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 3 BẢNG 1: PHÂN BỐ LƯU LƯNG 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 2863,8 1-2 1,85 2863,8 2-3 1,85 2863,8 3-4 1,85 2863,8 4-5 1,85 2863,8 5-6 4,80 7430,4 6-7 5,00 7740 7-8 5,00 7740 8-9 5,65 8746,2 9-10 5,65 8746,2 10-11 5,65 8746,2 11-12 5,25 8127 12-13 5,00 7740 13-14 5,25 8127 14-15 5,65 8746,2 15-16 5,65 8746,2 16-17 5,65 8746,2 17-18 4,85 7507,8 18-19 4,85 7507,8 19-20 4,85 7507,8 20-21 4,85 7507,8 21-22 3,45 5340,6 22-23 1,85 2863,8 23-24 1,85 2863,8 Tổng cộng 100 154800 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 4 Theo bảng 1 (Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt), ta có: • Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giờ: Q max-h = 8746,2 m 3 /h • Lưu lượng nước thải lớn nhất theo giây: 5,2429 6,3 2,8746 6,3 max max === − − h s Q Q L/s • Lưu lượng nước thải nhỏ nhất theo giờ: Q min-h = 2863,8 m 3 /h • Lưu lượng nước thải nhỏ nhất theo giây: 5,795 6,3 8,2863 6,3 min min === − − h s Q Q L/s 2. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BẨN CỦA NƯỚC THẢI: Hai chỉ tiêu cơ bản để tính toán thiết kế công nghệ xử lí nước thải là: 1. Hàm lượng chất lơ lửng C 2. Nhu cầu oxy hóa (NOS), L • Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt: 56,305 180 100055 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 = 180 L/ng.ngđ • Hàm lượng NOS 5 trong nước thải sinh hoạt: 44,194 180 100035 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 nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 5 3. MỨC ĐỘ CẦN THIẾT ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT: - Để lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý nước thải thích hợp bảo đảm hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào sông Đồng Nai (nguồn loại A) với các yêu cầu cơ bản: • Hàm lượng chất lơ lửng: không vượt quá 22 mg/L • NOS 5 : không vượt quá 15 ÷ 20 mg/L - Mức độ cần thiết xử lý nước thải thường 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: %8,92%100 56,305 2256,305 %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 = 22mg/L C SH : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải, C SH = 305,56mg/L - Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo NOS 5 : %3,92%100 44,194 1544,194 %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 = 194,44mg/L TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 6 III. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI: Tính toán công nghệ xử lý nước thải bao gồm các nội dung sau:  Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý;  Tính toán các công trình đơn vò;  Tính toán chi phí xử lý. 3.1. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA TRẠM XỬ LÝ: Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý dựa vào các yếu tố cơ bản sau:  Công suất của trạm xử lý;  Thành phần và đặc tính của nước thải  Mức độ cần thiết xử lý nước thải  Tiêu chuẩn xả nước thải vào các 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) TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 7 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 ánI Ở 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 nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 8 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: Ở 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 Đồ án nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 9 chất hữu cơ được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lên men. Nước thải tiếp tục đi vào bể Biophin cao tải và bể lắng ngang đợt II. Cặn sau bể lắng đợt II sẽ được đưa vào bể nén bùn để giảm độ ẩm, sau đó được đưa vào 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. C.) Nhận xét: Hai phương án trên đều đạt hiệu quả xử lý. Tuy nhiên phương án 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. TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO Đồ án nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 10 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO HU ĐÔ THỊ 860000 DÂN. Chú thích: 1. Ngăn tiếp nhận 2. Song chắn rác 2’. Máy nghiền rác 3. Bể lắng cát 3’. Sân phơi cát 4. Bể làm thoáng sơ bộ 5. Bể lắng ly tâm (đợt I) 6. Bể Aeroten 7. Bể lắng ly tâm (đợt II) 8. Mương trộn clo với nước thải 9. Bể tiếp xúc 10. Nguồn tiếp nhận 11. Bể mêtan 12. Bể chứa khí sinh vật 13. Nồi hơi 14. Bể nén bùn 15. Sân phơi bùn 16. Trạm khí nén. (a). Rác dẫn vào máy nghiền rác (b),(c) rác đã nghiền dẫn đến trước SCR hoặc bể mêtan (d)hỗn hợp cát - nước (e) cặn tươi (f)khí sinh vật (g) khí đốt (h) hơi nóng (i) Bùn hoạt tính tuần hoàn (k) Bùn hoạt tính dư (l) Cặn đã được lên men (m) Nước tách từ sân phơi bùn 1 2 1 2 3 3 5 7 A (6) 8 9 10 11 1 1 15 16 4 TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MOITRUONGXANH.INFO [...]... toán AEROTEN: 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 NOS5=87,12mg/L dẫn vào Aeroten . Đồ án nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 860000 DÂN. I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ. • Tiêu chuẩn thoát nước q: -. nước thải GVHD: Trần Thò Mai Phương 6 III. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI: Tính toán công nghệ xử lý nước thải bao gồm các nội dung sau:  Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý; . Mai Phương 5 3. MỨC ĐỘ CẦN THIẾT ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT: - Để lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý nước thải thích hợp bảo đảm hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào sông Đồng Nai