Đồ án môn xử lý nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân

Đồ án môn xử lý nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CẢM ƠN ii LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD iii LỜI NHẬN XÉT CỦA GVPB iiii DANH MỤC HÌNH 4 DANH MỤC BẢNG 4 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 9 1.1.TỔNG QUAN 9 1.2.VAI TRÒ NƯỚC SINH HOẠT 12 1.3.HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI HIỆN NAY 12 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 15 2.1.KHÁI NIỆM, THÀNH PHẦN, NGUỒN GỐC, ĐẶC TRƯNG 15 2.1.1.Khái niệm 15 2.1.2.Nguồn gốc 15 2.1.3.Thành phần và tính chất 16 a.Các chất hữu cơ không bền sinh học( Cacbonhiđrat, protein, dầu mỡ): 17 a1.Cacbonhydrat 18 a2.Protein 18 a3.Dầu mỡ 18 b.Vi khuẩn và các loại vi sinh vật trong nước thải sinh hoạt 19 c.Các chất dinh dưỡng 20 c1.Các chất chứa Nitơ 20 c2.Các hợp chất chứa Photpho 21 d.Xà phòng và chất tẩy rửa 21 d1.Xà phòng 21 d2.Các chất tẩy rữa tổng hợp 22 e.Các chất gây mùi 22 2.2.TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI. 22 2.2.1.Tác động đến môi trường 22 2.2.2.Tác động đến con người 23 2.3.TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 24 2.3.1.Phương pháp xử lý cơ học 24 a.Song chắn rác 25 a1.Vị trí : 25 a2.Nhiệm vụ : 25 b.Lưới chắn rác 26 b1.Vị trí : 26 b2.Nhiệm vụ : 26 c.Bể lắng cát 27 c1. Vị trí: 27 c2.Nhiệm vụ : 27 d.Bể lắng 28 d1.Vị trí: 28 d2.Nhiệm vụ: 28 e.Bể lắng ngang 29 f.Bể lắng đứng 29 g.Bể lắng li tâm 29 h.Lọc 30 i.Điều hòa lưu lượng 30 i1.Vị trí: 30 i2.Nhiệm vụ: 31 k.Bể tách dầu 31 k1.Vị trí: 31 k2.Nhiệm vụ: 31 2.3.2.Phương pháp xử lí hóa học và hóa lý 32 a.Tuyển nổi 32 a1.Nhiệm vụ: 33 a2.Các loại tuyển nổi: 33 b.Keo tụ Tạo bông 33 c.Hấp phụ: 34 d.Trung hòa 34 2.3.3.Phương pháp xử lí sinh học 35 2.3.4.Khử trùng nước thải 39 a.Vị trí 39 b.Nhiệm vụ 39 2.3.5.Xử lý cặn thải 39 CHƯƠNG 3 41 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH 41 3.1.CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 41 3.2.ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 42 3.2.1.Phương án 1 42 a.Sơ đồ công nghệ I 43 b.Thuyết minh công nghệ 1 44 3.2.2.Phương án 2 45 a.Sơ đồ công nghệ II 46 b.Thuyết minh công nghệ 2 46 3.2.3.Lựa chọn phương án tối ưu 48 a.Ưu điểm công nghệ 1: 48 b.Nhược điểm công nghệ 1: 48 c.Ưu diểm công nghệ 2 49 d.Nhược điểm công nghệ 2: 49 3.3.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ 49 3.3.1.Lưu lượng tính toán: 49 3.3.2.Xác định mức độ xử lý nước thải 52 3.4.TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH 55 3.4.1. Song chắn rác 55 3.4.2. Hầm tiếp nhận 57 3.4.3.Tính bể điều hòa 58 3.4.2 Tính toán bể Aerotank 66 3.4.3. Tính toán bể lắng đứng II 74 3.4.4.Bơm 76 CHƯƠNG 4 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO.. ………………………………………………………… ..83

1 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CẢM ƠN ii LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD iii LỜI NHẬN XÉT CỦA GVPB iiii DANH MỤC HÌNH .4 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Song chắn rác 25 Hình 2.2 Bể lắng cát 27 Hình 2.3 Bể lắng ngang .29 Hình 2.4 Bể lắng li tâm 29 Hình 2.5 Bể điều hòa 30 Hình 2.6 Bể tách dầu, thiết bị tách dầu 32 Hình 3.1: Sơ đồ cơng nghệ phương án 43 Hình 3.2: Sơ đồ cơng nghệ phương án 46 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nước số sở dịch vụ cơng trình cơng cộng 10 Bảng 1.2 Lượng chất bẩn người ngày xả vào hệ thống thoát nước… 11 Bảng 2.1 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư 17 Bảng 2.2 Các thông số phương pháp cào bã .27 Bảng 3.1 Các thông số đầu vào tiêu chuẩn đầu nước thải 42 Bảng 3.2 Dự toán dân số sau 10 năm KDC 50 SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Bảng 3.3 Bảng hệ số khơng điều hịa 52 Bảng 3.4 Dự toán hiệu suất cơng trình xử lý 54 Bảng 3.5 Kết tính tốn song chắn rác 56 Bảng 3.6 Các thông số thiết kế hấm tiếp nhận .57 Bảng 3.7 Dao động lưu lượng theo ngày 58 Bảng 3.8 Thể tích tích lũy theo 60 Bảng 3.9 Các dạng khuấy trộn 61 3.10 Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí 62 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng QCVN: Quy chuẩn Việt Nam TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam KDC: Khu dân cư SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân LỜI NĨI ĐẦU  Mơi trường người có mối quan hệ tác động qua lại với Môi trường ảnh hưởng chi phối cách trực tiếp đến đời sống người ngược lại Song, nguồn gốc biến đổi mơi trường sống xảy giới nước ta hoạt động kinh tế, phát triển xã hội loài người Các hoạt động này, mặt làm cải thiện chất lượng sống người, mặt khác lại tạo hàng loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm, suy thối mơi trường khắp nơi giới Vì mơi trường vấn đề môi trường đề tài hầu giới quan tâm Trong năm gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung ô 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 mơi 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 khu dân cư, thành phố nước ta diễn nhanh chóng , kéo theo gia tăng dân số nhanh chóng Nước thải, rác thải sinh từ trình sản xuất, sinh hoạt người dân chưa thu gom, xử lý, có quy mơ nhỏ, điều làm cho môi trường ngày ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt môi trường nước SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Vấn đề đặt phải thiết kế xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nhằm cải thiện tình trạng nhiễm nước thải xả nguồn tiếp nhận sông ngòi, kênh rạch SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân LỜI CẢM ƠN  Đầu tiên em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường tồn thể thầy mơn tạo điều kiện cho em tiếp cận với đồ án Nhờ mà em có thêm kiến thức kinh nghiệm chuyên môn để phục vụ cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Trường hướng dẫn em thực đồ án, , thầy Lê Hoàng Nghiêm giáo viên trực tiếp giảng dạy hướng dẫn tận tình giải đáp thắc mắc em thực đồ án giúp em hoàn thành đồ án thời hạn Đồ án hoàn thành cịn nhiều thiếu sót, em chưa có nhiều kiến thức, kinh nghiệm thực tế, mong thầy cô giúp đỡ nhiều đồ án sau Cuối em xin cảm ơn thầy cô khoa nhà trường truyền đạt cho em kiến thức phục vụ trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN  SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.TỔNG QUAN SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Đồ án mơn xử lý nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Nước vật phẩm quý giá mà tạo hóa ban tặng cho hành tinh khởi nguồn sáng tạo sống: vạn vật nước khơng thể tồn tại, người khơng ngoại lệ Trong thể người nước chiếm tới 70% trọng lượng Hằng ngày người cần tối thiểu 60 – 80, tối đa tới 150 – 200 lít nước cho sinh hoạt; riêng lượng nước ăn uống vào thể tới 1,5 – lít ngày Nước ta cịn cần cho hoạt động khác người sản xuất công nghiệp, nông nghiệp hoạt động dịch vụ Lượng nước dùng cho trồng trọt, chăn ni lớn: trung bình mẫu cần 0.12 – 0.29 l/s; trồng lúa nước cần 1.5 – l/s; đầu vật ni ngựa, trâu bị tiêu tốn 20 – 80 lít nước cho ngày, lợn: 15 – 60, gà, vịt, ngan, ngỗng: – 1.25 lít Nhu cầu nước cho sản xuất công nghiệp vậy: để sản xuất thép hay giấy phải dùng 44.000 lít nước; lọc lít dầu cần 10 lít; sản xuất lít bia phải có 15 lít nước sạch; lượng nước dùng cho làm mát máy không nhỏ (động đốt trong: 10 l/h, động dầu: 25 – 50 l/h…) Lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư xác định sở nước cấp Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt khu dân cư đô thị thường từ 100 đến 250 l/người/ngày (đối với nước phát triển) từ 150 đến 500 l/người/ngày (đối với nước phát triển) Tiêu chuẩn cấp nước đô thị nước ta dao động từ 120 đến 180 l/người/ngày Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt từ 50 đến 120 l/người/ngày Tiêu chuẩn nước thải phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích Ngồi ra, lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết tập quán sinh hoạt nhân dân Lượng nước thải sinh hoạt sở dịch vụ, cơng trình cơng cộng phụ thuộc vào loại cơng trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ Tiêu chuẩn thải nước số loại sở dịch vụ công trình cơng cộng nêu bảng SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nước số sở dịch vụ cơng trình cơng cộng Nguồn nước thải Đơn vị tính Lưu lượng, l/ngày Nhà ga, sân bay Hành khách 7,5-15 Khách 152-212 Nhân viên phục vụ 30-45 Nhà ăn Người ăn 7,5-15 Siêu thị Người làm việc 26-50 Giường bệnh 473-908 ( 500-600) Nhân viên phục vụ 19-56 Trường Đại học Sinh viên 56-113 Bể bơi Người tắm 19-45 Khu triển lãm, giải trí Người tham quan 15-30 Khách sạn Bệnh viện Nguồn :Metcalf&Eddy Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse Third Eđition ,1991 Lượng nước thải tập trung đô thị lớn Lượng nước thải thành phố 20 vạn dân khoảng 40 đến 60 nghìn m3/ngày Tổng lượng nước thải thành phố Hà Nội(năm 2006) gần 500.000 nghìn m3/ngày Trong trình sinh hoạt, người xả vào hệ thống nước lượng chất bẩn định, phần lớn loại cặn, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng Ở nước ta Tiêu chuẩn TCXD 51:2007 quy định lượng chất bẩn tính cho người dân xả vào hệ thống thoát nước ngày theo bảng 1.2 sau Bảng 1.2 Lượng chất bẩn người ngày xả vào hệ thống thoát nước SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 10 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Các chất - Chất lơ lửng (SS ) - BOD5 nước thải chưa lắng - BOD5 nước thải lắng - Nitơ amôn (N-NH4) Giá trị , g/ng.d 60¸65 65 30¸35 - Phốt phát (P2O5) 3,3 - Clorua (Cl-) 10 Nguồn: Theo quy định TCXD 51:2007 Nước thiết yếu vậy, loài người đứng trước nguy thiếu nước nghiêm trọng Trên giới có 80 quốc gia 40% dân số không đủ nước dùng, phần ba điểm dân cư phải dùng nguồn nước bị ô nhiễm để ăn uống – sinh hoạt, hệ năm có 500 triệu người mắc bệnh, 10 triệu người (chủ yếu trẻ em) bị chết, riêng bệnh tiêu chảy cướp mạng sống 2.5 triệu trẻ em năm Còn Việt Nam - nước phát triển, nhà nước đặc biệt quan tâm có 46 - 50% dân cư đô thị 36 - 43% dân cư nông thôn dùng nước Nhiều người dân nhiều vùng phải dùng nguồn nước không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, kéo theo tỷ lệ dân cư mắc bệnh cao: 90% phụ nữ nông thôn mắc bệnh phụ khoa, 95% trẻ em nơng thơn bị nhiễm giun, hàng năm có triệu ca tiêu chảy, lị Nguồn nước bị ô nhiễm nguyên nhân quan trọng tạo nên nguy tiềm tàng nhiều bệnh lý nhiều địa phương Đứng trước địi hỏi mơi trường sống lành người dân, qui định việc sản xuất doanh nghiệp nước ta gia nhập WTO đòi hỏi đơn vị sản xuất kinh doanh phài cần có hệ thống xử lý nước thải nhằm giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Đứng trước SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 63 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Hàm lượng BOD20 nước thải dẫn vào bể Aerotank: La = 254.4 (mg/l) • BOD5 = 0,68 BOD20 La = BOD20 = BOD5/0,68 =173/ 0,68 = 254.4 mg/l Hàm lượng BOD20 nước thải cần đạt sau xử lý: Lt = 44.11 (mg/l) • • BOD5 = 0,68 BOD20 Lt = BOD20 = BOD5/0,68 = 30/ 0,68 = 44.11 mg/l Hàm lượng chất lơ lửng nước thải dẫn vào Aerotank: 109 mg/l Hàm lượng chất lơ lửng nước thải cần đạt sau xử lý: Cs = 20mg/l Nhiệt độ nước thải: t0c: 300 Giả sử chất lơ lửng nước thải đầu chất rắn sinh học( bùn hoạt tính) có 65% chất phân hủy sinh học Trong cách tính này, chọn Aerotank kiểu xáo trộn hồn tồn( complete- mix) để tính tốn, thiết kế Các thơng số tính tốn Aerotank kiểu xáo trộn hồn tồn: θc • • • • • • Thời gian lưu bùn: = ÷ 15 ngày Tỉ số F/M: 0,2 ÷ 0,6 kg/kg.ngày Tải trọng thể tích: 0,8 ÷ 1,92 kg BOD5/m3.ngày Nồng độ MLSS: 2500 ÷ 4000 mg/l Tỉ số thể tích bể/ lưu lượng giờ: W/Q = ÷ h Tỉ số tuần hồn bùn hoạt tính: Qth/Q = 0,25 ÷ 1,0 Xác định nồng độ BOD5 nước thải đầu vào Aerotank: • • BOD5( vào)= 173mg/l BOD5( ra)= 30 mg/l Tính nồng độ BOD5 hòa tan nước đầu theo quan hệ sau: • BOD5( ra)= BOD5 hịa tan nước đầu + BOD5 chất lơ lững đầu BOD5 chất lơ lững nước thải đầu tính theo sau:  Phần có khả phân hủy sinh học chất rắn sinh hoạt đầu ra: BOD hịa tan chất rắn có khả phân hủy sinh học đầu ra: BOD5 chất rắn lơ lững đầu ra: BOD5 hòa tan nước đầu ra: Xác định hiệu xử lí E: Hiệu xử lý xác định phương trình: • Hiệu xử lý tính theo BOD5 hịa tan SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 64 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân • Hiệu xử lý tính theo tổng cộng  Xác định thể tích bể Aerotank: Thể tích Aerotank tính theo cơng thức sau: Trong đó: θc θc + + + + + + +  θc : Thời gian lưu bùn, nước thải sinh thị = 5÷15 ngày, chọn = 10 ngày Q: Lưu lượng trung bình ngày, Q = 733 m3/ngày Y: hệ số sản lượng bùn, thông số động học xác định thực nghiệm Trường hợp thiếu số liệu thực nghiệm, nước thải thị lấy theo kinh nghiệm nước Y = 0,4÷0,8 mgVSS/mgBOD5 Chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 La: BOD5 nước thải dẫn vào bể Aerotank, La = 173 mg/l Lt: BOD5 hòa tan nước thải dẫn khỏi bể Aerotank, Lt = 17,45 mg/l X: Nồng độ chất lơ lững dễ bay hỗn hợp bùn hoạt tính nước thải sinh hoạt lấy X= 3500 mg/l Kd: Hệ số phân hủy nội bào, thông số động học xác định thực nghiệm Khi thiếu số liệu thực nghiệm, lấy Kd= 0,06 ngày-1 nước thải sinh hoạt Tính tốn lượng bùn dư thải bỏ ngày: Hệ số sản lượng quan sát: Yobs = Y 0,6 = = 0,375mg / mg + K d × θ c + 0,06 × 10 Lượng sinh khối gia tăng ngày tính theo MLVSS: Lượng tăng sinh khối tổng cộng theo MLSS: Lượng bùn thải bỏ ngày lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLVSShàm lượng chất lơ lửng lại dòng ra:  Xác định lưu lượng bùn thải: Giả sử bùn dư xả bỏ( dẫn đến bể nén bùn) từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn, Qra = Q hàm lượng chất rắn lơ lửng, dễ bay hơi( VSS) bùn đầu chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng( SS) Khi lưu lượng bùn dư thải bỏ tính toán: SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 65 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân θc = ⇔ Vr × X Qw × X + Qra × X 10 = 122.2 × 3500 Qw × 3500 + 733 × 16 ⇒ Qw = 8.87m / ngày Trong đó: + + + + +  W: Thể tích Aerotank, W= 122.2 m3 X: Nồng độ VSS hỗn hợp bùn hoạt tính bể aerotank, X= 3500mg/l Qw: Lưu lượng bùn thải, m3 Qra: Lưu lượng nước thải khỏi bể lắng đợt II, Qra= Q = 733 m3/ngày.đêm Xra: Nồng độ VSS SS khỏi bể lắng, Xra= Xác định tỷ số tuần hoàn phương trình cân vật chất với bể Aerotank: Trong đó: + + + + + Q: lưu lượng nước thải vào bể, m3/ngày Qth: lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ngày Xth: Nồng độ VSS bùn tuần hoàn, Xth = 8000mg/l (Xth: 8000÷12000mg/l) X: Nồng độ VSS bể Aeroten, X = 3500mg/l X0: Nồng độ VSS nước thải đầu vào, mg/l Giá trị X0 thường nhỏ so với X Xth, phương trình cân vật chất bỏ qua đại lượng Khi pt cân vật chất: Chia vế pt cho Q đặt tỉ số Qth/Q = α ( α: tỉ số tuần hoàn), ta α= Hay X 3500 ⇒α = = 0,78 X th − X 8000 − 3500  Xác định thời gian lưu nước bể Aerotank: θ= W = 122.2 / 733 = 0,17 ngày = 4.1h Q  Xác định lượng oxy cấp cho bể Aerotank theo BOD 20: Khối lượng BOD cần xử lý ngày: SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 66 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Lượng oxy yêu cầu: Tính thể tích khơng khí theo u cầu: Giả sử hiệu vận chuyển oxy thiết bị thổi khí 8%, hệ số an toàn sử dụng thiết kế thực tế Lượng khơng khí u cầu theo lý thuyết(giả sử khơng khí chứa 23,2% O theo trọng lượng & trọng lượng riêng khơng khí 20 0c 0,0118 kN/m3 = 1,18 kg/m3): Lượng khơng khí yêu cầu với hiệu vận chuyển 8%: Lượng không khí thiết kế để chọn máy nén khí: Áp lực cơng suất hệ thống nén khí: Khi phân phối vào bể ống khoan lỗ đặt dọc theo hành lang, vận tốc khỏi lỗ: 5÷10 mm/s Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo cơng thức: Trong đó: + + + + hd: Tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài (m) hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m) hc: Tổn thất cục (m) H: Chiều sâu hữu ích bể, H= 4m (Tổng tổn thất hd hc không vượt 0,4m; tổn thất hf khơng q 0,5m.) Áp lực khơng khí là: Cơng suất máy nén khí: Trong đó: + + q: Lưu lượng khơng khí, q= 0,11 m3/s ɳ: Hiệu suất máy nén khí, ɳ= 0,7÷0,9; chọn ɳ=0,8 Để tiết kiệm kinh phí, chọn máy nén khí sử dụng chung cho đơn nguyên, đơn nguyên sử dụng luân phiên đồng thời máy, máy có cơng suất 4.5 KW Cơng suất thực máy nén 120% cơng suất tính tốn: SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 67 Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Chọn máy nén 4.5 Hp Kiểm tra tỉ số F/M tải trọng hữu cơ: Tỉ số F/M: Tải trọng thể tích:  Cả giá trị nằm giới hạn cho phép Aerotank xáo trộn hồn tồn đề cập phía trước: F/M = 0,2÷0,6kg/kg.ngày tải trọng thể tích =0,8÷1,92kgBOD5/m3.ngày  Xác định kích thước bể Aerotank: Diện tích Aerotank tên mặt bằng: Trong đó: H : chiều cao cơng tác Aerotank, H = 4m Tổng chiều dài hành lang Aerotank: Trong đó: b : chiều rộng Aerotank, b=5m Chọn Aerotank gồm đơn nguyên, đơn nguyên gồm hành lang Như vậy, chiều dài hành lang: Trong đó: + + N : số đơn nguyên, N=2 n : số hành lang đơn nguyên, n=4 Chiều cao xây dựng bể Aerotank:  Tính tốn hệ thống dẫn, phân phối khí: Chọn vận tốc chảy ống: v = 15 m/s Lưu lượng khí: q = 6.8 m3/phút = 0,11 m3/s • Đường kính ống dẫn khí chính:  Chọn ống 110 mm • Tính lại vận tốc thực ống: SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 68 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Vậy vận tốc nằm khoảng cho phép: 10÷15 m/s theo TCXDVN 51: 2006 Ống nhánh đặt vng góc với bể cho chạy dọc chiều ngang bể Chọn ống nhánh dài 5m Khoảng cách ống cách 0,5m Số ống nhánh đơn ngun: • Đường kính ống khí nhánh:  Chọn ống 30mm • Tính lại vận tốc thực ống: Vậy vận tốc nằm khoảng cho phép: 10÷15 m/s theo TCXDVN 51: 2006 Tổng diện tích lỗ: Tổng diện tích lỗ ống nhánh: • Chọn khoan li, diện tích lỗ: • Số lỗ ống nhánh: Khoảng cách lỗ ống:  Tính tốn ống dẫn nước thải ra, vào bể Aerotank: Chọn vận tốc nước chảy ống: v = 0,7 m/s Lưu lượng nước thải ra: Q = 0,02 m3/s Chọn loại ống dẫn nước thải ống PVC, đường kính:  Chọn ống nhựa PVC Ø 200m Thơng số SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Kí Đơn Giá hiệ vị trị 69 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân u Đơn Số đơn nguyên N nguyê n Chiều dài hành l m 0.8 Chiều cao bể Hxd m 4,4 Thể tích bể W m3 Diện tích bể F m2 Dống mm 200 Hp Hp 4.5 lang Đường kính ống dẫn nước thải vào, bể Công suất máy bơm nước Nnướ 122 30.5 c Đường kính ống dẫn khí máy nén khí cơng suất máy nén khí Nkhí 3.4.3 Tính tốn bể lắng đứng II Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm: Trong đó: vtt: Tốc độ dịng chảy ống trung tâm, vtt = 30mm/s hay 0,03 m/s( điều 6.5.9- bể lắng đứng- TCXDVN 51:2006 , vtt ≤ 30mm/s) + Qtt: Lưu lượng tính tốn, Qtt = Qe + Qmax.s + Giảsử: XR= 8000 mg/l SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 70 Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân  Diện tích tiết diện ướt phần lắng bể: Trong đó: + v2: Tốc độ dịng chảy bể lắng đứng, (sau Aerotank làm không hoàn toàn) v2= 0,5mm/s hay 0,0005m/s (điều 6.5.9- bể lắng đứng- TCXDVN 51:2006) Diện tích tổng cộng bể lắng đứng đợt II: Chọn đường kính bể lắng đứng đợt II: D = 5,0 m ( lấy đường kính với bể lắng đứng bậc I ) Diện tích bể là: Số lượng bể lắng đợt II: Đường kính ống trung tâm: Chiều sâu lớp nước bể lắng đứng đợt II: Trong đó: t: Thời gian lắng bể lắng đứng đợt II sau bể Aerotank làm khơng hồn tồn, t= 1h ( Điều 6.5.6- TCXDVN 51:2006) Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng đợt II tính tốn tương tự bể lắng đợt I: + Trong đó: + + h0: Khoảng cách từ mực nước đến thành bể, h0= Thơngsố Số bể lắng đứng II Đường kính tiết diện ướt ngăn phản ứng SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường Kíhiệ Đơnv Giátr u ị ị N Bể d m 0,6 71 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Đường kính tiết diện D m Chiều cao bể H m 4.72 Diện tích bể lắng F1 m2 19.6 Đường kính ống dẫn nước thải vào, bể Dốngra mm 140 Công suất máy bơm N Hp ướt phần lắng 3.4.4.Bơm  Bơm từ hầm tiếp nhận qua bể điều hòa: Chọn máy bơm: Trong đó: + + + + + Q: Lưu lượng nước thải trung bình, H: Chiều cao cột áp; : Trọng lượng riêng nước, = 1000g/m3 g: Gia tốc trọng trường, g= 9,81 ɳ: Hiệu suất bơm, chọn ɳ= 80% Công suất thực máy bơm 120% công suất tính tốn: Trong đó: 1Hp 0,75kW Chọn máy bơm 1Hp  Máy bơm nước từ bể điều hòa sang bể lắng I: Trong đó: + + + + + Q: Lưu lượng nước thải trung bình, H: Chiều cao cột áp; : Trọng lượng riêng nước,  = 1000g/m3 g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 ɳ: Hiệu suất bơm, chọn ɳ = 80% Công suất thực máy bơm 120% cơng suất tính tốn: SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 72 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Trong đó: 1Hp ≈ 0,75 kW Chọn máy bơm 1.2 Hp  Máy bơm bùn: Bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm cao: 99,4% - 99,7% Một phần lớn loại bùn dẫn trở lại bể Aerotank (loại bùn gọi bùn hoạt tính tuần hồn), phần bùn cịn lại bùn hoạt tính dư dẫn vào bể nén bùn Tại bể lắng II, đặt bơm để bơm bùn Aerotank bể nén bùn Công suất máy bơm bùn tuần hồn: Trong đó: + + + + + Qr: Lưu lượng nước thải trung bình, H: Chiều cao cột áp; : Trọng lượng riêng bùn,  = 1006g/m3 g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 ɳ: Hiệu suất bơm, chọn ɳ = 80% Công suất thực máy bơm 120% cơng suất tính tốn: Trong đó: 1Hp ≈ 0,75 kW Chọn máy bơm 3.5 Hp Cơng suất máy bơm nén bùn Trong đó: + + + + + Qw: Lưu lượng nước thải trung bình, H: Chiều cao cột áp; : Trọng lượng riêng bùn,  = 1006g/m3 g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 ɳ: Hiệu suất bơm, chọn ɳ = 80% Công suất thực máy bơm 120% công suất tính tốn: Trong đó: 1Hp ≈ 0,75 kW Chọn máy bơm Hp  Máy bơm bùn: Bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm cao : 99,4% - 99,7% SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 73 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Một phần lớn loại bùn dẫn trở lại bể Aerotank (loại bùn gọi bùn hoạt tính tuần hồn), phần bùn cịn lại bùn hoạt tính dư dẫn vào bể nén bùn Tại bể lắng II, đặt bơm để bơm bùn Aerotank bể nén bùn Cơng suất máy bơm bùn tuần hồn: Trong đó: + + + + + Qr: Lưu lượng nước thải trung bình, H: Chiều cao cột áp; : Trọng lượng riêng bùn,  = 1006g/m3 g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 ɳ: Hiệu suất bơm, chọn ɳ = 80% Công suất thực máy bơm 120% công suất tính tốn: Trong đó: 1Hp ≈ 0,75 kW Chọn máy bơm 2.5 Hp Công suất máy bơm nén bùn: Trong đó: + + + + + Qw: Lưu lượng nước thải trung bình, H: Chiều cao cột áp; : Trọng lượng riêng bùn,  = 1006 g/m3 g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 ɳ: Hiệu suất bơm, chọn ɳ = 80% Công suất thực máy bơm 120% cơng suất tính tốn: Trong đó: 1Hp ≈ 0,75 kW Chọn máy bơm Hp  Máng thu nước: Ta chọn: Bề rộng máng : bm= 0,25m Chiều sâu : hm = 0,3m Đường kính máng thu: SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 74 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Với: b: Bề dày thành bể, b = 0,2 m theo TVXDVN 51: 2006 Đường kính ngồi máng thu: Chiều dài máng thu đặt theo chu vi bể: Tải trọng thu nước bề mặt máng: Trongđó: n: Số bể, n = bể  Máng cưa: Ta có: dm = Dmáng = 5m Chiều dài máng cưa: Chọn: + + + + Số khe: 10 khe /m chiều dài, khe tạo góc 900 Bề rộng cưa: brăng = 100mm = 0,1m Chiều sâu khe: 50mm Chiều cao tổng cộng máng cưa: htc = 200 mm = 0,2 m Tổng số khe: Lưu lượng nước chảy qua khe: Tải trọng thu nước máng tràn: Chiều sâu ngập nước khe: Trong đó: Cd: Hệ số chảy tràn (Chọn Cd = 0,6) θ: Góc cưa ( θ = 900)  Thỏa điều kiện nhỏ chiều sâu khe SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 75 Đồ án mơn xử lý nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân  Tính tốn ống dẫn nước thải ra, vào bể lắng đứng II: Chọn vận tốc nước chảy ống: v= 0,7 m/s Lưu lượng nước thải ra: Q = 0,02 m3/s Chọn loại ống dẫn nước thải ống PVC, đường kính:  Chọn ống nhựa PVC Ø 100mm Tính lại vận tốc nước thực chảy ống:  Vậy vận tốc nằm khoảng cho phép : 0.3 ÷ 0.7 m/s theo TCXDVN 51: 2006  Tính tốn ống dẫn nước thải ra, vào bể lắng đứng I: Chọn vận tốc nước chảy ống: v = 0,6 m/s Lưu lượng nước thải ra: Q = 0,02m3/s Chọn loại ống dẫn nước thải ống PVC, đường kính:  Chọn ống nhựa PVC Ø 150mm Tính lại vận tốc nước thực chảy ống:  Vậy vận tốc nằm khoảng cho phép: 0.3 ÷ 0.7 m/s theo TCXDVN 51: 2006  Tính tốn ống dẫn nước thải ra, vào bể điều hòa, bể Aerotank: Chọn vận tốc nước chảy ống: v = 0,7 m/s Lưu lượng nước thải ra: Q = 0,02 m3/s Chọn loại ống dẫn nước thải ống PVC, đường kính:  Chọn ống nhựa PVC Ø 200mm  Tính tốn ống dẫn bùn tuần hồn từ bể lắng đứng II Aerotank: Chọn vận tốc bùn ống: v = 0,3 m/s Lưu lượng bùn thải: Qr= 0,02 m3/s Chọn loại ống dẫn bùn ống PVC, đường kính: SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 76 Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân  Chọn ống nhựa PVC Ø150mm CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau hồn thành đồ án mơn học Xử lí nước thải với đề tài Tính tốn thiết kế hệ thống xủ lí nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân Đối với nước thải sinh hoạt cần thiết xử lý nguồn nước thải để trành vấn đề ô nhiễm môi trường Mặc khác tân dụng nguồn nước sau quy trình cơng nghệ xử lí nước thải sinh hoạt để tận dụng vào mục đích nguồn cung cấp cho nước cấp sinh hoạt , đạt kết dầu theo cột A tiêu chuẩn QCVN14:2008/BTNMT Từ giúp mơi trường sống tốt kinh tế cải thiện với nguồn tân dụng tối đa nguồn nước thải Với dân số ngày tăng, lượng nước thải ngày nhiều tốn thêm lượng chi phí cho q trình xử lí nước thải, nên người cần sử dụng tiết kiệm nước hơn, để thực tốt vấn đề quan quản lí cần tâm thực tốt triệt để Do lần thứ hai làm đồ án mơn học nên khơng tránh sai xót, mong thầy góp ý bổ sung, sửa chữa để đồ án chúng em làm tốt Em mong trường tổ chức chuyến thực tế tham quan khu xử lí nước thải để chúng em biết thêm thực tế quy trình xử lí nước thải kinh nghiệm thực tiễn Để chúng em thực đồ án môn học tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải thị cơng nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM 2013 TS Nguyễn Phước Dân, TS Tôn Thất Lãng, Ths Nguyễn Thị Minh Sáng, Giáo Trình Kỹ Thuật Xử Lý Nước Cấp Và Nước Thải, NXB đồ, Hà Nội, 2007 TS Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB xây dựng – Hà Nội SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường 77 Đồ án môn xử lý nước thải Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân PGS TS Nguyễn Phước Dân, Giáo trình Xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, NXB xây dựng – Hà Nội 2007 PGS TS Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, NXB xây dựng – Hà Nội 2005 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội, 2006 Trang web: - Yeumoitruong.com - Tailieu.vn SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229 GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường ... hịa tan pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí pha lỏng Dung chất (chất bị hấp thụ) qua từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn nồng độ dung chất dung dịch cân Các chất hấp phụ thường sử dụng: than hoạt... đổi chiều dòng chảy từ hướng đứng sang hướng ngang, dâng lên theo than bể Nước lắng tràn qua máng thu đặt xung quanh bể Cặn đọng lại phần đấy, sau khoảng thời gian tháo (bơm) ngoài, đến bể chứa... lửng chất nước thải phân bố đồng trước cơng trình phía sau (Bể Aerotank) +Tăng hiệu khử BOD Bể anoxic: Bể anoxic kết hợp aerotank lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ khử NO3-