Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho TP tân an tỉnh long an công suất 4500m3ngày đêm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân CHƯƠNG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong thập niên gần đây, nhiễm mơi trường nói chung nhiễm nước nói riêng trở thành mối lo chung nhân loại Vấn đề ô nhiễm môi trường bảo vệ cho thủy vực vấn đề cấp bách trình phát triển kinh tế xã hội giai đoạn khoa học kỹ thuật phát triển vũ bão Để phát triển bền vững cần có giải pháp, có giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế, loại bỏ chất ô nhiễm hoạt động sống sản xuất thải môi trường Một biện pháp tích cực cơng tác bảo vệ môi trường chống ô nhiễm nguồn nước tổ chức thoát nước xử lý nước thải trước xả vào nguồn tiếp nhận Trong năm gần đây, tốc độ thị hóa thành phố Tân An diễn nhanh chóng, với bước phát triển từ thị xã trở thành thành phố trực thuộc tỉnh đạt chuẩn thị loại Kéo theo gia tăng dân số nhanh chóng, gia tăng dân số di cư đến thành phố Tân An Nước thải, rác thải sinh từ trình sản xuất, sinh hoạt người dân chưa thu gom xử lý, có quy mô nhỏ, điều làm cho môi trường ngày ô nhiễm nghiêm trọng Vấn đề đặt phải thiết kế xây dựng cho thành phố Tân An hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhằm cải thiện tình trạng nhiễm nước thải xả nguồn tiếp nhận sông Vàm Cỏ Tây Mục tiêu đề tài Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Tân An, đáp ứng yêu cầu xử lý đặt Giới hạn đề tài Q trình thực đề tài có số giới hạn sau: - Thời gian thực đề tài ngắn: từ 01.04.2011 đến 12.07.2011 - Đề tài thực kết khảo sát đặc tính nước thải sinh hoạt khu dân cư thành phố Tân An địa bàn phường 1, 2, 3, từ tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dựa vào dân số phường SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân - Nước thải sinh hoạt phường 1, 2, phân tích qua tiêu gồm pH, BOD, COD, MLSS, tổng Nitơ, tổng Photpho, từ làm số liệu tính tốn thiết kế hệ thống xử lý Nội dung đề tài - Tổng hợp tài liệu có liên quan phương pháp xử lý nước thải - Thu thập liệu điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội trạng môi trường thành phố Tân An - Tìm hiểu đặc tính nước thải sinh hoạt nói chung phân tích thành phần tích chất nước thải sinh hoạt thành phố Tân An - Đề xuất phương án xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Tân An - Tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị khai tốn kinh tế cho phương án, từ lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp để thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Tân An - Thể sơ đồ công nghệ xử lý phương án lựa chọn vẽ kỹ thuật Phương pháp thực - Phương pháp tổng hợp tài liệu - Phương pháp điều tra khảo sát - Phương pháp phân tích tiêu nước thải - Phương pháp so sánh qui trình cơng nghệ xử lý nước thải khu dân cư, so sánh lựa chọn phương án - Phương pháp sử dụng cơng thức tốn tính tốn kỹ thuật kinh tế - Phương pháp đồ họa trình bày vẽ autocad SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân CHƯƠNG I: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.1 Phương pháp xử lý học Xử lý học (hay gọi xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ tạp chất không tan (rác, cát, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, tạp chất ) khỏi nước thải, điều hòa lưu lượng nồng độ chất nhiễm nước thải Các cơng trình xử lý nước thải phương pháp học thông dụng gồm có: 1.1.1 Song chắn rác lưới chắn rác a Song chắn rác Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải đặt miệng xả phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại tạp chất có kích thước lơn như: nhánh cây, gỗ, cây, giấy, nilông, vải vụn loại rác khác, đồng thời bảo vệ công trình thiết bị phía sau tránh hỏng bơm, tránh tắc nghẽn đường ống, mương dẫn Dựa vào khoảng cách thanh, song chắn rác chia thành loại: * Song chắn rác thơ có khoảng cách từ: 30 ÷ 200 mm * Song chắn rác tinh có khoảng cách từ: ÷ 25 mm Song chắn rác dùng để giữ lại chất thải rắn có kích thước lớn nước thải để đảm bảo cho thiết bị công trình xử lý Kích thước tối thiểu rác giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách kim loại song chắn rác Để tránh ứ đọng rác gây tổn thất áp lực dòng chảy người ta phải thường xuyên làm song chắn rác cách cào rác thủ công giới Tốc độ nước chảy (v) qua khe hở nằm khoảng (0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s) Tùy theo yêu cầu kích thước rác chiều rộng khe hở song thay đổi Song chắn rác với cào rác thủ công dùng trạm xử lý nhỏ có lượng rác < 0,1m3/ng.đ Khi rác tích lũy song chắn, ngày vài lần người ta dùng cào kim loại để lấy rác cho vào máng có lỗ nước đáy đổ vào thùng kín để đưa xử lý tiếp tục Song chắn rác với cào rác giới SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân hoạt động liên tục, cào lọt vào khe hở kim loại, cào gắn vào xích lề hai bên song chắn rác có liên hệ với động điện qua phận truyền động Khi lượng rác giữ lại lớn 0,1 m 3/ng.đêm dùng song chắn rác giới phải đặt máy nghiền rác Rác nghiền đưọc cho vào hầm ủ Biogas cho kênh trước song chắn Khi lượng rác Tấn/ngày.đêm cần phải thêm máy nghiền rác dự phòng Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải giới hóa Tuy nhiên lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên ý cát làm mịn lưỡi dao sỏi gây kẹt máy b Lưới chắn rác Hình 1.1: Song chắn rác Lưới chắn rác dùng để khử chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi thành phần quý không tan cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ Kích thước mắt lưới từ 0,5 ÷ 1,0 mm Lưới chắn rác thường bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay trịn (hay cịn gọi trống quay) đật khung hình đĩa Rác thường chuyển tới máy nghiền rác, sau nghiền nhỏ, cho đổ trở lại trước song chắn rác chuyển tới bể phân huỷ cặn 1.1.2 Bể lắng cát SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Nhiệm vụ bể lắng cát loại bỏ cặn thô, nặmg như: cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ thiết bị khí dễ bị mài mịn, giảm cặn nặng cơng đoạn xử lý sau Trong nước thải, thân cát không độc hại ảnh hưởng đến khả hoạt động cơng trình thiết bị hệ thống ma sát làm mòn thiết bị khí, lắng cặn kênh ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng bể xử lý tăng tần số làm bể Vì trạm xử lý thiết phải có bể lắng cát Bể lắng cát thường đặt phía sau song chắn rác trước bể lắng sơ cấp Đôi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, nhiên việc đặt sau song chắn có lợi cho việc quản lý bể lắng cát Trong bể lắng cát thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lượng thân chúng Ở phải tính tốn hạt cát hạt vô cần giữ lại lắng xuống chất lơ lửng hữu khác trôi Chú ý thời gian lưu tồn nước nhỏ không bảo đảm hiệu suất lắng, lớn có chất hữu lắng Các bể lắng thường trang bị thêm gạt chất lắng đáy, gàu múc chất lắng chạy đường ray để giới hóa việc xả cặn Bể lắng cát gồm loại sau: − Bể lắng cát ngang: Có dịng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài bể Bể có thiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt đầu bể − Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ lên theo thân bể Nước dẫn theo ống tiếp tuyến với phần hình trụ vào bể Chế độ dòng chảy phức tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến lên, hạt cát dồn trung tâm rơi xuống đáy − Bể lắng cát tiếp tuyến: loại bể có thiết diện hình trịn, nước thải dẫn vào bể theo chiều từ tâm thành bể thu máng tập trung dẫn ngồi − Bể lắng cát làm thống (Bể lắng cát thổi khí): Để tránh lượng chất hữu lẫn cát tăng hiệu xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường dàn thiết bị phun khí Dàn đặt sát thành bên bể tạo thành dòng xoắn ốc quét đáy bể với vận tốc đủ để tránh tượng lắng chất hữu cơ, có cát phân tử nặng lắng SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Sân phơi cát Cặn xả từ bể lắng cát cịn chứa nhiều nước nên phải phơi khơ sân phơi cát hố chứa cát đặt gần bể lắng cát Chung quanh sân phơi cát phải có bờ đắp cao – m Kích thước sân phơi cát xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát h chọn – m/năm Cát khô thường xuyên chuyển nơi khác Khi đất thấm tốt (cát, cát) xây dựng sân phơi cát với tự nhiên Nếu đất thấm nước khơng thấm nước (á sét, sét) phải xây dựng nhân tạo Khi phải đặt hệ thống ống ngầm có lỗ để thu nước thấm xuống Nước dẫn trước bể lắng cát 1.1.3 Bể tách dầu mỡ Nước thải số xí nghiệp ăn uống, chế biến bơ sữa, lị mổ, xí nghiệp ép dầu thường có lẫn dầu mỡ Các chất thường nhẹ nước lên mặt nước Nước thải sau xử lí khơng có lẫn dầu mỡ phép cho chảy vào thủy vực Hơn nữa, nước thải có lẫn dầu mỡ vào xử lí sinh học làm bít lỗ hổng vật liệu lọc, phin lọc sinh học làm hỏng cấu trúc bùn hoạt tính aerotank Ngồi cách làm gạt đơn giản sợi quét mặt nước, người ta chế tạo thiết bị tách dầu, mỡ đặt trước dây chuyền cơng nghệ xử lí nước thải 1.1.4 Bể điều hòa Là đơn vị dùng để khắc phục vấn đề sinh biến động lưu lượng tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu cơng trình xử lý sau, đảm bảo đầu sau xử lý, giảm chi phí kích thước thiết bị sau Có loại bể điều hòa: − Bể điều hòa lưu lượng − Bể điều hòa lưu lượng chất lượng Các phương án bố trí bể điều hịa bể điều hịa dịng thải hay ngồi dịng thải xử lý Phương án điều hịa dịng thải làm giảm đáng kể dao động thành phần nước thải vào cơng đoạn phía sau, cịn phương án điều hịa ngồi dịng thải giảm phần nhỏ dao động Vị trí tốt để bố trí bể điều hịa cần xác định cụ thể cho hệ thống xử lý, SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính hệ thống thu gom đặc tính nước thải 1.1.5 Bể lắng Lắng phương pháp đơn giản để tách chất bẩn không hòa tan khỏi nước thải Dựa vào chức vị trí chia bể lắng thành loại: − Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách chất rắn, chất bẩn lơ lững khơng hịa tan − Bể lắng đợt 2: Được đặt sau cơng trình xử lý sinh học dùng để lắng cặn vi sinh, bùn làm nước trước thải nguồn tiếp nhận Căn vào chiều dòng chảy nước bể, bể lắng chia thành loại giống bể lắng cát trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến (bể lắng radian) 1.1.6 Bể lọc Nhằm tách chất trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ cách cho nước thải qua lớp vật liệu lọc, cơng trình sử dụng chủ yếu cho số loại nước thải công nghiệp Phương pháp xử lý nước thải học loại bỏ khỏi nước thải 60% tạp chất khơng hồ tan 20% BOD, hiệu xử lý đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng 30-35 % theo BOD biện pháp làm thống sơ đơng tụ học Nếu điều kiện vệ sinh cho phép sau xử lý học nước thải khử xả lại vào nguồn, thường xử lý học giai đoạn xử lý sơ trước qua giai đoạn xử lý sinh học Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc rửa lọc Quá trình lọc áp dụng cho cơng nghệ xử lý nước thải tái sử dụng cần thu hồi số thành phần q có nước thải Các loại bể lọc thường phân loại sau: + Lọc qua vách lọc + Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt + Bể lọc chậm SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân + Bể lọc nhanh + Cột lọc áp lực 1.2 Phương pháp xử lý hóa học Thực chất phương pháp xử lý hoá học đưa vào nước thải chất phản ứng để gây tác động với tạp chất bẩn, biến đổi hoá học tạo cặn lắng tạo dạng chất hoà tan không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường Phương pháp xử lý hoá học thường áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương điều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp xử lý hố học hoàn tất giai đoạn cuối giai đoạn sơ ban đầu việc xử lý nước thải 1.2.1 Phương pháp trung hoà Nước thải sản xuất nhiều ngành cơng nghiệp chứa axit kiềm Để ngăn ngừa tượng xâm thực để tránh cho q trình sinh hóa cơng trình làm nguồn nước khơng bị phá hoại, ta cần phải trung hòa nước thải Trung hòa nhằm mục đích tách loại số ion kim loại nặng khỏi nước thải Mặt khác muốn nước thải xử lý tốt phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa điều chỉnh pH 6.6 -7.6 Trung hòa cách dùng dung dịch axit muối axit, dung dịch kiềm oxit kiềm để trung hịa dịch nước thải Một số hóa chất dung để trung hòa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2, CaO0.6MgO0.4, (Ca(OH)2)0.6(Mg(OH)2)0.4, NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl, HNO3, … Các phương pháp trung hòa bao gồm: - Trung hòa lẫn nước thải chứa acid nước thải chứa kiềm - Trung hịa dịch thải có tinh acid, dùng loại chất kiềm như: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, lọc qua vật liệu trung hòa như: CaCO3, Dolomit, … - Đối với dịch thải có tính kiềm trung hịa acid khí acid SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Để lựa chọn tác chất thực phản ứng trung hòa, cần dựa vào yếu tố: - Loại acid hay bazơ có nước thải nồng độ chúng Độ hịa tan muối hình thành kết phản ứng hóa học 1.2.2 Phương pháp đông tụ keo tụ Trong nước tồn nhiều chất lơ lửng khác Các chất dùng phương pháp xử lý khác tùy vào kích thước chúng:  d > 10-4 mm : dùng phương pháp lắng lọc  d < 10-4 mm : phải kết hợp phương pháp học phương pháp hoá học Tức cho vào chất tạo khả dính kết kéo hạt lơ lửng lắng theo => gọi phương pháp keo tụ xử lý nước Dùng để làm khử màu nước thải cách dùng chất keo tụ (phèn) chất trợ keo tụ để liên kết chất rắn dạng lơ lửng keo có nước thải thành bơng có kích thước lớn Ph Hình 1.2 : Q trình tạo bơng cặn ương pháp đơng tụ - keo tụ q trình thơ hóa hạt phân tán nhũ tương, độ bền tập hợp bị phá hủy, tượng lắng xảy SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Sử dụng đông tụ hiệu hạt keo phân tán có kích thước 1-100µm Để tạo đơng tụ, cần có thêm chất đơng tụ như: Phèn nhơm: Phèn nhơm Al2(SO4)3.18H2O Độ hịa tan phèn nhôm nước 200C 362 g/l pH tối ưu từ 4.5-8 Phèn nhôm: cho vào nước chúng phân ly thành Al3+ Al3+ + 3H2O == Al(OH)3 + 3H+ Độ pH nước ảnh hưởng trực tiếp đến q trình thuỷ phân:  pH > 4.5 : khơng xảy trình thuỷ phân  pH = 5.5 – 7.5 : đạt tốt  pH > 7.5 : hiệu keo tụ không tốt Nhiệt độ nước thích hợp vào khoảng 20 - 400C, tốt 35-400C Ngoài yếu tố ảnh hưởng khác như: thành phần Ion, chất hữu cơ, liều lượng… Phèn sắt: Phèn sắt FeSO4.7H2O Độ hịa tan phèn nhơm nước 200C 265 g/l Q trình đơng tụ phèn sắt xảy tốt pH >9 Phèn sắt : gồm sắt (II) sắt (III): - Phèn Fe (II) : cho phèn sắt (II) vào nước Fe(II) bị thuỷ phân thành Fe(OH)2 Fe2+ + 2H2O == Fe(OH)2 + 2H+ - Trong nước có O2 tạo thành Fe(OH)3 - pH thích hợp – => có kết hợp với vơi keo tụ tốt - Phèn FeSO4 kỹ thuật chứa 47-53% FeSO4 - Phèn Fe (III): Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+ - Phản ứng xảy pH > 3.5 - Hình thành lắng nhanh pH =5.5 - 6.5 Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O… Vôi So sánh phèn sắt phèn nhôm: SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân F = F1 + F2 = 40 + = 41 m2 - Đường kính bể: Db = 4* F = π * 41 = 7,225m , chọn 7,3 m π - Đường kính ống trung tâm: Dtt = * F2 = π *1 = 1,13m , chọn 1,1 m π - Chiều cao tính tốn vùng lắng bể lắng đứng: htt = v * t = 0,0005 * * 3600 = 3,6 m t: thời gian lắng, t = 2h (điều 6.5.6 TCXD 51 – 81) v: tốc độ chuyển động nước thải bể lắng 2, (điều 6.5.6 TCXD:51 – 84) v = 0,5mm/s = 0,0005m/s - Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng xác định: hn = ( Db − d n ) * tgα ( 7,3 − 0,5) * tg 50 = = 4,05m , chọn 4,1 m 2 Db: đường kính bể lắng dn: đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, lấy dn = 0,5m ( theo Tính tốn thiết kế cơng trình XLNT Đơ Thị KCN_Lâm Minh Triết) α : góc nghiêng bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ 500, lấy α = 500 - Tổng chiều cao ống trung tâm chiều cao phần loe lấy chiều cao tính tốn vùng lắng 3,6 m - Đường kính ống loe chiều cao phần loe lấy 1,35 đường kính ống trung tâm: D1 = h1 = 1,35 * Dtt = 1,35 * 1,1 = 1,485 m, chọn 1,5 m => Chiều cao ống trung tâm htt = 2,1 m - Đường kính hắt 1,3 đường kính phần loe Dh = 1,3 * D1 = 1,3 * 1,5 = 1,95 m, chọn m - Góc nghiêng bề mặt hắt so với mặt phẳng ngang lấy 17 (theo Tính tốn thiết kế cơng trình XLNT Đơ Thị KCN_Lâm Minh Triết) Khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm hắt = 0,25 – 0,5 m, chọn 0,3m SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 107 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân - Dùng thép vuông cạnh a = 20mm để hàn cố định hắt vào ống loe Chiều cao tổng cộng: H = htt + hn + hbv = 3,6 + 4,1 + 0,5 = 8,2 m Chọn hbv = 0,5 - Dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể để thu nước: thiết kế máng vòng đặt theo chu vi vành bể, đường kính ngồi máng đường kính bể Chọn: Bề rộng máng thu 0,5 m Chiều sâu máng thu 0,5 m Bề dày thành máng thu 0,1 m - Đường kính máng thu Dm = Db - (2* 0,5) = 7,3 – (2*0,5) = 6,3 m - Chiều dài máng thu Lm = π * Dm = π * 6,3 = 19,8 m - Tải trọng thu nước 1m chiều dài máng QLm = Q * 86400 0,02 * 86400 = = 87,3 m3/ m.ngày Lm 19,8 - Tính máng cưa: Đường kính máng cưa đường kính máng thu trừ bề dày thành máng thu Drc = 6,3 – 2*0,1 = 6,1 m - Chiều dài máng cưa: Lrc = π * Drc = π * 6,1 = 19,2 m - Chọn số khe 1m chiều dài máng cưa khe Bề rộng cưa: brc = 0,1 m Bề rộng khe: bk = 0,15m Khe tạo góc ϕ = 900 => Chiều sâu khe = 0,075m = 75mm Chọn chiều rộng máng cưa 0,3m Tổng số khe: n = 4* Lrc= * 19,2 = 76,8 khe, chọn 77 khe - Lưu lượng nước qua khe: SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 108 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP qk = GVHD: Trần Thị Tường Vân Q 0,02 * 24 * 3600 = = 22,44 m3/ khe ngày n 77 - Tải trọng thu nước m máng cưa QLrc = Q * 86400 0,02 * 86400 = = 90 m3/m ngày Lrc 19,2 - Chiều sâu ngập nước khe: qk = * Cd * g * tg ϕ 5/ * hng 15 Với Cd: hệ số chảy tràn, chọn = 0,6 ϕ : góc cưa 900 2  5  5     qk 22,44 => hng =  =   α 90  * Cd * g * tg   * 0,6 * * 9,81 * tg * 3600 * 24  2  15  15  = 0,032 m < 0,075m đạt yêu cầu - Thiết kế chắn ván phía ngồi cách máng cưa 0,2 m, cách đặt ngập nước 0,2 m mặt nước 0,2m => rộng 0,4m - Đường kính chắn ván xung quanh bể: Dtc = Drc – 2*0,2 = 6,1 – 2*0,2 = 5,7m Chiều dài chắn ván Ltc = Dtc * π = 5,7 * π = 17,9 m Thiết kế chắn ván máng cưa thép không gỉ dày mm Kiểm tra lại thời gian lắng nước: - Thể tích phần lắng: Vl = π π * ( Db2 − Dtt ) * htt = * (7,32 − 1,12 ) * 3,6 = 147,3m 4 - Thời gian lắng: t= Vl 147,3 = = 2,05h Q 0,02 * 3600 - Thể tích phần chứa bùn hình nón cụt: thể tích hình nón trừ phần nón cụt, coi phần thể tích cụt khơng đáng kể SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 109 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Vb = 1/3 * Sđáy*hn = 1/3 * 41 * 4,1 = 56 m3 Với: Sđáy: diện tích đáy hình nón, Sđáy = F = 41 m2 hn: chiều cao phần hình nón, hn = 4,1 m Bảng 4.9: Các thông số thiết kế bể lắng phương án STT Tên thơng số Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm (F2) Diện tích tiết diện ướt bể lắng đứng (F1) Đường kính ống trung tâm (Dtt) Đường kính bể lắng đứng (Db) Chiều cao bể (H) Thời gian lắng (t) Đường kính máng thu (Dm) Số liệu thiết kế 40 1,1 7,3 8,2 6,3 Đơn vị m2 m2 m m m h m 4.2.2.3 Sân phơi bùn Lượng cặn dẫn tới sân phơi bùn bao gồm lượng cặn từ bể lắng I bể lắng II • Lượng cặn từ bể lắng I: W1 = Vb = 36,16 m3/ngày • Lượng cặn từ bể lắng II: W2 = a × N 0.05 × 38424 = = (m3/ngày) 1000 1000 Trong đó: + a = Tiêu chuẩn bùn lắng sau qua bể lọc, a = 0.05 – 0.1 l/ng.ngđ, chọn a = 0.05 + N = Dân số tính tốn, N = 38424 (người) • Lượng cặn tổng cộng dẫn đến sân phơi bùn: W = W1 + W2 = 36,16 +2 = 38,16 (m3/ngày) • Diện tích hữu ích sân phơi bùn: F1 = W × 365 38,16 × 365 = = 1326,5 (m2) qo × n 3,5 × Trong đó: + qo = Tải trọng cặn lên sân phơi bùn, qo = 3.5 (m3/m2 năm) SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 110 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân + n = Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, n = Chọn kích thước sân phơi bùn L x B = 100 x 13,5 (m2) Vậy, tổng diện tích thực sân phơi bùn: Ftt = 100 x 13,5 = 1350 (m2) • Diện tích phụ sân phơi bùn : Đường xá, mương, máng: F2 = K x F1 = 0.25 x 1326,5 = 332 (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 = 1326,5 + 332 = 1658,5 (m2 ) • Lượng bùn phơi từ độ ẩm 96% đến độ ẩm 75% năm là: WP = Wtc × 365 × (100 − P1 ) = 38,16 × 365 × 100 − 96 = 2228,5 (m3) (100 − P2 ) 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) CHƯƠNG V: KHAI TOÁN KINH TẾ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN 5.1 Tính tốn kinh tế cho phương án 1: 5.1.1 Vốn đầu tư xây dựng 5.1.1.1 Vốn đầu tư xây dựng Bảng 5.1: chi phí đầu tư xây dựng phương án Cơng trình Ngăn tiếp nhận Loại vật liệu BTCT đá 1x2 M300 Bể điều hòa BTCT đá 1x2 M400 STT Số lượng (bể) Đơn vị (m3) Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 33 1.500.000 49.500.000 206 1.500.000 309.000.000 SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 111 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Bể lắng BTCT đá 1x2 M300 116.5 1.500.000 349.500.000 Bể Aerotank BTCT đá 1x2 M400 184 1.500.000 276000000 Bể lắng BTCT đá 1x2 M400 169 1.500.000 1.014.000.000 Máng trộn BTCT đá 1x2 M200 1.500.000 12.000.000 Bể khử trùng BTCT đá 1x2 M300 72 1.500.000 216.000.000 Bể chứa bùn BTCT đá 1x2 M300 23 1.500.000 34.500.000 Tổng 2.260.500.000 5.1.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bị Bảng 5.2: chi phí đầu tư trang thiết bị phương án STT Số lượng Tên thiết bị Đơn giá Thành tiền Song chắn rác 3.000.000 3.000.000 Bơm nước thải 11 kW 16.500.000 33.000.000 Máy thổi khí 16,5kW 54.000.000 108.000.000 Máy thổi khí 60kW 300.000.000 600.000.000 Sàn công tác 3.000.000 18.000.000 Cầu thang 3.000.000 18.000.000 Bơm bùn 2Hp 3.000.000 24.000.000 Bơm châm Clorin 32.500.000 32.500.000 Máy ép bùn 270.000.000 270.000.000 243 260.000 63.180.000 30.000.000 30.000.000 Đĩa phân phối khí Hệ thống ống dẫn 10 nước, Tổng 1.199.680.000 Tổng chi phí đầu tư hạng mục cơng trình: ∑T = 2.260.500.000 + 1.199.680.000 = 3.460.180.000 (đồng) Chọn chi phí đầu tư xây dựng chi phí khấu hao 10 năm SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 112 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Chi phí đầu tư cho năm là: ∑T nam = ∑ T = 3.460.180.000 = 346.018.000 ( đồng ) 10 10 5.1.2 Chi phí quản lý vận hành: 5.1.2.1 Chi phí nhân công - Cán bộ: (người) x 3.000.000 (đồng/tháng) x 12 = 36.000.000 (đồng) - Công nhân: (người) x 2.000.000 (đồng/tháng) x 12 = 72.000.000 (đồng) Tổng cộng: 36.000.000 + 72.000.000 = 108.000.000 (đồng) 5.1.2.2 Chi phí điện Bảng 5.3: Chi phí điện phương án STT Hạng mục Bơm nước thải từ hố thu lên bể điều hòa Bơm bùn (8cái) Cơng suất (KW) 11 Chi phí ( đồng/năm) 237431040 1.5 129.507.840 16.5 178.073.280 60 647.539.200 0.75 80.94.240 32.376.960 Máy thổi khí bể điều hịa Máy thổi bể Aerotank Bơm định lượng hóa chất Máy ép bùn Tổng cộng 1.233.022.560 (Ghi chú: 1kW = 1.232 (đồng) theo giá điện hành công bố ngày 07.05.2011) 5.1.2.3 Chi phí hóa chất - Clorin dùng khử trùng: 7.279,2 (kg/năm) x 18.000 (đồng/kg) = 131.025.600 (đồng) - Bùn hoạt tính: 2.5kg/m3 x 718m3 = 1.795 kg Bùn hoạt tính thay bỏ sau 10 ngày - Lượng bùn sử dụng năm: 1.795 kg x 365/10 x 3.000 (đồng) = 196.552.500 (đồng) Tổng = 196.552.500 + 131.025.600 = 327.578.100 (đồng) SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 113 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân 5.1.2.4 Chi phí bảo trì, sửa chữa Chi phí bảo trì sửa chữa hàng tháng 1.000.000 (đồng/tháng) = 12.000.000 (đồng/năm) 5.1.3 Tổng chi phí đầu tư ∑ = 346.018.000 + 1.233.022.560 + 108.000.000 + 327.578.100 + 12.000.000 = 2.026.618.660 (đồng) Giá thành xử lý m3 nước thải = ∑ 4500 * 365 = 2.026.618.660 = 1.234 (đồng) 4.500 * 365 Lãi suất ngân hàng: i = 1,4%/tháng Giá thành thực tế xử lý m3 nước thải: 1234*(1+ 1,4%*12) = 1.441 (đồng) 5.2 Tính tốn kinh tế cho phương án 2: 5.2.1 Vốn đầu tư xây dựng: 5.2.1.1 Vốn đầu tư xây dựng Bảng 5.4: Chi phí đầu tư xây dựng phương án STT Cơng trình Ngăn tiếp nhận Bể điều hòa Bể lắng Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể lắng Máng trộn Bể khử trùng Loại vật liệu BTCT đá 1x2 M300 BTCT đá 1x2 M400 BTCT đá 1x2 M300 BTCT đá 1x2 M400 BTCT đá 1x2 M400 BTCT đá 1x2 M200 BTCT đá 1x2 M300 Số lượng (bể) Đơn vị (m3) Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 33 1.500.000 49.500.000 206 1.500.000 309.000.000 116.5 1.500.000 349.500.000 69,5 1.500.000 416.100.000 114,7 1.500.000 688.200.000 1.500.000 12.000.000 72 1.500.000 216.000.000 SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 114 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân BTCT đá 1x2 M300 Sân phơi bùn 23 1.500.000 Tổng 34.500.000 2.075.700.000 5.2.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bị Bảng 5.5: Chi phí đầu tư trang thiết bị phương án STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá Thành tiền Song chắn rác 3.000.000 3.000.000 Bơm nước thải 11 kW 16.500.000 33.000.000 Máy thổi khí 16,5kW 54.000.000 108.000.000 Máy thổi khí 20kW 101.000.000 202.000.000 Bơm nước thải 5kW 4.600.000 9.200.000 Sàn công tác 3.000.000 6.000.000 Cầu thang 3.000.000 6.000.000 Bơm bùn 2Hp 3.000.000 21.000.000 Bơm châm Clorin Hệ thống ống dẫn 10 nước, dẫn khí, dẫn bùn 32.500.000 32.500.000 30.000.000 30.000.000 11 Mái che sân phơi bùn 10.000.000 50.000.000 Tổng 500.700.000 Diện tích sân phơi bùn: 2.500.000 (đồng/m 2) x 1.658,5 m2 = 4.146.250.000 (đồng) Tổng chi phí đầu tư hạng mục cơng trình: ∑T = 4.146.250.000 + 207.700.000 + 500.700.000 = 6.722.650.000 (đồng) Chọn chi phí đầu tư xây dựng chi phí khấu hao 10 năm Chi phí đầu tư cho năm là: ∑T nam = ∑T 10 = 6.722.650.000 = 672.265.000 (đồng) 10 5.2.2 Chi phí quản lý vận hành: 5.2.2.1 Chi phí nhân cơng SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 115 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân - Cán bộ: (người) x 3.000.000 (đồng/tháng) x 12 = 36.000.000 (đồng) - Công nhân: (người) x 2.000.000 (đồng/tháng) x 12 = 72.000.000 (đồng) Tổng cộng: 36.000.000 + 72.000.000 = 108.000.000 (đồng) 5.2.2.2 Chi phí điện Bảng 5.6: chi phí điện phương án STT Công suất Hạng mục (KW) Bơm nước thải từ hố 11 thu lên bể điều hịa Bơm bùn (7 cái) 1.5 Chi phí (đồng/năm) 237.431.040 Máy thổi khí bể điều hịa Máy thổi khí bể lọc sinh học Bơm định lượng hóa chất Bơm nước thải hệ thống tưới Tổng cộng 16.5 178.073.280 20 863.385.600 0.75 8.094.240 215.846.400 113.319.360 1616149920 (Ghi chú: 1kW = 1232 (đồng) theo giá điện hành cơng bố ngày 07.05.2011) 5.2.2.3 Chi phí hóa chất - Clorin dùng khử trùng: 7.279,2 (kg/năm) x 18.000 (đồng/kg) = 131.025.600 (đồng) - Vật liệu tiếp xúc đá sỏi kích thước 40mm: 200.000 (đồng/m3) x 794,4 m3 = 158.880.000 (đồng) Tổng = 158.880.000 + 131.025.600 = 289.905.600 (đồng) 5.2.2.4 Chi phí bảo trì, sửa chữa Chi phí bảo trì sửa chữa hàng tháng 1.000.000 (đồng/tháng) = 12.000.000 (đồng/năm) 5.2.3 Tổng chi phí đầu tư ∑ = 672.265.000 + 108.000.000 + 1.616.149.920 + 289.905.600 = 2.686.320.520 (đồng) SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 116 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giá thành xử lý m3 nước thải = GVHD: Trần Thị Tường Vân ∑ 4500 * 365 = 2.686.320.520 = 1.636 (đồng) 4.500 * 365 Lãi suất ngân hàng: i = 1,4%/tháng Giá thành thực tế xử lý m3 nước thải: 1636*(1+ 1,4%*12) = 1.911 (đồng) 5.3 So sánh phương án Bảng 5.7: So sánh chi phí phương án Loại chi phí Vốn đầu tư xây dựng (đồng) Giá thành cho 1m3 nước(đồng/m3) Phương án 3.450.180.000 Phương án 6.722.650.000 1.441 1.911 Nhận xét chung: Cơ sở lựa chọn: Sơ đồ công nghệ thành phần cơng trình đơn vị trạm xử lý nước thải lựa chọn phụ thuộc vào: o Công suất hệ thống xử lý: Trung bình khoảng 4500m3/ngày đêm o Thành phần tính chất nước thải: Chủ yếu nước thải sinh hoạt o Mức độ cần thiết xử lý nước thải: Yêu cầu đạt tiêu chuẩn đầu loại A, QCVN 14: 2008/BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt, trước xả nguồn tiếp nhận sông Vàm Cỏ Tây o Điều kiện địa phương: Về mặt kinh tế, mặt kỹ thuật, điều kiện khơng gian bố trí mặt hệ thống xử lý, điều kiện khí hậu địa chất, thuỷ văn cơng trình, … Nhìn chung phương án đề xuất có khả xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn nguồn thải Tuy nhiên phương án có nhiều ưu điểm dễ vận hành, chi phí xây dựng thiết bị hơn, diện tích mặt chiếm Sau cân nhắc yếu tố có liên quan, sở nội khu vực thành phố Tân An tỉnh Long An, đề tài lựa chọn phương án để thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho thành phố Tân An tỉnh Long An SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 117 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Trên sở lý thuyết điều kiện thực tế thành phố Tân An tỉnh Long An, qua q trình thực đề tài tính tốn thiết kế kỹ thuật hệ thống xử lý nước thải, tóm tắt đặc điểm hệ thống sau: • Khía cạnh mơi trường: Do vị trí tính chất đô thị đặc biệt thành phố Tân An, việc thực dự án xử lý nước thải cần thiết để đảm bảo vệ sinh môi trường nước cảnh quan thành phố Tân An, tạo môi trường sống đảm bảo vệ sinh hấp dẫn thoả mãn tiêu chuẩn quốc tế đồng thời đóng góp phần nâng cấp điều kiện sống nhân dân; bảo đảm phát triển đồng sở hạ tầng cấp nước hệ thống cấp nước mở rộng nâng cấp SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 118 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Việc quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nước xử lý nước thải thực bảo vệ mơi trường thành phố khơng bị suy thối nước thải hệ thống đường nhựa thành phố không bị hư hỏng nước mưa Các ao, hồ kênh rạch thành phố trở nên - Cảnh quan cải thiện đáng kể, đặc biệt khu trung tâm • Khía cạnh kỹ thuật Quy trình cơng nghệ đề xuất xử lý quy trình phổ biến, khơng q phức tạp mặt kỹ thuật Quy trình hồn tồn đảm bảo việc xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn yêu cầu loại A, QCVN 14: 2008/BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt, đồng thời cịn có khả mở rộng tương lai 6.2 Kiến nghị Trong giới hạn đề tài thực đề cập đến việc tổ chức thoát nước xử lý nước thải với điều kiện phù hợp khía cạnh kỹ thuật khả thi mặt kinh tế Trên thực tế, cần phải lưu ý vấn đề sau: + Nghiên cứu để hoàn chỉnh qui định quản lý đô thị vệ sinh môi trường sở điều luật hành bảo vệ mơi trường + Có kế hoạch xây dựng củng cố lực quan quản lý chuyên ngành Cấp Thoát nước thành phố, đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật có đủ trình độ tiếp thu bảo quản trang thiết bị kỹ thuật công nghệ + Nghiên cứu sách liên quan đến việc định giá việc sử dụng cống phí bảo vệ môi trường + Do vấn đề rác thải có ảnh hưởng trực tiếp tới hệ thống nước nên Thành phố cần tiếp tục có dự án trọng phát triển hệ thống thu gom rác thải, đội ngũ công nhân thu gom rác thải, đầu tư xây dựng hồn chỉnh hệ thống nước góp phần giải vấn đề mơi trường ngày triệt để, tạo môi trường đô thị xanh đẹp SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 119 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 1996 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 TS Trịnh xn lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, Cơng ty tư vấn nước số 2, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 2000 Lâm Minh triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải thị cơng nghiệp Tính tốn thiết kế cơng trình, NXB Đại Học Quốc Gia Tp HCM Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2002 SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 120 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải, hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Việt Nam – Singapore, 2008 Bộ xây dựng, Tiêu chuẩn xây dựng, TCXD: 51 – 84 Thoát nước mạng lưới bên ngồi cơng trình TP.HCM, 2003 Giáo trình cấp thoát nước, Bộ xây dựng - Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội, Nhà xuất xây dựng, 1993 10 QCVN 14: 2008/BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt_Bộ Tài Nguyên Môi Trường SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 121 ... phần tích chất nước thải sinh hoạt thành phố Tân An - Đề xuất phương án xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Tân An - Tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị khai toán kinh tế cho phương án, từ... kinh tế cho phương án, từ lựa chọn cơng nghệ xử lý phù hợp để thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Tân An - Thể sơ đồ công nghệ xử lý phương án lựa chọn vẽ kỹ thuật Phương pháp... quang xúc tác 1.3 Phương pháp xử lý hóa lý Trong dây chuyền công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường áp dụng sau cơng đoạn xử lý học Phương pháp xử lý hóa lý bao gồm phương pháp hấp phụ,