Xác đi ̣nh lưu lượng đă ̣c trưng của nước thả- 123docz.net

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN

3.1. Tính toán các thông số của hê ̣ thống xử lý nước thải

3.1.1. Xác đi ̣nh lưu lượng đă ̣c trưng của nước thải

Bảng 3. 1: Bảng thống kê nhu cầu sử du ̣ng nước Stt Ha ̣ng mu ̣c Số

lươ ̣ng/Diê ̣n tích

Tiêu chuẩn cấp nước Nhu cầu cấp nước (m3/ngày)

1 Khu khách sa ̣n và căn hô ̣

1.552 người 300 lít/người/ngày (TCVN 4513:1988)

465,6

2 Cán bô ̣, công nhân viên

250 người 15 lít/người/ngày (TCVN 4513:1988)

3,75

3 Khu nhà hàng 4.514,32 m2 2 lít/m2 sàn

(QCXDVN 01:2008/BXD) 9 4 Khu thương ma ̣i di ̣ch vu ̣ 5.477,58 m2 2 lít/m2 sàn (QCXDVN 01:2008/BXD) 11

5 Khu hô ̣i nghi ̣ cho thuê

6.428,10 m2 2 lít/m2 sàn

(QCXDVN 01:2008/BXD)

12,9

6 Tổng 502,25

Lượng nước thải sinh hoa ̣t hàng ngày bằng với lượng nước cấp Q = 502,25 m3/ngđ. Cho ̣n lưu lượng nước thải hàng ngày là Q = 600 m3/ngđ để thiết kế hê ̣ thống xử lý nước thải sinh hoa ̣t cho dự án.

Lưu lượng nước thải trung bình ngày đếm : Q = 600 m3/ngđ Lưu lượng trung bình giờ:

𝑄ℎ𝑡𝑏 =𝑄𝑠ℎ 24 =

600

24 = 25 (𝑚

3/ℎ)

𝑄𝑠𝑡𝑏 = 𝑄ℎ 𝑡𝑏 3600 = 25 3600 = 0,007 (𝑚 3/𝑠) = 7 (𝑙/𝑠)

Hê ̣ số không điều hòa chung được lấy theo bảng sau:

Bảng 3. 2: Hê ̣ số không điều hòa chung k0 Hê ̣ số không điều hòa

chung K0

Lưu lươ ̣ng nước thải trung bình Qtb (l/s)

5 10 20 50 100 300 500 1000 K0max 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 K0min 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69

(Nguồn: TCVN 7957:2008 Thoát nước – Mạng lưới công trình bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế)

Hê ̣ số không điều hòa ngày của nước thải đô thi ̣ và khu dân cư Kd lấy bằng từ 1,15 – 1,3 tùy theo đă ̣c điểm của từng đô thi ̣.

Đối với các thành phố lớn, nằm trong vùng có điều kiê ̣n khí hâ ̣u khô nóng quanh năm (Thành phố Hồ Chí Minh, Nhang Trang, Vũng Tàu,…) có thể áp du ̣ng Kngày max và Kngày min ở mức sau:

Kngày max = 1,1 ÷ 1,2 Kngày min = 0,8 ÷ 0,9 Cho ̣n:

Kngày max = 1,2 ; Kngày min = 0,9 Lưu lượng lớn nhất giờ:

Qhmax = Qhtb × K0 max = 25 × 1,2 = 30 (m3/h) = 0,0083 (m3/s) Lưu lượng nhỏ nhất giờ:

Lưu lượng lớn nhất giây :

Qsmax = Qtbs × K0 max = 7 × 1,2 = 8,4 (l/s) Lưu lượng nhỏ nhất giây :

Qsmin = Qtbs × K0 min = 7 × 0.9 = 6,3 (l/s) 3.1.2. Thành phần và tính chất nước thải

Bảng 3. 3: Thành phần, tính chất nước thải sinh hoa ̣t của khu dự án STT Thông số nướ c thải đầu vào Đơn vi ̣ Giá tri ̣ QCVN

14:2008/BTNMT, cô ̣t A 1 pH - 6,5 – 8,5 5 - 9 2 BOD mg/l 350 30 3 COD mg/l 500 50 4 TSS mg/l 200 50 5 Nitrat (NO3-) mg/l 30 30 6 Amoni (NH4+) mg/l 45 5 7 Phosphat (PO4-)(tính theo P) mg/l 12 6

8 Dầu mỡ mg/l 40 5

9 Tổng Coliforms MPN/ 100ml

10.000 3.000 Nguồn: Công ty cổ phần công nghê ̣ môi trường và xây dựng Sài Gòn

Ghi chú:

3.2. Đề xuất sơ đồ xử lý

3.2.1. Yêu cầu mức đô ̣ xử lý

Nước thải đầu ra được xử lý đạt tiêu chuẩn thải QCVN 14:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt, cột A, trước khi được dẫn ra hê ̣ thống thoát nước thải chung của thành phố.

Yêu cầu mức đô ̣ xử lý đối với BOD5 𝐶𝑂𝐷 =𝐵𝑂𝐷𝑣𝑎𝑜 − 𝐵𝑂𝐷𝑟𝑎

𝐵𝑂𝐷𝑣𝑎𝑜 × 100 =

350 − 30

350 × 100 = 91,4%

Trong đó:

BODvào: Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào, BODvào = 350 mg/l BODra: Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu ra, BODra = 30 mg/l Yêu cầu mức đô ̣ xử lý đối với COD:

𝐶𝑂𝐷 =𝐶𝑂𝐷𝑣𝑎𝑜 − 𝐶𝑂𝐷𝑟𝑎

𝐶𝑂𝐷𝑣𝑎𝑜 × 100 =

500 − 50

500 × 100 = 90%

Trong đó:

CODvào: Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào, CODvào = 500 mg/l CODra: Hàm lượng COD trong nước thải đầu ra, CODra = 150 mg/l Yêu cầu mức đô ̣ xử lý đối với chất lơ lửng TSS

𝑇𝑆𝑆 =𝑇𝑆𝑆𝑣𝑎𝑜 − 𝑇𝑆𝑆𝑟𝑎

𝑇𝑆𝑆𝑣𝑎𝑜 × 100 =

200 − 50

200 × 100 = 75%

3.2.2. Đề xuất công nghê ̣ xử lý

Theo tỉ số BOD5/COD = 350/500 = 0,7 ≥ 0,5, như vâ ̣y, đã thỏa mãn điều kiê ̣n sinh ho ̣c hiếu khí. Bên ca ̣nh đó hàm lượng amoni vượt quá quy chuẩn cho phép nên cần được khử Nitơ vì vâ ̣y cần phải có công trình có thể khử được Nitơ.

Cho ̣n thiết kế hê ̣ thống xử lý nước thải theo công nghê ̣ Anoxic – Oxic là sự kết hợp giữa phương pháp sinh ho ̣c thiếu khí (bể Anoxic) và phương pháp sinh ho ̣c hiếu khí (bể Aerotank). Bể Anoxic có nhiê ̣m vu ̣ là ta ̣o ra môi trường thiếu khí để vi sinh vâ ̣t phân giải Nitơ phát triển ma ̣nh, chuyển hóa các hợp chất Nitơ thành khí Nitơ tự do. Bể Aerotank là nơi phân hủy các hợp chất hữu cơ.

Dựa vào thành phần, tính chất nước thải đầu vào và mức đô ̣ cần xử lý theo quy đi ̣nh của pháp luâ ̣t. Ta có thể đề xuất hai công nghê ̣ xử lý nước thải sinh hoa ̣t của dự án như sau:

Hình 3. 1: Sơ đồ công nghê ̣ xử lý 1 Ghi chú: Ghi chú:

Thuyết minh sơ đồ công nghê ̣ 1:

Nguồn tiếp nhâ ̣n

Bể lắng 2

Bể khử trùng Bể Aerotank

Nguồn tiếp nhâ ̣n đa ̣t chuẩn cô ̣t A, QCVN 14:2008/BTNMT

Bể Anoxic

Bể nén bùn Bể lắng 1

Bể điều hòa Bể tách dầu/Hố thu gom

Song chắn rác

Máy thổi khí Nước ép bùn Nước tuần hoàn Bùn tuần hoàn Clo Đường nước Đường hóa chất Đường khí Đường bùn

Nước thải từ các điểm sử du ̣ng nước theo đường ống đã thiết kế chảy qua song chắn rác để loa ̣i bỏ các loa ̣i rác tránh làm hư hỏng các công trình xử lý phía sau. Nước thải được đưa về bể tách dầu để loa ̣i bỏ dầu mỡ có lẫn trong nước thải và được bơm sang bể điều hòa để ổn đi ̣nh lưu lượng và các thành phần, bể được lắp đă ̣t máy thổi khí để làm xáo trô ̣n trong nước thải tránh hiê ̣n tượng lắng că ̣n và phân hủy ky ̣ khí bên trong bể, ta ̣o ra môi trường đồng nhất cho nước thải trước khí chúng được đưa sang các công trình tiếp theo.

Nước thải ta ̣i bể điều hòa được dẫn qua bể lắng 1. Bể lắng 1 có chức năng làm giảm nồng đô ̣ SS xuống dưới 150 mg/l để đa ̣t điều kiê ̣n cho phép trước khi đi vào công trình sinh ho ̣c, bùn lắng sẽ được dẫn về bể nén bùn, nước thải sẽ được đưa qua bể Anoxic.

Ta ̣i bể Anoxic sẽ diễn ra quá trình khử Nitrat nhằm loa ̣i bỏ khí Nitơ ra khỏi nước thải, nước thải sau khi loa ̣i bỏ Nitơ sẽ được dẫn về bể Aerotank để oxy hóa các chất hữu cơ còn la ̣i trong nước thải, ở bể này sẽ được cung cấp khí liên lu ̣c để ta ̣o môi trường hiếu khí và có lắp đă ̣t máy khuấy cơ ho ̣c làm tăng khả năng tiếp xúc của vi sinh vâ ̣t với thành phần có trong nước thải, mô ̣t phần nước ta ̣i đây sẽ được tuần hoàn về bể Anoxic và phần lớn sẽ được đưa xuống bể lắng để lắng că ̣n bùn. Bùn hoa ̣t tính ta ̣i bể lắng 2 sẽ được tuần hoàn la ̣i cho bể Aerotank, bùn dư sẽ được đưa qua bể nén bùn. Bể nèn bùn sẽ làm công viê ̣c tách riêng phần bùn và phần nước bùn, nước bùn được đưa về hố thu gom để xử lý la ̣i lần nữa. Bùn sau khi ép sẽ được đơn vi ̣ chức năng thu gom xử lý dúng quy đi ̣nh pháp luâ ̣t hiê ̣n hành. Nước thải sau lắng 2 sẽ được cho qua bể khử trùng. Khử trùng bằng hóa chất Clo nhằm loa ̣i bỏ vi khuẩn gây bê ̣nh như Coliforms, Ecoli.

Nước thải sau khử trùng đa ̣t chuẩn cô ̣t A, QCVN 14:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuâ ̣t quốc gia về nước thải sinh hoa ̣t.

Hình 3. 2: Sơ đồ công nghê ̣ xử lý 2

Thuyết minh sơ đồ công nghê ̣

Nguồn tiếp nhâ ̣n

Song chắn rác

Nước ép bùn Bể tách dầu/Hố thu

gom

Bể điều hòa Máy thổi khí

Bể SBR Bể nén

bùn Bể khử trùng

Clorua vôi

Nguồn tiếp nhâ ̣n đa ̣t Cô ̣t A QCVN 14:2008/BTNMT

Bể lắng đứng

Đường nước Đường hóa chất Đường khí

Đường bùn

Công trình đầu tiên của hê ̣ thống xử lý là song chắn rác. Ta ̣i đây, nước thải sẽ được lo ̣c tách rác để loa ̣i bỏ các chất thải có kích thước lớn tránh làm ảnh hưởng đến các thiết bi ̣ công nghê ̣ phía sau.

Tiếp theo, nước thải sẽ được đưa đến bể tách dầu kết hợp hố thu gom nhằm loa ̣i bỏ các ha ̣t dầu mỡ và chờ được bơm sang bể điều hòa sau đó nước được đưa tới bể điều hòa.

Trong bể điều hòa nước thải sẽ được điều hòa lưu lượng và ổn đi ̣nh nồng đô ̣ các chất có trong nước thải cũng như phân hủy mô ̣t phần BOD, COD cùng với SS trước khi qua công trình tiếp theo. Bể điều hòa sẽ được thổi khí liên tu ̣c giúp cho không xảy ra hiê ̣n tượng lắng că ̣n và phân hủy ky ̣ khí trong bể như vâ ̣y sẽ làm giảm hiê ̣u quả xử lý của các công trình phía sau.

Nước thải ta ̣i bể lắng đứng sẽ được loa ̣i bỏ hàm lượng că ̣n lơ lửng để có thể đủ điều kiền đưa qua công trình sử lý sinh ho ̣c tiếp theo và bùn dư ta ̣i đây được đưa qua bể nén bùn.

Nước thải sau bể lắng đứng 1 được dẫn sang bể SBR, nước thải sẽ được giảm nồng đô ̣ N nhờ vào quá trình khử Nitrat của vi sinh vâ ̣t và oxy hóa các hợp chất hữu cơ để loa ̣i bỏ COD và BOD , ta ̣i bể diễn ra diễn ra 5 quá trình, gồm có: làm đầy, cung cấp khí, khử N, lắng và rút nước. Bùn sau quá trình lắng được đưa qua bể nén bùn. Còn nướ c thải sẽ được khử trùng và loa ̣i bỏ các vi sinh vâ ̣t gây bê ̣nh có trong nước thải trước khi ra ngoài môi trường bằng bể tiếp xúc khử trùng với hóa chất là clorua vôi. Bùn ta ̣i bể nén bùn sẽ được tách nước, phần nước bùn được đưa về hố thu gom để xử lý la ̣i lần nữa còn bùn dư sẽ được đơn vi ̣ chức năng thu gom xử lý.

Nước khi thải ra hê ̣ thống thoát nước của thành phố phải đảm bào đa ̣t chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, cô ̣t A.

3.2.3. So sánh và lựa cho ̣n công nghê ̣ xử lý

3.2.3.1. So sánh ưu nhược điểm của hai công nghê ̣ xử lý Đă ̣c điểm giống nhau của 2 công nghê ̣:

Bể Aerotank của phương án 1 và bể SBR của phương án 2 đều là những công trình xử lý nước thải theo phương pháp sinh ho ̣c hiếu khí, dựa vào sự sinh trưởng, phát triển của vi sinh vâ ̣t để loa ̣i bỏ thành phần đô ̣c ha ̣i trong nước thải (COD, BOD). Đă ̣c điểm khác nhau của 2 công nghê ̣

Sự khác biê ̣t giữa hai công nghê ̣ đưuo ̣c trình bày trong bảng sau:

Bảng 3. 4: Ưu và nhược điểm của 2 công nghê ̣

Bể SBR Bể Aerotank

Ưu điểm

- Xử lý triê ̣t để các chất hữu cơ có trong nước thải

- Có thể khử N và P với hiê ̣u suất cao

- Không tốn quá nhiều diê ̣n tích xây dựng. Vì bể SBR là tích hợp của bể Anoxic, bể Aerotank và bể lắng 2.

- Không cần tuần hoàn bùn và tuần hoàn nước - Phù hợp với mo ̣i hê ̣ thống và công suất - Dễ dàng kiểm soát được các sự cố khi gă ̣p vấn đề

- Các chất hữu cơ được xử lý triê ̣t để

- Hiê ̣u quả xử lý chất ô nhiễm cao: có khả năng khử Nitơ và phospho - Xây dựng và vâ ̣n hành dễ dàng

- Cấu ta ̣o đơn giản và dễ dàng vâ ̣n hành

- Được sử dung rô ̣ng rãi Nhược

điểm

- Vâ ̣n hành phức ta ̣p cần có kiến thức chuyên môn cao

- Hê ̣ thống thổi khí dễ bi ̣ tắc nghẽn do bùn (bùn trong bể SBR không rút hết) và có thể trôi theo nước ra ngoài môi trường.

- Vào những ngày nhiê ̣t đô ̣ cao rất có thể xảy ra hiê ̣n tượng khử nitrat trong pha lắng. Điều này khiến khí Nitơ thoát ra ngoài sẽ đẩy bùn lên làm bùn không thể lắng

- Chi phí vâ ̣n hành tốn kém

- Diê ̣n tích xây dựng lớn - Tốn nhiều điê ̣n năng do viê ̣c bơm tuần hoàn bùn và tuần hoàn nước

- Thường xuyên cung cấp khí cho bể

3.2.3.2. Lựa cho ̣n công nghê ̣

Dựa vào viê ̣c phân tích ưu, nhược điểm của hai phương án đều cho thấy cả hai công nghê ̣ đều đáp ứng yếu tố kỹ thuâ ̣t là xử lý đa ̣t hiê ̣u quả cao. Do dự án là mô ̣t khu phức hợp có diê ̣n tích không lớn nên cần ha ̣n chế viê ̣c xây dựng các công trình khác. Vì vâ ̣y, phương án 2 sẽ được lựa cho ̣n để thiết kế và xây dựng.

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VI ̣ 4.1. Song chắn rác

4.1.1. Nhiê ̣m vu ̣

Song chắn rác là công trình đầu tiên trong hê ̣ thống xử lý nước thải với nhiê ̣m vu ̣ loa ̣i bỏ những rác thải có kích thước lớn: túi ni lông, lá cây, cành cây … Để tránh làm hư hỏng máy bơm, tắc nghẽn đường ống và mương dẫn nước.

4.1.2. Tính toán

Dựa vào sách “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - tính toán thiết kế công trình.

TS. Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân (2006).” Để tính toán Song chắn rác

Lưu lượng nước thải: Q = 600 m3/ngđ 4.1.2.1. Tính toán mương dẫn

Nước thải được mương tiết diê ̣n hình chữ nhâ ̣t dẫn từ ngăn tiếp nhâ ̣n đến song chắn rác.

Diê ̣n tích tiết diê ̣n ướt:

𝑊 = 𝑄𝑠𝑚𝑎𝑥 𝑣 = 0,0083 0,8 = 0,01 (𝑚 2) Trong đó:

 Qsmax : Lưu lượng nước thải tính theo giây lớn nhất (m3/s)

 v : Vâ ̣n tốc chuyển đô ̣ng của nước thải trước song chắc rác (m/s).Theo điều 7.2.10 – TCVN 7957:2008 Thoá t nước – Mạng lưới và Công trình bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế, V = 0,8 – 1 m/s, Cho ̣n v = 0,8 m/s

Đô ̣ sâu mực nước trong mương dẫn:

Cho ̣n chiều rô ̣ng mương dẫn B = 120mm = 0,12 m

ℎ𝑙 =𝑊 𝐵 =

0,01

4.1.2.2. Tính toán sông chắn rác: Số khe hở n của song chắn rác:

𝑛 = 𝑞𝑚𝑎

𝑏 × ℎ1 × 𝑣 × 𝐾 =

0,0083

0,016 × 0,083 × 0,8 × 1,05 = 8,2 𝑘ℎ𝑒

Cho ̣n n = 9 khe, vâ ̣y có 8 thanh Trong đó:

 N: Số khe hở

 qmax : Lưu lượng tối đa của nước thải, qmax = 0,0083 m3/s.

 b: khoảng cách giữa các khe hở của song chắn rác (theo điều 7.2.9 – TCVN

7957:2008 Thoát nước – Ma ̣ng lưới và Công trình bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế) cho ̣n b = 16 mm = 0,016 m

 h1 : Chiều sâu lớp nước song chắc rác, lấy bằng chiều sâu lớp nước trong mương dẫn. h1 = 0,083 m

 v: Vâ ̣n tốc nước thải chảy qua song chắn rác, lấy bằng vâ ̣n tốc nước thải trong

mương dẫn nước, v = 0,8 m/s

 K : Hê ̣ số tính đến mức đô ̣ cản trở của dòng chảy do hê ̣ thống cào rác, K = 1,05

Chiều rô ̣ng của song chắn rác được tính theo công thức: Bs = s.(n – 1) + b.n Trong đó:

 s: Bề dày của song chắn rác, cho ̣n thanh hình chữ nhâ ̣t có s = 0,008m Ta được:

Bs = 0,008 x (9 – 1) + 0,016 x 9 = 0,21 m Cho ̣n Bs = 0,25m

Xác đi ̣nh lưu lượng đă ̣c trưng của nước thải

Phương pháp cơ ho ̣c

Phương pháp hóa ho ̣c