TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG -o0o - ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : ĐOÀN THỊ OANH Sinh viên thực : NGUYỄN ĐÌNH ĐỨC(1461070339) Lớp : LĐH4KM Hà nội, tháng năm 2015 BỘ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN Độc lập – Tự – Hạnh phúc VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Họ tên sinh viên : Nguyễn Đình Đức Học Lớp : LĐH4KM Giảng viên hướng dẫn : Cô Đoàn Thị Oanh Đề tài: 1- Đề xuất sơ đồ công nghệ tính toán công trình hệ thống xử lý nước thải theo số liệu đây: - Nguồn nước: Nước thải Công suất cấp nước: 5000 m3/ngày đêm Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước :QCVN 40:2011/BTNMT Chỉ tiêu Nhiệt độ pH BOD5 COD TSS Đơn vị đo C mg/l mg/l mg/l Giá trị 25 11 550 800 250 - Thể nội dung nói vào : - Thuyết minh công nghệ (đề xuất hai phương án công nghệ, lựa chọn phương án) - Bản vẽ sơ đồ công nghệ - Bản vẽ tổng mặt khu xử lý - Bản vẽ chi tiết CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Nguồn gốc nước thải công nghiệp - Nước thải công nghiệp nước thải phát sinh từ trình công nghệ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp (sau gọi chung sở công nghiệp), từ nhà máy xử lý nước thải tập trung có đấu nối nước thải sở công nghiệp - Nước thải công nghiệp nước thải sinh trình sản xuất công nghiệp Trong nước thải sản suất công nghiệp lại chia làm loại - Nước thải sản xuất bẩn, nước thải sinh từ trình sản xuất sản phẩm, xúc rửa máy móc thiết bị, từ trình sinh hoạt công nhân viên, loại nước chưa nhiều tạp chất, chất độc hại, vi khuẩn, - Nước thải sản xuất không bẩn loại nước sinh chủ yếu làm nguội thiết bị, giải nhiệt trạm làm lạnh, ngưng tụ nước loại nước thải thường quy ước nước - Nước thải công nghiệp đa dạng lượng tính chất, tùy thuộc vào yếu tố như: loại hình công nghiệp, loại hình công nghệ, công suất hoạt động, … tính chất đa dạng nên loại nước thải có công nghệ xử lý riêng 2.Thành phần, đặc tính tác động nước thải đến môi trường - Mỗi loại nước thải ngành công nghiệp có đặc tính riêng, nhiên thành phần nước thải khiến ta phải quan tâm việc xử lý bao gồm: kim loại nặng, dầu mỡ( chủ yếu nước thải ngành xi mạ), chất hữu khó phân hủy ( có nước thải sản xuất dược phẩm, nông dược,dệt nhuộm …) - Các thành phần khó xử lý mà độc hại người môi trường sinh thái Quy mô hoạt động sản xuất lớn lượng nước nhiều kéo theo lượng xả thải nhiều Bên cạnh đó, thành phần khác nước thải công nghiệp nguy hiểm nhiều không xử lý cách mối đe dọa lớn nguồn nước môi trường - Tác hại đến môi trường nước thải thành phần tồn nước gây ra: + BOD, COD: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữu tiêu thụ lượng lớn gây thiếu hụt oxi nguồn dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm mức điều kiện yếm khí hình thành sinh sản phẩm CH4, H2S, NH3 … gây mùi hôi thối giảm pH môi trường + TSS: lắng đọng nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí + Vi trùng gây bệnh: gây bệnh đường nước như: ỉa chảy, kiết lị, thương hàn… + N, P: nguyên tố dinh dưỡng đa lượng.Nếu nồng độ cao gây tượng phú dưỡng CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Xử lý học Tách chất không hòa tan, vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, tạp chất nổi…) khỏi nước thải đảm bảo chế độ làm việc ổn định cho công trình tiếp theo.Đây bước bắt buộc tất dây chuyển xử lý nước thải - Loại bỏ cặn sỏi, cát, mảnh kim loại, thủy tinh - Điều hòa lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm nước thải - Xử lý học giai đoạn chuẩn bị tạo điều kiện thuận lợi cho trình xử lý hóa lý sinh học + Song chắn rác Song chắn rác thường làm kim loại, đặt cửa vào kênh dẫn Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác phân thành lợi thô, trung bình Song chắn rác thô có khoảng cách từ 60 – 100mm song chắn rác có khoảng cách từ 10 – 25mm Rác lấy phương pháp thủ công hay thiết bị cào rác khí + Bể lắng Bể lắng có nhiệm vụ lắng hạt cặn lơ lửng có sẵn nước thải, cặn hình thành trình keo tụ tạo ( bể lắng đợt 1) cặn sinh trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Theo dòng chảy bể lắng phân thành bể lắng ngang lắng đứng + Quá trình lọc Lọc ứng dụng để tách tạp chất có kích thước nhỏ loại phương pháp lắng Quá trình lọc sử dụng nước thải, thường sử dụng trường hợp nước sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao Các phương pháp hóa lý Phương pháp hóa lý bao gồm: Keo tụ, tuyển nổi, trao đổi ion…các phương pháp hóa lý thường ứng dụng để tách chất ô nhiễm dạng keo, hòa tan chất hoạt động hay, chất hoạt động bề mặt hay kim loại nặng nước thải Trong keo tụ phương pháp đơn giản, xử lý hiệu nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng lớn Tác nhân keo tụ polime hữu cơ, chất phổ biến, rẻ tiền, dễ sử dụng đặc biệt không gây ô nhiễm thứ cấp dễ phân hủy thời gian ngắn Nhờ tác dụng tương hỗ tác nhân keo tụ hạt rắn tạo thành tập hợp hạt có kích thước tỷ trọng lớn nên dễ dang tách loại nhờ trình lắng Các phương pháp sinh học Phương pháp sinh học phương pháp đặc biệt hiệu để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu có Cơ sở phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để phân giải chất ô nhiễm, chủ yếu chất hữu cơ, làm nước thải Phương pháp sinh học tương đối đơn giản, rẻ tiền, hiệu chuyển hóa BOD cao, không gây ô nhiễm thứ cấp thu khí gas làm nhiên liệu đốt Xử lý sinh học hiếu khí: Là phương pháp dung xử lý nước thải nước có hàm lượng BOD khoảng 500mg/l, tác dụng vi sinh vật hiếu khí Ưu điểm xử lý hiếu khí tốc độ oxi hóa nhanh, thời gian lưu nước thấp, không gây mùi xử lý yếm khí Nhưng có nhược điểm tốn lượng để sục khí xử lý nước thải có hàm lượng hữu thấp CHƯƠNG III: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Xác định thông số tính toán Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với công suất 5000 m / ngày đêm, nước sau xử lý đạt quy chuẩn loại A theo QCVN 40:2011/BTNMT - QCKTQG nước thải công nghiệp: Chỉ tiêu Nhiệt độ PH BOD5 COD SS Đơn vị đo o C mg/l mg/l mg/l Giá trị thực tế 25 11 550 800 250 QCVN 402011/BTNMT (Cột B) 40 5,5 - 50 150 100 Nhiệm vụ Các tiêu vượt tiêu chuẩn giới hạn cho phép Thành phần nước thải đầu vào có tỷ lệ( phải xử lý sinh học )  Mức độ xử lý hàm lượng BOD5 BOD5 = × 100 = × 100 = 91 % Trong đó: : Hàm lượng BOD5 nước thải đầu vào, (mg/l) : Hàm lượng BOD5 nước thải xử lý cho phép xả thải nguồn nước, (mg/l) Theo tiêu chuẩn + Mức độ xử lý hàm lượng COD Giả định hàm lượng chất COD hàm lượng chất BOD5 theo tiêu chuẩn: COD = × 100 = × 100 = 81 % Trong đó: CODV: Hàm lượng COD nước thải đầu vào, (mg/l) CODtc: Hàm lượng COD nước thải xử lý cho phép xả thải nguồn nước, (mg/l) theo tiêu chuẩn + Mức độ xử lý hàm lượng SS SS = × 100 = × 100 = 60 % Trong đó: SSv: Tổng hàm lượng chất lơ lửng nước thải chưa xử lý, (mg/l) SStc: Tổng hàm lượng chất lơ lửng nước thải xử lý cho phép xả thải nguồn nước, (mg/l) theo tiêu chuẩn Thông số tính toán: Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24/24 lượng nước thải đổ liên tục + Lưu lượng trung bình ngày: =5000 (m3/ngày đêm) + Lưu lượng trung bình giờ: = = = 208,3 (m3/h) + Lưu lượng trung bình giây: = = = 57,9 (l/s) Hệ số không điều hòa : Bảng TCVN 7957:2008 Hệ số không điều hoà Lưu lượng nước thải trung bình qtb (l/s) 10 20 50 100 300 500 1000 ≥ 5000 chung K0 K0 max 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44 K0 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71 Sử dụng phương pháp nội suy: =>K0max = 1,7 ; K0min = 0,55 + Lưu lượng lớn nhất: = K0max × = 1,7 × 208,3 = 354,11(m3/h) + Lưu lượng giây lớn nhất: = = = 0,1 (m3/s) + Lưu lượng nhỏ nhất: = K0min × = 0,55 × 208,3= 114,6(m3/h) + Lưu lượng giây nhỏ : = = = 0,03 (m3/s) Dây chuyền công nghệ xử lý a.Các yếu tố để lựa chọn dây chuyền xử lý • Công suất trạm xử lý • Thành phần tính chất nươc thải • Tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận • Điều kiện mặt bằng, địa chất công trình thủy văn • Các tiêu kinh tế kỹ thuật khác ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Phương án 1: Q=5000 m3/ngđ Song chắn rác Bể thugom Bể lắng cát vỏngngangngang Sân phơi cát Bể điều hòa khuấy trộn không khí nén Cấp khí Bể lắng đứng vỏ Bể lọc sinh học cao tải Bể lắng đứng lần II Clo Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Bể chứa bùn Bể ép bùn Máy ép bùn Xử lý định kỳ Nước từ qúa trình nén, ép bùn Chú thích: : Đường nước thải : Đường bùn cặn : Đường cấp khí Thuyết minh: Nước thải từ trình sản xuất qua song chắn rác chảy vào bể thu gom, song chắn rác nhằm giữ lại tạp chất thô bảo vệ bơm, van, đường ống, rác thu gom vận chuyển tới nơi xử lý Bể thu gom có nhiệm vụ tập trung nước thải đảm bảo lưu lượng đủ cho bơm hoạt động.Sau nước thải đưa sang bể lắng cát ngang cặn lớn lắng trọng lực xuống đáy.Sau thời gian lắng, cát đưa đến sân phơi cát Nước thải từ bể lắng cát ngang đưa qua bể điều hòa.Tại có hệ thống sục khí để cung cấp oxi vào nước cho vi sinh vật bùn tồn tăng sinh khối, chuẩn bị cho trình xử lí sinh học Đồng thời kết hợp với châm hóa chất để trung hòa nước thải nhằm điều chỉnh pH khoảng 6,5 – 7,5 trước vào công trình xử lí sinh học, nước thải tiếp tục đưa sang bể lắng vỏ, tạp chất lơ lửng lắng lại sau cặn lắng lên men trình kỵ khí, số cặn lắng ko lên men đưa đến bể chứa nén bùn Nước thải đưa sang bể lọc sinh học Tại bể lọc sinh học hạt cặn, chí vi sinh vật bị lại trình lắng vỏ thực ( trình vi sinh bám dính), sau đưa sang bể lắng II qua bể khử trùng clo xả nguồn tiếp nhận Cặn lơ lửng đầu SS = 96,9 mg/l (gồm 65% cặn lơ lửng phân hủy sinh học) Nước thải vào bể aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay ( nồng độ VSV ban đầu) X0 = Tỉ số chất rắn lơ lửng dễ (MLVSS) với lượng chất rắn lơ lửng (MLSS) có nước thải 0,7(MLVSS/MLSS = 0,7), với độ tro bùn hoạt tính Z =0,3 Nồng độ bùn hoạt tuần hoàn ( tính theo chất rắn lơ lửng) 8000mgSS/l 10 Nồng độ bùn hoạt tính hay chất rắn lơ lửng bay (MLVSS) bể 2500÷4000mg/l Chọn X= 3200 mg/l 11 Thời gian lưu tế bào hệ thống θ = 10 ngày 12 Hệ số chuyển đổi BOD BOD 20 f = 0,68 13 Hệ số phân hủy nội bào kd = 0,075/ngày 14 Hệ số sản lượng tối đa Y = 0,5mgVSS/mgBOD5 15 Tỉ lệ bùn toàn hoàn Qth/Q = 0,25÷1 16 Loại chức bể: bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn 17 Hàm lượng bùn hoạt tính lắng xuống đáy có hàm lượng chất rắn 0,8%, ρ= 1,008kg/m3 b Tính kích thước bể Aerotank (Nguồn: Xử lý nước thải công nghiệp đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết) + Nồng độ BOD5 hòa tan nước thải đầu hệ thống tính theo công thức:BOD5 = BOD5 hòa tan bể aerotank + BOD chứa lượng cặn lơ lửng đầu + Lượng cặn hữu nước thải khỏi bể lắng ( phần cặn sinh học dễ phân hủy) + Lượng cặn phân hủy sinh học: 0.65 * 60 = 39 mg/l + Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết cặn phân hủy sinh học: 39 mg/l * ( 1.42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào) = 55,38 mg/l Chuyển đổi từ BOD20 sang BOD5 × BOD5 = BOD20 0,68 = 55,38 × 0,68 = 37,7 (mg/L) BOD hòa tan nước thải sau lắng II: 50= S + 37,7 S = 12,3 mg/l Hiệu xử lí tính theo BOD5 hòa tan  E = 100%= 100% = 95,7 % Hiệu xử lí toàn sơ đồ: Chọn BOD đầu = 50mg/l Hiệu xử lý tính theo BOD5 = 100% = 100% = 82,5% Chọn COD đầu 150mg/l Hiệu xử lý COD E = 100%= 100%=63,9 % Thể tích bể aerotank:  V = = = 1520m3 Tính toán công trình xử lý nước thải-Lâm Minh Triết) Chọn V =1520 m3 Trong đó: • • • • • • • V: thể tích bể aeroten, m3 Q: lưu lượng nước đầu vào, Qmax = 5000m3/ngđ Y: hệ số sản lượng cực đại, Y = 0,5 S0: BOD nước thải vào bể aeroten, S0 = 286 mg/l S: nồng độ BOD sau bể X: nồng độ chất rắn bay bể aeroten, X=3000mg/l Kd: Hệ số phân hủy nội bào θc : Thời gian lưu tế bào • •  Thời gian lưu nước bể: t =24= 7.3h Chiều cao xây dựng bể aerotank: H= hct + hbv = 6+ 0,5 = 6,5 Trong đó: • hct – chiều cao công tác bể (3-6m) Chọn hct = 6m ( Mục 8.16.8,TCVN 7957:2008.Thoát nước ) • hbv – chiều cao bảo vệ = 0,5m Chia bể thành ngăn, kích thướcmỗi ngăn là: B x L1 x H = 9m x 11m x 6,5m c Tính toán lượng bùn dư = 52,6 m3/ ngd V: thể tích bể aerotank =1520 m3 Qx: lưu lượng bùn phải xả ngày (m3/ngày) Qr: lưu lượng nước đầu hệ thống (m3/ngày) θc = 10 ngày X = 3200 mg/l Qr = Q = 5000m3/ngày (coi lượng nước theo bùn không đáng kể) Xr: nồng độ chất rắn bay đầu hệ thống, Xr = 0.7.SSra = 0,7 52,1.65% =23,7 mg/l Xth: nồng độ chất rắn bay có bùn hoạt tính tuần hoàn Xth = 0,7.10000 = 7000 mg/l Tốc độ tăng trưởng bùn:  Yb = = = 0,33 [trang 94 Trịnh Xuân Lai] Lượng bùn hoạt tính sinh ngày  Px = Yb.Q.(So – S)=0,33.5000.(286- 12,3).= 451,61 (kg/ngd) Tổng cặn lơ lửng sinh ngày theo độ tro cặn z = 0,3  645(kg/ngàyđêm) Lượng cặn dư xả hàng ngày: Pxả = P – Pra = 645 – 169 =476 kg/ngày Với Pra = 65%.SS.Q = 65%.96,9.10-3.5000= 315kg/ngày Lưu lượng tuần hoàn bùn QTH Tỉ lệ bùn toàn hoàn Qth/Q = 0,25÷1 Chọn 0,5 Qth = 0,5.5000= 2500 m3/ngd Lưu lượng bùn dư thải bỏ  θc == Trong : W = V thể tích bể Aerotank X nồng độ VSS bùn hoạt tính X = 3200 mg/l Xra nồng độ VSS SS khỏi bể lắngXra= 0.7.SSra = 0,7 96,9.65% =44 mg/l Qwlà lưu lượng bùn dư cần phải xử lý  Qw= = Qb= = 83,3 m3/ ngd d Tính toán lượng không khí cần thiết cho Aerotank Lượng oxi cần thiết dktc: = 1096,6(kg O2/ngàyđêm) Trong đó: f: số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang BOD Px: lượng bùn hoạt tính sinh ngày Lượng oxy cần thiết điều kiện thực tế: OCt = OCo× OCt = 1096,6×= 1406 (kg O2/ngàyđêm) Trong đó: Cs: nồng độ oxy bão hoà nước thải 20oC, Cs = 9,08 mg/l C: nồng độ oxy cần trì bể, C = 1,5 ÷ 2mg/l (tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai trang 104), chọn C = mg/l e Tính toán hệ thống cấp khí Lưu lượng khí cần cho bể: Qkk = V a = 1520.0,012 =18,24 m3/phút = 0,18 m3/s - Lưu lượng khí xáo trộn, a=0,01-0,015m3/m3.phút Chọn a= 0,012 Đường kính ống dẫn chính:  Dchính = = = 0,16 (m) Với v= 10-15m/s.chọn v=15m/s Trích tính toán TK công trình XL nước thải –Trịnh Xuân Lai) Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể  Dnhánh = = = 0,16m Chọn Dnhánh = 0,16m = 80 mm Số đĩa phân phối bể:  n= Qkk /3,33 = 18,24/60.(3,33.10-3)= 90,1 đĩa Chọn N = 90 đĩa Chia làm 10 hàng, hàng đĩa phân bố cách sàn bể 0,2m, lỗ cánh 5cm Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn: = = 0,16 m Trong đó: Qth : lưu lượng bùn tuần hoàn =1500 m3/ngđ vb : vận tốc bùn chảy ống điều kiện bơm, vb = 1-2m/s chọn vb = 1,5m/s f Hiệu xử lý Hiệu xử lý bể Aerotank BOD (82,5% ), COD(63,9%) nồng độ SS (5mg/l< 100 mg/l, nên đạt tiêu chuẩn đầu ra) Nồng độ BOD5, COD lại qua bể aerotank: BOD5(còn lại ) == 50,05(mg/l) COD(còn lại ) == 150 (mg/l) Các thông số tính toán đạt so với quy chuẩn đầu QCVN 40/2011- BTNMT.Bảng STT 7.1Các thông số thiết kế Aerotank Các thông số Thể tích bể ,V Chiều cao xây dựng, H Số ngăn Kích thước ngăn Đơn vị m3 m ngăn Giá trị 1520 6,5 m 9.11.6,5 B x L1 x H Đường kính ống dẫn mm Đường kính ống nhánh mm Số đĩa phân phối đĩa 160 80 90 8.Bể lắng đợt II Nhiệm vụ: Lắng nước phần trên, loại bỏ lớp cặn lơ lửng từ bể Aerotank Nước thải sau qua bể aerotank, tự chảy bể lắng, lượng cặn thu dứơi đáy bể Hoàn lưu bùn hoạt tính cho bể aerotank Nguyên Lý Hoạt Động Nước cần xử lý vào ống trung tâm bể, phân phối vào vùng lắng Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể từ xuống Ơ đây, cặn lắng xuống đáy, nước thu vào máng vòng theo đường ống sang bể khử trùng Tính toán(Nguồn: Mục 11.5.12 - Xử lý nước thải công nghiệp đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết &8.5.11c – TCVN 7957:2008 – Tiêu chuẩn thiết kế.) Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm bể lắng II tính theo công thức:  F2= = = m2 Trong đó: Qtb-s : Lưu lượng nước thải, Q = 0,050m3/s v: Vận tốc chuyển động nước ống trung tâm Chọn vtt = 20mm/s=0,02m/s (Mục 8.5.11.TCVN 7957:2008.) Diện tích tiết diện ướt bể lắng  = 125 m2 (Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải – Lâm Vĩnh Sơn, tr137) Trong : v2 = tốc độ dòng chảy bể lắng đứng (sau bể aeroten), v2 = 0,5mm/s hay 0,0005m/s (Điều 8.5.8 – TCVN 7957:2008; trang 47) Diện tích tổng cộng bể lắng F = F1 + F2 = 5+125 = 130 m2 Chọn bể, diện tích bể 22m2 Chọn đường kính bể lắng đợt II D= 5,2 m (giống bể lắng I) Số lượng bể lắng đợt 2( kiểm tra lại) :  N= F/F1 bể = bể Đường kính ống trung tâm:  d == = 2,5 m Chiều cao vùng lắng bể lắng đứng:  htt = v.t =0,0008.1.3600=2,88 m ≈ 2,9m Trong đó: t: Thời gian lưu nước ngăn lắng Chọn t = 1h ( Mục 8.5.10,TCVN 7957:2008.) v: vận tốc nước bể lắng, v=0,5÷0,8mm/s Chọn v=0,8mm/s ( Điều 8.5.4,TCVN 7957:2008) Chiều cao phần hình nón bể lắng đứng:  hnón = h2 + h3 = tan α = tan 50o = 2,7 m Trong đó: h2 - chiều cao lớp trung hòa, m h3 – chiều cao giả định lớp cặn bể, m D – đường kính bể, dn – đường kính đáy nhỏ hình nón cụt, dn = 0,6 ( Nguồn Kỹ thuật xử lý nước thải đô thị công ngiệp-Lâm Minh Triếtpage 251) α - góc nghiêng bể lắng so với phương ngang, α =500 ( Điều 8.5.11-c.TCVN7957:2008) Chiều cao ống trung tâm lấy = chiều cao tính toán vùng lắng = 2,9m Đường kính phần loe ống trung tâm lấy chiều cao phần ống loe = 1,5 đường kính ống trung tâm  dl = hl = 1,5d = 1,5 2,5 = 3,75m Đường kính hắt =1,3dl = 1,3.3,75 = 4,875 m Góc nghiêng bề mặt hắt với mặt phẳng ngang 170 Chiều cao tổng cộng bể lắng đứng:  H= htt +hn + hbv = 2,9 + 2,7 + 0,3 = 5,9 m Với hbv = 0,3m ( Mục 8.5.10.TCVN 7957:2008) Tính toán máng thu nước Máng thu nước đặt bể có đường kính 0.8 đường kính bể  Dmáng = 0.8 5,2 = 4,16 m Chiều dài máng thu  Lmáng = π Dmáng = 3.14 4,16 = 13,06(m) Tải trọng thu nươc 1m dài máng:  a = = = 382,8 m3/m dài.ngày Giá trị nằm khoảng cho phép a < 500m3/m.ngày Thể tích phần chứa bùn: Vb=F.hn = 130.2,7 = 351 m3 Thông số tính toán bể lắng II ST Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị T Diện tích tiết diện ướt ống m2 trung tâm(f) Diện tích tiết diện ướt bể 125 m2 lắng(F) Đường kính ống trung tâm(d) Đường kính bể (D) Chiều cao xây dựng bể(H) Số bể Đường kính máng thu Diện tích bể 2,5 5,2 5,9 4,16 22 m m m Bể m m2 Ngăn chứa bùn (Nguồn: Mục 11.5.13 - Xử lý nước thải công nghiệp đô thị, tính toán thiết kế công trình- Nguyễn Minh Triết) Bể chứa bùn bao gồm ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn ngăn chứa bùn dư Ngăn chứa bùn tuần hoàn -  - - Lưu lượng bùn nén ngăn chứa bùn tuần hoàn QTH = 1500 m3/ ngđ Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: VTH = QTH×tTH = = 10,42 (m3) Chọn VTH = 15 m3 Trong đó: tTH thời gian lưu ngăn chứa bùn tuần hoàn, tTH = 10 phút Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn là: L×B×H = 5m×2m×1,5m Ngăn chứa bùn dư Lưu lượng bùn dư, QW =53,5 m3/ ngày Thể tích ngăn chứa bùn dư: Vb = QW×td = 53,5 ×1 = 53,5 m3 Chọn Vb = 54 m3 Trong đó: td thời gian lưu ngăn chứa bùn dư, td = ngày Kích thước ngăn chứa bùn dư L×B×H = 5m×3m×4m Bảng9.1: Thiết kế bể chứa bùn tuần hoàn STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Số liệu thiết kế Chiều dài L m Chiều rộng B m Chiều cao H m 1,5 Bảng 9.2: Thiết kể bể chứa bùn dư STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Số liệu thiết kế Chiều dài L m Chiều rộng B m 3 Chiều cao H m 10 Bể Nén Bùn đứng (Mục 11.5.14.Xử lý nước thải công nghiệp đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết) Nhiệm vụ: Bể nén bùn có nhiệm vụ làm giảm độ ẩm bùn hoạt tính dư bể lắng đợt II từ 99,02% xuống 95% Chọn kiểu bể đứng có hệ thống gạt bùn Tính toán: Lưu lượng nước thải từ bể nén bùn:  qx = q.= 6,49 = 5,2 (m3/ ngày) Trong đó: q: Lưu lượng bùn xả hàng ngày q= 6,49m3/ngày P1: Độ ẩm ban đầu bùn P1=99,02% P2: Độ ẩm bùn sau nén P2= 95% Hàm lượng bùn P = 2,28 kg/m3 = 2280g/m3 Nồng độ bùn độ ẩm 700, C = 7000g/m3 ( giáo trình Xử lý nước thải Lâm Vĩnh Sơn) Hàm lượng cặn 1m3 nước thải: = = = 67,86(m3/ngày) = 1628(m3/h) = 0,45(m3/s) Diện tích bể nén bùn đứng: = 67,8 (m2) Chọn F1 = 68 m2 Vận tốc chuyển động bùn ống trung tâm 28÷ 30mm/s, chọn V2 =28mm/s = 0,028m/s( theo giáo trình xử lý nước thải Lâm Vĩnh Sơn) Diện tích ống trung tâm: = 16,07(m2) Chọn F2 = 17 m2 Diện tích tổng cộng bể nén bùn:  F = F1 + F2 = 68 + 17 = 85m2,Chọn dài x rộng = 10m x 9m Chọn số bể n = Chiều dài bể = 5m Chiều rộng bể = 4,5m Đường kính bể nén bùn đứng D = = 7,35m chọn D = 8m Đường kính ống trung tâm bể nén bùn đứng:  d = = 3,29m Vận tốc lắng bể nén bùn V1 = 0,0001m/s, thời gian nén bùn t = 5h ( theo Lâm Minh Triết) Chiều cao phần lắng bể nén bùn:  h1 = V1.t.3600 = 0,0001.5 3600 = 1,8m Đường kính đáy phần hình nón : dđ = 0,4m Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 450:  h2= = = 3,8 m Chiều cao xây dựng bể nén bùn:  Hxd = h1 + h2 + hbv = 1,8 + 3,8 + 0,5 = 6,1m, chọn Hxd = m Trong đó: h3 –chiều cao bảo vệ bể Chọn đường kính ống dẫn bùn vào bể db = 150mm = 0,15m Độ nghiêng đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến vùng thu bùn dùng hệ thống gạt có I = 0,01 Bùn nén xả định kỳ, nước sau tách bùn quay trở lại để tiếp tục xử lý lần Thông số tính toán bể nén bùn đứng: Thông số tính toán Chiều rộng bể Chiều cao xây dựng bể Đường kính bể nén bùn đứng Chiều dài bể Đường kính ống trung tâm bể Số bể Đường kính đáy phần hình nón Chiều cao phần lắng bể nén Chiều cao phần hình nón Góc nghiêng phần hình nón Đường kính ống dẫn bùn 10.Bể khử trùng: ♦ Kí hiệu B Hxd D L d dđ H1 H2 α db Kích thước 4.5 3,29 0,4 1,8 3,8 45 0,15 Đơn vị m m m m m Bể m m m độ m Sau giai đoạn xử lí học, sinh học,…, song song với việc làm giảm nồng độ chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định số lượng vi trùng giảm đáng kể đến 90-95% Tuy nhiên, lượng vi trùng cao, cần phải thực giai đoạn khử trùng nguồn nước ♦ Để khử trùng nước thải sử dụng biện pháp Clo hóa, ozôn hóa, khử trùng tia hồng ngoại UV thông dụng dùng Clo để khử trùng nguồn nước trước thải nguồn tiếp nhận ♦ Trong hệ thống dùng clo lỏng để khử trùng, sở phương pháp dùng chất oxi hoá mạnh, để oxi hoá tế bào vi sinh vật tiêu diệt chúng Ưu điểm phương pháp vận hành đơn giản, rẻ tiền đạt hiệu suất cao chấp nhận được, ♦ Phản ứng thủy phân Clo nước thải xảy sau: Cl2 + H2O ⇔ HCl + HOCl HOCl axít yếu, không bền vững dễ dàng bị phân hủy thành HCl Oxy nguyên tử HOCl ⇔ HCl + O bị phân li thành HOCl ⇔ H+ + OCl- HOCl, O, OCl- chất oxy hóa mạnh, có khả tiêu diệt vi trùng Để định lượng Clo, xáo trộn Clo với nước, điều chế clo nước thường sử dụng thiết bị Clorator chân không Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải tính theo: Q: lưu lượng đặc trưng nước thải, m3/h a: liều lượng clo hoạt tính a = 3(g/m 3) nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn (Theo mục 8.28.3 –trang 78-TCN7957:2008) Ứng với lưu lượng đặc trưng ta có lượng clo cần thiết sau: =1,06 (kg/h) = 0,17 (kg/h) = 0,34 (kg/h) Để định lượng Clo xáo trộn Clo với nước công tác, điều chế vận chuyển đến nơi sử dụng ta dung Clorato chân không kiểu 10HUN – 100 Lượng nước tổng cộng cần cho nhu cầu trạm clorator tính theo công thức: Q= = = 0,24 (m3/h) Chọn Q=0,3m3/h V1: độ hòa tan clo nước ( phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải) với nhiệt độ nước thải t = 300C ta có v1 = 1,2 (l/g) V2: lưu lượng nước cần thiết để bốc clo, sơ lấy v2= 300(l/g) a.Tính toán máng trộn – Máng trộn vách ngăn lỗ Để xáo trộn nước thải với Clo ta dùng máng trộn với thời gian xáo trộn thực vòng ÷ phút Sơ đồ máng trộn vách ngăn có lỗ gồm vách ngăn với lỗ có đường kính từ 20 ÷ 100mm (Tính toán công trình nước thải công nghiệp đô thị - Lâm Minh Triết, trang 174) Chọn máng trộn hai vách ngăn có đường kính lỗ 80mm Số lỗ vách ngăn tính: = = 20 lỗ Trong đó: - V: Tốc độ nước chuyển động qua lỗ V = (m/s) Qmax: lưu lượng giây lớn (m3/s) Chọn số hàng lỗ theo chiều đứng n d =2 hàng số hàng lỗ theo chiều ngang nn = hàng Khoảng cách lỗ theo chiều đứng theo chiều ngang lấy 2d = 0,08 = 0,16 m Chiều ngang máng trộn là: B= 2d.4 =0,16 = 0,64 m Chiều cao lớp nước vách ngăn thứ là: H1 = 2d.6=0,16.6 =0,96m Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 2: H2 = H1 - h=0,96 – 0,13 = 0,83m h= V2 12 = = 0,13( m) µ * g 0, 622 × × 9,81 Trong đó: h: tổn thất áp lực qua lỗ vách ngăn thứ h: tổn thất áp lực qua lỗ vách ngăn 2: ( Với m : hệ số lưu lượng, m = 0,62)- Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, Lâm Minh Triết V: tốc độ chuyển động nước qua lỗ Chọn V = 1(m/s) Chiều cao xây dựng: H = H2+hbv= 0,83+0,17=1m Khoảng cách vách ngăn tính : l = 1,5 B = 1,5.0,64 = 0,96(m) Chiều dài tổng cộng với máng trộn vách ngăn có lỗ là: L =3.l =3.0,96=2,88 (m) Thời gian nước lưu lại máng: t = = = = 0,03 (s) b Tính toán bể tiếp xúc Chọn thời gian tiếp xúc Clo nước thải 30 phút  Vbể tx = Q.t = = 104,2 m3 Chọn chiều sâu hữu ích bể h = 4,7m Chiều sâu bể tiếp xúc H= h + hbv = 4,7 + 0,3 = 5m Diện tích bề mặt: : F = = 22,1 m2 Chọn F = 24m2 Chọn chiều dài bể: 6m Chiều rộng bể: 4m Vậy kích thước xây bể L x B x H = : 4: Bảng 10.1 :Thông số tính toán bể khử trùng STT Thông số Chiều dài bể, L Chiều rộng bể, B Chiều cao xây dựng, H Đơn vị m m m Giá trị TÀI LIỆU THAM KHẢO QCVN 40 : 2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp TCVN 7957: 2008 – Thoát nước – Mạng lưới công trình bên – Tiêu chuẩn thiết kế Lâm Vĩnh Sơn – Bài giảng xử lý nước thải Lâm Minh Triết – Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp Trần Đức Hạ -Xử lí nước thải đô thị Trịnh Xuân Lai, “Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình Xử Lí Nước Thải”, NXB xây Dựng [...]... thấp Xử lý nước thải với lưu lượng nước thải lớn Nước sau xử lí Thải ra cổng thoát nước Thải trực tiếp ra môi trường Nhận xét: Sau khi so sánh 2 công nghệ xử lý thấy rằng: phương án 2 có nhiều ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nước thải về quy mô, kinh tế, quảnlý và vận hành Chính vì vậy chọn phương án 2 để tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải sinh hoạt công suất 5000 m3/ ngày. .. được lấy ra bằng thiết bị nâng thủy lực 1 lần trong ngày và dẫn đến sân phơi cát.Để dãn tới sân phơi cát cần pha loãng cát với nước thải sau xư lý với tỉ lệ 1:20 theo trọng lượng cát Hiệu quả xử lý của bể lắng cát ngang COD,SS,BOD5giảm 5%(Theo xử lý nước thải đô thịvà công nghiệp -Lâm Minh Triết) BOD5 (xử lý ) == 26,4 mg/l COD (xử lý) == 38,4mg/l SS( xử lý) = = 12 mg/l Nồng độ SS và COD, BOD5 còn lại khi... quản lý khá tốn kém + Đòi hỏi người quản lý có chuyên môn cao Bảng2: So sánh 2 phương án Diện tích xây dựng Chất lượng nước Vận hành Phương án 1 Phương án 2 Tiết kiệm diện tích Tốn nhiều diện tích hơn Chưa xử lí triệt để Xử lí triệt để Phức tạp Đơn giản Sử dụng nhiều mục đích(phân bón ) Bùn Cần xử lí và thu gom định kỳ Lưu lượng nước thải Quy trình xử lý nước thải chỉ phù hợp cho lưu lượng nước thải. .. công trình xử lý nước thải sinh hoạt công suất 5000 m3/ ngày đêm III.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÔNG TRÌNH XỬ LÝ 1.Ngăn tiếp nhận nước thải Với Qtb-h = 208,3 m3/ h, Dựa vào bảng 3.4, GT Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết Ta chọn ngăn tiếp nhận có kích thước: Bảng 2: Thông số thiết kế ngăn tiếp nhận Lưu lượng nước thải Q (m3/ h) 300 Đường kính ống áp lực d(mm) 1 ống 2ống 350 250 Kích... 7957:2008 Thoát nước- Mạng lưới và công trình bên ngoài) Bảng 3 Các thông số thiết kế SCR ST T 1 2 3 4 5  Thông số Đơn vị Giá trị Chiều dài mương, L Chiều rộng mương dẫn, Bs Chiều sâu mương, H Số khe Kích thước khe m m m khe mm 1,95 0,75 0,77 29 28 Hiệu quả xử lý của song chắn rác là TSSvà COD,BOD5 giảm 4% (Theo xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết) BOD5 (xử lý ) == 22 mg/l COD (xử lý) == 32... 1 ống nhánh 72 lỗ 7 Đường kính ống chính 130 mm Hàm lượng BOD và COD sau khi qua bể điều hòa giảm 5%; SS giảm 15% ( theo xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết), Hiệu quả xử lý của bể điều hòa COD và BOD BOD5 (xử lý ) == 25.08 mg/l COD (xử lý) == 36,48 mg/l SS( xử lý) = = 34,2mg/l 5 (5% ) còn SS (15%) Nồng độ SS và COD, BOD5 còn lại khi đi qua bể điều hòa BOD5(còn lại ) == 476,5 mg/l... 5 hòa tan của nước thải sau lắng II: 50= S + 37,7 S = 12,3 mg/l Hiệu quả xử lí tính theo BOD5 hòa tan  E = 100%= 100% = 95,7 % Hiệu quả xử lí của toàn bộ sơ đồ: Chọn BOD đầu ra = 50mg/l Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 là = 100% = 100% = 82,5% Chọn COD đầu ra là 150mg/l Hiệu quả xử lý COD E = 100%= 100%=63,9 % Thể tích bể aerotank:  V = = = 152 0m3 Tính toán các công trình xử lý nước thải- Lâm Minh Triết)... cao công tác bể (3-6m) Chọn hct = 6m ( Mục 8.16.8,TCVN 7957:2008.Thoát nước ) • hbv – chiều cao bảo vệ = 0,5m Chia bể thành 2 ngăn, kích thướcmỗi ngăn là: B x L1 x H = 9m x 11m x 6,5m c Tính toán lượng bùn dư = 52,6 m3/ ngd V: thể tích bể aerotank =1520 m3 Qx: lưu lượng bùn phải xả ra trong một ngày (m3/ ngày) Qr: lưu lượng nước đầu ra của hệ thống (m3/ ngày) θc = 10 ngày X = 3200 mg/l Qr = Q = 500 0m3/ ngày. .. lưu nước trong bể, nước thải được dẫn vào bể lắng Tại bể lắng, một phần bùn sẽ được đưa trở lại bể aerotank, phần còn lại sẽ đưa qua bể tiêu bùn, khối lượng bùn tuần hoàn và không khí cần cung cấp phụ thuộc vào lưu lượng nước và nồng độ các chất ô nhiễm vào bể a Các thông số tính toán kế ( Nguồn: Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết) 1 Lưu lượng nước thải. .. có hàm lượng chất rắn 0,8%, ρ= 1,008kg /m3 b Tính kích thước bể Aerotank (Nguồn: Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết) + Nồng độ BOD5 hòa tan trong nước thải ở đầu ra của hệ thống tính theo công thức:BOD5 ra = BOD5 hòa tan đi ra bể aerotank + BOD 5 chứa trong lượng cặn lơ lửng đầu ra + Lượng cặn hữu cơ trong nước thải đi ra khỏi bể lắng ( phần cặn sinh ... đấu nối nước thải sở công nghiệp - Nước thải công nghiệp nước thải sinh trình sản xuất công nghiệp Trong nước thải sản suất công nghiệp lại chia làm loại - Nước thải sản xuất bẩn, nước thải sinh... Nguồn gốc nước thải công nghiệp - Nước thải công nghiệp nước thải phát sinh từ trình công nghệ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp (sau gọi chung sở công nghiệp) , từ nhà máy xử lý nước thải tập trung... trạm xử lý nước thải quy mô, kinh tế, quảnlý vận hành Chính chọn phương án để tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải sinh hoạt công suất 5000 m3/ ngày đêm III.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÔNG