xây dựng hệ thống thoát nước cũng như trạm xử lý nứơc thải cho các khu dân cư

Thiết kế hệ thống sử lý nước thải cho một khu vực dân cư có số dân N = 75.000 với: Tiêu chuẩn thoát nước trung bình: qtb = 150L/người ngày đêm

du MỤC LỤC PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG ĐỒ ÁN: . PHẦN 2: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN: I. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI: . II. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BẨN CỦA NƯỚC THẢI: . III. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI: . IV. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ: IV.1. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA TRẠM XỬ LÝ: . IV.2.TÍNH NGĂN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI: IV.3. SONG CHẮN RÁC: . IV.4.BỂ LẮNG CÁT CÓ THỔI KHÍ: IV.5.TÍNH TOÁN BỂ LÀM THOÁNG SƠ BỘ: IV.6. BỂ AEROTEN: . IV.7.TÍNH TOÁN BỂ LY TÂM ĐỢT II: . IV.8.TÍNH TOÁN BỂ NÉN BÙN: . IV.9. TÍNH TOÁN BỂ MÊTAN: IV.10.TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG CẶN: . IV.11. TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI – TÍNH TOÁN BỂ TIẾP XÚC: 1 du PHẦN MỘT: GIỚI THIỆU CHUNG ĐỒ ÁN ĐẶT VẤN ĐỀ: Con người và môi trường có quan hệ mật thiết đối với nhau. Trong lịch sử phát triển của con người, để giải quyết các nhu cầu thiết yếu của cuộc sống cũng như sự gia tăng dân số một cách nhanh chóng trong thời gian gần đây đã và đang gây ra nhiều tác động đến sự cân bằng sinh học trong hệ sinh thái. Thiên nhiên bị tàn phá môi trường ngày càng xấu đi đã ảnh hưởng trực tiếp lên sức khoẻ con người, mỹ quan đô thị cũng như các loài động thực vật. Khi khai thác thì ít ai quan tâm đến việc vận chuyển lưu trữ và sử dụng chúng một cách hợp lý. Việc xây dựng hệ thống thoát nước cũng như trạm xử lý nứơc thải cho các khu dân cư trở thành yêu cầu hết sức cần thiết , đặc biệt là với thành phố Hồ Chí Minh đang trong giai đoạn đô thị hoá và phát triển mạnh mẽ như hiện nay. MỤC ĐÍCH Thiết kế hệ thống sử lý nước thải cho một khu vực dân cư có số dân N = 75.000 với: Tiêu chuẩn thoát nước trung bình: q tb = 150L/người ngày đêm Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất: q max = 170SL/người ngày đêm Hệ số không điều hòa ngày: K ng = 1,5 Các số liệu thủy văn và chất lượng nước (nguồn loại A) Lưu lượng trung bình nhỏ nhất của nước sông là: Qs = 40m 3 /s Vận tốc dòng chảy trung bình: V tb = 0.5m/s Chiều sâu trung bình: H tb = 32 m Hàm lượng chất lơ lửng trong nước sông: ss = 12mg/L Hàm lựơng oxi hòa tan: DO = 4,8mg/L Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5: Ls = 4,3 mg/L Nhiệt độ không quá: T=33 0 C Nhiệt độ không bé hơn: T=21 0 C Nhiệt độ trung bình: T=25 0 C Mực nước ngầm cao nhất tại khu vực xây dựng trạm xử lý nước thải là 9m Yêu cầu về chất lượng nước sau khi xử lý xả vào nguồn loại A: PH: 6 – 9 Chất lơ lửng: Không vượt qúa 22mg/L BOD5: Không vượt qúa 15–20mg/L Các chất nguy hại không vượt qúa giới hạn cho phép 1 du PHẦN HAI: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN I. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI • Lưu lượng trung bình ngày đêm của nước thải sinh hoạt được tính theo công thức: Q tb.ngđ = q tb∗N 1000 = 150∗75000 1000 =11250 (m 3 /ngđ ) • Lưu lượng nước trung bình giờ (Q tb.h ) : Q tb.h = q tb∗N 1000∗24 = 150∗75000 1000×∗24 =468.75 (m 3 /h ) • Lưu lượng nước trung bình giây (Q tb.s ) : Q tb.s = q tb∗N 24∗3600 = 150∗75000 24∗3600 = 130.2 (l/s ) • Lưu lượng lớn nhất giờ (Q max.h ): Q max.h = Q tb.h * K 0 max = 468.75*1.585 = 742.97 (m 3 /h ) Với K 0 max là hệ số không điều hoà chung • Lưu lượng lớn nhất giây (Q max.s ): Q max.s = Q tb.s * K 0 max = 130.2*1.585 = 206.4 (l/s ) • Lưu lượng nhỏ nhất giây (Q min.s ): Q min.s = 2*Q tb.s - Q max.s = 2*130.2 – 206.4 =54 (l/s) II. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BẨN CỦA NƯỚC THẢI:  Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt tính theo công thức: 1 du tb tl q n 1000* = sh C 400 150 1000*60 == mg/l Trong đó: n tl = 60_Tải lượng chất rắn lơ lửng của nước thải SH Hàm lượng BOD 20 trong nước thải sinh hoạt tính theo công thức: tb NOS q n 1000* = sh L 5.274 150 1000*18.41 == mg/l NOS = tải lượng chất bẩn theo NOS 20 của nước thải sinh hoạt III. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI:  Hàm lượng chất lơ lửng không vượt quá: 22mg/l  NOS 20 không vượt quá: 15 – 20 mg/l • Hàm lượng chất lơ lửng (ss): để phục vụ tính toán công nghệ xử lý cơ học • Hàm lượng BOD: phục vụ cho quá trình tính toán và công nghệ cơ học.  Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng tính theo công thức: %100 sh sh C C m D − = %5.94%100* 400 22400 = − = Trong đó: • m_ hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước, m =22 mg/l. • C sh _ hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt, C sh = 400 mg/l.  Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD 20 : 1 du %100. sh sh L LL D t − = %7.92%100. 53.274 2053.274 = − = Trong đó: • L t _ hàm lượng BOD 20 của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước, L t = 20 mg/l. • L sh _ hàm lượng BOD 20 trong nước thải sinh hoạt, L sh =274.53 mg/l. IV. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ: IV.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 nguồn tiếp nhận tương ứng.  Phương pháp xử dụng cặn.  Điều kiện mặt bằng và các đặc điểm địa chất thuỷ văn khu vực xây dựng trạm XLNT.  Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác. Từ những điều kiện đã phân tích ta có thể lựa chọn hai phương án sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sau: PHƯƠNG ÁN I: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bao gồm các giai đoạn xử lý và các công trình xử lý đơn vị như sau:  Xử lý cơ học: • Ngăn tiếp nhận • Song chắn rác • Bể lắng cát có thổi khí 1 du • Máng đo lưu lượng • Bể làm thoáng sơ bộ • Bể lắng ly tâm đợt I  Xử lý sinh học: • Bể aeroten • Bể lắng ly tâm đợt II  Xử lý cặn: • Bể metan • Làm ráo nước ở sân phơi bùn  Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra sông: • Khử trùng nước thải • Máng trộn • Bể tiếp xúc • Công trình xả nước thải sau xử lý ra sông ( chọn cách xả ngay bờ). 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 Metan • Làm ráo nước ở sân phơi bùn 1 du  Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra song: • Khử trùng nước thải • Bể trộn vách ngăn có lỗ • Bể tiếp xúc • Công trình xả nước thải sau xử lý ra song Nhận xét: Hai phương án trên đều đạt kết quả xử lý. Tuy nhiên, phương án I sẽ kinh tế hơn mà 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. Chọn sơ đồ công nghệ cho phương án I như sau: 1 Máy nghiền rác Ngăn tiếp nhận Sân phơi cát Song chắn rác Bể lắng cát có thổi khí Bể làm thoáng sơ bộ Bể lắng ly tâm đợt I Bể nén bùnBể Mêtan Bể Aeroten Sân phơi bùn Bể lắng ly tâm đợt II Clo du IV.2. TÍNH NGĂN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI Trạm bơm chính của thành phố sẽ bơm nước thải theo 2 đường ống áp lực, với đường kính mỗi ống là ∅250 đến ngăn tiếp nhận của trạm xử lý. Ngăn tiếp nhận được đặt ở vị trí cao để nước thải từ đó có thể tự chảy qua từng công trình đơn vị của trạm xử lý. Ứng với lưu lượng tính toán Q tb.h =468.75 ta được kích thước của ngăn tiếp nhận như sau: A = 1500mm; B = 1000mm; H = 1300mm; H 1 = 1000mm; h = 400mm; h 1 = 650mm; b = 500mm. IV.3. SONG CHẮN RÁC: Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận được dẫn đến song chắn rác theo dạng tiết diện hình chữ nhật. Song chắn rác được dùng để giữ rác và các tạp chất có kích thước lớn trong nước thải. Nội dung tính toán song chắn rác gồm các phần sau: Tính toán muơng dẫn từ sau ngăn tiếp nhận đến song chắn rác và mương dẫn ở mỗi song chắn rác. Tính toán song chắn rác. 1 Máng trộn Bể tiếp xúc du a) Tính mương dẫn: Mương dẫn từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật. Chọn 2 song chắn rác (1 công tác + 1dự phòng) b) Tính toán song chắn rác  Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của mương dẫn ứng với Q max.s =206.4 (l/s) h 1 = h max = 0.750 m  Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức: K hlv Q * ** 1 max =n 2.1205,1* 750.0*016.0*465.1 2064.0 == 1 Thông số thủy lực Lưu lượng tính toán, L/s Q tb = 130.2 Q max.s = 206.4 Q min.s = 504.59 Chiều ngang B (m) 1.5 0.32 0.13 Độ dốc i 0.0070 0.0070 0.0070 Vận tốc v (m/s) 1.348 1.475 0.913 Độ đầy h (m) 0.750 0.750 0.750 du n = số khe hở Q max = lưu lượng giây lớn nhất của nước thải, Q max = 0.2064 m 3 /s v = tốc độ nước chảy qua song chắn, v = 1.475 m/s l = khoảng cách giữa các khe hở l = 16 mm = 0,016m k = Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác K= 1.05  Chiều rộng song chắn rác được tính theo công thức: B s = s(n-1) + (l * n) = 0.008(12-1)+(0.016*12) = 0.28 m Trong đó s_bề dày hay đường kính của thanh song chắn rác thường lấy=0,008m.  Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác ứng với Q min để khắc phục khả năng lắng đọng khi vận tốc nhỏ hơn 0.4 m/s min min *hB Q V s = min 26,0 750.0*28.0 054.0 == m/s Trong đó: Q min.s = Lưu lượng nhỏ nhất chảy vào mỗi song chắn rác Q min.s = 54 L/s  Tổn thất áp lực song chắn rác: 1 max 2 * 2 * K g v h ξ = s cmm 1.1919,03* 81,9*2 )475.1( *574.0 2 === 1 [...]... VỤ: Aeroten dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hoc hoàn toàn Nó là công trình xử lý sinh học nhân tạo có dạng bể chứa kéo dài hình chữ nhật, trong đó có quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính Quá trình xử lý sinh học ở Aeroten còn gọi là quá trình sinh học lơ lửng Lưu lượng không khí cấp cho bể Aeroten   Lưu lượng không khí đi qua công thức: D= 1m3 nước thải cần xử lý được tính toán... L/phút  Số lượng tấm xốp n1 n1 = trong một hành lang: Nx 498 = = 62 n* N 2*4 tấm Các tấm xốp được bố trí thành một hang từ một phía của hành lang Trong các Aeroten có thiết kế các ống xả cạn bể và có bộ phận xả nước thải khỏi thiết bị khuyếch tán không khí   Tính toán lượng bùn hoạt tính tuần hoàn: Ở các trạm xử lý nước thải cho thấy bùn hoạt tính tuần hoàn chiếm 40% -70% tổng lượng bùn hoạt tính sinh... và vận chuyển đi nơi khác IV.12.TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI – TÍNH TOÁN BỂ TIẾP XÚC a.Khử trùng nước thải bằng clo Các quá trình xử lý cơ học,sinh học trong điều kiện nhân tạo,vi khu n gây bệnh không thể bị tiêu diệt hoàn toàn.Vì vậy theo quy phạm cần thiết phải được khử trùng trước khi thải ra sông Phản ứng thủy phân giữa Cl12 và nước thải xảy ra như sau : Cl2 +H2O =HCL + HOCL Axit hypoclorit HOCL... thành H+ và OCLHOCL=H+ +OCLCác chất HOCL, OCL-,và O la các chất oxi hóa mạnh có khả năng tiêu diệt vi trùng Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo : Ya = a∗Q 100 1 du Trong đó: • • • Ya_lượng chất clo hoạt tính cần để khử trùng nước thải kg/h Q_lưu lượng tính toán của nước thải a:_liều lượng hoạt tính lấy theo điều 6.20.3 –TCXD-51-48 ,nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn chọn... chuyển động của nước thải ứng với Qmax.s U0_Độ thô thuỷ lực của các hạt cát mm/s = 18.7 mm/s K _Hệ số thực nghiệm, K= 1.7 Thời gian lưu nước lại trong bể lắng cát có thổi khí ứng với các kích thước đã được xác định • • • •  t   ¿ F∗L∗n 2.58∗6.67∗1 Qmax.s = 0.2064 = 83.4s hay t = 1 phút 23.4 giây Việc cấp không khí cho bể lắng cát có thổi khí được thực hiện có hệ thống ống dẫn khí có đục các lỗ nhỏ đường... hàm lượng vào bể Aeroten và Triết, chọn NOS 20 NOS 20 của nước thải dẫn sau xử lý, theo bảng 3.11-XLNTSH&CN-Lâm Minh I = 4m3 / m 2 h K = (14 ÷ 18) g / m 4 K : hệ số khu ch tán, chọn k =14;  Lượng không khí thổi vào bể Aeroten trong một đơn vị thời gian ( giờ ) được tính theo: V = D × Q = 6.575 × 468.75 = 2988 3m 3 / h ( Q – lưu lượng nước thải chảy vào bể Aeroten, Q=468.75  Xác định kích thước bể... còn lại: C’’sh = C’sh * (100 -5)% =400 * 95% = 380 mg/l Hàm lượng NOS20 của nước thải qua bể lắng cát có thổi khí giảm 5% và còn lại là: L’’sh = L’sh(100 – 5)% = 247,53 * 95% = 235.2 mg/l IV.5 BỂ LẮNG LY TÂM ĐỢT I Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó.Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt 1 cần đạt