3.1 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO
Nước thải sinh hoạt của khu dân cư Lago Centro City được thu gom bởi hệ thống riêng khơng chung với hệ thống thốt nước mưa nên nước thải khơng bị pha lỗng, có tính đậm đặc cao
Bảng 3.1 Số liệu thành phần tính chất nước thải đầu vào và đầu ra của khu dân cư Lago Centro City
STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải đơ thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết 3.2 TIÊU CHUẨN XẢ THẢI
Nước thải sau xử lý phải có các thơng số ơ nhiễm nằm trong giới hạn cho phép quy định của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN14: 2008/BTNMT Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biên soạn, Tổng cục Mơi trường và Vụ Pháp chế trình duyệt và được ban hành theo Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý là kênh T3 nằm phía Đơng dự án. Kênh T3 đổ ra sông Vàm Cỏ Đông, sông Vàm Cỏ Đông là một sông lớn của tỉnh Long An cấp nước sinh
hoạt cho nhiều vùng, nên nước thải tại khu dân cư Lago Centro City sau khi được xử lý tại hệ thống xử lý nước thải tập trung phải đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, cột A.
3.3YÊU CẦU XỬ LÝ
Bảng 3.2 Số liệu đầu vào và hiệu xuất xử lý cần thiết
STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Vì nước thải sinh hoạt đã được xử lý sơ bộ ở bể tự hoại tại nguồn, nên ta lấy thơng số nước thải đầu ra của bể tự hoại tính tốn thiết kế cho trạm xử lý nước thải. Để đảm bảo nước thải đầu ra đạt quy chuẩn và dự phịng cho trường hợp bể tự hoại xử lý khơng tốt nên chọn thơng số lớn nhất để tính tốn thiết kế.
Các thông số ô nhiễm của nước thải đều vượt ngưỡng cho phép, nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ, dầu mỡ, và nhiều vi khuẩn. Yêu cầu phải xử lý tốt lượng chất hữu cơ, loại bỏ dầu mỡ, Nito, Photpho, chất rắn lơ lững và khử trùng vi khuẩn gây bệnh.
3.4ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ: 3.4.1Phương án 1 Máy thổi khí Nước tuần hồn Máy thổi khí Chlorine e Chú thích Ống dẫn nước Ống dẫn bùn
Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ phương án 1
Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước thải từ khu dân cư sau khi được xử lý sơ bộ ở bể tự hoại sẽ được thu gom về hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Một phần các cặn rác thơ có kích thước lớn như: bao nylon, vải vụn, cành cây, giấy… được giữ lại song chắn rác để loại bỏ nhằm tránh gây hư hại hoặc tắc nghẽn bơm và các cơng trình tiếp theo. Rác thu hồi được đem đi xử lý. Nước thải sau khi qua song chắn tiếp tục qua ngăn tiếp nhận trước khi qua bể điều hòa. Tại đây, bể sẽ gắn hệ thống sục khí nhằm giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước do quá trình thải ra khơng đều, ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định đồng thời giảm kích thước các cơng trình đơn vị tiếp theo. Sau đó nước thải được bơm đến bể lắng đợt I để lắng tạp chất phân tán nhỏ (chất lơ lửng) dưới dạng cặn lắng xuống đáy bể và theo các chất nổi trên bề mặt : dầu mỡ, bọt… Bùn lắng thu được được bơm qua bể nén bùn trước khi đem đi xử lý.
Nước thải tiếp tục từ bể lắng 1 được chảy về bể Anoxic. Ở đây, nước thải được hòa trộn với vi sinh vật. Trong điều kiện thiếu khí, vi sinh vật sẽ loại bỏ các hợp chất chứa N và P. Sau đó tồn bộ hỗn hợp nước và bùn hoạt tính được dẫn vào bể Aerotank. Tại đây, q trình xử lý sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính diễn ra nhờ lượng oxy hịa tan trong nước. Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy và các hợp chất hữu cơ trong nước làm chất dinh dưỡng để duy trì sự sống, phát triển sinh khối và kết thành bơng bùn, nhờ đó các chất hữu cơ trong nước thải giảm đáng kể. Aerotank xáo trộn hồn tồn nhờ thiết bị sục khí. Sau đó, hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải chảy sang bể lắng II. Có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Bùn lắng một phần được bơm tuần hoàn lại bể Anoxic để ổn định mật độ cao vi khuẩn và tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ, phần còn lại sẽ được bơm qua bể nén bùn và tiếp tục xử lý.
Nước thải sau khi lắng sẽ tràn qua máng răng cưa vào máng tràn và dẫn qua bể trung gian sau đó được bơm áp lực vào bồn lọc áp lực có lớp sỏi và cát nhằm giảm lượng cặn lơ lửng, sau đó nước ra được chảy vào bể khử trùng để loại bỏ các loại vi sinh vật gây bệnh trong nước thải trước khi thải ra môi trường. Hàm lượng Chlorine cung cấp vào nước thải ổn định qua bơm định lượng hóa chất.. Nước thải sau khi khử trùng đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, cột A sẽ được thải ra hệ thống thoát nước khu vực.
3.4.2 Phương án 2
Máy thổi khí
Chlorine e
Hình 3.2 Sơ đồ cơng nghệ phương án 2
Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước thải từ khu dân cư sau khi được xử lý sơ bộ ở bể tự hoại sẽ được thu gom về hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Một phần các cặn rác thơ có kích thước lớn như: bao nylon, vải vụn, cành cây, giấy…được giữ lại song chắn rác để loại bỏ nhằm tránh gây hư hại hoặc tắc nghẽn bơm và các cơng trình tiếp theo. Rác thu hồi được đem đi xử lý. Nước thải sau khi qua song chắn tiếp
tục qua ngăn tiếp nhận trước khi qua bể điều hịa. Tại đây, bể sẽ gắn hệ thống sục khí nhằm giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước do q trình thải ra khơng đều, ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định đồng thời giảm kích thước các cơng trình đơn vị tiếp theo.
Nước thải tiếp tục đưa sang bể SBR. SBR là một dạng cơng trình xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính, trong đó diễn ra q trình thổi khí, lắng bùn và gạn nước thải. Bùn hoạt tính thực chất là các vi sinh vật vì vậy khi được trộn với nước thải với khơng khí có Ơxi, chúng sẽ phân hủy các chất hữu cơ tạo thành cặn và sẽ lắng xuống ở tại bể SBR. Nước trong bể SBR được gạn ra khỏi bể bằng thiết bị thu nước bề mặt sau khi ra khỏi bể và cuối cùng trước khi xả ra nguồn tự nhiện nước được cho vào bể khử trùng để khử trùng nước.
Sau khi qua bể SBR nước thải được dẫn thẳng tới bể bể trung gian sau đó được bơm áp lực vào bồn lọc áp lực có lớp sỏi và cát nhằm giảm lượng cặn lơ lửng, sau đó nước ra được chảy vào bể khử trùng để loại bỏ các loại vi sinh vật gây bệnh trong nước thải trước khi thải ra môi trường. Hàm lượng Chlorine cung cấp vào nước thải ổn định qua bơm định lượng hóa chất.. Nước thải sau khi khử trùng đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, cột A sẽ được thải ra hệ thống thoát nước khu vực.
3.5LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI3.5.1 So sánh 2 phương án đề xuất 3.5.1 So sánh 2 phương án đề xuất
Bảng 3.3 Bảng so sánh lựa chọn cơng nghệ xử lý ĐẶC ĐIỂM
Ưu điểm
Nhược điểm
bị khí nitơ đẩy lên. Hiện tượng này càng nghiêm trọng vào những ngày nhiệt độ cao.
3.5.2 Lựa chọn phương án xử lý
Từ bảng phân tích ưu, nhược điểm của 2 phương án thì cả 2 phương án đều là những mơ hình hợp lý để xử lý nước thải sinh hoạt.
Tuy nhiên, quá trình hoạt động của bể SBR cần đội ngũ vận hành có trình độ chun mơn cao, cơng nghệ xử lý theo mẻ nên phải xây dựng hai hoặc nhiều bể SBR luân phiên hoạt động và trong quá trình vận hành thường xảy ra sự cố. Do có nhiều nhược điểm hơn nên loại bỏ phương án 2 và chọn phương án 1 làm cơ sở để thiết kế, tính tốn.
CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ4.1 Thơng số tính tốn 4.1 Thơng số tính tốn
4.1.1 Nồng độ chất ơ nhiễm đầu vào:
Bảng 4.1 Nồng độ chất ô nhiễm đầu vào
STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4.1.2 Lưu lượng đầu vào :
Dựa vào bảng 1.3 lưu lượng nước thải của khu dân cư Lago Centro City là 348
m3/ngày.đêm. Để đảm bảo an tồn và dự phịng ta chọn hệ số K=1,4
Công suất hệ thống xử lý nước thải là: Q K = 348 1,4= 487 (m3/ngày.đêm), làm trịn và ta chọn cơng suất hệ thống xử lý là 500 (m3/ngày.đêm).
Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24/24, vậy lượng nước thải đổ ra liên tục. Qngđ 500 m3 /ngày.đêm
Lưu lượng trung bình ngày: tb
Qhtb
Lưu lượng trung bình giờ:
Lưu lượng trung bình giây:
Bảng 4.2 Hệ số khơng điều hịa chung
Hệ số điều hòa K0 K0 max K0 min (Nguồn: Điều 3.2 – TCXDVN 51:2008)
Với lưu lượng trung bình 5,79 l/s, ta tính nội suy theo bảng 4.2 Kết quả: Kmax = 2,4 ; Kmin = 0,4
Lưu lượng giờ lớn nhất:
Lưu lượng giây lớn nhất: Lưu lượng giờ nhỏ nhất:
Lưu lượng giây nhỏ nhất:
4.2 Tính tốn phương án 1 4.2.1 Ngăn tiếp nhận nước thải.
- Nước thải của khu dân cư được bơm từ ngăn thu nước thải trong trạm bơm lên
ngăn tiếp nhận nước thải theo đường ống có áp.
Theo Bảng 3-4. Kích thước của ngăn tiếp nhận nước thải (Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng và Nguyễn Phước Dân, 2008. Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp, tính
tốn thiết kế cơng trình. Tái bản lần ba, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh,
Với Qhmax= 50( m3/h ) ta chọn kích thước ngăn tiếp nhận như sau:
- Chiều ngang ngăn tiếp nhận A=1500mm
- Chiều dài ngăn tiếp nhận B=1000mm
- Chiều cao ngăn tiếp nhận H=1300mm
- Chiều cao từ đáy đến miệng mương dẫn h=400mm
- Chiều cao mương dẫn h1=400mm
- Chiều rộng mương dẫn b = 250mm Mặt cắt I-I h1 H h B I b A I Mặt bằng Hình 4.1 Chú thích ngăn tiếp nhận
Chiều cao bảo vệ tránh nước mưa chảy tràn, chọn hbv = 0,3m
4.2.2 Mương dẫn nước thải.
Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận được dẫn đến song chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật.
Tính tốn mương dẫn nước thải (hình chữ nhật) :
W Diện tích tiết diện ướt:
Với v là vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác(v = 0,3 – 0,6m/s, chọn v = 0,6m/s). Theo Bảng TK-1. (Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng và Nguyễn
Phước Dân, 2008. Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp, tính tốn thiết kế cơng trình. Tái bản lần ba, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, trang 110)
Thiết kế mương dẫn nước thải có bề rộng là b = 0,25m = 250 mm
Chiều sâu mực nước trong mương dẫn:
Chiều sâu xây dựng trước song chắn rác:
h = hi + hbv = 93 + 400 = 493mm 0,5m Trong đó: hbv-chiều cao bảo vệ, chọn: hbv= 400mm
Bán kính thủy lực:
Với W: diện tích mặt cắt ướt (m2 ) P (chu vi ướt) = (0,093 + 0,25)2 = 0,686m
C
Hệ số sezi (C):
Với n: hệ số nhám phụ thuộc vào vật liệu xây dựng mương, đối với mương bê tông cốt thép n = 0,013 (TCXDVN 51:2008)
y: chỉ số phụ thuộc vào độ nhám, hình dạng và kích thước cống. y 1,5n
Độ dốc thủy lực i: V=C . √R.i
Bảng 4.3 Kết quả tính mương dẫn nước thải
Thơng số tính tốn Độ dốc i (%o)
Chiều ngang B (mm)
h i Wb 0,023
Chiều sâu xây dựng (mm)
Vận tốc nước v(m/s) Chiều cao mực nước h(m)
Nguồn: Bảng tra 30 trang 124 theo sách (GS.TSKH. Trần Hữu Uyển, 2003. Các
bảng tính tốn thủy lực cống và mương thốt nước, Nhà xuất bản Xây Dựng, Hà Nội,
trang 123)
4.2.3 Tính tốn song chắn rác.
Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận được dẫn tới song chắn rác theo mương dẫn. - Lượng rác lấy ra từ song chắn được tính:
Wr
Trong đó: a - Lượng rác tính theo đầu người trong 1 năm, a = 8 l/người/năm (TCXDVN 51:2008).
Ntt - Dân số tính tốn theo chất lơ lửng Ntt = 2150 (người). W
r
Theo TCVN 7957:2008 khối lượng rác nhỏ hơn 0,1 (m3/ngđ) nên chọn song chắn
rác thủ công.
+ Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều cao lớp nước mương dẫn nước
thải h = hi = 0,09 m.
- Số khe hở ở song chắn rác được tính:
n Trong đó:
n: Số khe hở
qmax=14 (l/s) = 0,014 m3/s (lưu lượng giây lớn nhất của nước thải). vs = 0,75 m/s - tốc độ nước chảy qua song chắn rác (Bảng 4.3). b = 0,016 m - khoảng cách giữa các khe hở của song chắn.
k = 1,05 - hệ số kể đến sự tích luỹ rác trong q trình hoạt động. hi l1 hs hi ls B m B s
Hình 4.2 Cấu tạo song chắn rác Chiều rộng song chắn được tính theo cơng thức:
Bs s(n 1) (b n) 0,008 14 1 (0,016 14) 0,328 m .
Trong đó:
s - Chiều dày song chắn s = 0,008 (m) Chiều dài phần mở rộng trước song chắn l1 :
l (Bs B
m )
1
2tg Trong đó : Bm - Chiều rộng mương dẫn, Bm = 0,25 m ;
Bs - Chiều rộng song chắn rác, Bs = 0,328 m ;
Chọn góc mở rộng của mương jj=200
Chiều dài phần mở rộng sau song chắn l2 :
l2 = 0,5 l1 = 0,5 0,1 = 0,05( m)
Chiều dài đoạn mương đặt song chắn chọn ls = 1m.Vậy chiều dài xây dựng mương lắp đặt song chắn rác là: lXD = l1 + ls + l2 = 0,1 + 1 + 0,05 = 1,15(m) - Tổn thất áp lực qua song chắn rác: hs Trong đó:
Vmax = 0,75 m/s, vận tốc nước ở kênh trước song chắn ứng với lưu lượng lớn nhất. k = 3 (k=2÷3) hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do rác mắc vào song chắn. ξ- hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn. 4 ξ=β ( S b )3 ×sin α
β = 1,83 - Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn theo Bảng 3-7 (Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng và Nguyễn Phước Dân, 2008.
Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp, tính tốn thiết kế cơng trình. Tái bản lần
ba, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, trang 115)
α = 600 - góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang.
Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác:
HXD = hmax + hs + 0,5 = 0,079+ 0,053 + 0,5 = 0,63 (m) làm tròn 0,65m Khoảng cách giữa cốt sàn nhà và mực nước cao nhất = 0,5m
Chiều cao bảo vệ tránh nước mưa chảy tràn, chọn h = 0,3m
B ng 4.4 : Tóm t t các thơng s thi t k song ch n rácả ắ ố ế ế ắ
Tên thơng số
Góc mở rộng trước SCR Số khe hở SCR
Bề rộng khe hở Bề rộng 1 thanh chắn Chiều rộng toàn bộ SCR Chiều dài mở rộng trước SCR Chiều dài mở rộng sau SCR Chiều dài xây dựng SCR Chiều sâu xây dựng mương sau SCR
Chiều cao bảo vệ tránh nước mưa chảy tràn
Hi uệ qu x lý c a SCRả ử ủ :
Hàm lượng chất rắn lơ lững sau khi qua song chắn rác giảm 4% và 5% đối với BOD, COD (Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng và Nguyễn Phước Dân, 2008. Xử lý nước
thải đô thị và cơng nghiệp, tính tốn thiết kế cơng trình. Tái bản lần ba, Nhà xuất bản Đại
L họcngQuốcSS Giacòn TPl i HồsauCkhií MinhquaSCR) v i hi u qu = 4%: L ng SSBODra còn220l i– (220saukhi0,04qua) SCR211v i,2mghi u/l. qu = 5%:
B ra 240 240 0,05 228mg / l
L ng COD còn l i sau khi qua SCR v i hi u qu = 5%:
CODra 385 385 0,05 365,75mg / l
4.2.4 Tính bể tách dầu