Đang tải... (xem toàn văn)
trình bày đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE Chương 4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO TÒA NHÀ SAIGON-CASTLE SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 54 - 4.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ CÁC YÊU CẦU XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4.3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH 4.4 DỰ TOÁN KINH PHÍ 4.5 VẬN HÀNH CÔNG TRÌNH Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE 4.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ CÁC YÊU CẦU XỬ LÝ NƯỚC THẢI Bất cứ một loại nước thải nào khi lựa chọn các phương pháp xử lý cần quan tâm: • Tính chất của loại nước thải cần xử lý . Mỗi loại nước thải có tính chất hoá lý, sinh học khác nhau, các thông số ô nhiễm khác nhau. Tính chất của nước thải phụ thuộc vào từng loại hình sản xuất riêng biệt, từng loại sản phẩm khác nhau. Ngay cả những nhà máy có cùng loại sản phẩm thì tính chất của những nhà máy đó cũng không hẳn giống nhau do có sự khác nhau về công nghệ sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm đầu vào… Có thể nói rằng tính chất của nước thải quyết đònh lớn nhất đến khả năng xử lý và phương pháp xử lý. • Điều kiện tự nhiên, đặc điểm khí hậu của khu vực. Việc xây dựng các công trình xử lý nước thải cần lưu tâm nhiều đến điều kiện tự nhiên như khí hậu, đòa hình, điều kiện thuỷ văn, diện tích mặt bằng… Có thể công nghệ xử lý là phù hợp và đạt kết quả tốt trên mô hình nhưng khi xây dựng thực tế lại không đạt được hiệu quả như mong muốn đó là do chòu sự ảnh hưởng của các điều kiện tự nhiên. Ngoài ra, các yếu tố tự nhiên còn ảnh hưởng lớn đến độ bền của công trình theo thời gian. • Điều kiện kinh tế của đơn vò Bất kì một loại nước thải nào cũng có thể xử lý được. Tuy nhiên, xử lý với công nghệ nào để phù hợp với điều kiện kinh tế của nhà máy là điều đáng quan tâm. Phải xây dựng hệ thống xử lý sao cho nước thải sau xử lý nằm trong giới hạn cho phép với chi phí sao cho nhà máy có thể chấp nhận được. • Yêu cầu về các thông số ô nhiễm cần đạt được. Trong quá trình lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý cần xác đònh mục tiêu cần đạt được để đề xuất công nghệ cho hợp lý vì mỗi tiêu chuẩn xả thải khác nhau sẽ làm thay đổi yêu cầu công nghệ. • Diện tích mặt bằng của đơn vò SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 55 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE 4.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4 12 Sự cần thiết của việc xử lý nước thải sinh họat Nùc thải của tòa nhà SÀIGÒN CASTLE có tải lượng ô nhiễm cao, vượt qua TCVN 6772 – 2000 nhiều lần. Nước thải của tòa nhà này đổ trực tiếp ra sông Bần Đôn, nên cần phải có biện pháp kiểm soát ô nhiễm nước thải, trong đó xử lý nước thải là một yêu cầu hết sức cần thiết. 4 22 Đề xuất phương án xử lý nước thải • Các thông số tính toán thiết kế - Lưu lượng nước thải ngày đêm : 1286 m 3 /ngày đêm - Lưu lượng nước thải từ các nhà vệ sinh theo ngày trung bình : 552 m 3 /ngày đêm - Lưu lượng nước thải từ các hoạt động tắm giặt, rửa… theo ngày trung bình : 734 m 3 /ngày đêm - Lưu lượng nước thải trung bình giờ : 53,58m 3 /giờ - Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ : 107,16 m 3 /giờ - Lưu lượng nước thải lớn nhất giây : 37,2 l/s Bảng 4.1: Các thông số đầu vào của nước thải tại toà nhà Saigon-Cassle STT Thông số Đơn vò Trò số 1 tb Q m 3 /ng.đ 1286 2 pH 6.3 ÷ 7.2 3 BOD 5 mg/l 340 4 SS mg/l 220 5 Nitrat(NO 3 - ) mg/l 40 6 Phosphat(PO 4 3- ) mg/l 15 7 Coliform MPN/100ml 10 8 Bảng 4.2: Các thông số đầu ra của nước thải mức II (TCVN 6772 - 2000) STT Thông số Đơn vò Trò số 1 pH 5 ÷ 9 SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 56 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE 2 BOD 5 mg/l 30 3 SS mg/l 50 4 Nitrat(NO 3 - ) mg/l 30 5 Phosphat(PO 4 3- ) mg/l 6 6 Tổng coliform MPN/100ml 1000 Nhận xét: Các thông số ô nhiễm trong nước thải của đơn vò là tương đối lớn. Các thông số này vượt quá nhiều lần so với TCVN 6772 - 2000; BOD 5 gấp hơn 11,3 lần, SS gấp hơn 4 lần. Nhưng nhìn chung đặc trưng cơ bản của nước thải tại toà nhà là ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao. • Phương án xử lý nước thải đề xuất SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 57 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải đề xuất cho tòa nhà SAIGON - CASTLE SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 58 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE • Thuyết minh công nghệ 1. Song chắn rác Song chắn rác là công đoạn xử lý sơ bộ đầu tiên trong hệ thống xử lý nhằm loại bỏ tạp chất bẩn có kích thước lớn để tránh ảnh hưởng đến các công trình xử lý sau, đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc của hệ thống. 2. Bể tự hoại Nguyên tắc hoạt động của bể phân hủy là lắng cặn, phân hủy và lên men cặn lắng hữu cơ trong môi trường hiếm khí. Nước thải chứa phân của các khu vệ sinh sẽ được các ống thải kín đưa thẳng vào bể phân hủy nhằm giữ lại và xử lý cặn hữu cơ với hiệu quả đạt 40% ÷ 50%. Nước thải sau đó sẽ được đưa sang bể điều hoà. 3. Hầm tiếp nhận Nước thải sau khi qua song chắn rác được loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn và nước thải từ bể tự hoại sẽ được tập trung vào hầm tiếp nhận. 4. Bể điều hòa Nước thải từ hầm tiếp nhận được đưa vào bể điều hòa. Trong bể điều hòa phải có hệ thống thiết bò khuấy trộn để đảm bảo hòa trộn đều nồng độ chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng, vi sinh vật kò khí phát triển trong bể. 5. Bể lắng I Bể lắng I có tác dụng lắng các tạp chất phân tán nhỏ (chất lơ lửng) dưới dạng cặn lắng xuống đáy bể. 6. Bể Aeroten Nước thải sau khi qua bể lắng I, được đưa sang bể Aeroten xử lý bằng vi sinh vật hiếu khí. 7. Bể lắng II SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 59 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE Nước thải từ bể Aerotank đưa sang bể lắng II, có nhiệm vụ lắng trong nước sau khi xử lý sinh học và một phần bùn hoạt tính được bơm tuần hoàn lại bể aerotank, một phần khác sẽ được đưa về bể chứa bùn. 8. Bể khử trùng Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu về hóa, lý, giảm được phần lớn các vi sinh vật gây bệnh nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó, cần phải có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài. 9. Bể chứa bùn Bùn sau lắng ở bể lắng I và một phần bùn sau lắng ở bể lắng II được đònh kì bơm lên bể chứa bùn. Tại đây, bùn được nén lại và đònh kì bơm ra dùng bón cây. 4 3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH 4 13 Song chắn rác 4 1.13 Chức năng Song chắn rác có nhiệm vụ tách rác và các tạp chất thô có kích thước lớn ở trong nước thải, tạo điều kiện cho các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra. 4 1.23 Tính toán Giả sử tốc độ dòng chảy trong mương v s = 0,7 m/s. Chọn bề rộng của mương là B K = 0,2m. Vậy chiều cao lớp nước trong mương là: Ks h Bv Q h **3600 2 max)( = = 2,0*7,0*3600 16,61 = 0,12m Với: + 2 max)(h Q : Lưu lượng nước thải( tắm, giặt, nấu ăn…) theo giờ lớn nhất, 2 max)(h Q = 61,16 m 3 /h 1. Số lượng khe hở giữa các thanh SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 60 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE z s K vhb Q n * ** 1 2 max)( = = 05,1* 6,0*12,0*10.16 02133,0 3 − = 19,44 (khe) chọn n =20 khe + 2 max)(s Q : Lưu lượng nước thải( tắm, giặt, nấu ăn…) theo giây lớn nhất, 2 max)(s Q = 21,33 l/s = 0,02133 m 3 /s + b: khoảng cách giữa các thanh, m ; chọn b = 16 mm + h 1 : Chiều sâu lớp nước trước song chắn, m, chọn h 1 =h = 0,12 m + v: Vận tốc trung bình qua khe hở, m/s ; v tb ≥ 0,4 m/s, chọn v = 0,6 m/s + K z : Hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, K z = 1,05 2. Bề rộng thiết kế song chắn rác B S = S(n-1) + b*n Trong đó: + b: chiều rộng khe hở, m + S: chiều dày song chắn rác, m (chọn S = 0,008m) + n: số khe => B S = 8.10 -3 (20 -1) + 16.10 -3 *20 = 0,472 (m) 3. Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn rác ϕ − = tg2 BB l KS 1 Trong đó: + B K : Bề rộng của mương, m ( chọn B K = 0,2 m ) + ϕ : Góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác, ϕ = 20 0 => 0 1 202 2,0472,0 tg l − = = 0,373 (m) 4. Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác l 2 = 0,5 * l 1 = 0,5 * 0.373 = 0,186 (m) 5. Tổn thất áp lực qua song chắn rác h S = K* g2 v * 2 ξ = 3* 81,9*2 6,0 *83,0 2 = 0,046 (m) SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 61 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE Trong đó: + v: Vận tốc dòng chảy trước song chắn, v= 0,6 m/s + K: Hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám, K =3 + ξ : Hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được tính bằng công thức: α β=ξ sin* b S * 3 4 Với: + α : Góc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang, (chọn α = 60 0 ) + β : Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh đan, chọn thanh đan có tiết diện hình chữ nhật, β = 2,42 + S: Chiều dày song chắn rác, m + b: Khoảng cách giữa các thanh, m => 0 3 4 3 3 60sin* 10.16 10.8 *42,2 = − − ξ = 0,83 6. Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác H = h 1 + h S + h bv Trong đó: + h 1 : Chiều cao của mương dẫn nước thải, h 1 = 0,12 m + h S : Tổn thất áp lực của song chắn rác, h S = 0,046 m + h bv : Chiều cao bảo vệ, h bv = 0,3 m => H = 0,12 + 0,046 + 0,3 = 0,466 (m), Chiều dài mỗi thanh l = 0 60sin H = 0 60sin 466,0 = 0,538 (m) 7. Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = 1 1 + l 2 + l S Trong đó: SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 62 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE + l 1 : Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác, m + l 2 : Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác, m + l S : Chiều dài buồng đặt song chắn rác, m (chọn l S = 0,9 m) => L = 0,373 + 0,186 + 0,9 = 1,459(m) 8. Vật liệu: Song chắn rác được làm bằng các thanh có tiết diện hình chữ nhật, vật liệu là inox. Bảng 4.3: Số liệu thiết kế song chắn rác STT Tên thông số (ký hiệu) Đơn vò Số liệu 1 Chiều dài mương (L) m 1,459 2 Bề rộng mương (B S ) m 0,472 3 Chiều cao mương (H) m 0,466 4 Số khe hở giữa các thanh (n) khe 20 5 Chiều rộng khe hở (b) mm 16 6 Chiều dày song chắn rác (S) mm 8 4.3.2 Bể tự hoại 4.3 12 Chức năng Là công trình xử lý sinh học bước đầu của hệ thống xử lý nước thải, trong đó các tác nhân gây ô nhiễm được phân hủy bởi các vi sinh vật dưới điều kiện kỵ khí. Sự chuyển hóa sinh học xảy ra theo các hướng sau: Chuyển hoá các chất hữu cơ thành khí sinh học và các sản phẩm hữu cơ đơn giản hơn - Giảm một phần N, P do vi sinh vật sử dụng để xây dựng tế bào 4.3 22 Tính toán Công trình SAIGON CASTLE là một tổ hợp gồm 8 khối nhà gồm 16 lốc chung cư. Do đó lưu lượng nước thải sinh hoạt của mỗi lốc là: 552 : 16 =34,5 m 3 /ngđ Đặt khối A 1 và khối A 2 chung 1 bể tự hoại; khối C 1 và khối C 2 chung 1 bể tự hoại. SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 63 - [...]... trang - 84 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE Nước thải sau xử lý cơ học Nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn : a=3 g/m3 Nước thải sau xử lý sinh học không hoàn toàn 2 : a=10 g/m3 : a=5 g/m3 Thể tích bể V = Q t = 53,58 0,5 = 26,79 (m3) Trong đó: + Q: Lưu lượng nước thải theo giờ, m3/h + t: Thời gian lưu nước trong bể, h; chọn t... nước 4.3 25 Tính toán 1 Kích thước bể lắngI - Chọn thời gian lưu nước t = 1,5h (Theo trònh Xuân Lai – Tính tóan thiết kế các công trình XLNT: t = 1,5 ÷ 2,5h) - Diện tích của bể SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 70 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE h QTB 53,58 Fb = = 2,52 = 21,3 (m2) v1 Trong đó: + v1: Vận tốc chuyển động của nước thải. .. như sau: Kd = 0,0631 (ngày-1); Y = 0,5565mg bùn hoạt tính/ mg COD K = 1,43 (ngày-1); KS = 42,5 (mg COD/l) SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 73 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE - Các thông số khác áp dụng để tính toán quá trình bùn hoạt tính làm thoáng kéo dài: + Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể: X = 2500 (mg/l) + Hàm lượng bùn tuần... Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 74 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE E ht = S vao − S ra 340 − 18,62 = = 95 (%) S vao 340 - Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng Etc = S vao − S ra 340 − 50 = = 85 (%) S vao 340 3 Thể tích bể Aeroten V= Q.Y.θC (S 0 − S) , (m3) X(1 + K d θC ) Trong đó: + Q: lưu lượng nước thải đầu vào, m3/ngđ + Y: Hệ số sản... oxy vào nước thải của thiết bò phân phối, Sử dụng đóa xốp, đường kính 170mm, diện tích bề mặt F = 0,02 m 2 cường độ sục khí 200 l/phút.đóa Khi dùng hệ thống thổi khí, chiều sâu của đáy bể lấy từ 4 ÷ 7m để tăng cường khả năng hoà tan của khí Chọn độ sâu ngập nước của thiết bò phân phối (h) =4m SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 78 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước. .. ống nhánh ( D nhánh ) Số đóa phân phối trên 1 ống nhánh Số ống nhánh Đơn vò m m m mm mm Đóa Ống Số liệu 12 8 4,5 200 80 16 6 4.3.7 Bể lắng II 4.3 17 Chức năng SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 80 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE Bể lắng II có nhiệm vụ giữ lại phần rắn trong quá trình bùn hoạt tính tức là các bông bùn sau xử lý sinh... 0,89 (m) l= v k π ( D + d n ) 20.10 −3 (7,8 + 0,6) Với: SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 82 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE + vk: Vận tốc dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn, vk≤ 20mm/s, chọn vk= 20 mm/s (theo tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) - Chiều cao tổng cộng của bể lắng II:... trònh Xuân Lai – Tính tóan thiết kế các công trình XLNT: chọn a= 0,0075; b =0,014) + t: thời gian lưu nước, h - Lượng bùn sinh ra mỗi ngày 42,25 G = RSS * SSvào * Q = 100 * 220.10-6 * 1286 103 = 119,5 (kg/ng.đ) Trong đó: + RSS: hiệu quả khử SS, % + SSvào: hàm lượng SS vào, mg/l SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 72 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà... qua bể tự hoại giảm và tính như sau: • Hàm lượng chất lơ lửng giảm 45%, tức là chất lơ lửng còn lại trong nước thải: 220 x (100% – 45%) =121 mg/l • Hàm lượng BOD5 giảm: 20 ÷ 40 %, tức là hàm lượng BOD5 còn lại trong nước thải: 340 x (100% – 40%) =204 mg/l 4 33 Hầm tiếp nhận SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 65 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON... trên ống nhánh nlỗ = - ong = Flo 240.10 −5 = = 191 (lỗ) f lo 1,256.10 −5 Số lỗ trên 1 ống nhánh SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 68 - Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống Xử Lý Nước Thải cho Tòa nhà SAISON CASTLE m= 6 n lỗ 191 = 8 = 24 (lỗ) n Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén Hc = hd + hc + hf + H Trong đó: + hd: Tổn thất áp lực cục bộ (m) + hf: Tổn thất áp lực qua thiết bò . => 283,0 395 ,1 1 395 ,1 K 1K n = − = − = (K= 1, 395 đối với không khí) + e: hiệu suất của máy 0,7 ÷ 0,8, chọn e = 0,7 + 29, 7: hệ số chuyển. S : Chiều dài buồng đặt song chắn rác, m (chọn l S = 0 ,9 m) => L = 0,373 + 0,186 + 0 ,9 = 1,4 59( m) 8. Vật liệu: Song chắn rác được làm bằng các thanh