6.1. Kết luận
Trong quá trình hoạt động của con người thì việc phát sinh nước thải ra mơi trường là khơng tránh khỏi. Vấn đề thu gom, xử lý nước thải phát sinh hàng ngày tránh gây ơ nhiễm mơi trường nói chung và gây ơ nhiễm nguồn nước nói riêng là vấn đề bắt buộc. Do đó, việc xây dựng trạm xử lý nước thải để xử lý nước thải cho khu dân cư là điều cần thiết.
Trong q trình nghiên cứu, tính tốn, nhóm đã đề xuất hai dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư 50.000 dân và lựa chọn phương án 2 là phương án tối ưu nhất về mặt kinh tế cũng như hiệu quả xử lý để áp dụng. Chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn thải cột A theo QCVN 14:2008/BTNMT.
6.2. Kiến nghị
- Hạn chế đến mức thấp nhất lượng nước thải phát sinh, tái sử dụng nguồn nước để giảm thiểu chi phí xử lý và gây ơ nhiễm môi trường.
- Thu gom chất thải rắn trong ngày để tránh phân hủy rác làm ảnh hưởng đến các cơng trình sau. u cầu cơng nhân khơng được xả rác vào hệ thống.
- Thực hiện đúng quy định về an tồn lao động và phịng chống cháy nổ.
- Cơng trình phải được thi cơng đúng theo tính tốn và thiết kế, bảo đảm đúng tiến độ và đưa vào sử dụng đáp ứng nhu cầu cần nhiết.
- Kiểm tra định kỳ các cơng trình đơn vị, máy móc thiết bị của hệ thống xử lý nước thải khi đi vào hoạt động để có biện pháp xử lý kịp thời khi xảy ra sự cố. - Hệ thống xử lý nước thải cần có cán bộ kĩ thuật vận hành 24/24. Vận hành đúng kỹ thuật, các cơng trình hoạt động đúng cơng suất để mang lại hiệu quả xử lý tốt.
- Thường xuyên vệ sinh SCR thô, SCR tinh, hệ thống đĩa phân phối khí, bảo trì và bảo dưỡng định kì máy móc, thiết bị.
PHỤ LỤC TINH TỐN THIẾT KẾ A. Tính tốn các cơng trình phương án 1
A.1. Song chắn rác thơ
Song chắn rác là một cơng trình xử lý cơ học sơ bộ trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạt. Nó thường là hạng mục đầu tiên của hệ thống, nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại những loại rác thải dạng rắn, thơ xuất hiện trong q trình sản xuất, sinh hoạt hoặc các loại túi nylon, giấy, cỏ cây, bao bì, hộp đựng…rơi vào dòng chảy nước thải tránh sự tắc nghẽn đường ống dẫn nước, làm hư hỏng máy bơm, gây khó khăn cho các q trình xử lý kế tiếp.
A.1.1. Các thơng số cần thiết cho tính tốn song chắn rác:
Chọn 2 song chắn rác (1 công tác và 1 dự phịng) với lưu lượng tính tốn của mỗi song chắn rác:
Qtb = 833 (m3/h) = 232 (l/s). Qmax = 323 (l/s).
A.1.2 Tính tốn mương dẫn:
Mương dẫn nước thải đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật. Diện tích tiết diện ướt: W =m2
Trong đó:
v: vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (v = 0,6 - 1m/s, chọn v = 0,8m/s)
Qsmax: lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất (m3/s)
Chiều sâu mực nước trong mương dẫn: Chiều sâu xây dựng trước song chắn rác:
hx = hi + hbv + hs = 0,5 + 0,5 = 1m +1 m = 2 m (cộng thêm chiều cao đặt âm 1m dưới mặt đất) Chọn hbv = 500mm = 0,5m Chọn hx = 2,1 m Chu vi ướt: = (b + hx) 2 = (0,8 + 2) 2 = 5,6 m Bán kính thủy lực: Trong đó: W: diện tích mặt cắt ướt (m2 )
: chu vi ướt Hệ số sezi (C): 1 y C R n = Trong đó:
n: hệ số nhám phụ thuộc vào d (đường kính thủy lực), ( bảng tra thủy lực ống mương thoát nước Trần Hữu Uyên)
Chọn n = 0,0138 (mương bê tông)
y là chỉ số phụ thuộc vào độ nhám, hình dạng và kích thước cống:
Độ dốc thủy lực i: =>0,004
Chọn i = 1 (độ dốc tính bằng phần nghìn)
Độ đầy:
A.1.3. Tính tốn song chắn rác thơ:
Sử dụng loại song chắn rác có khe hở 50 mm
Số khe hở của song chắn rác:
Chọn n = 17 Trong đó:
Qs.max: Lưu lượng lớn nhất của nước thải (m3/s) n: số khe hở
v: tốc độ nước chảy qua song chắn rác (v = 0,61 m/s chọn v= 0,8 m/s) l: khoảng cách giữ các thanh, b = 0,05 m
K: hệ số tính đến mức độ cản trở của dịng chảy do rác, K = 1,05.(trang 113 xử lý nước thải đô thị và công nghiệp LMT)
h: chiều sâu của lớp nước, h được lấy bằng độ đầy tính tốn của mương dẫn ứng với Qmax; h1 = hmax = 0,5 m.
Bề rộng thiết kế song chắn rác:
(m)
Chọn Bs = 1 m Trong đó:
n: số khe hở
l: khoảng cách giữ các thanh, l = 0,05 m
Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác:
Chọn L1 = 0,3 m Trong đó:
Bs: chiều rộng song chắn
b: chiều rộng của mương dẫn, b = 0,8 m. : góc nghiên chỗ mở rộng, thường lấy = 200.
Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác: Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:
Trong đó:
L1: chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác. L2: chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác. Ls: chiều dài phần mương đặt song chắn rác = 1,5 m Chọn L = 2m
Tổn thất áp lực qua song chắn rác:
Trong đó:
g: gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s
v: vận tốc dịng chảy trước song chắn rác, có thể lấy v bằng tốc độ dịng chảy trong mương, v = 0,8 m/s
K1: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn rác, K1 = 2-3,
chọn K1 = 3.
ξ: hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được xác định theo công thức: ξ =
Trong đó:
: hệ số lấy phụ thuộc vào loại thanh chắn rác, 83
: góc nghiên đặt song chắn rác so với mặt phẳng ngang, chọn o
(Nguồn: trang 114, Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp – Lâm Minh Triết)
m +1 m = 2,1m (cộng thêm chiều cao đặt âm 1m dưới mặt đất) Khối lượng rác lấy ra trong ngày đêm:
(m3/ngđ) Trong đó:
a: lượng rác tính theo đầu người, Bảng 6-4 trang 29, TCXDVN 51-2008
Trọng lượng rác ngđ:
P = Wt x G = 0,5 x 750 = 375 kg/ngđ = 0,375 tấn/ngđ Trong đó: G là khối lượng riêng của rác
Trọng lượng rác tương ứng giờ trong ngày đêm:
Lựa chọn song chắn rác tự động DT-011.1000, làm bằng vật liệu thép khơng gỉ AISI 304, có thơng số: Rộng song chắn : 1000 mm Cao song chắn: 2000 mm Khoảng cách song chắn: l = 50mm = 0,05m Tốc độ nước 0,8 m3/s Lưu lượng 833 m3/h
Hình A.1 Song chắn rác cơ giới
Bảng 6.2 Thơng số thiết kế song chắn rác thô
STT Thơng số thiết kế Kí
hiệu Chỉ số Đơn vị
2 Chiều cao lớp nước trong
mương h1 0,5 m
3 Số khe hở - 17 Khe
4 Số thanh chắn - 18 Thanh
5 Chiều dày thanh chắn d 0,008 m
6 Bề rộng song chắn B 1 m
7 Chiều dài mương L 1,95 m
8 Chiều sâu của mương H 2,1 m
9 Trọng lượng rác trong 1
ngày đêm P 0,375 T/h
A.2.Song chắn rác tinh A.2.1. Chức năng
Song chắn rác là một cơng trình xử lý cơ học sơ bộ trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạt. Nó thường là hạng mục đầu tiên của hệ thống, nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại những loại rác thải dạng rắn, thô xuất hiện trong quá trình sản xuất, sinh hoạt hoặc các loại túi nylon, giấy, cỏ cây, bao bì, hộp đựng…rơi vào dòng chảy nước thải tránh sự tắc nghẽn đường ống dẫn nước, làm hư hỏng máy bơm, gây khó khăn cho các quá trình xử lý kế tiếp.
A.2.2. Các thơng số cần thiết cho tính tốn song chắn rác:
Chọn 2 song chắn rác (1 cơng tác và 1 dự phịng) với lưu lượng tính tốn của mỗi song chắn rác:
Qtb = 232 (l/s). Qmax = 323 (l/s).
A.2.3.Tính tốn mương dẫn:
Mương dẫn nước thải từ song chắn rác thô đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật.
Diện tích tiết diện ướt: W =m2
Trong đó:
v: vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (v = 0,6 - 1m/s, chọn v = 0,8m/s)
Qsmax: lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất (m3/s)
Chiều sâu xây dựng trước song chắn rác:
hx = hi + hbv + hs = 0,5 + 0,5 = 1m +1 m = 2 m (cộng thêm chiều cao đặt âm 1m dưới mặt đất) Chọn hbv = 500mm = 0,5m Chọn hx = 2 m Chu vi ướt: = (b + hx) 2 = (0,8 + 2) 2 = 5,6 m Bán kính thủy lực: Trong đó: W: diện tích mặt cắt ướt (m2 ) : chu vi ướt Hệ số sezi (C): 1 y C R n = Trong đó:
n: hệ số nhám phụ thuộc vào d (đường kính thủy lực), ( bảng tra thủy lực ống mương thoát nước Trần Hữu Uyên)
Chọn n = 0,0138 (mương bê tông)
y là chỉ số phụ thuộc vào độ nhám, hình dạng và kích thước cống:
Độ dốc thủy lực i: =>0,004
Chọn i = 1 (độ dốc tính bằng phần nghìn)
Thiết kế thành mương dày 200mm, đáy mương dày 200mm có quét sơn chống thắm, đáy bể được gia cố nền chắc chắn.
Độ đầy:
Tính tốn song chắn rác tinh
Số lượng khe hở trên một song chắn rác:
(Nguồn: trang 113, Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Cơng Nghiêp – Lâm Minh Triết)
Trong đó: n: là số khe hở.
v: tốc độ nước chảy qua song chắn rác, chọn v = 0,8 m/s
l: khoảng cách giữa các khe hở, quy phạm từ 16 – 25mm, chọn l = 0,016 m h: chiều sâu của lớp nước, h được lấy bằng độ đầy tính tốn của mương dẫn ứng với Qmax; h1 = hmax = 0,5 m.
K: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy cho hệ thống cào rác, K= 1,05.
Chiều rộng của song chắn rác:
Bs = S x (n- 1) + l x n = 0,008 x (53 - 1) + 0,016 x 53 1,264 (m) Chọn Bs = 1,3m
Trong đó:
S: là bề dày của thanh song chắn, thường lấy S = 0,008m. l: khoảng cách giữa các khe hở, l = 0,016m.
Tổn thất áp lực qua song chắn rác:
Trong đó:
vmax: vận tốc của nước thải trước song chắn với chế độ Qmax ,Vmax = 0,94 m/s K1: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn rác, K1 = 2-3,
chọn K = 3.
ξ: hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác, xác định theo công thức:
(Nguồn: trang 114, Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp – Lâm Minh Triết)
β: hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn và lấy theo bảng 5, chọn hình dạng tiết diện song chắn rác kiểu “b”, = 1,83. S: bề dày thanh chắn.
Bảng 6.3 Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn rác.
Tiết diện của thanh a B c d e
Hệ số 2,42 1,83 1,67 1,02 0,76
Hình A.2.1 Tiết diện ngang các loại thanh của song chắn rác
Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1:
(Nguồn: trang 114, Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Cơng Nghiệp – Lâm Minh Triết)
Trong đó:
Bs: chiều rộng của song chắn rác, Bs = 1,3 m. B: chiều rộng của mương dẫn, B = 0,8 m.
: góc nghiêng chỗ mở rộng, = 20.
Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn rác L2:
Chiều dài xây dựng của các phần mương để lắp đặt song chắn:
L = L1 + L2 + Ls = 0,7 + 0,35 + 1,5 2,55(m) Chọn L = 2,6m
Trong đó :
L1: Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L2: Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn rác
Ls: Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, lấy không nhỏ hơn 1m, chọn Ls =
1,5 (m).
(Trang 62, Hồng Văn Huệ & Trần Đức Hạ, Thốt nước tập II: Xử lý nước thải)
Chiều của phần mương đặt song chắn sâu xây dựng rác:
H = hmax + hs + hbv = 0,5 + 0,06 + 0,5 = 1,1m + 1m = 2,1m (cộng thêm chiều cao đặt âm 1m dưới mặt đất)
0,5m: cốt sàn nhà đặt song chắn rác phải cao hơn mực nước cao nhất trong mương ít nhất 0,5m (Nguồn: 7.25, trang 38, TCXDVN 51-2008).
hmax: độ đầy ứng với chế độ Qmax, hmax = 0,5 m.
hs: tổn thất áp lực ở thanh song chắn rác, hs = 0,06 m. Chọn H = 1,1 m
Chiều dài mỗi thanh:
Khối lượng rác lấy ra trong 1 ngày đêm từ song chắn rác:
Trong đó:
a: lượng rác tính theo đầu người trong năm (Bảng 6-4, trang 29, TCXDVN 51- 2008). Với chiều rộng khe hở của các thanh trong khoảng 16:20mm, a = 8 l/ng.năm.
N20: dân số tính tốn, N20 = 78485 người.
Bảng 6.4 Số lượng rác lấy ra từ SCR. Chiều rộng khe hở của song chắn rác
(mm)
Số lượng rác lấy từ song chắn rác tính cho một người (l/năm)
16-20 25-35 40-60 60-80 90-100 8 3 2,3 1,6 1,2
Khối lượng riêng của rác lấy khoảng 750 kg/m3, hệ số khơng điều hịa giờ của rác đưa tới trạm bơm sẽ sơ bộ lấy bằng 2.
Trọng lượng rác ngày đêm được tính theo cơng thức:
P = Wt × G = 1,72 × 750 = 1290 kg/ngày đêm = 1,29 tấn/ngày đêm Trong đó:
G: khối lượng riêng của rác, G = 750 kg/m3 (bảng 6 - 4, trang 29, TCXDVN 51- 2008).
Wt: khối lượng rác lấy ra trong 1 ngày đêm từ song chắn rác.
Trong đó:
Kh: là hệ số khơng điều hoà giờ của rác, lấy Kh = 2 ( trang 116 Xử lý nước thải ddooo thị và công nghiệp TS Lâm Minh Triết)
m3/ngđ
TCXDVN 51-2008: 40 m3 nước cho 1 tấn rác
Lựa chọn song chắn rác tự động PBS-120-14, làm bằng vật liệu thép khơng gỉ AISI 304, có thơng số:
Rộng mương: 1200 mm Rộng máy: 1100 mm Cao máy: 2850 mm
Khoảng cách song chắn: l =16 mm = 0,016 m
Hình A.2.2. Song chắn rác tinh
Bảng 6.5 Thông số thiết kế song chắn rác tinh:
STT Thơng số thiết kế Kí
hiệu Chỉ số Đơn vị
1 Chiều rộng khe hở b 0,016 m
2 Chiều cao lớp nước trong
mương h1 0.5 m
4 Số thanh chắn - 54 thanh
5 Chiều dày thanh chắn d 0.008 m
6 Bề rộng song chắn B 1.3 m
7 Chiều dài mương L 2.6 m
8 Chiều sâu của mương H 2,1 m
9 Trọng lượng rác trong 1
ngày đêm P 0.12 T/h
A.3. Ngăn tiếp nhận A.3.1 Chức năng
Đảm bảo cột áp tối thiểu cho bơm nước thải đầu vào, lắng cát, chất lơ lửng có kích thước lớn, đảm bảo độ cao cho hệ thống thoát nước tự chảy.
Chọn thời gian lưu nước trong bể: t=20 phút (t=10-30 phút). Theo Lâm Minh
Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, 2010- Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp
A.3.2. Thể tích ngăn tiếp nhận:
(m3)
Chọn chiều cao cơng tác của bể là h1 = 3.5m Chọn chiều cao an toàn h = 0.5m
Chọn chiều cao địa hình là h2 = 1m
Chiều cao phần bể là: H = h1 + h2 + h =3.5 + 1 + 0.5 = 5m Tiết diện của bể là: F = = = 96.5 m2
Chọn bể có tiết diện hình vng: L(m) × B(m) = 10(m) × 10(m) Các thơng số xây dụng bể thu gom là: L × B × H = 10 × 10 × 5 Thể tích xây dựng bể: m3
Tính tốn chọn bơm và đường ống dẫn nước lên bể lắng cát Cơng suất bơm:
Kw Trong đó:
+ η: hiệu suất bơm, từ 0,7-0,9. Chọn 0,8
+ ρ: khối lượng riêng của nước, ρ=1000 (kg/m3) + g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m2/s
+ H: cột áp nước, chọn H= 8m Công suất thực tế:
N = 1,1 x 15,78 = 17,358 kW Trong đó: là hệ số an tồn của bơm với:
N <1 1÷5 5÷50
1,5÷2,2 1,2÷1,5 1,1
Chọn 4 bơm chìm nước thải Ebara (hoạt động luân phiên), với các thông số sau: Model: 300DL
Công suất: 25 HP/18,5 kW Lưu lượng: Q= 378-690 m3/h Cột áp: H = 4,2-9,5 m
Hãng sản xuất: China
Nhằm tránh trường hợp lưu động không ổn định làm ảnh hưởng tới hoạt động của bơm, ta bố trí cơng tắc điện phao nước trong ngăn tiếp nhận điều khiển hoạt động của bơm
Đường kính ống dẫn nước thải:
Nước thải được bơm lên bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống, v=1,4 (m/s)
Chọn trong khoảng 0,5-1,5 (m/s). Theo QCVN 33:2006/ BXD Đường kính ống dẫn nước thải mỗi bơm:
(m)
Chọn ống nhựa PVC có đường kính D=315mm của ống nhựa Bình Minh.