1. Hố tách dòng 2. Trạm bơm dâng n−ớc 3. Hồ lắng cát
4. Hồ kỵ khí 5. Hồ hiếu khí
6. Hồ Facultative (Hồ hiếu kỵ khí) 7. Hồ làm sạch triệt để (Hồ maturation) 8. Sân phơi bùn
9. Nhà đặt máy nén khí 10. Trạm biến thế ngoài trời 11. §−êng néi bé
12. Nhà quản lý
Cao trình của ph−ơng án Ia xem bản vẽ 4. 2
K IL O B O O K S .C O M
4.4.2 Chức năng, tính toán và cấu tạo công trình
♦ Hố tách dòng
Đoạn kênh cải tạo đã được duyệt để xây dựng bằng đất rộng 24m và 2 tuyến đường rộng 8m, sâu từ 2 đến 2,4m. Mực nước trong kênh khống chế vào mùa khô +1,6m ữ +1,8m và về mùa hè +2,0m ữ +2,4m. Cốt đáy kênh tại đây khống chế -0,6m.
Hố tách dòng có cấu tạo một hố thu 20x2x4m, hai cổng thu n−ớc BxH = 1000 x 1200mm có van tường điều tiết lưu lượng hoạt động chủ yếu vào mùa mưa. Cốt đáy hố thu khèng chÕ -1,55m
♦ Trạm bơm dâng n−ớc (hình 4.3, 4.4)
a) Số l−ợng bơm và công suất máy bơm trục vít :Chiều cao máy bơm H = 6m bơm nước từ cốt -0,6 lên +3,8m. Như vậy trong giai đoạn đầu sẽ đặt 3 máy bơm trục vít có công suất mỗi bơm là Q = 840m3/h. Trong 3 bơm có 2 bơm có dùng biến tần cho động cơ.Trạm bơm có 3 máng rộng 3,6m dài 13m cao 5m bằng bê tông cốt thép. Trạm bơm hoạt động dưới tác dụng của các tín hiệu lưu lượng và mực nước
b) Song chắn rác
+ Đợt 1 đặt hai song chắn rác, 1 làm việc, 1 dự phòng.
+ Đợt 2 đặt thêm 1 song chắn rác nữa và 2 làm việc, 1 dự phòng
Song chắn rác có kích th−ớc BxH = 1x3m vói số khe là 30, bề rộng khe hở 16mm.
Tốc độ nước qua khe hở 0.4 – 0.8m/s và tổn thất qua song chắn là 0.02m.
+ L−ợng rác lấy từ song chắn trong một ngày khoảng 4,4 m3/ngày hay3,3T/ngày. Sẽ không dùng máy nghiền rác mà dùng xe ben kín để chở rác đi các bãi rác. Mỗi ngày dùng 1 chuyến xe 5 tấn. Sẽ có song chắn rác tinh ở bể lắng cát.
♦ Hồ lắng cát
Nếu dùng hồ lắng cát phải cần một diện tích gần 1.6 ha thì sẽ không đủ đất vì tổng diện tích của các hồ trong phương án này đã chiếm tới 34 ha và phần đất còn lại quá manh mún. Do vậy ngay trong ph−ơng án nầy cũng sẽ dùng bể lắng cát bằng bê tông cốt thép.
♦ Bể lắng cát ngang có sục gió bằng bê tông cốt thép
Bể lắng cát sẽ giữ lại các hạt có đường kính lớn hơn 0,15 mm. Từ định luật Stok, tốc độ lắng của hạt với tỷ trọng γ = 1,9,Vs= 11 mm. Bể lắng cát có kích th−ớc: BxH L = 2x2.1x15,27m. Thời gian nước lưu lại trong bể khoản hơn 3 phút, Lượng gió đưa vào bể lắng cát là 2,5 m3/m2h.Thể tích phần chứa cát là 8 m3.
Tổng chiều cao bể lắng cát: H = 3,2 m
♦ Sân phơi cát:
Sẽ sử dụng một sân phơi cát nhỏ trong phạm vi khu xử lý có diện tích 100 m2để chứa cát trong 20-25 ngày. Cát đ−ợc chở đi để san nền ở những nơi xa khu dân c−, sử dụng 1 xe ben 5 tấn để vận chuyển cát.
K IL O B O O K S .C O M
♦ Hồ kỵ khí:
a. Hồ
Hồ kỵ khí dùng để xử lý sơ bộ nước thải có hàm lượng hữu cơ cao dưới dạng hòa tan hay dưới dạng cặn lơ lửng. Do trong lưu vực kênh Đen có nhiều xí nghiệp công nghiệp như
dệt, nhuộm, thực phẩm , hóa chất v.v...mà hoạt động của các trạm xử lý cục bộ của các xí nghiệp này không ổn định nên nước thải kênh Đen có nồng độ BOD, COD, SS ... cao hơn các lưu vực khác.
Thời gian lưu nước kéo dài nên BOD, COD được xử lý trong hồ kỵ khí đạt từ 50% đến 80% và một phần hàm l−ợng cặn đ−ợc phân hủy đáng kể để biến thành CO, CO2, CH4, NH4, v.v... nhất là trong điều kiện cụ thể đề án có −u thế là diện tích đất rộng và nhiệt độ không khí cũng như nhiệt độ nước trung bình tương đối cao T ≥ 270C. Nhiệt độ này phù hợp cho công nghệ kỵ khí hơn là hiếu khí.
Có nhiều quan điểm khác nhau khi tính hồ kỵ khí trên thế giới và đ−ợc giới thiệu trong bảng sau:
Bảng 4.6 Các thông số tính tóan hồ ky khí
Các nguồn Các thông số Đơn vị đo
Arthur (1983)
WHO (1987)
Metcalf &
Eddy(1991) 20 TCN - 51 -
84 Degremont (1989) Nhiệt độ trung bình
Tải trọng bề mặt Tải trọng thể tích Thêi gian lưu nưíc
Độ sâu của hồ Hiệu quả xử lý PH
BOD5 n−ớc vào Dung tích bùn BOD5 n−íc ra
ToC
kgBOD/ha/ng kgBOD/m3/ng ngày m
%
mg/l m3//n¨m mg/l
27 14.000
0,35 0,51 4 70
≈ 7 200
60
27 12.000
0,3 0,6 4 50
≈ 7 200
100
27 225-560 0,05-0,01
20-50 2,4-4,9
50-85 6,5-7,2
≈ 7 200 60
27
1,5 2 - 3 60 - 80
≈ 7 200 1,03-0,05
60
27 500 0,01 20 - 50
5- 6 50 - 80
≈ 7
60
Hồ kỵ khí được thiết kế với công súât 46000m3/ngày, thời gian lưu nước là 1,5 ngày,độ sâu công tác 4m, taluy1:3. Chiều sâu chứa bùn 0.6m. Dung tích hồ kỵ khí W=69000m3 chia thành hai hồ nhỏ. Tổng diện tích hồ F = 29.998m2. Các thông số của hồ
đ−ợc trình bày trong bảng 4.9.
b. Máng dẫn n−ớc từ bể lắng cát vào hồ kỵ khí
Máng dẫn nước chạy dọc thành giữa của hồ có chiều dài l = 177m. Tiết diện máng đủ
để phân phối lưu lượng qtb = 46000x1,25=57500m3/ngày = 666l/s, i = 0,0006, B = 1000mm, H1 = 1100mm, V=0,81m/s, độ đầy H2=850mm.
Tổn thất trong máng: h = 0,0006 x 177 = 1,1062m ≈ 0,11m c. èng dÉn n−íc
Có 44 ống dẫn nước D =150mm bằng nhựa đặt cách nhau 4 m để phân phối nước vào 2 hồ kỵ khí với V=0,67m/s.
K IL O B O O K S .C O M
d. Vách ngăn bể kỵ khí
Hồ kỵ khí hoạt động có hiệu quả khi đ−ợc phân làm nhiều hồ kế tiếp nhau do tránh
được ảnh hưởng của quá trình phân hủy bùn đến quá trình ôxy hóa BOD và COD đồng thời chắn gió để hồ không bị tạo sóng làm giảm ôxy và ảnh hưởng đến bờ hồ.
Sẽ cấu tạo 1 vách ngăn bằng bê tông cốt thép không chịu lực dọc theo hồ.
e. Hàm l−ợng cặn giữ lại trong hồ kỵ khí
Hàm l−ợng SS = 250mg/l, tính cho 1 năm là 4197T/năm. Số cặn hút từ hồ kỵ khí dự kiến là 2093,5T/năm
Dự kiến kết quả xử lý trong hồ kỵ khí với T = 270C sẽ chỉ đạt 60%.
K IL O B O O K S .C O M
Bản vẽ 4.1
Mặt bằng trạm bơm
K IL O B O O K S .C O M
Bản vẽ 4.2 Cao Tr×nh
Bản vẽ 4.3
K IL O B O O K S .C O M
Mặt cắt trạm bơm
Bản vẽ 4.4 Bể lắng cát
K IL O B O O K S .C O M
K IL O B O O K S .C O M
♦ Hồ hiếu khí a. Hồ
N−ớc thải sau khi làm sạch ở hồ kỵ khí sẽ chuyển sang hồ hiếu khí.Các chất hữu cơ
phức tạp đã chuyển thành dạng đơn giản sau hồ kỵ khí sẽ phù hợp hơn cho các vi khuẩn hiếu khí. Việc bố trí các hồ hiếu khí nối tiếp nhau thuận lợi cho việc hình thành các nhóm vi sinh và vì vậy qui trình làm sạch sẽ tốt hơn và ổn định hơn.
Chất l−ợng n−ớc vào hồ:
BOD = 200 x 0,4 = 80 mg/l COD = 250 x 0,4 = 100 mg/l SS = 250 x 0,4 = 100 mg/l
Hiện nay trên thế giới có nhiều cách tính toán hồ hiếu khí khác nhau, có thể tóm tắt các cách tính trong bảng sau:
Bảng 4.7 Các thông số hồ tính tóan hồ hiếu khí
Các nguồn Các thông số Arthur
(1983)
Reed (1998)
Metcalf & Eddy (1991)
20TCN - 51 - 84 (1989) Công thức
Thời gian lưu nước (ngày)
Độ sâu của hồ (m)
Năng l−ợng tiêu hao (w/m3hồ) Hiệu suất xử lý BOD (%) Nồng độ BOD có thể đạt (mg/l) Hiệu suất xử lý Fc (%)
Số l−ợng Fc có thể đạt Fc/100ml
4 4 4 95 10 99,9
50
] 1 _ C ) [(C k
= n
t 1/4
e i
8,3 (a) 0,66 (b)
4 1,9kg O2/kwh
(3 - 6)h 4 3 1,8kgO2/kwh
b _ K . a
= 1 t
q
3
2 - 3
Ghi chó:
a) Theo Reedetal (1988): nếu trộn cục bộ thì thời gian lưu nước trong 5 hồ là 8,3 ngày b) Nhưng nếu trộn trên toàn diện tích thì thời gian lưu nước chỉ cần 0,66 ngày
Từ số liệu trên, có thể chọn thời gian lưu nước t = 3 ngày
Hồ hiếu khí được thiết kế với công súât 46000m3/ngày, thời gian lưu nước là 3ngày,độ sâu công tác 2,5m, taluy1:3. Chiều sâu chứa bùn 0,.2m. Dung tích hồ kỵ khí W=138.000m3 gồm một hồ lớn và 2 hồ nhỏ. tổng diện tích hồ F = 75131 m2. Các thông số của hồ đ−ợc trình bày trong bảng 4.9.
b. Máy nén khí: Dự kiến tải trọng trong từng hồ:
Hồ số 1: 80 mgBOD/l hay 154,64 kgBOD/giờ Hồ số 2: 80 x 0,3 = 24 mgBOD/l hay 46 kgBOD/giờ Hồ số 3: 24x0,65=15,6mg/l hay 29,9kgBOD/giờ
K IL O B O O K S .C O M
- Hàm l−ợng ôxy cần thiết cho các hồ:
Hồ số 1: N = 390 kgO2/giờ Hồ số 2: N = 116 kgO2/giờ Hồ số : N = 75 kgO2/giờ
Q0= 581 kgO2/giê - L−ợng không khí cần thiết:
Qkk = 192 m3/phót Chọn máy nén: Q = 45m3/phút
P = 55kw
H = 0,5kgf/cm2
Có 4 máy làm việc và 2 máy dự phòng
♦ Hồ kỵ hiếu khí (Facultative ponds)
Sau hồ hiếu khí n−ớc đ−ợc chuyển qua hồ kỵ hiếu khí là loại hồ có tải trọng bề mặt rất thấp. Hồ này có tác dụng hạ thấp tiếp tục BOD còn lại sau hồ hiếu khí và giảm thiểu F.c trong n−ớc và cho phép phát triển một quần thể rong tảo mà qúa trình quang hợp sẽ tạo nên
ôxy cần thiết cho vi sinh trong hồ để loại trừ BOD.
Trong báo cáo tiền khả thi có sử dụng hồ kỵ hiếu khí, tuy nhiên hiện nay trên thế giới ch−a có ph−ơng pháp tính hồ kỵ hiếu khí sau hồ hiếu khí.
Các thông số hồ kỵ hiếu khí đ−ợc tập hợp trong bảng sau:
Bảng 4.8 Các thông số tính tóan của hồ kỵ hiếu khí
Arthur (1983) Reed & al (1998) Polpraset &
Agarwalla (1994) WHO 20TCN- 51-86 Sau hồ
kỵ khí Không có hồ kỵ khí ở tr−ớc
hồ kỵ Sau khÝ
Không có hồ kỵ khí ở tr−ớc
hồ kỵ Sau khÝ
Không có hồ kỵ khí ở tr−ớc
Không có
điều kiện
Công thức (*) (**) (*) (**) (***)
Tải trọng bề mặt (kgBOD/ha/ngày) Thời gian lưu nước (ngày)
§é s©u (m)
Hiệu qủa tính toán xử lý BOD (%) Hiệu quả thực tế (%)
L−ợng BOD sau xử lý có thể đạt (mg/l)
480 2,7 1,8 80 41 15
480 6,75 1,8 80
36
286 4,85 1,8 80 55 15
268 4,85 1,8 80
36
480 2,7 1,8 41-55
480
>6,75 1,8 72-84
313-777
1,8
150-350
1,5-2,0
Những kết quả tính toán theo các công thức trên phụ thuộc vào BOD của n−ớc vào, nên trong báo cáo tiền khả thi các chuyên gia Bỉ cho thời gian lưu nước là 3 ngày.
Hồ kỵ hiếu khí được thiết kế với công súât 46000m3/ngày, thời gian lưu nước là 3ngày,độ sâu công tác 1,8m, taluy1:3. Chiều sâu chứa bùn 0,2m. Dung tích hồ kỵ hiếu khí W=138.000m3chia thành 3 hồ nhỏ. tổng diện tích hồ F = 93933 m2. Các thông số của hồ
đ−ợc trình bày trong bảng 4.12.
K IL O B O O K S .C O M
♦ Hồ hoàn thiện (Maturation)
Nước thải sau khi đã qua bể lắng cát, hồ kỵ khí, hồ hiếu khí và hồ kỵ hiếu khí đã được làm sạch một cách triệt để có thể thỏa mãn tiêu chuẩn cấp A về BOD, COD. Tuy nhiên điều kiện thiên nhiên có thể biến động so với những tiêu chuẩn tính toán nên cần dùng hồ maturation nh− sau:
Hồ hoàn thiện được thiết kế với công súât 46000m3/ngày, thời gian lưu nước là 3 ngày,độ sâu công tác 1,5m, taluy1:3. Dung tích hồ kỵ khí W=138.000m3chia thành 5 hồ nhỏ. tổng diện tích hồ F = 114886 m2. Các thông số của hồ đ−ợc trình bày trong bảng 4.9.
Kích th−ớc chi tiết các hồ xem bảng 4.9
♦ Sân phơi bùn
Để làm khô bùn lấy lên từ các hồ có thể sử dụng sân phơi bùn thông th−ờng có cấu tạo các lớp đá và cát dày 300 - 450mm.
Bùn đ−ợc làm khô với độ ẩm 60% trong 20 ngày về mùa khô và 40 ngày về mùa m−a.
Về mùa m−a sân phơi bùn cần có mái che.
Dung tích bùn đ−ợc xác định theo tiêu chuẩn 0,04m3/ng-năm hay V = 0,04 x 200 000
= 8 000m3/năm. L−ợng bùn cần hút từ hồ kỵ khí là 40%: V = 8 000 x 0,4 = 3 200 m3/năm.
Nếu chỉ hút 4 lần về mùa khô, mỗi lần là 800m3 thì diện tích sân phơi đ−ợc tính với h= 0,2m thì F = 4000m2. Thu hồi bùn bằng ph−ơng pháp thủ công. Vôi bột có thể trộn với bùn tr−ớc hoặc sau khi thu hồi để tăng chất l−ợng và diệt khuẩn triệt để hơn. Hàm l−ợng bùn đạt 2094T/n¨m.
♦ Nhà đặt máy nén khí
Tổng số máy nén khí: n1 = 6 cái; Diện tích nhà: F = 170m2
♦ Trạm biến thế ngoài trời và máy phát điện dự phòng Công suất 450kw, điện thế 22/0.4 kW
Đặt 1 máy biến thế chung cho trạm bơm, trạm khí nén, bơm bùn và chiếu sáng.
Máy phát điện 300KVA cho 4 máy nén khí và 2 máy bơm
♦ §−êng néi bé
Bờ bao các hố có bề rộng 5m là đ−ờng nội bộ. Một con đ−ờng chạy xuyên khu xử lý, gần chợ có bề rộng 8m, dài 300m, thay cho con đ−ờng hiện hữu nối hai khu dân c− Đông và Tây Bàu Sen
♦ Nhà quản lý