Đồ Án Xử Lý Nước Thải

Chia sẻ: Caovan Canh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

458
lượt xem 191
download

Đồ Án Xử Lý Nước Thải

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống. Ngày nay do nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, một lượng lớn nước thải xả vào nguồn nước mặt. Nguồn nước sạch trên hành tinh bị áp lực từ hai hướng: sử dụng cho các hoạt động kinh tế - xã hội của con người, dùng để pha loãng và làm sạch nước thải trong các thủy vực

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ Án Xử Lý Nước Thải

Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ II. CÁC TÀI LIỆU THIẾT KẾ 1.Bản đồ địa hình khu vực 2.Điều kiện khí hậu 3.Số liệu về nước thải 4.Tài liệu về địa chất công trình 5.Yêu cầu cơ bản về chất lượng nước III.XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN 1.Xác định lưu lượng tính toán của nước thải 2.Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải theo SS và BOD 3.Xác định dân số tính toán 4.Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải 5.Lựa chọn công nghệ của trạm xử lý 6.Thuyết minh phương án công nghệ IV.TÍNH TOÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.Ngăn tiếp nhận nước thải 2.Tính toán song chắn rác 3.Tính toán bể lắng cát 4.Thiết bị đo lưu lượng 5.Bể lắng ly tâm đợt 1 6.Bể Aroten 7.Bể lắng ly tâm đợt 2 8.Bể nén bùn 9.Bể mê tan................................................................................................................ 10.Sân phơi bùn....................................................................................................... 1 11.Khử trùng nước thải....................................................................................... 23 V.BỐ TRÍ MẶT BẰNG KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 1
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang LỜI MỞ ĐẦU Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống. Ngày nay do nhu cầu s ử dụng nước ngày càng tăng, một lượng lớn nước thải xả vào nguồn nước mặt. Nguồn nước sạch trên hành tinh bị áp lực từ hai hướng: sử dụng cho các hoạt động kinh tế - xã hội của con người, dùng để pha loãng và làm sạch nước thải trong các thủy vực. Con người can thiệp ngày một mạnh mẽ vào chu trình thủy văn toàn cầu. Vì vậy cần phải có chiến lược và biện pháp sử dụng và bảo vệ nguồn nước một cách hợp lý. Xử lý nước thải cũng là một trong những biện pháp quan trọng trong chiến lược bảo vệ nguồn nước. Xử lý nước thải là một môn học chuyên ngành không thể thiếu của ngành Công nghệ Môi trường. Bên cạnh lý thuyết đã học thì đồ án cũng là một phần quan trọng để củng cố lý thuyết và vận dụng nó vào trong thực tế một cách hiệu quả nhất. Khi làm đồ án giúp chúng ta học hỏi thêm nhiều kinh nghiệm trong quá trình học và tạo cho chúng ta sự tư duy cao. Khi làm đồ án này đòi hỏi chúng ta phải tìm ra phương án khả thi nhất mà khi áp dụng vào thực tế nó vừa đảm bảo chất lượng nước sau xử lý, vừa quản lý và vận hành dễ mà cũng vừa kinh tế. Và đó chính là những bước đi đầu tiên, học hỏi được nhiều kinh nghiệm làm hành trang cho chúng em bước vào cuộc sống của nền khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển như hiện nay. Nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy bộ môn Trần Văn Quang đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này. Nhưng đây là đồ án đòi hỏi sự tư duy và lượng kiến thức lớn nên trong quá trình làm đồ án không thể không tránh khỏi những sai sót và sai lệch trong nhận định, do đó sẽ có những sai lệch trong lý luận cũng như trong cách làm nên rất mong thầy xem xét và chỉ bảo thêm để em hoàn thành tốt hơn đồ án. Sinh viên thực hiện Cao Văn Cảnh SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 2
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC SỐ LIỆU CƠ SỞ: Thiết kế sơ bộ trạm xử lý nước thải cho một thành phố và thiết kế kỹ thuật 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: - Hướng gió chủ đạo trong năm: Đông Đông Nam - Nhiệt độ trung bình năm của không khí: 190C 3. Số liệu về nước thải của thành phố: a) Nước thải sinh hoạt: - Dân số thành phố: N = 350000 người - Tiêu chuẩn cấp: qc = 180 l/ng.ngđ b) Nước thải sản xuất và dịch vụ: Tên nhà máy, dịch vụ Số liệu về nước thải Nhà máy Bệnh viện Nhà máy bia Thuỷ Sản 1 Thời gian hoạt động, giờ /ngđ 24/24 16/24 24/24 Lưu lượng, m3/ngđ 450l/giường 4000 2500 Hàm lượng chất lơ lửng, mg/l 450 380 BOD5, mg/l 850 250 COD, mg/l 1500 350 c) Nhiệt độ trung bình của hỗn hợp nước thải sinh hoạt và công nghiệp về mùa đông: 170C 4. Tài liệu về địa chất công trình, địa chất thủy văn và sử dụng đất đai xung quanh khu vực trạm xử lý: a) Mực nước ngầm: + Mùa khô sâu dưới mặt đất: 7m SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 3
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang + Mùa mưa sâu dưới mặt đất: 5m b) Quy hoạch mặt bằng trạm xử lý: Ngoại Thành. 5. Yêu cầu cơ bản về chất lượng nước thải sau khi xử lý xả vào nguồn tiếp nhận: - Hàm lượng chất lơ lửng: không được vượt quá 50 mg/l - Nhu cầu oxy sinh hoá BOD5: không được vượt quá 150 mg/l ( QCVN 08/2008 ) III. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN: 1. Xác định lưu lượng tính toán của nước thải: a) Lưu lượng nước thải sinh hoạt: • Tiêu chuẩn thoát nước trung bình lấy bằng 80% tiêu chuẩn cấp: qtb = 0,8 qc = 0,8.180 = 144 ( m3/ngđ) • Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình ngày đêm tính theo công thức : 144.350000 qtb .N sh Qtb − ngd = 50400( m3/ngđ) = = 1000 1000 • Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình giờ tímh theo công thức : 144.350000 qtb .N sh qtb − h = = 2100 ( m3/h) = 1000.24 1000.24 • Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình giây tính theo công thức : sh 2100.1000 qtb − h sh qtb − s = .1000 = = 583,33 ( l/s) 3600 3600 sh Tra bảng 2 ( Điều 4.12 TCVN 7957-2008 ) qtb − s = 583,33(l/s) tương ứng Kch = 1,48 • Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất ngày đêm: Qmax −ngd = Qtbh− ngd . Kch = 50400.1,48 = 74592 ( m3/ngđ) sh s • Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất giờ : q mzx −h = qtbh− h .Kch = 2100.1,48 = 3100( m3/h) sh s • Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất giây : q max − s = qtbh− s .Kch = 583,33.1,48 = 863,33( l/s) sh s b) Lưu lượng nước thải của nhà máy bia: Thời gian làm việc :24h/ngày • Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm của nhà máy bia là: Qtbiangd = 2500 ( m3/ngđ) b − • Lưu lượng nước thải trung bình giờ của nhà máy bia là: bia 2500 Qtb − ngd bia qtb − h = = 104,167 ( m3/h) = 24 24 SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 4
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang • Lưu lượng nước thải trung bình giây của nhà máy bia là: bia qtb − h .1000 104,167.1000 bia qtb − s = = = 28,94 ( l/s) 3600 3600 c) Lưu lượng nước thải của bệnh viện: Số giường bệnh : 500 giường Tiêu chuẩn thoát nước của bệnh viện : qtBV =450 ( l/người.ngđ ) Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm của bệnh viện là: qtBV .N 450.500 bn Qtb − ngđ = = 225 ( m3/ngđ) 1000 1000 Với N : số giường bệnh. • Lưu lượng nước thải trung bình giờ của bệnh viện là: bv 225 Qtb − ngd bv qtb − h = = 9,375 ( m3/h) = 24 24 • Lưu lượng nước thải trung bình giây của bệnh viện là: q bv .1000 9,375.1000 bv qtb − s = tb − h = = 2,6( l/s) 3600 3600 d) Lưu lượng nước thải của nhà máy Thuỷ Sản 1 • Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm của nhà máy Thuỷ Sản 1 ts Qtb − ngd = 4000 ( m3/ngđ) • Lưu lượng nước thải trung bình giờ của nhà máy Thuỷ Sản 1 ts 4000 Qtb − ngd ts qtb − h = = 250 ( m3/h) = 16 12 • Lưu lượng nước thải trung bình giây của nhà máy Thuỷ Sản 1 là: q ts .1000 250.1000 ts qtb − s = tb − h = = 69,44 ( l/s) 3600 3600 e)Lưu lượng tính toán nước thải khu đô thị • Lưu lượng tổng cộng trung bình ngày đêm Qtb − ngd = ΣQi = Qmax −ngd + Qtbv− ngd + Qtbiangd + Qtb − ngd tc sh b b ts − = 50400 + 225 + 2500 + 4 = 94089 ( m3/ngđ) • Lưu lượng tổng cộng trung bình giờ : tc 94089 Qtb − ngd tc q = 3920,4 ( m3/h) = = tb − h 24 24 • Lưu lượng tổng cộng trung bình giây : tc 3920,4.1000 qtb − h .1000 tc qtb − s = = = 1089 (l/s) 3600 3600 • Lưu lượng tổng cộng lớn nhất ngày đêm Qmax −ngd = ΣQi = Qmax −ngd + Qtbv− ngd + Qtbiangd + Qtb − ngd tc sh b b ts − =74592 + 225 + 2500 + 4000 = 81317 ( m3/ngđ) SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 5
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang • Lưu lượng tổng cộng lớn nhất giờ : tc q max −h = 3513,542 ( m3/h) • Lưu lượng tổng cộng lớn nhất giây : tc 3513,542 .1000 q max − h .1000 tc q max − s = = = 976 (l/s) 3600 3600 • Lưu lượng tổng cộng nhỏ nhất giờ: tc q min − h = 869,542 ( m3/h) • Lưu lượng tổng cộng nhỏ nhất giây: tc q min −h .1000 869,542.1000 tc q min − s = = = 241,54 (l/s) 3600 3600 Bảng phân bố lưu lượng: Nước Nước thải Nước thải thải Nước thải Lưu lượng Các sinh hoạt bệnh Dệt nhuộm tổng cộng nhà máy bia giờ viện %Qsh m3 m3 m3 m3 m3 %Qtc SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 6
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang 0-1 1,5 756 104,167 9,375 0 869,542 1,522 1-2 1,5 756 104,167 9,375 0 869,542 1,522 2-3 1,5 756 104,167 9,375 0 869,542 1,522 3-4 1,5 756 104,167 9,375 0 869,542 1,522 4-5 2,5 1260 104,167 9,375 0 1371,542 2,404 5-6 3,5 1764 104,167 9,375 250 2127,542 3,724 6-7 4,5 2268 104,167 9,375 250 2631,542 4,607 7-8 5,5 2772 104,167 9,375 250 3135,542 5,489 8-9 6,25 3150 104,167 9,375 250 3513,542 6,151 9-10 6,25 3150 104,167 9,375 250 3513,542 6,151 10-11 6,25 3150 104,167 9,375 250 3513,542 6,151 11-12 6,25 3150 104,167 9,375 250 3513,542 6,151 12-13 5,0 2520 104,167 9,375 250 2883,542 5,048 13-14 5,0 2520 104,167 9,375 250 2883,542 5,048 14-15 5,5 2772 104,167 9,375 250 3135,542 5,489 15-16 6,0 3024 104,167 9,375 250 3387,542 5,930 16-17 6,0 3024 104,167 9,375 250 3387,542 5,930 17-18 5,5 2772 104,167 9,375 250 3135,542 5,489 18-19 5,0 2520 104,167 9,375 250 2883,542 5,048 19-20 4,5 2268 104,167 9,375 250 2631,542 4,607 20-21 4,0 2016 104,167 9,375 250 2379,542 4,116 21-22 3,0 1512 104,167 9,375 0 1625,542 2,846 22-23 2,0 1008 104,167 9,375 0 1121,542 1,963 23-24 1,5 756 104,167 9,375 0 869,542 1,522 Tổng 100 50400 2500 225 4000 57125 100 2. Xác định nồng độ chất bẩn nước thải theo chất lơ lửng (SS) và theo (BOD) a) Xác định nồng độ chất bẩn theo chất lơ lửng SS: • Hàm lượng chất lơ lững SS trong nước thải sinh hoạt được tính theo công thức sau: (350000.0, 6.30 + 350000.0, 4.60).1000 Csh = = 291,67 (mg/l) 50400.1000 Trong đó :60 là tải lượng chất lơ lửng của nước thải sinh hoạt cho 1 người trong một ngày đêm lấy theo ( bảng 7-4,Điều 7.7 TCVN 51/2008 ) nll = 60g/ng.ngđ 30 : là tải lượng chất lơ lửng của nước thải sinh hoạt cho 1 người trong một ngày đêm khi họ sử dụng bể tự hoại 0,6 :Số hộ sử dụng bể tự hoại 0,4 : Số hộ không sử dụng bể tự hoại 50400 :lưu lượng thoát nước (m3/ngđ ) SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 7
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang • Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải của các nhà máy sản xuất ,trong khu đô thị phải xử lý sơ bộ đạt tiêu chuẩn thải (TCVN 5945/2008 ,C = 200 mg/l) trước khi xả vào hệ thống thoát nước của đô thị • Hàm lượng chất lơ lững SS trong nước thải của nhà máy bia C = 380 mg/l ( Vượt mức tiêu chuẩn → phải xử lý cục bộ để đạt Cbia = 200 mg/l) • Hàm lượng chất lơ lững SS trong nước thải của nhà máy Thuỷ Sản 1 C = 450 mg/l ( Vượt mức tiêu chuẩn → phải xử lý cục bộ để đạt Cthuysan1 = 200 mg/l) • Hàm lượng chất lơ lững SS trong nước thải của bệnh viện: Hệ số phục vụ 1:1 → Số người trong bệnh viện : 500 x 2 = 1000 người nll .1000 60.1000 = 266, 667 (mg/l) Cbv = Q bv == 225 tb − ngđ Hàm lượng chất lơ lững trong nước thải của bệnh viện khi xả vào hệ thống thoát nước của khu đô thị phải thoả mãn (TCVN 7382/2004 , C = 100 mg/l ) • Hàm lượng chất lơ lững SS trong hỗn hợp nước thải : C sh × Qsh + C bv × Qbv + C bia × Qbia × C thuýan × Qthuysan Ctc = Qsh + Qbv + Qbia + Qthuysan 291,67 x50400 + 100 x 225 + 200 x 2500 + 200 x 4000 = = 280,48 (mg/l) 50400 + 225 + 2500 + 4000 b) Xác định nồng độ chất bẩn theo BOD: • Hàm lượng BOD trong nước thải sinh hoạt được tính theo công thức sau: n BOD × 1000 (350000 x0,6 x 21 + 350000 x0,4 x30) x1000 Lsh = = = 170,83 ( mg/l ) qt 50400 x1000 nBOD : tải lượng chất bẩn theo BOD5 của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người trong ngày đêm lấy theo bảng 7-4,Điều 7.7 TCVN 51/2008 ), nNOS = 30 g/ng.ngđ. • Hàm lượng chất hữu cơ tính theo BOD5 trong nước thải của các nhà máy sản xuất trong khu đô thị phải xử lý sơ bộ đạt được tiêu chuẩn thải ,( TCVN 5945/2008 , LBOD5 = 100 mg/l ) trước khi xả vào hệ thống thoát nước của đô thị • Hàm lượng BOD5 của nước thải nhà máy bia Lbia = 250 mg/l (vượt mức TC → phải xử lý cục bộ để đạt Lbia = BOD5 = 100 mg/l) • Hàm lượng BOD5 của nước thải nhà máy thủy sản 1 LThủySản1 = 850mg/l (vượt mức TC → phải xử lý cục bộ để đạt LThủySản1 = BOD5 = 100 mg/l) • Hàm lượng BOD5 trong nước thải bệnh viện được tính theo công thức sau: n BOD .N 30 x1000 LBOD5 = = = 133,33 (mg/l) BV BV Qtb − ngđ 225 Hàm lượng chất hữu cơ tính theo BOD5 trong nước thải bệnh viện khi xả vào hệ thống thoát nước của đô thị phải thỏa mãn ,( TCVN 7382/2004 , LBOD5 = 30 mg/l ) SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 8
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang LBOD5 = 133,33 mg/l > 30 ng/l ,phải xử lý sơ bộ BV • Hàm lượng NOS5 trong hỗn hợp nước thải: Lsh × Qsh + Lbv × Qbv + Lbia × Qbia × LTS × QTS Ltc = Qsh + Qbv + QTS + QTS 170,83 x50400 + 30 x 225 + 100 x 2500 + 100 x 4000 = = 162,21 (mg/l) 50400 + 225 + 2500 + 4000 3. Xác định dân số tính toán • Dân số tương đương theo chất lơ lửng CTS .QTS + C bia.Qbia + C bv .Qbv ll N td = nll 200 x 4000 + 200 x 2500 + 100 x 225 = 22042 (người) = 60 • Dân số tính toán theo chất lơ lửng: Nll = N + N tdl = 3500000 + 22042 = 372042 (người ) l • Dân số tương đương theo BOD5 : Lbia .Qbia + LTSt .QTS + Lbv .Qbv N td = NOS n BOD 100 x 2500 + 100 x3645 + 30 x 225 = 21892 (người) = 30 • Dân số tính toán theo BOD20 : NBOD = N + N tdOD = 3500000 + 21892 = 371892 (người) B 4. Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải: • Để lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý nước thải thích hợp đảm bảo hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào tưới thủy lợi loại B (QCVN 08/2008 )v ới các yêu cầu cơ bản - Hàm lượng chất lơ lửng SS ≤ 50 mg/l - Nhu cầu oxy sinh học BOD5 ≤ 15 mg/l • Mức độ cần thiết xử lý nước thải thường được xác định theo : - Hàm lượng SS phục vụ cho tính toán công nghệ xử lý cơ học. - Hàm lượng BOD5 phục vụ cho tính toán công trình và công nghệ xử lý sinh học • Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng được tính theo công thức: 280,48 − 50 Css − Css v tn .100% = 82,17 (%) .100% = Ess = v 280,48 Css v Trong đó: Css - hàm lượng chất lơ lửng của hỗn hợp nước thải. tn Css - hàm lượng chất lơ lửng của nguồn tiếp nhận. • Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5 : 162,21 − 15 LvBOD − Ltn .100% = 90,75 (%) BOD .100% = EBOD = v 162,21 L BOD SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 9
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang Trong đó: LvBOD - hàm lượng BOD20 của hỗn hợp nước thải. LtBOD - hàm lượng BOD20 của nguồn tiếp nhận. n Kết quả tính toán về mức độ cần thiết xử lý nước thải trên cho thấy cần thiết phải xử lý sinh học hoàn toàn. 5. Lựa chọn công nghệ của trạm xử lý Dựa vào: - Công suất của trạm xử lý. Thành phần và đặc tính của nước thải. - Mức độ cần thiết xử lý nước thải. - Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng. - - Phương pháp xử dụng cặn. - Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng trạm xử lý nước thải. - Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác. Chọn công nghệ xử lý như sau: • Xử lý cơ học: - Ngăn tiếp nhận. - Song chắn rác. - Bể lắng cát + sân phơi cát - Bể lắng ly tâm đợt I • Xử lý sinh học Aeroten (vi sinh vật lơ lửng – bùn hoạt tính) - - Bể lắng ly tâm đợt II. • Xử lý cặn: - Bể nén bùn đứng. - Bể mêtan. - Làm ráo nước ở sân phơi bùn. Khử trùng và xả nước sau xử lý ra sông hồ dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi - Khử trùng nước thải. Máng trộn vách ngăn có lỗ. - Sơ đồ dây chuyền công nghệ: SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 10
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang Nước thải Ngăn tiếp nhận Song chắn rác vận chuyển Bể lắng cát Sân phơi cát Vận Cát chuyển ngang Cặn tươi Bể lắng ly tâm Đợt I Cấp khí Aeroten Bùn tuần hoàn Bể lắng ly tâm Bể nén cặn Bể mêtan Đợt II Bùn dư Clo Sân phơi bùn Máng trộn Bể tiếp xúc Vận chuyển Biển loại B 6. Thuyết minh phương án công nghệ • Ở phương án này .nước thải từ hệ thống thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải đến trạm xử lý bằng ống dẫn đến ngăn tiếp nhận SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 11
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang • Rác được giữ lại ở song chắn rác và vận chuyển đi nơi khác để xử lý ,còn nước thải đã được tách tiếp tục đưa đến bể lắng cát . Ở đây , thiết kế bể lắng cát ngang nước chảy thẳng để đảm bảo hiệu quả lắng cát và các cặn lớn . Sau 1 thời gian cát lắng từ bể lắng cát được đưa đến sân phơi cát • Nước thải sauu khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ly tâm đợt I , tại đây các chất không hòa tan trong nước thải như chất hữu cơ được giữ lại . Cặn lắng được đưa đến bể meetan để lên men . Nước thải tiếp tục đi vào bể Aroten và bể lắng ly tâm đợt II. • Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aroten giúp tăng hiệu quả xử lý , nột lượng bùn hoạt tính dư được đưa qua bể nén bùn giảm dung tích , sau đó dưa qua bể mêtan . • Sau bể lắng đọt II hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu xử lý ,xong vẫn còn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn . Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng , máng trộn . Sau các công đoạn đó nước thải đ ược xả ra nguồn tiếp nhận . • Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi lên men ở bể meetan đưa ra sân phơi bùn làm khô dến một độ ẩm nhất định . Bùn cặn sau đó được dung cho mục đích nông nghiệp III. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI: 1. Ngăn tiếp nhận nước thải: • Nước thải được bơm theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận của tr ạm xử lý. Ngăn tiếp nhận được đặt ở vị trí cao để nước thải từ đó có thể tự chảy qua đường công trình đơn vị của trạm xử lý. • Dựa vào lưu lượng tính toán đã được xác định, q = qmax,h + qhl = 3513,542 +9,49 = 3522,49 m3/h , Với qhl = 9,49 m3/h : Lượng nước hồi lưu từ sân phơi cát Kích thước của ngăn tiếp nhận nước thải trang 111 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết , chọn 2 ngăn tiếp nhận với thông số mỗi ngăn như sau : • Đường ống áp lực từ trạm bơm dến mỗi ngăn tiếp nhận : 2 ống với đ ường kính mỗi ống d = 600 mm Kích thước của ngăn tiếp nhận như sau: Lưu lượng Đường kính nước thải ống áp lực, Kích thước của ngăn tiếp nhận 3 Q ( m /h) Nước thải(mm) d vào 2 ống A B H H1 h h1 b H 3522,49 600 2800 2500 2000 1600 750 900 800 h Ngăn tiếp nhận Cấu tạo của ngăn tiếp nhận như sau B : b A SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 12 Ngăn tiếp nhận
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang Mương dẫn nước Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận tới các công trình tiếp theo có tiết diện hình chữ nhật. • Kết quả tính toán thuỷ lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận: ( Bảng 35 tiết diện hình chữ nhật B = 800 mm ,Các bảng timhs toán thủy lực cống và nương thoát nước – GS.TS.Trần Hữu Uyển ) Lưu lượng tính toán, L/s Thông số thuỷ lực q = qtb +qhl= q = qmax + qhl = q = qmin + qhl = 661,17 + 2,63 976 + 2,63 = 241,54 + 2,63 = = 663,8 978, 63 244,17 Độ dốc i 0,0008 0,0008 0,0008 Vận tốc v ( m/s) 0,87 0,93 0,71 Độ đầy h/B (m) 1,1 1,7 0,54 Bề rộng (mm) 800 800 800 Chiều cao lớp nước (m) 0,88 1,36 0,432 60 16 Nước thải vào 60 13 Cấu tạo mương dẫn như hình sau : Ngăn tiếp nhận B Mương dẫn nước 80 0 SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 13 Mương dẫ n nước
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang Chiều cao xây dưng mương : H = hmax + hbv (m) trong đó: hmax là chiều cao lớp nước lớn nhất trong mương hmax = 1,36 m hbv là chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3 m  Chiều cao xây dựng mương H = 1,36 + 0,3 = 1,66 (m) 2.Tính toán song chắn rác: Chọn 2 song chắn rác trong đó 1 song chắn làm việc, 1dự phòng. Chọn mương dẫn nước thải ở mỗi song chắn rác là mương có tiết diện hình chữ nhật , có các kích thước cũng như các thông số kỹ thuật như mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đên song chắn rác Sơ đồ cấu tạo như hình vẽ : h ht hs Bs >20 L2 L5 L4 L3 L1 Lp • Chiều cao lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều cao lớp nước của mương dẫn nước h = hmax = 1,36 m • Số khe hở của song chắn rác: SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 14
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang q max 0,97863 ×k = × 1,05 = 50,78 = 51 ( khe ) n= v s × b × hmax 0,93 × 0,016 × 1,36 Trong đó: n - là số khe hở qmax - lưu lượng lớn nhất giây: qmax = 0,97863 (m3/s) vs - tốc độ nước chảy qua song chắn: vs = 0,93 (m/s) b - khoảng cách giữa các khe hở b = 16 mm = 0,016 m ( TCVN 51/2008 mục 7.21 ) k - hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, k = 1,05 • Chiều rộng của song chắn rác được tính theo công thức sau Bs = s(n +1) + (b.n) = 0,008(51+1)+(0,016.51) = 1,23 (m) Trong đó : s là bề dày của thanh song chắn rác, thường lấy 0,008m. • Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn ứng với qmin để khắc phục khả năng lắng cặn tại đó, vận tốc này phải lớn hơn 0,4 m/s : q min 0,24417 = 0,46 (m/s) → thõa mãn. vmin = = Bs × hmin 1,23 × 0,432 Trong đó qmin là lưu lượng nhỏ nhất chảy qua song chắn rắc. ⇒ Vậy tại đây cặn không thể lắng . • Tổn thất áp lực ở song chắn rác : 2 v max .K 1 hs = ξ . (m) 2.g Trong đó: vmax – vận tốc của nước thải trước song chắn rác ứng với chế độ qmax. Kl – hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn. K = 2-3 ,chọn K1 = 3. ξ - hệ số sức cản cục bộ của song chắn rác: 3 3 ξ = β . b  . sin(α ) = 1,83. 0,008  . sin(60) = 0,628 4 4    l  0,016  β - hệ số phục thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn. Tra bảng 3-7 Trang 116 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết chọn β = 1,83. α - góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy α = 600. 0,93 2.3 ⇒ hs = 0,628. = 0,08 (m) 2.9,81 • Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1 với góc mở rộng của mương là 200 B s − Bm 1,23 − 0,8 L1 = 0= = 0,6 (m) 2.0,364 2tg 20 Với Bm = 0,8 m : Chiều rộng mương dẫn SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 15
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang Bs = 1,23 m : Chiều rộng của song chắn rác • Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn rác L2 0,6 L1 L2 = = = 0,3 m 2 2 • Chiều dài phần mương mở rộng đặt song chắn rác Ls = 1,5m • Vậy chiều dài xây dựng là : L = L1 + L2 + Ls = 0,6 + 0,3 + 1,5 = 2,4 (m) • Chiều cao xây dựng đặt song chắn rắc Hxd = hmax + hs + 0,5 = 1,36 + 0,08 + 0,5 = 1,94 m Trong đó : hbv = 0,5 m :Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất hmax = 1,36 m : Chiều cao lớp nước trong mương dấn ứng với lưu lượng lớn nhất hs = 0,08 m :Tổn thất áp lực của song chắn rác • Khối lượng rác lấy ra trong một ngày đêm từ song chắn rác: 8 × 372042 a × N ll = 8,15 (m3/ngđ) Wr = = 365 × 1000 365 × 1000 Trong đó: a - lượng rác tính cho đầu người trong năm Với chiều rộng khe hở của các thanh trong khoảng 16 ÷ 20mm, a = 8 L/ng.năm Nll – dân số tính toán theo chất lơ lửng., N = 372042 người • Trọng lượng rác ngày đêm: P = Wr × G = 8,15 × 750 = 6112,5 (Kg/ngđ) = 6,1125 (T/ngđ) Trong đó : G :Khối lượng riêng của rác ,G = 750 kg/m3 ( Điều 6.14 Trang 29 TCVN 51/2008 ) • Trọng lượng rác từng giờ: P 6,1125 × Kh = × 2 = 0,51 (T/h ) Ph = 24 24 Với : Kh – hệ số không điều hòa giờ của rác, lấy bằng 2 3. Tính toán bể lắng cát: a) Nhiệm vụ: bể lắng cát ngang được thiết kế để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như cát sỏi, xỉ, và các vật liệu rắn khác có trọng lượng riêng lớn hơn các chất hữu cơ có thể phân hủy trong nước thải như vỏ trứng, dăm bào, vỏ hạt và rác thực phẩm nghiền. Việc tách loại khỏi nước thải các tạp chất này rất cần thiết để tránh nhưnữg ảnh hưởng xấu đến hiệu suất làm việc của các công trình phía sau. b) Kết quả tính toán thuỷ lực mương dẫn nước thải đến bể lắng cát (giống mương dẫn đến song chắn rác) : Lưu lượng tính toán, L/s Thông số thuỷ lực q = qtb +qhl= q = qmax + qhl = q = qmin + qhl = 661,17 + 2,63 976 + 2,63 = 241,54 + 2,63 = = 663,8 978, 63 244,17 Độ dốc i 0,0008 0,0008 0,0008 Vận tốc v ( m/s) 0,87 0,93 0,71 SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 16
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang Độ đầy h/B (m) 1,1 1,7 0,54 Bề rộng (mm) 800 800 800 Chiều cao lớp nước (m) 0,88 1,36 0,432 c) Tính toán: • Chiều dài bể lắng ngang được tính theo công thức sau: 1000 xKxVmax xH n 1000 x1,3 x0,3x1 = = m) L= U0 24,2 Trong đó: Vmax - tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với l ưu lượng lớn nhất, Vmax = 0,3m/s ( Điều 7.33 TCVN 51/2008 Trang 40 ) H = 1 m : Độ sâu tính toán trong bể l ắng cát ( Đi ều 7.33 TCVN 51/2008 Trang 40 ) , thì H = 0,25- 1m , chọn H =1 m U0 : Kích thước thủy lực của hạt cát ( Bảng 7-5 TCVN 51/2008 Trang 39 ) K :Hệ số tỉ lệ ( Bảng 7-6 TCVN 51/2008 Trang 39 ) K = 1,3 ứng với U 0 = 24,2 mm/s, K = 1,7 ứng với U0 = 18,7 mm/s Theo phương án đang xét ,cặn từ bể lắng đợt I sẽ được xử lý ở bể mêtan bằng quá trình sinh học kị khí , do đó nhiệm vụ của bể lắng cát là phải loại bỏ đ ược cát có c ỡ hạt d = 0,25 mm để tránh ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học kị khí .Khi đó U0 = 24,2 mm/s • Diện tích mặt cắt ướt của bể tính theo công thức: q max − s 0,97863 = 1,63 (m2) F= = Vmax .N 0.3.2 Trong đó : qmax = 0,976 + 0,00236 = 0,97863 m3/s: Lưu lượng lớn nhất tổng cộng của nước thải N = 2 : Số đơn nguyên làm việc trong trạm xử lý nước thải • Chiều ngang tổng cộng bể lắng cát: F 1,63 B=H = = 1,63 (m) 1 • Chọn bể lắng cát ngang gồm 3 đơn nguyên, trong đó 2 đ ơn nguyên công tác và 1 đơn nguyên dự phòng, chiều ngang mỗi đơn nguyên: b = 1,63 (m) • Thể tích phần nén cặn của bể lắng cát ngang được tính theo công thức sau: 372042 × 0,02 × 1 N ll × P × T = 7,44 (m3) Wc = = 1000 1000 Trong đó: P - lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong một ngày đêm, theo điều 7.34 TCVN 51/2008 ứng với hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn P = 0,02 l/người.ngđ. T - chu kỳ xả cát : T ≤ 2 ngày đêm, để đảm bảo cho cặn cát không kịp phân hủy, chọn T = 1 ngày đêm. Nll – dân số tính toán theo chất lơ lửng.N =372042 người • Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong một ngày đêm: SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 17
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang 7,44 Wc hc = = = 0,14 (m) 16 × 1,63 × 2 L×b× N • Chiều cao xây dựng của lắng cát ngang: Hxd = H + hc + 0,5 = 1,36 + 0,14 + 0,5 = 1,9 (m) Trong đó : hmax = 1,36 m Chiều cao lớp nước có trong bể lắng cát ứng với lưu lượng lớn nhất hbv = 0,4 m Khoảng cách từ mực nước đến thành bể * Kiểm tra lại tính toán với điều kiện vmin ≥ 0,15 m/s q min 0,24154 = 0,17 ≥ 0,15 m/s vmin = = 2 × b × hmin 2 × 1,63 × 0,432 Trong đó hmin = 0,432 m :Chiều cao lớp nước trong bể lắng cát khi lưu lượng nước thải là nhỏ nhất Cát ở bể lắng cát được gom về hố tập trung ở đầu bể lắng bằng thiết bị cào cơ giới, từ đó thiết bị nâng thuỷ lực sẽ đưa hỗn hợp cát - nước đến sân phơi cát. Để dẫn cát đến sân phơi cát bằng thiết bị nâng thủy lực ,cần pha loãng cát v ới n ước thải sau xử lý với tỉ lệ 1:20 theo lượng cát - Nước công tác do máy bơm với áp lực 2- 3 at - Thời gian mỗi lần xả cát dài 30 phút - Độ ẩm của cát : 60% - Trọng lượng thể tích của cát : 1,5 T/m3 • Lượng nước cần thiết cho thiết bị nâng thuỷ lực Qct = Wc × 1,5 × 20 = 7,44 × 1,5 × 20 = 223,2 (m3/ngđ) = 9,3 m3/h d) Tính toán sân phơi cát: Cát sau khi ra khỏi bể lắng cát ngang có chứa một lượng nước đabgs kể , do đó cần làm ráo cát ( tách nước ra khỏi cát ) để dễ dàng vận chuyển đi nơi khác . Qúa trình này được diễn ra tại sân phơi cát • Diện tích của sân phơi cát được tính theo công thức: 372042 × 0,02 × 365 N ll × P × 365 = 543,2 (m2 ) F= = 1000 × 5 1000 × h Trong đó: P – lượng cát tính theo đầu người, P = 0,02 (l/người.năm) Nll – dân số tính toán theo chất lơ lửng. h – chiều cao lớp bùn cát trong năm, h = 4 ÷ 5 m/năm. Chọn sân phơi cát gồm 4 ô, diện tích mỗi ô bằng 543,2 : 4 = 136 (m2). • Kích thước mỗi ô trong mặt bằng: 10 m x 13,6 m. • Lượng nước có trong cát là : Qnc = 60%.Wc = 0,6 . 7,44 = 4,46 (m3/ngđ ) Tổng lượng nước hồi lưu về đầu trạm xử lý bằng tổng lượng nước sạch dung khi cần pha loãng cát với nước thải để xả cát bằng thiết bị nâng thủy lực và lượng nước có trong cát Qhl = Qnc +Qct = 4,46 + 223,2 = 227,66 ( m3/ngđ ) = 9,49 ( m3/h ) = 2,63 ( l/s ) 4. Thiết bị đo lưu lượng: MẶT BẰNG SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 18
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang L1 L2 L3 E W A B Sơ đồ máng Parsal Để đảm bảo cho các công trình xử lý nước hoạt động đạt hiệu quả, ta cần biết l ưu lượng nước thải chảy vào từng công trình và sự dao động lưu lượng theo các giờ trong ngày. Để xác định lưu lượng nước ta dùng máng Parsal. Kích thước máng được đ ịnh hình theo tiêu chuẩn và được chọn tuỳ thuộc vào lưu lượng nước. Với giá trị lưu lượng tính toán của trạm là: qmax= 976 + 2,63 = 978,63 l/s qtb = 661,17 + 2,62 = 663,8 l/s qmin = 241,54 + 2,63 = 244,17 l/s. Theo bảng 3-37 trang 230 Giáo Trình “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp-Lâm Minh Triết“, ta chọn máng Parsal có các kích thước sau: b A B C1 C2 L1 L2 L3 W 7,5cm 108 cm 50 cm 120 cm 120 cm 145 cm 60 cm 90 cm 80 cm 6 7 5. Bể lắng ly tâm đợt I: a) Nhiệm vụ: bể lắng đợt I có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong 5 nước thải sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó. Ở đây, các chất l ơ l ửng có t ỷ trọng lớn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất lơ lửng có tỷ trọng nhỏ hơn 4 tỷ trọng của nước sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể. Vì công suất của trạm lớn nên chọn bể lắng ly tâm sẽ cho hiệu suất cao hơn, tốn ít diện tích đất và có thể vừa làm việc vừa xả cặn. 3 8 2 SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 1 Trang 19
Đồ Án Xử Lý Nước Thải GVHD:T.S.Trần Văn Quang GHI CHÚ 1. Ống dẫn nước 2. Hố thu cặn 3. Vách ngăn hướng dòng 4. Máng thu nước vòng 5. Tấm ngăn chất nổi 6. Lan can công tác 7. Thanh gạt chất nổi 8. Thanh gạt bùn Bể lắng ly tâm b) Tính toán: • Thể tích tổng cộng của bể: Wlg = qlg x t = 3523,03 x 1,5 = 5284,55 m3 Trong đó : qlg = qmax,h + qct qmax,h : Lưu lượng trung bình giờ. q ct : Lưu lượng nước sạch dùng để pha loãng cát để vận chuyển cát bằng thiết bị nâng thủy lực (m3/h ) t – thời gian lắng của bể, thường lấy bằng 1,5h. qlg = 3513,542 + 9,49 = 3523,03 (m3/h ) Chọn 3 bể làm việc và một bể dự phòng, thể tích mỗi bể là: W 5284,55 Wb = = = 1761,52 m3 3 3 • Diện tích mỗi bể trong mặt bằng : Wb 1761,52 = = 464 m2 F= H 3,8 Trong đó: H – chiều sâu vùng lắng của bể lắng ly tâm (1,5 – 5m). Tỷ lệ giữa đường kính D và chiều sâu vùng lắng lấy trong khoảng từ 6 đến 12,( Điều 7.60 mục b Trang 49 TCVN 51/2008 ) chọn H = 3,8m. • Đường kính mỗi bể : 4 × 464 4F = = 24,3 ,chọn D = 25 m D= π 3,14 SVTH:Cao Văn Cảnh- Lớp 07MT2 Trang 20