TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU1Phần I: Tính toán sơ bộ đầu vào31.1Lưu lượng nước thải31.2. Nồng độ các chất ô nhiễm41.3.Dân số tính toán51.4Xác định mức độ xử lí cần thiết5PHẦN II: ĐỀ SUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ9Phương án 1:9Phương án 2:11PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHƯƠNG ÁN I133.1 Ngăn tiếp nhận nước thải133.2 Mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận:133.3Song chắn rác143.4. Bể lắng cát ngang.183.5. Sân phơi cát.203.6. Bể đông tụ sinh học.213.7. Bể lắng ngang đợt I.233.8. Bể Aeroten kết hợp với lắng 2263.8.1 Các thông số tính toán.273.8.2 Thời gian hoạt động trong các ngăn aeroten :283.8.3 Các kích thước của aeroten283.8.4Tính toán cấp khí cho bể aeroten293.8.5 Tính toán bể lắng ngang đợt 2323.9. Tính toán trạm khử trùng nước thải.343.10. Tính toán máng trộn Máng trộn có vách ngăn đục lỗ363.11. Bể tiếp xúc ngang383.12. Tính toán bể nén bùn ly tâm393.13. Tính toán bể mêtan.413.14. Công trình làm ráo nước trong cặn ( sân phơi bùn)44PHẦN IV: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI.474.1. Tính toán cao trình mặt cắt dọc theo lớp nước.474.2. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt bùn :50PHẦN V: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 2521.Các công trình như : ngăn tiếp nhận,song chắn rác,đông tụ sinh học, bể lắng ngang đợt I ,máng trộn,bể tiếp xúc ngang,bể nén bùn li tâm,bể meetan,sân phơi bùn, sân phơi cát tính tương tự như phương án 1522.Tính toán Cyclon thu cát523.Tính toán biofil cao tải524.Tính toán bể lắng ngang đợt 255PHẦN VI: KHÁI TOÁN KINH TẾ58A.KHÁI TOÁN KINH TẾ PHƯƠNG ÁN I58I.Cơ sở tính khái toán kinh tế58II.Khái toán kinh tế581.Chi phí xây dựng ban đầu582.Chi phí thiết bị593.Chi phí hóa chất594.Chi phí điện năng ( với giá thành trung bình là 1500 đồng kWh )595.Chi phí quản lý vận hành60B.KHÁI TOÁN KINH TẾ PHƯƠNG ÁN II61I.Cơ sở tính khái toán kinh tế61II.Khái toán kinh tế611.Chi phí xây dựng ban đầu612.Chi phí thiết bị623.Chi phí hóa chất624.Chi phí điện năng ( với giá thành trung bình là 1500 đồng kWh )625.Chi phí quản lý vận hành63TÀI LIỆU THAM KHẢO.64 

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tập lớn này,em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tận tình hướng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy cô giáo môn công nghệ - khoa môi trường, đặc biệt cô giáo hướng dẫn TS Nguyễn Thu Huyền Các thành viên em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới thầy cô giáo giúp đỡ nhóm hoàn thành đồ án Mặc dù có nhiều cố gắng để thực tập lớn cách hoàn chỉnh nhất, nhiên tránh thiếu sót Kính mong quý thầy giáo, cô giáo toàn thể bạn bè góp ý để đồ án em hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng năm 2016 Sinh viên Trần Minh Giang Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỤC LỤC Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, tốc độ đô thị hóa công nghiệp hóa phạm vi nước gia tăng mạnh mẽ Nhu cầu khai thác sử dụng tài nguyên thiên nhiên người không ngừng tăng lên, vấn đề môi trường ngày gia tăng, phải đối mặt nhiều với thách thức môi trường Nước thải chưa qua xử lý thải vào môi trường vấn đề gây xúc, gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng Hiện có nhiều khu xử lý nước thải cho sinh hoạt công nghiệp sử dụng dây truyền công nghệ tiên tiến xử lý Việc lựa chọn dây truyền công nghệ phù hợp quan trọng phụ thuộc vào chất lượng nước đầu vào, yêu cầu nguồn nước đầu ra, điều kiện kinh tế, kỹ thuật Để lựa chọn qui trình công nghệ xử lý đạt hiệu cần có tính toán tỉ mỉ thiết kế chi tiết công trình hệ thống xử lý Chính thông qua tập lớn môn học xử lý nước thải Sau nhóm xin đề xuất dây truyền công nghệ hợp lý để xử lý nguồn nước thải sau Để hoàn thành tốt đồ án Chúng xin chân thành cảm ơn Giảng Viên: TS Nguyễn Thu Huyền tận tình hướng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện Mặc dù có nhiều cố gắng để thực tập lớn cách hoàn chỉnh nhất, nhiên tránh thiếu sót Kính mong cô giáo toàn thể bạn bè góp ý để tập lớn nhóm hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÀI TẬP LỚN MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Họ tên sinh viên: Trần Minh Giang Lớp : ĐH3CM1 Họ tên giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thu Huyền 1- Đề xuất sơ đồ công nghệ tính toán công trình hệ thống xử lý nước thải theo số liệu đây: - Nguồn thải loại: Nước thải - Công suất thải nước: 15000 m3/ngày đêm - Chỉ tiêu chất lượng nước thải Tiêu chuẩn nước thải đầu đảm bảo theo TCVN 14/2008 2- Thể nội dung nói vào : - Thuyết minh công nghệ (đề xuất hai phương án công nghệ, lựa chọn phương án) - Bản vẽ sơ đồ công nghệ theo cao trình, lớp nước - Vẽ chi tiết hai công trình - Bản vẽ tổng mặt khu xử lý Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn Trần Minh Giang Nguyễn Thu Huyền Phần I: Tính toán sơ đầu vào Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.1 Lưu lượng nước thải - Dân số tính toán dựa vào số liệu cho thành phố : N = S1.mật độ khu vực + S2.mật độ khu vực = 3.24516 + 6.11495 = 82518 ( người) a Lưu lượng nước thải sinh hoạt Qsh (m3/ng.đ) b Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp QCNSX = Skcn.lượng nước thải trung bình = 123.32 = 3936 (m3/ngđ) c Lưu lượng nước thải bệnh viện Qbv= = = 82.5 (m3/ngđ) d Lưu lượng nước thải tổng cộng Q = Qsh + QCNSX + Qbv = 8251.8 + 3936 + 82.5 = 12270.3 (m3/ngđ) Thiết kế trạm xử lí có công suất : Q = 15000 m3/ngđ - Lưu lượng trung bình giờ: Qtb = = 625 ( m3/h ) - Lưu lượng trung bình giây: q = = 0.174 ( m3/s ) - Dựa vào điều 4.1.2 bảng TCVN 7957:2008 Hệ số không điều hòa K: qtb ( l/s ) =174 ( l/s ) => Kmax = 1.58 ; Kmin = 0.6 Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Bảng 1: Lưu lượng nước thải trạm xử lý Lưu lượng nước m3/ngđ thải m3/h m3/s l/s Qtb 15000 625 0.174 174 Qmax 23700 987,5 0.275 275 Qmin 9000 375 0.104 104 1.2 Nồng độ chất ô nhiễm a Hàm lượng chất lơ lửng - Hàm lượng chất lơ lửng nước thải sinh hoạt tính theo công thức: Csh = = = 600 ( mg/l ) Trong đó: + a: Lượng chất lơ lửng người dân thải ngày đêm Theo bảng 25 TCVN 7957-2008 ta có a = 60 ÷65 (g/ng.ngđ) Chọn a = 60 (g/ng.ngđ) + q0: Tiêu chuẩn thải nước trung bình thị trấn: q0 = 100(l/ng.ngđ) - Hàm lượng chất lơ lửng nước thải công nghiệp CCN = 100 (mg/l), QCN = 3936(m3/ng.đ) - Hàm lượng chất lơ lửng hỗn hợp nước thải tính: Chh = = = 436.25 ( mg/l ) b Hàm lượng BOD nước thải - Hàm lượng BOD nước thải sinh hoạt tính: Lsh = = = 650 ( mg/l ) Trong đó: + L0 : Lượng BOD người thải ngày đêm Theo bảng 25 TCVN 7957-2008 ta có L0 = 65 (g/ng.ngđ) + q0: Tiêu chuẩn thải nước trung bình thị trấn: q0 = 100(l/ng.ngđ) - Hàm lượng BOD nước thải công nghiệp: LCN = 50 (mg/l), QCN = 3936(m3/ng.đ) - Hàm lượng BOD hỗn hợp nước thải tính: Lhh = = = 453.5 ( mg/l ) Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.3 - Dân số tính toán Dân số tính toán : Ntt = Nthực + Ntđ Trong đó: + Nthực : Dân số thực tế, Nthực =82518(người) + Ntđ : Dân số tương đương, dân số quy đổi khu dân cư a, Dân số tính toán theo chất lơ lửng - Dân số tương đương tính theo chất lơ lửng tính theo công thức: NtdC = ( người ) - Dân số tính toán theo chất lơ lửng: NTT = 82518 + 6698= 89216(người) b, Dân số tính toán theo hàm lượng BOD - Dân số tương đương theo BOD tính theo công thức: NtdL = = = 3092 ( người) - Dân số tính theo BOD: NTT = 82518 + 3091 = 85610 (người) 1.4 Xác định mức độ xử lí cần thiết a, Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo hàm lượng cặn lơ lửng Cn.thải =  a × QS   + 1 × b + C ng  q  Trong đó: -Cn.thải : Hàm lượng cặn lơ lửng sau xử lý (mg/l) - Cng : Hàm lượng cặn nước nguồn trước xả nước thải, C ng = 11 (mg/l) - b : Độ tăng hàm lượng cặn cho phép, nguồn loại B ta có b = 0.8 (mg/l) : QS : Lưu lượng nước sông, Qs = 42 (m3/s) q : Lưu lượng nước thải lớn nhất, q = 0.275 (m3/s) a : Hệ số pha loãng xác định theo công thức: Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI − e− α x Q + S e− α x q a= Trong đó: x : Khoảng cách từ điểm xả đến điểm tính toán theo lạch sông α : Hệ số thưc nghiệm, α γ ×ζ × E q = với γ hệ số khúc khuỷu sông: φ= = = 0.4 ζ hệ số phụ thuộc vào vị trí xả nước thải, ζ =1 (thiết kế họng xả nước thải gần bờ) E hệ số khuếch tán rối E = = = 0.056 Trong đó: H: Độ sâu trung bình dòng sông H = 28 ( m ) V: vận tốc trung bình dòng chảy V = 0.4 ( m/s ) Vậy ta có : a = = 0.106 α = φ = 0.4 0.235 Cn.thải = 0.8 + 11 = 24.75 (mg/l)100 (mg/l) (Đối với nguồn loại B theo QCVN 14-2009) Vậy mức độ cần thiết làm theo hàm lượng chất lơ lửng : ESS = C hh − C n.th¶ i C hh = = 94.5% Trong đó: Chh hàm lượng cặn nước thải trước xử lý b, Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo tiêu BOD • Xác định nồng độ BOD yêu cầu nước thải xả nguồn theo trình tiêu thụ ôxy sinh hóa v tb = 0,4 (m/s) t = =(ngày) Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI -k t    L − L × 10 ng  + L cf ng  -k t  cf -k t nth   10 nth q × 10 a × QS Lanth = Trong đó:K: Hằng số tốc độ tiêu thụ oxy sông điều kiện 20°C, lấy Knth = 0,1 ( ng-1 ) Lcf : Hàm lượng BOD cho phép, Lcf = 25 (mg/l), nguồn loại B(theo QCVN 08-2008) Lng : Hàm lượng BOD có nước nguồn, Lng = 4,1 (mg/l)  Lanth = + = 369.13 ( mg/l ) Lanth = 369.13 (mg/l) >50 (mg/l) Theo bảng 1, QCVN 14-2008, giá trị BOD5 cho phép miệng xả với nguồn loại B 50(mg/l) • Xác định nồng độ BOD5 nước thải xả nguồn để trì nồng độ ôxy hoà tan yêu cầu điểm tính toán không kể đến khuyếch tán ôxy bề mặt : a×Q × O ng − O yc − Lng 10 − K 10 K − O yc 10 2K1 q ( ) Lbnth = Trong đó: Lượng oxi sông: Ong = 4.2 (mg/l) Lượng oxi cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT theo cột B2 Oyc = (mg/l) (nguồn loại A2 theo QCVN 08-2008) ⇒ Lbnth = Lbnth = -88.2 (mg/l) Ta thấy Lntha> Lnthb mà xả vào nguồn loại B L nthy/c( mg/l )( QCVN 08/2008/ BTNMT) • Xác định nồng độ BOD5 nước thải xả nguồn để trì nồng độ ôxy hoà tan yêu cầu điểm tính toán có kể đến khuyếch tán ôxy bề mặt : Có: Da = Obh - Ong = 9.17 – 4.2 = 4.97 (mg/l) Dth = Obh - Oyc = 9.17 - = 7.17 (mg/l) Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Thay vào hệ phương trình sau: k1 La  − k1 t − 10 − k2 t ) + Da 10 − k2 t  Dth = Dt = k − k (10    k  D ( k − k1 )    lg 1 − a   k1  k1 La   t = th  k − k1 Giải hệ ta có La = 8.24 (mg/l); ứng với thời gian tth = ngày Lnth = a.Q ( La − Lng ) + La q = +8.24 = 75.3 (mg/l) > 50(mg/l) Lnth Ta lấy =50(mg/l) Do mức độ cần thiết phải xử lý là: EBOD5 = = = 89 % Theo hàm lượng chất lơ lửng 94.5% Theo BOD mức độ xử lí 89% Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 10 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Cao trình đỉnh bể lắng cát: zblcđ = zblcmn + hbv = 6.83 + 0.5 = 7.33 (m) Cao trình đáy bể lắng cát: zblcđáy = zblcđ – hxd = 7.33 – 1.5 = 5.83 (m) • Mương dẫn : zm = zblcmn + 0.1 = 6.83 + 0.1 = 6,93 (m) • Song chắn rác Cao trình mực nước sau qua song chắn rác: zsauSCR = zm + h = 6.93 + 0.1 = 7.03 (m) Cao trình mực nước trước song chắn rác: ztrướcSCR= zsauSCR + hscr = 7.03 +0.082= 7.112 (m) • Mương dẫn : zm = zmn + 0.1 = 7.112 + 0.1 = 7.212 (m) • Ngăn tiếp nhận Cao trình mực nước ngăn tiếp nhận zntnmn = zm + hntn = 7.212 + 0.2 = 7.412 (m)( chọn h=0,2) Cao trình đỉnh ngăn tiếp nhận: zntnđ = zntnmn + hbv = 7.412 +0.5 = 7.912 (m) Cao trình đáy ngăn tiếp nhận : zntnđáy = zntnđ - hxd = 7.912 – 1.3 = 6.612 (m) 4.2 Tính toán cao trình công trình đơn vị theo mặt cắt bùn : Bể lắng ngang đợt I Bùn bể lắng ngang đợt I xả áp lực thủy tĩnh bơm thẳng đến bể metan Bể lắng ngang đợt II Bùn từ bể lắng ngang đợt II bơm đến bể metan để làm giảm độ ẩm Bể nén bùn ly tâm Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 52 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Bể nén bùn ly tâm xây dựng vị trí tương đối cao nước sau tách bùn dẫn tự chảy bể aroten để tiếp tục xử lý lần Chọn xây dựng bể nén bùn ly tâm có cốt đáy hnbđáy = + 5m (bằng cốt mặt đất) Do cao trình đỉnh bể nén bùn hnbđỉnh = + + hxd = + + 3.2 = 8.2 m Cao trình mực nước bể nén bùn ly tâm :h nbđỉnh = hnbđỉnh - hbv = 8.2 - 0,5 = 7.7 m Bể metan Xây dựng theo kiểu nửa chìm nửa Chiều cao bể metan H = 7,5 m, h1 = 2,35 m, h2 = 2,6 m Phần chìm bể đất m, phần mặt đất 3,46 m + Cao trình đỉnh bể metan : hmetanđỉnh = +5 + 3,46 = 8,46 m + Cao trình đáy bể metan : hmetanđỉnh = +5 – = - m Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 53 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHẦN V: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN Các công trình : ngăn tiếp nhận,song chắn rác,đông tụ sinh học, bể lắng ngang đợt I ,máng trộn,bể tiếp xúc ngang,bể nén bùn li tâm,bể meetan,sân phơi bùn, sân phơi cát tính tương tự phương án Tính toán Cyclon thu cát - - Tải trọng thủy lực : qo = 3.6.K.Uo = 3.6.0.61.18 = 39.53(m3/m2.h) Trong : K hệ số phụ thuộc vào cyclon, cyclon hở K lấy 0.61 Uo độ lớn thủy lực cát, mm/s Tổng diện tích bề mặt thoáng : F = = = 15.81 (m2) Trong : Q lưu lượng nước thải, m3/h Chọn cyclon hoạt động, diện tích bề mặt cyclon f = = = 3.95 (m2) : n số cyclon Đường kính cyclon : D = = = 2.24 (m) Chiều cao phần hình trụ cyclon : Ht = 2.24 ( chọn D) Chiều cao phần hình nón cyclon : Hn = = 1.94 (m) Tổng chiều cao cyclon : H = 2.24 + 1.94 =4.18 (m) Đối với cyclon hở,chiều cao công tác H, thông thường chọn đường kính D Góc phần hình côn thường 600, số lỗ dẫn nước vào từ đến với đường kính d o = 0.05 0.07D, đường kính lỗ xả cát d 0.1D Tổn thất áp lưc qua bể lắng h 0.5m Tính toán biofil cao tải Nước thải sau lắng bể lắng đứng đợt dẫn vào bể lọc sinh học cao tải máy bơm Theo 8.13.1- TCVN 7957: 2008,bể lọc sinh học cao tải thường áp dụng cho trạm có công suất tới 30000 m3/ngđ Đối với trạm xử lý nước thải xét có công suất 15000 m3/ngđ, chọn bể lọc sinh học cao tải để xử lý sinh học thích hợp Tính toán thiết kế bể lọc sinh học cao tải dựa vào thông số tính toán 8.15 TCVN 7957:2008 Vì hàm lượng BOD5 nước thải đầu vào 435.5 mg/l 250 mg/l, nên ta cần phải thực tuần hoàn bể lọc sinh học cao tải (mục 8.15.1 - TCVN 7957:2008) - Xác định hệ số hoạt động bể K = = = 9.07 Trong đó: Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 54 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI La + : BOD nước thải đưa vào bể Lt + : BOD nước thải làm Với K = 9.07, tra bảng 44 – TCXDVN 7957:2008 ta có kết quả: + Lưu lượng cấp khí B = (m3/m3 nước thải) + Chiều cao công tác bể m + Tải trọng thủy lực q = 20 m3/m2/ngđ - Hệ số pha loãng R : R = = = 1.02 - Diện tích bể: F = = = 750 (m2) - Bể lọc sinh học cao tải có dạng hình tròn mặt Chọn bể Diện tích bể là: F1b = = = 125(m2) - Đường kính bể lọc: D = = = 12.62 Chọn D = 13 (m) - Chiều cao xây dựng bể: Hxd = hbv + H + hS + h = 0,4 + + 0,1 + 0,5 = (m) Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 55 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Trong đó: + hbv - Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,4 m (mục 8.13.2 - TCVN 7957:2008) + hS - Chiều dày sàn lọc (sàn đỡ vật liệu lọc), hS = 0,1 m + h - Chiều cao không gian sàn lọc sàn bê tông bể, h = 0,5 m (mục 8.13.2 TCVN 7957:2008) Tổng thể tích vật liệu lọc bể: W = F x H = 750 x = 2250 (m 3) Chọn vật liệu lọc đá dăm, cuội, sỏi với đường kính từ 40 – 70 mm  Tính toán hệ thống phân phối nước cho bể lọc hệ thống quay phản lực - Lưu lượng nước tưới cho bể: Q1b = = = 45.83 (l/s) = 0.0458(m3/s) Trong đó: + q= 275 (l/s) – Lưu lượng nước thải lớn giây + n1= – Số bể lọc sinh học Dt = Db − 0, = 17,9 − 0, = 17,5(m) - Đường kính hệ thống tưới phản lực: Dt = Db 0.2 = 18 0.2 = 17.8(m) - Chọn số ống tưới bể ống, đường kính ống tưới: d = = = 0.17 Chọn d = 200 mm Trong đó: + n = - Số ống phân phối hệ thống tưới phản lực + v=1m/s - Tốc độ nước chảy đầu ống Với d = 200 mm Khi vận tốc nước thực tế đầu ống là: vtt = 4×Q × 0,0847 = = 0, 67( m / s) n2 × π × D0 × 3,14 × 0, 22 V= = = 0.73 1m/s - Số lỗ ống tưới: m = = 112 (lỗ) - Khoảng cách từ lỗ đến tâm trục hệ thống tưới: Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 56 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ri = = = 841(mm) Trong đó: + Dt =17,8 m + i: Số thứ tự lỗ cách tâm trục hệ thống tưới - Số vòng quay hệ thống phút: n = 22.69=2.8(v/phút) Trong : + q0 - Lưu lượng ống tưới, q0= qb/4= 45.83:2 = 22.69(l/s) + dl - Đường kính lỗ ống tưới, dl = 12mm (dl = 10-15mm) - Áp lực cần thiết hệ thống tưới: H = qo2.() = 22.692.() = 0.59m 0.5m đạt yêu cầu để hệ thống tưới quay Trong đó: + K - modun lưu lượng, xác định theo bảng 6.7- Giáo trình xử lý nước thải đô thị - PGS.TS Trần Đức Hạ Với D0= 200 K=300 l/s  Tính toán lượng không khí cần cấp cho bể lọc sinh học cao tải Chọn phương pháp thông gió nhân tạo phục vụ cho trình oxy hóa sinh hóa bể lọc sinh học cao tải A= + + + + La Q × K1 × 21 24 Lượng không khí cần thiết cần cung cấp: Trong đó: A: Lượng không khí cần thiết cung cấp cho bể lọc sinh học cao tải, m3/h Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm, m3/ngđ K1: Hệ số dự trữ, K1=2-3, chọn K1 = La=453.5 (mg/l) Vậy ta tính được: A = = 269994 Tính toán bể lắng ngang đợt Đối với bể lắng đợt II, ta tính toán kích thước bể theo phương pháp tải trọng thủy lực bể mặt Tải trọng thủy lực q0 tính theo mục 8.5.6 TCVN 7957:2008 q0 = 3,6 x Ks x u0 (m3/m2/h) Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 57 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Trong đó: u0: Độ lớn thủy lực màng sinh học, sử lý sinh học hoàn toàn, u0 = 1,4 mm/s Ks: Hệ số sử dụng dung tích, bể lắng ngang, chọn Ks = 0,4 => q0 = 2,016 (m3/m2/h) Diện tích mặt thoáng bể lắng đợt m2 Diện tích mặt cắt ướt bể 54.86m2 Trong đó: v: vận tốc nước chảy bể v = mm/s = 0,005 m/s (theo mục 8.5.8 TCVN 7957:2008) Chọn chiều cao lớp nước bể H = 3m Chiều rộng bể B = = = 18.3 (m) Chọn số đơn nguyên Chiều rộng đơn nguyên b = = = 4,575 m Chọn b = 4,6 m Tổng chiều rộng bể B = 4,6 x = 18.4m Chiều dài bể lắng ngang đợt II L = = = 26.625(m) xấp xỉ 27 m Thời gian lưu nước Lượng cặn tích lũy qua ngày bể lắng Trong đó: B: Khối lượng màng vi sinh vật bể lắng sau bể lọc sinh học, B = 28 gam (theo mục 8.15.4 TCVN 7957:2008) Ntt: Dân số tính toán theo hàm lượng SS, Ntt = 82518 người T: Thời gian tích lũy cặn, T = ngày Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 58 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI P: Độ ẩm cặn, P = 96% => Wc = 125( m3) Thể tích ngăn chứa bùn bể W1c = Wc / n = 125 / = 31.25 m3 Chiều cao hố thu cặn m Trong đó: F1: Diện tích đáy hố thu cặn F1 = 1,2 x 1,2 = 1,44 m2 F2: Diện tích miệng hố thu cặn, F2 = 4,6 x 4,6 = 21,16 m2 => hl = 0.3 m Bể lắng xây dựng có độ dốc 0,001 phía hố thu cặn Chiều cao từ miệng hố thu cặn đến lớp nước trung hòa là: h2 = (L – B) x 0,001 = (27 – 4,6) x 0,001 = 0,22 m Chiều cao xây dựng bể Hxd = hbv + hct + hth + hl + h2 Trong đó: hbv: Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 m hct: Chiều cao công tác bể, hct = m hth: Chiều cao lớp nước trung hòa, hth = 0,3 m hl: Chiều cao lớp cặn, hl = 0.3 m h2: Chiều cao từ miệng hố thu cặn đến lớp nước trung hòa, h2 = 0,22 m => Hxd = 4.32(m) PHẦN VI: KHÁI TOÁN KINH TẾ A KHÁI TOÁN KINH TẾ PHƯƠNG ÁN I I Cơ sở tính khái toán kinh tế Cơ sở tính toán kinh tế dựa vào tài liệu ban hành sau định mức dự toán xây dựng cấp thoát nước Bộ xây dựng Theo tính toán sơ bộ, giá thành xây dựng công trình trạm xử lý theo khối lượng xây lắp : Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 59 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI + Giá thành xây dựng công trình trung bình : 1.500.000 đồng/ m3 + Giá thành xây dựng sân phơi bùn sân phơi cát 1.000.000 đồng/ m3 + Giá thành thiết bị lấy 10% giá thành xây dựng II Khái toán kinh tế Chi phí xây dựng ban đầu Bảng khái toán kinh tế công trình xử lý trạm xử lý nước thải STT 10 11 12 13 Công trình Thể tích ( m3) Số lượng Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Bể lắng cát ngang Đông tụ sinh học Bể lắng ngang đợt I Bể aroten trộn Bể lắng ngang đợt II Máng trộn Bể tiếp xúc ngang Bể nén bùn ly tâm Bể metan Sân phơi bùn Sân phơi cát Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 2 2 2 2 1 60 9,2 3,2 22,5 190 1642,8 2310 1800 42,336 72,8 43,52 1600 11059,5 280 Đơn giá (nghìn đồng) 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1000 1000 Thành tiền (nghìn đồng) 13.800 9.600 67.500 570.000 4.928.400 6.930.000 10.800.000 63504 218.400 130.560 4.800.000 11059500 280000 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Tổng chi phí xây dựng : Gxd = 39 871 264 000 đồng Giả sử công trình có tuổi thọ 30 năm Chi phí xây dựng m3 nước thải A = Gxd/Q.30.365= 39 871 264 000/ 15000.30.365 = 243 đồng/ m3 Chi phí thiết bị Lấy 10% chi phí xây dựng công trình Tổng chi phí thiết bị : Gtb = 987 126 400 đồng Chi phí thiết bị m3 nước thải B = Gtb/Q.365 = 987 126 400 / 15000.365 = 73 đồng/ m3 Chi phí hóa chất Lượng Clo cần thiết để khử trùng năm : Mclo= (5.365/1000 ).15000 = 27375 kg Giá tiền 1kg Clo 4500 đồng Tổng chi phí cho hóa chất năm Gclo= 27375 4500 = 123 187 500 đồng Chi phí hóa chất m3 nước thải C = Gclo/Q.365 = 123 187 500 /15000.365 = 22,5 đồng/ m3 Chi phí điện ( với giá thành trung bình 1500 đồng/ kWh ) ST T Số lượng thiết bị sử Loại thiết bị dụng lúc Bơm nước thải Bơm bùn Máy thổi khí Bơm hóa chất thiết bị điều chế Clo Điện chiếu sáng - Công suất, kW/h Số hoạt động ngày Tổng điện tiêu thụ, kW Thành tiền (nghìn đồng ) 7 130 24 24 24 336 224 6240 240 5.040 336 9.360 360 12 24 36 Chi phí điện ngày : Gđn = 15 132 000 đồng Chi phí điện 1m3 nước thải : Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 61 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI D = Gđn/Q = 15 132 000/ 15000 = 1008,8 đồng Chi phí quản lý vận hành a Tiền lương nhân công + Số nhân viên quản lý vận hành trạm xử lý nước thải : 15 người + Lương trung bình nhân viên : 5.000.000 đồng/tháng + Tiền lương nhân công năm : 15.5 triệu đồng 12 tháng = 900 triệu đồng b Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa : + Lấy 1% tổng vốn đầu tư xây dựng công trình = 1% 39871264 000 = 987 126 400 đồng c Chi phí khác + Lấy 0,5% tổng vốn đầu tư xây dựng công trình = 0,5% 39 871 264 000 = 199 356 320 đồng + Chi phí quản lý vận hành m3 nước thải E = ( 900.106 + 987 126 400 + 199 356 320 )/(365.15000) = 929 đồng/ m3 Vậy chi phí để xử lý m3 nước thải : G1 = A + B + C + D + E = 243 + 73 + 22,5 + 1008,8 + 929 = 2276,3 đồng/ m3 Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 62 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI B KHÁI TOÁN KINH TẾ PHƯƠNG ÁN II I Cơ sở tính khái toán kinh tế Cơ sở tính toán kinh tế dựa vào tài liệu ban hành sau định mức dự toán xây dựng cấp thoát nước Bộ xây dựng Theo tính toán sơ bộ, giá thành xây dựng công trình trạm xử lý theo khối lượng xây lắp : + Giá thành xây dựng công trình trung bình : 1.500.000 đồng/ m3 + Giá thành xây dựng sân phơi bùn sân phơi cát 1.000.000 đồng/ m3 + Giá thành thiết bị lấy 10% giá thành xây dựng II Khái toán kinh tế Chi phí xây dựng ban đầu Bảng khái toán kinh tế công trình xử lý trạm xử lý nước thải ST T 10 11 12 13 Công trình Số lượng Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Cyclon thu cát Đông tụ sinh học Bể lắng ngang đợt I Biofil Bể lắng ngang đợt II Máng trộn Bể tiếp xúc ngang Bể nén bùn ly tâm Bể metan Sân phơi bùn Sân phơi cát Thể tích ( m3) 2 2 2 2 1 9,2 3,2 45,5 190 1642,8 3000 2146 42,336 72,8 43,52 1600 11059,5 280 Đơn giá (nghìn đồng) 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1000 1000 Thành tiền (nghìn đồng) 13.800 9.600 1365.500 570.000 4.928.400 27.000.000 6.438.000 63504 218.400 130.560 4.800.000 11059500 280000 Tổng chi phí xây dựng : Gxd = 57 178 264 000 đồng Giả sử công trình có tuổi thọ 30 năm Chi phí xây dựng m3 nước thải A = Gxd/Q.30.365= 57 178 264 000/ 15000.30.365 = 348 đồng/ m3 Chi phí thiết bị Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 63 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lấy 10% chi phí xây dựng công trình Tổng chi phí thiết bị : Gtb = 57 178 264 00đồng Chi phí thiết bị m3 nước thải B = Gtb/Q.365 =57 178 264 00 / 15000.365 = 104,5 đồng/ m3 Chi phí hóa chất Lượng Clo cần thiết để khử trùng năm : Mclo= (5.365/1000 ).15000 = 27375 kg Giá tiền 1kg Clo 4500 đồng Tổng chi phí cho hóa chất năm Gclo= 27375 4500 = 123 187 500 đồng Chi phí hóa chất m3 nước thải C = Gclo/Q.365 = 123 187 500 /15000.365 = 22,5 đồng/ m3 Chi phí điện ( với giá thành trung bình 1500 đồng/ kWh ) ST T Số lượng thiết bị sử Loại thiết bị dụng lúc Bơm nước thải Bơm bùn Máy thổi khí Bơm hóa chất thiết bị điều chế Clo Điện chiếu sáng - Công suất, kW/h 7 130 Tổng Số hoạt điện Thành tiền động tiêu thụ, (nghìn đồng ) ngày kW 24 336 5.040 224 336 24 6240 9.360 24 240 360 12 24 Chi phí điện ngày : Gđn = 15 132 000 đồng Chi phí điện 1m3 nước thải : D = Gđn/Q = 15 132 000/ 15000 = 1008,8 đồng Chi phí quản lý vận hành d Tiền lương nhân công + Số nhân viên quản lý vận hành trạm xử lý nước thải : 15 người Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 64 Trần Minh Giang 36 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI + Lương trung bình nhân viên : 5.000.000 đồng/tháng + Tiền lương nhân công năm : 15.5 triệu đồng 12 tháng = 900 triệu đồng e Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa : + Lấy 1% tổng vốn đầu tư xây dựng công trình = 1% 57 178 264 000= 57 178 264 00đồng f Chi phí khác + Lấy 0,5% tổng vốn đầu tư xây dựng công trình = 0,5%.57 178 264 000 = 28589132 đồng + Chi phí quản lý vận hành m3 nước thải E = ( 900.106 +57 178 264 00 + 28589132 )/(365.15000) = 1214 đồng/ m3 Vậy chi phí để xử lý m3 nước thải : G1 = A + B + C + D + E = 348 + 104,5 + 22,5 + 1008,8 + 1224 = 2697,8 đồng/ m3 Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 65 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] : Bộ xây dựng, TCXDVN 7957:2008 Thoát nước – Mạng lưới công trình bên – Tiêu chuẩn thiết kế [2] : PGS.TS Trần Đức Hạ, Giáo trình xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học Kỹ thuật [3] : Bộ Tài Nguyên Môi Trường, QCVN 08:2008 Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lượng nước mặt [4] : Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Phước Dâu, Giáo trình xử lý nước thải đô thị công nghiệp – Tính toán công trình xử lý, NXB Đại HỌc Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [5] : Bộ Tài Nguyên Môi Trường, QCVN 14:2008, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vê nước thải sinh hoạt [6] : Bộ xây dựng, TCXD 33:2006, Cấp nước- Mạng lưới đường ống công trình- Tiêu chuẩn thiết kế [7] : PGS.TS Hoàng Huệ (1994), Giáo trình cấp thoát nước, NXB Xây Dựng Hà Nội [8] : PGS.TS Hoàng Huệ - KS Phan Đình Bưởi (1996), Mạng lưới cấp thoát nước, NXB Xây Dựng Hà Nội [9] : PGS.TSKH Trần Hữu Uyển (2003), Các bảng tính toán thủy lực cống mương thoát nước, NXB xây dựng Hà Nội [10] : PGS Hoàng Văn Huệ (2010), Giáo trình tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 66 Trần Minh Giang [...]... Thu Huyền 15 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHƯƠNG ÁN I 3.1 Ngăn tiếp nhận nước thải Trạm bơm chính sẽ bơm nước thải theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận của trạm xử lý Ngăn tiếp nhận được bố trí ở vị trí cao để từ đó nước thải có thể tự chảy qua các công trình đơn vị của trạm xử lý Lưu lượng tính toán dựa vào lưu lượng giờ lớn nhất... ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 11 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHẦN II: ĐỀ SUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Phương án 1: Ngăn tiếp nhận Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 12 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Thuyết minh sơ đồ công nghệ Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng đường ống áp lực Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công. .. nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận Nước thải được khử trùng bằng clo, các công trình khử trùng bao gồm trạm clo, máng trộn và bể tiếp xúc Nước thải sau khi xử lý đạt quy chuẩn sẽ được thải ra sông tiếp nhận Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 13 Trần Minh Giang Song chắn rác ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Phương án 2: Đông tụ sinh học Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 14 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI... khi đi vào bể lắng ngang đợt I, nước thải được đưa qua công trình đông tụ sinh học Trong công trình này nuớc thải được thổi khí kết hợp bổ sung bùn hoạt tính Công trình này có vai trò làm tăng hiệu quả lắng của nước thải trong công trình tiếp theo là bể lắng ngang đợt I Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ngang đợt I Tại đây các chất hữu cơ không hòa tan trong trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được... bể bằng thiết bị nâng thủy lực và vận chuyển đến sân phơi cát Trước khi đi vào bể lắng ngang đợt I, nước thải được đưa qua công trình đông tụ sinh học Trong công trình này nuớc thải được thổi khí kết hợp bổ sung bùn hoạt tính Công trình này có vai trò làm tăng hiệu quả lắng của nước thải trong công trình tiếp theo là bể lắng ngang đợt I Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ngang đợt I Tại đây các chất... sân phơi bùn Nước thải tiếp tục đi vào bể Aeroten kết hợp với bể lắng đợt 2 để thực hiện quá trình xử lý sinh học Tại bể Aerotan , các vi sinh vật sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải trong điều kiện sục khí liên tục Quá trình phân hủy này sẽ làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên Sau khi được xử lý sinh học ở bể aeroten, nước thải được chảy qua bể lắng đợt II, một phần bùn hoạt tính sinh... Sách Xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ ) Nguồn th 3.2 Mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận: Chọn mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật Tính toán thủy lực của mương dẫn (xác định: độ dốc i, vận tốc v, độ đầy h) theo Các bảng tính toán thủy lực cống và mương thoát nước của PGS.TS Trần Hữu Uyển Giảng viên: TS Nguyễn Thu Huyền 16 Trần Minh Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ... m m m m m Giá trị 18.5 18.5 6 3.1 4.8 3 1 0.3 2 3.8 Bể Aeroten kết hợp với lắng 2 Bể aeroten trộn kết hợp lắng ngang 2 Tính toán thể tích bể aeroten: Do BOD5 của nước thải khi đưa vào bể aeroten L a = 197 mg/l > 150 mg/l, nên cần thiết phải tái sinh bùn hoạt tính 3.8.1 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... Giang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 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 tính tái sinh Lưu lượng trung bình của hỗn hợp bùn tuần hoàn P × Qtb 66, 6 × 625 = = 100 100 416,25 m3/h = 115,625 l/s 3.8.4 Tính toán cấp khí cho bể aeroten Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1 m3 nước thải (công thức 74- [1])... thông số thiết kế song chắn rác STT 1 2 3 4 Tên thông số Chiều rộng, Bs Chiều dài, L Chiều cao, HXD Số đơn nguyên Kích thước, số lượng 1,0 2,83 1,11 2 Đơn vị m m m đơn nguyên 3.4 Bể lắng cát ngang Đối với trạm xử lý công suất trên 100 m3/ngđ cần có bể lắng cát Bể lắng cát ngang được xây dựng để tách các hợp phần không tan vô cơ chủ yếu là cát ra khỏi nước thải, để các công trình xử lý sinh học nước thải