Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư xã phước long, huyện giồng trôm, tỉnh bến tre, công suất 800 m3 ngày đêm

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung giai đoạn 20152025 là cần thiết, vừa phục vụ yêu cầu xây dựng tiêu chí xã nông thôn mới, vừa góp phần bảo vệ môi trường sinh thái trên địa bàn xã và đáp ứng được nhu cầu thực hiện nếp sống văn minh, nâng cao chất lượng môi trường sống cho người dân.

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch là vô cùng quan trọng Cùng với việc bảo vệ vàcung cấp nguồn nước sạch đó, chúng ta còn phải quan tâm đến việc thải và xử lý nướcthải trước khi đổ vào nguồn tiếp nhận Là một nước đông dân, dân cư đông đúc nhưngtrình độ nhận thức của người dân về môi trường vẫn còn hạn chế, lượng nước thải sinhhoạt chưa qua xử lý, thải trực tiếp vào nguồn tiếp nhận còn nhiều Dẫn đến tình trạng chấtlượng nguồn nước giảm sút, làm ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sự phát triển toàndiện của đất nước, sức khoẻ, đời sống của nhân dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực.Vấn đề này đã và đang là mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, và đây cũng là vấn đề cầngiải quyết cấp bách của nước ta trong thời buổi công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

Xã Phước Long, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre đang từng bước phấn đấu và phát triểntheo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá, và xã Phước Long đang được chính quyền tỉnhBến Tre đầu tư phát triển chọn là xã nông thôn mới, các khu dân cư được xây dựng lêndẫn đến lượng nước sinh hoạt thải ra ngày một nhiều hơn

Như vậy việc xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung giai đoạn

2015-2025 là cần thiết, vừa phục vụ yêu cầu xây dựng tiêu chí xã nông thôn mới, vừa góp phầnbảo vệ môi trường sinh thái trên địa bàn xã và đáp ứng được nhu cầu thực hiện nếp sốngvăn minh, nâng cao chất lượng môi trường sống cho người dân Đây là lý do thực hiện đề

tài “ Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư xã Phước Long, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre, công suất 800 m 3 / ngày đêm.

3 ĐỐI TƯỢNG THỰC HIỆN

Nghiên cứu thành phần, tính chất, lưu lượng nước thải sinh hoạt từ đó đưa ra côngnghệ xử lý nước thải thích hợp cho khu dân cư xã Phước Long

4 PHẠM VI THỰC HIỆN

Khu dân cư xã Phước Long, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre

5 NỘI DUNG THỰC HIỆN

Thu thập tài liệu hiện trạng kinh tế, xã hội, điều kiện tự nhiên khu dân cư

Đề xuất công nghệ, tính toán thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải

Khai toán chi phí xây dựng và vận hành hệ thống xử lý

Thực hiện các bản vẽ thiết kế hạng mục công trình

6 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

Phương pháp tổng hợp thông tin : Thu thập các số liệu, tài liệu liên quan đến khudân cư xã Phước Long, thống kê, tổng hợp, phân tích và đánh giá dựa trên các tiêu chuẩn,quy chuẩn hiện hành của nhà nước về chất lượng nước thải

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết : Tham khảo các giáo trình xử lý nước thải đôthị, các tài liệu chuyên ngành xử lý nước thải đô thị

Phương pháp tính toán : Lựa chọn công nghệ, thiết kế, hoá chất xử lý nước thảinhằm tiết kiệm chi phí đầu tư, phừ hợp với điều kiện phát triển của khu dân cư

Phương pháp đồ hoạ : Sử dụng phần mềm AutoCad để thực hiện bản vẽ thiết kế

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

1.1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt

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

ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, trạm rửa xe ô tô, tưới đường tướicây, và các công trình công cộng khác hoặc ngay chính trong các cơ sở sản xuất

Nước thải sinh hoạt thường từ 65% đến 80% số lượng nước cấp đi qua đồng hồ các

hộ dân, cơ quan, bệnh viện, trường học, khu thương mại, khu giải trí,…; 65% áp dụng chonơi nóng, khô, nước cấp dùng cho việc tưới cây cỏ

Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào :

 Dân số

 Tiêu chuẩn cấp nước

 Đặc điểm của hệ thống thoát nước

Đặc điểm của nước thải sinh hoạt gồm hai loại :

 Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh

 Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt : cặn bã từ nhà bếp, các chấtrửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà

1.1.2 Phân loại nước thải sinh hoạt

Để thuận tiện cho việc xử lý và tái sử dụng người ta chia nước thải thành ba loại

Nước thải không chứa phân, nước tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bị vệ sinh như bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt Loại nước thải này chủ yếu chứa chất lơ lửng, chất tẩy giặt, và thường được gọi là “ nước xám” Nồng độ các chất hữu cơ trong loại

nước thải này thấp và thường khó phân huỷ sinh học, có nhiều tạp chất vô cơ

Nước thải chứa phân, nước tiểu từ các khu vệ sinh còn được gọi là “nước đen”.

Trong nước thải này tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh và dễ gây mùi hôi Hàm lượngchất hữu cơ (BOD) và các chất dinh dưỡng N,P cao

Nước thải nhà bếp chứa dầu mỡ và phế thải thực phẩm từ nhà bếp, máy rửa bát có

hàm lượng lớn các chất hữu cơ (BOD,COD) và các nguyên tố dinh dưỡng N,P Các chấtbẩn trong nước thải này dễ tạo khí sinh học và sử dụng làm phân bón

1.1.3 Thành phần nước thải sinh hoạt

Các chất chứa trong nước thải bao gồm : chất hữu cơ, vô cơ, và vi sinh vật

Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 – 60% tổng các chất gồm cácchất hữu cơ thực vật: cạn bã thực vật, rau quả, giấy, và các chất hữu cơ động vật : chấtbài tiết của người và động vật, xác động vật

Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40% - 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, cácaxit, bazo vô cơ, dầu khoáng…

Trong nước thải có mặt nhiều dạng vi sinh vật : vi khuẩn, virus, nấm, rong tảo,trứng giun sán

Để chọn công nghệ xử lý, bên cạnh căn cứ vào các thành phần tổng quát nêu trêncòn dựa vào :

÷ 10−4 mm )Nhóm 2 : gồm các chất phân tán dạng keo, chúng gồm hai loại keo : keo ưa nước

và keo kỵ nước (kích thước 10−4

÷ 10−6 mm )Nhóm 3 : gồm các chất hoà tan, chúng tạo thành hệ một pha còn gọi là dung dịchthật Các chất trong nhóm 3 rất khác nhau về thành phần Một số chỉ tiêu đặc trưng củanước thải : độ màu, BOD, COD,…được xác định thông qua sự có mặt của các chất thuộcnhóm này (kích thước ≤ 10−7 mm)

Nhóm 4 : Các chất này chủ yếu là các axit, bazo và các muối của chúng (kíchthước ≤ 10−8 mm)

Thành phần hoá học : Nước thải chứa các hợp chất hoá học dạng vô cơ như sắt,magie, canxi, silic Các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học như: protêin, hydratcarbon,các chất béo, xenlulô,

Thành phần sinh học : Nước thải có chứa các sinh vật, vi sinh vật khác nhau Các visinh vật gây bệnh như : vi khuẩn, vi rút, nguyên động vật, các loại giun, trùng, sán, nấm,

vi sinh vật chỉ thị ô nhiễm : E.coli, Coliform,…

1.1.4 Tính chất nước thải sinh hoạt

Chất lượng nước thải sinh hoạt chưa xử lý thông qua một số chỉ tiêu ô nhiễm đặctrưng theo bảng 1.2

Bảng 1.2 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý

1.2 TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƯ XÃ PHƯỚC LONG, HUYỆN GIỒNG TRÔM, TỈNH BẾN TRE

1.2.1 Tổng quan về khu dân cư xã Phước Long, huyện Giồng Trôm.

 Điều kiện tự nhiên

 Vị trí địa lý

Trung tâm xã Phước Long nằm ở vị trí trung tâm hiện hữu, phát triển dọc theo trụcđường Phước Long- Hưng Phong, có ranh giới và phạm vi nghiên cứu như sau :

+ Phía Tây Bắc giáp rạch Cầu Đập

+ Phía Tây Nam giáp sông Hàm Luông

+ Phía Đông Nam cách tuyến đường ra phà Hưng Phong khoảng 100m về hướngĐông

+ Phía Đông Bắc cách sông Hàm Luông khoảng 1400m

Hình 1.1 : Bản đồ khu vực xã Phước Long

 Khí Hậu

Khu dân cư xã Phước Long, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre chịu ảnh hưởngchung của khí hậu tỉnh Bến Tre, vì vậy khí hậu của khu vực mang tính chất khí hậu nhiệtđới gió mùa

Biên độ giữa ngày và đêm xấp xỉ 100C

Bảng 1.1 Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm 2014 ( o C)

Khí hậu trong năm chia thành 2 mùa rõ rệt

Mùa mưa có gió Tây - Tây Nam với tốc độ 2.2m/s kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11.Mùa khô có gió Đông - Đông Bắc với tốc độ 2.4 m/s hình hành trong thời gian từtháng 12 đến tháng 4 năm sau

Đồng thời vào mùa khô dưới sự tác động của gió chướng thường đẩy nước mặntràn sâu vào đất liền, ảnh hưởng xấu đến sản xuất nông nghiệp

 Điều kiện cơ sở hạ tầng

Quy mô các khu chức năng quy hoạch :

Khu dân cư: phân thành 3 đơn vị ( quy mô 3000-4000 dân/ đơn vị ):

Đơn vị 1 : nằm gần kề khu trung tâm văn hoá ( đỉnh Long Hưng ) ở phía Bắc ,phục vụ khoảng 3000 dân

Đơn vị 2 : nằm phía Đông ; trên tuyến đường Sơn Phú – Hưng Lễ, phục vụ khoảng

 Mạng lưới cấp điện cho khu dân cư : Bố trí 3 tuyến trung thế 22 KV theo 3 tuyếnđường chính của khu vực

Thoát nước mưa :

 Giai đoạn ngắn hạn : sử dụng hệ thống thoát nước mưa chung, nước mưa thoátchung với nước thải

 Giai đoạn dài hạn : sử dụng hệ thống thoát nước riêng không hoàn toàn

Thoát nước thải và vệ sinh môi trường :

 Nước thải : trong ngắn hạn, sử dụng hệ thống thoát nước chung, nước thải thoátchung với nước mưa, thoát ra các sông rạch tự nhiên trong khu vực như rạch CầuĐập và sông Hàm Luông Trong dài hạn, sử dụng hệ thống thoát nước riêng khônghoàn toàn, nước thải được tách riêng với nước mưa trước khi thoát ra nguồn tiếpnhận Bố trí 1 trạm xử lý nước thải cục bộ công suất khoảng 800 m3/ngày Nướcthải sinh hoạt từ các hộ gia đình phải được xử lý sơ bộ bằng bể tự hoại 3 ngăntrước khi thải vào hệ thống cống chung Nước thải trạm xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT

 Rác thải : bố trí một điểm tập kết rác nằm ngoài khu dân cư, công suất 12tấn/ngày.Từ điểm tập kết, rác thải được vận chuyển đến bãi rác tập trung của huyệnGiồng Trôm.

Dân số

Theo quyết định 1871/QĐ-UBND về việc phê duyệt đồ án quy hoạch chung xâydựng khu dân cư xã Phước Long, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre ( giai đoạn 2025) thì

Quy mô dân số :

 Giai đoạn ngắn hạn đến năm 2015 là 6000 dân

 Giai đoạn dài hạn đến năm 2025 là 10.000 dân

 Điều kiện kinh tế - xã hội

Huyện Giồng Trôm chủ yếu phát triển các làng nghề truyền thống như làng nghềtiểu thủ công nghiệp Phước Long ở xã Phước Long, huyện Giồng Trôm Ra đời trongnhững năm gần đây, do biết vận dụng sáng tạo và sử dụng hợp lý giá trị mà cây dừa đemlại, nên làng nghề đã cho ra đời hàng loạt sản phẩm phong phú như: sản phẩm hàng thủcông mỹ nghệ từ dừa, đan giỏ cọng dừa, sản xuất chỉ xơ dừa,… Xã Phước Long còn nổitiếng với các loại cây ăn quả như nhãn, xoài, mãng cầu; hoa màu thì có trái bí đỏ là đặcsản của Phước Long Bên cạnh trồng trọt còn có chăn nuôi gia súc, gia cầm, đặc biệt lànuôi trồng thủy sản chiếm vị trí quan trọng trong kinh tế của xã

Hệ thống trường, cơ sở y tế được nâng cấp, sửa chữa và xây mới khang trang đápứng yêu cầu dạy, học và khám chữa bệnh Huyện Giồng Trôm có 4 trường trung học phổthông: Phan Văn Trị, Nguyễn Ngọc Thăng, Nguyễn Thị Định và Nguyễn Trãi, trong đóPhan Văn Trị là ngôi trường có truyền thống và chất lượng hàng đầu tỉnh Bệnh viện đakhoa huyện và hệ thống trạm y tế vừa được đầu tư xây mới đáp ứng được yêu cầu chămsóc sức khỏe của nhân dân

1.2.2 Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải khu dân cư xã Phước Long.

 Lưu lượng nước thải

Theo quy hoạch cấp nước của xã đến năm 2025 tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt là

100 l/người/ngày ( Theo bảng 3.1 tiêu chuẩn dùng nước cho đô thị loại IV, đô thị loại V,điểm dân cư nông thôn, giai đoạn 2020 TCXDVN 33-2006 )

Tiêu chuẩn thoát nước trung bình của 1 người trong 1 ngày đêm :

q tn tb=qtb cn × 80 %=100 ×80 %=80 (lít/người.ngày)

Trong đó :

 q tn tb : Tiêu chuẩn thoát nước trung bình của 1 người trong 1 ngày đêm.(lít/người.ngày)

 N : Số dân của khu dân cư, N = 10000 dân

Lưu lượng nước thải trung bình giờ (Qtb h

Q tb s sh = q tn tb × N

3600 ×24=

80 ×10000 3600× 24 =9,26 (l/s)

Lưu lượng nước thải lớn nhất ngày đêm (Qmax ngđ

 K ng:Hệ số không điều hoà chung của nước thải, K 0 max=¿ 2,16 ( Theo điều 3.2TCXD 51 – 2008 )

Lưu lượng nước thải lớn nhất giây (Qmax s sh )

Q max s sh

=Q tb s sh × K 0 max=9,26 ×2,16=¿20 (l/s)Trong đó :

 K ng:Hệ số không điều hoà chung của nước thải, K 0 max=¿ 2,16 ( Theo điều 3.2TCXD 51 – 2008 )

Lưu lượng nước thải sinh hoạt nhỏ nhất giờ (Qmin h

sh

)

Q min h sh =Qtb h sh × K 0 min=33,33 × 0,44=¿14,67 (m3

/¿h)Trong đó :

 K ng:Hệ số không điều hoà chung của nước thải, K 0 min=¿ 0,44 ( Theo điều 3.2TCXD 51 – 2008 )

Lưu lượng nước thải sinh hoạt nhỏ nhất giây (Qmin s sh )

Q min s sh =Qtb s sh × K 0 min=9,26 × 0,44=4,07(l /s)

Bảng 4.1 Hệ số không điều hoà chung

( Theo bảng 3.1, điều 3.2 TCXD 51 - 2008 )

Như vậy ta có các thông số sau :

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất ngày đêm: Qmax ngđ sh = 960 (m3

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình giây: Qtb s sh = 9,26 (l/¿s)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất giờ: Qmax h

sh

= 71,99 (m3

/¿h)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất giây: Qmax s sh = 20 (l/s)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt nhỏ nhất giờ: Qmin h sh = 14,67 (m3

Thành phần nước thải

Chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt ở khu dân cư xã Phước Long chiếm khoảng

50 – 60% tổng các chất hữu cơ bao gồm các chất hữu cơ thực vật: Cặn bã thực vật , rauquả,…và các chất hữu cơ động vật: Chất bài tiết của con người và động vật…Các chấthữu cơ trong nước thải theo đặc tính hoá học gồm chủ yếu là protein, hydrat cacbon gồmtinh bột, xenluzo, đường, và các chất béo Ure cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nướcthải sinh hoạt

Các chất vô cơ trong nước thải sinh hoạt gồm chủ yếu : cát, đất sét …

Trong nước thải sinh hoạt chứa nhiều vi sinh vật : vi khuẩn, vi rút, nấm, rong tảo,trứng giun sán…Trong số đó có cả vi trùng gây bệnh lỵ, thương hàn,…

Như vậy, nước thải sinh hoạt của khu dân cư có khối lượng lớn, hàm lượng chấtbẩn cao, nhiều vi khuẩn gây bệnh là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối vớimôi trường nước

5 Nitrat (NO3-) tính theo N mg/l 41 30

6 Photphat (PO43-) tính theo P mg/l 8 6

(Theo Đánh giá tác động môi trường khu dân cư xã Phước Long, năm 2013)

Nước thải sau xử lý được xả về sông Hàm Luông theo tiêu chuẩn loại A QCVN14:2008/BTNMT dùng cho nước thải sinh hoạt

Theo số liệu cho thấy nước thải sinh hoạt khu dân cư xã Phước Long, huyện GiồngTrôm, tỉnh Bến Tre bị nhiễm bẩn bởi chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng lớn Hàm lượng TSSvượt quá tiêu chuẩn, hàm lượng BOD5 cũng vượt quá tiêu chuẩn.

Tỷ lệ BOD/COD bằng 0,67 > 0,5 nên công nghệ thích hợp dùng để xử lý là côngnghệ sinh học

Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt tương đối thấp BOD5 = 235 mg/lnên công nghệ sinh học được chọn là công nghệ hiếu khí

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1.3.1 Phương pháp cơ học

Mục đích của phương pháp cơ học xử lý nước thải là tách pha rắn ( như cát, sỏi,rác,…) ra khỏi nước thải bằng phương pháp lắng, lọc,…Trong nước thải thường có nhữngtạp chất rắn có kích cỡ khác nhau bị cuốn theo như : rơm cỏ, mẫu gỗ, bao bì chất dẻo,giấy, cát, sỏi…Ngoài ra còn có các loại chất lơ lửng dạng huyền phù rất khó lắng Tuỳtheo kích cỡ mà ta có những phương pháp cơ học khác nhau:

Để tách các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn hay nhỏ hơn nước ta dùng bể lắng, cácchất lơ lửng có nguồn gốc khoáng như cát được lắng ở bể lắng cát, dầu mỡ được tách ở bểthu dầu mỡ…

Để giữ các tạp chất không hoà tan có kích thước lớn và một phần chất bẩn lơ lửng

ta dùng song chắn rác hay lưới lọc

Dựa vào chức năng, vị trí, bể lắng được chia thành : bể lắng đợt 1 trước công trình

xử lý sinh học và bể lắng 2 sau công trình xử lý sinh học

Dựa vào cấu tạo gồm có : bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bểlắng khác

 Song chắn rác

Đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước thải chảy vào hầm bơm Dùng đểchắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ chuẩn bịđiều kiện cho việc xử lý nước thải sau đó

Song chắn rác thường đặt đứng vuông góc với dòng chảy, song chắn rác gồm cácthanh kim loại ( thép không rỉ ) tiết diện 5 × 20 mm, đặt cách nhau 20 – 50 mm trong một

khung thép hàn hình chữ nhật , dễ dàng trượt lên xuống dọc theo 2 khe ở thành mươngdẫn, vận tốc qua song vmax ≤ 1 m/s.

 Bể lắng cát ngang

Bể lắng cát đặt sau song chắn rác, và đặt trước bể điều hoà lưu lượng và chấtlượng, đặt trước bể lắng đợt 1 Việc cát lắng lại trong bể lắng gây khó khăn cho công táclấy cặn Ngoài ra trong cặn có cát thì có thể làm cho các ống dẫn bùn của các bể lắngkhông hoạt động được, máy bơm chóng hỏng

Bể lắng cát ngang có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể là bểlắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật

Bể lắng cát trong các nhà máy xử lý nước thải công suất 100 m3 trở lên thiết kể đểgiữ cở hạt ≥ 0,2 mm Nếu chọn kích thước hạt bé hơn, nhiều cặn hữu cơ lắng xuống, bùncặn bị thối rữa khó xử lý

Lấy cát ra khỏi bể được thực hiện bằng thủ công, bằng cách tháo nước làm khô bểrồi xút ra, hoặc bằng máy bơm cát, gầu xúc…tuỳ vào công suất và mức độ trang bị nhàmáy

 Bể điều hoà

Thường được đặt sau bể lắng cát và trước bể lắng đợt 1 Lưu lượng và nồng độ cácchất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt các khu dân cư luôn thay đổi theo thời gian phụthuộc vào điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này Được dùng để ổn địnhlưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm vào công trình xử lý nước thải, làm cho công trìnhlàm việc ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do dao động về nồng độ và lưu lượngcủa quá trình xử lý nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của quá trình xử lý sinh học

 Bể lắng đứng ( đợt 1 )

Bể lắng được thiết kế để loại bỏ bằng trọng lực các hạt cặn có trong nước thải theodòng chảy liên tục vào bể và ra bể Bể lắng đứng có dòng nước chảy từ dưới lên theochiều thẳng đứng, có mặt hình tròn hoặc hình vuông, đáy dạng nón hay chóp cụt

Bể lắng đứng có cấu tạo đơn giản, đường kính không vượt quá ba lần chiều sâu dàncông tác và có thể đến 10m

Hiệu suất của loại bể lắng đứng nước dâng từ dưới lên chỉ đạt khoảng 40% ( theo lýthuyết có thể đạt 50%)

 Bể lắng đứng đợt 2

Bể lắng đợt 2 có nhiệm vụ lắng trong nước ở phần trên để xả thải vào nguồn tiếpnhận và cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để bơm tuần hoànlại bể aerotank

Bể lắng đợt 2 thường thiết kế dạng tròn( bể lắng đứng, bể radial) Bể lắng dạngtròn thường thiết kế với đường kính 3 – 60 m, phổ biến nhất từ 6 – 40 m và bán kính của

bể không được lấy quá 5 lần chiều sâu phần hình trụ của bể Bể lắng hình tròn có thể phầnphối nước vào theo ống đứng đặt ở tâm bể và thu nước ra bằng máng thu đặt vòng quanh

bể chu vi bể, hoặc có thể phân phối nước vào bằng máng quanh chu vi bể và thu nước rabằng máng quanh ống đứng đặt ở tâm bể Trong bể phài có thiết bị gạt cnặ quay quanhtrục đặt ở tâm bể để gạt cặn lắng ở đáy bể về hố thu cặn Từ hố thu, cặn được xả bằng áplực thuỷ tĩnh hoặc bằng bơm hút bùn đưa ra ngoài

Để khử trùng nước thải có thể sử dụng clo và các hợp chất chứa clo, có thể tiếnhành khử trùng bằng ozôn, tia hồng ngoại, ion bạc,… nhưng cần phải cân nhắc về mặtkinh tế

1.3.3 Phương pháp sinh học

Quá trình xử lý sinh học là lợi dụng các hoạt động sống và sinh sản của vi sinh vật

để ổn định các hợp chất hữu cơ Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thảilàm nguồn dinh dưỡng như : Cacbon, nito, photpho, kali,…vi sinh vật sử dụng chất này

để kiến tạo tế bào cũng như tích luỹ năng lượng cho quá trình sinh trưởng và phát triểnchính vì vậy sinh khối vi sinh vật không ngừng tăng lên

Quá trình xử lý sinh học gồm : quá trình kỵ khí và quá trình hiếu khí, quá trìnhthiếu khí

Quá trình thiếu khí

Sau khi xử lý sinh học, nước thải có thể giảm được 90 – 98% BOD, nhưng tổng Nchỉ giảm được 30 – 40% và khoảng 30 % lượng P, hàm lượng N và P vượt quá ngưỡngcho phép thì cần xử lý bổ sung bằng phương pháp thiếu khí

Đây là quá trình chuyển hoá nitrat thành N trong điều kiện không cấp thêm oxy từngoài vào Quá trình khử nitrat bao gồm việc oxy nhiều chất hữu cơ trong xử lý nước thải,

sử dụng Nitrat hoặc Nitrit như là chất nhận điện tử thay cho oxy

Quá trình này xảy ra chậm Tốc độ thuỷ ohaan phụ thuộc vào pH, kích thướchạt và đặc tính dễ phân huỷ của cơ chất Chất bẻo thuỷ phân rất chậm

 Acid hóa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòatan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol,

CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới Sự hình thành các acid có thể làm pH giảmxuống 4.0

 Acetic hoá (Acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm củagiai đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới

 Methane hóa (methanogenesis): Đây là giai đoạn cuối của quá trình phânhuỷ kỵ khí Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hóa thành methane,

CO2 và sinh khối mới

Trong 3 giai đoạn thuỷ phân, acid hóa và acetic hóa, COD hầu như không giảm,COD chỉ giảm trong giai đoạn methane

Hình 1.2 Sơ đồ phân loại các hệ thống xử lý kỵ khí

Quá trình hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng các vi sinh oxy hóa các chấthữu cơ trong điều kiện có oxy

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn:

 Oxy hóa các chất hữu cơ (đồng hoá)

Sinh trường lơ lửng

Xáo trộn hoàn toàn Tiếp xúc kỵ khí

UASB

Sinh trưởng dính bám

Lọc kỵ khí Tầng lơ lửng

Vách ngăn

Trong 3 loại phản ứng ΔHH là năng lượng được sinh ra hay hấp thu vào Các chỉ sốx,y,z phụ thuộc vào dạng chất hữu cơ chứa cacbon bị oxy hoá.

Hình 1.3 Sơ đồ phân loại các công nghệ xử lý hiếu khí

 Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank.

Nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1 có chứa các chất hữu cơ hoà tan và các chất lơlửng đi vào bể phản ứng hiếu khí ( Aerotank) Ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò làcác 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 ở dạng bông bùn vàng nâu, dễ lắng là hệ keo vô định hình,chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn

và vi sinh vật sống khác Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất nền ( BOD) và chất dinhdưỡng ( N,P ) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thànhcác tế bào mới

Tỷ lệ các chất dinh dưỡng: BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 Nước thải có pH từ 6,5 – 8,5trong bể là thích hợp Thời gian lưu nước trong bể không quá 12h

Quá trình diễn ra như sau :

 Khuấy trộn đều nước thải với bùn hoạt tính trong thể tích V của bể phản ứng

Xử lý sinh học theo mẻ

Hồ sinh học hiếu khí

Sinh trưởng dính bám

Lọc hiếu khí

Lọc sinh học nhỏ giọt Đĩa quay sinh

học

 Làm thoáng bằng khí nén hay khuấy trộn bề mặt hỗn hợp nước thải và bùn hoạttính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxy cung cấp cho quá trình sinhhoá ra trong bể.

 Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng đợt 2

 Tuần hoàn lại một lượng bùn cần thiết từ đáy bể lắng đợt 2 vào bể Aerotank để hoàtrộn với nước thải đi vào

 Xả bùn dư và xử lý bùn

 Mương oxy hoá

Mương oxy hoá là dạng cải tiến của bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh làm việctrong chế độ là thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyểnđộng tuần hoàn liên tục trong mương

Do mương oxy hoá có hiệu quả xử lý BOD5, Nitơ, Phốtpho cao, quản lý đơn giản,thể tích lớn, ít bị ảnh hưởng bởi sự dao động lớn về chất lượng và lưu lượng của nước.Nên đã được áp dụng để xử lý nước thải ở những nơi ngoài việc xử lý BOD còn xử lýNitơ, phốtpho và có biên độ dao động lớn về lưu lượng và chất lượng giữa các giờ trongngày Mặc khác, mương oxy hoá đòi hỏi diện tích lớn nên chỉ thích hợp cho những nơi cóđất rộng

Hình 1.4 Mương Oxy Hoá

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ PHỔ BIẾN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Nước thải

SINH HOẠT 2.1 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ĐIỂN HÌNH

Quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt điển hình

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt điển hình

Thổi khí

Bể hiếu khí

Bể lắng II Bùn hoạt tính dư

Bể khử trùngClorua

2.2.1 Trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư Tân Quy Đông

Trạm xử lý nước thải Tân Quy Đông toạ lạc tại D1 đường số 81, khu dân cư TânQuy Đông, phường Tân Phong, Quận 7, được xây dựng với mục tiêu tiếp nhận toàn bộnước thải sinh hoạt của người dân trong vùng với công suất 500 m3/ngày đêm Nước thảiđầu ra đạt QCVN 14:2008/BTNMT cột B

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải khu dân cư Tân Quy Đông

2.2.2 Trạm xử lý nước thải sinh hoạt tại khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng

Nước thải

Rác Máy nghiền rácSong chắn rác

Bể khử trùng

Nước thải đạt cột BQCVN14:2008/BTNTMT

Đường bùn Đường nước thải

Nước thải

Trạm xử lý nước thải sinh hoạt tại khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng với công suất10.000 m3/ngày đêm được xây dựng tại khu Cảnh Đồi và và trạm xử lý nước thải sinhhoạt công suất 15.000 m3/ngày đêm tại khu Nam Viên Cả hai công trình xử lý nước thảicủa Phú Mỹ Hưng đều sử dụng phương pháp sinh học

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

lý, sẽ được dẫn qua khử trùng bằng nước javel để diệt những vi khuẩn còn sót lại trướckhi thải ra sông hoặc tận dụng làm nước tưới cây, rửa đường trong đô thị

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải khu đô thị Phú Mỹ Hưng

2.2.3 Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng công suất 141.000 m 3 /ngày đêm.

Rác

Máy nghiền rácSong chắn rác

Bánh bùn

Nước thải

Nhà máy được xây dựng ở địa bàn ấp 5, quận Bình Chánh, thành phố Hồ Chí

Minh Nhà máy Bình Hưng là một phần quan trọng trong dự án cải tạo môi trường nước

thành phố Hồ Chí Minh trong công tác xử lý nước thải sinh hoạt từ các quận nội thành

trước khi đưa ra nguồn tiếp nhận Với công nghệ hồ sục khí kết hợp với bùn hoạt tính và

bể khử trùng, nước thải sau khi qua nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng sẽ đạt QCVN

40:2011/BTNMT loại B

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải Bình Hưng

2.2.4 Trạm xử lý nước thải đô thị tập trung Đà Lạt

Trạm xử lý nước thải được bố trí cách thành phố Đà Lạt 3km Khu đất xây dựng

nhà máy, trước đây sử dụng cho hoạt động canh tác nông nghiệp, nơi có độ dốc cao Địa

chỉ đường Kim Đồng, phường 6, Đà Lạt Nhà máy xử lý nước thải Đà Lạt là mắt xích

Song chắn rác

Cô đặctrọnglực

Bùn

tươii

Bể lắng sơ cấp

Bể bùnhỗn hợp

Bể AerotankBùn

BánhbùnNước thải đạt cột B QCVN

40:2011/BTNTMT

Nước thải

Nước thải

cuối cùng của chuỗi công trình nuớc thải của thành phố Đà Lạt với công suất 7400

m3/ngày đêm Chức năng của nhà máy là đảm bảo toàn bộ nước thải thô đã được thu xử lýđạt yêu cầu trước khi đổ vào thác Cam Ly Nước đã được xử lý từ nhà máy thoát ra hạ lưusuối Cam Ly đạt loại B theo QCVN 14:2008/BTNMT

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải Đà Lạt

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU DÂN CƯ XÃ PHƯỚC LONG, HUYỆN GIỒNG TRÔM, TỈNH BẾN TRE

3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Rác

Máy nghiền rácSong chắn rác

Nước thải

Dựa vào các yếu tố sau có thể đề xuất ra công nghệ xử lý phù hợp cho khu dân cư xãPhước Long:

 Quy mô công xuất của trạm xử lý : 800 m3/ngày đêm

 Thành phần và đặc tính của nước thải: có nồng độ các chất ô nhiễm như chất lơlửng, chất hữu cơ, N, P, coliform vượt quá giới hạn cho phép thải trực tiếp ra môitrường

 Đặc điểm và thành phần tính chất của nguồn tiếp nhận: nguồn tiếp nhận là sôngHàm Luông có thành phần tính chất nước là nguồn nước cấp so với QCVN08:2008/BTNMT, loại A2

 Chất lượng nước sau xử lý: Yêu cầu chất lượng nước sau khi xả ra nguồn tiếp nhậnđạt tiêu chuẩn loại A, QCVN 14:2008/BTNMT

 Hiệu quả quá trình xử lý cần thiết và hiểu quả quá trình xử lý của những công trìnhđơn vị:

- Vì tỷ số BOD/COD > 0,5 nên công nghệ xử lý được lựa chọn là công nghệ xử lýsinh học

- Nồng độ hữu cơ trong nước thải sinh hoạt tương đối thấp BOD5 = 235 mg/l nêncông nghệ xử lý sinh học được lựa chọn là công nghệ xử lý sinh học hiếu khí

- Do trong nước thải sinh hoạt có hàm lượng Coliform cao, nó là nguồn lây nhiễmbệnh khi thải ra môi trường, vì vậy phải có hệ thống khử trùng trước khi thải ranguồn tiếp nhận

- Theo tiêu chuẩn TCXD 51:2008: Thoát nước- Mạng lưới công trình bên ngoài:trạm xử lý có công suất trên 100 m3/ngày đêm cần có bể lắng cát Lựa chọn bể lắngcát dựa vào công suất trạm, sơ đồ công nghệ xử lý

 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, điều kiện tự nhiên và xã hội của khu vựa cần xử lý:xem xét khu vực cần xử lý có đủ điều kiện để sử dụng, vận hành, bảo dưỡng côngnghệ được chọn để xử lý

 Diệc tích sẳn có của KDC: diện tích KDC dành cho trạm xử lý nước thải nhỏ, nêncần lựa chọn công nghệ phù hợp

 Yêu cầu về năng lượng, hoá chất, các thiết bị: nên sử dụng nguồn năng lượng, hoáchất sẵn có hoặc dễ dàng mua được để thuận tiện việc vận hành và quản lý

3.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.2.1 Phương án 1

Rác

Máy nghiền rácSong chắn rác

Đường bùnĐường nước thải

Đường khí Đường cát

Đường hoá chấtĐường rác

Nước thải

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 1

3.2.2 Phương án 2

Máy ép bùnNgăn tiếp nhận

Cát

Bể nén bùnThổi khí Bể điều hoà

Rác

Máy nghiền rácSong chắn rác

Đường bùnĐường nước thải

Đường khí Đường cát

Đường hoá chấtĐường rác

Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ phương án 2

3.2.3 Thuyết minh phương án

 Thuyết minh phương án 1

Nước thải theo hệ thống thoát nước được thu gom ở ngăn tiếp nhận Sau đó nướcthải đi qua song chắn rác, những vật có kích thước lớn như vỏ trái cây, bao bì nhựa,…

sẽ được giữ lại tại đây, rác sẽ được thu gom và xử lý bằng máy nghiền rác Nước thảiđược bơm đến bể lắng cát ngang bằng bơm Ở đây các tạp chất vô cơ như cát, sỏi, vàcác vật liệu rắn khác, các vật liệu hữu cơ có kích thước lớn có vận tốc lắng lớn hơn tốc

Máy ép bùnNgăn tiếp nhận

Cát

Bể nén bùnThổi khí Bể điều hoà

độ nước dâng đều được giữ lại trong bể Cát lắng ở bể lắng cát ngang được thu gom về

hố tập trung cát ở đầu bể bằng thiết bị cào cát cơ giới, từ đó thiết bị nâng thuỷ lực sẽđược hỗn hợp cát nước đến sân phơi cát

Nước thải sau khi chảy qua bể lắng cát thì được dẫn đến bể điều hoà, mục đíchcủa bể này là điều hoà lưu lượng nước thải nhằm ổn định dòng chảy giúp cho hoạtđộng của công trình sau được hiệu quả hơn, trong bể dùng máy nén khí cung cấplượng khí cần thiết để hoà trộn đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiệntượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi hôi khó chịu

Nước thải từ bể điều hoà sau khi được ổn định về lưu lượng và nồng độ đượcbơm lên bể lắng đứng I để loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước Bể lắngđứng I được thiết kế với bề mặt hình tròn, nước thải được phân phối từ ống trung tâmvào vùng lắng, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ được lắngxuống đáy, nhờ thiết bị cào cặn lắng sẽ được tập trung lại và được bơm ra bể chứabùn, các chất có tỷ trọng nhẹ hơn nước sẽ nổi lên trên mặt nước và được thu lại bởimáng thu đặt xung quanh bể Bể lắng I có thể loại được 50-60% các chất huyền phù vàgiảm bớt được 20-30% chất hữu cơ ô nhiễm với chi phí năng lượng không đáng kể.Dòng nước sau khi qua bể lắng I tiếp tục chảy vào bể Aerotank, còn bùn tươi sẽđược đưa sang máy ép bùn ép thành bánh bùn và sau đó đem đi xử lý đúng nơi quyđịnh Tại bể Aerotank dưới áp lực của hệ thống phân phối khí ( được thiết kế dạng đĩa)hầu hết các chất hữu cơ được phân huỷ ở đây hình thành nên các bông bùn, sau đó hỗnhợp nước – bùn được đưa sang bể lắng II

Bể lắng II có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính đã xử lý trong bể Aerotank.Bùn sau khi lắng một phần được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm đảm bảo lượngbùn trong bể, phần bùn còn lại được đưa vào bể nén bùn, khi bùn đã giảm một phần độ

ẩm thì dẫn vào máy ép bùn để giảm thể tích và thuê công ty dịch vụ vận chuyển xử lýbùn tiếp theo Bể lắng II được thiết kế hình tròn, nước thải được phân phối ở trung tâm

bể và được thu ở máng thu đặt xung quanh

Sau khi qua bể lắng II nước được chảy vào bể khử trùng, tại đây ta sử dụng dungdịch khử trùng là dung dịch Clorua nhằm loại bỏ hết vi khuẩn có trong nước thải, sau

đó nước thải được thải ra nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT

 Thuyết minh phương án 2

Phương án 2 cũng tương tự như phương án 1 chỉ khác ở giai đoạn xử lý sinh học,

và từ giai đoạn xử lý nước thải sau bể lắng I Nước thải ở phương án 2, sau khi qua bểđiều hoà được bơm lên bể lắng đứng I để loại bỏ tạp chất lơ lửng còn lại trong nước.Tại đây, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ được lắng xuốngđáy, nhờ thiết bị cào cặn lắng sẽ được tập trung lại và được bơm ra bể chứa bùn, cácchất có tỷ trọng nhẹ hơn nước sẽ nổi lên trên mặt nước và được thu lại bởi máng thuđặt xung quanh bể Bể lắng I có thể loại được 50-60% các chất huyền phù và giảm bớtđược 20-30% chất hữu cơ ô nhiễm với chi phí năng lượng không đáng kể Nước saukhi qua bể lắng đứng I, được đưa qua mương oxy hoá, còn bùn tươi được đưa sang bểchứa bùn

Mương oxy hoá là một dạng cải tiến của Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, gồm có

2 vùng: vùng hiếu khí diễn ra quá trình oxy hoá hiếu khí các chất hữu cơ bằng bùnhoạt tính và nitrat hoá; vùng thiếu khí diễn ra quá trình hô hấp kị khí và khử nitrat Vìvậy, trong mương sẽ loại bỏ được các hợp chất hữu cơ dễ bị phân huỷ trong nước vàloại bỏ phần lớn tổng hàm lượng nitơ, phốtpho ra khỏi nước thải Hỗn hợp bùn vànước thải được dẫn sang bể lắng II để lắng một lượng SS còn lại trong mương oxyhoá

Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong mương oxy hoá giúp tăng hiệu quả xử lý,cần phải tuần hoàn lại một phần bùn hoạt tính từ bể lắng II về trước mương oxy hoá.Lượng bùn hoạt tính dư được đưa vào bể chứa bùn và sau đó được đưa đến máy épbùn ép thành các bánh bùn, được công ty dịch vụ vận chuyển xử lý bùn đúng quyđịnh

Nước thải sau khi qua bể lắng II, hàm lương cặn vào BOD trong nước thải đã đảmbảo yêu cầu xử lý xong vẫn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây bệnh nên cầnphải khử trùng trước khi xả ra nguồn tiếp nhận Nước thải được dẫn vào bể khử trùngvới dung dịch Clorua khoảng 30 phút và sau đó vào nguồn tiếp nhận là sông HàmLuông Do mục đích sử dụng của sông này là để cấp nước sinh hoạt nên chất lượngnước thải phải đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT

3.2.4 So sánh ưu, nhược điểm hai phương án

Bảng 3.1 So sánh ưu điểm và nhược điểm của hai phương án

Ưu điểm

Sử dụng cho lưu lượng bất kỳ

Hệ thống điều khiển tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa

Dễ khống chế các thông số vận hành

Hiệu quả xử lý BOD, COD cao

Công nghệ đơn giản, dễ vậnhành, dễ bảo dưỡng

Cấu tạo đơn giảnHiệu quả xử lý BOD ,COD,

N , P cao

Nhược điểm

Lượng bùn sinh ra nhiềuKhả năng xử lý N,P khôngcao

Cần diện tích lớn

Tốn nhiều năng lượng chokhuấy trộn

Sau khi so sánh ưu nhược điểm hai công nghệ xử lý thấy rằng phương án 1 có nhiều

ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư xã PhướcLong về quy mô, kinh tế, quản lý, vận hành Vì vậy, chọn phương án 1 để tính toán thiếtkể

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

4.1.1 Nhiệm vụ thiết kế

Trong quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, đô thị hoá và bảo vệ môi trường, khudân cư Xã Phước Long, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre được xây dựng với dân số đếnnăm 2025 là 10000 người Yêu cầu nghiên cứu, khảo sát và tính toán, thiết kế trạm xử lý

nước thải tập trung cho toàn khu dân cư đảm bảo về bảo vệ môi trường theo quy định củanhà nước.

4.1.2 Các thông số tính toán

Nội dung xác định các thông số tính toán cho trạm xử lý nước thải gồm:

Lưu lượng tính toán

Mức độ cần thiết xử lý nước thải

 Xác định lưu lượng tính toán nước thải khu dân cư xã Phước Long

Theo quy hoạch cấp nước của xã đến năm 2025 tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt là

100 l/người/ngày ( Theo bảng 3.1 tiêu chuẩn dùng nước cho đô thị loại IV, đô thị loại V,điểm dân cư nông thôn, giai đoạn 2020 TCXDVN 33-2006 )

Tiêu chuẩn thoát nước trung bình của 1 người trong 1 ngày đêm :

Trong đó :

 q tn tb : Tiêu chuẩn thoát nước trung bình của 1 người trong 1 ngày đêm.(lít/người.ngày)

 N : Số dân của khu dân cư, N = 10000 dân

Lưu lượng nước thải trung bình giờ (Qtb h

Q tb s sh = q tn tb × N

3600 ×24=

80 ×10000 3600× 24 =9,26 (l/s)

Lưu lượng nước thải lớn nhất ngày đêm (Qmax ngđ sh )

Q max ngđ sh =Qtb ngđ sh × K ng=800× 1,2=960 (m3/ngày đêm) Trong đó :

 K ng:Hệ số không điều hoà ngày của nước thải khu dân cư, K ng=¿ 1,15 ÷1,3chọn K ng=¿1,2 ( Theo điều 3.2 TCXD 51 – 2008 )

Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ (Qmax h

sh

)

Q max h sh =Qtb h sh × K 0max=33,33 ×2,16=¿71,99 (m3

/¿h)Trong đó :

 K ng:Hệ số không điều hoà chung của nước thải, K 0 max=¿ 2,16 ( Theo điều3.2 TCXD 51 – 2008 )

Lưu lượng nước thải lớn nhất giây (Qmax s sh )

Q max s sh =Q tb s sh × K 0 max=9,26 ×2,16=¿20 (l/s)Trong đó :

 K ng:Hệ số không điều hoà chung của nước thải, K 0 max=¿ 2,16 ( Theo điều3.2 TCXD 51 – 2008 )

Lưu lượng nước thải sinh hoạt nhỏ nhất giờ (Qmin h sh )

Q min h sh =Qtb h sh × K 0 min=33,33 × 0,44=¿14,67 (m3

/¿h)Trong đó :

 K ng:Hệ số không điều hoà chung của nước thải, K 0 min=¿ 0,44 ( Theo điều3.2 TCXD 51 – 2008 )

Lưu lượng nước thải sinh hoạt nhỏ nhất giây (Qmin s sh )

Q min s sh =Qtb s sh × K 0 min=9,26 × 0,44=4,07(l /s)

Bảng 4.1 Hệ số không điều hoà chung

( Theo bảng 3.1, điều 3.2 TCXD 51 - 2008 )

Như vậy ta có các thông số sau :

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất ngày đêm: Qmax ngđ

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình giây: Qtb s sh = 9,26 (l/¿s)

 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất giờ: Qmax h sh = 71,99 (m3

Để lựa chọn phương án và công nghệ xử lý nước thải thích hợp đảm bảo hiệuquar xử

lý đạt tiêu chuẩn xả thải vào sông Hàm Luông đạt chất lượng nước loại A theo QCVN14:2008/BTNMT với các yêu cầu cơ bản theo bảng 3.3

Bảng 4.2 Mức độ yêu cầu xử lý cái chỉ tiêu

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 14:2008/BTNMT cột QCVN

Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng

D= C−m

C ×100 %=

305−50

305 ×100 %=83,6 %Trong đó:

 m: Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nướcnguồn, m = 50 mg/l

 C: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải SS = 305 mg/l

Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5

 L tc: Hàm lượng BOD5 trong nước thải, BOD5 = 235 mg/l

4.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA PHƯƠNG ÁN 1

4.2.1 Song chắn rác (SCR)

 Nhiệm vụ

Song chắn rác nhằm mục đích loại bỏ rác và các tạp chất có kích thước lớn trongnước thải Đây là công trình đầu tiên trong thành phần của trạm xử lý nước thải Songchắn rác được đặc trên đường dẫn nước thải vào bể thu gom trước khi được bơm lên hệthống xử lý nước thải Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh gây tình trạng tắc nghẽnđường ống, mương dẫn và các hư hỏng do rác gây ra

 Tính toán song chắn rác

Chọn phương thức lấy rác bằng thủ công, có các thông số thiết kế sau

 Kích thước thanh song chắn rác

Vận tốc dòng chảy trong mương

dẫn phái trước song chắn rác (m/s) 0.3 – 06

(Nguồn: Bảng 9.3 trang 413, Xử lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp Tính Toán Và

Thiết Kế Công Trình – Lâm Minh Triết)

 Các bước tính toán SCR

Chiều sâu phần cuối của mương dẫn nước thải là 0,8 m

Chọn kích thước mương dẫn là : Rộng × Sâu = W× H = 0,4× 0,8 m

Chọn kích thước song chắn: rộng × dày = 5mm × 25 mm

Chiều cao lớp nước trong mương

h= Q max h sh

3600 × v s × B m=

71,99

3600× 0,3 ×0,4=0,12 m

Mối quan hệ giữa chiều rộng mương , chiều rộng thanh và khe -> Số thanh SCR được tính toán như sau

Bm = n ×b + (n + 1) × Zs

400 = n ×5 + (n +1) × 25

400 = 30n + 25

n = 12,5

Làm tròn n = 12 thanh bao gồm 2 thanh bìa của SCR

Tính lại khoảng cách giữa các thanh SCR

0,492−0,32

2× 9,81 =0,011m=11mm<150 mm

Vậy chiều sâu xây dựng của mương đặt song chắn rác là

H m=H+hl+hbv=0,8+0,011+0,3=1,11m

Hàm lượng chất bẩn còn lại sau khi qua song chắn rác

Hàm lượng các chất lơ lửng của nước thải sau khi qua song chắn rác lần lượt giảm 4% còn lại

TSSr = 305 – (4% x 305) = 292,8 mg/lHàm lượng các chất lơ lửng của nước thải sau khi qua song chắn rác lần lượt giảm 5% còn lại

BODr = 235 – (5% x 235) = 223,25 mg/l

Bảng 4.2 Thông số thiết kể của SCR và hàm lượng chất ô nhiễm còn lại

Thông số Đơn vị Giá trị

Thông số ô nhiễm còn lại sau khi qua SCR

 Tính toán ngăn tiếp nhận

Chọn chiều sâu hữu ích : h = 3 m

Chiều cao bảo vệ làhbv = 0,5 m

Chiều sâu tổng cộng: H = h + hbv = 3 + 0,5 = 3,5 m

Công suất bơm

Bơm từ hầm bơm tiếp nhận lên bể lắng cát Chọn 2 máy bơm nhúng chìm hoạt độngluân phiên

Từ Re = 83957 và n = 0,002 tra đồ thị hình 9,6 trang 428, sách “, Xử lý Nước Thải

Đô Thị Và Công Nghiệp Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình – Lâm Minh Triết”, ta được

hệ số ma sát λ= 0,045

Tổn thất cột áp trên đường ống

Δ H =¿

Trong đó:

 L : Chiều dài ống nước đẩy, chọn L = 10m

 ∑ξ: Tổng hệ số cục bộ, chọn ∑ξ = 4,8

Tổng cột áp của bơm

H B=H0+Δ H =8+0,3 = 8,3 mTrong đó:

 H0: Chiều cao nước bơm từ bể tiếp nhận lên bể lắng cát (H0 = 8-10 mH2O),chọn H0 = 8mH2O

Lưu lượng nước thải Qmax h

sh

= 71,99 m3/hCông suất bơm

N= QρgH

1000 μ=

71,99 × 1000× 9,81× 8,3 3600× 1000× 0,8 =2,03 (kW )

Trong đó:

 ρ là khối lượng riêng của chất lỏng, lấy ρ=1000 kg/m3

 g là gia tốc trường, g = 9.81 m/s2

 μ là hiệu suất chung của bơm, μ=0.72−0.93, chọn μ=0.8

Công suất thực tế của bơm

N tt=1,2× N =1,2× 2,03=2,4 kW

Bảng 4.3 Kết quả tính toán ngăn tiếp nhận nước thải

Trong thành phần nước thải thường có cát hạt với độ lớn thuỷ lực u ≥ 18mm/s Đây

là các phần tử vô cơ có kích thước và tỷ trọng lớn Mặc dù không độc hại, nhưng chúngcản trở hoạt động của các công trình xử lý nước thải như tích tụ trong bể lắng, bể mêtan,

… làm giảm dung tích công tác của các công trình, gây khó khăn cho việc xả bùn cặn,pháy huỷ quá trình công nghệ của trạm xử lý nước thải Để đảm bảo cho các công trình

xử lý sinh học nước thải hoạt động ổn định cần phài có công trình và thiết bị lắng cát phíatrước Bể lắng cát ngang được thiết kế để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hoà tan nhưcát, sỏi, xỉ và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng ( hay trọng lượng riêng lớn hơn cácchất hữu cơ có thể phân huỷ trong nước thải Vai trò của bể lắng cát là bảo vệ các thiết bịmáy móc khỏi bị bào mòn, giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống, kênh mươngdẫn…,giảm số lần súc rửa các bể phân huỷ do cặn tích tụ quá nhiều

 Tính toán bể lắng cát ngang

Diện tích tiết diện ướt W

W = Q max s sh

 n: Số bể hoạt động, n =2, (Theo điều 7.27, TCXD 51:2008)

Chiều dài công tác của bể lắng cát ngang L

L= K ×1000 × H0

U0 × V =

1,3× 1000 ×0,25

24,2 × 0,3=4,03 mTrong đó:

 U0: Độ lớn thuỷ lực của hạt ( mm/s) xác định bằng tốc độ lắng tự do của hạtcát ở trạng thái tĩnh và trạng thái động trong bể lắng cát ngang, U0 = 18 – 24mm/s tương ứng với hạt cát d = 0,20 – 0,25 mm Chọn U0= 24 mm/s (Theođiều 7.29 TCXD 51:2008)

 K: Hệ số giữa U0và U, xác định theo bảng 7-6 TCXD 51:2008, K = 1,3

 H0: Chiều cao tính toán của bể lắng cát, H0 = 0,25 – 1m, chọn H0 = 0,25m(Theo điều 7.29, TCXD 51:2008)