ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG: Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 5 LỜI CẢM ƠN 6 MỞ ĐẦU 7 A. ĐẶT VẤN ĐỀ 7 CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP 9 A.TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚCTHẢI CÔNG NGHIỆP 9 1.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 9 1.1.1. Song Chắn Rác Và Lưới Lọc Rác 9 1.1.2. Lắng Cát 9 1.1.3. Bể Vớt Dầu Mỡ 10 1.1.4. Lọc Cơ Học 10 1.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 10 1.2.1. Keo Tụ 10 1.2.2. Hấp Phụ 11 1.3 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 11 1.3.1. Phương Pháp Trung Hòa 12 2.3.2. Phương pháp oxy hóa khử 12 1.3.3. Phương Pháp Điện Hoá Học 12 1.4 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 12 1.4.1. Các Phương Pháp Hiếu Khí 13 1.4.2. Các Phương Pháp Kỵ Khí 15 1.5 XỬ LÝ BÙN CẶN 16 B. Cơ sở lựa chọn công nghệ: 17 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 23 2.1 Song chắn rác: 24 2.2 Tính toán bể lắng cát. 26 2.3 Bể điều hòa 28 2.4 Tính toán bể lắng đứng 1 31 2.5 Tính toán bể lọc sinh học nhỏ giọt. 34 2.6 Tính toán bể lắng đứng 2 37 2.7 Tính toán kênh oxy hóa. 40 2.8 Trạm khử trùng 44 2.9 Bể tiếp xúc 47 2.10 Bể metan 48 2.11Máy nén bùn chân không. 50 CHƯƠNG III: CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

1 Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệthống xử lý nước thải sinh hoạt theo các số liệu dưới đây:

Nguồn tiếp nhận chất thải loại: B

Công suất nước thải: 12000 m 3 /h

Chỉ tiêu chất lượng chất thải :

- Bản vẽ chi tiết một công trình

Sinh viên thực hiện Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 5

LỜI CẢM ƠN 6

MỞ ĐẦU 7

A ĐẶT VẤN ĐỀ 7

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP 9

A.TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚCTHẢI CÔNG NGHIỆP 9

1.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 9

1.1.1 Song Chắn Rác Và Lưới Lọc Rác 9

1.1.2 Lắng Cát 9

1.1.3 Bể Vớt Dầu Mỡ 10

1.1.4 Lọc Cơ Học 10

1.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 10

1.2.1 Keo Tụ 10

1.2.2 Hấp Phụ 11

1.3 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 11

1.3.1 Phương Pháp Trung Hòa 12

2.3.2 Phương pháp oxy hóa khử 12

1.3.3 Phương Pháp Điện Hoá Học 12

1.4 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 12

1.4.1 Các Phương Pháp Hiếu Khí 13

1.4.2 Các Phương Pháp Kỵ Khí 15

1.5 XỬ LÝ BÙN CẶN 16

B Cơ sở lựa chọn công nghệ: 17

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 23

2.1 Song chắn rác: 24

2.2 Tính toán bể lắng cát 26

2.3 Bể điều hòa 28

2.4 Tính toán bể lắng đứng 1 31

2.5 Tính toán bể lọc sinh học nhỏ giọt 34

2.7 Tính toán kênh oxy hóa 40

2.8 Trạm khử trùng 44

2.9 Bể tiếp xúc 47

2.10 Bể metan 48

2.11Máy nén bùn chân không 50

CHƯƠNG III: CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/l

COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học, mg/l

DO: Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan

F/M: Food/Micro – organism – Tỷ số lượng thức ăn và lượng vi sinh vậttrong mô hình

MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn, mg/lMLVSS: Mixed Liquor Volatite Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bayhơi trong bùn lỏng, mg/l

TSS: Tổng chất rắn lơ lửng trong nước

SVI: Sludge Volume Index – Chỉ số thể tích bùn, mg/l

VS: Volume Index – Chất rắn bay hơi, mg/l

TL: Tài liệu

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn đến tất cả các Thầy cô khoa Môi trường, cácphòng ban của trường Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã cung cấpcho em những kiến thức chuyên ngành cùng với kiến thức cơ bản khác để tạođiều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án môn học Công nghệ môi trường

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn ĐoànThị Oanh, giảng viên khoa Môi Trường, Trường Đại Học Tài Nguyên và MôiTrường đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em thực hiện và hoàn thành đồ án

Trong quá trình em thực hiện đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót,rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè

Em xin kính chúc quý thầy cô trong khoa Môi trường- Đại học TàiNguyên và Môi trường Hà Nội dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện

sứ mệnh cao đẹp của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

MỞ ĐẦU

A ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi được sử dụng phục vụcho mục đích công cộng Chúng thường thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trườnghọc, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinhhoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp thoát nước và đặcđiểm của hệ thống cáp thoát nước Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khudân cư phụ thuộc khả năng cung cấp nuoc của các nhà máy và các trạm bơmnước

Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần tồn tại trong nước gây ra:

- BOD, COD: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn

và gây thiếu hụt oxi của nguồn dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí sẽ hình thành sinh ra các sản phẩm CH4, H2S, NH3 … gây mùi hôi thối và giảm pH của môi trường

- SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí

- Vi trùng gây bệnh: gây các bệnh về đường nước như: ỉa chảy, kiết lị, thương hàn…

- N, P: những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng.Nếu nồng độ quá cao thì sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng

B MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Với hiện trạng môi trường như vậy, mục đích đề tài là lựa chọn công nghệthích hợp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại B xả thải ra sông không gây ô nhiễm môi trường đến nguồn nước sông cũng như làm ảnh hưởng đến người dânxung quanh

C PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu về dân số, điều kiện tự

nhiên làm cơ sở để đánh giá hiện trạng và tải lượng ô nhiễm do nước thải gây ra

Phương pháp so sánh: So sánh ưu khuyết điểm của các công nghệ xử lý

để đưa ra giải pháp xử lý chất thải có hiệu quả hơn

Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham

khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn đề có liên quan

Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các

công trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệthống

Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm Autocad để mô tả kiến trúc công

nghệ xử lý nước thải

D.Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải từ

đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước

Giúp các nhà quản lý làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn

Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN

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

1.1.1 Song Chắn Rác Và Lưới Lọc Rác

Song chắn rác làm bằng sắt tròn hoặc vuông đặt nghiêng theo dòng chảymộtgóc 60o nhằm giữ lại các vật thô Vận tốc dòng nước chảy qua thường lấy0,3-0,6m/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

1.1.2 Lắng Cát

Bể lắng cát có dạng là các loại bể, hố, giếng cho nước chảy vào theonhiềucách khác nhau: Theo tiếp tuyến, theo dòng ngang, theo dòng từ trênxuống và toảra xung quanh dưới tác dụng của trọng lực cát nặng sẽ lắng xuốngđáy

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

lực, sựkeo tụ các chất rắn, vận tốc, dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độnước thảivà kích thước bể lắng.

1.1.3 Bể Vớt Dầu Mỡ

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 gây ảnhhưởngxấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý) Vìvậy ta phảithu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau Cácchất này sẽ bịt kínlỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học vàchúng cũng phá hủy cấutrúc bùn gây khó khăn trong quá trình lên men cặn

1.1.4 Lọc Cơ Học

Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏbằngcách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếucho 1 sốloại nước sinh hoạt

Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thảiđược60% 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 đượckhửtrùng 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

có lọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại

1.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

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

và làtiền đề cho xử lý sinh học phía sau

1.2.1 Keo Tụ

Có hai dạng keo

- Keo kị nước (Hidropholic): Không kết hợp với nước để tạo ra vỏbọchydrat, 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 thànhvỏbọc hydrat các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng củacácchất 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 keovàngưng 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 quá trình keo tụđạthiệu quả cao Bản chất trợ keo tụ là liên kết các bông cặn được tạothànhtrong quá trình keo tụ

1.2.2 Hấp Phụ

Chất bẩn lỏng hoặc rắn được giữ lại trên bề mặt chất rắn

Dùng để hấp phụ: Chất tẩy rửa , thuốc nhuộm, hợp chất chlorinated, dẫnxuấtphenol hoặc hydroxyl, hợp chất sinh mùi và vị, chất ô nhiễm vi lượng, kimloại nặng

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

1.3.1 Phương Pháp Trung Hòa

Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm vềtrạng thái trung tính pH = 6,5 - 8,5 Phương pháp này có thể thực hiện bằngnhiều cáchtrộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hóahọc, lọc nướcqua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa

2.3.2 Phương pháp oxy hóa khử

Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ôxy hóa như cloởdạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi vànatri,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 chuyểnthànhcác chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước Quá trình này tiêu tốn mộtlượng lớncác tác nhân hóa học, do đó quá trình ôxy hóa hóa học chỉ được dùngtrong nhữngtrường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không thểtách bằng những phương pháp khác Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan củaasen

1.3.3 Phương Pháp Điện Hoá Học

Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong nước bằng cách oxy hoá điệnhoátrên cực anốt hoặc dùng để phục hồi các chất quý

1.4 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Phương pháp này sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật đểphânhủy những chất bẩn hữu cơ trong nước thải Các sinh vật sử dụng các chấtkhoáng và hữu cơ để làm dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinhdưỡng chúngnhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởngsinh sản nên sinhkhối tăng lên

Quá trình sau là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ còn lại thành chất vôcơ(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 họcthành 3 nhóm chính như sau:

1.4.1 Các Phương Pháp Hiếu Khí

Phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khíphânhủy 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 bùnhoạttính: 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 vikhuẩn,kết lại thành 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 bằngthổi khí vàkhuấy đảo đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30%,thời gian dài khoảng 35%, kéo dài tới vài ngày có thể tới 40%) Các bông này cómàu vàng nâudễ lắng có kích thước từ 3 – 100μmm

Bùn hoạt tính có khả năng hấp phụ (trên bề mặtbùn) và oxy hóa các chấthữu 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 mặtcác tếbào vi sinh vật

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

Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tếbàovi sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể lọc sinh học nhỏ giọt dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải, đảm

bảo BOD trong nước thải ra khỏi bể lắng đợt hai dưới 15 mg/l.

Bể có cấu tạo hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng Do tải trọngthủy lực và tải trọng chất bẩn hữu cơ thấp nên kích thước vật liệu lọc không lớnhơn 30mm thường là các loại đá cục, cuội, than cục Chiều cao lớp vật liệu lọc

trong bể từ 1,5 – 2 m Bể được cấp khí tự nhiên nhờ các cửa thông gió xung

quanh thành với diện tích bằng 20% diện tích sàn thu nước hoặc lấy từ dưới đáy

với khoảng cách giữa đáy bể và sàn đỡ vật liệu lọc cao 0,4 - 0,6 m Để lưu thông

hỗn hợp nước thải và bùn cũng như không khí vào trong lớp vật liệu lọc, sàn thunước có các khe hở Nước thải được tưới từ trên bờ mặt nhờ hệ thống phân phốivòi phun, khoan lỗ hoặc máng răng cưa

Bể Aerotank: Khi nước thải vào bể thổi khí (bể Aerotank), các bông

bùn hoạt tính được hình thành mà các hạt nhân của nó là các phân tử cặn lơlửng Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần, cùng với các độngvật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khảnăng hấp thụ chất hữu cơ hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ Vi khuẩn

và sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn đểchuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành tế bào mới TrongAerotank lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng đợthai Một phần bùn được quay lại về đầu bể Aerotank để tham gia quá trình xử lýnước thải theo chu trình mới

Bể UASB (Upflow anaerobic Sludge Blanket)

Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phốiđồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ(bông bùn) và các chất hữu cơ bị phân hủy

Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụpthu khí để dẫn ra khỏi bể Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bểphân tách 2 pha lỏng và rắn Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lạivùng lớp bông bùn Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vậnhành UASB

Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn

và 5 ÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ Để duy trì lớpbông bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h

1.4.2 Các Phương Pháp Kỵ Khí

Dựa trên sự chuyển hoá vật chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy nhờrấtnhiều loài vi sinh vật yếm khí tồn tại trong nư ớc thải Sản phẩm của quá trìnhlàCH4, 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 trongnước

- Pha chuyển hóa axit: các vi sinh vật tạo thành axit gồm cả vi sinh vậtkỵkhí và vi sinh vật tùy nghi Chúng chuyển hóa các sản phẩm phân hủytrunggian 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 Chúnglànhững vi sinh vật kỵ lhí cực đoan, chuyển hóa các sản phẩm của pha axitthànhCH4 và CO2 Các phản ứng của pha này chuyển pH của môi trường sang kiềm

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

Rác (gồm các tạp chất không tan kích thước lớn:cặn bả thực vật, giấy,giẻlau ) được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác (nếu lượng ráckhônglớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý

Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sửdụngvào mục đích khác

Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xửlýtrong điều kiện tự nhiên như: sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiệnnhântạo: thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị ly tâm cặn )

Độ ẩmcủa cặn sau xử lý đạt 55-75%

Máy ép băng tải: bùn được chuyển từ bể nén bùn sang máy ép để giảm tốiđalượng nước có trong bùn Trong quá trình ép bùn ta cho vào một số polyme đểkếtdính bùn

Lọc chân không: Thiết bị lọc chân không là trụ quay đặt nằm ngang.Trụquay đặt ngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính Khi trụ quaynhờ máybơm chân không cặn bị ép vào vải bọc

Quay li tâm: Các bộ phận cơ bản là rôtơ hình côn và ống rỗng ruột Rôtơvàống quay cùng chiều nhưng với những tốc độ khác nhau Dưới tác động của

lực litâm các phần rắn của cặn nặng đập vào trường của rôtơ và được dồn lănđến khe hở,đổ ra thùng chứa bên ngoài.

Lọc ép: Thiết bị lọc gồm một số tấm lọc và vải lọc căng ở giữa nhờ cáctrụclăn Mỗi một tấm lọc gồm hai phần trên và dưới Phần trên gồm vải lọc, tấmxốp vàngăn thu nước thấm Phần dưới gồm ngăn chứa cặn Giữa hai phần cómàng đàn hồikhông thấm nước

Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt vớinhiềudạng khác nhau: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải Sau khisấy, độẩm còn 25-30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển

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

B Cơ sở lựa chọn công nghệ:

Lưu lượng nước thải sinh hoạt:

Qsh = 12000 m3/ngđ

Tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt: q= 80l/ng.ngđ

Lấy bằng 80 % lượng nước cấp cho sinh hoạt và có 90% dân số được cấp nước

QthaiSH =N 100 80 0,91000.100 = 12000 m3/ngđ => Ntt = 166667 người

Lưu lượng nước thải tính toán

Lưu lượng nước thải tính toán trung bình ngày

và lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày của

nước thải đô thị Kng = 1.2, hệ số không điều hòa chung giờ max là k1=1.575, giờ min k2=0.605

Lưu lượng nước thải giờ dùng nước lớn nhất :

Q h max=Q h tb k0max=500 1,575=787,5(m3/h)

Lưu lượng nước thải giờ dùng nước nhỏ nhất :

Q h min=Q h tb k0min=500 0,605=302,5(m3 /h)

NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG NƯỚC THẢI.

Nồng độ các chất đưa vào mạng lưới

Theo số liệu cho thấy nước thải bị nhiễm bẩn bởi chất hữu cơ và chất rắn

lơ lửng lớn Hàm lượng SS vượt so với tiêu chuẩn, hàm lượng BOD5, vàN-NH 4

vượt so với tiêu chuẩn

Để xây dựng một hệ thống xử lý hoàn chỉnh, nhằm xử lý triệt để các thànhphần ô nhiễm trong nước thải và tránh sự phát sinh mùi hôi thối do nước thảitrực tiếp ra môi trường tự nhiên ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinhthái, công nghệ hợp lý áp dụng là sử dụng quá trình sinh học hiếu khí Dâychuyền công nghệ được tính toán, lựa chọn dựa trên số liệu lưu lượng và thànhphần của nước thải đầu vào trạm xử lý

Yêu cầu chất lượng nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép đốivới nước thải sinh hoạt theo tiêu chuẩn Việt Nam (Quy chuẩn 14 : 2008BTNMT – loại B)

Bể điều hòa

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Ở phương án này, nước thảiở các hố thu có đặt lưới chắn rác, tại đây rác

có kích thước lớn được giữ lại và nhờ máy nghiền rác chuyển rác xuống bểmêtan Sau đó nước thải được dẫn tới bể lắng cát , tại đây những hạt cát,sạn ,cáchạt có kích thước lớn sẽ được giữ lại Ở đây, có hai bể lắng cát sẽ thay nhau làmviệc Nước thải tiếp tục được đưa tới bể lắng đứng, tại đây nước thải được dẫnvào ống trung tâm, chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng từ dướilên, cặn từ trên rơi xuống đáy bể và được xả định kì Hàm lượng cặn lơ lửng ởđầu ra là 100 mg/l, hàm lượng BOD5 là 50 mg/l( chọn BOD sau bể lắng đợt 1giảm 20%) Qua bể lọc sinh học cao cải hàm lượng BOD giảm xuống đạt tiêuchuẩn loại B là 50mg/l, một phần tuần hoàn nước lại đầu bể( tại vì BOD5 đầu bể

=810 mg/l > 250 mg/l ) Nước thải tiếp tục được chuyển qua bể lắng đứng đợt

II hàm lượng cặn lơ lửng giảm xuống đạt tiêu chuẩn loại B là 100mg/l,bùn đượcdẫn vào bể mêtan Sau đó nước thải được dẫn qua hệ thống máng trộn tại đâyngười ta cho clo để trộn đều nước thải với clo trước khi cho vào bể lắng tiếpxúc ,tại đây nước được khử trùng bằng Clo trước khi dẫn ra sông Rác từ máynghiền rác và bùn từ bể lắng đứng đợt 1 và bể lắng đợt 2 được dẫn vào bể mêtan.Sau đó nhờ máy ép bùn đóng thành viên và chuyển đi

Bể điều hòa

Mương oxy

Phương án thiết kế 2 :

So sánh 2 phương án:

nhỏ hơn bởi số lượng công trình

ít hơn Ít nhạy cảm với các hợp

chất gây ức chế

- Vận hành tương đối đơn

giản

- Phù hợp cho các loại nước

thải có hàm lượng COD từ

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Tính toán các công trình đơn vị

Ngăn tiếp nhận

Dựa vào lưu lượng nước thải trong giờ lớn nhất qmaxh = 787,5 m3/h ta chọn 1 ngăn tiếp nhận với các thông số sau (tham khảo bảng 3.1 trang 319 sách tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp do pGS-TS Trần Đức Hạ chủ biên ) :

Bảng 2.1 kích thước ngăn tiếp nhận.

Q (m3/h)

Đường kínhống áp lực (2ống)

Kích thước của ngăn tiếp nhận

1000 –

2000

2300

2000

1600

75

600

Mương dẫn nước thải

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) dựa vào bảng tính toán thủy lực Kết quả tính toán thủy lực của

mương dẫn được ghi ở bảng sau.Tra bảng tính toán thủy lựccống và mương thoát nước của PGS.TS Trần Hữu Uyển:

Bảng2.2 Thuỷ lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận

2.1 Song chắn rác:

Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các loại rác thô có kích thước lớn trong nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoạt động của xử lý phía sau Chọn bộ song chắn rác loại đặt cố định , cào rác bằng cơ giới và có máy nghiền rác

- Chọn 39 khe hở

Trong đó: q: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, qmax= 0,2744 m3/s

b: Khoảng cách giữa các khe hở, b = 0,02m

(Theo TCVN 7957:2008)

vtt: Tốc độ nước chảy qua song chắn vtt = 0,8 m/s

h1: Chiều sâu lớp nước qua song chắn

Kz: Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác của song chắn cơ giới, Kz = 1,05

- Chiều rộng song chắn rác:

Bs = d (n-1) +b.n = 0,008 (39-1)+0,02.39 = 1,084 m

Trong đó: d: Chiều dày của mỗi song chắn, chọn d=0,008m

Kiểm tra lại vận tốc của dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng đọng cặn trong mương

Trong đó: vmax: Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn ứng với lưu lượng lớn nhất, vmax= 0,97 m/s.

K: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn, K=2÷3 Chọn K=3

ξ: Hệ số sức kháng cục bộ của song chắn, tính theo công thức:

ξ=β (S b)43 sin α=2,42.¿

Trong đó: β: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, với tiết diện hình chữ nhật, chọn β=2,42

S: Chiều dày mỗi thanh, S=0,008m

b: Chiều rộng mỗi khe hở, b=0,02m

α: Góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, lấy α=600

Trong đó: φ: Góc mở của mương trước song chắn rác, φ=2 00

Bs , Bm :Chiều rộng của song chắn và của mương dẫn

- Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác:

Trong đó: ls: Chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác, chọn ls=1,5m

- Chiều sâu xây dựng của song chắn rác:

H=h max+h s+0,5=0,47+0,089+0,5=1,1 m

W r= a N tt

365.1000=

8.166667 365.1000=3,653(m¿¿3/ngđ )¿

Trong đó: a: Lượng rác lấy ra từ song chắn rác tính cho 1 người Theo bảng 20 TCVN 7957:2008 với chiều rộng khe hở của song chắn rác là 20mm thìa=8 l/ng.năm

Ntt: Dân số tính toán theo chất rắ lơ lửng

- Hiệu suất xử lý BOD qua song chắn rác là 4-5% Chọn H=5%

Hàm lượng BOD còn lại:

+ K – hệ số phụ thuộc vào kiểu bể lắng, lấy K = 1,3

+ U0 – độ thô thủy lực của hạt cát, lấy U0 = 24,2 mm/s

+ v – vận tốc của nước trong bể, v = 0,3 m/s

+ h - chiều cao công tác của bể lắng cát ngang, H = 0,25 – 1m (mục

Trong đó: n : số đơn nguyên công tác

- Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :

H xd= H max+ h c + h bv = 0,5 + 0,7 + 0,5 = 1,7 (m)

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

Tính toán sân phơi cát :

Diện tích hữu ích của sân phơi cát :

F = P N tt.365

1000 h c = 0,02.166667 3651000.5 = 243 m2Trong đó: h c: chiều cao lớp bùn cát trong năm chọn từ 4-5m (ở đây ta chọn 5 năm)

- Chọn sân phơi cát gồm 2 ô , kích thước mỗi ô trong mặt bằng 10 x 30 mTổng diện tích của sân phơi cát là 300.2 m = 600 m2

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

SS= Cbđ.(100-5)% = 294,5.(100-5)/100= 279,8 mg/l

Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:

BODsau= CBOD.(100-5) %= 769,5.(100-5)/100 = 731 mg/l

2.3 Bể điều hòa

Bể điều hòa dùng để điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong chất thải thể tích theo lưu lượng và nồng độ nguồn thải 12000m3/ngđ

- Chọn bể hình chữ nhật gồm 3 bể hoạt động và 1 bể dự phòng

- Chọn thời gian lưu nước của bể điều hòa t = 4h

- Thể tích hữu ích của bể điều hòa:

V = Qtb × t = 500 × 4 = 2000 (m3) [TL6]

Trong đó: Qtb : Lưu lượng trung bình giờ, Qtb = 500 (m3/h)

- Kích thước xây dựng của bể điều hòa

- Chọn chiều cao xây dựng của bể là h = 5 m [TL7]

- Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m

- Chiều cao của bể là: H = h + hbv = 5,5 (m)

- Diện tích ngang của bề điều hòa là:

F = V h= 20005,5 = 364 (m2) [TL6]

- Chọn số bể là : N = 4 bể

- Diện tích ngang của 1 bể là : f = F/N = 364/ 4 = 91 (m2)

Kích thước xây dựng : L × B = 16,5m × 5,5m

Thể tích xây dựng bể điều hòa : Vđh = 16,6 × 5,5 × 5,5 = 500 (m3)

Hệ thống cấp khí cho bể điều hòa

- Chọn hệ thống khấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần thiết cho thiết bị khấy trộn:

Qkhí = qkk × Vđh = 0.015 × 500 = 7,5 (m3/phút) = 0,125 (m3/s)Trong đó: qkk : Tốc độ cấp khí trong bể điều hòa, qkk = 0,010,015(m3/

m3.phút), chọn qkk = 0,015(m3/m3.phút) [ trang 42_TL5]

Vđh : Thể tích bể điều hòa

Chọn thiết bị phân phối khí là đĩa phân phối khí thô, lưu lượng thiết kế 7

10(m3/h) Đĩa phân phối thô tạo ra bọt khí kích thước lớn có chức năng khấy trộn tốt

- Số đĩa cần bố trí trong bể :