Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay trên thế giới có khoảng 8 tỉ người sinh sống và thải ra hàng tỷ mét khối nước thải sinh hoạt hàng ngày. Cùng với lượng nước thải đó là hàng trăm ngàn tấn các chất hữu cơ, dầu mỡ, chất dinh dưỡng (giàu N, P), vi sinh vật... Phần lớn lượng chất thải này không được xử lí mà thải trực tiếp ra môi trường.Ở Việt Nam cũng vậy, hàng ngày có hàng triệu m3 nước thải sinh hoạt của con người và phần lớn lượng nước thải sinh hoạt trong số này không được xử lí mà đổ trực tiếp ra môi trường nước hay môi trường đất. Nguồn nước ngọt vốn đã rất hạn chế đối với nhu cầu ngày càng tăng của con người mà nay vì ô nhiếm nguồn nước trầm trọng mà lượng nước sạch có thể sử dụng được ngày càng khan hiếm. Thành phần nước thải sinh hoạt bao gồm : 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 bếp, các chất tẩy rửa,… Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh nguy hiểm. Vì vậy, cần phải có công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MƠI TRƯỜNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC : KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI TÊN ĐỀ TÀI “XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CĨ CƠNG SUẤT Q = 13000 m3/ngày đêm VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI LOẠI B” Sinh viên thực : Trần Thị Nhàn Mã sinh viên : DC00100796 Lớp : ĐH1KM GVHD : Th.S Bùi Thị Thanh Thủy HÀ NỘI, 2014 BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG Họ tên sinh viên : Trần Thị Nhàn Lớp : ĐH1KM Họ tên giảng viên hướng dẫn: Bùi Thị Thanh Thủy Đề xuất sơ đồ cơng nghệ tính tốn cơng trình hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt theo số liệu đây: - Nguồn tiếp nhận nước thải loại : B - Cơng suất thải nước : 13.000 m3/ngày đêm - Chỉ tiêu chất lượng nước thải : STT Chỉ tiêu Nhiệt độ pH BOD5 COD TS SS N-NH4 Thể nội dung nói vào : - Thuyết minh - Bản vẽ sơ đồ cơng nghệ - Bản vẽ tổng mặt khu xử lý - Bản vẽ chi tiết 1cơng trình Sinh viên thực Đơn vị đo C mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Giá trị 30 6,8 1000 1720 150 50 Giảng viên hướng dẫn Danh mục từ viết tắt SCR QCVN TCVN BTNMT TCXD XLNT Song chắn rác Quy chuẩn quốc gia Tiêu chuẩn quốc gia Bộ tài ngun mơi trường Tiêu chuẩn xây dựng Xử lý nước thải Mục lục Danh mục bảng LỜI CÁM ƠN Để hồn thành đồ án mơn học Cơng nghệ xử lý nước thải này, em xin gửi lời cám ơn chân thành tới thầy giáo khoa Mơi trường nhiệt tình giảng dạy truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em suốt q trình học tập Qua đây, em xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới thầy thuộc mơn Cơng nghệ mơi trường đặc biệt giúp đỡ tận tình giáo Bùi Thị Thanh Thủy, giúp em hồn thành đồ án mơn học theo tiến độ quy định Với trình độ hiểu biết lớp kinh nghiệm thực tế hạn chế nên q trình tính tốn sai sót định Vì vậy, em mong nhận bảo, góp ý thầy mơn để làm em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Ơ nhiễm mơi trường nước thay đổi thành phần, tính chất nước gây ảnh hưởng tới hoạt động sống bình thường người sinh vật Khi thay đổi vượt q ngưỡng định gây nguy hiểm cho người sinh vật Người ta phát 80% loại bệnh tật người có liên quan tới chất lượng nước Vì chất lượng nước có vai trò quan trọng việc bảo vệ chăm sóc sức khỏe cộng đồng Hiện giới có khoảng tỉ người sinh sống thải hàng tỷ mét khối nước thải sinh hoạt hàng ngày Cùng với lượng nước thải hàng trăm ngàn chất hữu cơ, dầu mỡ, chất dinh dưỡng (giàu N, P), vi sinh vật Phần lớn lượng chất thải khơng xử lí mà thải trực tiếp mơi trường.Ở Việt Nam vậy, hàng ngày có hàng triệu m3 nước thải sinh hoạt người phần lớn lượng nước thải sinh hoạt số khơng xử lí mà đổ trực tiếp mơi trường nước hay mơi trường đất Nguồn nước vốn hạn chế nhu cầu ngày tăng người mà nhiếm nguồn nước trầm trọng mà lượng nước sử dụng ngày khan Thành phần nước thải sinh hoạt bao gồm : - Nước thải nhiễm bẩn chất tiết người từ phòng vệ sinh - Nước thải nhiễm bẩn chất thải sinh hoạt : cặn bã từ bếp, chất tẩy rửa,… Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu dễ bị phân hủy sinh học, ngồi có thành phần vơ cơ, vi sinh vật vi trùng gây bệnh nguy hiểm Vì vậy, cần phải có cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt để bảo vệ mơi trường sức khỏe người CHƯƠNG II : NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thơng số đầu vào - Cơng suất thải nước : 13.000 m3/ngày đêm = 541.667 m3/h - Nồng độ tối đa cho phép bụi chất vơ khí thải tính theo cơng thức sau : Cmax = C K (mg/l) Trong đó: Cmax – nồng độ tối đa cho phép thơng số nhiễm trương nước thải sinh hoạt thải nguồn nước tiếp nhận (mg/l) C – giá trị nồng độ thơng số nhiễm quy định mục 2.2 QCVN 14:2008, cột B K – hệ số tính theo quy mơ, loại hình sở dịch vụ, sở cơng cộng chung cư quy định mục 2.3 , K =1 Các thơng số nhiễm quy định QCVN 14:2008/BTNMT : - Bảng 1.1 : Các thơng số nhiễm quy định QCVN 14:2008/BTNMT ST T 10 11 Thơng số pH BOD5 (200C) Tổng chất rắn lơ lứng (TSS) Tổng chất rắn hòa tan Sunfua (tính theo H2S) Amoni (tính theo N) Nitrat (NO3- ), tính theo N Dầu mỡ động, thực vật Tổng chất hoạt động bề mặt Photpho (PO43-), tính theo P Tổng Coliforms Đơn vị mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MNP/100ml Giá trị C A 5-9 30 50 500 1.0 30 10 3.000 B 5-9 50 100 1000 4.0 10 50 20 10 10 5.000 Trong : - Cột A quy định giá trị C thơng số nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối - đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột A1 A2 quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt) Cột B quy định giá trị C thơng số nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước khơng dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột B1 B2 quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt vùng nước biển ven bờ) Bảng 1.2 Giá trị thơng số nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt STT Chỉ số Đơn vị pH BOD5 N-NH4 mg/l mg/l Giá trị 6,8 1000 QCVN 14:2008 (Cột B) 5-9 50 10 Cmax cho phép -9 50 10 u cầu xử lý Khơng Có Khơng Nhận xét: Các thơng số khơng có QCVN 14:2008/BTNMT khơng quy định tiêu chuẩn tiêu Dựa vào bảng cho thấy : BOD5 vượt q tiêu chuẩn cho phép trước xả thải mơi trường Vì vậy, cần đưa dây truyền cơng nghệ xử lý nước thải thích hợp để xử lý triệt để đảm bảo giới hạn cho phép QCVN 14:2008/BTNMT ( theo cột B) quy định Đề xuất dây truyền thuyết minh quy trình xử lý Đề xuất phương án xử lý : Phương án : Nước thải Song chắn rác Bể lắng cát Sân phơi cát Bể điều hòa Bể lắng ngang I Máy thổi khí Bể UASB Bùn tuần hồn Bể Aerotank Clo Bể lắng ngang II Bể chứa bùn Bể khử trùng Máy ép bùn Nguồn tiếp nhận Bánh bùn 10 + CODr = CODv (100-80)% = 1720 20% = 344 (mg/l) - Lượng COD cần khử ngày : G = Qtb (CODv – CODr) 10-3 = 13000 (1720 – 344) 10-3 = 17888 (kgCOD/ngày) Chọn tải trọng bể UASB La = (kgCOD/m3.ngày) [2] (với La = 4÷18 kgCOD/ m3.ngày) - Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết[1]: Vyk = = = 2236 (m3) Ta chọn hệ thống gồm bể UASB Vậy thể tích xử lý yếm khí cần thiết cho bể là: V1 = V2 = V3 = V4 = = = 559 (m3) Để giữ cho lớp bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng, tốc độ nước dâng bể phải giữ khoảng 0,6 – 0,9 (m/h)[2] Chọn v = 0,6 (m/h) - Diện tích bề mặt cần thiết bể : F = = = 226 (m2) Chọn chiều rộng B = 15m, chiều dài 15 m - Chiều cao phần xử lý yếm khí : H1 = = = 2,5 (m) Trong : H1 chiều cao phần xử lý yếm khí (m) H2 chiều cao vùng lắng, chiều cao phải lớn 1m để đảm bảo khơng gian an tồn cho vùng lắng, chọn H2 = (m) [2] H3 chiều cao dự trữ, chọn H3 = 0,5 (m) - Chiều cao xây dựng bể : H = H1 + H2 + H3 = 2,5 + + 0,5 = (m) - Thể tích bể thực tế : V = F H = 226 = 1130 (m3) - Kiểm tra thời gian lưu nước[1] : T = = = 8,3 (h) - Trong bể thiết kế ngăn lắng, nước vào ngăn lắng tách chắn khí Tấm chắn khí đặt nghiêng góc α (với α ≥ 550) Chọn α = 550 - Gọi Hlắng chiều cao tồn ngăn lắng → Hlắng = (m) [2] Kiểm tra : = = 0,5 (thỏa mãn u cầu) [1] - Thời gian lưu nước ngăn lắng (tlắng ≥ 1h) tlắng = = = 2,1 (h) Tính tốn lượng khí metan sinh : - Lượng khí sinh phân hủy kg COD : m = 0,5 (m3/kg COD) - Vậy lưu lượng khí sinh ngày [1] : Qkhí = m.G = 0,5 5642 = 2821 (m3/ng.đ) Trong : G lượng COD khử ngày, G = 5642 (kgCOD/ng.đ) - Trong tổng tồn thể tích khí sinh khí CH chiếm 75% thể tích, lượng khí metan bể UASB sinh ngày : QCH4 = Qkhí 75% = 2821 75% = 2115,75 (m3/ngày) - Vận tốc khí ống từ 10-15 m/s Chọn vận tốc khí ống v khí =10 m/s Lắp ống dẫn khí hai bên thành bể Đường ống dẫn khí là[2] : 25 Dkhí = = = 0,03 (m) = 30 (mm) Tính tốn dàn ống phân phối nước vào : - Phân phối nước vào bể UASB dàn ống xương cá - Đường kính ống : Vận tốc nước chảy ống dao động từ 0,8-2m Chọn Vống = (m/s)[1] Dongchinh = = = 0,25 (m) Chọn Dongchinh = 0,3 (m) Chọn ống ống thép khơng rỉ có đường kính 250 mm Kiểm tra lại vận tốc nước chảy ống : Vống = = = 1,02 (m/s) - Đường kính ống nhánh [1] : Chọn vận tốc nước chảy ống nhánh vống = 1,5 m/s Chọn ống nhánh để phân phối nước vào bể Các ống đặt vng góc với chiều dài bể Dongnhanh = = = 0,085 (m) Chọn Dongnhanh = 0,09 m = Kiểm tra lại vận tốc nước chảy ống nhánh : Vống = = = 1,47 (m/s) Lỗ phân phối nước : - Lưu lượng qua lỗ phân phối : Qphanphoi = = = 433,33 (m3/ngày) - Đường kính lỗ phân phối : Dlỗ = = = 0,065 (m) = 65 (mm) Vận tốc nước qua lỗ phân phối = 1,5 m/s [1] Tính tốn lượng bùn sinh : - Lượng sinh khối hình thành ngày [1] : Px = = = 286208 (kgVS/ngày) Trong : + Y hệ số sản lượng bùn Y = 0,04 gVSS/gCOD = 0,04 kgK/S/kgCOD + kd hệ số phân hủy nội bào, kd = 0,025 ngày-1 + �c thời gian lưu bùn bể, �c = 60 ngày-1 Bảng 5: Tóm tắt thơng số bể UASB STT Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Chiều dài bể L m 15 Chiều rộng bể B m 15 Chiều cao bể H m Đường kính dẫn khí Dkhí m 0,03 Đường kính ống nước vào Dongchinh m 0,3 Đường kính ống nhánh nước vào Dongnhanh m 0,09 26 Bể Aerotank • Nhiệm vụ Phân huỷ hợp chất hữu dễ phân huỷ sinh học nhờ vi sinh vật hiếu khí, giảm tải lượng nhiễm tới ngưỡng đạt u cầu Mục đích chủ yếu q trình dựa vào hoạt động sống sinh sản vi sinh vật để ổn định chất hữu làm keo tụ hạt cặn lơ lửng khơng lắng Sau thời gian lưu bể nước thải dẫn vào bể lắng Tại bể lắng, phần bùn trở lại bể Aerotank, phần lại đưa sang sân phơi bùn Khối lượng bùn tuần hồn khơng khí cần cung cấp phụ thuộc vào lưu lượng nước nồng độ chất nhiễm vào bể • Tính tốn Sử dụng bể Aeroten trộn trạm xử lý có Q < 20000 m3/ngđ – theo TCVN 7957:2008 Các thơng số tính tốn: - Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm: Qtb = 13000 (m3/ngđ) - Hàm lượng BOD5 đưa vào bể Aerotank La = 200 (mg/l) - Hàm lượng BOD5 sau khỏi bể Aeroten Lt = 50(mg/l) - Nhiệt độ nước thải t 400C Chọn bể Aerotank kiểu xáo trộn hồn tồn để thiết kế Các thơng số tính tốn bể Aerotank xáo trộn hồn tồn là: - Thời gian lưu bùn : = 15 ngày - Tỉ số F/M : 0,20,6 (kg/kg.ngày) - Tải trọng thể tích : 0,8 1,92 (kg BOD5/m3.ngày) - Tỉ số thể tích bể/lưu lượng : Q/W = (h) - Tỉ số tuần hồn bùn hoạt tính : Qth/Q = 0,25 - Xác định hiệu xử lý Hiệu xử lý xác định phương trình: E = 100% Hiệu xử lý BOD5: E = 100% = 75 (%) - Xác định thể tích bể Aerotank Thể tích bể xác định theo cơng thức sau: W = = = 2089,29 (m3) Trong đó: thời gian lưu bùn, nước thải thị = 15 ngày Chọn = 10ngày Q lưu lượng trung bình ngày , Q = 13.000 m3/ ngày đêm 27 Y sản lượng bùn, hệ số động học xác định thực nghiệm Trong trường hợp thiếu số liệu thực nghiệm, nước thải thị lấy theo kinh nghiệm nước sau: Y = 0,4 0,8 mgVSS/mg BOD Trong cách tính chọn Y = 0,6 mgVSS/mg BOD5 La BOD5 nước thải dẫn vào bể La = 200 (mg/l) Lt BOD5 nước thải dẫn khỏi bể Lt = 50 (mg/l) X nồng độ chất lơ lửng dễ bay hỗn hợp bùn hoạt tính Đối với nước thải sinh hoạt lấy X = 3500 mg/l Kd hệ số phân huỷ nội bào, thơng số động học xác định thực nghiệm lấy Kd = 0,06 ngày-1 nước thải sinh hoạt - Xác định lượng bùn thải Giả sử bùn dư thải bỏ từ ống dẫn bùn tuần hồn, Q = Q hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay (VSS) bùn đầu chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) Khi hàm lượng bùn dư thải bỏ tính tốn theo cơng thức: = Trong đó: W thể tích bể Aerotank W = 2089,29 (m3) X nồng độ VSS hỗn hợp bùn hoạt tính bể Aerotank X = 3500 (mg/l) Xra nồng độ VSS SS khỏi bể lắng Xra = 0,8 50 = 40 (mg/l) Qb lưu lượng bùn thải Qra lưu lượng nước thải khỏi bể lắng ngang đợt II Qra = Q = 13000 (m3/ngđ) Từ ta tính : Qb = = = 60,34 (m3/ngày) - Xác định thời gian lưu nước bể Aerotank : t = == 0,16 (ngày) = 3,84 (h) - Xác định oxy cung cấp cho bể Aerotank theo BOD5 : Khối lượng BOD5 cần xử lý ngày là: 28 G = (200 – 50) 13000 10-3 = 1950 (kg/ngày) - Hệ số sản lượng quan sát tính theo cơng thức: Yobs = = = 0,375 - Lượng sinh khối gia tăng ngày tính theo MLVSS: Px = = = 731,25 (kg/ngày) - Lượng oxy u cầu, tính theo cơng thức : M = G – (1,42 Px) = 1950 – (1,42 731,25) = 911,625 (kg/ngày) Trong : Lượng oxy cần cung cấp quy trình BOD phản ứng Quy trình dựa theo phản ứng : C5H7O2N + 5O2 → CO2 113 mg/l 160mg/l 1mg/l 1,42mg/l + H2O + NH3 + Năng lượng → mg tế bào cần 1,42 mg O2 Vậy 1,42 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào oxi hố - Tính thể tích khơng khí theo u cầu: Giả sử hiệu vận chuyển oxy thiết bị 8%, hệ số an tồn sử dụng thiết kế thực tế + Lượng khơng khí theo u cầu lý thuyết (giả sử khơng khí chứa 32,2% O theo trọng lượng trọng lượng riêng khơng khí 200C 0,0118 kN/m3) là: = 1067 (m3/ngày) + Lượng khơng khí u cầu với hiệu vận chuyển 8% là: = 13337,5 (m3/ngày) = 555,73 (m3/h) = 9,26 (m3/phút) + Lượng khơng khí thiết kế để chọn máy nén khí là: 9,26 = 18,52 (m 3/phút) - Tính tốn hệ thống cung cấp khí: + Lưu lượng khí cần cho bể: Qkk = W a = 2089,29 0,015 = 31,34 (m3/phút) Với a lưu lượng khí xáo trộn a = 0,01 – 0,05 (m 3/m3 Phút), chọn a = 0,015 (m 3/m3 phút) + Đường kính ống dẫn chính: D = = = 0,21 (m) 29 Chọn D = 0,3 (m) Với v = 10 – 15 m/s Chọn v = 15 m/s (Trích tính tốn TK cơng trình xử lý nước thải – Trinh Xn Lai) Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 160 mm, cường độ khí 200 (l/phút), đĩa = 3,3 l/s + Số đĩa phân phối bể là: n = Qkk / 3,3 = 31,34/ (60 3,3 10-3) = 158 ( đĩa) Chia làm 11 hàng hàng 15 đĩa phân phối cách sàn bể 0,2m + Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định cơng thức: Hct = hd + hc + hf + H Trong đó: hd tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống (m) hc tổn thất cục (m) hf tổn thất qua thiết bị phân phối (m) H chiều sâu hữu ích bể H = (m) Tổng tổn thất hd hc thường khơng vượt q 0,4m, tổn thất h f khơng q 0,5m, áp lực cần thiết là: Hct = 0,4 + 0,4 + 0,5 + = 4,2(m) - Kiểm tra tỉ số F/M tải trọng hữu cơ: + Tỉ số F/M xác định theo cơng thức: = = = 0,36 + Tải trọng thể tích bể 10-3= 10-3 = 1,24 (kg BOD5/m3.ngày) Cả hai giá trị nằm khoảng cho phép Aeroten xáo trộn hồn tồn : Tỉ số F/M: 0,20,6 (kg/kg.ngày) Tải trọng thể tích: 0,8÷1,92 (kg BOD5/m3.ngày) - Xác định kích thước bể: Diện tích bể F = = = 418 (m2) Trong đó: H chiều cao bể Aerotank, chọn H = (m) Chia thành bể Aerotank, bể cơng tác, bể dự phòng Diện tích bể : F1 = F2 = = = 209 (m2) Chọn chiều dài bể : L = 18 (m) Chọn chiều rộng bể : R = 12 (m) - Thể tích thực tế bể : V = L.R.H = 18 12 = 1080 (m3) Chiều cao xây dựng bể là: Hxd = + 0.5 = 5,5 (m) - Thời gian lưu nước bể: = = = (h) - Hiệu suất xử lý bể 80 – 95 %, ta chọn hiệu suất xử lý 80% 30 = (100-80)% = 200 20% = 40 (mg/l) = (100-80)% = 344 20% = 68,8 (mg/l) Bảng : Tóm tắt thơng số thiết kế bể Aerotank STT Tên thơng số Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Thời gian lưu nước bể Đường kính ống dẫn Diện tích bể Kí hiệu L B H D F1 Đơn vị m m m h m m2 Giá trị 18 12 5,5 0,3 209 Bể lắng ngang II • Nhiệm vụ : Được đặt sau cơng trình xử lý sinh học, dùng để lắng cặn vi sinh, bùn nằm nước trước thải nguồn tiếp nhận • Tính tốn - Thời gian lắng : t = 90 phút - Chiều cao vùng lắng : H = m - Tốc độ lắng : Uo = 0,03 (m/phút) = 0,5 (mm/s) Vùng lắng : - Thể tích nước : Vn = Trong đó: t thời gian lưu nước theo kết nghiệm lắng Theo sách tính tốn thiết kế cơng trình XLNT Cơng nghiệp thị Lâm Minh Triết (chủ biên) thời gian lưu nước tăng 1,5 ÷ lần so với thực nghiệm Chọn t = 1,5 ttn = 1,5 90 = 135 (phút) = 2,25 (giờ) → Vn = 541,67 2.25 = 1218,758 (m3) - Chọn bể lắng ngang, bể cơng tác, bể dự phòng - Thể tích nước bể : V = = = 305 (m3) - Diện tích mặt bể lắng là: F = = = 152,5 (m2) - Kích thước bể : F = B.L Trong : B chiều rộng bể L chiều dài bể 31 Theo điều 6.5.4 – TCXD-51-84, chiều rộng bể lắng lấy khoảng (2÷5).H → B = 4.H = = (m) → L = 19,0625 (m) Chọn L = 19,1 m - Chiều cao xây dựng bể : Hxd = Hbv + Hlv + Hcặn + Htrung hòa Trong : Hbv chiều cao bảo vệ, Hbv = 0,5 ÷ m, chọn Hbv = 0,5 m Hlv chiều cao làm việc, Hlv = = = (m) Htrung hòa chiều cao trung hòa, chọn Htrung hòa = 0,4 (m) Hcặn chiều cao cặn, Hcặn = Mà Vc = G : khối lượng cặn tươi (kg/ngày) G = Q R SS Với S tỷ trọng cặn tươi, lấy S = 1,02 (tấn/m3) [1] P nồng độ bể lắng I, lấy P = 5% = 0,05 [1] Q lưu lượng nước thải R hiệu suất khử SS, R =75% SS hàm lượng cặn, SS = 50 mg/l → G = 13000 0,75 47,5 = 487500 (g/ngày) = 487,5 (kg/ngày) = 0,487 (tấn/ngày) → Vc = = 9,54 (m3/ngày) Vậy Hcặn = =0,078 (m) Chọn Hcặn = 0,1 (m) → Chiều cao xây dựng bể lắng ngang : Hxd = 0,5 + + 0,1 + 0,4 = (m) Tính tốn hệ thống phân phối nước vào thu nước [1] Hệ thống phân phối nước vào : chọn phân phối khoan lỗ - Bpp = B = (m) - hpp chiều cao phân phối, h = H - Htrung hòa = – 0,4 = 2,6 (m) - Khoảng cách lỗ : 0,25 ÷ 0,45 → Chọn 0,3 m 32 - Khoảng cách ngăn phân phối lấy Ln = (m) để phân phối nước bể, vách ngăn phân phối có lỗ, tốc độ nước phân phối qua lỗ theo quy phạm 0,2 ÷ 0,3 (m/s) → Chọn v1 = 0,3 (m/s) - Tiết diện ống phân phối, ống dẫn nước vào, tiết diện ống lớn lưu lượng tính tốn từ 20% ÷ 30% → Chọn tiết diện ống phân phối nước lớn lưu lượng tính tốn 20% - Lưu lượng tính tốn : Qtt = + = + 541,67 = 650 (m3/h) - Tổng tiết diện lỗ phân phối nước : Spp = = = 0,6 (m2) - Đường kính ống dẫn nước vào ngăn phân phối : - - - D = = = 0,87 (m) Chọn D = 0,9 m Chọn lỗ phân phối hình tròn có d = 30 (mm) Tiết diện lỗ : S1 = = = 7,065 10-4 (m2) Số lỗ cần thiết : N = = = 850 (lỗ) Bố trí thành 34 hàng dọc 25 hàng ngang Khoảng cách trục lỗ theo hành dọc : Ed = = = 0,24 (m) = 240 (mm) Khoảng cách trục lỗ theo hàng ngang : Theo quy phạm hàng lỗ cuối nắm cao mức cặn tính tốn 0,3m ÷ 0,5m → Chọn 0,5 (m) En = = = 0,1 (m) = 100 (mm) Hệ thống phân phối nước Ta có tổng chiều dài mép máng : L> Trong : Vlắng vận tốc lắng (m/s) Vlắng = = = 0,001 (m/s) L > = 15,5 (m) Theo giáo trình TTTKXNT – Trịnh Xn Lai, : L = 2.n.l [2] Với n : số máng bể l = (m) : chiều dài máng 2.n.8 > 15,5 → n > 0,96875 Chọn n = Thể tích máng : Chọn sơ : D.R.C = 0,5 0,3 = 1,2 (m3) Tải trọng máng : qmáng = = = 406,25 (m3/m ngày) Thỏa mãn điều kiện : qmáng = 124 ÷ 490 (m3/m ngày) Vận tốc nước chảy vào máng : Vmáng (m/s) Vmáng = Với F diện tích máng, F = D.R = 0,5 = (m2) 33 Vmáng = = 0,01 (m/s) - Vận tốc tới hạn : VH = 1/2 Với : K số thuộc tính chất cặn, K = 0,06 Ρ tỷ trọng hạt, chọn ρ = 1,25 g gia tốc trọng trường, g = 9,8 (m/s2) d đường kính hạt cặn, d = 10-4 (m) f hệ số ma sát, f = 0,025 1/2 VH = = 0,0217 (m/s) Vùng nén cặn - Thể tích vùng nén cặn : Wc = = Trong : T thời gian lần xả cặn, (theo quy phạm ÷ 24h) → Chọn T = 8h C hàm lượng cặn lại sau lắng, (theo quy phạm 10 ÷ 12 mg/l) → Chọn C = 10 (mg/l) δ nồng độ trung bình cặn nén, theo sách XLNT PTS Nguyễn Ngọc Dung → Chọn δ = 25000 (mg/m3) Cv hàm lượng cặn nước đưa vào bể lắng, Cv = 194 (mg/l) H hiệu lắng, H = 75% Wc = = 25,22 (m3) - Chiều cao vùng nén cặn : Hc = = = 0,21 (m) Hệ thống xả cặn - Thể tích cặn cần xả sau 8h Vx = Wc = 25,22 (m3) - Lượng nước cặn pha lỗng xả : V = K Vx Theo quy phạm lưu lượng xả = 30% ÷ 60% Vx → Chọn lưu lượng xả 50% Vx Theo quy phạm thời gian xả = 20 ÷ 40 phút → Chọn thời gian xả t = 30 phút K hệ số pha lỗng xả cặn thủy lực (theo TCXD-51-84) → K = 0,5 V = 0,5 25,22 = 12,61 (m3) - Lưu lượng cặn xả : Qx = = = 0,007 (m3/s) - Tổng tiết diện ống xả : + Chọn vận tốc nước qua lỗ vx = 1,5 (m/s) Sx = = = 0,0047 (m2) - Đường kính ống xả : Dx = = =0,077 (m) → Chọn ống xả có đường kính Dx = 0,08 (m) - Độ dốc đáy bể, chọn i = 0,02 Hệ thống thu nước bề mặt - Tiết diện ống thu : Chọn : 34 + Tiết diện ống thu lớn lưu lượng tính tốn từ 20 ÷ 30% → Chọn tiết diện ống thu lớn lưu lượng tính tốn () 20% + Vận tốc nước chảy qua ống thu vo theo quy phậm 0,6 ÷ 0,8 m/s → vo = 0,6 m/s So = = + 0,15 = 0,18 (m2) - Đường kính ống thu : Do = = = 0,48 (m) = 480 (mm) → Chọn Do = 500 (mm) Các thơng sơ bể : - Chiều dài bể : Lb = L + Lpp = 19,1 + = 20,1 (m) Với : L chiều dài vùng lắng, L = 15,3 (m) Lpp chiều dài từ đầu bể đến vách phân phối Bảng : Tóm tắt thơng số tính tốn bể lắng ngang II ST T Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Lb L B H D N Hc Dx Do m m m m m lỗ m m m 20,1 19,1 0,9 850 0,21 0,08 0,5 Chiều dài bể Chiều dài vùng lắng Chiều rộng bể Chiều cao xây dựng bể Đường kính ống dẫn nước vào ngăn phân phối Lỗ phân phối Chiều cao vùng nén cặn Đường kính ống xả Đường kính thu nước Bể khử trùng • Nhiệm vụ Sau giai đoạn xử lý học, sinh học…song song với việc làm giảm nồng độ chất nhiễm để đạt tiêu chuẩn theo quy định số lượng vi trùng giảm đáng kể, đến 90-95% Tuy nhiên, lượng vi trùng nước cao, cần thực giai đoạn khử trùng nguồn nước Trong hệ thống sử dụng Clo để tẩy trùng nguồn nước Clo chất oxy hố mạnh có khả oxy hố sinh vật tiêu diệt chúng Ưu điểm khử trùng Clo: tương đối đơn giản, rẻ tiền, hiệu chấp nhận Phản ứng Clo nước xảy sau : Cl2 + H2O → HCl + HOCl 35 • Tính tốn - Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng tính theo cơng thức: Trong đó: y lượng Clo cần khử trùng Q lưu lượng đặc trưng nước thải m3/h (tính trường hợp mùa mưa) a: liều lượng Clo hoạt tính a = 3(g/m3) - Ứng với lưu lượng đặc trưng ta có lượng Clo hoạt tính cần thiết sau: = = = 2,58 (kg/h) = = = 1,63 (kg/h) = = = 0,97 (kg/h) Lượng Clo tiêu thụ ngày : G = 24 = 24 x 1,63 = 39,12 (kg/ngày) Chọn thời gian tiếp xúc Clo nước thải 10 phút xem chiều dài ống dẫn nước thải từ bể khử trùng nguồn tiếp nhận khơng đáng kể - Thể tích bể khử trùng V = x t = = 90,3 (m3) Chọn chiều cao cơng tắc bể: h1 = m - Diện tích bề mặt tiếp xúc: F = = = 18 (m2) Chọn chiều dài bể: L = m Chọn chiều rộng bể: B = m Chọn chiều cao trự bể: h2 = 0,5 m Vậy chiều cao tồn bể tiếp xúc: H = h1 + h2 = + 0,5 = 5,5 (m) Để đảm bảo hố chất nước thải tiếp xúc tốt, ta xây vách ngăn theo chiều dài bể nhằm tạo thời gian tiếp xúc lớn, hiệu khử trùng cao Chiều dài vách ngăn lấy 2/3 chiều rộng bể ( l = m) Bảng : Tóm tắt thơng số thiết kế bể khử trùng STT Tên thơng số Lượng Clo trung bình cần thiết để khử trùng Lượng Clo tiêu thụ ngày Chiều dài bể khử trùng Chiều rộng bể khử trùng Chiều cao tổng cộng bể khử trùng 36 Đơn vị kg/h kg/ngày m m m Giá trị 1,63 39,12 5,5 37 KẾT LUẬN Nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất dinh dưỡng chất hưu dễ phân hủy sinh học tương đối cao nên việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học mang lại hiệu cao Đây phương pháp phổ biến nay, ưu điểm phương pháp chi phí đầu tư vận hành thấp, phù hợp với điều kiện khí hậu tại, khơng gây độc hại cho mơi trường xung quanh, hiệu xử lý cao Với dây truyền sơ đồ cơng nghệ tính tốn bể đáp ứng u cầu cần xử lý mơi trường 38 Tài liệu tham khảo Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải TS Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, Cơng ty tư vấn nước số 2, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 2000 Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải thị cơng nghiệp tính tốn thiết kế cơng trình, NXB Đại Học Quốc Gia HCM PGS.TS Hồng Huệ, Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 1996 TCVN 7957:2008 Thốt nước - Mạng lưới cơng trình bên ngồi – Tiêu chuẩn thiết kế QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt 39 [...]... tỷ số = < /b> = 0,581 ˃ 0,5 → Lựa chọn phương pháp sinh < /b> học để xử < /b> lý < /b> nguồn < /b> nước < /b> sinh < /b> hoạt < /b> Vì Q < /b> = < /b> 13.000 m 3/ngày đêm < /b> thì sử dụng b lắng đứng [5 /B ng 8.5.1] Lại có < /b> nồng độ COD, BOD5 đầu vào < /b> lớn hơn hoặc b ng 1000mg/l và SS = < /b> 50 mg/l thích hợp để xử < /b> lý < /b> b ng b UASB Chính vì vậy, sơ đồ cơng nghệ xử < /b> lý < /b> nước < /b> thải < /b> sinh < /b> hoạt < /b> trên đã được lựa chọn Nước < /b> thải < /b> từ q < /b> trình sản xuất được thu gom về hệ thống xử < /b> lý < /b> Đầu... thể tích b /lưu lượng giờ : Q/< /b> W = < /b> 3 5 (h) - Tỉ số tuần hồn b n hoạt < /b> tính : Qth /Q < /b> = < /b> 0,25 1 - Xác định hiệu quả xử < /b> lý < /b> Hiệu quả xử < /b> lý < /b> được xác định b i phương trình: E = < /b> 100% Hiệu quả xử < /b> lý < /b> BOD5: E = < /b> 100% = < /b> 75 (%) - Xác định thể tích b Aerotank Thể tích b được xác định theo cơng thức sau: W = < /b> = = < /b> 2089,29 (m3) Trong đó: là thời gian lưu b n, đối với nước < /b> thải < /b> đơ thị = < /b> 5 15 ngày Chọn = < /b> 10ngày Q < /b> là lưu... Q < /b> l/s = < /b> 150,46 l/s , dựa vào < /b> b ng trên ta có < /b> : k0max = < /b> 1,588 k0min = < /b> 0,598 Lưu lượng nước < /b> lớn nhất : Qhmax = < /b> Qhtb k0max = < /b> 541,67 1,588 = < /b> 860,17 (m3/h) = < /b> 0,24 (m3/s) Qhmin = < /b> Qhtb k0min = < /b> 541,67 0,598 = < /b> 323,92 (m3/h) = < /b> 0,09 (m3/s) • Mức độ cần thiết xử < /b> lý < /b> : - Mức độ cần thiết phải xử < /b> lý < /b> hàm lượng BOD BOD = < /b> 100 = < /b> 100 = < /b> 95% ≥5000 1,44 0,71 II Tính tốn các cơng trình 1 Song chắn rác • Nhiệm vụ : Nước.< /b> .. Lưu lượng tính tốn - Lưu lượng trung b nh ngày đêm < /b> : Qtb = < /b> 13000 < /b> m3/ngày đêm < /b> - Lưu lượng trung b nh giờ : Qhtb = < /b> = = < /b> 541,67 (m3/h) - Lưu lượng trung b nh giây : Qstb = < /b> = = < /b> 0,15 (m3/s) - Lưu lượng trung b nh tính theo l/s : Qsl/s = < /b> = = < /b> 150,46 (l/s) Theo b ng 2 của TCXD 7957:2008, ta có < /b> hệ số khơng điều hòa k0 : Hệ số khơng điều hòa k0 Lưu lượng nước < /b> thải < /b> trung b nh qtb (l/s) 5 10 20 50 100 300 500 1000... 2 : Nước < /b> thải < /b> Phương án 2 Phương án 1 - B Aerotank phù hợp với cơng trình xử < /b> lý < /b> nước < /b> thải < /b> có < /b> cơng suất < /b> Song chắn rác b t kỳ - Hiệu quả xử < /b> lý < /b> BOD, COD cao, nước < /b> sau khi xử < /b> lý < /b> có < /b> thể thải < /b> trực tiếp < /b> ra mơi trường Ưu điểm - Dễ dàng tự độngBểhóa , vận điều hòahành đơn giản - Có < /b> thể thu hồi năng lượng ở b UASB để cung cấp cho q < /b> trình sản xuất Máy thổi khí B lắng I - B n được xử < /b> lý < /b> làm phân b n - Có < /b> nhiều... t = < /b> 5h - Vì Qhmax = < /b> 860,17 m3/h thì lựa chọn 3 b điều hòa Tính tốn thiết kế cho 3 b cơng tác, kích thước mỗi b điều hòa như nhau: Q1< /b> = < /b> Q2< /b> = < /b> Q3< /b> = < /b> = = < /b> 286,7 (m3/h) - Thể tích b điều hòa : V = < /b> Qhmax t = < /b> 286,7 5 = < /b> 1433,5 (m3) - Chọn chiều cao của b điều hòa là H1 = < /b> 5m - Diện tích một b điều hòa : F = < /b> = = < /b> 286,7 (m2) - Chiều cao xây dựng b điều hòa : H = < /b> H1 + Hbv = < /b> 5 + 0,5 = < /b> 5,5 (m) Trong đó : Hbv... với b n sẽ được đưa qua b lắng 2 để lắng b n trong nước < /b> B n hoạt < /b> tính tại b lắng 2, một phần tuần hồn lại b Aertank để b sung thêm vi sinh < /b> vật cho b xử < /b> lý < /b> sinh < /b> học Sau khi qua b lắng 2, nước < /b> thải < /b> sẽ được dẫn qua b khử trùng b ng Clo trước khi xả ra nguồn < /b> tiếp < /b> nhận < /b> B n tại b lắng 1 và b n dư tại b lắng 2 sẽ được b m vào < /b> b chứa b n và được nén ở máy ép b n 12 CHƯƠNG III : TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC... đó hàm lượng b n dư thải < /b> b được tính tốn theo cơng thức: = < /b> Trong đó: W là thể tích b Aerotank W = < /b> 2089,29 (m3) X là nồng độ VSS trong hỗn hợp b n hoạt < /b> tính ở b Aerotank X = < /b> 3500 (mg/l) Xra là nồng độ VSS trong SS ra khỏi b lắng Xra = < /b> 0,8 50 = < /b> 40 (mg/l) Qb là lưu lượng b n thải < /b> Qra là lưu lượng nước < /b> thải < /b> ra khỏi b lắng ngang đợt II Qra = < /b> Q < /b> = < /b> 13000 < /b> (m3/ngđ) Từ đó ta tính được : Qb = < /b> = = < /b> 60,34 (m3/ngày)... tiếp < /b> xúc giữa Clo và nước < /b> thải < /b> là 10 phút và xem chiều dài ống dẫn nước < /b> thải < /b> từ b khử trùng và nguồn < /b> tiếp < /b> nhận < /b> là khơng đáng kể - Thể tích b khử trùng V = < /b> x t = < /b> = 90,3 (m3) Chọn chiều cao cơng tắc của b : h1 = < /b> 5 m - Diện tích b mặt tiếp < /b> xúc: F = < /b> = = < /b> 18 (m2) Chọn chiều dài b : L = < /b> 6 m Chọn chiều rộng b : B = < /b> 3 m Chọn chiều cao dữ trự của b : h2 = < /b> 0,5 m Vậy chiều cao tồn b tiếp < /b> xúc: H = < /b> h1 + h2 =. < /b> .. nhất của nước < /b> thải < /b> trong b , m/s Chọn V = < /b> 0,3 (m/s) L = < /b> = 16,12 (m) - Tiết diện ướt của b lắng [1]: F= F = < /b> = 800 (m2) - Chiều rộng của b lắng [1] : B = < /b> = = < /b> 0,8 (m) Chia b lắng cát ngang thành 2 b với chiều dài mỗi b là L = < /b> 8,06 m và chiều rộng - B = < /b> 0,8 m Độ lệch cốt giữa đáy b lắng cát và ngưỡng tràn [1]: P= Trong đó : + Kq là tỷ số của lưu lượng lớn nhất và nhỏ nhất 16 Kq = < /b> = = < /b> 2,67 +