Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt chung cư res quận 11

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án kết thực riêng Những kết đồ án trung thực, thực sở nghiên cứu lý thuyết, khảo sát tình hình thực tiễn hướng dẫn khoa học PGS.TS Tôn Thất Lãng Nội dung đồ án có tham khảo sử dụng tài liệu,thông tin đăng tải tác phẩm trang web theo danh mục tài liệu đồ án Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập trường nhờ thầy bảo, truyền đạt kiến thức hữu ích Cuối em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án giúp cho em mở mang nhiều điều, thấy mức độ vận dụng lý thuyết vào thực tế, mong muốn học hỏi Với việc thực đồ án tốt nghiệp bước khởi đầu để em tự tin bắt tay vào cơng việc chun mơn sau Em xin tỏ lịng biết ơn đến thầy Tơn Thất Lãng người trực tiếp hướng dẫn em làm luận văn Người tận tình dẫn, cho em nhiều lời khun góp ý để em hồn thành đồ án Cảm ơn thầy tạo điều kiện cho em tiếp thu kiến thức Con xin cảm ơn ba má ni nấng, chăm sóc dạy dỗ nên người Cảm ơn gia đình ln quan tâm đóng góp ý kiến, cho lời khuyên tạo điều kiện để hoàn thành tốt đồ án Cuối xin cảm ơn bạn đồng khóa giúp đỡ nhiều học tập thực đồ án Mặc dù giúp đỡ nhiều người, với lượng kiến thức hạn chế nên chắn đề tài khơng tránh khỏi sai sót Em mong đóng góp ý kiến chân thành thầy cô, anh chị bạn để em sửa chữa sai sót để nâng cao kiến thức Em xin chân thành cảm ơn! Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp thực Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHUNG CƯ RES 11 1.1 Giới thiệu chung chung cư RES 11 1.1.1 Vị trí địa lý chung cư RES 11 1.1.2 Quy mô dự án 1.1.3 Điều kiện tự nhiên khu vực 1.1.2.1 Địa hình 1.1.2.2 Khí tượng 1.1.2.3 Thủy văn 1.1.2.4 Địa chất CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.1 Tổng quan nước thải sinh hoạt 2.1.1 2.2 Nguồn phát sinh, đặc tính nước thải sinh hoạt Các thông số ô nhiễm đặc trưng nước thải 2.2.1 Thông số vật lý 2.2.1.1 Hàm lượng chất rắn lơ lửng 2.2.1.2 Mùi 10 2.2.I.3 Độ màu 10 2.2.I.4 Nhiệt độ 10 2.2.2 Thơng số hóa học 10 2.2.2.1 Độ pH nước 10 2.2.2.2 Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD) 10 Đồ án tốt nghiệp 2.2.2.3 Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD) 11 2.2.2.4 Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO) 11 2.2.2.5 Nitơ hợp chất chứa nitơ 11 2.2.2.6 Phospho hợp chất chứa phospho 12 2.2.2.7 Chất hoạt động bề mặt 12 2.2.3 2.3 Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 Thông số vi sinh vật học 12 Tổng quan phương pháp xử lý nước thải 13 2.3.1 Phương pháp xử lý học 13 2.3.1.1 Song chắn rác 13 2.3.1.2 Bể tách dầu mỡ 15 2.3.1.3 Bể điều hoà 16 2.3.1.4 Bể lắng 16 2.3.1.5 Bể lọc 18 2.3.2 Phương pháp xử lý hóa học 19 2.3.2.1 Phương pháp trung hòa 19 2.3.2.2 Phương pháp đông tụ keo tụ 20 2.3.2.3 Phương Pháp Ozon hóa 21 2.3.2.4 Phương pháp điện hóa học 21 2.3.2.5 Oxy hóa khử 21 2.3.3 Phương pháp xử lý hóa lý 21 2.3.3.1 Tuyển 22 2.3.3.2 Trích ly 23 2.3.3.3 Hấp phụ 23 2.3.3.4 Chưng bay 24 2.3.3.5 Trao đổi ion 24 2.3.4 Phương pháp xử lý sinh học 24 2.3.4.1 Cơng trình xử lý điều kiện tự nhiên 25 2.3.4.2 Cơng trình xử lý hiếu khí nhân tạo 28 2.3.4.3 Cơng trình xử lý kị khí nhân tạo 35 2.3.5 Phương pháp khử trùng 38 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 2.3.6 Xử lý cặn 39 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHUNG CƯ RES 11 41 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 41 3.2 Thành phần tính chất nước thải chung cư RES 11 41 3.2.1 Lưu lượng nước thải 41 3.2.2 Thành phần tính chất nước thải 41 3.3 Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý phù hợp 42 3.3.1 Phương án 43 3.3.2 Phương án 44 3.3.3 So sánh phương án xử lý 45 3.3.4 Thuyết minh quy trình cơng nghệ lựa chọn 46 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH XỬ LÝ 47 4.1 Xác định thơng số tính tốn 47 4.2 Tính tốn 47 4.2.1 Song chắn rác 47 4.2.2 Hố thu gom 51 4.2.3 Bể điều hòa 52 4.2.4 Bể SBR 56 4.2.5 Bể trung gian 69 4.2.5.1 Nhiệm vụ 69 4.2.5.2 Tính tốn 69 4.2.6 Bể lọc áp lực 70 4.2.6.1 Chức 70 4.2.6.2 Tính tốn 70 4.2.7 Bể khử trùng 75 4.2.7.1 Tính tốn thể tích bể 75 4.2.7.2 Tính tốn lượng hóa chất: 75 4.2.7.3 4.2.8 Đường kính ống dẫn nước thải: 76 Tính tốn bể nén bùn 76 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 4.2.8.1 Nhiệm vụ 76 4.2.8.2 Tính tốn 77 4.2.9 Sân phơi bùn 80 CHƯƠNG 5: KHÁI TOÁN GIÁ THÀNH XỬ LÝ 82 5.1 Chi phí xây dựng, cung cấp, lắp đặt trạm xử lý nước thải 82 5.2 Chi phí khấu hao 88 5.3 Chi phí vận hành 88 5.3.1 Chi phí điện (D) 88 5.3.2 Chi phí hoá chất (H) 88 5.3.3 Nhân công (N) 89 5.4 Chi phí xử lý 01m3 nước thải 89 CHƯƠNG 6: THI CƠNG VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ CƠNG TRÌNH 90 6.1 Thiết kế thi công trạm xử lý nước thải 90 6.1.1 Trình tự thực việc xây dựng trạm xử lý 90 6.1.2 Đặc điểm việc thực cơng trình 90 6.1.3 Lực lượng thi công 90 6.1.4 Biện pháp thi công 91 6.1.5 6.2 Giải pháp tiêu kỹ thuật 91 Quản lý vận hành trạm xử lý nước thải 93 6.2.1 Giai đoạn khởi động 93 6.2.2 Giai đoạn vận hành 94 6.2.3 Nguyên nhân biện pháp khắc phục cố vận hành hệ thống xử lý 94 6.2.4 Tổ chức quản lý kỹ thuật an toàn 95 6.2.5 Bảo trì 96 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 98 Kết luận 98 Kiến nghị 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD Biochemical oxygen demand - Nhu cầu oxy sinh hoá COD Chemical oxygen demand - Nhu cầu oxy hoá học DO Dissolved oxygen - Hàm lượng oxy hoà tan SS Suspended solids - Chất rắn lơ lửng tổng cộng F/M Food/Micro – organism - Tỷ số lượng thức ăn lượng vi sinh vật mơ hình MLSS Mixed Liquor Suspended Solid _Chất rắn lơ lửng bùn, mg/l MLVSS Mixed Liquor Volatite Suspended Solid _Chất rắn lơ lửng bay bùn lỏng, mg/l SVI Sludge Volume Index_ Chỉ số thể tích bùn, ml/g VS Volume Index_ Chất rắn bay hơi, ml/g TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCXD Tiêu chuẩn xây dựng BVMT Bảo vệ môi trường XLNT Xử lý nước thải Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người Bảng 3.1: So sánh phương án xử lý 45 Bảng 4.1 Hệ số khơng điều hịa chung 47 Bảng 4.2: Tóm tắt thơng số thiết kế mương song chắn rác 50 Bảng 4.3: Tóm tắt thơng số thiết kế bể thu gom 52 Bảng 4.4 Bảng tóm tắt kết tính tốn bể điều hịa 56 Bảng 4.5 Các giá trị thông số thiết kế bể SBR 57 Bảng 4.6 Thơng số kích thước SBR 68 Bảng 4.7: Bảng tóm tắt kết tính tốn bể trung gian 70 Bảng 4.8 Thơng số kích thước bể lọc 74 Bảng 4.9 Thơng số kích thước bể khử trùng 76 Bảng 4.10 : Tổng hợp tính tốn bể nén bùn 79 Bảng 4.11 Tải trọng cặn m2 sân phơi bùn 80 Bảng 4.12 Thơng số kích thước sân phơi bùn 81 Bảng 5.1: Bảng khái toán chi tiết hạng mục thực 82 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cao ốc RES 11 Hình 2.1 : Phân loại song chắn rác 14 Hình 2.2:A Song chắn rác giới; B Song chắn rác thủ công 15 Hình 2.3 Sơ đồ bể tách dầu mỡ lớp mỏng 16 Hình 2.4: Bể lắng ngang 17 Hình 2.5: Bể lắng đứng 17 Hình 2.6 Bể lắng li tâm 18 Hình 2.7: Bể lọc 19 Hình 2.8: Q trình tạo bơng cặn 20 Hình 2.9:Bể tuyển kết hợp với đặc bùn 23 Hình 2.10: Tháp trích ly 23 Hình 2.11: Sơ đồ tháp lọc hấp phụ 24 Hình 2.12 Ao hiếu khí với kệ thống cung cấp khí 26 Hình 2.13: Hồ tùy nghi 27 Hình 2.15: Sơ đồ cơng nghệ bể Aeroten truyền thống 29 Hình 2.16: Sơ đồ làm việc Bể Aeroten có ngăn tiếp xúc 30 Hình 2.17: Sơ đồ làm việc bể Aeroten làm thoáng kéo dài 31 Hình 2.18 : Sơ đồ làm việc Bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh 31 Hình 2.19: Oxytank 32 Hình 2.20: Bể lọc sinh học cao tải 33 Hình 2.21: Đĩa quay sinh học RBC 33 Hình 2.22: Quá trình vận hành bể SBR 35 Hình 2.23: Bể UASB 37 Hình 2.24 Sơ đồ bể tiếp xúc chlorine 39 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 43 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 44 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 Thiết bị lọc áp lực: Kích thước: D x H = 0,6 x 2,3 m Vật liệu: Inox 304, thân dày Việt Nam 12,680,000 25,360,000 mm, đáy nắp dày mm Bảng III: Chi phí vật tư -Thiết bị động lực 389,810,000 Máy cấp khí Oxy : Cơng suất điện: HP Tsuru Bộ Dòng điện: pha 380V, 50Hz mi- 57,260,000 114,520,000 14,800,000 103,600,000 8,620,000 17,240,000 12,500,000 25,000,000 38,275,000 76,550,000 Nhật Bơm nước thải bơm bùn: Công suất điện : 0,5 - HP Dòng điện: pha , 380 V, 50Hz Lưu lượng: 12,5 - 20 m3/h @ - Tsuru Bộ miNhật 12 m Loại bơm chìm cánh hở Bơm lọc: Cơng suất điện : 0,5 HP Dòng điện: pha , 380 V, 50Hz Lưu lượng: 12,5 - 20 m3/h @ 10 Bộ Bộ Bộ -15 m Ebara -Ý Loại bơm trục ngang ly tâm cánh hở Bơm rửa lọc: Cơng suất điện : 1,5-2 HP Dịng điện: pha , 380 V, 50Hz Lưu lượng: 12,5 - 20 m3/h @ 10 -15 m Ebara -Ý Loại bơm trục ngang ly tâm cánh hở Bộ thu nước bề mặt bể SBR: Chọn thiết bị Decanter nhà cung cấp Công ty TNHH Công 85 Việt Nam Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 Nghệ Môi Trường Thăng Long; Hệ thống điện điều khiển bán tự động: Nhiệm vụ: Điều khiển thiết bị hệ thống hoạt động theo ý muốn Kích thước: D x R x H = 0,8 x 0,6 x 0,2 m Bộ Bộ 45 Bộ HT Vỏ tủ: Thép, sơn tĩnh điện Việt Nam 21,800,000 21,800,000 58,030,000 58,030,000 370,000 16,650,000 3,000,000 3,000,000 Linh kiện chính: Korea (Hàn Quốc) Cáp điện động lực: Cadivi ống lồng dây điện nhựa uPVC Bộ báo dòng bảo vệ pha Hệ thống đường ống cơng nghệ: Đường kính ống: DN=168 - 21 mm Loại ống: uPVC -Bình Minh ống trung chuyển nước thải Việt Nam Ống hóa chất: PU; DN = mm Ống khí khơng ngập nước Inox Ống khí ngập nước uPVC Đĩa khuyếch tán khí tinh: Loại EPDM, đĩa mịn 9'' Đường kính 170 mm, SSIMỹ Khung ke đỡ phụ kiện: Vật liệu: V3, V4…Inox 304, dày ly Ticke Inox, 10 ly phân Vít Inox ly, phân 86 Việt Nam Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 Ticke nhựa… Bùn hoạt tính: Loại bùn có nhiều chuẩn loại vi 10 sinh, chuyên dụng cho xử lý nước thải HT Việt Nam 4,200,000 4,200,000 3,600,000 3,600,000 950,000 950,000 150,000 600,000 350,000 2,100,000 Nồng độ bùn hoạt tính khoảng 5% Bơm hóa chất: Loại bơm màng 11 Lưu lượng: 30-50 lít/h @ 2,5 m BluW Bộ Dòng điện pha, 220 V, 50 HZ hiteMỹ phụ kiện phù hợp Bồn chứa hóa chất: Thể tích: V = 300 lít 12 Vật liệu : Nhựa PE Bộ Bộ Bộ Hãng sản xuất: Đại Thành Việt Nam Loại bồn đứng 13 Phao báo mức: Vật liệu: uPVC Xích kéo bơm: 14 Vật liệu: Inox 304, ĐN = ly Bulong bắt xích Đài Loan Việt Nam Bảng IV Chi phí khác (VNĐ) 61,000,000 Nhân cơng lắp đặt cơng trình: Lắp đặt đường ống trung chuyển nước thải, đường ống HT cấp khí, đường bùn, đường ống hóa chất, đường dây điện… 87 Việt Nam 45,500,000 45,500,000 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 Lập hồ sơ kỹ thuật: Lập thuyết minh kỹ thuật, vẽ hồn cơng hệ thống xử lý HT HT Việt Nam 10,000,000 10,000,000 5,500,000 5,500,000 Xin giấy xác nhận hoàn thành hệ thống Vận chuyển: Vận chuyển tất thiết bị hệ thống  Việt Nam Tổng chi phí đầu tư cho trạm xử lý: Tổng chi phí = chi phí xây dựng + chi phí gia cơng khí + chi phí vật tư thiết bị động lực + chi phí khác (VNĐ) t  318,195,280  26,000,000  389,810,000  61,000,000  795,005,280;VNĐ 5.2 Chi phí khấu hao Chi phí xây dựng khấu hao 30 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao 15 năm Vậy tổng chi phí khấu hao hàng năm sau: Tkh  318,195,280 389,810,000   36,593,843 (đồng/năm)= 100,257(đồng/ngày) 30 15 5.3 Chi phí vận hành 5.3.1 Chi phí điện (D)  Điện tiêu thụ 01 ngày = 148 kwh  Lấy chi phí cho 01 Kwh = 1000 VNĐ  Chi phí điện cho 01 ngày vận hành: D = 148 x 1000 = 148,000 (VNĐ) 5.3.2 Chi phí hố chất (H)  Chi phí NaOCl tiêu thụ ngày: HClo = 2,5 kg/ngày x 3,500 kg/ngày = 8,750 (VNĐ/ngày) 88 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 5.3.3 Nhân công (N)  Trạm xử lý cần có cơng nhân vận hành ca, hệ thống hoạt động 24/24 nên tổng nhân công công  Lương tháng công nhân là: 6,00,000 đồng/tháng  Chi phí nhân cơng tính ngày: N = 6,000, 000 / 30 = 200,000 (VNĐ/ngày) 5.4  Chi phí xử lý 01m3 nước thải Tổng chi phí vận hành ngày TCP = chi phí khấu hao +chi phí hóa chất+chi phí điện năng+chi phí nhân cơng TCP = 100,257+8,750+148,000+200,000 = 457,007 đồng  Tổng chi phí xử lý cho 1m3 nước thải Tcp = TCP/Q = 457,007/120 = 3,808 (Đồng /m3 nước thải) 89 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 CHƯƠNG 6: THI CÔNG VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ CƠNG TRÌNH 6.1 Thiết kế thi cơng trạm xử lý nước thải 6.1.1 Trình tự thực việc xây dựng trạm xử lý Các công tác thực việc xây dựng trạm xử lý nước thải chưng cư RES 11 thực theo trình tự sau: Khảo sát trạng Thiết kế trạm xử lý Thi công xây dựng Nhập thiết bị Gia công lắp ráp thiết bị Lắp đặt thiết bị Lắp đặt hệ thống điện kỹ thuật Lắp đặt hệ thống đường ống cấp thoát nước bên hệ thống xử lý Vận hành khởi động hệ thống, vận hành ổn định, chuyển giao công nghệ hướng dẫn vận hành trạm xử lý nước thải 6.1.2 Đặc điểm việc thực cơng trình Tất trạm xử lý nước thải xây dựng ln địi hỏi phải có phối hợp nhịp nhàng phận thiết kế thi cơng, ngành xây dựng, khí, cơng nghệ Ngồi cịn phải kết hợp chặt chẽ với bên quan chủ quản vấn đề liên quan tới q trình thi cơng cơng trình như: lắp đặt đường ống cấp nước, cấp điện tới chân cơng trình; kiểm tra, nghiệm thu, chuyển giao cơng nghệ 6.1.3 Lực lượng thi công Nguồn nhân lực trực tiếp thi cơng cơng trình bao gồm kỹ sư, kỹ thuật viên công nhân phận liên quan bao gồm:  Cấp quản lý (Kỹ sư) - Kỹ sư môi trường - Kỹ sư điện 90 Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 Kỹ sư xây dựng Công nhân kỹ thuật - Thợ đường ống - Thợ khí - Thợ lắp máy - Thợ điện - Thợ xây dựng - Kỹ thuật viên vận hành 6.1.4 Biện pháp thi công Việc tổ chức thi công tiến hành theo phương pháp phân đoạn, phân đợt khái quát sau:  Xây dựng bản: Xây dựng bể, nhà điều hành;  Chế tạo thiết bị: Giỏ chắn rác, bồn lọc áp lực, ke đỡ ống…  Mua tất thiết bị máy móc, đường ống công nghệ, dây diện  Lắp đặt thiết bị;  Lắp đặt hệ thống điện kỹ thuật;  Chạy thử không tải, hiệu chỉnh hệ thống thông số công nghệ;  Chạy khởi động hệ thống hệ thống hoạt động ổn định;  Hướng dẫn, đào tạo vận hành, chuyển giao công nghệ cho công ty  Quản lý, quan trắc hệ thống hệ thống theo quy định 6.1.5 Giải pháp tiêu kỹ thuật Tất thiết bị sắt thép sơn bảo vệ chống ăn mịn hố học Tất thiết bị sau gia công chạy thử kiểm tra trước đưa lắp đặt  Lắp đặt hệ thống thiết bị, đường ống công nghệ Việc lắp đặt hệ thống đường ống công nghệ tiến hành sau định vị xác vị trí thiết bị cao độ Trong q trình thi cơng, cao trình đường ống kiểm tra thường xuyên, chặt chẽ để đảm bảo xác 91 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt chung cư RES Q.11 Phần lớn đường ống công nghệ ống inox SUS304 ống nhựa uPVC Các đường ống công nghệ cố định móc nhựa, móc inox Các đường ống có cao độ âm (