ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Sinh viên: Vũ Minh Đức 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 4,9 59 Đạt 3 BOD5 mgl 1200 50 93 Xử lý 4 COD mgl 1500 90,7 Xử lý 5 TS mgl 550 6 SS mgl 380 100 7 NNH4 mgl 100 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: VŨ MINH ĐỨC 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: Vũ Minh ĐứcLớp ĐLV5M

GVHD: ĐOÀN THỊ OANH

CHƯƠNG I: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

I Thông số nước thải

Nhận xét

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

II Đề xuất sơ đồ công nghệ

a Phương án 1

Song chắn rác Nước thải

Bể điều hoà

Bể lắng đứng đợt I

Bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh

Phục vụ cho nông nghiệp hoặc chôn lấp Trạm Clo

Hố thu

b Phương án 2 Nước thải

Hố thu

+ 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

+ 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

+ Chiếm ít diện tích+ Đơn giản cho việc bao che côngtrình, khử độc và đảm bảo mĩquan

+ Không cần phải rửa lọc+ Hoạt động nhanh, dễ dàng tựđộng hóa

+ Chất lượng nước thải sau xử lý có

thể bị ảnh hưởng nếu không vận

+ Phù hợp với nước thải phaloãng, có hàm lượng BOD đầu vàothấp

+ Tăng tổn thất tải lượng+ Giảm lượng nước thu hồi+ Tổn thất khí cấp cho quá trình+ Giảm khả năng giữ lại huyềnphù trong thiết bị

- Phải xây dựng thêm bể trộn và

bể phản ứng cơ khí => tốn chi phíđầu tư và tăng diện tích xây dựng

=>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

Nước sau khi qua bể điều hoà được đưa vào bể lắng đợt I kết hợp đông tụ sinh

đưa vào bể aerotank, các chất thô không hoà tan trong nước thải được giữ lại Cặn lắngđược đưa đến bể nén bùn còn nước 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

 Tính toán số dân

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 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

Lưu lượng nước thải trung bình

Qtb = 2800m3/ngày đêm = 117m3/h= 0,032m3/s= 32l/s

=> chọn Ko max =1,8 (bảng 2, trang 8, TCVN 7957:2008)

=>Qmax=0,032.1,8 = 0,0576m3/s

mương dẫn Chọn h1= hmax = 0,4m

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

8.2.1, trang 37)

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

β- hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn Chọn β = 1,83

 Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR

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

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

– 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

Vb = Qhmaxx t = 210,6x1560 = 53 (m3)

Trong đó : t là thời gian lưu nước trong hố thu, t = 10 ÷ 30 phút Chọn t = 15 phút

Vậy thể tích của hố thu là: Vhố thu = L x B x Htc =3 x 4,5 x 4,5 = 60,75 (m3)

Tính toán đường ống dẫn vào bể lắng cát

 Lưu lượng nước thải cần bơm là Q max = 0,0576m3/s

T Tên thông số Kí hiệu Số liệu thiết kế Đơn vị

 Thời gian lưu nước trong bể là từ 30 – 50 s

 Chiều cao xây dựng bể : H xd= h + h2 + hbảo vệ

H xd = 0,4 + 0,04 + 0,5 = 0,94 (m)Chọn Hxd = 1m

ra bằng bơm phun tia

39

 Thơi gian lưu nước : t = v l = 7,30,2 = 36,5 s (đạt yêu cầu)

 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

STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

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

tb :lưu lượng giờ trung bình của nước thải bằng 117 m3/h

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

F =W dh

h = 7025 = 140,4 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 825=12,37(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

cách 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 = 10−2.0,151,5 + 1 = 7 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

 hf - tổn thất cục bộ của ống phân phối khí, 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)

 Hàm lượng COD còn lại là 1353,75 x (100 – 5)% = 1286,1 mg/l

Các thông số thiết kế bể điều hoà

Công suất tính toán của trạm xử lý là: 117m3/h

thị và công nghiệp – PGS.TS Lâm Minh Triết

bộ và qua lắng đứng phải đảm bảo hàm lượng cặn cho quá trình xử lý sinh học:

C ≤ 150 mg/l

325,8 .100=54 % Mà hiệu suất của bể lắng đứnglớn nhất đạt 50% ( theo giáo trình công nghệ xử lý nước thải _ Trần Văn Ngân,Ngô Thị Nga) do vậy cần phải làm thoáng bằng đông tụ sinh học Chọn hiệusuất xuất xử lý của tổng 2 công trình là 70%: Bể lắng đứng 45% và đông tụ sinhhọc 25%

Trong đó:

sinh hoạt, n = 0,25

α = 1

vận tốc trong vùng lắng V < 0,7 mm/s => chọn V = 0,7 mm/s => ω = 0mm/s

 Trị số (KH h )n- lấy theo Bảng 34, ở chiều cao công tác Hlắng = 3 m thì lấybằng 1,21

f = Q max, s

v tt =

0,0580,03 =1,93 m

2[4-trang 249]

 Tổng diện tích của một bể là: Fl = F +f3 = 28,3m2

Đường kính bể là: D=√4 F l

3,14=6 m[4-trang 251]

 Đường kính ống trung tâm: Dtt=√3,14.34 f =√4.1.933,14.3=0,9 m[4-trang 251]

1,5 0,9 = 1,35m

 dn là đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 0,3 m

H=H1ắng + hn + Hbv = 3 + 3 + 0,5 = 6,5 (m)

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

Bảng kích thước thiết kế của bể lắng đứng đợt 1.

 Ngăn đông tụ sinh học

2

).

Trong đó: h là chiều cao ngăn đông tụ lấy bằng chiều cao bể lắng và xác địnhtheo công thức: h = v t1 3600với v là vận tốc dòng chảytừ dưới lên trong ngăn lắng v

tiêu chuẩn 0,5 m3 không khí/ m3 nước thải:

Tính toán thiết kế bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh để khử BOD5 và NH4 theoTài liệu Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS Trịnh Xuân Lai, trang80-83 với các thông số:

A Tính toán thời gian theo điều kiện Nitrat hoá

1 Xác định nồng độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn nitrat hoá trong điều kiện vậnhành bể ổn định

Trong đó:

Giả thiết DO trong bể được duy trì là 2 mg/l

µNmax = 0,45 ngày-1 ở 15oC theo bảng 5-3 [3-trang 81]

XN = fN.X

0,6 (308,7−50 )+ 0,16(100−10)trang 82]

ngày

ρ= Y1(θ1

c + Kd ) = 0,61 (2,351 + 0,055 ) = 0,8 mgBOD/mg bùn ngày.[3-trang 82]Lấy θ c = 2,35 ngày theo tuổi của bùn Nitrat hoá

 Diện tích công tác của bể là: F = 5600 :6 = 933,3 m2

 Chọn số bể làm việc là 4 bể, diện tích mỗi bể là f = 336 m2

bằng với kích thước mỗi cạnh là:

120 −2,5 = 0,43 [1-trang 64]

Trong đó

trung bình, a=2,5

Các thông số thiết kế của bể aerotank

STT Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị

2.1.7 Bể lắng đứng đợt II

ra khỏi bể aerotank theo bảng 36, trang 47, TCVN 7957:2008 nằm trongkhoảng 21- 45mg/l =>SS đầu ra đã đạt tiêu chuẩn

Dung phương pháp nội suy ta được SS = 25,8 mg/l

 Đường kính ống trung tâm: Dtt=√3,14.34 f =√4.1,933,14.3=0,9 m

1,5 0,9 = 1,35 m Chọn đườngkính và chiều cao phễu 1,4m

 Đường kính tấm hắt lấy bằng 1,3 đường kính phễu: 1,3 1,4 = 1,82 m Góc

dn là đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 2,5 m

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 + 0,3.308.7 = 170,77 (mg/l)

La BOD5 trong dòng nước thải vào aerotank

 Pmax = 170.77 1,2 = 205 (mg/l)

qmax = P max

24.C Q = 205 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:

h3 – Khoảng cách từ đáy ống loe tới tấm chắn, h3 = 0,5m.( chọn 0.25÷0.5)

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

 Chiều rộng của bể: L = 29,36 ≈4,9 m

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