Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu dân cư

Đề : Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu dân cư Nước thải khu công nghiệp xử lý trước đưa vào mạng lưới Nhà máy thải nước kênh, kênh nối với sông thuộc nguồn loại B Đặc điểm sông : - Lưu lượng trung bình nhỏ : 42 m3/s Vận tốc dòng chảy trung bình : 0,4 m/s Chiều sâu trung bình : 2,8 m Hàm lượng chất lơ lửng sông : 11mg/l DO : 4,2 mg/l BOD5 : 4,1 mg/l Cao độ mặt đất trung bình : + 5,0 m Nội dung cần hoàn thành : thuyết minh vẽ - - Thuyết minh : • Đề xuất 01 phương án xử lý • Tính toán công trình dây truyền công nghệ Bản vẽ : 04 vẽ A1 theo nội dung sau : • Bản vẽ 01 : Mặt bố trí công trình nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt • Bản vẽ 02 : Mặt cắt dọc theo nước mặt cắt dọc theo bùn công trình nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt • Bản vẽ 03 : Chi tiết công trình xử lý học nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt • Bản vẽ 04 : Chi tiết công trình xử lý sinh học nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt I Các thông số tính toán Xác định lưu lượng xử lý - Lưu lượng nước thải sinh hoạt : QSH = Trong : • • • • QSH: lưu lượng nước thải sinh hoạt ( ) : diện tích khu vực 1( ) : diện tích khu vực 2( ) MD1, MD2 : mật độ dân số khu vực 1, ( người/) QSH = 1056,2 m3/ ngđ - Lưu lượng nước thải công nghiệp : QCN = S = 1650 (m3/ngđ ) Lưu lượng nước thải bệnh viện : = qn/1000 = 114 (m3/ngđ ) Trong : q tiêu chuẩn thải nước =600( lit/đơn vị tinh.ngày) n số giường bênh - Tổng lưu lượng nước thải : Q = 12328,2 ( m3/ngđ) Chọn lưu lượng xử lý : QXL = 15000 ( m3/ ngđ ) - Lưu lượng nước thải trung bình : = 15000/24 = 625 m3/h Lưu lượng nước thải giây trung bình : = / 3,6 = 625/3,6 = 174 l/s Xác định hệ số không điều hòa ( theo mục 4.1.2, TCVN 7957 : 2008 ) - Hệ số không điều hòa ngày nước thải : Kd = 1,15 – 1,3, lấy Kd = 1,2 Hệ số không điều hòa chung K0, phụ thuộc vào lưu lượng nước thải trung bình ngày qtb ( l/s) ( Bảng - TCVN 7957 : 2008 ) Hệ số không điều hòa chung Ko Lưu lượng nước thải trung bình qtb ( l/s) Ko max 2,5 10 2,1 20 1,9 50 1,7 100 1,6 300 1,55 500 1,5 1000 1,47 5000 1,44 Ko 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71 Với qtb = 174 l/s, nội suy thu • Ko max = 1,58 • Ko = 0,62 Do xác định : - Lưu lượng nước thải lớn : = Ko max = 625 1,58 = 987,5 m3/h - Lưu lượng nước thải giây lớn : = /3,6 = 987,5 / 3,6 = 274 l/s Lưu lượng nước thải nhỏ : = Ko = 625 0,62 = 387,5 m3/h Lưu lượng nước thải giây nhỏ : =/ 3,6 = 387,5/ 3,6 = 104 l/s Nồng độ chất bẩn hỗn hợp nước thải : - Nồng độ chất bẩn nước thải sinh hoạt : Bảng 25 – TCVN 7957 • Chất rắn lơ lửng : aSS = 60 g/người.ngày • BOD5 nước thải lắng : aBOD5 = 30 g/người.ngày - Nồng độ chất bẩn nước thải công nghiệp : Nước thải công nghiệp xử lý sơ trước đưa vào mạng lưới, chất lượng nước đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn loại B (Theo QCVN 40 : 2008, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước thải công nghiệp) • • Chất rắn lơ lửng : SS = 100 mg/l BOD5 = 50 mg/l Xác định nồng độ chất bẩn hỗn hợp nước thải sau : a Nông độ chất bẩn nước thải sinh hoạt - Chất rắn lơ lửng : = 1000a/q = 1000.60/100 = 600 ( mg/l ) = 1000a/q = 1000.30/100 = 300 ( mg/l ) Trong : a chon bảng 1.2 trang xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ b Nồng độ chất bẩn nước thải công nghiệp : = 100 ( mg/l ) = 50 ( mg/l ) c Nồng độ chất bẩn nước thải bênh viện : = 100 ( mg/l ) = 50 ( mg/l ) Nồng độ chất bẩn hỗn hợp : SS = = 528,46 ( mg/l ) BOD = = 264,23 ( mg/l ) Dân số tính toán : a Dân số tương đương : - Theo chất rắn lơ lửng : = + = 2750 + 190 = 2940 người Theo BOD5 : - = + = 2940 người b Dân số tính toán : - Theo chất rắn lơ lửng : = + N= 2940 + 105642= 112582 người - Theo BOD5 : = + N= 2940 + 105642 = 112582 người Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải : a Tính toán mức độ pha loãng : - Hệ số pha loãng a : a = - Trong : • Q : lưu lượng nước sông , Q = 42 m3/s • q: lưu lượng nước thải lớn , q = 0,274 m3/s • x : khoảng cách từ miệng xả đến điểm tính toán theo chiều dòng chảy sông, m • : hệ số thực nghiệm xác định theo công thức : = Trong : : hệ số hình thái sông : = = = 1,1 : hệ số phụ thuộc vào vị trí cống xả nước thải, xả nước thải lòng sông: = 1,5 E : hệ số khuếch tán rối : E = == 0,0056 ( vtb ; vận tốc dòng chảy trung bình sông v tb = 0,4 m/s; Htb :độ sâu trung bình sông, Htb = 2,8m) • Khi : = 1,1.1,5= 0,45  Hệ số pha loãng a : a= = = 0,92 Như vậy, nước thải trường hợp xét pha loãng với 92% lưu lượng nước sông b Xác định mức độ xử lý nước thải theo cặn lơ lửng Hàm lượng chất rắn lơ lửng nước thải cần đạt trước xả vào sông : Cnth = b.( + 1) +Cng=1,2 (+ ) + 11 = 193 mg/l Trong : Cng : hàm lượng chất rắn lơ lửng sông trước xả nước thải, Cng = 11mg/l b – độ tăng cho phép hàm lượng cặn lơ lửng điểm tính toán sông xả vào nguồn loại B, lấy theo phụ lục A - TCVN 7957:2008, chọn b = 1,0 mg/l Do Cnth phải 100 mg/l ( theo QCVN 14:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước thải sinh hoạt – loại B ) Vậy mức độ cần xử lý theo chất rắn lơ lửng : ESS = 100% = 100% = 81,06 % c Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo tiêu BOD5 - Lt = ( Hàm lượng nước thải cần đạt sau xử lý - Lng ) + Trong : : hàm lượng BOD5 giới hạn cho phép nước nguồn điểm tính toán, theo phụ lục A – TCVN 7957 : 2008, nguồn loại B , 25 mg/l, lấy = 1mg/l Lng: hàm lượng BOD5có sông trước tiếp nhận nước thải, Lng = 4,1 mg/l K : số tốc độ tiêu thụ oxi nước thải nước sông, ngày -1 Ở điều kiện 200C lấy K = 0,1 ngày-1 t: thời gian pha loãng nước thải với nước sông kể từ điểm xả đến điểm tính toán, ngày t= = = 0,13 ngày Do : Lt = ( – 4,1) + = 1617 mg/l Do Lt phải 50 mg/l (theo QCVN 14:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước thải sinh hoạt – loại B) Vậy mức độ xử lý nước thải cần thiết theo tiêu BOD5 : EBOD5 = 100% = 100% = 81,06 % Sơ đồ công nghệ xử lý : NGĂN TIẾP NHẬN SÂN PHƠI CÁT SONG CHẮN RÁC CƠ GIỚI MÁY NGHIỀN RÁC BỂ LẮNG CÁT NGANG BỂ ĐÔNG TỤ SINH HỌC TRẠM THỔI KHÍ BỂ LẮNG HAI VỎ BỂ AEROTANK ĐẨY BỂ LẮNG NGANG ĐỢT HAI Chú thích - đường bùn TRẠM CLO - Đường nước - MÁNG TRỘN BỂ TIẾP XÚC NGANG SÂN PHƠI KHÔ CÔ KHÍ Đường khí Thuyết minh sơ đồ công ĐƯỜNG nghệ :ỐNG DẪN RA SÔNG XỬ LÝ Nước thải thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa ngăn tiếp nhận đường ống áp lực Từ ngăn tiếp nhận nước thải tự chảy sang công trình đơn vị trạm xử lý Đầu tiên nước thải dẫn qua mương dẫn có đặt song chắn rác Tại đây, rác cặn có kích thước lớn giữ lại, sau thu gom, đưa máy nghiền rác Sau qua song chắn rác, nước thải tiếp tục đưa vào bể lắng cát.Cát sau lắng đưa khỏi bể thiết bị nâng thủy lực vận chuyển đến sân phơi cát Trước vào bể lắng hai vỏ, nước thải đưa qua công trình đông tụ sinh học Trong công trình nuớc thải thổi khí kết hợp bổ sung bùn hoạt tính Công trình có vai trò làm tăng hiệu lắng nước thải công trình bể lắng hai vỏ Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng hai vỏ Tại chất hữu không hòa tan trong nước thải giữ lại Cặn lắng đưa đến sân phơi khô cô khí Nước thải tiếp tục vào bể Aerotan đẩy để xử lý sinh học Tại bể Aerotan đẩy, vi khuẩn phân hủy hợp chất hữu có nước thải điểu kiện sục khí liên tục Quá trình phân hủy làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành lượng bùn hoạt tính dư Sau nước thải chảy qua bể lắng đợt II, phần bùn hỗn hợp bùn - nước sau bể Aerotan giữ lại, phần bơm tuần hoàn trở lại bể Aerotan nhằm ổn định nồng độ bùn hoạt tính bể Aerotan, phần lại đưa sân phơi bùn khô cô khí Sau xử lý sinh học lắng đợt II, hàm lượng cặn nồng độ BOD nước thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu nồng độ vi khuẩn (điển hình coliform) lượng lớn yêu cầu phải tiến hành khử trùng nước thải trước xả vào nguồn tiếp nhận Nước thải khử trùng hệ thống clo bao gồm máng trộn bể tiếp xúc Nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn thải sông tiếp nhận Sơ đồ công nghệ xử lý : NGĂN TIẾP NHẬN SONG CHẮN RÁC CƠ GIỚI SÂN PHƠI CÁT BỂ LẮNG CÁT NGANG TRẠM THỔI KHÍ TRẠM CLO ĐƯỜNG ỐNG DẪN RA BỂ BIOFIN CAO TẢI BỂ BỂ BỂ BỂ LẮNG LẮNG ĐÔNG TIẾP NGANG XÚC NGANG TỤTRỘN SINH LYĐỢT TÂM ĐỢT HỌC HAI SÔNG MÁNG MÁY NGHIỀN RÁC SÂN XỬ PHƠI LÝBÙN BỂ METAN Thuyết minh sơ đồ công nghệ : Nước thải thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa ngăn tiếp nhận đường ống áp lực Từ ngăn tiếp nhận nước thải tự chảy sang công trình đơn vị trạm xử lý Đầu tiên nước thải dẫn qua mương dẫn có đặt song chắn rác Tại đây, rác cặn có kích thước lớn giữ lại, sau thu gom, đưa máy nghiền rác Sau qua song chắn rác, nước thải tiếp tục đưa vào bể lắng cát.Cát sau lắng đưa khỏi bể thiết bị nâng thủy lực vận chuyển đến sân phơi cát Trước vào bể lắng hai vỏ, nước thải đưa qua công trình đông tụ sinh học Trong công trình nuớc thải thổi khí kết hợp bổ sung bùn hoạt tính Công trình có vai trò làm tăng hiệu lắng nước thải công trình bể lắng hai vỏ Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng hai vỏ Tại chất hữu không hòa tan trong nước thải giữ lại Cặn lắng đưa đến sân phơi khô cô khí Nước thải tiếp tục vào bể Aerotan đẩy để xử lý sinh học Tại bể Aerotan đẩy, vi khuẩn phân hủy hợp chất hữu có nước thải điểu kiện sục khí liên tục Quá trình phân hủy làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành lượng bùn hoạt tính dư Sau nước thải chảy qua bể lắng đợt II, phần bùn hỗn hợp bùn - nước sau bể Aerotan giữ lại, phần bơm tuần hoàn trở lại bể Aerotan nhằm ổn định nồng độ bùn hoạt tính bể Aerotan, phần lại đưa sân phơi bùn khô cô khí Sau xử lý sinh học lắng đợt II, hàm lượng cặn nồng độ BOD nước thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu nồng độ vi khuẩn (điển hình coliform) lượng lớn yêu cầu phải tiến hành khử trùng nước thải trước xả vào nguồn tiếp nhận Nước thải khử trùng hệ thống clo bao gồm máng trộn bể tiếp xúc Nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn thải sông tiếp nhận Tính toán công trình dây chuyền công nghệ xử lý 1: Ngăn tiếp nhận, mương dẫn nước sau ngăn tiếp nhận 1.1 Ngăn tiếp nhận Dựa vào lưu lượng nước thải lớn q maxh = 987,5 m3/h , Chọn ngăn tiếp nhận với thông số sau : Q m3/h 1000-1400 Kích thước bản, mm A B 2000 2300 H 2000 H1 1600 h 750 h1 750 D ống,mm B 600 l 1000 l1 1200 ống 250 1.2 Mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận : Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật Tính toán thủy lực mương dẫn (xác định: độ dốc i, vận tốc v, độ đầy h) dựa vào bảng tính bảng tính toán thủy lực cống mương thoát nước PGS.TS Trần Hữu Uyển Kích thước thông số thủy lực máng dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận Thông số tính toán Độ dốc i , Chiều rộng B( mm) Vận tốc v(m/s) Độ đầy h (m) QTB = 174 l/s 1,4 600 0,9 0,32 Qmax = 274 l/s 1,4 600 0,9 0,51 Qmin =104 l/s 1,4 600 0,9 0,19 Song chắn rác Song chắn rác bố trí nghiêng góc 60 so với phương nằm ngang để tiện sửa chữa, bảo trì, vận hành Song chắn rác làm thép không rỉ, song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật với bề dày d= 8mm, khoảng cách khe hở b = 16mm Tiết diện song chắn hình chữ nhật có kích thước d x a = x 60 mm Số song chắn rác 2, công tác dự phòng Hình : Sơ đồ bố trí song chắn rác Chiều sâu lớp nước song chắn rác lấy độ đầy tính toán mương dẫn ứng với Qmax : H = Hmax = 0,51 m - I số bùn nằm khoảng 100-200 mg/l,chọn I = 100 mg/l Diện tích mặt thoáng bể lắng ngang đợt II Diện tích mặt cắt ướt bể W = Trong : v - Vận tốc dòng chảy lớn , lấy v = 5mm/s Chiều rộng bể lắng ngang đợt II B= Chiều dài bể lắng đợt II L= Chọn bể làm việc đồng thời , bể ngăn, Chiều rộng ngăn b = B/4 = 22/4 = 5,5 m Thời gian lưu nước bể lắng II T= Thời gian đảm bảo thời gian lắng bể lắng ngang đợt II sau aeroten Kiểm tra vận tốc thực tế bể lắng vtt = 0,005 m/s Vậy tốc độ tốc độ nước thải thực tế trùng với vận tốc chọn đảm bảo cho trình lắng nước thải Tính toán thể tích chứa nén bùn cặn 2,3m3 Trong : - - B bùn hoạt tính dư từ bể lắng ngang đợt I (g/m 3) B = 130,5g/m3 b hàm lượng chất lơ lửng nước thải sau bể lắng đợt II hàm lượng BOD5 nước thải làm 50 mg/l,chọn thời gian lắng 1h b = 58 mg/l = 58 g/m3 p độ ẩm cặn tươi, p = 99% n số đơn nguyên công tác , n = t thời gian lần xả cặn, bể lắng đợt sau aeroten t 2h, lấy t =2h Chiều cao xây dựng bể lắng ngang đợt II Hxd = H+ Hbv + Hth + H1 + H2 = 2,5 + 0,5 + 0,4 + 0,3+0,3= 4,0 m Trong : - Hbv chiều cao bảo vệ , lấy 0,5 m Hth chiều cao lớp nước trung hòa ,lấy 0,4 m H1 chiều cao hố thu cặn, lấy 0,3 m H2 chiều cao từ mép hố thu cặn đến lớp nước trung hòa, lấy 0,3m Bể lắng ngang đợt II có hệ thống dẫn nước vào đầu bể dẫn cuối bể hệ thống mương dẫn nước Thiết kế mương dẫn nước tương tự bể lắng ngang đợt I Bảng thông số thiết kế bể lắng ngang đợt II Thông số Số bể Số ngăn/1bể Chiều rộng ngăn Chiều cao Đơn vị Bể Ngăn m m Giá trị 2 5,5 4,0 i) Chiều dài ii) miii) 34 Tính toán bể nén bùn ly tâm Hàm lượng bùn hoạt tính dư B = αC1 – C2 = 130,5 – 58 = 72,5 mg/l b Trong : - - α :là hệ số kể đến tăng lượng bùn, xử lý sinh học hoàn toàn α = 1,25 – 1,35 xử lý sinh học không hoàn toàn α = 1,0 – 1,2 Do xử lý sinh học không hoàn toàn, chọn α = 1,0 C1 C2 chất lơ lửng sau bể lắng đợt I bể lắng đợt II, C = 130,5 mg/l C2 = 58 mg/l Hàm lượng bùn hoạt tính dư lớn Pmax = K×Bb = 1,15 ×72,5 = 83,4 (mg/l) ( K hệ số tăng sinh khối không điều hòa theo tháng bùn hoạt tính, K = 1,15 – 1,2, chọn K= 1,15 Lượng bùn hoạt tính dư lớn : 26 m3/h Trong : - Q lưu lượng ngày đêm, Q = 15000 m3 /ngđ C nồng độ bùn hoạt tính dư bị nén, g/m3 Tra bảng 4.5 [2], C = 1,5 – 2,5 g/lhay C = 1500 – 2500 g/m3 , chọn C = 2000 g/m3 Diện tích mặt bể nén bùn ly tâm F= = = 52 (m2) Trong : - q0 tải trọng bùn tính toán lên diện tích mặt thoáng bể nén bùn ly tâm (m3/m2.h) Chọn q0 = 0,5 (m3/m2.h) Đường kính bể nén bùn ly tâm D = ( n = số bể nén bùn ly tâm ) Chiều cao công tác bể nén bùn H = q0× t = 0,5 ×8 = (m) ( t thời gian nén bùn từ – 24 h, thông thường lấy h ) Chiều cao xây dựng bể nén bùn ly tâm H = Hct + Hbv + h2 + h3 = + 0,3 + 0,3 + = 5,6 m Trong đó: - Hbv chiều cao mực nước từ thành bể Hbv = 0,3m h2 chiều cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn, ta dùng hệ thống gạt bùn nên h2 = 0,3 m,(nếu dùng bơm hút bùn h2 = 0,7 m) h3 chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn h3 = 1,0 m Tốc độ quay hệ thống gạt từ 0,75 – h-1 Độ nghiêng đáy bể nén bùn đến hố thu cặn dùng gạt: i = 0,01 Bùn nén xả định kỳ áp lực thủy tĩnh 0,5 – 1,0 m Bể nén bùn thiết đặt vị trí tương đối cao nước sau nén bùn tự chẩy qua ống tự chảy trở lại bể lắng ngang đợt I Thông số thiết kế bể nén bùn ly tâm Thông số Số bể Đường kính bể Chiều cao xây dựng Đơn vị bể m m Giá trị 5,8 5,6 Tính toán bể mêtan Bể metan công trình xây dựng để lên men ổn định yếm khí loại bùn cặn nước thải Bể xây dựng bê tông cốt thép hoắc thép, có dạng hình tròn mặt Sản phẩm trình lên men chủ yếu CH4 chiếm khoảng 60% lượng khí tạo thành công trình metan Ngoài số sản phẩm CO2, NH3, H2 thực tế, trình lên men phân hủy 60 – 80% chất hữu Khí tạo thành bể sử dụng làm nhiên liệu Có hai chế độ lên men: Lên men ấm (30 - 35 độ C), lên men nóng (50-55 độC) Nhiệt độ yếu tố quan trọng trình lên men, nhiệt độ cao thời gian lên men giảm Tính toán bể metan Các loại cặn dẫn đến bể mêtan bao gồm cặn từ bể lắng đợt I, bể lắng đợt II, song chắn rác Thể tích tổng cộng hỗn hợp bùn cặn W = WBL1 + WBL2 +WSCR Lượng cặn từ bể lắng đợt I Trong đó: C1 hàm lượng chất lơ lửng dẫn đến bể lắng đợt I Ctc = 435 g/l Q lưu lượng nước thải Q = 15000 m3/ngd P độ ẩm cặn tươi, P = 95% E hiệu suất lắng có làm thoáng, E = 70% K hệ số tính đên tăng trưởng cặn cỡ hạt lơ lửng, K= 1,1 – 1,2 chọnK = 1,1  Lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng ngang đợt II - Lượng bùn hoạt tính dư sinh bể lắng tuần hoàn phần tới bể làm thoáng sơ bể aeroten Phần lại dẫn tới bể nén bùn ly tâm Wb = = Trong đó: α :là hệ số tính toán đến khả tăng trưởng không điều hoàn bùn hoạt tính trình xử lý sinh học α = 1,1 – 1,2 theo [3] chọn α = 1,2 P độ ẩm bể bùn hoạt tính nén P = 97% Ctr hàm lượng bùn hoạt tính theo nước bể lắng đợt II Ctr = 58 mg/l E hiệu suất bể lắng ngang đợt I có làm thoáng E = 70% - Lượng bùn hoạt tính dẫn đến bể mêtan W= Wc + Wb + WSCR = 100,5 + 24,65 + 6,2 = 131,35 (m3 /ngđ) Độ ẩm trung bình bùn hoạt tính Phh = 100× (1- ) = = 95,32 % Trong đó: - CK lượng chất khô cặn tươi với độ ẩm 95 - BK lượng chất khô tring bùn hoạt tính dư với độ ẩm - RK lượng chất khô rác thải nghiền rác song chắn rác Rk = =0,372 m3/ngđ Tính toán kích thước bể metan Khi độ ẩm hỗn hợp cặn P hh lớn 94% chọn chế độ lên men ấm với nhiệt độ từ 30 – 35 độ C Chọn t = 33oC Dung tích bể metan Wm = Trong đó: - W lượng cặn tổng dẫn vào bể metan W = 131,35 m3/ngd d liều lượng cặn ngày đêm dẫn vào bể metan (%) phụ thuộc vào chế độ độ ẩm cặn, lấy d = 9,6% Kích thước bể metan phụ thuộc vào dung tích bể tham khảo kích thước thiết kế theo mẫu ghi lại [bảng 3.14 3.15 theo giáo trình xử lý nước thải đô thị công nghiệp Lâm Minh Triết] Bảng 3.15 Đường kính m 10 12,5 15 17,5 20 Dung tích bể 500 1000 1600 2500 4000 Chiều cao thiết kế (m ) h1 H h2 1,45 1,7 1,9 6,5 2,15 2,35 7,5 2,6 2,5 8,5 3,03 2,9 10,6 3,5 Từ bảng chọn thông số kích thước bể metan sau: Chọn bể metan làm việc luân phiên Kích thước bể metan lấy theo kích thước bể metan mẫu có đường kính 15 m Dung tích bể 1600 m3 Chiều cao 8,5 m Thông số thiết kế Dung tích bể Đường kính bể Chiều cao thân hình trụ , H Chiều cao đáy, h2 Chiều cao nắp , h1 Tính toán lượng khí đốt Đơn vị m3 m m m m Giá trị 1600 15 8,5 2,6 2,35 Trong trình bể làm việc điều kiện kỵ khí bể metan có sản sinh lượng khí đốt lượng khí đốt xác định theo công thức Y= = 0,46 m3 Trong đó: - - n: hệ số phụ thuộc vào độ ẩm cặn chế độ lên men lấy [theo B-3.16][3] trường hợp cặn – bùn có độ ẩm (như tín toán phần có độ ẩm = 99% chọn chế độ lên men ấm n = 0.63 a: khả lên men lớn chất trơ hỗn hợp bùn cặn dẫn vào bể metan (%) Giá trị a phụ thuộc vào thành phần hoan hovj cặn tưới chất béo, hydrat cacbon a tính theo công thức: a = (0,92B + 0,92 H + 0,348)100 Ở đây: B hàm lượng chất béo H hàm lượng hydratcacbon P hàm lượng protein Tuy nhiên tài liệu thực tế thành phần nước thải trị số không xác định Nên giá trị a tính theo công thức A= =51,97(%) Ở đây: C0, B0, R0 lần chất hữu không tro cặn tươi từ bể lắng ngang đợt I, bể lắng ngagn đợt II, rác nghiền C0 = = Lượng chất không tro bùn hoạt tính dư = (T/ngày) B0 = = Lượng chất không tro bùn máy nghiền rác = 0,775 (T/ngày) R0 = 0,27 (T/ngày)  Lượng khí đốt tổng cộng xác định theo công thức: K = y × ( C0 + R0 +B0) ×1000 = 0,46 (6 + 0,27 + 0,775) ×1000 = 3240,7 (m3/ngd) Khí đốt chủ yếu khí metan lẫn số hỗn hợp khí khác Các loại khí có khả ăn mòn thiết bị, mạng lưới dân khí đốt bể chứa cần lựa chọn loại đường ống vật liệu có khả chống ăn mòn tốt Sân phơi bùn Cặn sau lên men bể metan phân bùn bể tiếp xúc dẫn sân phơi bùn để làm nước đạt đến độ ẩm cần thiết thuận lợi cho việc vận chuyên xử lý Làm rao nước học, (thiết bị lọc ép bùn, máy ép bùn băng tải, máy lọc ) sử dụng sân phơi bùn để làm nước lựa chọn phương ohaps cần dựa vào vị trí, diện tích trạm Lượng cặn tông cộng dẫn đến sân phơi bùn bao gồm cặn từ bể metan, cặn từ bể tiếp xúc (sau khử trùng sau lắng II)  Tính toán lượng bùn cặn Wtc = W + Wtx = 131,35 + 4,5 = 135,85 m3 Trong đó: - W lượng cặn từ bể metan W= 131,35 m3 Ntt dân số tính toán tính theo hàm lượng cặn Ntt = 112500 người Wtx hàm lượng cặn từ bể tiếp xúc Wtx = = 4,5 m3/ngd a tiêu chuẩn bùn bể tiếp xúc dùng clo để khử trùng cho ng/ngày Xử lý học: a = 0,08 – 0,16 l/ng.ngày Khi xử lý sinh học aeroten: a = 0,03 – 0,06 l/ng.ngày Xử lý sinh học biofil: a = 0,05– 0,1 l/ng.ngày  Tính toán diện tích hữu ích sân phơi bùn • • • F1 = = = 10330 m2 Trong đó: - q0 tải trọng cặn lên săn phơi bùn lấy [theo B- 3.17][3] trường hợp xét tới cặn tươi, rác, bùn hoạt tính dư lên men với nên nhân tạo có hệ thông rút nước qo – m3/m2 năm - n: hệ số phụ thuộc vào khu vực tạm thời Đối với khu vục miền Bắc lấy n =2,2 -2,8 chọn n = 2,4 Sân phơi bùn chia làm ô Chọn kích thước ô 35×50= 1750m2 Tổng diện tích sân phơi bùn 1750.6 = 10500 m2  Diện tích phụ sân phơi bùn bao gồm đường sá, mương máng tính toán sau: F2 = K×F1 = 0,25 ×10500 = 2625 m2 Ở đây: K hệ số tính đến diện tích phụ K = 0,2 – 0,4 Chọn K = 0,25  Diện tích tổng cộng sân phơi bùn F = F1 + F2 = 10500 + 2625 = 13125 m2 Lượng bùn phơi từ độ ẩm 96% đến độ ẩm 75% lại Wp = Wtc ×365 × = 131,35 365 = 7671 m3 Trong đó: - P1 độ ẩm trung vình bùn cặn lên men bể metan P = 96-97% Chọn P 1= 96% P2 độ ẩm sau phơi P2 = 75-80% chọn P2 = 75% Chu kỳ xả bùn vào sân bùn dao động từ 20-30 ngày Phụ thuộc vào nhiều yếu tố • • • Tính chất bùn dẫn vào sân phơi bùn Khả thấm nước đất Mùa nắng hay mùa mưa năm Theo bảng 3.17 [3] Tải trọng bùn 1m2 sân phơi bùn Loại cặn dẫn đến sân Cặn tươi bùn hoạt tính chưa lên men Cặn tươi bùn hoạt tính lên men Cặn lên men lắng Tải trọng bùn 1,5 1,5 Nền nhân tạo hút nước 1,5 2,0 2,5 Bùn thô dẫn đến với độ ẩm từ 75- 80% thu gom vận chuyển đên nơi tiêu xử lý chất thải rắn tập chung Với máy xúc có công suất 45m3/h thời gian làm việc máy xúc năm T = 7671 : 45 = 170,5 (h) Nước sân phơi bùn theo hệ thống rút nước dẫn trở lại bể lắng ngang đợt I 10 Bể tiếp xúc Được thiết kế giống bể lắng thiết bị gom bùn nhằm thực trình tiếp xúc Clo nước thải sau xử lý bể lắng ngang đợt II Trong trình khử trùng Clo bể tiếp xúc xảy trình keo tụ tạo phần hạt lơ lửng nhỏ lắng bể vận tốc chuyển động nước bể tiếp xúc phải tính toán cho khả cặn trôi theo dòng nước nhỏ thường tốc độ không lớn tốc độ nước bể lắng đợt II Thiết kế bể tiếp xúc ngang Nước thải sau xử lý bể tiếp xúc dẫn máng tới giếng xả trạm xử lý khoảng l = 200m Tốc độ dòng chảy v V = 0,8 m/s Thời gian tiếp xúc Clo với tiếp xúc nước thải bể tiếp xúc máng dẫn sông yêu cầu 30 phút Như vậy, thời gian tiếp xúc riêng bể tiếp xúc [theo B- 7.18] [Xử lý nước thải đô thị]  Thời gian tiếp xúc bể T = 30 = 25,83 phút  Thể tích hữu ích bể Wbe = Q×t /60 = 987,5 × 25,83 :60 = 425,11 m3  Thiết kế hai bể tiếp xúc thể tích bể W1be = 425,11:2 = 212,6 m3  Diện tích bể tiếp xúc F1 = W1be : H1 = 212,6 : = 53,15 m2 Ở đây: H1 chiều cao công tác bể tiếp xúc từ 2,7 – 5,7 m chọn H1 m Thông số bể tiếp xúc ngang B ×L ×H1 = ×11×4 Thể tích ngăn bùn từ bể tiếp xúc xác định theo công thức Wb = = 3,4 m3 Trong đó: a liều lượng cặn lắng bể tiếp xúc a = 0,03 l/người.ngày 11 Tính toán máng trộn (máng trộn vách ngăn có lỗ) Dung dịch hoạt tính Clo ozon đưa vào máng trộ để nước thải, sau hôn hợp chuyển qua bể tiếp xúc thực trình phàn úng diệt khuẩn Máng trộn có nhiều loại: máng trộn dạng vách ngăn, máng trộn vây cá Tính toán máng trộn có vách ngăn  Số lỗ vách ngăn N= Chọn n = 46 lỗ = 45,44 lỗ Chọn số hàng theo chiều đứng hàng, theo chiêu ngang 10 hàng.khoảng cách giuaxqa tâm lỗ theo chiều ngagn lấy 2d = 0,16 m Khoảng cách hai lỗ đến thành máng trộn theo chiều ngang lấy đường kính lỗ = 0,08 m  Chiều ngang máng trộn B = 2d( nng -1) + 2d = 0,08 ( -1) + 0,08 = 1,6 m Khoảng cách tâm lỗ theo chiều đứng vách ngăn thứ (tính từ cuối máng trộn ) lấy 2d Khoảng cách từ tâm lỗ hàng ngagn đến máng trộn lấy d= 0,08 m  Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ H1 = 2d(nd - 1) + d = 0,08 (10 – ) + 0,08 = 0,72 m  Chiều cao lớp nước trước ngăn nước thứ H2 = H1 + h = 1,6 + 0,19 = 1,8 m h: tổn thất áp lực qua lỗ ống vách ngăn thứ tính theo công thức h= hệ số lưu lượng: = 0,19 m = 0,62  Khoảng cách tâm lỗ theo chiều đứng vách ngăn thứ a= = 0,415 m  Khoảng cách vách ngăn tính theo công thức l = 1,5 B = 1,5 1,6 = 2,4 m  Chiều dài tổng cộng máng trộn với vách ngăn có lỗ L=3 l+ = 2,4 + 0,2 = 7,6 m  Chiều cao xây dựng máng trộn tính theo công thức Hxd= H2 + Hdp = 1,82 + 0,4 = 2,22 m edc Ở đây: Hdp chiều cao dự phòng tính từ tâm lỗ ngagn vách ngăn thứ đến mép máng trộn lấy 0,4 m  Thời gian lưu nước máng trộn T= = 32 giây Tính toán bể Clo  Lượng Clo hoạt tính cần thiết khử trùng nước thải Y= (Kg/h) Trong đó: - A liều lượng Clo hoạt tính cần thiết cho nước thải Do nước thải xử lý sinh học không hoàn toàn nên a = g/m3 Lượng Clo cần dùng lưu lượng lớn Y= kg/h Lượng Clo cần dùng lưu lượng trung bình Y= kg/h Lượng Clo cần dùng lưu lượng nhỏ Y= kg/h Sử dụng cloraetor (1 công tác, dự phòng) công suất Cloraetor 20,5 – 82 Kg/h Cần hai bình chứa (bulong) thép để tiếp nhận Clo nước từ nước chuyển thành dẫn Cloraetor Sử dụng Cloraetor thiết kế sẵn lít kg D (mm) L (mm) 312 500 640 1800 Trọng lượng 390 Lượng Clo lấy từ m3 diện tích bề mặt bên thùng chứa kg/h  Diện tích mặt bên thùng chứa theo công thức: S=( D) 0,8L = 3,14 0,640 0,8 1,800 = 2,9 m2 Như lượng Clo lấy thùng chứa q = 2,3 = 8,7 (kg/h) [Tra bảng 3.18][3] Số lượng thùng chứa cần thiết N1 = thùng Chọn thùng dự trữ có thùng công tác thùng dự trữ Số thùng chứa cần dự trữ tháng N= thùng Dự trữ thùng chứa cho cẩ tháng làm việc trạm xử lý Số thùng chứa cất giữ kho, kho bố trí trạm Cloraetor có ngăn độc lập Để vận chuyển thùng chứa Clo từ cị trí đến vị trí thường dùng xe chuyên dùng  Lưu lượng Clo lớn tính theo công thức: = 7,4 (m3/h) Trong đó: - a liều lượng Clo hoạt tính a = g/m3 - b nồng độ Clo hoạt tính nước Clo %, phụ thuộc vào nhiệt độ từ 20 – 25 oC  Lượng Clo tổng cộng cần thiết cho nhu cầu trạm xử Cloraetor xác định theo công thức = 2,223 m3/h Trong đó: - - Q lượng nước cần dung để bốc Clo tính toán sơ lấy 300 – 400 l/kg Chọn q = 350 l/kg lượng nước cần thu hòa tan 1g Clo (l/g) sau với nước thải 25 oC phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải = 1,0 (l/g) [...]... chuyển động của nước trong bể tiếp xúc phải được tính toán sao cho khả năng cặn trôi theo dòng nước là nhỏ nhất thường thì tốc độ này không lớn hơn tốc độ nước trong bể lắng đợt II Thiết kế bể tiếp xúc ngang Nước thải sau khi xử lý ở bể tiếp xúc rồi được dẫn bằng máng ra tới giếng xả các trạm xử lý một khoảng l = 200m Tốc độ dòng chảy v V = 0,8 m/s Thời gian tiếp xúc của Clo với tiếp xúc nước thải trong... 5.4 Tính toán cấp khí cho bể aeroten Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1 m3 nước thải : D = == 7,39m3 khí/m3 nước thải Trong đó: - - - n1: là hệ số xét tới ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải n1 = 1 + 0,02 (Ttb – 20) = 1,2 ( T tb nhiệt độ trung bình của nước thải trong tháng mùa hè lấy bằng 29 độ C) n2 : là hệ số xét đến quan hệ giữa tốc độ hòa tan của ooxy trong nước sạch và bùn với... = 3,5 m ( H= 3 m là độ ngập của thiết bị ) Bảng: Thông số công trình bể xử lý sinh học Aeroten đẩy Thông số Đơn vị Giá trị Số bể Số hành lang/1 bể Kích thước hành lang (BLH) Số đĩa phân phối khí Bể Hành lang m 2 4 5,5 30 3,5 Đĩa 568 đĩa Tính toán lượng bùn tuần hoàn Từ thức hiện và kinh nghiệm quản lý ở các trạm xử lý nước thải cho thấy lượng bùn hoạt tính tuần hoàn chiếm 40-70% tổng lượng bùn hoạt... lấy bằng 0,5 m Hth là chiều cao lớp nước trung hòa ,lấy bằng 0,4 m H1 là chiều cao hố thu cặn, lấy bằng 0,3 m H2 là chiều cao từ mép trên hố thu cặn đến lớp nước trung hòa, lấy bằng 0,3m Bể lắng ngang đợt II có hệ thống dẫn nước vào ở đầu bể và dẫn ra ở cuối bể bằng hệ thống mương dẫn nước Thiết kế mương dẫn nước tương tự như ở bể lắng ngang đợt I Bảng thông số thiết kế bể lắng ngang đợt II Thông số Số... loại khí này có khả năng ăn mòn thiết bị, vì vậy mạng lưới dân khí đốt và bể chứa cần lựa chọn loại đường ống và vật liệu có khả năng chống ăn mòn tốt 7 Sân phơi bùn Cặn sau khi lên men ở bể metan và một phân bùn ở bể tiếp xúc sẽ được dẫn ra sân phơi bùn để làm ráo nước đạt đến độ ẩm cần thiết thuận lợi cho việc vận chuyên và xử lý tiếp theo Làm rao nước bằng cơ học, (thiết bị lọc ép bùn, máy ép bùn... suất 45m3/h thì thời gian làm việc của máy xúc sẽ mỗi năm là T = 7671 : 45 = 170,5 (h) Nước ở sân phơi bùn sẽ theo hệ thống rút nước và được dẫn trở lại bể lắng ngang đợt I 10 Bể tiếp xúc Được thiết kế giống như bể lắng nhưng không có thiết bị gom bùn nhằm thực hiện quả trình tiếp xúc giữa Clo và nước thải sau khi xử lý ở bể lắng ngang đợt II Trong quá trình khử trùng bằng Clo ở bể tiếp xúc sẽ xảy ra... Nồng độ ôxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong bể, C 0 lớn hơn 4(mg/l) nên - chọn C0 - 4 mg/l.[theo QCVN 38/2008] a là liều lượng bùn hoạt tính (mg/l) bể aeroten có tải trọng trung bình 2,5 – 3,5 - mg/l, chọn a = 3 mg/l Lt - BOD5 của nước thải sau xử lý, Lt = 50 (mg/l) La - BOD5 của nước thải khi vào bể aeroten , La = 192,61 (mg/l) Tốc độ oxy hóa riêng các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt: = 85=... trong trạm chọn =7 Sau khi đi qua bể đông tụ sinh học hàm lượng BOD5 của nước thải giảm 20%: Như vậy nồng độ BOD5 của nước thải sau xử lý sẽ là: = x (100 – 20)% = 240,768 x 80% = 192,614 mg/l Hàm lượng chất lơ lửng sau khi đi qua bể đông tụ sinh học sẽ là: = x (100 – 65)% = 481,538 x 30% = 144,46 mg/l 5 Bể lắng hai vỏ - Thể tích hữu ích của máng lắng Wm = Qmax t 3600 + Qmax = 0,274 /s + Thời gian lưu nước: ... bể aeroten đẩy Do BOD5 của nước thải khi đưa vào bể aerotank La = 192,61 mg/l > 150 mg/l, nên cần thiết phải tái sinh bùn hoạt tính 5.1 Các thông số tính toán Các đại lượng cần để tính toán đối với nước thải đô thị được lấy theo Bảng 46 (1) như sau: - ρmax - Tốc độ ôxy hóa riêng lớn nhất, ρmax= 85 (mg/g.h) K1 - Hằng số đặc trưng cho tính chất của chất bẩn hữu cơ trong nước thải, K 1 = 33 - (mgBOD/l)... lấy d = 9,6% Kích thước của bể metan phụ thuộc vào dung tích bể có thể tham khảo kích thước thiết kế theo mẫu ghi lại trong [bảng 3.14 và 3.15 theo giáo trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết] Bảng 3.15 Đường kính m 10 12,5 15 17,5 20 Dung tích bể 500 1000 1600 2500 4000 Chiều cao thiết kế (m ) h1 H h2 1,45 5 1,7 1,9 6,5 2,15 2,35 7,5 2,6 2,5 8,5 3,03 2,9 10,6 3,5 Từ bảng trên ... DẪN RA SÔNG XỬ LÝ Nước thải thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa ngăn tiếp nhận đường ống áp lực Từ ngăn tiếp nhận nước thải tự chảy sang công trình đơn vị trạm xử lý Đầu tiên nước thải dẫn qua... lưu nước máng trộn T= = 32 giây Tính toán bể Clo  Lượng Clo hoạt tính cần thiết khử trùng nước thải Y= (Kg/h) Trong đó: - A liều lượng Clo hoạt tính cần thiết cho nước thải Do nước thải xử lý. .. khử trùng nước thải trước xả vào nguồn tiếp nhận Nước thải khử trùng hệ thống clo bao gồm máng trộn bể tiếp xúc Nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn thải sông tiếp nhận Sơ đồ công nghệ xử lý : NGĂN