Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại champa island resort và spa khu chung cư và căn hộ 1 công suất 350m3 ngày đêm

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp của em với đề tài : “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1 công suất 350 m 3 /ngày.đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : ThS LÊ NHẬT THÀNH

Sinh viên thực hiện : LÊ TIẾN ĐẠT

Mã số sinh viên : 54130021

Khánh Hòa, tháng 6 năm 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : ThS LÊ NHẬT THÀNH

Sinh viên thực hiện : LÊ TIẾN ĐẠT

Mã số sinh viên : 54130021

Khánh Hòa, tháng 6 năm 2016

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp của em với đề tài : “Tính toán thiết

kế hệ thống xử lý nước thải Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn

Hộ 1 công suất 350 m 3 /ngày.đêm”, em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy

Lê Nhật Thành bộ môn Công nghệ kỹ thuật Môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường – Trường Đại học Nha Trang, cùng với sự chỉ bảo của anh Huỳnh Trung Khánh – PGĐ Công ty TNHH Sixei Nha Trang, cùng với sự giúp đỡ và tạo điều kiện của ban quản lý và các anh chị tập thể trong công ty, em mới có thể thực hiện và hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp trong thời gian được giao

Em xin cám ơn các bạn trong lớp 54CNMT đã giúp đỡ em trao đổi kiến thức và các anh chị khóa trên đã truyền đạt cho em rất nhiều kinh nghiệm bổ ích về chuyên môn

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn gia đình, quý thầy cô cùng các bạn, và các anh chị đã giúp đỡ em thực hiện đề tài này

Em kính chúc quý thầy cô, các bạn và các anh chị luôn mạnh khỏe và công tác tốt Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, ngày 30 tháng 6 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Lê Tiến Đạt

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3

1.1.1 Định nghĩa nước thải sinh hoạt 3

1.1.2 Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt 3

1.1.3 Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường 4

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 4

1.2.1 Phương pháp cơ học 4

1.2.2 Phương pháp sinh học 7

1.2.3 Khử trùng nước thải 9

1.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 9

1.3.1 Khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay 9

1.3.2 Khách sạn Galina Thành phố Nha Trang 10

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 13

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT 13

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.3.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu 15

2.3.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 15

2.3.3 Phương pháp đối chiếu, so sánh 15

2.3.4 Phương pháp trao đổi ý kiến 15

2.3.5 Phương pháp tính toán các công trình xử lý nước thải và thể hiện các công trình trên bản vẽ kỹ thuật 15

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ KẾT QUẢ 16

3.1 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO 16

3.2 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẦU RA 16

3.3 PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT 17

3.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CHO PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT 21

3.4.1 Xác định lưu lượng nước thải 21

3.4.2 Xác định mức độ xử lý cần thiết 22

3.4.3 Bể tách dầu mỡ 23

3.4.4 Giỏ tách rác 24

3.4.5 Bể điều hòa 25

3.4.6 Bể thiếu khí(Anoxic) 30

3.4.7 Bể hiếu khí(Aerotank) 34

3.4.8 Bể lắng sinh học 44

3.4.9 Bể trung gian 48

3.4.10 Bồn lọc áp lực 49

3.4.11 Bể khử trùng 52

3.4.12 Bể chứa bùn 54

3.5 KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 58

3.5.1 Dự toán chi phí 58

3.5.2 Chi phí xử lý cho 1 m3 nước thải 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

1 KẾT LUẬN 67

2 KIẾN NGHỊ 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC 70

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa; mg/l

COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học; mg/l

DO: Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan; mg/l

F/M: Food/Micro – organism – Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật trong

môi trường

H: giờ

MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng; mg/l

MLVSS: Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi trong

TN: Total Nitrogen – Tổng nitơ; mg/l

TP: Total phosphorus – Tổng photpho; mg/l

VSS: Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi; mg/l

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tải lượng và nồng độ các chất bẩn có trong nước thải sinh hoạt 3

Bảng 1.2 Tính chất nước thải khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay 9

Bảng 1.3 Tính chất nước thải sinh hoạt khách sạn Galina thành phố Nha Trang 11

Bảng 3.1 Thành phần, tính chất nước thải đầu vào của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1 16

Bảng 3.2 Chất lượng nước thải đầu ra sau xử lý đạt QCVN 14:2008, CỘT A 16

Bảng 3.3 Dự tính hiệu quả xử lý qua các công trình đơn vị theo phương án đề xuất[2, tr74] 19

Bảng 3.4 Giới thiệu hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài và công trình[3, tr99] 21

Bảng 3.5 Thông số thiết kế của bể tách dầu mỡ 24

Bảng 3.6 Thông số thiết kế của bể điều hòa 29

Bảng 3.7 Thông số thiết kế của bể thiếu khí(Anoxic) 34

Bảng 3.8 Thông số thiếu kế của bể hiếu khí(Aerotank) 43

Bảng 3.9 Thông số thiết kế của bể lắng sinh học 47

Bảng 3.10 Thông số thiết kế của bể trung gian 48

Bảng 3.11 Kích thước vật liệu lọc 49

Bảng 3.12 Thông số thiết kế của bồn lọc áp lực 51

Bảng 3.13 Thông số thiết kế của bể khử trùng 54

Bảng 3.14 Thông số thiết kế của bể chứa bùn 55

Bảng 3.15 Bảng khai toán chi phí xây dựng 58

Bảng 3.16 Bảng khai toán chi phí thiết bị, vật tư, nhân công và chi phí thực hiện 58

Bảng 3.17 Điện năng tiêu thụ của máy móc, thiết bị 65

Bảng 3.18 Dự toán chi phí nhân công 65

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu du lịch và giải trí

Nha Trang DiamondBay 10

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của khách sạn Galina thành phố Nha Trang 11

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án đề xuất 17

Hình 3.2 Vật liệu làm giỏ tách rác 25

Hình 3.3 Sơ đồ mô tả quá trình sinh hóa khử nitơ trong nước thải 30

Hình 3.4 Sơ đồ bể hiếu khí(Aerotank) đặt trước bể thiếu khí(Anoxic) 31

Hình 3.5 Sơ đồ bể thiếu khí(Anoxic) được đặt trước bể hiếu khí(Aerotank) 31

Hình 3.6 Bơm tuần hoàn về bể thiếu khí(Anoxic) 33

Hình 3.7 Thiết bị khuấy trộn bể thiếu khí(Anoxic) 33

Hình 3.8 Sơ đồ làm việc của bể hiếu khí(Aerotank) 35

Hình 3.9 Máy thổi khí Longtech LT-100 42

Hình 3.10 Đĩa thổi khí dùng trong bể điều hòa và bể hiếu khí 43

Hình 3.11 Sơ đồ làm việc của bể lắng sinh học 44

Hình 3.12 Bơm trục ngang dùng cho bồn lọc áp lực 51

Hình 3.13 Bơm định lượng dùng cho bể khử trùng 54

Hình 3.14 Hiệu quả xử lý BOD5 56

Hình 3.15 Hiệu quả xử lý SS 56

Hình 3.16 Hiệu quả xử lý Nitơ tổng 57

Hình 3.17 Hiệu quả xử lý Photpho tổng 57

MỞ ĐẦU

1 GIỚI THIỆU

Việt Nam đang chuyển mình hòa nhập vào nền kinh tế thế giới Trong vài năm trở lại đây quá trình Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đã góp phần thúc đẩy nền kinh tế Việt Nam phát triển Bên cạnh đó xã hội Việt Nam cũng có những thay đổi đáng kể, đời sống nhân dân được nâng cao, chất lượng cuộc sống ngày càng tốt hơn

Khi nền kinh tế của nước ta có những bước phát triển mạnh mẽ và vững chắc, đời sống người dân ngày càng nâng cao thì vấn đề môi trường và các điều kiện vệ sinh môi trường lại trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết

Hiện nay, khu du lịch – nghỉ dưỡng Champa Island thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa đã và đang góp phần vào sự phát triển chung của ngành du lịch – dịch vụ nước ta, nhưng bên cạnh đó những ảnh hưởng của lượng nước thải sinh hoạt của nhân viên và cư dân trong các căn hộ là vấn đề được nhiều người quan tâm Nếu không có các biện pháp xử lý phù hợp lượng nước thải nói trên thì khi chúng được thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh khu du lịch làm ảnh hưởng xấu đến môi trường

Trước tình hình đó, việc thiết kế xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1 là hết sức cần thiết nhằm đạt tới sự phát triển bền vững và bảo vệ môi trường một cách thiết thực nhất

Chính vì lẽ đó mà em lựa chọn đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1 công suất

3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Tổng quan về thành phần, tính chất và đặc trưng của nước thải sinh hoạt

Xây dựng phương án công nghệ xử lý nước thải cho Champa Island Resort & Spa đảm bảo nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A)

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải theo phương án đề xuất

4 PHẠM VI THỰC HIỆN

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Champa Island Resort

& Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1

Thời gian thực hiện: 15/3/2015 đến 19/6/2015

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Champa Island Resort & Spa thành phố Nha Trang tỉnh Khánh Hòa Từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng trong sạch hơn

Giúp các nhà quản lý môi trường làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn

Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1.1.1 Định nghĩa nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước thải được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… Chúng thường được thải

ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, sân bay, và các công trình công cộng khác

1.1.2 Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt

Thông thường, nước thải sinh hoạt của hộ gia đình chia làm hai loại chính:

- Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, nước này chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, nitơ, photpho, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng

- Nước xám là nước phát sinh từ quá trình rửa, tắm giặt, với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể

Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt là: bị nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS), chất hữu cơ hòa tan (BOD5/COD), các chất dinh dưỡng (nitơ, photpho), các vi khuẩn gây bệnh (E.coli, Coliforms)

Trong nước thải có nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, virut, nấm, rong tảo, trứng giun sán… Trong số các dạng vi sinh vật đó có thể có cả vi trùng gây bệnh, ví dụ: tả

lỵ, thương hàn, … có khả năng gây thành dịch bệnh Về thành phần hóa học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất hữu cơ

Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt từ các ngôi nhà hoặc cụm dân cư độc lập được trình bày ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Tải lượng và nồng độ các chất bẩn có trong nước thải sinh hoạt

Thông số Tải lượng, g/người.ngày Nồng độ, mg/l Tổng chất rắn 115 – 117 680 – 1000

Tổng phosphor 3 – 5 18 – 29

Photphat (tính theo Phospho) 1 – 4 6 – 24

Tổng Coliform 1011 - 4.1012 108 - 1010

1.1.3 Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường

Theo Hội bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam (VACNE), nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày càng xấu đi Ước tính, hiện chỉ có khoảng 6% lượng nước thải đô thị được xử lý

Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ và photpho Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng nitơ lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải sẽ bị phú dưỡng hóa

Ngoài ra, một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt, đặc biệt là trong phân, đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân

Vi sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn khác nhau, qua tiếp xúc trực tiếp, qua môi trường (đất, nước, không khí, cây trồng, vật nuôi, côn trùng…), thâm nhập qua cơ thể người qua đường ăn, uống nước, hô hấp… và sau đó

có thể gây bệnh Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm chính là virut, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán

Các chất hữu cơ hòa tan (BOD5/COD): diễn ra sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ dẫn đến thiếu hụt oxy hòa tan trong nước (DO), gây ảnh hưởng đến thủy sinh Nếu thiếu hụt DO trầm trọng sẽ hình thành điều kiện yếm khí, gây mùi hôi

Các chất dinh dưỡng (nitơ, photpho): hàm lượng cao sẽ gây hiện tượng phú dưỡng hóa – các loài thực vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nước trở nên ô nhiễm

Chất rắn lơ lửng (SS): làm đục nước, mất thẩm mỹ

Vi sinh vật gây bệnh: lan truyền các bệnh trong môi trường nước như: thương hàn,

tả lỵ… gây ra những trận dịch, ảnh hưởng đến sức khỏe con người

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1.2.1 Phương pháp cơ học

1.2.1.1 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, nilông, vải vụn và các loại rác khác

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

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

 Song chắn rác tinh có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷ 25 mm

1.2.1.4 Bể lắng cát

Bể lắng cát thường đặt sau song chắn, trước bể điều hòa Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, mảnh kim loại, tro tán, thanh vụn… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở công đoạn

xử lý tiếp theo Bể lắng cát gồm 3 loại: bể lắng cát ngang, bể lắng cát đứng và bể lắng cát ly tâm

1.2.1.5 Bể điều hòa

Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải luôn thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước Sự dao động về lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả làm sạch nước thải

Bể điều hòa làm tăng hiệu quả của công trình xử lý sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu

cơ, giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học Hơn nữa các chất ức chế quá trình

xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức cho các hoạt động của các vi sinh vật

1.2.1.6 Bể lắng

Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc dựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau Quá trình lắng tốt có thể loại 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 khi xử lý sinh học

Bể lắng được chia thành các loại sau: bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng ly tâm:

 Bể lắng ngang

Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật trên mặt bằng, có thể được làm bằng các vật liệu khác nhau như: bêtông cốt thép, gạch hoặc bằng đất… tùy thuộc vào kích thước và yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện kinh tế

Trong bể lắng ngang, dòng chảy theo phương nằm ngang qua bể Người ta chia dòng chảy và quá trình lắng thành 4 vùng: vùng hoạt động là vùng quan trọng nhất của

bể lắng, vùng bùn (vùng lắng đọng) là vùng lắng tập trung, vùng trung gian tại đây nước thải và bùn lẫn lộn với nhau và cuối cùng là vùng an toàn

Ứng với quá trình của dòng chảy trên, bể lắng cũng được chia thành 4 vùng: vùng nước thải vào, vùng lắng hoặc vùng tách, vùng xả nước ra và vùng bùn

Các bể lắng ngang thường có chiều sâu H từ 1,5 ÷ 4 m, chiều dài bằng (8÷12)H, chiều rộng kênh từ 3 ÷ 6 m Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên 15.000 m3

/ngày Hiệu suất lắng đạt 60% Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bể lắng thường được chọn không lớn hơn 10 cm/s, còn thời gian lưu từ 1 ÷ 3 giờ

 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng có dạng hình trụ hoặc hình hộp với đáy hình chóp Nước thải được đưa vào ống phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/s Nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5 ÷ 0,6 m/s Thời gian lưu lại trong bể từ 45 ÷ 120 phút Nước trong được tập trung vào máng thu phía trên, cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới và được xả ra ngoài bằng bơm hay áp lực thủy tĩnh trên 1,5 m Chiều cao vùng lắng từ 4 ÷

5 m Góc nghiêng cạnh bên hình nón không nhỏ hơn 500, đường kính hoặc cạnh có kích thước từ 4 ÷ 9 m Trong bể lắng các hạt chuyển động cùng với nước từ dưới lên trên với vận tốc W và lắng dưới tác động của trọng lực với vận tốc W1 Do đó các hạt

có kích thước khác nhau sẽ chiếm những vị trí khác nhau trong bể lắng Khi W1 > W, các hạt sẽ lắng nhanh, khi W1 < W, chúng sẽ bị cuốn theo dòng chảy lên trên Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10 ÷ 20% Bể có diện tích xây dựng nhỏ, dễ xả bùn cặn

 Bể lắng ly tâm

Loại bể này có tiết diện hình tròn, đường kính 16 ÷ 40 m (có khi tới 60m) Chiều sâu phần nước chảy 1,5 ÷ 5 m, còn tỷ lệ đường kính /chiều sâu từ 6 ÷ 30 Đáy

bể có độ dốc i ≥ 0,02 về tâm để thu cặn Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm

ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạt cặn quay tròn Thời gian nước thải lưu

lại trong bể khoảng 85 ÷ 90 phút Hiệu suất lắng đạt 60% Bể lắng ly tâm được ứng dụng cho các trạm xử lý có lưu lượng từ 20.000 m3/ngày trở lên

1.2.2 Phương pháp sinh học

Xử lý sinh học dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải của các vi sinh vật Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình phát triển, chúng sử dụng các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản làm tăng sinh khối Phương pháp này thường áp dụng để xử lý các loại nước thải có hàm lượng ô nhiễm hữu cơ cao

Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý sơ bộ như: song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ, bể điều hòa…

Xử lý sinh học có thể được phân loại dựa trên các cơ sở khác nhau, song nhìn chung có thể chia thành:

 Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

1.2.2.1 Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

Theo bản chất quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh học ra các loại hồ hiếu khí, hồ tùy nghi và hồ kỵ khí:

 Hồ hiếu khí

Quá trình xử lý nước thải xảy ra trong điều kiện đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo Độ sâu của hồ hiếu khí không lớn từ 0,5÷1,5m

 Hồ tùy nghi

Hồ tùy nghi có độ sâu từ 1,5 ÷ 2,5 m, trong hồ tùy nghi theo chiều sâu lớp nước

có thể diễn ra hai quá trình: oxy hóa hiếu khí và lên men kỵ khí các chất bẩn hữu cơ

Trong hồ tùy nghi, vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất

 Hồ kỵ khí

Hồ kỵ khí có độ sâu trên 3 m, với sự tham gia của rất nhiều vi khuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hóa sinh học để phân hủy và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những hợp chất đơn giản, dễ xử lý

1.2.2.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

 Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí

 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn

Nguyên tắc làm việc: Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu kỳ tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc Các sinh vật dính bám trên lớp vật liệu lọc tạo thành màng sinh học đóng vai trò chính trong việc loại bỏ các chất

ô nhiễm có trong nước Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thu nước và được dẫn

ra khỏi bể Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể

Vật liệu lọc của bể lọc sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá… đường kính trung bình 20 ÷ 30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 ÷1,5 m3/m2vật liệu lọc/ngày) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 ÷ 2 m Bể lọc nhỏ giọt thường dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1.000 m3/ngày

 Bể lọc sinh học cao tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng 10 ÷ 20 m3nước thải/m2 bề mặt bể/ ngđ Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể được thiết kế cho các trạm dưới 5.000 m3/ng.đ

 Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD5) và chất dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng

xuống đáy ở bể lắng sinh học bằng cách cho tuần hoàn bùn về bể aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý Bể aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

 Xử lý sinh học trong điều kiện thiếu khí

Bể thiếu khí (Anoxic): cấu tạo bể anoxic nhìn chung giống bể aerotank, tuy nhiên trong bể không cung cấp thêm oxy bên ngoài vào để khử NO3- thành N2 và giảm một phần lượng BOD5 và COD

1.2.3 Khử trùng nước thải

Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối của công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ

vi trùng và virut gây bệnh chứa trong nước thải trước khi xả ra nguồn nhận

Để khử trùng nước thải có thể dùng clo và các hợp chất chứa clo Có thể tiến hành khử trùng bằng ozon, tia hồng ngoại … nhưng cần cân nhắc kĩ về mặt kinh tế

1.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1.3.1 Khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay

Thông số cơ bản

Thông số thiết kế:

Tổng lưu lượng nước thải: 200 m3/ng.đ

Lưu lượng trung bình giờ (24h): 8,3 m3

/h

Nước thải sau khi xử lý đạt loại B, QCVN 14:2008/BTNMT

Bảng 1.2 Tính chất nước thải khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay STT Thông số Đơn vị Giá trị

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu du lịch và giải

trí Nha Trang DiamondBay

Ưu điểm:

 Chi phí đầu tư thấp

 Công nghệ đơn giản, dễ vận hành

Nhược điểm:

 Xử lý nitơ chưa hiệu quả

 Không có công trình thu gom dầu mỡ

1.3.2 Khách sạn Galina Thành phố Nha Trang

Thông số cơ bản

Thông số thiết kế:

Tổng lưu lượng nước thải: 200 m3/ng.đ

Lưu lượng trung bình giờ (24h): 8,3 m3/h

Nước thải sau khi xử lý đạt loại B, QCVN 14:2008/BTNMT

Bể chứa bùn

Xe hút bùn

Bảng 1.3 Tính chất nước thải sinh hoạt khách sạn Galina thành phố Nha Trang STT Thông số Đơn vị Giá trị

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của khách sạn

Galina thành phố Nha Trang

Ưu điểm:

 Bể sinh học hiếu khí giá thể dính bám cho vi sinh vật, tăng hiệu quả xử

lý nước thải

Chlorine Máy thổi khí

Tuần hoàn lưu lượng

 Xử dụng công nghệ kết hợp thiếu khí – hiếu khí đạt hiệu quả xử lý nitơ cao

 Công nghệ đơn giản, dễ vận hành

Nhược điểm:

 Không có công trình thu gom dầu mỡ

 Lượng bùn hoạt tính sinh ra nhiều

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Nước thải sinh hoạt của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn

Hộ 1: đặc điểm, thành phần, tính chất nước thải đầu vào và yêu cầu đầu ra của nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008 (Cột A)

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT

Nước thải sinh hoạt của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn

Hộ 1 có chứa một lượng rác như mảnh nilông, vụn lá cây, tóc… nên cần phải xử lý cơ học để loại bỏ chúng và đảm bảo cho các công trình phía sau vận hành an toàn và không bị tắc nghẽn Nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hòa tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5,COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, photpho), các vi trùng gây bệnh (E.coli, coliform…) Ngoài ra, lượng dầu mỡ trong nước thải khá lớn có thể được loại bỏ bằng phương pháp cơ học để tránh ảnh hưởng đến hiệu quả của các công trình sinh học Hơn nữa, hàm lượng các chất hữu cơ

dễ phân hủy sinh học khá cao cùng với tỷ số COD/BOD ≤ 2 là điều kiện cần và đủ để đưa vào xử lý sinh học

 Bể sinh học hiếu khí – Bể Aerotank

Nguyên tắc hoạt động của bể aerotank là sử dụng các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải trong điều kiện có đầy đủ oxy, pH và nhiệt độ thích hợp

Đây là công trình chính để xử lý các chất hữu cơ một cách triệt để Oxy được cung cấp liên tục cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động

Hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí bao gồm quá trình dinh dưỡng: đồng hóa, dị hóa và tự phân hủy

Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của một số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác Vi khuẩn và các

vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để

chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới Quá trình chuyển hóa thực hiện theo từng bước xem kẽ và nối tiếp nhau Một vài loại vi khuẩn tấn công vào các hợp chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp, sau khi chuyển hóa thải ra các hợp chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản hơn, một vài loại vi khuẩn khác 14ien các chất này làm thức ăn và lại thải ra các hợp chất đơn giản hơn nữa và quá trình cứ tiếp tục cho đến khi chất thải cuối cùng không thể dùng làm thức ăn cho bất cứ loại sinh vật nào nữa

 Bể thiếu khí – Bể Anoxic

Khi môi trường thiếu oxy các vi khuẩn khử nitrat sẽ khử nitrat tạo thành khí nitơ thoát ra khỏi nước thải

Quá trình khử nitrat được biểu diễn theo phương trình:

4NO3- + 4H+ +5Chữu cơ → 5CO2 + 2N2 + 2H2O

Xử lý trong điều kiện: Thiếu khí – Hiếu khí kết hợp:

Xử lý kết hợp cả 2 quá trình thiếu khí – hiếu khí để loại bỏ chất hữu cơ (BOD5, COD), đồng thời loại bỏ N trong nước thải Kết hợp thiếu khí – hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD5, do đó không phải cung cấp thêm lượng cacbon bên ngoài khi cần khử NO3-

 Cơ chế loại nitơ[6, tr18]

Trong điều kiện hiếu khí, NH4+ sẽ được chuyển thành NO3- nhờ các vi khuẩn Nitromonas và Nitrobacter

NH4+ + 1,5 O2 NO2- + H2O + 2H+

NO2- + 0,5 O2 NO3-

Khi thiếu oxy và tồn tại nitrat sẽ xảy ra quá trình ngược lại: khử nitrrat thành khí nitơ với nitrat là chất nhận electron, trong đó vi khuẩn thu năng lượng để 14ien trưởng từ quá trình chuyển NO3- thành khí N2 và cần có nguồn cacbon để tổng hợp thành tế bào Quá trình này được thực hiện nhờ các vi khuẩn phản nitrat hóa

Quá trình chuyển NO3- → NO2- → NO →N2O → N2 với việc sử dụng methanol làm nguồn cacbon được biểu diễn bằng các phương trình sau:

Khử nitrat:

NO3- +1,08CH3OH + H+ → 0,65C5H7O2N + 0,47N2 + 0,76CO2 + 2,44H2O Khử nitrit:

NO2- + 0,67CH3OH + H+ → 0,04C5H7O2N + 0,48N2 + 0,47CO2 + 1,7H2O

Nitromonas Nitrobacter

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu

Thu thập các tài liệu về số lượng nhân viên, du khách và người sống các căn hộ, chung cư mỗi ngày của Champa Island Resort & Spa

Thu thập các tài liệu liên quan đến xử lý nước thải sinh hoạt

2.3.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa

Tiến hành điều tra, khảo sát các điều kiện thực tế về Champa Island Resort & Spa địa hình vị trí xây dựng hệ thống, … để từ đó thiết kế một hệ thống xử lý nước thải phù hợp

2.3.3 Phương pháp đối chiếu, so sánh

So sánh với các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khác về số các công trình đơn vị, hiệu quả xử lý của hệ thống, hiệu quả kinh tế, để từ đó lựa chọn một công nghệ mang tính khả thi nhất với điều kiện của chủ đầu tư

2.3.4 Phương pháp trao đổi ý kiến

Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn

Sử dụng các công thức tính toán từ các tài liệu tham khảo [1-7] để tính toán

thiết kế các công trình trong hệ thống xử lý

Thể hiện các công trình bằng bản vẽ kỹ thuật với phần mềm Autocad 2010

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ KẾT QUẢ

3.1 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO

Nước thải tại Champa Island Resort & Spa chủ yếu từ:

 Nước thải sinh hoạt của các căn hộ, chung cư, spa

 Nước thải từ hoạt động chế biến thực phẩm của các căn hộ, chung cư

Bảng 3.1 Thành phần, tính chất nước thải đầu vào của Champa Island Resort &

Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1 STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

6 Photphat (PO 4 3- ) (tính theo P) mg/l 6

7 Nitrat (NO 3 - ) (tính theo N) mg/l 30

8 Coliform MPN/100ml 3000

có kích thước từ 0,5 đến 1 mm, nước thải được dẫn qua bể điều hòa

Trong bể điều hòa, nước thải sẽ được điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm, nước thải trong bể điều hòa được đảo trộn liên tục nhờ hệ thống sục khí nhằm ngăn quá trình lắng cặn và làm giảm mùi hôi do phân hủy kỵ khí sinh ra Ngoài ra, trong bể điều hòa còn diễn ra quá trình phân hủy sinh học hiếu khí nên cũng làm giảm

Bùn tuần hoàn

Bồn lọc áp lực

Bể trung gian

đáng kể chất ô nhiễm hữu cơ Nước thải từ bể điều hòa được 02 bơm chìm P-01/02 (chạy luân phiên theo giờ) bơm qua bể thiếu khí (bể Anoxic)

Trong môi trường thiếu khí (bể Anoxic), nitrat trong nước thải được chuyển hóa thành nitơ tự do thoát ra khỏi nước Ngoài ra, trong môi trường thiếu khí vi sinh vật có khả năng hấp thụ photpho cao hơn mức bình thường do photpho lúc này không chỉ cần cho việc tổng hợp, duy trì tế bào, vận chuyển năng lượng mà còn được vi khuẩn dự trữ trong tế bào để sử dụng ở các giai đoạn hoạt động tiếp theo Từ bể thiếu khí nước thải được dẫn qua bể hiếu khí (bể Aerotank)

Trong bể hiếu khí (bể Aerotank), oxy được cung cấp liên tục cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động nhờ hệ thống đĩa phân phối khí nằm ở dưới đáy bể Bể này có chức năng xử lý triệt để các hợp chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy sinh học (BOD5, COD) còn lại trong nước thải Trong bể hiếu khí có 02 bơm trục ngang P-03/04 (chạy luân phiên theo giờ) với mục đích tuần hoàn lưu lượng về bể thiếu khí để tận dụng lượng cacbon BOD5 để khử nitrat trong nước thải, do đó không cần phải bổ sung lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử nitrat Nước thải sau khi qua bể Aerotank chảy tràn qua bể lắng sinh học

Tại bể lắng sinh học sẽ xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bùn (vi sinh vật) Trong bể lắng sinh học nước được phân phối bằng ống lắng trung tâm và được thu vào máng răng cưa để tràn sang bể trung gian Trong bể lắng sinh học có đặt

02 bơm chìm P-05/06 có nhiệm vụ bơm lượng bùn lắng ở đáy bể lắng sinh học một phần tuần hoàn về bể Anoxic và phần bùn dư về bể chứa bùn

Nước thải từ bể trung gian được 02 bơm lọc áp lực P-07/08 (chạy luân phiên theo giờ) bơm qua bồn lọc áp lực để loại bỏ hoàn toàn chất rắn lơ lửng có trong nước thải

Sau đó nước thải được đưa về bể khử trùng để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh với chất khử trùng Chlorine được 02 bơm định lượng DP-01/02(chạy luân phiên theo giờ) bơm qua bể khử trùng

Nước thải sau khi xử lý đạt loại A, QCVN 14:2008

Lượng bùn trong bể chứa bùn dưới tác dụng của trọng lực sẽ được cô đặc lại và phần nước tách ra được tuần hoàn lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý Lượng bùn sau đó được xe bồn hút bỏ theo định kỳ

Bảng 3.3 Dự tính hiệu quả xử lý qua các công trình đơn vị theo phương án đề

xuất[2, tr74]

Công trình BOD 5 SS Nitơ

tổng

Photpho tổng Coliform

Bể tách

dầu mỡ

C (mg/l) 300 100 70 12 10

Giỏ tách

rác

C (mg/l) 285 90 70 12 10

Bể điều

hòa

C (mg/l) 273,6 86,4 70 12 10

Bể thiếu

khí

C (mg/l)

Bể hiếu

khí

C (mg/l)

Bể lắng

sinh học

C (mg/l) 29,5 93,3 23,31 2,4 10

Bể trung

gian

C (mg/l) 29,5 37,32 23,31 2,4 10

Bồn lọc áp

lực

C (mg/l) 29,5 37,32 23,31 2,4 10

Bể khử

trùng

C (mg/l) 29,5 11,19 23,31 2,4 10

7

H (%) - - - - 99,98

Sông Cái BOD 5 SS Nitơ

tổng

Photpho tổng Coliform

C (mg/l) 29,5 11,1

9 23,31 2,4 2000

QCVN 14:2008/BTNMT,

Cột A

Vậy thiết kế hệ thống xử lý theo phương án đề xuất đảm bảo nước thải sau xử

lý đạt loại A, QCVN 14:2008 Nước thải sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn xả ra nguồn nhận

3.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CHO PHƯƠNG ÁN

24

.đ ng tb

Q

583 , 14 24

350  (m3/ h) Lưu lượng trung bình giây:



s tb

3600

h tb

Q

3600

583,14

= 0,00405(m3/s) = 4,05(l/s)

Bảng 3.4 Giới thiệu hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo

tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài và công trình[3, tr99]

tb

Q 4,05(l/s), theo bảng trên ta có:

Kmax = 2,5

Kmin = 0,38

Lưu lượng ngày lớn nhất:



đ ng

Qmax. Qtb ng.đ x Kmax = 350 x 2,5 = 875(m3/ng.đêm) Lưu lượng giờ lớn nhất:



h

Qmax Qtb h x Kmax = 14,583 x 2,5 = 36,457(m3/h) Lưu lượng giây lớn nhất:



s

Qmax Qtb s x Kmax = 0,00405 x 2,5 = 0,010125(m3/s) Lưu lượng ngày nhỏ nhất:



đ ng

tb

Q . x Kmin = 350 x 0,38 = 133(m3/ng.đêm) Lưu lượng giờ nhỏ nhất:

 SSv : Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải đầu vào; mg/l

 SSr : Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn thải; mg/l

Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD5:

BOD5 =

V

R V

BOD

BOD BOD

3.4.3 Bể tách dầu mỡ

3.4.3.1 Nhiệm vụ

Do nước thải phát sinh từ khu vực nấu ăn của các căn hộ có chứa một hàm lượng dầu mỡ, nếu không có biện pháp xử lý thích hợp nó sẽ ức chế hoạt động của VSV trong nước Do đó, nhiệm vụ của bể tách dầu mỡ là tách và giữ dầu mỡ lại trong

bể trước khi dẫn vào hệ thống xử lý, tránh nghẹt bơm, đường ống và làm giảm quá trình xử lý sinh học phía sau Dầu mỡ tách ra được hút bỏ định kỳ

3.4.3.2 Tính toán

Thể tích bể tách dầu mỡ:

W = Qmaxh x t = 36,457 x 1 = 36,457(m3) Trong đó:

 Hbv : Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 1m

Diện tích hữu ích của bể:

= 18,228(m2)

Chia bể tách dầu mỡ thành 3 ngăn: mỗi ngăn có:

Chọn chiều rộng bể: B = 2,5m Chọn chiều dài bể: L = 2,6m Thể tích thực của bể tách dầu:

Wt = 3 x (B x L) x H = 3 x (2,5 x 2,6) x 3 = 58,5(m3)

Ống dẫn nước thải giữa các ngăn trong bể tách dầu mỡ và chảy qua bể điều hòa

Nước thải được cho tự chảy sang bể tách dầu mỡ nhờ ống dẫn nước với vận tốc nước chảy trong ống là v = 1m/s (v = 1  2,5m/s)

Tiết diện ướt của ống:

04

, tổng dầu mỡ khoáng qua bể tách dầu giảm 90%[2, tr74]

Hàm lượng chất rắn lơ lửng qua bể tách dầu mỡ giảm 10%

SS = 100 x (1 - 0,1) = 90(mg/l) Hàm lượng BOD5 qua bể tách dầu mỡ giảm 5%

3 Chiều cao lớp nước trong bể H m 2

4 Thời gian lưu nước t h 1

Hiệu quả xử lý qua giỏ tách rác:

+ Hàm lượng chất rắn lơ lửng SS khi qua giỏ tách rác giảm 4%

+ BOD5 trong nước thải khi qua giỏ tách rác giảm 4%[2, tr74]

Hàm lượng chất rắn lơ lửng qua giỏ tách rác giảm 4%

SS = 90 x (1 - 0,04) = 86,4(mg/l) Hàm lượng BOD5 qua giỏ tách rác giảm 4%

3.4.5.2 Tính toán

 Xác định kích thước bể

Thể tích bể điều hòa:

W = Qtb h x t = 14,583 x 8 = 116,67(m3) Trong đó:

t: Thời gian lưu nước trong bể điều hòa, t = 4  12h, chọn t = 8h

Chọn chiều cao làm việc của bể: H = 2,5m

Chọn chiều cao bảo vệ của bể: Hbv = 0,5m

Chiều cao xây dựng của bể điều hòa:

Hxd = H + Hbv = 2,5 + 0,5 = 3(m) Chọn bể có tiết diện ngang hình chữ nhật Tiết diện bể điều hòa:

67 , 116

= 46,67(m2)

Chọn chiều của rộng bể: B = 6m

Chọn chiều dài của bể: L = 8,2m

Thể tích thực của bể điều hòa:

Wt = L x B x H = 8,2 x 6 x 2,5 = 123(m3)

 Tính toán hệ thống đĩa, ống phân phối khí[7,tr164]

Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn:

Qkhí = qkk x WhdTrong đó:

 qkk : lượng khí cần cung cấp cho 1 m3 dung tích bể trong 1 phút,

qkk = 0,01  0,015m3/m3.phút, chọn qkk = 0,015m3/m3.phút

 Whd: Thể tích hữu dụng của bể điều hòa, Whd = 8,2 x 6 x 2,5 = 123(m3)

 Qkhí = 0,015 x 123 = 1,845(m3/phút) = 110,7(m3/h) = 0,03(m3/s)

Chọn hệ thống cấp khí gồm 1 ống chính nằm trên thành bể, 4 ống nhánh đặt dọc theo chiều dài bể, tâm các ống cách nhau 1,5 m; tâm hai ống ở bên hai mép tường cách tường 0,75m

Khí được phân phối bằng các đĩa phân phối khí tinh JAEGER ĐỨC – HD270 9inches với các thông số sau:

 Model: HD 270 (270mm – 9inches)

 Xuất xứ: JAEGER – Germany – Đức

 Kiểu: Fine bubble

 Lưu lượng thiết kế: 26m3/h

 Lưu lượng max: 10m3/h

 Diện tích bề mặt hoạt động: 0,037m2

 Đường kính hoạt động: 218mm

 Đường kính đĩa: 268mm

 Chiều cao đĩa: 60mm

 Đầu nối: ren 27mm

 Vật liệu:

+ Màng EPDM F053 + Khung nhựa PP GF 30

 Đầu nối ren: PP GF20

 Màu sắc: màu đen

khí

Q

= 6

7 , 110

= 18,45(đĩa) 19(đĩa)

Chọn n = 20 đĩa, chia làm 4 hàng, mỗi hàng 5 đĩa, theo chiều ngang mỗi tâm đĩa cách nhau 1,5m, tâm đĩa cách tường 0,75m và theo chiều dọc mỗi tâm cách nhau 1,64m, tâm đĩa cách tường 0,82m

03,04

 v: Vận tốc khí trong ống dẫn khí, v = 10  15 m/s, chọn v = 15 m/s Đường kính ống dẫn khí nhánh:

105,7

 Dn : Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể điều hòa

 Qn : Lưu lượng khí trong ống nhánh, Qn =

4

khi Q

=

4

03,0

= 7,5x10-3 (m3/s)

 Tính và chọn máy thổi khí

Lưu lượng khí cần thiết: Q khí = 1,845(m3/phút)

Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí :

Hk = hd + hc + hf + H Trong đó:

 hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn

 hc : Tổn thất cục bộ, hd + hc  0,4m; chọn hd + hc = 0,4m

 hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf  0,5m, chọn hf = 0,5m

 H: Chiều sâu hữu ích của bể điều hòa, với H = 2,5m

 Hk = 0,4 + 0,5 + 2,5 = 3,4m

 Chọn máy bơm từ bể điều hòa qua bể thiếu khí

Lưu lượng của bơm:

h tb

Q tb h

=

8 , 0 1000

10 81 , 9 1000 00405

, 0

7455 , 0

= 0,994HP

Chọn bơm chìm: thiết kế 2 bơm chìm nước thải DAB NOVA 600M-A(P-01/02)

có công suất như nhau là 1HP, lưu lượng là 15 m3/h với cột áp H = 5m Trong đó 2 bơm chạy luân phiên theo giờ

 Tính toán đường ống dẫn nước ra khỏi bể điều hòa

Nước thải được bơm sang bể thiếu khí (Anoxic) nhờ hai bơm chìm chạy luân phiên nhau theo thời gian

Đường kính ống dẫn nước ra:

Hàm lượng chất rắn lơ lửng qua bể điều hòa giảm 10%

SS = 86,4 x (1 - 0,1) = 77,76(mg/l) Hàm lượng BOD5 qua bể điều hòa giảm 10%

2 Chiều cao lớp nước trong bể H m 2,5

3 Thời gian lưu nước trong bể T h 8

4 Thể tích bể điều hòa W t m3 123

5 Đường kính ống dẫn nước ra D r mm 76

6 Số lượng đĩa phân phối khí - Đĩa 20

3.4.6 Bể thiếu khí(Anoxic)

3.4.6.1 Nhiệm vụ

Bể Anoxic có vai trò khử NO3- thành khí N2 diễn ra trong môi trường thiếu khí tức không cung cấp oxy từ bên ngoài vào, trong đó NO3- đóng vai trò chấp nhận electron, vi khuẩn thu năng lượng để tăng trưởng từ quá trình chuyển hóa NO3- thành khí N2 và cần có nguồn cacbon để tổng hợp tế bào

Hình 3.3 Sơ đồ mô tả quá trình sinh hóa khử nitơ trong nước thải

Thực tế trong xử lý nước thải sử dụng 2 sơ đồ nguyên lý sau để xử lý nitơ trong nước thải:

Thủy phân và bị phân hủy

do vi khuẩn thành NH4+

Hợp chất hữu cơ chứa

nitơ, protein, urê

Đồng hóa

Cấp O2

Cấp O2

Hợp chất hữu cơ chứa cacbon:

BOD5; xỉ đường ; metanol…

Khử nitơ

Amonia NH4+ Nitơ hữu cơ trong

tế bào vi khuẩn

Tế bào chết chứa nitơ hữu cơ xả theo bùn ra ngoài

NO2

Tự oxy hóa và tự tan

Hình 3.4 Sơ đồ bể hiếu khí(Aerotank) đặt trước bể thiếu khí(Anoxic)

Hình 3.5 Sơ đồ bể thiếu khí(Anoxic) được đặt trước bể hiếu khí(Aerotank)

Theo sơ đồ nguyên lý trên, ta có:

Lưu lượng tuần hoàn về bể Anoxic là 1Q

→ Hiệu quả xử lý Nitơ

Q Q

Q

1 1

1

 = 50%

Lưu lượng tuần hoàn về bể Anoxic là 2Q

→ Hiệu quả xử lý Nitơ

Q Q

Q

1 2

→ Chọn lưu lượng tuần hoàn từ bể Aerotank về bể Anoxic là: 2Q

→ Lưu lượng có trong bể Anoxic là: QA= 2Q + 1Q = 3Q

Chọn thời gian lưu trong bể Anoxic là: t = 1h

Thể tích hữu ích của bể Anoxic

V = QA x t = 3Q x t = 3 x 14,583 x 1 = 43,749(m3) Chọn chiều cao hữu ích của bể: H = 2,5m

Chọn chiều cao bảo vệ của bể: Hbv = 0,5m

BOD5 Aerotank

(NH4+→NO3-)

Anoxic (NO3-→ N2 )

Aerotank (NH4+→NO3-)

Lắng