Đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải quận Kiến An

Bể lắng đứng đợt 2 Máng trộn Bể tiếp xúc ngang Ra sông nguồn loại A Máy nghiền rác Sân phơi cát Bể mêtan Khu xử lý bùn cơ học Bể nén bùn đứng Bãi thải hoặc chế biến phân Compost Cl2 Bùn HT TH Bùn HT TH Bùn VSV chết KK Sơ đồ trạm xử lý nước thải phương án 2 Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Bể lắng cắt ngang Bể lắng ngang đợt 1 Bể Biophin cao tải Bể lắng ngang đợt 2 Máng trộn Bể tiếp xúc ngang Ra sông nguồn loại A Máy nghiền rác Sân phơi cát Bể Metan Sân phơi bùn Compost Cl2 Bùn vi sinh vật chết 3.3. Tính toán công trình xử lý phương án II 3.3.1. Ngăn tiếp nhận nước thải Từ lưu lượng tính toán của nước thải QsTB = 206,98 (l/s) được dẫn đến trạm xử lý theo 2 đường ống áp lực D = 200 mm. Kích thước ngăn tiếp nhận nước thải phụ thuộc vào công suất và xác định theo bảng 3-1 (giáo trình tính toán các công trình). Chọn kích thước ngăn tiếp nhận A B H H1 h h1 b l l1 1500 1000 1500 1000 400 500 350 600 800 A: Chiều rộng ngăn tiếp nhận B: Chiều dài ngăn tiếp nhận H: Chiều cao ngăn tiếp nhận tính từ đáy ngăn tiếp nhận h: Khoảng cách từ đáy ngăn tiếp nhận đến máng dẫn h1: Chiều cao máng dẫn b1: Chiều rộng máng H1: Chiều cao lớp nước l: Khoảng cách giữa 2 mương dẫn l1: Chiều dài của độ thô vào của mương dẫn 450 600 450 1500 13000 D200 800 1000 Mặt cắt I-I Mặt cắt II-II 350 450 600 450 800 Cấu tạo ngăn tiếp nhận 3.3.2. Mương dẫn nước thải Nước thải được dẫn đến từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo bằng mương có tiết diện hình chữ nhật. Chiều cao xây dựng mương: H = hmax + hbv (m) Trong đó: Hmax : Chiều cao lớp nước lớn nhất trong mương hmax = 0,2m hbv: Chiều cao bảo vệ mương hbv = 0m2m ị H = 0,2 + 0,2 = 0,4m 3.3.3. Song chắn rác Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều cao lớp nước của cống dẫn nước thải h = 0,2 m + Số khe hở của song chắn rác được tính: n = Trong đó: n: Số khe hở qmax: Lưu lượng lớn nhất của nước thải ị qmax = 0,289772 m3/l v: Vận tốc nước chảy qua song chắn rác (m/s) v = 0,8 l/s b = 0,016 m khoảng cách các khe hở K: hệ số kể đến sự tích luỹ trong quá trình hoạt động K = 1,05 n = khe + Chiều rộng song chắn rác BS = S (n-1) + b.n Trong đó: S: Chiều dày của mỗi song chắn rác = 0,008m BS = S (n-1) + 0,016 . 84 = 2,008m + Tổn thất áp lực qua song chắn rác: hS = x.K. Trong đó: Vmax: Tốc độ chuyển động của nước thải qua song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất (Vmax = 0,7 á1 m/s) K: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn rác K = 3 theo 6.2.6-20TCN.51- 84). x: hệ số kể đến sức kháng cục bộ x = b x = 0,83 b: ứng với song chắn rác hình chữ nhật a: 600 góc nghiêng của song chắn rác nằm ngang g: Gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2 Vậy hS = m + Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác. l1 = BS: Chiều rộng song chắn rác b: Chiều rộng mương dẫn + Chiều dài mở rộng sau song chắn rác l2 = (m) + Chiều dài đặt trước song chắn rác: l3 = 1m + Chiều dài song chắn rác trên mặt bằng l4 = (m) + Chiều dài đặt sau song chắn rác l5 = 0,5 . l = 0,5 . 1 = 0,5 (m) + Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = l1 + l2 + l3 + l4 + l5 = 2,28 + 1,14 + 1 + 0,15 + 0,5 = 5,035 m + Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác H = hs + hmax = 0,5 = 0,10 + 0,2 + 0,5 = 0,80 m 0,5: Cốt sàn nhà đặt song chắn rác cao hơn mốc nước ngầm trong mương lấn. + Lượng nước lấy ra từ song chắn rác WR = Trong đó: a: Hàm lượng rác giữ lại tại song chắn 6 l/ng/năm theo bảng 17-20TCN 51- 84 NTT: Dân số tính toán theo chất lơ lửng Độ ẩm j = 80% dùng trong rác là 750 kg/m3 Theo 4.1.11 20 TCN 51- 84 P = 750 . 1,43 = 10,725 kg/ngđ = 1,0725 tấn/ngđ Lượng nước cung cấp cho máy nghiền rác theo 6.2.4-20 TCN 51-84 q = 40 m3/tấn Q = 40.P = 40.1,0725 = 42,9 m3/ngđ 3.3.4. Bể lắng cát ngang Tính toán bể lắng cát ngang theo công thức sau theo (20TCN 51- 84) Tính toán bể cát ngang đảm bảo yêu cầu vận tốc nước chuyển động trong bể 0,15 < v < 0,3 m/s + Diện tích ướt của bể W(m2) W = Trong đó: Qmax : Là lưu lượng lớn nhất của nước thải Q = 0,209772 m3/s v: vận tốc ứng với lưu lượng Qmax v = 0,3 m/s n: Số đơn nguyên bể n = 2 W = (m2) + Chiều dài bể tính theo công thức: L = (m) Trong đó: Htt : Chiều sâu tính toán của bể lắng cát Htt = 0,4 m Uo: Độ thô thuỷ lực hạt cát Uo = 18,7 (mm/s) Theo bảng 24-20TCN 51- 84 K: Hệ số lấy theo bảng ị L = m Chọn 2 ngăn chiều dài mỗi ngăn là: l = (m) + Diện tích mặt thoáng của bề mặt tính theo công thức: F = Trong đó: U: Tốc độ lắng trung bình hạt cát U = (Uo - W)1/2 = [(18,7)2- (15)2] = 11,167 mm/s Uo: Độ thô thuỷ lực của hạt cát Uo = 18,7 mm/s W: Tốc độ thành phần đứng của hạt cát W = 0,05 x Vmax = 0,05 . 0,3 = 15 mm/s F = m2 Chiều ngang ngăn cản của bể tính theo công thức b = m + Thể tích phần cặn lắng của bể tính theo công thức WC = Trong đó: P: Lượng cát giữ lại (đối với hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn P = 0,02 l/ngđ 6.3.5-20TCN 51- 84) Ntt: Số dân tính toán theo chất lơ lửng t: Là chu kỳ thải cát t < 2 ngày đêm để tranh thối của cặn t = 1 ngày. WC = m2 + Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát hc = (m) Trong đó: n: là số ngăn công tắc của bể n = 2 + Chiều cao xây dựng Hxd = Htt + hc + hBV = 0,4 + 0,098 + 0,4 = 0,898m Cát được đưa ra khỏi bể lắng dùng thiết bị cào rác bằng cơ giới gom cát về hố tập trung và dùng thiết bị nâng thuỷ lực để dẫn hỗn hợp cát nước về sân phơi cát. 3.3.5. Sân phơi cát F = Trong đó: P: Tiêu chuẩn giữ cát 0,02 l/ng/ngđ h: Chiều cao lớp cát trong năm h = 5 m/năm Ntt: Số lần tính toán F = m2 Sân phơi cát được chia làm 2 ô và có kích thước: F1 = (m2) B.L = (9.7)m2 3.3.6. Tính toán bể lắng ngang đợt 1 - Tính bể lắng ngang đợt I theo 20 TCN 51- 84 L = V.t = 0,006 . 1,5 . 3600 = 3,34m V: Tốc độ dòng chảy V = 6 mm/s t: Thời gian lắng t = 1,5h - Diện tích ướt của bể lắng ngang W = m2 - Chiều ngang tổng cộng của bể lắng ngang B = m h: Chiều cao công tắc của bể h = 2á 4m - Số ngăn trong bể lắng ngang được tính N = m b: Chiều ngang mỗi ngăn b = 6-9m Chọn 3 ngăn như vậy chiều ngang tổng cộng là B = 6,2 x 1 = 24,8m - Thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã chọn t = = 1,52h W: Thể tích của bể với kích thước đã chọn (m3) Q: Lưu lượng nước thải - Chiều cao xây dựng bể lắng ngang h1: Chiều cao lớp nước trung hoà h1 = 0,4 h2: Khoảng cách từ mực nước đến thành bể h2 = 0,4m h x b = h + h1 + h2 = 2 + 0,4 + 0,4 = 2,8m - Hàm lượng cặn lơ lửng trên theo nước ra khỏi bể lắng ngang đợt 1 tính theo công thức: C = = 152,78mg/l Trong đó: CHH: Hàm lượng cặn lơ lửng khi vào bể lắng đợt I. CHH = 305,56 mg/l E: Hiệu suất lắng đợt I với CHH = 305,56 mg/l V = 0,6 mm/s đ tra bảng 4.36. Biểu đồ lắng các chất lơ lửng trong nước thải (Sách xử lý nước thải Trần Hiếu Nhuệ và Lâm Minh Triết) đ E = 50% 3.3.7. Tính toán bể Aeroten Tính toán bể Aeroten trộn dựa theo mục 6-15 và phụ lục VII 20.TCN 51- 84. + Dùng bể Aeroten trộn để xử lý nước thải + Trước khi vào bể Aeroten hàm lượng cặn lơ lửng và hàm lượng BOD5 như sau Css = 152,78 mg/l ha = 149,94mg/l + Thời gian làm thoáng của Aeroten trộn ttr = Trong đó: La: Hàm lượng BOD5 của nước thải trước khi vào bể Aeroten La = 149,94 mg/l Lt: Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi ra khỏi Aeroten Lt = 20mg/l a: Liều lượng bùn hoạt tính khô a = 3g/l (theo bảng 37 TCN 51- 84) tr: Độ tro trung bình bùn hoạt tính = 0,3 r: Tốc độ ô xi hoá mg BOD5/g chất không tro r = 28gm BOD5/g Cr phụ thuộc vào hàm lượng BOD5 của nước thải trước và sau khi làm sạch theo bảng 38.20 TCN 51- 84. ị tac =h + Dung tích hữu ích của bể Aeroten trộn W = Q. tac Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải trong giờ thải nước lớn nhất Q = 1043,224 m3/h W = 1043,224.2,2 = 2295 m3 Chọn chiều cao lớp nước trong bể Aeroten trộn H = 4m. Diện tích bể Aeroten là: Fac = m2 + Xây dựng 2 bể Aeroten hình chữ nhật diện tích mỗi bể là: F1bể = m2 + Chọn kích thước của bể Aeroten trộn B.h = (13.23) + Chiều cao của bể H = h + hbv = 4 + 0,4 = 4,4m h: Chiều cao lớp nước trong bể h = 4m hbv: Chiều cao bảo vệ hbv = 0,4m + Kích thước của 1 bể : B . L. H =23.4,4 * Tính toán hệ thống phân phối nước vào bể Aeroten. Nước từ mương dẫn tới ngăn phân phối nước của Aeroten. Diện tích ngăn phân phối được tính: Q = v. B. H (1) Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải q = 0,298772 m3/s V = 0,1m V: vận tốc nước chảy vào ngăn phân phối B,H: Chiều rộng và chiều sâu của ngăn phân phối Từ (1) ị B. H = m2 Chọn B = 3 m ị H = 0,98 m * Độ tăng sinh khối bùn P1 = 0,8 Css +0,3 La Trong đó: Css: Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải trước khi vào bể Aeroten Css = 152,78 mg/l Pr =0,8 . 152,78 + 0,3 . 149,94 = 167,24 (mg/l) * Tính toán cấp khí cho Aeroten trộn + Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1m3 nước thải D = (m3/m3) Trong đó: Z: Lượng ôxy đơn vị tính bằng mg để giảm 1mg BOD5 Z = 1,1 với bể Aeroten làm sạch hoàn toàn K1: Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí lấy theo bảng 39-20TCN 51-84. Với thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡ nhỏ lấy theo tỉ số giữa vùng nạp khí và diện tích Aeroten K1 =2,3 (với f/6 = 1,9 và Imax = 100m3/m2.h) K2: Hệ số kể đến chiều sâu đặt thiết bị K2 =2,25 và Imin = 3,5 m3/m2h n1: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải n1 = 1+0,02 (ttb - 20) = 1 + 0,02 (29 - 20) = 1,18 Với ttb = 290 là nhiệt độ trung bình trong tháng về mùa hè n2: Hệ số kể đến sự thay đổi tốc độ hoà tan ô xy trong nước thải so với trong nước sạch n2 = 0,99 CP: Độ hoà tan ô xy của không khí vào trong nước tuỳ thuộc vào chiều sâu lớp nước trong bể. Được xác định theo công thức: CP = Trong đó: G: Độ hoà tan của ôxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Theo bảng 2-1 : Xử lý nước thải ta có: Với T = 190 C ị G = 9,35 (mg/l) CP = (mg/l) C: Nồng độ trung bình của ôxy trong Aeroten C = 8mg/l ị D = (m3K/m3NT) + Cường độ nạp khí yêu cầu I = (m3/m2) Ta có Imin - 2,5m3/m2h < I = 7,64 m3/m2h < Imax = 20 m3/m2h. ị Đảm bảo thiết kế. 3.3.8. Tính toán bể lắng ngang đợt 2 - Chiều dài bể lắng ngang L = V. t = 0,005 . 2 . 3600 = 36m V; Tốc độ dòng chảy sau biofin cao tải V = 5mm/s t: Thời gian lắng t =2h - Diện tích ướt của bể lắng ngang W = m2 - Chiều ngang tổng cộng của bể lắng ngang B = (m) - Số ngăn trong bể lắng ngang N = ngăn Chọn 3 ngăn như vậy chiều ngang tổng cộng là: B = 6.3 = 18m - Thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã chọn t = (h) - Chiều cao xây dựng của bể lắng ngang Htd = h + h1 + h2 = m h1: Chiều cao lớp nước h1 = 0,4m h2: Khoảng cách từ mực nước đến thành bể h2 = 0,4m Xxd = 2,5 + 0,4 + 0,4 = 3,3m - Tốc độ lắng của hạt cặn U = mm/s Lượng cặn tích luỹ qua 2 ngày WC = = 487,4 m3/ngđ Trong đó: a: Khối lượng màng sinh học trong bể lắng đợt II tính cho 1 người trong 1 ngày a = 28g/ng/ngày NTT: Số dân tính toán P: Độ ẩm màng vi sinh vật P = 99% 3.3.9. Tính toán bể tiếp xúc ngang Bể tiếp xúc ngang có nhiệm vụ thực hiện quá trình tiếp xúc giữa Clo và nước thải và giữ lại cặn lơ lửng sinh ra trong quá trình khử trùng của Clo. * Thời gian tiếp xúc trong bể tiếp xúc ngang được tính theo công thức: t = 30 - Trong đó: L: Chiều dài từ đường ống dẫn từ bể tiếp xúc đến sông L = 200m V: Vận tốc nước trong bể tiếp xúc v = 0,8m/s t = 30 - phút - Thể tích công tác của bể tiếp xúc W = m3 Trong đó: Qh = 745,16 m3/h lưu lượng giờ trung bình của nước thải t: Thời gian tiếp xúc giữa Clo và nước thải t = 25,8 phút + Chọn số bể công tắc h = 2 diện tích mỗi bể: F = Trong đó: H: Chiều sâu của bể tiếp xúc H = 2 ị5m n: Số bể công tắc n = 2 + Với diện tích bể đã được tính ta chọn chiều rộng bể B = 4m ị chiều dài của bể tiếp xúc L = 8m + Kích thước bể tiếp xúc ngang B.L .H = 4.8.5 + Độ ẩm của bể tiếp xúc P = 97% cặn được dẫn tới khu xử lý bùn + Thể tích của cặn ở bể tiếp xúc được tính WC = Trong đó: a: Lượng cặn trong bể tiếp xúc theo điều 6.20.7 Do TCN 51- 84 ta có a = 0,05l WC = m3/ngđ + Chọn chu kỳ xả vặn T = 30 ngày. Diện tích ngăn chứa cặn là: W = WC . T = 4,352 . 30 = 130,56m3 + Chiều cao lớp cặn là hc = + Chiều cao xây dựng bể: H = hct + hbv + hc Trong đó: hct: Chiều cao công tắc của bể h = 5m hbv: Chiều cao bảo vệ h = 0,4m hc: Chiều cao lớp cặn trong bể hc = 0,816 m ị H = 5 + 6,4 + 0,816 = 6,216m 3.3.10: Bể nén bùn đứng Bùn hoạt tính dư với độ ẩm P = 99,7% từ bể lắng đợt II dẫn vào bể nén bùn và độ ẩm của bùn sau khi nén phải đạt P = 97% trước khi dẫn tới thiết bị cô đặc bùn cặn thời gian nén bùn t = 10 á 12h + Hàm lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất Pmax = K.P1 (ng/l) Trong đó: P1: Độ tăng sinh thái của bùn từ bể Aeroten Pr =213,134 (mg/l). K : Hệ số không điều hoà tháng của bùn hoạt tính dư lấy k= 1,3(theo điều 6.15.9-20TCN 51-84). Pmax = 1,3x212,134 = 275,77 (mg/l). + Lưu lượng bùn dư lớn nhất được dẫn về bể dẫn bùn qbmax = Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải tính bằng m3/ngđ C: Nồng độ bùn hoạt tính dư trước khi nén lấy C = 6000 (g/m3) qbmax = (m3/h) * Lượng bùn trong quá trình lắng qn = qbmax (m3) Trong đó: P1,P2: Độ ẩm của bùn hoạt tính dư trước và sau khi nén qn = 34,24 . m3 + Diện tích bể nén bùn đứng được tính: F1 = (m2) Trong đó: V1: Tốc độ chuyển động của bùn từ dưới lên V1= 0,1mm/s = 0,0001 (m/s) F1 = m2 + Diện tích của ống trung tâm F2 = (m2) Trong đó: V2: Tốc độ chuyển động của bùn trong ống trung tâm V2 = 28 mm/s = 0,0028 (m/s) F2 = m2 + Diện tích tổng cộng của bể nén bùn F = F1 + F2 = 95 + 6,34 = 95,34 m2 + Xây dựng 2 bể nén bùn đứng diện tích mỗi bể là: f = m2 + Đường kính bể nén bùn: D = m + Đường kính ống trung tâm D = m + Đường kính phần lọc ống trung tâm d1 = 1,35 . d = 1,35 . 0,46 = 0,621m + Đường kính tấm chiếu dc = 1,3.d1 = 1,3 . 0,621 = 0,8m + Chiều cao phần lắng của bể nén bùn h1 = v1 + 3600 m Trong đó: t: Thời gian lắng bùn t = 12h h1 =0,0001 . 12 . 3600 = 4,32 (m) + Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 450 h2 = d = 0,5 m là đường kính đáy bể h2 = m + Chiều cao bùn hoạt tính đã nén được tính theo công thức hn = h2 – h3 – hth (m) Trong đó: h3: Khoảng cách từ đáy ống lọc tới tấm chắn h3= 0,5 (m) hth : Chiều cao lớp nước trung hoà hth = 0,3m hb = 2,65 – 0,5 – 0,3 = 2,85 m + Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn H = h1 + h2 + hbv Trong đó: hbv chiều cao bảo vệ hbv = 0,4m H = 4,32 + 3,65 + 0,4 = 8,37m + Dung tích của bể nén Wnén = qn.t = 30,816 . 12 = 369,79 m3 3.3.11. Tính toán máng trộn kiện lượm Để xáo trộn nước thải với Clo ta dùng máng trộn kiện lượm với gian xáo trộn được thực hiện trong vòng 1 á 2 phút. Diện tích của máng trộn f = m2 với q = 0,20698 m2/s tra bảng 4.8. giáo trình toán các công trình xử lý nước thải. L = 3000mm l = 2500mm h1 = 800mm h2 = 1100mm b = 500mm b1 = 400mm b2 = 350mm b3 = 300mm b4 = 250mm h = a(m) Trong đó: V1: Vận tốc chuyển động của nước qua khe lượn V1 = 0,8 m/s c: hệ số phụ thuộc vào cách bố trí chỗ lượn a = 2,5 máng trộn bố trí xuôi dòng nước h = 2,5 . m + Chiều sâu lớp nước của máng trộn H = m + Chiều sâu lớp nước trước các khe lượn (Tính ngược dòng) H1 = m H3 = m H2 = m H4 = m 3.3.12. Tính toán bể metan Các loại cặn tưới được dẫn đến bể metan + Cặn tươi từ bể lắng ngang đợt I + Lượng màng vi sinh vật từ bể lắng ngang đợt II + Rác đã nghiền a. W1 = 1,43 m3/ngđ cặn rác b. Cặn từ bể lắng ngang đợt I WC = Trong đó K: Hệ số tính đến sự tăng lượng cặn do cỡ hạt lơ lửng K = 1,1 Chh: Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu Chh = 305,56mg/l Q: Lưu lượng nước thải ngđ: Q = 17844m3/ngđ E: Hiệu suất lắng từ bể lắng đợt IE = 80% F: Độ ẩm của cặn ở bể lắng đợt IP = 97% WC = m3/ngđ + Thể tích tổng cộng của hỗn hợp cặn W = Wr + WC + WB = 1,43 + 99,96 + 243,7 = 345,09 m3/ngđ + Độ ẩm trung bình hỗn hợp cặn Phh = 100 Trong đó: CK: Lượng chất khí trong cặn tươi CK = T/ngđ BK: Lượng chất khô trong màng vi sinh vật BK = T/ngđ Ta có Phh = 100 Phh = 98% Với độ ẩm của hỗn hợp cặn là 98% > 94% ta chọn chế độ lên men ấm với nhiệt độ là 38 á350C + Dung tích bể metan được tính WM = (m3) Trong đó: d: Liều lượng cặn tải ngày đêm (%) lấy theo bảng 42-20TCN 51- 84 với Phh = 98% ở chế độ lên men nóng ta có d = 22% Wm = m3 Theo bảng 3.8 xử lý nước thải. Tính toán thiết kế các công trình ĐHXD - 1974. Chọn 2 bể Mêtan có kích thước chọn d = 10m, Dung tích hữu ích 750m3 Đường kính (m) Thể tích hữu ích m3 Chiều cao (m) h1 H h2 10 750 1,7m 5m 2m 3.4.13. Sân phơi bùn Cặn sau khi làm men ở bể metan và cặn từ bể tiếp xúc được dẫn đến sân phơi bùn để làm ráo cặn đến độ ẩm cần thiết. + Thể tích tổng cộng của cặn dẫn đến sân phơi bùn Wch = W + W0 Trong đó: W: Thể tích cặn từ bể mêtan W = 345,09 m3/ngđ W0: Thể tích cựan từ bể tiếp xúc W0 = 4,352 m3/ngđ ị Wch = 345,09 + 4,352 = 349,442 m3/ngđ + Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được tính: F1 = m2 Trong đó: q0: Tải trọng lên sân phơi bùn theo bảng 5.5 giáo trình xử lý nước thải ĐHXD - 1978. Với nền nhân tạo có hệ thống rút khi khô cặn và bùn hoạt tính lên men ta có q0 = 2m3/m2năm n: Hệ số kể đến điều kiện khí hậu n = 2,7. Chọn sân phơi bùn chia ra làm 12 ô với diện tích mỗi ô là: f = m2 Chọn kích thước mỗi ô là 65m x 30m + Diện tích phục vụ F2 = 0,2 . F1 =0,2 . 23619,690= 4723,938 m2 + Diện tích tổng cộng của sân phơi bùn F2 = F1 + F2 = 23619,690 + 4723,938 = 28343,628 m2 3.4. Tính toán công trình xử lý phương án II 3.4.1. Tính toán ngăn tiếp nhận Giống phương án I 3.4.2. Tính toán mương dẫn Giống phương án I 3.4.3. Tính toán song chắn rác Giống phương án I 3.4.4. Tính toán bể lắng cắt ngang Giống phương án I 3.4.5. Tính toán sân phơi cát Giống phương án I 3.4.6. Bể lắng ngang đợt I Giống phương án I 3.4.7. Tính toán bể Biophin cao tải Các thông số tính toán + Nhiệt độ trung bình nước thải về mùa đông 170C + Lưu lượng nước thải Q = 17884 m3/ngđ Hàm lượng BOD5 trước khi vào bể La = 149,94mg/l + Hàm lượng BOD5 trong nước thải ra khỏi bể Lt = 20mg/l Tỉ số K = Chọn tải trọng bể mặt q0 = 30m3/m2/ngđ Cường độ thổi khí B = 10 m3/m2/ nước thải ngđ t = 140C Chiều cao bể biophin : H = 4m Tra bảng 36-20TCN 51-84 K = 7,12 Ta thấy hệ số K tra bảng nhỏ hơn hệ số K tính toán do đó cần phải tuần hoàn nước. LHH = Ktra . Lt = 7,12 . 20 = 142,4 (mg/l) ị 142,4 = ị Qth = 1099,2 (m3) Lưu lượng tính toán Qtt = Qnt + Qtn = 17844 + 1099,2 + 28943,2 (m3) + Diện tích bể Fbể = (m2) + Thể tích bể V = Fb. H = 947,16.4 = 3788,64 (m3) + Lưu lượng không khí tổng cộng Btc = B.Qtt = 10.18943,2=189432,4m3/ngđ + Chọn 2 bể làm việc có dạng tròn trên mặt bằng diện tích mỗi bể là: F1 = m2 + Đường kính mỗi bể là: D = (m2) + Chiều cao xây dựng bể Biophin Hxd= Hct + h1 + h2 + h3 + h4 + h5 Trong đó: Hct : Chiều sâu của lớp vật liệu lọc Hct = 5m h1 : Chiều sâu từ mặt nước trong bể đến lớp vật liệu lọc h1 = 0,4m h2: Chiều sâu không gian giữa sàn để vật liệu lọc và nền h2 = 1 m h3: Độ sâu của máng thu nước chính h3 = 0,25 m h4: Độ sâu của phần nền móng h4 = 0,5m h5: Chiều cao bảo vệ (từ mặt nước đến thành bể h5 = 0,4m ị HXD = 5 + 0,4 + 1 + 0,25 + 0,25 + 0,5 + 0,4 = 7,55m Cấu tạo của lớp vật liệu lọc cấu tạo so với cỡ đường kính 5-10mm, lớp sàn dỡ vật liệu lọc 0,2m. 3.4.8. Tính toán bể lắng ngang đợt 2 Giống phương án I 3.4.9. Tính toán bể tiếp xúc ngang Giống phương án I 3.4.10. Tính toán máng trộn kiến lượn Giống phương án I 3.4.11. Tính toán bể mê tan - Các loại cặn được dẫn tới bể metal gồm : + Cặn tươi từ bể lắng ngang đợt I + Bùn màng vi sinh vật 80% từ lắng đợt II + Rác đã nghiền a. Cặn tươi từ bể lắng ngang đợt I WC = Trong đó: K: hệ số tính đến sự tăng lượng cần do cơ hạt lơ lửng K = 1,1 P: Độ ẩm của cần ở bể lắng đợt I ngang đợt I P = 97% WC = (m3) b. Lượng màng vi sinh vật từ bể lắng đợt II 2 ngày WB = 487,4m3 ị 1 ngày WS = 243,7m3 Lượng bùn 50% 1 ngày = m3 c. Lượng rác nghiền W1 = 1,43 m3 + Thể tích hỗn hợp cặn tổng cộng là: W = WC + WB + W1 = 99,96 + 121,85 + 1,43 = 223,24m3 + Độ ẩm trung bình của hỗn hợp cặn Phh = 100 Trong đó: CK: Lượng chất khô trong cặn tươi CK = T/ngđ BK: Lượng chất khô trong màng vi sinh vật BK = T/ngđ RK: Lượng chất khô trong rác nghiền RK = T/ngđ Ta có Phh = Phh = 98% Với độ ẩm của hỗn hợp cặn là 98% > 94% ta chọn chế độ lên men ấm với nhiệt độ là 38 á 350C + Dung tích bể mêtal được tính: WM = m3 Trong đó: d: Liều lượng cặn tải ngày đêm (%) lấy theo bảng 42-20 TCN 51- 84 với Phh = 98% ở chế độ lên men ẩm có d = 11% Chọn 2 bể dung tích 1 bể là V = m3 Tra bảng với V hữu ích 507m3 chọn d = 10m Đường kính (m) Thể tích hữu ích m3 Chiều cao (m) h1 H h2 10 1014 2m 5m 2,5m 3.4.12. Sân phơi bùn Cặn sau khi làm men ở bể metan và cặn từ bể tiếp xúc được dẫn đến sân phơi bùn để làm ráo cặn đến độ ẩm cần thiết. + Thể tích tổng cộng của cặn dẫn đến sân phơi bùn Wch = W + W0 Trong đó: W: Thể tích cặn từ bể mêtan W = 223,24m3/ngđ W0: Thể tích cặn từ bể tiếp xúc W0 = 4,352 m3/ngđ ị Wch = 223,43 + 4,352 = 227,592 m3/ngđ + Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được tính: F1 = m2 Trong đó: q0: Tải trọng lên sân phơi bùn theo bảng 5.5 giáo trình xử lý nước thải ĐHXD - 1978. Với nền nhân tạo có hệ thống rút khi khô cặn và bùn hoạt tính lên men ta có q0 = 2m3/m2năm n: Hệ số kể đến điều kiện khí hậu n = 2,7. Chọn sân phơi bùn chia ra làm 12 ô với diện tích mỗi ô là: f = m2 Chọn kích thước mỗi ô là 43m x 30m + Diện tích phục vụ F2 = 0,2 . F1 =0,2 . 15383,5 = 3076,7m2 + Diện tích tổng cộng của sân phơi bùn F2 = F1 + F2 = 15383,5 + 3076,7 = 18460,2 m2 Chương IV: Khái toán kinh tế các phương án tính toán lựa chọn phương án thích hợp 4.1. Khái toán kinh tế trạm xử lý 4.1.1. Khái toán kinh tế công trình trạm xử lý phương án I Phương án I: Với đơn giá 1500.103 đồng/m2 Tên công trình Đặc điểm Giá thành Xây dựng Thiết bị Tổng 1 Ngăn tiếp nhận 4 6000 1800 7800 2 Song chắn rác 6 9000 9000 18.000 3 Mương dẫn 40 60.000 60.000 4 Bể lắng cát ngang 25,6 38.400 11.520 49.920 5 Sàn phơi cát 127 190.500 190.500 6 Bể lắng ngang đợt I 49,7 74.550 22.365 96.915 7 Bể Aeroten 573,75 860.625 258187,5 1118812,5 8 Bể lắng ngang đợt II 41 61.500 18.450 79.950 9 Bể tiếp xúc ngang 320 480.000 144.000 624.000 10 Bể nén bùn đứng 95,34 143.010 42.903 185.913 11 Bể mêtan 500 750.000 750.000 1.500.000 12 Máng trộn 0,25 375 375 13 Sân phơi bùn 4723 4.723.000 4.723.000 Tổng 7.396.960 1.258.225,5 8.655.185,5 Sơ bộ tổng vốn xây dựng phương án I GIXD = 8655185,5 ngàn đồng = 8655,185 triệu đồng 4.1.2. Chi phí quản lý hàng năm a. Chi phí trả lương công nhân + Công nhân vận hành trạm xử lý nước thải: 8 người Tổng công nhân trong trạm xử lý 30 người + Lương bình quân 750.000đ/người /tháng Glương = 30.750.000.12 = 270.000.000(đồng/năm) = 270 (triệu/năm) b. Chi phí điện năng + Chi phí điện năng cho trạm bơm nước thải Gđiện = (đồng/năm) Trong đó: Qb; Lưu lượng của bơm Qb = 745,16m3/h Hb: áp lực của bơm Hb = 8,5m T: Thời gian hoạt động T = 20 giờ nb: Hiệu suất bơm nb = 0,8 A: Giá điện 1000đông/kW nđc: Hiệu suất động cơ nđc = 0,8 Gđiện = Gđiện = 1.416.580.208 đồng/năm = 1416,58 triệu/năm Các chi phí điện khác như trạm bơm bùn, trạm khí nén, điện thắp sáng lấy 5%. Gđiện chi phí = 5% . 1416,58 = 70,829 triệu/năm Tổng lượng điện sử dụng G = Gđiện + Gchi phí = 1416,58 + 70,829 triệu/năm c. Chi phí khấu hao + Khấo hao thiết bị chi phí lấy bằng 10% vốn thiết bị GTBkh = 1258225,5 . 0,1 = 125822,55= 125,822 triệu/năm + Khấu hao công trình chi phí lấy bằng 5% vốn xây dựng: GCTkh = 0,05 . 7396960 = 369848 = 369,848 triệu /năm + Tổng chi phí khấu hao: Gkh = GTBkh = GCTkh = 125,822 + 369,848 = 495,67 triệu/năm d. Tổng chi phí sửa chữa lấy bằng 5% vốn xây dựng công trình Gsc = 0,05 . 8655185,5= 432759,275 = 432,759 triệu/năm e. Chi phí ngoài xây dựng lấy = 3% vốn xây dựng công trình Gphụ = 0,03 . 8655185,5 = 259655,565 = 259,655 triệu/năm f. Tổng chi phí quản lý Gql = Glương + Gđiện + G khấu hao + Gsc + Gphụ = 270 + 1487,409 + 495,67 + 432,759 + 259,655 = 2945,493 triệu/năm + Giá thành quản lý 1m3 nước thải Tql = đồng/m3 + Giá thành đầu tư cho 1m3 nước thải: Tđt = đồng/m3 + Giá thành xử lý 1m3 nước thải T = Tql + Tđt = 451,2 + 1325,9 = 1777 đồng/m3 4.2.1. Khai toán kinh tế công trình trạm xử lý phương án II Phương án II: Vốn đầu tư giá 1500.103đ/m2 Tên công trình Đặc điểm Giá thành Xây dựng Thiết bị Tổng 1 Ngăn tiếp nhận 4 6000 1800 7800 2 Song chắn rác 6 9000 9000 18.000 3 Mương dẫn 40 60.000 60.000 4 Bể lắng cát ngang 25,6 38.400 11.520 38.400 5 Sàn phơi cát 127 190.500 190.500 6 Bể lắng ngang đợt I 49,7 74.550 22.365 96.915 7 Bể Biofin cao tải 947 1.420.500 426.150 1.846.650 8 Bể lắng ngang đợt II 41 61.500 18.450 79.950 9 Bể tiếp xúc ngang 320 480.000 144.000 624.000 10 Bể mêtan 223,2 334.800 100.440 435.240 11 Máng trộn 0,25 375 375 12 Sân phơi bùn 3076 3.076.000 3.076.000 Tổng 5.751.625 733.725 6.485.350 Sơ bộ tổng vốn xây dựng phương án II GIIXD = 6485350 ngàn đồng = 6485,350 triệu 4.2.2. Chi phí quản lý hàng năm a. Chi phí trả lương công nhân + Công nhân vận h