Đồ án nước thải sinh hoạt

ĐỒ ÁN NƯỚC THẢI CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU Tổng quan về nguồn nước 1. Giới thiệu về nguồn nước Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con người. Nước trong tự nhiên bao gồm toàn bộ các đại dương, biển vịnh sông hồ, ao suối, nước ngầm, hơi nước ẩm trong đất và khí quyển. Trên Trái Đất nước ngọt chiểm một tỷ lệ rất nhỏ so với nước mặn. Nước ngọt cần cho mọi sự sống và phát triển, nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào các phản ứng sinh hóa và tạo nên các tế bào mới. Vì vậy có thể nói rằng ở đâu có nước ở đó có sự sống. Nước được dùng cho đời sống , sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ. Sau khi sử dụng nước trở thành nước thải, bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau. Ngày nay cùng với sự bùng nổ dân số và tốc độ phát triển cao của công, nông nghiệp… đã để lại nhiểu hậu quả phức tạp, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường nước. Vấn đề này đang được nhiều sự quan tâm của mọ người, mọi quốc gia trên thế giới. 2. Giới thiệu về nguồn nước thải Định nghĩa: Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt như tắm giặt, vệ sinh cá nhân…được thải ra từ các khu dân cư, trường học, bệnh viện, cơ quan…Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có. Đặc điểm: Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng cao các chất hữu cơ không bền sinh học ( như cabohydrat, protein, mỡ), chất dinh dưỡng ( photpho, nito), vi trùng, chất rắn, màu và mùi. Nguồn gốc phát sinh nước thải. Nước thải sinh hoạt là nước đã được dùng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịch vụ,... Nước thải từ nhà bếp, nhà tắm, nhà vệ sinh, chuống trại có chứa phân, nước tiểu, thực phẩm thừa, chất thải chăn nuôi gọi là nước đen. 3. Thành phần tính chất của nguồn thải. Thành phần nước thải sinh hoạt Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như protein (40 – 50%); hydrat cacbon (40 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo, và các chất béo (5 10%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao động trong khỏang 150 – 450%mgl. Tính chất của nước thải Các chất lơ lửng là chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước thải. Căn cứ vào chỉ tiêu này để tính toán hệ thống xử lý. Các chất lắng: chiếm một phần chất lơ lửng, đây là những hạt có kích thước lớn hơn 104 mm, có khả năng lắng xuống bể lắng sau 2 giờ nên dễ dàng tách ra khỏi nước thải. Các chất không lắng: đó là những hạt có kích thước rất nhỏ gần bằng kích thước hạt keo, không lắng trong thời gian qui định, khối lượng của các chất này tương đối lớn. Các chất tan: ngoài các muối hòa tan còn có các chất khác như NH3, Urê, các chất tẩy rửa hòa tan. BOD : nhu cầu oxy sinh học (Biological Oxygen Demand): là lượng oxy cần thiết (mg) cung cấp cho các vi sinh vật chuyển hóa sinh học các chất hữu cơ trong 1 lít nước thải thành CO2 và nước dưới điều kiện 20 0C trong 5 ngày hoặc 20 ngày tương ứng có ký hiệu BOD5 hoặc BOD20. Chỉ số BOD đặc trưng cho mức độ ô nhiễm của nước thải, BOD càng cao nước càng bị ô nhiễm. COD là lượng oxy hóa học(mg) Thông thường phương pháp xử lý sinh học được áp dụng để xử lý nước thải khi tỉ số BODCOD > 0.5 Nhiệt độ của nước thải tăng, tốc độ lắng của tạp chất tăng, đồng thời hoạt động sống của vi sinh vật phát triển mạnh. Màu của nước thải đục, có màu xám đục hoặc đen, mùi hôi thối. Màu và mùi của nước thải là kết quả của sự phân hủy các tạp chất vi sinh vật. 4. Tác động đến môi trường và sức khỏe con người. Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần tồn tại trong nước gây ra: BOD, COD: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxi của nguồn dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí sẽ hình thành sinh ra các sản phẩm CH4, H2S, NH3 … gây mùi hôi thối và giảm pH của môi trường. SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí. Vi trùng gây bệnh: gây các bệnh về đường nước như: ỉa chảy, kiết lị, thương hàn…gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và sinh vật. N, P: những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng.Nếu nồng độ quá cao thì sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng… 5. Tình hình ô nhiễm nước thải sinh hoạt ở Việt Nam Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm về nước thải sinh hoạt là vấn đề rất đáng lo ngại. Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tê thế giới (WHO) công bố cho thấy: mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 tử vong do điều kiện nước sạch và vệ sinh nghèo nàn thấp kém . Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta lien quan đến nguồn nước, người dân ở cả nông thôn lẫn thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước ngày một ô nhiễm trầm trọng. Hầu hết các sông hồ ở các thành phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, nơi có dân cư đông đúc và nhiều khu công nghiệp lớn này đều bị ô nhiễm. Phần lớn lượng nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000 m3 mỗi ngày, với khoảng 250 tấn rác được thải ra các sông ở khu vực Hà Nội) và công nghiệp (khoảng 260.000 m3 và chỉ có 10% được xử lý) đều không được xử lý mà đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông lớn tại vùng Châu thổ Sông Hồng và Sông Mê Kông. Ngoài ra nhiều nhà máy và cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay cả bệnh viện (khoảng 7000 m3 mỗi ngày và chỉ 30% được xử lý) cũng không được trang bị hệ thống xử lý nước thải.

ĐỒ ÁN NƯỚC THẢI

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

I Tổng quan về nguồn nước

1 Giới thiệu về nguồn nước

Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con người Nước trong tự nhiên bao gồm toàn bộ các đại dương, biển vịnh sông hồ, ao suối, nước ngầm, hơi nước

ẩm trong đất và khí quyển Trên Trái Đất nước ngọt chiểm một tỷ lệ rất nhỏ so với nước mặn Nước ngọt cần cho mọi sự sống và phát triển, nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất, tham gia vào các phản ứng sinh hóa và tạo nên các tế bào mới Vì vậy có thể nói rằng ở đâu có nước ở đó có sự sống

Nước được dùng cho đời sống , sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ Sau khi sử dụng nước trở thành nước thải, bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau Ngày nay cùng với sự bùng nổ dân số và tốc độ phát triển cao của công, nông nghiệp… đã để lại nhiểu hậu quả phức tạp, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường nước Vấn đề này đang được nhiều sự quan tâm của mọ người, mọi quốc gia trên thế giới

2 Giới thiệu về nguồn nước thải

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinhhoạt như tắm giặt, vệ sinh cá nhân…được thải ra từ các khu dân cư, trường học,bệnh viện, cơ quan…Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vàodân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước

Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cungcấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có

Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng cao các chất hữu cơkhông bền sinh học ( như cabohydrat, protein, mỡ), chất dinh dưỡng ( photpho,nito), vi trùng, chất rắn, màu và mùi

Nước thải sinh hoạt là nước đã được dùng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt,tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịchvụ, Nước thải từ nhà bếp, nhà tắm, nhà vệ sinh, chuống trại có chứa phân, nướctiểu, thực phẩm thừa, chất thải chăn nuôi gọi là nước đen.

3 Thành phần tính chất của nguồn thải.

Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài racòn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm Chấthữu cơ chứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như protein (40 –50%); hydrat cacbon (40 - 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo, và các chất béo(5 -10%) Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao động trong khỏang

150 – 450%mg/l

- Các chất lơ lửng là chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước thải Căn cứvào chỉ tiêu này để tính toán hệ thống xử lý

- Các chất lắng: chiếm một phần chất lơ lửng, đây là những hạt có kíchthước lớn hơn 10-4 mm, có khả năng lắng xuống bể lắng sau 2 giờ nên dễdàng tách ra khỏi nước thải

- Các chất không lắng: đó là những hạt có kích thước rất nhỏ gần bằng kíchthước hạt keo, không lắng trong thời gian qui định, khối lượng của các chấtnày tương đối lớn

- Các chất tan: ngoài các muối hòa tan còn có các chất khác như NH3, Urê,các chất tẩy rửa hòa tan

- BOD : nhu cầu oxy sinh học (Biological Oxygen Demand): là lượng oxycần thiết (mg) cung cấp cho các vi sinh vật chuyển hóa sinh học các chất

5 ngày hoặc 20 ngày tương ứng có ký hiệu BOD5 hoặc BOD20 Chỉ sốBOD đặc trưng cho mức độ ô nhiễm của nước thải, BOD càng cao nướccàng bị ô nhiễm

- COD là lượng oxy hóa học(mg)

- Thông thường phương pháp xử lý sinh học được áp dụng để xử lý nướcthải khi tỉ số BOD/COD > 0.5

- Nhiệt độ của nước thải tăng, tốc độ lắng của tạp chất tăng, đồng thời hoạtđộng sống của vi sinh vật phát triển mạnh

- Màu của nước thải đục, có màu xám đục hoặc đen, mùi hôi thối Màu vàmùi của nước thải là kết quả của sự phân hủy các tạp chất vi sinh vật.

4 Tác động đến môi trường và sức khỏe con người.

Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần tồn tại trong nước gây ra:

- BOD, COD: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxi của nguồn dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí sẽ hình thành sinh ra các sản phẩm

CH4, H2S, NH3 … gây mùi hôi thối và giảm pH của môi trường

- SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí

- Vi trùng gây bệnh: gây các bệnh về đường nước như: ỉa chảy, kiết lị, thương hàn…gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và sinh vật

- N, P: những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng.Nếu nồng độ quá cao thì sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng…

5 Tình hình ô nhiễm nước thải sinh hoạt ở Việt Nam

Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm về nước thải sinh hoạt là vấn đề rất đáng lo ngại

Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tê thế giới (WHO) công bố cho thấy: mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 tử vong do điều kiện nước sạch và vệ sinh nghèo nàn thấp kém Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta lien quan đến nguồn nước, người dân ở cả nông thôn lẫn thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước ngày một ô nhiễm trầm trọng

Hầu hết các sông hồ ở các thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, nơi có dân cư đông đúc và nhiều khu công nghiệp lớn này đều bị ô nhiễm Phần lớn lượng

được xử lý) đều không được xử lý mà đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông lớn tại vùng Châu thổ Sông Hồng và Sông Mê Kông Ngoài ra nhiều nhà

máy và cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay cả bệnh viện (khoảng 7000 m3mỗi ngày và chỉ 30% được xử lý) cũng không được trang bị hệ thống xử lý nước thải.

II CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1 Xử lý cơ học

+ Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn đưa chúng ra khỏi nước thải

+ Loại bỏ cặn bẩn ra khỏi nước thải

+ Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ở mức ổn định dễ xử lý

+ Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo

Các công trình xử lý cơ học xử lý nước thải thông dụng:

 Song chắn rác

Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nylon, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các công trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn

Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại:

– Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷ 100 mm

– Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷ 25 mm

Để có thể tăng cường quá trình lắng ta thể thêm vào chất đông tụ sinh học

Bể lắng được chia làm 3 loại:

– Bể lắng ngang

– Bể lắng đứng: mặt bằng hình tròn hoặc hình vuông Trong bể lắng hình tròn nước chuyển động theo phương bán kính (radian)

– Bể lắng ly tâm: mặt bằng là hình tròn Nước thải được dẫn vào bể theo chiều

từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập tring rồi dẫn ra ngoài

 Bể lọc

Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ…Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc Quá trình lọc chỉ áp dụng chocác công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng cần thu hồi một số thành phần quý hiếm có trong nước thải Các loại bể lọc được phân loại như sau:

- Tác nhân keo tụ là polime hữu cơ, đây là chất khá phổ biến, rẻ tiền, dễ sử dụng

và đặc biệt không gây ô nhiễm thứ cấp do nó dễ phân hủy trong thời gian ngắn Nhờ tác dụng tương hỗ giữa các tác nhân keo tụ và hạt rắn tạo thành tập hợp hạt

có kích thước và tỷ trọng lớn nên dễ dang tách loại nhờ quá trình lắng

- Phương pháp sinh học tương đối đơn giản, rẻ tiền, hiệu quả chuyển hóa BOD cao,

không gây ô nhiễm thứ cấp và có thể thu khí gas làm nhiên liệu đốt

- Xử lý sinh học hiếu khí: Là phương pháp dung xử lý nước thải khi trong nước có

hàm lượng BOD khoảng 500mg/l, dưới tác dụng của vi sinh vật hiếu khí Ưu điểm

của xử lý hiếu khí là tốc độ oxi hóa nhanh, thời gian lưu nước thấp, không gây mùi

như xử lý yếm khí Nhưng có nhược điểm là tốn năng lượng để sục khí và chỉ xử lý

được nước thải có hàm lượng hữu cơ thấp

CHƯƠNG II : ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TRẠM XỬ LÝ

NƯỚC THẢI

I Các số liệu tính toán

1 Dân số

Dân số của khu vực tính toán: 190600 người

Lưu lượng nước thải

Tiêu chuẩn thải nước theo đề bài: 170 l/ng.ngđ

Qngđ = N x q = 190600 x 170 = 32.402.000 l/ng.đ = 32402 m3/ngđ

Trng đó: N là số dân ( người )

q là tiêu chuẩn thải nước ( l/ng.ngđ )

khu vực dự án và lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không

điều hòa ngày của nước thải đô thị Kngđ=1,15 ( 1,15÷1,3), hệ số không điều

hòa chung giờ max là k0 max=1,53 , giờ min ko min =0,64

Chất hoạt động bề mặt

C chđbm = a chđbm x N

Q ngđ = 2 x 19060033000 = 12 (mg/l)

Trong đó : N : Số dân, N = 190600 (người)

- a Cl Tải lượng chất bẩn theo Clorua trong nước thải tính cho một người

- a chđbmlà hàm lượng chất hoạt động bề mặt có trong nước thải tính cho một

2 Xác định mức độ làm sạch cần thiết

 Tính chất nước thải đầu vào

Nước thải sau quá trình xử lý được xả vào nguồn tiếp nhận loại A, yêu cầu chất lượng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận phải đảm bảo

có các giá trị nồng độ chất ô nhiễm nhỏ hơn hoặc bằng các giá trị quy định tại cột A, QCVN 14 : 2008/BTNMT ứng với hệ số k = 1

Bảng 2.4 Tính chất nước thải sinh hoạt và công cộng đầu ra

học hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo Xử lý nước thải với mức độ làm sạch

II Đề xuất dây chuyền công nghệ

1 Phương án 1

Bùn hoạt tính

Nước thải

Máy nghiền rácSong chắn rác

Sân phơi bùn

Bể tiếp xúc

Sủ dụng cho các mụcđích khácThải ra nguồn

Thuyết minh phương án 1: Ở phương án này, nước thải từ hệ thống

thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải bơm đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp Nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn, còn nước thải đã được tách, loại rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát ngang Sau một thời gian, cát từ bể lắng cát ngang được đưa đến sân phơi cát Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I Tại đây, các chất thô không hòa tan trong nước thải như chất hữu cơ … được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể Mê tan, còn nước sau lắng được đưa đến bể

Aerotank Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank giúp tănghiệu quả xử lý, tuần hoàn lại một phần bùn hoạt tính lên trước bể, lượng bùn hoạt tính dư được đưa lên bể nén giảm thể tích, sau đó đưa đến bể

Sân phơi bùn

Bể tiếp xúc

Thuyết minh phương án 2: : Ở phương án này, nước thải từ hệ thống

thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải bơm đến

trạm xử lý bằng ống dẫn có áp Nước thải qua song chắn rác có đặt máy

nghiền rác, rác nghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn, còn nước thải đã

được tách, loại rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát ngang Sau một

thời gian, cát từ bể lắng cát ngang được đưa đến sân phơi cát Nước sau

khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I Tại đây, các chất

thô không hòa tan trong nước thải như chất hữu cơ … được giữ lại Cặn

lắng được đưa đến bể Mê tan, còn nước sau lắng được đưa đến bể lọc

sinh học cao tải (Biofin) Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể lọc

sinh học cao tải giúp tăng hiệu quả xử lý, tuần hoàn lại một phần bùn

hoạt tính lên trước bể, lượng bùn hoạt tính dư được đưa lên bể nén giảm

thể tích, sau đó đưa đến bể Mê tan

Nước sau bể lọc sinh học cao tải được đưa vào bể lắng ngang II Ở đây,

bùn hoạt tính sẽ được lắng lại

Qua bể lắng ngang II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã giảm,

đảm bảo yêu cầu xử lý, xong vẫn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn

gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn Toàn bộ hệ thống

thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau

các công đoạn đó, nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận.Toàn bộ lượng

bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mê tan được đưa ra

sân phơi bùn hoặc thiết bị làm khô bùn cặn Sau đó bùn cặn được sử

dụng cho mục đích nông nghiệp và các mục đích khác

Sủ dụng cho các mụcđích khácThải ra nguồn

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TRẠM

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

I Tính toán song chắn rác (SCR)

a) Xác định chiều cao xây dựng mương dẫn nước thải đến song chắn rác

Nước thải được dẫn đến từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo bằng

mương có tiết diện hình chữ nhật Dựa vào : Bảng tính toán thuỷ lực cống và

mương thoát nước - GS.TSKH Trần Hữu Uyển, ta có kết quả sau:

Bảng 3.2 - Kết quả tính toán thủy lực của mương Thông số

 Chiều cao xây dựng mương: H = 0,61 + 0,5 = 1,11 m Làm tròn : H=1,2m

b) Tính toán song chắn rác

Nước thải theo mương chảy đến song chắn rác Mỗi song chắn được chọn sẽ

có một mương dẫn riêng và lưu lượng tính toán sẽ chia đều cho số mương tươngứng

Dựa vào kết quả tính toán, ta chọn hai song chắn rác trong đó một song làmviệc và một song dự phòng

Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều sâu lớp nước trong mươngdẫn ứng với vận tốc max

h1 = hmax = 0,61(m)

- Số khe hở ở song chắn rác được tính:

0 1

h b v

Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn ứngvới lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng cặn tại đó Vận tốc này phải >0,4 m/s

Với qmin = 244,48 (l/s) = 0,24448 (m3/s), hmin = 0,32 m

V min = q min

B s h min = 1,732 0,320,24448 = 0,44 (m/s) Kết quả trên thoả mãn yêu cầu tránh lắng cặn

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

ị  = 1.79(0.0160.01 )4 /3×sin 600

= 0.83Tổn thất qua song chắn rác:

- Theo sách xử lí nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết qua song chắn rác hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD5 giảm 4%

+ Hàm lượng chất lơ lửng khi đi qua song chắn rác:

C SS ' = C SS – (C SS x 4%) = 202 – (202 x 4%) = 194 mg/l

+ Hàm lượng BOD khi đi qua song chắn rác:

C BOD ' = C BOD – (C BOD x 4 %¿ = 347 – (347x 4%) = 333 mg/l

c) Xác định kiểu SCR, số SCR, loại máy nghiền rác và lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác

- Lượng rác lấy ra từ song chắn được tính:

1000 365

N a

lý nước thải đô thị Trần Đức Hạ với có a = 8 (l/người.năm)

+ Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = 190600 (người)

( theo T.32 SGT Xử lý nước thải đô thị Trần Đức Hạ )

W r= 8.190600 365.1000 = 4.18 > 0,1 (m3/ngày)Vậy theo 7.2.9 TCXDVN 7957-2008 thì ta phải sử dụng SCR cơ giới

Và theo bảng 19 mục 7.2.9 TCXDVN 7957-2008 với khe hở SCR 16 mm chọn 2SCR làm việc và 2 SCR dự phòng

- Với khối lượng riêng của rác là 750 kg/m3 thì trọng lượng rác trong ngày sẽ là:

P = 750  4.18 = 3135 (kg/ngđ) = 3,135 (T/ngđ)

Lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm:

P1 = 24P × K h = 3.13524 ×2= 0,13(T/h)

+ Kh : hệ số không điều hòa giờ của rác đưa tới trạm bơm lấy sơ bộ Kh =

2 (theo 7.2.12 TCXDVN 7957-2008)

+ Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền sau đó dẫn vao bể Metan

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 8.3.3TCXDVN 7957-2008

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

Có kích thước giống như mương dẫn nước vào song chắn rác

- Chiều dài của bể lắng cát ngang:

).

( 1000 0

m u

V H k

+ 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

+ K - Hệ số lấy theo bảng 27 mục 6.3.3 TCXDVN 7957-2008, với bể lắng cátngang K = 1,3.

Q

n (m2)

Trong đó:

+ v: Vận tốc của nước trong bể, v = 0,3 m/s

+ Q max: Lưu lượng lớn nhất của nước thải,Q max = 0,58446 m3/s

Vmin = 2.1,3.0,320,24448 = 0,29 > 0,15 (m/s)

Đảm bảo yêu cầu về vận tốc tránh lắng cặn

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

).

( 30 ) ( 33 , 43 3 , 0

0 , 13

s s

+ Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng; Ntt = 190600 (người).

+ T: Chu kỳ thải cát, để tránh thối cặn gây mùi khó chịu ta chọn chu kỳ T

Hn - Chiều cao công tác của bể lắng cát; hn = 0,8 (m)

hc - Chiều cao lớp cặn trong bể; hc = 0,23 (m)

hbv - Chiều cao bảo vệ; hbv = 0,5 (m)

Vậy HXD = 0,8 + 0,23 +0,5 = 1,53 (m)

Lấy HXD = 1,60 m

Để đưa cát ra khỏi bể, dùng thiết bị cào cát cơ giới về hố tập trung và dùngthiết bị nâng thủy lực đưa cát về sân phơi cát

Để vận chuyển bằng thủy lực 1 m3 cặn cát ra khỏi bể cần 20 m3 nước

 Lượng nước cần dùng cho thiết bị nâng thủy lực trong một ngày là:

Q = Wc 20 = 7,624  20 = 152,48 (m3/ngđ)

Kết luận: Bể lắng cát gồm có 3 bể trong đó 2 bể làm việc và 1 bể dự phòng

Các thông số thiết kế của một bể là:

Hàm lượng BOD sau khi qua bể lắng cát :

C BOD '' = C BOD ' – (C BOD ' x 5 %¿ = 333 – (333 x 5%) = 316 mg/l

Tính toán sân phơi cát

Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp nước cát Thường sânphơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao Nước thu

từ sân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát

Diện tích sân phơi cát được tính theo công thức:

F= P Ntt 365

1000 H =

0,04.190600 365 1000.5 =557(m2)

Trong đó:

p = 0,04 (l/ng - ngđ): lượng cát tính theo đầu người trong một ngđ

h = 5 (m/năm) : chiều cao lớp cát trong một năm

NTT = 190600 (người) : dân số tính toán theo chất lơ lửng

Chọn sân phơi cát gồm 2 ô, kích thước mỗi ô trong mặt bằng : 22 x 13 m,tổng diện tích của sân phơi cát 22 x 13 x 2 = 572 m2

III Tính toán bể lắng ngang đợt I

Để loại bỏ các tạp chất thô, trong thực tế người ta thường dùng phương pháplắng, các chất chìm sẽ lắng xuống đáy bể, còn các tạp chất nổi sẽ tập trung lại bằngthiết bị gạt cặn và được dẫn đến các giếng tập trung đặt bên ngoài bể.Bể lắngngang được dùng để giữ lại các tạp chất thô không tan trong nước

Việc tính toán bể lắng ngang đợt I được tiến hành theo chỉ dẫn điều 8.5.4TCXDVN 7957-2008

- Chiều dài bể lắng ngang được tính:

H K

.

1000

Trong đó:

+ n : Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, đối với nước thải sinhhoạt, n = 0,25

+  : Hệ số tính đến ảnh hưởng nhiệt độ của nước thải

 = 1

+ t : Thời gian lắng của nước thải trong bình hình trụ t = 1060s

E = 50%)

Trị số

n h

H K

-Thời gian nước lưu lại trong bể:

0.006 3600=1,57

(giờ) (Đảm bảo thời gian lắng)

- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:

H = 3m : Chiều cao công tác của bể lắng

Chọn số ngăn của bể lắng n = 6 Khi đó chiều rộng mỗi ngăn:

b¿B

n ¿ 32,47

Chọn chiều rộng của mỗi ngăn là b = 5,5 m

- Kiểm tra thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã chọn

kích thước của bể lắng ngang đợt 1 đã chọn là hợp lý

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

E1 : hiệu suất của bể lắng ngang đợt 1; E1 = 50%

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

L’

HH = LHH×0.85 = 316 x 0,85 = 267 (mg/l)

+ LHH : Hàm lượng BOD trong hỗn hợp nước thải trước khi vào bể lắng 1.

Trong đó:

- CHH là hàm lượng chất lơ lửng trước bể lắng 1, CHH = 184 (mg/l)

- p là độ ẩm của cặn, do xả cặn bằng tự chảy nên lấy p = 95% ( Theo 8.5.5

TCXDVN 7957-2008)

- T là chu kì xả cặn, T = 8h (Theo 8.5.10 TCXDVN 6957-2008)

- ρc là trọng lượng riêng của cặn, ρc = 1 tấn/m3 = 106 g/m3

- Qhtb - Lưu lượng nước thải giờ trung bình; Qhtb= 1375 (m3/h)

- E : Là hiệu suất lắng của bể lắng đợt I: E = 50%

W h



Trong đó: F1 là diện tích đáy hố thu cặn, F1 = 0,5 x 0,5 = 0,25 m

F2 là diện tích miệng hố thu cặn, F2 =5,55,5=30,25 m2

 h c = 0,25+30,25+5,5.0,53,4 = 0,1mĐáy bể lắng dùng thiết bị gạt cặn được xây dựng có độ dốc 0,01 (theo 8.5.11

TCXDVN 7957-2008) về phía hố thu cặn, chiều cao từ mép trên hố thu cặn đến

lớp nước trung hoà là:

h1 = (L - b)  0,01 = (34 – 5,5)  0,01 = 0,285 (m) Chọn h1 = 0,3m.

- Chiều cao xây dựng bể:

HXD = hct + hth + h1 + hbv+hc

Trong đó: + hct - Chiều cao công tác của bể; hct = H = 3,0 (m)

+ hth - Chiều cao lớp nước trung hoà của bể; chọn hth = 0,3 (m) + hbv - Chiều cao bảo vệ; lấy hbv = 0,5 (m)

Vậy HXD= 3 + 0,3 + 0,3 + 0,5 + 0,1 = 4,2 (m)

Kết luận: Bể lắng ngang đợt 1 gồm 6 ngăn Các thông số của một ngăn là:

IV Aerotank đẩy

Aerotank đẩy là loại bể thổi khí xử lí nước thải theo nguyên lí bùn hoạt tính,trong đó nước thải và bùn hoạt tính được đưa vào cùng một phía và quá trình xử

lý nước thải diễn ra giống như trong bể phản ứng đẩy Oxy được cung cấp qua

hệ thống tấm phân phối khí nén bố trí dọc theo chiều dài bể Bể Aeroten đẩydùng cho các trạm xử lý công suất lớn

Tính toán Aerotank xử lý nước thải sinh hoạt với các thông số sau:

- BOD của nước thải trước khi vào Aerotank: La = L ' HH = 267 mg/l

- Vì La > 150 mg/l Chọn Aerotank đẩy, có ngăn tái sinh bùn

- Sơ bộ lấy liều lượng bùn theo chất khô a = 3 g/l, chỉ số bùn I = 100 cm3/g

- Tính tỉ lệ bùn hoạt tính tuần hoàn R theo biểu thức 61 TCVN 7957-2008

43 , 0 3 100 1000

a R

thức

L hh=L a+L t R

1+ R = 267+30.0,43

1+ 0,43 = 196 mg/l

- Thời gian cấp khí trong ngăn Aeroten t a:

không tro của bùn trong 1h Xác định theo biểu thức 63 TCVN 7957-2008

+rrmax là tốc độ oxy hóa riêng lớn nhất trong 1h ( mgBOD5/g chất khô

không tro của bùn Chọn rrmax = 85

+ C0 là nồng độ oxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong bể ( mg/l) C0 tối

thiểu = 2mg/l

+ K0 là hằng số kể đến ảnh hưởng của oxy hòa tan ( mgO2/l)

phân hủy bùn hoạt tính ( l/h )

Các giá trị trên được xác định theo bảng 46 TCVN 7957- 2008

Thời gian tái sinh bùn là thời gian bùn lưu lại ở ngăn tái sinh, được xác

định bằng công thức

tts = t5) Thể tích Aerotank được tính theo công thức

đơn nguyên là 3: 2 hành lang làm nhiệm vụ oxy hóa chất hữu cơ, 1 hành lang

còn lại làm nhiệm vụ tái sinh bùn

Kích thước Aerotank như sau :

- Chiều cao công tác: H = 3,8 m ( 3÷6m)

- Chiều dài xây dựng mỗi hành lang

L =

l

n N = 556,5

3.6 = 31 (m) Trong đó:

n là số hành lang trong mỗi đơn nguyên n = 3

N là số đơn nguyên N = 6

- Chiều cao của bể: H = Hct + Hbv = 3,8 + 0,5 = 4,3m

- Vậy kích thước mỗi hành lang của bể Aerotank là: b x H x L = 4 x 4,3 x 31 m

- Độ tăng sinh khối của bùn:

b Tính toán hệ thống cấp khí cho Aerotank

- Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1m3 nước thải:

+ k1: Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí, thiết bị tạo bọt khí cỡ trung bình và hệ

với trong nước sạch n2 = 0,86

chiều sâu của lớp nước trong bể Được tính theo công thức:

10,3 2 10,3

T P

h C

- Lưu lượng không khí cần thổi vào 1 hành lang trong một đơn vị thời gian:

V2=V1

n = 1858,33 = 619,4 (m 3 /h) Theo giáo trình Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết (T147-148)

η: Hiệu suất máy nén khí, η = 0,7 ÷ 0,9 Chọn η = 0,9

Để phân phối không khí trong bể aeroten ta dùng các đĩa phân phối khí đặt dưới đáy bể Chọn đĩa phân phối khí loại CDF-330N Disc Diffuser có thông số

-Đường kính ống dẫn khí chính của mỗi bể :

D1=√4 V1

π v=√π 15 36004.1858,3 =0,2 m