(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cơ sở xã hội nhị xuân, 2000 người

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CƠ SỞ XÁ HỘI NHỊ XUÂN, 2000 NGƯỜI GVHD: HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG SVTH: TRỊNH THỊ TUYẾT NHUNG MSSV: 15150107 SKL006042 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt sở xã hội Nhị Xuân, 2000 ngƣời GVHD: TS HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG SVTH: TRỊNH THỊ TUYẾT NHUNG MSSV: 15150107 TP.HCM, ngày 29 tháng năm 2019 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM -Tp.Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trịnh Thị Tuyết Nhung MSSV: 15150107 Ngành: Công nghệ kỹ thuật môi trƣờng Lớp: 151502A Giảng viên hƣớng dẫn: TS Hoàng Thị Tuyết Nhung Ngày nhận đề tài: 19/02/2019 Ngày nộp đề tài: 29/07/2019 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt sở xã hội Nhị Xuân, 2000 ngƣời Các số liệu, tài liệu ban đầu: + Thuyết minh tổng quan sở xã hội Nhị Xuân + Nguồn phát sinh gây ô nhiễm + Số liệu thông số gây ô nhiễm + Tiêu chuẩn nƣớc thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B Nội dung thực đề tài: Lập bảng thuyết minh tính tốn bao gồm: + Tổng quan nƣớc thải sinh hoạt đặc trƣng nƣớc thải + Đề xuất phƣơng án cơng nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt có thơng số cho, từ phân tích lựa chọn cơng nghệ thích hợp + Tính tốn cơng trình đơn vị kinh phí Sản phẩm: Các vẽ kỹ thuật ( 10 vẽ khổ A1, 10 vẽ khổ A3) TRƢỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN LỜI MỞ ĐẦU Hiện với gia tăng dân số thành phố Hồ Chí Minh nói chung khu dân cƣ nói riêng, xử lý nƣớc thải đề tài nóng hện Nƣớc thải từ khu dân cƣ, khu nhà mang đặc tính chung nƣớc thải sinh hoạt: bị ô nhiễm bã cặn hữu (SS), chất hữu hòa tan (BOD), chất dầu mỡ sinh hoạt (thƣờng dầu thực vật) vi trùng gây bệnh Từ trạng nêu trên, yêu cầu cấp thiết đặt xử lý triệt để chất ô nhiễm để thải môi trƣờng đạt tiêu chuẩn xả thải, không ảnh hƣởng đến mơi trƣờng sống ngƣời dân Do đó, đề tài ―Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho sở xã hội Nhị Xuân‖ đƣợc đề nhằm đáp ứng nhu cầu Với đề tài này, để xử lý nƣớc thải thiết kế phải phù hợp với quy hoạch nhƣ chi phí đầu tƣ, vận hành phù hợp, không gây ô nhiễm môi trƣờng lựa chọn hàng đầu Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho sở xã hội Nhị Xuân với yêu cầu đƣa phƣơng án xử lý nƣớc thải cách hợp lý, tính tốn cơng trình, khai tốn giá thành, trình bày trình vận hành, cố biện pháp khắc phục LỜI CÁM ƠN Thời gian học tập Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh chặng đƣờng khơng dài khơng ngắn Trong suốt qng thời gian đó, thầy tạo điều kiện, hƣớng dẫn bảo cho chúng em với tận tụy nhiệt huyết Các thầy khơng ngại khó khăn giành thời gian quý báu để giảng dạy tận tình cho chúng em Chính điều động lực để em khơng ngừng học hỏi, phấn đấu, trau dồi kiến thức năm tháng sinh viên vừa qua Và luận văn tốt nghiệp vận dụng, tổng hợp, kiến thức mà em đƣợc học năm qua dƣới giảng dạy thầy cô Hơn nữa, luận văn tốt nghiệp giúp em hiểu đƣợc phần công việc ngƣời kỹ sƣ môi trƣờng tƣơng lai Tuy nhiên, với kiến thức cịn hạn hẹp nên khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy góp ý, sửa chữa để em hồn thiện tốt Bên cạnh đó, để hồn thành tốt luận văn này, em nỗ lực nhận đƣợc giúp đỡ ngƣời, đặc biệt cô Hồng Thị Tuyết Nhung Cơ tận tình hƣớng dẫn, bảo sai sót kinh nghiệm quý báu thực tiễn để giúp em hoàn thành tốt luận văn Do đó, lời cảm ơn em xin chân thành gửi đến Hồng Thị Tuyết Nhung Kế đến, em xin cảm ơn đến tất thầy khoa Mơi trƣờng nói riêng tồn thể thầy Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh nói chung truyền đạt kiến thức cho em suốt quãng thời gian sinh viên trƣờng Một lần em xin chân thành cảm ơn! Ngày 29 tháng năm 2019 Trịnh Thị Tuyết Nhung NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN Chữ ký GVHD NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Chữ ký GVPB MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI CÁM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHƢƠNG MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ XÃ HỘI NHỊ XUÂN 1.1.Giới thiệu chung 1.2.Quy mơ diện tích dân số 1.3.Điều kiện khí hậu 1.3.1 Đặc điểm khí hậu 1.3.2 Nhiệt độ 1.3.3 Lƣợng mƣa 1.3.4 Chế độ gió 1.3.5 Bức xạ mặt trời 1.3.6 Độ ẩm khơng khí 1.3.7 Điều kiện địa hình 1.4.Điều kiện thủy văn 1.5.Hiện trạng hệ thống xử lý nƣớc thải 1.5.1 Mạng lƣới thoát nƣớc 1.5.2 Trạm xử lý nƣớc thải CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 2.1.Đặc tính chung nƣớc thải sinh hoạt 2.2.Thành phần tính chất nƣớc thải sinh hoạt 2.3.Đặc tính nƣớc thải sinh hoạt sở Nhị Xuân 2.4.Hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt sở N CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI 3.1.Phƣơng pháp xử lý học 3.1.1 Song chắn rác 3.1.2 Bể lắng cát 3.1.3 Bể lắng 3.1.4 Tuyển 3.1.5 Bể điều hòa 3.1.6 Bể lọc 3.2.Phƣơng pháp xử lý hóa lý hóa học 3.2.1 Keo tụ, tạo bơng 3.2.2 Hấp phụ 3.2.3 Trung hòa - Điều hòa 3.2.4 Oxy hóa – khử 3.2.5 Trao đổi ion 3.2.6 Khử trùng 3.3.Phƣơng pháp xử lý sinh học 3.3.1 Phƣơng pháp kỵ khí 3.3.2 Phƣơng pháp hiếu khí 3.3.3 Phƣơng pháp thiếu khí CHƢƠNG ĐỀ XUẤT CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI 4.1.Cơ sở thiết kế 4.2.Tính chất nƣớc thải đầu vào 4.3.Tiêu chuẩn xả thải 4.4.Đề xuất công nghệ xử lý 4.5.Thuyết minh sơ đồ công nghệ 4.5.1 Phƣơng án 4.5.2 Phƣơng án 4.6.Lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải 4.6.1 So sánh phƣơng án đề xuất 4.6.2 Hiệu xử lý qua bể phƣơng án CHƢƠNG TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1.Song chắn rác thô 5.1.1 Nhiệm vụ 5.1.2 Tính tốn 5.2.Hố thu gom 5.2.1 Nhiệm vụ 5.2.2 Tính tốn 5.3.Bể lắng cát 5.3.1 Nhiệm vụ 5.3.2 Tính tốn 5.4.Lƣới chắn rác tinh 5.4.1 Nhiệm vụ 5.4.2 Tính toán 5.5.Bể điều hòa 5.5.1 Nhiệm vụ 5.5.2 Tính tốn PHƢƠNG ÁN 1: CỤM BỂ ANOXIC – AEROTANK 5.6.Bể Aerotank 5.6.1 Nhiệm vụ 5.6.2 Tính tốn 5.7.Bể Anoxic CHƢƠNG KHAI TỐN CHI PHÍ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG 6.1 Chi phí xây dựng thiết bị 6.1.1 Chi phí xây dựng Bảng 6.1 Chi phí xây dựng STT CƠNG TRÌNH Hố thu gom Bể lắng cát Bể điều hòa Bể Anoxic Bể Aerotank Bể lắng Bể khử trùng Bể chứa bùn Bể nén bùn 10 Bể MBBR 11 Nhà điều hành 12 Nhà hóa chất xây dựng 106 6.1.2 Chi phí thiết bị Bảng 6.2 Chi phí thiết bị STT Vật liệu: Inox Bơm chìm Tsurumi Model KTZ - 22.2 Lƣới chắn rác tinh Máy thổi khí Tsurumi model RSR-50mm Bơm chìm Tsurumi model 50B2.4 Đĩa phân phối khí EDI FlexAir Threaded Disc Máy khuấy chìm Máy thổi khí Tsurumi model RSR-50 mm Đĩa phân phối khí EDI FlexAir Threaded Disc Máy 1.8HP 100/2G Bơm bùn Tsurumi 50B2.4 107 Ống trung tâm + Máng cƣa + chắn bọt Bơm định lƣợng Chlorine OBL Bồn chứa NaOCl, Đại Thành, Việt Nam 1000L Bơm bùn nén Tsurumi 50B2.4 10 11 12 Ống trung tâm + Máng cƣa + chắn bọt Máy ép bùn dây đai Model TB1000 Hệ thống tủ điều khiển Hệ thống đƣờng ống, van phụ kiện 13 Giá thể Đĩa phân phối khí EDI FlexAir Threaded Disc Máy thổi khí Bơm bùn thải Tsurumi 50B2.4 Hệ thống đƣờng 14 ống (PVC BMthép tráng kẽm) 15 Van, phụ kiện loại TỔNG CHI PHÍ (A2) PHƢƠNG ÁN PHƢƠNG ÁN 6.2 Chi phí khác Bảng 6.3 Chi phí khác STT DANH MỤ Phí vận chuyển Phí lắp đặt TỔNG CHI PHÍ 6.3 Tổng chi phí đầu tƣ Bảng 6.4 Tổng chi phí đầu tƣ TỔNG CHI PHÍ ĐẦU TƢ Chi phí đề xuấ thiết kế cơng n Chi phí vận hà chuyển giao phân tích nƣớc Chi phí nghiệm nội Phần thiết bị máy móc tính khấu hao 15 năm TỔNG 6.5 Chi phí nhân cơng - Cơng nhân: + Số lƣợng: ngƣời + Lƣơng công nhân: triệu VNĐ/ngƣời.tháng + Số tiền trả năm: × × 12 = 360 triệu VNĐ - Cán quán lý: + Số lƣợng cán quản lý: ngƣời + Lƣơng cán quản lý: triệu VNĐ/ ngƣời.tháng + Số tiền phải trả năm: × 12 = 96 triệu VNĐ Tổng chi phí nhân cơng: 360 + 96 = 456 triệu VNĐ 6.6 Chi phí điện cho năm - Tiêu điện khoảng 120 kW/ ngày - Chi phí điện: 1.800 đồng/ kW => Số tiền phải trả năm: 120 ×1.800 × 30 × 12 = 77.760.000 VNĐ 6.7 Chi phí hóa chất, ƣớc tính năm - Lƣợng Chlorine châm vào ngày: 2.4 kg/ ngày - Số tiền trả hóa chất năm: 2,4 kg/ngày × 60.000 đồng/kg × 300 ngày = 43.200.000 VNĐ 6.8 Chi phí sửa chữa, bảo trì Bảng 6.6 Chi phí sửa chữa, bảo trì 1% 6.9 Giá thành m nƣớc thải Phương án 110 Phương án 111 PHÂN TÍCH TÍNH KHẢ THI CỦA PHƢƠNG ÁN Kinh tế Cả hai phƣơng án thiết kế cơng trình xử lý nƣớc thải sở Nhị Xuân, công suất 300 m /ngày đêm, hầu hết cơng trình đơn vị tƣơng tự nhƣng có thay đổi cơng trình xử lý sinh học + Phƣơng án 1: Cơng trình xử lý sinh học cụm bể Anoxic – Aerotank Bể có cấu tạo tƣơng đối đơn giản, có hình khối hình chữ nhật đƣợc xây dựng bê tơng cốt thép, có diện tích mặt tƣơng đối nhỏ Trong bể đƣợc bố trí hệ thống phân phối khí với đƣờng ống phân phối thiết bị phân phối đĩa khí + Phƣơng án 2: Cơng trình xử lý sinh học cụm bể Anoxic - MBBR Bể MBBR có hiệu xử lý tốt so với hệ thống Aerotank khả xử lý Nito nhƣ BOD hiệu Tuy nhiên, chi phí cho giá thể nhƣ thiết bị tƣơng đối cao Các giá thể sau sử dụng thời gian dễ xảy cố, tốn phải thƣờng xuyên bảo dƣỡng Qua tính tốn kinh tế, phƣơng án tốn nhiều chi phí so với phƣơng án Kỹ thuật + Phƣơng án 1: Áp dụng biện pháp xử lý sinh học hiếu khí chủ yếu dựa vào q trình sục khí nhân tạo đƣợc đặt đáy bể Lắp ráp quản lý thiết bị vận hành tƣơng đối phức tạp, phải thƣờng xuyên sục rửa đĩa sục khí để hiệu phân phối khí ln tốt ổn định nhằm đạt hiệu xử lý cao Dƣới tác dụng q trình sục khí hầu hết chất hữu bị phân hủy tạo thành bơng bùn hoạt tính kết lắng lại bể lắng Hiệu suất làm việc bể cao Với nồng độ ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt việc sử dụng biện pháp xử lý sinh học bể Aerotank thích hợp Nƣớc thải sau bể đẩm bảo đạt tiêu chuẩn môi trƣờng + Phƣơng án 2: Dƣới tác dụng giá thể, Nito BOD đƣợc xử lý với hiệu cao Cách vận hành tƣơng đối bể Aerotank nhƣng tải trọng hữu cao  Nhận xét chung 112 Mục đích hai phƣơng án xử lý nƣớc thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn môi trƣờng QCVN 14:2008/BTNMT Theo hiệu xử lý nhƣ trình bày hai phƣơng án thỏa mãn điều kiện Tuy nhiên, việc xử lý nƣớc thải sinh hoạt với công suất thấp nhƣ sở Nhị Xuân, việc áp dụng phƣơng án tốn kém, áp dụng phƣơng án xử lý hiệu chất ô nhiễm Hơn nữa, Aerotank phƣơng pháp truyền thống quen thuộc, dễ sử dụng đƣợc đƣa vào vận hành phổ biến Hơn nữa, trƣớc cải tạo nâng cấp, sở có sẵn cơng trình bể Arotank thiết bị sẵn có Ta xây dựng dựa mặt bể Aerotank sẵn có sử dụng lại thiết bị, đƣờng ống tốt nhằm giảm kinh tế Vì chọn cụm bể Anoxic – Aerotank để xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho sở Nhị Xuân 113 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận Đất nƣớc ta thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hóa, song song với tốc độ thị hóa nhanh gia tăng dân số gâp áp lực ngày nặng nề môi trƣờng tài nguyên nƣớc Theo đánh giá quan chuyên môn, thành phố lớn nƣớc thải sinh hoạt không đƣợc xử lý, độ ô nhiễm nguồn nƣớc nơi tiếp nhận nƣớc thải vƣợt tiêu chuẩn cho phép, thông số chất lơ lửng (SS), BOD, COD, Oxy hòa tan (DO) vƣợt từ – 10 lần, chí vƣợt 20 lần tiêu chuẩn cho phép Thành phố Hồ Chí Minh với phát triển kinh tế gia tăng dân số hình thành nhanh chóng khu thị, khu dân cƣ khu nhà phát triển theo bề rộng lẫn chiều cao Chính vấn đề đáng quan tâm nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ đƣợc xử lý giải nhƣ để không gây ô nhiễm cho nguồn nƣớc thải ngồi mơi trƣờng Do đó, luận văn này, việc xây dựng trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho sở Nhị Xn, Hóc Mơn đáp ứng đƣợc yêu cầu môi trƣờng, đảm bảo u cầu xả thải mơi trƣờng Bên cạnh đó, số hạn chế nên luận văn chƣa có điều kiện tính tốn xác chi phí xây dựng vận hành nhƣng dù chi phí ban đầu có đáng kể việc xây dựng hệ thống thực đƣợc hiệu kinh tế, mơi trƣờng lâu dài mà hệ thống mang lại cao Mặt khác, khả hồn vốn thực đƣợc thơng qua việc thu phí nƣớc thải tính lƣợng nƣớc tiêu thụ hộ dân Hơn nữa, quy trình cơng nghệ đề xuất thực quy trình phổ biến, khơng q phức tạp mặt kỹ thuật Quy trình hồn tồn đảm bảo việc xử lý nƣớc thải đạt tiêu chuẩn u cầu, đồng thời cịn có khả mở rộng hệ thống tƣơng lai Chính việc xây dựng trạm xử lý nƣớc thải cho sở Nhị Xuân có cân yếu tố mơi trƣờng, kinh tế, kỹ thuật hệ thống khả thi áp dụng vào thực tế 7.2 Kiến nghị Do thời gian thực luận văn có hạn nên thơng số tính tốn dựa sở tài liệu tham khảo Nếu có điều kiện cần nghiên cứu thông số động 114 học, chạy thử mơ hình để hiệu xử lý tối ƣu Đề nghị xây dựng hệ thống thoát nƣớc, ban quản lý cần: Trong trình thực cần đầu tƣ nghiên cứu kỹ điều kiện sẵn có địa bàn để đƣa hƣớng giải tối ƣu + Trong trình vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải, cần theo dõi chất lƣợng nƣớc đầu thƣờng xuyên + Trong trình hoạt động phải có biện pháp khắc phục thấp cố để tăng hiệu cho hệ thống + + Tăng cƣờng diện tích xanh cho khuôn viên trạm xử lý nƣớc thải 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Đức Hạ – 2006 – Xử lý nƣớc thải đô thị - NXB Khoa học Kỹ thuật [2] Trịnh Xn Lai – 2000 – Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nƣớc thải – NXB Xây dựng [3] Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga – 2005 – Giáo trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải – NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phƣớc Dân – 2013 – Xử lý nƣớc thải đô thị cơng nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình – NXB Đại học quốc gia TP.HCM [5] Metcalf & Eddy – 2003 – Wastewater Engineering Treatment and Reuse [6] Tài liệu giảng TS Lê Hoàng Nghiêm TCXDVN 51:2008 – NXB Xây dựng [7] TCXDVN 51:2008 – NXB Xây dựng [8] Quy chuẩn Việt nam QCVN 14 – 2008, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nƣớc thải sinh hoạt, Hà Nội [9] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7957 – 2008, Thốt nước – Mạng lưới Cơng trình bên – Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội 116 ... 1991 2.3 Đặc tính nƣớc thải sinh hoạt sở Nhị Xuân Cơ sở xã hội Nhị Xuân đƣợc thiết kế hệ thống riêng, gồm có hệ thống nƣớc thải sinh hoạt (sinh hoạt, nhà ăn, trạm y tế) hệ thống thoát nƣớc mƣa... nƣớc thải + Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc thải + Các công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt đƣợc áp dụng Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải, cụ thể nƣớc thải sinh hoạt sở xã hội Nhị. .. 29/07/2019 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt sở xã hội Nhị Xuân, 2000 ngƣời Các số liệu, tài liệu ban đầu: + Thuyết minh tổng quan sở xã hội Nhị Xuân + Nguồn phát sinh gây ô nhiễm