ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI “ Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu đô thị” CHUẨN HUNRE

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tuấn Linh Lớp : ĐH5M5 Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Đoàn Thị Oanh 1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải theo các số liệu dưới đây: Mặt Bằng số 11 Diện tích: 43 km2 (Tính toán diện tích mặt bằng 11) Mật độ dân số: 3142 ngườikm2 2. Thể hiện các nội dung trên vào Thuyết minh công nghệ Mặt cắt dọc theo nước+bùn (phương án chọn) Mặt bằng trạm xử lý (phương án chọn) Bản vẽ chi tiết 03 công trình (theo chỉ định của GVHD) Tổng là 05 bản vẽ Sinh viên thực hiện Giáo viên hướng dẫn

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNGHÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI

“ Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu đô thị”

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Tuấn Linh

Giảng viên hướng dẫn : ThS Đoàn Thị Oanh

Hà Nội, tháng 10 năm 2018.

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tuấn Linh

Lớp : ĐH5M5

Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Đoàn Thị Oanh

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

- Mặt Bằng số 11

- Diện tích: 43 km2 (Tính toán diện tích mặt bằng 11)

- Mật độ dân số: 3142 người/km2

2 Thể hiện các nội dung trên vào

- Thuyết minh công nghệ

- Mặt cắt dọc theo nước+bùn (phương án chọn)

LỜI NÓI ĐẦU

Nước là nguồn tài nguyên quý giá của con người và toàn bộ sự sống trên Trái Đất.Nước tham gia vào hầu hết các quá trình sinh hoạt và sản xuất của con người, do vậylượng nước cần sử dụng cho các nhu cầu trên là rất lớn

Cùng với nhu cầu cấp nước, lưu lượng nước thải hằng ngày từ tất cả các hoạt độngthải ra ngoài môi trường cũng rất cao Tuy nhiên, mỗi lĩnh vực, mỗi nhu cầu sử dụng thìnước thải lại có những thành phần và tính chất khác nhau Do đó, đặc điểm yêu cầu xử lýtrước khi xả ra ngoài môi trường cũng là khác nhau

Trong đồ án môn học “Kỹ thuật xử lý nước thải” lần này, em xin được đưa ra đềxuất phương án, tính toán và kèm theo đó là bản vẽ của hệ thống xử lý nước thải sinhhoạt cho khu đô thị với dân số 135106 người theo phương án đã được lựa chọn

Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Thạc sĩ Đoàn Thị Oanh – Trưởng

bộ môn Công Nghệ Môi Trường, khoa Môi Trường, Trường Đại học Tài Nguyên và MôiTrường Hà Nội Cô là người đã trực tiếp hướng dẫn, góp ý và chỉ bảo em trong suốt quátrình thực hiện đồ án này

Đây là lần đầu tiên được thực hiện đồ án về xử lý nước thải, do vậy báo cáo cũngnhư bản vẽ kèm theo không tránh hỏi nhiều sai sót Qua đợt bảo vệ lần này, mong hộiđồng đưa ra những nhận xét, góp ý bổ sung để em có thể đúc kết được những bài học,kinh nghiệm quý báu cho học tập và công việc sau này

Em xin trân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện Linh

Nguyễn Tuấn Linh

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO

Chọn khu vực tính toán lưu lượng nước thuộc đô thị loại III

1) I Xác định lưu lượng nước của đô thị loại III

1.1 Lưu lượng nước sinh hoạt trong đô thị

Theo dữ liệu bài ra ta có:

- Mật độ dân số P = 3142 người/km2

- Diện tích F = 43 km2

Vậy, số dân N = P x F = 3142 x 43 = 135106 (người)

Với đô thị loại III, có 90% dân số đô thị được cấp nước với tiêu chuẩn q = 100(l/người.ngày đêm) Chọn Kngày max = 1,2 [Kngày max = 1,1 ÷ 1,2 - Mục 3.3 -TCXD33:2006]

Q SH Ngàymax = 100 X 135106+ X 1,21000 x90% = 14592 (m3/ngày đêm)

1.2 Xác định lưu lượng nước cho các công trình công cộng

QTH, BV = q th ,bv × N

1000 (m3/ngđ) Trong đó:

+ qth, bv: tiêu chuẩn dùng nước cho bệnh viện và trường học

qBV = 250 (l/giường.ngđ) – Thuộc qtc = 250 - 300 (l/ng.ngày) theo TCVN 4513/1988

 qTH = 20 (l/học sinh/ngđ) – Theo mục 5.3.2 QCVN 01: 2008 BXD

+ N: số giường bệnh hay số học sinh

Giả thiết có: NBV = 395 (giường)

NTH = 1300 (học sinh)

 Q BV = q bv × N BV

1000 × Abv = 250× 3951000 = 98,75 (m3/ngđ)

Q TH = q TH × N HS

1000 × Ath = 20 x 8361000 = 16,72 (m3/ngđ)

 Tổng lưu lượng: Q = 14592 + 98,75+16,72 =14707,47 m3/ngày đêm

Tính toán lưu lượng nước thải:

- Lưu lượng nước thải được lấy bằng 80% lưu lượng nước cấp nên ta có lưu lượngnước thải sinh hoạt của toàn thành phố:

Qng.đêm = 14707,47 *0,8=11762 (m3/ngày đêm) Chọn Qng.đêm = 12000 (m3/ngày đêm)

- Lưu lượng nước thải trung bình:

Q TB giờ = Q ng đêm

24 = 1200024 = 500 (m3/h) = 139 (l/s)

- Chọn hệ số không điều hòa KMax = 1,5935 (Bảng 2-TC7957:2008), ta có lưu lượngnước thải giờ lớn nhất:

Qmax h = Q TB giờ x KMax = 500 x 1,5935 = 796,75 (m3/h) = 221 (l/s)

- Chọn hệ số không điều hòa Kmin = 0,596 (bảng 2-TC7957:2008), ta có lưu lượngnước thải giờ nhỏ nhất:

Qh.min = Q TB giờ x Kmin =500 x 0,596 = 298 (m3/h) = 82,8 (l/s)

1 Nồng độ chất ô nhiễm

a Hàm lượng chất lơ lửng

CSS SH = a SS ×1000 q

0 (mg/l)Trong đó:

- CSS SH: hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt,mg/l.

- aSS: tiêu chuẩn thải chất lơ lửng theo đầu người, g/ng.ngđ.

aSS = 60 g/ng.ngđ (bảng 25 TCVN 7957-2008)

- q0: Tiêu chuẩn thải nước trung bình của khu vực: q0 =100 l/ng.ngđ

Thay số, ta có:

CSS SH = 60× 1000100 = 600 mg/l,

b Hàm lượng BOD của nước thải đã lắng

CBOD5 SH= a BOD5 q ×1000

0 mg/lTrong đó:

- aBOD5: tiêu chuẩn thải BOD5 theo đầu người, g/ng.ngđ.

- aN : Tiêu chuẩn thải N theo đầu người, g/ng.ngđ, aN = 8 g/ng.ngđ

- aN : Tiêu chuẩn thải P theo đầu người, g/ng.ngđ, aN = 3,3 g/ng.ngđ

Thay số, ta có:

CN-NH4 = 3,3× 1000100 = 33 mg/l

2 Xác định mức độ xử lí cần thiết

a 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 :

ESS = c0−c nth

c0 = 600−100600 =83,33%

Trong đó:

- ESS :hiệu quả xử lí nước thải theo hàm lượng cặn lơ lửng, %

- Cn.thải =100 (mg/l) - Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi xử lý, (cột B QCVN

14:2008/BTNMT )

- C0 : Hàm lượng cặn của nước nguồn trước khi xả thải

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

Mức độ cần thiết làm sạch theo BOD :

EBOD = L0−L L nth

0 = 300−50300 =83,33 %

Trong đó:

- ESS :hiệu quả xử lí nước thải theo hàm lượng cặn lơ lửng, %

- Ln.thải =50 (mg/l) - Hàm lượng BOD sau khi xử lý, (cột B QCVN 14:2008/BTNMT)

- L0 : Hàm BOD của nước nguồn trước khi xả thải

3 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải

Bảng tính chất nước thải đầu vào và đầu ra

Các chỉ tiêu phân tích Đơn vị

tính

Đầu vào

Đầu ra: QCVN 14:2008/BTNM

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.1 Phương án 1

Ngăn tiếp nhận

Máy nghiền rác Song chắn rác

Tại bể điều hòa, nước thải được phân phối đều theo lưu lượng thải hằng ngày tới bểlắng đứng đợt I.

Tại bể lắng đứng đợt I, các chất bẩn không tan sẽ lắng và bị giữ lại Sau đó, cặnđược xả định kì bằng ống xả ở đáy và dẫn sang bể metan

Tiếp theo, nước thải được dẫn sang bể lắng đứng sơ cấp sẽ lắng cặn xuống mộtphần

Nước trong thu được ở trên cho qua bể Anoxic 2 ngăn Tại bể này, xảy ra quá trìnhkhử nitrate chuyển hóa NOx thành N2 tự do thoát ra ngoài không khí, nhờ hoạt động của

vi sinh vật tự dưỡng Nitrosomonas, Nitrobacter trong điều kiện thiếu oxy

Cụ thể, quá trình chuyển hóa nitơ hữu cơ trong nước thải dưới dạng amoni thànhnitơ tự do như sau:

Quá trình nitrat hóa: NH4 

+ 1,5O2 => NO2- + 2H+ + H2O

NO2 

+ 0,5O2 => NO3 Quá trình khử nitrat: NH4+ => NO2- => NO3- => N2

Tại bể Anoxic có gắn máy khuấy dạng chìm nhằm tạo điều kiện thiếu khí cho sựhoạt động của vi sinh vật khử nitrate

Tiếp đó, nước thải được dẫn sang bể Oxic kết hợp giá thể vi sinh MBBR, ở đây hỗnhợp bùn và nước được xáo trộn đều bằng hệ thống phân phối khí từ máy thổi khí Máythổi khí hoạt động liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động

Ở bể Oxic, lượng BOD giảm do vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ trongnước thải để tạo sinh khối theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + VSV hiếu khí => H2O + CO2 + sinh khối mới +

Giá thể vi sinh di dộng MBBR (vật liệu đệm hạt) được bổ sung vào trong bể vàchuyển động tự do trong nước thải có chức năng nâng cao hiệu quả xử lý của bể Oxic

Đồng thời, giá thể tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật tiếp tục xử lý các hợp chấtNitơ còn lại trong nước thải.

Nước thải sau khi qua hệ bể xử lý sinh học vẫn còn một lượng bông bùn lơ lửng trôitheo dòng nước nên để đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt yêu cầu, ta dẫn nước thải đến

bể lắng đứng thứ cấp để tách bùn hoạt tính, bùn được tuần hoàn quay lại bể Anoxic vàOxic

Bể được thiết kế hình vuông, có vát đáy hình chóp cụt, dưới đáy bể có lắp bơmchìm để thu hồi bùn hoạt tính Nước trong sau khi đã xử lý đảm bảo SS và BOD, NH4 - Ncho phép sẽ được dẫn đến bể khử trùng để diệt khuẩn đảm bảo quy chuẩn trước khi xảthải theo QCVN 14: 20008/BTNMT

2.2 Phương án 2

Ngăn tiếp nhận

Máy nghiền rác Song chắn rác

Tại bể điều hòa, nước thải được phân phối đều theo lưu lượng thải hằng ngày tới bểlắng đứng đợt I.

Tại bể lắng đứng đợt I, các chất bẩn không tan sẽ lắng và bị giữ lại Sau đó, cặnđược xả định kì bằng ống xả ở đáy và dẫn sang bể metan

Tiếp theo, nước thải được dẫn sang bể lắng đứng sơ cấp sẽ lắng cặn xuống mộtphần

Nước trong thu được ở trên cho qua bể SBR

Nước trong sau khi đã xử lý đảm bảo SS và BOD, NH4 - N cho phép sẽ được dẫnđến bể khử trùng để diệt khuẩn đảm bảo quy chuẩn trước khi xả thải theo QCVN 14:20008/BTNMT

b.So sánh phương án-lựa chọn công nghệ :

Ưu điểm Chi phí vận hành tương đối

thấp

- Có thể vận chuyển di dời hệ thống xử lý nước thải sinh hoạtkhi bệnh viện, nhà máy hoặc khu công nghiệp chuyển địa điểm

- Khi mở rộng quy mô của doanh nghiệp lên thì có thể tăng công suất hoạt động của máy bằng cách nối lắp thêm các module hợp khối, mà không cần phải dỡ bỏ để thay thế lại cái khác

– Xử lý các chất hữu cơ triệt để– Hiệu quả xử lý chất ô nhiễm cao– Khả năng khử N và P cao

– Phù hợp với mọi hệ thống, mọi công suất

– Tiết kiệm được diện tích– Linh hoạt trong quá trình hoạt động

– Không cần sử dụng bể lắng riêng biệt

– Dễ dàng kiểm soát các sự cố

- Bảo vệ môi trường tránh khỏinguồn ô nhiễm nước và cung cấp nguồn nước sạch.

Nhược điểm

-AO

Yêu cầu phải có diện tích xây dựng

- Sử dụng công nghệ kết hợp với nhiều hệ vi sinh, và những

hệ vi sinh này rất nhạy cảm, dễảnh hưởng lẫn nhau chính vì thế nó đòi hỏi khả năng vận hành của công nhân vận hành

có kinh nghiệm và rõ chuyên môn trong lĩnh vực

- Quá trình khởi động của hệ thống rất lâu do bể sinh học kỵ khí cần thời gian để khởi động

– Hệ thống thổi khí dễ bị tắc do bùn

-Kết luận : Trên cơ sở so sánh trên ta chọn sơ đồ công nghệ dùng bể hiếu khí aerotank và

bể Lắng Đứng để đơn giản trong quá trình vận hành nhưng hiệu quả xử lý của 2 công nghệ tương đương nhau

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH

trang 319 sách “Xử lý nước thải đô thị” do PGS.TS Trần Đức Hạ chủ biên)

Bảng 3.1 Kích thước ngăn tiếp nhận bằng bê tông cốt thép

b Mương dẫn nước thải

Nước thải được dẫn đến từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo bằng mương

có tiết diện hình chữ nhật

Tra bảng 36- bảng tính toán thủy lực cống và mương thoát nước- Trần Hữu Uyển vàbằng cách nội suy ta có:

Bảng 3.2 Kích thước và thông số thủy lực mương dẫn nước thải

Thông số tính toán Lưu lượng tính toán, l/s

Thay số, ta có:

H = 0,5 + 0,5 = 1 m Chọn chiều dài mương dẫn 10 m để thuận tiện đặt SCR và theo dõi chất lượng nước đầu vào

c Song chắn rác

Theo mục 7.2.9, chọn SCR kết hợp nghiền rác đặt tại kênh/mương nên thiết kế gồm

2 song chắn rác, 1 song làm việc và 1 song dự phòng

- Số lượng khe hở của 1 song chắn rác (khe):

n =N b h q K z

l v tt = 1.0,02.0,85 10,221 1,05 = 13,65 (khe)Lấy tròn n = 14 khe

Trong đó:

q: lưu lượng nước thải tính toán (m3/s); 0,221 m3/s

b: chiều rộng khe hở giữa các thanh đan (m); chọn 0,02 m

Kiểm tra lại vận tốc của dòng chảy tại phần mở rộng của mương trước SCR ứng vớilưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng đọng cặn trong mương, vận tốc ≥ 0,4 m/s

vm = q s

min

B s h max N = 0,41.0,5.10,083 = 0,404 (m/s)Kết quả thu được thỏa mãn yêu cầu

- Tổn thất áp lực qua mỗi song chắn rác:

β – hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh song chắn rác, với tiết diện hình tròntra bảng β = 1,79

d – chiều dày mỗi thanh, d= 0,01 m

b- chiều rộng mỗi khe hở , b= 0,02 m

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

Vậy: H ξ = 0,62 0,752

2.9,81 1,2 = 0,022 ( m)

- Chiều sâu đặt mương chắn rác là :

H = hmax + hs + 0.5 = 0,6 + 0,022 + 0,578 = 1,2 (m) Theo điều 8.2.5 cốt nhà cao hơn ít nhất 0,5 m so với mực nước cao nhất trongmương dẫn nên ta chọn là 0,578 m

- Lượng rác lấy từ song chắn :

Wr = a N tt

365.1000. = 8.105136365.1000 = 2,3 (m3/ ngđ)

Trong đó:

a : lượng rác tính cho đầu người trong năm, theo bảng 20 trong TCVN 7957:2008,

khi lấy rác bằng cơ giới và với khoảng cách giữa các khe hở b= 20 cm lấy a= 8 l/ng năm; Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng, Ntt =105136 người

- Với dung trọng của rác 750kg/m3, trọng lượng của rác là:

- P= 750.2,3 = 1725 ( kg/ngđ ) = 1,725( tấn/ngđ )

- Lượng rác trong từng giờ của ngày đêm:

- P1 = 24P K h = 1,72524 2 = 0,14375 ( tấn/ h)Trong đó : Kh – hệ số không điều hòa giờ, lấy Kh = 2

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

Q n=40 P=40.1,725=69(m¿¿3 /ngđ )¿

Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền, sau đó dẫn trực tiếp đến bể metan

Độ ẩm của rác trước khi nghiền khoảng 80%

=> Hàm lượng SS, TS, BOD5, N-NH4 của nước thải khi qua song chắn rác đều giảm 5% (Trang 104_Giáo trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết) Chọn H= 5%

4 Hàm lượng BOD còn lại:

Bảng 3.3 Thông số thiết kế song chắn rác

Tên công trình Sốlượng Hmương(m) Bs(m) L(m)

3.2 Bể lắng cát ngang

chọn 2 đơn nguyên làm việc 1 đơn nguyên dự phòng (8.3.2 TCVN 7958 2008)

- Chiều dài bể lắng cát ngang

L =K V 1000 H n

u0 (m)(Theo CT 18 TCXD 7957-2008)Trong đó:

K: hệ số tỷ lệ Uo:U chọn theo bảng 27 mục 8.3.3 TCVN 7957:2008; tra đượcK=1,3

V: tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với lưu lượng lớn

Qmax: lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qmax = 0,221 (m3/s)

chọn 2 đơn nguyên làm việc 1 đơn nguyên dự phòng

là 1m.

- Thời gian lưu nước trong bể: t = L v = 0,316 = 53,33 s Thỏa mãn t ≥ 30 s

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

Wc =N P t1000 = 105136.0,02 11000 = 2,11 m3

Trong đó :

N : dân số tính toán chất lơ lửng N= 105136người

P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày đêm lấy theo TCVN

Theo 8.3.5 TCVN 7957, với lượng cát 1 ngày là 2,11 m3>0,1m3 ta xả cát ra khỏi

bể bằng phương pháp cơ giới

Lượng cát 1 ngày 2,11 m3 , độ ẩm của cát 60% (bảng 28)  tổng lượng cát cónước cần xả là 2,11/0,6=3,52 m3, chon thời gian xả cát là 5 phút suy ra lưu lượngcần xả là 5× 603,52 =0,0117 m3/s

Chọn vận tốc trong đường ống xả cát là 1,25 m/s  Đường kính ống xả cặn

D=√4 Q πvv = 0,109 mChọn ống có đường kính D = 110mm

Thu nước cuối bể và được đưa qua bể điều hòa bằng Mương dẫn, kích thướcmương dẫn BxH = 0,6m x 1m

- Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :

H xd= H n+ h c + h bv = 1 + 0,5 + 0,5 = 2 (m)Trong đó: h bv: chiều cao bảo vệ chọn bằng 0,5m

Bảng Thông số thiết bể lắng cát ngang

hc là chiều cao lớp bùn cát trong năm, lấy hc = 5 m/năm.mục 8.3.8 TCVN7957:2008

N: dân số tính toán bằng 105136người

P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày đêm lấy theo

TCVN 7957-2008; theo bảng 28 mục 8.3.3; P = 0,02 l/ng.ngđ

Chọn sân phơi cát gồm 2 ô, kích thước mỗi ô trong mặt bằng: 11 m x 7 m

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

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

Thể tích bể điều hoà: Wdh(lt)= Qh× t =796,75× 1,5 =1195,125(m3)

Trong đó:

Qh là lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qh = 796,75 m3/ h

t : thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1,5 h

Dung tích bể là : W = 1200 m3

Chọn chiều cao Hdh của bể là 5 m

 Diện tích bể điều hoà:

F = Vdh(tt)

Hdh = 12005 = 240 m2

Chọn bể điều hòa có L × B =20 m × 12 m

Hxd = Hdh + Hbv = 5+ 0,5 = 5,5 m

 Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà:

Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hoà cần cung cấp mộtlượng khí thường xuyên

 Đường kính ống chính dẫn khí vào bể điều hoà

Dc = √ 4 ×Q kk

N × πv ×V ố ng ×3600 = √2 × πv ×10 ×3600 4 × 1080 = 0,138(m)Chọn Dc =140mm ống thép

V =10 m/s vận tốc khí trong ống (10-15 m/s) : [sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 267]N: dùng 2 ống dẫn khí

Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể điều hoà

Dn = √ 4 × Q ống

πv ×V ống ×3600 = √πv ×10 ×3600 4 ×77,2 = 0,053 (m)Chọn Dn = 60 mm (Bảng thông số kỹ thuật ống nhựa PVC Tiền Phong- http://bichvan.vn/upload/images/bang-thong-so-ky-thuat-ong-upvc-tien-phong2.jpg)

 Không khí được phân phối qua hệ thống đĩa thổi khí thô SSI, AFD 350 (12”), lưu

lượng thiết kế: qmax= 10 (m3/h) Khi đó, số đĩa thổi khí là:

N = Qkk/q=1080/10=108cái.

Có 14 ống nhánh, suy ra mỗi ống nhánh có 8 đĩa

Ống chính đặt trên mặt bể chạy dọc theo thành bể theo chiều dài

Khoảng cách giữa các ống nhánh là m, các ống cách tường là 1,55m

 0,2: đuôi của ống nhánh cách mép tường 0,2m  chiều dài mỗi ống nhánh: 11,8(m)

Trên mỗi ống nhanh có 8 đĩa Mỗi đĩa cách nhau cách nhau một khoảng 1,3m

Bảng 5: Thông số thiết kể bể điều hòa

 Hiệu quả xử lý qua bể điều hòa.

Hàm lượng chất BOD, N sau bể điều hòa giảm 10 %

BOD5 = 270,75× 90% = 243,675 (mg/l)

N-NH4 = 80 × 90% = 72 (mg/l)

P= 33 x 90% = 29,7 (mg/l)

Sau bể điều hòa ta chia thành 4 đơn nguyên hoạt động song song và 1 đơn nguyên dự

phòng; lưu lượng đi vào mỗi đơn nguyên Q=3000 m 3 /ngày.đêm

Tính toán thiết kế cho 1 đơn nguyên:

3.4 Bể lắng đứng I

Chọn 2 bể hoạt động đồng thời (theo 8.5.2 TCVN 7957:2008)

Lựa chọn bể lắng đứng hình vuông, dẫn nước thải vào bể theo ống trung tâm, thunước dòng ra bằng máng răng cưa (có chắn dòng) theo chu vi bể Bể có vát đáy hình chópcụt để lắng cặn, thu bùn cặn bằng bơm và dẫn sang bể chứa bùn.

Ống dẫn nước thải của bơm từ bể điều hòa sang bể lắng đứng sơ cấp

Chọn 1 ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC có đường kính 300 mm

Kiểm tra lại vận tốc nước:v = 4 Q

+Lưu lượng trung bình

+Lưu lượng cực đại

31 – 50

81 - 122

4089

Nguồn : trang 45 - Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải.

Bể lắng đứng sơ cấp là bể lắng đợt 1 được đặt trước công trình xử lý bậc 2, với lưulượng trung bình, chọn tải trọng bề mặt qbm = 42 (m3/m2.ngày)

Tổng diện tích bề mặt của bể lắng (tính cả ống trung tâm) là:

F = Q tr qbm = 300042 = 70 m2Trong đó:

+ Qtr: Lưu lượng trung bình ngày của nước thải vào bể, Qtr = 3000 m3/ngđ

Với bể lắng đứng hình vuông, kích thước mặt bằng bể là

D × D = 6 × 6 m = 36 m2

 Đường kính ống trung tâm của bể là:

d = 20% ×D = 20% × 6 = 1,2 m Chọn vật liệu làm ống trung tâm là inox và đường kính ống d = 1,2m

Chiều cao ống trung tâm lấy bằng chiều cao vùng lắng, ống bị đầu dưới và được cắtkhe để hãm lực của nước và phân phối, hướng dòng cho nước thải

 Diện tích tiết diện ngang của ống trung tâm:

f= πv d2

4 = πv 1,22

4 = 1,13 (m2)Kiểm tra lại tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm:

vtt = Q tr s

f =

0,0171,13 = 0,015=15 mm/sThỏa mãn v < 30 mm/s theo mục 8.5.11-TCVN 7959

 Thời gian lưu nước trong bể là t = 1,5 ÷ 2,5 giờ => thỏa mãn bảng 4-3 - trang 45

- Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải.

 Vận tốc giới hạn trong vùng lắng – Công thức 4-7 trang 48 - Trịnh Xuân Lai,

Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải.

VH = [8 k ( ρ−1) gd

f ]

1

2 (m/s)Trong đó:

- VH: vận tốc giới hạn trong vùng lắng (m.s)

 k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất cặn, k = 0,06 đối với cặn dính kết

 : Khối lượng riêng của hạt cặn,  = 1,2 ÷ 1,6 kg/l

Ta có V < VH thỏa mãn điều kiện.

 Lượng bùn cặn sinh ra mỗi ngày

Ta có hàm lượng cặn vào bể lắng: CSS = 541,75 mg/l

Để đưa nước thải vào công trình sinh học, hàm lượng cặn cần  150 mg/l

Hiệu suất lắng cần thiết của bể lắng là:

E = (541,75 – 150)/541,75 = 72,3 %chọn hiệu suất của bể lắng đứng sơ cấp đạt E = 73%

- Lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày là:

G = H × Css× Qtr = 0,73 × 541,75 10-3 × 3000 = 1186,5325 (kg/ngày)Trong đó:

 H: Hiệu suất lắng, H = E = 73% = 0,73

 Css: Hàm lượng SS đầu vào bể lắng, Css = 541,75 mg/l = 541,75.10-3 kg/m3

 Qtr: Lưu lượng nước thải vào bể lắng, Qtr = 3000 m3/ngày

Thể tích cặn tươi cần xử lý xác định theo công thức:

Vbùn = M bùn

ρP = 1,05.1000.0,051186,4325 = 22,6 m3/ngàyTrong đó:

- D: là độ dài đáy lớn phần chứa cặn, D = 6 m

- Dn: là độ dài của đáy nhỏ phần chóp cụt, chọn Dn = 1 (m)

-α: góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, góc nghiêng không nhỏ hơn

50o( phần c, 8.5.11-TCVN 7957) => Chọn α = 50o

 Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sơ cấp

Hb = Hlắng+ h n + hbv + hth= 3,0 + 3 + 0,5 = 6,5 (m)Trong đó

+ Hlắng: Chiều cao vùng lắng, Hlắng = 3,0 m

+ hn: Chiều cao vùng chứa cặn, hn= 3 m

+ hbv: chiều cao bảo vệ bể, hbv = 0,5 m

Máng thu nước trong của bể lắng đứng sơ cấp

- Diện tích mặt cắt ướt của máng thu:

Fmt = Q tr

v = 0,01740,5 = 0,035m2Trong đó:

+ Qtr: Lưu lượng nước ra khỏi bể, Qtr = 1500 m3/ngày = 0,0174 m3/s

+ v: Vận tốc nước chảy trong máng, v = 0,5 m/s (Quy phạm 0,5 ÷ 0,6 m/s)

- Chọn kích thước máng:

Chiều rộng máng thu: Bmt = 0,25 m = 250mm

Chiều cao máng thu: hmt = 0,15 m = 150 mm

Chiều dài một máng thu nước bằng 6 – (0,25+0,1)x2=5,3m với chiều dày của máng là0,1m

Máng răng cưa thu nước

Thiết kế 4 máng răng cưa hình chữ V đặt xung quanh bể lắng trên máng thu nước

Lưu lượng nước trên mỗi máng răng cưa:

q máng= 1500

24∗3600∗4=0,00434 m3/s

Tấm xẻ khe hình chữ V có góc đáy 900 để thu nước:

 chọn chữ V có kích thước 10cm x 5cm

Chọn chiều cao mực nước trong khe chữ V là h V=2 cm=0,02 m

Khi đó lưu lượng nước qua một khe chữ V là:

q o=1∗0,022

−4m3

/s

Chọn tốc độ chảy qua khe là 1m/s

Số khe cần thiết trên mỗi máng răng cưa chữa V là:

Kích thước tấm răng cưa được thiết kế hình chữ V theo bảng

Bảng : Thông số kích thước hình chữ V của tấm răng cưa

Chiều cao tấm răng cưa là 160 mm Chiều rộng hình chữ V là 100 mm

Chiều cao hình chữ V là 50 mm Hình chữ V có góc ở đáy 90o

Khoảng cách 2 đỉnh chữ V là 150mm Khoảng cách 2 đáy cách nhau là 250 mmTải trọng thu nước trên 1m chiều dài thanh tràn:

qmt = Q L=5,3× 41500 =71m3/m.ngày = 0,82 l/s.mTải trọng máng thu 8.5.10 TCVN 7958 là không được quá 10 l/s.m nên giá trị tính toánđạt yêu cầu

Ống dẫn nước thải từ bể lắng đứng sơ cấp sang bể Anoxic

Chọn 1 ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC có đường kính bằng chiều cao mángthu nước d=250 mm

Kiểm tra lại vận tốc nước:v = 4 Q

πv D2= 4 × 0,0174

πv 0,252 =0,354 m/s

Hàm lượng SS sau khi qua bể lắng đứng sơ cấp giảm 73% Vậy hàm lượng SScòn lại là:

SS = 541,75 – 541,75 × 0,73 = 146,3 mg/l < 150 mg/l Như vậy SS khi ra khỏi bểlắng đến công trình xử lý sinh học đạt yêu cầu.

Hàm lượng BOD sau bể lắng sơ cấp giảm 10 15% Hàm lượng BOD còn lại là:

BOD = 243,675 - 243,675× 0,1 = 219,3 mg/l

Bảng thông số thiết kế bể lắng đứng sơ cấp

Trong các quá trình xử lý nước thải ta có tỉ lệ BOD/TN = 5:1

Vì vậy tại bể anoxic ta có sự cân bằng sau:

( C NH4∈¿¿ - C NH4 out ) Qo = C NO3 outQo + 0,1αQoC NO3 out + 0,2(C BODin -C BODout)Qo

 α = 10[C NH4∈¿¿ - C NH4out – C NO3out -0,2(C BODin –C BODout)]/C NO3out

Qo: Công suất (m3/ngày)

α ≥ 0: hệ số hồi lưu nước thải đã được oxi hóa & bùn hoạt tính từ bể oxic về bể anoxicQ: lưu lượng nước thải đi vào ngăn anoxic: Q=Qo(1+α)

 α=10[80-10-10-0,2x(219,3-50)]/10 = 26,14%

 Q = Q0 (1+α) = 3000(1+0,2614)=3784,2 m3Thời gian lưu nước tại bể anoxic được tính theo công thức:

T = ¿ ¿=3,91 giờThể tích bể anoxic:

V = QT X (0,3 NO3∈ ¿ −NO3ex

Trong đó: NO3ex :1-2% NO3in chọn 2% NO3in

X: nồng độ bùn hoạt tính trong bể anoxic chọn 3000 mg/l

Công suất mỗi máy khuấy turbine chìm cho bể Anoxic là:

Ống dẫn nước thải từ Anoxic sang bể Oxic

Chọn 1 ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC có đường kính 300 mm

Kiểm tra lại vận tốc nước:v = 4 Q