ĐỒ án TÍNH TOÁN và THIẾT kế hệ THỐNG xử lí nước của một THÀNH PHỐ

...ĐỒ ÁN: XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: KIỀU THỊ HÒA I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ: Thiết kế sơ trạm xử lý nước thải cho thành phố thiết kế kỹ thuật công trình trạm II CÁC TÀI LIỆU THIẾT KẾ:... chất lơ lửng nước thải nhà máy C : CC = 1500 (mg/l) Nhà máy B C chưa qua xử lí vượt tiêu chuẩn cho phép xả vào mạng lưới thoát nước thành phố nên nhà máy cần xử lí sơ Sau xử lí sơ nước thải nhà... độ cần thiết xử lý nước thải thường xác định theo : SVTH: TRƯƠNG NGỌC BIẾT DƯƠNG THANH NGHĨA 10 ĐỒ ÁN: XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: KIỀU THỊ HÒA - Hàm lượng SS phục vụ cho tính toán công nghệ xử lý học

LỜI MỞ ĐẦU Khoảng 3/4 bề mặt Trái Đất được che phủ bởi nước.

Lich sử phát triển nền văn minh nhân loại cũng chứng minh sự gắn bó chặt chẽ giữa nước và nhân loại một số thành phố và nền văn minh đã bị biến mất vì thiếu nguồn nước do những thay đổi của khí hậu.

Ngoài ra con người còn sử dụng nguồn nước ngầm và nước bề mặt cho nhu cầu sinh hoạt và phát triển Và phần lớn lượng nước sau khi sử dụng trở thành nước thải là nguồn gây ô nhiễm môi trường Chính vì vậy, nước thải được tập trung lại để xử lý rồi thải trả lại vào nguồn nước, vì vậy nguồn nước coi như không bị mất đi.

Theo đó, bên cạnh giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn thì việc nghiên cứu, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải đóng vai trò đặc biệt quan trọng.

Cũng chính vì vậy, xuất phát từ quan điểm trên, vấn đề đào tạo cán bộ có chuyên môn trong lĩnh vực Cấp Thoát Nước đang là yêu cầu cấp bách Vì vậy, nhiều trường Đại học, Cao đẳng trong cả nước đã và đang đưa thêm những ngành học mới nhằm đào tạo đội ngủ cán bộ đáp ứng nhu cầu thực tiễn.

Trường Cao đẳng công nghệ_Đại học Đà Nẵng Đối với ngành Công Nghệ Môi Trường “Công nghệ xử lý nước thải” là một trong những môn học chính được đưa vào giảng dạỵ múc đích để sinh viên nắm rỏ có vấn đề về nước thải hiện nay.

Từ những kiến thức đã học về nước thải chúng sinh viên mới xây dựng nên môn đồ án môi trường về xử lý nước thải, dưới sự hướng dẫn của cô và có tham khảo một số tài liệu về xử lý nước thải.

I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ:

Thiết kế sơ bộ trạm xử lý nước thải cho một thành phố và thiết kế kỹ thuật một công trình của trạm

II CÁC TÀI LIỆU THIẾT KẾ:

1 Bản đồ địa hình khu vực trạm xử lý

2 Điều kiện khí hậu của thành phố:

- Hướng gió chủ đạo trong năm: Bắc

- Nhiệt độ trung bình của nước thải vào mùa hè : 220C

3 Số liệu về nước thải của thành phố:

 Nước thải sinh hoạt:

- Dân số thành phố: N = 250000 người

- Tiêu chuẩn cấp: qc = 180 l/ng.ngđ

1 Nước thải sản xuất và dịch vụ:

Thời gian hoạt động (giờ/ngđ)

Lưu lượng Thông số

SS (mg/l) BOD5

(mg/l)

COD (mg/

l)

Số giường (giường) Nhà máy

B

Nhà máy

C

III XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN.

1 Xác định lưu lượng tính toán của nước thải.

1.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt

 Tiêu chuẩn thoát nước trung bình lấy bằng 80% tiêu chuẩn cấp:

qtb = 0,8.qc = 0,8.180 = 144 ( l/ngđ)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình ngày đêm tính theo công thức :

Q tb−ngd sh = 1000q tb N =144 2500001000 = 36000 ( m3/ngđ)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình giờ tính theo công thức :

q tb−h sh =

q tb N

1000.24 =

144 250000

1000 24 = 1500 ( m3/h)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình giây tính theo công thức :

q tb−s sh =

q tb−h sh

3600.1000 =

1500

3600.1000 = 416,6 ( l/s) Tra bảng 3-1 ( TCXDVN51-2008 ) với q tb−s sh = 416,6(l/s) tương ứng Ksh = 1,52

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất ngày đêm:

Q max−ngd sh = Q tb−ngd sh K

sh = 36000 x 1,52 = 54720 ( m3/ngđ)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất giờ :

q max−h sh = q tb−h sh Ksh = 1500 x 1,52 = 2280 ( m3/h)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất giây :

q max−s sh = q tb−s sh Ksh = 416,6 x 1,52 = 633,233 (l/s)

1.2 Lưu lượng nước thải của bệnh viện

Bệnh viện có 600 giường bệnh

 Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm của bệnh viện là:

Q tb−ngđ bn =n.q

tb=600.0,25= 150 m3/ngđ Với n : số giường bệnh

Qtb: tiêu chuẩn thải nước trung bình 250 l/giường.ngđ =0,25 m3/giường.ngđ

 Lưu lượng nước thải trung bình giờ của bệnh viện là:

q tb−h bv =

Q tb−ngd bv

150

24 = 6,25 (m3/h)

 Lưu lượng nước thải trung bình giây của bệnh viện là:

q tb−s

bv

=

q tb−h bv

3,6 =

6,25 3,6 = 1,736 ( l/s)

1.3 Lưu lượng nước thải của công ty B

 Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm của công ty B là:

Qtb−ngd ctyB = 2000 ( m3/ngđ)

 Lưu lượng nước thải trung bình giờ của công ty B là:

qtb−h cty B = Q

ctyB tb−ngd

12

= 200012 = 166,6 ( m3/h)

 Lưu lượng nước thải trung bình giây của công ty B là:

qtb−s ctyB = q

cty B tb−h

3,6 = 166,63,6 = 46,29 ( l/s)

1.4 Lưu lượng nước thải của công ty C

 Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm của công ty C:

Qtb−ngd ctyC = 5000 ( m3/ngđ)

 Lưu lượng nước thải trung bình giờ của nhà máy công ty C:

qtb−h ctyC =Q

ctyC tb−ngd

24 = 500024 = 208.3( m3/h)

 Lưu lượng nước thải trung bình giây của công ty C là:

qtb−s ctyC = q

ctyC tb−h

3.6 = 208.33,6 = 57,87 ( l/s)

Lưu lượng tổng cộng nước thải.

Lưu lượng tổng cộng của nước thải bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải từ

nhà máy B, nước thải từ nhà máy C và bệnh viện Sự phân bố lưu lượng thải theo giờ được ghi ở bảng dưới đây:

Giờ

Nước thải sinh hoạt

Nước thải nhà máy B m3

Nước thải nhà máy C (m3)

Nước thải bệnh viện m3

Lưu lượng tổng cộng

%Qng

d

Lưu lượng (m3)

8_9 6.36 2289.6 166,6 208.3 6,25 2670.75 6.21 9_10 6.36 2289.6 166,6 208.3 6,25 2670.75 6.21 10_11 6.36 2289.6 166,6 208.3 6,25 2670.75 6.21

13_14 5.56 2021.6 166,6 208.3 6,25 2402.75 5.59

16-17 5.68 2044.8 166,6 208.3 6,25 2425.95 5.64 17-18 5.66 2037.6 166,6 208.3 6,25 2418.75 5.62

TC

99.5

35998

1999, 2

4999,

 Lưu lượng tổng cộng trung bình ngày đêm

 Lưu lượng tổng cộng trung bình giờ :

q tb−h tc =

Q tb−ngd tc

43150

24 = 1797,92 (m3/h)

 Lưu lượng tổng cộng trung bình giây :

q tb−s tc =

q tb−h tc

1797,92 3,6 = 499,42 (l/s)

● Ta có K ch= 1,500145 > 1,5 Nên có bể điều hòa

 Lưu lượng tổng cộng lớn nhất ngày đêm

Q max−ngd tc = ΣQQ i = Q max−ngd sh + Q tb−ngd bv + Q tb−ngd ctB + Q tb−ngd ctC

= 54720 + 150 + 2000 + 5000 = 61870 ( m3/ngđ)

 Lưu lượng tổng cộng lớn nhất giờ :

q max−h tc =

q max−ngd tc

24 = 2577,92 (m3/h)

 Lưu lượng tổng cộng lớn nhất giây :

q max−s tc =

q max−h tc

2577,92 3,6 = 716,08 (l/s)

 Lưu lượng tổng cộng nhỏ nhất giờ:

q min−h tc = 786,95 ( m3/h)

 Lưu lượng tổng cộng nhỏ nhất giây:

q min−s tc =

q min−h tc

786,95 3,6 = 218,6 (l/s)

2 Xác định nồng độ chất bẩn nước thải theo chất lơ lửng (SS) và theo BOD

2.1 Xác định nồng độ chất bẩn theo chất lơ lửng SS:

2.1.1 Trong nước thải sinh hoạt:

- Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt là:

Csh =

n ll.1000

q tb =

60 1000

144 = 416,6 (mg/l) Trong đó : +nll : lượng chất lơ lửng tiêu chuẩn tính cho 1 người (bảng 7-4 TCXDVN 51-2008), nll = 60 g/ng.ngđ

+qtb: tiêu chuẩn thoát nước trung bình, qtb = 144 (l/ng.ngđ)

2.1.2 Trong nước thải công nghiệp:

* Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải nhà máy B : CB = 10000 (mg/l)

* Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải nhà máy C : CC = 1500 (mg/l)

Nhà máy B và C khi chưa qua xử lí vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào mạng lưới thoát nước thành phố nên các nhà máy cần xử lí sơ bộ Sau khi được xử lí sơ

bộ nước thải của nhà máy đạt tiêu chuẩn xả thải đối với nước thải công nghiệp vào mạng lưới thoát nước thành phố là:

C cn= 200 mg/l

2.1.3 Trong nước thải bệnh viện:

- Nước thải bệnh viện bao gồm 2 thành phần là nước thải từ các giường bệnh và nước thải do quá trình sinh hoạt của các công nhân viên Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải bệnh viện:

C bv=

n ll N bv

Q bv =

60.1000.1200

nll: lượng chất lơ lửng tiêu chuẩn tính cho 1 người (bảng 7-4 TCVDVN 51:2008),

nll = 60 g/ng.ngđ :

Qbv: Lưu lượng thải của bệnh vịên, Qbv = 250 (m3/ng.đ)

Nbv: số người trong bệnh viện kể cả bệnh nhân và nhân viên (với hệ số phục vụ là 1:1)

Nbv = 600 + 600 = 1200 người

2.1.4 Nồng độ chất lơ lửng tổng cộng :

Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải của mạng lưới thoát nước là:

C tc=

ΣQQ i .C i

Q tb ngd sh .C sh+Qbv.Cbv + QB .C B+Q C .C C

Q tb ngd sh +Q bv+Q B+Q C

=

36000 416 , 6+150 288+2000 200+5000 200

2.2 Xác định hàm lượng BOD trong nước thải

2.2.1.Trong nước thải sinh hoạt

Trong nước thải sinh hoạt của thành phố thì có 100% số dân dùng bể tự hoại để xử

lý nước thải trước khi đưa ra cống chung của thành phố Khi nước thải qua bể tự hoại thì lượng chất hữu cơ tính cho 1 người là nBOD = 30 g/ng.ngàyđ Khi nước thải không qua bể tự hoại mà chảy trực tiếp vào môi trường tự nhiên thì lượng chất hữu

cơ tính cho 1 người là nNOS = 65 g/ng.ngàyđ

- Như vậy hàm lượng chất hữu cơ trung bình mà 1 người dân thải ra trong 1 ngày đêm là: nBOD = 30+65 = 95 g/ng.ngàyđ

Nồng độ chất hữu cơ BODtrong nước thải sinh hoạt là:

Lsh

=n NOS.1000

q tb =

65 1000

160 = 406,25 (mg/l)

qtb = 160 l/ng.ngđ : tiêu chuẩn thoát nước trung bình

2.2.2.Trong nước thải công nghiệp:

* Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải nhà máy B:

BOD 5 B=18000 (mg/l )

* Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải nhà máy C:

BOD 5C = 1700 (mg/l)

- Hàm lượng BOD5 trong nước thải của 2 nhà máy B và C ban đầu chưa qua quá trình xử lí sơ bộ lớn hơn tiêu chuẩn thải cho phép vào mạng lưới thoát thành phố Sau quá trình xử lí sơ bộ, ta có hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải 2 nhà máy

là bằng nhau và có giá trị : L BOD 5

cn

= 100 mg/l

2.2.3.Trong nước thải bệnh viện:

Nước thải bệnh viện bao gồm 2 thành phần là nước thải từ các giường bệnh và nước thải do quá trình sinh hoạt của các công nhân viên Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải bệnh viện:

L bv=

n NO S N bv

Q bv =

65.1200

250 = 312 (mg/l/)

nNOS: lượng chất hữu cơ tiêu chuẩn tính cho 1 người (bảng 7-4 TCXDVN 51:2008),

nNOS = 65 g/ng.ngđ

Nbv: số người trong bệnh viện kể cả bệnh nhân và nhân viên (với hệ số phục vụ là 1:1)

Nbv = 1200 người

Qbv: Lưu lượng thải của bệnh vịên, Qbv = 250(m3/ng.đ)

- Bệnh viện khi chưa qua xử lí vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào mạng lưới thoát nước chung nên cần xử lí sơ bộ Sau khi được xử lí sơ bộ nước thải của bệnh viện đạt tiêu chuẩn xả thải đối với nước thải bệnh viện vào mạng lưới thoát nước chung là: Lbv =100 mg/l

2.2.4 Nồng độ chất hữu cơ trong hỗn hợp nước thải :

Nước thải trong hệ thống thoát nước bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải nhà máy B , C và nước thải bệnh viện Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải của mạng lưới thoát nước là:

Lhh =

Q tb ngd sh L sh+Q B L cn+Q C .L cn+Q bv .L bv

Q tb ngd sh +Q B+Q C+Q bv

=

36000 406 ,25+2000.100+5000 100+150 100

36000+2000+5000+150

= 355,5 (mg/l)

2.3 Xác định dân số tính toán:

2.3.1 Dân số tính toán tính theo hàm lượng chất lơ lửng:

- Dân số tương đương tính theo chất lơ lửng:

N td

ll

=C cn Q cn

n ll =

200 (2000+5000+150 )

Ccn =200 mg/l : hàm lượng chất lơ lửng của nước thải công nghiệp khi thải vào mạng lưới thoát nước của thành phố

Qcn = ( 2000+5000+150 ) m3/ngđ : tổng lưu lượng của 2 nhà máy B và nhà máy C

và bệnh viện

nll = 60 g/ng.ngđ : lượng chất lơ lửng tiêu chuẩn thải tính cho 1 người

- Dân số tính toán tính theo chất lơ lửng :

N ll=N td ll+N =23833,3 + 250000 = 273833,3 (người )

2.3.2 Dân số tính toán tính theo hàm lượng BOD:

- Dân số tương đương tính theo BOD5:

N td

BOD

=L cn Q cn

n NO S =

100 (2000+5000+150 )

L= 100 mg/l : lượng BOD của nước thải nhà máy B,nhà máy C và bệnh viện khi thải vào mạng lưới thoát nước của thành phố

Qcn = ( 2000+5000+150 ) m3/ngđ : tổng lưu lượng của 3 nhà máy B và nhà máy C

và bệnh viện

nNOS = 65 g/ng.ngđ : lượng BODht tiêu chuẩn thải tính cho 1 người

- Dân số tính toán tính theo BODht :

N NO S=N td BOD 5

+N = 11000 + 250000 = 261000 (người)

2.4 Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải:

* Để lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý nước thải thích hợp đảm bảo hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào hệ thống GTT loại B –QC 40-2011 với các yêu cầu cơ bản

- Hàm lượng chất lơ lửng SS ≤ 100 mg/l

- Nhu cầu oxy sinh học BOD5 ≤ 50 mg/l

* Mức độ cần thiết xử lý nước thải thường được xác định theo :

- Hàm lượng SS phục vụ cho tính toán công nghệ xử lý cơ học

- Hàm lượng BOD5 phục vụ cho tính toán công trình và công nghệ xử lý sinh học

 Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng được tính theo công thức:

Ess =

C ss v−C ss tn

C ss v 100 % =

381−50

381 .100 % = 86,87 (%) Trong đó: C ss v - hàm lượng chất lơ lửng của hỗn hợp nước thải

C tn ss - hàm lượng chất lơ lửng của nguồn tiếp nhận

 Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5:

EBOD =

L BOD v −L tn BOD

L BOD v 100 % =

355,5−50 355,5 .100 % = 85,93 (%) Trong đó: L BOD v - hàm lượng BOD5 của hỗn hợp nước thải

L BOD tn - hàm lượng BOD5 của nguồn tiếp nhận

2.5 Lựa chọn công nghệ của trạm xử lý.

Để lựa chọn cho trạm xử lý một sơ đồ công nghệ với các biện pháp xử lý nước thải qua các giai đoạn có hiệu quả, ta căn cứ vào các đặc điểm như sau :

Dựa vào:

+ Công suất của trạm xử lý

+ Thành phần và đặc tính của nước thải

+ Mức độ cần làm sạch cần thiết của nước thải khi thải ra nguồn tiếp nhận + Tiêu chuẩn xả thải vào nguồn

+ Các điều kiện về mặt bằng, địa hình của nơi đặt trạm xử lý

+ Các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật khác

-Các thông số cần thiết:

Hiệu suất xử lý theo hàm lượng lơ lửng là 86,87 %

Hiệu suất xử lý theo hàm lượng BOD là 85,93 %

Công suất trạm: Q = 35950 m3/ngđ

Chọn công nghệ xử lý như sau:

Xử lý cơ học:

 Xử lý cơ học:

- Ngăn tiếp nhận

- Song chắn rác + thùng chứa rác

- Bể lắng cát + sân phơi cát

- Thiết bị đo lưu lượng

- Bể lắng ly tâm đợt I

- Bể earotank

- Bể lắng ly tâm đợt II

- Bể tiếp xúc

- Bể mêtan

- Làm ráo nước ở sân phơi bùn

2.5.1 SƠ ĐỒ XỬ LÝ

Nước thải đầu vào

1 Rác Nơi thu gom

Cát Nơi vận chuyển

C Cặn tươi

Cấp khí

Bùn dư

Sông

Nơi vận chuyển

Ngăn tiếp nhận

Nước đầu vào

Thùng chứa rác Song chắn rác

Bể lắng cát Sân phơi cát

Bể lắng li tâm I

Bể aerotank

Bể nén bùn

Bể tiếp xúc

Sân phơi bùn

2.5.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ theo Phương án

Nước thải được bơm từ ngăn tiếp nhận, theo mương dẫn tự chảy qua các công trình tiếp theo: song chắn rác, bể lắng cát Tại đây rác và cát được loại bỏ Từ bể lắng cát, nước thải được

đưa sang bể lắng li tâm đợt I để loại bỏ bớt các chất lơ lửng có trong nước Nước thải sau khi đưa qua bể lắng đợt I được dẫn vào bể trộn chất dinh dưỡng để bổ sung thêm thành phần nitơ, phốt pho trong nước thải, tạo môi trường sống thích hợp cho

vi sinh vật trong bể Aeroten Sau khi bổ sung dinh dưỡng, nước thải được dẫn vào

bể Aeroten có ngăn tái sinh bùn để thực hiện quá trình xử lý sinh học Tại đây diễn

ra quá trình oxi hoá các chất hữu cơ bởi các vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí tạo thành bông bùn hoạt tính Sau đó nước thải và bùn hoạt tính được chuyển vào bể lắng ngang đợt II Tại đây, bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy, nước trong sau lắng được dẫn sang bể tiếp xúc và khử trùng bằng Clo Nước thải sau khi khử trùng được thải ra ngoài theo mương thoát nước mưa dẫn ra sông

Bùn lắng ở bể lắng II phần dư còn lại sẽ được dẫn vào bể nén bùn cùng với cặn tươi ở bể lắng I Bùn sau khi nén sẽ được bơm vào bể mêtan để phân huỷ và ổn định trong điều kiện yếm khí Sau thời gian ổn định, bùn được bơm sang sân phơi bùn làm ráo nước để giảm dung tích trước khi vận chuyển đi nơi khác

2.6 Bể lắng đợt I

Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lí trước đó Ở đây, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ

lắng xuống đáy, các chất có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước và sẽ được thiết

bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợi I cần đạt ≤150 mg/l

Thể tích tổng cộng của bể lắng đợt I :