Đồ án thiết kế hệ thống thoát nước và xử lý nước thải khu công nghiệp n – tỉnh QN

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP N - TỈNH QN 1.1 SỰ CẦN THIẾT PHẢI LẬP QUY HOẠCH KHU CÔNG NGHIỆP N Mục tiêu dự án: - Hình thành Khu cơng nghiệp khơng có khu dân cư ranh giới quy hoạch Trong khu cơng nghiệp có khu chế xuất, doanh nghiệp chế xuất - Quy hoạch mạng lưới hạ tầng khu công nghiệp thuận lợi kết hợp chặt chẽ với quy hoạch phát triển đô thị, phân bố dân cư, nhà cơng trình xã hội phục vụ cơng nhân khu công nghiệp - Định hướng quy hoạch phù hợp với quy hoạch, kế hoạch tình hình phát triển kinh tế - xã hội tỉnh QN - Phù hợp với quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất địa bàn tỉnh QN - Nâng cao khả thu hút vốn đầu tư nhà đầu tư nước nhà đầu tư nước - Có khả đáp ứng nhu cầu lao động - Đảm bảo yêu cầu an ninh, quốc phòng 1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.2.1 Vị trí địa lý Khu cơng nghiệp N nằm phía Đơng Nam thành phố ĐN, giáp giới quận N cách Trung tâm Thành phố ĐN khoảng 18 km Thuộc địa phận xã Đ Huyện B Tỉnh QN - Phía Tây giáp đường nhựa nối đến biển - Phía Nam giáp với sơng VĐ - Phía Đơng giáp Sơng HK Hình 1.1 Mặt quy hoạch khu cơng - Phía Bắc giáp thơn xã N nghiệp N – tỉnh QN đến năm 2035 1.2.2 Điều kiện khí hậu a Nhiệt độ khơng khí - Nhiệt độ trung bình năm: 25,60C - Nhiệt độ thấp trung bình năm: 22,70C - Nhiêt độ cao trung bình năm: 29,80C GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN - Nhiệt độ thấp tuyệt đối: 10,20C - Nhiệt độ cao tuyệt đối: 40,90C b Độ ẩm khơng khí - Độ ẩm khơng khí trung bình năm: 82 – 85% - Tháng có độ ẩm khơng khí nhỏ nhất: Tháng (37%) - Tháng có độ ẩm khơng khí lớn nhất: Tháng 12 (86 – 90%) c Mưa - Lượng mưa trung bình năm: 2580 mm - Lượng mưa trung bình thấp nhất: 1374 mm - Lượng mưa trung bình cao nhất: 3052 mm d Lượng bốc - Lượng bốc trung bình năm: 800 – 1000 mm - Lượng bốc tháng nhỏ nhất: 40 – 60 mm (tháng 12) - Lượng bốc tháng lớn nhất: 100 – 140 mm (tháng – 8) e Gió bão - Gió hình thành theo hai hướng: gió mùa Đơng Bắc gió mùa Đơng Nam Sức gió trung bình từ 1,5 m/s (tháng 8) đến 2,3 m/s (tháng 11) - Bão thường xuất vào mùa mưa, tháng 10, 11, 12 gió mạnh đến cấp 9, 10, trận bão thường gây mưa to kéo dài Kết thống kê nhiều năm Đài khí tượng ĐN cho thấy số bão đổ vào QN-ĐN chiếm 24,4% số bão đổ vào đất liền từ vĩ tuyến 17 trở vào * Đánh giá chung: - Nhìn chung khí hậu QN mang đặc điểm chung khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, có mùa rõ rệt mùa mưa (tháng 10, 11, 12) mùa khô (tháng – 9) - Do yếu tố địa hình chi phối nên thời kì gió mùa Đơng Bắc nhiệt độ khơng khí khơng lạnh, ấm áp - Đồng trung du lượng mưa trung bình năm từ 2000 – 2700 mm, miền núi lên tới 5000 mm, lượng mưa phân bố không năm 1.2.3 Địa chất cơng trình Đất đai khu vực lập quy hoạch tồn đất cát nên có khả chịu tải tốt Nền đất chịu tải > 1,5kg/cm2 GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN 1.3 HIỆN TRẠNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỄN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP 1.3.1 Hiện trạng sử dụng đất Bảng 1.1 Cơ cấu sử dụng đất trạng STT Danh mục sử dụng Diện tích (ha) Đất dân cư 28,50 Đất hoa màu 92,90 Đất bãi cát trống 179,77 Đất công nghiệp 58,98 Đường đất 9,90 Mương tưới nước 5,95 Tổng cộng 380,00 1.3.2 Các cơng trình cơng cộng nằm lân cận khu vực nghiên cứu Chợ HA, điểm xăng dầu, bưu điện HA, chi nhánh Ngân hàng nông nghiệp phát triển nông thôn, nhà máy đường, nhà máy chế biến tinh bột sắn 1.3.3 Hiện trạng cơng trình kiến trúc - Cơng trình cơng cộng: Trong khu vực quy hoạch có hệ thống mương tưới nước từ trạm bơm C chảy ngang qua ranh giới giai đoạn I giai đoạn II KCN, phục vụ cho việc tưới nước vùng phía Đơng KCN - Nhà ở: 160 nhà – cơng trình nhà dân tự xây, chủ yếu nhà tạm, tường xây mái lợp tơn có mật độ trung bình 1.3.4 Các cơng trình hạ tầng kỹ thuật a Giao thông - Giao thông đối ngoại: + Phía Tây KCN có tuyến quốc lộ 1A tuyến đường sắt Bắc Nam cách khu vực khoảng 3km + Phía Bắc KCN có tuyến đường nối quốc lộ 1A qua cầu T + Phía Đơng có tuyến đường khu thị N - Giao thông khu vực: + Giai đoạn I hình thành hệ thống giao thơng KCN theo quy hoạch + Giai đoạn mở rộng – giao thông khu vực chủ yếu đường đất nhỏ có chiều rộng khoảng 3m dẫn vào cụm dân cư GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN b Chuẩn bị kỹ thuật - San nền: + Phần lớn diện tích khu vực quy hoạch đất cát trồng màu + Địa hình tương đối phẳng Cao độ trung bình tồn khu vực khoảng 6,50m – 7,00m Hướng dốc theo hướng Đơng Nam - Tây Bắc + Khu vực có địa hình cao, khơng bị ảnh hưởng ngập lụt - Thoát nước: Hiện khu đất quy hoạch chưa có hệ thống nước, nước thoát khu vực chủ yếu tự thấm thoát theo mương nhỏ tự nhiên hướng Tây khu đất quy hoạch - Cấp điện: Trạm biến áp nằm phía Tây Bắc khu vực quy hoạch, cơng suất trạm 110/22KV – 25MVA Nguồn lấy từ trạm 220/110KV C cách 20km - Cấp nước: Nhà máy nước có vị trí nằm khu cơng nghiệp giai đoạn I, cơng suất 5000 m3/ngđ Khai thác từ nguồn nước ngầm chỗ giếng khoan sâu khoảng 45m - Tình hình thu gom xử lý chất thải: + Chất thải rắn: thu gom nhà máy để Công ty Môi trường Đô thị QN vận chuyển nơi tập kết xử lý KCN chưa có khu xử lý chất thải + Khí thải: tất nhà máy bảo đảm mức độ cho phép, không gây ảnh hưởng đến môi trường - Bưu - Viễn thơng: Hiện Bưu điện đáp ứng nhu cầu thông tin cho KCN khu vực phủ sóng mạng điện thoại di động 1.3.5 Các dự án đầu tư xây dựng có liên quan đến khu vực điều chỉnh quy hoạch Hiện có 10 nhà đầu tư đầu tư vào khu công nghiệp với diện tích phủ kín 18.78ha chiếm 8.08% diện tích nghiên cứu điều chỉnh quy hoạch 1.3.6 Động lực phát triển khu công nghiệp N Các sở kinh tế chủ yếu tạo động lực phát triển khu công nghiệp là: công nghiệp SXSP xuất khẩu, công nghiệp lắp ráp, công nghiệp nông lâm sản thực phẩm, công nghiệp sản xuất giấy, cơng nghiệp khí, cơng nghiệp nhẹ hàng tiêu dùng, ngành cơng nghiệp nhẹ có GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN 1.3.7 Quy hoạch sử dụng đất Bảng 1.2 Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2035 STT Hạng mục Diện tích Đường giao thơng 54,50 Kênh 11,35 Hồ + suối 10,80 Đất xanh 17,64 Đất trung tâm 3,60 Công nghiệp giấy (Kí hiệu: A1, A2) 28,48 Cơng nghệp chế biến thủy hải sản (Kí hiệu ơ: B1, B2,…,B4) 51,49 Cơng nghệp giày da (Kí hiệu ơ: C1,C2) 22,93 Cơng nghiệp chế biến nơng lâm sản (Kí hiệu ơ: D1, D2,…, D4) 61,34 10 Cơng nghiệp điện tử (Kí hiệu ô: E1, E2, E3) 44,91 11 Công nghiệp dệt may (Kí hiêu ơ: F1, F2) 28,10 Ghi chú: Kí hiệu loại hình cơng nghiệp phụ lục A 1.3.8 Quy hoạch hệ thống thoát nước đến năm 3035 - Đối với hệ thống thoát nước mưa: sử dụng hệ thống cống tròn thu gom nước mưa xã cống Sông VĐ, hồ dự trữ, kênh khu vực quanh khu cơng nghiệp - Đối với hệ thống nước thải: nhà máy chất lượng nước không đảm bảo tiêu chuẩn nước trước đưa vào trạm xử lý, phải xây dựng hệ thống xử lý đạt tiểu chuẩn trước đưa vào trạm xử lý nước thải tập trung Trạm xử lý nước thải bên xí nghiệp, nhà máy tuân thủ quy định Quy chuẩn thiết kế quy hoạch đô thị khoảng cách ly vệ sinh mơi trường 1.4 TÍNH CHẤT, THÀNH PHẦN CÁC LOẠI HÌNH NƯỚC THẢI 1.4.1 Nước thải cơng nghiệp giấy - Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu hòa tan, đất đá, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây… - Dịng thải từ cơng đoạn tẩy nhà máy sản xuất bột giấy phương pháp hóa học, bán hóa chứa chất hữu cơ, lignin hòa tan hợp chất tạo thành chất với chất tẩy dạng độc hại Dịng có độ màu, giá trị BOD COD cao   - Dịng thải từ q trình nghiền bột xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng chất phụ gia nhựa thông, phẩm màu, cao lanh… GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN - Nước thải sinh hoạt - Thời gian hoạt động: ca (16/24 h) - Lưu lượng: Q = 30,13 (l/s) Bảng 1.3 Tính chất thành phần nước thải cơng nghiệp giấy Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng - 6,8 ÷ 7,2 C 28 ÷ 30 SS mg/l 300 COD mg/l 500 BOD mg/l 250 pH Nhiệt độ 1.4.2 Nước thải công nghiệp chế biến thủy sản - Nước thải sản xuất: chứa phần lớn chất thải hữu có nguồn gốc từ động vật có thành phần chủ yếu protein chất béo Trong nước thải chứa chất như  cacbonhydrat, protein, chất béo… xả vào nguồn nước làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan nước vi sinh vật sử dụng ơxy hịa tan để phân hủy chất hữu Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục có màu, hạn chế độ sâu tầng nước ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới trình quang hợp tảo, rong rêu… - Nước thải sinh hoạt: sinh khu vực vệ sinh nhà ăn Thành phần nước thải có chứa cặn bã, chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng - Thời gian hoạt động: ca (16/24 h) - Lưu lượng: Q = 84,02 (l/s) Bảng 1.4 Tính chất thành phần nước thải ngành công nghiệp chế biến thủy sản Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng SS mg/l 550 BOD mg/l 750 COD mg/l 1000 Tổng Nitơ mg/l 80 Tổng Photpho mg/l 20 1.4.3 Nước thải công nghiệp giày da - Rửa, ngâm (hồi tươi): Nước thải nhiễm BOD, COD, SS,… - Ngâm vơi, tẩy lơng, rửa vơi: nước thải có độ kiềm, BOD, sunphit, SS cao - Nhuộm ăn dầu: nước thải nhiễm Crom, dầu, màu, BOD,COD, SS GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN - Nước thải sinh hoạt - Thời gian hoạt động: ca (24/24 h) - Lưu lượng: Q = 24,67 (l/s) Bảng 1.5 Tính chất thành phần nước thải ngành cơng nghiệp giày da Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng pH - 4÷5 SS mg/l 400 BOD mg/l 350 COD mg/l 600 Độ màu Pt/Co 100 1.4.4 Nước thải công nghiệp chế biến nông lâm sản - Hoạt động chế biến sản phẩm từ nơng nghiệp loại hình sản xuất sử dụng lượng nước lớn có chứa thành phần nguy hại (lượng hóa chất bảo quản nơng sản cịn tồn đọng lại, hóa chất bảo vệ thực vật, loại hóa chất sử dụng để tẩy trắng sản phẩm…) Ngồi ra, nước thải cịn bị nhiễm dầu rị rỉ, rơi vãi q trình bảo dưỡng thiết bị máy móc, nước rửa sàn - Nước thải sinh hoạt - Thời gian hoạt động: ca (16/24 h) - Lưu lượng: Q = 109,66 (l/s) Bảng 1.6 Tính chất, thành phần nước thải cơng nghiệp chế biến nông lâm sản Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng - 4÷5 C 28-30 SS mg/l 200 COD mg/l 400 BOD mg/l 100 pH Nhiệt độ 1.4.5 Nước thải cơng nghiệp điện tử - Nước thải từ q trình sản xuất linh kiện điện tử thường chứa nhiều tạp chất, kim loại thành phần chất hữu lơ lửng hoà tan … - Nước thải sinh hoạt: phát sinh chủ yếu từ nhà vệ sinh bếp ăn Nước thải sinh hoạt có chất hữu cơ, vi khuẩn… gây ô nhiễm với nồng độ thấp phù hợp với biện pháp xử lý sinh học GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN - Thời gian hoạt động: ca (24/24 h) - Lưu lượng: Q = 56,98 (l/s) Bảng 1.7 Tính chất thành phần nước thải ngành công nghiệp điện tử Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng - - 7.2 C 28 - 30 SS mg/l 250 COD mg/l 400 BOD mg/l 300 pH Nhiệt độ 1.4.6 Nước thải công nghiệp dệt may - Hầu tất công đoạn q trình nhuộm hồn tất phát sinh nước thải, thành phần nước thải thường không ổn định, thay đổi theo loại thiết bị nhuộm, nguyên liệu nhuộm, sử dụng loại thuốc nhuộm khác có chất màu sắc khác Nước thải nhuộm thường có độ nhiệt độ, độ màu COD cao Nước thải phát sinh từ nhà máy dệt nhuộm thường khó xử lý cấu tạo phức tạp thuốc nhuộm nhiều loại thuốc nhuộm trợ nhuộm sử dụng q trình nhuộm hồn tất - Nước thải sinh hoạt - Thời gian hoạt động: ca (16/24 h) - Lưu lượng: Q = 29,28 (l/s) Bảng 1.8 Tính chất thành phần nước thải ngành cơng nghiệp dệt may Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng - 8,6 ÷ 12 C 36 ÷ 52 SS mg/l 200 COD mg/l 2000 pH Nhiệt độ BOD mg/l 800 1.5 YÊU CẦU NƯỚC THẢI TRƯỚC KHI ĐƯA VÀO TRẠM XỬ LÝ TẬP TRUNG - Nếu trạm xử lý nước thải sinh hoạt tiếp nhận xử lý nước thải cơng nghiệp chủ quản lý vận hành phải quy định yêu cầu chất lượng nước thải thô GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN công nghiệp dẫn vào trạm xử lý, đồng thời phải tiến hành kiểm tra phân tích tiêu đặc trưng nước thải hàm lượng dầu mỡ, kim loại nặng, xyanua, phenol, … cho nước thô dẫn vào trạm phù hợp với khả xử lý trạm - Trước xả vào mạng lưới nước chung khu cơng nghiệp nước thải sản xuất nhà máy vượt tiêu chuẩn phải xử lý sơ Chất lượng nước thải sau xử lý sơ đạt tiêu chuẩn trạm xử lý tập trung Ta lấy thơng số tính tốn cho cơng trình xử lý sở tham khảo TCVN 5945:2005 sau: + pH = - + BOD5 : 100 (mg/l) + Css : 200 (mg/l) + COD : 400 (mg/l) + Tổng Ni tơ từ 20 - 40 (mg/l) + Tổng phospho từ - 15 (mg/l) 1.6 YÊU CẦU NƯỚC THẢI KHI XẢ THẢI VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN Nước thải xử lý trạm làm tập trung đạt cột B QCVN 40:2011 (khi xả vào nguồn nước dùng cho mục đích tưới tiêu) Bảng 1.9 Nồng độ tối đa cho phép chất ô nhiễm nước thải công nghiệp (Giới hạn B QCVN 40:2011) STT Thông số Đơn vị Cột B QCVN 40:2011 SS mg/l 100 pH - 5,5-9 BOD5 mg/l 50 COD mg/l 150 Nước thải công nghiệp thải khu vực nước tính sau: Cmax = C ¿ Kq ¿ Kf (1.1) Trong đó: Cmax: Nồng độ tối đa cho phép chất ô nhiễm nước thải công nghiệp thải sông (mg/l) C : Giá trị nồng độ tối đa cho phép chất ô nhiễm quy định QCVN 40:2011 Kq : Hệ số lưu lượng/dung tích nguồn tiếp nhận, K q = 0,9 (điều 2.3.3 QCVN 40:2011) GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN Kf : Hệ số theo lưu lượng nguồn thải, F = 29700 m 3/ngđ ¿ Kf = 0,9 (điều 2.4 QCVN 40:2011) Bảng 1.10 Nồng độ tối đa cho phép chất ô nhiễm nước thải công nghiệp Thông số Đơn vị C Kq Kf Cmax SS mg/l 100 0,9 0,9 81 pH - 5,5-9 0,9 0,9 5,5-9 BOD5 mg/l 50 0,9 0,9 40,5 COD mg/l 150 0,9 0,9 121,5 GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 10 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN - Hàm lượng chất rắn lơ lửng C sh ×Q sh +C sx ×Q sx 128 , 95×99 ,26+550×350 , 74 = =457 , Q sh +Q sx 99 , 26+350 , 74 Chh= (mg/l) (4.5) - Hàm lượng chất bẩn theo BOD5: Lhh = C sh×Qsh + C sx×Q sx 154 , 3×99 , 26+750×350 , 74 = =618 , Q sh +Q sx 99 , 26+350 , 74 (mg/l) (4.6) * Khi hệ thống nước nhà máy, nước thải có thành phần sau: - Qtb = 450 m3/ngđ - SS = 457,1 (mg/l) - BOD5 =618,5 (mg/l) - COD = 1000 (mg/l) - Tổng Nitơ = 80 mg/l - Tổng Photpho = 20mg/l 4.3 YÊU CẦU NƯỚC THẢI TRƯỚC KHI ĐƯA VÀO TRẠM XỬ LÝ TẬP TRUNG Nước thải nhà máy sau xử lý đổ mạng lưới nước khu cơng nghiệp Do vậy, cần xử lý đảm bảo đáp ứng tiêu chuẩn trạm xử lý tập trung Ở ta xử lý với giá trị đầu sau: - BOD5  100 (mg/l) - COD  400 (mg/l) - SS  200 (mg/l) - pH từ - - Tổng Nitơ từ 20 – 40 (mg/l) - Tổng photpho từ – 15 (mg/l) 4.4 XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN THIẾT LÀM SẠCH NƯỚC THẢI - Mức độ cần thiết để xử lý theo hàm lượng chất lơ lửng: C−C R 457,1−200 = =56,25 % C 457,1 ESS = - Mức độ cần thiết xử lý theo BOD5: GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 74 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN EBOD5 = L BOD −LR 618 , 5−100 = =83 ,83 % LBOD 618 , - Mức độ cần thiết xử lý theo COD: COD = LCOD −L R 1000−400 = =60 % LCOCD 1000 E 4.5 ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ - Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ khu xử lý nước thải nhà máy thủy sản Nước thải từ nhà máy Ngăn tiếp nhận Song chắn rác thơ Bể điều hịa Bể tuyển Cặn Nước Máy ép bùn Khí SBR Ngăn chứa bùn Vận chuyển Nguồn tiếp nhận ( Cống thoát nước chung KCN) Hình 4.2 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy thủy sản - Thuyết minh công nghệ: Nước thải sản xuất từ cống xả theo mương dẫn đến ngăn tiếp nhận, qua song chắn rác thô, giữ lại chất rắn lơ lửng có kích thước lớn Nước từ ngăn tiếp nhận đưa đến bể điều hòa Tại bể điều hịa nước thải, hệ thống sục khí hoạt động nhằm hạn chế lắng cặn bể Sau nước thải bơm vào bể tuyển để tách cặn có kích thước nhỏ khỏi nước thải Từ bể tuyển nước thải đưa qua bể SBR, GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 75 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN xảy q trình xử lí sinh học, khí thổi vào bể đĩa phân phối khí nhằm tăng cường xáo trộn chất bẩn oxi khơng khí đồng thời giữ cho bùn trạng thái lơ lửng Tại hàm lượng BOD SS giảm xuống Nước thải sau xử lý đưa nguồn tiếp nhận Bùn dư bể SBR dẫn vào ngăn tập trung bùn, với cặn từ bể tuyển nổi, qua máy ép bùn, bùn sau khỏi máy ép bùn tạo thành bánh bùn mang chơn lấp hợp vệ sinh 4.6 TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH 4.6.1 Ngăn tiếp nhận Chọn ngăn tiếp nhận có kích thước: ngang ¿ dọc ¿ cao = 1.5m ¿ 1.5m ¿ 1.5m đường ống áp lực từ trạm bơm đến ngăn tiếp nhận với d = 200mm để thu nước từ trạm bơm nước thải 4.6.2 Song chắn rác thơ a Tính tốn kích thước song chắn rác - Nước thải dẫn trạm xử lý nhà máy chảy vào mương đặt song chắn rác Chọn tốc độ dòng chảy mương v s = 0,3 m/s (v = 0,3 – 0,6 m/s) Giả sử độ sâu chôn đáy cuối hệ thống nước thải là: H = 0,7m Chọn kích thước h mương dẫn rộng 0,3m Chiều sâu lớp nước mương với Qmax = 28,54 m3/h là: h Q max 28 , 54 h= = =0 , 09( m) 3600×v s ×B m 3600×0,3×0,3 Chọn h = 0,1m (4.8) - Chọn kích thước thanh: rộng × dày = b × d = 5mm × 25mm, khe hở w = 25mm Số song chắn rác n, số khe hở m = n+1 - Mối quan hệ chiều rộng mương, chiều rộng khe hở sau:  300 = n × + 25 × (n+1)  n = (4.9) - Chọn số thanh, ta có khoảng cách sau: 300 = 9× + (9 + 1) × w  w = 25,5 mm (4.10) b Tổn thất áp lực qua song chắn rác - Tổng diện tích khe chắn: A=(B m−b×n )×h=(0,3−0 , 005×9)×0,1=0 , 03 (m2) (4.11) GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 76 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu cơng nghiệp N – tỉnh QN Trong đó: Bm: Chiều rộng mương đặt song chắn rác, m B: Chiều rộng chắn rác, m n: Số H: Chiều cao lớp nước mương, m s - Vận tốc dòng chảy qua song chắn : Q max 28 , 54 v= = =0 , 95 m/s A 3600×0 , 03 (4.12) - Tổn thất áp lực qua song chắn rác: v −v s ,552 −0,3 h s= = =15 , 47 mm P=( Sa 1,3×s a ×S + 1)/f Trong đó: A S : Tỷ số khí / chất rắn, ml khí / mg chất rắn A A S =0,03÷0,05 chọn S =0,03 f : Phần khí hịa tan áp suất P, chọn f = 0,5 Sa: Hàm lượng chất lơ lửng Sa= SS= 550 (mg/l) sa: Độ hòa tan khí (mg/l) Với ttb=28,70C sa= 16,5 (mg/l) (Bảng 2-6- [8]) => P=( A×Sa 1,3×s a ×S +1)/f 0,03×550 +1)/0,5 1,3×16 ,5 = = 3,46 (atm) = 359 (kPa) ( (4.15) 18,75×2 - Thể tích bồn tạo áp: V = Qtb × t= 60 = 0,63 (m3) Với: thời gian lưu nước bồn: t=0,5÷3 phút, chọn t=2 phút (Bảng 10-8-[8]) - Chọn chiều cao cột áp lực H=1,5m Vậy đường kính cột áp lực: D= 4×V 4×0 , 63 = =0 ,73(m) H ×π 1,5×3 ,14 √ √ b Tính tốn bể tuyển - Diện tích bề mặt bể: GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 78 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống nước xử lý nước thải khu cơng nghiệp N – tỉnh QN Q ngđ 450 = =5 ,63 (m2 ) L 80 A A= Chọn L × B = 2,5m × 2,3m - Chọn chiều sâu phần tuyển nổi: h n=2m, chiều sâu phần lắng bùn : h b=0,7m, chiều cao bảo vệ: hbv= 0,3m - Chiều sâu tổng cộng bể tuyển nổi: H = hn + hb+ hbv = + 0,7 + 0,3 = 3(m) - Thể tích bể tuyển nổi: V = A × H = 5,63 × = 16,9 (m3) (4.17) - Thể tích vùng tuyển nổi: Vtn = L × B × Hn= 2,5 ×2,3 × 3= 17,3 (m3) (4.18) - Thời gian lưu nước bể: t = V 17,3 = =0,93 h Q h 18,75 = 55,8 (phút) (4.19) - Hiệu suất xử lý SS: 55% 457 , 1×(100−55 ) =205 , ⇒ Hàm lượng SS sau tuyển nổi: Css= 457 , (mg/l) - Lượng chất lơ lửng thu ngày: 550×0,6×450 =148 , Mss= 1000 (kgSS/ngày) - Giả sử bùn tươi có hàm lượng chất rắn TS v=3,4%, VSv=65% khối lượng riêng Sv= 1,0072 148,5 =4 ,34(m3 /ngày ) 0,034×1, 0072 ⇒ Thể tích bùn tươi cần xử lý ngày: Qbùn = - Lượng VS bùn tươi cần xử lý ngày: Mvs= Mss × 0,65 = 148,5× 0,65 = 96,52 (kgVS/ngày) (4.20) 4.6.5 Bể SBR a Tính tốn kích thước bể - Thơng số cần để tính tốn: + Lưu lượng : Q = 18,75 m3/h + Hàm lượng chất hữu vào bể: LBOD5 = 618,5 mg/l GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 79 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN + Hàm lượng chất lơ lửng: Css = 205,7 mg/l + Hàm lượng COD: CCOD =1000 mg/l - Thời gian sục khí cần thiết cho bể SBR để giảm BOD nước thải từ La = 750 mg/l đến Lt = 1000 mg/l để xả nước nguồn tiếp nhận xác định theo công thức: La −Lt tk = [ a×(1−Tr) ]×ρ 618 ,5−100 =7 ,77 (h ) 3×(1−0 ,35) ×40 , 28 [ ] (h)= [điều 8.17.1- (1)] Trong đó: a: Nồng độ bùn hoạt tính bể aeroten (kg chất khô/ m3 ), a = - g/l Tr: Độ tro bùn hoạt tính, Tr = 0,35 : Tốc độ ơxy hóa trung bình các chất bẩn tính mg BOD 1g chất không tro của bùn Với: max: Tốc độ oxy hoá riêng lớn (mgBOD5/g chất khô không tro bùn) 1h C0: Nồng độ oxy hồ tan cần thiết phải trì bể SBR (mg/l), C0 =4 (mg/l) Kt: Hằng số đặc trưng cho tính chất chất bẩn hữu nước thải, (mg BOD/l) K0: Là số kể đến ảnh hưởng oxy hồ tan (mgO2/l.) BODvao−BODra 650−10 ×10 %= ×10 % BODvao 650 : Hệ số kể đến kìm hãm trình sinh học sản phẩm phân huỷ bùn hoạt tính (l/h) ar: Liều lượng bùn hoạt tính ngăn tái sinh (g/l), ar= (g/l) Các giá trị ρmax = 85 , Kt, K1= 33; K0= 0,625; ϕ = 0,07; C0 = mg/l, Tr lấy bảng 46 – [1] => ρ=85× 100×4 × =40 ,28 100×4 +33×4+0 ,625×100 1+0 , 07×6 - Như vậy: Thời gian sục khí + thời gian oxi hóa t = 8h, thời gian lắng t = 2h, thời gian làm đầy bể t = 1h, thời gian xả t = 1h Như hệ thống SBR có bể hoạt động xen kẽ tổng thời gian hoạt động bể 12h - Thể tích phần chứa nước cần thiết bể: Wn = Q × tk = 18,75 × 7,77 = 145 (m3) GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy (4.21) Trang 80 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN - Thông thường thể tích phần chứa nước chiếm 60% dung tích bể thể tích tổng cộng bể: Wb = W n 145 = 0,6 0,6 = 243 (m3) (4.22) - Chọn chiều cao phần chứa nước chứa cặn Hct = 2,5 m, diện tích bể: F W b 243 = H ct 2×2,5 = = 48,7 (m2) (4.22) - Chọn mặt bể hình vng, có kích thước bể 7,0 m x 7,0 m - Chiều cao bể: Hb = 2,5 + = 3,5 (m) Trong đó: hbv= 1m: chiều cao bảo vệ - Vậy tất có bể, với kích thước bể là: L × B × H = 5,0m × 5,0m × 3,5m b Tính tốn hệ thống cấp khí cho bể SBR - Lưu lượng khơng khí đơn vị tính m3 để làm 1m3 nước thải: Q sx = n 0,9×(618 , 5−100 ) =35 ,19 2,3×1, 54×1,16×0,7×(7 ,87−2) (m3/m3) Trong đó: z : Lưu lượng oxy khơng khí, đơn vị tính mg để giảm 1mg BOD Với bể SBR làm khơng hồn tồn z = 0,9 (mg/mg) (Điều 8.16.13-[1]) k1: Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí Với thiết bị phân tán khí dạng tạo bọt khí nhỏ, hệ số k1 xác định theo tỉ lệ diện tích vùng cung cấp khí tồn diện tích bể Xác định theo (bảng 47–[1]) Ta có k = 2,3 ứng với f/F=1, Imax = 100(m3/m2.h) k2: Hệ số kể đến chiều sâu đặt thiết bị nạp khí (bảng 48 –[1]), ta có k = 1,54 (với h = 2,5 m ta có Imin = 3,25 (m3/m2.h) n1: Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ nước thải n1 = + 0,02 TB h (ttb - 20) = + 0,02 Qca 8×n (28 - 20) = 1,16 Với: ttb = 28,70C nhiệt độ trung bình của nước thải tháng mùa hè GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 81 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN n2: Hệ số kể đến thay đổi tốc độ hồ tan ơxy nước thải so với nước sạch, nước thải sản xuất n2 = 0,7 (Điều 8.16.13 –[1]) Cp: Độ hoà tan ôxy không khí vào nước trạng thái bão hòa (mg/l) tuỳ thuộc vào chiều sâu lớp nước bể, xác định theo cơng thức mơ hình hóa chất lượng nước: C p= 468 468 = =7 , 87 (mg/l ) 31, 5+t tb 31 ,5+28 C : Nồng độ trung bình oxy aeroten (mg/l) lấy mg/l - Cường độ nạp khí yêu cầu: I a= D×H , 05×2,5 = =43 , 99 t (m3/m2.h) (4.23) Trong đó: H : Chiều sâu công tác bể, H=2,5m t : Thời gian nạp khí cho ngăn aeroten, t = (h) - Ta có: Imax = 78 m3/m2.h Imin = 3,25 m3/m2.h (thỏa mãn) - Lưu lượng khơng khí cần thổi vào aeroten đơn vị thời gian (h): Q N n = D × Q = 35,19 × 18,75 = 660 (m 3/h) (4.24) - Đường kính ống dẫn khơng khí : K 4×Q A 4×660 d= = =0 ,15 π ×v , 14×15×3600 √ √ (m) = 150 (mm) (4.25) Trong đó: v: Vận tốc khơng khí ống, v = 15 m/s - Chọn thiết bị phân tán khơng khí dạng đĩa có đường kính 250mm, diện tích bề mặt 0,049 m2, cường độ khí 150 l/phút.đĩa = 2,5 l/s Số đĩa phân phối bể là : K QA N= −3 , 17×10 660 −3 = 2,5×10 ×3600 = 72 (đĩa) (4.26) GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 82 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống nước xử lý nước thải khu cơng nghiệp N – tỉnh QN Có bể bể có 36 đĩa khí Mỗi bể chia làm đường ống dẫn khí, đường ống gồm 18 đĩa, đĩa cách 0,45m, cách sàn 0,2m - Độ tăng sinh khối bùn bể aeroten: Pr = 0,8 × Css + 0,3× CBOD (4.27) = 0,8 × 220+0,3 × 750= 401 (mg/l) c Tính tốn thiết bị thu nước bề mặt - Lưu lượng nước Qr = 18,75 m3/h = 0,0053 m3/s - Chọn chiều dài máng chiều dài bể, khơng tính kích thước phao kích thước khác, lấy chiều dài máng 5,0m Khi đó, với vận tốc nước 0,4 m/s thời gian nước lưu máng 5,0/0,4 = 12,5 giây - Thể tích máng thu nước tập trung: W = Q × t = 0,0053 × 12,5 = 0,066 m3 (4.28) - Máng tập trung nước thiết bị thu nước bề mặt có kích thước: L × B × H = 5,0m × 0,1m × 0,25m - Hàm lượng chất nước thải sau bể aeroten hoạt động theo mẻ: L ss= 200 mg/l, LBOD= 100 mg/l , LCOD=400 mg/l 618 ,5−100 =83 ,83 % Hiệu suất xử lý : EBOD= 618 ,5 1000−400 =60 % ECOD= 1000 4.6.6 Ngăn chứa bùn a Nhiệm vụ Ngăn chứa bùn có nhiệm vụ lưu bùn trước bơm chuyển qua máy nén ép bùn dây đai, tiếp nhận lượng cặn từ bể tuyển bể aeroten hoạt động theo mẻ Chọn thời gian lưu ngăn chứa bùn b Tính lượng bùn - Lượng bùn từ bể tuyển nổi: Qtn = 4,34 (m3/ngày) - Lượng bùn từ bể SBR: + Độ tăng sinh khối bùn bể SBR: P’r = 401 (mg/l) + Theo Điều 8.16.12-[1] ta cần kể đến khơng điều hịa theo mùa: GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 83 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống nước xử lý nước thải khu cơng nghiệp N – tỉnh QN Pr= K × P’r = 1,3 × 401 = 521,3 (mg/l) ⇒ (4.29) Lượng bùn từ bể SBR: P r ×Q ngđ QA = Cd 521 ,3×450 =23 , 46 (m3 /ngđ ) = 10000 Trong đó: Qngđ: Lưu lượng nước thải, Qngđ = 450 m3/ngđ Cd: Nồng độ bùn hoạt tính dư phụ thuộc vào đặc tính bùn, C d = 10000 mg/l => Tổng lượng bùn đưa vào ngăn chứa bùn : Qb = Qtn + QA = 4,34 + 23,46 = 27,8 (m3/ngđ) =1,16 (m3/h) c Tính tốn kích thước bể - Dung tích cần thiết ngăn chứa bùn: W = Qb × t = 1,16 × = 9.27 (m3) - Bể chứa bùn thiết kế dạng hình vng mặt bằng, phần đáy bể thiết kế với độ dốc 45% để tiện lợi cho trình tháo bùn Kích thướt bể là: 2,5m × 2,5m × 1,5m 4.6.7 Máy nén ép bùn dây đai (Tham khảo mục 8.3.11 - [ ] ) - Khối lượng bùn cần ép: G = 27,8 (m3/ngđ) = 27800 (kg/ngđ) - Nồng độ bùn ban đầu: Cbđ = 3% (Bảng 8.4-[8]) - Nồng độ bùn sau ép: Ce = 20% (Bảng 8.4-[8]) - Khối lượng bùn sau ép: Qe = G×C e 27800×20 = 100 100 = 5560 (kg/ngđ) (4.30) - Số hoạt động thiết bị: T = 24 h/ngđ - Tải trọng bùn tính 1m chiều rộng băng ép, chọn γ = 680 kg/m.h (Nằm khoảng từ 90 – 680 kg/m.h) (Trang 399-[8]) G 27800 = - Chiều rộng băng ép: B = γ×T 680×12×2 = 1,7 (m) (Nằm khoảng từ 0,5 ÷ 3,5 m) (Trang 399-[8]) - Chọn: + thiết bị máy ép dây đai, bề rộng băng thiết bị B = 1,7 m + bơm bùn (1 bơm hoạt động, bơm dự phòng) GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 84 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN + Đặc tính bơm: Q = 1,51 m3/h, cột áp H = m GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 85 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN KẾT LUẬN Với nhiệm vụ thiết kế giao “Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – Tỉnh QN” với tổng diện tích mặt khu cơng nghiệp 380ha, em hồn thành phần sau: - Quy hoạch thiết kế, tính tốn hệ thống thu gom nước mưa xả sông, kênh, hồ - Quy hoạch, thiết kế tính tốn hệ thống đường ống bê tông cốt thép thu gom nước thải tất nhà máy hoạt động chưa hoạt động khu đất dự kiến cho thuê khu công nghiệp - Thiết kế, tính tốn trạm xử lý nước thải với tổng công suất 29700 m 3/ngđ Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B đổ sông - Thiết kế, tính tốn trạm xử lý cho nhà máy thủy sản – khu công nghiệp N với công suất 450 m3/ngđ GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 86 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống nước xử lý nước thải khu cơng nghiệp N – tỉnh QN TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] Bộ Xây dựng - Tiêu chuẩn Quốc gia, Thốt nước-mạng lưới cơng trình bên ngồi- Tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 7957-2008 - Nhà xuất Xây dựng Hà Nội, 2008 [ ] Pgs Ts Trần Đức Hạ - Xử lý nước thải đô thị - Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2006 [ ] PGS PTS Hoàng Huệ - KS Phan Đình Bưởi - Mạng lưới nước - Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội – 1996 [ ] Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ - Thoát nước tập II, xử lý nước thải - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [ ] Hồng Văn Huệ - Thốt nước tập I, mạng lưới thoát nước - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [ ] GS.TS Trần Hiếu Nhuệ - Thốt nước xử lý nước thải cơng nghiệp - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội - 2001 [ ] GS TSKH Trần Hữu Uyển - Các bảng tính tốn thuỷ lực cống mương thoát nước - Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội – 2003 [ ] 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 Hồ Chí Minh - 2004 [ ] TCXDVN 33-2006 - Cấp nước, mạng lưới đường ống cơng trình, tiêu chuẩn thiết kế - Hà Nội tháng – 2006 [ 10 ] TCVN 5945-2005 Tiêu chuẩn thải nước thải công nghiệp GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 87 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát nước xử lý nước thải khu công nghiệp N – tỉnh QN GVHD: KS Nguyễn Dương Quang Chánh Th.S Phan Thị Kim Thủy Trang 88 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT ... Trang 28 SVTH: Võ Thị Thu – Lớp: 12MTLT Đồ ? ?n tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát n? ?ớc xử lý n? ?ớc thải khu công nghiệp N – tỉnh QN Các phương pháp xử lý n? ?ớc thải công nghiệp: để xử lý n? ?ớc thải. .. chuyể V? ?n chuy? ?n Đồ ? ?n tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát n? ?ớc xử lý n? ?ớc thải khu cơng nghiệp N – tỉnh QN Hình 3.2 Sơ đồ dây chuy? ?n công nghệ trạm xử lý n? ?ớc thải (phương ? ?n II) - Thuyết minh dây... Mương d? ?n n? ?ớc Th.S Phan Thị Kim Thủy b Đồ ? ?n tốt nghiệp Thiết kế hệ thống thoát n? ?ớc xử lý n? ?ớc thải khu công nghiệp N – tỉnh QN 3.4.2 Song ch? ?n rác a Tính t? ?n mương d? ?n n? ?ớc thải từ ng? ?n tiếp