tư xõy dựng, thiết bị mỏy múc, húa chất sử dụng, nhõn cụng vận hành… phự hợp.
- Thụng tư số 145/1998/TT-BTC ngày 13/06/1998 của Bộ Tài chớnh.
- Quyết định sụ 24/1999/QĐ-BXD ngày 25/9/1999 của bộ xõy dựng về định mức dự toỏn cấp thoỏt nước.
- Thụng tư 02/2000/TT-BXD ngày 19/5/2000 của bộ xõy dựng về hướng dẫn điều chỉnh dự toỏn cụng trỡnh xõy dựng cơ bản.
- Quyết định số 01/2000/QĐ-BXD ngày 2/1/2000 của bộ xõy dựng về định mức chi phớ thiết kế cụng trỡnh xõy dựng.
- Bảng giỏ cả mỏy và thiết bị thi cụng được xỏc định theo Thụng tư số 07/2007/TT-BXD ngày 25/07/2007 của Bộ Xõy Dựng.
- Quyết định số 29/2007/QĐ – BGTVT ngày 26 thỏng 06 năm 2007 của Bộ giao thụng vận tải về việc xếp loại đường để xỏc định cước vận tải đường bộ năm 2007.
- Thụng tư 07/2007/TT – BXD ngày 25 thỏng 07 năm 2007 của Bộ xõy dựng về việc hướng dẫn phương phỏp xỏc định giỏ ca mỏy và thiết bị thi cụng xõy dựng cụng trỡnh.
- Văn bản số 190/BXD – KTTC ngày 28 thỏng 01 năm 2008 của Bộ xõy dựng hướng dẫn ỏp dụng giỏ vật liệu trong lĩnh vực đầu tư xõy dựng.
- Văn bản số 1776/BXD – VP ngày 16 thỏng 8 năm 2007 của Bộ xõy dựng về việc cụng bố định mức dự toỏn xõy dựng cụng trỡnh – Phần xõy dựng.
III.2.2 Đề xuất cụng nghệ xử lý
Phương ỏn I
Cặn được lọc tinh và mangan được xử lý bằng bỡnh lọc ỏp lực cú chứa cỏt sỏi mangan.
Nước thải mỏ
Bơm định l- ợng
Thựng pha
dd sữa vụi Bể trung hũa
Hỡnh III.1. Hỡnh vẽ phương ỏn I
Phương ỏn II
Cặn được tỏch bằng bể lắng tấm nghiờng, mangan được xử lý bể cỏt sỏi mangan.
Bể lắng sơ cấp Bơm Bể pha dd PAC, PAM Thiết bị kiểm Bơm bùn Bể lắng ngang Bể phơi bựn Bơm Hồ lắng thứ cấp Nước thải dạt QC24:2009\BTNMT Xe vận chuyển bựn ra bói thải Suối Than Thựng Bể chứa nước sạch PAM, Ca(OH)2 Nước thải Hố lắng thứ cấp Bể lắng tấm nghiờng Bể keo tụ Bể trung hũa
Hỡnh III.2. Hỡnh vẽ phương ỏn II
Lựa chọn phương ỏn:
Cả hai phương ỏn trờn đều cú tớnh ưu điểm cao tuy nhiờn phương ỏn I cú chi phớ xử lý thấp, khả năng xử lý nhanh hơn nữa tận dụng được diện tớch mặt bằng lớn vốn cú của mỏ +125 Nam Mẫu nờn lựa chon phương ỏn I để ỏp dụng xử lý nước thải tại mỏ + 125 Nam Mẫu.
III.3 Thuyết minh Quy trỡnh cụng nghệ xử lý nước thải
Nước thải lũ +125 mỏ than Nam Mẫu chủ yếu cú độ pH thấp, hàm lượng sắt (Fe) và Mangan (Mn) cao, lượng cặn tổng số (TS) lớn, BOD5cỏc chỉ tiờu khỏc nhỡn chung đạt tiờu chuẩn mụi trường. Bản chất quỏ trỡnh xử lý là:
- Dựng cỏc chất hoỏ học cú tớnh chất kiềm (vụi, xỳt...) để trung hoà axit, nõng cao độ pH, đồng thời tạo mụi trường ụxy hoỏ cỏc kim loại nặng Fe, Mn.
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O
- Dựng cỏc chất trợ lắng (PAC, PAM) để tăng khả năng kết tủa cỏc chất rắn lơ lửng cú sẵn trong nước thải hoặc được sinh ra trong quỏ trỡnh trung hoà để loại bỏ cỏc chất này khỏi nước thải.
- Dựng cỏc biện phỏp cơ học để làm khụ lượng bựn (hỗn hợp chất rắn cú trong nước thải và nước) tạo thành trong quỏ trỡnh xử lý nước thải nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển, đổ thải.
Từ bản chất quỏ trỡnh xử lý nước thải như trờn, xỏc định quy trỡnh xử lý nước thải lũ +125 mỏ than Nam Mẫu theo phương ỏn chọn như sau:
1. Nước thải từ lũ +125 được bơm chuyển tiếp về trạm xử lý và đưa trực tiếp vào Bể trung hũa. Tại đõy dung dịch sữa vụi Ca(OH)2 được bơm vào và hoà trộn
Sục khớ
Bể phơi bựn Bơm
với nước thải để trung hoà axớt H2SO4 cú trong nước thải, nõng độ pH đạt tiờu chuẩn mụi trường, đồng thời khụng khớ từ mỏy nộn khớ được xục vào Bể trung hũa tạo điều kiện oxy hoỏ phần lớn Fe, một phần Mn và trợ giỳp quỏ trỡnh hũa trộn sữa vụi.
- Vụi bột đúng trong bao được vận chuyển bằng ụtụ đến Nhà vận hành. Tại đõy vụi bột được đưa thủ cụng vào thựng pha chế thành dung dịch sữa vụi nồng độ10%.
- Dung dịch sữa vụi được bơm định lượng bơm từ thựng pha chế đến Bể trung hoà. Tớn hiệu phản hồi từ đầu đo pH tại cửa ra bể Trung hoà sẽ điều chỉnh bơm định lượng cấp lượng dung dịch sữa vụi vừa đủ đảm bảo độ pH của nước sau trung hoà nằm trong giới hạn cho phộp (pH = 5,5 - 9 tựy theo ngưỡng đặt; thụng thường đạt pH = 6 để hạn chế lượng sữa vụi sử dụng).
- Mỏy nộn khớ được đặt trong Nhà vận hành sẽ cấp khụng khớ theo đường ống đến Bể trung hũa để nhằm tăng khả năng ụ xy húa Fe và Mn, đồng thời trợ giỳp việc khấy trộn đều sữa vụi với nước thải.
2. Từ Bể trung hoà nước thải chảy trực tiếp sang Bể lắng sơ bộ. Tại đõy cặn thụ lắng đọng, nước được bơm sang Bể lắng thứ cấp. Đỏy Bể lắng sơ bộ lắp đặt cỏc ống hỳt bựn nối với mỏy bơm bựn. Bơm bựn định kỳ hoạt động hỳt bựn đẩy sang Bể phơi bựn.
3. Dung dịch keo tụ PAC, PAM được bơm vào nước thải từ đường ống dẫn nước từ lắng sơ cấp chảy vào Bể lắng thứ cấp.
- Chất keo tụ PAC, PAM dạng bột được pha chế tại Nhà vận hành thành dung dịch nồng độ 0,1%. Dung dịch keo tụ được bơm định lượng bơm từ thựng pha chế đến Bể keo tụ, trước hết cho PAC vào để giảm độ nhớt, tăng khả năng hỳt giữa cỏc hạt cú kớch thước nhỏ tạo thành cỏc hạt cú kớch thước lớn hơn, sau đú cho tiếp PAM để tăng khả năng hội tụ của cỏc hạt khi tiếp xỳc với nhau tạo thành thể keo tụ lớn, tăng tốc độ lắng đọng.
4. Tại Bể lắng thứ cấp, cặn lơ lửng kết thành bụng cú kớch thước lớn, phần lớn lắng đọng xuống đỏy bể. Tại đỏy Bể lắng thứ cấp lắp đặt cỏc ống hỳt bựn nối với mỏy bơm bựn. Bơm bựn định kỳ hoạt động hỳt bựn đẩy sang Bể phơi bựn. Nước từ Bể lắng thứ cấp được bơm vào hồ chứa sinh học.
5. Hồ chứa sinh học, do cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải đó được xử lý sau khi đi qua bể lắng sơ cấp và bể lắng thứ cấp. Hồ chứa sinh học cú nhiệm lưu và điều tiết lưu lượng thoỏt nước chảy ra nguồn tiếp nhận là suối Than Thựng. Để đảm bảo lưu lượng thoỏt nước trong những điều kiện thời tiết khỏc nhau và khụng ảnh hưởng tới quỏ trỡnh lắng ở bể lắng thứ cấp.
6. Tại Bể phơi bựn, nước được tỏch khỏi bựn qua lớp lọc cỏt sỏi.
- Bựn bơm từ Bể lắng sơ bộ và Bể lắng thứ cấp cũn chứa 95% - 97% nước. Để cú thể vận chuyển đi đổ thải, cần phải tiến hành tỏch nước khỏi bựn đảm bảo lượng nước cũn lại trong bựn dưới 20%.
- Để tỏch nước khỏi bựn cú thể dựng phương phỏp tự nhiờn (phơi, lọc qua cỏt sỏi...) hoặc phương phỏp cơ giới (mỏy ộp bựn). Để giảm vốn đầu tư, trước mắt lựa chọn phương phỏp lọc qua cỏt sỏi để tỏch nước khỏi bựn, khi điều kiện kinh tế cho phộp cú thể đầu tư mỏy lọc ộp bựn để tăng hiệu quả xử lý.
- Bể phơi bựn được làm bằng bờ tụng cốt thộp, trong xếp cỏt sỏi làm vật liệu lọc, gồm 02 bể hoạt động luõn phiờn. Bựn được định kỳ bơm lờn trờn lớp cỏt sỏi, nước đi qua lớp lọc tỏch ra khỏi bựn và được bơm ngược trở về Bể lắng thứ cấp. Cặn nằm lại trờn lớp lọc, khi đạt chiều dày ≥20cm được phơi trong 03 ngày, sau đú được nạo vột bằng thủ cụng và chất tải lờn ụtụ vận chuyển ra đổ tại bói thải mỏ (thành phần bựn chủ yếu là cỏc chất vụ cơ khụng độc hại, cỏc kim loại nặng đó được oxy húa thành cỏc oxit kim loại).
7. Trạm xử lý nước thải được điều khiển bằng hỡnh thức bỏn tự động.
III.4. Tớnh toỏn thiết kế hệ thống xử lý
III.4.1.Tớnh toỏn trạm bơm
Việc tớnh toỏn trạm bơm nước thải được tớnh theo TCVN 7957:2008 Thoỏt nước – Mạng lưới và cụng trỡnh bờn ngoài
• Xỏc đinh thụng số trạm bơm
- Cụng suất trạm bơm: QTrạm = Qmax = 300 m3\h
Căn cứ vào lưu lượng nước thải và cụng suất thường mỏy bơm thụng thường lựa chọn 2 mỏy bơm cụng tỏc và 1 mày bơm dự phũng. Đặt mỏy bơm chỡm.
- Lưu lượng mỗi bơm
Qbơm = Trong đú : n - Số bơm làm việc đồng thời
k – Hệ số giảm lưu lượng khi cỏc mỏy bơm đều làm việc với n = 2 thỡ k = 0,9
Qbơm = = 46.29 l\s - Xỏc định ỏp lực cụng tỏc của mỗi mỏy bơm
Cột ỏp toàn phần của bơm Htp = Hđh + Hoh + Hod + Ho Trong đú:
Hđh – Chiều cao bơm nước địa hỡnh tớnh bằng hiệu trỡnh mực nước cao nhất trong ngăn tiếp nhận và mực nước thấp nhất trong hố thu (Với trường hợp đồ ỏn được xỏc định bằng hiệu trỡnh mực nước cao nhất trong bể lắng ngang đợt I và mực nước thấp nhất trong hố thu)
Hđh = Zđ – Zb
Zđ = ZmđMNCN + i + 0,4
Với Zđ – Cột đặt ống đẩy của mỏy bơm
ZmđMNCN – Cao độ của mặt đất khu vực đặt trạm xử lý. Lấy bằng 6m
i - Tổn thất ỏp lực trờn trạm xử lý nước thải, i phụ thuộc vào cụng nghệ xử lý, với xử lý cơ học ỏp dụng trong đồ ỏn i = 3
Zb – Cao trỡnh mực nước thấp nhất trong ngăn thu, lấy bằng cốt đỏy của bể trung hũa lấy Zb = 3m
Hđh = (6 + 3 + 0,4) – 3 = 6,4 m
Hoh – Tổn thất trờn đường ống hỳt của bơm, nếu đặt bơm chỡm thỡ Hoh = 0 Hođ – Tổn thất ỏp lực
Hođ = Hdđ + Hcb
Hdđ – tổn thất dọc đường theo chiều dài ống đẩy Hdđ = i.l
Với l – chiều dài ống. chọn l = 20
i – hệ số tổn thất ỏp lực trờn chiều dài
• Xỏc định cỏc thiết bị trong trạm bơm
- Ống thụng hơi: để giảm bớt mựi hụi, bố trớ ống thụng hơi gần khu vực chứa nước thải và cao hơn mỏi nhà 1m
- Cống xả sự cố: đặt ở cuối cống thoỏt chớnh ở cuối trạm bơm, đường kớnh cống xả sự cố bằng đường kớnh cống dẫn nước thải đi xử lý.
III.4.2.Tớnh toỏn lượng sữa vụi tiờu tốn
Với pH = 4 tương đương nồng độ H+ : 10-4mol/l hay 0,1mol/m3
4Fe2+ + O2 + 10H2O = 4Fe(OH)3↓ + 8H+ (III.1) 2Mn2+ + O2 + 2H2O = 2MnO2↓ + 4H+ (III.2)
Nồng độ [Fe2+] = 60 mg/l = 60 g/m3 trong nước thải tương đương với: n∑Fe2+ = = 1,07 mol
Vậy nH+ được tạo ra từ phản ứng (III.1) là : 2. n∑Fe2+ = 2. 1,07= 2.14. mol
Nồng độ [Mn2+] = 7 mg/l = 7 g/m3 trong nước thải tương đương với : nMn2+ = = 0,127 mol
Vậy nH+ được tạo ra từ phản ứng (III.2) là : 2. nMn2+ = 2. 0,127 = 0,254 mol
Như vậy tổng nồng độ [H+] cần phải trung hoà trong một m3 nước thải là : [H+] = 0,1 + 2,14 + 0,254 = 2,494 mol
Phản ứng trung hoà : H+ + OH- = H2O
Số mol OH- cần để trung hoà hết lượng H+ trong m3 nước thải là : 2,494 mol.
Trọng lượng phõn tử của Ca(OH)2 là : 74 g
Lượng sữa vụi cần trung hoà cho 1 m3 nước thải sẽ là: mCa(OH)2 =.74 = 92,278 g.
Theo kết quả nghiờn cứu thực nghiệm thỡ lượng sữa vụi tớnh theo phương trỡnh phản ứng thường nhỏ hơn lượng sữa vụi cần dựng thực tế (phụ thuộc vào chất lượng vụi, hiệu suất quỏ trỡnh phản ứng v.v.v….).
Vậy lượng sữa vụi thực tế cần trung hoà cho 1 m3 nước thải sẽ là: mCa(OH)2(thực tế) = 92,278 x 1,5 = 138.417 g = 0.14 kg
Với cụng suất 200m3/h thỡ lượng sữa vụi cần cung cấp cho 1 ngày là : mCa(OH)2 = 0,14 x 200 x 24 = 672kg = 0.672 tấn
III.4.3. Tớnh toỏn kớch thước bể pha sữa vụi
Do sữa vụi ở dạng khuếch tỏn khụng bền, cỏc hạt vụi rất nhỏ cú thể nổi lờn hoặc lắng xuống dễ dàng. Vỡ vậy ở thiết bị pha vụi sữa phải cú mỏy khuấy trộn khụng ngừng để vụi khụng bị lắng.
Tớnh kớch thước bể pha sữa vụi.
Lượng nước cần thiết để pha chế dung dịch Ca(OH)2 (5%) trong 1h xử lý được tớnh từ cụng thức:
CCa(OH)2 = 100% = 5% Với lượng vụi dựng trong 1h là 28kg, ta tớnh được:
mH2O = 532 (kg) mdd = 560 (kg)
Nhiệt độ của nước đem pha là 250C, ρnước = 997,08 kg/m3Ca(0H)2 Khối lượng riờng của dung dịch Ca(OH)2 (5%) được tớnh theo cụng thức
= +
Với x = 5%, ρvụi = 800,9kg/m3, ρnước = 997,08 kg/m3 xỏc định được
ρdd = 985,02kg/m3.
Thể tớch dung dịch sẽ là := 0.57 m3. Dung tớch bể pha sữa vụi được tớnh như sau:
V = Q.τ
Trong đú: V - thể tớch bể pha sữa vụi (m3)
Q - lưu lượng vụi sữa vào bể (Q = 0,56m3/h)
τ - thời gian giữa 2 lần pha vụi (τ =6h),
⇒ V = 0.56 x 6 = 3,36(m3)
Với hệ số dư là 1,1 thỡ dung tớch của bể pha vụi sữa là V ~ 4 m3
Chọn thiết bị pha sữa vụi là thựng nhựa hỡnh trụ, dung tớch 4m3. Trờn nắp thựng nắp hệ thống cỏnh khuấy và mỏng rút vụi bột.
- Thể tớch của bể: Vth = tth Q ì = 1/3 x 300= 100 (m 3 ) + Q: Lưu lượng nước thải (m3/h).
+ t
th
: Thời gian lưu của nước trong bể trung hũa = 20 phỳt (thực nghiệm).
- Kớch thước của bể:
Chọn chiều cao của bể: Hth = 2,5 m
Chiều cao xõy dựng của bể: H = Hth + 0,5 = 3,0 (m) 0.5: Chiều cao bảo bệ.
Tiết diện ngang của bể: Fth =
5, , 2 100 = th th H V = 40 (m 2 ) s Chiều rộng của bể là: Bth = 5 (m)
Do đú chiều dài của bể là: Lth= th
th B F = 5 40 = 8(m)
Vậy bể điều lưu và trung hũa cú chiều rộng x dài x cao = 5m x 8 m x 3m.Dưới đỏy bể cú đặt 2 mỏy thổi khớ chỡm để làm tăng khả năng trung hũa của axit và bazơ, đồng thời làm tăng quỏ trỡnh oxi húa của săt(II) và mangan.
• Lựa chọn hệ thống sục khớ hũa trộn húa chất và giảm BOD
Lượng khụng khớ cần thiết để xử lý 1m3 nước thải (oxy húa cỏc chất hữu cơ) được tớnh theo cụng thức sau :
1 2 1 2.( ) .( ) ( ) a t p o Z L L D k k n n C C − = −
Trong đú : Z : Lượng oxy cần thiết để xử lý 1mg BOD trong nước thải, mg. Nếu xử lý sinh học hoàn toàn thỡ Z = 1,2 cũn xử lý sinh học khụng hoàn toàn thỡ Z = 0,9 ;
La và Lt: BOD của nước thải trước và sau khi xử lý, mg/l ;
k1 :Hệ số kể đến thiết bị nạp khớ, thiết bị nạp khớ tạo bọt khớ cỡ nhỏ lấy theo tỉ sổ giữa diện tớch vựng nạp và diện tớch bể lấy theo bảng 47 (TCVN7957-2008 thoỏt nước – mạng lưới và cụng trỡnh bờn ngoài). Thiết bị phõn phối khớ tạo bọt cớ trung bỡnh và hệ thống phõn phối ỏp lực lấy bằng 0.75
k2 : Hệ số phụ thuộc vào độ sõu đặt thiết bị phõn phối khớ h (m) lấy theo bảng 48 (TCVN7957-2008 thoỏt nước – mạng lưới và cụng trỡnh bờn ngoài)
n1: Hệ số xột tới ảnh hưởng của nhiệt độ của nước thải T và được xỏc định theo cụng thức sau:
n1 = 1 + 0,002(Ttb – 20) = 1 + 0,002(25 – 20) = 1,01
Ttb : là nhiệt độ trung bỡnh của nước thải trong thỏng mựa hố. Lấy là 250 C
n2: Hệ số xột tới quan hệ giữa tốc độ hũa tan của oxy vào hỗn hợp nước và bựn với tốc độ hũa tan của oxy trong nước sạch. Đối với nước thải sinh hoat, n2 = 0,85 và nước thải sản xuất lấy theo số liệu nghiờn cứu thực nghiệm, nếu khụng cú cỏc số liệu này cho phộp lấy n2 = 0,7