Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng 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 án môn học. Mục đích đồ án là tập cho sinh viên làm quen với việc tổ chức xử lý và thiết kế công trình xử lý nớc thải cho Thành phố, công việc này cũng là một phần công việc tơng đối lớn 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 là PGS.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. Hớng gió chủ đạo: Đông Nam 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: Dân số Thành phố: 52500 ngời. Tiêu chuẩn thải nớc trung bình: 200 l/ng.ngđ. b) Nớc thải sản xuất: Số liệu về nớc thải Tên nhà máy Lu lợng, m 3 /ngđ 2500 2000 Hàm lợng chất lơ lửng, mg/l 280 120 BOD 5 , mg/l 150 240 COD, mg/l pH Nhiệt độ, 0 C Các tài liệu khác nh trong nhiệm vụ đã cho trong tờ nhiệm vụ thiết kế. SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 1 Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng Xác định các thông số tính toán cơ bản 1. Lu lợng nớc tính toán 1.1. Lu lợng nớc thải sinh hoạt Q SH = = = 10500 (m 3 /ng.đ) Trong đó: N : Số dân thành phố q o : Tiêu chuẩn thải nớc thành phố (l/ng.ngđ) Lu lợng trung bình giây: Q SH tb = = 121,53 (l/s) Theo bảng hệ số không điều hoà phụ thuộc lu lợng nớc thải ta có hệ số không điều hòa : K ch = 1,6 1.2. Lu lợng nớc thải sản xuất Nhà máy thứ nhất : - Lu lợng Q 1 sx = 2500 (m 3 /ng.đ) Nhà máy thứ hai : -Lu lợng Q 2 sx =2000 (m 3 /ng.đ) 1.3. Lu lợng tính toán nớc thải thành phố Do không biết rõ số liệu về nguồn thải nớc thải công nghiệp địa phơng nên ta coi lu lợng nớc thải sản xuất là phân phối đều theo các giờ trong ngày. Lu lợng tính toán ngày đêm: Q tt = 10500 +2500+ 2000 = 15000 (m 3 /ng.đ) Lu lợng tính toán giờ max: Q h max = = 928,5 (m 3 /h) q s max = 257,92 (l/s) Lu lợng tính toán giờ min Q h min = = 331,5 (m 3 /h) q s min = 92,08 (l/s) Lu lợng tính toán trung bình: Q h tb = 173,61 (l/s) Dới đây là Bảng tổng hợp lu lợng nớc thải Thành phố ứng với hệ số không điều hoà K=1,6 Bảng tổng hợp lu lợng nớc thải Thành phố SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 2 1000 qN o ì 1000 52500 200 ì 4,86 10500 40 1008 20002500 7,6 100 10500 ì ì + +ì 30 1008 20002500 100 55,1 10500 ì ì + +ì Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng Thời gian (ngày ) Nớc thải sinh hoạt Nớc thải CN Lu lợng tổng cộng %Q ngđ m 3 m 3 m 3 %Q ngđ 0-1 1.55 162.75 168.75 331.5 2.21 1-2 1.55 162.75 168.75 331.5 2.21 2-3 1.55 162.75 168.75 331.5 2.21 3-4 1.55 162.75 168.75 331.5 2.21 4-5 1.55 162.75 168.75 331.5 2.21 5-6 4.35 456.75 168.75 625.5 4.17 6-7 5.95 624.75 225 849.75 5.665 7-8 5.8 609 225 834 5.56 8-9 6.7 703.5 225 928.5 6.19 9-10 6.7 703.5 225 928.5 6.19 10-11 6.7 703.5 225 928.5 6.19 11-12 4.8 504 225 729 4.86 12-13 3.95 414.75 225 639.75 4.265 13-14 5.55 582.75 225 807.75 5.385 14-15 6.05 635.25 168.75 804 5.36 15-16 6.05 635.25 168.75 804 5.36 16-17 5.6 588 168.75 756.75 5.045 17-18 5.6 588 168.75 756.75 5.045 18-19 4.3 451.5 168.75 620.25 4.135 19-20 4.35 456.75 168.75 625.5 4.17 20-21 4.35 456.75 168.75 625.5 4.17 21-22 2.35 246.75 168.75 415.5 2.77 22-23 1.55 162.75 168.75 331.5 2.21 23-24 1.55 162.75 168.75 331.5 2.21 Cộng 100 10500 4500 15000 100,00 2. Xác định nồng độ chất bẩn 2.1. Nớc thải sinh hoạt Hàm lợng cặn lơ lửng có trong nớc thải sinh hoạt C sh = 0 C sh q 1000a ì = 200 100065ì = 325 (mg/l) SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 3 Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng trong đó : a sh c : Tiêu chuẩn thải cặn, đối với nớc thải sinh hoạt a sh c = 60 ữ 65 (g/ng.ngđ) Hàm lợng BOD có trong nớc thải sinh hoạt : L sh = 0 BOD SH q 1000a ì = 200 100035ì = 175 (mg/l) 2.2. Nớc thải sản xuất Nhà máy thứ nhất : C xs I = 280 (mg/l) L sx I = 150 (mg/l) Nhà máy thứ hai : C sx II =120 (mg/l) L sx II =240 (mg/l) 2.3. Tổng hợp số liệu Hàm lợng cặn lơ lửng có trong hỗn hợp nớc thải C hh = + ì+ì SX i SH SX i XS i shsh QQ QCQC = 2000250010500 2000120250028010500325 ++ ì+ì+ì = 275,77 (mg/l) Hàm lợng BOD có trong hỗn hợp nớc thải L hh = + ì+ì SX i SH SX i SX i shsh QQ QLQL = 2000250010500 2000240250015010500175 ++ ì+ì+ì = 179,5 (mg/l) 3. Xác định dân số tính toán Dân số tính toán : N tt = N thực + N tđ trong đó : N thực : Dân số thực của thành phố = 52500 (ngời) N tđ : Dân số tơng đơng, là dân số đợc quy đổi của thành phố Quy đổi theo hàm lợng cặn lơ lửng: N c tđ = áSH c SX i SX i a QC ì = 65 20001202500280 ì+ì = 14462 (ngời) N tt = 52500 + 14462 = 66962 (ngời) Quy đổi theo hàm lợng BOD: N BOD tđ = SH BOD SX i SX i a QL ì = 35 20002402500150 ì+ì = 24429 (ngời) N tt = 52500 + 24429 = 76929 (ngời) SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 4 Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng 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 loãng nớc nguồn với nớc thải (nguồn pha loãng là nớc sông) Theo Frolop Rodginler ta có n= q qQa S +ì trong đó: Q S : Lu lợng nớc sông, Q s = 3,5 (m 3 /s) q : Lu lợng nớc thải lớn nhất, q = 0,25792 (m3/s) a : Hệ số pha loãng đợc xác định theo công thức: a = ( ) ( ) 3 S 3 xexp q Q 1 xexp1 ìì+ ì trong đó: x : Khoảng cách từ điểm xả đến điểm tính toán theo lạch sông : Hệ số thc nghiệm , = 3 q E ìì với là hệ số khúc khuỷu của sông = 1,15 7500 8600 x x thẳng == hệ số phụ thuộc vào vị trí xả nớc thải, =1 (thiết kế họng xả nớc thải gần bờ) E là hệ số khuếch tán rối E = 200 0,1 200 Hv 7,1ì = ì = 0,00085 Vậy ta có : = 3 0,25792 0,00085 11,15 ìì = 0,171 a = ( ) ( ) 3 3 86000,171exp 0,25792 3,5 1 86000,171exp1 ì+ ì = 0,688 Số lần pha loãng : n = q qQa S +ì = 0,25792 0,257923,50,688 +ì = 11 (lần) 1.2. Xác định mức độ xử lý nớc thải cần thiết Theo hàm lợng cặn lơ lửng có : SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 5 Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng C n.thải = nguồn S Cb1 q Qa +ì+ ì trong đó: C nthai : Hàm lợng cặn lơ lửng sau khi xử lí C nguồn : Hàm lợng cặn của nớc nguồn trớc khi xả nớc thải, C nguồn = 6 (mg/l) b : Độ tăng hàm lợng cặn cho phép, b = 0,75 ữ 1 (mg/l); chọn b =0,75 ( mg/l) C n.thải = 13,7580,751 0,15208 100,802 =+ì+ ì (mg/l) Mức độ cần thiết làm sạch theo hàm lợng chất lơ lửng : D = hh in.thả hh C CC = 100% 275,77 13,75275,77 ì = 95,01 % Theo hàm lợng BOD L T = ( ) K.t cf K.t ngcf K.t S 10 L 10LL 10q Qa +ì ì ì trong đó: t = V x = 0,99586000(s) 0,1 8600 == (ngày) K : Hằng số tốc độ Ôxy hoá, K (15) = 0,079 L cf : Hàm lợng BOD cho phép, L cf = 4 (mg/l) vì nguồn loại A L ng : Hàm lợng BOD có trong nớc nguồn, L ng = 2,4 (mg/l) Ta có: L T = ( ) 0,9950,1 0,9950,1 0,9950,1 10 4 102,44 100,25792 3,50,688 ì ì ì +ì ì ì L T = 29,58 (mg/l) Tuy vậy, theo tiêu chuẩn 188-1996 quy định nồng độ giới hạn cho phép của BOD 5 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: E BOD = 179,5 20179,5 L LL hh Thh = ì 100% = 88,86 % Theo Oxy hoà tan Không kể đến khuếch tán Oxy bề mặt L nth = ( ) ( ) 1042,40,46,3 0,25792 3,50,688 1040,4LO q Qa ngng ìì ì =ì ì L nth = 21,27 (mg/l) SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 6 100% L LL 0 ttnth,0 ì Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng Theo tiêu chuẩn thì chọn L nth = 20 mg/l Mức độ cần thiết phải xử lí D Ôxy = 0 0 0 0 88,86100 179,5 20 =ì 5,179 Có kể đến lợng Ôxy khuyếch tán qua bề mặt Có: D a = O bh - O ng = 8,0 6,10 = 1,9 (mg/l) D th = O bh - O yc = 8,0 - 6,0 = 2,0 (mg/l) Thay vào hệ phơng trình sau: D th = D t = ì (10 -k1 ì t -10 -k2 ì t ) + D a ì 10 -k2 ì t t th = Giải hệ này ta có L a = 14,12 (mg/l); L th = 123,54 (mg/l) ứng với thời gian t th = 2,5 ngày. Nh vậy, nếu kể đến Ôxy khuyếch tán qua bề mặt thì trong sông luôn đảm bảo hàm lợng Ôxy yêu cầu xong do xả nớc thải vào nguồn loại A thì lợng L nth,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: E BOD = = 88,86% Theo hàm lợng chất lơ lửng là 95,01% Theo BOD thì mức độ xử lí là 88,86% Theo hàm lợng OXY hoà tan không kể đến sự khuếch tán OXY bề mặt là 88,86% Theo hàm lợng OXY hoà tan có kể đến sự khuếch tán OXY bề mặt là 88,86% 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. Phơng án I Nớc thải, Q = 15000 (m 3 /ngđ) SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 7 12 a1 kk Lk ì 12 a1 12a 1 2 kk Lk )k(kD 1 k k lg ì ì Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng 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 đặt SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 8 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 NGĂN TIếP NHậN Thổi khí Sân Phơi cát Máy nghiền rác Bể Mê tan Phục vụ nông nghiệp Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng máy nghiền rác, rác nghiền đợc đa đếín sân phơi bùn cặn còn nớc thải đã đợc tác loại các rác lớn tiếp tục đợc đa đến bể lắng cát. ở đây ta thiết kế bể lắng cát ngang nớc chuyển động vòng 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 không hoà tan trong nớc thải nh chất hữu cơ, đợc giữ lại. Cặn lắng đợc đa đến bể Mêtan còn nớc sau 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 lý xong vẫn còn chứa một lợng nhất định các vi khuẩn, gây hại nên ta phải khử trùng trớc khi xả ra nguồn. Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp 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 ra sân phơi bùn 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. Phơng án II Nớc thải, Q = 15000 (m 3 /ngđ) Rác nghiền SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 9 NGĂN TIÊP NHậN SONG CHắN RáC cơ giới Máy nghiền rác Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng Cát Bùn hoạt tính tuần hoàn Bùn hoạt tính d Thuyết minh phơng án II 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 đặt máy nghiền rác, rác nghiền đợc đa đến bể Mêtan để lên men còn nớc thải đã đợc tác loại các rác lớn tiếp tục đợc đa đến bể lắng cát. ở đây ta thiết kế bể lắng cát ngang nớc chuyển động vòng 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. SV: Nguyễn Duy T õm , Ms 4840.50 - 50MN3 10 Bể LắNG cát NGANG Bể LắNG ngang ĐợT I Bể AEROTEN đẩy Bể LắNG ngang ĐợT II Bể MÊ TAN Bể NéN BùN Bể TIếP XúC Phục vụ nông nghiệp SÂN PHƠI BùN KHử TRùNG Sân phơi cát Máng trộn [...]... trong bể tiếp xúc và trong máng dẫn ra hồ là 30 phút Thời gian tiếp xúc riêng trong bể tiếp xúc là: t = 30 250 l = 30 = 24,8 (phút) 0,8 ì 60 V ì 60 trong đó: l : Chiều dài máng dẫn từ bể tiếp xúc tới giếng xả, l = 250 (m) V : Vận tốc dòng chảy trong máng dẫn, v = 0,8 (m/s) Sơ đồ cấu tạo của bể tiếp xúc ngang nh hình dới đây SV: Nguyễn Duy Tõm, Ms 4840.50 - 50MN3 33 GVHD: PGS TS ng Quc Dng Hbv Đồ. .. ra máng trộn bằng ống cao su mềm nhiều lớp, đờng kính ống 50 (mm) với tốc độ 1,5 (m/s) 11 Tính toán máng trộn Máng trộn vách ngăn có lỗ Để xáo trộn NT với clo ta dùng máng trộn với thời gian xáo trộn đợc thực hiện trong vòng 12phút Máng trộn vách ngăn có lỗ thờng gồm hai, ba vách ngăn với các lỗ có đờng kính từ 20 đến 100 mm Chon máng trộn 2 vách ngăn với đờng kính lỗ là 80 mm Do đó: Q= So dồ máng... = 8 (m3/ng.năm) /Tra bảng tuỳ thuộc khe hở song chắn/ 3 Bể lắng cát ngang SV: Nguyễn Duy Tõm, Ms 4840.50 - 50MN3 14 GVHD: PGS TS ng Quc Dng Đồ áN Xử lý nớc thải 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: Lu lợng tính toán (l/s) Các thông số tính toán qtb = 173,61 qmax=... cm 35 Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS TS ng Quc Dng Tính toán các công trình xử lí nớc thải phơng án II Các công trình trong sơ đồ dây chuyền công nghệ phơng án II bao gồm: Song chắn rác Bể lắng cát ngang chuyển động vòng Bể lắng ngang đợt I Bể lắng ngang đợt II Sân phơi bùn cặn Bể Aeroten yi Trạm khí nén Máy nghiền rác Khử trùng và máng trộn Bể tiếp xúc Bể chứa khí đốt B nộn bựn Sân phơi cát Trong. .. 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 SV: Nguyễn Duy Tõm, Ms 4840.50 - 50MN3 18 GVHD: PGS TS ng Quc Dng Đồ áN Xử lý nớc thải thành phần thẳng đứng của vận tốc nớc thải trong bể ,với v = 8mm/s tra bảng 26 trong TCXDVN 51 2006 = 0,03mm/s Với H =2,5 m tra bảng 28 trong. .. ngang b (mm) 600 600 600 Độ đầy 0.42 0.56 0.26 Vận tốc (m/s) 0.93 1.03 0.79 3.2 Tính toán bể lắng cát ngang 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: 1 2 1-MƯƠNG DẫN NƯớC VàO 2-MƯƠNG DẫN NƯớC RA 3-Hố THU CặN 3 4-MƯƠNG PHÂN PHốI NƯớC 5-MƯƠNG THU NƯớC 2 1 4 5 Sơ đồ bể lắng cát ngang Bể lắng cát ngang đợc xây dựng để tách các hợp phần không tan vô... phòng Số thùng chứa Clo cần thiết dự trữ cho nhu cầu Clo trong một tháng sẽ là: N= y ì 24 ì 30 tb q = 1,875 ì 24 ì 30 = 3 (thùng) 500 trong đó: q : Trọng lợng Clo trong thùng chứa, kg Lu lợng nớc Clo lớn nhất đợc tính theo công thức: h qmax= a ì Q max ì 100 b ì 1000 ì 1000 trong đó: b: Nồng độ Clo hoạt tính trong nớc, lấy bằng độ hoà tan của Clo trong nớc của ejector, phụ thuộc vào nhiệt độ, b = 0,15%... 6.0, 42 d) Thời gian nớc lu lại trong bể ứng với qmax: t= L 13 = = 43,33( s ) > 30( s) V 0,3 Đảm bảo yêu cầu về thời gian lu nớc trong bể e) Thể tích phần cặn lắng của bể: Wc = P.N tt t (m3) 1000 Trong đó: SV: Nguyễn Duy Tõm, Ms 4840.50 - 50MN3 16 GVHD: PGS TS ng Quc Dng Đồ áN Xử lý nớc thải P: Lợng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu ngời trong một ngày đêm giữ lại trong bể;theo TCVN51:2008 P = 0,02... 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) Do đó: F= 0,02 ì 66962 ì 365 = 120 (m2) 1000 ì 4 Thiết kế sân phơi cát gồm hai ô với kích thớc mỗi ô là 6m ì 10m, sơ đồ nh hình trên 5 Tính toán bể lắng ngang đợt I ta có hàm lợng căn lơ ửng trong nớc thảI là Co = 275,77 mg/l nồng độ BOĐ trong. .. ng Quc Dng Đồ áN Xử lý nớc thải Để đảm bảo cho các công trình xử lý nớc hoạt động đạt hiệu quả, ta cần biết lu lợng nớc thải chảy vào từng công trình và sự dao động lu lợng theo các giờ trong ngày Để xác định lu lợng nớc ta dùng máng Pac -san (Sơ đồ trang sau) Kích thớc máng đợc định hình theo tiêu chuẩn và đợc chọn tuỳ thuộc vào lu lợng nớc qmax= 257,92 (l/s) Với giá trị lu lợng tính toán của trạm . môn học "Xử lý nớc thải", sinh viên ngành cấp thoát nớc phải làm đồ án môn học. Mục đích đồ án là tập cho sinh viên làm quen với việc tổ chức. ì ì Đồ áN Xử lý nớc thải GVHD: PGS. TS ng Quc Dng Thuyết minh phơng án I ở phơng án này, nớc thải từ hệ thống thoát nớc đờng