Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu dân cư Bình Trưng Đông, Quận 2, TP. Hồ Chí Minh công suất 1200 m3/ ngày

l 11,7 9 Dầu mỡ thực vật mg/l 1,25 10 Coliform MPN/100ml 2,2x105 Nguồn: Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Môi Trường & Bảo Hộ Lao Động 3.1.2 Yêu cầu nước thải đầu ra Nước thải sau xử lý phải đáp ứng QCVN 14:2008/BTNMT Cột A, giá trị C Bảng 3.2: Thông số đầu vào và đầu ra của nước thải khu dân cư STT Thông số Đơn vị Đầu vào QCVN 14:2008/BTNMT Cột A, giá trị C 1 pH - 6,1 6 – 9 2 BOD5 (200C) mg/l 250 30 3 COD mg/l 421 50 4 Chất rắn lơ lửng(SS) mg/l 300 50 5 Nitrat NO3- (tính theo N) mg/l 12,5 30 6 Amoni (tính theo N) mg/l 32,5 5 7 Sulfua (tính theo H2S) mg/l 0,4 1,0 8 Phosphat PO43-( tính theo N) mg/l 11,7 6 9 Dầu mỡ thực vật mg/l 1,25 10 10 Coliform MPN/100ml 2,2x105 3000 Nguồn: Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Môi Trường & Bảo Hộ Lao Động Nhận xét: Bảng thành phần tính chất nước thải trước và sau xử lý cho thấy sau khi nước thải được xử lý sơ bộ tại hầm tự hoại cơ bản đạt chỉ tiêu nguồn tiếp nhận chỉ còn 1 số thông số như BOD, SS, phosphat, coliform còn khá cao và cần tiếp tục xử lý đạt loại A – QCVN14:2008/ BTNMT khi xả vào nguồn tiếp nhận 3.2 Yêu cầu thiết kế 3.2.1 Nguyên tắc lựa chọn Để lựa chọn các giải pháp công nghệ thích hợp xử lý nước thải ở nước ta hiện nay cần dựa trên 4 nguyên tắc cơ bản: Phù hợp với điều kiện tự nhiên của từng khu vực, từng đô thị Phù hợp với thành phần, tính chất nước thải Phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội và từng đô thị Kết hợp trước mắt và lâu dài – Đầu tư xây dựng theo khả năng về tài chính nhưng luôn bám sát một dây chuyền công nghệ hoàn chỉnh nhằm từng bước hoàn thiện công nghệ hiện đại trong tương lai 3.2.2 Điều kiện tự nhiên: Đặc điểm đô thị ở nước ta là tập trung phần lớn ở vùng đồng bằng, do đó còn quan tâm tới 4 vùng đặc trưng: Đồng bằng Sông Hồng (ĐBSH), Ven biển Miền Trung (VBMT), Đông Nam Bộ (ĐNB) và Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL). Về nhiệt độ: Nhìn chung, nhiệt độ trung bình hàng năm tương đối cao, thích hợp công nghệ xử lý sinh học, đặc biệt sinh học tự nhiên và công nghệ xử lý sinh học kị khí. Về thổ nhưỡng: Vùng ĐNB phần lớn là cát, rất thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải bằng các bãi thấm. Trong khi đó, vùng ĐBSH và ĐBSCL lại có nhiều thuận lợi để áp dụng công nghệ hồ sinh học. 3.2.3 Thành phần và tính chất nước thải Thành phần, tính chất nước thải đô thị ở nước ta khác xa so với thành phần nước thải ở các thành phố hiện đại của các nước công nghiệp phát triển bởi 3 lý do chính: Mức sống trung bình của xã hội trong các đô thị còn thấp nên lượng chất nước thải hữu cơ theo người không cao. Hầu hết các nhà đều có bể tự hoại ( cho dù hoàn thiện hay chưa hoàn thiện), do đó trước khi xả vào cống, nước thải cũng đã được xử lý một phần bằng sinh học kị khí. Mạng lưới thoát nước ở đô thị nước ta chưa hoàn thiện, về mùa khô được thải đọng lại trong cống rất lâu. Do vậy, trên thực tế cho dù không mong muốn cũng xảy ra một quá trình xử lý kị khí tương tự như trong bể tự hoại. Vì những lý do này dẫn đến một số đặc trưng: Nồng độ nhiễm bẩn thấp hơn nhiều so với nước thải ở các nước công nghiệp phát triển. Ở những thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh thì BOD5 thường là 150 – 200 mg/l, trong khi các đô thị khác là 100 – 150 mg/l. Nồng độ các chất rắn lơ lửng (SS) thường dao động rất lớn: về mùa khô rất thấp nhưng khi có mưa lại tăng đột ngột, thậm chí cao hơn hàng chục lần. Nồng độ NH3 và H2S cao. Cho nên, trong xử lý nước thải nếu lựa chọn giải pháp xử lý bằng sinh học tự nhiên sẽ thuận lợi hơn so với sinh học nhân tạo. 3.2.4 Điều kiện kinh tế - xã hội Việc thu phí thoát nước sẽ là yêu cầu tất yếu, sớm hay muộn cũng phải thực hiện. Nhìn chung, ở nước ta, tỷ lệ người có mức thu nhập trung bình và thấp vẫn chiếm đa số trong cư dân khu dân cư. Với những khoản chi hàng tháng đối với một số hộ gia đình đã là một áp lực và một khi phí thoát nước được thực hiện đầy đủ thì áp lực đó càng lớn hơn. Vì vậy, giải pháp công nghệ xử lý nước thải trong giai đoạn này trước hết phải đảm bảo mục tiêu quan trọng là giá thành thấp để những người có thu nhập trung bình và thấp có thể trả được và sẵn sàng trả chi phí thoát nước. Để đạt được những mục tiêu này cần lưu ý các vấn đề sau: Ưu tiên áp dụng công nghệ xử lý bằng tự nhiên, chỉ khi nào không có điều kiện áp dụng giải pháp này mới tính đến giải pháp khác vì: Công nghệ xử lý bằng tự nhiên giúp giảm giá thành xử lý, đặc biệt là thiết bị nhập khẩu là không đáng kể, hầu như là không tiêu thụ năng lượng điện hoặc nếu có thì ở mức độ rất ít, vận hành đơn giản, không đòi hỏi công nhân kỹ thuật trình độ cao. Tiêu chuẩn mức độ vệ sinh và yêu cầu chất lượng nước thải sinh sau xử lý là: một quá trình nâng dần từ thấp đến cao, phụ thuộc vào điều kiện kinh tế và mức sống xã hội. Hiện nay, các tiêu chuẩn vệ sinh môi trường liên quan đến xử lý nước thải và xả nước thải vào môi trường tự nhiên còn chưa đồng bộ, có những điểm còn mâu thuẫn. Thậm chí, có một vài chỉ tiêu không thể đạt được trong xử lý nước tiêu chuẩn. Nếu khai thác điều kiện tiếp nhận của môi trường tiếp nhận, có thể dẫn nước đi xa hơn để tránh xả vào nguồn nước thô trong hệ thống cấp nước và những khu vực đông dân cư…Tuy nhiên, dù yêu cầu xử lý chỉ giới hạn ở mức này, nhưng với những người thiết kế có kinh nghiệm, vẫn có thể làm cho chất lượng nước xử lý cao hơn nếu biết khai thác hợp lý hiện tượng anoxic. Tái sử dụng nước thải sau xử lý: đây là vấn đề cũng nên quan tâm vì nó góp phần giảm giá thành xử lý. Kết hợp hài hòa giữa trước mắt và lâu dài. 3.3 Đề xuất công nghệ xử lý 3.3.1 Phương án 1 Máy sàng rác Hầm tiếp nhận Bể điều hòa Bể lắng I Bể Aerotank Bể lắng II Máy thổi khí chìm Máy thổi khí Bể Phân hủy bùn Bể khử trùng Cặn tinh Bùn dư Nguồn tiếp nhận( QCVN 14:2008/BTNMT Cột A, giá trị C : Đường nước thải : Đường bùn : Đường khí Bãi chôn lấp Nước tách bùn SCR Nước thải vào Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1 Nước thải từ các hoạt động sinh hoạt của người dân trong dân cư theo hệ thống cống dẫn qua song chắn rác thô, tại đây rác có kích thước lớn hơn 20mm được loại bỏ, cho vào thùng chứa. Nước thải sau khi qua song chắn rác vào hầm tiếp nhận ( hay hố thu gom). Nước trước khi qua bể điều hòa sẽ được đưa qua song chắn rác tinh có nhiệm vụ giữ lại toàn bộ các loại rác có kích thước >2mm, làm giảm hàm lượng chất lơ lửng có trong nước thải, chất thải được đưa vào các thùng chứa bằng inox. Lượng rác từ 2 song chắn rác được thu gom và xử lý tại các nhà máy xử lý chất thải rắn. Nước từ hố thu gom được bơm qua thiết bị tách rác tinh đến bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn của nước thải, đảm bảo chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo. Ngoài ra, tại đây nước thải được cấp khí của máy thổi khí, qua hệ thống đĩa phân phối khí nhằm khuấy trộn nước thải điều hòa lưu lượng và tạo điều kiện hiếu khí tránh hiện tượng phân hủy kị khí gây mùi hôi. Nước thải sau bể điều hòa sẽ được bơm về bể lắng I. Bể lắng có dạng lắng đứng. Nước được phân phối vào ống trung tâm và tạo dòng từ dưới lên, trong quá trình phân phối nước, các cặn lơ lửng sẽ dính bám với nhau tạo thành các bông cặn có kích thước và trọng lượng lớn hơn, để tạo điều kiện cho quá trình lắng tốt hơn dưới tác dụng của trọng lực, phần nước trong sẽ được thu bằng máng thu nước. Nước thải sau khi qua bể lắng I được đưa vào bể Aerotank. Ở đây, khí được cấp vào, nhờ các đĩa phân phối giúp cho quá trình hòa tan Oxy được hiệu quả. Mục đích trong giai đoạn này là dựa vào hoạt động phân hủy của VSV làm giảm lượng hữu cơ trong nước thải cũng như đông tụ các chất thải dưới dạng keo lắng. Sinh khối vi sinh vật tăng lên đồng thời hàm lượng chất hữu cơ giảm đi. Sau khi qua bể Aerotank nước được bơm qua bể lắng II, bể lắng II có nhiệm vụ giúp cho việc lắng tách bùn hoạt tính và nước thải đã được xử lý, bùn lắng phần lớn được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank, lượng bùn dư được bơm vào bể phân hủy bùn. Nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận phải cho qua bể khử trùng, nhằm loại bỏ các vi trùng gây bệnh. Hầm tiếp nhận Lọc rác tinh Bể điều hòa Bể lắng đứng Bểsinh hoc hiếu khí FBR Bể lắng II Bể khử trùng Bể phân hủy bùn Máy thổi khí Máy thổi khí chìm SCR Nước thải vào Cặn tươi Bùn dư Nước tách bùn Nguồn tiếp nhận QCVN 14:2008/BTNMT Cột A, giá trị C Bãi chôn lấp : Đường nước thải : Đường bùn : Đường khí 3.3.2 Phương án 2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 2 Nước thải từ các hoạt động sinh hoạt của người dân trong khu dân cư theo hệ thống cống dẫn qua song chắn rác thô, tại đây rác có kích thước lớn hơn 20mm được loại bỏ, cho vào thùng chứa. Nước thải sau khi qua song chắn rác vào hầm tiếp nhận. Nước trước khi qua bể điều hòa sẽ được đưa qua song chắn rác tinh có nhiệm vụ giữ lại toàn bộ các loại rác có kích thước> 2mm, làm giảm hàm lượng chất lơ lửng có trong nước thải. Nước từ hố thu gom qua thiết bị tách rác tinh đến bể điều hòa . Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn của nước thải, đảm bảo chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo. Ngoài ra, tại đây nước thải được cấp khí của máy thổi khí chìm, nhằm khuấy trộn nước thải điều hòa lưu lượng và tạo điều kiện hiếu khí tránh hiện tượng phân hủy kị khí gây mùi hôi. Nước thải sau bể điều hòa sẽ được bơm về bể lắng I. Bể lắng có dạng lắng đứng. Bể lắng I có tác dụng lắng bớt một phần cặn hữu cơ trong nước thải, từ đây nước thải được chảy trọng lực sang bể hiếu khí có lớp vật liệu lọc được đặt ngập trong nước Trong bể sinh học hiếu khí có vật liệu đệm, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí - có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực. Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính, cung cấp oxy cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ. Dưới điều kiện như vậy, vi sinh dùng chất dinh dưỡng là BOD, N, P trong nước để sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn ở dạng bám dính. Hỗn hợp này sau một thời gian bám vào vật liệu lọc sẽ bị tróc ra và chảy đến bể lắng sinh học. Sau khi qua bể sinh học hiếu khí, nước sẽ chảy thủy lực qua bể lắng II để lắng lại những bông bùn hoạt tính, phần nước trong sẽ chảy qua bể khử trùng để khử vi sinh vật còn lại trong nước thải trước khi ra nguồn tiếp nhận. Phần bùn từ bể lắng I và bể lắng II sẽ dẫn qua bể phân hủy bùn kị khí, sau đó được hút định kì. 3.3.3 Nhận xét và lựa chọn Phương án 1: Tiết kiệm diện tích xây dựng lớn so với các hệ thống xử lý sinh học tự nhiên như: Mương oxy hóa… Nồng độ Nitơ và phospho vẫn cao sau khi xử lý Chi phí đầu tư lớn Khó vận hành và kiểm soát Nhân viên vận hành phải có trình độ Phương án 2 Xử lý được Nitơ và phospho Khả năng lắng cặn bông bùn tốt hơn Chi phí đầu tư lớn Dễ vận hành Hiệu quả xử lý cao. Hiệu quả xử lý COD 80- 95% Do phương án 2 có nhiều ưu điểm nổi bật vượt trội so với phương án 1, vì vậy ta sử dụng phương án 2 để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1 Nhiệm vụ thiết kế và cơ sở tính toán 4.1.1 Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế công nghệ khu dân cư, với lưu lượng trung bình ngày đêm là 1200m3/ ngày. Yêu cầu tính toán thiết kế về mặt công nghệ đối với hệ thống xử lý nước thải trên, thể hiện mặt bằng của hệ thống xử lý nước thải. Tiêu chuẩn của nước thải sau xử lý là QCVN 14:2008/BTMT, Cột A, giá trị C. Nồng độ chất ô nhiễm và yêu cầu về chất lượng nước xả vào nguồn tiếp nhận được thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.1: Thông số đầu vào và đầu ra của nước thải khu dân cư STT Thông số Đơn vị Đầu vào QCVN 14:2008/BTNMT Cột A, giá trị C 1 pH - 6,1 6 – 9 2 BOD5 mg/l 250 30 3 COD mg/l 400 50 4 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 300 50 5 Nitrat NO3-( tính theo N) mg/l 32 15 6 Phosphat PO43-( tính theo N) mg/l 8 4 7 Amoni ( tính theo N) mg/l 32,5 5 8 Sulfua (tính theo H2S) mg/l 0,4 1,0 9 Dầu mỡ thực vật mg/l 1,25 10 10 Coliform MPN/100ml 2,2x105 3000 Nguồn: Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Môi Trường và Bảo Hộ Lao Động BOD tương đối thấp nên công nghệ xử lý phù hợp là công nghệ xử lý sinh học. Ngoài ra, trong nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn có hàm lượng vi sinh dù ít hay nhiều, nó là nguồn lây truyền khi thải ra môi trường, vì vậy phải có hệ thống khử trùng nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. 4.1.2 Cơ sở tính toán Nội dung xác định các thông số tính toán: Lưu lượng tính toán Mức độ cần xử lý nước thải Các lưu lượng tính toán cần xác định Lưu lượng trung bình ngày đêm: = 1200m3 / ngày Lưu lượng trung bình giờ: = = = 50 m3/h Lưu lượng giây trung bình: = = 0,014m3/s = 14l/s Lưu lượng giờ lớn nhất: = Với là hệ số không điều hòa ngày của nước thải sinh hoạt của khu dân cư phụ thuộc vào nước thải trung bình Bảng 4.2: Hệ số không điều hòa của nước thải Hệ số không điều hòa chung K0 Lưu lượng nước thải trung bình q (l/s) 5 10 20 50 100 300 500 1000 ≥5000 K0 max 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44 K0 min 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71 Từ bảng số liệu trên, với = 14l/s dùng phương pháp nội suy có hệ số= 2,02 Lưu lượng ngày lớn nhất là: == 50 2,02 = 101 m3/ h Lưu lượng giây lớn nhất := = = 28,06 l/s Mức độ cần xử lý nước thải: Mức độ cần xử lý nước thải được tính theo: Hàm lượng chất lơ lửng ( phục vụ tính toán công nghệ cơ học) Hàm lượng BOD ( phục vụ tính toán các công trình và công nghệ xử lý sinh học) Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng: D = Trong đó: C1: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải trước khi xử lý C2: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau khi xử lý cho phép xả vào nguồn Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5: D = ×100% = Trong đó: L1 : Hàm lượng BOD5 trong nước thải trước khi xử lý L2: Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau khi xử lý cho phép xả vào nguồn 4.2 Tính toán các công trình đơn vị 4.2.1 Song chắn rác Nhiệm vụ: nhằm loại bỏ các loại rác có kích thước lớn, nhằm bảo vệ các công trình phía sau, cản các vật lớn đi qua có thể làm tắc nghẽn hệ thống ( đường ống, mương dẫn, máy bơm) làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của các công trình phía sau. Tính toán Bảng 4.3: Các thông số thiết kế song chắn rác Thông số Song chắn rác và các biện pháp lấy rác Thủ công Cơ khí Kích thước song chắn Chiều rộng, mm Chiều dày, mm 5 – 15 25 – 38 5 – 15 25 - 38 Khoảng cách giữa các song chắn rác 25 – 50 15 - 75 Độ dốc đặt thanh chắn so với phương thắng đứng 30 – 45 0 - 30 Vận tốc dòng chảy trong mương dẫn phía trước song chắn rác Tối đa, m/s Tối thiểu, m/s 0,3 – 0,6 - 0,6 – 1,0 0,3 – 0,5 Tổn thất áp lực cho phép,mm 150 150-600 Nguồn:Xử lý nước thải Đô thị & công nghiệp- Lâm Minh Triết Kích thước mương đặt song chắn rác Chọn vận tốc nước chảy trong mương: v= 0,5m/s Chọn kích thước mương rộng và sâu: B H = 0,6m 0,8m Vậy chiều cao lớp nước trong mương là: h= = = 0,1m Kích thước song chắn rác Chọn kích thước thanh rộng dày = b d = 5mm 25 mm Khe hở giữa các thanh là w=25mm Song chắn rác có n thanhsố khe hở: m = n+1 Ta có: B = w (n+1)+ n b 600 = n 5mm +(n+1) 25mm n = 20 thanh Điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh: B= w (n+1)+ n b 600= w 21+20 w=25mm Hình 4.1:Sơ đồ lắp đặt song chắn rác Tính toán tổn thất áp lực qua song chắn rác Tổng tiết diện các khe song chắn: A = (B-bn) h = (0,4- 0,005 20)= 0,042m2 Trong đó: B: Chiều rộng đặt mương song chắn rác (m) b: chiều rộng thanh song chắn (m) n: số thanh h: chiều cao lớp nước trong mương (m) Vận tốc dòng chảy qua song chắn: V= == 0,6 m/s Tổn thất áp lực qua song chắn: hL = ==8.10-3m= 8mm<150mm 4.2.2 Bể thu gom Nhiệm vụ: Tập trung toàn bộ nước thải sinh hoạt của khu dân cư đồng thời để đảm bảo lượng nước đủ để cho bơm hoạt động an toàn Tính toán: Tính toán kích thước bể thu gom Thời gian lưu nước trong bể thu gom tối thiểu là 10 30 phút. Chọn thời gian lưu nước trong bể t=15 phút Thể tích bể thu gom: V= t = 101 = 25,25 m3 Chiều cao xây dựng của bể: H= h+ hbv = 2+0,5 = 2,5m Trong đó: Chọn chiều cao làm việc của bể h=2m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Chọn bể hình chữ nhật Kích thước xây dựng bể: L BH=4,53 2,5=33,75m3 Tính toán đường ống nước thải vào Lưu lượng = 101m3/h Chọn vận tốc nước thải đi vào v= 0,7m/s (v= 0,30,7m/s) Đường kính của ống D = = =0,226m Chọn ống sắt tráng kẽm = 273 Tính toán bơm cho bể thu gom Để bơm nước thải qua song chắn rác tinh, ta nên chọn bơm theo lưu lượng giờ lớn nhất vì khi đó bơm sẽ hoạt động hiệu quả hơn. Chọn 2 bơm nhúng chìm hiệu Ebara, 1 hoạt động và 1 dự phòng đặt tại hầm bơm có: = = 101m3/h, Hb = 8 – 10 mH2O Chọn Hb = 8mH2O Công suất của bơm: N= == 2,76(kW) Trong đó: G gia tốc trọng trường ,g = 9,81 m2/s trọng lượng riêng của nước, 1000kg/m3 : hiệu suất máy bơm, chọn = 0,8 (thường từ 0,72 – 0,93) : công suất của máy bơm (kW) Chọn bơm Ebara có Model 100DML 53.7 với H= 6,5m, m3/h, N= 3,7kW Bảng 4.4:Tóm tắt kết quả tính toán hố gom Thông số Đơn vị Giá trị Thể tích xây dựng m3 33,75 Thể tích làm việc m3 27 Chiều dài m3 4,5 Chiều rộng m3 3 Ống dẫn nước thải ra m3 273 Bơm nước thải Ebara Cái 2 (1 dự phòng) 4.2.3 Lựa chọn lưới lọc tinh Nhiệm vụ: Lưới lọc tinh có nhiệm vụ tách rác và tạp chất thô có trong nước thải trước khi đưa nước thải vào công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng lưới trong công trình xử lý nước thải tránh được hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng bơm. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện vận hành thuận lợi của đường ống Chọn lựa lưới lọc tinh Lưu lượng tính toán: = 101m3/h Chọn lưới chắn rác tinh của hãng ShinMaywa, Model 130S. Kích thước giữa 2 khe là 2mm. Chọn 1 lưới lọc tinh Kích thước của lưới chắn dài rộng = 1200mm 1220mm Tải trọng làm việc thực tế của lưới LA = = = 1150 l/phút.m2 Hàm lượng cặn lơ lửng còn lại sau khi qua lưới lọc rác tinh giảm khoảng 15% C2 = C1 (100% - 15%)= 300 85% = 255 mg/l Bảng 4.5 :Bảng tóm tắt kích thước lưới chắn rác tinh Các thông số Giá trị Đơn vị Kích thước lưới chắn rác : Chiều dài lưới Chiều rộng lưới Kích thước giữa 2 khe 1200 1220 2 mm mm mm Loại shinMaywa 1 cái 4.2.4 Bể điều hòa Nhiệm vụ : Nhằm điều hòa và ổn định về lưu lượng và nồng độ các chất, ổn định pH của nước thải, tránh phát sinh mùi hôi nhờ làm thoáng cung cấp oxy cho nước thải bằng máy thổi khí. Nhờ đó giúp cho các công trình phía sau không bị quá tải, nước thải cấp vào các công trình xử lý sinh học phía sau không bị quá tải, nước thải cấp vào các công trình xử lý sinh học phía sau được liên tục nên vận hành tốt, đạt hiệu quả xử lý cao. Tính toán kích thước bể : Chọn thời gian lưu nước trong bể là t=7h Thể tích thực của bể điều hòa : Vdh = t= 50 7=350m3 Trong đó : : Lưu lượng nước thải trung bình giờ, = 50 m3/h t: thời gian lưu nước trong bể Chọn chiều cao hữu ích h= 4,5m Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Chiều cao tổng cộng của bể : H = h + hbv = 4,5 + 0,5 = 5m Chọn bể hình vuông B L = 8,5m 8,5m Thể tích tính toán : Vtt = B LH = 8,5 8,5 (4,5 + 0,5) = 362m3 Tính toán vách ngăn tách dầu Chọn thời gian lưu trong ngăn tách dầu t=20 phút Thể tích ngăn tách dầu Vdầu = t = 101 = 33,6m3 Kích thước ngăn : B L H = 8,5m 8,5m(4,5 + 0,5)m = 8,5m 8,5m 5m Đáy vách ngăn cách đáy bể khoảng 0,5m Tính toán thiết bị cấp khí cho bể điều hòa Bảng 4.6:Các dạng khuấy trộn trong bể điều hòa Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí 4 8 W/m3 thể tích bể Tốc độ khí nén 1015 L/m3 phút(m3 thể tích bể) Nguồn: Xử lý nước thải công nghiệp_ Lâm Minh Triết Khuấy trộn bể điều hòa bằng khí nén Lượng không khí cần thiết: Lkhí = a = 50 3,74 = 187 m3/h = 3,12m3/ phút Trong đó: : Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ a : Lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a = 3,74 m3 khí/ m3 nước thải Nguồn: Industrial Water Pollution Control_ W.Wesley Eckenfelder Chọn máy thổi khí đặt chìm trong bể điều hòa Áp lực cần thiết của máy thổi khí Hm = h1 + hd+ H Trong đó: h1: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1= 0,4m hd: Tổn thất qua đĩa phun, hd = 0,5m H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H= 4m Hm = 0,4 + 0,5 + 4= 4,9m cột nước Áp lực máy thổi khí tính theo Atmotphe Pm = ==0,48 atm Năng suất yêu cầu Qkk = = = 46,75 m3/h = 0,013m/s Công suất máy thổi khí Pmáy = Trong đó: Pmáy : công suất yêu cầu của máy thổi khí, kW G: trọng lượng của dòng không khí, kg/s G = Qkk = 0,013 1,3 = 0,0169 kg/s R: hằng số khí, R = 8,314 KJ/K.mol0K T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 +25 = 298 0K P1 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm P2 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = Pm + 1=1,48 +1=1,48 atm n= = 0,283 (K = 1,395 đối với không khí) 29,7 hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7 Pmáy = = 0,835kW=1,12Hp Chọn 2 máy thổi khí đặt chìm : 1 máy hoạt động và 1 máy dự phòng hiệu Apec pump (T) JA-40, P= 3Hp, Lkhí = 40m3/h Tính toán bơm cho bể Chọn 2 bơm nhúng chìm đặt tại bể điều hòa, 2 bơm hoạt động luân phiên có = 50 m3/h, Hb =8 -10mH2O, chọn Hb = 8mH2O Công suất của bơm N= == 1,4 (kW) Chọn bơm Ebara có Model 80DML 52.2 với H =8 m, Q= 50 m3/h, N =2,2kW Tính toán đường ống dẫn nước thải Đường ống dẫn nước thải vào và ra khỏi bể Lưu lượng nước thải: = 50 m3/h = 0,0139 m3/s Chọn vận tốc nước thải trong ống: v= 1,5m/s (v= 1,0 2,0 m/s) Đường kính ống: D= = = 0,11m Chọn loại ống sắt tráng kẽm Kết quả xử lý tại bể điều hòa Hàm lượng BOD: L2 = L1 (100% - 10%) = 250 90% = 225 mg/l Bảng 4.7:Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể điều hòa Thông số Giá trị Kích thước L 8,5m Thời gian lưu nước 7h Bơm nước thải (1 hoạt động, 1 dự phòng) Q = 50m3/h, H= 8m, P= 2,2kW Máy thổi khí ( 1 hoạt động, 1 dự phòng) Q = 3,16 m3/ phút N = 3,98kW 4.2.5 Bể lắng I (Lắng đứng) Nhiệm vụ : Loại bỏ các tạp chất lơ lửng, các bông cặn hình thành trong quá trình keo tụ trước đó. Các bông cặn, chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy Tính kích thước bể Bảng 4.8:Các thông số thiết kế của bể lắng I Thông số Đơn vị Giá trị Dãy Đăc trưng Thời gian lưu nước h 1,5 – 2,5 2 Tải trọng bề mặt Lưu lượng trung bình Lưu lượng cao điểm m3/m2.ngày m3/m2.ngày 32,6 – 48,8 81,4 - 122 102 Tải trọng máng tràn m3/m.ngày 124 – 496 248 Ống trung tâm Đường kính d Chiều cao h m m (15 – 20)%D (55 – 65)%H Chiều sâu bể lắng H m 2,4 3,6 Đường kính bể lắng B m 3 60 12 4,5 Độ dốc đáy mm/m 62,5 166,7 83,33 Tốc độ thanh gạt bùn Vòng/phút 0,02 0,03 Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm: f = = =0,7m2 Trong đó: : Lưu lượng tính toán trung bình : vận tốc nước trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30mm/s (TCXDVN- 7957-2008), chọn = 20mm/s=0,02m/s Diện tích tiết diện ướt của bể lắng: F = = = 42m2 - vận tốc nước thải trong bể lắng đứng, = 1- 1,5m/h ường kính bể lắng: D = = = 7,4m Chon D=8m Đường kính ống trung tâm : d== =0,95m Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể htt = v t = 1,2 2 = 3m Với t : thời gian lắng, t= 2,5h (t =1,5 2,5h) Chọn htt = 3m Chiều cao phần nón : hn = h2 + h3 = tg = 1,5m Trong đó: h2: chiều cao trung hòa ,m h3 : chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể,m D : đường kính của bể lắng, D =8m dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn =0,5m : góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 500. Chọn = 200 Chiều cao ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng: ht = htt =3m Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm d1 = h1 = 1,35 d = 1,35 0,95 = 1,3m Đường kính tấm hắt lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe dhắt = 1,3 d1 = 1,3 1,3 = 1,7m Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt theo mặt phẳng qua trục được tính theo công thức : L = == 0,1m : vận tốc nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt,  : không lớn hơn 20mm/s. Chọn = 20 mm/s = 0,02m/s Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng I: H = htt + hn +ho = 3+1,5+0,3 = 5m h0 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể, ho = 0,3m Thể tích bể : V = = = 170 m3 Thời gian lưu nước trong bể: t == = 3,6h Tính toán máng thu nước Vận tốc nước chảy trong máng v =0,6 – 0,7 m/s. Chọn v=0,6m/s Diện tích mặt cắt ướt của máng: A == = 0,023m2 Máng thu nước có kích thước rộng cao W H =0,2m 0,2m Máng thu nước đặt theo chu vi bể Bề dày lớp bê tông thành máng và đáy máng là 0,2m Đường kính máng thu nước: = D = 8-2 Chiều dài máng thu nước Tính toán máng răng cưa Chọn máng thu nước có gắn thêm máng răng cưa để phân bố đều nước vào máng thu. Máng răng cưa hình chữ V góc 900 và đặt xung quanh máng thu nước Chiều dài máng răng cưa bằng chiều dài máng thu: lr = lm = 37m Chọn máng răng cưa làm bằng thép không rỉ bề dày bR = 3mm Bề dày miếng đệm dR = 3mm Máng gồm nhiều khe, mỗi khe hình chữ V Chiều cao một khe : 50mm Chiều rộng đoạn vát đỉnh: 50mm Góc chữ V: 900 Khoảng cách giữa 2 đỉnh của khe: 100mm Chiều cao toàn bộ thanh: 200mm Khe dịch chỉnh: cách nha