ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Sinh viên: Lê Thị Nguyên Nhung Lớp ĐLV5M GVHD: ĐOÀN THỊ OANH CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ I. Thông số nước thải Lưu lượng Q = 2800 m3ngđ STT Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá trị Co (QCVN 14:2008 BTNMT – Cột B ) Hiệu suất (%) Nhận xét 1 Nhiệt độ oC 25 2 pH 6,9 59 Đạt 3 BOD5 mgl 1150 50 93 Xử lý 4 COD mgl 1300 90,7 Xử lý 5 TS mgl 550 6 SS mgl 380 100 7 NNH4 mgl 57 10 95 Xử lý Nhận xét: Theo số liệu cho thấy nước thải sinh hoạt bị nhiễm bẩn bởi chất hữu cơ. Hàm lượng COD, BOD5 vượt nhiều lần so với quy chuẩn. II. Đề xuất sơ đồ công nghệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG



ĐỒ ÁN MÔN HỌC

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Sinh viên: Lê Thị Nguyên Nhung Lớp: ĐLV5M

GVHD: ĐOÀN THỊ OANH

Hà Nội, tháng 6 năm 2017

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Sinh viên: Lê Thị Nguyên NhungLớp ĐLV5M

GVHD: ĐOÀN THỊ OANH

CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

Nhận xét

Nhận xét: Theo số liệu cho thấy nước thải sinh hoạt bị nhiễm bẩn bởi chất hữu cơ

Phục vụ cho nông nghiệp hoặc chôn lấp Trạm Clo

b Phương án 2

Nước thải

Song chắn rác

Bể lắng cát đứng Sân phơi cát

So sánh hai phương án

Ưu

điểm - Bể Aerotank+ Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%

+ Loại bỏ được Nito trong nước thải

+ Vận hành đơn giản, an toàn

+ Thích hợp với nhiều loại nước thải

- Bể Biofil nhỏ giọt+ Rút ngắn thời gian xử lý+ Có thể xử lý hiệu quả nước thảiqua quá trình khử Nitrat hóa hoặcphản Nitrat hóa

+ Thuận lợi khi nâng cấp công suất

đến 20% mà không phải gia tăng thể

tích bể

+ Sử dụng diện tích xây dựng không

lớn

+ Tận dụng được nguồn nguyên liệu

sinh học sau quá trình xử lý

+ Chất lượng nước thải sau xử lý có

thể bị ảnh hưởng nếu không vận

hành đúng các yêu cầu

+ Bùn sau xử lý cần phải thu gom và

xử lý định kì

- Bể Biofil nhỏ giọt+ Hiệu suất làm sạch nhỏ hơn bểlọc có lớp vật liệu lọc ngập trongnước với cùng một tải lượng khối+ Dễ bị tắc nghẽn

+ Rất nhạy cảm với nhiệt độ (ảnhhưởng trực tiếp tới quá trình sinhtrưởng và phát triển của hệ vi sinhvật trong bể)

+ Không khống chế được quátrình thông khí, dễ sinh mùi

+ Bùn dư không ổn định+ Giá thành xây dựng cao (Khốilượng vật liệu lọc tương đối nặng)

=>Với các ưu nhược điểm kể trên của 2 phương pháp cho thấy phương án 1 làphương án phù hợp nhất

III Thuyết minh phương án xử lý

b Phương án 1

Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác để loại bỏ các loại rác thải cókích thước lớn, còn nước thải đã được lớn được dẫn vào bể lắng cát đứng để loại bỏcác chất rắn lơ lửng trong nước thải Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đứngđược đưa đến sân phơi cát

Nước thải sau khi ra khỏi bể lắng cát sẽ được đưa vào bể điều hoà Tại bể điềuhoà, nước thải sẽ được tách một phần các chất lơ lửng khó lắng, đồng thời nhờ quátrình khuấy trộn giúp ổn định lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trước khi đưasang công trình xử lý tiếp theo.

Nước sau khi qua bể điều hoà được đưa vào bể lắng 2 vỏ, tại đây một phần cặn

thô không hoà tan trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể nén bùn cònnước sau lắng được đưa tiếp đến bể aerotank

Bể Aerotank có nhiệm vụ thực hiện quá trình xử lí sinh học hiếu khí Tại đây,

bố trí hệ thống phân phối bằng khí nén sục khí liên tục, cung cấp oxi cho quá trình sinhhọc hiếu khí xảy ra Vi sinh vật sử dụng BOD, COD như là chất dinh dưỡng để tạosinh khối mới hay còn gọi là bùn hoạt tính Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính sau đóđược dẫn qua bể lắng đợt 2 để thực hiện quá trình lắng nhằm tách nước và bùn Mộtphần bùn sẽ được tuần hoàn lại vào bể đông tụ sinh học, một phần hoàn lưu lại vào bểAerotank để đảm bảo lượng bùn hoạt tính trong bể, phần bùn dư còn lại được bơm bùnđưa về bể nén bùn thực hiện quá trình tách nước, giảm độ ẩm một phần trước khi đưa

ra sân phơi bùn Nước thải đầu ra sau lắng đợt II được đưa qua bể khử trùng để tiếnhành khử trùng bằng clo trước khi đưa vào bể chứa nước sau xử lý

c

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH

Theo mạng lưới cấp thoát nước, tiêu chuẩn thải nước lấy bằng 80% tiêu chuẩnthải nước Theo bảng 3.1 TCXDVN 33:2006, Cấp nước – mạng lưới đường ống vàcông trình tiêu chuẩn thiết kế, ta có

160 l/người.ngày

Q= N q o

1000.99 %(m3/ngđ)

Trong đó

+ N- số dân

+ qo –tiêu chuẩn thải nước

+ 99% - tỷ lệ số dân được cấp nước

 N = q Q 1000

o 99 % = 2800.1000160.99 % = 17676 người

Dân số tương đương

NttBOD = N + NtđBOD= 17676 + 4666 =22342 người

NttSS = N + NtđSS = 17676 + 4666 =22342 người

NttN-NH4 = N + NtđN-NH4 = 17676 + 3500 =21176 người

2.1 Tính toán thiết kế các công trình phương án 1

2.1.1 Lưu lượng nước thải

- Lưu lượng trung bình giờ:

2.1.2 Tính toán thiết kế song chắn rác

Phần tính toán dựa theo tài liệu Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toánthiết kế công trình_ Lâm Minh Triết (chủ biên), trang 113-118

 Qmax- Lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qmax = 0,0586 m3/s

nước thải ứng với lưu lượng lớn nhất qua khe hở của song chắn rác cơ giới

là 0,8-1 m/s (TCVN 7957:2008) Chọn v = 0,9m/s

 l- khoảng cách giữa các khe hở, l = 0,016 m (theo TCVN 7957:2008, mục8.2.1, trang 37)

thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình_ Lâm Minh Triết(chủ biên), trang 113)

Ls- chiều dài phần mương đặt SCR, Ls = 1,5 m

H= hmax + hs + 0,5 = 0,4 + 0,05 + 0,5 = 0,95 m

0,5 là khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất

số song chắn rác làm việc là > 3, dự phòng là 2 Chọn số song chắn rác làm việc

N tt SS – dân số tính toán theo chất rắn lơ lửng

P = 750 x0,49 = 368 kg/ngđ = 0,36 tấn/ ngày

Kích thước của 1 song chắn rác

Theo cấu tạo của bể chia ra làm hai phần:

+ chiều cao vùng lắng chọn H = 5m (quy phạm H = 2.6 -5 m) suy ra chiều cao

60∗H1∗N=

211∗2060∗4,5∗2=7,81 m

2

Hàm lượng C max=C0+K∗P+0.25 M +v mg/l.

Chọn hệ số tinh khiết của phèn sạch là K= 1

Chọn liều lượng phèn không ngậm nước P = 90 mg/l

Chọn độ màu nước nguồn M = 50 độ

Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính phần trăm lượng nước xử lý:

P= K p∗W c∗N

Q∗T =

1,2∗71,3∗2211∗54,46∗100 %=1,49 %

 P – lượng cát giữ lại Pb= 0,02 l/ng.ngđ, theo bảng 28, trang 39, TCVN7957:2008

=> kích thước sân phơi cát L x B = 8m x 5,1m

Các chỉ tiêu còn lại cần xử lý

2 BOD 5 mg/l 1037,9

2.1.4 Tính toán thiết kế bể điều hoà

Tính toán thiết kế bể điều hoà dựa theo tài liệu Kỹ thuật xử lý nước thải – thạc sỹLâm Vĩnh Sơn

Chọn thời gian lưu nước thải trong bể là 4 giờ

W = Q max❑

x t = 211 x 4 = 844 m3

Trong đó:

đến 6h, Tính Toán Thiết Kế Công Trình – Lâm Minh Triết)

F =W dh

N h = 8442.5 = 84,3 m2 [5-trang 64]

Hxd = h + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 m

Tính toán thiết kế hệ thống cấp khí cho bể điều hòa

Lượng không khí cần thiết: Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong

bể điểu hòa cần cung cấp một lượng khí thường xuyên

Qkk = qkk.W= 0,015 x 844 =12,66 (m3/phút) [5-trang 64]

Với qkk- lượng khí cần thiết để xáo trộn, qkk=0,01-0,015 m3/phút, chọn

qkk=0,015 m3/phút

 Không khí được phân phối qua hệ thống châm lỗ với đường kính 4mm, khoảngcách giữa các tâm lỗ là 150mm Khi đó số lỗ phân phối trên mỗi nhánh là:

Nlỗ = L/0,15−1=15/0,15−1=99 lỗ [5-trang 64]

dài bể, các ống được đặt trên các giá đỡ ở độ cao 20cm so với đáy bể

đó, số ống nhánh được phân bố là:

Nống = B−2.0,151,5 + 1 = 12−2.0,151,5 + 1 = 9 ống [5-trang 64]

Vận tốc khí ra khỏi lỗ thường từ 5-20m/s, chọn vlỗ = 16 m/s

 hd - tổn thất áp lực theo chiều dài trên đường ống dẫn, m

 hc - tổn thất qua thiết bị phân phối, m

 hd + hc≤ 0,4

 hf ≤ 0,5

Hc = 0,4 + 0,5 + 5 = 5,9 m

(Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết)

Các thông số thiết kế bể điều hoà

STT Tên thông số Đơn vị Số liệu

Sử dụng loại bể lắng 2 vỏ Bể lắng 2 vỏ có nhiệm vụ lắng các tạp chất lơ lửng và

xử lý kỵ khí các cặn lắng bằng quá trình lên men kỵ khí

Công suất tính toán của trạm xử lý là: 211 m3/h

+ Q: lưu lượng nước thải tính toán, Q = Qmax = 211 (m3/h)

2 2

0 2

2tan tan 60 1,7( )

Ngăn chứa bùn của bể lắng 2 vỏ phụ thuộc vào thời gian lên men bùn hữu cơ vànhiệt độ của nước thải vào mùa đông

Thể tích ngăn chứa bùn của bể lắng 2 vỏ:

N K

m n

Trong đó :

Wh : thể tích ngăn tự hoại, Wh = 15 (l/người) [bảng 37 – TL7]

D

 Chiều cao xây dựng của bể lắng

1 2 bv tr n 0,7 1,7 0,5 1,5 2,94 7,34( )

H h h h h H       m

Trong đó :

Hbv : chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,5 (m)

htr: chiều cao phần hình trụ của bể lắng, chọn htr = 1,5 (m)

2.1.6 Bể aerotank thổi khí kéo dài:

Tính toán thiết kế bể aerotank để khử BOD5 và NH4 theo Tài liệu Tính toán thiết kếcác công trình xử lý nước thải – TS Trịnh Xuân Lai, trang 80-83 với các thông số:

La = 1150 mg/l > 150 mg/l => cần tái sinh bùn hoạt tính, Qtb = 211 m3/h

Xác định thời gian làm việc của các ngăn aeroten

- t: Thời gian oxy hóa các chất hữu cơ (h)

t= L a−L t

a r(1−Tr )ρ

(CT 78 – TCXD 7957/2008 – Trang 69)

Trong đó:

La : lượng BOD5 đầu vào, La = 1150 mg/l

Lt : lượng BOD5 sau xử lý, Lt = 50 mg/l

ar : liều lượng bùn hoạt tính trong ngăn tái sinh, g/l = 4

Tr: độ tro của bùn: = 0,35Thay số vào ta được: t = 70,5 (h)

- Thời gian cần thiết để tái sinh bùn hoạt tính

La : lượng BOD5 đầu vào, La = 1150 mg/l

Lt : lượng BOD5 sau xử lý, Lt = 50 mg/l

R : Tỷ lệ tuần hoàn bùn (CT 61 – TCXD 7957/2008, Trang 64)

lớn nhất trong 1h

nước thải

K0 = 0,625 mgO2/l: hằng số kể đến ảnh hưởng của oxy hòa tan

 = 0,07 l/h : hệ số kể đến sự kìm hãm quá trình sinh học bởi các sảnphẩm phân hủy bùn hoạt tính

Tr = 0,3: độ tro của bùn hoạt tính

tro của bùn trong 1h)

K1:hệ số kể đến thiết bị nạp khí, chọn thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡnhỏ lấy theo tỉ số giữa diện tích vùng nạp khí và diện tích aerotenf/F = 12396/13636 = 0,9 => K1 = 2,28

nước và bùn với tốc độ hòa tan của oxy trong nước sạch, nước sinh

C p=C T (10,3+ h/2)

10,3

317) h = 5 m

Cp= 9,97 mg/lC: Nồng độ trung bình của oxy trong aeroten, lấy C = 2mg/l

- Lượng khí cần cấp cho bể trong 1 giờ

Vkhí = 5146,1 /21% = 24505 m3 kk/h

- Giả thiết hiệu quả chuyển hóa oxy vào nước đạt 8%

- Đường kính 1 đĩa : 0,127 m

- Số đĩa 1 hành lang : 400 đĩa

- Bố chí 2 hàng đĩa theo chiều rộng của hành lang

- Chiều dài 1 hành lang có 200 đĩa

Các thông số thiết kế của bể aerotank

4 Chiều cao làm việc m 5

Ks: Hệ số sử dụng dung tích bể, Ks = 0,35 (đối với bể lắng đứng)

ar: Nồng độ bùn hoạt tính sau khi ra khỏi bể lắng1 không dưới 10, ar = 15 mg/l

a : Nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerôten không quá 15g/l, ta chọn a = 5 g/l

Ia : Chỉ số bùn (thường từ 100-200ml/g), lấy I = 100 ml/g

H : Chiều cao lớp nước trong bể lắng H =3m

Thay số vào công thức ta có: q = 0,96 (m3/m2.h)

- Thể tích vùng lắng: W l=q h tb t

q =

117.1,50,96 =183 (m3)

v=

0,0585.10−4=116 (m2)

miệng phễu và tấm hắt cố định ở phía dưới

d=1,5Dống = 1,05 m

- Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng:

h= h2+h3 = (D−d n

2 ).tgα=(5−12 ).tg50 = 2,6 (m)

h2 : là chiều cao lớp trung hòa, m

h3 : là chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể (m)

D : đường kính trong của bể lắng (m)

dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt: dn = 1 m

H = H1 + h + h4= 3 + 2,6 + 0,5= 5,1 (m)

h4 là chiều cao bảo vệ Lấy h4 = 0,5 (m)

- Thời gian lắng: 1,5 giờ

- Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải sau bể lắng đứng 2 là: C1 = 51(mg/l) (trabảng 36 TCVN7957:2008 trang_47)

Bùn hoạt tính dư với độ ẩm p = 99.4% tử bể lắng đợt hai dẫn về bể nén bùn và độ

ẩm của bùn sau khí nén phải đạt p= 97% trước khi đưa ra sân phơi bùn Thời gian nénbùn t = 10÷12h

Pmax= K × Pb[2-trang 135]

Trong đó:

Pb là độ tăng sinh khối bùn từ bể aeroten

K : hệ số không điều hòa tháng của bùn hoạt tính K = 1,15 – 1,2 Chọn K = 1,2

Pb = 0,8 Css + 0,3 La = 0,8 97,7 + 0,3.295,8 = 166,98 (mg/l)

La BOD5 trong dòng nước thải vào aerotank

 Pmax = 166,98 1,2 = 200,4 (mg/l)

qmax = P max

24.C Q = 200,4 280024.600 = 39 ( m3/ngđ)[2-trang 124]

Với : v1 là tốc độ chuyển động của bùn từ dưới lên, v1 = 0,1 mm/s = 0,0001 m/s

Trong đó: t – Thời gian lắng bùn, chọn t= 10h.

đường kính của đáy bể là d = 0,5m

h2 = D−d2 tan 45o = 8.3−0,52 tan 50o = 4,7 (m)[2-trang 136]

- Chiều cao bùn hoạt tính đã nén của bể:

hb = h2 – h3 – hth (m)

Trong đó:

hth – Chiều cao lớp nước trung hòa, hth = 0,3m

Sau các giai đoạn xử lí: cơ học, sinh học,…, song song với việc làm giảm nồng

độ các chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kểđến 90 – 95% Tuy nhiên, lượng vi trùng vẫn còn cao và việc khử trùng là điều cầnthiết Để thực hiện việc khử trùng nước thải, có thể sử dụng các biện pháp như clo hóa,ôzon hóa, khử trùng bằng tia hồng ngoại UV Việc khử trùng bằng clo tương đối đơngiản, rẻ tiền và hiệu quả chấp nhận được nên được sử dụng ở nhiều công trình xử lí

Ya= a ×Q1000[4-trang 168]

Trong đó:

 Q: lưu lượng tính toán của nước thải, Qtbh = 117 m3/h

Ytb = a ×Q tb h

1000 = 3× 1171000 = 0,35 kg/h[4-trang 169]

Diện tích bề mặt của bể:

F =W h =58,52 = 29,3 m2

2.1.11 Bể chứa nước sau xử lý

bể khử trùng Nước thải từ bể chứa có thể được dùng cho nhiều mục đích khác

 Thể tích bể chứa: Q = 2800 x 1 = 2800 m3

Các thông số thiết kế bể chứa nước sau xử lý

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Bộ xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7957 : 2008 – Thoát nước mạng lưới và công trình bên ngoài – tiêu chuẩn thiết kế

-2 Trần Đức Hạ, Xử Lí Nước Thải Đô Thị, NXB Khoa học kĩ thuật

3 TS Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải

4 PGS.TS Lâm Minh Triết, Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đôthị và công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia thành phố HCM

5 Th.S Lâm Vĩnh Sơn - Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải