CÔNG Trình XL NƯỚC THẢI KHU NHÀ Ở CAO CẤP VƯƠNG CƯỜNG

Tài liệu bao gồm thiết kế cơ sở và bản vẽ chi tiết autocad Tài liệu bao gồm thiết kế cơ sở và bản vẽ chi tiết autocad Tài liệu bao gồm thiết kế cơ sở và bản vẽ chi tiết autocad Tài liệu bao gồm thiết kế cơ sở và bản vẽ chi tiết autocad

1 CƠ SỞ THIẾT KẾ

1.1 Công suất trạm xử lý

Tổng lưu lượng nước thải của Khu nhà ở cao cấp Vương Cường theo Dự án đầu tư được chọn là 1000 m3/ngày.đêm

Thời gian làm việc của trạm xử lý là 24giờ/ngày.đêm

1.2 Các tiêu chuẩn thiết kế áp dụng

+ QCVN 08 : 2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt.+ QCVN 14 : 2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt

+ TCVN 6772:2000./- Chất lượng nước – Nước thải sinh hoạt – Giới hạn ô nhiễm cho phép ( Water Quality – Domestic Wastewater Standards)

+ TCVN 7221- 2002- Yêu cầu chung về môi trường đối với các trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung

1.3 Tính chất nước thải đầu vào và yêu cầu đầu ra.

Nước thải từ các hộ gia đình được xử lý cục bộ trước khi dẫn về trạm xử lý nước thải tập trung của toàn khu Nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải đến trạm xử lý đạt giá trị giới hạn mức V – theo tiêu chuẩn xả thải của nước thải sinh hoạt 6772-2000 Nước thải sau khi ra khỏi Trạm xử lý có thông số và nồng độ các chất trong nước thải xả vào nguồn đảm bảo các thông số và nồng độ của các chất ô nhiễm trong nước mặt đảm bảo tiêu chuẩn

Bảng 1 Thông số nước thải đầu vào theo TCVN 6772 : 2000.

Theo QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt, quy định giới hạn tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra môi trường.

Nồng độ chất thải tối đa cho phép: C max = C x K

Trong đó:

C max là nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải khi xả ra nguồn tiếp nhận tính bằng mg/l

C: Giá trị của nồng độ ô nhiễm (mg/l)

K: Hệ số tính tới quy mô, loại hình cơ sở dịch vụ

Như vậy chất lượng nước yêu cầu sau xử lý theo bảng sau (bảng 1 – QCVN 14:2008/BTNMT)

8 Dầu mỡ động thực vật mg/l 20

Nhận xét về chất lượng nước của đơn vị và hướng lựa chọn sơ bộ công nghệ:

So với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt giá trị C cột A QCVN 08 : 2008/BTNMT, nước khi dẫn về khu xử lý tập trung của toàn khu ô nhiễm theo các chỉ tiêu đặc trưng sau: BOD5, COD, SS, N tổng, Phosphat (PO42-), Coliforms Trong đó, nguồn nước chủ yếu ô nhiễm hữu cơ với các thông số BOD5 = 200 mg/l, COD = 400 mg/l nên nhiệm vụ chính đặt ra với hệ xử lý là tập trung xử lý theo các chỉ tiêu BOD5, COD Với BOD/COD = 0,5 phương pháp sinh học là lựa chọn phù hợp Bên cạnh đó các phương pháp cơ học, hóa học, hóa lý được kết hợp để xử lý nước thải

1.4 Các tiêu chí lựa chọn công nghệ

Lựa chọn công nghệ trên cơ sở những tiêu chí sau:

1 Độ tin cậy của hệ xử lý đáp ứng các yêu cầu về quản lý môi trường theo các văn bản hiện hành

2 Chất lượng nước sau xử lý đạt các chỉ tiêu theo cột A của QCVN 08 :

2008/BTNMT

3 Hệ thống xử lý dễ vận hành, bảo trì, bảo dưỡng, chi phí xử lý phù hợp với qui

mô khu nhà ở cao cấp Vương Cường

4 Giải pháp mặt bằng tổng thể và kiến trúc công trình của trạm xử lý nước thải phù hợp với qui hoạch và kiến trúc chung của khu nhà ở cao cấp Vương Cường

2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CÔNG TY CP TU VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG ACUD 3

Với tính chất nước thải và yêu cầu xử lý đã nêu trên, đề xuất công nghệ xử lý cho Trạm

xử lý nước thải tập trung gồm các công đoạn:

* Xử lý bậc 1 (Tiền xử lý - xử lý sơ bộ)

Công đoạn của tiền xử lý bao gồm các công trình và thiết bị làm nhiệm vụ bảo vệ máy bơm và loại bỏ phần lớn các tạp chất có kích thước lớn, vật nổi có thể gây cản trở cho các bước (công đoạn) xử lý tiếp theo Cụ thể là:

- Loại bỏ những vật lơ lửng có kích thước lớn có trong nước thải như mảnh gỗ, nhựa, giẻ rách, giấy, vỏ hoa quả…

- Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thủy tinh,…

- Loại bỏ phần lớn dầu mỡ

Các công trình và thiết bị gồm có:

- Trạm bơm nước thải.

- Song chắn rác thô loại bỏ cặn rác thô có kích thước lớn hơn 10 mm

- Máy lược rác tinh loại bỏ cặn rác tinh có kích thước lớn hơn 2 mm

- Bể điều hoà nồng độ và lưu lượng các chất trong nước thải

- Điều chỉnh pH

- Các thiết bị kiểm soát trong khâu này được điều khiển hoàn toàn tự động

* Xử lý bậc 2 (Xử lý sinh học hiếu khí lơ lửng).

Là quá trình phân huỷ sinh học hiếu khí các chất hữu cơ, chuyển chất hữu cơ có khả năng phân huỷ thành các chất vô cơ và chất hữu cơ ổn định Cụ thể là tại bể bùn hoạt tính hiếu khí - Aerotank các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và sinh năng lượng để duy trì hoạt động sống của chúng Trong quá trình sống, các vi sinh vật (đa số là vi khuẩn hiếu khí) nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng tăng lên Như vậy, nước thải được xử lý bằng phương pháp sinh học hiếu khí lơ lửng - bể bùn hoạt tính Aerotank cuối cùng sẽ làm cho các chỉ tiêu BOD, COD, SS,… giảm đến mức cho phép, khử các hợp chất nitơ, photpho có trong nước thải

Quy trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính lơ lửng gồm các công đoạn sau:

1 Hệ thống ống sục khí khuấy trộn đều nước thải cần xử lý với bùn hoạt tính trong thể tích bể trong thời gian đủ dài để lấy oxy cung cấp cho quá trình sinh hoá xảy ra.

2 Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng 2

3 Tuần hoàn lại một lượng bùn hoạt tính từ đáy bể lắng 2 vào bể Aerotank hoà trộn với nước thải đi vào

 Tổng kết ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý

* Ưu điểm của công nghệ

 Công nghệ đã được áp dụng thành công tại nhiều nơi ở Việt Nam :

Bể xử lý sinh học hiếu khí Aerotank là công nghệ kinh điển đã được sử dụng hiệu quả để xử lý nước thải sinh hoạt tập chung ở Việt Nam

 Chi phí vận hành thấp :

Hệ thống được thiết kế nhằm giảm tối đa chi phí vận hành với tiêu chí chọn những thiết bị hiện đại và được cung cấp bởi các nhà sản xuất có uy tín trên thế giới, ít hao tốn năng lượng trong quá trình vận hành Đặc biệt quá trình xử lý bùn, sử dụng máy ép bùn băng tải là lựa chọn thích hợp nhất về cả chi phí vận hành lẫn chi phí đầu tư ban đầu

 Dễ dàng bảo trì:

Các thiết bị hoạt động (bơm, máy thổi khí,…) đều có thiết bị dự phòng bảo đảm cho hệ thống hoạt động liên tục Đồng thời, các bơm nước nước thải là loại bơm chìm, có gắn khớp nối nhanh và thanh trượt nên dễ dàng tháo lắp và đưa bơm ra khỏi bể, thuận tiện cho công tác bảo trì và sữa chữa thiết bị

* Nhược điểm của công nghệ

CÔNG TY CP TU VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG ACUD 5

 Phải tuần hoàn bùn (tỷ lệ tuần hoàn là 25-75%) cho bể Aerotank.

 Phải cung cấp điện năng khá lớn cho hệ thống máy cấp khí cho bể Aerotank.Sơ đồ khối công nghệ xử lý:

CÔNG TY CP TU VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG ACUD

Nước thải

BỂ AEROTANK

BỂ LẮNG 2

MÁY ÉP BÙN

Hoá chất Chlori ne

Polymer

BƠM

CHÔN LẤP

BỘ KEO BÙN

BỂ LẮNG CÁT

SONG CHẮN RÁC THÔ +BỂ THU GOM THIẾT BỊ LƯỢC RÁC TINH

(QCVN 40: 2011/BTNMT)

Nguồn tiếp nhận Đạt giá trị C cột A

(QCVN 40: 2011/BTNMT)

Chất dinh dưỡng

Bánh bùn, chở

đi đổ bỏ hợp vệ

 Mô tả công nghệ:

Nước thải từ các nhà máy trong khu được tách riêng với nước mưa (nước thải

đã được xử lý cục bộ tại các nhà máy đạt tiêu chuẩn TCVN 6772 - 2000, Mức V) theo

hệ thống thoát nước thải tập trung, về bể thu gom của trạm xử lý nước thải tập trung, với lưu lượng trung bình 41,6m3/giờ Nước thải được dẫn qua thiết bị lược rác thô để loại bỏ cặn rắn có kích thước lớn hơn 10mm và cát ra khỏi dòng thải, tại trạm bơm bố trí thiết bị lược rác tinh để loại bỏ các cặn rác có kích thước lớn hơn 2mm Tại bể thu gom của trạm bơm bố trí hai bơm chìm nhằm bơm nước từ bể thu gom lên bể lắng cát Nước thải từ bể lắng cát tự chảy sang bể điều hòa, tại đây nước tự chảy và được chỉnh pH, bố trí hệ thống châm pH nhằm điều chỉnh pH của dòng nước Bể điều hoà

có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng của nước thải Bể điều hoà được bố trí một hệ thống sục khí nhằm tạo sự xáo trộn nước thải tránh hiện tượng lắng cặn trong bể này và tạo môi trường đồng nhất cho dòng thải trước khi qua các bước xử lý tiếp theo

Sau đó, dòng nước được bơm dẫn lên bể lắng 1 và được châm PAC, polymer Tại đây, dòng nước được khuấy trộn đều với hoá chất PAC và polymer nhằm tạo điều kiện tối ưu để có thể hình thành bông keo tụ

Sau đó, nước thải được dẫn qua bể lắng 1 - bể lắng đứng nhằm tách các cặn bông lơ lửng ra khỏi nước thải Nước từ bể lắng 1 được dẫn về bể Aerotank nhờ chênh lệch cao độ Trong bể Aerotank, quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra nhờ

quần thể các vi sinh vật hiếu khí và tuỳ tiện như Psedomonas, Zoogloea, Nitrobacter, Nitrosomonas,… phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm hoà tan trong nước thải Trong đó, Nitrobacter, Nitrosomonas chịu trách nhiệm oxy hoá amoni thành nitrit và

nitrat Hầu hết các chất ô nhiễm hữu cơ dễ phân huỷ được sử dụng để duy trì sự sống của vi khuẩn, vì vậy chỉ có một lượng nhỏ bùn hoạt tính được sinh ra Các chất hữu

cơ được phân huỷ theo phương trình phản ứng sau:

Vi sinh vật + chất hữu cơ —> CO2+ H2O + …

Từ bể Aerotank, nước thải sau xử lý theo máng thu được dẫn vào bể lắng 2, ở đây sẽ diễn ra quá trình tách bùn hoạt tính và nước thải đã qua xử lý sinh học

Từ bể lắng 2, sau khi nước thải được tách cặn thì phần lớn bùn hoạt tính sau khi lắng được bơm bùn tuần hoàn bơm trở về bể Aerotank để duy trì chức năng sinh học và giữ nồng độ bùn trong bể này ở mức cố định, phần cặn dư sẽ được bơm về bể xử lý bùn, phần nước trong bên trên tiếp tục chảy qua bể trung gian kết hợp bể khử trùng Tại đây nước thải sẽ được tiếp xúc với hoá chất chlorine theo dòng chảy ziczăc nhằm tạo thời gian tiếp xúc giữa nước thải và hoá chất khử trùng Nước thải sau xử lý đảm

Hình 1: Sơ đồ khối trạm xử lý nước thải

bảo luôn đạt giới hạn giá trị C cột B theo quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về nước thải (QCVN 14: 2008/BTNMT) trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Xử lý bùn và cặn rác:

Ở bể lắng 1, cặn lắng được bơm về bể xử lý bùn

Ở bể lắng 2, lượng bùn sinh học dư sẽ được bơm bùn dư bơm về bể xử lý bùn Với thời gian lưu thích hợp, bùn trong bể xử lý bùn được nén từ nồng độ 1% lên 2%, sau đó được bơm ra vào bộ keo tụ bùn, được đưa đến máy ép bùn băng tải Bánh bùn khô sau khi ép được đem đi chôn lấp theo quy định hoặc được sử dụng làm phân bón rất tốt cho nông nghiệp

3 TÍNH TOÁN TRẠM XỬ LÝ

3.1 Tính toán công suất trạm xử lý

3.1.1 Lưu lượng nước thải.

Lưu lượng thiết kế của trạm xử lý:

Qngđ = 1000 (m3/ngđ)

- Lưu lượng nước thải giờ trung bình :

) / ( 41,66 24

43500 24

3 h m

66 41 6

Q q

tb h tb

Với qstb = 11.5 (l/s) tra bảng Kcmax =2.0, Kcmin =0.45

- Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất:

Qhmax = Qhtb x Kcmax = 41.66 x 2 = 83.33(m3/h)

- Lưu lượng nước thải giây lớn nhất:

) (/

14 23 6 3

33 83 6 3

- Lưu lượng nước thải giây nhỏ nhất:

CÔNG TY CP TU VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG ACUD 9

) (/

2 5 6 3

45 18 6 3

+ aSS: Lượng chất lơ lửng của người dân thải ra trong một ngày đêm Theo bảng

0

q

a

325 (mg/l)

b Hàm lượng BOD của nước thải

* Hàm lượng BODcủa nước thải sinh hoạt được tính:

+ aBOD: hàm lượng BOD tiêu chuẩn tính theo đầu người, Theo bảng 6 - 4 TCXDVN51-

2006 ta có aBOD=35 g/người - ngđ (nước đã lắng)

+ q0 : tiêu chuẩn thải nước tính theo đầu người, q0 = 200 l/người - ngđ

Vậy:

200

1000 35

l mg

=

×

3.2 Tính toán thiết kế phần xây dựng

3.2.1 Song chắn rác.

Để bảo đảm an toàn cho trạm bơm và các thiết bị trong hệ thống, thiết kế 2 song chắn rác B=500 mm cơ giới, một làm việc một dự phòng

3.2.2 Tính toán trạm bơm chính

a Trạm bơm nước thải.

- Dung tích của trạm bơm được tính với thời gian lưu nước 10 phút trong giờ thải nước

Qmax: Lưu lượng tính toán trong giờ max

t : thời gian lưu nước, lấy 600-900s

Dung tích trạm

Vn =

1000

60014

Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là 0,15 m/s ≤ v ≤ 0,3 m/s

và thời gian lưu nước trong bể là 30” ≤ t ≤ 60”

Việc tính toán bể lắng cát ngang được thực hiện theo chỉ dẫn ở mục 6.3- TCVN 7957 : 2008

- Mương dẫn nước thải vào bể có tiết diện hình chữ nhật

- Chiều dài của bể lắng cát ngang:

)

( 1000

0

m u

V H k

CÔNG TY CP TU VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG ACUD 11

Trong đó:

+ Hn - Chiều cao tính toán của bể lắng cát Hn = 0,62 m (Theo 6.3.4 TCVN 7957 : 2008 Hn

= 0,25-1 m)

+ u0 - Độ thô thuỷ lực của hạt cát (mm/s)

+ Với điều kiện bể lắng cát giữ lại các hạt cát có đường kính lớn hơn 0,25 mm Theo bảng TCVN 7957 : 2008, ta có u0 = 24,2 mm/s

+ K - Hệ số lấy theo bảng 6-6 TCVN 7957 : 2008, với bể lắng cát ngang K = 1,3

+ V - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với qsmax , V = 0,3 m/s

).

( 04 10 2

, 24

3 , 0 62 , 0 1000 3 ,

019,0

0231,

- Chiều ngang của bể là:

)(125,00.101

215.1

Xây bể lắng cát gồm 2 ngăn, 1 ngăn công tác và một ngăn dự phòng

Kích thước mỗi ngăn là: L = 8 (m) và B = 1 (m)

- Kiểm tra chế độ làm việc của bể tương ứng với lưu lượng nhỏ nhất

×

× = 0,17(m/s) > 0,15 (m/s).

Đảm bảo yêu cầu về vận tốc tránh lắng cặn

Đảm bảo yêu cầu về thời gian lưu nước trong bể

- Thể tích phần cặn lắng của bể:

1000

t.

N P

+ Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng; Ntt = 5415(người)

+ T: Chu kỳ thải cát, chọn chu kỳ T = 5 ngày

WC =

1000

25415.02,

+ P: Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong một ngày đêm giữ lại trong bể; P = 0,02 (l/ng-ngđ)

+ Ntt: Dân số tính toán theo chất lơ lửng; Ntt = 5415(người)

+ T: Thời gian chứa cát trong thùng, T = 15 ngày

WC =

1000

15.5415.02,0

Lưu lượng vào

bể(%Qnđ)

Lưu lượng ra bể (%Qnđ)

Lượng nước cũn lại trong bể(%Qnđ)

Chế độ thải nước

(%Qnđ)

Chế độ bơm máy bơm(%Qnđ)

Lưu lượng vào

bể(%Qnđ)

Lưu lượng ra bể (%Qnđ)

Lượng nước cũn lại trong bể(%Qnđ)

Chế độ thải nước

(%Qnđ)

Chế độ bơm máy bơm(%Qnđ)

Lưu lượng vào

bể(%Qnđ)

Lưu lượng ra bể (%Qnđ)

Lượng nước cũn lại trong bể(%Qnđ)

- Thể tích bể điều hòa W =24,31% Qnđ = 243,1

100

100031,24

3 KU

Q R

π

=

Trong đó:

+ Q : Lưu lượng nước thải (m3/h)

+ K : Hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng, đối với bể lắng ngang K = 0,5

+ U0 : Độ thô thuỷ lực của hạt cặn, được xác dịnh theo công thức:

H K

1000

Trong đó:

- n : Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, đối với nước thải sinh hoạt, n = 0,35

- α : Hệ số tính đến ảnh hưởng nhiệt độ của nước thải

Theo bảng 6-10 TCVN 7957 :2008, với nhiệt độ nước thải là t = 200C, ta có α = 1

- t : Thời gian lắng của nước thải trong bình hình trụ với chiều sâu lớp nước h đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả lắng tính toán và được lấy theo bảng

n

h

H K

4 5 , 0 1000

66 41 6

- Để bảo đảm thời gian lưu nước trong bể lắng ≥ 1.5h chọn bán kính bể R=2,5 m

- Hàm lượng chất lơ lửng theo nước trôi ra khỏi bể lắng đợt I là:

100

55 100 325 100

100 11

E1 : hiệu suất của bể lắng ngang đợt 1; E1 = 55%

C1=146.25 (mg/l) <150 mg/l đáp ứng yêu cầu tiếp nhận để xử lý sinh học Vì vậy không cần thiết để làm thoáng sơ bộ nước thải trước bể nắng ngang đợt 1

- Hàm lượng BOD còn lại trong nước thải sau bể lắng đợt 1 xác định theo công thức:

CÔNG TY CP TU VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG ACUD 17

T E C Q W

ρ.100

+) E : Là hiệu xuất lắng của bể lắng đợt I: 55%

+ p - Độ ẩm của cặn, do xả cặn bằng tự chảy nên ta lấy p = 95%

W c

× +

1

mTrong đó:

F1 - Diện tích đáy hố thu cặn, F1=0,5×0,5=0,25 m2

F2 - Diện tích miệng hố thu cặn, F2=4,4×4,4=19.46 m2

hc = 0,25+19.1146.9+4,4×0,5= 0,54 (m)

- Chiều cao xây dựng bể:

HXD = hct + hth + hbv+hc

Trong đó:

+ hct - Chiều cao công tác của bể; hct = H = 4 (m)

+ hth - Chiều cao lớp nước trung hoà của bể; chọn hth = 0,3 (m)

+ hbv - Chiều cao xây dựng; lấy hbv = 0,4 (m)

Vậy HXD= 4 + 0,3 + 0,4 + 0,54 ≈5.24 (m)

-Đường kính ống trung tâm chọn D=960mm

3.2.6 Bể Arotank.

Hàm lượng BOD5 trong nước đầu ra : 50 mg/l

Hiệu quả xử lý : Tính theo BOD5 hoà tan

La: Hàm lượng BOD của nước thải trước khi vào bể aeroten, La = 175 (mg/l)

Lt : Hàm lượng BOD của nước thải sau khi ra khỏi aeroten, Lt = 50 (mg/l)

a : Liều lượng bùn hoạt hoá chất khô, a = 1,8 (g/l) ( theo bảng 37 TCVN- 7957:2008 )

tr : Độ tro của bùn hoạt tính, lấy tr = 0,3

ρ : Tốc độ oxy hoá mgBOD/g chất không tro, ρ = 24 (g/l) ( ρ phụ thuộc vào hàm lượng BOD của nước thải trước và sau khi làm sạch, theo bẳng TCVN- 7957:2008 )

24 ) 3 0 1 ( 8 1

50 175

h x

Thời gian xử lý Ni Tơ: 2h

CÔNG TY CP TU VẤN ĐẦU TƯ VÀ XÂY DỰNG ACUD 19