Thiết kế công nghệ nhà máy xử lý nước thải đô thị Quy Nhơn
MỤC LỤC
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC CỦA THÀNH PHỐ QUY
Điều kiện tự nhiên a) Vị trí địa lý
Thành phố Quy Nhơn nằm ở cực Nam của tỉnh Bình Định có tọa độ địa lý 13046’ vĩ độ Bắc, 119014’ kinh độ Đông, phía Bắc giáp huyện Tuy Phước và Phù Cát, phía Nam giáp huyện Sông Cầu tỉnh Phú Yên, phía Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp huyện Tuy Phước, cách Hà Nội 1.060 km về phía Bắc, cách thành phố Hồ Chí Minh 640km về phía Nam, nơi chạy qua của đường quốc lộ số 1, tuyến đường sắt xuyên Việt. Quy Nhơn là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa và khoa học của tỉnh Bình Định, là thành phố cảng, đầu mối giao thông thủy bộ quan trọng của vùng Nam Trung Bộ, cửa ngừ quan trọng của Tõy Nguyờn, Nam Lào, Đụng Bắc Campuchia, Thái Lan ra biển Đông.
Điều kiện kinh tế - xã hội Dân số
Dự báo quy mô dân số thành phố Quy Nhơn(Đơn vị: Người). Thực hiện công cuộc “Công nghiệp hoá- hiện đại hoá đất nước” dưới sự lãnh đạo của Đảng, cùng với sự nỗ lực của đảng bộ và nhân dân tỉnh Bình Định nói chung và của thành phố Quy Nhơn nói riêng, trong những năm qua, đặc biệt là những năm gần đõy, kinh tế thành phố Quy Nhơn đó cú bước phỏt triển rừ rệt, đời sống của nhân dân từng bước được cải thiện, cơ cấu kinh tế đã có sự thay đổi theo hướng tăng tỷ trọng các ngành xây dựng, công nghiệp và dịch vụ và giảm tỷ trọng của ngành nông- lâm nghiệp. Quy Nhơn có ưu thế về phát triển du lịch, có bãi biển đẹp và nhiều di tích lịch sử- văn hoá đặc sác. Ngành du lịch đang được đầu tư và có bước phát triển nhanh. Số liệu được thể hiện theo bảng 6. Các cơ sở kinh doanh thương nghiệp, khách sạn nhà hàng và dịch vụ. 1.3 Hiện trạng hệ thống cấp thoát nước của thành phố:. Tổng quan chung về hạ tầng kiến trúc của thành phố : a)Hệ thống cấp nước. Hiện tại hệ thống đã cấp nước phủ khắp trong các phường nội thị thành phố Quy Nhơn và thị trấn Diêu Trì huyện Tuy Phước. b) Hệ thống cấp điện. Phương pháp tính này đã tính đến việc ngoại trừ nước công nghiệp (sau khi sử dụng được xử lý riêng) và nước thất thoát, các đối tượng sử dụng nước sẽ lại xả nước thải ra hệ thống thoát nước của Thành phố. Bảng 9.Tính toán tiêu chuẩn cấp nước tương đương. Đối tượng dùng nước Tiêu chuẩn theo quy hoạch Tiêu chuẩn đề xuất. Tiêu chuẩn thải nước lấy bằng 80% tiêu chuẩn cấp nước tương đương như sau:. Khác với cấp nước, tỷ lệ các hộ gia đình được đấu nối với hệ thống thoát nước của Thành phố rất thấp, chỉ chiếm 23,3%, còn lại là cho thấm xuống đất, xả ra hồ ao hoặc cho chảy tràn trên bề mặt. i) Lưu lượng thấm và hệ số pha loãng. Ảnh hưởng của nước mưa đến lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: lượng mựa, cường độ mưa, sự không thấm nước của đất, đọ dốc của các sườn dẫn, diện tích bề mặt lưu vực và cấu trúc của các hệ thống kênh dẫn nước đã có.. Nghiên cứu tiền khả thi đánh giá lượng nước thấm nước thấm vào cống thoát nước bằng không. Tuy nhiên việc đảm bảo khả năng không thấm của nước ngầm vào cống thu nước thải là rất khó trong điều kiện độ sâu chôn cống có thể đến 5m và cống thu gom nước thải trong điều kiện chảy đầy. Trong phạm vi của dự án này chúng tôi đề xuất hệ số thấm là 25% lưu lượng trung bình. Số liệu đề xuất này đã có sự tham khảo của dự án ba thành phố. Trong mùa mưa, lưu lượng trong cống bao tăng lên do một phần nước mưa chảy vào qua các giếng tách lưu lượng. Tỷ lệ giữa lưu lưọng chảy trong cống trong mùa mưa và phần lưu lượng nước thải được gọi là hệ số pha loãng. Nghiên cứu này chỉ dùng hệ số 1+1, tức là hệ số pha loãng bằng 2 để tính toán các công trình đơn vị trên các đường cống. Mục đích là làm giảm tối thiểu lượng nước phải bơm để giảm chi phí vận hành hệ thống. Trong thực tế điều này khó đạt được một cách chính xác, bởi vì khi có mưa lớn áp suất cột nước tăng làm tăng đáng kể lượng dòng chảy được đưa vào các trạm bơm. Tất nhiên là lượng dòng chảy tới trạm xử lý xử lý bị hạn chế bởi công suất máy bơm nhưng tình trạng. “ngập” cũng có nghĩa là các máy bơm sẽ phải hoạt động liên tục trong thời gian dài. Để đảm bảo công suất và hiệu suất của trạm xử lý, một giếng tách sẽ được đặt ngay phía trước trạm xử lý để xả phần lưu lượng vượt quá công suất cho phép. j) Hệ số không điều hòa.
TÍNH CHẤT CHUNG VÀ THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ
Tính chất chung và thành phần của nước thải đô thị
Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (từ 55 đến 65% tổng lượng chất bẩn), tồn tại nhiều tạp chất hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo: polysacarit, protein (chiếm 40-60%), hợp chất hydrocacbon (25-50%), hợp chất hữu cơ chứa nitơ, axit humic, chất béo, dầu mỡ (khoảng 10%), phụ gia thực phẩm, chất hoạt động bề mặt, phenol và các chất thuộc họ của chúng (chất thải của người, động vật, chất bảo vệ thực vật, dược phẩm, thuốc màu, nhiên liêu…), chất hữu cơ tại phức, hydro cácbon và dẫn xuất của chúng. Nhìn chung nước thải đô thị có chứa một lượng lớn các chất ô nhiễm hữu cơ (trên 55%) ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lửng, trong đó chủ yếu là hidratcacbon, protein và các axit hữu cơ là các chất có khả năng phân hủy sinh học, ngoài ra cong chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng nitơ, photpho…và nhiều loại vi sinh vật.
Các bước và phương pháp xử lý nước thải : 1. Các bước xử lí nước thải đô thị
Trong nước thải có các chất không hòa tan như rác, cát, cặn lắng, dầu mỡ…Các loại cát (chủ yếu là thành phần vô cơ và tỷ trọng lớn) được phơi khô và đổ san nền, rác được nghiền nhỏ hoặc vận chuyển về bãi chôn lấp rác. Cặn lắng được giữ lại trong các bể lắng đợt (cặn sơ cấp) một có hàm lượng hữu cơ lớn được kết hợp với bùn thứ cấp ( chủ yếu là sinh khối vi sinh vật dư) hình thành trong quá xử lý sinh học nước thải, xử lý theo các bước tách nước sơ bộ, ổn định sinh học trong điều kiện yếm khí hoặc hiếu khí và làm khô.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ QUY NHƠN
Xác định các thông số tính toán thiết kế
Nhà máy xử lý nước thải xả nước vào lưu vực hồ Phú Hòa do vậy có thể thu gom nước thải công nghiệp của các khu trung tâm công nghiệp trong khu vực bao gồm khu trung tâm công nghiệp Phường Quang Trung (lưu lượng 1260 m3/ngàyđêm) và các cơ sở công nghiệp phân tán (260 m3/ngàyđêm xả nước thải vào hệ thống thoát nước chung).
Tính toán ngăn tiếp nhận: [3]
Bể lắng cát ngang được thiết kế để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như : cát, sỏi, xỉ và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng (hay trọng lượng riêng) lớn hơn các chất hữu cơ có thể phân hủy trong nước thải. Để ổn định tốc độ dòng chảy trong bể lắng cát mặc dù lưu lượng qua bể thay đổi từ Qmax xuống Qmin , ở cuối bể thường xây dựng cửa tràn kiểu máng đo lưu lượng theo tỷ lệ với độ ngập nước H trong bể lắng cát.
Tính toán thiết kế bể lắng sơ cấp (bể lắng ly tâm): [4,9]
khi tính toán các bể lắng sơ cấp đối với nước thải sinh hoạt có thể lấy theo bảng.
Tính toán thiết kế bể lọc sinh học cao tải : [3,4,8,9]
Tra giá trị k theo bảng 44 [9] để xác định các thông số của bể lọc sinh học cao tải như chiều cao lớp vật liệu lọc H, tải trọng thủy lực q và lượng khí cấp cho bể B, tương ứng với nhiệt độ trung bình của nước thải vào mùa đông t = 20°C. Bên dưới lớp này là lớp vật liệu lọc loại dòng chảy thẳng đứng có khả năng chống lại sự tác nghẽn do lớp màng vi sinh vật bong tróc.
Tính toán thiết kế bể lắng ly tâm thứ cấp : [3,4,8]
Vật liệu lọc trong bể lọc sinh học được lựa chọn sử dụng loại vật liệu plastic PVC được cung cấp trên thị trường. Bùn cặn được hình thành sau quá trình xử lý sinh học (bùn màng sinh vật sau bể lọc sinh học) có độ ẩm của bùn là 96% , thể tích bùn có thể đạt tới 2,5l/người.ngày.
Tính toán thiết kế bể nén bùn ly tâm
Đầu tiên cặn từ thùng định lượng và phân phối đi vào đoạn đầu của băng tải, ở đoạn này nước được lọc qua băng tải theo nguyên tắc lọc trọng lực, đi qua cần gạt để sang đều cặn trên toàn bộ băng tải rồi đi qua các trục ép có lực ép tăng dần. Trong quá trình xử lý bùn thải, làm khô bùn cặn chúng ta sử dụng loại Cationic – polime (C.Polime C-325), chúng tan trong nước tạo các phần tử polime tích điện dương và dễ dàng kết tách với bùn cặn vi sinh vật vốn có bản chất tích điện âm.
Tính toán lượng hóa chất sử dụng để khử trùng nước thải : [4,8]
Từ trước đến nay, trong công nghệ khử trùng nước, người ta thường hay dùng clo và các hợp chất của clo vì khả năng oxy hóa mạnh và được các ngành công nghiệp dùng nhiều, có sẵn trên thị trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả. Do đó, đã có nhiều công trình nghiên cứu đang được thực hiện nhằm tìm kiếm các công nghệ xử lý nước có hiệu quả, giá thành hạ, đáp ứng được các tiêu chuẩn hiện tại đối với nước uống và nước công nghiệp.
Tính toán các thiết bị phụ trong hệ thống : [10]
= ∆ - áp suất tiêu tốn để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy (kể cả trở lực cục bộ khi chất lỏng ra khỏi ống đẩy), m. + Tổn thất áp lực qua thiết bị phân tán khí ΔHa , thông thường với hệ thống phân tán khí ống bọc màng cao su tổng hợp đại lượng ΔHa không vượt quá 0,2 m.