ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI: Thiết kế trạm xử lý nước thải công suất 31000m3ngđ

Mục lục I. Xác định lưu lượng nước thải 1 II. Xác định nồng độ chất ô nhiễm 1 III. Xác định hiệu suất xử lý nước thải cần thiết 3 IV. Đề xuất dây truyền công nghệ 4 V. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ THEO PHƯƠNG ÁN 1 8 1. Ngăn tiếp nhận nước thải 8 2. Tính toán song chắn rác 8 3. Bể lắng cát ngang 11 4. Sân phơi cát. 13 5. Bể làm thoáng đơn giản 14 6. Bể lắng ngang đợt 1 14 7. Tính toán bể Biophin cao tải 17 8. Bể lắng ly tâm đợt II 19 9. Trạm khử trùng 21 10. Máng xáo trộn kiểu vách ngăn có lỗ 22 11. Bể tiếp xúc ngang 23 12. Tính toán bể mê tan 24 VI. Tính toán các công trình trong dây truyền công nghệ theo phương án 2 28 1. Ngăn tiếp nhận 28 2. Song chắn rác 28 3. Bể lắng cát ngang 29 4. Sân phơi cát 29 5. Bể làm thoáng đơn giản 29 6. Bể lắng ngang đợt I 29 7. Tính toán bể SBR 30 8. Trạm khử trùng 31 9. Máng xáo trộn kiểu vách ngăn có lỗ 32 10. Bể tiếp xúc ngang 32 11. Bể nén bùn 33 12. Tính toán bể mê tan 34 13. Tính toán sân phơi bùn 36 VII. Khái toán kinh tế lựa chọn phương án 37 1. Khái toán kinh tế cho phương án 1 37 2. Khái toán kinh tế cho phương án 2 40 VIII. TÍNH TOÁN CAO TRÌNH NƯỚC VÀ BÙN 44 1. TÍNH TOÁN TRẮC DỌC THEO NƯỚC 44 2. Tính toán trắc dọc theo bùn . 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI ***************************** ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI Đề tài: Thiết kế trạm xử lý nước thải công suất 31000m3/ngđ SVTH Lớp GVHD : Nguyễn Thuỳ Trang : ĐH4CM : Nguyễn Thu Huyền Hà Nội - 2017 Mục lục I Xác định lưu lượng nước thải - Lưu lượng nước thải trung bình ngày: = = = 30157,14 (m3/ngđ) Trong đó: • q: Tiêu chuẩn thải nước trung bình (l/người.ngđ) • N: Dân số (người) - - - Tính toán thiết kế cho trạm xử lý công suất = 31000 m3/ngđ Lưu lượng nước thải trung bình giờ: = = = 1300 (m3/h) Lưu lượng nước thải trung bình giây: = = = 362 (l/s) Với = 362 l/s tra bảng 2, mục 4.1.2, TCVN 7957:2008 điều kiện khu vực dự án lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày nước thải đô thị Kngđ = 1,15 ( 1,15÷1,3), hệ số không điều hòa chung max k0 max=1,53 , ko =0,63 Lưu lượng nước thải ngày lớn : m3/ngđ Lưu lượng nước thải lớn : (m3/h) Lưu lượng nước thải giây lớn : (l/s) Lưu lượng nước thải thấp : (m3/h) Lưu lượng nước thải giây thấp : (l/s) II Xác định nồng độ chất ô nhiễm Hàm lượng chất lơ lửng nước thải sinh hoạt: = (mg/l) Trong đó: ass: Tải lượng chất rắn lơ lửng nước thải sinh hoạt (g/người.ngđ), tra Bảng 25 – TCVN 7957:2008, ass = 60 (g/người.ngđ) -  = = 487,8 (mg/l) Hàm lượng BOD5 nước thải sinh hoạt: = (mg/l) Với: : Tải lượng BOD5 nước thải sinh hoạt (g/người.ngđ), tra Bảng 25, TCVN 7957:2008, = 30 (g/người.ngđ) -  = = 244 (mg/l) Hàm lượng nitơ muối amoni: - = (mg/l) Với: : Tải lượng nito muối amoni nước thải sinh hoạt (g/người.ngđ), tra Bảng 25 – TCVN 7957:2008, = (g/người.ngđ)  = = 65,04 (mg/l) Hàm lượng phốt phát: - = (mg/l) Với: : Tải lượng phốt phát nước thải sinh hoạt (g/người.ngđ), tra Bảng 25 – TCVN 7957:2008, = 3,3 (g/người.ngđ)  = = 26,8 (mg/l) Hàm lượng clorua: - = (mg/l) Với: : Tải lượng clorua nước thải sinh hoạt (g/người.ngđ), tra Bảng 25 – TCVN 7957:2008, = 10 (g/người.ngđ)  = = 81,3 (mg/l) Hàm lượng chất hoạt động bề mặt: C = (mg/l) Với: a: Tải lượng chất hoạt động bề mặt nước thải sinh hoạt (g/người.ngđ), tra Bảng 25 – TCVN 7957:2008, a = (g/người.ngđ)  C = = 16,26 (mg/l) Thành phần nước thải đầu vào STT - Chỉ tiêu Chất rắn lơ lửng BOD5 Nito muối amoni Phốt phát Clorua Chất hoạt động bề mặt Đơn vị mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l III Xác định hiệu suất xử lý nước thải cần thiết Hiệu suất xử lý nước thải theo tiêu chất lơ lửng: ESS = 100% = 100% = 79,5% Kết 487,8 244 65,04 26,8 81,3 16,26 - Trong đó: : Hàm lượng chất lơ lửng tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn loại B (mg/l), theo QCVN 14:2008/BTNMT = 100 mg/l Hiệu suất xử lý nước thải theo tiêu BOD5: = 100% = 100% = 79,5% Trong đó: : Hàm lượng BOD5 tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn loại B (mg/l), theo QCVN 14:2008/BTNMT = 50 mg/l Mức độ xử lý cần thiết STT Chỉ tiêu SS BOD5 N-NH4 Chất hoạt động bề mặt Hàm lượng QCVN 14:2008, Hiệu suất xử lý nước thải đầu vào nguồn loại B cần thiết (mg/l) (mg/l) (%) 487,8 100 79,5 244 50 79,5 65,04 10 84,6 16,26 10 38,5 IV Đề xuất dây truyền công nghệ Phương án 1: Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Bể lắng cát ngang Máy nghiền rác Sân phơi cát Làm thoáng đơn giản Bể lắng ngang đợt I Trạm thổi khí Bể biofil cao tải Bể lắng ly tâm đợt II Trạm Clo Bể tiếp Máng xúctrộn ngang Sông SânBểphơi mê bùn tan Bón ruộng chôn lấp Chú thích Đường nước Đường bùn cặn Đường khí Đường Clo Thuyết minh phương án 1: Nước thải từ khu dân cư đưa ngăn tiếp nhận, sau qua song chắn rác, rác thô bị giữ lại, rác sau tách vào máy nghiền rác đưa đến bể mê tan Nước thải sau tách rác vào bể lắng cát Dưới tác động trọng lực phần tử rắn có tỷ trọng lớn tỷ trọng nước lắng xuống đáy bể trình chuyển động Sau thời gian cát đáy bể bơm sân phơi cát Nước thải tiếp tục đưa vào công trình làm thoáng đơn giản nhằm tăng hiệu suất bể lắng Sau nước thải vào bể lắng ngang đợt I để tách cặn thô trước xử lý sinh học, hiệu suất lắng bể từ 50 – 60% Phần bùn cặn lắng xuống đáy bể đưa vào bể mê tan Trong bể lọc sinh học cao tải diễn trình phân huỷ hiếu khí, khí cấp quạt gió với lưu lượng – 12 m khí/m3 nước thải Hiệu khử BOD bể từ 60 – 85% Sau xử lý sinh học, nước thải đưa vào bể lắng ly tâm đợt II Tại đây, phần lớn bùn cặn bị giữ lại đưa đến bể mê tan Vì nước thải nhiều vi sinh vật sinh vật gây bệnh nên ta cần khử trùng trước xả nguồn Dung dịch clo hoạt tính đưa vào máng trộn để trộn nước thải, sau hỗn hợp chuyển qua bể tiếp xúc ngang để thực trình phản ứng diệt khuẩn Sau nước xả nguồn Trong bể mê tan diễn trình phân huỷ yếm khí, sau trình chất hữu bị phân huỷ, vi khuẩn gây bệnh không Bùn làm khô sân phơi bùn sau sử dụng để bón ruộng Phương án 2: Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Bể lắng cát ngang Máy nghiền rác Sân phơi cát Làm thoáng đơn giản Bể lắng ngang đợt I Trạm thổi khí Trạm Clo SBR Máng trộn Bể tiếp xúc ngang Sông Bể nén bùn ly tâm Bể mê tan Sân phơi bùn Bón ruộng chôn lấp Chú thích Đường nước Đường bùn cặn Đường khí Đường Clo Thuyết minh phương án 2: Nước thải từ khu dân cư đưa ngăn tiếp nhận, sau qua song chắn rác, rác thô bị giữ lại, rác sau tách vào máy nghiền rác đưa đến bể mê tan Nước thải sau tách rác vào bể lắng cát Dưới tác động trọng lực phần tử rắn có tỷ trọng lớn tỷ trọng nước lắng xuống đáy bể trình chuyển động Sau thời gian cát đáy bể bơm sân phơi cát Nước thải tiếp tục đưa vào công trình làm thoáng đơn giản nhằm tăng hiệu suất bể lắng Sau nước thải vào bể lắng ngang đợt I để tách cặn thô trước xử lý sinh học, hiệu suất lắng bể khoảng 60% Phần bùn cặn lắng xuống đáy bể đưa vào bể mê tan Tiếp theo, nước thải xử lý aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR) Vì nước thải nhiều vi sinh vật sinh vật gây bệnh nên ta cần khử trùng trước xả nguồn Dung dịch clo hoạt tính đưa vào máng trộn để trộn nước thải, sau hỗn hợp chuyển qua bể tiếp xúc ngang để thực trình phản ứng diệt khuẩn Sau nước xả nguồn Bùn từ bể SBR đưa vào bể nén bùn sau đưa sang bể mê tan Trong bể mê tan diễn trình phân huỷ yếm khí, sau trình chất hữu bị phân huỷ, vi khuẩn gây bệnh không Bùn làm khô hệ thống ép lọc băng tải sau sử dụng để bón ruộng V TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ THEO PHƯƠNG ÁN 1 Ngăn tiếp nhận nước thải Nước thải khu đô thị bơm lên ngăn tiếp nhận nước thải theo đường ống có áp Ngăn tiếp nhận bố trí vị trí cao để từ nước thải tự chảy qua công trình trạm xử lý Dựa vào lưu lượng nước thải lớn = 1989 m3/h, chọn bơm hoạt động bơm dự phòng (với độ tin cậy loại II trạm bơm theo bảng 18, trang 28, TCVN 7957:2008) Chọn ngăn tiếp nhận với thông số sau (Phụ lục 3, giáo trình Xử lý nước thải đô thị Pgs.Ts Trần Đức Hạ) : Bảng kích thước ngăn tiếp nhận Q (m3/h) Đường kính ống áp lực (2 ống) 1600-2000 400mm Kích thước ngăn tiếp nhận A B H H1 h h1 b 2000 230 2000 160 750 900 80 Vậy nước thải từ trạm bơm nước thải dẫn đường ống áp lực có D = 400mm tới ngăn tiếp nhận trạm xử lý nước thải Tính toán song chắn rác Tính toán mương dẫn Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật Tính toán thuỷ lực mương dẫn (Bảng tính toán thuỷ lực cống mương thoát nước GS.TS Trần Hữu Uyển) Thông số tính toán Qtb = 362 (l/s) Qmax=554(l/s) Qmin = 228 (l/s) Độ dốc i 0,0004 0,0004 0,0004 Chiều ngang B (mm) 800 800 800 V (m/s) 0,6 0,64 0,55 Độ đầy h (m) 1,4 0,7 Chiều sâu xây dựng mương H = h + hbv Trong đó: • h: chiều cao lớn lớp nước mương h= 1,4m • hbv : chiều cao bảo vệ mương h= 0,4m  H = 1,4 +0,4 = 1,8m Tính toán song chắn rác Chọn song chắn rác Trong đó: song làm việc song dự phòng Chiều sâu lớp nước song chắn rác lấy chiều sâu lớp nước mương dẫn ứng với vận tốc lớn nhất: h1 = hmax = 1,4(m) Song chắn rác bố trí nghiêng góc 600 so với phương nằm ngang để tiện sửa chữa, bảo trì, vận hành Song chắn rác làm thép không rỉ, song chắn rác có tiết diện hình tròn với đường kính 8mm, chiều rộng khe hở đan b = 15-20mm , chọn b = 16mm = 0,016m (8.2.1 TCVN 7957:2008) Số khe hở song chắn rác tính theo công thức : n = = = 33 (Khe) Trong : • n : Là số khe hở song chắn rác • Qmax : Lưu lượng lớn nước thải Qmax= 0,554 (m3/s) • v: Vận tốc nước chảy qua song chắn rác, theo mục 7.2.10, TCVN 7957:2008, vận tốc nước chảy qua khe hở song chắn rác giới v = 0,8÷1m, chọn v = 0,8 m/s • b : Chiều rộng khe hở, b = 16mm = 0,016m • K: Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy hệ thống cào rác song chắn giới, K = 1.05 (Trang 68, giáo trình Xử lý nước thải đô thị Pgs.Ts Trần Đức Hạ) Chiều rộng song chắn rác: BS = d (n-1) +(l n) = 0,008 ( 33-1) + ( 0,01633) = 0,8 m Chọn BS = m Trong : d đường kính song chắn rác, d = 0.008 m Kiểm tra vận tốc dòng chảy trước song chắn rác để khắc phục khả lắng đọng cặn (vận tốc không nhỏ 0,4 m/s) vm = = = 0,76 m/s > 0,4 m/s (thoả mãn yêu cầu) Tổn thất áp lực qua song chắn rác HS = ξ p Trong đó: • vmax : Vận tốc nước mương dẫn trước song chắn rác ứng với lưu lương lớn nhất, vmax= 0,64 m/s 10 11 Bể nén bùn Bùn hoạt tính từ bể bể SBR có độ ẩm cao: 99,4 % ÷ 99,7% Mục đích nén bùn cặn tạo điều kiện cho trình xử lý bùn cặn bể metan diễn ổn định, giảm thể tích công trình Độ ẩm bùn sau qua bể nén bùn giảm xuống 94 – 96 % Lượng bùn hoạt tính dư sau đưa bể nén bùn phụ thuộc vào hàm lượng chất hữu nước thải hiệu suất lắng bể SBR Hàm lượng bùn hoạt tính dư sau SBR xác định theo công thức 4.21a – Xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ: Pb = αC1 – C2 = 1,25.135 – 25 = 143,75 (mg/l) Trong đó: • α - Hệ số kể đến tăng lượng bùn, xử lý sinh học hoàn toàn α = 1,25 – 1,35 Chọn α = 1,25 • C1, C2 chất lơ lửng sau bể lắng đợt I bể SBR, C = 135 mg/l C2 = 25 mg/l Hàm lượng bùn hoạt tính dư lớn Theo công thức 4.21b – Xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ: Pmax = K × Pb = 1,15 × 143,75 = 165,3 (mg/l) ( K hệ số tăng sinh khối không điều hòa theo tháng bùn hoạt tính, K = 1,15 ÷ 1,2, chọn K= 1,15) Lượng bùn hoạt tính dư lớn tính theo Theo công thức 4.22 – Xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ: Trong đó: • Q - Lưu lượng ngày đêm, Q = 31000 m3 /ngđ • C - Nồng độ bùn hoạt tính dư bị nén, mg/l Tra bảng 50 - TCVN 7959:2008, C = 4500 ÷ 6500 mg/l Chọn C = 5000 mg/l Diện tích mặt bể nén bùn ly tâm: Trong đó: q0 - Tải trọng bùn tính toán lên diện tích mặt thoáng bể nén bùn ly tâm (m3/m2.h) Chọn q0 = 0,5 (m3/m2.h) Đường kính bể nén bùn ly tâm: ( n = số bể nén bùn ly tâm ) Chiều cao công tác bể nén bùn Theo công thức 4.25 – Xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ: Hct = q0× t = 0,5 × = (m) 33 ( t thời gian nén bùn từ – 24 h, thông thường lấy h ) Chiều cao xây dựng bể nén bùn ly tâm: H = Hct + Hbv + h2 + h3 = + 0,5 + 0,3 + = 5,8 m Lấy H = m Trong đó: • Hbv - Chiều cao bảo vệ bể, Hbv = 0, m • h2 - Chiều cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn, ta dùng hệ thống gạt bùn nên h2 = 0,3 m • h3 - Chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn h3 = m Tốc độ quay hệ thống gạt từ 0,75 – h-1 Độ nghiêng đáy bể nén bùn đến hố thu cặn dùng gạt: i = 0,01 Bùn nén xả định kỳ áp lực thủy tĩnh 0,5 – 1,0 m Bể nén bùn thiết đặt vị trí tương đối cao nước sau nén bùn tự chẩy qua ống tự chảy trở lại bể lắng ngang đợt I Bảng thông số thiết kế bể nén bùn ly tâm STT Thông số Số bể Đường kính Chiều cao xây dựng Giá trị 7,4 Đơn vị bể m m 12 Tính toán bể mê tan Các loại cặn dẫn tới xử lý bể metan bao gồm: + Cặn tươi từ bể lắng đợt I + Bùn hoạt tính dư sau bể nén bùn + Rác nghiền - Cặn tươi từ bể lắng đứng đợt Wc = = = 195,46 (m3) Trong đó: Q: lưu lượng nước thải ngày đêm, Q = 31.000 m3/ngđ E: hiệu suất bể lắng đợt I có làm thoáng : E = 68% K: hệ số tính đến tăng trưởng cặn cỡ hạt lơ lửng lớn, K = 1,1 p: độ ẩm cặn tươi, p = 95% CSS: hàm lượng SS nước thải dẫn đến bể lắng đợt 1, C = 421,46mg/l γ :trọng lượng thể tích cặn γ=1(tấn/m3) - Lượng bùn hoạt tính dư sau bể nén bùn tính theo công thức: • Trong đó: - Hệ số tính đến khả tăng trưởng không điều hòa bùn hoạt tính trình xử lý sinh học = 1,1 ÷ 1,2 Chọn =1,1 34 • - Độ ẩm bùn hoạt tính sau nén, P = 97,3% (theo Giáo trình Xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ/125) • - Hàm lượng bùn hoạt tính theo nước khỏi bể SBR, = 25 mg/l • E - Hiệu suất lắng, E = 80% • % lượng bùn tuần hoàn theo bảng 6.12, Giáo trình Xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai/207, b = 20 ÷ 30% Lấy b = 30% • Lượng rác song chắn rác nghiền nhỏ qua máy nghiền rác với độ ẩm ban đầu rác P1 = 80% đến độ ẩm sau nghiền P2 = 94 – 95% Lượng rác sau nghiền nhỏ xác định theo công thức: Trong đó: W1 - Lượng rác ngày đêm, W1 = m3/ngđ (đã tính song chắn rác) P1 - Độ ẩm ban đầu rác, P1 = 80% P2 - Độ ẩm rác sau nghiền nhỏ, P2 = 94 – 95% Lấy 95% Lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể metan : W = Wc + Wb + Wr= 195,46 + 23,3 + 16 = 234,76 (m3/ngđ) Độ ẩm trung bình hỗn hợp cặn tính theo công thức: Trong đó: - Lượng chất khô cặn tươi với độ ẩm P = 95% - Lượng chất khô bùn hoạt tính với độ ẩm P = 98% - Lượng chất khô rác sau nghiền với độ ẩm P = 95% Khi độ ẩm hỗn hợp cặn P hh> 94% chọn chế độ lên men ấm với t = 33 – 35 C Chọn t = 33 oC Dung tích bể metan tính theo công thức sau đây: o Trong đó: • W - Lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể metan, W = 234,76 m3/ngđ • d - Liều lượng cặn ngày đêm dẫn vào bể metan 10 (%), phụ thuộc vào chế độ lên men độ ẩm cặn, lấy theo Bảng 53, TCVN 7957:2008 (chọn chế độ lên men ấm) Dựa vào Bảng P3.7, giáo trình Xử lý nước thải đô thị – Trần Đức Hạ, Chọn bể mê tan (1 bể dự phòng) Bảng thông số thiết kế bể mê tan 35 Đường kính D, m Thể tích bể, m3 15 1600 Chiều cao thiết kế, m H1 Hct H2 2,6 7,5 2,35 13 Tính toán sân phơi bùn Lượng cặn tổng cộng dẫn đến sân phơi bùn bao gồm cặn từ bể mê tan cặn từ bể tiếp xúc: Wtc = Wbể tx+ Wbể Metan Trong đó: Wbể mê tan: Lượng cặn từ bể Metan, Wbể mê tan = 134,76 (m3/ngđ) Wbể tx: Lượng bùn bể tiếp xúc, Wbể tx = 12,26 (m3/ngđ)  Wtc = Wbể tx + Wbể Metan = 12,26 + 134,76 = 147,02 (m3/ngđ) Diện tích hữu ích sân phơi bùn: F1 = = = 9582,6 (m2) Trong đó: • qo: Tải trọng cặn sân phơi bùn, Theo bảng 3-17 - Sách xử lý nước thải đô thị công nghiệp – Lâm Minh Triết, q0 = m3/m2.năm • n: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu Đối với tỉnh phía Bắc: n = 2,2 2,8, Chọn n = 2,8 Sân phơi bùn chia làm ô Mỗi ô có kích thước 50m x 32m Diện tích phụ sân phơi bùn: đường xá, mương máng: F2 = k F1 = 0,2 x 9582,6 = 1916,52 (m2) Trong đó: k hệ số tính đến diện tích phụ, k = 0,2 0,4, chọn k = 0,2 Diện tích tổng cộng sân phơi bùn: F = F1 + F2 = 9600 + 3220,08 = 12820,08 (m2) Lượng bùn phơi đến độ ẩm 80% năm: Wp = Wtc 365 = 147,02 365 = 10732,46 (m3) Trong đó: • P1: Độ ẩm trung bình cặn lên men bể mê tan, P1 = 96% ÷ 97% • P2: Độ ẩm sau phơi, P2 = 80% Chu kì xả bùn vào sân phơi bùn dao động từ 20 đến 30 ngày Chu kì phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: • Tính chất bùn dẫn vào sân phơi bùn 36 • Khả thấm đất • Mùa nắng hay mùa mưa năm STT + +  Thông số Chiều dài Chiều rộng Số ô Đơn vị m m ô Số lượng 50 32 VII Khái toán kinh tế - lựa chọn phương án Khái toán kinh tế cho phương án Căn theo: Suất vốn đầu tư xây dựng công trình giá thành xây dựng tổng hợp phận kết cấu công trình 2014 – kèm theo định số 1161/QĐ-BXD Công bố ngày 15/10/2015 Theo tính toán sơ giá thành xây dựng công trình tính theo khối lượng xây lắp trạm xử lý là: Giá thành xây dựng công trình trung bình 1.600.000 đ/m3 Giá thành xây dựng sân phơi bùn sân phơi cát 1.000.000 đ/m2 Giá thành công trình xây dựng Bảng giá thành xây dựng công trình đơn vị trạm xử lý phương án TT 10 11 12 13 Công trình Số đơn nguyên Ngăn tiếp nhận Bể lắng cát ngang Bể làm thoáng đơn giản Bể lắng ngang đợt I Bể biophin cao tải Bể lắng ly tâm đợt II Máng trộn Bể metan Bể tiếp xúc ngang Sân phơi cát Sân phơi bùn Mương dẫn nước 4 2 120(m) Khối lượng m3 9,2 21,8 1165,5 936 1278,8 1491,8 36 1600 431 360(m2) 2000(m2) 76,8 Đơn giá 103 đồng 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.000 1.000 1.600 Thành tiền 106 đồng 14,72 104,64 1864,8 5990,4 8184,32 4773,76 57,6 10240 1379,2 720 16000 123 - Hệ thống giao 500m đường giao thông lại trạm xử lý : Chi phí: 500 7720000 = 3.860.000.000 đ Tổng chi phí xây dựng: 60.631.106 đồng  Chi phí thiết bị STT 37 Tên thiết bị Số lượng Đơn giá Thành tiền 10 Song chắn rác Bơm cát Gạt cặn khí Motor điện + giảm tốc Ống dẫn cát D = 200mm 90m Ống dẫn bùn D = 900m 300mm Máy bơm bùn 10 Máy thổi khí Vật liệu lọc 760m3 Cánh tưới phản lực D = 10900m 200mm Tổng cộng 7.000.000 47.800.000 5.000.000 15.000.000 1.221.240.103 đ/km 2.503.240.103 đ/km 14.000.000 143.400.000 20.000.000 30.000.000 110.000.000 2.252.916.000 45.000.000 17.000.000 200.000 đ/m3 1.221.240.103 đ/km 450.000.000 85.000.000 180.864.000 2.326.000.000 5.685.640.000 Ghi chú: chọn ống dẫn cát bùn làm gang dẻo  Chi phí điện 1kw= 869 đồng theo giá điện hành công bố 16/3/2015 Công suất (Kw/h) STT Thiết bị Bơm cát Motor + giảm tốc Máy thổi khí Bơm bùn Điện chiếu sáng Số máy làm việc đồng thời 5.5 0.25 2.25 45 10 1.5 10 Tổng cộng Số làm việc ngày Chí phí điện ngày 0.3 24 24 0.6 10 5735.4 10428 187704 211167 130350  Chí phí hóa chất: - Lượng clo cần dùng để khử trùng cho năm K = Y 365 =6.24.365 =52560 kg/ năm - Giá tiền 1kg clo 4.500đ/kg - Tổng chi phí cho hóa chất năm GCl= 100740 4500 = 453.330.000 đ/năm  Chi phí khấu hao tài sản: - Khấu hao thiết bị, chi phí lấy 10% vốn thiết bị: × GKHThB = 0,1 11.685.640.000 =1169.106(đồng/năm) - Khấu hao công trình,chi phí lấy 5%vốn xây dựng: × GKHct = 0,05 60631.106= 3031,55.106 (đồng/năm) 38 Chi phí điện năm 2093421 3806220 68511960 77075955 47577750 1.418.007.261  Tổng chi phí khấu hao: GKH = GKHThB + GKHct = 1169.106+ 3031,55.106 = 4200,55.106(đồng/năm)  Chi phí sửa chữa Gsc= 5% Gxd =5%.11685,64.106 =584,282.106đ  Chi phí khác Gkhác= 3% Gxd= 3% 60631.106= 1818,93.106 đ  Chi phí quản lý trạm xử lý - Chi phí quản lý trạm xử lý bao gồm: Lương công nhân trạm xử lý Chi phí điện 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: 10 người Công nhân trạm xử lý: 40 người, tổng cộng 50 người Lương bình quân 4.500.000đ/ người.tháng GLương = 50× 4.500.000 × 12 = 2.700 triệu/năm  Chi phí nước sinh hoạt Số nhân viên quản lý, vận hành trạm xử lý 50 người , với tiêu chuẩn dùng nước trung bình người 100 l/ người ngđ QSH = = m3/ngày Lượng nước dùng cho nhu cầu khác pha hóa chất khoảng 10m3/ngđ Giá tiền 1m3nước: 3500đ/m3 Gnước = (100+5).3500.365 = 134.137.500 đ/năm  Tổng chi phí quản lý GQL= GLuong+Gdien+ GKH+ GClo + GSC +Gnước + GK =2700.106+1315.106+4200,55.106+453.106+584,282.106+134.106+1818,93.106 = 11205,762triệu đồng/năm  Chi phí xử lý trung bình m3 nước thải G = = = 800 đồng/ m3 Khái toán kinh tế cho phương án  Giá thành công trình xây dựng Bảng 7.1 Giá thành xây dựng công trình đơn vị trạm xử lý phương án 39 10 11 12 Ngăn tiếp nhận Bể lắng cát ngang Bể làm thoáng đơn giản Bể lắng ngang đợt I Bể SBR Máng trộn Bể metan Bể tiếp xúc ngang Bể nén bùn ly tâm Sân phơi cát Sân phơi bùn 2 9,2 21,8 1165,5 4230 661,5 36 1600 431 258 360(m2) 1600(m2) Đơn giá 103 đồng 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.600 1.000 1.000 13 Mương dẫn nước 120(m) 76,8 1.600 TT Công trình Số đơn nguyên Khối lượng m3 Thành tiền 106 đồng 14,72 104,64 1864,8 6768 6350,4 57,6 7680 1379,2 825,6 720 9600 123 - Hệ thống giao 500m đường giao thông lại trạm xử lý : Chi phí: 500 7,720 triệu = 3.860.000.000 đ - Hồ sinh học tận dụng hồ hữu tự nhiên địa phương, chi phí gia cố lại công trình tính 30.000 đ/m3 Chi phí gia cố lại công trình: 30.000 926 400 = 22.224.106 đ Tổng chi phí xây dựng:62.018,2.106 đồng  Chi phí thiết bị STT Tên thiết bị Số lượng Song chắn rác 2 Bơm cát 3 Gạt cặn khí Motor điện + giảm tốc Ống dẫn cát D = 200mm 90m Ống dẫn bùn D = 900m 300mm Máy bơm bùn 10 Máy thổi khí Tổng cộng Đơn giá 7.000.000 47.800.000 5.000.000 15.000.000 1.221.240.103 đ/km 2.503.240.103 đ/km Thành tiền 14.000.000 143.400.000 10.000.000 30.000.000 110.000.000 2.252.916.000 45.000.000 17.000.000 450.000.000 68.000.000 11.353.000.000  Chi phí điện 1kw= 869 đồng theo giá điện hành công bố 16/3/2015 40 STT Thiết bị Bơm cát Motor + giảm tốc Máy thổi khí Bơm bùn Điện chiếu sáng Công suất (Kw/h) Số máy làm việc đồng thời 5.5 0.25 2.25 45 10 1.5 10 Tổng cộng Số làm việc ngày Chí phí điện ngày 0.3 24 24 0.6 10 5735.4 10428 187704 140778 130350  Chí phí hóa chất: - Lượng clo cần dùng để khử trùng cho năm K = Y 365 =6.24.365 =52560 kg/ năm - Giá tiền 1kg clo 4500đ/kg - Tổng chi phí cho hóa chất năm GCl= 100740 4500 = 453.330.000 đ/năm  Chi phí khấu hao tài sản: - Khấu hao thiết bị, chi phí lấy 10% vốn thiết bị: × GKHThB = 0,1 11.353.000.000 =1135,3.106(đồng/năm) - Khấu hao công trình,chi phí lấy 5%vốn xây dựng: × GKHct = 0,05 62.018,2.106= 31.000,91.106 (đồng/năm)  Tổng chi phí khấu hao: GKH = GKHThB + GKHct = 1135,3.106+ 31.000,91.106 = 4236,21.106(đồng/năm)  Chi phí sửa chữa Gsc= 5% Gxd =5% 4236,21.106 = 211,8.106đ  Chi phí khác Gkhac= 3% Gxd= 3% 4236,2.106= 217,1.106 đ  Chi phí quản lý trạm xử lý - Chi phí quản lý trạm xử lý bao gồm: Lương công nhân trạm xử lý Chi phí điện cho trạm bơm nước thải Chi phí khấu hao tài sản Chi phí hoá chất Chi phí sửa chửa Các chi phí khác 41 Chi phí điện năm 2093421 3806220 68511960 51383970 47577750 1.315.239.321 Chi phí trả lương cho công nhân: Công nhân vận hành trạm bơm nước thải: 10 người Công nhân trạm xử lý: 40 người, tổng cộng 50 người Lương bình quân 4.500.000đ/ người.tháng GLương = 50× 4.500.000 × 12 = 2.700 triệu/năm  Chi phí nước sinh hoạt Số nhân viên quản lý, vận hành trạm xử lý 50 người , với tiêu chuẩn dùng nước trung bình người 100 l/ người ngđ QSH = = (m3/ngày) Lượng nước dùng cho nhu cầu khác pha hóa chất khoảng 10m3/ngđ Giá tiền 1m3nước: 3.500đ/m3 Gnước = (100+5).3500.365 = 134.137.500 (đ/năm)  Tổng chi phí quản lý GQL= GLuong+Gdien+ GKH+ GClo + GSC +Gnước + GK =2700.106+1315.106+4236,21.106+453.106+211,8.106+134.106+217,1.106 = 9267,11triệu đồng/năm  Chi phí xử lý trung bình m3 nước thải g = = = 855 đồng/ m3 So sánh lựa chọn phương án Phương án Ưu điểm - Vận hành đơn giản - Đảm bảo chất lượng đầu - Chi phí thấp phương án Nhược điểm - Bể Biophin chiếm nhiều diện tích - Phương án - Cấu tạo bể SBR đơn giản - Hiệu xử lý cao Để xử lý với công suất lớn cần tự động hoá - Phải xây nhiều bể SBR Người vận hành cần có trình độ theo dõi thường xuyên bước xử lý nước thải - Chi phí cao phương án Kết luận: Lựa chọn phương án để xử lý nước thải VIII TÍNH TOÁN CAO TRÌNH NƯỚC VÀ BÙN TÍNH TOÁN TRẮC DỌC THEO NƯỚC Giả sử cốt mặt đất nơi xây dựng trạm xử lý + 7m Để nước thải tự chảy qua công trình, mực nước công trình đầu trạm xử lý phải cao mực nước lớn sông cộng với tổn thất cột nước qua công trình xử lý phải đảm bảo cột nước dự trữ vị trí cửa xả sông 2,5 m để nước thải chảy tự từ miệng cống xả sông 42 Cao trình mực nước công trình trạm xử lý ( ngăn tiếp nhận ) tính theo công thức : Zđ = hi + Zmax sông + 2,5 Trong : + Zđ: Cao trình mực nước công trình + Zmax sông: Cao trình mực nước lớn sông, giả sử Zmax sông = +5 m + hi :Tổng tổn thất cột nước qua công trình xử lý + 2,5: Cột nước dự trữ cần thiết vị trí miệng cống xả để nước chảy tự sông Việc xác định xác tổn thất áp lực qua công trình mương dẫn điều kiện cần thiết đảm bảo cho trạm xử lý làm việc bình thường Trong tính toán sơ chọn tổn thất áp lực qua công trình trạm xử lý sau ( Tham khảo Bảng 9.1 - XLNT đô thị - Trần Đức Hạ ) STT Công trình Tổn thất áp lực, cm Chọn sơ bộ, cm Song chắn rác 10 - 30 10 Bể lắng cát 10 - 25 10 Bể làm thoáng 15 – 30 20 Bể lắng ngang đợt 20 – 40 20 Bể Biophin 350 350 Bể lắng ly tâm đợt 50 - 60 50 Máng trộn 20 – 30 20 Bể tiếp xúc 20- 40 20 Mương dẫn, ống dẫn - 10 Căn vào tổn thất áp lực qua công trình đơn vị ta tính cao trình công trình theo trắc dọc nước theo thứ tự công trình sau : Mực nước cống xa rả xa sông : zn1 = 2.5 + zmaxsông = 2.5 + = 7,5 m Mực nước mương dẫn zm1 = zn1 + hm = 7,5 + 0,1 = 7,6 m Tổn thất qua mương 0,1m Cao trình đỉnh máng 7,6 + 0,4 = (m) 43 Cao trình cuối đáy máng 7,5 – 1,4 = 6,1 (m) Cao trình đầu đáy máng 7,6 – 1,4 = 6,2 (m) Bể tiếp xúc ngang: + Cao trình mực nước bể tiếp xúc ngang ztxn = zm1 + htx = 7,6 + 0,2 = 7,8 m + Cao trình đỉnh bể tiếp xúc ly tâm ztxđỉnh = ztxn + hbv = 7,8 + 0,5 = 8,3 m + Cao trình đáy bể tiếp xúc ly tâm ztxđáy = ztxđỉnh - hxd = 8,3 – 5,5 = 2,8 m Mương dẫn zm2 = ztxn + hm = 7,8 + 0,1 = 7,9 m Máng trộn có vách ngăn khoan lỗ: Tổn thất qua vách ngăn máng trộn theo tính toán mục 11 h = 0,1 (m) + Cao trình mực nước cuối máng trộn zmtnc = zm2 + hmt = 7,9 + 0,2 = 8,1 m + Cao trình mực nước ngăn thứ hai zmtn2 = zmtnc + h = 8,1 + 0,1 = 8,2 m + Cao trình mực nước ngăn thứ zmtn1 = zmtn2 + h = 8,2 + 0,1 = 8,3 m + Cao trình đỉnh máng trộn zmtđỉnh = zmtn1 + hbv = 8,3 + 0,5 = 8,8 m + Cao trình đáy máng trộn zmtđáy = zmtđỉnh - hxd = 8,8 – = 6,8 m Mương dẫn zm3 = zmtn1 + hm = 8,3 + 0,1 = 8,4 m Bể lắng ly tâm đợt 2: + Cao mực nước bể lắng ly tâm đợt II zbl2n = zm3 + hln= 8,4 + 0,5 = 8,9 m + Cao trình đỉnh bể lắng ly tâm đợt II zbl2đỉnh = zbl2n + hbv = 8,9 + 0,5 = 9,4 m + Cao trình đáy bể lắng ly tâm đợt II zbl2đáy = zbl2đỉnh - hxd = 9,5 – 4,5 = m Mương dẫn zm4 = zbl2n + hm = 8,9 + 0,1 = m 44 Bể biophin + Cao trình mực nước bể biophin Zbiophinn = zm + hbiophin = + 3,5 = 12,5 m + Cao trình đỉnh bể biophin Zbiophinđỉnh = zbiophinn + hbv = 12,5 + 0,5 = 13 m + Cao trình đáy bể biophin Zbiophinđáy = zbiophinđỉnh – hxd = 13 – 3,3 = 9,7 m 10 Mương dẫn zm5 = zbiophinn + hm = 12,5 + 0,1 = 12,6 m 11 Bể lắng ngang đợt I + Cao trình mực nước bể lắng ngang đợt I zbl1n = zm5 + hln = 12,6 + 0,2 = 12,8 m + Cao trình đỉnh bể lắng ngang đợt I zbl1đỉnh = zbl1n + hbv = 12,8 +0,5 = 13,3 m + Cao trình đáy bể lắng ngang đợt I zbl1đáy = zbl1đỉnh – hxd = 13,3 – 4,1 = 9,2 m 12 Mương dẫn zm6 = zbl1n + hm = 12,8 + 0,1 = 12,9 m 13 Bể làm thoáng đơn giản + Cao trình mực nước bể làm thoáng đơn giản zltn = zm6 + hlt = 12,9 + 0,2 = 13,1 m + Cao trình đỉnh bể làm thoáng đơn giản zltđỉnh = zltn + hbv = 13,1 + 0,5 = 13,6 m + Cao trình đáy bể làm thoáng đơn giản zltđáy = zltđỉnh - hxd = 13,6 – 3,5 = 10,1 m 14 Mương dẫn zm7 = zlt1n + hm = 13,1 + 0,1 = 13,2 m 15 Bể lắng cát ngang + Cao trình mực nước bể lắng cát ngang zlcn = zm + hlc = 13,2 + 0,1 = 13,3 m + Cao trình đỉnh bể lắng cát ngang zlcđỉnh = zlcn + hbv = 13,3 + 0,5 = 13,8 m + Cao trình đáy bể lắng cát ngang zlcđáy = zblcđỉnh – hxd = 13,8 – 1,7 = 12,1 m 16 Mương dẫn zm8 = zlcn + hm = 13,3 + 0,1 = 13,4 m 45 17 Song chắn rác + Cao trình mực nước sau song chắn rác zsaun= zm8 + hs = 13,4 + 0,1 = 13,5 m + Cao trình mực nước trước song chắn rác ztrướcn = zsaun + hscr = 13,5 + 0,1 = 13,6 m 18 Mương dẫn zm9 = ztrướcn + hm = 13,6 + 0,1 = 13,7 m 19 Ngăn tiếp nhận + Cao trình mực nước ngăn tiếp nhận ztnn = zm9 + htn = 13,7 + 0,1 = 13,8 m ( htn = 0,1 m ) + Cao trình đỉnh ngăn tiêp nhận ztnđỉnh = ztnn + hbv = 13,8+ 0,4 = 14,2 m + Cao trình đáy ngăn tiếp nhận ztnđáy = ztnđỉnh - hxd = 14,2 – = 12,2 m Tính toán trắc dọc theo bùn 1.Bể lắng ly tâm đợt II + Cao trình mực nước bể lắng ly tâm đợt II zbl2n = 8,9 m + Cao trình đỉnh bể lắng ngang đợt II zbl2đỉnh = 9,4 m + Cao trình đáy bể lắng ngang đợt II zbl2đáy = m 2.Bể metan Xây dựng theo kiểu nửa chìm nửa Chiều cao bể metan Hct = 7,5m; h1 = 2,6m; h2 = 2,35m H = 12,45m Phần chìm bể đất m, phần mặt đất 8,45 m + Cao trình đỉnh bể metan : hmetanđỉnh = + + 8,45 = 15,45 m + Cao trình đáy bể metan : hmetanđỉnh = + – = m 3.Sân phơi bùn + Chiều cao xây dựng sân phơi bùn là: 0,8 m + Cao trình đáy sân: m + Cao trình đỉnh sân: 7,8 m 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 7957:2008 - Thoát nước - Mạng lưới công trình bên - Tiêu chuẩn thiết kế; Giáo trình Xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ Giáo trình Xử lý nước thải đô thị công nghiệp Tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết Bảng tính toán thủy lực cống mương thoát nước- Trần Hữu Uyển 47 ... khí D = 0,5 m3 không khí/m3 nước thải.h V = D = 0,5 1989 = 994 ,5 (m3/h) - Diện tích bể làm thoáng sơ xác định mặt bằng: F = V/I = 994 ,5/6 = 165,75 (m2) Trong đó: I cường độ thổi khí khoảng từ