THIẾT kế TRẠM xử lý nước THẢI

Xác định mức độ cần thiết làm sạch nớc thải Để lựa chọn phơng án xử lý thích hợp và đảm bảo nớc thải khi xả ra nguồn đạt các yêu cầu vệ sinh ta cần tiến hành xác định mức độ cần thiết l

THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Đề 25

1 Các tài liệu:

a Nước thải sinh hoạt:

TC thải nước qtc = 135 (l/người.ngđ) Dân số N = 350000 người

b Nước thải sản xuất:

Tên chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Tên chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

c Nhiệt độ trung bình của hỗn hợp nước thải: 15 o C

d Đặc điểm nguồn tiếp nhậ nước thải:

1.1 Lưu lượng nước thải

a Lưu lượng nước thải sinh hoạt:

Q

1.2.Nồng độ bẩn của nước thải sản xuất:

Hàm lượng chất lơ lửng (mg/l) 240

- Nhiệt độ trung bỡnh của hỗn hợp nước thải sinh hoạt và sản xuất là: 15 oC

1.3 Xác định nồng độ chất bẩn của nớc thải

CN CN sh sh HH

Q Q

Q C Q C C

+

ì+

+ CCN : Hàm lợng chất lơ lửng trong nớc thải công nghiệp, CCN = 240 (mg/l)

+ Csh: Hàm lợng chất lơ lửng trong nớc thải sinh hoạt, Csh = 444.44 (mg/l)

+ QCN : Tổng lu lợng nớc thải công nghiệp, QCN = 8500 (m3/ngđ)

+ Qsh : tổng lu lợng nớc thải sinh hoạt, Qsh = 47250 (m3/ngđ)

b Hàm lợng BOD của nớc thải

* Hàm lợng BODcủa nớc thải sinh hoạt đợc tính:

+ q0 : tiêu chuẩn thải nớc tính theo đầu ngời, q0 = 135 (l/ngời.ngđ)

Vậy:

- Hàm lợng BOD của nớc thải công nghiệp: LCN = 250 (mg/l)

- Hàm lợng BOD trong hỗn hợp nớc thải đợc tính:

CN sh

CN CN sh sh

HH

Q Q

Q L Q

L

L

+

ì+

- Dõn số tớnh toỏn theo chất lơ lửng:

NTT =N + Ntđ= 350000 + 35416 = 385416 (người)

- Dõn số tớnh toỏn theo BOD5 :

NTT =N + Ntđ= 350000 + 60714 = 410714(người)

3 Xác định mức độ cần thiết làm sạch nớc thải

Để lựa chọn phơng án xử lý thích hợp và đảm bảo nớc thải khi xả ra

nguồn đạt các yêu cầu vệ sinh ta cần tiến hành xác định mức độ cần thiết làm sạch.

Nớc thải sau khi xử lý đợc xả vào sông Xét khả năng tự làm sạch của sông:

3.1 Mức độ xáo trộn và pha loãng

Để tính toán lu lợng nớc tham gia vào quá trình pha loãng ta xác định hệ

L: Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán theo lạch sông ( theo chiều chảy)

a =

3

3

0,399 6300 0,399 6300

1

0.966 35.6

1 0.64528

e e

−

−

* Số lần pha loãng nớc thải với nớc trong kênh đợc tính:

n = a Q q

q

ì + =0,966 35.6 0.64528

54.29 0.64528

3.2 Xác định mức độ cần thiết làm sách của nớc thải

a Mức độ cần thiết làm sạch theo chất lơ lửng:

Hàm lợng chất lơ lửng cho phép của nớc thải khi xả vào nguồn đợc tính:

b Mức độ cần thiết làm sạch theo BOD của hỗn hợp nớc thải và nớc nguồn

- Theo Bảng A.1 PLA TCXDVN 7957-2008 thì nớc thải sau khi hoà trộn với nớc sông, BOD của sông không đợc vợt quá 4 mg/l ⇒L cp =4mg/l

- BODcủa nớc thải cần đạt sau khi xử lý (LT) đợc tính theo:

ng t k

L

L q

Q a

Trong đó:

+ LT : BOD của nớc thải cho phép xả vào nguồn, mg/l

+ Lcp: BOD tới hạn (BOD cho phép) sau khi chộn vào nguồn, Lcp = 4 mg/l

+ Lng: BOD5 = 0.68BOD20 = 0.68x8= 5.44 trong nớc nguồn tại điểm trớc khi xả nớc thải, Lng = 5.44 mg/l

+a: Hệ số sáo trộn, γ = 0,957

+ Q: lu lợng nớc thải nhỏ nhất Q = 35.6 m3/s.

+ q: Lu lợng trung bình giây của nớc thải, q = 0.64528(m3/s).

+ k1, k2 : Hằng số tốc độ tiêu thụ ôxy của nớc thải và nớc nguồn ở 200C thì k1(200C) = 0,1 ngày-1 Với k1(150C) thì

Do vậy : phải xử lý triệt để

tuy nhiên theo QCVN 24:2009/BTNMT khi xả vào nguồn loại A BOD giới hạn là 20 ( mg/l) do đó hiệu quả cần thiết phải xử lý là :

Mức độ cần thiết làm sạch theo BOD đợc tính theo công thức:

E0 =

HH

T HH

6)6.4,0(

4,0

xq

Q a

+ q: Lu lợng trung bình giây của nớc thải, q = 0.64528(m3/s).

* Xỏc định nồng độ BOD5 trong nước thải xả ra nguồn để duy trỡ nồng

độ ụxy hoà tan yờu cầu tại điểm tớnh toỏn khụng kể đến sự khuyếch tỏn bề mặt :

Lb

yc k k

ng yc

O q

4.2 Chọn dây chuyền xử lý

Sơ đồ và các công trình xử lý thành phần trong trạm xử lý nớc thải phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+ Mức độ cần thiết làm sạch nớc thải

+ Lu lợng nớc thải cần xử lý

+ Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn

+ Các yếu tố địa phơng

+ Các tính toán kinh tế kỹ thuật của khu vực

Ta chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ nh sau:

Bựn tuần hoàn

Bể Mờ tanTrạm cấp khớ

Bựn hoạt tớnh dư

Bể nộn bựn

4 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.3.1 Song chắn rác

- Song chắn rác có nhiệm vụ giữ lại các tạp chất phân tán thô như: túi nilon, vỏ cây…nhằm đảm bảo cho các thiết bị công trình tiếp theo hoạt động ổn định Với Qtt

= 55750 (m 3 /ngđ ) ta sử dụng song chắn rác có bộ phận vớt rác cơ giới Rác được

vớt và đưa đến máy nghiền rác

- Song chắn rác đặt nghiêng theo chiều dòng chảy góc 60˚ Chọn khe hở giữa các thanh đan là 16 mm, sử dụng loại song bằng thép không rỉ

Hình 4.2 Song chắn rác Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán ở mương dẫn ứngvới vận tốc max h = hmax = 0,77 (m)

- Số khe hở ở song chắn rác được tính:

+ v - tốc độ nước chảy qua song chắn rác (0,8 ÷ 1 m/s) (theo mục 7.2.11 TCVN 7957-2008), chọn v = 0,9 (m/s)

+ b - khoảng cách giữa các khe hở của song chắn theo TCVN

Với qmin = 445.24 ( l/s ) = 0,445 ( m3 /s ), hmin = 0,3 (m).

k = 3,36×Vs - 1,32 , ở đây ta lấy sơ bộ k = 3 (TCVN 7957-2008)

ξ - hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn, phụ thuộc vào loại song chắn (hìnhdáng, tiết diện, cách đặt song chắn)

ξ = β

Với: β = 2,42 - Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn,

β = 2,42 với tiết diện chữ nhật

α = 600 - góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang

ξ = 2,42Tổn thất qua song chắn rác:

(m) = 1,2 (cm)

- Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác:

HXD = hmax + hs + hbv = 0,77 + 0,12 + 0,5 = 1,39 (m) Lấy HXD = 1,39 (m)

Với hbv = 0,5 - Chiều cao bảo vệ

- Chiều dài của song chắn rác

hP - Chiều cao lớp nước trong máng đặt SCR,hP = hS =

- L5 chiều dài phần máng hình chữ nhật phía sau SCR, lấy bằng

1,0 (m).

Nên : LP = 1,47 + 0,64 + 1 = 3,11 (m) Vậy chiều dài mương chắn rác là:

LXD = L1 + Lp + L2 = 1,1 + 3,11 + 0,55 = 4,76 (m).

- Lượng rác lấy ra từ song chắn được tính:

Trong đó: - a - Lượng rác tính theo đầu người trong 1 năm, với b = 0,02 (m) có a =

- Kh = 2 : Hệ số không điều hoà giờ (theo mục 7.2.12 TCVN 7957-2008)

- Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 40 m3/1T rác

7957-Mương dẫn nước thải vào bể có tiết diện hình chữ nhật

Kết quả tính toán thuỷ lực mương dẫn nước vào bể lấy theo bảng 4.3 ở trên

ω =

qsmax - Lưu lượng tính toán lớn nhất của nước thải; qsmax = 0,984 m 3 /s.

v - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với lưu lượng lớn nhất; v = 0,3 m/s.

n - Số ngăn làm việc của bể lắng cát, n = 2

s max s

- Thời gian nước lưu lại trong bể ứng với qmax:

bể

- Thể tích phần cặn lắng của bể:

(m3)

Trong đó:

• P: Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong một ngày đêm

giữ lại trong bể, hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn lấy P = 0,02 (l/ng-ngđ)

(Theo 8.3.5 TCVN 7957-2006)

• Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng; Ntt = 385416 (người)

• T: Chu kỳ thải cát, để tránh thối cặn gây mùi khó chịu ta chọn chu kỳT= 2 ngày

+ hbv - Chiều cao bảo vệ; hbv = 0,3 (m)

Để đưa cát ra khỏi bể, dùng thiết bị cào cát cơ giới về hố tập chung và dùngmáy bơm hút cát đưa về sân phơi cát

4.3.3 Sân phơi cát

Hình 4.4 :Sân phơi cát

Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp nước cát Sân phơi cátđược xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao Nước thu từ sânphơi cát được dẫn trở về hố thu bơm lên trước bể lắng cát

- Diện tích sân phơi cát được tính theo công thức:

1 2

Trong đó: k : Hệ số không điều hoà tháng của sự tăng bùn hoạt tính, k=1,3.

Lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất dẫn vào bể nén bùn được tính theo công thức sau:

(m 3 /h).

+ C : Nồng độ bùn hoạt tính dư, với độ ẩm 96% thì C = 6000 (g/m 3 )

+ qmax : Lưu lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất, qmax = 85.17 (m3 /h) = 13.3 (l/s)

+ V1 : Tốc độ chuyển động của bùn từ dưới lên trên, V1 = 0,1 (mm/s)(theo bảng 50 TCVN 7957-2008)

Do đó: 1

13.3 1000

133 0.1 1000

Diện tích ống trung tâm:

f D

 h3 : Khoảng cách từ đáy ống loe đến tâm chắn, lấy h3 = 0,5 (m)

 hth : Chiều cao lớp trung hoà, hth = 0,3 (m)

Do đó: hb = 3,3 − 0,5 − 0,3 = 2,5 (m)

Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn:

H = h1 + h2 + hbv = 3,6 + 3,3 + 0,4 = 7,3 (m)

4 3.5 Bể tiếp xúc ly tâm

Nớc thải sau khi lắng ở bể lắng đợt hai sẽ đợc dẵn sang bể tiếp xúc ly tâm để khử trùng trớc khi đợc xả ra nguồn tiếp nhận Cấu tạo của bể tiếp xúc ly tâm giống nh bể lắng ly tâm nhng không có thiết bị gạt cặn giống bể lắng ly tâm.

20030

h tb

W =Q ì =t ì ≈ 1000 (m3).

- Diện tích của bể tiếp xúc trên mặt bằng

1 1 1

1000

285.73,5

W F H

= = = (m2).

Trong đó:

H1: chiều cao công tác của bể H1= 3,5 (m).

Chiều cao toàn phần của bể là : H = H1+Hbv=3,5+0,4 = 3,9 m

- Đờng kính của bể tiếp xúc:

19.073,14

F D

π

ì

- Độ ẩm của cặn ở bể tiếp xúc 96%, cặn từ bể tiếp xúc đợc dẫn về trạm ép bùn.

- Thể tích cặn ở bể tiếp xúc trong 1 ngày đợc xác định:

k

Trong đó:

96% - Độ ẩm của cặn trong bể tiếp xúc.

1,005 - Tỷ trọng của cặn trong bể tiếp xúc.

- Chiều dày lớp cặn trong bể:

hc =

n D

T W