Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Sinh Học 2018 Chuyên ngành Xử Lý nước thải Sinh hoạt, quy mô 1000 hộ dân Tính toán chi tiết công nghệ xử lý, xây dựng thiết bị xử lý, kinh tế dành cho hệ thống. Xử lý nước thải đô thị, xử lý nước thải sinh hoạt nông thôn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP QCVN 14 : 2008/b t nmt Trần Quang Đôn LỜI CẢM ƠN Năm tháng qua đi, lớp lớp người kỹ sư rời xa cánh cổng Parabol Chỉ Bách khoa đó, sừng sững, hiên ngang mà đỗi tự hào " Tiếc chi em thời trai trẻ Bởi ngày đó, tuổi trẻ có Bách khoa " Từ ngày ngồi ghế phổ thơng, với niềm u thích với mơn Sinh Học ước mơ trở thành kỹ sư, Bách khoa Viện Công nghệ Sinh Học Công nghệ Thực Phẩm mục tiêu phấn đấu em suốt năm tháng Bây giờ, sau gần năm sinh viên Bách khoa, sống, học tập người bạn đam mê, giảng viên tận tâm, tận lực để đào tạo, giúp đỡ, cung cấp kiến thức cho chúng em xây dựng móng cho tương lai Với đồ án tốt nghiệp này, em hy vọng hành trang cuối cùng, giúp em vững bước vào đời, gặt hái thành cơng cho mình, góp phần phát triển q hương đất nước Để đồ án đạt kết tốt đẹp, em nhận nhiều hỗ trợ, giúp đỡ nhiều thầy cô, bạn bè Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất thầy cô, bạn bè giúp đỡ, tạo điều tiện q trình học tập tính tốn đồ án Trước hết em xin gửi tới thầy cô Viện Công nghệ Sinh Học Công nghệ Thực Phẩm lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo thầy thời gian học tập Đại học Bách Khoa, cung cấp kiến thức tích lũy qua năm học tập, đến em hồn thành đồ án Em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Thị Xuân Sâm tận tình hướng dẫn, chỉnh sửa, giúp đỡ em thời gian thực đồ án vừa qua để hồn thành đồ án trọn vẹn Em xin gửi lời cảm ơn đến GS Hồng Đình Hòa hướng dẫn, giúp đỡ em phần vẽ thiết kế xây dựng, Th.S Nguyễn Thanh Hương giúp em hoàn thành phần tính tốn kinh tế đồ án Với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế sinh viên, đồ án tránh thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức mình, sửa chữa, hồn thiện đồ án, phục vụ tốt công tác thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn! 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trần Quang Đôn QCVN 14 : 2008/b t nmt MỤC LỤC Danh mục hình có đồ án: Phần I: - Hình 1.1: Các khâu chuỗi phân hủy hợp chất có chứa Nitơ hữu 10 - Hình 1.2: Quá trình sinh dưỡng vi khuẩn hiếu khí………………………………21 - Hình 1.3: Q trình sinh dưỡng vi sinh vật yếm khí…………………………….21 - Hình 1.4: Sơ đồ ảnh hưởng hạn chế nồng độ chất đến nồng độ tăng trưởng riêng………………………………………………………………………………… 22 - Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý bể aerotank………………………………………………28 - Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý làm việc máy ép bùn băng tải……………………….38 Phần II: - Hình 2.1: Quy trình xử lý nước thải thương mại hóa……………………………… 38 - Hình 2.2: Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt đề xuất ………………………….41 Phần III: - Hình 3.1: Sơ đồ chu kì dao động nước thải……………………………………….45 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trần Quang Đôn QCVN 14 : 2008/b t nmt - Hình 3.2: Sơ đồ minh họa cách lắp đặt song chắn rác mương dẫn………………… 46 Hình 3.3: Bố trí máy vớt rác tự động……………………………………………… 47 Phần IV: - Hình 4.1: Sơ đồ minh họa phân phối lỗ song chắn rác………………………… 63 - Hình 4.2: Tổn thất áp lực qua song chắn rác………………………………………….63 - Hình 4.3: Máy vớt rác tinh………………………………………………………….… 64 - Hình 4.4: Thơng số mặt máy nén khí…………………………………………… 68 - Hình 4.5: Sơ đồ bố trí lỗ ngăn phân phối nước vào bể lắng……………………… 70 - Hình 4.6: Thiết kế ngăn chảy tràn với ống thu nước…………………………… 70 - Hình 4.7: Hình dạng, kích thước máy nén khí……………………………………… 77 - Hình 4.8: Sơ đồ thiết kế bể lắng thứ cấp……………………………………………… 79 - Hình 4.9: Sơ đồ máng trộn vách ngăn có lỗ………………………………………… 81 - Hình 4.10: Sơ đồ mặt bể khử trùng…………………………………………… 82 - Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý máy lọc ép băng tải………………………………… 82 - Danh mục bảng có đồ án: 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trần Quang Đôn QCVN Phần14I:: 2008/b t nmt - Bảng 1.1: Bảng giá trị thông số chất có nước thải sinh hoạt……………… 13 - Bảng 1.2: Giá trị thông số ô nhiễm ( C )làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt………………………………………………………… … 14 - Bảng 1.3: Giá trị hệ số K ứng với loại hình sở dịch vụ, sở công cộng chung cư…………………………………………………………………………………… 15 - Bảng 1.4: Hệ số khơng điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải………………… 15 - Bảng 1.5: Giá trị đặc trưng hệ số động học q trình xử lý nước thải thị, bỏ qua ảnh hưởng chất đặc biệt………………………………………… 31 - Bảng 1.6: Giá trị ρ mg BOD20/ gram bùn họa tính đói với bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh……………………………………………………………… 31 Phần II: - Bảng 2.1: Thơng số đầu vào nước thải sinh hoạt xử lý theo quy trình cơng ty CNMT Tồn Á…………………………………………………………………… 38 - Bảng 2.2: Thông số đầu vào nước thải sinh hoạt………………………………… 40 Phần III: - Bảng 3.1: Thông số nước thải đầu vào……………………………………………… 41 - Bảng 3.2: Chu kì gom bể điều hòa……………………………………………… 45 - Bảng 3.3: Lưu lượng nước thải chảy…………………………………………………45 - Bảng 3.4: Thay đổi thông số nước thải qua song chắn rác…………………….48 - Bảng 3.5: Thông số nước thải qua bể điều hòa & thơng số cơng nghệ bể điều hòa 49 - Bảng 3.6: Thông số nước thải sau bể lắng sơ cấp……………………………….51 - Bảng 3.7: Thông số công nghệ bể Aerotank…………………………………… 56 - Bảng 3.8: Thông số công nghệ bể lắng thứ cấp……………………………………… 59 - Bảng 3.9: Thông số công nghệ bể khử trùng…………………………………… 60 - Bảng 3.10: Thông số bể gom bùn ban đầu………………………………………….… 61 Phần IV: - Bảng 4.1: Thông số mương dẫn nước thải……………………………………….…… 62 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trần Quang Đôn QCVN 14 : 2008/b t4.2: nmt - Bảng Thông số xây dựng song chắn rác………………………………………….64 - Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật máy vớt rác tinh…………………… ………………… 64 - Bảng 4.4: Thơng số xây dựng bể điều hòa…………………………………………… 68 - Bảng 4.5: Thông số xây dựng bể lắng sơ cấp…………………………………… 73 - Bảng 4.6: Thơng số kích thước bể Aerotank…………………………….…………… 73 - Bảng 4.7: Thông số hệ thống sục khí bể Aerotank…………………… …………… 78 - Bảng 4.8: Thông số xây dựng bể lắng thứ cấp……………………………………… 79 - Bảng 4.9: Thông số làm việc máy ép bùn băng tải……………………………….83 Phần V: - Bảng 5.1: Thể tích bê tông sử dụng bể…………………………………… ….85 - Bảng 5.2: Thống kê giá xây dựng chi tiết hệ thống xử lý nước thải (đơn vị VNĐ)….86 - Bảng 5.3: Chi phí tiền điện cho hệ thống…………………………………………… 88 - Bảng 5.4: Tổng chi phí vận hành hệ thống năm……………………………… 90 LỜI MỞ ĐẦU Quốc gia phát triển, mục tiêu mà Việt Nam nhiều nước khác hướng đến, phấn đầu để trở thành, đất nước gọi quốc gia phát triển, cần phải đất nước có kinh tế ổn định, người dân có trình độ dân trí, mức sống cao, số thu nhập cao, số dân sinh, xã hội, số phát triển người thuộc loại cao Để đạt đến mục tiêu ấy, Việt Nam phấn đấu, cải thiện kinh tế, công nghiệp, dịch vụ, nhiều quốc gia phát triển khác, vấn đề môi trường chưa quan tâm mức thường xuyên bị bỏ ngỏ Rất nhiều vụ bê bối môi trường bị phát hiện, dường người dân chưa nhận thức hết tác hại ô nhiễm môi trường với sống Trong vấn đề mơi trường phổ biến nay, rác thải nước thải hai vấn đề khó giải nhà môi trường Hoạt động sinh hoạt sản xuất người dân chắn sinh rác thải nước thải, tất yếu 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trần Quang Đôn QCVN 14 t nmt có: 2008/b sản xuất có phát triển Vì đặt vấn đề cần phải giải triệt để rác thải nước thải sinh từ trình sinh hoạt sản xuất người dân nhằm hạn chế tối đa ô nhiễm môi trường tác động xấu đến sống người Ô nhiễm nước thải vấn đề đáng quan tâm nay, tất người biết, Việt Nam nước sản xuất nông nghiệp chủ yếu, với mạng lưới kênh rạch, ao hồ, sơng suối lớn, phục vụ cho nhu cầu sống sản xuất người dân Nước thải, đặc biệt nước thải sinh hoạt tác nhân chủ yếu gây ô nhiễm nguồn nước quan trọng Nước thải sinh hoạt vấn đề quan trọng khu dân cư, quốc gia phát triển Hiện nay, thành phố, đô thị lớn Hà Nội, Hải Phòng, Nha Trang, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh, … hệ thống cống rãnh nước tình trạng thơ sơ, khơng quy hoạch hợp lý không theo kịp đà phát triển dân số tăng nhanh Việc giải xử lý nước thải thực thực cách Nước thải sau qua mạng lưới cống rãnh chảy thẳng sông rạch, sau đổ biển không qua giai đoạn xử lý Thêm nữa, hầu hết sở sản xuất nhỏ lẻ, làng nghề truyền thống hồn tồn khơng có hệ thống xử lý nước thải, tình trạng nhiễm nguồn nước ngày trầm trọng, nhiều sông trở thành sông chết, nhiều hồ, đầm, ao ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn đến sống người dân, cảnh quan thiên nhiên đô thị Nếu tình trạng khơng chấm dứt cải thiện nguồn nước mặt dọc theo bờ biển Việt Nam khơng sử dụng tương lai khơng xa Vì vậy, vấn đề cấp thiết đặt cho đô thị lớn xử lý nước thải sinh hoạt hộ dân cư, nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường, phòng chống dịch bệnh, tạo cảnh quan đô thị xanh đẹp, hướng đến đất nước xanh, sạch, đẹp Vì vậy, với vấn đề cấp thiết trên, em thực đồ án với mục tiêu: “Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho địa bàn với quy mô 1000 hộ dân cư” với hy vọng tạo module chuẩn, ứng dụng rộng rãi nhiều địa phương, góp phần giải trạng nhiễm nguồn nước thành phố khu đô thị, cải thiện tình trạng nhiễm mơi trường 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trần Quang Đôn QCVN 14 : 2008/b t nmt PHẦN I: TỔNG QUAN Đặc điểm nguồn thải nước thải sinh hoạt Nước thải định nghĩa nước qua sử dụng vào mục đích như: sinh hoạt, dịch vụ, tưới tiêu, thủy lợi, chế biến cơng nghiệp, chăn ni, xí nghiệp… khơng có khả sử dụng trực tiếp cho hoạt động người Thông thường nước thải phân theo nguồn phát sinh chúng: - Nước thải sinh hoạt :nước thải từ khu dân cư,hộ gia đình ,bệnh viện Nước thải cơng nghiệp :là nước thải từ xí nghiệp xản suất cơng nghiệp,thủ công giao thông vận tải Nước thải tự nhiên :nước mưa,ở thành phố đại chúng gom theo hệ thống nước riêng Nước thải thị :là chất lỏng hệ thống cống thoát thành phố hỗn hợp loại nước Nước thải sinh hoạt: (hay nước thải khu dân cư) bao gồm nước sau sử dụng từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, quan, khu vui chơi giải trí, Đặc điểm nước thải sinh hoạt có hàm lượng lớn chất hữu dễ bị phân hủy ( hidratcacbon, protein, lipid) chất vô sinh dưỡng ( P N), với vi khuẩn ( có vi sinh vật gây bệnh), trứng giun sán,v v Hàm lượng chất gây ô nhiễm nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng, hệ thống tiếp nhận nước thải Để đánh giá cách xác lượng 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trần Quang Đôn QCVN chất14ô: 2008/b nhiễm,t nmt cần phải khảo sát đặc điểm nước thải vùng dân cư, đô thị, nông thôn, miền núi, đồng bằng,… Để cơng việc tính tốn dễ dàng hơn, theo thống kê Tổng cục thống kê, số lượng nước dùng cho người ngày khoảng 100150lít, kể chuồng trại chăn ni khoảng 250 lít/người/ngày vung nơng thơn, vùng thị, lượng nước sử dụng trung bình người / ngày khoảng 200 lít 1.1 Các chất gây nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt: 1.1.1 Các chất hữu cơ: Các chất hữu có nước thải sinh hoạt chia làm loại chính: chất hữu dễ bị phân hủy chất khó bị phân hủy Các chất hữu dễ bị phân hủy bao gồm: hợp chất protein, hydratcarbon, chất béo nguồn gốc động thực vật Trong nước thải sinh hoạt nhiễm có khoảng 40-60% protein, 25-50% hydratcarbon, 10% chất béo, làm suy giảm DO, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp sinh hoạt Các chất hữu khó phân hủy: chất hữu có vòng thơm, hợp chất đa vòng dị vòng, chủ yếu xuất phát từ hóa chất q trình sinh hoạt sản xuất sở sản xuất, cửa hàng nhỏ lẻ liên quan đến hóa chất, dầu mỡ Ngồi nước thải sinh hoạt có hợp chất clo hữu cơ, photpho hữu cơ,… chủ yếu có hóa chất tổng hợp sử dụng sống sinh hoạt thường ngày 1.1.2 Các chất tẩy rửa xà phòng Xà phòng hệ thống nước thải làm thay đổi pH nước, với khả tạo váng bọt làm giảm DO, có khả sát khuẩn, nồng độ định có khả kìm hãm phát triển vi sinh vật nước thải Các chất tẩy rửa tổng hợp có khả làm cao, đồng thời khơng tạo muối khơng hòa tan xà phòng gặp nước cứng, chất có hoạt tính bề mặt cao, hòa tan tốt nước, có sức căng bề mặt nhỏ Các chất tẩy rửa vào nước thải làm tạo khối bọt lớn vừa gây cảm giác khó chịu vừa làm giảm khả khuếch tán khí vào nước Bản thân chất tẩy rửa có độc tính với người động vật nước gây ô nhiễm nước làm giảm chất lượng nước Ngồi làm thực phẩm nước phát triển Khi polyphotphat phân hủy nước tạo thành ion dạng photphat làm nguồn dinh dưỡng cho loài động vật thủy sinh bậc thấp 1.1.3 Các chất vô 1.1.3.1 Các chất chứa nitơ (N) Trong nước hợp chất chứa nitơ có dạng tồn tại: hợp chất hữu cơ, NH 4+, dạng oxi hóa Các dạng khâu chuỗi phân hủy hợp chất có chưa nito hữu 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trần Quang Đôn QCVN 14 : 2008/b t nmt Hình 1.1: Các khâu chuỗi phân hủy hợp chất có chứa Nitơ hữu Nước chứa hầu hết hợp chất nito hữu cơ, amoniac NH 4OH chứng tỏ nước bị ô nhiễm, NH3 nước gây độc với cá sinh vật khác nước Tồn dạng NH3 NH4+ tùy thuộc vào pH nước base yếu, chất nước với P thúc đẩy trình phú dưỡng nước , nước thải sinh hoạt có nồng độ amon khoảng 10-100 mg/l Nếu nước có hợp chất N chủ yếu nitrit nước bị ô nhiễm thời gian dài Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất NO3- chứng tỏ trình phân hủy kết thúc, nitrat dễ bị khử thành N 2O, NO, nito phân tử tác khỏi nước bay vào khơng khí, nitrat nước cao gây ngộ độc cho người Nitrat sản phẩm cuối trình phân hủy hợp chất hữu chứa N có chất thải người sinh vật, nước tự nhiên, nồng độ nitrat khoảng