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

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Họ và tên sinh viên : Nguyễn Tuấn Anh Lớp : LDV6M Họ và tên GVHD : Đoàn Thị Oanh 1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt theo các số liệu dưới đây: • Nguồn tiếp nhận chất thải loại: B • Công suất nước thải: 12000 m3 h • Chỉ tiêu chất lượng chất thải : Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá trị Nhiệt độ 0c 25 pH 7,2 BOD5 mgl 810 COD mgl 990 TS mgl 450 SS mgl 310 NNH4 mgl 88 2. Thể hiện các nội dung nói trên vào : Thuyết minh. Bản vẽ sơ đồ công nghệ Bản vẽ chi tiết một công trình  

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Tuấn Anh

Họ và tên GVHD : Đoàn Thị Oanh

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

lý nước thải sinh hoạt theo các số liệu dưới đây:

 Nguồn tiếp nhận chất thải loại: B

 Công suất nước thải: 12000 m 3 /h

 Chỉ tiêu chất lượng chất thải :

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/lCOD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học, mg/lDO: Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan

F/M: Food/Micro – organism – Tỷ số lượng thức ăn và lượng vi sinhvật trong mô hình

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

MLVSS: Mixed Liquor Volatite Suspended Solid – Chất rắn lơ lửngbay hơi trong bùn lỏng, mg/l

TSS: Tổng chất rắn lơ lửng trong nướcSVI: Sludge Volume Index – Chỉ số thể tích bùn, mg/lVS: Volume Index – Chất rắn bay hơi, mg/l

TL: Tài liệu

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn đến tất cả các Thầy cô khoa Môi trường,các phòng ban của trường Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đãcung cấp cho em những kiến thức chuyên ngành cùng với kiến thức cơ bảnkhác để tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án môn học Công nghệmôi trường

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫnĐoàn Thị Oanh, giảng viên khoa Môi Trường, Trường Đại Học Tài Nguyên

và Môi Trường đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em thực hiện và hoàn thành

Em xin chân thành cảm ơn!

MỞ ĐẦU

A ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi được sử dụng phục vụ cho mụcđích công cộng Chúng thường thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnhviện, chợ và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt của mộtkhu dân cư phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp thoát nước và đặc điểm của hệthống cáp thoát nước Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụthuộc khả năng cung cấp nuoc của các nhà máy và các trạm bơm nước

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, thươnghàn…

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

ra hiện tượng phú dưỡng

B MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Với hiện trạng môi trường như vậy, mục đích đề tài là lựa chọn công nghệ thích hợp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại B xả thải ra sông không gây ô nhiễm môi trường đến nguồn nước sông cũng như làm ảnh hưởng đến người dân xung quanh

C PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu về dân số, điều kiện tự

nhiên làm cơ sở để đánh giá hiện trạng và tải lượng ô nhiễm do nước thải gây ra

Phương pháp so sánh: So sánh ưu khuyết điểm của các công nghệ xử lý để

đưa ra giải pháp xử lý chất thải có hiệu quả hơn

Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý

kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn đề có liên quan

Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công

trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống

Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm Autocad để mô tả kiến trúc công nghệ

xử lý nước thải

D Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải từ đógóp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước

Giúp các nhà quản lý 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 I: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN

Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất không hòa tan và một phầncác chất ở dạng keo ra khỏi nước thải.

1.1.1 Song Chắn Rác Và Lưới Lọc Rác

Song chắn rác làm bằng sắt tròn hoặc vuông đặt nghiêng theo dòng chảy mộtgóc 60o nhằm giữ lại các vật thô Vận tốc dòng nước chảy qua thường lấy 0,3-0,6m/s

Lưới lọc giữ lại các cặn rắn nhỏ, mịn có kích thước từ 1mm - 1,5mm Phảithường xuyên cào rác trên mặt lọc để tránh tắc dòng chảy

1.1.2 Lắng Cát

Bể lắng cát có dạng là các loại bể, hố, giếng cho nước chảy vào theo nhiềucách khác nhau: Theo tiếp tuyến, theo dòng ngang, theo dòng từ trên xuống vàtoảra xung quanh dưới tác dụng của trọng lực cát nặng sẽ lắng xuống đáy

 Các loại bể lắng

Dùng để xử lý các loại hạt lơ lửng Nguyên lý làm việc dựa trên cơ sở trọng lực.Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bể lắng là nồng độ chất lơ lửng và tínhchất vật lý của chúng, kích thước hạt, động học quá trình nén cặn, độ ẩm của cặnsau lắng và trọng lượng riêng của cặn khô

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: Lưu lượng nước thải, thời gian lắng(khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng), tải trọng thủy lực, sự keo

tụ các chất rắn, vận tốc, dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải vàkích thước bể lắng

1.1.3 Bể Vớt Dầu Mỡ

Công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp,nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởngxấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý) Vì vậy taphải thu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau Các chất này sẽbịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học và chúng cũng pháhủy cấu trúc bùn gây khó khăn trong quá trình lên men cặn

1.1.4 Lọc Cơ Học

Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằngcách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho 1 số

Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD.

Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35%theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học

Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khửtrùng và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộtrước khi cho qua xử lý sinh học

Các loại thiết bị lọc: Lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở Ngoài ra còn cólọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại

1.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

Dùng để xử lý nước thải có nhiều chất lơ lửng, chất độc hại, độ màu cao và

là tiền đề cho xử lý sinh học phía sau

1.2.1 Keo Tụ

 Có hai dạng keo

- Keo kị nước (Hidropholic): Không kết hợp với nước để tạo ra vỏ bọc hydrat, cáchạt keo mang điện tích lớn và khi điện tích này được trung

hoà thì độ bền của hạt keo bị phá vỡ

- Keo háo nước (Hidrophilic): Kết hợp với các phân tử nước tạo thành vỏ bọchydrat các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng của các chất điệnphân không bị keo tụ

 Quá trình keo tụ xảy ra theo hai giai đoạn

- Chất keo tụ thủy phân khi cho vào nước, hình thành dung dịch keo và ngưng tụ

- Trung hoà, hấp phụ, lọc, các tạp chất trong nước

 Các loại hoá chất keo tụ

- Phèn nhôm Al2( SO4)3

- Phèn sắt ( Fe2SO4) Ferrous sulfate

- Phèn sắt Ferric chloride – FeCl3

 Hoá chất trợ keo tụ

- Dùng để tạo bông căn lớn, ổn định nhanh bảo đảm quá trình keo tụ đạt hiệu quảcao Bản chất trợ keo tụ là liên kết các bông cặn được tạo thành trong quá trình keotụ

1.2.2 Hấp Phụ

Chất bẩn lỏng hoặc rắn được giữ lại trên bề mặt chất rắn

Dùng để hấp phụ: Chất tẩy rửa , thuốc nhuộm, hợp chất chlorinated, dẫn xuấtphenol hoặc hydroxyl, hợp chất sinh mùi và vị, chất ô nhiễm vi lượng, kim loạinặng

Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải côngnghiệp Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phươngpháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ

bộ ban đầu của việc xử lý nước thải

1.3.1 Phương Pháp Trung Hòa

Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạngthái trung tính pH = 6,5 - 8,5 Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cáchtrộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hóa học, lọc nướcqua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa

2.3.2 Phương pháp oxy hóa khử

Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ôxy hóa như clo ởdạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri,permanganat kali, bicromat kali, peoxythyro (H2O2), ôxy của không khí, ôzon,pyroluzit (MnO2),

Trong quá trình ôxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thànhcác chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước Quá trình này tiêu tốn một lượng lớncác tác nhân hóa học, do đó quá trình ôxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những

phương pháp khác Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan của asen.

1.3.3 Phương Pháp Điện Hoá Học

Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong nước bằng cách oxy hoá điện hoá trêncực anốt hoặc dùng để phục hồi các chất quý

Quá trình sau là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ còn lại thành chất vô cơ(sunfit, muối amon, nitrat ), các chất khí đơn giản (CO2, N2, ) và nước Quátrình này được gọi là quá trình oxy hóa

Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành

3 nhóm chính như sau:

1.4.1 Các Phương Pháp Hiếu Khí

Phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí phânhủy các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy

Chất hữu cơ + O2 =>H2O + CO2 + NH3 +

Các phương pháp xử lý hiếu khí thường hay sử dụng: Phương pháp bùn hoạttính: dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật Và phương pháp lọcsinh học: dựa trên quá trình sinh trưởng bám dính của vi sinh vật

 Phương pháp bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn,kết lại thành các bông với trung tâm là các hạt chất rắn lơ lửng trong nước (cặnlắng chiếm khoảng 30 – 40% thành phần cấu tạo bông, nếu hiếu khí bằng thổi khí

và khuấy đảo đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30%, thời gian dàikhoảng 35%, kéo dài tới vài ngày có thể tới 40%) Các bông này có màu vàng nâu

dễ lắng có kích thước từ 3 – 100μmm

Bùn hoạt tính có khả năng hấp phụ (trên bề mặt bùn) và oxy hóa các chấthữu cơ có trong nước thải với sự có mặt của oxy

Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịch thể (nước thải) tới bề mặt cáctếbào vi sinh vật.

Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ bề mặt ngoài các tế bào quamàng bán thấm

Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế bào

vi sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào

 Phương pháp lọc sinh học

Là phương pháp dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng sinhhọc, oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước Các màng sinh học là các vi sinhvật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi Các vi khuẩn hiếu khí được tậptrung ở màng lớp ngoài của màng sinh học Ở đây chúng phát triển và gắn với giámang là các vật liệu lọc (được gọi là màng sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởngbámdính)

 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể lọc sinh học nhỏ giọt dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải, đảm

bảo BOD trong nước thải ra khỏi bể lắng đợt hai dưới 15 mg/l.

Bể có cấu tạo hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng Do tải trọng thủylực và tải trọng chất bẩn hữu cơ thấp nên kích thước vật liệu lọc không lớn hơn30mm thường là các loại đá cục, cuội, than cục Chiều cao lớp vật liệu lọc trong bể

từ 1,5 – 2 m Bể được cấp khí tự nhiên nhờ các cửa thông gió xung quanh thành

với diện tích bằng 20% diện tích sàn thu nước hoặc lấy từ dưới đáy với khoảng

cách giữa đáy bể và sàn đỡ vật liệu lọc cao 0,4 - 0,6 m Để lưu thông hỗn hợp nước

thải và bùn cũng như không khí vào trong lớp vật liệu lọc, sàn thu nước có các khe

hở Nước thải được tưới từ trên bờ mặt nhờ hệ thống phân phối vòi phun, khoan lỗhoặc máng răng cưa

 Bể Aerotank: Khi nước thải vào bể thổi khí (bể Aerotank), các bông bùn

hoạt tính được hình thành mà các hạt nhân của nó là các phân tử cặn lơ lửng Cácloại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần, cùng với các động vật nguyên sinh,nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ chất hữu

cơ hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ Vi khuẩn và sinh vật sống dùng chấtnền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các

tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng đợt hai Một phần bùn được quay lại vềđầu bể Aerotank để tham gia quá trình xử lý nước thải theo chu trình mới.

 Bể UASB (Upflow anaerobic Sludge Blanket)

Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồngđều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) vàcác chất hữu cơ bị phân hủy

Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí

để dẫn ra khỏi bể Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2pha lỏng và rắn Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn

Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vận hành UASB

Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5

÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ Để duy trì lớp bông bùn ởtrạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h

1.4.2 Các Phương Pháp Kỵ Khí

Dựa trên sự chuyển hoá vật chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy nhờ rấtnhiều loài vi sinh vật yếm khí tồn tại trong nư ớc thải Sản phẩm của quá trình làCH4, CO2, N2 , H2S, NH3 trong đó CH4 chiếm nhiều nhất

Phân hủy kị khí có thể chia làm 6 quá trình

 Quá trình lên men Metan gồm 3 giai đoạn

- Pha phân hủy: Chuyển các chất hữu cơ thành hợp chất dễ tan trong nước

- Pha chuyển hóa axit: các vi sinh vật tạo thành axit gồm cả vi sinh vật kỵkhí và visinh vật tùy nghi Chúng chuyển hóa các sản phẩm phân hủytrung gian thành các

axít hữu cơ bậc thấp, cùng các chất hữu cơ khác như: axit hữu cơ, axit béo, rượu,axit amin, glyxerin, H2S, CO2, H2.

- Pha kiềm: Các vi sinh vật Metan đích thực mới hoạt động Chúng là những vi sinhvật kỵ lhí cực đoan, chuyển hóa các sản phẩm của pha axitthành CH4 và CO2 Cácphản ứng của pha này chuyển pH của môi trường sang kiềm

1.5 XỬ LÝ BÙN CẶN

Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải):

- Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn

- Ổn định cặn

- Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau

Rác (gồm các tạp chất không tan kích thước lớn:cặn bả thực vật, giấy,giẻlau ) được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác khônglớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý

Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sửdụngvào mục đích khác

Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lýtrong điều kiện tự nhiên như: sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhântạo: thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị ly tâm cặn ) Độ ẩmcủacặn sau xử lý đạt 55-75%

Máy ép băng tải: bùn được chuyển từ bể nén bùn sang máy ép để giảm tốiđalượng nước có trong bùn Trong quá trình ép bùn ta cho vào một số polyme đểkếtdính bùn

Lọc chân không: Thiết bị lọc chân không là trụ quay đặt nằm ngang Trụ quay đặtngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính Khi trụ quay nhờ máybơm chânkhông cặn bị ép vào vải bọc

Quay li tâm: Các bộ phận cơ bản là rôtơ hình côn và ống rỗng ruột Rôtơ vàốngquay cùng chiều nhưng với những tốc độ khác nhau Dưới tác động của lực li tâmcác phần rắn của cặn nặng đập vào trường của rôtơ và được dồn lăn đến khe hở,đổ

ra thùng chứa bên ngoài

Lọc ép: Thiết bị lọc gồm một số tấm lọc và vải lọc căng ở giữa nhờ các trụclăn.Mỗi một tấm lọc gồm hai phần trên và dưới Phần trên gồm vải lọc, tấm xốp và

ngăn thu nước thấm Phần dưới gồm ngăn chứa cặn Giữa hai phần có màng đànhồi không thấm nước.

Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiềudạng khác nhau: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải Sau khi sấy, độ

ẩm còn 25-30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển

Đối với trạm xử lý công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nénsau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát

B Cơ sở lựa chọn công nghệ:

Lưu lượng nước thải sinh hoạt:

Qsh = 12000 m3/ngđ

Tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt: q= 80l/ng.ngđ

Lấy bằng 80 % lượng nước cấp cho sinh hoạt và có 90% dân số được cấp nước

QthaiSH =N 100 80 0,91000.100 = 12000 m3/ngđ => Ntt = 166667 người

Lưu lượng nước thải tính toán

 Lưu lượng nước thải tính toán trung bình ngày

 Lưu lượng nước thải giờ dùng nước lớn nhất :

Qh max=Qh tb k0max=500 1,575=787,5(m3/h)

 Lưu lượng nước thải giờ dùng nước nhỏ nhất :

Q h min

=Q h tb k0min=500 0,605=302,5(m3 /h)

NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG NƯỚC THẢI.

Nồng độ các chất đưa vào mạng lưới

Yêu cầu chất lượng nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nước thải sinh hoạt theo tiêu chuẩn Việt Nam (Quy chuẩn 14 : 2008 BTNMT – loại B)

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Thiết kế hệ thống xử lý lượng nước thải sinh hoạt có công suất thải là:

12000m3/ngày đêm

Thiết kế sơ đồ công nghệ phù hợp với thực tế đạt kinh tế và hiệu quả nhất

Xây dựng các hạng mục công trình trên một khuông viên có sẵn

Tính toán các thiết bị, các công trình chính, công trình phụ trợ

Phương án thiết kế 1

Nước thảiSong chắn rác

Bể điều hòa

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Ở phương án này, nước thải ở các hố thu có đặt lưới chắn rác, tại đây rác có kích thước lớn được giữ lại và nhờ máy nghiền rác chuyển rác xuống bể mêtan Sau đó nước thải được dẫn tới bể lắng cát , tại đây những hạt cát, sạn ,các hạt có kích thước lớn sẽ được giữ lại Ở đây, có hai bể lắng cát sẽ thay nhau làm việc Nước thải tiếp tục được đưa tới bể lắng đứng, tại đây nước thải được dẫn vào ống trung tâm, chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng từ dưới lên, cặn từ trên rơi xuống đáy bể và được xả định kì Hàm lượng cặn lơ lửng ở đầu ra là 100 mg/l, hàmlượng BOD5 là 50 mg/l( chọn BOD sau bể lắng đợt 1 giảm 20%) Qua bể lọc sinh học cao cải hàm lượng BOD giảm xuống đạt tiêu chuẩn loại B là 50mg/l, một phần tuần hoàn nước lại đầu bể( tại vì BOD5 đầu bể =810 mg/l > 250 mg/l ) Nước thải tiếp tục được chuyển qua bể lắng đứng đợt II hàm lượng cặn lơ lửng giảm xuống đạt tiêu chuẩn loại B là 100mg/l,bùn được dẫn vào bể mêtan Sau đó nước thải được dẫn qua hệ thống máng trộn tại đây người ta cho clo để trộn đều nước thải vớiclo trước khi cho vào bể lắng tiếp xúc ,tại đây nước được khử trùng bằng Clo trướckhi dẫn ra sông Rác từ máy nghiền rác và bùn từ bể lắng đứng đợt 1 và bể lắng đợt

2 được dẫn vào bể mê tan.Sau đó nhờ máy ép bùn đóng thành viên và chuyển đi

Bể lắng đứng đợt I

 So sánh 2 phương án:

Ưu điểm - Chiếm diện tích xây dựng

nhỏ hơn bởi số lượng côngtrình ít hơn Ít nhạy cảm với cáchợp chất gây ức chế

- Vận hành tương đối đơn

giản

- Phù hợp cho các loại nước

thải có hàm lượng COD từ thấpđến cao

Nhược điểm - Xây dựng và quản lý phức

tạp

- Đòi hỏi người quản lý cóchuyên môn cao

- Chi phí vận hành cao vì cầnnhiều máy thổi khí nên tốnnhiều năng lượng

-Không phù hợp với nước thải

có SS cao

- Dễ bị bít kín ở bể lọc sinhhọc nhỏ giọt

Kết luận: Tính toán theo phương án 1 dùng công trình sinh học là biofin nhỏ giọt

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Tính toán các công trình đơn vị

2300

2000

1600

75

600

Mương dẫn nước thải

Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật Tính toán thủy lực của mương dẫn (xác định: độ dốc i, vận tốc v, độ đầy h) dựa vào bảng tính toán thủy lực Kết quả tính toán thủy lực của mương dẫn được ghi ở bảng sau.Tra bảng tính toán thủy lựccống và mương thoát nước của PGS.TS Trần Hữu Uyển:

Bảng2.2 Thuỷ lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận

Các thông số thủy lựcLưu lượng tính toán (l/s) q Smax =274,4

Chiều rộng b (mm) 800Vận tốc v (m/s) 0.97

Độ đầy h (m) 0.47

2.1 Song chắn rác:

Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các loại rác thô có kích thước lớn trong nướcthải, tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoạt động của xử lý phía sau Chọn bộ song chắn rác loại đặt cố định , cào rác bằng cơ giới và có máy nghiền rác

- Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của

- Chọn 39 khe hở

Trong đó: q: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, qmax= 0,2744 m3/s

b: Khoảng cách giữa các khe hở, b = 0,02m

(Theo TCVN 7957:2008)

vtt: Tốc độ nước chảy qua song chắn vtt = 0,8 m/s

h1: Chiều sâu lớp nước qua song chắn

Kz: Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác của song chắn cơ giới, Kz = 1,05

- Chiều rộng song chắn rác:

Bs = d (n-1) +b.n = 0,008 (39-1)+0,02.39 = 1,084 m

Trong đó: d: Chiều dày của mỗi song chắn, chọn d=0,008m

Kiểm tra lại vận tốc của dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng đọng cặn trong mương

Trong đó: β: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, với tiết diện hình chữ nhật, chọn β=2,42.

S: Chiều dày mỗi thanh, S=0,008m

b: Chiều rộng mỗi khe hở, b=0,02m

α: Góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, lấy α=600

Trong đó: φ: Góc mở của mương trước song chắn rác, φ=2 00

Bs , Bm :Chiều rộng của song chắn và của mương dẫn

- Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác:

Trong đó: ls: Chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác, chọn ls=1,5m

- Chiều sâu xây dựng của song chắn rác:

20 TCVN 7957:2008 với chiều rộng khe hở của song chắn rác là 20mm thì a=8 l/ng.năm

Ntt: Dân số tính toán theo chất rắ lơ lửng

- Hiệu suất xử lý BOD qua song chắn rác là 4-5% Chọn H=5%

L BOD= 810.(100−5)

100 =769,5(mg/l)Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là:

+ K – hệ số phụ thuộc vào kiểu bể lắng, lấy K = 1,3

+ U0 – độ thô thủy lực của hạt cát, lấy U0 = 24,2 mm/s

+ v – vận tốc của nước trong bể, v = 0,3 m/s

+ h - chiều cao công tác của bể lắng cát ngang, H = 0,25 – 1m (mục 8.3.4.a TCVN 7957), chọn H = 0,5m

- Chọn bể lắng cát gồm 2 đơn nguyên, 1 đơn nguyên công tác và 1 đơn nguyên dự phòng, ta có kích thước mỗi đơn nguyên:

- Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong đơn ngyên được tính theo công thức :

h c= W c

L b n = 8,05.1,43,33 = 0,6 (m)

Trong đó: n : số đơn nguyên công tác

- Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :

H xd= H max+ h c + h bv = 0,5 + 0,7 + 0,5 = 1,7 (m)

Trong đó: h bv: chiều cao bảo vệ chọn bằng 0,5m

Tính toán sân phơi cát :

Diện tích hữu ích của sân phơi cát :

F = P N tt.365

1000 h c = 0,02.166667 3651000.5 = 243 m2

Trong đó: h c: chiều cao lớp bùn cát trong năm chọn từ 4-5m (ở đây ta chọn 5 năm)

- Chọn sân phơi cát gồm 2 ô , kích thước mỗi ô trong mặt bằng 10 x 30 mTổng diện tích của sân phơi cát là 300.2 m = 600 m2

Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại sau bể lắng cát:

SS= Cbđ.(100-5)% = 294,5.(100-5)/100= 279,8 mg/l

Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:

BODsau= CBOD.(100-5) %= 769,5.(100-5)/100 = 731 mg/l

2.3Bể điều hòa

Bể điều hòa dùng để điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong chất thải thể tích theo lưu lượng và nồng độ nguồn thải 12000m3/ngđ

- Chọn bể hình chữ nhật gồm 3 bể hoạt động và 1 bể dự phòng

- Chọn thời gian lưu nước của bể điều hòa t = 4h

- Thể tích hữu ích của bể điều hòa:

V = Qtb × t = 500 × 4 = 2000 (m3) [TL6]

Trong đó: Qtb : Lưu lượng trung bình giờ, Qtb = 500 (m3/h)

- Kích thước xây dựng của bể điều hòa

- Chọn chiều cao xây dựng của bể là h = 5 m [TL7]

- Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m

- Chiều cao của bể là: H = h + hbv = 5,5 (m)

- Diện tích ngang của bề điều hòa là:

F = V h= 20005,5 = 364 (m2) [TL6]