luận văn kỹ thuật môi trường Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Triệu Sơn đại học xây dựng hà nội

Mức độ cần thiết làm sạch tính theo ôxy hoà tan DOCHƯƠNG 6: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 6.1.. Lưu lượng nước thải khu dân cư Lưu lượng nước thải sinh h

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, vấn đề bảo vệ môi trường đang ngày càng được quan tâm vàđầu tư thích đáng Do sự phát triển của quá trình đô thị hoá, việc tăng dân số,tăng nhu cầu dùng (thải) nước đòi hỏi cấp thiết phải xây dựng các công trìnhcấp thoát nước đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ở tất cả các đô thị và khu côngnghiệp

Trong mỗi đô thị, hệ thống thoát nước, xử lý nước thải là một phần cơ sở

hạ tầng rất quan trọng, nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường, tiện nghi sinh hoạt

và điều kiện sản xuất được ổn định và phát triÓn Hiện tại, ở phần lớn đô thịcủa nước ta chưa có hệ thống thoát - xử lý nước thải đảm bảo kỹ thuật Trongtương lai gần đây nhà nước chắc chắn phải đầu tư thoả đáng cho hệ thốngnày

Sau thời gian học tập tại khoa Kỹ thuật môi trường - Đại học Xây dựng,

em được đào tạo về chuyên ngành cấp thoát nước và được giao đề tài tốt

nghiệp: "Thiết kế hệ thống thoát nước thị xã Triệu Sơn".

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô ở trường, đặc biệt là cácthầy, cô giáo trong bộ môn cấp thoát nước đã tận tình dạy bảo em trong suốtquá trình học tập của em ở trường

Em xin cảm ơn Thầy giáo Mai Phạm Dinh và các thầy, cô giáo trong bộmôn đã giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Do sự hạn chế kiến thức nên đồ án của em còn nhiều sai sót, rất mongđược các thầy, các cô dạy bảo thêm, em xin cảm ơn

Hà Nội, ngày 10 tháng 6 năm 2001

Sinh viên: Nguyễn Danh Hưng

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI THỊ XÃ TRIỆU SƠN

1.1 Các điều kiện tự nhiên xã hội

1.1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm khí hậu

1.1.2 Đặc điểm thuỷ văn

1.2 Quy hoạch phát triển Thị xã đến năm 2025

1.2.1 Quy mô dân số

1.2.2 Các khu công nghiệp

1.2.3 Các công trình công cộng

1.3 Phương hướng xây dựng hệ thống thoát nước

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

2.1 Số liệu thiÕt kế

2.2 Xác định lưu lượng tính toán

2.2.1 Lưu lượng tính toán các khu dân cư

2.2.2 Lưu lượng tính toán các công trình công cộng

2.3 Lưu lượng nước thải công nghiệp

2.3.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân trong các khu côngnghiệp

2.3.2 Lưu lượng nước thải tắm của công nhân

2.3.3 Nước thải sản xuất

CHƯƠNG 3: VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC VÀ TÍNH TOÁN

THUỶ LỰC CÁC TUYẾN CỐNG.

3.1 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước

3.1.1 Mạng lưới thoát nước mưa

3.1.2 Mạng lưới thoát nước sinh hoạt và sản xuất

3.2 Tính toán thuỷ lực các tuyến công

3.2.1 Mạng lưới thoát nước sinh hoạt, sản xuất

3.2.2 Mạng lưới thoát nước mưa

3.3 Tính toán độ sâu chôn cống đầu tiên

CHƯƠNG 4: KHÁI TOÁN KINH TẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

4.1 Phương án 1:

4.1.1 Chi phí xây dựng mạng lưới

4.1.2 Chi phí quản lý hàng năm

4.2 Phương án 2

4.2.1 Chi phí xây dựng mạng lưới

4.2.2 Chi phí quản lý hàng năm

4.3 Lựa chọn phương án

CHƯƠNG 5: CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN TRẠM XỬ LÝ

5.1 Lưu lượng tính toán

5.2 Số liệu tính toán nước thải sinh hoạt

5.3 Số liệu tính toán nước thải công nghiệp

5.4 Nguồn tiếp nhận nước thải

5.5 Đặc điểm khu vực xây dựng trạm xử lý

5.6 Nồng độ chất bẩn

5.6.1 Nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt

5.6.2 Nồng độ chất bẩn trong nước thải công nghiệp

5.6.3 Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nước thải

5.6.4 Dân số tính toán

5.7 Mức độ cần thiết làm sạch

5.7.1 Khả năng xáo trộn, pha loãng của nước nguồn

5.7.2 Mức độ cần thiết làm sạch tính theo chất lơ lửng

5.7.3 Mức độ cần thiết làm sạch tính theo BOD20

5.7.4 Mức độ cần thiết làm sạch tính theo ôxy hoà tan (DO)

CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ

LÝ NƯỚC THẢI

6.1 Lựa chọn dây truyền công nghệ xử lý nước thải

6.2 Tính toán các công trình trong trạm xử lý nước thải

6.2.1 Tính toán các công trình trong trạm xử lý phương án 1

7.1.2 Chi phí quản lý hàng năm

7.1.2.1 Chi phí điện cho trạm xử lý

7.1.2.2 Chi phí trả lương công nhân

7.1.2.3 Chi phí hoá chất

7.1.2.4 Chi phí khấu hao và các chi phí khác

7.2 Phương án 2

7.2.1 Chi phí xây dựng

7.2.2 Chi phí quản lý hàng năm

7.2.2.1 Chi phí điện cho trạm xử lý

7.2.2.2 Chi phí trả lương công nhân

7.2.2.3 Chi phí hoá chất

7.2.2.4 Chi phí khấu hao và các chi phí khác

7.3 Đánh giá, lựa chọn phương án

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TRẠM XỬ LÝ

NƯỚC THẢI

8.1 Bể lắng ngang đợt một

8.2 Bể Aeroten

CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ TRẠM BƠM NƯỚC THẢI LÊN TRẠM XỬ LÝ

9.1 Yêu cầu cơ bản khi thiết kế

9.2.6 Phương hướng xây dựng trạm bơm

9.2.7 Các thiết bị phục vụ trạm bơm

9.2.8 Quản lý vận hành trạm bơm

CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA AN SƠN

10.1 Số lượng thiết kế

10.1.1 Lưu lượng tính toán

10.1.2 Nồng độ chất bẩn trong nước thải nhà máy bia An Sơn

10.2 Phương án xây dựng hệ thống thoát nước

10.3 Xác định phương án xử lý nước thải nhà máy

10.4 Tính toán các công trình trong dây chuyền công nghệ phương án 110.4.1 Trạm bơm

10.4.2 Bể điều hoà lưu lượng

Chương 1

GIỚI THIỆU ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

VÀ XÃ HỘI THỊ XÃ TRIỆU SƠN

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm khí hậu

Triệu Sơn nằm trên vùng phía tây Thanh Hoá, phía tây giáp huyện ThọXuân, phía đông nam giáp sông Lý (một nhánh của sông Mã)

Bề mặt địa hình khá bằng phẳng, mặt đường chiếm 25% đất quy hoạch.Địa hình dốc về phía đông nam

Đặc điểm khí hậu: - Nhiệt độ trung bình vào mùa hè: 280C

- Nhiệt độ trung bình vào mùa đông: 200C Hướng gió chủ đạo là hướng đông nam

1.1.2 Đặc điểm thuỷ văn:

Chiều sâu mực nước ngầm: Về mùa khô 6m

Về mùa mưa 4mPhía đông nam thị xã có sông Lý chảy qua theo hướng từ tây nam xuốngđông bắc Đoạn chảy qua thị xã rộng 30-70m chiều sâu trung bình vào mùalúc: 3-5m; vào mùa hạn: 1,5 - 2m

Các số liệu đặc trưng của sông:

- Lưu lượng lớn nhất: 65m3/s

- Lưu lượng nhỏ nhất: 25m3/s

- Vận tốc trung bình: 0,4m/s

- Nhiệt độ trung bình của nước về mùa hè: 240C

- Lượng ô xy hoà tan 6,6mg/l

Đặc điểm địa chất công trình:

- Đất trồng trọt (0,1)m

- Lớp sét lẫn sạn kết (4-10)m

- Lớp sỏi sạn kết (10-20)m

+ Mưa, độ Èm không khí:

Khu vực thị xã lượng mưa chủ yếu tập trung vào tháng 7,8,9,10

- Lượng mưa trung bình năm : 2490mm

- Lượng mưa lớn nhất năm : 3300mm

- Lượng mưa nhỏ nhất năm : 1200mm

- Lượng mưa ngày lớn nhất : 350mm

+ Độ Èm tương đối trung bình năm: 82%

+ Độ Èm tương đối tháng lớn nhất: 88%

+ Hiện trạng thoát nước: Hiện nay Triệu Sơn chưa có hệ thống thoátnước Nước mưa một phần ngấm xuống đất, còn chủ yếu là chảy tràn theolòng đường theo độ dốc tự nhiên đổ ra sông Nước thải sinh hoạt từ các giađình được xả ra các ao, hồ hạc thấm xuống đất nước thải từ các xí nghiệp địaphương đều xả thẳng ra sông không qua xử lý Toàn thị xã hiện chưa có trạm

xử lý nước thải tập trung Theo dự án phát triển đến năm 2005 Triệu Sơn sẽđược đầu tư xây dựng hệ thống thoát nước và xử lý nước thải đồng bộ

1.2 QUI HOẠCH PHÁT TRIỂN THỊ XÁC ĐẾN NĂM 2005

1.2.1 Qui mô dân số

Theo số liệu qui mô dân số của thị xã đến năm 2005 khoảng 125 nghìnngười Mật độ dân số: 300người/ha

1.2.2 Các khu công nghiệp:

Thị xã được qui hoạch là vùng công nghiệp trọng điểm phía tây của tỉnh,toàn thị xã có hai khu công nghiệp lớn, trong đó:

- Khu công nghiệp 1 réng 70ha

- Khu công nghiệp 2 rộng 25ha

1.2.3 Các công trình công cộng

+ Trường học:

Thị xã được xây dựng 10 trường học, bình quân mỗi trường có 1200 học sinh

Xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung nhằm xử lý nước thải đến mức

độ cho phép xả vào nguồn

1.3.2 Phương hướng:

Trên cơ sở những điều kiện địa hình và qui mô thị xã, chọn hệ thốngthoát nước riêng, nước mưa được xả thẳng ra sông, không qua xử lý Nướcthải được vận chuyển về trạm xử lý tập trung bằng hệ thống cống ngầm Trạm

xử lý đặt ở cuối nguồn nước, cách khu dân cư một khoảng đảm bảo khoảngcách ly cần thiết

Chương 2 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

2.1 SÈ LIỆU THIẾT KẾ

- Bản đồ qui hoạch thị xã đến năm 2005

- Mật độ dân số: 300 người/ha

- Tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt: 160l/người.ngđ

- Lưu lượng nước thải công nghiệp

+ Khu công nghiệp 1: 5000m3/ngđ

+ Khu công nghiệp 2: 2000m3/ngđ

- Lưu lượng nước thải từ các công trình công cộng:

+ Tiêu chuẩn thải nước bệnh viện: 300l/người.ngđ

+ Tiêu chuẩn thải nước trường học: 20l/người.ngđ

+ Tiêu chuẩn thải nước khách sạn: 250l/người.ngđ

2.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN

2.2.1 Lưu lượng nước thải khu dân cư

Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình, xả ra trong một ngày của thị

xã được tính theo công thức:

Qhtb = = = 937 (m3/h)

Lưu lượng lớn nhất giờ

Qhmax = K Qhtb = 1,35 937 = 1265 (m3/h)Lưu lượng lớn nhất giây

Qsmã = = = 351,3 (l/s)

2.2.2 Lưu lượng nước thải từ các công trình công cộng

+ Nước thải bệnh viện

Lưu lượng nước thải được tính theo công thức

Qtb ngđ = (m3/ngđ)Trong đó: BG: Là số giường bệnh, GB = 600 giường

qbv : Là tiêu chuẩn thải nước qbv = 300 (l/GB.ngđ)

Qtb ngđ = = 180 (m3/ngđ)Lưu lượng trung bình giờ

Qhtb = = = 7,5 (m3/h)Lưu lượng lớn nhất giờ

Qhmax = K Qhtb = 2,5 7,5 = 18,7 (m3/h)Lưu lượng lớn nhất giây

Qsmax = = = 5,21 (l/s)

+ Nước thải từ trường học

Theo số liệu thiết kế Triệu Sơn được xây dựng 10 trường học, mỗitrường có 1200 học sinh Tiêu chuẩn nước thải q0 = 20 (l/hsngđ)

+ Lưu lượng nước thải trung bình ngày của mỗi trường

Qtb ngđ = = = 24 (m3/ngđ)+ Lưu lượng nước thải trung bình giờ (trường học hoạt động 12 giờ mỗi ngày)

Qhtb = = = 2 (m3/h)+ Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ

Qhmax = K Qhtb = 1,8 2 = 3,6 (m3/h)

+ Lưu lượng nước thải lớn nhất giây

Qhtb = = = 2,08 (m3/h)+ Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ

Qhmax = K Qhtb = 2 2,08 = 4,16 (m3/h)+ Lưu lượng nước thải lớn nhất giây

Qsmax = = = 1,32 (l/s)Bảng 1: Thống kê lưu lượng nước thải từ bệnh viện, trường học, khách sạn

Công trình Số chỗ Số giờ

hoạt động

Q 0 L/ngđ

Hệ sè Q tb

ngđ

m 3 /ngđ

Q htb(m 3 /h)

Q h(m 3 /h)

max-q s(l/s)

2.3 NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

2.3.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca sản xuất

+ Lưu lượng nước thải trung bình ngày

Qtb ngđ = (m3/ngđ)+ Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ

Qhmax = (m3/h)Trong đó:

N1 , N2 : Số công nhân làm việc trong các ca ở phân xưởng bình thường

T: Số giờ làm việc trong mét ca

Kết quả tính toán được thống kê trong bảng thống kê lưu lượng nướcthải sinh hoạt của công nhân (phần phụ lục)

2.3.2 Lưu lượng nước thải tắm của công nhân

+ Lưu lượng trung bình ngày đêm

Qtb ngđ = (m3/ngđ)Trong đó:

N5, N6 : Số công nhân tương ứng trong các phân xưởng bình thường vàphân xưởng nóng

40 , 60: Tiêu chuẩn thải nước tắm (l/ng.ngđ) tương ứng ở phân xưởngbình thường và phân xưởng nóng

+ Lưu lượng lớn nhất giấy được xác định với qui ước lưu lượng nướcthải tắm trong mỗi ca xả ra trong 45 phót sau giờ làm việc mỗi ca

Kết quả tính toán được thống kê trong bảng thống kê lưu lượng nướcthải công nhân (phần phụ lục)

2.3.3 Nước thải sản xuất

Nước thải sản xuất phân bố theo các ca tỷ lệ thuận với số công nhân làmviệc trong ca và xem là điều hoà giữa các giờ trong ca.

Qh

sx = (m3/h)Trong đó: T là số giờ làm việc trong mét ca, T = 8 giê

Kết quả tính toán được ghi ở bảng thống kê lưu lượng nước thải côngnghiệp (phần phụ lục)

Chương 3 VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

VÀ TÍNH TOÁN THUỶ LỰC MỘT SỐ TUYẾN CỐNG

3.1 VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

Trên cơ sở phương hướng thoát nước đã xác định, ta đề ra các phương ánvạch tuyến như sau:

3.1.1 Mạng lưới thoát nước mưa

Do điều kiện địa hình Thị xã kéo dài bên bờ sông mặt đất dốc dần vềphía sông nên ta chọn sơ đồ thẳng góc làm sơ đồ thoát nước mưa các tuyếncống chính thoát nước mưa được vạch vuông góc với sông, toàn Thị xã có 10tuyến công chính xả thẳng ra sông, không qua xử lý

3.1.2 Mạng lưới thoát nước sinh hoạt và sản xuất

* Phương án 1

Toàn Thị xã được chia làm ba lưu vực thoát nước, đặt ba tuyến cốngchính chạy dài song song với bờ sông (gần vuông góc với đường độ dốc địahình) Tuyến thứ nhất đặt dọc theo đường Lê Lợi, sau đó rẽ sang đường LêLai, tuyến thứ hai đặt dọc theo đường Nguyễn Trãi, đổ vào tuyến thứ nhấttrên đường Lê Lai, tuyến thứ ba đặt dọc theo đường Bà Triệu Các tuyến cốngđược tập trung về trạm bơm nước thải Trạm bơm nước thải đặt ở đầu đường

Bà Triệu, từ đây nước thải được bơm đến trạm xử lý (bản vẽ số 1)

* Phương án 2

Mạng lưới thoát nước bao gồm hệ thống các đường ống đặt song songnhau cắt ngang thị xã theo các tuyến phố: Tống Duy Tân, Hoàng Hoa Thám Các tuyến cống này đổ vào tuyến cống chính đặt trên đường Bà Triệu rồi chảy

về trạm bơm nước thaỉ ở đầu đường bà Triệu (Bản vẽ số 2)

3.2 TÍNH TOÁN THUỶ LỰC CÁC TUYẾN CÔNG

3.2.1 Mạng lưới thoát nước sinh hoạt và sản xuất (nước bẩn)

* Lưu lượng thoát nước riêng:

q0 = (l/s.ha)

* Lưu lượng các đoạn cống:

Lưu lượng nước thải tính toán của các đoạn cống được tính theo công thức:

fcq : Diện tích thoát nước từ các tuyến cống nhánh đổ vào đoạn cống tính toán

Kc: Hệ số không điều hoà

Qtập trung: Lưu lượng nước thải tập trung (từ các xí nghiệp, các công trìnhcông cộng) xả vào đoạn cống tính toán

Kết quả tính toán ghi ở bảng số 4-7,

3.2.2 Mạng lưới thoát nước mưa:

Lưu lượng nước mưa tính toán của mỗi đoạn cống được xác định theocông thức:

Q =  q FTrong đó:

 : Hệ thống dòng chảy phụ thuộc lớp mặt phủ, đối với thị xã Triệu Sơnlấy  = 0,5

q: Cường độ mưa tính toán xác định theo phương pháp cường độ mưagiới hạn

Tm : Thời gian mưa tập trung nước bề mặt

Tr : Thời gian nước chảy theo rãnh đến giếng thu nước mưa Sơ bộ chọn

Tm + Tr = 15 phót

T0 : Thời gian nước chảy trong cống đến tiết diện tính toán, được xácđịnh từ tính toán thuỷ lực các tuyến cống

F : Diện tích lưu vực thoát nước của đoạn cống tính toán

 Kết quả tính toán lưu lượng, thuỷ lực các tuyến công được thống kê ởbảng tính toán lưu lượng nước mưa và bảng tính toán thuỷ lực nước mưa(phần phụ lục)

3.3 TÍNH TOÁN ĐỘ SÂU CHÔN CỐNG ĐẦU TIÊN

Hđt = hsn + L il - Zđ + Zc + d

Trong đó:

Hsn : Độ sâu chôn cống thoát nước sân nhà, với cống bê tông chọn hsn = 0,7 (m)

L il : Chiều dài, độ dốc của cống thoát nước sân nhà

Zđ, Zc : Cao trình mặt đất giếng thăm đầu tiên và giếng thăm cuối cùngcủa cống thoát nước sân nhà, chọn Zc - Zd = 0,5m

d : Độ chênh đường kính giữa cống sân nhà và cống thoát nước đường phố.

4.1.2 Chi phí quản lý hàng năm

* Chi phí trả lương công nhân (G1):

Số công nhân quản lý dự kiến 1 người/km đường ống, mức lương bìnhquân là 500.000đ/cn.tháng  cần 32 công nhân

G1 = 32 x 500.000 x 12 = 192 trđ/năm

* Chi phÝ sửa chữa nhỏ (Gscsxn) lấy bằng 1%V1:

Gscn = 0,01 x 9482 = 95 (trđ/năm)

* Chi phí sửa chữa lớn (Gscl) lấy bằng 5% V1:

Phương án 2 có tổng giá thành vận chuyển nước thải (xây dựng và quảnlý) thấp hơn

Từ các phân tích trên đây ta quyết định chọn phương án 2 làm phương

án thoát nước cho Thị xã

Chương 5

CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN TRẠM XỬ LÝ

5.1 LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN

- Lưu lượng trung bình ngày đêm: Qtb

5.2 SỐ LIỆU NƯỚC THẢI SINH HOẠT:

- Dân số tính toán 125000 người

- Tiêu chuẩn thoát nước 160 (l/ng.ngđ)

- Tiêu chuẩn thải cặn 55 (g/ng.ngđ) (theo 84)

20TCN-51 Tiêu chuẩn tính toán BOD20 35 (g/ng.ngđ)

5.3 NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP:

Nước thải từ các khu công nghiệp xử lý sơ bộ trước khi xả vào mạnglưới thoát nước thành phố, lưu lượng tính toán: 7426m3/ngđ

5.4 NGUỒN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI

- Nguồn tiếp nhận nước thải là sông Lý (nguồn loại II)

- Lưu lượng nước nguồn nhỏ nhất đảm bảo tần suất 95%: 5m3/s

5.6.2 Nồng độ chất bẩn trong nước thải công nghiệp:

Nước thải công nghiệp trong các khu công nghiệp được xử lý sơ bộ đạttiêu chuẩn xử lý loại C trươcs khi đổ vào mạng lưới thoát nước thải

Các thông số giới hạn nồng độ chất ô nhiễm tính toán chủ yếu của nướcthải công nghiệp như sau: (TCVN 5945-1995)

- Hệ số xáo trộn a được tính theo công thức:

e L

e L

e q Q

e a

3

3

1



Trong đó:

 : Hệ số phụ thuộc vị trí xả, trong trường hợp này có  = 1

E: hệ số khuyến khích tán trong dòng chảy

E =

Vtb : Vận tốc trung bình của dòng chảy, Vtb = 0,2 (m/s)

Htb : Độ sâu trung bình của dòng chảy, Htb = 2 (m)

E = = 0,002

q : Lưu lượng trung bình dây của nước thải: qstb = 347 (l/s) = 0,347 (m3/s)

0888 , 0 347 , 0

002 , 0 1 17 ,

347 , 0

5 1

1

2800 3 0888 , 0

2800 3 888 , 0

5.7.2 Mức độ cần thiết làm sạch theo chất lơ lửng:

* Hàm lượng chất lơ lửng cho phép có trong nước thải khi xả vào nguồntính theo công thức:

m = p ( + 1) + bs (mg/l)

Trong đó:

P: Lượng cho phép tăng hàm lượng chất lơ lửng của nước nguồn khi xảnước thải vào nguồn Đối với nguồn loại B: p = 0,75 (mg/l)

b: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước nguồn b = 15 (mg/l)

m = 0,75 ( + 1) + 15 = 25,238 (mg/l)

Mức độ làm sạch theo chất lơ lửng:

Dc = 100% = 100% = 91%

5.7.3 Mức độ làm sạch theo BOD 20

* Hàm lượng chất hữu cơ tính theo BOD20 trong nước thải cho phép khi

xả vào nước nguồn được tính theo công thức:

Ls : BOD20 của nước nguồn, Ls = 4,8 (mg/l)

t : Thời gian nước chảy từ điểm xả đến điểm tính toán

t = = = 14000 (s) = 0,162 (ngđ)

Vậy BOD20 cần đạt được sau xử lý:

Lt = ( - 4,8) + = 24,93 (mg/l)

Mức độ làm sạch cần thiết tính theo BOD20 : Theo tiêu chuẩn VN lấy

Lt = 20 (mg/l) điều kiện để thải ra nguồn loại B

% 84

% 100 153

93 , 24 153

% 100

a

t a BOS

L

L L D

5.7.4 Mức độ làm sạch cần thiết theo hàm lượng ôxy hoà tan (DO):

Hàm lượng chất hữu cơ theo BOD20 cho phép có trong nước thải xả vàonước nguồn, để hàm lượng ôxy hoà tan trong nước nguồn không giảm quámức độ qui định cho phép (4mg/l):

Lt = (Os - o,4Ls - 4) + (mg/l)

Os : Hàm lượng ôxy hoà tan trong nước nguồn, Os = 9 (mg/l)

Ls : BOD20 của nước nguồn, Ls = 4,8 (mg/l)

Chương 6

LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN

CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

6.1 LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Căn cứ vào lưu lượng tính toán, mức độ làm sạch cần thiết ta nhận thấyvới công suất xử lý Qtb

ngđ = 30000 m3/ngđ, mức độ làm sạch cần thiết tính theoBOD20 là 84%, tức là xử lý sinh học hoàn toàn, ta thấy là dùng bể Aerotenhoặc Biophin cao tải làm công trình xử lý sinh học đều phù hợp Việc lựachọn công trình xử lý căn cứ vào yếu tố kinh tế Các phương án dây chuyềncông nghệ được trình bày dưới đây

Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải

8: Máy nghiền rác

9: Sân phơi cát10: Bể mê tan11: Sân phơi bùn

12 Trạm clo khử trùng

Trường Đại học xây dựng - Khoa Kỹ thuật môi trường Bộ môn cấp thoát nước

8: Máy nghiền rác9: Sân phơi cát10: Bể mê tan

11: Bẻ nén bùn12: Sân phơi bùn13: Trạm khí nén14: Trạm clo

6.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG PHẠM VI XỬ LÝ NƯỚC THẢI

6.2.1 Tính toán các công trình theo phương án 1:

"Kích thước ngăn tiếp nhận" ở giáo trình xử lý nước thải Từ lưu lượng tínhtoán Qhmax = 1644 (m3/h), tra được kích thước ngăn tiếp nhận như sau:

- Chiều rộng: A = 2000mm - Chiều dài: b = 2300mm

- Chiều cao xây dựng: H = 2000mm - Chiều sâu lớp nước: H1 =1600mm

- Khoảng cách tâm hai ống áp lực: l = 1000mm

- Khoảng cách từ đáy ngăn tiếp nhận đến mương: h = 750mm

- Chiều rộng mương dẫn sau ngăn tiếp nhận: b = 800mm

- Khoảng cách từ đỉnh mương đến đỉnh ngăn tiếp nhận: h1 = 900mm

Hình 2: Sơ đồ ngăn tiếp nhận

6.2.1.2 Song chắn rác:

Nước thải từ ngăn tiếp cận, được dẫn bằng mương tiết diện chữ nhật đếnsong chắn rác, chọn mương có tiết diện: B x H = 600 x 1000 (mm), độ dốc i =0,1%

Tính toán thuỷ lực mương được thực hiện bằng cách tra bảng tính toánthuỷ lực kết quả tính toán ghi ở bảng dưới đây

Thông số tính toán qstb = 347 (l/s) qsmax = 560 (l/s) qsmin = 152 (l/s)

Sơ đồ chắn rác bố trí như hình vẽ dưới đây

k0 = 1,05 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của hệ thống cào rác.

V0 = 0,99 m/s: Tốc độ nước chảy qua song chắn

b = 0,02m: chiều rộng khe hở song chán

Vmin = 0,5 (m/s) > Vmin cho phép = 0,4 (m/s)  thoả mãn yêu cầu

Tổn thất áp lực qua song chắn tính toán theo công thức:

hs =  (m)

Trong đó:

Vmax : Vân tốc nước chảy với qmax , Vmax = 0,09 (m/s)

K: Hệ số kể đến sự tăng tổn thất do rác mắc vào song chắn, K = 3

 : Hệ số sức kháng cục bộ, tính toán theo công thức:

3 / 4

008 , 0 67

,

3 / 4

- Chiều dài đoạn đặt song (L3) : L3 = 1,5 (m)

 Chiều dài tổng cộng đoạn chứa song chắn:

Lượng nước cung cấp cho máy nghiền rác là 10m3/T rác Vậy lượngnước cung cấp cho máy nghiền rác là 10 0,014 m3/h Lượng nước này đượclấy ngay ở mương trước song chắn rác.

Nhà chứa song chắn rác có kích thước: L x B x H = 4 x 3,5 x 3,5 (m)

Vmax : Vận tốc lớn nhất cho phép của nước thải trong bể lắng cát

Vmax = 0,3 (m/s) - theo 6.3.4 - 20TCN51-84

Htính toán = Độ sâu tính toán của bể lắng cát, Htính toán = 1(m)

U: Tốc độ lắng trung bình của hạt cát, có tính đến ảnh hưởng của dòngchảy rồi và được tính theo công thức:

) / ( 19 15 2 ,

2 2

- Kiểm tra vận tốc nước chảy của bể lắng ứng với qmin:

Vmin = = = 0,19 (m/s)

hmin: chiều cao lớp nước trong bể lắng ứng với qmin, hmin = 0,5 (m)

Vmin = 0,19 (m/s), thoả mãn điều kiện Vmin  0,15 (m/s)

- Thể tích phần chứa cát của bể lắng cát:

Wc = (m3)Trong đó:

Nt.t : Dân số tính toán theo chất lơ lửng

Hình 5: Sơ đồ sân phơi cát

Diện tích sân phơi cát tính toán theo công thức:

F = = = 243 (m2)

Trong đó:

h : Chiều cao lớp cát tính trong một năm, h = 5m

Thiết kế hai ô sân, kích thước mỗi ô: L x B = 13 x 10 (m2)

H K U

.

1000

Trong đó:

K : Hệ số lấy theo kiểu bể lắng và cấu tạo thiết bị phân phối và thu nước.Đối với bể lắng ngang phân phối theo kiểu rộng bằng đập tràn và theo chiềusâu bằng tường chắn ngập trong nước 0,8 (m); lấy K - 0,5

H: Chiều sâu tính toán vùng lắng; H = 3 (m)

 : Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải đến độ nhớt

 = 1 (bảng 25-TCN 51-84 ứng với nhiệt độ t0 = 200C)

t : Thời gian lắng (s) của nước thải trong bình hình trụ với chiều sâunước h = 500 (mm), đạt hiệu quả lắng tính toán, (t lấy theo bảng 27-20TCN51-84); t = 640 (s)

N : Hệ số phụ thuộc tính chất của lơ lửng: n = 0,25

Vt.t : Vận tốc nước chảy trong bể; Vt.t = 7 (mm/s)

- Thời gian lưu nước trong bể lắng:

t = = = 3428,6 (s)  1hVới t = 1h không đạt tiêu chuẩn thời gian lưu nước thải trong bể (t = 1,5-2h) do đó phải tăng thời gian lưu nước thải trong bể lắng bằng cách tăngcường chiều dài bể

Tăng thời gian lưu nước thải trong bể lắng lên đạt thời gian ngắn nhấtcho phép (t = 1,5h) ta tính được chiều dài bể lắng là:

L = Vt.t t = 0,007 5400 = 37,8 (m)  Lấy L = 38 (m)

- Diện tích mặt cắt ướt của bể lắng:

W = = = 65,7 (m3)Chiều rộng bể lắng:

B = = = 22 (m)Chọn bể lắng có bốn đơn nguyên, chiều rộng mỗi đơn nguyên là:

b = = = 5,5 (m)Chiều cao xây dựng bể lắng: Hxd = H + H1 + H2 (m)

Trong đó:

H : Chiều cao tính toán vùng lắng H = 3 (m)

H1 : Chiều cao líp trung hoà H1 = 0,4 (m)

H2 : Chiều cao bảo vệ H2 = 0,3 (m)

 Hxd = 3 + 0,4 + 0,3 = 3,7 (m)

- Thể tích ngăn chứa cặn của bể lắng, tính với chu kỳ xả cặn T = 8h:

Wc = (m3)Trong đó:

Q: Lưu lượng nước thải trong 8giờ thải nước liên tục lớn nhất lấy theobảng thống kê lưu lượng từ 8h đến 16h, Q = 11150 (m3/8h)

C: Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải khi vào bể lắng, c = 278,5 (mg/l)E: Hiệu suất lắng, E = 50%

P: Đé Èm của cặn tươi, dùng phương pháp xả cặn tự chảy, P = 96%

N : Số đơn nguyên công tác n = 4

- Hàm lượng chất hữu cơ tính theo BOD20

Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa tới Biophin BOD20 giảm 10%, nên

có giá trị BOD20 = 153 0,9 = 137,7 (mg/l), với BOD20 < 300 mg/l, dùng bểkhông cần tuần hoàn nước thải (theo 6.14.16 20TCN 51-84)

Thiết kế bể biophin có chiều cao lớp vật liệu lọc, H = 3 (m) Căn cứ theoquy phạm 20TCN 51-84, ứng với nhiệt độ trung bình của nước thải vào mùa

hè là 250C ta có các thông số tính toán sau:

- Lưu lượng không khí B = 10 (m3 k.k/m3 nước thải)

- Tải trọng thuỷ lực q = 30 (m3/m2)

- Hệ số xử lý K = 11,2

Với Lhh = 137,7 (mg/l) ta thấy không cần tuần hoàn nước thải và chấtlượng thải sau biophin đảm bảo tốt các yêu cầu chất lượng nước thải sau côngtrình xử lý sinh học

Diện tích tổng cộng biophin là: F = = = 10000 (m2)

Thiết kế 4 bể hình tròn, đường kính bể:

) ( 8 , 17 14

, 3 4

1000

2

4

H : Chiều cao lớp vật liệu lọc H = 3 (m)

hbv: Chiều cao từ mặt lớp vật liệu lọc đến mép bể hbv = 0,3 (m)

Ht : Chiều cao ngăn thu nước Ht = 0,7 (m)

 Hxd = 3 - 0,3 + 0,7 = 4 (m)

* Tính toán hệ thống phân phối nước thải (hệ thống phản lực)

- Lưu lượng tính toán cho một bể là:

- Số lỗ trên một ống tưới tính theo công thức:

110 17600

80 1

1 80

1 1

i D

i 

Trong đó: i là số thứ tự lỗ tính từ trục tưới

Số vòng quay của hệ thống tưới trong một phút: n = q0 (vòng/phút)

Trong đó: d là đường kính lỗ tưới (điều kiện d > 10mm, vận tốc qua lỗ >0,6m/s) chọnd = 15mm

Bể lắng ngang đợt 2 được tính toán theo qui phạm

Chiều dài bể lắng tính toán theo công thức:

L = v t = 6 (1,5 3,6) = 32,4mTrong đó:

V : Vận tốc nước thải chảy trong bể lắng, v = 6 (mm/s)

T: Thời gian lắng ứng với qmax  t = 1,5h

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng:

W = = = 76,7 (m2)

Chiều rộng bể lắng:

B = = = 25,6 (m)+ Chọn số bể lắng là 4 bể  chiều rộng một bể lắng là:

b = = = 6,4 (m)+ Dung tích phần chứa cặn tính toán theo công thức:

Wc = (m3)Trong đó:

G0: Tiêu chuẩn màng vi sinh vật dư sau Biophin cao tải, G0 = 28(g/ng.ngđ)

T: Chu kỳ xả cặn, t = 1 (ngày)

N : Dân số tính toán theo chất lơ lửng, N = 166360 (người)

P : Độ Èm cặn, P = 96%

 Wc = = 116,5 (m3)+ Dung tích phần chứa cặn một đơn nguyên:

w1 = = = 29,1 (m3)Thiết kế hố thu cặn dạng hình chóp cụt đều cạnh đáy trên 6m, cạnh đáydưới 0,6m chiều cao hè thu cặn 2,2m

+ Chiều cao xây dựng bể lắng:

Hxd = H + Hbv + Hth

Trong đó:

H: chiều cao tính toán của bểlắng, H = 3 (m)

Hbv : chiều cao bảo vệ, Hbv = 0,3 (m)

Hth : chiều cao lớp nước thải trung hoà, Hth = 0,4 (m)

 Hxd = 3 + 0,3 + 0,4 = 3,7 (m)

6.2.1.8 Trạm khử trùng

*** Hình 9: Sơ đồ thiết bị khử trùng