Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của khu chung cư

LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình, bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Đồng Thị Kim Loan- Bộ môn CNMT - trƣờng Đại học KH Tự Nhiên Th.s Hoàng Thị Thúy- giảng viên Khoa Môi Trƣờng - trƣờng ĐHDL Hải Phịng ngƣời tận tình hƣớng dẫn, bảo em suốt q trình làm khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trƣờng ĐHDL Hải Phịng nói chung, thầy Bộ mơn Kỹ Thuật Mơi Trƣờng nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cƣơng nhƣ mơn chun ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè tạo kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành khóa luận tốt nghiệp Mặc dù cố gắng hết mình, nhƣng thời gian trình độ thân cịn hạn chế nên khóa luận em cịn nhiều thiếu sót Em mong đƣợc bảo thầy bạn bè Hải Phịng, ngày 08 tháng 12 năm 2012 Sinh viên Ngô Văn Vinh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu chữ viết tắt Ý nghĩa chữ viết tắt BOD Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy hóa học DO Hàm lƣợng oxy hịa tan DS Tổng hàm lƣợng chất hòa tan FWS Bãi lọc ngầm trồng với hệ thống hoạt động bề mặt HSF Bãi lọc ngầm trồng với hệ thống chảy ngang TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Tổng hàm lƣợng nitơ TP Tổng hàm lƣợng photpho 10 TSS Tổng hàm lƣợng chất rắn lơ lửng 11 SS Chất rắn lơ lửng 12 VDS Hàm lƣợng chất rắn hòa tan dễ bay 13 VSF Bãi lọc ngầm trồng với hệ thống chảy đứng 14 VSS Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng dễ bay MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nƣớc thải 1.1.1 Khái niệm nƣớc thải.[3] 1.1.2 Phân loại nƣớc thải.[6] 1.1.3 Thành phần nƣơc thải sinh hoạt.[6] 1.2 Các tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc.[3] 1.2.1 Chỉ tiêu vật lý 1.2.2 Các tiêu hóa học 1.2.3 Chỉ tiêu vi sinh 11 1.3 1.3.1 Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt[2,3,5,6] 12 Phƣơng pháp xử lý học 12 1.3.1.1 Song chắn rác 12 1.3.1.2 Lắng cát 13 1.3.1.3 Lắng 13 1.3.2 Phƣơng pháp xử lý hóa học hóa lý 13 1.3.2.1 Tuyển 14 1.3.2.2 Keo tụ - tạo 14 1.3.2.3 Hấp phụ 15 1.3.2.4 Trao đổi ion 15 1.3.2.5 Trung hòa 15 1.3.2.6 Khử khuẩn 16 1.3.3 Phƣơng pháp sinh học 16 1.3.3.1 Phƣơng pháp kỵ khí 17 1.3.3.2 Phƣơng pháp hiếu khí 23 1.3.3.3 Bãi lọc ngầm trồng cây.[1,9] 24 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 27 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 27 2.3 Các phƣơng pháp nghiên cứu.[8,10] 27 2.3.1 Phƣơng pháp phân loại hệ thống hoá lý thuyết 27 2.1 Phƣơng pháp phân tích, tổng hợp tài liệu 27 2.2 Phƣơng pháp so sánh 28 2.3 Phƣơng pháp hệ thống 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29 3.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu chung cƣ 29 3.2 Bể tự hoại 30 3.3 Bể lọc kị khí 34 3.4 Bãi lọc ngầm 38 3.5 Giá thành xử lý 41 Kết luận kiến nghị 42 Tài liệu tham khảo 44 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Đặc tính thơng thường nước thải sinh hoạt Bảng 1.2: Nồng độ chất khỏi bể tự hoại 22 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Bể tự hoại với vùng phân bố theo chiều sâu ngập nước 20 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu chung cư 29 Hình 3.2: Mơ hình bể tự hoại dịng hướng lên 30 Hình 3.3: Các vùng lắng bể tự hoại 31 Hình 3.4: Mơ hình bể lọc kị khí 34 Hình 3.5: Mơ hình bãi lọc ngầm 38 Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng LỜI MỞ ĐẦU Tốc độ độ thị hóa Việt Nam nhanh song song với phát triển kinh tế, trị văn hóa Tuy nhiên, thị hóa mang lại cho nhiều bất cập Và môi trƣờng vấn đề nhƣ Không riêng Việt Nam, mà hầu hết quốc gia giới, môi trƣờng nƣớc vấn đề lớn mà phải đối mặt Hầu hết nƣớc thải sinh hoạt không đƣợc xử lý mà thải thẳng trực tiếp vào môi trƣờng, gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm, tác động xấu đến điều kiện vệ sinh ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng Vì vậy, nhiều phƣơng pháp xử lý nƣớc thải đƣợc quốc gia lựa chọn áp dụng, tùy thuộc vào điều kiện Trong mơ hình nhƣ thế, đƣợc đánh giá cao đƣợc ý nhiều mơ hình xử lý nƣớc thải kết hợp bể tự hoại, bể lọc kị khí bãi lọc ngầm trồng dịng chảy ngang Xử lý nƣớc thải mơ hình đƣợc áp dụng nhiều nơi giới với ƣu điểm rẻ tiền, dễ vận hành đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao Đây công nghệ xử lý nƣớc thải điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trƣờng, cho phép đạt hiệu suất cao, chi phí thấp ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trƣờng, hệ sinh thái địa phƣơng Sinh khối thực vật, bùn phân hủy, nƣớc thải sau xử lý giá trị kinh tế khác Mặt khác, Việt Nam nƣớc nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm, thích hợp cho việc áp dụng mơ hình Để tìm hiểu sâu ƣu, nhƣợc điểm nhƣ khả ứng dụng mơ hình vào thực tế, em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu chung cƣ” làm đề tài tốt nghiệp Sinh viên: Ngô Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nƣớc thải 1.1.1 Khái niệm nƣớc thải.[3] Nƣớc thải nƣớc qua sử dụng cho mục đích nhƣ: sinh hoạt, dịch vụ, tƣới tiêu, sản xuất… làm thay đổi thành phần tính chất ban đầu Trong nƣớc thải có chứa tạp chất vơ hữu cơ, tồn dƣới dạng hịa tan, khơng hịa tan, keo, lơ lửng Nếu thành phần nƣớc với nồng độ cao gây tác động tiêu cực tới môi trƣờng, ảnh hƣởng tới sinh trƣởng phát triển động, thực vật thủy sinh, ảnh hƣởng tới đời sống, sức khỏe ngƣời 1.1.2 Phân loại nƣớc thải.[6] Nƣớc thải đƣợc phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng Đó sở cho việc lựa chọn biện pháp công nghệ xử lý Có nhiều nguồn phát sinh nƣớc thải nhƣng nguồn phát sinh với lƣu lƣợng lớn thành phần ô nghiễm cao sinh hoạt sản xuất công nghiệp Nƣớc thải sinh hoạt: Là nƣớc đƣợc thải bỏ sau sử dụng cho mục đích sinh hoạt ngƣời: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… Chúng thƣờng đƣợc thải từ hộ, quan, trƣờng học, bệnh viện, chợ công trình cơng cộng khác Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nƣớc đặc điểm hệ thống thoát nƣớc Nƣớc thải sinh hoạt gồm loại: Nƣớc đen: Nƣớc thải có độ nhiễm bẩn cao chất tiết ngƣời từ tolet Thƣờng đƣợc xử lý sơ qua bể tự hoại Tuy nhiên, hầu nhƣ chất lƣợng đầu sau bể tự hoại chƣa đạt tiêu chuẩn, nhƣng nhờ bể tự hoại mà lƣợng lớn chất ô nhiễm đƣợc xử lý Nƣớc xám: Nƣớc thải có độ nhiễm bẩn thấp so với nƣớc đen, phát sinh từ hoạt động nhà bếp, tắm, giặt, vệ sinh sàn nhà… Nƣớc xám hầu nhƣ chƣa đƣợc xử lý mà thải thẳng ngồi mơi trƣờng Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng Nƣớc thải công nghiệp: Là nƣớc thải đƣợc tạo sau đƣợc sử dụng trình cơng nghệ sản xuất xí nghiệp cơng nghiệp Đặc tính nghiễm nồng độ nƣớc thải công nghiệp khác phụ thuộc vào loại hình cơng nghiệp cơng nghệ lựa chọn Thành phần nhiễm nƣớc thải cơng nghiệp chất vô cơ, kim loại nặng, chất hữu dạng hòa tan, chất hữu vi lƣợng gây mùi, chất hữu dễ phân hủy sinh học chất hữu khó bị phân hủy sinh học Trong nƣớc thải cơng nghiệp cịn chứa dầu, mỡ chất nổi, chất lơ lửng, kim loại nặng, chất dinh dƣỡng (N, P) với hàm lƣợng cao 1.1.3 Thành phần nƣơc thải sinh hoạt.[6] Các chất chứa nƣớc thải sinh hoạt bao gồm chất hữu cơ, chất dinh dƣỡng, chất lơ lửng vi sinh vật Các chất hữu có nƣớc thải sinh hoạt chiếm khoảng 58% tổng chất gồm: chất hữu thực vật (cặn bã thực vật, rau, quả, giấy…) chất hữu động vật (chất tiết ngƣời động vật, xác động vật…) Các chất hữu nƣớc thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu protein (40 – 60%), hydratcacbon (25 – 50%), chất béo, dầu mỡ (10%) Ure chất hữu quan trọng nƣớc thải sinh hoạt Nồng độ chất hữu thƣờng đƣợc xác định thông qua tiêu BOD COD Các chất vô nƣớc thải chiếm 42% gồm: cát, đất sét, axit, bazơ vơ cơ, dầu khống… Trong nƣớc thải có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, virut, nấm, rong tảo, trứng giun sán… Trong số dạng vi sinh vật có vi trùng gây bệnh, ví dụ: tả, lị, thƣơng hàn… có khả gây thành dịch bệnh Về thành phần hóa học loại vi sinh vật thuộc nhóm chất hữu Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng Bảng 1.1: Đặc tính thơng thường nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu Nồng độ Cao Trung bình Thấp BOD5 400 220 110 COD 1000 500 250 Đạm hữu 35 15 Đạm amôn 50 25 12 TN 85 40 20 TP 15 TSS 1200 720 350 SS 350 220 100 (Nguồn: Metcalf and Eddy.1991 Trích Chongrak 1989) 1.2 Các tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc.[3] Việc xác định tiêu nƣớc cho phép đánh giá mức độ ô nhiễm hay hiệu phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 1.2.1 Chỉ tiêu vật lý Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hƣởng đến độ pH, đến trình hóa học sinh hóa xảy nƣớc Nhiệt độ phụ thuộc nhiều vào môi trƣờng xung quanh, vào thời gian ngày, vào mùa năm… Nhiệt độ cao làm DO nƣớc giảm, làm giảm đáng kể đến chế độ hịa tan oxi từ khơng khí vào nƣớc Nhiệt độ nƣớc tăng làm tăng phản ứng hóa sinh, kích thích phát triển vi tảo… Nƣớc làm mát ngành công nghiệp hay nƣớc nồi từ nhà máy nhiệt điện có nhiệt độ cao nhiệt độ mơi trƣờng từ 10-150C theo dịng thải ngồi mơi trƣờng gây ô nhiễm nhiệt cho nguồn tiếp nhận Nƣớc nóng làm thay đổi q trình sống, chí thay đổi thành phần loài quần thể sinh vật thủy vực Màu sắc: Nƣớc ngun chất khơng có màu Màu sắc gây nên tạp chất nƣớc (thƣờng chất mùn, số ion vô cơ, số lồi thủy sinh Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng 3.2 Bể tự hoại Hình 3.2: Mơ hình bể tự hoại dịng hướng lên Mục đích: Phân hủy hydrocacbon, đạm, chất béo,… nhờ vào trình lắng cặn lên men, phân hủy sinh học kị khí Nguyên lý hoạt động: Nƣớc thải sinh hoạt hộ dân đƣợc thu gom đƣa vào bể Tại ngăn số diễn trình lắng cặn lên men kị khí, đồng thời điều hịa lƣu lƣợng nồng độ chất bẩn có nƣớc thải Nƣớc chảy sang ngăn khác theo quy tắc chuyển động theo chiều từ dƣới lên trên, giúp nƣớc tiếp xúc với vi sinh vật kỵ khí lớp bùn hoạt tính hình thành đáy bể điều kiện động Nhƣ vậy, chất bẩn hữu đƣợc vi sinh vật hấp thụ chuyển hóa Qua hết ngăn, nƣớc thải đƣợc đƣa sang bể lọc kị khí tiến hành bƣớc xử lý Thiết kế bể tự hoại -Tổng dung tích bể tự hoại V (m3) đƣợc tính tổng dung tích ƣớt (dung tích hữu ích) bể tự hoại Vƣ dung tích phần lƣu khơng tính từ mặt nƣớc lên đan nắp bể Vk V = Vƣ + Vk -Dung tích ƣớt bể tự hoại bao gồm vùng phân biệt, tính từ dƣới lên trên: Vùng tích luỹ bùn cặn phân huỷ Vt; 30 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trƣờng Vùng chứa cặn tƣơi, tham gia trình phân huỷ Vb; Vùng tách cặn (vùng lắng) Vn; Vùng tích luỹ váng - chất Vv Hình 3.3: Các vùng lắng bể tự hoại Vƣ = Vn + Vb + Vt + Vv -Dung tích vùng lắng - tách cặn Vn: đƣợc xác định theo loại nƣớc thải, thời gian lƣu nƣớc tn lƣợng nƣớc thải chảy vào bể Q, có tính đến giá trị lƣu lƣợng tức thời dòng nƣớc thải Thời gian lƣu nƣớc tối thiểu tn đƣợc xác định theo -Dung tích cần thiết vùng tách cặn bể tự hoại Vn (m3) bằng: Trong đó: N - số ngƣời sử dụng bể (ngƣời) qo - tiêu chuẩn thải nƣớc (qo=150 l/ngƣời.ngày) tn-thời gian lƣu nƣớc (ngày) - Dung tích vùng phân huỷ cặn tƣơi Vb (m3): tb-thời gian cần thiết để phân hủy cặn nhiệt độ 25oC (tb=40 ngày) Cặn tƣơi tách từ vùng lắng rơi xuống vùng phân hủy cặn Lƣợng tính chất cặn tƣơi khác nhau, tùy theo chế độ dinh dƣỡng sử dụng nƣớc 31 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trƣờng -Vùng lƣu giữ bùn phân hủy Vt (m ): Sau cặn phân huỷ, phần lại lắng xuống dƣới đáy bể tích tụ làm thành lớp bùn Dung tích bùn phụ thuộc tải lƣợng đầu vào nƣớc thải, theo số ngƣời sử dụng, thành phần tính chất nƣớc thải, nhiệt độ thời gian lƣu, đƣợc tính nhƣ sau: Với: r - lƣợng cặn phân huỷ tích luỹ ngƣời năm: r = 40(l/ngƣời.năm) T: Khoảng thời gian lần hút cặn (năm) - Dung tích phần váng Vv thƣờng đƣợc lấy (0,4 - 0,5)Vt -Dung tích ƣớt bể là: - Dung tích phần lƣu không mặt nƣớc bể tự hoại Vk đƣợc lấy 20% dung tích ƣớt -Vậy tổng dung tích bể là: Kích thƣớc bể tự hoại đƣợc tính với tiêu chuẩn thải nƣớc sinh hoạt 150 lít/ngƣời.ngày, nhiệt độ trung bình nƣớc thải 25oC, chu kỳ hút cặn năm/lần Để đảm bảo an toàn vận hành lien tục xảy cố hay vệ sinh bể, bể đƣợc xây dựng thành modul hoạt động song song  Một bể tích là: Mỗi bể tự hoại đƣợc thiết kế hình chữ nhật, chiều cao h = 2,5 m, tỷ lệ dài (L): rộng (B)= 3: 1, số ngăn bể Ta có cơng thức:  B=5m 32 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp L = 15 m Ngành Kỹ thuật môi trƣờng h = 2,5 m Ngăn (ngăn chứa) có dung tích tối thiểu ½ dung tích bể nên chiều dài ngăn L1=15/2=7,5 m, ngăn (ngăn lắng) có dung tích chiếm ¼ dung tích bể nên chiều dài ngăn L2=L3=15/4=3,75 m Vậy thông số liên quan bể tự hoại nhƣ sau: Số bể: bể Số ngƣời sử dụng: 1000 ngƣời Dung tích bể: V’ = 186 m3 Chiều cao: h = 2,5 m Chiều rộng: B = m Chiều dài ngăn 1: L1 = 7,5 m Chiều dài ngăn 2: L2 = 3,7 m Chiều dài ngăn 3: L3 = 3,7 m Vận tốc dòng lên ngăn ngăn là: để tránh trôi bùn cặn từ đáy bể theo dịng nƣớc Đáy ngăn chứa phải có độ dốc 25% phía ống dẫn nƣớc vào (phía dƣới cửa hút) để dễ hút bùn cặn Đáy ống vào cao đáy ống 0,05 m Để đảm bảo chế độ tự chảy tránh ngập cục bộ, đáy ống phải cao mực nƣớc cao cống tiếp nhận nƣớc thải sau bể tự hoại mực nƣớc ngầm cao Các ống dẫn nƣớc vào, ngăn phải đƣợc đặt so le để quãng đƣờng nƣớc chảy bể dài nhất, tránh tƣợng chảy tắt Trên vách ngăn bể có cửa thơng nƣớc cút dẫn nƣớc Khoảng cách mép cửa thông nƣớc đến mặt nƣớc 0,3 m để tránh váng cặn tràn sang ngăn sau… Bên bể có lắp đậy kín có đƣờng kính 80 cm Bể tự hoại phải có ống thơng hơi, đƣờng kính 60 mm, dẫn lên cao mái nhà 0,7 m để tránh mùi, khí độc hại 33 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Tính đƣờng ống bể tự hoại Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng Tính tốn đƣờng ống dẫn nƣớc thải vào bể tự hoại Lƣu lƣợng nƣớc thải vào bể: Vận tốc nƣớc thải chảy ống: chọn vận tốc nƣớc ống v = 0,75 m/s Tra theo catalogue ống nhựa, ta chọn loại ống PVC Φ = 60 mm Tính tốn đƣờng ống dẫn nƣớc thải bể tự hoại Từ ngăn chứa nƣớc thải chia thành nhánh sang ngăn lắng Lƣu lƣợng nƣớc thải ống : Vận tốc nƣớc thải ống v = 0,75 m/s Tra theo catalogue ống nhựa, ta chọn loại ống PVC Φ = 42 mm 3.3 Bể lọc kị khí Hình 3.4: Mơ hình bể lọc kị khí Mục đích: 34 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng Phân hủy hợp chất hữu hòa tan nƣớc thành chất vô bền vi sinh vật kị khí, tùy nghi bám vật liệu lọc Nguyên lý hoạt động: Nƣớc thải sau đƣợc xử lý bể tự hoại tiếp tục chảy sang bể lọc kị khí theo chiều từ dƣới lên, qua lớp vật liệu lọc có vi sinh vật Vật liệu lọc chọn sỏi có đƣờng kính 25 mm, vật liệu lọc đƣợc đổ lên đan bê công cốt thép đục lỗ 20 mm, đặt cách đáy bể 20 cm, độ cao lớp vật liệu lọc m Chất hữu tiếp xúc với màng vi sinh vật bị hấp thụ phân hủy Bùn cặn đƣợc giữ lại khe rỗng lớp lọc Sau 2-3 tháng làm việc xả bùn thau rửa lọc lần Nƣớc thải đƣợc đƣa nối tiếp qua ngăn lọc kị khí trƣớc đƣợc đƣa sang bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang để xử lý tiếp Thiết kế bể lọc kị khí: Bể lọc kị khí xây hình chữ nhật, chia thành ngăn Trong ngăn có lớp vật liệu lọc hạt sỏi chiều cao lớp vật liệu lọc m; lớp vật liệu lọc cách đáy 0,2 m, cách 0,1 m Ta có: Do chia thành modul hoạt động song song nên modul có: Ta có: U0: tải trọng thủy lực, U0 khoảng 0,5 – 1,5 m3/m2.ngày Chọn U0=1.5 m3/m2.ngày Q’: lƣu lƣợng nƣớc thải, m3/ngày F: diện tích bể, m2 Vậy: 35 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ta có chiều cao bể lọc kị khí: Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng h1: chiều cao từ bề mặt vật liệu lọc đến mặt nƣớc thu, m h2: chiều cao lớp vật liệu lọc, m h3: chiều cao từ lớp vật liệu lọc xuống đáy, m vậy: Thể tích bể: Vậy lƣợng sỏi cần dùng: Kiểm tra: Thể tích bể theo đầu ngƣời: Diện tích bể theo đầu ngƣời: Thời gian lƣu ngăn: Bể đƣợc xây dựng nhà, âm xuống đất có nắp bể để kiểm tra, bảo dƣỡng ngăn lọc Đối với khu chung cƣ thƣờng lợi dụng phía làm đƣờng giao thơng, sân chơi… Chọn chiều rộng bể B = 3m Ta có: Bể đƣợc chia ngăn nhau, chiều dài ngăn là: Vậy thơng số liên quan bể lọc kị khí: 36 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Số bể: bể Ngành Kỹ thuật môi trƣờng Số ngƣời sử dụng: 1000 ngƣời Dung tích bể: V = 130 m3 Chiều cao: h = 1,3 m Chiều rộng: B = m Chiều dài ngăn 1: L1 = 11,1 m Chiều dài ngăn 2: L2 = 11,1 m Chiều dài ngăn 3: L3 = 11,1 Tính bơm nƣớc vào bãi lọc ngầm Lƣu lƣợng: Cột áp bơm: H = 5m Do chia thành modul hoạt động song song nên modul có lƣu lƣợng: Cơng suất bơm: Trong đó: : Hiệu suất bơm, chọn = 0,8 : Khối lƣợng riêng nƣớc, = 1000 kg/m3 Chọn công suất bơm 100 W với lƣu lƣợng 1,74.10-3 m3/s, chiều cao cột áp m, hai bơm hoạt động song song Tính tốn đƣờng ống dẫn nƣớc thải bể kị khí Đƣờng ống cấp nƣớc vào có Φ = 60 mm Từ ống cấp chia làm nhánh bể để tránh dòng tắt chảy bể Lƣu lƣợng: Vận tốc nƣớc thải ống v = 0,75 m/s 37 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trƣờng Tra theo catalogue ống nhựa, ta chọn loại ống PVC Φ = 42 mm 3.4 Bãi lọc ngầm Mục đích: Khi nƣớc thải đƣợc xử lý qua bể tự hoại bể lọc kị khí hàm lƣợng TN, TP nƣớc đầu hầu nhƣ không thay đổi, thấp chút so với đầu vào TP đƣợc loại bỏ phần nhờ chế lắng hấp phụ TN đƣợc loại bỏ phần nhờ trình bay NH3 trình oxy hóa sinh hóa điều kiện kị khí Do để xử lý triệt để TN, TP cho nƣớc thải tiếp tục qua bãi lọc ngầm dòng chảy ngang Nhờ vào trình trao đổi chất cây, phân hủy vi sinh vật, điều kiện tự nhiên, ánh sáng mặt trời để loại bỏ chất hữu có khả phân huỷ sinh học, chất rắn, nitơ photpho, vi khuẩn virus Nguyên lý hoạt động: Sau hai trình xử lý, nƣớc thải chứa lƣợng nhỏ chất hữu dễ phân hủy, nitơ, photpho vi khuẩn, virus đƣợc đƣa sang bãi lọc ngầm nhằm xử lý triệt để chất ô nhiễm Nƣớc thải vào bãi lọc theo chiều ngang Trong suốt trình chảy bãi lọc ngầm, nƣớc thải tiếp xúc với lớp màng vi sinh vật vật liệu lọc, rễ, chất hữu đƣợc xử lý, hợp chất nitơ, phôt đƣợc xử lý chủ yếu trồng bãi lọc hấp thụ Ống dẫn nƣớc thải Cây Sỏi Ống thải nƣớc Dốc 1% Đất sỏi Mạng thân rễ Màng chống thấm Hình 3.5: Mơ hình bãi lọc ngầm 38 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Thiết kế bãi lọc ngầm: Ngành Kỹ thuật môi trƣờng Các loại trồng bãi lọc lƣu niên, thân thảo xốp, rễ chùm phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam Cây đƣợc chọn sậy rong giềng Cây sậy sống dải nhiệt rộng nên mùa đông miền Bắc khơng ảnh hƣởng nhiều đến phát triển nên hiệu hệ thống đƣợc đảm bảo Rễ sậy rỗng, dài suyên xuống lớp vật liệu lọc, nên có vai trị dẫn O từ trình quang hợp qua thân xuống rễ cung cấp O2 vào bãi lọc để giúp vi sinh vật hiếu khí phân hủy hợp chất hữu đồng thời có vai trị tránh dịng chảy tắt hệ thống Cây rong giềng có hoa bền, nhiều màu sắc, trồng bãi tạo cảnh quan đẹp Lựa chọn bãi lọc dịng chảy ngang bãi nằm khuôn viên khu chung cƣ nên bãi lọc trồng vừa có vai trị xử lý nƣớc thải, khơng tạo mùi, nƣớc thải xử lý phía dƣới, mặt bãi khô ráo, tạo cảnh quan môi trƣờng sinh thái, thu hút loài sinh vật đến sống nhƣ chim, bƣớm… Do khu chung cƣ diện tích nên bãi lọc ngầm không đƣợc phép rộng nhƣ tiêu thiết kế từ 1- (m2/ngƣời sử dụng) nên thiết kế tác giả sử dụng bể lọc sinh học kị khí nhằm giảm tối đa chất nhiễm từ giảm diện tích bãi lọc ngầm Chỉ tiêu thiết kế chọn 0,4 m2/ngƣời.ngày Diện tích bãi lọc ngầm: Chia thành hai bãi hoạt động song song, hai bãi cạnh nhau, xa tùy thiết kế khu nhà Diện tích bãi: Chọn độ cao là: h = 0,7 m Tỉ số chiều dài (L): chiều rộng (B) = 3:1 39 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Nên ta có: L.B = 3B.B = 400 m2 Ngành Kỹ thuật môi trƣờng B = 11,54 m L = 34,66 m Vậy thể tích bãi lọc là: Thời gian lƣu bãi lọc: Bãi đƣợc xây bê tong cốt thép chát chống thấm đáy thành, độ dốc 1% phía thu nƣớc Vật liệu bãi có cấu tạo nhƣ sau: Đá trung bình, chọn loại đá có đƣờng kính 15 – 20 mm dùng nƣớc rửa đá sau dải đá xuống đáy bể dàn cho chiều dày lớp đá khoảng 20 cm Sỏi nhỏ, chọn loại sỏi có đƣờng kính – 10 mm Dùng nƣớc rủa sỏi dải lớp sỏi lớp đá trung bình, chiều dày lớp sỏi khoảng 20 cm Cát vàng, chọn loại cát vàng sạch, tạp chất, dùng xang để loại bỏ tạp chất sỏi to lẫn cát Sau rủa dải lớp cát lớp sỏi nhỏ, chiều dày lớp cát 20 cm Trên lớp đất pha cát, chiều dày 10 cm Sau tiến hành đổ lớp vật liệu lọc vào bể, tiến hành trồng sậy rong giềng, mật độ 10 khóm/m2, sậy khóm – cây, rong giềng khóm cây, trồng theo hàng, hàng sậy đến hàng rong giềng Cây đƣợc cắt tỉa thƣờng xuyên Khi phát triển bình thƣờng tiến hành dải lớp đá cảnh bề mặt để trang trí, trồng hoa chịu bóng nhƣ hoa mƣời giờ… 40 Sinh viên: Ngô Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng Nƣớc sau đƣợc xử lý qua bãi lọc ngầm đƣợc tái sử dụng cho mục khác nhƣ cung cấp cho khu non bộ, cung cấp cho vòi phun nƣớc trung tâm khu chung cƣ, cung cấp vào ao hồ ni cá cảnh… phần cịn lại xả nguồn tiếp nhận Nếu tiếp tục xử lý qua tháp chứa cát than hoạt tính cung cấp thành nƣớc sinh hoạt cho hộ khu chung cƣ 3.5 Giá thành xử lý - Tổng giá thành hút cặn bể tự hoại: G1: giá thành hút cặn, triệu/năm Giá m3 cặn 450.000 đ Vt: vùng lƣu trữ bùn phân hủy, m3 - Nhân công, gồm ngƣời với nhiệm vụ vận hành dây chuyền, rửa vật liệu lọc, rửa bể lọc, tỉa Lƣơng ngƣời triệu/tháng Tổng lƣơng nhân công là: - Tổng giá điện chạy máy bơm: Vây giá 1m3 nƣớc thải 41 Sinh viên: Ngô Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng Kết luận kiến nghị Kết luận Trong suốt trình làm khóa luận, em tìm hiểu thêm đƣợc cách tính tốn, thiết kế bể tự hoại kết hợp với bể lọc kị khí bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang để xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ Bể tự hoại gồm ngăn, ngăn chứa ngăn lắng Ngăn chứa có chiều cao 2,5 m, chiều dài 7,5 m, chiều rộng m, đƣợc xây dựng bê tông cốt thép Đáy ngăn chứa có độ dốc 25% phía ống dẫn nƣớc vào để rễ hút bùn cặn ngăn lắng, ngăn có kích thƣớc, chiều cao 2,5 m, chiều rộng m, chiều dài 3,7 m Bên dùng ống kích thƣớc Φ 60 với dòng chảy hƣớng lên Đáy ống vào cao ống 0,05 m Bể lọc kị khí dịng hƣớng nên gồm ngăn Bể đƣợc xây dựng hình chữ nhật, ngăn bể có chứa lớp vật liệu lọc hạt sỏi chiều cao lớp vật liệu lọc m, lớp vật liệu lọc đƣợc đặt cách đáy 20 cm, cách mực nƣớc thu 10 cm Thể tích bể 130 m3, chiều cao 1,3 m, chiều rộng m, chiều dài ngăn 11,1 m Thời gian lƣu ngăn 6,9 h Bãi lọc ngầm, bên bãi đƣợc trồng sậy rong giềng Bãi đƣợc xây bê tông cốt thép, chát chống thấm đáy thành, độ dốc 1% phía thu nƣớc Cấu tạo lớp vật liệu lọc, đá trung bình có đƣờng kính 15-20 mm, chiều dày lớp đá 20 cm Sỏi nhỏ có đƣờng kính – 10 mm, chiều dày lớp sỏi 20 cm Cát vàng với chiều dày 20 cm Trên lớp đất pha cát với độ dày 10 cm Mật độ trồng bãi lọc 10 khóm/m2, sậy khóm trồng – cây, rong giềng khóm cây, trồng theo hàng hàng sậy đến hàng rong giềng, đƣợc cắt tỉa thƣờng xuyên Diện tích bãi 400 m2, chiều dài L= 34,66 m, chiều rộng B = 11,54 m, thời gian lƣu t = 1,86 ngày, thể tích V = 280 m3 Kiến nghị 42 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trƣờng Tại Việt Nam, phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bể tự hoại kết hợp bể lọc kị khí bãi lọc ngầm trồng cịn mẻ, bƣớc đầu đƣợc số trung tâm công nghệ môi trƣờng trƣờng đại học áp dụng thử nghiệm, nhƣng cho kết khả quan, không cần trình độ kĩ thuật cao, vận hành đơn giản, chi phí vận hành thấp, khơng tốn hóa chất nhƣ lƣợng nhƣ công nghệ xử lý khác Do nên ứng dụng rộng rãi mơ hình vào thực tế Cần nghiên cứu sâu để tìm yếu tố ảnh hƣởng đến trình xử lý Mơ hình bể tự hoại, bể lọc kị khí bãi lọc ngầm xử lý tốt loại nƣớc sinh hoạt nhiễm mức cao Vì nên nghiên cứu mơ hình để áp dụng với loại nƣớc thải công nghiệp chế biến thực phẩm, thủy sản nƣớc thải từ làng nghề sản xuất rƣợu, khu chăn ni… Có thể trồng xen số loại nhƣ cỏ vertive, thủy trúc… để tạo cảnh quan đa dạng sinh thái 43 Sinh viên: Ngơ Văn Vinh Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật mơi trƣờng Tài liệu tham khảo Hồng Đàn Xử lý nước thải bãi lọc trồng – Cơng nghệ đem lại nhiều lợi ích cho mơi trường http:// www.ner.gov.vn Hồng Huệ Xử lý nước thải Nxb Xây dựng Hà Nội, 1996 Lƣơng Đức Phẩm Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học.Nxb Giáo Dục Hà Nội, 2002 Nguyễn Việt Anh Bể tự hoại bể tự hoại cải tiến Nxb Xây Dựng Hà Nội, 2007 Nguyễn Đình Bảng Giáo trình phương pháp xử lý nước thải ĐHKHTN Hà Nội, 2004 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải Nxb Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1999 Trịnh Xuân Lai Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải Nxb Xây dựng Hà Nội http://tailieu.vn/297385.hpml http://vea.gov.vvi.scn/vn/truyenthong/tapchimt/nctd42009 10 http://vi.scribd.com/doc/29393509/21 44 Sinh viên: Ngô Văn Vinh ... đƣợc chọn nƣớc thải sinh hoạt khu chung cƣ có 2000 ngƣời 2.2 Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu chung cƣ đạt QCVN 14-2008/BTNMT Hệ thống đƣợc thiết kế phần lớn dƣới... chảy ngang Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu chung cư Thuyết minh sơ đồ Nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ gồm nƣớc đen nƣớc xám đƣợc thu lại nhờ hệ thống ống thoát nƣớc cơng... Đàn Xử lý nước thải bãi lọc trồng – Công nghệ đem lại nhiều lợi ích cho mơi trường http:// www.ner.gov.vn Hồng Huệ Xử lý nước thải Nxb Xây dựng Hà Nội, 1996 Lƣơng Đức Phẩm Công nghệ xử lý nước thải