Công nghiệp hoạt động với chế độ 2 ca (mỗi ca hoạt động 8h và nước thải sản xuất trong các giờ của cùng một ca xem như bằng nhau)
Trang 1Chương 3
XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN, THÀNH PHẦN
VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1 LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN
3.1.1 Ước Đoán Dân Số
Theo cục thống kê thành phố Hồ Chí Minh, năm 2008 quận T có:
- Diện tích: S = 7.12 km2
- Mật độ dân số: 29215 người/km2
- Dân số trung bình: P = 208.013 người
- Giả sử tỉ lệ tăng dân số là hằng số r = 1,01%
Ước tính đến năm 2030
Dân số
N = P (1+ r)n = 208.013 (1+ 0,0101)22 = 259.482 (người)
Trong đó:
P: dân số hiện tại (năm 2008)
r: tỉ lệ tăng dân sốkip la ko dc rui
Mật độ dân số
443 37 93
.
6
482
259
F
N
3.1.2 Lưu lượng nước tính toán cho khu dân cư Rạch Giá được xác định như sau:
Lưu lượng trung bình (ngày đêm) nước thải sinh hoạt
707 46 1000
482 259 180 1000
0
n
TB
N
q
Trong đó:
q0 – tiêu chuẩn dùng nước trung bình (150 l/người.ngđ)
Ni – số dân cư ở địa phương ở năm i (người)
541 86400
1000 707 46 86400
1000
l
Q
Trang 2Lưu lượng giờ max
Q ngđ
max = Q ngđ
tb 1,35 = 47.7071,24 = 59.157 (m 3 /ngđ) (1)
Lưu lượng trung bình giờ
) / ( 946 1 1000 24
180 482 259 1000
24
m q
N
Q h
Lưu lượng trung bình giây
541 86400
180 482 259
86400
N q
Q s
3.1.3 Lưu Lượng Nước Thải Tại Công Trình Công Cộng
Trường học
Số giáo viên + học sinh + sinh viên lấy bằng 20% dân số khu vực
Tiêu chuẩn xả thải qoth = 20 (l/người.ngđ) (Việt, 2005)
NTH = 271.666 15% = 40.750 (người)
QTH = NTH qoTH = 40.750 20 l/ngđ = 815.000 (l/ngđ) = 815 (m3/ngđ)
Bệnh viện
Hiện nay tại địa bàn Tp Rạch Giá có 5 bệnh viện lớn và khoảng 3 trạm xá y tế với tổng số giường bệnh khoảng 276 giường Giả sử số giường bệnh từ nay đến năm 2030 (24 năm) tăng lên gấp đôi với tiêu chuẩn dùng nước cho một giường bệnh là q0 = 250÷300 (l /người)(theo TCXDVN 33-2006) thì lưu lượng cần thiết cho việc cấp nước ở bệnh viện là
Số giường bệnh là 552 (giường) (giả định)
Lưu lượng thải trung bình qobv = 250 (l/giường.ngđ)
400 110 200
552
Chợ
24 1000
80 300
sap
q
n
Trong đó
Số sạp: n = 300 (sạp)
Tiêu chuẩn xả thải: qo = 80 (l/sạp.ngđ)
Khách sạn
400 1000
1000 400 1000
0
Trong đó
3-2 SVTH Trần Tư Dinh
Trang 3N : Tổng số phòng 1000 (phòng)
q0 :Tiêu chuẩn thải 1 phòng là 400 (l/ngđ)
Tổng lưu lượng từ các CTCC
Q CTCC = 815 110 , 4 24 400 1349 , 4(m 3 /ngđ)
3.1.4 Lưu Lượng Nước Thải Tại Khu Công Nghiệp
Nước thải công nghiệp sau khi xử lý cục bộ coi như chảy điều hoà đến trạm xử lý tập trung (hệ số không điều hoà ngày hoà Kngđ = 1)
Lưu lượng nước sinh hoạt của xí nghiệp
300 1000
5000 35 5000 25 1000
35
Trong đó
- qn , ql : tiêu chuẩn thoát nước của công nhân trong phân xưởng nóng, lạnh (l/ng ca)
- N1, N2 : số công nhân trong phân xưởng nóng, lạnh (Giả sử mỗi loại phân xưởng có 5000 công nhân)
Lưu lượng nước thải cho sản xuất
1000 1000
10 100000
1000
m P
Q sx
Trung bình mỗi ca làm được 100.000 sản phẩm
Tiêu chuẩn xả thải: q = 10 (l/sản phẩm)
Công nghiệp hoạt động với chế độ 2 ca (mỗi ca hoạt động 8h và nước thải sản xuất trong các giờ của cùng một ca xem như bằng nhau)
- Lưu lượng nước thải sản xuất ở ca I
50 100
% 50
%
50
ngd SX
I
- Lưu lượng nước thải sản xuất ở ca II
50 100
% 50
%
50
ngd SX
II
Lượng nước từ các nhà tắm trong các xí nghiệp
1000
60
Q ngđ
tb
1000
5000 60
5000 40
(m3/ngđ)
Tổng lưu lượng nước cho Khu Công Nghiệp
1800 500
1000
300
sh kcn sx tb tb tam
3.1.5 Tổng Lưu Lượng Nước Thải
QQ SH Q CTCCQ CN 46 707 1349 , 4 1800 41 357 , 4 49 856 , 4 49 856 (m 3 /ngd)
Trang 41.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hình 3.1 Biểu đồ dao động lưu lượng nước thải
3.2 THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI
Bảng 3.1 Thành phần nước thải và quy chuẩn xả thải
STH Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Qui chuẩn *
2 Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan ( TDS ) mg/l 750 500
4 Nitrate (N – NO 3 ) mg/l 3 30
5 Amoni ( N-NH 4 ) mg/l 30 5
6 Photphat (P-PO 43-) mg/l 10 6
7 Chất rắn lơ lửng ( TSS ) mg/l 140 50
8 Nhu cầu oxy sinh hóa(BOD) mg/l 150 30
9 Sunfua (H 2 S) mg/l 0,5 1
10 Nhu cầu oxy hóa học (COD) mg/l 264 100
11 Độ kiềm mgCaCO 3 /l 140
12 ColiformMNP/100ml mg/l 20000 3000
*Quy chuẩn KTQG về thành phần nước thải sinh hoạt trước khi xả thải ra nguồn tiếp nhận QT 14:2008
Từ bảng 3.1 ta thấy nước thải sinh hoạt của thành phố Rạch Giá cần xử lý:
- Chất rắn lơ lửng (TSS)
- Hàm lượng Nitơ tổng
- Photpho
- Cloliform
3-4 SVTH Trần Tư Dinh
%Qngđ
5,05%Qngđ
2,4%Qngđ
Trang 53.3 CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ
3.3.1 Xử Lý Cặn Có Sẵn Trong Nước
Để giảm hàm lượng chất rắn trong nước tới mức cho phép thải ra nguồn (<50mg/l) thì có thể áp dụng
nhiều phương pháp khác nhau như: lắng, tuyền nổi, lọc
Bảng 3.2 Các phương pháp khử SS
Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm
Bể lắng Tách hiệu quả SS.
Tuyển nổi Tách hiệu quả cặn khó lắng và có khả năng lắng chậm.
Vận hành phức tạp, phải thiết kế hệ thống cấp khí, và khống chế kích thước bọt khí.
Lọc
Đảm bảo chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và cho công nghiệp khá tốt.
Chỉ làm việc tốt khi hàm lượng chất rắn không quá cao, nếu lượng cặn quá cao sẽ mau tắc lọc.
Trong
hệ thống
xử lý nước thải tốt nhất và hiệu quả nhất đó là
sử dụng bể lắng đề tách cặn
Bảng 3.3
Chọn phương án dùng bể lắng
3-5 SVTH Trần Tư Dinh
Loại bể Ưu điểm Nhược điểm
Bể lắng ngang
Hiệu quả lắng tốt hơn so với bể lắng đứng Áp dụng cho những trạm có công suất lớn, có thể lắng các hạt cặn không có khả năng keo
tụ Khi cần thiết có thể làm bể lắng ngang nhiều tầng.
Tốn diện tích xây dựng do kích thước bể lớn.
Bể lắng đứng
- Bể lắng đứng được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất đến 5.000m 3 /ngày
- Cường độ khuấy trộn trong ngăn phản ứng cơ khí tính theo gradient tốc độ lấy từ 30 s -1 đối với nước có màu và đến 70 s -1 đối với nước đục.
- Trong bể lắng đứng phải có vùng lắng, vùng chứa và ép cặn, đồng thời phải có ngăn phản ứng kiểu xoáy hoặc ngăn phản ứng kiểu cơ khí đặt
ở giữa bể
- Ở phần dưới ngăn phản ứng phải
có khung chắn kích thước 0,5
0,5m; cao 0,8m để loại bỏ chuyển động xoáy của nước.
- Lắng cặn không có khả năng keo tụ tạo bông
Bể lắng trong có
tấng cặn lơ lửng
Tiết kiệm xây dựng một công trình đơn vị (không cần xây dựng bể phản ứng) Hiệu quả xử lý cao hơn các bể khác, ít tốn diện tích xây dựng hơn.
Đòi hỏi sự ổn định cao về lưu lượng
và nhiệt độ, kết cấu phức tạp, chế độ quản lý và vận hành chặt chẽ.
Bể ly tâm
Nhờ có thiết bị gạt bùn nên đáy bể
có độ dốc nhỏ hơn so với bể lắng đứng nên chiều cao công tác nhỏ thích hợp xây dựng ở những khu vực có mạch nước ngầm cao.
Hiệu quả lắng kém hơn các bể khác, thu nước bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước không đều Hệ thống gạt bùn có cấu trúc phức tạp vận hành trong điều kiện
ẩm ướt nên dễ hư hỏng.
Xiclon thủy lực
Kích thước gọn nhẹ, công suất trên một đơn vị diện tích rất cao Hiệu quả lắng tăng lên cùng công suất xả cặn dể dàng Dùng trong nước công
Trang 6 Với cơng suất nhà máy 49.900 m3/ngđ nên lựa chọn phương án xây dựng bể lắng ngang
3.3.2 Khử Hàm Lượng Nitơ Và Photpho Cĩ Trong Nước Thải
Sử dụng mương oxy hố
Sử dụng bể SBR
Sủ dụng bể thổi khí kết hợp với quá trình thiếu khí
3-6 SVTH Trần Tư Dinh
NT
Vùng hiếu khí
Vùng thiếu khí
Má y thổ i khí
Bể lắng
Tuần hoàn bùn
Xả bùn
Fill Anaerobic
Stir Aerobic Stir Anoxic Stir Settle Decant
Vùng thiếu khí
KHỬ NITRATE
Vùng hiếu khí NITRATE HÓA Vùng thiếu khíKHỬ NITRATE
Vùng hiếu khí NITRATE HÓA NT
Tuần hoàn bùn + nước thải
Bể lắng Tuần hoàn bùn
Xả bùn
Trang 7Bảng 3.4 Ưu và nhước điểm của của các phướng pháp khử nitơ và photpho
Ưu Điểm Nhược Điểm Mương oxy hoá Tốn nhiều diện tích xây dựng và
chì áp dụng được đối với những công suất nhỏ
Bể SBR Tiết kiệm được diện tích xây dựng
(bể điều hoà, bể lắng)
Bể thổi khí Khả năng khử từ 60-80% tổg
lượng nitơ có trong nước thải
3.4 CÁC PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN XỬ LÝ
3.4.1 Phương Án 1
Nguyên tắc hoạt động
Trong quá trình vận chuyển nước thải sinh hoạt của mạng lưới thoát nước về trạm xử lý đã mang theo nhiều rác, sỏi, cát Vì thế để tránh tắc nghẽn cho các công trình tiếp theo sau đó nước thải cần đưa qua song chắn rác (SCR), để loại bỏ rác có kích thước lớn (Rác vớt ra khỏi đây thường sẽ được bỏ chung với rác sinh hoạt mà ít khi tái sử dụng )
Bể Anoxic
rác
Bể lắng cát thổi khí
Bể điều hòa
Bể lắng đợt 1
Bể Bể thổi khí
Bể tiếp xúc
Bể chứa bùn
Máy ép bùn Sân phơi bùn
Sân phơi cát Thùng chứa
Xe thu gom
rác
Tuần hoàn bùn
Bể lắng 2
Bơm bùn
Xử lý
Nước thải Nguồn tiếp
nhân
Trang 8Nước sau khi qua SCR sẽ được vận chuyển tới bể lắng cát (với công suất xử lý 49.000 m3/ngđ cần thiết kế bể lắng cát, do cát sẽ gây các tổn hại đến các công trình sau như bào mòn công trình, tăng tải trọng xử lý ) Một điều lưu ý thêm ở đây:đối với xử lý nước thải sinh hoạt khác với xử lý nước cấp là lượng nước chảy về nhà máy theo chế độ không điều hoà Do đó việc thiết kế bể điều hoà để các công trình phía sau hoạt động ốn định các là một việc làm hết sức cần thiết
Nước sau bể điều hoà sẽ được dẫn đến bể lắng đợt 1- lắng phần cặn lơ lửng có sẵn trong nước trước khi vào các công trình chính- công trình xử lý sinh học Nước sau bể lắng đợt 1 sẽ được chuyển đến bể tối khí tại đây nitơ và photpho sẽ được khử trước khi đi vào bể lắng đợt 2 -lắng phần cặn sinh ra từ công trình sinh học
Nước sau bể lắng đợt 2 sẽ được đưa đến bể tiếp xúc để diệt một phần lớn lượng vi sinh vật trước khi thải ra nguồn tiếp nhận
Bùn sinh ra từ bề lắng đợt 2 một phần được tuần hoàn lại bễ thổi khí một phần còn lại cùng với bùn sinh ra từ bể lắng đợt 1 sẽ đi đến bể chứa bùn và được ép tách nước trước khi phơi
Ưu điểm
Hiệu quả xứ lý nitơ và photpho cao (60-80%)
Nhược điểm
Do quá trình hiếu khí sinh ra rất nhiều bùn do vậy cần thiết kế bể lắng đợt 2 tốn diện tích xây dựng
3.4.2 Phương Án 2
Nguyên tắc hoạt động
Trong quá trình vận chuyển nước thải sinh hoạt của mạng lưới thoát nước về trạm xử lý đã mang theo nhiều rác, sỏi, cát Vì thế để tránh tắc nghẽn cho các công trình tiếp theo sau đó nước thải cần đưa qua song chắn rác (SCR), để loại bỏ rác có kích thước lớn (Rác vớt ra khỏi đây thường sẽ được bỏ chung với rác sinh hoạt mà ít khi tái sử dụng )
Nước sau khi qua SCR sẽ được vận chuyển tới bể lắng cát (với công suất xử lý 49.000 m3/ngđ cần thiết kế bể lắng cát, do cát sẽ gây các tổn hại đến các công trình sau như bào mòn công trình, tăng tải trọng xử lý ) Nước sau bể bế lắng cát được đưa đến bể SBR thực hiện các quá trình điền nước vào,thổi khí, lắng)
Nước sau bể SBR sẽ được đưa đến bể tiếp xúc để diệt một phần lớn lượng vi sinh vật trước khi thải ra nguồn tiếp nhận
Bùn từ bể SBR sẽ được xã định kỳ đi đến bể chứa bùn và sau đó được ép tách nước trước khi đem ra sân phơi bùn
3-8 SVTH Trần Tư Dinh
Bể tiếp xúc
Bể SBR Nguồn tiếp nhận
Bể chứa bùn
Máy ép bùn
Sân phơi bùn
Sân phơi cát Thùng chứa
Xe thu gom rác
Xử lý
Bơm bùn
Nước thải
Trang 9Ưu điểm
Do khi sử dụng bể SBR ta có thể tiết kiệm được chi phí xây dựng bể điều hoà, bể lắng đợt 2
Nhược điểm
Chi phí đầu tư ban đầu cao
Vận hành và bảo trì thiết bị Decanto khá phức tạp
`