CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các số liệu tính toán Dân số Dân số: 247200 người Lưu lượng nước thải Tiêu chuẩn thải nước theo đề bài: 160 lng.ngđ Lưu lượng nước thải của toàn khu vực: Qngđ = N x q = 247200 x 160 = 39.552.000 lng.đ = 39.552 m3ngđ. Làm tròn Qngđ = 40.000 m3ngđ. Trong đó : N là số dân ( người ) q là tiêu chuẩn thải nước ( lng.ngđ ) Lưu lượng thiết kế của trạm xử lý: Qngđ = 40.000 (m3ngđ) Lưu lượng nước thải giờ trung bình: Lưu lượng nước thải trung bình giây: Theo TCVN 7957 : 2008, mục 4.1.2, trang 6 và điều kiện khu vực dự án và lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày của nước thải đô thị Kngđ = 1,2 (Kngđ = 1,15 ÷ 1.3), hệ số không điều hòa chung giờ max là k1=1,541, giờ min k2 = 0.652 Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất : Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất : Qhmax = Qhtb . k1 = 1666.667 . 1,541 = 2568,334 (m3h) Lưu lượng nước thải giây lớn nhất : (ls) Lưu lượng nước thải giờ thấp nhất : Qhmin = Qhtb . k2 = 1666.667 . 0,652 = 1086.667 (m3h) Lưu lượng nước thải giây thấp nhất : Hàm lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt được lấy theo bảng 25 của TCVN 7957 : 2008. Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt: CSS = a_(ss . N)Q_ngđ = (35 . 247200)40000 = 216,3 (mg l) Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD) trong nước thải: CBOD = a_(BOD . N)Q_ngđ = (60 . 247200)40000 = 370,8 (mg l) Hàm lượng tổng N_NH4+: C(∑NNH_4 )= a_(∑NNH_4 . N)Q_ngđ = (8 . 247200)40000 = 49,44 (mg l) Hàm lượng tổng P: CP2O5= a_(P_2 O_5 )Q_ngđ = (3 . 247200)40000 = 18,54 (mg l) Hàm lượng Clorua C(〖Cl〗 )= a_(〖Cl〗 . N)Q_ngđ = (10 . 247200)40000=61,8 (mg l) Chất hoạt động bề mặt CChđbm= a_(Chđbm . N)Q_ngđ = (2 . 247200)40000 = 12,36 (mg l) Trong đó : N : Số dân, N = 247200 (người) aSS : Tải lượng chất lơ lửng của tính cho một người trong ngày đêm, theo đề ra aSS = 35 gng.ngđ. n_BOD : Tải lượng chất bẩn theo BOD5 của nước thải tính cho một người trong ngày đêm, Theo đề ra n_BOD = 60 gng.ngđ. : Tải lượng chất bẩn theo Nito của các muối amoni tính cho một người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. = 8 gng.ngđ. : Tải lượng chất bẩn theo Photphat tính cho một người trong ngày đêm theo đề ra. = 3 gng.ngđ. Tải lượng chất bẩn theo Clorua trong nước thải tính cho một người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. = 10 gng.ngđ. là hàm lượng chất hoạt động bề mặt có trong nước thải tính cho một người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. = 2 gng.ngđ.
Đồ án xử lý nước thải CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các số liệu tính toán Dân số Dân số: 247200 người 1.1 Lưu lượng nước thải 1.1 Tiêu chuẩn thải nước theo đề bài: 160 l/ng.ngđ Lưu lượng nước thải toàn khu vực: Qngđ = N x q = 247200 x 160 = 39.552.000 l/ng.đ = 39.552 m3/ngđ Làm tròn Qngđ = 40.000 m3/ngđ Trong : N số dân ( người ) q tiêu chuẩn thải nước ( l/ng.ngđ ) Lưu lượng thiết kế trạm xử lý: Qngđ = 40.000 (m3/ngđ) Lưu lượng nước thải trung bình: Qhtb = tb Qng 24 = 40000 = 1666.667 (m / h) 24 Lưu lượng nước thải trung bình giây: q stb = Qhtb × 1000 1666.667 × 1000 = = 462.963(l / s ) 3600 3600 Theo TCVN 7957 : 2008, mục 4.1.2, trang điều kiện khu vực dự án lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày nước thải đô thị Kngđ = 1,2 (Kngđ = 1,15 ÷ 1.3), hệ số không điều hòa chung max k1=1,541, k2 = 0.652 Lưu lượng nước thải ngày lớn : max tb Qng = Qng × k ng = 40000 × 1.2 = 48000( m / ngd ) Lưu lượng nước thải lớn : Qhmax = Qhtb k1 = 1666.667 1,541 = 2568,334 (m3/h) Lưu lượng nước thải giây lớn : Qhmax 2568,334 × 1000 max Qs = = = 713,426 60 × 60 60 × 60 (l/s) GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Đồ án xử lý nước thải Lưu lượng nước thải thấp : Qhmin = Qhtb k2 = 1666.667 0,652 = 1086.667 (m3/h) Lưu lượng nước thải giây thấp : s Q Qhmin 1086 667 × 1000 = = = 301,852 (l / s) 60 × 60 60 × 60 Hàm lượng chất bẩn nước thải sinh hoạt lấy theo bảng 25 TCVN 7957 : 2008 Hàm lượng chất lơ lửng (SS) nước thải sinh hoạt: CSS = = = 216,3 (mg / l) Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD) nước thải: CBOD = = = 370,8 (mg / l) Hàm lượng tổng N_NH4+: = = = 49,44 (mg / l) Hàm lượng tổng P: = = = 18,54 (mg / l) Hàm lượng Clorua (mg / l) Chất hoạt động bề mặt = 12,36 (mg / l) Trong : N : Số dân, N = 247200 (người) - aSS : Tải lượng chất lơ lửng tính cho người ngày đêm, theo đề aSS = 35 g/ng.ngđ : Tải lượng chất bẩn theo BOD5 nước thải tính cho người ngày đêm, Theo đề = 60 g/ng.ngđ a ΣN − NH - : Tải lượng chất bẩn theo Nito muối amoni tính cho người ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải a ΣN − NH4 = g/ng.ngđ Đồ án xử lý nước thải - aP2O5 : Tải lượng chất bẩn theo Photphat tính cho người ngày đêm theo đề - aCl − aP2O5 = g/ng.ngđ Tải lượng chất bẩn theo Clorua nước thải tính cho người ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 - achdbm aCl − = 10 g/ng.ngđ hàm lượng chất hoạt động bề mặt có nước thải tính cho người ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 1.2 Xác định mức độ làm cần Tính chất nước thải đầu vào achdbm = g/ng.ngđ thiết Bảng 2.1 Tính chất nước đầu vào STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Kết SS mg/l 216,3 BOD5 mg/l 370,8 Tổng N mg/l 49,44 Tổng P mg/l 18,54 Cl- mg/l 61,8 Chất hoạt động bề mặt mg/l 12,36 Yêu cầu chất lượng nước thải đầu Nước thải sau trình xử lý xả vào nguồn tiếp nhận loại A, yêu cầu chất lượng nước thải trước xả vào nguồn tiếp nhận phải đảm bảo có giá trị nồng độ chất ô nhiễm nhỏ giá trị quy định cột A, QCVN 14 : 2008/BTNMT ứng với hệ số k = Bảng 2.2 Tính chất nước thải sinh hoạt công cộng đầu (QCVN 14:2008,cột A, k=1) STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Kết SS mg/l 50 GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Đồ án xử lý nước thải BOD5 mg/l 30 Tổng N mg/l Tổng P mg/l Cl- mg/l - Chất hoạt động bề mặt mg/l Mức độ cần thiết làm theo số SS : = 76,88% BOD5 : = 91,91% Để đảm bảo vệ sinh nguồn nước, ta định chọn phương pháp xử lý sinh học hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo Xử lý nước thải với mức độ làm theo BOD5 với mức độ xử lý 91,91% - CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Đồ án xử lý nước thải Phương án 1: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Đồ án xử lý nước thải Nước thải Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Máy nghiền rác Bể lắng cát ngang Sân phơi cát Làm thoáng sơ Bể lắng ngang I Trạm khí nén Bùn hoạt tính tuần hoàn Bể Aeroten đẩy Mương oxy Bùn dư Bể lắng ngang II Cl Bể nén bùn Trạm Clo Bể mê tan Máng trộn Bể tiếp xúc Sân phơi bùn Sông Phục vụ cho nông nghiệp chôn lấp Thuyết minh: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Đồ án xử lý nước thải Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền đưa đến bể Metan, nước thải tách loại rác lớn tiếp tục đưa đến bể lắng cát Sau thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đứng đưa đến sân phơi cát Nước sau qua bể lắng cát đưa đến bể lắng ngang đợt I, chất thô không hoà tan nước thải giữ lại Cặn lắng đưa đến bể Mêtan nước sau lắng đưa tiếp đến bể aeroten, trước bể lắng có thêm bể làm thoáng sơ để tăng hiệu lắng bể lắng Bùn hoạt tính lắng bể lắng II thành phần Bểsẽ lắng cát ngang Sân phơi cát không tan giữ bể lắng I Làm thoáng sơ Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn nước thải đảm bảo yêu cầu xử lý xong, BOD giảm lượng phải xử lý tiếp mương oxy, bùn hoạt tính bể lắng II tuần hoàn lại phần bể làm thoáng sơ bể aeroten Bùn tuần hoàn Bùn hoạt tính Bể dưlắng bểli lắng tâm I II vào bể nén bùn để giảm bớt nước đến bể metan Nước thải tiếp tục vào mương oxy để xử lý triệt để N P lượng nhỏ BOD TrongBểnước chứa lượng định vi Biofil thải cao tải khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước xả nguồn Toàn hệ thống thực nhiệm vụ gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau Mương oxy công đoạn nước thải xả nguồn tiếp nhận Trạm khí Toàn lượng bểmê Mêtantan Bểbùn lắng cặn li tâm II trạm xử lý sau lên men Bể đưa sân phơi bùn (hoặc thiết bị làm khô bùn cặn) Bùn cặn sau Cl dùng cho mục đích nông nghiệp Trạm Clo Phương án 2: Máng trộn Song chắn rác Bể tiếp xúc GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Sông Máy nghiền rác Sân phơi bùn Phục vụ cho nông nghiệp chôn lấp Đồ án xử lý nước thải Thuyết minh: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Đồ án xử lý nước thải Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền đưa đến bể metan nước thải tách loại rác lớn tiếp tục đưa đến bể lắng cát Sau thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đứng đưa đến sân phơi cát Nước sau qua bể lắng cát đưa đến bể lắng li tâm đợt I, chất thô không hoà tan nước thải giữ lại Cặn lắng đưa đến bể Mêtan nước sau lắng đưa tiếp đến bể Biofin, trước bể lắng có thêm bể làm thoáng sơ để tăng hiệu lắng bể lắng Bùn hoạt tính lắng bể lắng II thành phần không tan giữ bể lắng I Qua bể lắng li tâm đợt II, hàm lượng cặn nước thải đảm bảo yêu cầu xử lý xong, BOD giảm lượng phải xử lý tiếp mương oxy Bùn bể bể lắng vào bể metan Nước thải tiếp tục vào mương oxy để xử lý triệt để N P Và lượng nhỏ BOD Trong nước thải chứa lượng định vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước xả nguồn Toàn hệ thống thực nhiệm vụ gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau công đoạn nước thải xả nguồn tiếp nhận Toàn lượng bùn cặn trạm xử lý sau lên men bể Mê tan đưa sân phơi bùn (hoặc thiết bị làm khô bùn cặn) Bùn cặn sau dùng cho mục đích nông nghiệp Đánh giá, lựa chọn phương án thiết kế So sánh bể lắng ngang bể lắng li tâm: - Bể lắng ngang: Có cấu tạo đơn giản, dễ xây dựng, vận hành quản lí - Bể lắng li tâm: Cấu tạo phức tạp, quản lý khó khăn, tốn nhiều chi phí cho vận hành quản lý Từ ưu điểm nhược điểm hai phương án trên, kết hợp với việc đánh giá điều kiện kinh tế, trình độ quản lý vận hành công nhân, điều kiện thực tế định hướng phát triển mở rộng tương lai, lựa chọn theo phương án để thiết kế trạm xử lý nước thải GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Đồ án xử lý nước thải CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN Ngăn tiếp nhận nước thải Ngăn tiếp nhận bố trí vị trí cao để từ nước thải tự chảy qua công trình trạm xử lý Dựa vào lưu lượng nước thải lớn Qmaxh = 2568,334 (m3/h) chọn bơm hoạt động bơm dự phòng (với độ tin cậy loại II trạm bơm theo bảng 18 trang 28 TCVN 7957:2008) Chọn ngăn tiếp nhận với thông số sau (tham khảo bảng 4-4 trang 110 sách Xử lý nước thải đô thị công nghiệp GS-TS Lâm Minh Triết) Bảng 3.1 Kích thước ngăn tiếp nhận Q (m3/h) 2300-2800 Đường kính ống áp lực (2 ống) Kích thước ngăn tiếp nhận A B H H1 h h1 b 500 mm 2000 2300 2000 1600 750 900 800 Vậy nước thải từ trạm bơm nước thải dẫn đường ống áp lực có D = 500 mm tới ngăn tiếp nhận trạm xử lý nước thải 2.Tính toán song chắn rác 2.1 Xác định chiều cao xây dựng mương dẫn nước thải GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 10 Đồ án xử lý nước thải Với độ ẩm hỗn hợp 96% > 94% ta chọn chế độ lên men ấm với nhiệt độ - 33 ÷ 350C, lấy t = 330C Dung tích bể Metan W × 100 WM = d m3 Với d liều lượng cặn tải ngày đêm (%) lấy theo bảng 53 TCVN 7957 – 2008 Ta có d = 10,49% Theo bảng P3.7 Sách xử lý nước thải PGS.TS Trần Đức Hạ Ta chọn bể Metan (1bể dự phòng) có thông số thiết kế bảng sau: Chiều cao, m Đường kính Thể tích hữu ích m 12,5 1000 h1 H h2 1,9 6,5 2,15 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG ÁN Ngăn tiếp nhận Giống phương án 1: Ngăn tiếp nhận có thông số thiết kế sau Q (m3/h) 2300-2800 Đường kính ống áp lực (2 ống) Kích thước ngăn tiếp nhận A B H H1 h h1 b 500 mm 2000 2300 2000 1600 750 900 800 Mương dẫn Giống phương án 1: Mương dẫn có thông số thiết kế sau GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 40 Đồ án xử lý nước thải Lưu lượng tính toán (l/s) Thông số tính toán qtb= 462.963 qmax = 713,426 qmin = 301,852 Độ dốc i 0,001 0,001 0,001 Chiều ngang B (mm) 1000 1000 1000 Tốc độ v(m/s) 0,964 1,03 0,864 Độ đầy h(m) 0,589 0,827 0,405 Song chắn rác Giống phương án 1: Song chắn rác có thông số thiết kế sau h1(m ) hS(m ) hxd(m ) BS(m ) L1(m ) L2(m ) LS(m ) 0,82 0,10 1,43 1,5 0,692 0,346 1,5 Lxd(m ) 2,54 Thùng chứa cát Giống phương án 1: Thiết kế thùng 5.1 - Bể lắng li tâm đợt I Tính toán bể lắng li tâm Bán kính bể lắng li tâm Trong đó: – số bể lắng li tâm công tác, n = bể Q – lưu lượng tính toán nước thải, Q = 2568,334 m3/h K – hệ số sử dụng thể tích công tác bể, K = 0,45 (theo mục 8.5.4 TCVN 7957:2008) H – chiều sâu tính toán vùng lắng, H = 2,5 m – độ thô thủy lực hạt cặn, xác định theo công thức: Trong đó: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 41 Đồ án xử lý nước thải n – hệ số thực nghiệp phụ thuộc vào tính chất cặn, n = 0,25 hạt cặn có khả kết tụ (chất lơ lửng nước thải sinh hoạt TCVN 7957:2008) – hệ số tính đến ảnh hưởng nhiệt độ nước thải đến độ nhớt nước, theo bảng 31 TCVN 7957:2008, với nhiệt độ nước thải t =20oC , ta có t – thời gian lắng nước thải bình hình trụ với chiều sâu lớp nước h = 500 mm, đạt hiêu lắng hiệu lắng tính toán lấy theo bảng 33 TCVN 7957:2008 Với hàm lượng chất rắn lơ lửng sau bể lắng cát ngang CHH = 197,266 mg/l, chọn hiệu suất bể lắng E = 50%, ta có t = 1872,66 s Trị số tra theo bảng 34 TCVN 7957:2008, với H = 2,5m, ta có – vận tốc cản dòng chảy theo thành phần đứng tra theo bangr TCVN 7957:2008, = 0,01 m/s Vậy: - - - 5.2 Đường kính bể lắng li tâm: D = 2R = 12,258 = 24,516 m, thiết kế D = 24.6m Diện tích bể lắng li tâm: Thể tích ngăn công tác bể: Dung tích cặn lắng Công thức: Trong đó: – hàm lượng chất lơ lửng nước thải sau bể lắng cát ngang, E – hệu suất lăng bể lắng li tâm đợt I E = 50% – độ ẩm cặn lắng, T – chu kỳ xả cặn, T = 8h Q – lưu lượng ước thải, Q = 2568.34 m3/h – trọng lượng thể tích cặn, - Chiều cao vùng chứa nén cặn: Chiều cao xây dựng bể Trong đó: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 42 Đồ án xử lý nước thải - - chiều cao bảo vệ, - chiều cao lớp nước trung hòa bể, H - chiều cao công tác bể, H = 2,5 m - chiều cao lớp cặn lắng, , thiết kế Đường kính ống dẫn nước vào bể: Thiết kế Trong đó: vtb – vận tốc nước chảy ống, láy vtb = 1m/s n – số bể lắng, n = Bảng thông số thiết kế bể lắng li tâm đợt Đường kính bể (m) Chiều cao công tác (m) Chiều cao xây dựng (m) Đường kính ống dẫn nước vào ( mm) Đường kính ống xả cặn (mm) 24,6 2,5 3,4 360 200 Bể Aerroten Giống phương án 1: Bể Aeroten có đơn nguyên, đoen nguyên có hai hành làn, thông số thiết kế đơn nguyên 4xB (m) Hxd(m) L(m) 4x4 4,3 48 Mương Oxy hóa STT Thông số (ký hiệu) Đợn vị Hình dạng Số liệu Hình cân thang Dài m 306 Rộng m 8,6 Chiều cao tổng cộng m 2,1 Chiều rộng mặt nước m GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 43 Đồ án xử lý nước thải Chiều rộng đáy mương m Độ sâu lớp nước mương m 1,5 Bán kính trung bình đoạn uốn cong m 9 Tổng chiều dài đoạn uốn cong m 57 10 Chiều dài phần mương thẳng m 124,5 Bể lắng li tâm đợt II Tính toán bể lắng li tâm theo SGT Xử lý nước thải đô thị công nghiệp cảu PGS.TS Lâm Minh Triết - - - Thời gian lắng ứng với thời gian xử lý sinh học hoàn toàn, t = 2h Thể tích bể: Chọn bể làm việc song song, thể tích bể: Chọn đường kính bể lắng II với đường kính bể lắng I, D = 24,6 m Diện tích bể: - Chiều sâu vùng lắng bể: Chiều cao xây dựng bể: - Trong đó: - chiều cao bảo vệ, - chiều cao lớp nước trung hòa bể, - chiều cao lớp bùn, , thiết kế Thể tích ngăn chứa bùn: Trong đó: – hàm lượng bùn hoạt tính nước khỏi Aeroten, 160 mg/l – hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước khỏi bê lắng II, – độ ẩm bùn hoạt tính, – số bể, n = bế GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 44 Đồ án xử lý nước thải Việc xả bùn bể lắn li tâm đợt II thực áp lực thủy tĩnh 0,9 ÷ 1,2 m Đường kính ống dẫn bùn, D = 200 mm Bảng thông số thiết kế bể Đường kính bể (m) Chiều cao công tác (m) Chiều cao xây dựng (m) Đường kính Đường kính ống dẫn nước ống xả cặn vào ( mm) (mm) 24,6 3,604 400 200 Trạm khử trùng Để định lượng Clo, xáo trộn Clo với nước công tác, điều chế vận chuyển đến sử dụng, ta dung Clorator chân không loại 10πUU-100 ( Liên Xô cũ) Chọn Clorotor với công suất Clorator 1,28 ÷ 8,1 kg/h ( làm việc dự phòng) Các thùng chứa Clo có dung tích 512 lit chứa 500kg Clo với đường kính thùng D = 0,64m, Chiều dài L = 1,4m Nước Clo dẫn máng trộn ống cao su mềm nhiều lớp, đường kính ống 70mm, tốc độ 1,5m/s 10 Máng xáo trộn kiểu vách ngăn có lỗ Các thông số thiết kế máng xáo trộn kiểu vách ngăn có lỗ: 11 12 HXD(m) h3(m) h2(m) h1(m) L(m) B(m) H (m) 2,3 1,8 1,7 1,6 9,6 2,1 2,25 Bể tiếp xúc li tâm Bể tiếp xúc li tâm gồm bể, thông số thiết kế bể: H (m) Hc (m) H1 (m) D (m) L (m) 5,3 0,781 11 18,43 Bể Metan Ta chọn bể Metan (1 bể dự phong), thông số thiết kế cảu bể: Đường kính Thể tích hữu GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Chiều cao, m 45 Đồ án xử lý nước thải m ích h1 H h2 12,5 1000 1,9 6,5 2,15 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO MẶT CẮT NƯỚC VÀ BÙN Theo mặt cắt nước Việc xác định xác tổn thất cột nuớc qua công trình ống dẫn cần thiết để đảm bảo cho trạm xử lý làm việc bình thường Tuy nhiên điều kiện cho phép đồ án ta chọn lấy cách tương đối tổn thất theo kinh nghiệm (theo bảng 3.21 trang 182 sách Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị công nghiệp GS-TS Lâm Minh Triết chủ biên nhà xuất đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh: • • • • • • • • Tổn thất qua song chắn rác: 0,102 m (tính toán thiết kế) Tổn thất qua kênh dẫn: lấy từ – 50 cm chọn 10 cm = 0,1 m Tổn thất qua bể lắng cát: 10 - 20 cm chọn 15 cm = 0,15 m Tổn thất qua bể lắng đợt I : 20 - 40 cm chọn 30 cm = 0,3 m Tổn thất qua bể Aerotank: 25 - 40cm chọn 30 cm = 0,3 m Tổn thất qua bể lắng ngang tâm đợt : 20 - 40 cm Chọn 30 cm = 0,3 Tổn thất qua máng trộn: tổn thất qua vách ngăn 10,2 cm = 0,102m (theo tính toán) Tổn thất qua bể tiếp xúc: 40 - 60 cm chọn 50cm = 0,5 m Căn vào tổn thất áp lực qua công trình đơn vị ta tính cao trình mực nước cho công trình Chọn mực nước cao sông zMax= 6,5m, mực nước nhỏ zMin = 4m Chọn cao trình mặt đất trạm xử lý Zđ = 7,5m Tính toán cao trình công trình đơn vị theo mặt cắt nước • • • Mực nước ống xả sông: Zn = zmax sông = 6,5 m Cao trình mực nước cuối bể tiếp xúc Zm = zn + hmxả = 6,5 + 0,1 = 6,7 m Bể tiếp xúc: Cao trình mực nước đầu bể bể tiếp xúc: Ztxmn = zm + htx = 6,7+ 0,5 = 7,2 m GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 46 Đồ án xử lý nước thải • • • • • • • • Cao trình đỉnh bể tiếp xúc: ztxđ = 7,2 + 0,5 = 7,7 m (0,5 – chiều cao bảo vệ bể) Cao trình đáy bể tiếp xúc: ztxđáy = 7,2 – = 3,2 m (4 – chiều cao công tác bể) Mương dẫn: Zm = ztxmn + hm = 7,2 + 0,1 = 7,3 m Máng trộn: Cao trình mực nước cuối máng trộn: Zmtmnc = zm + hmt = 7,3+ 0,1 = 7,4 m Cao trình mực nước ngăn máng trộn: Zmtmn2 = zmtmnc + h = 7,4 + 0,102 = 7,502 m Cao trình mực nước ngăn máng trộn: Zmtmn1 = zmtmn2 + h = 7,502 + 0,102 = 7,604m Cao trình đỉnh máng trộn: zmtđỉnh = zmtmn1 + 0,5 = 7,704 + 0,5 = 8,204m (0,5 – chiều cao dự phòng) Cao trình đáy máng trộn: zmtđáy = zmtmn1 – hn = 7,604 – 1,76 = 5,844 m Mương dẫn: Zm = zmtmn1 + hm = 7,604+ 0,1 = 7,704m Bể lắng đợt - Cao trình mực nước bể lắng là: zbl2mn = zm + hbl2 = 7,704 + 0,3 = 8,004 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng 2: zbl2đỉnh = zbl2mn + hbv = 8,004+ 0,5 = 8,504 (m) - Cao trình đáy bể lắng : zbl2đáy = zbl2đỉnh - h = 8,504 – 4,5 = 4,004(m) Mương dẫn : zm = zbl2mn + hm = 8,004 +0,1 = 8,104 (m) Mương oxy hóa Cao trình mực nước mương oxy hóa: Zoxymn = zm + hmuong = 8,104 + 0,2 = 8,304 (m) - Cao trình đỉnh mương oxy hóa: Zoxyđ = 8,304 + 0,5= 8,804 (m) (0,5- chiều cao bảo vệ) GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 47 Đồ án xử lý nước thải - Cao trình đáy mương oxy hóa: Zoxyđ = 8,804 – 2,1 = 6,704 (m) Mương dẫn zm = zoxymn + hm = 8,304 + 0,1 = 8,404 (m) Bể Aroten - Cao trình mực nước bể aroten: Zamn = zm + hb = 8,404 + 0,3 = 8,704 (m) - Cao trình đỉnh bể aroten: zad = zbmn + hbv = 8,704 + 0,5 = 9,204 (m) - Cao trình đáy bể aroten: zađáy = zamn – h = 8,56 – 4,3 = 4,26 (m) Mương dẫn zm = zamn + hm = 8,704 + 0,1 = 8,804 (m) Bể lắng đợt - Cao trình mực nước bể lắng : zblt1mn = zm + h = 8,804 + 0,3 = 9,104 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng đợt : zblt1đ = zblt1mn + hbv = 9,104 + 0,5 = 9,604 (m) - Cao trình đáy bể lắng đợt 1: zblt1đ = zblt1đ – hxd = 9,604 – 5,12 = 4,484 (m) Mương dẫn zm = zblt1mn + hm = 9,104 + 0,1 = 9,204 (m) Bể lắng cát - Cao trình mực nước bể lắng cát: zblcmn = zm + hlc = 9,204 + 0,15 = 9,354 (m) GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 48 Đồ án xử lý nước thải - Cao trình đỉnh bể lắng cát: zblcđ = zblcmn + hbv = 9,354 + 0,5 = 9,854 (m) - Cao trình đáy bể lắng cát: zblcđáy = zblcđ – hxd = 9,854 – 1,5 = 8,354 (m) Mương dẫn zm = zblcmn + hm = 9,354 + 0,1 = 9,454 (m) Song chắn rác - Cao trình mực nước sau qua song chắn rác: z = zm + h = 9,454 + 0,102 = 9,556 (m) Mương dẫn zm = z SCR = SCR + hm = 9,556 + 0,1 = 9,656 (m) Ngăn tiếp nhận truoc sau - Cao trình mực nước ngăn tiếp nhận zntnmn = zm + hntn = 9,656 + 0,1 = 9,756(m) ( chọn h = 0,1) -Cao trình đỉnh ngăn tiếp nhận: zntnđ = zntnmn + hbv = 9,756 + 0,4 = 10,156 (m) -Cao trình đáy ngăn tiếp nhận : zntnđáy = zntnđ - hxd = 10,156 – 1,6 = 8,556(m) Tính toán cao trình công trình đơn vị theo mặt cắt nước BLN II => Bể nén bùn => Bể Mê tan => Sân phơi bùn Ta thấy mực nước bể lắng đợt II thấp lắng đợt I, nên tính trắc dọc bùn từ công trình bất lợi nhất, tính toán từ bể lắng II sân phơi bùn Bể lắng ngang II - Cao trình mực nước là: 8,004 m - Cao trình đỉnh bể là: 8,504m - Cao trình đáy bể là: 4,004 m GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 49 Đồ án xử lý nước thải Bùn bể lắng đợt xả theo phương pháp áp lực thủy tĩnh dùng bơm để bơm bùn lên bể nén bùn Bể nén bùn - Chiều cao xây dựng bể 6,2 m Trong chiều cao bảo vệ 0,5m - Cao trình đỉnh bể: Zđỉnhnén bùn = Zđ + = 7,5 + = 9,5 m - Cao trình đáy bể: Zđáynén bùn = ddZđỉnhnén bùn – hxd = 9,5 – 6,2 = 3,3 m - Mực nước bể nén bùn: Zmn = Zđỉnhnén bùn – hbv = 9,5 – 0,5 = m Bể mê tan Dùng bơm, bơm bùn từ bể nén bùn lên bể mê tan Xây dựng bể Metan kiểu nửa chìm nửa - Chiều cao bể Metan H = 6,5 m, h1 = 1,9m; h2 = 2,15m Cao trình đỉnh bể là: ZđỉnhM = Zđ + 3+ h1 = 7,5 + 3+ 1,9 = 12,4 (m) Cao trình đáy bể là: ZđáyM = ZđỉnhM – H – h2 – h1 = 12,4 – 6,5 – 2,15 – 1,9 = 1,85m - Cao trình đáy bể chứa bùn để đưa vào bể Mê tan là: Zđáy bc = ZđỉnhM + h = 12,4 + 0,5 = 12,9 m ( h tổn thất áp lực: h= 0,5m) Cao trình đỉnh bể chứa bùn để đưa vào bể Mê tan là: Zđỉnh bc = Zđáy bc + H = 12,9 + 1,85 = 14,75m CHƯƠNG 6: KHÁI TOÁN KINH TẾ Cơ sở tính toán kinh tế dựa vào tài liệu ban hành sau định mức dự toán cấp thoát nước ( ban hành 24/1999/ QĐ – BXD xây dựng ) đồng thời tham khảo tài liệu dự toán khác Theo tính toán sơ giá thành xây dựng công trình tính theo khối lượng xây lắp trạm xử lý là: + + Giá thành xây dựng công trình trung bình 1.500.000 đ/m3 Giá thành xây dựng sân phơi bùn sân phơi cát 1.000.000 đ/m3 Giá thành công trình xây dựng Bảng 6.1 Giá thành xây dựng công trình đơn vị trạm xử lý phương án I TT Công trình GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải Số đơn 50 Khối lượng Đơn Thành tiền Đồ án xử lý nước thải nguyên giá m 103 đồng 103 đồng Ngăn tiếp nhận 9.2 1.500 13.800 Song chắn rác 21.79 1.500 32.685 Bể lắng cát ngang 66.92 1.500 100.380 Sân phơi cát 364m2 1.000 364.000 Bể lắng ngang đợt I 12288 1.500 18.432.000 Bể aeroten đẩy 3302.4 1500 4.953.600 Mương Oxy hóa 5526.36 1500 82.895.540 Bể lắng ngang đợt II 7776 1.500 11.664.000 Bể nén bùn 1324.25 1500 1.986.375 Bể metan 2391.8 1500 3.586.500 10 Bể tiếp xúc 3223.41 1500 4.835.115 11 Sân phơi bùn 8436(m2) 1000 8.436.000 12 Máng trộn 46.368 1.500 69.552 Tổng cộng: = 126,54 106 đồng Chi phí thiết bị GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 51 Đồ án xử lý nước thải STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá Thành tiền Máy thổi khí 5KWh 6.000.000 6.000.000 Hệ thống ống dẫn nước 30.000.000 30.000.000 Máy bơm nước 2KWh 2.000.000 4.000.000 Máy nghiền rác 35.000.000 35.000.000 Tổng cộng: = 75.000.000 đồng Chi phí điện 1kw= 869 đồng theo giá điện hành công bố 16/3/2015 STT Tên Số lượng Công thiết bị sử suất dụng KW lúc Điện Chi phí tiêu thụ ( đồng/ năm) KWh/ngày Máy thổi khí 40 12.687.400 Đền chiếu sang 1,5 40 12.687.400 Bơm nước 16 5.074.960 Máy nghiền rác 15 300 95.155.500 Tổng cộng = 125.605.260 đồng - Chí phí hóa chất Lượng clo cần dùng để khử trùng cho năm K = Y 365 = 365 = 1460 kg/ năm Giá tiền 1kg clo 4500đ/kg Tổng chi phí cho hóa chất năm Gcl= 1460 4500 = 6.570.000 đ/năm Chi phí khấu hao tài sản - Khấu hao thiết bị, chi phí lấy 10% vốn thiết bị: × GKHThB = 0,1 125.605.260 =12,56.106(đồng/năm) - Khấu hao công trình,chi phí lấy 5%vốn xây dựng: GKHct = 0,05 GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải × 12654 106 = 6,327.106 (đồng/năm) 52 Đồ án xử lý nước thải Tổng chi phí khấu hao: GKH = GKHThB + GKHct = 12,56.106+ 6,327.106 = 12657,3.106(đồng/năm) Chi phí sửa chữa Gsc= 5% Gxd =5% 126,54 106 =6,327.106đ Chi phí khác Gkhac= 3% Gxd= 3% 126,54 106 = 3,796.106 đ Chi phí quản lý trạm xử lý Chi phí quản lý trạm xử lý bao gồm: - Lương công nhân trạm xử lý - Chi phíđiện cho trạm bơm nước thải - Chi phí khấu hao tài sản - Chi phí hoá chất - Chi phí sửa chửa - Các chi phí khác Chi phí trả lương cho công nhân: Công nhân vận hành trạm bơm nước thải: 15 người Công nhân trạm xử lý: 46 người, tổng cộng 61 người Lương bình quân 4.500.000đ/ người.tháng GLương = 61 × 4500.000 × 12 = 3294 106 triệu/năm Chi phí nước sinh hoạt Số nhân viên quản lý, vận hành trạm xử lý 61 người , với tiêu chuẩn dùng nước trung bình người 100 l/ người ngđ QSH= 61.100/1000 = 6,1 m3/ngày Lượng nước dùng cho nhu cầu khác pha hóa chất khoảng 10m3/ngđ Giá tiền 1m3nước: 3500đ/m3 Gnước = (100+6,1).3500.365 = 135.542.750 đ/năm Tổng chi phí quản lý GQL= GLuong+Gdien+ GKH+ GClo + GSC +Gnước + GK = 3294 106 +125.605.260+12657,3.106+6.570.000 +3099.106 +135.542.750 +3,796.106 GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 53 Đồ án xử lý nước thải = 19322 106 triệu đồng/năm Chi phí xử lý trung bình m3 nước thải g= = = 52936,986 đồng/ m3 GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 54 [...]... Đảm bảo yêu cầu tiếp nhận để xử lý sinh học.(không cần làm thoáng sơ bộ) - Hàm lượng BOD còn lại trong nước thải sau bể lắng 1 giảm 15% Trong đó: L0 là hàm lượng BOD trong nước thải trước bể lắng một (mg/l) LHH là hàm lượng BOD trong nước thải sau bể lắng một (mg/l) GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 18 Đồ án xử lý nước thải là làm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau bể lắng một (mg/l)... (Trang 142 sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế của GS-TS Lâm Minh Triết P= GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 24 Đồ án xử lý nước thải - Với P = 66,71% thì lưu lượng trung bình của hỗn hợp bùn hoạt tính tuần hoàn sẽ là: Qbunth = P% = 2568,334 66,71% = 1713,336 m3/h = 475,927 l/s Hiệu suất xử lý BOD của Aerotank đẩy là 80% Hàm lượng BOD trong nước thải ra khỏi Aerotank... cặn Nước thải sau khi xử lý ở bể tiếp xúc li tâm được dẫn ra xả ở bờ sông theo mương dẫn dài = 200m với tốc độ chảy v = 0,8 m/s, không nhỏ hơn 0,5 m/s Thời gian tiếp xúc của Clo với nước thải trong bể tiếp xúc và trong máng dẫn ra sông là 30 phút Thời gian tiếp xúc riêng trong bể tiếp xúc (CT 7.18 sách xử lý nước thải đô thị của Trần Đức Hạ) Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc (CT 7.19 sách xử lý nước thải. . .Đồ án xử lý nước thải Nước thải được dẫn đến từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo bằng mương có tiết diện hình chữ nhật Dựa vào : Bảng tính toán thuỷ lực cống và mương thoát nước - GS.TSKH Trần Hữu Uyển, ta có kết quả sau: Bảng 3.2 Kết quả tính toán thủy lực của mương Lưu lượng tính toán (l/s) Thông số tính toán qtb= 462.963 qmax = 713,426 qmin = 301,852... 0.1) - Nồng độ bùn hoạt tính trong bể: X = 6000 mg/l (X= 2000 – 6000mg/l) ( Theo TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải) GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 25 Đồ án xử lý nước thải Dung tích mương oxy hóa cần thiết để khử BOD5 - V1 = Trong đó: + Q : lưu lượng nước thải lớn nhất, m3/ngày + X :nồng độ bùn hoạt tính trong bể, mg/l F + M : tỷ số gr BOD5 / gr bùn ngày +... thức: Y= a×Q (kg / h) 1000 Trong đó: Q là lưu lượng nước thải ( m3/h) a là hàm lượng Clo hoạt tính khi xử lý, lấy bằng 3mg/l ( Theo mục 8.28.3 TCVN7957 – 2008) Ứng với từng lưu lượng nước thải, lượng Clo cần cung cấp tương ứng như sau: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 33 Đồ án xử lý nước thải Ymax = = Ytb = Để định lượng Clo, xáo trộn Clo hơi với nước công tác, điều chế và vận chuyển đến sử dụng,... đó: B – hàm lượng chất lơ lửng nước thải đưa vào bể Aeroten, B=98,633 mg/l La – hàm lượng BOD5 đưa vào bể Aeroten, La = 287,445 mg/l 5.2.Tính toán hệ thống cấp khí cho Aeroten - Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1m3 nước thải: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 22 Đồ án xử lý nước thải D= z × ( La − Lt ) k1 k 2 n1 n 2 ( C p − C ) (m3K/m3 nước thải) Trong đó: + z: Lượng oxy... bằng máy nghiền, sau đó dẫn trực tiếp đến bể Metan Độ ẩm của rác khoảng 80% + Hiệu suất xử lý BOD và SS qua song chắn rác là 4-5% Chọn H = 4% ( theo sách xử lý nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết) + Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 13 Đồ án xử lý nước thải + Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là: Bảng thông số thiết kế của song chắn rác h1(m... Thị Hải 26 + 4 Đồ án xử lý nước thải (Theo bảng 5.4 trang 80 TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải) = µmax N0 KN + N0 0, 098 ( T −15) DO e [1 − 0,833( 7,2 − pH ) ] K O 2 + DO ( ) Trong đó: + DO : hàm lượng oxy hóa hòa tan trong bể, DO = 0.5mg/l + t = 200C + pH = 6,85 + KO2 = 1,3 mg/l (Theo bảng 5.3 trang 80 TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các... nhiệt độ và áp suất Theo bảng 2.1, Xử lý nước thải Ta có: Với T = 200̊C => CT = 8,68 mg/l + C là nồng độ trung bình của oxy trong Aerotank Lấy C = 2mg/l (m3K/m 3nước thải) - Cường độ nạp khí yêu cầu - Lưu lượng không khí cần thiết thổi vào Aeroten trong 1h - Lưu lượng không khí thổi vào một hành lang: GVHD: Nguyễn Xuân Lan SVTH: Trịnh Thị Hải 23 Đồ án xử lý nước thải • • • • • • - Để phân phối không