ĐỒ án cấp THOÁT nước TRONG NHÀ (kèm bản VEX)

Qua song chắn rác có đặtmáy nghiền rác, rác nghiền đợc đa đếín sân phơi bùn cặn còn nớc thải đã đợc tác loại các ráclớn tiếp tục đợc đa đến bể lắng cát.. ở đây ta thiết kế bể lắng cát ng

nhiệm vụ thiết kế

nhiiệm vụ thiết kế

Song song với môn học "Xử lý nớc thải", sinh viên ngành cấp thoát nớc phải làm đồ ánmôn học Mục đích đồ án là tập cho sinh viên làm quen với việc tổ chức xử lý và thiết kếcông trình xử lý nớc thải cho Thành phố, công việc này cũng là một phần công việc tơng đốilớn khi làm Đồ án tốt nghiệp

Xuất phát từ mục đích đó, đồ án môn học "xử lý nớc thải" của em đợc thầy hớng dẫn làPGS.TS Ưng Quốc Dũng giao cho các số liệu và nhiệm vụ bao gồm:

I Nhiệm vụ thiết kế:

Thiết kế sơ bộ trạm xử lý nớc thải cho thành phố N - D và thiết kế kỹ một công trình của trạm

II các tài liệu thiết kế:

1 Bản đồ địa hình khu vực trạm xử lý

2 Điều kiện khí hậu của Thành phố

 Nhiệt độ trung bình năm của Thành phố: 23,6 độ

3 Số liệu về nớc thải của Thành phố:

a) Nớc thải sinh hoạt:

qs

max = 257,92 (l/s)

Lu lîng tÝnh to¸n giê min

Qh min = = 331,5 (m 3 /h)

40100

8

20002500

7,6100

8

20002500

100

55,1

gian

(ngµy )

Níc th¶i sinh ho¹t Níc th¶i CN Lu lîng tæng céng

2.1 Níc th¶i sinh ho¹t

Hµm lîng cÆn l¬ löng cã trong níc th¶i sinh ho¹t

 Csh =

0

C shq

1000

= 200

100065

= 325 (mg/l)

= 200

SX i XS i sh

sh

Q Q

Q C Q

C

=

20002500

10500

2000120

2500280

10500325

SX i SX i sh

sh

Q Q

Q L Q

L

=

20002500

10500

2000240

2500150

10500175

 Ntđ : Dân số tơng đơng, là dân số đợc quy đổi của thành phố

 Quy đổi theo hàm lợng cặn lơ lửng:

Nc tđ = áSH

c

SX i SX i

a

Q C

=

65

2000120

BOD

SX i SX i

a

Q L

=

35

2000240

2500

= 24429 (ngời)

 Ntt = 52500 + 24429 = 76929 (ngời)

Xác định mức độ xử lý nớc thải cần thiết Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ

1 Xác định mức độ xử lý nớc thải cần thiết

1.1 Xác định hệ số pha lo ng nãng n ớc nguồn với nớc thải

(nguồn pha loãng là nớc sông)

Theo Frolop  Rodginler ta có

n=

q

qQ

3

x α exp q

Q 1

x α exp 1

exp0,25792

3,51

86000,171

exp1

=

0,25792

0,257923,5

= 11 (lần)

1.2 Xác định mức độ xử lý nớc thải cần thiết

Theo hàm lợng cặn lơ lửng có :

Cn.thải = S 1 b Cnguồn

q

Qa

 Cnthai : Hàm lợng cặn lơ lửng sau khi xử lí

 Cnguồn : Hàm lợng cặn của nớc nguồn trớc khi xả nớc thải, Cnguồn = 6 (mg/l)

 b : Độ tăng hàm lợng cặn cho phép, b = 0,75  1 (mg/l); chọn b =0,75 ( mg/l)

Cn.thải = 1 0,75 8 13,75

0,15208

100,802





= 95,01 %Theo hàm lợng BOD

ng cf K.t S

10

L 10

L L 10 q

Q a

 Lcf : Hàm lợng BOD cho phép, Lcf = 4 (mg/l) vì nguồn loại A

 Lng : Hàm lợng BOD có trong nớc nguồn, Lng = 2,4 (mg/l)

Ta có:

LT =  0,1 0,995 0,10,995

0,995 0,1

10

4 10

2,4 4 10

0,25792

3,5 0,688

Tuy vậy, theo tiêu chuẩn 188-1996 quy định nồng độ giới hạn cho phép của BOD5 khi xả nớc

thải vào nguồn loại A là 20 (mg/l) nên vẫn phải lấy lợng BOD cần xử lý =20 (mg/l) do đó hiệu

quả xử lí cần thiết theo BOD:

EBOD =

179,5

20 179,5 L

L L

0,25792

3,5 0,688 10

4 0,4L O

q

Q a

L

L L

0

tt nth, 0

Giải hệ này ta có La = 14,12 (mg/l); Lth = 123,54 (mg/l) ứng với thời gian tth = 2,5 ngày

Nh vậy, nếu kể đến Ôxy khuyếch tán qua bề mặt thì trong sông luôn đảm bảo hàm lợng Ôxyyêu cầu xong do xả nớc thải vào nguồn loại A thì lợng Lnth,yc  20 (mg/l) vì vây hàm lợng BOD tính toán cũng phải lấy là 20 (mg/l) Do đó mức độ cần thiết phải xử lý là:

2 Lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ

Dựa theo các kết quả đã tính toán ở trên ta chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ nh các phơng án

đợc trình bầy sau đây

Nớc thải, Q = 15000 (m 3 /ngđ)

1 2

a 1

k k

L k





1 2

a 1

1 2 a 1

2

kk

Lk

)k(kD1k

klg

Thuyết minh phơng án I

ở phơng án này, nớc thải từ hệ thống thoát nớc đờng phố đợc máy bơm ở trạm bơm

n-ớc thải bơm đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp đến ngăn tiếp nhận Qua song chắn rác có đặtmáy nghiền rác, rác nghiền đợc đa đếín sân phơi bùn cặn còn nớc thải đã đợc tác loại các ráclớn tiếp tục đợc đa đến bể lắng cát ở đây ta thiết kế bể lắng cát ngang nớc chuyển động vòng

SONG CHắN RáC

Bể LắNG CáT Ngang

Bể LắNG ngang dot 1

Bể biophin cao tải

Bể lắng ngang

đợT II

MáNG TRộN lợn sóng

Bể TIếP XúC

SÂN PHƠI BùN

KHử TRùNG

Thổi khí

Sân Phơi cát

Máy nghiền rác

Bể

Mê tan

Phục vụ nông nghiệp

để giảm khối tích xây dựng công trình mà vẫn đảm bảo hiệu quả lắng cát và các cặn lớn Saumột thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đợc đa đến sân phơi cát

Nớc sau khi qua bể lắng cát đợc đa đến bể lắng đứng đợt I, tại đây các chất thô khônghoà tan trong nớc thải nh chất hữu cơ, đợc giữ lại Cặn lắng đợc đa đến bể Mêtan còn nớcsau lắng đợc đa tiếp đến bể Biophin cao tải

Sau bể Biophin cao tải, hàm lợng cặn và BOD trong nớc thải đã đảm bảo yêu cầu xử lýxong vẫn còn chứa một lợng nhất định các vi khuẩn,… gây hại nên ta phải khử trùng tr gây hại nên ta phải khử trùng trớc khixả ra nguồn Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bểtiếp xúc Sau các công đoạn đó nớc thải đợc xả ra nguồn tiếp nhận

Toàn bộ lợng bùn cặn của trạm xử lý sau khi đợc lên men ở bể lắng hai vỏ đợc đa rasân phơi bùn làm khô đến một độ ẩm nhất định Bùn cặn sau đó đợc dùng cho mục đích nôngnghiệp

Phơng án đảm bảo hiệu quả xử lý

SONG CHắN RáC cơ giới

Bể LắNG cát NGANG

Máy nghiền rác

Sân phơi cát

ở phơng án này, nớc thải từ hệ thống thoát nớc đờng phố đợc máy bơm ở trạm bơm

n-ớc thải bơm đến trạm xử lý bằng ống dẫn có áp đến ngăn tiếp nhận Qua song chắn rác có đặtmáy nghiền rác, rác nghiền đợc đa đến bể Mêtan để lên men còn nớc thải đã đợc tác loại cácrác lớn tiếp tục đợc đa đến bể lắng cát ở đây ta thiết kế bể lắng cát ngang nớc chuyển độngvòng để giảm khối tích xây dựng công trình mà vẫn đảm bảo hiệu quả lắng cát và các cặn lớn.Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đợc đa đến sân phơi cát

Nớc sau khi qua bể lắng cát đợc đa đến bể lắng đứng đợt I, tại đây các chất thô khônghoà tan trong nớc thải nh chất hữu cơ, đợc giữ lại Cặn lắng đợc đa đến bể Mêtan còn nớcsau lắng đợc đa tiếp đến bể Aeroten

Bể AEROTEN đẩy

Bể LắNG ngang ĐợT II

Bể MÊ TAN

Bể NéN BùN

Bể TIếP XúC

Phục vụ nông nghiệp

SÂN PHƠI BùN

KHửTRùNGMáng trộn

Do lu lợng trạm xử lý thuộc loại vừa, ta thiết kế bể Aeroten kết hợp lắng đứng đợt II đểtiết kiệm khối tích công trình Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aeroten giúp tănghiệu quả xử lý, tuần hoàn lại một phần bùn hoạt tính về trớc bể, lợng bùn hoạt tính d đợc đaqua bể nén bùn giảm dung tích, sau đó đợc đa đến bể Mêtan.

Sau bể Aeroten, hàm lợng cặn và BOD trong nớc thải đã đảm bảo yêu cầu xử lý xongvẫn còn chứa một lợng nhất định các vi khuẩn, … gây hại nên ta phải khử trùng tr gây hại nên ta phải khử trùng trớc khi xả ranguồn Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếpxúc Sau các công đoạn đó nớc thải đợc xả ra nguồn tiếp nhận

Toàn bộ lợng bùn cặn của trạm xử lý sau khi đợc lên men ở bể Mêtan đa ra sân phơibùn làm khô đến một độ ẩm nhất định Bùn cặn sau đó đợc dùng cho mục đích nông nghiệp

Phơng án đảm bảo hiệu quả xử lý

Kích thớc ngăn tiếp nhận đợc chọn căn cứ vào lu lợng nớc thải max giây của Thành phố, theotính toán ở trên ta có QhMAX(TP) = 928,5 (m 3 /s) Vì vậy chọn ngăn tiếp nhận có kích thớc cơ

bản nh sau: / Tính toán thiết kế các công trình xử lý nớc thải - Lâm Minh Triết, 1973/

 q : Lu lîng tèi ®a cña níc th¶i, q = 0,25792(m 3 /s)

  : VËn tèc níc ch¶y qua c¸c khe hë cña song ch¾n r¸c, lÊy m/s

 h : §é s©u cña níc ë ch©n song ch¾n r¸c, h = hmax = 0,42 (m)

56 , 0 9 , 0 016 , 0

25792 ,

min

h b

q

k v h b

q







2.2 Chiều dài máng đặt song chắn rác

Chiều dài máng : L = l1 +Lp + l2

trong đó:

 l1 : Chiều dài đoạn kênh mở rộng trớc song chắn rác

 l2 : Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác

 Ls: Chiều dài máng dẫn nớc qua song chắn rác

l1 = , Với  200  l1 = (m)

l2 = 0,5 l1 = 0,5 0,033 = 0,02 (m)

2.3 Chiều dài buồng đặt song

Chiều dài buồng đặt song ls lấy không nhỏ hơn 1(m) do đó ta chọn ls = 1,5 (m)

0,008 2,42

N a

3.1 tính toán mơng dẫn nớc thải vào bể lắng cát ngang nớc chảy vòng.

Dựa vào câc bảng tính toán thuỷ lực kết quả tính toán thuỷ lực mơng dẫn nớc vào bể lắng cát ngang nh sau:

8 , 0 824 , 0

0 



tg

Bể lắng cát ngang là đoạn mở rộng của máng dẫn nớc thải

Sơ đồ cấu tạo của bể đợc mô tả ở hình vẽ sau:

2 5

2

4 1

Htt - Chiều sâu công tác của bể lắng cát Htt = 0,8 (m) (chọn bằng độ cao mực nớc trongmơng dẫn ứng với lu lợng max ,tiêu chuẩn 0,25  1 m)

U0 - Độ thô thuỷ lực của hạt cát,theo TCVN 51:2008lấy U0 = 24,2 mm/s

k - Hệ số phụ thuộc vào kiểu bể lắng,lấy K=1,3

V - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với qmax : V = 0,3 m/s

Thoả mãn điều kiện với bể lắng thờng B = 0,6 – 1,6m

Kiểm tra điều kiện làm việc với qmin = 0,092m3/s

Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng; Ntt = 66962 (ngời)

T: Chu kỳ thải cát,lấy=2 ngày

WC = 0,02.66962.2

3)

I I

123

W h

Htt - Chiều cao công tác của bể lắng cát; Htt = 0,8 (m)

hc - Chiều cao lớp cặn trong bể; hc = 0,17 (m)

hbv - Chiều cao bảo vệ; hbv = 0,5 (m)

Vậy HXD = 0,8 + 0,17 +0,5 = 1,47 (m)

4 Tính toán sân phơi cát

Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nớc trong hỗn hợp nớc cát Thờng sân phơi cát đợc xây

dựng gần bể lắng cát, chung quanh đợc đắp đất cao Nớc thu từ sân phơi cát đợc dẫn trở về

365N

trong đó:

 P : Lợng cát tính theo đầu ngời trong một ngày đêm, P = 0,02 (l/ng - ngđ)

 h : Chiều cao lớp cát trong một năm, h = 4 (m/năm)

 NTT : Dân số tính toán theo chất lơ lửng, Ntt = 66962 (ngời)

41000

365669620,02

nồng độ BOĐ trong nớc thải là 179,5 mg/l

khi dùng bể lắng ngang ,hiệu quả xử lắng sẽ là 50% ,nên hàm lợng cặn sau xử lí sẽ là

137,89 mg/l < 150 mg/l => không cần phải làm thoáng sơ bộ

chiều dài bể lắng tính theo công thức

L =

Uo K

H v

*

*

Trong đó H chiều sâu tính toán cuả vùng lắng chọn 2,5m (theo tiêu chuẩn là từ 2 –5 m)

v vận tốc tính toán trung bình trong vùng lắng chọn v = 8 mm/s

K hệ số lấy theo kiểu bể lắng và cấu tạo của thiết bị phân phối và thu nớc

KH t

H K U

.

1000

0

 hệ số kể tới ảnh hởng của nhiệt độ t=15 0C lấy  = 1,44

n hệ số phu thuộc vào tính chất của chất lơ lửng đối với các loại hạt chủ yếu

chọn n= 0,25

t thời gian lăng của nớc thảI trong bình hình trụ với chiều sâu lớp nớc

h = 500mm ,đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả tt TCXDVN 51 2006

với E = 50% ,Co = 257,77 mg/l , n= 0,25 nội suy đợc t = 750 s

 thành phần thẳng đứng của vận tốc nớc thải trong bể ,với v = 8mm/s

0 , 03

255 , 1 750 44 , 1

5 , 2 5 , 0 1000

Đảm bảo thời gian lắng trong bể ngang đợt I là 1,5 h

Vậy chiều dài bể lắng cần xây dung là L = 45 m

Diện tích tiết diện ớt của bể lắng

Chiều rộng tổng cộng của bể B = W/H = 32,24/2,5 = 13 m

Chọn số ngăn trong bể lắng là 2 ,chiều rộng mỗi ngăn là 6,5 m

kiểm tra lại vận tốc trong vùng lăng

* 1000

* 1000

* ) 95 100

(

33 0

* 50

* 15000

* 77 , 275

Chiều cao lớp bùn cặn trong bể lắng

Hb = Wb/L*B = 20,7 / 45.6,5 =0,07 m lấy bằng 0,1m

Chiều cao xây dung bể H xd = Hbv + H +Hth + Hb= 0,5+2,5+0,4+0,1 = 3,5m

Hbv chiều cao bao vệ

H chiều cao vùng lắng

Hth chiều cao lớp nớc trung hoà

Hb chiều cao lớp cặn

6 Tính toán bể Biophin cao tải

Nhận thấy chất lợng nớc thải chảy vào bể đảm bảo để tính toán theo quy phạm

Tính toán bể lọc sinh học cao tải dựa vào điều 6.14.17 và điều 6.14.18 TCN51-84

 Xác định hệ số k: là hệ số phụ thuộc vào nhiệt dộ trung bình về mùa đông của nớc

thải hoặc nhiệt độ trung bình năm của không khí

 La: BOD của nớc thải đa vào bể La= 179,5 (mg/l)

 Lt: BOD của nớc thải đã đợc làm sạch Lt =20 (mg/l)

Chọn tải trọng thuỷ lực qo= 20 (m 3 /m 2 ngđ)

Tra bảng 36-20TCN51-84 với nhiệt độ trung bình 15oC và ko = 8,91 ta có các kết quả tính toán

nh sau:

6.1 Khi lu lợng không khí vào bể B = 8 (m 3 /m 3 nớc)

Chiều cao công tác của bể H = 3 (m)

Tải trọng thủy lực: q0= 20 ( m 3 /m 2 ngđ) tra bảng ta có k1 = 8,93

Vì k0 < k1 nên không cần tuần hoàn lại nớc thải

Dới đây là sơ đồ cấu tạo của Bể Bioiphin cao tải

mặt bằng

Lớp vật liệu lọc cao 300 cm Lớp bê tông đục lỗ dày 8 cm Lớp bê tông tạo dốc

Lớp bê tông cốt thép dày 20 cm Lớp bê tông gạch vỡ dày 20 cm

ống dẫn n ớc vào bể D300

Lớp bê tông đục lỗ BxB=1000x1000 Lớp vật liệu lọc ống phản lực đục lỗ D200

F =

q Q

0

(m 2 ) trong đó:

Chiều cao công tác của bể H = 3 (m)

Tải trọng thủy lực: q0= 20 ( m 3 /m 2 ngđ) tra bảng ta có k1 = 9,86

Vì k0 < k1 nên không cần tuần hoàn lại nớc thải

 Diện tích của bể Biophin:

F =

q Q

0

(m 2 ) trong đó:

Từ các số liệu tính toán ở trên ta quyết định thiết kế bể Biophin với trờng hợp

o B=8 (m 3 /m 2 ngđ)

o H=3,0 (m)

Điều kiện quan trọng để Biophin làm việc bình thờng là nớc thải phải đợc phân phối đều trên

bề mặt lớp vật liệu lọc Đối với Biophin có dạng hình tròn trên mặt bằng ta thiết kế hệ thốngphân phối khí bằng hệ thống tới phản lực

Lu lợng nớc tới tính cho 1 bể Biofin đợc xác định theo công thức:

q = n

Chọn trong một bể Biofin có 4 ống phân phối, đờng kính ống là:

Dô =

V4

q4

0,065 4

80(11

ri =

m

i 2

D d m

q' 10 34,8

 q' : Lu lîng trung b×nh cña 1 èng tíi, cã tÊt c¶ 4 èng nªn q' =

126

10 34,8

2 6

T 4

«

6 2

4 6

10k

D294D

1081m

d

10256

 k : M« ®un lu lîng, theo b¶ng 4.6  / TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh xö lý níc th¶i

- L©m Minh TriÕt, 1973/ ta cã øng víi D« = 150, k = 134

6 2

4 6

10 134

20000 294

150

10 81 126

15

10 256

b DiÖn tÝch tiÕt diÖn ít cña bÓ l¾ng ngang:

 =

005 , 0

1736 , 0

c Chiều ngang tổng cộng của bể lắng ngang:

2.7

B H

Chọn số đơn nguyên của bể lắng n = 2 Khi đó chiều rộng mỗi đơn nguyên:

136,52

B b n

e Dung tích cặn lắng:

Công thức:

Wb =

n p

t N

a TT

).

100 (

10

100

t: là thời gian giữa hai lần xả cặn: t = 8h

NTT: dân số tính toán theo BOD20, N = 76929 ngời

n B L  = 0,03 m lấy bằng 0,1m

- Chiều cao xây dựng bể:

HXD = hbc + H + hth + hc

Trong đó:

hbv : là chiều cao bảo vệ của bể: hbv = 0,5 m

H: là chiều cao công tác của bể: H = 2,5 m

hth: là chiều cao lớp nớc trung hoà: hth = 0,5 m

 Bùn hoạt tính d sau khi nén

P) (100

KEQC

95) (100

1,162,515000

1000P)

(100

Qb100E

100C

 : Hệ số tính sự tăng không điều hoà của bùn hoạt tính trong quá trình làm sạch, =1,2

 b : Hàm lợng bùn trôi ra khỏi bể lắng đợt II, b = 16 (mg/ l)

2,1

97)(100

501500016

10062,5

100275,77

1P100

11

ống dẫn cặn t ơi và bùn hoạt tính

ống xả cặn lên men D250ống tháo cạn bể

ống dẫn hơi nóngống dẫn khí đốtống tràn

bê tônggạchxỉlớp phủ mềmmáy trộn kiểu chân vịt

k k

k  

1

=

100

93)(100

=

100

98)(100

=

100

95)(100

3,99

Vì độ ẩm của hỗn hợp lớn hơn 94% lên ta chọn chế độ lên men ấm, t = 33  350C

Dung tích bể Mêtan đợc tính theo công thức:

0 0 0

0 0

0

B R C

B R

C a

100.100

T A

C

☼ Ac - Độ ẩm háo nớc ứng với cặn tơi, Ac = 5 %

☼ Tc - Độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với cặn tơi,

Tc = 25%;

100 100

25 100 5 100 99 , 3

100.100

T A

R

☼ Ar - Độ ẩm háo nớc ứng với rác nghiền Ar = 5 %

☼ Tr - Độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với rác nghiền

Tr = 25%;

100 100

25 100 5 100 294 , 0

100.100

K o

T A

27 100 6 100 54 , 0

, 0 21 , 0 85 , 2

37 , 0 44 21 , 0 85 , 2 53

n - Hệ số phụ thuộc vào độ ẩm cặn đa vào bể lấy theo bảng 7.33TCXDVN

51-2008 với chế độ lên men ấm với Phh =94,6% , n = 0,89;

45 , 0 100

8 89 , 0 03 , 52

Sơ đồ sân phơi bùn: 1-Miệng xả bùn, 2-ống thu nớc, 3-Bờ ngăn, 4-ống phân phối bùn,

5-Đờng đi xuống,6-Máng xả bùn, 7-ống dẫn nớc thoát

Thể tích tổng cộng của cặn dẫn đến sân phơi bùn:

Wch = W + W0

trong đó: