Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước cấp

MỤC LỤC CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1 I. Tổng quan về nguồn nước 1 1. Giới thiệu về nguồn nước 1 2. Giới thiệu về nguồn nước thải 1 3. Thành phần tính chất của nguồn thải. 1 4. Tác động đến môi trường và sức khỏe con người. 2 5. Tình hình ô nhiễm nước thải sinh hoạt ở Việt Nam 3 II. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 3 1. Xử lý cơ học 3 2. Các phương pháp hóa lý 5 3. Các phương pháp sinh học 5 II. Đề xuất dây chuyền công nghệ 10 2. Phương án 2 12 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 14 I. Tính toán song chắn rác (SCR) 14 II. Bể lắng cát ngang 17 III. Tính toán bể lắng ngang đợt I 20 IV. Aerotank đẩy 23 V. Bể lắng ngang đợt II 29 VI. Khử trùng nước thải 31 VII. Tính toán máng trộn (máng trộn vách ngăn có lỗ) 33 VIII. Tính toán bể tiếp xúc 34 IX. Bể nén bùn đứng 36 X. Bể metan 38 B. TÍNH TOÁN CHO PHƯỚNG ÁN 2 43 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH 49 4.1 Trắc dọc theo nước. 49 4.2 Trắc dọc theo bùn. 52   ĐỒ ÁN NƯỚC THẢI LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này , em xin gửi lời cảm ơn các thâỳ giảng cô giáo đã tận tình hướng dẫn , giảng dạy trong suốt quá trình học tập , rèn luyện tại trường đại học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội. Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ môi trường , đặc biệt là giáo viên hướng dẫn .Th.s Nguyễn Xuân Lan môn Kỹ thuật xử lý nước thải để e hoàn thành môn học. Mặc dù đã cố gắng hoàn thực hiện đồ án hoàn chỉnh , song không tránh khỏi những sai sót . Kính mong quý thầy cô giáo cùng bạn bè góp ý để đồ án hoàn thiện hơn . Hà nội , ngày 27 tháng 4 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Hương

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1

I Tổng quan về nguồn nước 1

1 Giới thiệu về nguồn nước 1

2 Giới thiệu về nguồn nước thải 1

3 Thành phần tính chất của nguồn thải 1

4 Tác động đến môi trường và sức khỏe con người 2

5 Tình hình ô nhiễm nước thải sinh hoạt ở Việt Nam 3

II Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 3

1 Xử lý cơ học 3

2 Các phương pháp hóa lý 5

3 Các phương pháp sinh học 5

II Đề xuất dây chuyền công nghệ 10

2 Phương án 2 12

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 14

I Tính toán song chắn rác (SCR) 14

II Bể lắng cát ngang 17

III Tính toán bể lắng ngang đợt I 20

IV Aerotank đẩy 23

V Bể lắng ngang đợt II 29

VI Khử trùng nước thải 31

VII Tính toán máng trộn (máng trộn vách ngăn có lỗ) 33

VIII Tính toán bể tiếp xúc 34

IX Bể nén bùn đứng 36

X Bể metan 38

B TÍNH TOÁN CHO PHƯỚNG ÁN 2 43

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH 49

4.1 Trắc dọc theo nước 49

4.2 Trắc dọc theo bùn 52

ĐỒ ÁN NƯỚC THẢILỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án này , em xin gửi lời cảm ơn các thâỳ giảng cô giáo đã tận tình hướng dẫn , giảng dạy trong suốt quá trình học tập , rèn luyện tại trườngđại học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội

Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ

môn công nghệ môi trường , đặc biệt là giáo viên hướng dẫn Th.s Nguyễn XuânLan môn Kỹ thuật xử lý nước thải để e hoàn thành môn học

Mặc dù đã cố gắng hoàn thực hiện đồ án hoàn chỉnh , song không tránh khỏi những sai sót Kính mong quý thầy cô giáo cùng bạn bè góp ý để đồ án hoàn thiện hơn

Hà nội , ngày 27 tháng 4 năm 2016

Sinh viên

Nguyễn Thị Hương

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI

TRƯỜNG HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập- Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Hương

Lớp:ĐH3CM2

Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Lan

1- Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước cấp theo các số liệu dưới đây:

- Dân số: 190600 người

- Tiêu chuẩn thải nước: 170 l/người.ngđ

- Bản vẽ trắc dọc theo nước và theo bùn

Sinh viên thực hiện Giảng viên hướng dẫn

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 rấtnhỏ 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 đíchsinh hoạt như tắm giặt, vệ sinh cá nhân…được thải ra từ các khu dân cư, trườnghọc, bệnh viện, cơ quan…Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụthuộc 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 năngcung cấp 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, sinhhoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sởdịch 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.

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 cácchất béo (5 -10%) Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao độngtrong khỏang 150 – 450%mg/l

- 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 kíchthước lớn hơn 10-4 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 bằngkích thước hạt keo, không lắng trong thời gian qui định, khối lượng củacác 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 oxycần thiết (mg) cung cấp cho các vi sinh vật chuyển hóa sinh học các chất

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 càngcao 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 nướcthải khi tỉ số BOD/COD > 0.5

- Nhiệt độ của nước thải tăng, tốc độ lắng của tạp chất tăng, đồng thờihoạt động 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

- 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, thươnghàn…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 rahiện 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 lẫnthành 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

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

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 rakhỏi 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

 Bể lắng

Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau Quá trình lắng tốt có thểloại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước thải Vì vậy đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau xử lý sinh học 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 cho các 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:– Lọc qua vách lọc

– Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt

– Thiết bị lọc chậm

– Thiết bị lọc nhanh

2 Các phương pháp hóa lý

Sau khi nước thải qua giai đoạn xử lý cơ học -> nước thải qua giai đoạn xử lý hóa lý.

- Phương pháp hóa lý bao gồm: Keo tụ, tuyển nổi, trao đổi ion…các phương pháp hóa lý thường được ứng dụng để tách các chất ô nhiễm ở dạng keo, hòa tan chất hoạt động hay, chất hoạt động bề mặt hay kim loại nặng trong nước thải Trong đó keo tụ là phương pháp đơn giản, xử lý hiệu quả nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng lớn

- 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 quátrình lắng

3 Các phương pháp sinh học

có hàm lượng chất hữu cơ có

ô nhiễm, chủ yếu là chất hữu cơ, làm sạch nước thải

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

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

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

 Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất :

Hàm lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt được lấy theo bảng 25 của TCXD 7957 : 2008 x

 Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt:

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

g/ng.ngđ

- a N NH4 : Tải lượng chất bẩn theo Nito của các muối amoni tính cho một người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 a N NH4= 8 g/ng.ngđ

- a P O2 5 : Tải lượng chất bẩn theo Photphat tính cho một người trong ngàyđêm theo TCXDVN 7957: 2008 a P O2 5 = 3 g/ng.ngđ

- 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

g/ng.ngđ

2 Xác định mức độ làm sạch cần thiết

 Tính chất nước thải đầu vào

 Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra

Nước thải sau quá trình xử lý được xả vào nguồn tiếp nhận loại A, yêucầu 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

- SS : E = 202−50202 =75,25 %

- BOD5 : E = 347−30347 = 91,35 %

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

II Đề xuất dây chuyền công nghệ

1 Phương án 1

Bùn hoạt tính

Nước thải

Máy nghiền rácSong chắn rác

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 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 Aerotank được đưa vào bể lắng ngang II Ở đây, bùn hoạttính 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 hạinên 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, nướcthải được xả ra nguồn tiếp nhận.Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khiđược lên men ở bể Mê tan được đưa ra sân phơi bùn hoặc thiết bị làm khô bùncặn Sau đó bùn cặn được sử dụng cho mục đích nông nghiệp và các mục đíchkhác

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 lýbằng ống dẫn có áp Nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rácnghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn, còn nước thải đã được tách, loại rác lớntiếp tục được đưa đến bể lắng cát ngang Sau một thời gian, cát từ bể lắng cátngang được đưa đến sân phơi cát Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bểlắng ngang đợt I Tại đây, các chất thô không hòa tan trong nước thải như chấthữu cơ … được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể Mê tan, còn nước sau lắngđược đưa đến bể lọc sinh học cao tải (Biofin) Để ổn định nồng độ bùn hoạt tínhtrong bể lọc sinh học cao tải giúp tăng hiệu quả xử lý, tuần hoàn lại một phầnbùn hoạt tính lên trước bể, lượng bùn hoạt tính dư được đưa lên bể nén giảm thểtích, 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 hạinên 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, nướcthải được xả ra nguồn tiếp nhận.Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khiđược lên men ở bể Mê tan được đưa ra sân phơi bùn hoặc thiết bị làm khô bùncặn Sau đó bùn cặn được sử dụng cho mục đích nông nghiệp và các mục đíchkhác

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 mươngtương ứng

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 trongmương dẫn ứng với vận tốc max

h1 = hmax = 0,61(m)

- Số khe hở ở song chắn rác được tính:

0 1

h b v

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

=1

lượng lớn nhất.

+ p : hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do vướng mắc rác ở song chắn,chọn p=3

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

- 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:

CS S ' = 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

Xử 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

+ 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

+ 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

qsmin = 244,48 (l/s) = 0,24448 (m3/s).

vmin = q min

n B h min (m/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

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:

Theo sách xử lí nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết qua

bể lắng cát ngang hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD5 giảm 5%

Hàm lượng chất rắn lơ lửng sau khi qua bể lắng cát :

CSS '' =C SS ' – (CSS ' x 5%) = 194 – (194 x 5%) = 184 mg/l

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 Thườngsân phơi 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 phươngpháp lắng, các chất chìm sẽ lắng xuống đáy bể, còn các tạp chất nổi sẽ tập trunglại bằng thiết bị gạt cặn và được dẫn đến các giếng tập trung đặt bên ngoài bể.Bểlắng ngang 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:

L = V H

K U0

H K

.

1000

Trong đó:

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

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

có  = 1

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

E = 50%)

Trị số

n h

H K

0.006 3600=1,57

(giờ) (Đảm bảo thời gian lắng)

- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:

W ¿q max

v ¿ 0,58446

0,006 = 97,41 (m2)

- Chiều ngang tổng cộng của bể lắng ngang:

B ¿ w

H ¿ 97,41

3,0 = 32,47 (m)

Trong đó:

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

ttt ¿ W

Q max h ¿L B H

Q max h ¿

34.32,47.3 2103,75  1,57 (giờ)

2103,75 3,6.5,5.3 6=¿ 5,9  6 (mm/s)

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 theocông thức: Sau khi nước thải qua làm thoáng sơ bộ và bể lắng ngang đợt I ,

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 cấpqua hệ thống tấm phân phối khí nén bố trí dọc theo chiều dài bể Bể Aerotenđẩy dùng 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

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

4) Thời gian tái sinh bùn

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

định bằng công thức

t5) Thể tích Aerotank được tính theo công thức

 Theo 8.16.8 TCVN 7957 – 2008 Chọn Aerotank với số hành lang trong một đơn nguyên là 3: 2 hành lang làm nhiệm vụ oxy hóa chất hữu cơ, 1 hành langcòn lại làm nhiệm vụ tái sinh bùn.

Kích thước Aerotank như sau :

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

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:

D= z×(L a−L t)

k1.k2 n1 n2(C p−C) (m3K/m3 nước thải)Trong đó:

+ z: Lượng oxy đơn vị tính bằng mg để làm sạch 1mgBOD z = 0,9 (Theo

8.16.13 – TCVN 7957 – 2008 )+ k1: Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí, thiết bị tạo bọt khí cỡ trung bình và hệ

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

10,3 2 10,3

T P

h C

= 9,7 mg/l

+ C là nồng độ trung bình của oxy trong Aerotank Lấy C = 2mg/l

=> D = 2,1.2,64 1,1.0,86 (9,7−2)0,9.(267−30) = 5,3 (m3 kk/m3 nước thải)