Bài giảng thiết kế kiến trúc nhà máy xử lý nước thải phần 1

ThS KTS Nguy n Cao Lãnh

H C LI U M

THI T K KI N TRÚC CÁC CÔNG TRÌNH

U M I H T NG K THU T Ô TH

THI T K KI N TRÚC

3 THI T K KI N TRÚC NHÀ MÁY X LÝ N C TH I

3.1 Khái ni m chung v x lý n c th i đô th

3.1.1 H th ng thoát n c th i đô th

H th ng thoát n c th i đô th là m t t h p các thi t b , công trình k thu t,

m ng l i thoát n c và các ph ng ti n đ thu gom n c th i t n i phát sinh, d n

v n chuy n đ n các công trình x lý, kh trùng và x n c th i ra ngu n ti p nh n

H th ng này bao g m:

1 M ng l i đ ng ng, c ng hay kênh m ng thu gom, d n và v n chuy n

n c th i;

2 Gi ng th m hay gi ng ki m tra t i các đi m đ i h ng dòng ch y, chuy n

ti p t trong sân nhà, ti u khu, t tuy n ng đ ng ph , tuy n c ng góp l u

v c cho đ n đ ng ng th i cu i cùng Các gi ng th m này đ c b trí trên các tuy n hay đo n ng, c ng thoát n c

3 C ng thoát n c: Bao g m:

- C ng lu n (điu-ke) khi ph i b trí c ng thoát n c chui qua sông, su i ho c

c ng trên c u c n b c qua c u đ ng b , đ ng s t

- Các c ng góp thoát n c ph i đ c b trí, đ t n i đ a hình th p hay đ ng

t th y và ph i n i v i ng, c ng đ ng ph sao cho n c t ch y đ c

- Khi đ ng c ng ph i đ t nh ng chi u sâu quá l n ho c không th đ t c ng

t ch y đ c thì đ c phép b trí xây d ng nh ng tr m b m chuy n b c

4 Công trình x lý n c th i c c b : n c th i sau khi x lý c c b đ t quy chu n môi tr ng đ c phép x vào h th ng thoát n c th i đô th

5 Công trình x lý n c th i khu v c hay toàn đô th : sau khi x lý đ t quy chu n môi tr ng đ c phép x ra ngu n ti p nh n

6 C a x đ x n c th i đã x lý ra ngu n ti p nh n

3.1.2 Yêu c u và tiêu chu n v thoát n c th i đô th

a Quy đ nh v QH thoát n c th i đô th :

- m b o thu gom h t các lo i n c th i c a đô th (n c th i sinh ho t, n c

th i s n xu t, kinh doanh, d ch v )

- Áp d ng các bi n pháp x lý n c th i phù h p; n c sau khi x lý th i đ t tiêu chu n môi tr ng

- Các khu đô th xây d ng m i ph i xây d ng h th ng thoát n c th i riêng Các khu v c đô th c đã có m ng l i thoát n c chung ph i s d ng h th ng thoát n c

n a riêng ho c c i t o đ ng b thành h th ng thoát n c th i riêng

- Thoát n c th i cho công trình ng m: QH h th ng c ng thoát n c th i riêng,

ph i thu gom h t l ng n c th i đ x lý Tr m b m n c th i ph i có máy b m d phòng và ph i có hai ngu n đi n đ c l p c p đi n cho máy b m

- N c th i công nghi p ph i đ c phân lo i (n c nhi m b n, không nhi m b n,

n c đ c h i ) tr c khi thu gom và có gi i pháp x lý riêng N c th i công nghi p sau x lý khi x vào các ngu n n c m t ho c c ng đô th ph i có ch t l ng đ t các yêu c u v môi tr ng theo các quy đ nh chuyên ngành

- N c th i sinh ho t t các khu v sinh trong nhà , nhà công c ng, ph i đ c

x lý qua b t ho i xây d ng đúng quy cách tr c khi x vào c ng n c th i đô th

N u x vào c ng n c m a, ph i x lý riêng đ t yêu c u môi tr ng

- N c th i b nh vi n ph i đ c tách làm hai lo i: 1) N c th i sinh ho t c a

b nh nhân, c a cán b công nhân viên y t ph i đ c x lý qua b t ho i xây d ng đúng quy cách, tr c khi x vào c ng n c th i đô th N u x vào c ng n c m a

ph i x lý riêng đ t yêu c u môi tr ng 2) N c th i y t nguy h i ph i đ c x lý riêng, đ t tiêu chu n môi tr ng tr c khi x ra c ng thóat n c th i đô th

- V trí đi m x n c th i: N c th i sau khi làm s ch x vào ngu n n c m t

ph i x t i đi m cu i dòng ch y so v i đô th và các khu dân c t p trung V trí x

ph i đ c xác đ nh d a trên các tính toán tác đ ng môi tr ng, phù h p v i: ch t

l ng n c th i sau khi làm s ch; đ c đi m và quy ho ch s d ng ngu n n c ti p

nh n n c th i; quy ho ch các đô th , khu công nghi p, khu dân c có liên quan đ n

b o v ngu n n c

- Bùn th i t h th ng x lý n c th i ph i đ c thu gom, v n chuy n b ng xe chuyên d ng đ n các c s x lý ch t th i r n đ x lý Bùn th i có ch a các ch t nguy

h i t h th ng x lý n c th i ph i đ c thu gom, v n chuy n riêng b ng xe chuyên

d ng đ n các đi m x lý t p trung ch t th i nguy h i

- V trí b trí các tr m XLNT yêu c u ch n cu i ngu n ti p nh n theo chi u dòng ch y, cu i h ng gió chính c a đô th , khu v c có đ đ t cho d phòng m

r ng

- Yêu c u v kho ng cách ATMT t i thi u gi a tr m b m, làm s ch n c th i

v i khu dân c , xí nghi p th c ph m, b nh vi n, tr ng h c và các công trình xây

d ng khác trong đô th đ c quy đ nh trong B ng 3.1 Trong kho ng cách ATMT ph i

tr ng cây xanh v i chi u r ng ≥10m i v i lo i tr m b m n c th i s d ng máy

b m th chìm đ t trong gi ng ga kín thì không c n kho ng cách ATMT, nh ng ph i có

ng thông h i x mùi hôi (x cao đ ≥3m)

Tr ng h p đ c bi t, khi tr m làm s ch n c th i ho c sân ph i bùn b t bu c

ph i đ t đ u h ng gió chính c a đô th , kho ng cách ATMT ph i t ng lên t i thi u 1,5 l n

V trí b trí các tr m XLNT yêu c u ch n cu i ngu n ti p nh n theo chi u dòng ch y, cu i h ng gió chính c a đô th , khu v c có đ đ t cho d phòng m

r ng

B ng 3.1 Kho ng cách an toàn v sinh môi tr ng t i thi u

v i công su t (1.000 m3/ngày)

< 0,2 0,2-0,5 5-50 >50

c Làm s ch sinh h c không có sân ph i bùn, có máy

làm khô bùn, có thi t b x lý mùi hôi, XD kín

10 15 30 40

Ngu n: QCVN: 01/2008/BXD Quy chu n k thu t Qu c gia v QHXD, B ng 6.1.

b Quy đ nh thu gom n c th i:

Thu gom n c th i sinh ho t ph i đ t ≥80% tiêu chu n c p n c sinh ho t

Thu gom n c th i công nghi p ph i đ t ≥80% tiêu chu n c p n c cho công

nghi p (tùy theo lo i hình công nghi p)

Ch tiêu n c c p xem Ph n 2.1.2.2

3.2 Các c s QH, thi t k ki n trúc NMXLNT

3.2.1 Các ph ng pháp XLNT

Các ph ng pháp XLNT bao g m:

- Ph ng pháp lý h c;

- Ph ng pháp hóa h c;

- Ph ng pháp sinh h c

M t h th ng x lý hoàn ch nh th ng k t h p đ các ph ng pháp k trên Tuy

nhiên, tùy theo đ c đi m c a n c th i và yêu c u x lý mà ng i ta có th c t b t m t

s các công đo n

3.2.2 Các dây chuy n công ngh XLNT sinh ho t

Dây chuy n công ngh XLMT r t đa d ng M i lo i n c th i có dây chuy n

công ngh XLNT khác nhau (n c th i sinh ho t, n c th i t ng lo i hình công

nghi p, n c th i y t ,…)

i v i n c th i sinh ho t đô th , dây chuy n công ngh XLNT là s k t h p

c a các ph ng pháp, bao g m các kh i tách bi t hay k t h p sau đây:

1 Kh i x lý c h c (lý h c): Áp d ng các nguyên t c v t lý (tr ng l c, ly

tâm,…) đ tách các ch t không hòa tan ra kh i n c th i Kh i này bao g m các công

trình: song ch n rác, máy nghi n rác, l i l c rác, b đi u hòa, b khu y tr n, b l ng

cát, b l c nhanh, b tuy n n i, hòa tan khí, bay h i và tách khí

Hình 3.1 M t s s đ dây chuy n công ngh XLNT sinh ho t

2 Kh i x lý hóa h c: S d ng các hóa ch t gây ph n ng hóa h c (t o k t t a

và h p th ) đ tách các ch t th i ra kh i n c th i Kh i này th ng d t sau kh i x lý

c h c, tr c kh i x lý sinh h c, bao g m các công trình: b trung hòa, b ôxy hóa

kh , b keo t và t o bong, b h p th , b trao đ i ion Kh i này th ng sinh ra các

s n ph m ph đ c h i

3 Kh i x lý sinh h c: M c đích là phân h y các ch t h u c và m t s ch t vô

c (H2S, Sunfit, Amonia, Nit ,…) trong n c th i nh s ho t đ ng c a các vi sinh

v t Bao g m các công trình: b hi u khí, b k khí, b l c sinh h c và h sinh v t (có

th có thêm các b thi u khí hay b thi u khí k t h p k khí)

4 Kh i kh trùng: S d ng các ch t hóa h c đ kh trùng n c, bao g m các b

ph n kh trùng (Chlorine, ClO2, BrCl2, Ozone, tia UV) nh máng tr n, b ti p xúc

5 Kh i x lý c n: Bao g m các công trình x lý và làm khô bùn c n th i ra trong quá trình XLNT, sau đó đ c ch t i bãi chôn l p chung c a đô th

3.3 Các b ph n ch c n ng trong NMXLNT và nguyên t c b trí, thi t k

3.3.1 Khu v c tr c nhà máy

ây là n i b trí c ng ra vào, các công trình hành chính qu n lý, d ch v công

c ng (nhà n, th thao,…), ch đ xe (gara) cho ng i lao đ ng và khách đ n giao

d ch, k t h p v i h th ng cây xanh c nh quan B ph n ki m tra, xét nghi m, thí nghi m, l u m u n c,… c ng có th đ c b trí chung t i đây

Khu v c này đ c t h p v không gian ki n trúc v i vai trò là b m t c a NM, mang tính đ i ngo i và đóng góp vào c nh quan chung c a khu v c, th ng đ c b trí đ u h ng gió ch đ o và ti p c n thu n ti n v i giao thông đ ng b bên ngoài nhà máy

3.3.2 Khu v c x lý

a Khu v c x lý: bao g m các kh i x lý s p x p theo dây chuy n công ngh :

Kh i x lý c h c (lý h c); Kh i x lý hóa h c; Kh i x lý sinh h c; Kh i kh trùng Chi m di n tích l n nh t trong khu v c này là các b đi u hòa và XLNT theo chi u ngang (b th ng có hình ch nh t) hay chi u đ ng (b th ng có hình tròn),

ki u n a ng m hay n i, có hành lang công tác bên trên (v i lan can cao ≥0,8m bao quanh), h u h t không có mái che

Hình 3.2 S đ c u t o b l ng ngang

Hình 3.3 S đ c u t o b l ng đ ng

Hình 3.4 S đ c u t o h th ng tuy n n i d ng ADF

Hình 3.5 S đ c u t o h th ng b l c s d ng màng membrane

Hình 3.6 S đ c u t o h th ng b keo t t o bong k t h p b l ng Lamella

Hình 3.7 S đ c u t o h th ng XLNT sinh h c k khí UASB

Hình 3.8 S đ c u t o b l c nhi u l p v t li u l c

Hình 3.9 S đ c u t o b bùn ho t tính v i vi sinh v t sinh tr ng d ng dính bám

Hình 3.10 S đ c u t o ao s c khí

Hình 3.11 S đ c u t o b l c sinh h c nh gi t

V i công ngh m i, khí metan có th đ c t o ra nhi u h n t các b x lý và

đ c s d ng nh là m t ngu n n ng l ng Khi đó các b s đ c b c kín, có b

ph n thu khí trên đ nh và có thêm các công trình x lý khí

b B ph n đi u khi n, ki m soát: ây là b ph n đi u khi n và ki m soát toàn

b quá trình XLNT, bao g m các phòng đi u khi n, ki m tra ki m soát và phòng chuyên môn g n li n v i các kh i x lý i v i nh ng dây chuy n công ngh có m c

đ t đ ng hóa cao, b ph n này có th đ c b trí t p trung riêng hay b trí trong nhà hành chính, qu n lý

c B ph n thí nghi m: ây là b ph n xét nghi m, thí nghi m các m u n c

nh m đ a ra các yêu c u, quy đ nh hay quy trình cho b ph n đi u khi n và XLNT, bao g m các phòng xét nghi m, thí nghi m, các phòng chuyên môn nghi p v (hóa, lý), k thu t công ngh , l u m u n c,… B ph n này có th đ c b trí cùng v i b

ph n đi u khi n hay trong nhà hành chính, qu n lý

d Các kho hóa ch t, v t li u,… ph c v cho XLNT đ c b trí tách r i hay g n

v i công trình x lý đ thu n ti n cho vi c s d ng M t b ng và k t c u kho th ng

đ n gi n, d xây d ng nh ng ph i đ m b o an toàn khi ch a các hóa ch t theo quy

đ nh trong TCXD66:1991: V n hành khai thác h th ng c p thoát n c - Yêu c u an toàn

3.3.3 Khu v c cung c p và đ m b o k thu t

Bao g m:

a Tr m bi n th : NMXLNT c n có tr m bi n th riêng, ngu n c p đi n u tiên

đ m b o c p liên t c 24/24h Tr ng h p NMXLNT có quy mô l n thì ph i có máy phát đi n d phòng

b Khu v c x lý bùn, cát ra t quá trình XLNT: ây là n i thu gom, làm khô

bùn th i, bùn c n, cát t các b x lý l ng, l c,… Sau đó bùn khô đ c chuyên ch t i

n i chôn l p h p v sinh ho c tái s d ng Không đ c phép x bùn c n tr c ti p ra môi tr ng xung quanh

c Tr m khí nén: Ch có khi dây chuy n công ngh nhà máy s d ng khí nén

Các tr m này th ng b trí g n hay g n li n v i các công trình x lý

d Tr m c khí s a ch a, b o d ng: ây là n i s a ch a, b o d ng các máy móc, thi t b c a NMXLNT Có th b trí các kho nguyên v t li u, ph tùng s a ch a, thay th ,… cùng trong tr m này

e Gara xe chuyên d ng: Cho các lo i xe b n ch n c, xe ch bùn c n hay hóa

ch t XLNT, Gara đ c b trí t i các v trí thu n ti n cho vi c chuyên ch , l u thông trong và ngoài NM, g n li n v i h th ng đ ng giao thông và sân bãi

3.3.4 Khu v c cây xanh, m t n c

ây là khu v c không th thi u trong NMXLNT Bao g m các v n hoa, h

n c c nh quan (k t h p v i các ti u c nh), cây xanh cách ly, đ m B trí các sân th thao (c u lông, tennis) k t h p trong khu v c này

C n t n d ng t i đa các khu đ t tr ng, đ t d tr phát tri n đ tr ng cây xanh

T n d ng tri t đ các lo i h sinh h c, cánh đ ng t i và đ a hình, c nh quan t nhiên

đ t ng c ng c nh quan sinh thái trong NMXLNT Di n tích cây xanh t i thi u trong khu đ t là 10%

m b o kho ng cách an toàn gi a cây xanh v i các b ng m, n a ng m và các tuy n ng k thu t ng m theo quy đ nh hi n hành

3.3.5 ng giao thông, sân bãi

ng giao thông, sân bãi nh m đ m b o vi c v n chuy n nguyên v t li u, thi t

b máy móc và liên h gi a các b ph n ch c n ng (lu ng ng i) trong NMXLNT

ng giao thông có m t c t nh do kh i l ng v n chuy n không l n ng chính có lòng đ ng r ng 6-7m, đ ng ph có lòng đ ng r ng 3,5m Các l i đi b hay xe đ p liên h gi a các công trình r ng 1,5-2,5m Có th không có v a hè d c tuy n giao thông ph Các tuy n đ ng c t ph i b trí ch quay xe

B trí cây xanh bóng mát và c nh quan h p lý d c các tuy n giao thông và xung quanh các sân bãi

Các m t c t đ ng tham kh o thêm trong ph n Thi t k ki n trúc NMCN

Hình 3.12 S đ các b ph n ch c n ng chung NMXLNT