THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU ĐÔ THỊ ĐẠI HỌC, TỈNH VĨNH PHÚC

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH LỜI MỞ ĐẦU 1 1. Mục tiêu nghiên cứu 1 2.Nội dung nghiên cứu 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4. Phương pháp nghiên cứu 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI KHU ĐÔ THỊ ĐẠI HỌC TỈNH VĨNH PHÚC. 3 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 3 1.1.1 Vị trí địa lý, phạm vi. 3 1.1.2 Địa hình địa mạo 3 1.1.3 Khí hậu. 4 1.1.4 Thủy văn 4 1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI 5 1.2.1 Hiện trạng dân số và lao động 5 1.2.2 Hiện trạng xử dụng đất 5 1.2.3 Cơ sở về kinh tế xã hội 6 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO 8 KHU ĐÔ THỊ ĐẠI HỌC 8 2.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN ĐỂ TÍNH TOÁN 8 2.1.1 Lưu lượng nước thải 8 2.1.2 Nồng độ các chất ô nhiễm 9 2.2 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ CẦN THIẾT 10 2.2.1 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo hàm lượng cặn lơ lửng 10 2.2.2 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo chỉ tiêu BOD 11 2.3 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 11 2.3.1 Sơ đồ đây chuyền công nghệ phương án 1 12 2.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 2 14 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 16 3.1 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHƯƠNG ÁN 1 16 3.1.1 Ngăn tiếp nhận nước thải 16 3.1.2 Mương dẫn nước thải. 16 3.1.3 Song chắn rác 17 3.1.4 Bể lắng cát ngang 20 3.1.5 Thiết bị đo lưu lượng 23 3.1.6 Tính toán bể lắng ngang đợt 1 24 3.1.7 Tính bể AEROTEN đẩy 28 3.1.8 Tính toán bể lắng ngang đợt 2 33 3.1.9 Tính toán bể nén bùn đứng 36 3.1.10 Bể Metan 39 3.1.11 Tính toán trạm khử trùng nước thải 41 3.1.12 Tính toán máng trộn Máng trộn có vách ngăn đục lỗ 43 3.1.13 Tính toán bể tiếp xúc ngang 44 3.2 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHƯƠNG ÁN 2 46 3.2.1 Tính toán ngăn tiếp nhận nước thải. (giống phương án 1) 46 3.2.2 Tính toán mương tiếp nhận. (giống phương án 1) 46 3.2.3 Tính toán song chắn rác. (giống phương án 1) 46 3.2.4 Tính toán bể lắng cát ngang. (giống phương án 1) 46 3.2.5 Tính toán thiết bị đo lưu lượng. (giống phương án 1) 46 3.2.6 Tính toán bể lắng ly tâm đợt 1 46 3.2.7 Bể lọc sinh học cao tải 49 3.2.8 Tính toán bể lắng ly tâm đợt 2 53 3.2.9 Tính toán bể nén bùn đứng (giống phương án 1) 54 3.2.10 Tính toán bể mê tan (giống phương án 1) 54 3.2.11 Tính toán trạm khử trùng (giống phương án 1) 54 3.2.12 Tính toán máng trộn (giống phương án 1) 54 3.2.13 Tính toán bể tiếp xúc ngang (giống phương án 1) 54 3.3 KHÁI TOÁN KINH TẾ 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

NGÔ THỊ NGỌC HUYỀN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH

HOẠT CHO KHU ĐÔ THỊ ĐẠI HỌC,

TỈNH VĨNH PHÚC

HÀ NỘI - 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

NGÔ THỊ NGỌC HUYỀN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH

HOẠT CHO KHU ĐÔ THỊ ĐẠI HỌC,

TỈNH VĨNH PHÚC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN THU HUYỀN

TS NGUYỄN VĂN NAM

HÀ NỘI – 2017

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là thành quả của trong những năm học tập và trau dồi kiến thứctại trường Đại học Tài Nguyên và Môi trường Hà Nội và là dấu ấn quan trọng đánhdấu bước chuyển tiếp từ một sinh viên trở thành tân kỹ sư của em

Để hoàn thành tốt đồ án này, em nhận được nhiều sự hỗ trợ, giúp đỡ và chỉ bảotận tình từ gia đình, thầy cô, bạn bè và những người xung quanh

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn đến TS Nguyễn Thu Huyền và TSNguyễn Văn Nam đã tận tình chỉ bảo em trong suốt thời gian em làm đồ án tốt nghiệp.Thầy cô đã chỉ bảo cho em rất nhiều điều về kiến thức chuyên ngành cũng như đãtruyền đạt rất nhiều kiến thức bổ ích về kinh nghiệm thực tế để em có thể hoàn thành

đồ án tốt nhất

Em cũng xin chân thành cảm ơn đến các thầy, các cô trường Đại Học Tài Nguyên

và Môi Trường nói chung và các thầy, các cô của khoa Môi Trường nói riêng đã giảngdạy và trang bị cho em những kiến thức cơ sở và chuyên môn trong những năm qua.Những kiến thức được học đã giúp em rất nhiều trong việc hoàn thành tốt đồ án tôtnghiệp này và sẽ là tài sản vô giá giúp em vững bước trên con đường tương lai

Con xin gửi lời cảm ơn gia đình đã động viên, khuyến khích và tạo điều kiện tốtnhất cho con trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Cảm ơn những anh, chị trường đại học kiến trúc đã giúp đỡ em rất nhiều trongquá trình tìm kiếm thông tin, tài liệu

Mình gửi lời cảm ơn đến những bạn tốt đã luôn hỗ trợ động viên tôi trong suốtquá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Sinh viên thực hiện

Ngô Thị Ngọc Huyền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài tốt nghiệp do tôi thực hiện

Các đoạn trích dẫn và số liệu được sử dụng có nguồn gốc rõ ràng, đã được công

bố theo đúng quy định

Tôi xin chịu trách nhiệm về đề tài tốt nghiệp của mình

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Sinh viên thực hiện

Ngô Thị Ngọc Huyền

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

LỜI MỞ ĐẦU

Khu đô thị Đại Học nằm tại khu vực phía Bắc thành phố Vĩnh Yên được giới hạnbởi các tuyến giao thông: Quốc lộ 2B, Quốc lộ 2C, đường Xuyên Á và tuyến đườngchạy song song với trục đường sắt Hà Nội - Lào Cai với diện tích rộng khoảng 2.040

ha bao gồm: xã Định Trung, phường Đồng Tâm, phường Liên Bảo (thuộc thành phốVĩnh Yên), xã Kim Long, Thanh Vân, Đạo Tú, Hướng Đạo (thuộc huyện Tam Dương).Ngoài lợi thế về vị trí (có hệ thống giao thông đa dạng, có đường sắt Hà Nội - Lào Cai,Quốc lộ 2B, 2C đi dọc từ phía Nam lên phía Bắc của tỉnh, trong tương lai có đườngcao tốc Hà Nội - Lào Cai đi qua hướng Đông Nam - Tây Bắc: hành lang phát triểnkinh tế Côn Minh - Hải Phòng; liền kề với cảng hàng không quốc tế Nội Bài) Nơi đâycòn hội tụ nhiều điều kiện thuận lợi để xây dựng khu vực các trường Đại học cấp Vùng

và phát triển Đô thị tập trung có quy mô lớn như quỹ đất xây dựng dồi dào, điều kiện

vị trí tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội và hạ tầng thuận lợi

Cùng với quá trình triển khai quy hoạch phân khu tỷ lệ 1/2000 tại khu vực nàyngoài việc tuân thủ và cụ thể hóa ý tưởng từ đồ án Quy hoạch chung đô thị Vĩnh Phúcđến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 thì rất cần một đồ án Thiết kếhệ thống xử lýnước thải sinh hoạtnhằm đầu tư xây dựng đồng bộ hệ thống kết cấu hạ tầng khung,chuẩn bị tốt đất đai xây dựng nhằm làm chủ được xu thế hình thành và phát triển mộtkhu vực phát triển tập trung Cụm các trường Đại học với quy mô và tầm chiến lượccấp vùng thủ đô Hà Nội đồng thời xây dựng các đô thị phụ trợ văn minh hiện đại trên

cơ sở gắn kết một cách khoa học giữa khu vực hiện hữu, các trục giao thông huyếtmạch và các khu vực lân cận

Như vậy hiện nay việc lập “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu đô thị Đại Học, tỉnh Vĩnh Phúc” là rất cần thiết; phù hợp với chủ trương chính

sách của các cấp chính quyền trước nhu cầu đô thị hóa đang diễn ra tại tỉnh Vĩnh Phúc

1 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng được hệ xử lý nước sinh hoạt cho khu đô thị Đại Học phù hợp với quy hoạch kinh tế xã hội của khu vực tỉnh Vĩnh Phúc

+ 02 phương án công nghệ

+ 02 phương án thiết kế

+ Khái toán 02 phương án

+ Lựa chọn công nghệ xử lý (02 phương án)

+ Thiết kế hệ thống xử lý (02 phương án)

+ Khái toán kinh tế (02 phương án)

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

− Đối tượng nghiên cứu: Nước thải sinh hoạt tại khu đô thị Đại Học, tỉnh VĩnhPhúc

− Phạm vi nghiên cứu: khu đô thị Đại Học, tỉnh Vĩnh Phúc

4 Phương pháp nghiên cứu

− Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp

− Phương pháp tính toán theo các tiêu chuẩn thiết kế

− Phương pháp đồ họa: autocad

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ

XÃ HỘI KHU ĐÔ THỊ ĐẠI HỌC TỈNH VĨNH PHÚC.

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1.1 Vị trí địa lý, phạm vi.

Khu vực nghiên cứu có vị trí phía Bắc thành phố Vĩnh Yên, thuộc địa phậnphường Liên Bảo, phường Đồng Tâm, xã Định Trung - thành phố Vĩnh Yên; xã KimLong, xã Thanh Vân, xã Đạo Tú và xã Hướng Đạo - huyện Tam Dương - tỉnh VĩnhPhúc

Vị trí địa lý: là khu vực hai bên tuyến đường Vành đai II phía Bắc thành phốVĩnh Yên và Tây Nam huyện Tam Dương, giới hạn từ Ql2B đến Ql2C và từ đường sắtđền đường Cao tốc Hà Nội - Lào Cai Cụ thể như sau:

+ Phía Bắc giáp đường Cao tốc Hà Nội - Lào Cai

+ Phía Nam giáp đường sắt Hà Nội - Lào Cai

+ Phía Đông giáp QL 2B, Khu Liên hợp thể thao Vĩnh Phúc, khu Đô thị của tậpđoàn dầu khí Việt Nam

+ Phía Tây giáp QL2C

1.1.2 Địa hình địa mạo

Khu vực nghiên cứu quy hoạch có địa hình đặc trưng là vùng đồi núi và nhữngkhoảng thung lũng tương đối bằng phẳng Địa hình dốc thoải từ Đông Bắc xuống TâyNam Cao độ cao nhất là +83.93m, thấp nhất là +10,77m Các khu đồi, núi trong khuvực nằm rải rác có cao độ thay đồi khác nhau Các chỏm đồi phía Bắc rạo thành 1 dảitương đối liên tục từ Đông sang Tây:

+ Khu đồi phía Bắc có cao độ từ +65,05m đến +38,35m

+ Khu đồi phía Đông có cao độ +83,93m (đồi Hai Đai), khu nghĩa trang nhân dânthành phố Vĩnh Yên có cao độ +65,57m

+ Khu đồi gần phía Nam cao độ +42,06m

- Khu thung lũng, canh tác hoa màu và xây dựng nhà ở của nhân dân tương đốibằng phẳng có cao độ từ +10,77m đến +37,43m

- Tại một số vùng đồi có các vị trí đào bới lấy đất cục bộ Riêng khu vực đồi HaiĐai (gần nghĩa trang thành phố Vĩnh Yên hiện nay đang tiến hành san nền thực hiện

dự án QH khu đô thị)

1.1.3 Khí hậu.

Khu vực nghiên cứu mang đặc trưng khí hậu chung của vùng đồng bằng, trung

du Bắc bộ: Có mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều Mưa thường kéo dài từ tháng 4 đến tháng

10 Lượng mưa nhiều nhất vào tháng 8 Đặc biệt, có nhiều trận mưa rào cường độ lớnkèm theo dông, lốc có thể gây úng ngập Mùa đông trùng với mùa khô kéo dài từtháng 11 đến tháng 4 sang năm, lượng mưa ít, khô, hanh và lạnh

Một số thông số khí hậu cụ thể:

+ Nhiệt độ trung bình năm :23,70 0C

+ Nhiệt độ tối cao tuyệt đối :40,70 0C

+ Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối:40 0C

đo được Hmax= 9,14m ; Hmin= 1,00m)

Từ thượng nguồn chảy vào Đầm Vạc là sông Phan Sông Phan có chiều dài31km, lưu vực 87km2 Sông Phan nằm ở phía Nam thành phố, làm nhiệm vụ tưới tiêu

và cung cấp nước cho toàn thành phố.Đầm Vạc có diện tích tự nhiên hơn 200ha, làmnhiệm vụ chứa nước mưa từ các vùng đồi núi chảy vào Đầm Vì vậy Đầm Vạc mang

tính chất là hồ điều hoà, điều tiết nước trong mùa mưa và cung cấp nước trong mùakhô Mực nước cao nhất trong mùa mưa tại Đầm Vạc Hmax = 8,5 m÷9,0 (m)

1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI

1.2.1 Hiện trạng dân số và lao động

Trong khu vực đô thị đại học có dân cư làng xóm thuộc địa phận phường LiênBảo, phường Đồng Tâm, xã Định Trung - thành phố Vĩnh Yên, xã Kim Long, xãThanh Vân, xã Đạo Tú và xã Hướng Đạo - huyện Tam Dương - tỉnh Vĩnh Phúc

Chủ yếu là các hộ dân làm trang trại và canh tác nông nghiệp, ngoài ra còn có các

hộ dân làm kinh doanh, sửa chữa máy móc trên trục đường Quốc lộ và tỉnh lộ và mộtphần các hộ là công nhân viên chức làm việc tại các cơ quan, ban ngành của tỉnh.Theo số liệu điều tra dân số tháng 6 năm 2012 thì tình hình dân số và số hộ giađình trong phạm vi đô thị là:18.747 người (4.422 hộ)

2 Đất nông nghiệp 521,90 25,98

1.2.3 Cơ sở về kinh tế xã hội

Về cơ sở hạ tầng kỹ thuật cũng như hạ tầng xã hội hiện chưa đồng nhất giữa cáckhu vực - điều này cũng ảnh hưởng nhất định đến việc khai thác tiềm năng của toànkhu vực

Thuận lợi:

- Nằm ở vị trí tiếp giáp với các đường giao thông lớn của quốc gia, khoảng cáchđến trung tâm thành phố Vĩnh Yên gần Đặc biệt, trong định hướng QHC đô thị VĩnhPhúc tại khu vực này sẽ phát triển nhiều trục đường chiến lược

- Khu vực có quỹ đất thuận lợi cho việc phát triển nằm tương đối tập trung, nhiềukhu vực có quy mô rất lớn

- Địa hình, cảnh quan thiên nhiên đẹp

Khó khăn :

- Trong khu vực có các vị trí thuộc phạm vi quản lý và sử dụng của một số đơn vịquân đội, vì vậy Khi thiết kế quy hoạch cần chú ý để không làm ảnh hưởng đến chứcnăng và vị trí của các khu vực này.

- Các khu dân cư nằm trải dài trên toàn bộ khu vực quy hoạch Khi nghiên cứuphương án quy hoạch cần sự kết hợp hài hòa để gắn kết giữa không gian cũ và khônggian mới

- Nhiều dự án và vị trí đã được triển khai lập quy hoạch nên phương án nghiêncứu quy hoạch cần tôn trọng và phù hợp chức năng sử dụng đất, các yếu tố về HTKTcủa từng khu vực với nhau

- Địa hình đồi núi bán sơn địa - khó khăn đối với san nền và tổ chức giao thông

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO

KHU ĐÔ THỊ ĐẠI HỌC

2.1 CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN ĐỂ TÍNH TOÁN

2.1.1 Lưu lượng nước thải

Lưu lượng nước thải được lấy theo bảng tổng tổng hợp lưu lượng nước thải

a) Lưu lượng nước thải sinh hoạt

Qsh= 25950 (m 3 /ng.đ).

b) Nước thải từ các công trình công cộng

QBV = 1648 (m3 /ng.đ).

QTH = 230(m3 /ng.đ).

c) Lưu lượng nước thải toàn khu đô thị.

Với Q = 27828(m 3 /ng.đ) => Trong tính toán lấy Q = 35000(m 3 /ng.đ).

- Lưu lượng trung bình giờ:

=

TB h

ngđ q

, 3

33 , 1458 6

,

= h TB tb s

Q q

(l/s)

- Lưu lượng giờ lớn nhất:

66 , 2216

- Lưu lượng giây nhỏ nhất

1000 60 1000

+ q0: Tiêu chuẩn thải nước trung bình khu đô thị: qo = 150 (l/ng.ngđ)

- Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải được tính:

hh

C

= == 279,69 (mg/l).

b Hàm lượng BOD của nước thải

- Hàm lượng BOD của nước thải sinh hoạt được tính:

175 150

1000 35 1000

+ q0: Tiêu chuẩn thải nước trung bình của thành phố: q0 = 150(l/ng.ngđ)

- Hàm lượng BOD của nước thải công nghiệp: LCN = 50 (mg/l)

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

hh L

= == 163,15(mg/l) [9,T23]

Bảng 2.1 : Giá trị các thông số đầu vào của nước thải trước khi xử lý

QCVN08:2015/BTNMT

(Cột B1)

H

,75

30

4,27

≥4

O43-_P g/l m,024 0 0,3

2.2 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ CẦN THIẾT

2.2.1 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo hàm lượng cặn lơ lửng

Mức độ cần thiết làm sạch theo hàm lượng chất lơ lửng :

82

% 100 69

, 279

50 69 , 279

C

C C E

%

Trong đó:

+ ESS: Hiệu quả xử lí nước thải theo hàm lượng cặn lơ lửng (%)

+ Cn.thải = 50 (mg/l) - Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi xử lý[4,cột B1].

+ Chh: Hàm lượng cặn của nước nguồn trước khi xả nước thải

2.2.2 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết theo chỉ tiêu BOD

Mức độ cần thiết làm sạch theo BOD:

hh

nt hh BOD

C

C C

Trong đó:

+ ESS: Hiệu quả xử lí nước thải theo hàm lượng cặn lơ lửng (%)

+ Cn.thải =15 (mg/l):Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi xử lý [4, cột B1]

+ Chh: Hàm lượng cặn của nước nguồn trước khi xả nước thải

ESS =

n.

h h t hh

%10015

,163

1515,163

2.3 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Việc lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ được dựa trên các cơ sở sau đây:

- Các mức độ xử lý cần thiết của nước thải:

Theo tính toán các yêu cầu xử lý ở phần trên ta có mức độ xử lý cần đạt đến:+ Theo hàm lượng chất lơ lửng: 82 % ; Cn.thải = 50 (mg/l)

+ Theo BOD, mức độ xử lý: 90,8 % ; Lnth = 15 (mg/l)

+ Công suất thiết kế của trạm xử lý nước thải; Q = 35.000 (m 3 /ngđ).

- Cơ sở để lựa trọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải

+ Quy mô và đặc điểm đối tượng thoát nước: xử lý nước thải cho khu đô thị có

dân số tương đối đông với công suất Q = 35.000 (m 3 /ngđ).

+ Đặc điểm nguồn tiếp nhận: Loại B

+ Đặc tính nước thải: Nước thải sinh hoạt

+ Khả năng sử dụng nước thải cho mục đích kinh tế tại địa phương: Nước thảisau khi xử lý có thể tận dụng dùng để tưới tiêu

Vận chuyển đi

Bùn hoạt tính dư Bùn hoạt tính tuần hoàn

2.3.1 Sơ đồ đây chuyền công nghệ phương án 1

Hình 2.1: Dây chuyền công nghệ XLNT khu đô thị Đại Học phương án I

Phân tích phương án thứ nhất

- Nước thải được bơm qua ống có áp vào ngăn tiếp nhận: Ngăn tiếp nhận được xây dựng

ở vị trí cao để đảm bảo thế năng cho nước có thể tự chảy qua các công trình xử lýkhác

- Nước thải qua song chắn rác: Tại đây, các rác lớn sẽ được song chắn rác giữ lại Bộphận vớt rác cơ giới sẽ đưa rác tới máy nghiền sau đó rác nghiền đưa về bể ủ Metan để

xử lý

- Nước thải tiếp tục đi qua bể lắng cát ngang: Các loại hạt khoáng, cát và kim loại sẽđược giữ lại trong bể lắng cát tới một độ dầy nhất đinh Cát sẽ được phơi khô và vậnchuyển đi nơi khác

- Tiếp đến nước thải đi qua bể lắng ngang đợt I: Một phần các chất hữu cơ dễ lắng đượclắng lại Bùn cặn lắng được đưa sang bể Metan ủ

- Nước thải tiếp tục đi sang bể Aeroten để thực hiện quá trình oxy hoá các chất hữu cơ:Các chất hữu cơ khó phân huỷ sẽ được phân huỷ một cách triệt để hơn tại đây qua quátrình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu khí

- Nước thải qua bể lắng ngang đợt 2: Nhằm lắng các bông cặn tạo thành sau bể aeroten,làm sạch hơn cho nước thải

+ Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aeroten giúp tăng hiệu quả xử lý,tuần hoàn lại một phần bùn hoạt tính về trước bể, lượng bùn hoạt tính dư còn lại đượcđưa qua bể nén bùn để làm giảm thể tích, sau đó được đưa đến bể Metan

- Sau đó nước thải được khử trùng, qua bể tiếp xúc làm tăng quá trình khử trùng củachất hoá học và sự khuyếch tán trong nước

- Các chất bã sau khi phân huỷ ở bể Metan thi được đưa tới nhà ép bùn Tại đây bùn cặn

sẽ đươc làm khô và đưa bùn đi sử dụng

- Nước thải thu được ở sân phơi cát và các công trình khác trong trạm xử lý được thugom lại và được bơm lên ngăn tiếp nhận để xử lý

Vận chuyển đi

Bùn hoạt tính dư Bùn hoạt tính tuần hoàn

2.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 2

Hình 2.2: Dây chuyền công nghệ XLNT khu đô thị Đại Học phương án II

Phân tích phương án thứ hai:

- Nước thải được bơm qua ống có áp vào ngăn tiếp nhận: Ngăn tiếp nhận được xây dựng

ở vị trí cao để đảm bảo thế năng cho nước có thể tự chảy qua các công trình xử lýkhác

- Nước thải qua song chắn rác: Tại đây, các rác lớn sẽ được song chắn rác giữ lại Bộphận vớt rác cơ giới sẽ đưa rác tới máy nghiền sau đó rác nghiền đưa về bể ủ Metan để

xử lý

- Nước thải tiếp tục đi qua bể lắng cát ngang: Các loại hạt khoáng, cát, và kim loại sẽđược giữ lại đến một độ dầy nhất đinh Cát sẽ được phơi khô và vận chuyển đi nơikhác

- Tiếp đến nước thải đi qua bể lắng ly tâm đợt 1: Một phần các chất hữu cơ dễ lắngđược lắng lại Bùn cặn lắng được đưa sang bể Metan ủ

- Nước thải tiếp tục đi sang bể lọc sinh học cao tải Nước thải sau xử lí ở bể lắng ly tâmđợt 1 được dẫn vào bể lọc sinh học cao tải bằng máy bơm

- Nước thải đi qua bể lắng ly tâm đợt 2: Tại đây các màng vi sinh vật theo nước từ bểlọc sinh học sẽ được lắng lại

- Sau đó nước thải được khử trùng, qua bể tiếp xúc làm tăng quá trình khử trùng củachất hoá học và sự khuyếch tán trong nước

- Các chất bã sau khi phân huỷ ở bể Metan thi được đưa tới nhà ép bùn Tại đây bùn cặn

sẽ đươc làm khô và đưa bùn đi sử dụng

- Nước thải thu được ở nhà ép bùn và sân phơi cát và các công trình khác trong trạm xử

lý được thu gom lại và được bơm lên ngăn tiếp nhận để xử lý

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

3.1 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHƯƠNG ÁN 1

3.1.1 Ngăn tiếp nhận nước thải

Trạm bơm chính của thành phố sẽ bơm nước thải theo đường ống áp lực đếnngăn tiếp nhận của trạm xử lý Ngăn tiếp nhận được bố trí ở vị trí cao để từ đó nướcthải 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 của thành phố:

Qhmax = 2216,66(m 3 /h), tra bảng kích thước cơ bản của ngăn tiếp nhận

2200

2000

3.1.2 Mương dẫn nước thải.

Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữnhật

Bảng 3.2: Kết quả tính toán thủy lực của mương.

Thông sốtính toán Lưu lượng tính toán (l/s)

có máy nghiền rác Thiết kế 2 song chắn rác ở 2 mương dẫn, 1 mương hoạt động 1mương dự phòng.

616 , 0

q n

+ b = 0,016 (m) - Khoảng cách giữa các khe hở của song chắn.

+ h1 là chiều sâu lớp nước ở song chắn rác, h1 = 0,55 (m)

- Chiều rộng mỗi song chắn được tính theo công thức:

Bs = S(n-1) + b.n = 0,008 x (82 - 1) + 0,016 x 82 = 1,96(m), chọn Bs=2(m)

Trong đó:

+ S: Chiều dày thanh song chắn, S= 0,008 (m).

Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn ứngvới lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng cặn tại đó Vận tốc này phải lớn

hơn 0,4 (m/s)

Với qmin = 260(l/s) = 0,260(m3 /s), hmin = 0,32(m).

s

B h

q v

×

= min

min min

=

41,032,06,1

260,0

02 , 1 2

2 2

016,0

008,0(83,1sin)

= 600 - góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang

- Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác:

0 , 1 2

=

−

(m)[9, CT 3.7 – T69]

Trong đó:

+ Bs: chiều rộng của song chắn rác BS = 2 (m)

+ Bk: Chiều rộng của mương dẫn, Bk = 1,0 (m)

+ ρ: Góc mở của mương trước xong chắn rác, lấy ρ =200

- Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác:

L2 = L1 × 0,5 = 0,7 (m)

- Chiều dài mương đặt song chắn rác :

L = L1 + L2 + Lp = 1,4 + 0,7 + 1,5 = 3,6 (m)

Trong đó: Lp là chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác, Lp = 1,5 (m).

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

173000 8

+ a: Lượng rác tính cho một người trong 1 năm [3,mục 7.2.12] Với chiều rộng

khe hở của các thanh là từ 16 ÷ 20 mm thì a = 8 (l/ng.năm).

+ N: Số người hệ thống xử lý phục vụ, N = 173000 (người).

- Với dung trọng rác là 750 (kg/m 3) [3, mục 7.2.12] thì trọng lượng rác trong ngày sẽ là:

24

1=

=

224

8425,

= 0,237 (T/giờ)

+ Với Kh = 2: Hệ số không điều hoà giờ [3, mục 7.2.12]

- Rác được nghiền nhỏ ở máy nghiền rác (gồm 2 máy, 1 máy công tác và 1 máy

dự phòng, công suất mỗi máy: 0,237(T/h) và sau đó dẫn đến bể Metan để xử lý cùngvới cặn tươi và bùn hoạt tính dư

- Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 40 m3 cho 1 tấn rác:

3.1.4 Bể lắng cát ngang

Đối với trạm xử lý công suất trên 100 m 3 /ngđ cần có bể lắng cát [9].

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 và bùn cặn phía sauhoạt động ổn định Vai trò của bể lắng cát ngang: Bảo vệ các thiết bị máy móc khỏi bịmài mòn, giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống, kênh mương dẫn… Bể lắngcát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là 0,15 m/s ≤ v ≤ 0,3 m/s đểlắng hết các cặn vô cơ Thời gian lưu nước trong bể là 30’≤ t

[3, mục 8.3.4].

Việc tính toán bể lắng cát ngang được thực hiện theo chỉ dẫn [3,mục 8.3].

- Chiều dài của bể lắng cát

V U

H K

+ K - Hệ số lấy theo [3,bảng 27], với bể lắng cát ngang K = 1,3.

+ V - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với Qmax , v = 0,3 (m/s)

- Diện tích tiết diện ướt của bể:

n v

Q F

×

= max

=

05,213,0

61574,0

+ n: Số bể hoặc số đơn nguyên làm việc đồng thời, chọn n = 1

+ v: Vận tốc của nước trong bể [3,bảng 28], v =0,3 (m/s).

- Chiều ngang của bể lắng cát là: B = h

min min

t =v

L

= 0,3

1,16

= 54 (s) > 30 (s)

Đảm bảo yêu cầu về thời gian lưu nước trong bể

- Lượng cát lắng trong bể lắng cát giữa 2 lần xả cặn :

1000

T N P

W c = × ×

=

38 , 10 1000

3 173000 02

,

(m 3)

Trong đó:

+ Ntt = 173000 (người): Dân số tính toán theo chất lơ lửng

+ p = 0,02 (l/ng.ngđ): Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong

một ngày đêm [3,Bảng 28].

+ T = 2 - 4 (ngày) : Thời gian giữa hai lần xả cặn Ta chọn T = 3 (ngày).

- Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát:

n L B

38 , 10

- Để vận chuyển bằng thủy lực 1 m3 cặn cát ra khỏi bể phải cần tới 20 m3 nước

- Lượng nước cần dùng cho thiết bị nâng thủy lực trong một ngày là:

Q = Wc× 20 = 10,38× 20 = 207,6 (m 3 /ngđ).

- Chiều cao xây dựng của bể:

HXD = Htt + hc + hbv = 1,0 + 0,3 + 0,5 = 1,8 (m)Chọn Hxd = 2m

Trong đó:

+ Htt - Chiều cao tính toán của bể lắng cát, Htt = 1,0 (m)

+ hbv - Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m)

+ hc - Chiều cao lớp cặn trong bể, hc = 0,3 (m)

- Để ổn định dòng chảy trong bể lắng cát phía sau bể ta xây đập tràn

32 , 0 78 , 1 55 , 0 1

3 /

2

min 3 / 2 max

q

q

k

h k

3.1.5 Thiết bị đo lưu lượng

Để đảm bảo cho các công trình xử lý nước hoạt động đạt hiệu quả, ta cần biết lưulượng nước thải chảy vào từng công trình và sự dao động lưu lượng theo các giờ trongngày Kích thước máng được định hình theo tiêu chuẩn và được chọn tuỳ thuộc vàolưu lượng nước

Hình 3.2: Thiết bị đo lưu lượng

Với giá trị lưu lượng tính toán của trạm là:

qmax = 615,74( l/s); qtb = 405(l/s); qmin = 260(l/s)

Theo [9, bảng 3.8/T322] ta chọn máng Parsan có các kích thước sau:

- Khả năng vận chuyển lớn nhất: 750(l/s).

- Khả năng vận chuyển nhỏ nhất: 10 (l/s).

- Thông số thiết bị đo lưu lượng chọn:

Bảng 3.5: Thông số thiết bị đo lưu lượng

- Chiều dài bể lắng ngang được tính: K U0

H v L

H K t

H K

.1000

[3, CT 34]

Trong đó:

+ n - Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng [3, mục 8.5.4], đối với

nước thải sinh hoạt n = 0,25

: Hệ số tính đến ảnh hưởng nhiệt độ của nước thải [3, bảng31], nhiệt độ nước

thải là t = 23,70 C, ta có α

= 0,95

+ t - Thời gian lắng của nước thải trong bình hình trụ với chiều sâu lớp nước h =

500 (mm), đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả lắng tính toán [3, bảng 33], chọn hiệu

quả lắng của bể lắng ngang đợt I là 50%, n = 0,25 với C = 279,69 (mg/l), nội suy

- Thời gian nước lưu lại trong bể:

Kiểm tra tỷ số 8 < ≤ 12 [3,8.5.11a].

- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:

v

q

=ω

= 0,007

616,0

- Chọn số đơn nguyên của bể lắng n = 4 Khi đó chiều rộng mỗi đơn nguyên:

b = n

B = 4

1

E C

C = HH −

)50100(69,

= 139,85 (mg/l)

Trong đó:

+ E – Hiệu suất lắng của bể lắng ngang, lấy bằng 50%

Hàm lượng chất lơ lửng sau lắng đợt 1: C1 = 139,85 (mg/l) < 150 (mg/l) nênkhông cần thiết kế bể làm thoáng sơ bộ

- Thể tích ngăn bùn của bể lắng đợt I xác đinh theo công thức:

T E C

= (100 95) 10 6 1

1 50 69 , 279 35000

+ CHH - Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu, CHH = 279,69(mg/l)

+ E - Hiệu xuất lắng của bể lắng ngang đợt I, E = 50%

+ p - Độ ẩm của cặn lắng, p = 95% [3, mục8.5.5].

+ T - Chu kỳ xả cặn, T = 1 (ngày).

+ n - Số bể công tác, n = 6

+ γ - Trọng lượng thể tích bùn, γ = 1 (t/ m 3 ).

+ Q - Lưu lượng nước thải ngày đêm, Q = 35000 (m 3 /ngđ).

- Chiều cao vùng chứa nén bùn:

×

= 0,13 (m) Lấy hc = 0,2 (m)

- Chiều cao xây dựng bể:

HXD = H + hth + hc + hbv = 3 + 0,3 + 0,2 + 0,5 = 4 (m).

Trong đó:

+ hbv - Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m)

+ H - Chiều cao công tác của bể, H = 3 (m).

+ hth - Chiều cao lớp nước trung hoà của bể, hth = 0,3 (m) [3,mục 8.5.11a].+ hc - Chiều cao lớp cặn lắng, hc = 0,2 (m)

Nước thải được dẫn vào bể theo máng phân phối ngang với đập tràn thành mỏngđặt ở đầu bể theo chiều rộng Đối diện ở cuối bể cũng có máng tương tự để thu nước.Kích thước của máng là: b × h = 700 × 1500 mm.

Đầu bể đặt tấm chắn bằng BTCT cách mép máng tràn 1,5 m để phân phối đềunước theo chiều sâu của bể Cuối bể cũng đặt một tấm chắn bằng BTCT để ngăn cácchất nổi

Để thu và xả các chất nổi ta đặt một máng đặc biệt với đập tràn kề sát tấm chắn ởcuối bể Kích thước máng là: b × h = 500 × 650 mm.

Đáy bể được thiết kế với độ dốc i = 0,02 theo chiều ngược với chiều chuyểnđộng của nước thải và về phía hố tập trung cặn ở đầu bể lắng Hố thu cặn được thiết kế

hình chóp cụt, cạnh đáy dưới a = 0,5 m, cạnh đáy trên A = 4 m, chiều sâu hố thu cặn hc

= 1,5 m Thành hố thu cặn nghiêng so với phương ngang 450 Cặn lắng được dồn về hốthu cặn nhờ hệ thống gạt cặn bánh xích Và được xả ra khỏi bể lắng bằng ống tự chảy

với áp lực thủy tĩnh là: 2 m, kích thước ống xả cặn là: D = 200 mm Bể lắng ngang đợt

I được xây dựng bằng BTCT, chiều dày thành bể là: δ = 250 mm.

3.1.7 Tính bể AEROTEN đẩy

a Các thông số kĩ thuật của bể aeroten.

- Bể Aeroten là phương pháp xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính.Các thông sốđầu vào của bể:

+ LBOD5 = 163,15 (mg/l)

+ C1 = 139,85 (mg/l)( hàm lượng cặn lơ lửng trước khi vào bể Aeroten)

+ Qtt: với kch = 1,25 nên Qtt = Qtb = 1458,33(m3 /h)=405(l/s).

Xác định thời gian làm việc của bể :

- Tốc độ ôxy hóa riêng của chất hữu cơ:

C L p

t t

t

× Φ +

×

× +

× +

×

×

1

1

0 0 1 0

0 max

+ C0 - Nồng độ ôxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong bể, C0 = 4 (mg/l)

+ K1 - Hằng số đặc trưng cho tính chất của chất bẩn hữu cơ trong nước thải, K1 = 33 (mgBOD/l)

+ Ko - Hằng số kể đến ảnh hưởng của ôxy hòa tan, Ko = 0,625 (mgO2 /l).

+ ϕ - Hệ số kể đến sự kìm hãm qua trình sinh học bởi các sản phẩm phân hủybùn hoạt tính, ϕ = 0,07 (l/h).

+ a - Liều lượng bùn hoạt tính, a = 2 (g/l) (tải trọng bùn cao).

+ Lt - BOD5 của nước thải sau xử lý, Lt = 15 (mg/l)

=

21,22207,01

115

625,0433415

415

×+

×

×+

×+

2

− = 0,25 ( m nth

bùn m

3 3

) [3, CT61]

+ Với I – chỉ số bùn I=100÷200 (mg/l) [3, mục 8.16.4], lấy I = 100 (mg/l).

- Liều lượng bùn hoạt tính trong ngăn tái sinh:

R a

×

×+

r

t nth

−

−

=0,25 6 (1 0,3) 22,21

1515,163

5 , 0

15,163lg2

5,25 ,

0 ×

= 1,83 (h) [3, CT68]

Do giá trị này nhỏ hơn 2 (h) nên thời gian thổi khí thực tế ta cần lấy bằng 2 (h).

- Vậy thời gian cần thiết để tái sinh bùn:

Tts = to - ta = 6,35 - 2 = 4,35(giờ )[3, CT69]

Tính toán kích thước của bể Aeroten

- Thể tích của ngăn aeroten:

- Chiều cao công tác: H= 3 ÷ 6 m, lấy HCT = 3,5 (m).

- Chiều rộng mỗi hành lang: B < 2H, lấy B = 3 (m).

- Chiều dài hành lang: L > 10H

→

Chọn 4 Aeroten chia thành 4 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có 4 hành lang,kích thước công tác 1 hành lang là B × HXD× L= 3×4× 36 m

Pr = 0,8 × C1 + 0,3 × Lnth = 0,8 × 139,85 + 0,3 × 165,15 = 160,83(mg/l)[3, CT73]

b Tính toán hệ thống cấp khí cho aeroten

- Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1 m3 nước thải được xácđịnh theo công thức:

(C C)n

nkk

LL

zD

p 2 1 2 1

t nth

+ Với t tb = 27,3 0 C là nhiệt độ trung bình của nước thải trong tháng mùa hè.

+ n2: Hệ số xét tới quan hệ giữa tốc độ hòa tan của oxy vào hỗn hợp nước và

bùn với tốc độ hòa tan của oxy trong nước sạch Với f/F = 0,2 tra [3,bảng 49] ta có

= 10,3

) 2

4 3 , 10 ( 225 ,