Đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM MÔI TRƯỜNG Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN II Họ tên sinh viên : Nguyễn Tùng Anh Lớp : Kỹ thuật môi trường K57 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường Ngày giao đồ án: 14/09/2015 Ngày hoàn thành đồ án: 17/ 12 /2015 Đầu đề đồ án: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt có công suất 30.000 m3/ngày.đêm Yêu cầu số liệu ban đầu: - Đầu vào: - Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý đạt cột A quy chuẩn hành Nội dung phần thuyết minh tính toán: Lập bảng thuyết minh tính toán bao gồm: • Tổng quan nước thải sinh hoạt đặc trưng nước thải • Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có thông số đã cho, từ phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp • Tính toán công trình đơn vị phương án đã chọn: bể Aerotank bể lắng II • Tính toán khí lựa chọn thiết bị (bơm nước thải , máy thổi khí ) cho công trình đơn vị tính toán Các vẽ kỹ thuật - Vẽ sơ đồ công nghệ phương án chọn: 01 vẽ khổ A4 - Vẽ chi tiết bể Aerotank : 01 vẽ khổ A3 - Vẽ chi tiết bể lắng II : 01 vẽ khổ A3 - Vẽ sơ đồ mặt bằng nhà máy xử lý: 01 vẽ khổ A3 Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2015 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS.Nguyễn Phạm Hồng Liên MỤC LỤC MỞ ĐẦU Với gia tăng dân số Việt Nam nói chung khu dân cư nói riêng, xử lý nước thải đề tài nóng Nước thải từ khu dân cư, khu nhà mang đặc tính chung nước thải sinh hoạt: bị ô nhiễm bã cặn hữu (SS), chất hữu hòa tan (BOD), chất dầu mỡ sinh hoạt (thường dầu thực vật) vi trùng gây bệnh Từ trạng nêu trên, yêu cầu cấp thiết đặt xử lý triệt để chất ô nhiễm để thải môi trường đạt tiêu chuẩn xả thải, không ảnh hưởng đến môi trường sống người dân Do đó, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt” đề nhằm đáp ứng nhu cầu Qua đề tài, em hiểu nắm sơ cách tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với yêu cầu đưa phương án xử lý nước thải cách hợp lý, tính toán công trình, trình bày trình vận hành, cố biện pháp khắc phục DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/l COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học, mg/l DO : Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan, mg/l F/M : Food/Micro – Organism – Tỷ lệ lượng thức ăn lượng vi sinh vật N : Nitơ P : Photpho QCVN : Quy chuẩn Việt Nam Aerotank : Bể xử lý sinh học hiếu khí SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/l TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam SBR : Sequencing Batch Reactor – Bể sinh học phản ứng theo mẻ UASB : Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor – Bể sinh học kỵ khí TDS : Total Dissolves Solid – Tổng chất rắn hòa tan, mg/l TSS : Total Suspended Solid – Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l XLNT : Xử lý nước thải DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư Bảng 1.2: Các chỉ tiêu đánh giá nước thải sinh hoạt Bảng 1.3: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử lý Bảng 1.4: QCVN 14:2008/BTNMT Bảng 2.1: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử lý Bảng 2.2: So sánh thông số kỹ thuật bể SBR Aerotank Bảng 3.1: Các thông số tính toán bể aerotank Bảng 3.2 Tóm tắt thông số thiết kế bể Aerotank Bảng 3.3: Các thông số vào bể lắng II: Bảng 3.4: Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng II DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hệ thống quản lý nước thải đô thị Việt Nam Hình 1.2: Sơ đồ xử lý nước thải điển hình Hình 1.3: Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy Yên Sở Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ AAO Hình 1.5 Hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ USAB Hình 1.6 Bể JOHKASOU Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Bio – sac Hình 2.1 Sơ đồ đứng thể vùng bể lắng Hình 2.2 Sơ đồ phương án xử lý (sử dụng bể AO) Hình 2.3 Sơ đồ phương án xử lý (sử dụng bể aerotank) Hình 2.1: Các giai đoạn phát triển VSV Hình 2.2: Quá trình khử nito Hình 3.1: Cấu tạo bể aerotank Hình 3.2: Các thông số bể aerotank Hình 3.3: Cấu tạo ống phân phối khí Hình 3.4: Phân bố đĩa thổi khí bể Hình 3.5: Cấu tạo bể lắng II Hình 3.6: Các thông số lắng II Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo ngăn tiếp nhận PHẦN I: Giới thiệu chung I Tổng quan về nước thải sinh hoạt Định nghĩa Nước thải sinh hoạt nước thải sinh sau sử dụng cho mục đích cộng đồng như: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… thường thải từ hộ, quan, trường học, bệnh viện, chợ công trình khác Lượng nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn hệ thống cấp thoát nước Nước thải sinh hoạt đô thị thường có tiêu chuẩn cao vùng ngoại thành nông thôn lượng nước thải tính đầu người có khác biệt Nước thải sinh hoạt đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn kênh rạch, vùng ngoại thành nông thôn hệ thống thoát nước nên thường thải trực tiếp vào ao hồ thoát bằng biện pháp tự thấm Các thành phần chính Các chất chứa nước thải bao gồm: chất hữu cơ, vô vi sinh vật Các chất hữu nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50-60% tổng chất hữu thực vật: cặn bã thực vật, rau quả, giấy… chất hữu động vật: chất thải tiết từ người, động vật, xác động vật Nồng độ chất thường xác định qua chỉ tiêu BOD, COD, SS, TS… Bảng 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư [2] Chỉ tiêu Trong khoảng Trung bình 350-1.200 720 -Chất rắn hoà tan (TDS) , mg/l 250-850 500 -Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l 100-350 220 - BOD5, mg/l 110-400 220 -Tổng Nitơ, mg/l 20-85 40 -Nitơ hữu cơ, mg/l 8-35 15 -Nitơ Amoni, mg/l 12-50 25 -Nitơ Nitrit, mg/l 0-0,1 0,05 -Nitơ Nitrat, mg/l 0,1-0,4 0,2 -Clorua, mg/l 30-100 50 Tổng chất rắn ( TS), mg/l -Độ kiềm , mgCaCO3/l 50-200 100 -Tổng chất béo, mg/l 50-150 100 -Tổng Phốt pho, mg/l Bảng 1.2: Các chỉ tiêu đánh giá nước thải sinh hoạt [1] Các chỉ tiêu Tổng chất rắn (mg/l) - Chất rắn hòa tan(mg/l) - Chất rắn không tan(mg/l) Tổng chất rắn lơ lửng(mg/l) BOD5(mg/l) COD(mg/l) Tổng Nitơ(mg/l) Nitơ hữu Dầu mỡ (mg/l) Coliform No/100, (mg/l) Nhe 200 120 120 100 250 25 10 50 106-107 Mức độ ô nhiễm Trung bình 500 350 150 350 200 500 50 20 100 107-108 Cao 1000 700 300 600 400 800 85 35 150 108-109 Các chất vô nước thải chiếm 40-42% gồm chủ yếu cát, đất sét, axit, bazo vô cơ, dầu khoáng… Trong nước thải có mặt nhiều loại vi sinh vật: vi khuẩn, virus, rong tảo, trứng giun sán… Trong số loại vi sinh vật có vi sinh vật gây bệnh coliform, lỵ, thương hàn… có khả bùng phát thành dịch • Với tiêu chí trên, cùng kiến thức đã tích lũy được, thông số đầu vào nước thải lựa chọn để làm sở thiết kế sau: Bảng 1.3: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử ly TT Các thông số Đơn vị Nồng độ nước thải đầu vào Lưu lượng nước thải m /ngày 30000 pH BOD mg/1 150 COD mg/1 250 Chất rắn lơ lửng mg/1 200 Nito tổng mg/1 30 Nitơ hữu mg/1 10 Nitơ Amoni mg/1 20 Dầu mỡ mg/1 40 Phosphat (PO43-) mg/1 Tổng Coliform MPN/100ml 106 - 8.5 Bảng 1.4: QCVN 14:2008/BTNMT TT II Thông số Đơn vị Giá trị cho phép (QCVN14:2008 ) − 5–9 pH BOD5 (20 0C) mg/l 30 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 500 Sunfua H2S) (tính theo mg/l mg/l 1.0 ực Amoni (tính theo N) Nitrat theo N) Dầu mỡ động, thực vật mg/l 10 Tổng chất hoạt động bề mặt mg/l 10 Phosphat (PO 43-) (tính theo P)1 mg/l 11 Tổng Coliforms MPN/100 ml 3.000 (NO3-)(tính mg/l Th 30 trạng ô nhiễm tại Việt Nam [10] Quá trình đô thị hoá VN diễn nhanh Những đô thị lớn VN Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước nặng nề Đô thị ngày phình VN, sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt VN vô cùng thô sơ Có thể nói rằng, người Việt Nam làm ô nhiễm nguồn nước uống bằng nước sinh hoạt thải hàng ngày Số liệu thống kê cho thấy, trung bình ngày Hà Nội thải 658.000 m3 nước thải, 41% nước thải sinh hoạt, 57% nước thải công nghiệp, 2% nước thải bệnh viện Hiện chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải; 36/400 sở sản xuất có hệ thống xử lý nước thải Phần lớn nước thải không xử lý đổ vào sông Tô Lịch Kim Ngưu gây ô nhiễm nghiêm trọng sông khu vực dân cư dọc theo sông Theo kết dự án “Phát triển hệ thống sử dụng nước đô thị thích ứng với biến đổi khí hậu” Trường Đại học Tokyo (Nhật Bản) phối hợp với Trường Đại học Xây dựng Hà Nội vừa công bố có 10% nước thải đô thị chưa qua công đoạn xử lý, 36% nước thải chưa qua xử lý cũng đổ hồ Tuy lượng thải lớn vậy, nay, Hà Nội có khoảng trạm xử lý nước thải với tổng công suất khoảng 260.000m3/ngày - đêm hoạt động dự kiến trạm xử lý dự kiến đầu tư xây dựng với tổng công suất gần 400.000m3/ngày - đêm Một báo cáo toàn cầu Tổ chức Y tế giới (WHO) công bố hồi đầu năm 2014 cho thấy, năm Việt Nam có 20.000 người tử vong điều kiện nước vệ sinh nghèo nàn thấp Còn theo thống kê Bộ Y tế, 80% bệnh truyền nhiễm nước ta liên quan đến nguồn nước Người dân nông thôn thành thị phải đối mặt với nguy mắc bệnh môi trường nước ngày ô nhiễm trầm trọng III Phương pháp xử lý Tổng quát về hệ thống quản lý nước thải đô thị 10 chất khoáng…khi bị tự phân làm ô nhiễm nguồn nước.(Nguồn:http://giaiphapmoitruong.net/kythuat-moi-truong/be-phan-ung-sinh-hoc-hieu-khi-aerotank.html ) PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ I TÍNH TOÁN BỂ AEROTAN Cấu tạo bể aerotank Là công trình bê tông cốt thép hình chữ nhật hình tròn Nước thải chảy qua suốt chiều dài bể sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan tăng cường trình oxy hóa chất bẩn hữu có nước Bể lắng II Trong đồ án này, chọn hình dáng bể Hình 3.1: Cấu tạo bể aerotank hình chữ nhật, loại bể bể aerotank có tuần hoàn Tính toán bể aerotank Trước bể aerotank có hệ thống tiền xử lý ( song chắn rác ), xử lý sơ bể lắng cát, bể điều hòa, bể lắng I Bởi vậy dòng thải vào bể aerotank đã loại bỏ rác, cát, dầu mỡ, điều hòa lưu lượng thành phần chất thải, loại bỏ khoảng 65% hàm lượng SS Do ta có: Các thông số nước thải vào bể aerotank: Bảng 3.1: Các thông số tính toán bể aerotank Các thông số Ban đầu Vào bể aerotank 35 Ra khỏi cụm thiết bị xử lý sinh học Lưu lượng nước thải Hàm lượng chất rắn lơ lửng Hàm lượng BOD Tổng nito vào(gồm nito amoni nito hữu cơ) Dầu mỡ Nhiệt độ Q = 30.000m3/ngày SS=200mg/l Q = 30.000m3/ngày SS = 70mg/l Q = 30.000m3/ngày SS = 50mg/l 150mg/l 30mg/l 150mg/l 30mg/l 30 mg/l 30mg/l 40mg/l 20oC 10mg/l 20oC 10mg/l 20oC Các thông số để thiết kế bể Aerotank: tham khảo tài liệu [3] bảng 6-1 tr.91 [7] - Thời gian lưu bùn (θb) Tỉ số F/M Hàm lượng bùn bể (X) Tỉ lệ hồi lưu (R) Tốc độ xử lý BOD (r BOD) Chỉ số SVI Thời gian lưu thủy lực Tải trọng hữu (OLR) : 10-15 ngày : 0,2 – 0,6 kg/ kg : 1000-3000 mg/l : 25-75% : 12 – 30 gBOD/kgMLVSS.h : 80 – 150 ml/g :4–8h : 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày Từ chọn thông số để tính toán sau: - Thời gian lưu bùn Hàm lượng bùn bể (X) Tốc độ xử lý BOD (rBOD) Chỉ số SVI : 10 ngày : 2000 mg/L : 15g BOD/kg MLVSS.h : 120 ml/g Xử lý bể aerotank phải đảm bảo thông số đầu ra: - BOD - Tổng chất rắn lơ lửng a) Thời gian lưu thủy lực: : 30 mg/l : 50 mg/l Ta có: • Thời gian lưu thủy lực: [2] Trong đó: θn r X : Thời gian lưu thủy lực (h) : tốc độ xử lý BOD (= 12 gBOD/kg MLVSS.h) : hàm lượng bùn bể hiếu khí ( mg/L) b) Lưu lượng bùn thải: • Hàm lượng bùn tuần hoàn (bùn thải): Có : Xb = (công thức 2.195 [6] ) Trong đó: SVI : chỉ số thể tích bùn, ml/g 36 X : hàm lượng bùn bể aerotank, mg/l Xb : hàm lượng bùn thải, mg/l • Xb = = 8333,3 mg/l Chọn Xb = 8000mg/l => chỉ số SVI = 125ml/g • Hệ số tuần hoàn (R): Có: R = = = 33,3% (thỏa mãn thông số thiết kế từ 25-75%) • Lưu lượng bùn tuần hoàn: [2] Hình 3.2: Các thông số bể aerotank Có: R = Trong đó: R : tỉ lệ hồi lưu, R = 33,33% = 0,3333 QR : lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ngày Qv • : lưu lượng dòng vào, m3/ngày QR = R.Qv = 0,333 30000 = 10000 m3/ngày = 417 m3/h • Lưu lượng bùn thải: [2] Có: θb Trong đó: V : thể tích bể hiếu khí, m3 X : hàm lượng bùn bể hiếu khí, mg/l Qr, Qb: lưu lượng bùn dòng dòng thải, m3/ngay Xb: hàm lượng bùn thải , mg/l Xr : hàm lượng bùn dòng ra, Xr= SSr 0,8 = 30.0,8 = 24mg/l θb : thời gian lưu bùn : thiết kế nằm khoảng 10-15 ngày nhằm trì giai đoạn tăng trưởng VSV bể giúp xử lý đạt hiệu tốt Chọn θb = 10 ngày - Qb = (V.X / θb – Qr.Xr) / Xb = ( 9375.2000/10 – 30000 24) / 8000 = 225 (m3/ngay) = 9,4 m3/h c) Thể tích bể aerotank: • Thể tích bể hiếu khí: [2] Vbể = (Q+QR) θn Trong đó: Q : lưu lượng dòng thải vào bể QR: lưu lượng dòng bùn tuần hoàn lại bể 37 • Vbể = (Q+QR) θn = (1250 +417) = 8335 m3 d) Hiệu quả xử lý của bể aerotank: e) Kiểm tra lại các điều kiện • Tỉ số F/M: [3] = 0,36 (d-1) nằm khoảng 0,2-0,6 nên thời gian lưu hàm lượng bùn phù hợp • Tải trọng hữu OLR: OLR =(Công thức 6-1 tài liệu [2]) : lưu lượng nước thải, m3/ngày Trong đó: Q BODv : hàm lượng BOD đầu vào, mg/l OLR : tải trọng hữu cơ, kg BOD/m3.ngày V : Thể tích bể hiếu khí , m3 => OLR = 0,54 kgBOD/m3.ngày (Nằm khoảng 0,32-0,64 kgBOD/m3.ngày tiêu chuẩn thiết kế.) • Tải trọng bùn: tỉ số khối lượng chất nhiễm bẩn đơn vị khối lượng bùn đơn vị thời gian: C =(Công thức 5-19 tài liệu [4]) • C = = 0,27 (kgBOD/kgMLVSS.ngày) Nằm khoảng 0,2-0,6 (kg/kgbùn.ngày) theo tiêu chuẩn thiết kế [3] nên thời gian lưu hàm lượng bùn phù hợp f) Lượng oxy cần thiết: • Lượng oxy lý thuyết: OCo = (Công thức 6-15 tài liệu [2]) Trong : OCo: lượng oxy lý thuyết Q: lưu lượng dòng vào, m3/h f : Hệ số quy đổi , f = BOD/COD = 150/250 = 0,6 Px : Lượng bùn hoạt tính sinh khử BOD Px = Y.Q.(BODv – BODr) = 0,5 30000.(150-30).10-3=1800kg/ngày (với Y hệ số xử lý sinh khối, khoảng 0,4-0,7) • • OCo = – 1,42.Px = 3444 kg O2/ngày Lượng oxy thực tế cần thiết: 38 OCt = OCo.( (Công thức 6-16 tài liệu [2]) Trong đó: OCt : Lượng oxy thực tế 20oC Cs20 : Nồng đô bão hòa oxy nước 20oC, Cs20 = 9,08 mgO2/l Cd : Nồng độ oxy trì bể aerotank, 2mg/l • OCt = = 4400 kg O2/ngày g) Lượng không khí cần : Hệ thống phân phối khí: Hình 3.3: Cấu tạo ống phân phối khí Chọn hệ thống phân phối khí dạng đĩa sục khí, có màng cao su bằng vật liệu đàn hồi với lỗ nhỏ Chiều dài bể tương ứng L = 24m Công suất hòa tan thiết bị: với chiều sâu nước 6m - OU = Ou 3,5 = = 42 gO2 / m3 = 42 10-3 kgO2/m3 Lưu lượng không khí cần cấp: Qkhí = 157100 m3/ngày = 6545 m3/h (Công thức 6-17 tài liệu [2]) Trong đó: Qkhí : Lượng không khí cần cấp để đảm bảo lượng oxy cần thiết OCt : lượng oxy thực tế cần thiết, kgO2/ngày OU : công suất hòa tan thiết bị f : hệ số an toàn, thường từ 1,5-2 Ở chọn f=1,5 h) Công suất máy nén khí: - Tổn thất áp lực hệ thống ống dẫn: [3] Hd = hd + hc +H Trong đó: hd : Tổn thất áp lực ma sát theo chiều dài ống dẫn (m) Không vượt 0,4 - m hc : Tổn thất qua thiết bị phân phối (m) Giá trị không vượt 0,5m H : Độ sâu ngập nước bể (m) => Hd = 0,4 + 0,5 + = 6,9 m Áp lực không khí đầu ra: [3] p2 = = 1,68 atm Công suất máy nén : N= [2] Trong đó: G: Trọng lượng dòng khí, kg/s (Qkhí = 6573m3/h = 2,2 kg kk/s) R: Hằng số khí, R=8,314 kJ/kmol.oK 40 T: Nhiệt độ không khí đầu vào, T= 293oK p1, p2: lần lượt áp lực không khí đầu vào đầu ra, atm e: Hiệu suất máy nén khí Thường 70 – 80% N = = 126,3 kW • Tham khảo [6], chọn máy nén khí có công suất 75kW, loại máy nén khí trục vít, số lượng - i) Tính toán đường ống phân phối khí  Tính đường ống dẫn khí Lưu lượng khí ống chính: Do chia làm 10 bể xử lý nên lưu lượng khí từ ống chia cho 10 bể, bể có lưu lượng khí là: Qkk’ = Qkk / 10 = 0,16m3/s Vận tốc khí ống dẫn khí trì khoảng 15 – 20 m/s Chọn v khí = 15 m/s [3] Đường kính ống dẫn khí vào bể: [3] Chọn ống dẫn khí ống thép mạ kẽm có D = 120 mm Kiểm tra lại vận tốc: ⇒ vkhí nằm khoảng cho phép [2]  Tính đường ống dẫn khí nhánh Với diện tích dáy bể 24 x 6m, ống phân phối từ máy thổi khí đặt dọc theo chiều dài bể, ống đặt giá đỡ cách đáy 20cm Số ống nhánh dẫn khí Nnh = 23 ống Số lượng đĩa nhánh: Vậy số lượng đĩa nhánh 11 đĩa Mỗi ống cách 1m Mỗi đĩa cách 0,5m Lưu lượng khí qua ống nhánh: Chọn vận tốc khí ống nhánh v khí = 10 Hình 3.4: Phân bố đĩa thổi khí bể m/s Đường kính ống dẫn khí nhánh: [3] Chọn ống dẫn khí nhánh ống thép mạ kẽm có D = 30mm Kiểm tra lại vận tốc: 41 ⇒ vkhí nằm khoảng cho phép [3]  Tính toán đường ống dẫn nước thải [3] Chọn vận tốc nước thải ống: v = 1,5 m/s (v = – m/s) Lưu lượng nước thải: Lưu lượng bùn tuần hoàn: Chia làm 10 bể aerotank, vậy: Lưu lượng nước thải khỏi bể Aerotank hay vào bể lắng: Đường kính ống dẫn nước thải: [3] Chọn ống dẫn nước thải ống PVC, có D = 200 mm Sau chia thành đường ống dẫn vào bể, ống có đường kính 75mm, theo [8]  Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn Lưu lượng bùn tuần hoàn vào bể: Chọn vận tốc bùn ống: v = m/s Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn: [3] Chọn ống dẫn bùn tuần hoàn ống PVC, có D = 130 mm, theo [8] Bảng 3.2 Tóm tắt thông số thiết kế bể Aerotank 42 STT Thông số Ký hiệu Kích thước bể Giá trị θn giờ Chiều dài L mm 24000 Chiều rộng B mm 6000 Chiều cao hữu ích H mm 6000 Chiều cao xây dựng Hxd mm 6500 Wt m3 864 Bể 10 Thời gian lưu nước Đơn vị Thể tích xây dựng bể Số bể cần xây dựng Số đĩa phân phối bể N đĩa 286 Đường kính ống dẫn khí Dc mm 120 10 Đường kính ống dẫn khí nhánh Dn mm 30 11 Đường kính ống dẫn nước thải Dv mm 75 12 Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn Dt mm 130 13 Công suất máy nén khí Nkhí KW 75 43 II TÍNH TOÁN BỂ LẮNG II: Nước thải sau xử lí bể Aerotank dẫn đến bể lắng đợt Để giảm chi phí bơm, bể lắng xây dựng với cao trình phù hợp đảm bảo nước từ bể Aerotank có thể tự chảy sang bể lắng Nhiệm vụ bể lắng đợt lắng màng sinh vật hình thành trình xử lí sinh học hiếu khí bể Aerotank Chọn bể lắng đứng dạng tròn Hình 3.5: Cấu tạo bể lắng II Bảng 3.3: Các thông số vào bể lắng II: Các thông số Lưu lượng nước thải Hàm lượng chất rắn lơ lửng Hàm lượng BOD Tổng nito vào(gồm nito amoni nito hữu cơ) Dầu mỡ Nhiệt độ Ban đầu Q = 30.000m3/ngày SS=200mg/l Vào bể lắng Q = 30.000m3/ngày SS = 70mg/l 150mg/l 30mg/l 30mg/l 30mg/l 40mg/l 20oC 10mg/l 20oC Diện tích mặt bằng bể: S= (công thức 9-8 tài liệu [2]) Trong đó: S: Diện tích mặt bằng bể lắng, m2 Q: Lưu lượng nước thải, m3/h R: Hệ số tuần hoàn X, Xb: Hàm lượng bùn bể dòng tuần hoàn, mg/l Hình 3.6: Các thông số lắng II 44 VL: vận tốc lắng bùn, m/h VL = vmax.e –K.C.10^-6 (công thức 9-9 tài liệu [2])  K = 600 với loại cặn có chỉ số SVI từ 50-150 loại cặn thường gặp nước thải sinh hoạt  vmax = 7m/h theo công thức thực nghiệm Lee-1982 Wilson-1996  CL = XL = ½ Xb = 4000 mg/l VL = = 0,635 (m/h) • = 656,2 m2 S= Nếu tính diện tích buồng phân phối trung tâm: S = 1,1 656,2 = 721,9 (m 2) Tham khảo tài liệu [3] [5], đường kính bể (D) không lớn lần chiều cao bể Do ta chia làm bể lắng II Bể có dạng tròn, đường kính bể : D = • • 15,2m - Chọn kích thước buồng phân phối trung tâm: d = 20%.D = 15,2.25%= 3,8 m Diện tích buồng phân phối trung tâm là: Stt = = 11,5m2 Diện tích vùng lắng bể : SL = 181,5 – 11, = 170 m2 - Tải trọng bề mặt :[2] a = = = 1,7 m3/m2.h Phù hợp với chỉ tiêu thiết kế bể lắng (Theo bảng 9-1 [1]) - Tải trọng bùn: b= - = = 4,62 kg/m2.h Phù hợp với chỉ tiêu thiết kế bể lắng (Theo bảng 9-1 [2]) Chiều cao bể: Chọn chiều cao bể: H = 4,5m, chiều cao dự trữ mặt thoáng h1 = 0,5m Chiều cao cột nước bể là: 4m Gồm: o Chiều cao phần nước trong: h2 =1,5 m o Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 5% tâm: h3 = 0,05 D/2 = 0,05x7=0,35 m o Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: h4 = H – h1 – h2 – h3=4,5-0,5-1,5-0,35 = 2,15m o Thể tích phần chứa bùn: Vb = SL h4 = 170 2,15 = 365,5 m3 o Nồng độ bùn trung bình bể: Xtb = (XL + Xb)/2 = (4000+8000)/2 = 6000 mg/L = kg/m3 o Lượng bùn bể lắng là: Gbùn = Vb Xtb = 365,5 6= 3193 kg 45 Mà lượng bùn cần thiết bể aerotank là: Gaerotank = V X = 864 2000 10-3 = 1728 kg Do phải tháo khô để sửa chữa bể aerotank lượng bùn từ bể lắng đủ cấp cho bể aerotank hoạt động lại mà không cần thời gian khởi động tích lũy cặn Thời gian lưu thủy lực của bể lắng: Có dung tích bể lắng: V = H Sbể = 722 = 2888 m3 Lưu lượng nước vào bể: Qbể lắng = Qv + QR = 1250 + 417 = 1667 m3/h Thời gian lưu hay thời gian lắng: tL = = 1,73 h Tính toán khí: • Tính toán bơm bùn tuần hoàn [3]: Lưu lượng dòng: Giả sử cột áp bơm : H = 10m Công suất bơm: Trong đó: η – Hiệu suất chung bơm, η = 0,7 – 0,9 Chọn η = 0,8; ρ – Khối lượng riêng bùn, ρ = 1020 kg/m3; Chọn 02 máy bơm bùn chìm có công suất 7,5 kW [8] • Tính toán moto quay gạt bùn [9] + Chọn loại moto có tốc độ quay 20 vòng/phút, công suất 7,5kW Bảng 3.4: Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng II STT Thông số Ký hiệu Thời gian lắng Kích thước bể Đơn vị Giá trị tL giờ 1,73 Đường kính D mm 15200 Chiều cao H mm 4500 Kích thước buồng Đường kính phân phối trung tâm Dtt mm 3800 Chiều cao phần nước h1 mm 1500 Chiều cao phần lắng h4 mm 2150 Chiều cao phần chóp đáy h2 mm 350 Độ dốc đáy 46 5% III Ước tính thiết bị có sơ đồ công nghệ: • Hầm bơm tiếp nhận: Trạm bơm thành phố bơm nước thải theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận trạm xử lý nước thải đặt vị trí cao giúp nước thải từ chảy qua công trình xử lý - Đường kính ống áp lực từ trạm bơm đến ngăn tiếp nhận: ống đường kính 300 mm [2] - Kích thước ngăn tiếp nhận: [2] A = 2000mm, B = 3000mm, H = 2000mm, H1 = 1600mm, h = 750mm, hI=750mm, b = 600mm • Bể điều hòa Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo ngăn tiếp nhận Ống áp lực Ngăn tiếp nhận Mương dẫn nước Thể tích bể điều hòa: Vb = Q*t = 1250 m3/h * h = 1250 m3 (t: thời gian lưu nước bể → chọn t = 1h) Chọn chiều cao bể: H = 10 m Vậy chiều rộng bể B = 10 m, chiều dài bể L = 12,5 m • Bể lắng I Chọn loại bể lắng ly tâm: Diện tích bề mặt cần thiết bể lắng: F = U0: tải trọng bề mặt (m3/m2.ngày) → chọn U0 = 45 m3/m2.ngày  F = = 666,7 m2 Tương tự bể lắng II: => ta chia bể với cùng kích thước • - Bể khử trùng: [3] Thể tích bể tiếp xúc: Trong đó: Q – Lưu lượng nước thải đưa vào bể tiếp xúc (m3/h); T – Thời gian tiếp xúc, t = 30 phút; 47 - Chọn chiều sâu lớp nước bể H =5m Chiều cao xây dựng bể: Diện tích mặt thoáng bể tiếp xúc là:  Chia làm bể khử trùng Chiều dài, chiều rộng bể lần lượt là: 5m 5m 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]: Metcalf & Eddy: Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse, Third edition (1991) [2]: Trịnh Xuân Lai, Tính toán – thiết kế các công trình xử ly nước thải, NXB Xây Dựng, (2011) [3]: Lâm Minh Triết, Xử ly nước thải đô thị công nghiệp – tính toán thiết kế công trình, NXB ĐHQG ( 2008) [4]: Hoàng Văn Huệ, Thoát nước – Tập 2: Xử lý nước thải,,̣ (2002) [5]: Bộ xây dựng, TCXDVN 51-2008 - Thoát nước - Mạng lưới công trình bên - Tiêu chuẩn thiết kế (2008) [6]: Trần Văn Nhân - Ngô Thị Nga , Giáo trình công nghệ xử ly nước thải (2001) [7]: Lựa chọn máy nén: http://sieuthimaynenkhi.net/tin-tuc/60/lua-chon-cong-suatmay-nen-khi-phu-hop.html (8-2015) [8]: Lựa chọn ống dẫn nước: http://bichvan.vn/bang-thong-so-ky-thuat-ong-nhua-tienphong-ctbv249.html (6-2014) [9]: Lựa chọn máy bơm: http://xulynuocthaivietnam.com/bom-chim-shinmaywa-cwtcnt.html [10]: http://yeumoitruong.vn/threads/tinh-toan-gat-bun-cho-be-lang-tron.8677/ [11]: BTNMT, QCVN 14:2008 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt, (2008) 49 [...]...Nguồn nước thải Xử lý cục bộ ngay tại nguồn Sử dụng lại nước thải hoặc thải bỏ vào nguồn Hệ tiếpthống nhận xử lý nước thải Thu gom nước thải Vận chuyển và bơm nước thải Hình 1.1: Hệ thống quản ly nước thải đô thị ở Việt Nam 2 Sơ đồ xử ly nước thải điển hình: Nước thải Song chắn rác Thải Bể lắng cát Bể điều hòa Bể khử trùng Bể lắng cấp II Bể lắng cấp I Bể xử lý sinh học Hình... gồm 2 trạm bơm sông kim Ngưu và sông Sét Hệ thống xử lý sơ bộ gồm bể lắng, bể tách đầu, bể phản ứng kế 11 tiếp, hệ thống xử lý bùn, nước thải sau khi được xử lý qua các bể được khử trùng bằng tia cực tím Hình 1.3: Sơ đồ xử ly nước thải nhà máy Yên Sở • • Sử dụng công nghệ xử ly sinh học SBR: là bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục Mỗi... trường xung quanh 6 Xử lí mùi phát tán: Mùi sinh ra ở các bể thu gom nước thải ban đầu được thu gom và hấp phụ trước khi thải vào môi trường không khí II Đề xuất công nghệ 24 Các thông số đầu vào của nước thải được lựa chọn để làm cơ sở thiết kế như sau: Bảng 2.1: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử ly TT Các thông số Đơn vị Nồng độ nước thải đầu vào 1 Lưu lượng nước thải m3/ngày 30000... Nước thải sinh hoạt thu gom bằng hệ thống thoát nước thải sinh hoạt riêng (có xây dựng các hố ga để thu bùn cặn và thu cát) được dẫn về trạm xử lý, vào bể tiếp nhận Nước thải từ bể tiếp nhận chảy vào mương dẫn có song chắn rác thô cào rác thủ công trước khi tự chảy vào bể lắng cát Trong bể lắng cát, nước thải được lắng và loại bỏ cát, cát sẽ được bơm ra sân phơi cát để tách nước, nước. .. khí để xử lý nước thải Dưới tác dụng phân hủy chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà nước thải được xử lý trước khi xả thải ra môi trường o Quá trình xử ly Anaerobic (xử ly sinh học kỵ khí): Trong các bể kỵ khí xảy ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và các chất dạng keo trong nước thải với sự tham gia của hệ vi sinh vật kỵ khí Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật... hợp để xử lý bằng UASB UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ được phân phối từ dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp (v ... Sở Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ AAO Hình 1.5 Hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ USAB Hình 1.6 Bể JOHKASOU Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Bio – sac... Nguồn nước thải Xử lý cục nguồn Sử dụng lại nước thải thải bỏ vào nguồn Hệ tiếpthống nhận xử lý nước thải Thu gom nước thải Vận chuyển bơm nước thải Hình 1.1: Hệ thống quản ly nước thải. .. nguồn nước uống bằng nước sinh hoạt thải hàng ngày Số liệu thống kê cho thấy, trung bình ngày Hà Nội thải 658.000 m3 nước thải, 41% nước thải sinh hoạt, 57% nước thải công nghiệp, 2% nước thải