Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt kí túc xá trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA: HÓA HỌC ĐỒN THỊ MINH TRANG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT KÍ TÚC XÁ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa Cơng nghệ mơi trƣờng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS LÊ CAO KHẢI HÀ NỘI - 2012 Đoàn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -1- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu 4 Phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Sơ lƣợc khu kí túc xá trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 1.2 Tổng quan nƣớc thải sinh hoạt Kí túc xá 1.2.1 Phân loại nước thải Kí túc xá 1.2.2 Thành phần nước thải Kí túc xá trường ĐHSP Hà Nội 1.2.3 Tính chất nước thải sinh hoạt 13 1.2.4 Theo dõi lượng nước tiêu thụ Kí túc xá 14 1.2.5 Theo dõi lượng nước thải Kí túc xá 14 1.3 Một số cơng nghệ điển hình ứng dụng xử lý nƣớc thải sinh hoạt 15 1.3.1 Công nghệ Johkasou 15 1.3.2 Công nghệ AQUAmax 15 1.3.3 Cơng nghệ bùn hoạt tính kết hợp màng vi sinh MBR 17 1.3.4 Công nghệ USBF 19 1.4 Tình hình xử lý nƣớc thải sinh hoạt Kí túc xá trƣờng ĐHSP Hà Nội 21 CHƢƠNG 22 CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 22 2.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 22 2.1.1 Địa điểm thiết kế 22 2.1.2 Thông số chất lượng nước thải đầu vào 22 2.1.3 Lưu lượng nước thải sinh hoạt tính tốn 24 2.1.4 Mức độ cần thiết xử lý nước thải 25 2.2 Lựa chọn công nghệ xử lý 26 2.3 Dây chuyền công nghệ thuyết minh công nghệ 27 CHƢƠNG 33 TÍNH TỐN CÁC HẠNG MỤC CHÍNH TRONG HỆ THỐNG 33 3.1 Song chắn rác 33 3.2 Hầm gom nƣớc thải 39 3.3 Bể lắng cát thổi khí 41 3.4 Sân phơi cát 47 3.5 Bể lắng đứng đợt 48 3.6 Bể Aeroten 53 3.7 Bể lắng đứng đợt 62 3.8 Bể tiếp xúc – Khử trùng 66 3.9 Sân phơi bùn 70 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Đoàn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -2- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nước tài nguyên quý người Mọi hoạt động sản xuất sinh hoạt cần dùng đến nước Nền kinh tế phát triển nhu cầu người tăng cao Chính mà hàng ngày lượng nước lớn tiêu thụ đồng thời ngần lượng nước thải thải mơi trường mơi trường nước bị ô nhiễm nghiêm trọng đặc biệt thành phố lớn: Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Đà Nẵng Nước thải sinh hoạt thường chiếm 80% tổng số nước thải thành phố ngun nhân gây lên tình trạng ô nhiễm nước vấn đề có xu hướng ngày xấu Cùng với q trình thị hóa Việt Nam diễn nhanh sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng đặc biệt hệ thống xử lý nước thải vô thô sơ (hoặc chưa có), doanh nghiệp có số có hệ thống xử lý nước thải Theo tính tốn có khoảng 2% lượng nước thải sinh hoạt xử lý đạt tiêu chuẩn trước xả vào nguồn tiếp nhận Qua cho thấy, phần lớn nước thải sinh hoạt 87 triệu dân Việt Nam thải thẳng môi trường Từ mơi trường bị nhiễm nặng nề: hệ sinh thái nước bị phá hủy nghiêm trọng, dịng sơng trở thành dịng sơng chết, số hồ khơng cịn lồi động thực vật phổ biến sống sót làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, đời sống nhân dân, ảnh hưởng đến sản xuất mĩ quan thị Nếu tình trạng cịn tiếp diễn người cịn phải gánh chịu hậu khôn lường ô nhiễm nguồn nước vấn đề nghiêm trọng mà Việt Nam phải đối mặt Chính việc xây dựng hệ thống thoát nước trạm xử lý nước thải cho khu dân cư cần thiết Là sinh viên tơi cảm thấy phải làm việc góp phần làm giảm thiểu nỗi lo lắng chung tồn xã hội nơi học Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -3- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp tập sinh sống nên chọn đề tài: “Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt Kí túc xá trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2” với mục tiêu làm cho trường Đại học Sư phạm Hà Nội ngày xanh, sạch, đẹp Mục đích nghiên cứu Thiết kế hạng mục hệ thống XLNT sinh hoạt Kí túc xá trường Đại học Sư phạm Hà Nội Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định thông số đầu vào hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt yêu cầu đầu - Lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp với thơng số chất lượng nước thải đầu vào *Sơ đồ dây chuyền công nghệ *Thuyết minh cơng nghệ: Phân tích lựa chọn hạng mục cơng trình - Tính tốn thiết kế hạng mục cơng trình *Tính tốn thiết kế hạng mục *Trình bày mặt bố trí hạng mục Phạm vi nghiên cứu Địa điểm: Khu kí túc xá khu Trung tâm quốc phòng trường Đại học Sư phạm Hà Nội Phƣơng pháp nghiên cứu Áp dụng tiêu chuẩn quy chuẩn Việt Nam nước thải sinh hoạt dựa cơng thức tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tác giả nước giới Các phương pháp: + Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu: Thu thập tài liệu lý thuyết có liên quan, làm sở để đánh giá trạng tải lượng ô nhiễm nước thải sinh hoạt kí túc gây + Phương pháp so sánh: So sánh ưu khuyết điểm công nghệ xử lý nước thải để đưa giải pháp XLNT có hiệu Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -4- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp + Phương pháp tính tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn cơng trình đơn vị hệ thống XLNT + Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong trình thực đề tài tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn vấn đề có liên quan Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -5- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Sơ lƣợc khu kí túc xá trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội Trường ĐHSP Hà Nội đặt đường Nguyễn Văn Linh – phường Xuân Hòa - thị xã Phúc Yên - tỉnh Vĩnh Phúc Trường có 11 khoa trực thuộc với quy mô đào tạo 20000 sinh viên Từ thành lập đến sở vật chất nhà trường không ngừng nâng cao nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy đáp ứng yêu cầu học tập, nghiên cứu sinh viên thời kì Hình 1.1: Tổng quan trƣờng ĐHSP Hà Nội ( Nguồn: Goongle Map Wikimapia) - Nhà trường có: + giảng đường tịa nhà: A, B, C, D, E Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -6- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp + Tòa nhà tầng - thư viện trường có trang bị đầy đủ trang thiết bị, tài liệu phục vụ cho công tác giảng dạy giảng viên nghiên cứu khoa học cho sinh viên + Trung tâm giáo dục quốc phòng, sân rèn luyện thể dục + Ngồi nhà trường cịn có nhiều khu tập thể giáo viên kí túc xá sinh viên Các khu kí túc xá sinh viên trường gồm có khu: khu nhà 12, khu nhà 14, khu nhà S Trong khu nhà 12 khu nhà 14 xây dựng từ lâu, khu S xây dựng đại với cơng trình khép kín cơng trình nước Trong giới hạn khóa luận tơi tập trung vào nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà S Khu kí túc cịn có tịa nhà xây dựng dở nên tơi tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt chung cho khu kí túc tương lai Hình 1.2: Tồn cảnh khu kí túc xá S trƣờng ĐHSP Hà Nội ( Nguồn: Goongle Map Wikimapia) - Khu nhà S bao gồm: + Khu kí túc xá sinh viên: gồm tòa nhà S1, S2 Mỗi tịa nhà có tầng (mỗi tầng có 12 phịng) xây dựng từ năm 2006 Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -7- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp + Khu kí túc quốc phòng trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2: gồm tòa nhà S3 xây dựng giống tòa nhà S1, S2 tịa nhà S4 có tầng (mỗi tầng có 38 phịng) đưa vào sử dụng Mỗi phịng có từ - 10 sinh viên, phịng có nhà vệ sinh riêng + Ngồi khn viên kí túc xá cịn có căng tin nhà ăn tập thể cho sinh viên quốc phịng + Số sinh viên dự tính: 3500 sinh viên 1.2 Tổng quan nƣớc thải sinh hoạt Kí túc xá Nước thải kí túc xá chủ yếu nước sau dùng cho mục đích: ăn uống, tắm, rửa, giặt giũ, vệ sinh nơi ở… sinh viên Như nước thải kí túc xá hình thành q trình sinh hoạt sinh viên Ngoài nước thải từ nhà vệ sinh, nước thải từ căng tin nước thải từ nhà ăn quốc phòng hòa với nước mưa theo đường cống bố trí xung quanh tòa nhà đổ chung vào hệ thống nước thải thị trấn dẫn trực tiếp sông Cà Lồ Lượng nước thải phụ thuộc vào số sinh viên, vào tiêu chuẩn cấp nước đặc điểm hệ thống thoát nước Mức độ xử lý nước thải phụ thuộc vào nồng độ bẩn chất thải, khả pha loãng nước thải với nước nguồn yêu cầu mặt vệ sinh khả tự làm nguồn nước 1.2.1 Phân loại nước thải Kí túc xá - Nước thải Kí túc xá bao gồm loại: + Nước đen: nước thải nhiễm bẩn chất tiết sinh viên từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn chất gây ô nhiễm Trong nước thải chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh dễ gây mùi hôi thối Hàm lượng chất hữu (BOD) chất dinh dưỡng N, P cao Loại nước thải thường gây nguy hại đến sức khỏe dễ làm nhiễm bẩn nguồn nước mặt + Nước xám: nước thải nhiễm bẩn phát sinh từ trình: tắm, rửa, giặt giũ sinh viên với thành phần chất ô nhiễm không đáng kể Loại nước thải chứa chủ yếu chất lơ lửng chất tẩy rửa nồng độ Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -8- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp chất hữu lại thấp khó bị phân hủy sinh học Trong loại nước thải chứa nhiều tạp chất vơ Tóm lại, nước thải sinh hoạt nói chung nước thải kí túc xá nói riêng chứa nhiều chất hữu dễ bị phân hủy sinh học Ngồi cịn có thành phần vơ cơ, vi sinh vật vi trùng gây bệnh nguy hiểm Thành phần nhiễm đặc trưng cho nước thải sinh hoạt là: BOD5, COD, Nitơ, Phốt Ở nước ta tiêu chuẩn TCXD 51 – 84 quy định lượng chất bẩn tính cho người dân xả vào hệ thống thoát nước ngày theo bảng sau đây: Bảng 1.1: Lượng chất bẩn người ngày xả vào hệ thống thoát nước (theo quy định TCXD 51 - 84) Các chất Giá trị (g/ng.đ) Chất lơ lửng (SS) 50 - 55 BOD5 25 - 30 Chất hoạt động bề mặt 2,0 – 2,5 Phốt phát (P2O5) Nitơ amoni (N - NH4+) Clorua (Cl-) 10 1.2.2 Thành phần nước thải Kí túc xá trường ĐHSP Hà Nội Thành phần nước thải sinh hoạt Kí túc gồm: 1.2.2.1 Thành phần hóa học + Chất hữu chứa nước thải KTX chiếm 50 – 60% tổng chất gồm chất hữu thực vật: Cặn bã thực vật, giấy, rau, quả…và chất hữu động vật chất thải tiết người… Các chất hữu nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là: protein (40 - 50%); hyđrat cacbon (25 - 50%) gồm tinh bột, đường, xenlulo; chất béo, dầu mỡ (10%) Nồng độ chất hữu nước thải dao động khoảng 150 450% mg/l theo trọng lượng khơ Chất hữu khó phân hủy sinh học chiếm tỉ lệ 20 - 40% nước thải sinh hoạt KTX Nồng độ chất hữu thường Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học -9- Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp đo tiêu BOD COD Bên cạnh chất nước thải Kí túc xá cịn chứa liên kết hữu tổng hợp: chất hoạt động bề mặt điển hình chất tẩy rửa tổng hợp (Alkyl bezen sunfonat - ABS) khó xử lý phương pháp sinh học + Các chất vô nước thải chiếm 40 – 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, axit bazơ vơ cơ, dầu khống… Nước thải cịn chứa hợp chất hóa học dạng vô sắt, magie, canxi, silic, photpho, nitơ… Nước thải vừa xả thường có tính kiềm, trở nên có tính axit thối rữa 1.2.2.2 Thành phần vi sinh vật Trong nước thải cịn có mặt nhiều dạng vi sinh vật Ví dụ: trứng giun sán, vi rút, vi khuẩn, rong , tảo…Trong số dạng vi sinh vật có vi trùng gây bệnh: lỵ, thương hàn… có khả gây thành dịch bệnh Về thành phần hóa học loại vi sinh vật thuộc nhóm chất hữu Bảng 1.2 Loại số lƣợng vi sinh vật nƣớc thải sinh hoạt Sinh vật Số lƣợng cá thể/ml Tổng coliform 105 - 106 Fecal coliform 104 - 105 Fecal streptococci 105 - 104 Enterococci 102 - 103 Shigella Hiện diện Salmonella 100 - 102 Pseudomonas aeroginosa 101 - 102 Clostrium perfringens 101 - 103 Mycobacterium tuberculosis Hiện diện Cyst nguyên sinh động vật 101 - 103 Cyst Cryptosporium 10-1 - 101 Trứng ký sinh trùng 10-2 - 101 Vi rút đường ruột 101 - 102 Đoàn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 10 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.9 Sơ đồ bể lắng đợt Tính tốn bể lắng đứng gồm nội dung sau: Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm bể lắng đợt tính theo cơng thức: f Qms ax Vtt 0, 01111 0,37(m ) 0, 03 Trong đó: Qmax : Lưu lượng tính tốn lớn nhất, Qsmax = 0,01111 (m3/s) Vtt : Tốc độ chuyển động nước thải ống trung tâm, lấy không lớn 30 mm/s hay 0,03 m/s (Điều 6.5.9 TCXD – 51 – 84) Diện tích ướt bể lắng đứng mặt tính theo cơng thức: F Qms ax V 0, 01111 18,5(m2 ) 0, 0006 Trong đó: V : Tốc độ chuyển động nước thải bể lắng đứng đợt 2, V = 0,6 mm/s (Điều 6.5.6 TCXD – 51 – 84) Tổng diện tích bể là: FT F f 18,5 0,37 18,87( m2 ) Đoàn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 63 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Đường kính bể tính theo cơng thức: D FT 18,87 3,14 4,9(m) Chọn đường kính bể D = (m) Đường kính ống trung tâm tính theo cơng thức: f d 0,37 3,14 0,68( m) Chiều cao tính tốn vùng lắng bể lắng đứng tính theo cơng thức: hl = v t 0, 0006 3600 4,32(m) Trong đó: t : thời gian lắng, t = (h) hn h2 h3 ( D dn ) tg ( 0,5 ) tg 50 2,7 (m) Trong đó: h2 : Chiều cao lớp nước trung hòa (m) h3 : Chiều cao giả định lớp cặn lắng bể (m) D : Đường kính bể lắng, D = (m) dn : Đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, lấy dn = 0,5 (m) α = góc nghiêng đáy bể lắng so với phương ngang, lấy không nhỏ 500 (Điều 6.5.9 TCXD – 51 – 84), chọn α = 500 Chiều cao ống trung tâm lấy chiều cao tính tốn vùng lắng: htt = hl = 4,32 (m) Đoàn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 64 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Đường kính miệng loe ống trung tâm lấy chiều cao phần ống loe 1,35 đường kính ống trung tâm: dl hl 1,35 d 1,35 0, 68 0,92( m) Đường kính chắn lấy 1,3 lần đường kính miệng loe: dc 1,3 dl 1,3 0,92 1,1( m) Góc nghiêng bề mặt chắn so với mặt phẳng ngang lấy 170 Khoảng cách mép miệng loe đến mép bề mặt chăn theo mặt phẳng qua trục tính theo cơng thức: L vk Qms ax (D dn ) 0, 01111 0, 02 3,14 (5 0, 4) 0,13(m) Trong đó: vk : Tốc độ dòng nước chảy qua khe miệng loe ống trung tâm bề mặt chắn, vk ≤ 20 mm/s Chọn vk = 20mm/s = 0,02 (m/s) Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng là: H = hl + hn + hbv = 4,32 + 2,7 + 0,3 = 7,32 (m) Trong đó: hbv : Là chiều cao bảo vệ từ mực nước đến thành, hbv = 0,3 (m) Máng thu nước đặt vịng trịn có đường kính 0,9 đường kính bể: D1 = 0,9  D = 0,9  = 4,5 (m) Hàm lượng tích lũy qua hai ngày bể lắng đợt tính theo cơng thức: W G N 100 T (100 P) 1000 1000 28 3500 100 (100 96) 1000 1000 2, 45(m3 ) Trong đó: Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 65 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp G : Lượng màng vi sinh vật bể lắng đợt sau bể Aeroten lấy 28 g/ng.đ Với độ ẩm P = 96% N : Số sinh viên, N = 3500 (người) T : Thời gian tích lũy cặn T = (ngày) Màng vi sinh sau lắng đọng đáy bể lắng đợt 2, phần dẫn bể tái sinh dẫn bể xử lý sinh học để bổ sung thêm bùn hoạt tính cho q trình oxy hóa chất hữu Phần cịn lại dẫn đến cơng trình xử lý cặn Bảng 3.8: Tóm tắt thơng số thiết kế bể lắng đợt Tên thông số STT Đơn vị Giá trị Đường kính bể (D) m Chiều cao (H) m 7,32 Thời gian nước lưu (t) h Chiều dày tường BTCT (δ) m 0,2 3.8 Bể tiếp xúc – Khử trùng Nước thải sau xử lý phương pháp sinh học chứa khoảng 10 – 106 vi khuẩn ml Hầu hết loại vi khuẩn có nước thải khơng phải vi trùng gây bệnh, không loại trừ khả tồn vài vi khuẩn gây bệnh Nếu xả nước thải nguồn nước mặt khả lan truyền bệnh lớn, phải có biện pháp tiệt trùng nước trước xả nguồn tiếp nhận Bể tiếp xúc nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm mà chưa thể khử bỏ cơng trình xử lý phía trước Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 66 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Nhiệm vụ bể tiếp xúc nhằm thực trình tiếp xúc chất khử trùng với nước thải Dựa vào công suất trạm ta sử dụng bể tiếp xúc kiểu ly tâm Cơng trình chọn Clorua vôi sử dụng việc khử trùng nước bể tiếp xúc ly tâm ống dẫn n-ớc vào phễu phân phối n-ớc máng thu n-íc m-¬ng dÉn n-íc Hình 3.10 Sơ đồ bể tiếp xúc ly tâm * Tính tốn kích thước thùng hịa trộn, thùng hịa tan Theo tiêu chuẩn thiết kế (Điều 6.20.1 – TCXD – 51 - 84) nước thải sau xử lý phải khử trùng trước thải vào nguồn nước Phản ứng thủy phân Clorua vôi xảy sau: 2CaOCl2 + 2H2O ƒ CaCl2 + Ca(OH)2 + 2HOCl HOCl lại phân ly thành axit clohidric oxy tự HOCl ƒ HCl + O HCl, O chất oxy hóa mạnh có khả tiêu diệt vi trùng Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải tính theo cơng thức: Gmax a Q 1000 Trong đó: Q: Lưu lượng nước cần khử trùng a: Liều lượng Clo hoạt tính (g/m3) sử dụng Đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn ta lấy a = g/m3 (Điều 6.20.3 – 205TCN51 – 84) Đoàn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 67 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Ứng với lưu lượng đặc trưng max, tb, ta có lượng Clo hoạt tính cần thiết sau: a Qmh ax 1000 Gmax h a Qmin 1000 Gmin Gtb a Qtbh 1000 40 1000 14, 75 1000 25 1000 0,12(m2 / h) 0, 04425(m3 / h) 0, 075(m3 / h) Dung tích hữu ích thùng hịa trộn tính theo cơng thức: W a QTb.ngd 100 100 1000 1000 b p n 600 100 100 ≈ 0,2(m3) 1000 1000 2,5 20 Trong đó: Qtb.ngđ : Lưu lượng trung bình ngày đêm, Qtb.ngđ = 600 (m3/ngđ) b : Nồng độ dung dịch Clorua vôi, b = 2,5% p : Hàm lượng Clo hoạt tính Clorua vơi, p = 20% n : Số lần pha trộn Clorua vôi ngày đêm, n = † phụ thuộc vào công suất Chọn n = Thể tích tổng cộng thùng hịa tan tính thể tích phần lắng: Wtc = 1,15 W 1,15 0,2 0,23 (m3) Chọn loại thùng nhựa có dung tích 250 l có bán sẵn thị trường (D = 0,6 m; H = 1,2 m) để làm thùng hòa tan Số lượng thùng Thể tích thùng hịa trộn lấy 40% thể tích thùng hòa tan: Wtr = 0,4 W 0,4 0,23 0,092 (m ) Chiều cao hữu ích thùng hịa trộn lấy 0,25 m diện tích thùng hòa trộn bề mặt là: 0,092/0,25 = 0,36 (m2) Thùng hịa trộn có dạng hình trịn mặt với đường kính 0,64 m bố trí thùng hịa tan để tháo hết dung dịch trộn xuống thùng hịa tan Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 68 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Dung dịch Clorua vơi hịa tan bơm định lượng đưa tới máng trộn vào nước thải trước vào bể tiếp xúc Lượng dung dịch Clorua vôi 2,5% lớn cung cấp qua bơm định lượng tính theo cơng thức: qmax Gmax 100 100 b p 0,12 100 100 2,5 20 24(l / h) 0, 4(l / phút) Bơm định lượng hóa chất chọn có dãy thang điều chỉnh lưu lượng khoảng 0,1 † 0,7 (l/phút) số máy bơm chọn (trong bơm cơng tác, bơm dự phịng) Tất thiết bị sử dụng cho việc khử trùng nước thải (thùng hịa trộn, thùng hịa tan, bơm định lượng hóa chất ) đặt phòng chuyên dụng Trong trạm Clo cịn bố trí kho chứa Clorua vôi, hệ thống cấp nước, đèn chiếu sáng Clo châm đường ống trước sang bể tiếp xúc Ngăn tiếp xúc khử trùng thiết kế kết hợp để thỏa mãn yêu cầu: - Hóa chất nước thải tiếp xúc đồng - Clo hoạt tính phản ứng khử trùng nước thải Thể tích bể xác định theo công thức sau: V = Qmax ttx = 40 3 20 = 13,33 (m ) Chọn V = 13,6 (m ) 60 Trong đó: V : Thể tích bể (m3) + Qmax : Lưu lượng nước thải qua bể m3/h Qmax = 40 (m3/h) ttx : Thời gian nước lưu bể từ ttx = 10 † 30 phút, chọn ttx= 20 (phút) Kích thước bể tiếp xúc là: L B H = 1,7 (m) Để đảm bảo cho tiếp xúc hóa chất nước thải đồng đều, bể tiếp xúc khử trùng ta xây thêm vách ngăn để tạo khuấy trộn ngăn Bên đặt ba vách ngăn, chia làm ngăn Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 69 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Diện tích ngăn là: B  L =  (m) Chiều dài vách ngăn m, thông ngăn là: 1(m) Bể xây bê tơng cốt thép có chiều dày ∂ = 200 (mm) Bảng 3.9: Tóm tắt thông số thiết kế bể tiếp xúc – khử trùng Tên thông số STT Đơn vị Giá trị Chiều dài (L) m Chiều rộng (B) m 2 Chiều cao (H) m 1,7 Thời gian nước lưu (t) h 20 Chiều dày tường BTCT (δ) m 0,2 3.9 Sân phơi bùn Lượng cặn dẫn tới sân phơi bùn bao gồm lượng cặn tươi từ bể lắng đợt bể lắng đợt Hình 3.11 Sơ đồ sân phơi bùn Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 70 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bờ ngăn; Đường đi; Máng xả bùn; Giếng thu nước; Ống thu nước; Miệng xả bùn; Đường xuống * Lượng cặn từ bể lắng đợt 1: W1 Ctc Q E K 100 P 1000 1000 253,5 600 65 1.2 100 95 1000 1000 2,37 (m3/ng.đ) Trong đó: Ctc : Hàm lượng chất lơ lửng nước thải dẫn đến bể lắng 1, Ctc = 253,5 mg/l Q : Lưu lượng trung bình ngày đêm hỗn hợp nước thải Qtb = 600 m3/ng.đ E : Hiệu suất lắng có làm thoáng sơ bộ, E = 65% K : Hệ số tính đến khả tăng lượng cặn có cỡ hạt lơ lửng lớn, K = 1,1 – 1,2 Chọn K = 1,2 P : Độ ẩm cặn tươi, P = 95% * Lượng cặn từ bể lắng đợt 2: W2 a Q 1000 0,05 600 1000 0,03 (m /ngđ) Trong đó: a : Tiêu chuẩn bùn lắng sau qua bể lọc, a = 0,05 – 0,1 l/ng.ngđ, chọn a = 0,05 Q : lưu lượng nước thải, Q= 600 m3/ng.đ * Lượng cặn tổng cộng dẫn đến sân phơi bùn: W = W1 + W2 = 2,37 + 0,03 = 2,4 (m3/ngđ) * Diện tích hữu ích sân phơi bùn: Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 71 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp W 365 qo n F1 2, 365 3 97,3 (m ) Trong đó: qo : Tải trọng cặn lên sân phơi bùn, qo = (m3/m2 năm) n : Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, n = Chọn kích thước sân phơi bùn 10  10 (m2) Vậy, tổng diện tích thực sân phơi bùn: W = 10  10 = 100 (m2) * Diện tích phụ sân phơi bùn: Đường xá, mương, máng: F2 = K  F1 = 0.25  97,3 = 24,325 (m2) K : Hệ số tính đến diện tích phụ, K = 0,2 – 0,4, chọn K = 0,25 * Diện tích tổng cộng sân phơi bùn: F = F1 + F2 = 97,3 + 24,325 = 121,625 (m2 ) * Lượng bùn phơi từ độ ẩm 96% đến độ ẩm 75% năm là: WP W 365 100 P1 100 P2 2, 365 100 96 140,16 (m ) 100 75 Trong đó: P1 : Độ ẩm trung bình cặn lên men, P1 = 96% P2 : Độ ẩm sau phơi, P2 = 75% * Chu kỳ xả bùn vào sân phơi bùn dao động từ 20 – 30 (ngày) Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 72 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.10 Tóm tắt thơng số thiết kế sân phơi bùn STT Tên thông số Đơn vị Giá trị Chiều dài m 10 Chiều rộng m 10 Diện tích phụ m2 24,325 Lượng bùn phơi năm m3 140,16 Đoàn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 73 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua q trình làm khóa luận với đề tài: “ Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Kí túc xá trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2”, đã: + Giới thiệu tổng quan xử lý nước thải sinh hoạt + Nêu sơ sở lý thuyết lựa chọn thiết kế hệ thống xử lý nước thải + Tính tốn số hạng mục hệ thống Với sơ đồ lựa chọn dây chuyền tương đối phổ biến Tuy nhiên, thực tế triển khai từ khâu thiết xây dựng, việc tính tốn cần chi tiết Ngồi ra, điều kiện tính tốn dừng lại giả thiết khơng phải số liệu thực Quá trình lựa chọn sơ đồ công nghệ thường dựa tài liệu đánh giá ưu nhược điểm lựa chọn Chưa có tính tốn tiêu kinh tế cách cụ thể Do thời gian hạn chế, đề tài dừng lại phương pháp lựa chọn, tính tốn chưa thực trở thành thiết kế hoàn chỉnh Do vậy, xin kiến nghị người sử dụng tài liệu để thiết kế cần triển khai thêm công việc sau: - Sử dụng thông số thực tế phục vụ cho thiết kế - Tính tốn chi tiết thiết bị phụ kiện, cao trình cơng nghệ… - Lựa chọn từ – phương án Sau sử dụng mơ hình để đánh giá hiệu - Lựa chọn sơ đồ cơng nghệ dựa tính tốn kinh tế… Trong q trình lựa chọn tính tốn, số cơng thức tính tốn dựa cơng thức thực nghiệm, số công thức khác dựa chứng minh tốn học Do đó, việc tính tốn nhiều có sai sót Tơi mong nhận đóng góp tích cực từ phía thầy bạn sinh viên khác Tôi xin chân thành cảm ơn! Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 74 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Hoàng Huệ, Cấp thoát nước, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 1994 PGS.TS Hồng Huệ, KS Phan Đình Bưởi, Mạng lưới cấp nước, NXB Xây dựng, Hà Nội, 1996 PGS.TS Hoàng Văn Huê, Công nghệ môi trường – Tập 1: Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 1994 Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2001 TS Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, Cơng ty tư vấn thoát nước số 2, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2000 Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2000 Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga, Công nghệ xử lý nước thải NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2002 Trung tâm đào tạo ngành nước môi trường, Sổ tay sử lý nước – Tập 1, 2, NXB Xây dựng, Hà Nội, 1999 10 Bộ xây dựng, Tiêu chuẩn xây dựng, TCXD – 51 – 84 – Thoát nước mạng lưới bên ngồi cơng trình, TPHCM, 2003 11.Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, CEFINEA – Viện mơi trường tài ngun, 2010 12 Giáo trình cấp thoát nước, Bộ xây dựng – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, NXB Xây dựng, 1993 13 Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 75 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT KTX: Kí túc xá SS: Cặn lơ lửng BOD: Nhu cầu sinh hóa COD: Nhu cầu oxi hóa học DO: Oxi hịa tan XLNT: Xử lý nước thải TL: Tài liệu TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam 10 ng.đ: Ngày đêm 11 MLVSS: Chất rắn lơ lửng dễ bay bùn lỏng 12 BTCT: Bê tông cốt thép 13 ĐHSP: Đại học Sư phạm 14.DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH 15 16.1 Danh mục bảng 17.- Bảng 1.1 Lượng chất bẩn người ngày xả vào hệ thống thoát nước 18.- Bảng 1.2 Loại số lượng vi sinh vật nước thải sinh hoạt 19.- Bảng 1.3 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý 20.- Bảng 1.4 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt qua xử lý bể phốt 21.- Bảng 2.1 Kết phân tích nước đầu vào yêu cầu chất lượng nước sau xử lý 22.- Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật mương 23.- Bảng 3.2 Tóm tắt thơng số thiết kế mương song chắn rác 24.- Bảng 3.3 Tóm tắt thơng số thiết kế ngăn tiếp nhận Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 76 - Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 25.- Bảng 3.4 Thông số thiết kế bể lắng cát thổi khí 26.- Bảng 3.5 Tóm tắt thơng số thiết kế bể lắng cát thổi khí 27.- Bảng 3.6 Tóm tắt thống số thiết kế bể lắng đứng đợt 28.- Bảng 3.7 Tóm tắt thơng số thiết kế bể Aeroten 29.- Bảng 3.8 Tóm tắt thống số thiết kế bể lắng đợt 30.- Bảng 3.9 Tóm tắt thơng số thiết kế bể tiếp xúc – khử trùng 31.- Bảng 3.10 Tóm tắt thơng số thiết kế sân phơi bùn 32.2 Danh mục hình 33.- Hình 1.1 Tổng quan trường ĐHSP Hà Nội 34.- Hình 1.2 Tồn cảnh khu kí túc xá S trường ĐHSP Hà Nội 35.- Hình 1.3 Mơ hình mudule Johkasou điển hình 36.- Hình 1.4 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ bùn hoạt tính kết hợp màng vi sinh MBR 37.- Hình 1.5 Sơ đồ cơng nghệ USBF 38.- Hình 2.1 Sơ đồ dây chuyền trạm xử lý nước thải sinh hoạt 39.- Hình 3.1 Sơ đồ bố trí song chắn rác 40.- Hình 3.2 Sơ đồ hầm thu gom nước thải 41.- Hình 3.3 Bể lắng cát thổi khí 42.- Hình 3.4 Sơ đồ mặt sân phơi cát 43.- Hình 3.5 Sơ đồ bể lắng đứng đợt 44.- Hình 3.6 Sơ đồ bể Aeroten truyền thống 45.- Hình 3.7 Sơ đồ bể Aeroten 46.- Hình 3.8 Sơ đồ hệ thống phân phối khí bể Aeroten 47.- Hình 3.9 Sơ đồ bể lắng đợt 48.- Hình 3.10 Sơ đồ bể tiếp xúc ly tâm 49.- Hình 3.11 Sơ đồ sân phơi bùn 50.- Hình 3.12 Mặt trạm xử lý nước thải Đồn Thị Minh Trang K34B – Khoa Hóa Học - 77 - ... khu kí túc xá trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 1 .2 Tổng quan nƣớc thải sinh hoạt Kí túc xá 1 .2. 1 Phân loại nước thải Kí túc xá 1 .2. 2 Thành phần nước thải Kí túc xá trường ĐHSP Hà. .. CHỌN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 2. 1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 2. 1.1 Địa điểm thiết kế Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với công suất thiết kế 600 m3/ng.đ Kí túc xá trường ĐHSP Hà. .. hoạt Kí túc xá trƣờng ĐHSP Hà Nội Hiện trường ĐHSP Hà Nội có hệ thống cấp nước hệ thống nước mà chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Nước thải KTX trước tiên xử lý sơ bể phốt tịa nhà để