đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho chợ Vĩnh Tân

trình bày đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho chợ Vĩnh Tân

Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân Chương 4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CH VĨNH TÂN GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 64 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh 4.1 CƠ SỞ ĐỂ ĐƯA RA PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 4.2PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.3GIẢI TRÌNH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 4.4 TÍNH TOÁN 4.5 DỰ TOÁN KINH PHÍ Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân Chương 4: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CH VĨNH TÂN 4.1. Cơ sở để đưa ra phương án xử lý Việc lựa chọn phương án xử lý là một bước hết sức quan trọng trong việc quyết đònh sự thành công hay thất bại của công trình xử lý nước thải. Vì vậy khi lựa chọn phương án xử lý cần quan tâm đến các vấn đề sau: • Thành phần, tính chất, lưu lượng của nước thải Mỗi loại nước thải có tính chất hoá lý, sinh học khác nhau, các thông số ô nhiễm khác nhau. Tính chất của nước thải phụ thuộc vào từng loại hình sản xuất riêng biệt, từng loại sản phẩm khác nhau. Tính chất của nước thải quyết đònh lớn nhất đến khả năng xử lý và phương pháp xử lý. Thành phần nước thải bao gồm những chất ô nhiễm nào và hàm lượng, nồng độ dòng thải sẽ ảnh hưởng rất lớn đấn việc lựa chọn phương pháp xử lý. • Tiêu chuẩn thải ra ngoài Mỗi loại nước thải đều được giới hạn bởi một mức độ thải nhất đònh. Tiêu chuẩn môi trường quy đònh cụ thể cho mỗi loại nước thải riêng biệt. Trong quá trình lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý cần xác đònh mục tiêu cần đạt được để đề xuất công nghệ cho hợp lý vì mỗi tiêu chuẩn xả thải khác nhau sẽ làm thay đổi yêu cầu công nghệ. • Điều kiện tự nhiên, khí hậu, đòa chất, thuỷ văn hay điều kiện xã hội tại khu vực mà công trình xây dựng. GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 65 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân Vấn đề này là vấn đề cần quan tâm khi quyết đònh lựa chọn công trình xử lý. Có thể công nghệ xử lý là phù hợp và đạt kết quả tốt trên mô hình nhưng khi xây dựng thực tế lại không đạt được hiệu quả như mong muốn; đó là do chòu sự ảnh hưởng của các điều kiện tự nhiên. Ngoài ra, các yếu tố tự nhiên còn ảnh hưởng lớn đến độ bền của công trình theo thời gian. • Tính khả thi của công trình khi xây dựng cũng như khi hoạt động. • Quy mô và xu hướng phát triển • Khả năng đáp ứng thiết bò cho hệ thống xử lý. • Đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải. Tình hình thực tế và khả năng tài chính (ví dụ như: chi phí đầu tư, chi phí hoá chất, xây dựng, quản lý vận hành và bảo trì). Bất kì một loại nước thải nào cũng có thể xử lý được. Tuy nhiên, xử lý với công nghệ nào để phù hợp với điều kiện kinh tế của đối tượng là điều đáng quan tâm. Phải xây dựng hệ thống xử lý sao cho nước thải sau xử lý nằm trong giới hạn cho phép với chi phí sao cho có thể chấp nhận được. 4.2. Phương án xử lý nước thải 4.2.1. Sự cần thiết của việc xử lý nước thải Nùc thải của khu chợ Vónh Tân có hàm lượng dầu mỡ và tải lượng ô nhiễm cao, vượt quá TCVN 5945:2005 nhiều lần. Vì khu chợ nằm trong vùng khu dân cư sinh sống nên nước thải và mùi hôi từ khu chợ sẽ ảnh hường đến sinh hoạt của người dân xung quanh, nên cần phải có biện pháp kiểm soát ô nhiễm nước thải, trong đó xử lý nước thải là một yêu cầu hết sức cần thiết. GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 66 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân 4.2.2. Đề xuất phương án xử lý nước thải • Các thông số tính toán thiết kế Lưu lượng nước thải ngày đêm : 50 m 3 /ngày đêm Bảng 4.1: Các thông số đầu vào của nước thải tại chợ Vónh Tân STT Tên thông số Đơn vò Số liệu 1 ng tb Q m 3 /ngày.đêm 50 2 pH 6,8 3 BOD 5 mg/l 400 4 SS mg/l 580 5 COD mg/l 650 6 Tổng Nitơ mg/l 70 7 Tổng Photpho mg/l 6 8 Amoni mg/l 30 9 Dầu mỡ mg/l 100 10 Coliform MPN/100ml 4,3.10 3 Bảng 4.2: Các thông số đầu ra của nước thải cột A (TCVN 5945 : 2005) STT Tên thông số Đơn vò Số liệu 1 pH 6 ÷ 9 2 BOD 5 mg/l 30 3 SS mg/l 50 4 COD mg/l 50 5 Tổng Nitơ mg/l 15 6 Tổng Photpho mg/l 4 7 Amoni (tính theo N) mg/l 5 8 Dầu mỡ mg/l 5 9 Coliform MPN/100ml 3000 Nhận xét: GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 67 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân Các thông số ô nhiễm trong nước thải của chợ Vónh Tân là tương đối lớn. Các thông số này vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép của Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường (TCVN 5945 - 2005); BOD 5 gấp 13 lần, SS gấp 12 lần, COD gấp 13 lần so với tiêu chuẩn cho phép. Nhưng nhìn chung đặc trưng cơ bản của nước thải tại khu chợ là ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao. Theo Quyết Đònh số 22/2006/QĐ-BTNMT của Bộ Trưởng BTNMT quy đònh: Nồng độ tối đa cho phép các chất ô nhiễm trong nước thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dòch vụ thải ra các vực nước được tính: C max = C x K q x K f Trong đó : + C max : nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm trong nước thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dòch vụ thải ra các vực nước, tính bằng mg/l. + C : giá trò nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm quy đònh trong Tiêu Chuẩn Việt Nam TCVN 5945:2005. + K q : hệ số theo lưu lượng/dung tích nguồn tiếp nhận nước thải + K f : hệ số theo lưu lượng nguồn thải. Dựa vào công thức trên, ta tính nồng độ tối đa cho phép trong nước thải ra cho các thông số: BOD, COD, SS, dầu mỡ, tổng Nitơ, amoni, tổng Phốtpho.(Với K f = 1,2 và K q = 1. Bảng 4.3 : Nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm trong nước thải của chợ Vónh Tân. STT Tên thông số Đơn vò C C max 1 BOD 5 mg/l 30 36 2 SS mg/l 50 60 3 COD mg/l 50 60 GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 68 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân 4 Tổng Nitơ mg/l 15 18 5 Tổng Photpho mg/l 4 4,6 6 Amoni (tính theo N) mg/l 5 6 7 Dầu mỡ mg/l 5 6 • Phương án xử lý nước thải đề xuất GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 69 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân 4.3. Giải trình sơ đồ công nghệ Nước thải từ hoạt động kinh doanh và vệ sinh chợ theo mương thu nước chảy đến song chắn rác. Đây là công trình xử lý sơ bộ đầu tiện, tại đây các chất thô có kích thước lớn sẽ được giữ lại ở các song chắn này, chất lơ lửng được loại bỏ 1 phần. Sau khi qua song chắn rác nước thải được tập trung ở hầm tiếp nhận rồi được bơm qua bể lắng cát và tách mỡ nhờ bơm nhúng chìm đặt bên trong bể. Tại bể lắng cát và tách mỡ, hàm lượng chất lơ lửng và dầu mỡ được tách và thu gom riêng. Nước thải được tiếp tục dẫn đến bể điều hoà bằng hình thức tự chảy, bể điều hoà có nhiệm vụ khuấy trộn đều nước thải và giúp ổn đònh lưu lượng, làm cho hoạt động của công trình sau hiệu quả hơn. Bể điều hoà được thiết kế với hệ thống phân phối khí dạng ống có đục lỗ lắp đặt ở đáy bể giúp cho việc xáo trộn nước được tốt hơn và tăng cường lượng oxy hoà tan trong nước thải. Hơn nữa, việc cung cấp oxy sẽ làm giảm bớt lượng BOD, COD trong nước thải với thời gian lưu nước trong bể là 4 h. Nước thải từ bể điều hoà sẽ được bơm sang bể keo tụ tạo bông nhờ bơm nhúng chìm. Đồng thời với quá trình này là dung dòch chất keo tụ tạo bông là phèn Al 2 (SO 4 ) 3 , được châm vào với liều lượng nhất đònh từ các thiết bò pha chế thông qua bơm đònh lượng. Sau khi thực hiện quá trình trung hòa và keo tụ tạo bông, nước thải được chảy qua bể lắng 1. Tại đây xảy ra quá trình lắng, những hạt cặn có trọng lượng lớn hơn lực đẩy của nước sẽ lắng xuống đáy bể. Ngược lại những hạt cặn nào có trọng lượng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước. Thời gian lưu nước trong bể lắng I là 1.5h. Cặn lắng ở đáy bể được bơm vào bể chứa bùn theo đònh kỳ. GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 70 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân Sau đó nước thải được dẫn sang bể Aerotank, với chế độ khuấy trộn hoàn toàn ( dưới áp lực của hệ thống phân phối khí dạng đóa) và khả năng xử lý tốt các chất hữu cơ của bùn hoạt tính tuần hoàn, hầu hết các chất hữu cơ được phân huỷ thành các bông bùn. Hỗn hợp nước - bùn từ bể Aerotank sẽ được đưa vào bể lắng đợt 2, bể này có nhiệm vụ lắng và tách bùn ra khỏi nước dước tác dụng của trọng lực. Bể lắng đợt 2 được thiết kế theo dạng bể lắng đứng với tiết diện tròn, nước thải sẽ được phân phối vào bể từ ống trung tâm và ra ngoài theo máng lắng đặt ở thành trong của bể. Bể lắng đợt 2 được thiết kế với thời gian lưu nước là 1.5 h. Bùn sau khi lắng, một phần sẽ được bơm tuần hoàn về bể Aerotank, phần còn lại sẽ được đưa vào bể chứa bùn và lưu ở đó trong 30 ngày sau đó xe hút bùn chuyên dùng sẽ hút đem đi xử lý đúng nơi quy đònh. Và cuối cùng nước thải được đưa đến bể tiếp xúc để khử trùng trước khi cho vào nguồn tiếp nhận. Lượng Clo sử dụng trong bể khử trùng là 3 g/m 3 nước thải nhằm loại bỏ những vi khuẩn gây bệnh. GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 71 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân 4.4. Tính toán − Lưu lượng nước thải trung bình theo ngày là : Q ng tb = 50 m 3 /ngày đêm. − Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ là (Q h tb ): Q h tb = 24 ng tb Q = 24 50 = 2,083 m 3 /h (Theo Lâm Minh Triết, 2006, Xử lý nước thải đô thò và công nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM), [4A] − Hệ số không điều hoà chung (K c ): K c = 1,5 + 2,5. s tb Q (Theo Trần Đức Hạ, 2002, Xử lý nước thải sinh hoạt qui mô vừa và nhỏ, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật), [7A] Trong đó: + Q s tb : lưu lượng nước thải trung bình theo giây, l/s Q s tb = 3600 10.083,2 3 = 0,58 l/s ⇒ K c = 1,5 + 2,5. 58,0 = 3,404 − Hệ số không điều hoà ngày (K ng ): K ng = 1,13 ÷ 1,3 ; chọn K ng = 1,25 (Theo Trần Đức Hạ, 2002, Xử lý nước thải sinh hoạt qui mô vừa và nhỏ, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật). − Hệ số không điều hoà giờ (K h ): K h = ng c K K = 25,1 404,3 = 2,723 (Theo Lâm Minh Triết, 2006, Xử lý nước thải đô thò và công nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM). − Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất (Q h max ): Q h max = Q h tb . K h = 2,083 . 2,723 = 5,67 m 3 /h [4A] − Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất (Q s max ): Q s max = Q s tb . K c = 0,58 . 3,404 = 1,97 l/s [4A] TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 72 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân 4.4.1. Song Chắn Rác 4.4.1.1. Chức năng: Song chắn rác là công đoạn xử lý sơ bộ đầu tiên trong hệ thống xử lý nhằm loại bỏ tạp chất bẩn có kích thước lớn để tránh ảnh hưởng đến các công trình xử lý sau, đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc của hệ thống. Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra. 4.4.1.2. Vật liệu: Song chắn rác được làm bằng các thanh có tiết diện hình chữ nhật, vật liệu là inox. Chọn 2 song chắn rác, trong đó 1 song làm việc và 1 song dự phòng. 4.4.1.3. Tính toán: − Nước thải từ khu vực xả thải đến song chắn rác, nước thải đi qua hệ thống mương dẫn. − Chiều cao mực nước chứa trong mương dẫn (h): h = k m B S [5A] Trong đó: + S m : tiết diện mương dẫn, m 2 S m = v Q h max [5A]  Q h max : lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, m 3 /h  v: vận tốc nước qua song chắn rác ; chọn v = 0,6 m/s S m = v Q h max = 3600.6,0 67,5 = 2,625.10 -3 m 2 = 0,0026 m 2 +B k : bề rộng mương dẫn, m ; chọn B k = 0,2m Vậy h = k m B S = 2,0 0026,0 = 0,013 m. GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 73 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh [...]... có hệ thống phân phối khí, ống phân phối khí là ống nhựa 4.4.7.3 Tính toán:  Các thông số tính toán của nước thải trước khi vào bể Aeroten − Q tb = 50m3/ngày đêm ng − BOD5 (vào) = 192 mg/l = La − COD (vào) = 585 mg/l − SS (vào) = 147,2 mg/l − Nhiệt độ nước thải t = 200C GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Trang 95 Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước. .. Nhận 4.4.2.1 Chức năng: Nước thải sau khi qua song chắn rác được tập trung tại hầm tiếp nhận Tại đây, nước thải sẽ được bơm vào hệ thống xử lý nhờ bơm chìm Bơm được điều khiển tự động bằng hệ thống phao nổi 4.4.2.2 Vật liệu: GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Trang 76 Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân Hầm tiếp nhận được xây... Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân STT 1 2 3 4.4.3 Tên thông số Chiều dài hầm tiếp nhận (L) Chiều rộng hầm tiếp nhận (B) Chiều cao hầm tiếp nhận (H) Đơn vò m m m Số liệu 1,3 1 1,5 Bể Lắng Cát Và Tách Dầu 4.4.3.1 Chức năng: Trong nước thải của khu chợ chứa nhiều váng dầu mỡ và cặn cát làm ngăn cản sự hoà tan oxy vào nước Bể lắng cát và tách dầu... Xuân Thắng SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Trang 90 Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân Bể lắng I được xây bằng bêtông, có dạng hình tròn trên mặt bằng Đáy bể lắng là hình nón cụt, bên trong có ống trung tâm để phân phối và giảm tốc độ chảy của nước vào bể 4.4.6.3 Tính toán: Vì lưu lượng nước thải nhỏ nên ta chọn bể lắng I là dạng bể lắng đứng − Diện... chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi máng lắng (C) được tính: GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Trang 93 Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân C= 313,2.(100 − 53) C1 (100 − E ) = = 147,2mg/l 100 100 − Với C = 147,2mg/l < 150mg/l , như vậy thoả mãn Điều 6.5.3 – TCXD-51-84 rằng nước thải dẫn đến công trình xử lý sinh học có hàm lượng... Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân N= 34400.(1,40, 29 −1) 0,006 = 0,3 kW 102.0,7 Tính bơm: − + Lựa chọn bơm ứng với lưu lượng Q max = 5,67 m3/h h + Tổng chiều cao áp lực (Ht): Ht = H + htt Với htt : tổng tổn thất gồm tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường; h tt = hc + hd Mà hc + hd ≤ 0,4m (Theo Lâm Minh Triết, 2001, Xử lý nước thải đô thò và công... SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Trang 82 Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân Lkk 21,84 Flỗ = v = 10.3600 = 6,07.10-4 m2 lo − Vậy số lỗ trên ống nhánh (nlỗ ): Flo 6,07.10 −4 nlỗ = f = 7,065.10 −6 = 85,9 lỗ lo − Vậy nlỗ = 86 lỗ − Số lỗ trên 1 ống nhánh (m): nlo 86 = 4 = 21 lỗ 4 m = − Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí: Hct = hd + hc + hf + H Trong đó... 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân − Số khe hở giữa các thanh chắn (n): s Qmax K z n= v.b.h [4A] + Q max : lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất, l/s s + v : vận tốc nước chảy qua khe, m/s ; chọn v = 0,6 m/s + b : bề rộng khe hở giữa các thanh chắn, m ; b = 16mm ÷ 50 mm ; chọn b = 16mm = 0,016m + h : chiều sâu lớp nước trước song chắn rác, m + Kz : hệ. .. PGS.TS Đinh Xuân Thắng SVTH: Phan Thò Kiều Thanh = 0,288m = 288mm ; chọn d = 300mm Trang 91 Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân − Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng (htt) được tính như sau: htt = v.t [4A] với t : thời gian lưu nước trong bể lắng I , chọn t = 1,5h ⇒ h1 = 0,0008.1,5.3600 = 4,32m − Chiều cao phần hình nón của bể... Thắng SVTH: Phan Thò Kiều Thanh Trang 97 Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Chợ Vónh Tân B + chọn tỷ số giữa chiều rộng và chiều sâu là : H = 1 ⇒ Chiều dài của bể (L): V 39,8 L = B.H = 3.3 = 4,42m Vậy kích thước của bể : L x B xH = 4,42 x 3 x 3 − Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày: + Hệ số sản lượng quan sát (Yqs) tính theo công thức : Y Yqs = 1 + K θ = d c 0,8 . SS giảm 4% , còn lại: 522 – (522 x 4% ) = 313,2 mg/l. + Hàm lượng dầu mỡ giảm 85%, còn lại: 100 – (100 x 85% ) = 15 mg/l. 4. 4 .4. Bể Điều Hoà 4. 4 .4. 1. Chức. Trang 64 SVTH: Phan Thò Kiều Thanh 4. 1 CƠ SỞ ĐỂ ĐƯA RA PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 4. 2PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4. 3GIẢI TRÌNH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 4. 4 TÍNH TOÁN 4. 5 DỰ