Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ những hoạt động sinh hoạt thường ngày của các cộng đồng người như các khu dân cư, khu đô thị, các khu dịch vụ vui chơi giải trí .v.v…trên thực tế người ta chia nước thải sinh hoạt làm hai loại là nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhà vệ sinh và nước thải sinh hoạt phát sinh từ quá trình rửa ráy, tắm giặt loại nước thải này ít gây ô nhiễm hơn so với nước thải từ nhà vệ sinh tuy nhiên loại nước thải này lại chứa nhiều P do hoạt động tắm giặt, rửa ráy sử dụng một lượng lớn xà phòng. Còn nước thải từ nhà vệ sinh lại phát sinh một lượng lớn các vi khuẩn gây bệnh, chất rắn lơ lửng tóm lại thành phần chủ yếu đặc trưng cho nước thải sinh hoạt vẫn là BOD5, COD, Nitơ, SS và Phốt pho, nhiều vi sinh vật gây bệnh (coliform) ngoài ra còn chứa nhiều dầu mỡ, chất tẩy rửa. Cũng như các khu dân khác nước thải sinh hoạt khu dân cư Đại nam Chứa thành phần chất hữu cơ nhiều: BOD5, COD, SS, tổng P, tổng N cao. Hiện nay trên địa bàn cả nước ta nói chung và tỉnh Bình Dương nói riêng hầu hết các hộ gia đình vẫn chưa ý thức được tầm quan trọng của hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt từ trước đến nay các hầm chứa nước thải sinh hoạt của các hộ dân chủ yếu chỉ đơn giản là một chiếc hố được xây gạch bốn xung quanh, hiện đại hơn thì có bể tự hoại thậm chí có chỗ còn không có bể mà được thải trực tiếp vào kênh rạch. Lượng nước thải này nếu không được thu gom, xử lý sẽ làm cho nguồn tiếp nhận bị phú dưỡng hoá và bị nhiễm khuẩn, làm ảnh hưởng đến mỹ quan cũng như sức khoẻ người dân xung quanh nguồn tiếp nhân. Trước tình hình đó để bảo vệ hệ thống kênh rạch cũng như sức khoẻ người dân xung quanh nguồn tiếp nhận. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam là rất cần thiết
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam có 16000 dân.Tính tốn, thiết kế bể sinh học hiếu khí” Đồ án mơn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam TRƯỜNG CĐ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TPHCM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA MÔI TRƯỜNG -o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên sinh viên: Nguyễn Khắc Đạt Mssv: 0210020020 Lớp: CĐKTMT Ngành: Công Nghệ Môi Trường Ngày giao đồ án: 13/09/2010 Ngày hoàn thành đồ án: 11/11/2010 Đầu đề đồ án: Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam có 16000 dân.Tính tốn, thiết kế bể sinh học hiếu khí Nhiệm vụ: Tính tốn lưu lượng Xác định thành phần, tính chất, nồng độ chất nước thải Lựa chọn quy trình cơng nghệ xử lý nước thải để sau xử lý đạt loại B Thuyết minh quy trình cơng nghệ Tính tốn, thiết kế cơng trình đơn vị Vẽ chi tiết cơng trình đơn vị hồn chỉnh, trình bày giấy A3 TP.HCM, Ngày… tháng … năm 2010 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam MỤC LỤC Chương I TỔNG QUAN NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU DÂN CƯ ĐẠI NAM 1.1 GIỚI THIỆU 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc trưng nước thải khu dân cư Đại Nam Chương II PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 10 10 2.1.1 Thiết bị chắn rác 10 2.1.2 Thiết bị nghiền rác 11 2.1.3 Bể lắng cát 11 2.1.4 Bể lắng 12 2.1.5 Bể tách dầu mỡ 13 2.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 14 Khử trùng 15 2.3 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 16 1.2.1 2.3.1 Các cơng trình xử lý hiếu khí 16 2.3.2 Các cơng trình xử lý yếm khí 21 2.3.3 Các cơng trình xử lý sử dụng phương pháp thiếu khí (anoxic) 24 Chương III ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ TÍNH TỐN MỘT CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 28 3.1 XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ NƯỚC THẢI 28 3.1.1 Xác định lưu lượng nước thải 28 3.1.2 Xác định nồng độ bẩn nước thải 29 3.2 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ CẦN THIẾT 30 3.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 32 3.3.1 Phương án I 32 3.3.2 Phương án II 34 3.3.3 Phương án III 36 3.4 SO SÁNH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 38 SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam 3.5 TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ (SBR) 40 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 53 PHỤ LỤC 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 NHẬN XÉT CỦA THẦY CÔ SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam NHẬN XÉT CỦA THẦY CÔ SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Bể lưới lọc rác Hình 2.2 Song chắn rác thơ Hình 2.3 Bể lắng cát Hình 2.4 Bể lắng radian Hình 2.5 Mơ hình bể lắng li tâm Hình 2.6 Bể tách dầu mỡ Hình 2.7 Ao hồ sinh học Hình 2.8 Bể aeroten Hình 2.9 Bể SBR Hình 2.10 Mương oxy hóa Hình 2.11 Bể lọc sinh học Hình 2.12 Đĩa sinh học Hình 2.13 Lọc kỵ khí dòng chảy ngược xi Hình 2.14 Bể tự hoại Hình 2.15 Bể UASB Hình 2.16 Bể mêtan Hình 2.17 Hệ thống bardenpho Hình 2.18 Mương oxy hóa Hình 2.19 Hệ thống A/O Hình 3.1 CHu kỳ hoạt động SBR SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Chương I TỔNG QUAN NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU DÂN CƯ ĐẠI NAM 1.1 GIỚI THIỆU 1.1.1 Vị trí địa lý Khu dân cư Đại Nam - huyện Bến Cát – tỉnh Bình Dương nằm tam giác thị động Bình Dương khu thị Mỹ Phước – Thành phố Bình Dương – Thị xã Thủ Dầu 1, cạnh Đại lộ Bình Dương đối diện với khu du lịch đại nam 1.1.2 Đặc trưng nước thải khu dân cư Đại Nam Nước thải sinh hoạt nước thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt thường ngày cộng đồng người khu dân cư, khu đô thị, khu dịch vụ vui chơi giải trí v.v…trên thực tế người ta chia nước thải sinh hoạt làm hai loại nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhà vệ sinh nước thải sinh hoạt phát sinh từ trình rửa ráy, tắm giặt loại nước thải gây ô nhiễm so với nước thải từ nhà vệ sinh nhiên loại nước thải lại chứa nhiều P hoạt động tắm giặt, rửa ráy sử dụng lượng lớn xà phòng Còn nước thải từ nhà vệ sinh lại phát sinh lượng lớn vi khuẩn gây bệnh, chất rắn lơ lửng tóm lại thành phần chủ yếu đặc trưng cho nước thải sinh hoạt BOD5, COD, Nitơ, SS Phốt pho, nhiều vi sinh vật gây bệnh (coliform) ngồi chứa nhiều dầu mỡ, chất tẩy rửa Cũng khu dân khác nước thải sinh hoạt khu dân cư Đại nam Chứa thành phần chất hữu nhiều: BOD5, COD, SS, tổng P, tổng N cao Hiện địa bàn nước ta nói chung tỉnh Bình Dương nói riêng hầu hết hộ gia đình chưa ý thức tầm quan trọng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt từ trước đến hầm chứa nước thải sinh hoạt hộ dân chủ yếu đơn giản hố xây gạch bốn xung quanh, đại có bể tự hoại chí có chỗ khơng có bể mà thải trực tiếp vào kênh rạch Lượng nước thải không thu gom, xử lý làm cho nguồn tiếp nhận bị phú dưỡng hoá bị nhiễm khuẩn, làm ảnh hưởng đến mỹ quan sức khoẻ người dân xung quanh nguồn tiếp nhân Trước tình hình để bảo vệ hệ thống kênh rạch sức khoẻ người dân xung quanh nguồn tiếp nhận Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam cần thiết SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Chương II PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Các phương pháp thường sử dụng cơng trình xử lý nước thải sinh hoạt là: phương pháp học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học 2.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC Trong nước thải sinh hoạt thường chứa chất tan tạp chất không tan dạng hạt lơ lửng Các tạp chất lơ lửng tồn dạng rắn lỏng Để tách hạt lơ lửng khỏi nước thải sinh hoạt người ta thường sử dụng phương pháp học Các cơng trình xử lý học sử dụng hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) sinh hoạt bao gồm cơng trình như: thiết bị chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể điều hòa, bể lắng cát, bể lắng (lắng đợt 1, lắng đợt 2), bể tách dầu mỡ…Việc lựa chọn phương pháp xử lý tuỳ thuộc vào kích thước hạt, tính chất hố lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải, mức độ làm cần thiết 2.1.1 Thiết bị chắn rác Thiết bị chắn rác song chắn rác lưới chắn rác cơng trình xử lý cần cho nước thải Nó có tác dụng khử tạp chất gây cố q trình vận hành hệ thống xử lý nước thải làm tắc bơm, đường ống kênh dẫn Hiệu xử lý phụ thuộc vào kích thước khe song chắn rác Hình 2.1 Bể lưới lọc rác SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 10 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Chọn hàm lượng VSSph = 0,67 VSS → Hàm lượng VSS không phân hủy sinh học VSSkph =(1-0,67)* 204,752 = 67,568 (𝑚𝑔⁄𝑙 ) Các thông số đầu đạt loại B Bảng 3.4: Thông số đầu đạt loại B (Theo tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT) STT Thông số Đơn vị Giá trị Cmax BOD5 Mg/l 50 TSS Mg/l 100 P Mg/L 10 Tổng N Mg/l 60 Các thông số thiết kế: Thời gian lưu bùn (tuổi thọ bùn) θc = 10 – 30 ngày, chọn θc = 10 ngày Tỉ số F/M = 0,05 – 0,3 ngày -1 Nồng độ chất răn lơ lửng MLSS = 2500 – 4000 mg/l (theo Lâm Minh Triết) Nồng độ cặn lơ lửng dễ bay hỗn hợp bùn hoạt tính (nồng độ VSS bể) nước thải sinh hoạt chọn XVSS = 3500 mg/l Tỉ số MLVSS/MLSS = 0,8 Độ tro bùn hoạt tính: Z = 0,2 mg/mg hay cặn bay = 0,8 Chỉ số thể tích bùn: SVI = 150 ml/g BOD5 = 0,65 COD Nồng độ cặn lắng trung bình đáy bể XS = 10000 mg/l Hệ số sản lượng bùn Y = 0,4 – 0,8 mgVSS/mgBOD5 Chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 Chất lơ lửng nước thải đầu chứa 20mg/l cặn sinh học 65% chất có khả phân hủy sinh học Nước thải vào SBR có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay (nồng độ sinh vật ban đầu) Xo = Nồng độ BOD5 hòa tan nước đầu SBR BOD5(ra) = BOD5 hòa tan nước thải đầu + BOD5 chất lơ lửng đầu BOD5 chất rắn lơ lửng nước thải đầu Theo QCVN 14:2008/BTNMT nước thải sau xử lý đạt loại B có nồng độ chất rắn lơ lửng TSS < 100 mg/l ⇒ Chọn TSS đầu cho công nghệ = 25 mg/l Phần có khả phân hủy sinh học chất rắn sinh học đầu SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 41 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam 25 * 0,6 = 15 (mg⁄l ) BOD hồn tồn chất rắn có khả phân hủy sinh học đầu 15 * 1,42=21,3(mg/l) Với: 1,42 = khối lượng oxy cần để oxy hóa 1mg tế bào BOD5 chất rắn lơ lửng đầu 21,3 * 0,68=14,48 ( mg⁄l) BOD5 hòa tan nước thải đầu 50 mg⁄l =BODht + 14,82 mg⁄l ⇒BODht = 50 mg⁄l - 14,48 mg⁄l =35,52 ( mg⁄l ) Thời gian hoạt động Kiểm tra khả khử nitơ hệ thống Tỉ lệ dinh dưỡng BOD⁄N⁄P = 100⁄5⁄1 Hàm lượng N nước thải đủ để xử lý hiếu khí 270,156*5 =13,625 (mg/l) 100 Hàm lượng P nước thải đủ để xử lý hiếu khí N= 270,156*1 = 2,70156 (mg/l) 100 Hàm lượng N lại nước thải P= Ncòn lại =100 - 13,625=86,375 (mg/l) Hàm lượng P lại nước thải Pcòn lại = 41,25-2,70156 =38,55 (mg/l) Như cần bổ sung thêm điều kiện thiếu khí để khử N Thời gian cần thiết cho trình thiếu khí Tốc độ tăng trưởng riêng vi khuẩn điều kiện vận hành bể: μN =μN max ( N DO )( ) (e0,098(T-15) )[1-0,833(7,2-pH)] KN +N Ko2 +DO SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 42 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam μN =0,45 ( 100 )( ) (e0,098(28,4-15) )[1-0,833(7,2-7)]=0,847 ngày-1 0,738+100 1,3+2 Kn =100,051t-1,158 =100,051*28,4-1,58 = 0,738 DO: Nồng độ trung bình oxy Aeroten lấy DO = (theo TCXD:51/2008 – BXD) Giả xử DO = mg/l Tốc độ sử dụng NH4+ vi khuẩn ρN = KN 5,29*10 = =4,94 (mgNH4⁄mg bùn.ngày ) KN +N 0.73+10 Trong K= μN YN = 0,847 =5,29 (ngày-1 ) 0,16 Thành phần hoạt tính vi khuẩn nitrat hóa bùn hoạt tính XN =fN *X=0,098*3500=343 Trong fN = NH4 khử 0,16*(100-10) = =0,098 mg/l 0,6 BODsẽ khử +0,16NH4 khử 0,6*(270,156-50)+0,16*(100-10) Thời gian cần thiết để nitrát hóa θN = V NO -N 100-10 = = =0,05 ngày = 1,4 h Q ρN X 4,94*343 N Phương trình tổng hợp q trình nitrat hóa CH4++1,731O2 +1,692 HCO3- → 0,038C5H7O2N+0,962NO3- + 0,077H2O + 1,769H2CO3 Nồng độ NO3- sinh Như 16 đơn vị khối lượng NH4+sẽ sinh 59,644g NO3Lượng NO3- sinh phân hủy 90mg NH4+ 90*59,644 =335,4975 mg 16 Hàm lượng NO3- sinh 335,4975mg/l Tốc độ sử dụng NO3- vi khuẩn tính mg cho mg bùn hoạt tính đơn vị thời gian 28,4oC SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 43 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam ρN o 28,4 C =0,1*1,0928,4-20 * (1 – 0,3)=1,443 (mgNO3 ⁄mg bùn.ngày ) Thời gian cần thiết để khử nitrat V NNO3 v -NNO3 r 335,4975 - 50 θNO3 = = = = 0,056 ngày = 1,35 h Q ρN X 1,443 * 3500 N Để đáp ứng yêu cầu đặt ta tiến hành xây dựng bể SBR thời gian bể thực lấp đầy bể thực trình quấy trộn sục khí, lắng, rút nước đó: TF =TA + TS + TD Trong đó: tF: Tthời gian lấp đầy nước vào bể tS: Thời gian lắng , chọn tS = 0,5h tA: Thời gian sục khí khuấy chộn, chọn tA = 2h tD: Thời gian rút nước khỏi bể, chọn tD = 0,5h tI: Thời gian không làm việc, tI = TF = TA + TS + TD = + 0,5 + 0,5= h Thời gian chu kỳ làm việc TC =tF + tA +tS +tD =3 + + 0,5 + 0,5 = h Số chu kì hoạt động bể ngày n= 24 h⁄ngày =4 chu kỳ⁄bể.ngày h⁄chu kỳ Tổng số chu kỳ ngày N=2*n=4*2=8 chu kỳ⁄ngày Như ta có bảng biểu chu kỳ hoạt động SBR sau: SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 44 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Hình 3.1 Chu kỳ làm việc SBR Kích thước bể Lưu lượng nước thải xử lý chu kỳ VF = 1280 =160 m3 ⁄chu kỳ Hàm lượng chất rắn lơ lửng thể tích bùn lắng 103 ( mg⁄g) *103 ( ml⁄l) 103 ( mg⁄g) *103 ( ml⁄l) Xs = = =6666,67( mg⁄l) SVI 150( ml⁄g) Trong SVI: Chỉ số thể tích bùn Chọn SVI = 150 ml/g Ta có Tổng lượng SS chưa lắng = Tổng lượng SS sau lắng VT X=Vs Xs ⟹ Vs X 3500 = = = 0,525 VT X s 6666,67 Trong VT: Tổng thể tích bể VS: Thể tích bùn lắng sau rút nước X: Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hỗn hợp bùn hoạt tính Chọn X= 3500mg/l Để đảm bảo cho SS không khỏi bể khỏi bể ta tính thêm 20% Vs = 0,525 ∗ 1,2 = 0,63 VT SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 45 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Ta có VT =VF +VS → VF VS + =1 VT VT → VF VS =1=1-0,63=0,37 VT VT chọn VF =0,3 VT Thể tích bể bể SBR VT = VF 160 = =533,3 m3 0.3 0,3 chọn VT =535 m3 Diện tích mặt bể SBR F= VT 535 = =99m2 H 5,4 Trong đó: Chọn chiều cao bể H = 5,4 m Chiều cao xây dựng bể Hxd = H + Hbv = 5,4 + 0,6 = m Trong đó: Chọn chiều cao bảo vệ bể Hbv = 0,6m Kích thước bể SBR L*B*H=11*9*5,4 Chiều sâu rút nước HF =50%H=2,7 m Chiều cao phần chứa bùn Hb =42%H = 0,42*5,4 = 2,268 m → chọn Hb =2,3 m Chiều cao an toàn lớp bùn Hb an toàn =0,08*H=0,08*5,4=0,432 m → chọn Hb an tồn = 0,5 m Thể tích phần chứa bùn SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 46 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Vb =0,42*VT =0,42*535=242,7 m3 Thời gian lưu nước tổng cộng bể suốt trình θ= 2VT * 535 = = 0,835 (ngày) ≈ 20h Q 1280 Tải trọng thể tích bể So *Q 270,156*10-3 *1280 L= = = 0,646 kgBOD5 ⁄m3 ngày VT 535 Kiểm tra tỉ số F/M F Q*S0 1280*270,156 = = =0,184 (ngày-1 ) M VT *X 535*3500 F/M nằm khoảng (0,05 – 0,3) Hiệu xử lý E= S0 -S 270,156-35,52 *100 = *100 = 86,85% S0 270,156 Trong So: nồng độ BOD đầu vào S : nồng độ BOD đầu 10 Tính tốn lượng bùn sinh ngày Tốc độ tăng trưởng bùn (hệ số sản lượng quan sát) Yobs = Y 0,6 = =0,375 m3 + Kd * θc + 0,06 * 10 Trong Y: Hệ số sản lượng bùn.Y giao động từ 0,4 – 0,8 mg VSS/mgBOD, chọn Y = 0,6 theo “Lâm Minh Triết" Kd: Hệ số phân hủy nội bào chon Kd = 0,06 ngày-1 Lượng bùn hoạt tính sinh ngày khử BOD5 tính theo MLVSS PX = Yobs * Q * (S0 - S) 0,375 * 1280 * (270,156 - 35,52) = = 112,625 kg⁄ngày 103 103 Lượng bùn sinh theo SS PSS = PX 112,625 = = 140,78( Kg⁄ngày ) 1-Z 0,8 SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 47 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Lượng bùn dư thải bỏ ngày Lượng bùn dư thải bỏ ngày = Lượng bùn sinh - Lượng bùn lơ lửng dòng 140,78 –(25*10-3 *1280)=108,78 ( Kg⁄ngày ) Thể tích cặn dư chiếm chỗ sau ngày Vb = khối lượng bùn dư thải bỏ 108,78 = = 15,997 m3 ⁄10 ngày 1,02*XS 1,02*6666,67*10-3 Trong đó: Thể tích bùn đặc đến 8000mg/l tỉ trọng bùn 1,02 mg/l Chiều cao cặn dư thải bỏ bể hb = Vb 15,997 = =0,080 m * F 2*99 11 Đường ống dẫn bùn Lưu lượng bù xả bể sau ngày Vb 15,997 Qb xả = = = 0,0044 m3 ⁄s t 2*30*60 Trong Vb: Thể tích bùn xả sau ngày Vb = 15,997 t: Thời gian xả bùn, Chọn t = 30’ Chọn vận tốc bùn chảy ống v = 1m/s ⇒ Đường kính ống xả cặn D=√ 4*Qb xả 4*0,0044 =√ =0,10 m π*v π*0,5 → Chọn ống có đường kính 114mm Kiểm tra lại vận tốc ống v= 4*Qbxả π*D2 = 4*0,0044 3,14*0,1142 =0,431 m⁄s Vận tốc nằm khoảng 0,3 – 0,5m/s Công xuất máy bơm N= Qb xả *Hb *ρ*g 0,0044 * * 1020* 9,81 = =0,44 (kw) 1000*η 1000*0,8 Trong SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 48 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Qb xả: Lưu lượng bùn cần xả: Qb xả = 0,0044 m3/s Hb: Cột áp bơm, hb = 8m ρ: Khối lượng riêng bùn, chọn ρ = 1020 kg/m3 η: Hiệu xuất bơm, chọn hiệu xuất bơm η = 0,8 Gia tốc tự g = 9,81 12 Lượng không khí cần thiết điều kiện thực tế Lượng oxy cần thiết theo lý thuyết OC0 = = Q * (S0 – S) 4,57Q*(No -N) - 1,42 * PX + 1000 1000 ( kgO2 ⁄ngày) 1280 * (270,156-35,52) 112,625 4,57*1280*(100-10) - 1,42 * + 1000 1000 = 746,834 (kgO2 /ngày) Trong đó: OCo : Lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn phản ứng điều kiện 20OC Q : Lưu lượng nước thải cần xử lý m3/ngày So : Nồng độ BOD đầu vào S : Nồng độ BOD đầu 1,42 : Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD No : Tổng hàm lượng nitơ đầu vào (g/m3) N : Tổng hàm lượng nito đầu 4,57 : Hệ số sử dụng oxy oxy hóa NH4 thành NO3 Px : Hàm lượng VSS có khả phân hủy sinh học Lượng oxy thực tế cần OCt =OCo * [ OCt =746,834 * [ Csa 1 ]* * (T -20) βCSh -Co 1,024 tb α 7,52 1 ]* * = 722,181(kgO2 /ngày) (28,4 20) 1*9,08-2 1,024 0.9 Trong đó: β : Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, nước thải thường lấy β = CSh : Nồng độ oxy bão hòa nước ứng với nhiệt độ toC độ cao so với mặt biển nhà máy xử lý.CSh = 9,08 (mg/l) SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 49 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Csa: Hàm lượng oxy bão hòa điều kiện áp xuất atm nhiệt độ định (mg/l) Giá trị Csa xác định theo bảng p2 “phụ lục” Với nhiệt độ cao tháng hè 28,40C → Csa = 7,52 mg/l Co: Nồng độ trung bình oxy Aeroten lấy Co = (theo TCXD:51/2008 – BXD) α : Hệ số điều chỉnh oxy ngấm vào nước thải ảnh hưởng hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, thiết bị làm thống, hình gián kích thước bể có giá trị 0,6 – 0,94 Chọn α = 0,9 Ttb: nhiệt độ trung bình nước thải tháng mùa hè Ttb = 28,40C Lượng khơng khí cần thiết để xử lý 1m3 nước thải (theo xử lý nước thải đô thị trang 266 - Trần Đức Hạ) D= Z(S0 – S) 1,1 * (270,156-35,52) k1 k2 n1 n2 (Cp -Co ) 0,75 * 3,072 * 1,0168 * 0,85(11,957 - 2) = = 12,879 m3 khí ⁄m3 nước thải Trong Z: Lượng oxy cần thiết để xử lý 1mg BOD nước thải (mg) Vì xử lý sinh học hồn tồn nên Z lấy = 1,1mgO2/mgBOD5 (theo TCXD:51/2008 – BXD) S0 S: BOD nước thải trước sau xử lý (mg/l) n2 hệ số tính đến tốc độ vận chuyển oxy vào hỗn hợp bùn nước thải n2: Hệ số phụ thuộc vào loại nước thải Đối với nước thải sinh hoạt n2 lấy 0,85 (theoTCXD:51/2008 – BXD) n1: Hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình nước thải Ttb xác định theo công thức sau: n1 =1+0,002(Ttb - 20o )=1+0,002(28,4o -20o )=1,0168 Ttb: Nhiệt độ trung bình nước thải tháng mùa hè Ttb = 28,40C Co: Nồng độ trung bình oxy aeroten lấy Co = (theo TCXD:51/2008 – BXD) Cp: Độ hòa tan oxy khơng khí nước (mg/l) phụ thuộc vào nồng độ oxy bão hòa Cs độ ngập Hs thiết bị phân phối khí Cp =Cs 10,3+0,5Hs 10,3+ 0,5 * 5,4 = 9,48 =11,957 mg⁄l 10,3 10,3 Cs: Mức độ bão hòa oxy nước thải Cs =Csa (1+ Hs ⁄ 0,5*5,4 ) =7,52 * (1+ ) = 9,48 mg⁄l 10,33 10,33 Tronng SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 50 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Csa: Hàm lượng oxy bão hòa điều kiện áp xuất atm nhiệt độ định (mg/l) Giá trị Csa xác định theo bảng p2.2 phụ lục Với nhiệt độ cao tháng hè 28,40C → Csa = 7,52 mg/l k1: Hệ số phân tán bọt khí vào nước, phụ thuộc vào thiết bị hệ thống phân phối khí Do trộn khí với nước thải ejecter nên lấy k1 = 0,75 (theo xử lý nước thải đô thị - trang 266 - Trần Đức Hạ) k2: Hệ số phụ thuộc vào độ ngập Hs thiết bị phân phối khí nước thải xác định theo bảng: Bảng 3.4 Giá trị hệ số k2 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,4 0,46 0,6 0,8 0,9 43 42 38 82 28 24 Độ ngập Hs, (m) K2 Jmaxm3/m2-h 2,08 2,52 2,92 3,3 3,5 2,5 Nguồn: (TCXD:51/2008 – BXD) Nội xuy → k2 = 3,072 Lượng khơng khí cần cấp ngày G=Q*D=1280*12,879 = 16486,327 m3 ⁄ngày Lượng khơng khí cần cấp 1h = 686,93 m3/h → Theo bảng phụ lục P1.1 chọn 10 máy thổi khí (T)JA-50 công xuất động N = 3,75kW, công xuất cấp khí 70 m3 khơng khí/h 13 Thiết bị rút nước Sử dụng thiết bị thu nước bề mặt có khả di chuyển theo mực nước nhờ phao giữ cho thiết bị bề mặt bể hệ thống van điện tử điều chỉnh tùy ý 14 Đường ống dẫn nước vào bể Lưu lượng nước thải vào bể/1 mẻ Qvào bể = 1280 = 0,0148 m3 ⁄s 8*3*3600 Chọn ống ϕ = 114mm Tiết diện ống π*0,1142 Fống = = 0,0102 (m2 ) Kiểm tra vận tốc ống SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 51 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam v= 0,0148 = 1,449 ( m⁄s) 0,0102 Nằm khoảng (0,7 – 1,5 m/s) → đạt tiêu chuẩn Máy bơm nước vào bể N= Q * Hb * ρ * g 0,0044 * * 1020* 9,81 = =0,44 (kw) 1000 * η 1000*0,8 Trong Q nước vào bể: Lưu lượng bùn cần xả: Qnước vào bể = 0,0148 m3/s Hb: Cột áp bơm, Hb = 8m ρ: Khối lượng riêng nước, chọn ρ = 1020 kg/m3 η: Hiệu suất bơm, chọn hiệu suất bơm η = 0,8 g: Gia tốc tự g = 9,81 SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 52 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Phương án ba cho hiệu xử lý cao song SBR sử dụng phương tiện điều khiển đại Đòi hỏi hệ thống quan trắc tiêu tinh, đại Do đó, để bể hoạt đơng có hiệu người vận hành phải có trình độ cao theo dõi bước xử lý nước thải Thường xuyên theo dõi bảo trì thiết bị định kỳ để đảm bảo hiệu xử lý tốn chi phí thiết bị hỏng SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 53 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam PHỤ LỤC Bảng P1.Đặc tính số loại máy thổi khí dạng jet Mã hiệu Hãng sx Công suất N, KW APEC PUMP (T) JA-05 (T) JA-05 (T) JA-05 (T) JA-05 (T) JA-05 (T) JA-05 Caprari OXY 101/10 (italy) OXY 101/11 OXY 101/12 OXY 101/13 FLYGT FLYMATOR (Thụy Điển) 314 FLYMATOR 314 FLYMATOR 314 FLYMATOR 314 FLYMATOR 314 0,375 0,75 1,5 2,2 3,75 5,63 3,39 3,85 4,8 6,5 Lưu lượng M3 khơng kgO2/h khí /h 0,12-0,23 10 0,3-0,5 22 0,9-1,1 40 1,9-2,2 70 2,8-3,3 100 4,2-4,8 7,2 86,4 115 120 10-13,5 Áp lực , m 1,5 2,5 3,5 3 3 2-5,5 13,5 13-22 2-6 22 18-35 2-6 30 28-48 2-6 40 30-65 2-6 Nguồn: Trần Đức Hạ - Xử lý nước thải quy mô vừa nhỏ, nhà xuất “Khoa học Kỹ thuật”, Hà Nội – 2006 Bảng P2: Nồng độ cân oxy áp suất P = 760 mmHg Nhiệt độ oC 27 28 29 0,0 0,1 0,2 Nồng độ oxy hòa tan, mg/l 0,3 0,4 0,5 0,6 7,72 7,58 7,44 7,71 7,56 7,42 7,69 7,55 7,41 7,83 7,68 7,40 7,66 7,52 7,38 7,65 7,51 7,37 7,64 7,49 7,35 0,7 0,8 0,9 7,62 7,48 7,34 7,61 7,47 7,32 7,59 7,45 7,31 Nguồn: Trần Đức Hạ - Xử lý nước thải quy mô vừa nhỏ, nhà xuất “Khoa học Kỹ thuật”, Hà Nội – 2006 SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 54 Đồ án môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Xuân Lai: Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải (nhà xuất xây dựng, Hà Nội- 2008) Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân: Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, tính tốn thiết kế cơng trình (nhà xuất “Đại học quốc gia”, Tp HCM – 2010) Trần Văn Nhân – Ngơ Thị Hoa: Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải (nhà xuất “Khoa học Kỹ thuật”, Hà Nội – 2008) Trần Đức Hạ: Xử lý nước thải quy mô vừa nhỏ( nhà xuất “Khoa học Kỹ thuật”, Hà Nội – 2006) Lương đức phẩm: Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học( nhà xuất “Giáo dục”) Hoàng Huệ: Xử lý nước thải( nhà xuất “Xây dựng” , Hà Nội – 2005) Trần Minh Hương: Bài giảng vi sinh môi trường Biện Văn Tranh: Bài giảng công nghệ môi trường SVTH : Nguyễn Khắc Đạt GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân Trang 55 ... môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Chương I TỔNG QUAN NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU DÂN CƯ ĐẠI NAM 1.1 GIỚI THIỆU 1.1.1 Vị trí địa lý Khu dân cư Đại. .. môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam Lt: Hàm lượng BOD5 nước thải sau xử lý cho phép vào nguồn nước, Lt = 50 mg/l Qua kết tính tốn mức độ xử lý. .. môn xử lý nước thải Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam MỤC LỤC Chương I TỔNG QUAN NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU DÂN CƯ ĐẠI NAM 1.1 GIỚI THIỆU 1.1.1 Vị trí địa lý