Quy hoạch hệ thống xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh giai đoạn 20152025

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ XÃ KHẮC NIỆM, THÀNH PHỐ BẮC NINH, TỈNH BẮC NINH. 2 1.1 Đặc điểm tự nhiên 2 1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo: 3 1.3. Hiện trạng kinh tế xã hội 4 1.4. Hiện trạng môi trường nước 5 CHƯƠNG II:THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT 8 2.1 Các số liệu cơ bản. 8 2.2 Xác định lưu lượng tính toán. 8 2.3 Vạch tuyến thoát nước mạng lưới sinh hoạt 9 2.3.1. Nguyên tắc 9 2.3.2. Các phương án vạch tuyến mạng lưới thoát nước cho khu vực dự án 10 2.4. TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 11 2.4.1. Tính toán diện tích tiểu khu 11 2.4.2. Xác định lưu lượng tính toán từng đoạn ống 11 2.4.3. Tính toán thủy lực hệ thống thoát nước sinh hoạt 11 2.8. KHÁI TOÁN VÀ SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC 14 2.8.1. Khái toán kinh tế 14 2.8.2. Lựa chọn phương án mạng lưới 14 CHƯƠNG III:THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 16 3.1 Tính chất, lưu lượng nước thải đầu vào. 16 3.2 Các thông số tính toán 16 3.2.1. Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải 17 3.2.2. Dân số tính toán 19 3.3. Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải 19 3.3.1 Xác định hệ số pha loãng a 20 3.3.2. Xác định mức độ xử lý nước thải theo hàm lượng cặn 21 3.3.3 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết để xử lý BOD5 22 3.4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 24 3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾCÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 26 3.5.1 Phương án 1 26 3.5.2 Phương án 2. 56 3.6 Khái toán kinh tế 62 3.6.1 Phương án I 62 3.6.2 Phương án II 65 3.7. So sánh lựa chọn phương án thiết kế. 67 3.7.1. Yếu tố kỹ thuật 67 3.7.2. Yếu tố kinh tế 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ XÃ KHẮC NIỆM, THÀNH PHỐ BẮC NINH, TỈNH BẮC NINH 2

1.1 Đặc điểm tự nhiên 2

1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo: 3

1.3 Hiện trạng kinh tế - xã hội 4

1.4 Hiện trạng môi trường nước 5

CHƯƠNG II:THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT 8

2.1 Các số liệu cơ bản 8

2.2 Xác định lưu lượng tính toán 8

2.3 Vạch tuyến thoát nước mạng lưới sinh hoạt 9

2.3.1 Nguyên tắc 9

2.3.2 Các phương án vạch tuyến mạng lưới thoát nước cho khu vực dự án 10

2.4 TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 11

2.4.1 Tính toán diện tích tiểu khu 11

2.4.2 Xác định lưu lượng tính toán từng đoạn ống 11

2.4.3 Tính toán thủy lực hệ thống thoát nước sinh hoạt 11

2.8 KHÁI TOÁN VÀ SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC 14

2.8.1 Khái toán kinh tế 14

2.8.2 Lựa chọn phương án mạng lưới 14

CHƯƠNG III:THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 16

3.1 Tính chất, lưu lượng nước thải đầu vào 16

3.2 Các thông số tính toán 16

3.2.1 Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải 17

3.2.2 Dân số tính toán 19

3.3 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải 19

3.3.1 Xác định hệ số pha loãng a 20

3.3.2 Xác định mức độ xử lý nước thải theo hàm lượng cặn 21

3.3.3 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết để xử lý BOD5 22

3.4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 24

3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾCÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 26

3.5.1 Phương án 1 26

3.5.2 Phương án 2 56

3.6 Khái toán kinh tế 62

3.6.1 Phương án I 62

3.6.2 Phương án II 65

3.7 So sánh lựa chọn phương án thiết kế 67

3.7.1 Yếu tố kỹ thuật 67

3.7.2 Yếu tố kinh tế 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số lượng các hộ gia đình sản xuất 5

Bảng 1.2: Lượng nước sử dụng và nước thải trong quá trình sản xuất bún 7

Bảng2.1: Dân số tính toán của xã Khắc Niệm tính đến năm 2025 8

Bảng 2.2: Số lượng các hộ gia đình sản xuất 9

Bảng 2.3 Bảng so sánh kinh tế phần mạng lưới 15

Bảng 3.1: Các thông số thiết kế mương và song chắn rác 29

Bảng 3.2 Tổng hợp tính toán bể thu gom 30

Bảng 3.3 Bể lắng cát ngang được xây dựng theo các thông số: 33

Bảng 3.4 Bể điều hòa được xây dựng theo các thông số: 34

Bảng 3.5 Thồng số thiết kế bể lắng đứng 1 37

Bảng 3.6 Bể aeroten 4 hành lang có 2 đơn nguyên Các thông số thiết kế 41

của một đơn nguyên là: 41

Bảng 3.7: Các thông số thiết kế bể lắng đứng 2 45

Bảng 3.8 Các thông số thiết kế của máng xáo trộn kiểu vách ngăn có lỗ như sau: 49 Bảng 3.9 Bể tiếp xúc ly tâm gồm 2 bể Các thông số thiết kế của 1 bể tiếp xúc ly tâm như sau: 52

Bảng 3.10 Các thông số thiết kế củabể nén bùnnhư sau: 54

Bảng 3.11 khái toán kinh tế trạm xử lý nước thải phương án II 65

Bảng3.12 tính chi phí tiêu thụ điện cho phương án 2 66

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Bản đồ vị trí vùng 2Hình 1.2: Cơ cấu ngành nghề của các hộ gia đình 4Hình 1.3: Nước thải trong quá trình sản xuất và sinh hoạt 6

LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển của kinh tế và xã hội Việt Nam trong những năm gần đây đãkéo theo sự bùng nổ của công nghiệp và tốc độ đô thị hoá ngày càng gia tăng Khi

sự tăng trưởng quá nhanh chóng thì đây lại chính là nguyên nhân gây ra các hệ lụy

về môi trường Để góp phần đảm bảo cho môi trường không bị suy thoái và pháttriển một cách bền vững thì phải chú ý giải quyết vấn đề cung cấp nước sạch, thoátnước, xử lý nước thải vệ sinh môi trường một cách hợp lý nhất

Một trong các biện pháp tích cực để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồnnước, tránh không bị ô nhiễm bởi các chất thải do hoạt động sống và làm việc củacon người gây ra là việc xử lý nước thải và chất thải rắn trước khi xả ra nguồn tiếpnhận, đáp ứng được các tiêu chuẩn môi trường hiện hành Đồng thời tái sử dụng vàgiảm thiểu nồng độ chất bẩn trong các loại chất thải này

Xã Khắc Niệm hiện có hơn có nhiều làng nghề sản xuất bún lâu đời, trong đó tập trung chủ yếu tại các thôn Tiền Trong, Tiền Ngoài và thôn Mộ Mỗi ngày có hàng nghìn m3 nước thải chưa qua xử lý xả ra hệ thống cống rãnh cùng với nước thải sinh hoạt đang khiến môi trường nước bị ô nhiễm trầm trọng.Vì vậy trong khu vực đòi hỏi phải có một cơ sở hạ tầng đồng bộ và đáp ứng được các yêu cầu trong việc bảo

vệ môi trường Tuy nhiên, hệ thống xử lý nước thải của xã còn rất sơ sài Do vậy việc xây dựng hệ thống thoát nước cho xã Khắc Niệm này mang tính cấp bách và cần thiết

Trên cơ sở hiện trạng thoát nước xã Khắc Niệm và được sự gợi ý, hướng dẫn

của cô giáo Th.S Vũ Việt Hà, em đã được nhận đề tài tốt nghiệp: “Quy hoạch hệ thống xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh giai đoạn 2015-2025” Trong quá trình thực hiện đồ án em đã được

sự giúp đỡ tận tình của các cô giáo trong khoa môi trường đặc biệt là cô giáo hướngdẫn Th.S Vũ Việt Hà Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy côgiáo đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Em rất mong nhậnđược sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô giáo!

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ XÃ KHẮC NIỆM, THÀNH

PHỐ BẮC NINH, TỈNH BẮC NINH.

1.1 Đặc điểm tự nhiên

Hình 1.1: Bản đồ vị trí vùng

Khắc Niệm là xã nằm phía Tây Nam thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh:

- Phía Đông tiếp giáp với xã Vân Dương – huyện Quế Võ,

- Phía Bắc giáp với phường Võ Cường – Tp Bắc Ninh

- Phía Tây giáp với xã Liên Bảo – Bắc Ninh

- Phía Nam giáp với xã Hạp Lĩnh – Bắc Ninh

Khắc Niệm cách thủ đô Hà Nội khoảng 25 km về phía Tây Nam với mạng lưới giaothông đa dạng, thuận tiện cho việc đi lại, tạo ra lợi thế trong hoạt động trao đổi giao lưu buôn bán và tiếp thu kỹ thuật tiến bộ trong phát triển sản xuất

Tổng diện tích tự nhiên của xã Khắc Niệm là 745 ha, trong đó, diện tích đất nôngnghiệp là 462,54 ha, diện tích nuôi trồng thủy sản là 24,94 ha Diện tích đất chuyên dùng

276,05 ha và còn lại là đất mục đích khác và chưa sử dụng Tổng Diện tích canh tác là805,9 ha, trong đó diện tích lúa chiếm 749 ha, sản lượng đạt khoảng 5,5 tấn/ha Hệ số sửdụng đất của toàn xã bằng 2,0 lần.

1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo:

a Tỉnh Bắc Ninh, TP Bắc Ninh:

Với vị trí nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ nên địa hình của tỉnh Bắc Ninh khábằng phẳng, có hướng dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, được thể hiệnqua các dòng chảy nước mặt đổ về sông Cầu, sông Đuống và sông Thái Bình Mức độchênh lệch địa hình trên toàn tỉnh không lớn

Vùng đồng bằng chiếm phần lớn diện tích toàn tỉnh có độ cao phổ biến từ 3 – 7m

so với mực nước biển và một số vùng thấp trũng ven đê thuộc các huyện Gia Bình, LươngTài, Quế Võ Địa hình trung du đồi núi chiếm tỷ lệ rất nhỏ khoảng (0,53%) so với tổngdiện tích tự nhiên toàn tỉnh được phân bố rải rácthuộc thành phố Bắc Ninh, thị xã Từ Sơn,huyện Quế Võ, các đỉnh núi có độ cao phổ biến từ 60 – 100m, đỉnh cao nhất là núi Bàn Cờ(thành phố Bắc Ninh) cao 171m, tiến đến là núi Bu (huyện Quế Võ) cao 103m, núi PhậtTích (huyện Tiên Du) cao 84m và núi Thiên Thai (huyện Gia Bình) cao 71m

b Đặc điểm địa hình, địa chất xã Khắc Niệm:

Địa hình khu vực dự án là khu đất nội đồng giáp với khu dân cư hoặc các khu vựccông cộng trong thôn, diện tích đất đa phần là đất ruộng muống, ruộng lúa và canh tác hoamầu của người dân thôn các thôn làng nghề

Đặc điểm địa chất mang những nét đặc trưng của cấu trúc địa chất thuộc vùng trũngsông Hồng, bề dày trầm tích đệ tứ chịu ảnh hưởng rõ rệt của cấu trúc mỏng Tuy nhiênnằm trong miền kiến tạo Đông Bắc, Bắc bộ nên cấu trúc địa chất lãnh thổ Bắc Ninh cónhững nét còn mang tính chất của vòng cung Đông Triều vùng Đông Bắc

Với đặc điểm này địa chất của tỉnh Bắc Ninh có tính ổn định hơn so với Hà Nội vàcác đô thị vùng đồng bằng Bắc bộ khác trong việc xây dựng công trình Và về mặt địa hình

có thể hình thành hai dạng đô thị vùng đồng bằng và trung du Bên cạnh đó có một số đồinúi nhỏ dễ tạo cảnh quan đột biến; cũng như một số vùng trũng nếu biết khai thác có thểtạo ra cảnh quan sinh thái đầm nước vào mùa mưa để phục vụ cho các hoạt động văn hoá

và du lịch

1.3 Hiện trạng kinh tế - xã hội

a Dân số và lao động.

Xã Khắc Niệm nằm trong địa giới 7 thôn: thôn Tiền Ngoài, Thôn TiềnTrong, thôn Đoài, thôn Đông, thôn Thượng, thôn Mồ và thôn Sơn Theo thống kênăm 2010, xã Khắc Niệm có 2373 hộ với 9664 nhân khẩu Hình 2.1 biểu diễn cơcấu ngành nghề của các hộ gia đình xã Khắc Niệm, trong tổng số 9664 hộ có 522 hộthuần nông (chiếm 22% tổng số hộ); 1547 hộ kiêm nông nghiệp (chiếm 65,2% tổng

số hộ); 153 hộ (chiếm 6,5%) chuyên sản xuất bún Như vậy làng nghề Khắc Niệmđang chuyển hướng phát triển các doanh nghiệp tư nhân dần dần từng bước quảng

bá và mở rộng quy mô của làng nghề

Hình 1.2: Cơ cấu ngành nghề của các hộ gia đình

Trong 3 năm gần đây, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của xã luôn cao hơn

1,1%/năm Tại xã Khắc Niệm, dân số tăng nhanh, năm 2009 dân số của xã là 9460

người, đến năm 2010 dân là 9664 người (tăng 204 người) Dân số tăng đã tạo nguồnlao động dồi dào cho làng nghề Tổng số lao động của xã là 5832 lao động, chiếm60,53% dân số toàn xã

b Hiện trạng sản xuất bún tại làng nghề

Quy trình sản xuất bún tại làng nghề Khắc Niệm được truyền từ đời này qua đờikhác trong nhiều năm.Hiện nay, tại làng nghề Khắc Niệm, sản xuất bún tập trungchủ yếu tại 2 thôn Tiền Trong và Tiền Ngoài.Nhằm tạo ra nhiều sản phẩm có chấtlượng đáp ứng nhu cầu thị trường và để bảo tồn, phát triển làng nghề, xã KhắcNiệm đã đa dạng hoá các hình thức sản xuất, kinh doanh trong làng Một số hộ đã

liên doanh, hợp tác để thành lập các doanh nghiệp tư nhân để quảng bá thị trường và

mở rộng quy mô sản xuất

Bảng 1.1: Số lượng các hộ gia đình sản xuất

Theo như bảng 1.1, thôn Tiền Trong có 103 hộ gia đình sản xuất bún chiếm49,44% tổng số hộ của thôn; thôn Tiền Ngoài có 169 hộ sản xuất bún chiếm61,01% Toàn xã Khắc Niệm, tổng số hộ tham gia sản xuất bún chiếm 55-65% tổng

số hộ và thu hút khoảng 75% lao động của xã

1.4 Hiện trạng môi trường nước

Môi trường nước tại làng nghề được lãnh đạo và người dân địa phương đánhgiá là vấn đề nghiêm trọng nhất.Khối lượng và đặc trưng nước thải sản xuất ở cáclàng nghề phụ thuộc chủ yếu vào công nghệ và nguyên liệu dùng trong sản xuất.Làng nghề sản xuất bún có nhu cầu nước lớn, nước thải chứa nhiều hàm lượng chấtgây men và ôi chua là môi trường lý tưởng cho vi trùng phát triển

Nước mặt

Diện tích ao, hồ của làng nghề bún trong những năm gần đây ngày càng bịthu hẹp và ô nhiễm Chất lượng nước ao, hồ ngày càng xuống cấp do chúng ngàycàng trở thành nơi chứa đựng nước thải và rác thải

Tại thôn Tiền Trong và Tiền Ngoài, nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất,nước cuốn trôi bề mặt đều được thải theo cống thải chung của thôn và đổ vào sông,

hồ, kênh, mương hoàn toàn chưa có hệ thống xử lý cụ thể Ao, hồ trong làng khôngnhững bị thu hẹp mà còn bị ô nhiễm Trong những ngày nắng nóng, mùi hôi từ aokhiến những người dân xung quanh rất khó chịu

Nước thải

Nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất cùng nước cuốn trôi bề mặt là nhữngnguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm nguồn nước tại địa phương

Nước thải sinh hoạt: phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt có thành phần ô

nhiễm tương đối ổn định với các chất bẩn vô cơ chiếm khoảng 42% và chất bẩn hữu

cơ khoảng 58% Tính trung bình, mỗi ngày mỗi người thải 0,06m 3 thì trong mộtngày

Hình 1.3: Nước thải trong quá trình sản xuất và sinh hoạt

Nước thải sản xuất: đây là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường

nước tại làng nghề Nước dùng cho sản xuất và nước dùng cho sinh hoạt cùng từ nguồn giếng khoan Theo kết quả khảo sát, các hộ gia đình sản xuất trung bình thải

ra môi trường khoảng 2,75 m 3 /ngày, hộ thải nhiều nhất lên đến 11 m3/ngày (bảng 2.4) Nước thải ra chủ yếu trong quá trình ngâm gạo, ủ chua bột và làm mát máy móc vì vậy nguồn nước thải ra chứa nhiều chất gây men và ôi thui là môi trường lý tưởng cho vi trùng phát triển

Bảng 1.2: Lượng nước sử dụng và nước thải trong quá trình sản xuất bún

Số hộ phỏng vấn

(hộ)

Ít nhất (m 3 /ngày )

Nhiều nhất (m 3 /ngày)

Trung bình (m 3 /ngày)

có tổng P vượt quá QCVN từ 1,13 đến 4,21 lần và (viii) 17 mẫu có coliform vượtquá QCVN từ 1,2 đến 2,8 lần Như vậy trong số 13 thông số quan trắc chất lượngnước thải tại các cống thải của 2 thôn, có 10 thông số có hàm lượng vượt quáQCVN

CHƯƠNG II:THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT

Dân số (người)

- Tỉ lệ gia tăng dân số: 1,1%

2.2 Xác định lưu lượng tính toán.

- Nước thải sinh hoạt

Tiêu chuẩn sử dụng nước của xã Khắc Niệm: 120 l/người.ngày (Bảng 2.1

TCXDVN 33:2006)

Lấy lượng nước thải bằng 80% lượng nước cấp

=> Tiêu chuẩn nước thải q0= 120 x 0,8= 96 l/người.ngày

Q ng tb = 40369 x 961000 = 3875 (m3/ngđ)

- Nước thải sản xuất

Hiện nay, tại làng nghề Khắc Niệm, sản xuất bún tập trung chủ yếu tại 2 thôn Tiền Trong và Tiền Ngoài.Theo kết quả khảo sát, các hộ gia đình sản xuất trung bình thải

ra môi trường khoảng 2,75 m 3 /ngày.

Bảng 2.2: Số lượng các hộ gia đình sản xuất

=>Vậy lưu lượng nước thải sản xuất xã Khắc Niệm thải ra một ngày:

Qsx= ( 103 + 169 ) x 2,75 = 272 x 2,75 = 748m3/ng.đLưu lượng nước thải xã Khắc Niệm thải ra trong một ngày:

Việc vạch tuyến mạng lưới cần dựa trên nguyên tắc:

+ Triệt để lợi dụng địa hình để sao cho mạng lưới thoát nước tự chảy là chủyếu, đảm bảo thu nước thải nhanh nhất vào đường ống, tránh đào đắp nhiều, tránhđặt nhiều trạm bơm

+ Mạng lưới thoát nước phải phù hợp với hệ thống thoát nước đã được chọn+ Vạch tuyến cống phải hợp lý để sao cho tổng chiều dài cống là nhỏ nhấttránh trường hợp nước chảy ngược và chảy vòng quanh

+ Đặt đường ống thoát nước phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn.Tuân theo các quy định về khoảng cách với các đường ống kỹ thuật và các côngtrình ngầm khác

+ Hạn chế đặt đường ống thoát nước qua các sông, hồ, đường sắt, đê đập.+ Trạm làm sạch phải đặt ở vị trí thấp hơn so với địa hình nhưng không quáthấp để tránh ngập lụt Đảm bảo khoảng cách vệ sinh đối với khu dân cư và các xí

nghiệp công nghiệp.Đặt trạm xử lý ở cuối nguồn nước và gần nơi đặt trạm xử lýnước mặt.

2.3.2 Các phương án vạch tuyến mạng lưới thoát nước cho khu vực dự án

Dựa vào nguyên tắc trên mà ta đưa ra phương án vạch tuyến như sau:

Các tuyến cống nhánh được đặt theo các trục đường giao thông của các làng

và tập trung nước thải về tuyến ống chính

Nước thải từ các hộ sản xuất bún được đổ trực tiếp vào hệ thống thu nướcthải sinh hoạt rồi xử lý cũng nước thải sinh hoạt

2.3.2.2 Phương án 2

Bố trí 2 tuyến cống chính phân xã làm 2 khu vực và thu nước của 2 khu vực này: Tuyến 1 được đặt theo trục đường chính của thôn Tiền Trong và thôn Tiền ngoàisau đó sang khu vực thôn Đông và cuối cùng qua thôn Đoài để đến trạm xử lý

Tuyến 2 được đặt dọc theo trục đường chính xung quanh thôn Mồ để đếntrạm xử lý

Các tuyến cống nhánh được đặt theo các trục đường giao thông của các làng

và tập trung nước thải về tuyến ống chính

Nước thải từ các hộ sản xuất bún được đổ trực tiếp vào hệ thống thu nướcthải sinh hoạt rồi xử lý cũng nước thải sinh hoạt

2.4 TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

2.4.1 Tính toán diện tích tiểu khu

Việc tính toán diện tích tiểu khu dựa trên các số liệu đo đạc trực tiếp trên bản

đồ quy hoạch.Việc phân chia các ô thoát nước dựa vào sơ đồ mạng lưới

Bảng phân chia diện tích tiểu khu: (Phụ lục 1)

2.4.2 Xác định lưu lượng tính toán từng đoạn ống

Lưu lượng tính toán của đoạn cống được coi là lưu lượng chảy suốt từ đầutới cuối đoạn ống và được tính theo công thức:

+ S Fq i : Tổng diện tích các tiểu khu đổ nước thải vào cống đang xét

+ qđv: Lưu lượng đơn vị của khu vực

+Kch: Hệ số không điều hoà

+S qq ttr: Lưu lượng tính toán của các hộ sản xuất vào đầu đoạn cống tính toán.Theo công thức tính toán trên ta lập các bảng tính toán lưu lượng cho 2 phương án

2.4.3 Tính toán thủy lực hệ thống thoát nước sinh hoạt

Căn cứ vào các bảng tính toán cho từng đoạn ống ở trên ta tiến hành tính

toán thuỷ lực cho từng đoạn ống để xác định được: đường kính ống (D), độ dốcthuỷ lực (i), vận tốc dòng chảy (v) Sao cho phù hợp với các yêu cầu về đường kínhnhỏ nhất, độ đầy tính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường cống, độ sâu chôn

cống được đặt ra trong quy phạm

Việc tính toán thuỷ lực dựa vào ‘‘Các bảng tính toán thủy lực cống và

mương thoát nước – GS Trần Hưu Uyển ”

Công thức xác định lưu lượng:

Q =  x V ( l/s )Công thức xác định tốc độ:

+ R: bán kính thuỷ lực, R = /p (P: chu vi ướt )

+ I: độ dốc thuỷ lực, lấy bằng độ dốc của cống

+ C: hệ số sêri tính đến ảnh hưởng của độ nhám trên bề mặt của cống vàthành phần tính chất nước thải

Các quy phạm khi tính toán mạng lưới thuỷ lực

+ Đường kính tối thiểu và độ đầy tối đa: Trong những đoạn đầu của mạnglưới thoát nước, lưu lượng tính toán thường không lớn do đó có thể dùng các loạicống có đường kính bé, thường thì trong thực tế người ta thường chọn những đoạncống đầu mạng lưới có đường kính D = 300mm Nó vừa đảm bảo về yếu tố thuỷlực, chi phí giá thành và công tác quản lý.Nước thải chảy trong cống ngay khi đạtlưu lượng tối đa cũng không choán đầy cống Tỷ lệ giữa chiều cao lớp nước trong

cống so với đường kính của nó gọi là độ đầy tương đối

h

d Người ta cũng không

cho cống chảy đầy còn lý do nữa là cần khoảng trống để thông hơi Độ đầy tối đalấy như sau:

Đường kính (mm) Đối với nước thải

Đường kính (mm) Tốc độ tối thiểu V tt (m/s)

Để được tốc độ không lắng, nói chung trong một số trường hợp ta phải tăng

độ dốc của cống Tuy nhiên khi đó độ sâu chôn cống sẽ lớn, làm tăng giá thành xâydựng.Do vậy phải định ra độ dốc tối thiểu là độ dốc mà khi ta tăng lưu lượng đạtmức độ đầy tối đa thì sẽ đạt được tốc độ không lắng của dòng chảy Độ dốc tối thiểu

các loại đường kính cống được tính như sau: Imin =

Xác định độ sâu chôn cống của các đoạn cống

Độ sâu đặt cống nhỏ nhất của tuyến cống được tính theo công thức:

H = h + SqiL+ Z2 - Z1 + Dd (m)

Trong đó:

+ h: Độ sâu đặt cống đầu tiên, h = 0,7m

+ L: Chiều dài đường ống thoát nước (m)

+ i: Độ dốc của cống thoát

+ Z1: Cốt mặt đất đằu tiên của giếng thăm

+ Z2: Cốt mặt đất tương ứng với giếng thăm đầu tiên

+ d: Độ chênh cao trình giữa cốt đáy cống

2.8 KHÁI TOÁN VÀ SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC 2.8.1 Khái toán kinh tế

Chi tiết tại Phụ lục 1

2.8.2 Lựa chọn phương án mạng lưới

Từ kết các số liệu khái toán sơ bộ, ta có thể lập bảng so sánh các thông số kinh

tế của phương án PA1, PA2 như bảng dưới đây

Do vậy, phương án vạch tuyến mạng lưới, PA1 là phương án được lựa chọn.

CHƯƠNG III:THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.1 Tính chất, lưu lượng nước thải đầu vào.

Thành phần, tính chất nước thải đặc trưng tại khu làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm, tỉnh Bắc Ninh

QCVN 40:2011/BTNMT

192, 7( / )

ngd tb

+ aSS: Lượng chất lơ lửng của người dân thải ra trong một ngày đêm Theobảng 25 mục 8.1.7 TCXDVN 7957- 2008 ta có aSS = 60 (g/người.ngày)

+ q0: Tiêu chuẩn thải nước của khu vực , q0 = 96 (l/người.ngđ)

Q C Q

C

C

CN sh

CN CN sh sh

+ Qsh : tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt, Qsh = 748 (m3/ngđ)

b) Hàm lượng BODcủa nước thải

* Hàm lượng BODcủa nước thải sinh hoạt được tính:

+ aBOD: hàm lượng BOD tiêu chuẩn tính theo đầu người, Theo bảng 25 mục8.1.7 TCXDVN 7957- 2008, ta có aBOD=35 (g/người.ngđ) (nước đã lắng)

+ q0 : tiêu chuẩn thải nước tính theo đầu người, q0 = 96 (l/người.ngđ)

- Hàm lượng BODcủa nước thải công nghiệp: LCN = 400 (mg/l)

- Hàm lượng BOD trong hỗn hợp nước thải được tính:

).

/

Q Q

Q L Q

L

L

CN sh

CN CN sh sh

c) Hàm lượng amoni trong nước thải

* Hàm lượng amoni của nước thải sinh hoạt được tính:

+ aBOD: hàm lượng BOD tiêu chuẩn tính theo đầu người, Theo bảng 25 mục8.1.7 TCXDVN 7957- 2008, ta có aBOD= 8 (g/người.ngđ) (nước đã lắng)

+ q0 : tiêu chuẩn thải nước tính theo đầu người, q0 = 96 (l/người.ngđ)Vậy:

- Hàm lượng BODcủa nước thải công nghiệp: LCN = 24 (mg/l)

- Hàm lượng BOD trong hỗn hợp nước thải được tính:

).

/

Q Q

Q L Q

L

L

CN sh

CN CN sh sh

Ntt = N + NBOD

tđ =40369 +1069= 41438 (người)Theo Amoni:

Ntt = N + NAmoni

tđ =40369 +3740= 44109 (người)

3.3 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải

 Nước thải có:

- Lưu lượng trung bình của nước thải: q = 0,05 m3/s

- BOD5 của nước thải: Lo = 371mg/l

- Hàm lượng chất rắn lơ lửng: Co = 653 mg/l

- Hàm lượng Amoni: No=79,5 mg/l

 Nguồn tiếp nhận ao:

- Lưu lượng nước sông nhỏ nhất đảm bảo tần suất 95%: Q = 150 (m3/s)

- Vận tốc trung bình của dòng chảy trong sông: vtb = 0,065 (m/s)

- Độ sâu trung bình của dòng sông ứng với lưu lượng nước sông nhỏ nhất: Htb=2,4 (m)

- BOD5 của dòng sông: Lng = 2,2 (mg/l)

(Báo cáo môi trường quốc gia 2012, môi trường nước mặt)

- Hàm lượng oxi hòa tan: Ong= 8 (mg/l)

+ : hệ số thực nghiệm theo công thức:

α=φ ξ.3

√E q = 1,2 x 1 x 3

√0.000780.05 = 0,3

+ Htb : độ sâu trung bình của lòng sông (m) Htb = 2,4 (m)

+ vtb : vận tốc trung bình của dòng chảy trong sông ( m/s) vtb = 0.052 (m/s)

- Vậy hệ số pha loãng:

+ Cnth : nồng độ cặn lơ lửng trong nước thải cho phép xả vào nguồn

+ Cng : nồng độ cặn lơ lửng trong nguồn nước trước khi tiếp nhận nước thải

Cng = 12 (mg/l)

+ b : độ tăng cho phép hàm lượng cặn cho phép ( mg/l), chọn b = 0,8 (mg/l)

- Hiệu quả xử lý :

3.3.3 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết để xử lý BOD 5

a Xác định nồng độ BOD 5 trong nước thải xả ra nguồn theo quá trình tiêu thụ oxy sinh hóa ( theo chỉ tiêu BOD 5 )

L nth a = a x Q

q x 10−k nth xt( Lcp – Lng.10−k nth xt) + L cp

10−k nth xt (CT 2.24 - trang 43, GT xử lý nước thải đô thị, PGS.TS Trần Đức Hạ)

L b nth = a x Q q (Ong – Oyc – Lng x 10-2k.ng) x 10-2k.nth – Oyc x 10-2k.nth

=0,012 x 1500,39 (8 – 6 – 2,2 x 10-2x0,1 ) x 10-2x0,1 – 6x10-2x0,1

= - 2,004 (mg/l)

(CT 2.26 - trang 43, GT xử lý nước thải đô thị, PGS.TS Trần Đức Hạ)

Trong đó :

+ Lượng oxi của sông : Ong = 8 mg/l

+ Lượng oxi cho phép theo QCVN 08/2008/BTNMT đối với nước dùng cho mụcđích sinh hoạt thì Oyc ≥ 6 Chọn Oyc = 6 ( mg/l)

+ kng : các hằng số tốc độ tiêu thụ oxy trong nước thải (ngày-1) Trong điều kiện

200C ta lấy kng = 0.1 (ngày-1)

-Ta thấy : La

th> Lb

th mà khi xả nuớc thải ra nguồn loại A ( cung cấp cho sinh hoạt của

đô thị )thì Lnth.yc ≤30 ( mg/l) ( QCVN 14/2008/BTNMT về nước thải sinh hoạt ).-Hiệu suất xử lý nước thải theo chỉ tiêu BODtrong các trường hợp là:

EBOD =L0−L nth

L0 x 100%

= 371−30371 x 100% = 91,9 %

Bể lắng ly tâm đợt 2

Hệ thống thoát nước

Bể tiếp xúc ly tâmMáng xáo trộn

3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾCÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

b) Tính toán

- Tính toán thủy lực của mương dẫn:

+ Chọn mương dẫn nước thải vào có:

Chiều rông: Bm = 200mm Vận tốc nước chảy: v = 1,5m/s

Độ dốc: I = 0,0008 + Độ đầy tính toán của mương dẫn ứng với Qmax

hmax =

max 0,0531,5 0, 2

s m

b : Khoảng cách khe hở của song chắn rác, b = 16 ÷ 25 mm, chọn b = 20 mm.

h : Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác, bằng độ đầy tính toán của mương dẫn ứng với Qmaxs, h = hmax = 0,06 m

- Tiết diện thanh song chắn rác:

Thanh song chắn rác hình chữ nhật có kích thước s * l = 8mm*50mm

+ Chiều rộng của song chắn rác:

Bs = S*(n-1)+b*n = 0,008*(20-1)+0,02*20 = 0,552 m

Trong đó:

S : Chiều dày của thanh song chắn, S = 0,008 m

- Kiểm tra sự lắng cặn ở phần mở rộng trước song chắn rác:

Vận tốc nước thải trước song chắn rác Vkt không được nhỏ hơn 0,4 m/s (Theo Giáo trình Xử lý nước thải_ PGS.PTS Hoàng Huệ)

Vkt = 0,52 m/s > 0,4 m/s→ thoả điều kiện lắng cặn

K1 : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác, K1 = 23, chọn K1=2 (Nguồn: Xử lý nước thải- PGS.TS Hoàng Huệ).

 : Hệ số tổn thất cục bộ của song chắn,phụ thuộc vào hình dáng tiết diện thanh.

 = *

3 4/

*K1 = 0,61 *

2(0,73)2*9,81* 2 = 0,03 m.

- Chiều cao xây dựng của mương đặt song chắn rác:

H = h+hs+hbv = 0,06+0,03+0,3 = 0,363 m

Trong đó:

hbv : Chiều cao bảo vệ của song chắn rác, hbv = 0,3 m

- Hàm lượng chất bẩn còn lại trong nước thải sau khi qua song chắn rác:

+ Hàm lượng SS và BOD5 sau khi qua lưới lọc tinh giảm:

a: Lượng rác tính cho một người trong 1 năm lấy theo mục 7.2.12 TCVN 7957: 2008, với chiều rộng khe hở của các thanh là từ 16-20mm thì a

92,5( )60( / )

m phút h





Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 3 (m)

Chiều cao xây dựng của bể thu gom:

Hxd = H + hbv

Với:

H : Chiều cao hữu ích của bể, (m)

hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m)

 Hxd = 3 + 0,5 = 3,5 (m)

 Diện tích mặt bằng:

A =

292,5

30,8( )3

Wt = 6,5 x 5 x 3,5 = 113,75 (m3)

- Chọn ống dẫn nước vào bể thu gom

Chọn ống dẫn nước vào với vận tốc v = 0,9(m/s), D = 500(mm) (Điều 4.6.1 TCVN 7957 – 2008)

Theo điều 6.2.5 (TCVN 7957 – 2008) thì độ sâu đặt ống đối với nơi có

nhiều xe cơ giới đi lại Hmin = 0,7(m) Vậy, Chọn H = 1(m).

- Ống dẫn nước thải sang bể điều hòa

Nước thải được bơm sang bể điều hòa nhờ một bơm chìm, với vận tốc

nước chảy trong ống là v = 1,5(m/s) (1 – 2,5 m/s _TCVN 51 – 2008)

Tiết diện ướt của ống:

A =

2 max 0,053

0,035( )1,5

A v

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

+ Q: lưu lượng lớn nhất của nước thải , q= 0,077 (m3/s)

+ n: số bể hoặc số đơn nguyên, chọn n=1 bể.

+ V: vận tốc của nước trong bể, (m/s), vận tốc lớn nhất là 0,15-0.3, chọn v=0,2

Chọn 2 bể ( 1 làm việc , 1 dự phòng )

 W= Q max

n v = 0,0771 0,2 = 0,385 m2

- Chiều rộng bể : B= w h = 0,3850,3 = 1,28 m

- Kiểm tra lại : u0 =Q max

F = Q max

n B L = 1 1,28 4,80,077 = 0,019m/s = 19 mm/s đạt yêu câu ( 18 – 24 mm/s )

- Kiểm tra : vmin = Q min

B h n = 1,28 0,3 10,0369 = 0,059 m/s ( đạt yêu câu )

- Kiểm tra thơi gian lưu nước : t = v l = 4,80,3 = 32 s ( đạt yêu câu )

- Thể tích phần lăng cát : Wc = p N ss .t

1000Trong đó : ( chọn t = 1 ngày , p là lượng cát đầu người thải vào trong 1 ngày đêm tra TC – 7957 hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn là 0,02 l/người /d )

Bảng 3.3 Bể lắng cát ngang được xây dựng theo các thông số:

3.5.1.4 Tính toán bể điều hòa

Dùng để điều hoà lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải.Yêucầu nước thải đầu vào ép phải có nồng độ chất lơ lửng dưới 500mg/l với

độ lớn thủy lực 10mm/s

Thể tích bể điều hòa:

Vlt = Qmaxxt = 277,5x2 = 555 (m3)

Trong đó:

+ Vlt: thể tích lý thuyết của bể điều hòa ( m3)

+ Qmax: Lưu lượng giờ lớn nhất, Qmax = 277,5(m3/h)

+ t : thời gian lưu nước trong bể điều hòa ( t = 2–6h), chọn t = 2h

Thể tích của điều hòa thực tế sẽ bằng 120% thể tích bể điều hòa lý thuyết

Bảng 3.4 Bể điều hòa được xây dựng theo các thông số:

3.5.1.5 Bể lắng đứng 1

a) Chức năng

Nước thải sau khi qua bể lắng cát được dẫn đến bể lắng đứng đợt 1 Nhiệm

vụ của bể lắng đợt 1 là lắng các tạp chất thô hoặc phân tán nhỏ (chất lơ lửng) dướidạng cặn lắng xuống đáy bể hoặc nổi lên trên mặt nước

v: tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng v = 0.0285 (m/phút)

vtt: tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn

30 mm/s (TCXD – 51:84)

Chọn vtt = 20 mm/s = 0.02 m/s

Diện tích tổng cộng của bể lắng

F = F1 + F2 = 112,6 + 2,675 = 115,275≈ 115 (m2)Đường kính bể lắng

D = √4 F π = √4 ×1153.14 = 12 (m)Đường kính ống trung tâm