Báo cáo Kinh tế kỹ thuật Dự án đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải bệnh viện Đa khoa Trung ương Thái Nguyên

thu được bơm tới bể điều hoà và xử lý sơ bộ, nhằm điều hoà thành phần chất bẩn và lưu lượng nước nước thải đồng thời tại đây thực hiện quá trình xử lý sơ bộ bằng phương pháp sục khí, các vi sinh vật có sẵn trong nước thải oxi hoá 1 phần hợp chất hữu cơ thành chất ổn định bông cặn dễ lắng (một phần khử BOD, COD) . Nước thải sau khi qua bể chứa điều hoà được bơm lên bể keo tụ và lắng sơ cấp có kết hợp ngăn trộn và ngăn phản ứng. Bể keo tụ và lắng sơ cấp được sử dụng để tách các tạp chất lơ lửng ra khỏi nước thải. Chất keo tụ và trợ keo tụ từ hệ thiết bị pha - chứa - định lượng hoá chất sẽ được bơm định lượng đưa và ngăn trộn và ngăn phản ứng của bể. Nhờ sự có mặt của chất keo tụ và trợ keo tụ một số kim loại nặng cũng được lắng xuống và thải ra ngoài. Hiệu suất của bể lặng đạt tới 80%. Tiếp đó nước được chảy tràn qua bể lọc sinh học nhỏ giọt. Tại đây dựa vào khả năng của các vi sinh vật sử dụng những chất hữu cơ chứa trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng để sống và biến đổi chất, giải phóng các chất vô cơ vô hại. Trong bể lọc sinh học, nước thải được tưới đều xuống lớp vật liệu lọc thường là các loại đá cục, cuội, than cục có kích thước không lớn hơn 30mm, với chiều cao vật liệu lọc từ 1,5 đến 2 m. Các hạt vật liệu lọc sẽ hình thành một lớp màng vi sinh vật. Nhờ hệ thống ống nhựa PVC phân phối oxy được cấp vào bể qua dàn ống và các đầu khuyếch tán khí (disc diffuser) đặt ở đáy bể. Nước ra khỏi bể lọc sinh học được bơm lên ngăn lắng thứ cấp, phần bùn lắng xuống đáy và được đưa tới bể phân huỷ bùn còn phần nước trong dẫn đến thiết bị khử trùng để trừ diệt những vi khuẩn, vi rút gây bệnh. Chất khử trùng thường dùng là Clo được đưa từ hệ thống cấp dung dịch khử trùng vào bể khử trùng nhờ bộ châm Clo định lượng. Nước sau khi đã xử lý đạt tiêu chuẩn được thải ra môi trường. Phần bùn tạo ra ở đáy bể xử lý sơ cấp và thứ cấp được xả định kỳ nhờ hệ thống bơm hút bùn, sau đó được tháo xuống bể phân huỷ bùn. Bể xử lý bùn được thiết kế dưới dạng bể tự hoạt nhằm làm giảm đến mức tối thiểu lượng cặn tạo ra. Đính kỳ 12 tháng một lần, Công ty TNHH một thành viên công trình và môi trường đô thị Thái Nguyên đưa xe đến hút cặn đi chôn lấp hợp vệ sinh, nước tách ra từ quá trình xử lý bùn được tuàn hoàn trở lại bể điều hoà. N­íc th¶i BÓ gom + song ch¾n r¸c BÓ ®iÒu hoµ HÖ thèng cÊp khÝ B¬m L¾ng bËc 1 Pha HC keo tô Pha HC trî keo tô Chøa HC keo tô Chøa HC trî keo tô B¬m ®Þnh l­îng BÓ läc sinh häc L¾ng bËc 2 Khö trïng Pha HC khö trïng Chøa HC khö trïng BÓ ph©n huû B¬m ®Þnh l­îng B¬m B¬m ®Þnh l­îng N­íc ®· xö lý Hình 3.1. Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải (phương án 1) 3.3.2.2. Phương án 2 Quy trình công nghệ xử lý của phương án này được thể hiện tại hình 3.2 với các thiết bị chính như sau: - Song chắn rác và bể gom nước thải - Bể điều hoà kết hợp xử lý sơ bộ - Bể keo tụ kết hợp lắng sơ cấp - Bể xử lý sinh học hiếu khí aeroten - Bể lắng thứ cấp - Bể khử trùng - Bể nén bùn - Các thiết bị pha hoá chất đông keo tụ, khử trùng và cấp khí. Nước thải từ các bể phốt, khu vệ sinh ở các khoa, phòng, buồng bệnh được thu gom qua hệ thống cống thu đến bể điều hoà có lắp đặt thiết bị song chắn rác nhằm loại bỏ các tạp vật có kích thước lớn để đảm bảo hoạt động cho các máy móc, thiết bị xử lý trong công đoạn tiếp sau. Bể điều hoà được dùng để điều hoà lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải. Tại đây, nước thải được khuấy trộn và làm thoáng sơ bộ nhờ hệ thống sục khí. Nước thải sau khi qua bể chứa điều hoà được bơm lên bể keo tụ và lắng sơ cấp có kết hợp ngăn trộn và ngăn phản ứng. Bể keo tụ và lắng sơ cấp được sử dụng để tách các tạp chất lơ lửng ra khỏi nước thải. Chất keo tụ và trợ keo tụ từ hệ thiết bị pha - chứa - định lượng hoá chất sẽ được bơm định lượng đưa và ngăn trộn và ngăn phản ứng của bể. Nhờ sự có mặt của chất keo tụ và trợ keo tụ một số kim loại nặng cũng được lắng xuống và thải ra ngoài. Hiệu suất của bể lặng đạt tới 80%. Phần nước trong phía trên đi đến bể aeroten, tại bể hàm lượng bùn hoạt tính được duy trì lơ lửng sẽ oxi hoá các chất bẩn, hợp chất hữu cơ thành những chất ổn định tạo thành bông cặn dễ lắng. Môi trường hiếu khí trong bể đạt được do sử dụng hệ thống sục khí nhằm duy trì hỗn hợp lỏng trong thiết bị luôn ở chế độ khuấy trộn hoàn toàn. Sau một thời gian hỗn hợp sinh khối được đưa sang bể lắng II (Bể lắng thứ cấp). Tại bể lắng II, bùn được lắng xuống tách ra khỏi nước đã xử lý, và một phần bùn lắng tuần hoàn trở lại bể aeroten để duy trì nồng độ bùn hoạt tính trong bể. Phần nước sạch bên trên của bể lắng II chảy qua bể khử trùng để trừ diệt những vi khuẩn gây bệnh. Chất khử trùng là Clo được đưa từ hệ thống cấp dung dịch khử trùng vào bể khử trùng nhờ bơm định lượng. Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 7382/2004, mức II sẽ cho phép thải ra môi trường. Vi sinh vật dùng sử dụng trong quá xử lý gồm những thành viên của nhóm: Pseudomonas, Zoogloea, Achronaobacter, Flavobacterium, Nocadia, Mycobacterium và 2 loại vi khuẩn nitrat hoá là Nitrosomonas và Nitrobacter. Phần bùn tạo ra ở bể lắng I và II được xả định kỳ nhờ áp lực thuỷ tĩnh, bùn được tháo xuống bể nén bùn. Tại bể nén, bùn được làm giảm thể tích và tự phân huỷ, diệt trừ các mầm mống gây bệnh như trứng giun sán và các vi sinh vật ký sinh khác. Phần nước tách ra từ bể chứa bùn được dẫn quay trở lại bể điều hoà. Bùn đã được nén giảm thể tích theo ống dẫn tới bể chứa bùn và định kỳ xe hầm cầu của công ty vệ sinh đến hút mang đi. Lượng bùn này đảm bảo không gây hại, có thể sử dụng trong quá trình xử lý rác thải làm phân bón hoặc phơi khô trong sân phơi tập trung sau đó dùng để cải tạo đất. B¬m bïn tuÇn hoµn Hình 3.2. Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải (phương án 2) N­íc ®· xö lý B¬m ®Þnh l­îng B¬m B¬m ®Þnh l­îng BÓ nÐn bïn Chøa HC khö trïng Pha HC khö trïng Khö trïng L¾ng bËc 2 BÓ Aeroten B¬m ®Þnh l­îng Chøa HC trî keo tô Chøa HC keo tô Pha HC trî keo tô Pha HC keo tô L¾ng bËc 1 B¬m HÖ thèng cÊp khÝ BÓ ®iÒu hoµ BÓ gom + song ch¾n r¸c N­íc th¶i 3.3.2.3. Phương án 3 Quy trình công nghệ xử lý của phương án này được thể hiện tại hình 3.3 với các thiết bị chính như sau: - Song chắn rác và bể gom nước thải - Bể điều hoà kết hợp xử lý sơ bộ - Bể keo tụ kết hợp lắng sơ cấp - Cụm thiết bị xử lý CN – 2000. - Bể lắng Lamen - Bể khử trùng - Bể nén bùn - Các thiết bị pha hoá chất đông keo tụ, khử trùng và cấp khí. Việc thu gom và vận chuyển nước thải từ các khoa, phòng, buồng bệnh được tập trung vào các bể phốt của mỗi khoa phòng và thông qua mạng lưới thoát nước đến bể hợp khối gồm: ngăn thu nước thải có lắp đặt rọ chắn rác, ngăn xử lý hiếu khí sơ bộ, ngăn thu bùn. Rọ chắn rác là công đoạn xử lý đầu tiên rất cần thiết, nó cho phép: - Bảo vệ các công trình phía sau, cản các vật lớn đi qua có thể gây nên tắc nghẽn trong các công trình tiếp sau, đảm bảo cho độ bền của thiết bị, máy móc. Nước thải qua rọ chắn rác tập trung vào ngăn thu nước và được bơm sang ngăn xử lý hiếu khí sơ bộ. Tại đây nước thải được trộn với các chế phẩm vi sinh DW97 với nồng độ 2-3mg/l, bằng phương pháp sục khí lợi dụng những vi sinh vật có sẵn trong nước thải duy trì ở trạng thái lơ lửng, oxi hoá hợp chất hữu cơ thành những chất ổn định thuận lợi cho các giai đoạn xử lý tiếp theo. Môi trường hiếu khí trong bể đạt được do sử dụng máy thổi khí loại chìm cung cấp với kích thước bọt khí nhỏ mịn và trung bình. Tiếp theo nước thải được bơm lên thiết bị xử lý hợp khối dạng tháp, thiết bị xử lý aerofill - aeroten có đệm vi sinh CN-2000 (đệm vi sinh được chế tạo từ vật liệu nhựa hoặc vật liệu hữu cơ khác có thông số: Độ rỗng >90%, bề mặt riêng 250-300m2/m3). Tại đây thực hiện 3 quá trình xử lý vi sinh sau: + Aerofil (trộn khí cưỡng bức) cường độ cao bằng việc dùng không khí thổi cưỡng bức để hút và đẩy nước thải. + Aeroten kết hợp biofilter dòng xuôi có lớp đện vi sinh bám ngập trong nước. + Anareobic dòng ngược với vi sinh lơ lửng. Sau đó, nước thải cùng bùn hoạt hoá chuyển qua bể lắng lamen (Đệm lamen có thông số: Độ rỗng >95%, bề mặt riêng 150-200m2/m3) để tách khỏi bùn hoạt hoá và cặn lơ lửng hữu cơ khác, tại bể này có đường cấp hoá chất keo tụ PACN - 95 (5-8mg/l) nhằm tạo bông keo tụ và nâng cao hiệu suất lắng. Phần nước trong sẽ được khử trùng bằng dung dịch Hypochloride Natri hoặc Canxi (NaOCl hoặc CaOCl2) (nồng độ 3 - 5gCl2/m3 nước thải) tại bể khử trùng. Cuối cùng nước được xử lý đạt tiêu chuẩn mức II- TCVN 7382/2004 được thải ra môi trường. Phần bùn, cặn lắng ở ngăn lắng và từng ngăn xử lý sinh học được máy bơm hồi lưu bùn hồi lưu một phần bùn hoạt hoá trở lại thiết bị sinh học để đảm bảo được nồng độ xử lý còn phần bùn dư thừa được bơm về bể chứa bùn. Tại đây dưới tác dụng của vi khuẩn yếm khí, các chất có trong cặn bùn sẽ phân huỷ thành khí Metan (CH4), H2S và bã bùn. Trên thực tế, công nghệ này đã được áp dụng thành công ở nhiều bệnh viện trên toàn quốc và cho thấy, qua quá trình vận hành lượng bùn tích tụ tại bể chứa bùn của hệ thống xử lý này là rất ít hàng năm được hút đi bằng xe hút của công ty vệ sinh môi trường 1đến 2 lần tuỳ vào công suất xử lý nước thải của bệnh viện. Côm thiÕt bÞ xö lý CN - 2000 Hình 3.3. Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải (phương án 3) N­íc ®· xö lý B¬m ®Þnh l­îng B¬m B¬m ®Þnh l­îng BÓ ph©n huû Chøa HC khö trïng Pha HC khö trïng Khö trïng BÓ l¾ng Lamen B¬m ®Þnh l­îng Chøa HC trî keo tô Chøa HC keo tô Pha HC trî keo tô Pha HC keo tô L¾ng bËc 1 B¬m HÖ thèng cÊp khÝ BÓ ®iÒu hoµ BÓ gom + song ch¾n r¸c N­íc th¶i 3.3.2.4. Phân tích và lựa chọn phương án khả thi a/Phương án 1: Phương pháp xử lý nước thải bằng lọc sinh học là phương pháp dùng để xử lý sinh hoá nước thải hoàn toàn với hàm lượng BOD của nước thải sau xử lý có thể đạt tới 15 mg/l. Ưu điểm của phương án: Có hiệu suất xử lý cao, đạt tới 85 – 90% với BOD và 70% với SS. Phương pháp này tiêu diệt hoàn toàn các loại vi khuẩn. Về mặt cấu tạo, bể xử lý dạng tháp có bề mặt tiếp xúc pha lớn, đảm bảo hiệu suất xử lý cao, chiếm diện tích nhỏ. Có khả năng mở rộng, nâng cao công suất của hệ thống xử lý. Quạt gió ít gây tiếng ồn, không ảnh hưởng đến khu vực dân cư. Việc vận hành, bảo dưỡng thiết bị đơn giản. Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp. Nhược điểm của phương án: Bể lọc phải được quản lý cẩn thận. Khi lượng các chất ô nhiễm vượt quá giá trị cho phép thì bề mặt lọc chóng bị lắng bùn, làm hệ thống bị tắc và ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý. Điều này được khắc phục nhờ có bề điều hoà và công trình keo tụ - lắng phía trước. Quá trính xử lý đòi hỏi phải nước thải tại đầu vào bể lọc phải được phân phối đều trên bề mặt vật liệu lọc qua từng khoảng thời gian ngắn theo dạng tia nước hoặc nhỏ giọt. Điều này được đáp ứng nhờ hệ thống phân phối nước thải vào bể với cấu tạo phù hợp. Kinh phí đầu tư lớn hớn 02 phương án sau một chút. b/ Phương án 2. Sử dụng bể Aeroten dạng trộn đẩy kết hợp Ưu điểm của phương án: Kinh phí đầu tư ban đầu thấp hơn một chút so với phương án 1, phù hợp với các bệnh viện ở vùng xa, ít bệnh nhân. Thao tác vận hành đơn giản Hiệu suất xử lý cao. Nhược điểm của phương án: Đòi hỏi mặt bằng xây dựng lớn. Chế độ tuần hoàn bùn đòi hỏi yêu cầu cao của người vận hành. Bể ở dạng hở nên sình mùi, không thuận tiện khi ở gần khu dân cư. Máy thổi khí gây ồn lớn. c/ Phương án 3. Xử lý nước thải bằng thiết bị xử lý hợp khối CN- 2000 Ưu điểm của phương án: Tương tự như phương án 2 Nhược điểm của phương án: Đòi hỏi mặt bằng xây dựng lớn. Vận hành phức tạp hơn phương án 2. d/ Lựa chọn phương án xử lý nước thải Qua phân tích ưu nhược điểm của các phương án, từ thực tế thực trạng của bệnh viện đa khoa trung ương Thái Nguyên, đề xuất lựa chọn phương án 1 để thiết kế và lập dự toán chi tiết. e/ Vị trí xử lý nước thải Dựa trên quy hoạch tổng thể mặt bằng của bệnh viện, vị trí xử lý nước thải nằm ở góc đông nam của bệnh viện, giáp mương thoát nước thành phố. 3.4. Tính toán chi tiết các công trình xử lý 3.4.1. Song chắn rác, Hố thu Hố thu – song chắn rác được đặt trước bể diều hoà trên đường ống dẫn nước thải từ các nguồn đến khu xử lý. Nước thải với lưu lượng 486 m3/ngày đêm, ta xây dựng Hố thu với tiết diện 1 x 1 x 1 m; Tiết diện song chắn rác: 0,6 x 0,6m. Chiều rộng khe hở dữa các thanh: b = 10mm = 0,01m Ciết diện của mỗi song chắn: d = 5mm = 0,005m. Song chắn rác được chế tạo gồm khung lá thép hình L 40 x 40 x 4, Inox và các thanh Inox 5 x 20 mm. 3.4.2. Bể điều hoà Lưu lượng nước thải trung bình là 486m3/ngày đêm - Thể tích làm việc: Xây dựng bể điều hoà có dung tích làm việc sao cho chứa được lượng nước thải trong thời gian hoạt động của hệ thống được nhiều (thời gian lưu khoảng 10 – 16 giờ); và ta chọn thời gian lưu là 12 giờ. => Thể tích làm việc của bể là: Vlv = (486/24) x 12 = 243 m3. Chọn thể tích của bể là 250 m3. - Chiều sâu mực nước trong bể: Để đảm bảo an toàn cho bơm chọn H = 2m => tiết diện của bể là: S = Vlv/2 = 250/2 = 125 m2 Ta xây dựng bể điều hoà thao dạng hình hộp chữ nhật - Chọn chiều rộng của bể là B = 5 m - Chiều dài của bể là: L = S/B = S/B = 125/5 = 25 m Vậy kích thước của bể điều hoà (kích thước tiết diện trong): Chiều rộng của bể: 5 m Chiều dài của bể: 25 m Chiều cao của bể: 2 m + 0,5 m Bể điều hoà được xây chìm. Được xây dựng thành hai ngăn: Ngăn thứ nhất có chiều dài 5m được dung để lắng sơ bộ nước thải trước khi vào ngăn hai với chiều dài 20 m. * Kích thước ống dẫn nước thải và ống chảy tràn của bể Lưu lượng nước thải lớn nhất vào bể (với hệ số điều hoà kh= 3) => Qmax = kh x Qmax = = 0,016875 (m3/s) => Tiết diện đường ống dẫn nước thải khi tốc độ 0,4 m/s: f0 = Qmax/vn = 0,042188 => Đường kính ống: D0 = kd - hệ số đầy của ống, chọn kd = 0,5 => D0 = = 0,33 m D0 = 0,33 m = 330 mm * Lưu lượng khí cần dùng cho bể điều hoà: Lưu lượng khí cung cấp để tăng cường khuấy trộn nhằm đồng đều hoá nước thải và chống lắng cặn. Được xác định theo công thức: Qkdh = qk x vb x 60 , m3/h qk – Lưu lượng đơn vị không khí/m3 bể, ở bể điều hoà thường chọn 0,015 m3/m3.phút Vlv- thể tích làm việc của bể điểu hoà:. = 250 m3 => Qkdh = 0,015 x 250 x 60 = 225 m3/h Từ lưu lượng khí cần thiết ta chọn bơm thích hợp và đường ống dẫn khí tương ứng. 3.4.3. Thiết bị keo tụ lắng sơ cấp Bể được thiết kế theo kiểu lắng đứng hình trụ tròn có buồng phản ứng tạo bong ở giữa tâm và thiết kế 02 thiết bị làm việc song song, đáp ứng được lưu lượng hiện thời và trong tương lai của bệnh viện * Buồng phản ứng tạo bông: - Chọn thời gian lưu nước là 15 giây Tiết diện buồng phản ứng là: fpư = ; m2 Hpư - chiều cao làm việc của buồng phản ứng (m), thường bằng 0,9 Hl; với Hl là chiều cao vùng lắng của thiết bị. thiết bị của chúng ta thiết kế cho công suất lắng sơ cấp nên có thể chọn Hl = 2,5 m. => Hpư = 0,9 x 2,5 = 2,25 m => fpư = = 0,01875 m2 - Đường kính buồng phản ứng là: dpư = = = 0,154 m Vậy chọn dpư =160 mm * Buồng lắng thiết bị: - Tiết diện buồng lắng xác định theo công thức: Fl = α ; m2 q – Lưu lượng nước thải vào; q = 486/24 m3/h vl - Vận tốc nước dâng (< 7mm/s); chọn vl = 0,6 mm/s α – Là hệ số sử dụng phụ thuộc tỷ lệ dữa đường kính và chiều cao của thiế bị, lấy α = 1 => Fl = 1 = 4,6875 m2 => Tiết diện tổng cộng của thiết bị: FTb = Fl + fpư = 4,70585 m3 => Đường kính thiết bị: D = = 2,44 m Lấy tròn D = 2,5 m - Để không khuấy trộn bùn; chọn khoảng cách từ ngăn bùn lắng (phần hình côn) lên đến phần loe của ống trung tâm là: H1 = 0,3 m. Các kích thước cơ bản của thiết bị: + Đường kính của thiết bị: D=2500 mm + Chiều cao vùng lắng: Hl = 2500 mm + Đường kính buồng phản ứng: d = 160 mm + Chiều cao buồng phản ứng: Hpư = 2250 mm + Phần đáy hình côn (với góc nghiêng ta chọn 600) có chiều cao là: H2 = . D/2 = . 2,5/2 = 2,16 m Lấy H2 = 2,2 m + Chiều cao chân đỡ khoảng: H3 = 0,5 m Chiều cao tổng cộng của thiết bị: 5200 mm * Kích thước các đường ống dẫn nước vào và ra, máng thu nước trong, ống xả bùn: - Đường nước vào thiết bỉ keo tụ - lắng lấy theo đường ống đẩy của bơm: 40– 70 mm, chọn dv = 65 mm - Đường ống dẫn nước trong ra theo 20TCN 51-81 ta có vận tốc nước chảy trong ống vmin = 0,4 mm/s; hệ số đầy là k = 0,5 => Tiết diện ướt của ống: fr = q/vmin= = 0,014 m2 Đường kính ống: dr = = = 0,188 m Lấy tròn dr = 200 mm - Đường kính ống xả bùn lấy theo 20TCN 51-84 là: 200 mm - Máng thu nước trong đặt ở thành phía trong của bể Theo 20TCN 51-84; tải trọng thuỷ lực cho một mét chiều dài máng không vượt quá 10 l/s. => Tiết diện máng thu: b x h = 150 x 125 mm Với tiết diện này tải trọng thuỷ lực trên 1 m chiều dài máng sẽ nhỏ hơn nhiều giá trị giới hạn trên Máng có thể được thiết kế theo kiểu răng cưa để dễ dàng phân phối đều nước trên chiều dài của máng - Ngoài ra ta có thêm hệ lamell để tăng hiệu suất lắng của thiết bị, tăng khả năng chịu tải của thiết bị. Vật liệu: thiết bị lắng keo tụ được chế tạo bằng Inox, số lượng 02. 3.4.4. Tháp lọc sinh học Thiết kế theo tiêu chuẩn tháp lọc sinh học cao tải thông khí cưỡng bức và thiết kế 02 tháp làm việc song song, đáp ứng được lưu lượng hiện tại và trong tương lai mở rông của bệnh viện. * Các kích thước: Sử dụng đệm sinh học là các block gồm các tấm nhựa PVC gấp nếp có độ rỗng p = 93%, và diện tích bề mặt đơn vị Fa ≥ 120 m2/m3. - chọn chiều cao lớp vật liệu lọc là 3,5 m - Với hàm lượng BOD5 đầu ra là s = 15 mg/l, tra tài liệu ta có η = 2,6 - Hệ số nhiệt độ: KT = 0,2 x 1,47T-20 T: 0c là nhiệt độ của nước thải, vào mùa đông lấy T = 130c => KT = 0,2 x 1,4713-20 = 0,145 - Tải trọng chất hữu cơ BOD5 cho phép trên 1 m2 bề mặt vật liệu lọc C0 = p x H x KT/η = 93 x 3,5 x 0,145/2,6 = 18,74 g/m3/ngày H- chiều cao lớp vật liệu lọc, H = 3,5 m p - độ rỗng; p = 93% - Tải trọng cho phép trên 1 m3 vật liệu lọc: q0 = m3/m3/ngày Fa – là diện tích bề mặt đơn vị của vật liệu lọc; = 120 m2/m3 S0 – hàm lượng BOD5 đầu vào của nước thải; = 200 mg/l. => q0 = = 11,244 m3/m3/ngày => Thể tích cần thiết của khối vật liệu lọc: W = Q/q0 = 486/(2 x 11,244) = 21,6 m3 Q – là lưu lượng nước thải đầu vào, Q = 486 m3/ ngày => Diện tích mặt cắt ngang của bề mặt lọc cần thiết: F = W/H = 21,6/3,5 = 6,17 m2 Chế tạo tháp hình trụ tròn thì đường kính tháp là: Dth = = 2,8 m - Chiều cao của tháp phần đáy để lắp đặt của cấp khí chọn H1 = 0,6 m - Chiều cao của tháp phần dự trữ và phun nước chọn H 2 = 0,5 m - Chiều cao vật liệu lọc: H = 3,5 m => Chiều cao tháp phần hình trụ: Hth = H1 + H + H2 = 4,6 m - Chiều cao chân đỡ chọn 0,8 m => Chiều cao tổng của tháp là: H∑ = 5,4 m * Lưu lượng không khí cần thiết Tính toán cho máy nén khí ta có Qk = qk x Q m3/ngày đêm qk – là lưu lượng không khí đơn vị, thường qk = 12 m3/m3 nước thải. Q – Lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 486 m3/ ngày đêm => Qk = 12 x 486 = 5832 m3/ngày đêm = 243 m3/h Không có loại quạt li tâm nào có lưu lượng bé như vậy, chọn quạt ly tâm có Q = 1000 m3/h, H = 100 – 150 mmH2O. Vật liệu: tháp lọc sinh học chế tạo bằng Inox, số lượng 02. - Đường ống dẫn nước vào tháp lấy lớn hơn đường ống của thiết bị keo tụ- lắng (26 mm) để giảm tổn thất áp lực trong đường ống và giàn phân phối phản lực. Chọn dv = 125 – 150 mm - Đường ống dẫn nước ra lấy theo đường ống dẫn nước vào dr = 125 – 150 mm. - Đường ống cấp khí lấy theo tương thích quạt gió. 3.4.5. Bể lắng thứ cấp Được thiết kế theo tiêu chuẩn bể lắng đứng có ống trung tâm ở giữa và thiết kế 02 bể làm việc song song * Ống trung tâm: Diện tích ống trung tâm được xác định theo điều kiện vận tốc nước chảy trong ống trung tâm vtt ≤ 30 mm/s Chọn vtt = 25 mm/s => Tiết diện ống: Ftt = Q/(vtt x 10-3); m2 Q – lưu lượng nước thải, m3/s => Ftt = = 0,1125 m2 => Đường kính ống: dtt = = 0,378 m Chọn dtt = 380 mm * Buồng lắng của bể: - Tiết diện buồng lắng của bể được xác định: FL = ; m2 q- Lưu lượng nước thải vào bể, m3/h, q = 486/24/2=10,125 m3/h vL- Vận tốc nước dâng (< 0,7mm/s); chọn vL = 0,6 mm/s α - hệ số sử dụng thể tích phụ thuộc vào tỷ lệ giữa đường kính và chiều cao của bể; lấy α = 1,2 => FL = 1,2. = 5,625 m2 => Diện tích tổng cộng của bể là: FB = Ftt + FL = 0,1125 + 5,625 = 5,7375 m2 - Xây dựng mặt bằng bể hình vuông ta có kích thước bể: B x B = = 2,39 m lấy tròn: B x B = 2,4 x 2,4 m - Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng là t = 1,5 h => Chiều cao lắng: HL = = = 2,647 m Lấy tròn: HL = 2,7 m - Chiều dài ống trung tâm; chọn Htt = 0,9HL => Htt = 0,9 x 2,7 = 2,43 m - Chọn chiều cao dự trữ từ mặt nước tới thành bể là H1 = 0,3 m - Chiều cao trung gian (từ mặt dưới phễu hắt tới vùng chứa bùn) H2 = 0,3 m - Chiều cao đáy bể hình nón, với góc nghiêng 600 H3 = .B/2 = 2,07 m => Chiều cao tổng của bể: H = HL + H1 + H2 + H3 = 2,7 + 0,3 + 0,3 + 2,07 = 5,37 m * Kích thước đường ống dẫn nước vào và ra bể: - Đường ống dẫn nước vào bể lấy theo ống đẩy của bơm cấp từ bể trung gian sau bể lọc sinh học, khoảng 65 mm - Đường ống dẫn nước ra khỏi bể được xác định từ điều kiện vận tốc nước chảy trong ống vmin = 0,4 mm/s; hệ số đầy là k = 0,5 => Tiết diện ướt của ống : fr = q/v = = 0,007 m2 Đường kính ống: dr = = = 0,133 m Lấy tròn: d = 135 mm - Đường kính ống xả bùn lấy theo 20TCN 51-84 là: khoảng 125 mm - Máng thu nước trong đặt ở thành phía trong của bể Theo 20TCN 51-84; tải trọng thuỷ lực cho một mét chiều dài máng không vượt quá 10 l/s. => Tiết diện máng thu: b x h = 200 x 125 mm Với tiết diện này tải trọng thuỷ lực trên 1 m chiều dài máng sẽ nhỏ hơn nhiều giá trị giới hạn trên. Máng có thể được thiết kế theo kiểu răng cưa để dễ dàng phân phối đều nước trên chiều dài của máng - Ngoài ra ta có thêm hệ lamell để tăng hiệu suất lắng của thiết bị, tăng khả năng chịu tải của thiết bị. Vật liệu bê tông cốt thép M250, số lượng 02 bể. 3.4.6. Thiết bị khử trùng Thiết bị khử trùng được thiết kế theo kiểu có thiết bị trộn hoá chất loại máng lượn và bể tiếp xúc giống bể lắng ngang với thời gian tiếp xúc khoảng 30 phút. Chọn thời gian trong bể tiếp xúc là 25 phút, tính được thể tích làm việc của bể: V = Q x t = = 8,4375 m3 Để tạo điều kiện tiếp xúc tốt hơn, tốc độ nước chảy trong bể tiếp xúc chọn là: vn = 4,5 mm/s => Tiết diện đứng của bể: Fdb = Q/vn = = 1,25 m2 => chiều dài bể: L = V/Fdb = 8,4375/1,25 = 6,75 m - Chọn chiều cao vùng ngập nước là HL = 1,4 m => Chiều rộng của bể là: B = Fdb/HL = 0,89 Lấy tròn: B = 0,90 m 3.4.7. Bể phân huỷ bùn Được thiết kế theo kiểu bể tự hoại, nó đồng thời làm hai chức năng: lắng và phân huỷ bùn cặn. - Khối lượng tổng cặn của trạm xử lý: G = Q x (0,8.SS + 0,3.BOD5); kg/ngày Q- lưu lượng nước thải cần xử lý; Q = 486 m3/ngày SS- hàm lượng chất rắn lơ lửng; SS = 150 mg/l BOD5- như cầu oxy hoá sinh học đầu vào; giá trị 200 mg/l => G = 486 x (0,8 x 150 + 0,3 x 200) x 10-3 = 87,48 kg/ngày * Khối lượng cặn trong thiết bị lắng sơ cấp G1 = Q x 0,6 x SS = 486 x 0,6 x 150.10-3 = 43,74 kg/ngày Trong đó: Cặn vô cơ: G1’= 0,4 x G1 = 17,496 kg/ngày Căn hữu cơ: G1’’= 0,6 x G1 = 26,244 kg/ngày - Thể tích cặn ở thiết bị keo tụ lắng sơ cấp đưa về bể chứa bùn mỗi ngày: V1 = S1- tỷ trọng của cặn trong thiết bị keo tụ lắng sơ cấp; S1 = 1,02 t/m3 P1- nồng độ cặn trong thiết bị lắng sơ cấp, p1 = 4% = 0,04 => V1 = = 1,072 m3/ngày * Khối lượng cặn trong thiết bị lắng thứ cấp: G2 = G – G1 = 87,48 – 43,74 = 43,74 kg/ngày Trong đó: Cặn vô cơ: G2’= 0,4 x G2 = 17,496 kg/ngày Cặn hữu cơ: G2’’= 0,6 x G2 = 26,244 kg/ngày - Thể tích cặn ở bể lắng thứ cấp đưa về bể chứa bùn mỗi ngay là: V2 = S2- tỷ trọng của cặn trong thiết bị keo tụ lắng sơ cấp; S2 = 1,005 t/m3 P2- nồng độ cặn trong thiết bị lắng sơ cấp, p2 = 1% = 0,01 => V2 = = 4,35 m3/ngày * Tổng lượng cặn đưa về bể chứa bùn mỗi ngày là: Qb = V1 + V2 = 1,072 + 4,35 = 5,422 m3/ngày - Thể tích tính toán chung của bể : Chọn thời gian lưu của nước bùn trong bể là t = 2 ngày => Vb = Qb x t = 10,844 m3 Lấy V = 12m3 Kích thước: L x B x H = 4x 2 x 1,5 (m) bể được thiết kế thành hai phần: - Phần lắng có thể tích bằng 75% có kích thước là: L1 x B1 x H1 = 3x2 x 1,5 (m) - Phần nước trong có thể tích bằng 25% tổng có kích thước là: L2 x B2 x H2 = 1x2 x 1,5 (m) 3.5. Dự toán kinh phí 3.5.1. Căn cứ lập dự toán - Định mức dự toán xây dựng công trình phần xây dựng, ban hàn kèm theo quyết định số: 24/2005/QĐ-BXD ngày 29 tháng 7 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ xây dựng; - Thông tư số 05/2007/TT-BXD ngày 25/7/2007 của Bộ Xây dựng về hướng dẫn lập và quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình; - Thông tư số 03/2008/TT-BXD ngày 25/01/2008 của Bộ Xây dựng về hướng dẫn điều chỉnh dự toán xây dựng cơ bản; - Bộ đơn giá xây dựng cơ bản của tỉnh Thái Nguyên, ban hành kèm theo quyết định số 2279/QĐ-UBND ngày 16/10/2006 của UBND tỉnh Thái Nguyên. - Định mức dự toán Xây dựng công trình phần xây dựng ban hành kèm theo số 1776/BXD-VP ngày 16/8/2007 của Bộ xây dựng; - Định mức dự toán Xây dựng công trình phần lắp đặt ban hành kèm theo văn bản số số 1777/BXD-VP ngày 16/8/2007 của Bộ xây dựng; - Định mức dự toán Xây dựng công trình phần khảo sát ban