Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho 115700 người

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 I. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1 1. Mục tiêu 1 2. Các phương pháp xử lý chất thải 1 2.1 . Phương pháp cơ học 1 2.1 . Phương pháp hóa lí 3 2.2 Phương pháp sinh học 5 3. Nguồn gốc phát sinh nước thải sinh hoạt 12 4. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt 12 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 16 1. Các số liệu cơ bản 16 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH 23 I. Tính toán các công trình theo phương án 1 23 1. Nguồn tiếp nhận 23 2. Mương dẫn nước thải 24 3. Song chắn rác 25 4. Bể lắng cát ngang 28 5. Tính toán sân phơi cát 30 6. Bể điều hòa 31 7. Bể lắng đứng ( đợt 1) 34 8. Tính aeroten 37 9. Bể lắng đứng (Bể 2) 42 10. Khử trùng nước thải 45 11. Bể tiếp xúc 47 12. . Bể nén bùn đứng 49 13. Bể metan 52 14. Sân phơi bùn 56 II. Tính toán, thiết kế trạm xử lý theo phương án 2 58 4. Bể điều hòa 59 5. Bể lắng đứng đợt 1 59 6. Bể lắng đứng đợt II 59 7. Bể lọc sinh học cao tải 59 8. Khử trùng và tiếp xúc 64 9. Bể nén bùn 65 10. Bể metan 65 11. Sân phơi bùn 66 III. Tính toán cao trình các công trình theo mặt nước 66 IV. Tính toán cao trình các công trình theo mặt bùn 69 V. khái toán kinh tế 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

GVHD: Nguyễn Xuân Lan MỤC LỤC SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Mục tiêu Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho 115700 người Các phương pháp xử lý chất thải Phương pháp học Là phương pháp dùng để loại bỏ vật chất có kích thước lớn cành cây, bao bì, chất dẻo, giấy, giẻ rách, cát, sỏi giọt dầu, mỡ Ngoài ra, vật chất nằm dạng lơ lửng dạng huyền phù Tùy theo kích thước tính chất đặc trưng loại vật chất mà người ta đưa phương pháp thích hợp để loại chúng khỏi môi trường nước Những phương pháp loại chất rắn có kích thước lớn tỷ trọng lớn nước gọi chung phương pháp học Phương pháp xử lý học loại bỏ đến 60% tạp chất không hòa tan có nước thải giảm 20% BOD a Song chắn rác Song chắn rác giữ lại thành phần có kích thước lớn, tránh làm tắc máy bơm, đường ống kênh dẫn Song chắn rác gồm đan xếp cạnh mương dẫn nước.Khoảng cách đan gọi khe hở Song chắn rác chia làm loại di động cố định, thu gom rác thủ công khí Song chắn rác đặt nghiêng góc 600 – 900 theo hướng dòng chảy Thiết bị tách rác thô (song chắn rác, lưới chắn rác, lưới lọc, sàng,…): nhằm giữ lại vật rắn mảnh vỡ thủy tinh, chai lọ, nhãn giấy, nút bấc,… Thiết bị lọc rác tinh: thiết bị lọc rác tinh thường đặc sau thiết bị tách thô, có chức loại bỏ tạp chất rắn có kích thước nhỏ hơn, mịn như: bã hèm, men… b Bể lắng cát Bể lắng cát dùng để tách chất bẩn vô có trọng lượng riêng lớn SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan nhiều so với trọng lượng riêng nước xỉ than, cát… khỏi nước thải Thông thường cặn lắng có đường kính hạt khoảng 0,25 mm chiếm 60% tổng số hạt cặn có nước thải Bể lắng cát thường đặt sau song chắn rác, lưới chắn rác đặt trước bể điều hòa lưu lượng Tùy theo đặc tính dòng chảy phân loại bể lắng cát sau: Bể lắng cát ngang nước chảy thẳng, chảy vòng Bể lắng cát đứng nước chảy từ lên Bể lắng cát nước chảy xoắn ốc Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang vòng qua bể với vận tốc lớn Vmax = 0,3 m/s, vận tốc nhỏ Vmin = 0,15 m/s thời gian lưu nước từ 30 – 60 giây Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ lên với vận tốc nước dâng từ – 3,7 m/s, vận tốc nước chảy máng thu (xung quanh bể) khoảng 0,4 m/s thời gian lưu nước bể dao động khoảng – 3,5 phút Cát bể lắng tập trung hố thu mương thu cát đáy, lấy cát khỏi bể thủ công (nếu lượng cát < 0,5 m 3/ngđ) Cát từ bể lắng cát đưa phơi khô sân phơi cát thô thường sử dụng lại cho mục đích xây dựng c Bể lắng đợt I • • • Bể lắng I có nhiệm vụ tách hạt lơ lửng nguyên tắc trọng lực Cặn lắng bể lắng I loại cặn có trọng lượng thay đổi, có khả kết dính keo tụ với Quá trình lắng tốt loại bỏ 90 – 95% lượng cặn nước thải Vì vậy, trình quan trọng xử lí nước thải thường bố trí xử lí ban đầu hay sau xử lí sinh học • • • d Căn theo chiều nước chảy, người ta phân biệt dạng bể lắng sau: Bể lắng ngang: Nước chuyển động theo phương ngang vào bể có vận tốc không lớn 0,01 m/s thời gian lưu nước từ 1,2h – 2,5h Bể lắng ngang có mặt hình chữ nhật Bể lắng đứng: nước chảy vào bể theo phương thẳng đứng từ đáy bể lên Bể lắng đứng thường có mặt hình tròn Bể lắng radien: nước chảy vào bể theo hướng trung tâm qua thành bể hay ngược lại Bể tách dầu mỡ SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan Bể tách dầu mỡ thường ứng dụng xử lí nước thải công nghiệp có chứa dầu mỡ, chất nhẹ nước dạng chất khác Đối với nước thải sinh hoạt, hàm lượng dầu mỡ chất không lớn thực việc tách chúng bể lắng đợt nhờ gạt thu hồi dầu mỡ, chất bề mặt lắng e Bể lọc Dùng để tách phân tử lơ lửng phân tán nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng, cách cho nước thải qua vật liệu lọc nước, cát, thạch anh, than cốc, than bùn, … Quá trình lọc áp dụng cho công nghệ xử lí nước tái sử dụng cần thu hồi số thành phần quý có nước thải Các loại bể lọc phân biệt sau: • Lọc qua vách lọc • Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt • Thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh Phương pháp hóa lí Là phương pháp dùng phẩm hóa học, chế vật lí để loại bỏ cặn hòa tan, cặn lơ lửng, kim loại nặng góp phần làm giảm COD, BOD nước thải Các phương pháp hóa học chất oxy hóa bậc cao H 2O2, Ozone, Cl2; phương pháp trung hòa, đông keo tụ Thông thường trình keo tụ thường kèm theo trình trung hòa tượng vật lí khác Những phản ứng xảy phản ứng trung hòa, phản ứng oxy hóa khử, phản ứng tạo chất kết tủa phản ứng phân hủy chất độc hại a Bể điều hòa Lưu lượng chất lượng nước thải từ hệ thống thu gom chảy khu xử lí thường dao động theo ngày Nước thải thường có giá trị pH khác Muốn nước thải xử lí tốt phương pháp sinh học, phải tiến hành trung hòa điều chỉnh pH giá trị thích hợp (pH = – 9) b Keo tụ tạo SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan Trong nguồn nước, phần hạt thường tồn dạng hạt keo mịn phân tán, kích thước hạt thường dao động khoảng 0,1 – 10 µm Các hạt không không lắng, tương đối khó tách loại bỏ chúng khỏi nước thải Theo nguyên tắc hạt có khuynh hướng keo tụ lực hút VanderWaals hạt Lực dẫn đến kết dính hạt Khi hạt keo bị trung hòa điện tích liên kết với hạt keo khác tạo thành cặn có kích thước lớn hơn, nặng lắng xuống, trình gọi trình tạo Tuy nhiên, xử lí để giảm thời gian trình keo tụ tăng tốc độ lắng cặn người ta sử dụng hóa chất như: phèn nhôm, phèn sắt, polymer để kết dính hạt keo, cặn lơ lửng thành cặn có kích thước lớn lắng loại bớt chất ô nhiễm khỏi nước thải c Bể khử trùng Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt loại vi khuẩn gây nguy hiểm chưa khử bỏ trình xử lí nước thải Clo hóa (rộng rãi nhất): Clo cho vào nước dạng clorua vôi Lượng clo hoạt tính cần thiết cho đơn vị thể tích nước thải 10g/m nước thải sau xử lí học, 5g/m nước thải sau xử lí sinh học không hoàn toàn, 3g/m3 sau xử lí sinh học hoàn toàn Thời gian tiếp xúc chúng 30 phút trước xả nước thải nguồn tiếp nhận • Dùng tia tử ngoại • Điện phân muối ăn • Ozon hóa: phương pháp bắt đầu áp dụng rộng rãi để xử lí nước thải Ozon tác động mạnh mẽ vào chất hữu Sau trình Ozon hóa, số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đạt tới 99,8% Ngoài việc khử trùng ozon oxy hóa hợp chất Nitơ, Photpho nguyên tố dinh dưỡng nước thải, góp phần chống tượng phú dưỡng hóa nguồn nước d Phương pháp hấp thụ • Phương pháp hấp thụ dùng bước xử lý bậc cao sau xử lý sinh học để khử chất hữu không bị oxy hóa sinh học Hấp thụ tượng tăng nồng độ chất tan bề mặt phân chia hai pha lỏng/khí hay lỏng /rắn SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan Cơ chế trình hấp thụ sau: phân tử hòa tan tiếp xúc hai pha rắn/lỏng hấp thụ lên bề mặt chất rắn lực liên kết phân tử bề mặt có thừa hóa trị Các chất hấp thụ thường sử dụng như: than hoạt tính, chất tổng hợp chất thải vài ngành sản xuất dùng làm chất hấp thụ ( tro, xỉ, mạt cưa…) Chất hấp thụ vô đất sét, silicagen, keo nhôm chất hydroxit kim loại sử dụng lượng tương tác chúng với phân tử nước lớn Phương pháp sinh học Xử lí nước thải phương pháp sinh học dựa hoạt động sống vi sinh vật, chủ yếu vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có nước thải Quá trình hoạt động chúng cho kết chất hữu gây nhiễm bẩn khoáng hóa trở thành chất vô cơ, chất khí đơn giản nước Các trình xử lí sinh học phương pháp kị khí hiếu khí xảy điều kiện tự nhiên nhân tạo Trong công trình xử lí nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho trình oxy sinh hóa nên trình xử lí có tốc độ hiệu suất cao xử lí sinh học tự nhiên a Phương pháp hiếu khí Quá trình phân hủy hiếu khí dựa vào hoạt động sống vi sinh vật hiếu khí Vi sinh vật sau tiếp xúc với nước thải có chứa chất hữu chúng phát triển (tăng sinh khối) Tốc độ phát triển chúng tỉ lệ nghịch với nồng độ oxy hòa tan nước Nếu chất hữu có nhiều, nguồn oxy không đủ tạo môi trường kị khí Như trình phân hủy hiếu khí tốc độ trao đổi vi sinh vật phải thấp tốc độ hòa tan oxy nước Thực vật phù du sinh vật tự dưỡng khác sử dụng CO khoáng chất để tổng hợp chất hữu làm tăng sinh khối làm giàu oxy nước thải Trong hoạt động sống vi sinh vật, thực vật phù du động vật nguyên sinh… làm tiêu hao chất dinh dưỡng, chất khoáng kim loại độc hại Quá trình phân hủy chất hữu hồ sinh học dựa quan hệ cộng sinh vi sinh vật Trong hồ sinh học chia làm phần: phần hiếu khí phần tiếp giáp với mặt thoáng xuống sau vài chục centimet, phần phần kị khí tùy SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan - nghi phần cuối khu vực kị khí Ở phần hiếu khí, oxy có khuynh hướng khuếch tán vào nước, tác dụng gió góp phần làm tăng khả hòa trộn oxy vào nước Ở vùng vào ban ngày, tác dụng ánh sáng mặt trời, tảo vi sinh vật tự dưỡng sử dụng CO2 chất vô khác tổng hợp vật chất cho tế bào phục vụ cho trình sinh trưởng, đồng thời thải oxy vào nước Các vi sinh vật hiếu khí đặc biệt vi khuẩn hiếu khí, chúng sử dụng oxy để phân giải chất hữu có nước thải Các vi sinh vật Pseudomonas Denitrificans, Baccillus Licheniforms,… khử nitrat thành N2 thải vào không khí Điều kiện chung cho vi khuẩn nitrat hóa pH = 5,5 – tốt 7,5 Khi pH < vi khuẩn phát triển chậm, oxy hòa tan cần 0,5 mg/l, nhiệt độ từ – 40oC Các hoạt động vi sinh vật hiếu khí thải môi trường CO 2, nguồn CO2 cung cấp cho hoạt động tảo thực vật phù du khác phát triển Quá trình phân hủy hiếu khí diễn mạnh mẽ dùng biện pháp tác động vào như: sục khí, làm tăng lượng hoạt động vi sinh vật cách tăng bùn hoạt tính, điều chỉnh hàm lượng chất dinh dưỡng ức chế chất độc làm ảnh hưởng đến trình hoạt động vi sinh vật Hầu hết vi sinh vật làm nước thải vi sinh vật hoại sinh, hiếu khí ưa ấm Vì mà nhiệt độ nước thải ảnh hưởng lớn đến đời sống vi sinh vật, nhiệt độ thích hợp cho trình xử lí 20 – 400C, tối ưu 25 – 300C Quá trình phân hủy chất hữu nước thải gồm giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Oxy hóa chất hữu CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + ∆H Giai đoạn 2: Tổng hợp xây dựng tế bào CxHyOz + O2 → tế bào VSV + CO2 + H2O + C5H7NO2 - ∆H Giai đoạn 3: oxy hóa chất liệu tế bào C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH2 ± ∆H’ Các công nghệ sử dụng phương pháp phân hủy hiếu khí: • • • •  • Bể Aerotank Lọc sinh học Hồ sinh học Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc Bể Aerotank Bể Aerotank thông thường Đòi hỏi phải chế độ dạng chảy nút ( plug – flow) chiều dài bể lớn so với chiều rộng Trong bể nước thải phân bố nhiều điểm theo SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể Ở chế độ dạng chảy nút, bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể Quá trình phân hủy nội bào xảy cuối bể • Bể Aerotank mở rộng Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp chất lượng nước cao Thời gian lưu bùn cao so với bể khác (20 – 30 ngày) Hàm lượng bùn thích hợp khoảng 3000 – 6000 mg/l • Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn Bể thường có dạng tròn vuông, hàm lượng bùn hoạt tính nhu cầu oxy đồng toàn thể tích bể Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí khí (motor cánh khuấy) thiết bị khuếch tán khí thường sử dụng Bể có ưu điểm chịu tải tốt  Bể SBR Bể hoạt động gián đoạn hệ thống xử lý nước thải với hoạt tính theo kiểu làm đầy xả cạn Quá trình xảy bể SBR tương tự bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, có điều khác tất trình xảy bể thực theo bước: làm đầy, phản ứng, xả cạn, ngưng…  Mương oxy hóa Là mương dẫn dạng vòng có sục khí, để tạo dòng chảy mương cần có vận tốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính Vận tốc mương thường thiết kế lớn 3m/s để tránh cặn lắng b Phương pháp phân hủy kị khí Phân hủy kỵ khí chia làm trình: Thủy phân polymer: thủy phân protein, polysaccaride, chất béo Lên men amino acid đường Phân hủy kỵ khí acid béo mạch dài rượu (alcohols) Phân hủy kỵ khí acid béo dễ bay (ngoại trừ acid acetic) Hình thành khí methane từ acid acetic SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan Hình thành khí methane từ hydrogen CO2 Các trình họp thành giai đoạn, xảy đồng thời trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ: - Thủy phân: giai đoạn này, tác dụng enzyme vi khuẩn tiết ra, phức chất chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa thành phức đơn giản chất hòa tan (đường, amino acid, acid béo) Quá trình xảy chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt đặc tính dễ phân hủy chất Chất béo thủy phân chậm - Acid hóa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa chất hòa tan thành chất đơn giản acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S sinh khối Sự hình thành acid làm pH giảm xuống 4.0 - Acetic hoá (Acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hóa sản phẩm giai đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2 sinh khối - Methane hóa (methanogenesis): Đây giai đoạn cuối trình phân huỷ kỵ khí Acetic, H 2, CO2, acid fomic methanol chuyển hóa thành methane, CO2 sinh khối Trong giai đoạn thuỷ phân, acid hóa acetic hóa, COD không giảm, COD giảm giai đoạn methane Các công nghệ sử dụng phương pháp phân hủy kị khí : - Quá trình xử lí với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng  Bể phản ứng tiếp xúc kị khí Đối với nước thải có BOD cao, xử lí phương pháp kị khí tiếp xúc hiệu Nước thải chưa xử lí khuấy trộn với bùn tuần hoàn sau phân hủy bể phản ứng kín không cho không khí vào Sau phân hủy, hỗn hợp bùn nước vào bể lắng tuyển nổi, nước chưa đạt yêu cầu xả vào nguồn tiếp nhận phải xử lí tiếp phương pháp hiếu khí với Aerotank lọc sinh học Bùn kị khí sau lắng hồi lưu để nuôi cấy nước thải Lượng sinh khối vi sinh vật kị khí thấp nên bùn SVTH: Trương Thị Thùy Dung GVHD: Nguyễn Xuân Lan dư thừa  Bể xử lí lớp bùn kị khí với dòng nước từ lên (UASB) UASB bể xử lý sinh học kị khí dạng chảy ngược qua lớp bùn, phương pháp phát triển mạnh Hà Lan Xử lý phương pháp kị khí ứng dụng để xử lý loại nước thải có hàm lượng chất hữu tương đối cao, khả phân hủy sinh học tốt, nhu cầu lượng thấp sản sinh lượng Chức bể UASB thực phân hủy chất hữu điều kiện kị khí thành dạng khí sinh học Các chất hữu nước thải đóng vai trò chất dinh dưỡng cho vi sinh vật Nước thải từ lên với vận tốc trì khoảng 0,6 – 12m/h Thời gian nước bể thường kéo dài 30 – 40 Hoạt động bể UASB cần trì điều kiện thích hợp: - pH khoảng – 7,2 Nhiệt độ ổn định 33 – 350C Tải trọng hữu đạt từ 10 – 15 kg/m3.ngày Bùn bể UASB chia thành lớp: lớp bùn đặc lớp bông; hoạt động tốt chiều cao lớp bùn gấp lần chiều cao lớp bùn đặc, cần thu bùn thích hợp để tránh tượng bùn bể nhiều Đây trình kị khí ứng dụng rộng rãi giới do: - + Cả trình phân hủy – lắng lưu – tách khí lắp đặt công trình + Tạo thành loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật cao tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng + Ít tiêu tốn lượng vận hành + Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn lượng bùn sinh dễ tách nước + Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng + Có khả thu hồi lượng từ khí mêtan Quá trình xử lý kị khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám Đây phương pháp xử lý kị khí nước thải dựa sở sinh trưởng dính bám với vi khuẩn kị khí giá mang Hai trình phổ biến trình lọc kị khí lọc với vật liệu bị trương nở, dùng để xử lý nước thải chứa chất cabon hữu Quá trình xử lý với sinh trưởng gắn kết dùng để khử nitrat SVTH: Trương Thị Thùy Dung 10 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Chọn ống phân phối hệ thống tưới phản lực, đường kính ống tính theo công thức : (mục 8.13.7, trang 60, TCVN 7957:2008) Trong đó: - n2: số ống phân phối hệ thống tưới phản lực, n2=4 - v: vận tốc nước chảy đầu ống, v=1,0m - Q1: lưu lượng tính toán Q1 = 0,329 m3/s Đường kính hệ thống tưới : Dt = Db – 0,2 = 12.6 - 0,2 = 12.4 m Số lỗ nhánh ống phân phối tính theo công thức : Khoảng cách (toạ độ) lỗ ( ri ) Khoảng cách hay toạ độ lỗ ống phân phối so với trục quay hệ thống tưới xác định theo công thức sau: Li = Công thức xác định: Dt i m (mm) Trong đó: - i số thứ tự lỗ cách tâm trục hệ thống tưới Thông số m Dt Đơn vị lỗ Giá trị 78 Số thứ tự lỗ (i) 78 mm mm mm mm mm mm 12400 702 993 1216 1404 6200 Số vòng quay hệ thống tưới phút xác định theo công thức thực nghiệm Công thức xác định: SVTH: Trương Thị Thùy Dung 62 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Trong đó: - r: số vòng quay phút - d đường kính lỗ ống tưới lấy không nhỏ 10mm Lấy d=15mm (mục 8.13.7, trang 60, TCVN 7957:2008) - Q2 lưu lượng bình quân ống tưới: có tất ống Q2= Q1/4 = 98.36/4 = 24.6 (l/s) = 3.9 (vòng/phút) Áp lực cần thiết hệ thống tưới với ống ly tâm: Công thức xác định: Q22 × ( 256 × 10 81 × 10 294 × Dt − + ) d × m2 D04 K m × 10 h = Trong đó: - Km – mô đun lưu lượng, lấy theo Bảng 4-4 trang 266 Xử lý nước thải đô thị công nghiệp GS-TS Lâm Minh Triết Với D0 = 300 mm ta có Km = 360 (l/s) h= = 514mm =0.514 m Theo hướng dẫn TCVN 7957:2008 áp lực thiết bị tưới không nhỏ 0,5 m Vậy ta chọn áp lực thiết kế 0.6 m Bảng 3.18 Bảng tổng hợp kích thước bể lọc sinh học cao tải Tuần hoàn nước Không Số bể Đường S kính bể bể (m2) (m) Chiều cao công tác (m) Chiều k/c Sàn đỡ cao sàn lọc vật liệu bảo vệ sàn bê lọc(m) (m) tông(m) 125 0,4 31,7 SVTH: Trương Thị Thùy Dung 63 0,1 0,5 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Lưu Số lỗ Lượng Đường lượng Số ống tưới Đường kính Số vòng không khí kính ống nước thải phản lực ống trung nhánh quay cần cấp phản bể (1 bể) tâm(mm) ống phân (v/ph) (m3/h) lực(mm) (l/s) phối 2083.3 98.36 150 300 78 Khử trùng tiếp xúc Tính toán tương tự phương án Bể tiếp xúc STT Thông số Đơn vị Giá trị Chiều dài m 12 Chiều rộng m Chiều cao làm việc m Chiều cao xây dựng m 3,5 Số lượng vách ngăn vách Bể nén bùn Tính toán tương tự phương án H(m) h1(m) h2(m) h3(m) hbv(m) D(m) 6.3 3,6 2.25 0,45 0,45 10 Bể metan Tính toán tương tự phương án STT Thông số SVTH: Trương Thị Thùy Dung Đơn vị 64 Giá trị 3.9 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Đường kính bể m 5.8 Chiều cao công tác (hct) m 4.5 Chiều cao vùng chứa cặn m (h1) Chiều cao phần thu khí (h2) m SVTH: Trương Thị Thùy Dung 65 GVHD: Nguyễn Xuân Lan 11 Sân phơi bùn Tính toán tương tự phương án III Thông số Đơn vị Giá trị Số ô Diện tích ô m2 286.7 Chiều dài ô m 18 Chiều rộng ô m 16 Diện tích tổng cộng m2 2293.4 Lượng bùn phơi năm m3 Tính toán cao trình công trình theo mặt nước Lấy tổn thất qua công trình theo bảng 3.21 trang 182 giáo trình XLNT Lâm Minh Triết để tính ngược cao trình mực nước từ mương dẫn nguồn ngăn tiếp nhận: Dựa vào bảng số liệu, lựa chọn tổn thất qua công trình sau: - Tổn thất qua song chắn rác: 5-20cm, chọn hSCR = 10cm Tổn thất qua mương dẫn 5-20 cm, chọn hm = 10cm Tổn thất qua bể lắng cát 10-20 cm, chọn hlắng cát = 20 cm Tổn thất qua bể lắng đứng 40-50 cm, chọn hlắng = 40cm Tổn thất qua aeroten 25-40 cm, chọn haeroten = 30cm Tổn thất qua bể tiếp xúc 40-60cm, chọn htx = 50cm Khu đất chọn làm vị trí xử lý: có cốt mặt đất tự nhiên 7,5 m Mặt khác cao trình mặt nước cống thoát nước vị trí cao Zn = m Mực nước cao sông 4,5 m a) Mương dẫn từ bể tiếp xúc cống xả Zm = Zn + hm = 7+ 0,1 = 7,1m b) Bể tiếp xúc: - Cao trình mực nước bể: = Zm + htx = 7,1 + 0,5 = 7,6 m - Cao trình đỉnh bể: = + hbv = 7,6 + 0,5 = 8,1 m SVTH: Trương Thị Thùy Dung 66 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Cao trình đáy bể: = – H = 8,1 – 3,5 = 4,6 m - Mương dẫn từ máng trộn sang bể tiếp xúc: Zm = + hm = 7,6 + 0,1 = 7,7 m c) Máng trộn: - Cao trình mực nước cuối máng: - = Zm + hm = 7,7 + 0,1 = 7,8 m - - Cao trình mực nước máng trộn thứ là: = + h = 7,8 + 0,13 = 7,93 m Cao trình mực nước máng trộn thứ là: = + h = 7,93 + 0,13 = 8,06 m Trong đó: h tổn thất máng trộn h = 0,13 m Mương dẫn từ bể lắng đứng đợt sang máng trộn Zm = + hm = 8,06 + 0,1 = 8,16 m d) Bể lắng đứng đợt 2: - Cao trình mực nước bể lắng đứng đợt là: = Zm + hlắng = 8,16 + 0,4 = 8,56 m - Cao trình đỉnh bể lắng đứng đợt là: = + hbv = 8,56 + 0,5 = 9,06 m - Cao trình đáy bể lắng đứng đợt là: = - H = 9,06 – 8,1 = 0,96 m - Mương dẫn từ bể aeroten sang bể lắng đứng đợt 2: Zm = + hm = 8,56 + 0,1 = 8,66 m e) Bể aeroten: - Cao trình mực nước bể aeroten là: = Zm + haeroten = 8,66 + 0,3 = 8,96 m - Cao trình đỉnh bể aeroten là: = + hbv = 8,96 + 0,5 = 9,46 m - Cao trình đáy bể aeroten là: = – H = 9,46 – 4,5 = 4,96 m - Ống dẫn từ bể lắng đợt sang bể aeroten: Zm = + hm = 8,96 + 0,1 = 9,06 m f) Bể lắng đứng đợt 1: Nước thải từ bể điều hòa cung cấp cho bể lắng I nhờ hệ thống bơm chìm đặt bể bể điều hòa: - Chọn cao trình đáy bể lắng I: = 4,5 m - Cao trình mực nước bể lắng I: = + hct = 4,5 + 8,1 = 12,6 m - Cao trình đỉnh bể lắng I: = + hbv = 12,6 + 0,3 = 12,9 m - Ống dẫn từ bể điều hòa sang bể lắng đứng 1: SVTH: Trương Thị Thùy Dung 67 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Zm = + hm = 12,6 + 0,1 = 12,7 m g) Bể điều hòa: - Cao trình mực nước bể điều hòa là: = 10 m - Cao trình đỉnh bể điều hòa là: = + hbv = 10 + 0,5 = 10,5 m - Chiều cao đáy bể điều hòa là: = – H = 10,5 – = 6,5 m - Mương dẫn nước từ bể lắng cát ngang sang bể điều hòa: Zm = + hm = 10 + 0,1 = 10,1 m h) Bể lắng cát ngang - Cao trình mực nước bể lắng cát ngang là: = Zm + hlắng cát = 10,1 + 0,1 = 10,2 m - Cao trình đỉnh bể lắng cát ngang là: = + hbv = 10,2 + 0,46 = 10,66 m - Cao trình đáy bể lắng cát ngang là: = – H = 10,66 – = 9,66 m - Mương dẫn từ song chắn rác sang bể lắng cát ngang: Zm = + hm = 10,2 + 0,1 = 10,3 m i) Song chắn rác: - Cao trình mực nước sau song chắn rác là: = Zm + hSCR= 10,3 + 0,1 = 10,4 m - Cao trình mực nước trước SCR là: = + hs = 10,4 + 0,1 = 10,5 m - Mương dẫn từ ngăn tiếp nhận sang song chắn rác: Zm = + hm = 10,5 + 0,1 = 10,6 m j) Ngăn tiếp nhận - Cao trình mực nước ngăn là: = Zm + hngăn = 10,6 + 0,1 = 10,7 m - Cao trình đỉnh ngăn tiếp nhận là: zngănđỉnh = + hbv = 10,7 + 0,5 = 11,2 m - Cao trình đáy ngăn tiếp nhận là: = zngănđỉnh – H = 11,2 – 1,2 = 10 m - Mương dẫn tới ngăn tiếp nhận: Zm = + hm = 10,7 + 0,1 = 10,8 m Tính toán cao trình công trình theo mặt bùn IV - Bùn hoạt tính từ bể lắng II đưa sang bể nén bùn máy bơm có cao Z đBNB trình đỉnh: = 10,5 m - Cao trình mực nước bể nén bùn: SVTH: Trương Thị Thùy Dung 68 GVHD: Nguyễn Xuân Lan BNB Z mn Z đBNB = - hbv = 10,5 - 0,45 = 10,05 (m) - Cao trình tạo đáy bể nén bùn: z ĐBNB = z đBNB − H = 10,5 – 6,3 = 4,2 (m) - Bùn từ bể nén bùn với bùn tươi từ bể lắng I dẫn tới bể mêtan Z đMT máy bơm bùn có cao trình đình: =13,75 m - Cao trình mực nước bể metan bùn: Z đMT - hbv = 13,75 -1,0 = 12,75 (m) - Cao trình tạo đáy bể metan: z ĐBNB = z đBNB − H = 13,75 – 6,5= 7,25 (m) khái toán kinh tế V Theo tính toán sơ giá thành xây dựng công trình tính theo khối lượng xây lắp trạm xử lý là: + Với công trình đơn giản , đơn giá triệu đồng/m3 + Với công trình phức tạp , đơn giá triệu đồng/m3 + Với công công trình mà thiết bị chiếm phần nhiều nhà song chắn rác kết + + + + + + a hợp máy nghiền rác, Trạm khử trùng, trạm khí nén, trạm bơm bùn đơn giá xây dựng 2,0 triệu đồng/m2 giá thiết bị từ 1-1,5 lần giá xây dựng ( lấy 1,2 lần ) Với công trình sân phơi bùn, phơi cát đơn giá 0,5 triệu đồng/m2 Với công trình phụ trợ nhà phục vụ thí nghiệm, sửa chữa đơn giá xây dựng 3,0 triệu đồng/m2 giá thiết bị bên sơ lấy 40% giá xây dựng Với công trình phụ trợ nhà phục vụ hành đơn giá xây dựng 2,5 triệu đồng/m2 giá thiết bị bên sơ lấy 30% giá xây dựng Với công trình phụ trợ loại nhà kho, nhà tắm… đơn giá xây dựng 2,0 triệu đồng/m2 Với công trình sân phơi cát, sân phơi bùn, đơn giá 80.000 đồng/m2 Giá thành thiết bị lấy sơ 30% công trình đơn giản ,40% công trình phức tạp Giá thành công trình xây dựng SVTH: Trương Thị Thùy Dung 69 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Bảng : Khái toán giá thành xây dựng công trình Bảng 5.1 Giá thành xây dựng công trình đơn vị trạm xử lý SVTH: Trương Thị Thùy Dung 70 GVHD: Nguyễn Xuân Lan phương án I TT Công trình K.lượng Đơn giá Thành tiền Thiết bị Giá thành m3 1000đ/ m3 triêu triêu Triệu Ngăn tiếp nhận 30 1500 45 Song chắn rác 12,6 1500 94,95 199,9 Bể lắng cát ngang 133,6 1500 200,4 6,933 229,32 Bể lắng ngang đợt 1980 I 1500 2970 453 3423 Bể aerotank 5040 2000 10080 1435 15515 Bể lắng ngang đợt 2695 II 1500 4042,5 455 4497,5 Máng trộn 51,9 1500 77,85 Bể tiếp xúc ly tâm 755,84 1500 1133,76 Sân phơi cát 260 70 18,2 10 Trạm bơm 925,5 1500 1388,25 277,65 1665,9 11 Trạm khử trùng 180 1500 270 24,6 294,6 12 Trạm khí nén 120 1500 180 18 198 13 Máng đo lưu 14 lượng 1,5 Trạm biến 450000 170,817 1304,577 18,2 15 15 450 450 27933,847 Chi phí quản lý trạm xử lý Chi phí quản lý trạm xử lý bao gồm: SVTH: Trương Thị Thùy Dung 77,85 1000 Tổng b 45 71 GVHD: Nguyễn Xuân Lan - 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: người Công nhân trạm xử lý: 40 người, tổng cộng 48 người Lương bình quân 4500.000đ/ người.tháng GLương = 48 × 4500.000 × 12 = 2592 triệu/năm Chi phí điện cho trạm Chi phí điện cho trạm bơm nước thải: Gdien = Qb × H b × T × A × 365 102 × nb × η dc (đồng/năm) Trong đó: Qb - lưu lượng bơm (m3/h) Qb = 2826,25 (m3/h) Hb - áp lực bơm ; Hb= 13,7 m T - Thời gian hoạt động bơm ngày t = 24 ηb - hiệu suất bơm nb = 0,8 ηđc - hiệu suất động : ηđc = 0,65 A - giá điện; A = 1500 đ/kWh Gdien = 2826, 25 ×13, × 24 ×1500 × 365 = 9592,3 102 × 0,8 × 0, 65 (triệu/năm ) Các chi phí khác nhưđiện thắp sáng bơm nén khí:lấy 40%.Vậy tổng tiền điện là: Gdien= 1,4 × 9592,3 = 13429 (triệu/năm) Chi phí khấu hao tài sản: SVTH: Trương Thị Thùy Dung 72 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Khấu hao thiết bị, chi phí lấy 10% vốn thiết bị: × GKHThB = 0,1 3061,352 = 306,14 (triệu/năm) Khấu hao công trình,chi phí lấy 5%vốn xây dựng: GKHct = 0,05 × 24872,495 = 1243,6 (triệu/năm) Tổng chi phí khấu hao: G KH = GKHThB + GKHct = 306,14 + 1243,6 = 1549,76(triệu/năm) Chi phí hoá chất: Lượng clo cần để khử trùng năm: V TB= 1,31 11475,6 (kg/năm) × 24 × 365= Giá tiền kg Clo 4500đ,do tổng số tiền chi phí cho hoá chất là: × GClo = 11475,6 4500 = 51,64(triệu/năm) Chi phí sửa chữa: Chi phí sửa chữa lấy 5% tổng vốn xây dựng công trình: GSC = 0,05 × 24872,495 = 1243,6(triệu/năm) Chi phí khác: Chi phí khác lấy 3% tổng vốn xây dựng công trình: × GK = 0,03 24872,495 = 746,2 (triệu/năm) Tổng chi phí quản lý: GQL= GLuong+Gdien+ GKH+ GClo + GSC + GK = 2592+9592,3+1549,76+51,64+1243,6+746,2=15775,5(triệu/năm) Gía thành quản lý 1m3 nước thải: g ql = GQL Q × 365 = 15775,5 ×106 = 628,8 67830 × 365 SVTH: Trương Thị Thùy Dung (đồng/m3) 73 GVHD: Nguyễn Xuân Lan Giỏ thành đầu tư cho m3 nước thải: Gdt 27933, 847.10 Vdt = = = 1128,3 Q × 365 67830 × 365 (đồng/m3) Giá thành xử lý m3 nước thải: T = gql+ Vdt =628,8 + 1128,3 = 1757,1(đ/m3) SVTH: Trương Thị Thùy Dung 74 GVHD: Nguyễn Xuân Lan TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Trần Đức Hạ (2008), Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học kĩ thuật GS.TS Lâm Minh Triết (Chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008), Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh TCVN 7957:2008 Tiêu chuẩn thoát nước: mạng lưới công trình bên – tiêu chuẩn thiết kế GS.TSKH Trần Hữu Uyển (2003), Các bảng tính toán thủy lực cống mương thoát nước, NXB Xây dựng Trần Văn Nhân (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kĩ thuật SVTH: Trương Thị Thùy Dung 75 GVHD: Nguyễn Xuân Lan TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Trần Đức Hạ (2008), Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học kĩ thuật GS.TS Lâm Minh Triết (Chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008), Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh TCVN 7957:2008 Tiêu chuẩn thoát nước: mạng lưới công trình bên – tiêu chuẩn thiết kế GS.TSKH Trần Hữu Uyển (2003), Các bảng tính toán thủy lực cống mương thoát nước, NXB Xây dựng 10 Trần Văn Nhân (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kĩ thuật SVTH: Trương Thị Thùy Dung 76 [...]... thng s ln 3 Ngun gc phỏt sinh nc thi sinh hoat Nc thi sinh hot l nc c loi b sau khi s dng cho cỏc mc ớch sinh hot ca cng ng: tm, git gi, ty ra, v sinh cỏc nhõn Chỳng thng c thi ra t cỏc cn h, c quan, trng hc, bnh vin, ch v cỏc cụng trỡnh cụng cng khỏc Lng nc thi sinh hot cho mt khu dõn c ph thuc vo dõn s, vo tiờu chun cp nc v c im ca h thng thoỏt nc Tiờu chun cp nc sinh hot cho mt khu dõn c ph thuc... 12 GVHD: Nguyn Xuõn Lan a Thnh phn nc thai sinh hot - Thnh phn nc thi gm 2 loi: + Nc thi nhim bn do bi tit ca con ngi t cỏc phũng v sinh + Nc thi nhim bn do cỏc cht thi sinh hot: cn bó t nh bp, cỏc cht ra trụi, k c lm v sinh sn nh b Tớnh cht nc thai Nc thi sinh hot thụng thng chim khong 80% lng nc cp cho sinh hot Nc thi sinh hot cha nhiu cht hu c d b phõn hy sinh hc, ngoi ra cũn cú cỏc thnh phn vụ c,... nguyờn liu sinh hc sau quỏ trỡnh x lý Nhc im + Ch yu ng dng cụng + Cụng ngh x lý ớt ph bin ngh x lý sinh hc nờn cn hn lu ý ti iu kin cho bựn + Khú qun lý v vn hnh hot ng tt nht + Tn nhiu tin u t + Yờu cu k thut cao, cú + Phi chn loi vt liu lc chuyờn mụn thớch hp + Cht lng nc thi sau x lý cú th b nh hng + Phự hp vi nc thi pha nu khụng vn hnh ỳng loóng, cú hm lng BOD u vo thp cỏc yờu cu + Bựn sau x lý cn... Lng khớ t sinh ra t b + Dõy chuyn vn hnh n metan cú th s dng phc v cho ni hi chy mt s gin ng c v phc v nhu cu + Cỏc thit b n gin, d sinh hot giỏm sỏt qun lý + K thut ny da trờn hot + Hiu sut x lý BOD lờn ng ca qun th sinh vt tp n 90% Loi b c Nito trung mng sinh hc cú hot trong nc thi tớnh mnh hn bựn hot + Thớch hp vi nhiu loi tớnh nc thi + Chim ớt din tớch + Thun li khi nõng cp + n gin cho vic bao... kim tớnh, vi sinh vt ớt chu nh hng hn so vi pH axit + pH axit, vi sinh vt hot ng kem hiu qu, do cỏc vi sinh vt sinh axit b c ch mnh hn trong mụi trng axit so vi trong mụi trng kim v giỏ tr kim nh, nhng vi khun sinh metan cng ớt b nh hng hn so vi giỏ tr pH axit nh hng ca nhit n quỏ trỡnh x lớ nc thi X lớ nc thi trong iu kin k khớ do qun th vi sinh vt hot ng, mi chng loi vi sinh vt s sinh trng v... x lý Sõn phi bựn Bún rung Thuyt minh phng ỏn 2 : Tng t nh phng ỏn 1, thay b Aeroten bng b lc sinh hc cao ti lm vic vi c ch lc bỏm dớnh Vi sinh vt s bỏm trờn vt liu lc v tip tc sinh trng, c thi khớ liờn tc vo b lc to mụi trng sinh trng hiu khớ SVTH: Trng Th Thựy Dung 20 GVHD: Nguyn Xuõn Lan So sỏnh u, nhc im ca 2 phng ỏn trờn B u im B Aerotank B biofil cao ti + X lý nc thi t tiờu + Nc ra khi b lc sinh. .. xỳc vi lp vt liu trờn ú cú vi sinh vt k khớ sinh trng v phỏt trin Vỡ vi sinh vt c gi trờn b mt vt liu tip xỳc v khụng b ra trụi theo nc sau x lý nờn thi gian lu ca t bo sinh vt rt cao (khong 100 ngy) B phn ng cú dng nc i qua lp cn l lng v lc tip qua lp vt liu lc c nh õy l dng kt hp gia quỏ trỡnh x lý k khớ l lng v dớnh bỏm c Cỏc yu tụ anh hng n quỏ trinh x ly bng phng phỏp sinh hc nh hng ca PH n quỏ... nc thi sinh hot dao ng trong khong 150-450 mg/l theo trng lng khụ Cú khong 20-40% cht hu c khú b phõn hy sinh hc nhng khu vc dõn c ụng ỳc, iu kin v sinh thp, nc thi sinh hot khụng c x lý thớch ỏng l mt trong nhng ngun gõy ụ nhim mụi trng nghiờm trng Ngoi ra, nc thi sinh hot thng cha cỏc thnh phn dinh dng rt cao Trong nhiu trng hp, lng cht dinh dng ny vt qua nhu cu phỏt trin ca VSV dựng trong x lý bng... Gim thiu nng ụ nhim trong nc thi theo quy nh bng cỏch ỏp dng cụng ngh x lý phự hp tiờu chun x ra ngun nc Ngoi ra, vic nghiờn cu ỏp dng cụng ngh s dng li nc thi trong chu trỡnh kớn cú ý ngha vụ cựng quan trng T nhng phõn tớch trờn cựng vi cỏc phng phỏp x lý nc thi sinh hot v x lý cn ó c hc, ta tớnh toỏn v a ra phng ỏn x lý nc thi sinh hot di õy SVTH: Trng Th Thựy Dung 15 GVHD: Nguyn Xuõn Lan CHNG 2:... dớnh bỏm c Cỏc yu tụ anh hng n quỏ trinh x ly bng phng phỏp sinh hc nh hng ca PH n quỏ trỡnh x ý nc thi: i vi tng nhúm, tng loi vi sinh vt, cú mt khong pH ti u; vớ d trong x lý k khớ sinh mờtan thỡ cú 2 nhúm vi sinh vt thc hin + Nhúm vi sinh vt thc hin quỏ trỡnh axit húa lm cho giỏ tr pH mụi trng gim i (Clostridium, Peptococcus anaerobes, Bifidobacterium) Khi pH xung thp thỡ quỏ trỡnh axit húa chm li