ĐỒ ÁN QUẢN LÝ DỰ ÁN - HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Số hình vẽ Hình 1.1 10 Hình 2.1 Tên hình vẽ Sơ đồ nguyên tắc dây chuyền cơng nghệ trạm xử lý hồn chỉnh Sơ đồ quy trình xử lý nước thải Hinh 2.2 10 11 Song chắn rác 12 Bể lắng cát ngang 14 Bể điều hoà 14 Bể lắng ly tâm 15 Bể tiếp xúc clo 17 Bể nén bùn Máy nén bùn Sơ đồ tuần hồn bùn hoạt tính 18 19 30 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 3.8 Hình 3.2 Trang SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Số hình vẽ Bảng 1.1 Bảng 3.1 Bảng 3.2 10 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Tên hình vẽ Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nước thải Các số nước thải trước sau xử lý Thông số thuỷ lực mương dẫn từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác Thông số thiết kế song chắn rác Thông số thiết kế bể lắng cát ngang Thơng số thiết kế bể điều hồ Các thông số thiết kế bể lắng ly tâm đợt I Thông số thiết kế bể aerotank Các thông số bể nén bùn Các thông số bể tiếp xúc SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Trang 21 22 24 26 27 29 37 40 44 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển xã hội phát triển đô thị phát triển ngành công nghiệp khác Đối cơng nghiệp nước nguồn nhiên liệu khơng thể thiếu, cịn nhu cầu sinh hoạt ngày người dân lại quan trọng Bên cạnh phát triển khối lượng chất thải khác khí thải, rác thải, nước thải, ngày gia tăng làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Ở nước ta trước nước thải sinh hoạt nước thải công nghiệp thường xả trực tiếp môi trường xung quanh: sông, hồ, … (nước chứa chất ô nhiễm nhiều vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh ) làm cho nguồn nước tự nhiên ngày bị ô nhiễm ảnh hưởng khơng đến sức khỏe người hệ sinh thái Chính mà vấn đề bảo vệ môi trường sinh thái người nhiều quốc gia giới quan tâm.Ngày với phát triển văn minh nhân loại, người biết áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào đời sống nhằm phục vụ lợi ích cho nâng cao đời sống làm cho sống ngày hoàn thiện Một số đó, người biết áp dụng khoa học kỹ thuật vào việc xử lý nước thải để giảm thiểu ô nhiễm môi trường tái sử dụng nguồn nước thải sau xử lý vào mục đích khác Như tiết kiệm nguồn nước có lợi ích kinh tế Vì nhiệm vụ đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lí nước thải khu dân cư Hịa Khánh Nam với qui mơ 20000 dân Chất lượng nước thải đạt loại B” dựa sở thơng số thành phần hóa học sinh học nguồn nước thải, dựa vào tài liệu nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Do khối lượng kiến thức cịn hạn chế nên q trình hồn thành khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý thầy để viết tơi hồn chỉnh Tơi xin chân thành cảm ơn SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan nước thải 1.1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt Nước thải nước dùng sinh hoạt, sản xuất chảy qua vùng ô nhiễm Phụ thuộc vào điều kiện hình thành, nước thải chia thành nước thải sinh hoạt, nước khí nước thải cơng nghiệp Nước thải sinh hoạt nước thải bỏ sau sử dụng cho mục đích sinh hoạt cộng đồng: tắm, giặt, hồ bơi, nhà ăn, nhà vệ sinh, nước rửa sàn nhà…., chiếm 80% lượng nước cấp cho sinh hoạt Chúng phát sinh từ hộ dân cư, có lưu lượng nhỏ, bố trí địa bàn rộng, khó thu gom triệt để xếp vào loại nguồn phân tán [2] Nước thải thường không cố định lượng xả theo thời gian ngày theo mùa Lượng nước thải sinh hoạt thường tính gần dựa vào kinh nghiệm đánh giá qua quy mô khu vực sinh sống, chất lượng sống [2] 1.1.2 Tính chất nước thải [2] Nước thải sinh hoạt thường chứa tạp chất khác Các thành phần bao gồm: 52% chất hữu cơ, 48% chất vơ Ngồi ra, nước thải sinh hoạt cịn chứa nhiều loại vi sinh vật gây bệnh độc tố chúng 1.1.2.1 Tính chất vật lý Được đánh giá qua tiêu: chất rắn, độ đục, màu sắc, mùi vị, nhiệt độ, lưu - lượng Chất rắn: vơ hữu Các chất rắn trạng thái huyền phù (SS), chất rắn tan, hợp chất hữu dễ phân huỷ sinh học, hợp chất dinh dưỡng (N, P), - … Độ đục, màu sắc: nước thải thường màu xám, đục Độ đục nước chất - lơ lửng nước, vi sinh vật, bọt xà phòng, chất tẩy rửa,… Mùi: thơng thường có mùi mốc, bị nhiễm khuẩn chuyển sang mùi trứng thối - tạo thành H2S Nhiệt độ: thường cao so với nhiệt độ nguồn nước ban đầu Lưu lượng: lưu lượng nước thải ln thay đổi ngày 1.1.2.2 Tính chất hố học - Thể tính chất hợp chất hữu vô Các hợp chất hữu cơ: gây mùi khó chịu (protein, hydratcacbon) trình phân huỷ vi sinh vật; dầu mỡ không tan nước, không dễ bị phân huỷ SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông vi sinh vật gây ảnh hưởng cho q trình xử lý; chất tẩy rửa tan - nước, gây tượng bọt, giảm lượng oxy hoà tan xử lý nước thải Các hợp chất vô cơ: làm thay đổi độ pH nước thải, cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết, có chất gây độc cho vi sinh vật xử lý phương pháp sinh học 1.1.2.3 Tính chất sinh học Đề cập đến loài vi sinh vật diện nước nước thải Sự có mặt, vắng mặt hay phát triển mức chúng nguồn nước tình trạng Các thành phần sinh học gồm: vi sinh vật nước (virut, vi khuẩn, nấm), động vật nước (côn trùng, động vật ký sinh), thực vật nước (tảo, rong rêu) 1.1.3 Các tiêu chủ yếu để đánh giá nước thải [2] - Cụm tiêu định lượng chất bẩn tan, không tan: + Tổng chất rắn (TS): xác định trọng lượng khô phần cịn lại sau cho bay lít mẫu nước bếp cách thuỷ 100 – 105 oC trọng lượng không đổi (mg/l, g/l) + Chất rắn dạng huyền phù (SS): trọng lượng khô chất rắn lại giấy lọc sợi thuỷ tinh lọc lít mẫu nước qua phễu lọc Gooch sấy khô 100 – 105oC tới trọng lượng khơng đổi (mg/l, g/l) + Chất rắn hồ tan (TDS): TDS = TS – SS, (mg/l, g/l) + Chất rắn bay (VSS): lượng nung lượng chất rắn huyền phù - 550oC khoảng thời gian xác định (mg/l, % SS TS) Chỉ số vi sinh vật: có nhóm coliform, streptococci, clostridia Chúng nhóm vi sinh vật quan trọng việc đánh giá vệ sinh nguồn nước (có vi trùng gây bệnh đường ruột hay khơng) Trong đó, thường sử dụng nhóm coliform - Cụm tiêu đánh giá độ nhiễm bẩn hữu cơ: + COD: lượng oxy cần để oxy hoá chất hữu phương pháp hoá học, sử dụng rộng rãi để biểu thị hàm lượng chất hữu nước thải nước tự nhiên + BOD: lượng oxy cần thiết để vi khuẩn có nước phân huỷ chất hữu Giá trị BOD phụ thuộc vào nhiệt độ thời gian ổn nhiệt nên việc xác định BOD cần tiến hành điều kiện tiêu chuẩn, thường sử dụng BOD + DO: lượng oxy hoà tan nước cần cho sinh vật hiếu khí Nếu mơi trường nước nhiễm nặng , oxy dùng nhiều cho q trình hố sinh xuất hiện tượng thiếu oxy trầm trọng SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông + TOC: tỷ lệ khối lượng cacbon so với khối lượng hợp chất hữu Ngồi số cịn số số khác để đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải amoni, phenol, nitrat, phophat, clorua, dầu mỡ, kim loại,… 1.1.4 Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý [4] Nước thải sau xử lý đạt loại B cần có tiêu chuẩn sau: Bảng 1.1 Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nước thải STT Thông số Nhiệt độ pH Mùi Đơn vị C Giá trị giới hạn A B C 40 40 45 6-9 5.5-9 5-9 Chịu Chịu được 20 50 30 50 100 50 80 400 50 100 200 0.05 0.1 0.5 0.05 0.01 0.01 0.1 0.5 0.005 0.01 0.5 0.05 0.1 0.5 0.2 2 3 0.2 0.5 0.5 5 10 0.2 0.07 0.1 0.2 0.1 0.5 4 19 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Màu sắc, Co-Pt, pH=7 BOD5 200C COD Chất rắn lơ lửng Arsenic Mercury Lead Cadium Chromium (VI) Chromium (III) Copper Zinc Nickel Manganese Iron Tin Cyanude Phenol mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 21 Mineral oil and fat mg/l 5 10 mg/l 10 20 30 22 Animal-vegetable fat and oil 23 Chlorine residual mg/l - 24 PCBs mg/l 0,003 0,01 - SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông 25 Pesticide: organic phosphorous mg/l 0,3 26 Pesticide: organic chlorine mg/l 0,1 0,1 - 27 Sulfide mg/l 0,2 0,5 28 Fluoride mg/l 10 15 29 Chloride mg/l 500 600 1000 30 Ammonia (as N) mg/l 10 15 31 Total nitrogen mg/l 15 30 60 32 Total phosphorous mg/l 33 Coliform MPN/100ml 3000 5000 - 90% cá sống tiếp xúc 34 Bioassay liên tục với nước thải có nồng độ 100% 35 Gross α activity Bq/l 0,1 0,1 - 36 Gross β activity Bq/l 1,0 1,0 - 1.2.Các phương pháp xử lý nước thải [3] Có phương pháp xử lý nước thải: xử lý học, xử lý hoá – lý, xử lý sinh học 1.2.1 Xử lý học SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xn Đơng Mục đích: tách chất khơng hoà tan phần chất dạng keo khỏi nước thải Phương pháp loại bỏ đến 60% tạp chất khơng hồ tan có nước thải sinh hoạt giảm BOD đến 20% Xử lý học giai đoạn xử lý sơ trước cho trình xử lý sinh học - Một số cơng trình xử lý học: Song chắn rác: loại bỏ cặn bẩn có kích thước lớn hay dạng sợi giấy, rau cỏ, rác,… Người ta thường sử dụng loại song chắn rác liên hợp vừa chắn giữ vừa - nghiền rác Bể lắng cát: tách chất bẩn vơ có trọng lượng riêng lớn nhiều so với trọng - lượng riêng nước thải cát, xỉ than,… khỏi nước thải Bể điều hồ: trì ổn định dòng thải, khắc phục vấn đề vận hành dao động lưu lượng dòng nước thải gây nâng cao hiệu suất trình cuối dây chuyền xử lý Bể điều hồ có lợi ích làm tăng hiệu hệ thống sinh học hạn chế tượng tải hệ thống lưu lượng, hàm lượng chất hữu cơ, chất ức chế trình xử lý sinh học pha loãng trung hịa mức độ thích hợp cho hoạt động vi sinh vật Chất lượng nước thải sau xử lý việc cô đặc bùn đáy bể lắng thứ cấp cải thiện lưu lượng nạp chất rắn ổn định, chu kỳ làm bề mặt thiết bị lọc ổn định - Bể vớt dầu mỡ: tách tạp chất nhẹ, thường sử dụng nước thải có dầu mỡ Dầu mỡ nước thải sinh hoạt không cao nên việc vớt dầu mỡ thực hiên - bể lắng nhờ thiết bị gạt chất Bể lọc: tách chất trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ cách cho nước thai qua lớp vật liệu lọc 1.2.2 Xử lý hố – lý Mục đích: thực phản ứng hoá học để tạp chất bẩn thành chất khác dạng cặn chất hồ tan khơng độc hại hay ô nhiễm môi trường cách đưa vào nước thải chất phản ứng thích hợp Tuỳ vào điều kiện địa phương , yêu cầu vệ sinh mà phương pháp giải - pháp cuối giai đoạn xử lý sơ cho giai đoạn xử lý Các phương pháp hoá lý thường ứng dụng để xử lý nước thải: Trung hoà: phản ứng hoá học axit kiềm muối với axit có nước thải Tác nhân trung hồ thường chất có tính axit kiềm tuỳ thuộc vào loại nước thải SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Tuyển nổi: sử dụng chất hoạt động bề mặt để lôi kéo chất bẩn có - nước thải lên mặt nước loại Hấp phụ: tách chất hữu khí hồ tan khỏi dung dịch nước thải Gồm có hấp phụ vật lý, hấp phụ hoá học Thường sử dụng nước thải cần xử lý cần - đạt tiêu chuẩn cao tái sử dụng lại nước thải Ngồi cịn có phương pháp khác keo tụ, hấp thụ, trích ly, oxy hoá khử, … 1.2.3 Xử lý sinh học Mục đích: oxy hố hợp chất hữu dạng keo hồ tan có nước thải - nhờ hoạt động sống vi sinh vật Cơng trình xử lý gồm nhóm: Q trình xử lý thực điều kiện tự nhiên: cánh đồng, bãi lọc, hồ sinh học, …Quá trình xử lý diễn chậm, dựa chủ yếu vào nguồn oxy vi sinh vật có - nước đất Quá trình xử lý thực điều kiện nhân tạo: bể lọc sinh học, aerotank,… Quá trình xử lý diễn nhanh hơn, cường độ mạnh Q trình đạt mức hoàn toàn với mức giảm BOD tới 90 – 95% khơng hồn tồn với BOD giảm tới 40 – 80% 1.3.Dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải 1.3.1 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải [5] Với thành phần nước thải tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ loại chất khơng tan đến chất tan hợp chất tan nước, việc xử lý nước thải sinh hoạt loại bỏ tạp chất đó, làm nước đưa nước vào nguồn tiếp nhận đưa vào tái sử dụng Quá trình xử lý nước thải bắt đẩu từ việc tách chất rắn không tan rác, dạng huyền phù, cuối tách chất hoà tan.Việc lựa chọn cơng nghệ xử lý thích hợp thường đặc điểm loại tạp chất có nước thải Ngun tắc lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải phụ thuộc vào: - Thành phần tính chất nước thải - Mức độ cần thiết xử lý nước thải - Lưu lượng chế độ xả thải - Đặc điểm nguồn tiếp nhận SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 10 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Hàm lượng bùn tuần hoàn, mgSS/l : Xu = 10000 Hàm lượng bùn hoạt tính bể, mgMLVSS/l : X = 3200 Thời gian lưu bùn trung bình, ngày : SRT = 10 BOD5 : BODL : f = 0,68 Cặn sinh học sau bể lắng II, mg/l : 60 Trong cặn dễ phân huỷ sinh học chiếm : 65% - mgO2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxi hoá - BOD5 đầu ra, mg/l : 1,42 : 50 b) Tính kích thước bể aerotank: - Xác định nồng độ BOD5 hoà tan nước thải đầu tính theo cơng thức sau: BOD5 đầu = BOD5 hoà tan + BOD5 lượng cặn lơ lửng - Lượng cặn phân huỷ sinh học: 0,65 60 = 39 mg/l Q , So Bể aerotank Bể lắng đợt II Qc , S, Xc Qr , S, Xr Qw , X r Hình 3.2 Sơ đồ tuần hồn bùn hoạt tính Trong đó: Qr, Qc, Qw, Q: lưu lượng bồn tuần hoàn, lưu lượng nước đầu ra, lưu lượng bùn xả, lưu lượng nước đầu vào So, S: nồng độ chất tính theo BOD đầu vào sau qua bể aerotank bể lắng đợt II X, Xr, Xc: nồng độ chất rắn bay bể, nồng độ bùn tuần hoàn, nồng độ bùn sau bể lắng đợt - BODL cặn lơ lửng dễ phân huỷ sinh học nước thải sau bể lắng đợt II - 39 1,42 = 55,38 mg/l BOD5 cặn lơ lửng nước thải sau bể lắng đợt II: BOD5 = BODL f = 55,38 0,68 = 37,66 mg/l Trong đó: f: hệ số chuyển đổi BOD5 BODL, f = 0,68 - BOD5 hoà tan nước thải sau bể lắng II: - BOD5 + S = 50 => S = 50 – 37,66 = 12,34 mg/l Hiệu xử lý tính theo BOD5 hồ tan: - Hiệu xử lý tồn sơ đồ: - Thể tích bể Aerotank: SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 32 Đồ án cơng nghệ GVHD: TS Bùi Xn Đơng Trong đó: V = thể tích bể aerotank, m3 Q = lưu lượng nước đầu vào, m3/ngđ Y = hệ số sản lượng cực đại S0 = BOD5 nước thải vào bể aerotank S = nồng độ BOD5 sau bể lắng II X = nồng độ VSS trì bể aerotank Kd = hệ số phân huỷ tế bào = thời gian lưu tế bào - Thời gian lưu nước bể: - Chọn chiều cao hữu ích hhi = 2,5m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5, chiều cao tổng thể bể : - H = hhi + hbv = 2,5 + 0,5 = 3m Chọn tỉ số B:H = 1,5:1, => B = 4,5m Chia bể làm đơn nguyên, chiều dài đơn nguyên: - Lượng bùn dư phải xả ngày: Suy Trong : Xc = nồng độ chất rắn bay đầu hệ thống, Xc = 0,7 39 = 27,3 mg/l Xr = nồng độ chất rắn bay có bùn hoạt tính tuần hồn, Xr = 0,7 × 10000 = 7000 mg/l - Tính hệ số tuần hồn : Phương trình cân vật chất viết cho bể lắng II (xem lượng chất bay đầu hệ thống khơng đáng kể), ta có: X(Q + Qr) = XrQr + XrQw Vậy ta có: SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 33 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông c) Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD tỉ số F/M: - Kiểm tra tải trọng thể tích L BOD: Giá trị nằm khoảng cho phép (LBOD = 0,8 ÷ 1,9) - Kiểm tra tỉ số F/M: F Giá trị nằm khoảng cho phép ( M = 0,2 ÷ 0,6) Trong đó: LBOD: tải trọng thể tích, kgBOD/m3.ngày So: nồng độ BOD5 vào, mg/l V: thể tích bể Aeroten, m3 θ: thời gian lưu nước bể, h d) Tính lượng oxi cần cung cấp cho bể aerotank - Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) tính theo phương trình: - Lượng bùn dư sinh ngày theo VSS: Px = Yobs Q (BODvào - BODra) Px = 0,24 3600 (152 – 12,34) 10-3 = 120,67 kgVSS/ngày - Lượng oxi cần thiết điều kiện chuẩn: - Lượng oxi thực tế cần sử dụng cho bể: Trong đó: Cs: nồng độ bão hoà oxi nước nhiệt độ làm việc; 9,08 mg/l CL: lượng oxi hoà tan cần trì bể, 2mg/l Trong khơng khí, oxi chiếm 25% thể tích, giả sử trọng lượng riêng khơng khí 1,2kg/m3, lượng khơng khí lý thuyết cho trình : - Lưu lượng cần thiết máy thổi khí: SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 34 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xn Đơng Trong đó: f : hệ số an tồn, f = e) Cách bố trí đĩa phân phối khí: Chọn thiết bị phân phối khí dạng đĩa xốp Cường độ thổi khí thiết bị Z = 300 l/phút cho đĩa Khơng khí bơm qua ống dẫn khí chính, đến ống nhánh tới đĩa phân phối khí - Số lượng đĩa thổi khí tính theo cơng thức: Chọn N = 149 đĩa - Số lượng đĩa phân phối khí ngăn bể: Chọn n = 75 đĩa Ống nhánh nối với ống dẫn khí vào bể, ống nhánh bố trí đĩa phân phối khí - Bố trí ống nhánh: Khoảng cách hai ống nhánh so với mép chiều rộng bể 0,85 m Khoảng cách hai ống nhánh m - Bố trí đĩa xốp ống nhánh: Khoảng cách hai đĩa phân phối khí ngồi so với mép chiều dài bể 0,4 m Khoảng cách đĩa phân phối khí 0,5 m Suy ra: Số ống nhánh dọc theo chiều dài bể: Số đĩa xốp nhánh: Vậy số lượng đĩa bố trí ngăn bể Aeroten 13 × = 78 đĩa - Bố trí trụ đỡ ống nhánh phân phối: SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 35 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông Trụ làm bê tơng cốt thép có mặt cắt ngang hình vng có cạnh 150 mm, chiều cao 200 mm Khoảng cách trụ đỡ 1,5 m Khoảng cách hai trụ đỡ so với vách bể 0,75 m Suy số trụ đỡ cho ống nhánh phân phối khí: Vậy số trụ đỡ cho ngăn: n = ×13,7 = 27 trụ f) Tính tốn đường ống: - Tính tốn đường ống dẫn khí: * Đường kính ống dẫn khí chính: Vận tốc khí ống dẫn khí vkc = 10 ÷15 m/s Chọn vkc = 15 m/s Đường kính ống dẫn khí chính: Chọn ống thép khơng gỉ Φ300 * Đường kính ống phân phối khí vào bể: Lưu lượng khí ống dẫn khí qua bể: Đường kính ống dẫn khí vào bể: Chọn ống thép không gỉ Φ250 * Đường kính ống nhánh: Lưu lượng khí qua ống nhánh là: Vận tốc khí qua ống nhánh có giá trị từ 15 ÷ 20 m/s Chọn vkn = 20 m/s SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 36 [4] Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xn Đơng Đường kính ống nhánh: Chọn ống thép khơng gỉ Φ50 - Tính tốn đường ống dẫn nước thải vào bể: Lưu lượng nước thải Qtb.ngđ = 3600 m3/ ngày Chọn vận tốc nước thải ống = 0,4 m/s, (trong giới hạn 0,3 ÷ 0,7 m/s) Đường kính ống: Chọn ống sắt Φ300 - Tính tốn đường ống dẫn bùn tuần hoàn: Lưu lượng bùn tuần hoàn Qr = 3026,33 m3/ ngày Vận tốc bùn chảy ống điều kiện có bơm ÷ 2m/s [4] Chọn vận tốc bùn tuần hoàn ống vb = 1,5 m/s Đường kính ống: Chọn ống sắt Φ150 - Tính tốn đường ống dẫn bùn dư: Lưu lượng bùn dư Qw = 2,85 m3/ng.đ Vận tốc bơm bùn dư vbd = 1m/s Đường kính ống: Chọn ống sắt Φ50 Bảng 3.7 Thông số thiết kế bể aerotank STT Thông số Hiệu xử lý theo BOD5 hồ tan Thể tích bể Thời gian lưu nước bể SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 37 Đơn vị % m3 h Giá trị 91,88 369,5 2,46 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đơng Kích thước bể: - Số đơn ngun + Chiều dài m 13,7 + Chiều rộng m 4,5 - Kích thước đơn nguyên : 10 11 12 13 14 15 16 17 18 + Chiều cao Lượng bùn dư thải ngày Lượng bùn tuần hoàn vào bể Hệ số tuần hồn Nhu cầu oxy Lượng khí cần thiết máy thổi khí Số ống nhánh phân phối khí Số đĩa phân phối khí ống nhánh Số trụ đỡ cho ống nhánh Đường kính ống dẫn khí Đường kính ống phân phối khí vào m m /ngày m3/ngày 2,85 3026,33 0,84 kgO2/ngày 728,45 m3/phút 44,6 ống 13 đĩa trụ mm 300 bể Đường kính ống nhánh Đường kính ống dẫn nước thải vào bể Đường ống dẫn bùn tuần hoàn Đường ống dẫn bùn dư mm 250 mm mm mm mm 50 300 150 50 3.2.7 Bể lắng ly tâm đợt II - Diện tích mặt thống bể lắng ly tâm đợt II ứng với lưu lượng trung bình: Trong đó: Qtb.ngđ: lưu lượng trung bình ngày đêm, Qtb.ngđ = 3600 m3/ngđ L1: tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng TB, chọn L1 = 20 - m3/m2.ngày Diện tích mặt thống bể lắng ly tâm đợt II ứng với lưu lượng lớn nhất: - Trong đó: Qmax.ngđ: lưu lượng lớn ngày đêm, Qmax.ngđ = 4400 m3/ngđ L2: tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng LN, chọn L2 = 42 m3/m2.ngày Diện tích mặt thống bể ứng với tải trọng chất rắn lớn nhất: Trong đó: Qth.h: lưu lượng bùn tuần hồn lớn giờ: Qth.h = 0,78 Qmax.h = 0,78 282 = 219,96 m3/h X: Nồng độ VSS nước thải vào bể lắng, X = 3200 mg/l SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 38 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông L3: tải trọng chất rắn lớn nhất, L3 = 9,8 kg/m3.h  Diện tích mặt thống bể lắng đợt II giá trị lớn giá trị F1, F2, F3 Vậy F = F1 = 180 m2 - Đường kính bể lắng ly tâm đợt II: Trong đó: n: số bể lắng đợt II cơng tác, chọn n = - Thê tích bể lắng ly tâm đợt II: W = F H = 180 = 720 m Trong đó: H: chiều cao công tác bể lắng ly tâm đợt II, chọn H = 4m 3.2.8 Bể nén bùn: Lượng bùn tươi từ bể lắng 11,43 m3/ngày Lượng bùn dư từ bể lắng II 2,85 m3/ngày Vậy lưu lượng bùn cần xử lý: Qb = 11,43+ 2,85 = 14,28(m3/ngày) - Diện tích bề mặt bể nén bùn ly tâm tính theo cơng thức sau: Trong đó: q0: tải trọng tính tốn lên diện tích mặt thống bể nén bùn Chọn q0 = 0,3 m3/m2.h [1, tr 156] - Đường kính bể nén bùn ly tâm: - Chiều cao công tác vùng nén bùn: h = qo t = 0,3 = 2,7 m Trong đó: t: thời gian nén bùn, chọn t = h [1, Bảng 3.12, tr155] - Chiều cao tổng cộng bể nén bùn ly tâm: H = h + h1 + h2 + h3 = 2,7 + 0,4 + 0,3 + = 4,4 (m) Trong đó: [1, tr 156] h1: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h1= 0,4 m h2: chiều cao lớp bùn lắp đặt thiết bị gạt bùn đáy, h = 0,3 m h3: chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn, h3 = m SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 39 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Tốc độ quay hệ thống gạt 0,75 ÷ h-1 Độ nghiêng đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn dùng hệ thống gạt, i = 0,01 Bùn nén xả định kỳ áp lực tĩnh 0,5 ÷ 1,0 m Bảng 3.8 Các thông số bể nén bùn STT Thông số Diện tích bề mặt nén bùn Kích thước bể: 3.2.9 - Đường kính - Chiều cao Tốc độ quay hệ thống gạt Độ nghiêng đáy bể Đơn vị m2 Giá trị 1,98 m 1,59 m h-1 4,4 0,75 ÷ 0,01 Máy ép bùn - Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai: Trong đó: [1, tr 510] q: lượng bùn cần xử lý, q = 14,28 m3/ngày - Giả sử hàm lượng bùn sau nén C = 50 kg/m3 [1, tr 510] Vậy lượng cặn đưa đến máy: Q = C qb = 50 0,1 = (kg/h) = 120 (kg/ngày) Suy lượng cặn đưa đến máy tuần 840 kg Mỗi tuần máy ép làm việc ngày ngày làm việc - Vậy lượng cặn đưa đến máy giờ: Tải trọng cặn m rộng băng tải dao động khoảng 90 ÷ 680 (kg/m chiều rộng băng.giờ) [1, tr 510] Vậy chọn băng tải có suất 100 kg/m.h - Chiều rộng băng tải: Chọn b = 0,3 m Chọn máy có chiều rộng băng 0,3 m suất 100 kg/m rộng.h 3.2.10 Bể tiếp xúc: a) Lượng clo SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 40 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông - Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: Trong đó: a: liều lượng hoạt tính lấy theo điều 6.20.3-TCXD-51-84, chọn a = 3g/m3 Q: lưu lượng tính toán nước thải: Qmax.h = 150 m3/h Qtb.h = 282,5 m3/h Qmin.h = 17,5 m3/h Vậy: - Để định lượng clo, xáo trộn clo với nước công tác, điều chế clo nước thường ứng dụng thiết bị khử trùng gọi clorator chân không Để đưa lượng clo vào nước thải giới hạn 0,05 0,85 kg/h, chọn mua - clorator với công suất 0,4 2,05 kg/h, chọn clorator (1 cơng tác, dự phịng) Để phục vụ cho clorator, cần trang bị bình chứa trung gian thép để tiếp nhận clo nước Từ đó, clo nước chuyển thành clo dẫn vào clorator, Chọn thùng chứa clo có đặc tính kỹ thuật sau: + Dung tích 312L chứa 500 kg clo + Đường kính thùng: D = 640 mm + Chiều dài thùng: L = 1800 mm + Chiều dày thùng: = mm - Lượng clo lớn giờ: Trong đó: b: Nồng độ clo hoạt tính nước phụ thuộc vào nhiệt độ b = 0,15 -0,12 % - Lượng nước tổng cộng cần cho nhu cầu trạm clorator: y max × (1000 ρ + q) 10,8 × (1000 x0,56 + 350) = = 1000 1000 Qn = 9,8 m3/h ρ - Lượng nước cần thiết để hoà tan g clo phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, với nhiệt độ nước thải t = 17 0C  ρ = 0,56 q- Lưu lượng cần thiết để bốc clo, tính toán sơ q = 350 l/kg SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 41 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông Nước clo từ cloractơ dẫn đến mương xáo trộn loại ống cao su mềm nhiều lớp, đường kính ống 70 mm với vận tốc 1,5 m/s b) Máng trộn Máng trộn vách ngăn có đục lỗ thường gồm 2, vách ngăn với lỗ có đường kính d = 20 - 100 mm Chọn máng trộn vách ngăn với đường kính lỗ 60 mm - Số lỗ vách ngăn: Trong đó: v: tốc độ chuyển động nước qua lỗ, v = 1,2 m/s Chọn hàng lỗ theo chiều đứng hàng lỗ theo chiều ngang Khoảng cách tâm lỗ theo chiều ngang lấy 2d = 0,06 = 0,12 m Khoảng cách lỗ đến thành máng trộn theo chiều ngang lấy d = 0,06 m - Chiều ngang máng trộn: B = 2d(nn - 1) + 2d = 0,06 (6 - 1) + 0,06 = 0,72 m - Chiều cao lớp nước trước trước vách ngăn thứ nhất: H1 = 2d(nđ - 1) + d = 0,06 (4 -1) + 0,06 = 0,42 m - Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ hai: H2 = H1 +h = 0,42 + 0,19 = 0,61 m Trong đó: h: tổn thất áp lực qua lỗ vách ngăn thứ hai Trong µ : hệ số lưu lượng, µ = 0,62 - Khoảng cách tâm lỗ theo chiều đứng vách ngăn thứ hai: Trong đó: b: khoảng cách từ tâm lỗ hàng ngang vách ngăn thứ đến đáy máng trộn, b = 1,75 d = 1,7 0,06 = 0,14 m - Khoảng cách vách ngăn: l = 1,5 B = 1,5 0,72 = 1,08 m - Chiều dài tổng cộng máng trộn với vách ngăn có lỗ: L= 3.l + δ = × 1,08 + × 0,2 = 3,64 m - Chiều cao xây dựng máng trộn: SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 42 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông H = H2+ 0,35 = 0,61 + 0,35 = 0,96 m - Thời gian nước lưu lại máng trộn: c) Tính bể tiếp xúc Bể tiếp xúc thiết kế giống bể lắng khơng có thiết bị gom bùn nhằm để thực trình tiếp xúc Clo nước thải sau xử lý bể lắng II Chọn bể lắng ngang tiếp xúc, thời gian tiếp xúc Clo nước thải 30 phút kể thời gian tiếp xúc mương dẫn nước từ bể lắng tiếp xúc sông - Thời gian tiếp xúc riêng bể tiếp xúc: Trong đó: V: vận tốc dịng chảy máng dẫn, v = 0,5 (m/s) l: chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc đến sông, l = 180m - Thể tích hữu ích bể tiếp xúc: W = Qmax.h t = 282 24/ 60 = 113 m3 Chọn bể tiếp xúc Chọn chiều cao công tác bể tiếp xúc H = 2,5 m quy phạm từ 2,5 - 5,5 m Diện tích bể: F = W/H = 113 / 2,5 = 45,2 m2 Chọn chiều rộng bể B = 5m Chiều dài bể: L = F / H = 45,2/5 = m Bảng 3.9 Các thông số bể tiếp xúc  - STT Thông số Thời gian lưu nước Thể tích bể Diện tích bể Kích thước bể: Đơn vị phút m3 m2 Giá trị 24 113 45,2 - Chiều dài m - Chiều rộng m - Chiều cao m 2,5 3.2.11 Sân phơi cát - Diện tích hữu ích sân phơi cát: Trong đó: SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 43 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông t : Thời gian lần lấy cát, t = 60 ngày H: Chiều cao lớp bùn cát, H = m Wc: lượng cát trung bình sinh ngày, Wc = 0,54 m3/ngày Vậy chọn kích thước sân phơi cát: L × B = m × 4,5 m SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 44 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông KẾT LUẬN Sau thời gian thực hiện, tơi hồn thành đồ án với đề tài: “Thiết kế hệ thống xử lí nước thải khu dân cư Hòa Khánh Nam với qui mô 20000 dân Chất lượng nước thải đạt loại B” Để thiết kế hệ thống xử lý nước thải địi hỏi phải qua q trình khảo sát phân tích lâu dài để có số liệu xác Tuy nhiên với tính chất giả định đồ án tơi chọn phương án thông số khảo sát trước thông qua tài liệu tham khảo, kết hợp với kiến thức tìm hiểu internet để thực đồ án Qua trình tính tốn, tơi tính tốn quy mơ trạm xử lý kích thước thiết bị sử dụng Cơng nghệ sử dụng thiết bị bể aerotank để xử lý nước thải Đây thiết bị tương đối phổ biến cho hiệu cao Sau qua quy trình xử lý, nước thải đảm bảo tiêu chuẩn loại B thải vào nguồn tiếp nhận Đây đề tài có ý nghĩa thực tiễn lớn Với cơng nghệ đưa ứng dụng để xử lý nước thải tính chất tương tự, góp phần vào việc xử lý nước thải để bảo vệ môi trường sức khoẻ cho người dân SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 45 Đồ án công nghệ GVHD: TS Bùi Xuân Đông TÀI LIỆU THAM KHẢO Lâm Minh Triết, xử lý nước thải thị cơng nghiệp - tính tốn thiết kế cơng trình, NXB đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh, 2004 PGS.TS Nguyễn Văn Phước, giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, NXB Xây dựng, 2006 PGS PTS Hoàng Huệ, xử lý nước thải, NXB Xây dựng, 1996 TCVN 5945-2005 nước thải công nghiệp http://moitruongauviet.com/ProductDetail.aspx?k=4&cate=51&tuto=17 http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/giao-trinh-cong-trinh-xu-ly-nuoc-thai.1210790.html SVTH: Nguyễn Bảo Linh – Lớp 08SH 46 ... xác định (mg/l, % SS TS) Chỉ số vi sinh vật: có nhóm coliform, streptococci, clostridia Chúng nhóm vi sinh vật quan trọng vi? ??c đánh giá vệ sinh nguồn nước (có vi trùng gây bệnh đường ruột hay... triển mức chúng nguồn nước tình trạng Các thành phần sinh học gồm: vi sinh vật nước (virut, vi khuẩn, nấm), động vật nước (côn trùng, động vật ký sinh) , thực vật nước (tảo, rong rêu) 1.1.3 Các tiêu... cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết, có chất gây độc cho vi sinh vật xử lý phương pháp sinh học 1.1.2.3 Tính chất sinh học Đề cập đến loài vi sinh vật diện nước nước thải Sự có mặt, vắng mặt hay