Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu nhà ở văn phòng dịch vụ Goldmark City

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU 1 1.Đặt vấn đề 1 2.Mục tiêu nghiên cứu 1 3.Nội dung thực hiện 2 4.Phương pháp thực hiện 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI CỦA KHU NHÀ Ở VĂN PHÒNG DỊCH VỤ GOLDMARK CITY 3 1.1.Giới thiệu chung 3 1.2.Điều kiện tự nhiên tại khu vực dự án 3 1.2.1.Vò trí ñòa lyù 3 1.2.2.Địa hình và khí hậu 3 1.3.Thiết kế hệ thống công trình 4 1.3.1.Tổ chức không gian kiến trúc 4 1.3.2.Giao thông tiếp cận công trình 6 1.3.3.Boá cuïc caây xanh 6 1.3.4.Thieát keá keát caáu 6 1.3.5.Heä thoáng caáp thoaùt nöôùc 7 1.4.Lưu lượng nước thải sinh hoạt cần xử lý 8 1.5.Thaønh phaàn, tính chaát nöôùc thaûi sinh hoaït 9 CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 11 2.1.Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt 11 2.2.Lựa chọn công nghệ xử lý 13 2.3.Thuyết minh công nghệ xử lý 14 2.4.Tính toán các công trình xử lý 16 2.4.1.Xác định các thông số tính toán 16 2.4.2.Xaùc ñònh möùc ñoä caàn xöû lyù nöôùc thaûi 17 2.5.Tính toán thiết kế phương án 1 17 2.5.1.Ngăn tiếp nhận 17 2.5.2.Bể điều hòa 18 2.5.3.Bể lắng đứng đợt 1 24 2.5.4.Bể Aeroten 28 2.5.5.Bể lắng 2 38 2.5.6.Bể trung gian 44 2.5.7.Bồn lọc áp lực 45 2.5.8.Khử trùng nước thải 51 2.5.9.Bể chứa bùn 54 2.6.Tính toán cao trình theo nước và bùn các công trình trong trạm xử lý. 55 2.6.1.Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt nước 55 2.6.2.Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt bùn 57 2.7.Tính toán thiết kế phương án 2 57 2.7.1.Tính toán bể lọc sinh học 57 CHƯƠNG III: DỰ TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ HỆ THỐNG XỬ LÝ 61 3.1.Dự toán chi phí phương án 1 61 3.1.1.Chi phí xây dựng 61 3.1.2.Chi phí thieát bò 63 3.1.3.Chi phí ñieän naêng 68 3.2.Dự toán chi phí phương án 2 70 3.2.1.Chi phí xây dựng 70 3.2.2.Chi phí thieát bò 72 3.2.3.Chi phí ñieän naêng 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 1.Kết luận 79 2.Kiến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là: Nguyễn Thu Hà

Mã SV: DH00301155- lớp DH3CM1

Tôi xin cam đoan:

Đồ án này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên

cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức đã được chọn lọc Các tài liệu tham khảo hoàntoàn là tài liệu chính thống đã được công bố trên các tác phẩm và các tài liệu theodanh mục tài liệu của đồ án Đồ án dựa trên sự hướng dẫn của TS Lê Xuân Sinh–Phòng Hóa môi trường biển, Viện Tài nguyên và Môi trường Biển

Tôi xin cam đoan đồ án này chưa được công bố ở bất kỳ tài liệu nào

Hà Nội, tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thu Hà

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ và là yêu cầu của sinh viên để kết thúc khoá họctrước khi tốt nghiệp ra trường, đồng thời giúp cho sinh viên tổng kết được nhữngkiến thức đã học trong suốt quá trình học tập, cũng như phần nào xác định công việc

mà mình sẽ làm trong tương lai

Đề hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài ”Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu nhà ở- văn phòng- dịch vụ Goldmark City”, trước hết tôi xin chân thành cảm

ơn toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Môi trường, trường Đại học Tài nguyên vàMôi trường Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho

em trong suốt quá trình học tập

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đến TS Lê Xuân người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành đồ án này Trong thời gian làm đồ án tốtnghiệp, tôi gặp không ít những vướng mắc, khó khăn nhưng nhờ sự hướng dẫn, chỉbảo kịp thời và tận tình của TS, tôi đã hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp

Sinh-Tôi xin chân thành cảm thầy cô, bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôithực hiện tốt đồ án của mình

Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những sai sót, kính mong sự đónggóp của các thầy, cô để đồ án được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thu Hà

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng

BTNMT : Bộ tài nguyên Môi trường

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Cấu tạo bể tự hoại 3 ngăn

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 2

LỜI MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Dự án “Khu nhà ở- Văn phịng- Dịch vụ Goldmark City” được chủđầu tư là cơng ty TNHH Thương Mại- Quảng cáo- Xây dựng- Địa ốc ViệtHưng đầu tư xây dựng

Dự án sẽ gĩp phần đáp ứng được nhu cầu về nhà ở cao cấp của người dânkhu vực nội thành mới phía tây Hà Nội, tạo một môi trường sống vănminh hiện đại và đảm bảo an ninh Khu chung cư Goldmark City sẽgĩp phần làm cho diện mạo của quận Bắc Từ Liêm ngày càng hiện đại và phát triển.Đồng thời dự án cũng đáp ứng được nhu cầu đơ thị hĩa trước mắt và lâu dài của cửangõ phía Tây thành phố Hà Nội

Chung cư Goldmark City tọa lạc nằm tại 136 Hồ Tùng Mậu- một trong những

vị trí đắc địa của thủ đơ Hà Nội, khu vực trung tâm hành chính và kinh tế năng động

và sầm uất nhất của thủ đơ trong tương lai Gần các đặc khu kinh tế lớn của Hà Nộivới các doanh nghiệp, các ngân hàng lớn, các trường ĐH lớn như ĐH Quốc Gia HàNội, ĐH Thương Mại, ĐH Sư Phạm… Gần bến xe Mỹ Đình, gần tuyến Metro Nhổn-

Ga Hà Nội Gần trung tâm Hội Nghị Quốc Gia, sân vận động Mỹ Đình Kết nốithuận tiện với các trục giao thơng quan trọng: đường 32, đường Phạm Văn Đồng,đường Hồng Quốc Việt, Lê Đức Thọ kéo dài…

Goldmark City là tổ hợp gồm 9 khối nhà cao 40 tầng, 2 tầng hầm với gần 5.000căn hộ, khu trường học rộng 2,1 héc-ta, trung tâm thương mại 5 tầng rộng hàng ngànmét vuơng, sân tennis, sân bĩng, bể bơi trong nhà và ngồi trời, khu tập Gym, spa,sân golf mini…

Song song với việc xây dựng khu chung cư, việc thiết kế và xây dựng một hệthống xử lý nước thải tập trung tại khu chung cư là cần thiết nhằm đạt tới sự hài hịalâu dài và bền vững giữa nhu cầu phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ mơi trường mộtcách thiết thực nhất

2.Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế được hệ thống xử lý nước thải phù hợp với quy hoạch phát triển kinh

tế xã hội của Khu nhà ở- Văn phịng- Dịch vụ Goldmark City Đảm bảo chất lượngnước sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước thải sinh hoạtQCVN 14:2008/BTNMT cột B

Cơng nghệ xử lý nước thải phải đáp ứng với các tiêu chuẩn mơi trường, phảiphù hợp với các điều kiện thực tế, kinh phí đầu tư, chi phí vận hành và bảo trì Cĩquy trình cơng nghệ phù hợp

3 Nội dung thực hiện

- Tìm hiểu vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, điều kiện kinhtế- xã hội và hiện trạng môi trường tại khu vực xâydựng hệ thống xử lý nước thải

- Xác định các thông số thiết kế bao gồm lưu lượng, thànhphần, tính chất nước thải và nguồn xả thải

- Đưa ra các phương án xử lý và chọn phương án xử lýhiệu quả nhất để thiết kế hệ thống xử lý nước thảicủa khu dân cư

- Tính toán thiết kế các công trình đơn vị và thể hiện phầntính tốn trên các bảng vẽ kỹ thuật

- Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vậnhành trạm xử lý nước thải

4 Phương pháp thực hiện

- Phương pháp thu thập tài liệu: Tìm hiểu, thu thập số liệu, các cơng thức và mơ hìnhdựa trên các tài liệu cĩ sẵn và từ thực tế Thu thập các tài liệu tham khảo, các TCVN,QCVN cĩ liên quan, thơng tin về các cơng ty, cụm cơng nghiệp

- Phương pháp thống kê: Thu thập và xử lý các số liệu về điều kiện khí tượng, thủyvăn, kinh tế xã hội của khu vực dự án

- Phương pháp tính tốn: dựa vào các tài liệu và thơng tin thu thập được để tính tốncác cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý NT

- Phương pháp tham vấn: Lấy ý kiến của các chuyên gia, giáo viên hướng dẫn về nộidung cĩ liên quan

- Phương pháp thiết kế : Sử dụng phần mềm Autocad trong việc thiết kế các bản vẽcác cơng trình xử lý NT

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI CỦA KHU NHÀ Ở- VĂN PHỊNG- DỊCH VỤ

GOLDMARK CITY

1.1 Giới thiệu chung

Tên dự án: KHU NHÀ Ở- VĂN PHỊNG- DỊCH VỤ GOLDMARKCITY D/C: Số 136- Hồ Tùng Mậu- Bắc Từ Liêm- Hà Nội

Chủ đầu tư: Cơng ty TNHH Thương mại- Quảng cáo- Xây Dựng- Địa ốc Việt Hân

Đơn vị thi cơng: Cơng ty Cổ phần Hawee Cơ điện

Địa chỉ : Tịa nhà HAWEE, lơ D2, khu đấu giá QSD đất P.Vạn Phúc , Hà Đơng,

Hà Nội

Điện thoại : 04 3311 7744 Fax: 04.3311 7748

Với diện tích 121796 m2

Tổng diện tích lập quy hoạch chi tiết: 113996 m2

Diện tích xây dựng cơng trình: 26579 m2

Diện tích làm đường đơ thị theo quy hoạch: 7800 m2

Tầng cao trung bình tồn khu: 40 tầng

1.2 Điều kiện tự nhiên tại khu vực dự án

1.2.1.Vị trí địa lý

Khu đất đầu tư xây dựng Khu nhà ở- văn phịng- dịch vụ GoldmarkCity số 136 Hồ Tùng Mậu, Bắc Từ Liêm, Hà Nội

Các mặt tiếp giáp của khu đất như sau:

Phía Bắc : giáp Cổ Nhuế, Bắc Từ Liêm, Hà Nội

Phía Nam : giáp Quận Nam Từ Liêm

Phía Đông : giáp với Quận Cầu Giấy

Phía Tây : giáp Cầu Diễn, Từ Liêm, Hà Nội

Nhiệt độ: bình quân 23,6oC

Tháng có nhiệt độ cao nhất: tháng 06 (31oC)

Tháng có nhiệt độ thấp nhất: tháng 1 (17oC)

Khí hậu: nhiệt đới, một năm chia 4 mùa

Độ ẩm: trung bình: 79,8%

Tháng có độ ẩm cao nhất: tháng 3 (90%)

Tháng có độ ẩm thấp nhất: tháng 11 (65%)

Lượng mưa: số ngày mưa trung bình trong năm là 114ngày

Lượng mưa cao nhất: 2.318 mm/năm

Lượng mưa thấp nhất: 1.392 mm/năm

Bức xạ: tổng lượng bức xạ mặt trời trung bình đạt11,7Kcal/tháng

Lượng bức xạ cao nhất: 14,2 Kcal/tháng

Lượng bức xạ thấp nhất: 10,2 Kcal/tháng

Lượng bốc hơi: khá lớn (trong năm 1.350mm), trung bình37mm/ngày

Gió: có hai hướng gió chính:

Mùa đơng: giĩ Đơng Bắc thổi xuống 20%- 40%

Mùa hè: giĩ Đơng Nam thổi lên chiếm khoảng 30%- 50%

Nguồn: Số liệu khí tượng thuỷ văn năm 2010 – Sở Dulịch TP Hà Nội

1.3 Thiết kế hệ thống cơng trình

1.3.1.Tổ chức khơng gian kiến trúc

Qua nghiên cứu điều kiện tự nhiên khu vực, hiện trạngdự án, mối liên hệ chức năng khu vực, các chỉ tiêu kinhtế kỹ thuật được chọn, nhu cầu đầu tư phát triển đã đượcxác định, dự án được thiết kế theo mô hình tổ chứcnhóm ở đa năng và tập trung khu vực quy hoạch được tổchức thành 2 block

- Block A : Gồm 40 tầng và 01 tầng hầm.

Tầng hầm: với diện tích 22373,88 m2

Dành phần lớn diện tích để xe với hơn 2000 xe 2 bánhvà 300 xe 4 bánh

Ngoài ra một phần diện tích tầng hầm dùng để bố tríhệ hống kỹ thuật của chung cư

Tầng thượng: Dùng làm dịch vụ phục vụ cho tòa nhàvới diện tích 1824,4m2

- Block B : Gồm 40 tầng và 01 tầng hầm

Tầng hầm: với diện tích 22455,62 m2

Dành phần lớn diện tích để xe với hơn 1300 xe 2 bánhvà 200 xe 4 bánh

Ngoài ra một phần diện tích tầng hầm dùng để bố tríhệ hống kỹ thuật của chung cư

Các lô quy hoạch gần giống nhau nên hình thức kiếntrúc cũng tương đối giống nhau về:

− Tổ chức không gian bên trong giống nhau (thuận lợicho thi công, hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư)

− Thông thoáng và đối lưu cho từng căn nhà liên kếnhờ giếng trời (giải quyết tốt cho thông thoáng WC, cầuthang)

− Thẩm mỹ về kiến trúc ngoại thất: các lô kiến trúcmặt tiền khác nhau, hình thức kiến trúc hiện đại, kiếntrúc có sự tương đồng nhau

− Mặt đứng được thiết kế đơn giản hiện đại, bố cụckết hợp từ những khối hình học đơn giản hiệu quả vềcông năng, vật liệu chủ yếu tường xây gạch bề mặtphủ sơn nước với tông màu xanh lơ nhẹ nhàng kết hợpmột vài chi tiết mang tính chất trang trí bằng vật liệu thônhư đá chẻ, gạch nung làm tăng tính tự nhiên đồng thờilàm công trình hài hòa phù hợp với cảnh quan xung

quanh Hình thành nên một tổng thể khu dân cư hiện đạivà mang tính đặc thù phong cách Á Đông Với cửa gỗkính, sắt kính, trần thạch cao, nền lát gạch ceramic.

1.3.2.Giao thơng tiếp cận cơng trình

- Giao thông bên ngoài khu ở:

Đường chính: Là Quốc lộ 32 kết nối với hệ thống giaothông chung khu vực Tây Hà Nội và trung tâm Thành phố

Đường nội bộ: có lộ giới 12– 14m, lòng đường 8m, lềmỗi bên 3+3m và 2+3m

Mạng đường đảm bảo PCCC tốt

- Giao thông bên trong khu ở:

Do địa chất khu vực trên có nền đất yếu, do đó nênchọn xây dựng kết cấu mặt đường theo hình thức phânkỳ đầu tư, trước mắt sẽ xây dựng kết cấu mặt đườngtheo hình thức láng nhựa Sau khi nền đường được ổn địnhsẽ tiến hành thảm lớp bê tông nhựa hoàn thiện (dựkiến sau 2 – 3 năm đưa công trình vào khai thác)

1.3.3.Bố cục cây xanh

Diện tích đất: 7500m2

Mật độ xây dựng: 13,88%

Công viên cây xanh khu nhà ở: bố trí cây xanh cảnhquan và sân tập TDTT, đường đi dạo, được bố trí phân tántrong các nhóm ở Ngoài ra còn có các căn hộ có sânvườn trên mỗi khối nhà tăng cường diện tích cây xanh.1.3.4.Thiết kế kết cấu

Các cơng trình thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)bao gồm các tiêu chuẩn sau:

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7957-2008: Tiêu chuẩn tiết kế Thốt nước – Mạng lưới

và cơng trình bên ngồi;

- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước thải sinh hoạt QCVN14:2008/BTNMT

1.3.5.Hệ thống cấp thoát nước

Hệ thống cấp nước

Lượng nước cấp của dự án chủ yếu phục vụ cho nhucầu sinh hoạt của dân cư trong các căn hộ của khu nhà

ở và các công trình dịch vụ công cộng của trung tâmthương mại, cấp nước tưới tiêu đường nội bộ, cây xanhvà cấp nước chữa cháy

Chỉ tiêu thiết kế cấp nước sinh hoạt là 200l/người/ngày đêm

Chỉ tiêu thiết kế cấp nước chữa cháy là 15 l/s/đámcháy

Từ tuyến ống cấp nước chính D200 trên đường Hồ TùngMậu – đường D2 sẽ phát triển 2 tuyến nhánh D150 và 1nhánh D100, 3 tuyến này được nối với nhau tạo thành 2vòng cấp nước cho khu chung cư cao tầng nhằm bảo đảmsự an toàn liên tục cho mạng cấp nước

Hệ thống cấp nước được xây dựng ngầm dưới vỉahè và có hệ thống PCCC, cách mặt đất 0,5m ÷ 0,7m vàcách móng công trình 1,5m Cách đường ống kỹ thuậtkhác 1m

Mỗi hộ gia đình có đồng hồ nước riêng

Hệ thống thoát nước bẩn xây dựng riêng biệt vớihệ thống thoát nước mưa

Hệ thống cống thoát nước bẩn được thiết kế tựchảy, xây dựng ngầm dưới đất và đi dọc theo các trụcđường chính trong khu quy hoạch Cống thoát nước thải sinhhoạt có dạng cống tròn; sử dụng cống nhựa gân PE (đốivới cống có kích thước < 300), cống có khả năng chịulực, cống dày, độ ma sát nhỏ; và sử dụng cống bêtông chịu lực (đối với cống có kích thước > 400) Độ sâuchôn cống tính từ đỉnh cống > 0,7m Nước thải trước khithoát ra sông rạch phải qua trạm xử lý đạt tiêu chuẩn

theo quy định về môi trường, phù hợp tiêu chuẩn ViệtNam

1.4 Lưu lượng nước thải sinh hoạt cần xử lý

Khu dân cư căn hộ cao tầng với qui mô 5000 căn hộ, mỗicăn hộ thiết kế cho tối đa 4 người ở

Nước thải phát sinh từ quá trình sinh hoạt của ngườidân trong khu vực này Loại nước thải này bị ô nhiễm bởicác chất rắn lơ lửng (SS), các chất hữu cơ (BOD, COD),các chất dinh dưỡng (N, P) và vi khuẩn gây bệnh Ecoli.Tổng lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt:

Qsh = 20000 người * 200l/người ngày = 4000000 l/ngày =

4000 m3/ngàyChỉ tiêu cấp nước 200 l/người ngày (TCXD 33-2008)Diện tích sân bãi vườn cảnh là 7500 m2 với lưu lượng tưới là5l/m2/ngày

Qt = 7500 x 5 x 10-3 = 37,5 m3/ngày

Dung tích nước phục vụ chữa cháy cho cả 2 khối nhà trong trường hợp hai đám cháy xảy ra đồng thời, mỗi đám cháy 20 phút là:

Qcc = 15 2 20 60/1000 = 36 m3.Nước phục vụ cho dịch vụ, thương mại:

- Số lượng nhân viên ước tính: 100 người

- Nhà hành chính có nhu cầu dùng nước: 50

l/người/ngày

- Nước cấp sinh hoạt: 5m3

- Nước rửa sàn, rửa nền nhà: 10 m3

- Nước dùng cho bếp khu nhà hàng: 20 m3

- Vậy lượng nước phục vụ cho thương mại, dịch vụ cho cả 2 khối khoảng 35m3

Nước phục vụ cho trường học quốc tế với 200 học sinh là:

Qth = 200 30/ 1000= 6m3/ ngày

Tổng lưu lượng nước cấp phải cung cấp:

QTC = Qsh +Qt +Qdv + Qcc+ Qth = 4111 m3/ ngđTổng lưu lượng nước thải sinh hoạt của cả 2 khối nhà chiếm khoảng 90% nhu cầu nước cấp

QTC = 0,9 x 4111 = 3700 m3/ngày 1.5 Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt

Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụthuộc rất nhiều vào nguồn nước thải Ngoài ra lượngnước thải ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tập quán sinhhoạt

Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại :

- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết con

người từ các phòng vệ sinh

- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh

hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ các nhà bếp của các nhàhàng, khách sạn, các chất tẩy rửa, chất hoạt động bềmặt từ các phòng tắm, nước rửa vệ sinh sàn nhà…

Đặc tính và thành phần tính chất của nước thải sinhhoạt từ các khu phát sinh nước thải này đều giống nhau,chủ yếu là các chất hữu cơ, trong đó phần lớn các loạicarbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vậtphân hủy Khi phân hủy thì vi sinh vật cần lấy oxi hòa tantrong nước để chuyển hóa các chất hữu cơ trên thànhCO2, N2, H2O, CH4,… Chỉ thị cho lượng chất hữu cơ có trongnước thải có khả năng bị phân hủy hiếu khí bởi vi sinhvật chính là chỉ số BOD5 Chỉ số này biểu diễn lượng oxicần thiết mà vi sinh vật phải tiêu thụ để phân hủylượng chất hữu cơ có trong nước thải Như vậy chỉ sốBOD5 càng cao cho thấy chất hữu cơ có trong nước thảicàng lớn, oxi hòa tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụnhiều hơn, mức độ ô nhiễm của nước thải cao hơn

Bảng 1.1: Thành phần nước thải sinh hoạt của khu nhà ở- văn phịng- dịch

vụ Goldmark City Stt Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Chất lượng

nước thải đầu vào

QCVN 14:2008/ BTNMT, CỘT B

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ.

TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1 Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt

Quy trình xử lý bao gồm 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: thu gom nước thải sinh hoạt từ các nguồn khác nhau

- Hệ thống thốt nước thải bẩn: nước thải từ nhà bếp của các căn hộ sẽ đượcđưa vào hệ thống bể tách dầu, tách cặn bằng lưới chắn rác tinh trước khi đấu nối vào

hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung trong tồn khu nhà

- Hệ thống thốt nước xí: nước thải từ nhà vệ sinh, tắm giặt của các căn hộđược xả vào hệ thống thốt nước sinh hoạt chung sau khi được xử lý cục bộ tại các

bể tự hoại Nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình riêng lẻ được thu gom và xử lý sơ

bộ ở bể xử lý tự hoại 3 ngăn trong từng khối nhà

Hình 2.1 Cấu tạo bể tự hoại 3 ngăn

Giai đoạn 2: xử lý nước thải sinh hoạt tại hệ thống xử lý nước thải tậptrung

Dựa vào tính chất, thành phần nước thải sinh hoạt vàyêu cầu mức độ xử lý, đề tài đề xuất hai phương án xửlý nước thải Về cơ bản thì hai phương án giống nhau vềcác công trình xử lý sơ bộ Điểm khác nhau cơ bản giữahai phương án là công trình xử lý sinh học Phương án mộtsử dụng bể Aerotank và phương án hai sử dụng bể lọc sinhhọc làm công trình xử lý sinh học chính

Nước thải từ nhà vệ sinh sau khi qua bể

tự hoại

Bể tiếp nhận

Bể điều hòa

Bể Aerotank

Bể lắng 2

Bồn lọc áp lực

Nguồn tiếp nhận QCVN 14:2008 Cột B

Máy thổi khí

Bể chứa bùn

Bùn dư hút định kì Bể trung gian

Bể khử trùng Chlorin

Máy thổi khí

bùn tuần hoàn

Nước rửa lọc Bể lắng 1

Nước thải từ nguồn khác

Nước thải từ nhà vệ sinh sau khi qua bể

tự hoại

Bể tiếp nhận

Bể điều hòa

Bể lọc sinh học

Bể lắng 2

Bồn lọc áp lực

Nguồn tiếp nhận

Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương

án 2 2.2 Lựa chọn cơng nghệ xử lý

Hai phương án đề xuất ở mục trên đã được lựa chọndựa vào các nguyên tắc:

- Đặc tính nước thải sinh hoạt đầu vào

- Điều kiện mặt bằng của dự án khu dân cư

- Kinh phí đầu tư chủ dự án dự kiến dành cho việc xâydựng hệ thống xử lý nước thải

Sau đây là những điểm phân tích về ưu nhược điểmcủa hai phương án đã đề xuất:

Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của các phương án đề xuất

Ưu – nhược

điểm

Aerotank phù hợpvới công trình xửlý nước thải cócông suất bất kì

Cấu tạobể đơn giản

Hệthống được điềukhiển tự động, vậnhành đơn giản, ítsửa chữa

Dễkhống chế cácthông số vậnhành

Hiệuquả xử lý BOD vàCOD tương đối cao

Lượngbùn sinh ra ít và cókhả năng lắngnhanh;

Hiệuquả xử lý cao

bùn hoạt tính sinh ranhiều

Khảnăng xử lý Nkhông cao

Phù hợpvới xử lý nướcthải công suấtnhỏ

Vậnhành phức tạp

Chi phíxây dựng cao

Tốnnăng lượng do phải

tuần hoàn nước

Khảnăng xử lý N caohơn

2.3 Thuyết minh cơng nghệ xử lý

Nước thải được chia thành nhiều dòng khác nhau: từviệc tắm giặt của người dân trước khi cho vào hệ thốngxử lý tập trung sẽ được cho qua lưới chắn rác, từ các hầmtự hoại 3 ngăn và từ các nhà bếp, nhà hàng sau khi quabể tách dầu theo hệ thống thoát nước riêng được dẫnđến bể tiếp nhận có đặt rọ chắn rác Rọ chắn rác cónhiệm vụ loại bỏ các chất hữu cơ có kích thước lớn, nhưbao ny lông, ống chích, bông băng, vải vụn… nhằm tránhgây hư hại bơm hoặc tắc nghẽn các công trình phía sau.Nước thải từ bể tiếp nhận được bơm qua bể điều hoàbằng hệ thống 2 bơm chìm hoạt động luân phiên Bể điềuhòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ nướcthải, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, dođó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định đồng thờigiảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau Trong bểđiều hòa có bố trí 2 bơm chìm nước thải hoạt động luânphiên để bơm vào bể lắng 1 Sau khi qua bể lắng 1 nước chảyvào cơng trình xử lý sinh học Trong bể sinh học hiếu khí kết hợpquá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan vàkhông hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học -quần thể vi sinh vật hiếu khí - có khả năng lắng dướitác dụng của trọng lực Nước thải chảy liên tục vào bểsinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùnhoạt tính, cung cấp oxy cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ.Dưới điều kiện như thế, vi sinh sinh trưởng tăng sinh khốivà kết thành bông bùn Hỗn hợp bùn hoạt tính và nướcthải gọi là dung dịch xáo trộn Hỗn hợp này chảy đến bểlắng 2

Bể lắng 2 có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính

ra khỏi nước thải Bùn sau khi lắng có hàm lượng SS =8.000 mg/L, một phần sẽ tuần hoàn trở lại bể sinh học(25-75% lưu lượng) để giử ổn định mật độ cao vi khuẩn tạođiều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ, đồng thời ổnđịnh nồng độ MLSS = 2000 mg/L Các thiết bị trong bể lắnggồm ống trung tâm phân phối nước, hệ thống thanh gạtbùn - motour giảm tốc và máng răng cưa thu nước Độẩm bùn hoạt tính dao động trong khoảng 98.5 - 99.5% Lưulượng bùn dư Qw thải ra mổi ngày được hút bỏ định kì

Nước thải từ máng tràn, tiếp tục tự chảy vào bểchứa nước trung gian làm nhiệm vụ lưu chứa và bơm nướcthải vào bồn lọc áp lực Bồn lọc áp lực có chức năngloại bỏ các cặn lơ lửng sau quá trình lắng, giảm độ màu,độ đục của nước thải Từ bồn lọc áp lực, nước thải đượcdẫn sang bể tiếp xúc Clorine Bể tiếp xúc được xây dựngvới nhiều vách ngăn dạng zich-zắc nhằm xáo trộn dòngchảy, tăng cường khả năng tiếp xúc của nước thải vàhóa chất khử trùng Chlorine, chất oxy hóa mạnh thườngđược sử dụng rộng rãi trong quá trình khử trùng nướcthải Ngoài mục đích khử trùng, chlorine còn có thể sửdụng để giảm mùi Hợp chất chlorine sử dụng ở dạng bộtcalcium hypochloride [Ca(OCl)2] Hàm lượng chlorine cần thiếtđể khử trùng cho nước sau lắng 3 - 15mg/l.Hàm lượngchlorine cung cấp vào nước thải ổn định qua bơm địnhlượng hóa chất Nước thải sau khi khử trùng đảm bảo đạtquy chuẩn (QCVN 14:2008, cột B) thải vào hệ thống thoátnước trong khu vực Nước thải sau quá trình rửa lọc sẽtuần hoàn trở lại bể tiếp nhận

Bể chứa bùn tiếp nhận bùn dư từ bể lắng 2 Nhiệmvụ của bể chứa bùn làm giảm sinh khối của bùn họattính, phần nước tách ra từ hỗn hợp bùn được dẫn vềhầm bơm nước thải

2.4 Tính tốn các cơng trình xử lý

2.4.1 Xác định các thơng số tính tốn

Xác định lưu lượng tính toán nước thải

Lưu lượng trung bình ngày đêm (Qtb, ngđ)

Qtb, ngđ = 4000 m3/ngày đêmLưu lượng trung bình giờ (Qtb, h)

Qtb, h = 167 m3/hLưu lượng trung bình giây (Qtb, s)

Qtb, s = 0,05 m3/sLưu lượng lớn nhất giờ (Qmax, h)

Qmax, h = Q tb,h×Kmax= 167 x 1,7= 283,9 m3/hLưu lượng nhỏ nhất giờ (Qmin, h)

Qmin, h = Q tb,h×Kmin= 167 x 0,55= 91,8 m3/hLưu lượng lớn nhất giây (Qmax, s)

Qmax, s = Q tb,s ×Kmax = 0,05 x 1,7 = 0,085m3/sLưu lượng nhỏ nhất giây (Qmin, s)

Qmin, s = Q tb,s×Kmin = 0,05 x 0,55= 0,0275m3/sTrong đó: K = hệ số khơng điều hịa lấy theo bảng 2 mục 4.1.2 TCVN7957_2008

Với lưu lượng nước thải trung bình là 0,05 m3/s = 50 l/s ta cĩ

Kmax = 1,7, Kmin = 0,55

Bảng 2.2: Hệ số không điều hòa chung Hệ số

8

0,4

5 0,5

0,55

0,59

0,6

2 0,66

0,6

9 0,71

2.4.2 Xác định mức độ cần xử lý nước thải

Nước thải được xử lý đạt quy chuẩn kỹ thuật quốcgia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B:

- Hàm lượng chất lơ lửng SS: 100 mg/l

- Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5: 50 mg/l

Lưu lượng tính tốn dựa vào lưu lượng giờ lớn nhất :

Qhmax = 283,9 (m 3 /h), tra bảng kích thước cơ bản của ngăn tiếp nhận (Phụ lục 3

-giáo trình xử lý nước thải - PGS.TS Trần Đức Hạ), ta cĩ:

Bảng 2.3: Kích thước ngăn tiếp nhận Lưu

250 1500 1000 1300 1000 400 500 350 600 800 250Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau khi qua bể lắng cát giảm 5% và cịn

Trong bể phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn đểđảm bảo hòa tan và cân bằng nồng độ các chất bẩntrong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể.Tính toán kích thước bể

Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hòa: 2h

Thể tích bể điều hòa:

3 maxh 283,9 2 568

V =Q × =t × = m

Chọn chiều cao làm việc của bể là: H = 4m

Chọn chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,5m

Chọn bể hình chữ nhật có kích thước

Vtt : thể tích bể điều hòa, Vtt = 568m3

Tính toán thiết bị phân phối khí

Khí được phân phối bằng các đĩa phân phối khí Đĩa phân phối khí Kam AirModel: AX9E

Cường độ thổi khí bằng 200 l/phút = 12m3/h

Số đĩa phân phối trong bể là:

51142

Cách bố trí ống phân phối khí

Ống phân phối chính từ máy thổi khí đặt theo chiềudài bể Chia ra làm 4 ống nhánh mỗi ống 10 đĩa Mỗiống cách nhau 1,5m, cách mỗi bên tường 1m Các đĩatrên mỗi ống cách nhau 1,6 m; 2 đĩa 2 đầu cách tường 1m.Đường kính ống dẫn khí chính:

Lưu lượng khí trong ống nhánh dẫn tới mỗi bể:' 511/ 4 128

Tính và chọn máy thổi khí

Tổng lượng khí cung cấp:

Hf : Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối khí, Hfkhông quá 0,5 m;

H : Chiều sâu hữu ích của bể, H = 4m

Tổng tổn thất của Hd và Hc thường không quá 0,4 m

Do đó áp lực cần thiết sẽ là:

Hht = 0,4 + 0,4 + 0,5 + 4 = 5,3 m Chọn Hht = 6m

Công suất của máy thổi khí được tính theo công thức

0,283

1

2

P

P e n

T R G

P m

Trong đó:

Pm : Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW

G : Khối lượng của không khí mà hệ thống cungcấp trong một đơn vị thời gian, kg/s;

8,5

/ 1,18 / 0,167 /60

kk kk

G Q= ×ρ = m s× kg m = kg s

R : Hằng số khí lý tưởng, R = 8,314

T : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T =

1 395 , 1 1

K : Hệ số đối với không khí, K = 1,395

29,7 : Hệ số chuyển đổi;

e : Hiệu suất của máy nén khí từ 0,7 – 0,8, chọn e

= 0,8

Vậy công suất của máy thổi khí:

0,2830,167.8,314.299 1, 6

- Tính toán đường ống dẫn nước ra bể điều hòa:

Vận tốc nước thải trong đường ống dẫn nước khi cóbơm ở bể điều hòa cần duy trì trong khoảng 1 – 2m/s

Chọn vận tốc nước vào v = 2m/s

Lưu lượng nước thải vào: Qmax, h = 283,9m3/h

Đường kính ống dẫn nước thải ra bể điều hòa:

Chọn ống dẫn nước thải là ống uPVC Þ250

Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống:

2, 07 /0,22 3600

Tính và chọn bơm:

Chọn vận tốc nước chảy trong ống khi có bơm v =1m/s

Hệ số Reynold:

5 3

µ : Độ nhớt của nước thải, µ= 1,005Pa.s.

Hệ số Reynold giới hạn:

8/7 8/7

ε : Độ nhám tương đối, ε = 0,05mm.

Hệ số Reynold vùng nhám

9/7 9/7

5

100 0, 05 100 0,1 1, 46 0,1 1, 46 0, 014

Hệ số tổn thất qua van: ε = 4,7;

Hệ số tổn thất qua nối hình co 900: ε = 1,4;

Chiều dài đường ống L = 3m

Vậy tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ là:

Qmax, s : Lưu lượng nước thải, Q = 0,085m3/s;

H : chiều cao cột áp của bơm, H = 7,2 m;

ρ Khối lượng riêng của nước thải, ρ ≈ 1000 kg/m3;

η : Hiệu suất của bơm, (η = 0,6 – 0,9) Chọn η = 0,8.

Công suất thực của bơm : 7,5 kW

Đặt 2 bơm chìm hiệu Shin Maywa model: CN100 có côngsuất 7,5kW

Tính toán các thông số đầu ra của bể điều hòa:

Sau bể điều hòa, hàm lượng SS không thay đổi, hàmlượng BOD5 giảm 3 - 5% Như vậy hàm lượng BOD5 còn lạisau khi qua bể điều hòa:

Tốc độ khí nén để

3/m3.phút 0,012

2.5.3 Bể lắng đứng đợt 1

Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất

lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các côngtrình xử lý trước đó Ở đây, các chất lơ lửng có tỷtrọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, cácchất có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ nổi trên mặt nước và sẽđược thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bênngoài bể Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt I cầnđạt ≤ 150mg/l

Với cơng suất 4000 m3/ngđ, sử dụng bể lắng đứng cho hệ thống xử lý

Hiệu suất lắng cần thiết (E ) đảm bảo hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thảikhi đưa về công trình xử lý sinh học C ≤ 150mg/l là:

E=

190 150

0, 21150

• H: chiều sâu tính toán của vùng lắng (Điều 8.6.2 TCVN 7957:2008)

• K: hệ số phụ thuộc loại bể lắng và cấu tạo của thiết bị phân phối và thu nước Đối với

bể lắng đứng, K= 0,35

• t: thời gian lắng của nước thải trong bể ( s )

Hiệu qua lắng bằng hiệu quả tính toán

Hàm lượng cặn vào bể lắng đợt 1 là 190 mg/l

Hiệu quả lắng tại bể lắng đợt 1: E= 21%

Với hiệu suất lắng là 21 % và C0= 190 (mg/l) thì t= 300 ( s ) (Bảng 33 Mục 8.5.4 TCVN 7957:2008)

n: hệ số kết tụ phụ thuộc vào tính chất lơ lửng của các loại hạt chủ yếu, với khả năng các loại hạt có khả năng kết tụ trong nước thải sinh hoạt n= 0,25

• Trị số lấy trong bảng 34 TCVN 7957:2008 Chiều cao công tác H=2,5 (m) thì lấy bằng 1,16

Thay vào (1) ta được:

Chọn 2 bể lắng đứng, đường kính mỗi bể xác định theo công thức 3.26 (giáo trình Xử lý nước thải đô thị- Trần Đức Hạ)

- Dung tính phần chứa bùn cặn của bể lắng xác định theo cơng thức 3.31:

0

10 Q.C E.T 10 4000.190.0, 21.2

6,38(100 ) (100 95).1

- Q: lưu lượng nước thải

- T: thời gian lưu cặn, lấy T= 2

- ρ: độ ẩm của bùn cặn lắng, lấy bằng 95%

- γ : khối lượng thể tích của cặn, lấy bằng 1 tấn/m3

- Khi đường kính phần đáy hình trụ lắng là 4m, đường kính phần đáy hố thucặn là d=0,6m

- Chiều cao phần hình nĩn của bể lắng đứng:

hn=

D-d 4-0,6

2 tgα = 2 tg = m

- α: gĩc nghiêng của bể lắng đứng so với phương ngang, chọn α=50

- Tính tốn ống trung tâm:

- Diện tích mặt ướt của ống trung tâm là:

- vtt: tốc độ chuyển động của nước thải trong ấm trung tâm, chọn vtt= 0,2m/s

- Đường kính ống trung tâm là:

d=

4 4.0, 425

0, 75 3,14

f

π = = m, chọn d= 1m

Tính toán máng răng cưa

Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức

Drc = D – (0,2 + 0,1 + ,0002) x 2 = 3,396mTrong đó

Đường kính trong bể lắng, D = 4m;

Bề rộng máng thu nước = 0,2m;

Bề dày vách máng thu nước = 0,1m;

Bề dày tấm đệm giữa máng răng cưa và mángbêtông = 0,002m

Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m dài, khe tạogóc 900 Như vậy số khe dọc theo máng bêtông là 3,396 x

237,5 (1 – 0,4) = 142,2mg/lLượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày

, 0,6 190 4000 0,6

456 /

1000 1000

vào tb ngày bt

3

456

9,1 / 0,05 1000

bt

×

Bảng 2.5: kích thước tính toán bể lắng đứng đợt I

Chiều cao xây dựng

Đường kính ống trung

Chiều cao ống trung

2.5.4 Bể Aeroten

- Nhiệm vụ

Loại bỏ các hợp chất hữu cơ hoà tan có khả năngphân huỷ sinh học nhờ quá trình vi sinh vật lơ lửng hiếukhí

Q: Lưu lượng nước thải, Q = 4000 m3/ngđ

t: Nhiệt độ trung bình của nước thải, t=20oC

Xo: Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vàobể Xo=0 mg/l

X: Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợpbùn hoạt tính MLVSS, X=3000mg/

XT: Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt 2 cũnglà nồng độ cặn tuần hoàn XT =10000mg/l

c

θ : Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn)

trong công trình.θc= 0.75 ÷ 15 ngày) chọnθc = 10 ngày

Chế độ thủy lực của bể: Khuấy trộn hoàn chỉnh.Y: Hệ số năng suất sử dụng chất nền cựcđại (hệ số sinh trưởng cực đại) mg bùn hoạt tính/ mg BOD.Y= (0.4 – 0.6) mg/mg chọn Y=0.6

Kd: Hệ số phân hủy nội bào Kd =(0.02 – 0.1) ngày-1chọn Kd=0.06

Z: Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng II.

Z = 0,2 trong đó có 80% cặn bay hơi

F/M: Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính.F/M= (0.2-1.0) kg BOD5/kg bùn hoạt tính với bể Aeroten xáotrộn hoàn toàn

L: Tải trọng các chất hữu cơ sẽ được làmsạch trên một đơn vị thể tích của bể xử lý L= (0.8-1.9) kgBOD5/m3.ngày với bể aeroten xáo trộn hoàn toàn

Các thành phần hữu cơ khác như Nitơ và phốtpho cótỷ lệ phù hợp để xử lý sinh học (BOD5 : N : P = 100 : 5 :1)(Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nướcthải – TS Trịnh Xuân Lai)

Dự đoán BOD5 hoà tan trong dòng ra dựa vào mối quanhệ:

BOD5 dòng ra = BOD5 hoà tan trong dòng ra + BOD5 của

SS ở đầu ra

Tính nồng độ BOD5 hòa tan trong nước đầu ra

Nồng độ cặn hữu cơ có thể bị phân hủy:

a= 0,6 x 50 = 30 (mg/l)

1 mg SS khi bị ôxy hóa hoàn toàn tiêu tốn 1,42 mgO2.Vậy nhu cầu ôxy hóa cặn như sau:

b= 30 x 1,42 = 42,6 (mg/l)Lượng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra (chuyển đổitừ BOD20 sang BOD5):

c= 42,6 x 0,6 = 25,5 (mg/l)Lượng BOD5 hòa tan còn lại trong nước khi ra khỏi bểlắng:

S= 50 – 25,5 = 24,5 (mg/l)Xác định hiệu quả xử lý

Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan

142, 2 24,5

82,7%

142, 2

o o

S S E

S S E

W: Thể tích bể Aerotank, (m3)

Q: Lưu lượng nước thải đầu vào, Q = 4000 m3/ngđ

Y: Hệ số sản lượng bùn, Y = 0,6 mgVSS/mgBOD

So – S : 142, 2 24,5 117,7− = mg l/X: Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi được duy trì trongbể Aerotank, X = 3000 mg/l

1454