chỉnh sửa đồ án cs 35000

đồ án nước thải công suất 35000 m3ngđ. được thiết kế có công nghệ sinh học biofil cao tải, bể lắng ngang, bể điều hòa. xử lý hiệu quả hàm lượng BOD và hàm lượng TSS trong nước thải. ngoài ra còn có tính toán bể kị khí UASB để xử lý COD

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG



ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN: KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Đề bài:Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho đô thị

SVTH : LỚP :MSV : GVHD :

Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2016

LỜI MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa trên phạm

vi cả nước đang gia tăng mạnh mẽ Nhu cầu khai thác và sử dụng tài nguyênthiên nhiên của con người cũng không ngừng tăng lên, song song với đó các vấn

đề môi trường cũng đang ngày một gia tăng, vì vậy chúng ta càng phải đối mặtnhiều hơn với các thách thức môi trường Một trong những nguyên nhân gây ra

ô nhiễm nguồn nước là nước thải chưa qua xử lý thải vào môi trường đang làvấn đề gây bức xúc, gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường, ảnh hưởng xấuđến sức khỏe của cộng đồng

Xử lý nước thải đã, đang và sẽ trở thành vấn đề nan giải đối với Việt Nam nóiriêng và thế giới nói chung Để góp phần vào việc bảo vệ môi trường Việt Namcũng như môi trường nhân loại và giảm bớt nỗi lo về hậu quả của ô nhiễm môitrường, đồ án ”Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu đô thị được hình thành”

2 Mục tiêu của đồ án

Thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệpcho khu đô thị để nước thải sau khiqua hệ thống xử lý đạt QCVN 40/2011,cột B trước khi thải ra hệ thống thoátnước chung của khu vực, góp phần kiểm soát ô nhiễm do nước thải công nghiệpsinh ra

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đãtận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rènluyện ở Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong

bộ môn công nghệ - khoa môi trường, đặc biệt là cô giáo hướng dẫn Em xinchân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đồ

án này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đồ án một cách hoàn chỉnh nhất,tuy nhiên không thể tránh nổi những thiếu sót Kính mong quý thầy giáo, côgiáo cùng toàn thể bạn bè góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, tháng 5 năm 2017

Sinh viên

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BOD : Nhu cầu oxi sinh học

NTCN : Nước thải công nghiệp

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

TSS : Chất rắn lơ lửng

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

SGK : Sách giáo khoa

Bảng 4 Thông số thiết kế sân phơi cát

Bảng 5 Thông số thiết kế bể điều hòa

Bảng 6 Thông số thiết kế bể lắng ngang 1

Bảng 7 Thông số thiết kế bể làm thoáng

Bảng 8 Thông số thiết kế bể Biofin cao tải

Bảng 9 Thông số thiết kế bể lắng ngang đợt II

Bảng 10 Thông số thiết kế máng trộn

Bảng 11 Thông số thiết kế bể tiếp xúc

Bảng 12 Thông số thiết kế bể metan

Bảng 13 Thông số thiết kế sân phơi bùn

Bảng 14 Thông số thiết kế UASB

Bảng 15 Thông số đĩa phân phối khí

Bảng 16 Thông số thiết kế aeroten đẩy

2. Danh mục hình ảnh

Danh mục hình ảnhHình 1: Sơ đồ cấu tạo ngăn tiếp nhận

Hình 2: Các loại thanh song chắn rác

Hình 3: Sơ đồ cấu tạo bể lắng cát ngang

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

I. Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp

I.1. Phương pháp cơ học

Mục đích của xử lý cơ học là loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn và đầu

ra khỏi nước thải, cân bằng lưu lượng và hàm lượng nước thải đi vào hệ thống

xử lýnước thải tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo

Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải

Song chắn rác làm bằng sắt tròn hoặc vuông đặt nghiêng theo dòng chảy một góc 60onhằm giữ lại các vật thô Vận tốc dòng nước chảy qua thường lấy 0,3-0,6m/s.Lưới lọc giữ lại các cặn rắn nhỏ, mịn có kích thước từ 1mm - 1,5mm Phảithường xuyên cào rác trên mặt lọc để tránh tắc dòng chảy.

Bể lắng cát có dạng là các loại bể, hố, giếng cho nước chảy vào theo

nhiềucách khác nhau: Theo tiếp tuyến, theo dòng ngang, theo dòng từ trên xuống và toảra xung quanh dưới tác dụng của trọng lực cát nặng sẽ lắng xuống đáy.Dùng để xử lý các loại hạt lơ lửng Nguyên lý làm việc dựa trên cơ

sở trọng lực

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bể lắng là nồng độ chất lơ lửng vàtính chất vật lý của chúng, kích thước hạt, động học quá trình nén cặn, độ

ẩm củacặn sau lắng và trọng lượng riêng của cặn khô

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: Lưu lượng nước thải, thời

gianlắng (khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng), tải trọng thủy lực, sựkeo tụ các chất rắn, vận tốc, dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thảivà kích thước bể lắng

Công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công

nghiệp,nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gâyảnh hưởngxấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý) Vì vậy ta phảithu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau.Các chất này sẽ bịt kínlỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học vàchúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn

Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ

bằngcách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho 1 sốloại nước thải công nghiệp.Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học

có thể loại bỏ khỏi nước thải được60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD.Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35%theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh

học.Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khửtrùng và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử

lý sơ bộtrước khi cho qua xử lý sinh học.Các loại thiết bị lọc: Lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở Ngoài ra còn cólọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại

I.2. Phương pháp hóa lý

Dùng để xử lý nước thải có nhiều chất lơ lửng, chất độc hại, độ màu cao và

là tiền đề cho xử lý sinh học phía sau

• Có hai dạng keo

- Keo kị nước (Hidropholic): Không kết hợp với nước để tạo ra vỏ bọc hydrat, các hạt keo mang điện tích lớn và khi điện tích này được trung hoàthì độ bền của hạt keo bị phá vỡ

- Keo háo nước (Hidrophilic): Kết hợp với các phân tử nước tạo thành vỏ bọc hydrat các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng của các chất điện phân không bị keo tụ

Quá trình keo tụ xảy ra theo hai giai đoạn

- Chất keo tụ thủy phân khi cho vào nước, hình thành dung dịch keo và ngưng tụ

- Trung hoà, hấp phụ, lọc, các tạp chất trong nước

Các loại hoá chất keo tụ

- Phèn nhôm Al2( SO4)3

- Phèn sắt ( Fe2SO4) Ferrous sulfate

- Phèn sắt Ferric chloride – FeCl3

Hoá chất trợ keo tụ: Dùng để tạo bông căn lớn, ổn định nhanh bảo đảm quátrình keo tụ đạt hiệu quả cao Bản chất trợ keo tụ là liên kết các bông cặn được tạo thành trong quá trình keo tụ

I.3. Phương pháp hóa học

Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi

trường Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép,phương pháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giaiđoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải

• Phương Pháp Trung Hòa

Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6,5 - 8,5 Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách; trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hóa học,lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa

• Phương pháp oxy hóa khử

Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ôxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, peoxythyro (H2O2), ôxy của không khí, ôzon, pyroluzit (MnO2), Trong quá trình ôxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước Quá trình này tiêu tốnmột lượng lớn các tác nhân hóa học, do đó quá trình ôxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không thể tách bằng những phương pháp khác Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan của asen

• Phương Pháp Điện Hoá Học: Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong nước bằng cách oxy hoá điện hoá trên cực anốt hoặc dùng để phục hồi cácchất quý

I.4. Phương pháp sinh học

Phương pháp này sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phânhủy những chất bẩn hữu cơ trong nước thải Các sinh vật sử dụng các chất khoángvà hữu cơ để làm dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng

chúngnhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản nên sinhkhối tăng lên.Quá trình sau là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ còn lại thành chất vô cơ(sunfit, muối amon, nitrat ), các chất khí đơn giản (CO2, N2, ) và nước Quátrình này được gọi là quá trình oxy hóa.Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành3 nhóm chính như sau:

• Các Phương Pháp Hiếu Khí

Phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí

phânhủy các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy

Chất hữu cơ + O2H2O + CO2 + NH3 +

Các phương pháp xử lý hiếu khí thường hay sử dụng: Phương pháp bùn

hoạttính: dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật Và phương pháplọcsinh học: dựa trên quá trình sinh trưởng bám dính của vi sinh vật

• Phương pháp bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn,kết lạithành các bông với trung tâm là các hạt chất rắn lơ lửng trong nước (cặn

lắngchiếm khoảng 30 – 40% thành phần cấu tạo bông, nếu hiếu khí bằng thổi khí vàkhuấy đảo đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30%, thời gian dàikhoảng 35%, kéo dài tới vài ngày có thể tới 40%) Các bông này có màuvàng nâudễ lắng có kích thước từ 3 – 100μm.

Bùn hoạt tính có khả năng hấp phụ (trên bề mặtbùn) và oxy hóa các chất hữu cơ

có trong nước thải với sự có mặt của oxy.Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bao gồm các bước:

- Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịch thể (nước thải) tới bề mặt các tếbào vi sinh vật

- Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ bề mặt ngoài các tế bào quamàng bán thấm

- Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế bào

vi sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào

• Phương pháp lọc sinh học

Là phương pháp dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng

sinhhọc, oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước Các màng sinh học là các vi sinhvật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi Các vi khuẩn hiếu khí được tậptrung ở màng lớp ngoài của màng sinh học Ở đây chúng phát triển và gắn với giámang là các vật liệu lọc (được gọi là màng sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởng bámdính)

• Các Phương Pháp Kỵ Khí

Dựa trên sự chuyển hoá vật chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy nhờ rấtnhiều loài vi sinh vật yếm khí tồn tại trong nước thải Sản phẩm của quá trình làCH4, CO2, N2 , H2S, NH3 trong đó CH4 chiếm nhiều nhất.Phân hủy

kị khí có thể chia làm 6 quá trình Quá trình lên men Metan gồm 3 giai đoạn:

- Pha phân hủy: Chuyển các chất hữu cơ thành hợp chất dễ tan trong nước

- Pha chuyển hóa axit: các vi sinh vật tạo thành axit gồm cả vi sinh vật kỵkhí và vi sinh vật tùy nghi Chúng chuyển hóa các sản phẩm phân hủytrung gian thành các axít hữu cơ bậc thấp, cùng các chất hữu cơ khác như axit hữu cơ, axit béo, rượu, axit amin, glyxerin, H2S, CO2, H2

- Pha kiềm: Các vi sinh vật Metan đích thực mới hoạt động Chúng

lànhững vi sinh vật kỵ lhí cực đoan, chuyển hóa các sản phẩm của pha axit thành CH4 và CO2 Các phản ứng của pha này chuyển pH của môi trườngsang kiềm

I.5. Khử trùng nước thải

- Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùngcủa công nghệ xử lý nước thảimhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh trước khi xả vào nguồn nước

- Để khử trùng nước thải có thể sử dụng clo và các hợp chất chứa clo, cóthể tiến hành khử trùng bằng ozôn, tia hồng ngoại, ion bạc, nhưng cầnphải cân nhắc kỹ về mặt kinh tế.

• Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau

˗ Rác ( gồm các tạp chất không hoà tan kích thước lớn: cặn bã thực vật,giấy, giẻ lau, ) được giữ lại ở song chắn rác có thể được chở đến bãirác( nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan

để tiếp tục xử lý

˗ Cát từ các bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi

sử dụng vào mục đích khác

˗ Cặn tươi từ bể lắng cát đợt một được dẫn đến bể mêtan để xử lý

˗ Một phần bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt 2 được dẫn trởlại Aeroten để tiếp tục tham gia quá trình xử lý (gọi là bùn hoạt tính tuầnhoàn) , phần còn lại ( gọi là bùn hoạt tính dư) được dẫn đến bể nén bùn đểlàm giảm độ ẩm và thể tích, sau đó được dẫn vào bể mêtan để tiếp tục xửlý

˗ Đối với các trạm xử lý nước thải xử dụng bể biophin với sinh vật dínhbám, thì bùn lắng được gọi là màng vi sinh và được dẫn đến bể mêtan

˗ Cặn ra khỏi bể mêtan có độ ẩm 96-97% Để giảm thể tích cặn và làm ráonước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như:sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo: thết bị lọc chânkhông, thết bị lọc ép, thiết bị li tâm cặn,… Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt55-75%

˗ Để tiếp tục xử lý cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng thiết

bị khác nhau: thiết bị sấy dạng ống, dạng khí nén, dạng băng tải,…Saukhi sấy độ ẩm còn 25-30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển

˗ Đối với các trạm xử lý công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơngiản hơn: nén và sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát

Bể lắng ngang I

Bể lắng ngang II

Ngăn tiếp nhận

Bể điều hòa Trạm nén khí

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Phương án 1:

11

Làm thoáng sơ bộ

Trạm Clo

Thuyết minh:

Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác

nghiền được đưa đến bể metan còn nước thải đã được tách loại các rác lớn tiếp

tục được đưa đến bể lắng cát Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát ngang

được đưa đến sân phơi cát

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng

và nồng đô các chất trong nước thải sau đó nước thải được đưa đến bể lắng

ngang đợt I kết hợp với làm thoáng để tăng hiệu quả xử lý, tại đây các chất thô

không hoà tan trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể Mêtan

còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Biofin, tại đây hiệu quả xử lý BOD rất

cao, có thể đạt đến 85% Tiếp đó nước thải được đưa từ bể biofil sang bể lắng

Bùn tuần hoàn

Trạm khí nén

ngang 2 nhằm tăng hiệu quả xử lí và xử lý được triệt để hơn Bùn hoạt tính sẽđược lắng ở bể lắng II và thành phần không tan được giữ ở bể lắng I.Một lượngbùn hoạt tính ở bể lắng 2 sẽ tuần hoàn về bể làm thoáng sơ bộ để tăng hiệu quả

xử lí cặn cho bể lắng I,còn lượng bùn còn lại sẽ được đưa về bể metan để lênmen bùn cặn Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn và BOD5 trong nước thải

đã đảm bảo yêu cầu xử lý xong

Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bểtiếp xúc Sau các công đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận

Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mê tan đượcđưa ra sân phơi bùn Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông nghiệp

Phương án 2:

Thuyết minh:

Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rácnghiền được đưa đến bể metan còn nước thải đã được tách loại các rác lớn tiếptục được đưa đến bể lắng cát Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát ngangđược đưa đến sân phơi cát

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng

và nồng đô các chất trong nước thải sau đó nước thải được đưa đến bể UASB

để tăng hiệu quả xử lý BOD và xử lí COD, TS Sau đó nước thải được đưa về hệthống aeroten đẩy tại đây bùn hoạt tính được tiếp xúc dần với nước thải theochiều dài công trình nhằm giảm lượng lớn BOD và SS.Cặn lắng được đưa đến

bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể bể lắng ngang đợt 2 Qua bểlắng ngang đợt II, hàm lượng cặn và BOD5 trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu

So sánh 2 phương án

- Bể lọc sinh học cao tải: Q có thể lên

tới 50000 m3/ngđ; chịu được thay đổi

lưu lượng đột ngột

- Chi phí kinh tế thấp hơn phương án 2

- Hiệu suất xử lý BOD của aeroten không cao bằng biofil Vận hành UASB phức tạp, tốn diện tích hơn phương án 1

- Chi phí kinh tế cao hơn phương án 1

Chọn phương án 1

CHƯƠNG III:TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH

THEO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN

I. Ngăn tiếp nhận.

- Công suất nước thải: 35000m3/ngđ = 1458,33 m3/h= 405,1 l/s = 0,4051

m3/s

- Trạm bơm chính của thành phố sẽ bơm nước thải theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận của trạm xử lý Ngăn tiếp nhận nước thải được đặt ở

vị trí cao để nước thải từ đó có thể tự chảy qua từng công trình đơn vị củatrạm xử lý

- Lưu lượng nước thải Q = 1458,3 m3/h Dựa vào bảng số liệu thực

nghiệm về kích thước của ngăn tiếp nhận trang 110 – GT XLNT đô thị

công nghiệp của Lâm Minh Triết ta có ngăn tiếp nhận với các thông số

Kích thước của ngăn tiếp nhận (mm)

Hình 1: Cấu tạo ngăn tiếp nhận

II. Song chắn rác.

Tính toán mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác và mương dẫn ở mỗi song chắn rác + tính toán song chắn rác

Q = 405,1 l/s = 0,4051 m3/s

Chọn tốc độ nước chảy trong máng là v = 1m/s

Chiều rộng của mương b = 800mm

Trong đó :

q – lưu lượng nước thải tính toán (m3/s); 0,4051 m3/s

b – chiều rộng khe hở giữa các thanh đan (m); chọn 0,016 m

vm = = =0,62 (m/s)Kết quả thu được thỏa mãn yêu cầu

K – hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn , lấy K = 3

ξ – hệ số sức cản cục bộ của song chắn và được tính theo công thức :

ξ= β.( sin α = 2,42 ( sin 600 = 0.8

Trong đó:

β – hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh song chắn rác, với tiết diện hình chữ nhật, tra bảng β = 2,42

S – chiều dày mỗi thanh, S= 0,008 m

b- chiều rộng mỗi khe hở , b= 0,016 m

α – góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, α = 600

Hình 2: cấu tạo các loại khe song chắn rác

Vậy: hs = 0,83 3 = 0,12 ( m)+ Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác :

L1 = = = 0,68 (m)

Trong đó :

: Góc mở ở mương trước song chắn rác; = 20o

: Chiều rộng của song chắn rác và mương dẫn

+ Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác là:

L2 = = = 0,34 (m)+ Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác là:

L= L1+L2+Ls = 0,68 + 0,34 + 1,5 = 2,52(m); lấy tròn 2,5 m

Trong đó: Ls là chiều dài cần thiết của ô đăt song chắn rác,chọn Ls = 1,5 m

+ Chiều sâu đặt mương chắn rác là :

Kh – hệ số không điều hòa giờ, lấy Kh = 2

+ Lượng nước dùng để nghiền rác là 40m3/tấn

+ Rác được nghiền nhỏ 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=5%

+ Hàm lượng BOD còn lại:

+ Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là:

Tổng song chắn rác là 2, trong đó 1 công tác, 1dự phòng.

Bảng 2: Bảng thống kê các thông số thiết kế của song chắn rác

Tên côngtrình Số lượng

: tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng vớilưu lượng lớn bằng 0,3 (m/s); TCVN 7957:2008 bảng 28 mục8.3.3

: độ cao lớp nước trong bể lắng ngang có thể lấy bằng độ đầy là0,5

: kích thước thủy lực của hạt cát 0,25 suy ra bằng 24,2 (TCVN7957:2008 bảng 26 mục 8.3.3)

- Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong bể lắn cát ngang được tínhtheo công thức

F = = = 16,74)

- Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát :

B = = = 2,1 (m)Chọn bể lắng cát ngang gồm 3 đơn nguyên , trong đó 2 đơn nguyên côngtác, 1 đơn nguyên dự phòng Chiều ngang mỗi đơn nguyên sẽ là :

- Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát ngang được tính theo công thức :

Wc = = = 14 m3

Trong đó :

N : dân số tính toán chất lơ lửng = 350000 người

P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày đêm lấytheo bảng 28 mục 8.3.3/[1]; P = 0,02 l/ng.ngđ

t : chu kì xả cát t 2 ngày đêm ( để tránh sự phân hủy cặn cát )

Chọn t = 2 ngày đêm

- Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngag trong 1 ngày đêm:

= = = 0,83 (m)

Trong đó:n : số đơn nguyên công tác

- Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :

= + + = 0,5 + 0,83 + 0,5 = 1,8 (m)

Trong đó:: chiều cao bảo vệ chọn bằng 0,5m.

- Kiểm tra lại tính toán với điều kiện 0,15 m/s

= = = 0,38 m/s 0,15 m/s

Trong đó: : độ sâu lớp nước ứng với ( bằng độ đầy h ứng với ) bằng 0,5

Bảng 3: Bảng kết quả tính toán bể lắng cát ngang

B B B

B

h h h

bv n 1 c

Hình 3: Sơ đồ cấu tạo bể lắng cát ngang

3. Tính toán sân phơi cát:

Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp bùn cát, đượcxây dựng ở gần vị trí bể lắng cát

- Diện tích hữu ích của sân phơi cát:

F = = = 2555 (m2)

Trong đó:

hc là chiều cao lớp bùn cát trong năm, lấy hc = 5 m/năm

Chon sân phơi cát gồm 6 ô, kích thước mỗi ô trong mặt bằng: 20 m x

22 m

Sau khi đi qua bể lắng cát thì SS và BOD giảm 5%

Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại sau bể lắng cát:

SS= CSS.(100-5)% = 427,5.(100-5)%= 406,125 mg/lHàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:

BODsau= CBOD.(100-5) % = 1900.(100-10)% = 1710 mg/l

Bảng 4: Bảng tính toán kích thước sân phơi cát

Chiều rộng sân phơi cát M 20

4. Tính toán bể điều hòa

Từ số liệu về lưu lượng nước thải tại công ty, ta chọn thời gian lưu nước trong

bể điều hòa là t =2 giờ

Thể tích bể điều hòa là

W = Q t = 1458,3 2= 2916,6 m3

Chia bể điều hòa làm 2 ngăn thông nhau

Chọn kích thước mỗi ngăn là Lx BxH= 15 x 15 x 7m

Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa bằng khí nén

Lượng không khí cần thiết:

Lkhí = Qgiờ a

Trong đó: Qgiờ = lưu lượng nước thải trung bình theo giờ, Q = 1458,3 m3/h

a = lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a = 3,74m3 khí/m3

vận tốc khí qua lỗ chọn Vlỗ = 15m/s ( thay đổi từ 5 ÷ 20 m/s)

lưu lượng khí qua một lỗ là:

BODsau= CBOD.(100-25) % = 1710.(100-25)% = 1282,5 mg/l

Bảng 5: Bảng tính toán kích thước bể điều hòa

H v

L =

(m)

Trong đó:

v – Tốc độ dòng chảy trong vùng lắng, v = 5 ÷10 (mm/s) Chọn v = 8 (mm/s)

H – Chiều cao công tác của bể lắng;h chọn H = 1,5 – 3m, chọn bằng 3m.

K – Hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng, đối với bể lắng ngang K = 0,5

Trị số - lấy theo Bảng 34, ở chiều cao công tác H = 3 m thì lấy bằng 1,32

- Vậy chiều dài bể là:

(Chọn chiều rộng của mỗi ngăn lắng từ 6÷9m theo Lâm Minh Triết)

- Kiểm tra vận tốc thực tế ứng với kích thước đã chọn:

vtt = = = 7,94 (m/s)

Nhận thấy, vận tốc chọn trong bể lắng và vận tốc thực trong bể là gần bằngnhau, chênh lệch nhau không đáng kể Như vậy, kích thước của bể lắng đã chọn

là hợp lý

 Dung tích cặn lắng

- Dung tích phần chứa cặn của bể:

Wc = (Công thức 3.31, Trang 87, Trần Đức Hạ, Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB KhoaHọc và Kỹ Thuật, 2006)

Trong đó: Q – Lưu lượng nước thải, m3/ngđ 35000 m3/ngđ

T – Thời gian lưu cặn, chọn t = 1 ngày

p – Độ ẩm bùn cặn lắng bằng 93,5 ÷ 95%, chọn p = 95%

γ – Khối lượng thể tích của cặn thường lấy bằng 1 tấn/m3

Co – Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải sinh hoạt trước khi qua bểlắng ngang đợt 1, mg/l

E: hiệu suất lắng có làm thoáng 70%

Chiều cao hố thu cặn Hxả= 1,3

Góc nghiêng của thành hố thu cặn lấy bằng 50 o(theo 8.5.11 TCXDVN 2008)

7957 Tổng chiều sâu bể lắng

ΣH = H + Hc + Hbv + = 3+1,3+ 0,5 = 4,8 (m)

Trong đó:

H – chiều cao vùng lắng, (m)

Hc – Chiều cao vùng chứa cặn, (m)

Hbv – Chiều cao phần bảo vệ phía trên mặt nước, (m), chọn Hbv = 0,5m

Kiểm tra tỷ lệ chiều dài và chiều sâu của bể lắng:

Trong đó: t là thời gian thổi khí chọn là 15 phút

Lượng không khí cần cung cấp cho bể làm thoáng được xác định theo lưulượng riêng của không khí D=0,5 m3kk/m3 nước thải.h

- Hàm lượng cặn sau lắng có làm thoáng sơ bộ là:

C = C0 (100% - 70%) = = 91,38 (mg/l) <150 mg/l => đạt yêu cầu

- Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng ngang có làm thoáng sơ bộ :

BODsau= CBOD.(100-40) %= 1282,5(100-40)% = 769,5(mg/l)

Bảng 7: Bảng kích thước thiết kế của ngăn làm thoáng sơ bộ

2) Tính toán bể lọc sinh học cao tải:

Ta chọn lượng BOD5 đầu ra của bể lọc sinh học cao tải (Lt) là 80mg/l

Vì lượng BOD5 sau bể lắng 1: La = 769,5 mg/l >250 mg/l

 phải tuần hoàn nước

+ Lượng không khí cấp B = 8 (m3/m3 nước thải)

+ Chiều cao lớp vật liệu lọc H = 2(m)

Lượng nước tuần hoàn Lh = K Lt = 3,125 80 = 250mg/l

Hệ số tuần hoàn: n= = = 2,8

- Diện tích bể sinh học:

F = = = 4433,3 (m2)Chia làm 12 bể; mỗi bể có diện tích là 369,4 m2

- Đường kính mỗi bể:

D = = = 21,7 (m), chọn D = 22m

- Chiều cao bể lọc:

Hbể = Hlv + Hbv + 0,5 + 0,2 + 0,1Trong đó:

Hlv - chiều cao lớp vật liệu lọc 2 (m)

Hbv – chiều cao bảo vệ, Hbv = 0,5m

0,5 là chiều cao không gian giữa dầm đỡ sàn thu và sàn bể (<0,6m)0,2 là chiều cao dầm đỡ sàn thu nước

0,1 khoảng cách từ đáy lớp vật liệu tới dầm đỡ sàn thu

mỗi bể là 0,033 (m3/s)

- Đường kính hệ thống tưới:

Dt = Db – 0,2 = 22 – 0,2 = 21,8 (m)Chọn số ống tưới của bể là 2 Ta có:

Lưu lượng nước trong 1 ống là: q = = 0,0165 (m3/s)

Ta chọn đường kính ống tưới D=150mm, vận tốc nước chảy trong ốnglà:

v = = = 0,93 (m/s) v=0,93< 1 m/s => đường kính thích hợp

- Số lỗ trên mỗi ống tưới: theo (6.20) - xử lý nước thải – TS.Trần ĐứcHạ

m = = = 137

- Khoảng cách từ một lỗ bất kì tới tâm bể lọc ri là: theo CT (6.21) – xử

lý nước thải – TS.Trần Đức Hạ

ri = i: số thứ tự của lỗ kể từ trục cánh tưới

q0: lưu lượng của mỗi ống tưới, 0,0165 m3/s = 16,5 l/s

m= 137 lỗ, d1: đường kính lôc trên ống tưới, (10-15mm), chọn 10mm

h>0,5m => hệ thống tưới quay được

- Trong đó: K là moodul lưu lượng, xác định theo bảng 6.7 (xử lý nướcthải – TS.Trần Đức Hạ) với d=150mm; tra bảng ta được K=134 l/s

Bảng 8: Bảng tính toán kích thước của hệ thống biofil cao tải

Q – Lưu lượng nước, m3/h.

v – Vận tốc nước chảy trong bể, v = 5÷10mm/s, chọn bằng 5mm/s hay 0,005m/s

Nhận thấy vth = 0,005 trùng khớp với v đã chọn, vậy kích thước đã chọn là hợp

b B

b – Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau bể lắng hai Theo bảng 36(TCVN 7957:2008) với Lt =80 mg/l, thời gian lắng t = 1,5h, ta có b = 72,6(mg/l) = 72,6 (g/m3)

Q – Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Q = 1458,3 (m3/h)

T – Thời gian giữa hai lần xả cặn, t = 1,5 (h)

hbv – Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 (m)

H – Chiều cao công tác của bể, H = 3,0 m

hth – Chiều cao lớp nước trung hoà của bể hth = 0,3 m

Hxd = 0,5 + 3,0 + 0,3 + 0,12 =3,92 (m), chọn Hxd = 4m

KL: Bể lắng đợt 2 gồm 4 đơn nguyên Các thông số thiết kế của một đơnnguyên là:

- Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng 2:

- BODsau= CBOD.(100-25) % = 80 (100-20)% = 64 mg/l

là phương pháp đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả cao

- Phản ứng thủy phân giữa Clo và nước thải xảy ra như sau:

Cl2 + H2O HCl + HOCl

HOCl là một axit yếu, không bền dễ phân hủy thành HCl và Oxi nguyêntử:

HOCl HCl + O

Hoặc có thể phân li ra thành H+ và OCl

-HOCl H+ và OCl

-HOCl , H+ và OCl-là các chất oxi hóa mạnh có khả năng tiêu diệt vi trùng

- Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải

Ya =

Trong đó: Ya: Lượng Clo hoạt tính cần để khử trùng nước thải, kg/h

Q: Lưu lượng tính toán của nước thải, m3/ha: Liều lượng hoạt tính lấy theo mục 8.28.3 của TCVN7957:2008 (a=3g/m3)

+ Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải ứng với

Lưu lượng nước: 7,2 m3/h

- Để phục vụ cho 2 Clorator chọn 3 Balon chứa Clo bằng thép Số baloncần thiết cho trạm:

n = = = 9 (chiếc)

Trong đó: S: Lượng clo lấy ra từ một balon trong điều kiện bình

thường Chọn S = 0,5kg/h Trong trạm khử trùng ta dùng các Balon có

W = 40lit và chứa 50kg Clo, chiều dài thùng L là 1390mm

- Số Balon cần thiết dự trữ cho nhu cầu Clo trong một tháng sẽ là: