Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại khu dân cư Đất Mới

y ra rất chậm và rất khó thực hiện. Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu. Hiệu quả phân riêng bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong bóng khí. Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15 - 30.10-3 mm. 1.3.2.3 Hấp phụ Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước thải bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn (hấp phụ hóa học). Phương pháp xử lý hoá học Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học thường là khâu cuối cùng trong dây chuyền công nghệ trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải. Các quá trình xử lý hóa học được trình bày trong Bảng 1.2. Bảng 1.2 Ứng dụng quá trình xử lý hoá học. Quá trình Ứng dụng Trung hoà Để trung hoà các nước thải có độ kiềm hoặc axit cao. Khử trùng Để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Các phương pháp thường sử dụng là: chlorine, chlorine dioxide, bromide chlorine, ozone… Các quá trình khác Nhiều loại hoá chất được sử dụng để đạt được những mục tiêu nhất định nào đó. Ví dụ như dùng hoá chất để kết tủa các kim loại nặng trong nước thải. Phương pháp xử lý sinh học Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật. Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hoá hoặc khử các hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí: Quá trình xử lý nước thải được dựa trên sự oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ oxy tự do hoà tan. Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo công trình, thì đó là quá trình sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo. Ngược lại, nếu oxy được vận chuyển và hoà tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí: Quá trình xử lý được dựa trên cơ sở phân huỷ các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kỵ khí. Đối với các hệ thống thoát nước qui mô vừa và nhỏ người ta thường dùng các công trình kết hợp với việc tách cặn lắng với phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng. Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên Các công trình xử lý nước thải trong đất Các công trình xử lý nước thải trong đất là những vùng đất quy hoạch tưới nước thải định kỳ gọi là cánh đồng ngập nước (cánh đồng tưới và cánh đồng lọc). Cánh đồng ngập nước được tính toán thiết kế dựa vào khả năng giữ lại, chuyển hoá chất bẩn trong đất. Khi lọc qua đất, các chất lơ lửng và keo sẽ được giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất đó tạo nên lớp màng gồm vô số vi sinh vật có khả năng hấp phụ và oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Hiệu suất xử lý nước thải trong cánh đồng ngập nước phụ thuộc vào các yếu tố như loại đất, độ ẩm của đất, mực nước ngầm, tải trọng, chế độ tưới, phương pháp tưới, nhiệt độ và thành phần tính chất nước thải. Đồng thời nó còn phụ thuộc vào các loại cây trồng ở trên bề mặt. Trên cánh đồng tưới ngập nước có thể trồng nhiều loại cây, song chủ yếu là loại cây không thân gỗ. Hồ sinh học Hồ sinh học là các thuỷ vực tự nhiên hoặc nhân tạo, không lớn mà ở đấy diễn ra quá trình chuyển hoá các chất bẩn. Quá trình này diễn ra tương tự như quá trình tự làm sạch trong nước sông hồ tự nhiên với vai trò chủ yếu là các vi khuẩn và tảo.. Theo bản chất quá trình xử lý nước thải và điều kiện cung cấp oxy người ta chia hồ sinh học ra hai nhóm chính: hồ sinh học ổn định nước thải và hồ làm thoáng nhân tạo. Hồ sinh học ổn định nước thải có thời gian nước lưu lại lớn (từ 2 – 3 ngày đến hàng tháng) nên điều hoà được lưu lượng và chất lượng nước thải đầu ra. Oxy cung cấp cho hồ chủ yếu là khuếch tán qua bề mặt hoặc do quang hợp của tảo. Quá trình phân huỷ chất bẩn diệt khuẩn mang bản chất tự nhiên. Theo điều kiện khuấy trộn hồ sinh học làm thoáng nhân tạo có thể chia thành hai loại là hồ sinh học làm thoáng hiếu khí và hồ sinh học làm thoáng tuỳ tiện. Trong hồ sinh học làm thoáng hiếu khí nước thải trong hồ được xáo trộn gần như hoàn toàn. Trong hồ không có hiện tượng lắng cặn. Hoạt động hồ gần giống như bể Aerotank. Còn trong hồ sinh học làm thoáng tuỳ tiện còn có những vùng lắng cặn và phân huỷ chất bẩn trong điều kiện yếm khí. Mức độ xáo trộn nước thải trong hồ được hạn chế. Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo Xử lý sinh học bằng hệ vi sinh vật bám dính Các màng sinh vật bao gồm các loại vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tuỳ tiện, động vật nguyên sinh, giun, bọ… hình thành xung quanh hạt vật liệu lọc hoặc trên bề mặt giá thể (sinh trưởng bám dính) sẽ hấp thụ chất hữu cơ. Các công trình chủ yếu là bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh học có vật liệu lọc nước… Các công trình xử lý nước thải theo nguyên lý bám dính chia làm hai loại: Loại có vật liệu lọc tiếp xúc không ngập trong nước với chế độ tưới nước theo chu kỳ và loại có vật liệu lọc tiếp xúc ngập trong nước ngập oxy. Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học nhỏ giọt dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải, đảm bảo BOD trong nước thải ra khỏi bể lắng đợt hai dưới 15 mg/l. Bể có cấu tạo hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng. Do tải trọng thủy lực và tải trọng chất bẩn hữu cơ thấp nên kích thước vật liệu lọc không lớn hơn 30mm thường là các loại đá cục, cuội, than cục. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong bể từ 1,5 – 2 m. Bể được cấp khí tự nhiên nhờ các cửa thông gió xung quanh thành với diện tích bằng 20% diện tích sàn thu nước hoặc lấy từ dưới đáy với khoảng cách giữa đáy bể và sàn đỡ vật liệu lọc cao 0,4 - 0,6 m. Để lưu thông hỗn hợp nước thải và bùn cũng như không khí vào trong lớp vật liệu lọc, sàn thu nước có các khe hở. Nước thải được tưới từ trên bờ mặt nhờ hệ thống phân phối vòi phun, khoan lỗ hoặc máng răng cưa. Đĩa lọc sinh học Đĩa lọc sinh học được dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo nguyên lý bám dính. Đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ, … hình tròn đường kính 2 – 4 m dày dưới 10 mm ghép với nhau thành khối cách nhau 30 – 40 mm và các khối này được bố trí thành dãy nối tiếp quay đều trong bể nước thải. Đĩa lọc sinh học được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt với công suất không hạn chế. Tuy nhiên người ta thường sử dụng hệ thống đĩa để cho các trạm xử lý nước thải công suất dưới 5000 m3/ngày. Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước hoạt động theo nguyên lý lọc dính bám. Công trình này thường được gọi là Bioten có cấu tạo gần giống với bể lọc sinh học và Aerotank. Vật liệu lọc thường được đóng thành khối và ngập trong nước. Khí được cấp với áp lực thấp và dẫn vào bể cùng chiều hoặc ngược chiều với nước thải. Khi nước thải qua lớp vật liệu lọc, BOD bị khử và NH4+ bị chuyển hoá thành NO3- trong lớp màng sinh vật. Nước đi từ dưới lên, chảy vào máng thu và được dẫn ra ngoài. Xử lý sinh học bằng hệ vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng Xử lý sinh học bằng phương pháp bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là tập hợp vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh… thành các bông bùn xốp, dễ hấp thụ chất hữu cơ và dễ lắng (vi sinh vật sinh trưởng lơ lững). Các công trình chủ yếu là các loại bể Aerotank, kênh oxy hoá hoàn toàn… Các công trình này được cấp khí cưỡng bức đủ oxy cho vi khuẩn oxy hoá chất hữu cơ và khuấy trộn đều bùn hoạt tính với nước thải. Bể Aerotank: Khi nước thải vào bể thổi khí (bể Aerotank), các bông bùn hoạt tính được hình thành mà các hạt nhân của nó là các phân tử cặn lơ lửng. Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần, cùng với các động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ chất hữu cơ hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ. Vi khuẩn và sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành tế bào mới. Trong Aerotank lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng đợt hai. Một phần bùn được quay lại về đầu bể Aerotank để tham gia quá trình xử lý nước thải theo chu trình mới. Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor) Sequencing Batch Reactor (Lò phản ứng theo chuỗi) là hệ thống bùn hoạt tính kiểu làm đầy-và-rút, một hệ thống phản ứng kiểu khuấy trộn hoàn toàn bao gồm tất cả các bước của quá trình bùn hoạt tính xảy ra trong một bể đơn nhất, hoạt động theo chu trình mỗi ngày. SBR không cần sử dụng bể lắng thứ cấp và quá trình tuần hoàn bùn, thay vào đó là quá trình xã cặn trong bể. Các quá trình hoạt động chính của bể sinh học từng mẻ gồm: Quá trình sinh học hiếu khí dùng để khử BOD: bởi sự tăng sinh khối của quần thể vi sinh vật hiếu khí được tăng cường bởi khuấy trộn và cung cấp oxy, tạo điều kiện phản ứng ở giai đoạn (b). Quá trình sinh học hiếu khí, kị khí dùng để khử BOD, kết hợp khử nitơ photpho: bởi sự tăng quần thể visinh vật hiếu khí, kị khí. Tăng cường khuấy trộn cho quát trình kị khí, khuấy trộn và cung cấp oxy cho quá trình hiếu khí, khuấy trộn cho quá trình hiếu khí, tạo điều kiện cho giai đoạn (b). Giai đoạn (b) được thể hiện rỏ trong sơ đồ 2.1. Metanol NT vào (6) Tách nước xả bùn Giai đoạn (b) (4) Anoxic (Tắt O2 + khuấy) (3) Aerobic (khuấy + O2) (2) Anaerobic ( khuấy ) (1) Làm đầy (5) Lắng Hình 2.1: Sơ đồ phản ứng trong sinh học từng mẻ có kết hợp khử N, P Giai đoạn 3: xảy ra trong quá trình nitrat hóa và oxy hóa chất hữu cơ. Giai đoạn 4: xảy ra quá trình khử nitrat Đây là quá trình tổng hợp có hiệu quả kết hợp khử BOD cacbon và các chất hữu cơ hòa tan N, P. Trong quá trình khử N có thể tăng cường nguồn cacbon bên ngoài bằng Metanol ở giai đoạn 4… Các quá trình sinh học diễn ra trong bể với sự tham gia của các vi sinh vật trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ, đặc biệt là có sự tham gia của hai chủng loại Nitrosmonas và Nitrobacter trong quá trình nitrat hóa và khử nitrat kết hợp. Xử lý sinh học kỵ khí trong điều kiện nhân tạo Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có ôxy. Việc chuyển hoá các axit hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Lượng chất hữu cơ chuyển hoá thành khí vào khoảng 80 ÷ 90%. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32 ÷ 35oC. Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kỵ khí là lượng bùn sản sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí. Trong quá trình lên men kỵ khí, thường có 4 nhóm vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ nối tiếp nhau: Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme như các polysaccharide và protein thành các monomer. Kết quả của sự “bẻ gãy” mạch cacbon này chưa làm giảm COD; Các monomer được chuyển hóa thành các axit béo (VFA) với một lượng nhỏ H2. Các axit chủ yếu là Acetic, propionic và butyric với những lượng nhỏ của axit Valeric. Ở giai đoạn axit hóa này, COD có giảm đi đôi chút (không quá 10%); Tất cả các axit có mạch carbon dài hơn axit acetic được chuyển hóa tiếp thành acetac và H2 bởi các vi sinh vật Acetogenic. Phương pháp xử lý kỵ khí với sinh trưởng lơ lững Phương pháp tiếp xúc kị khí Bể lên men có thiết bị trộn và bể lắng riêng. Quá trình này cung cấp phân ly và hoàn lưu các vi sinh vật giống, do đó cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 ÷ 12 giờ. Cần thiết bị khử khí (Degasifier) giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly. Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi. Bể UASB (Upflow anaerobic Sludge Blanket) Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất hữu cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vận hành UASB. Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5 ÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h. Hình 2.2 Bể UASB Phương pháp xử lý kỵ khí với sinh trưởng gắn kết Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá mang hữu cơ (ANAFIZ) Lọc kỵ khí gắn với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc có thể được vận hành ở chế độ dòng chảy ngược hoặc xuôi. Giá thể lọc trong quá trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nó cũng có khả năng phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hóa. Lọc kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trương nở (ANAFLUX) Vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt được giãn nở bởi dòng nước dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích là lớn nhất. Ưu điểm: Ít bị tắc nghẽn trong quá trình làm việc với vật liệu lọc; Khởi động nhanh chóng; Không tẩy trôi các quần thể sinh học bám dính trên vật liệu; Có khả năng thay đổi lưu lượng trong giới hạn tốc độ chất lỏng. Xử lý bùn cặn Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải): - Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn - Ổn định cặn - Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau Rác (gồm các tạp chất không tan kích thước lớn: cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau…) được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý. Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào mục đích khác. Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo: thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị ly tâm cặn…). Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55-75%. Máy ép băng tải: bùn được chuyển từ bể nén bùn sang máy ép để giảm tối đa lượng nước có trong bùn. Trong quá trình ép bùn ta cho vào một số polyme để kết dính bùn. Lọc chân không: Thiết bị lọc chân không là trụ quay đặt nằm ngang. Trụ quay đặt ngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính. Khi trụ quay nhờ máy bơm chân không cặn bị ép vào vải bọc. Quay li tâm: Các bộ phận cơ bản là rôtơ hình côn và ống rỗng ruột. Rôtơ và ống quay cùng chiều nhưng với những tốc độ khác nhau. Dưới tác động của lực li tâm các phần rắn của cặn nặng đập vào tường của rôtơ và được dồn lăn đến khe hở, đổ ra thùng chứa bên ngoài. Lọc ép: Thiết bị lọc gồm một số tấm lọc và vải lọc căng ở giữa nhờ các trục lăn. Mỗi một tấm lọc gồm hai phần trên và dưới. Phần trên gồm vải lọc, tấm xốp và ngăn thu nước thấm. Phần dưới gồm ngăn chứa cặn. Giữa hai phần có màng đàn hồi không thấm nước. Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng khác nhau: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải … Sau khi sấy, độ ẩm còn 25-30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển. Đối với trạm xử lý công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nén sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát. CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các chỉ tiêu ô nhiễm: Qui trình công nghệ sản xuất giày da: Các nguyên liệu thô như đế cao su, vải, da … được cắt, dập thành các chi tiết mặt giày, lót trong, lót đế sau đó in lụa rồi in nổi. Sau đó may các chi tiết hoàn chỉnh mặt trên của giày. Các chi tiết được lắp ráp, thoa keo, ép đế, gò mũi, gò hông, sấy nóng, sấy lạnh, tẩy, vào hộp và đóng thùng. Qui trình: Nguyên liệu Cắt các chi tiết mặt giày, lót trong, lót đế In lua, in nổi May các chi tiết hoàn chỉnh mặt trên của giày Thoa keo, ép đế, gò mũi, gò hông Sấy nóng, sấy lạnh Tẩy vào hộp, đóng thùng Nước thải: Chủ yếu là nước thải từ khâu vệ sinh của cán bộ công nhân viên trong nhà máy, nước thải từ nhà ăn (nước thải sinh hoạt) Từ khâu vệ sinh sàn các phân xưởng (nước thải sản xuất). Nước mưa chảy tràn. 2.1.2 Các chỉ tiêu ô nhiễm: Để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cơ sở sản xuất chế biến giày da 2000 công nhân, cần xác định các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải của cơ sở chế biến và tiêu chuẩn nước cần xử lý. Bảng 2.1: Các chỉ tiêu ô nhiễm. STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị đầu vào QCVN 14:2008/BTNMT (loại A) 01 pH 6,74 5 – 9 02 BOD5 (20oC) mg/l 215 30 03 COD mg/l 421 - 04 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 36,7 50 05 Phosphat (PO3-4) (tính theo P) mg/l 11,7 6 06 Amoni (tính theo N) mg/l 32,5 5 07 Nitrat (NO3-) ( tính theo N) mg/l 12,5 30 08 Sulfua (tính theo H2S) mg/l 0.4 1,0 09 Dầu mỡ thực vật mg/l 1,25 10 10 Coliform MPN/100ml 2,2 x 105 3000 (Nguồn: “Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Môi Trường & Bảo Hộ Lao Động”) CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý là một bước hết sức quan trọng nó quyết định sự hình thành công nghệ hay thất bại, sự kinh tế, hợp lý của công trình xử lý. Dựa và lưu lượng, thành phần, tính chất, lưu lượng nước thải. Dựa vào tiêu chuẩn thải ra ngoài Dựa vào điều kiện tự nhiên, khí hậu, khí tượng, địa chất thủy văn hay điều kiện xã hội tại khu vực mà công trình xây dựng. Dựa vào tính khả thi của công trình khi xây dựng cũng như khi hoạt động. Dựa vào quy mô và xu hướng phát triển. Dựa vào khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý. Dựa vào đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải. Dựa vào tình hình thực tế và khả năng tài chính (chẳng hạn chi phí đầu tư, chi phí hóa chất, dựa vào việc xây dựng, quản lý vận hành và bảo trì). Dựa và việc tận dụng tối đa các công trình sẵn có. Dựa vào quỹ đất, hồ tự nhiên và diện tích mặt bằng của nhà máy. Sân phơi bùn Nước thải Nguồn tiếp nhận Hố thu nước thải Bể lắng cát Song chắn rác Sân phơi cát Thùng rác Bể điều hòa Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể tiếp xúc Bể lắng đợt II Máy thổi khí LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ: Hóa chất khử trùng ( Clo ) 2.4 Thuyết minh quy trình công nghệ: Nước thải từ hầm tự hoại của nhà vệ sinh tự chảy về hố thu của trạm xử lý nước thải theo đường ống chính. Nước thải trước khi đi vào hố thu đi qua song chắn rác để loại bỏ những loại rác thô để bảo vệ bơm trong hố thu. Nước thải từ hố thu được bơm vào bể lắng cát để lắng cát và các thành phần tương đối nặng, rồi tiếp tục bơm vào bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ : Điều hòa lưu lượng và nồng độ chất hữu cơ, tránh cặn lắng. Làm thoáng sơ bộ, qua đó oxy hóa một phần các chất hữu cơ. Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải Tạo điều kiện thuận lợi cho các chất lơ lửng và chất nổi trong nước thải phân bố đồng nhất trước khi qua các công trình xử lý phía sau. Tăng hiệu quả khử BOD. Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua bể lọc sinh học nhỏ giọt Hỗn hợp nước và cặn từ công trình xử lý sinh học được dẫn đến bể lắng 2. Bể này có nhiệm vụ lắng cặn bẩn. Cặn sau khi lắng sẽ được thải bỏ ra sân phơi bùn. Nước thải sau khi ra khỏi bể lắng 2 được dẫn đấn bể tiếp xúc để khử trùng bằng Clo Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp cát – nước để dễ dàng vận chuyển cát đi nơi khác. CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3.1 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO: Số người: 2000 người Tiêu chuẩn thải nước: 200 l/ng.ngđ Lưu lượng thiết kế của trạm xử lý: Q = 2000 × 200 = 400000 l/ng.đ = 400 m3/ng.đ Lưu lượng nước thải giờ trung bình Qtb.h = Q24 = 40024 =16,67 m3/h Lưu lượng nước thải giây trung bình: Qtb.s = Q24×3600 = 40024×3600= 0,0046m3/s Dựa vào lưu lượng nước thải trung bình, ta tra bảng 3-1 TCXDVN 51-2008, hệ số không điều hòa Kch = 2,5 ; từ đó ta xác định được: Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất: Qmax.h = Qtb.h × Kch = 16,67 × 2,5 = 41,675 m3/h Lưu lượng nước thải giây lớn nhất: Qmax.s = Qtb.s × Kch = 0,0046 × 2,5 = 0,012 m3/s SONG CHẮN RÁC: Có thể tính toán song chắn rác dựa trên các số liệu thiết kế cho trong bảng TK – 1 Thông số Song chắn rác với biện pháp lấy rác Thủ công Cơ khí Kích thước thanh song chắn Chiều rộng, mm Chiều sâu, mm Khoảng cách giữa các thanh song chắn Độ dốc đặt thanh song chắn so với phương thẳng đứng, độ Vận tốc dòng chảy trong mương dẫn phía trước song chắn rác, m/s Tổn thất áp lực cho phép, mm 5,08 – 15,24 25,4 – 38,1 25,4 – 50,8 30 – 45 0,3 – 0,6096 152,4 5,08 – 15,24 25,4 – 38,1 15,24 – 76,2 0 – 30 0,6 – 0,9906 152,4 (Nguồn: Sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết, p.118) Tốc độ dòng chảy qua song chắn rác: vs = 0,6 m/s Chọn kích thước mương với chiều sâu và chiều rộng là: H× B = 1 × 0,8 = 0,8 m2 Chiều cao lớp nước trong mương: h = Qmax.h3600×Vs×0,8 = 41,6753600×0,6×0,8 = 0,024 m Chọn kích thước thanh chắn rác: Chiều rộng b = 10 mm Chiều dày d = 25 mm Khe hở giữa các thanh là w = 25 mm Số thanhh chắn rác: B = n×b+w×(n+1) với n là số thanh 800 = n×10+25×(n+1) n = 22 Ta chọn số thanh là 22 và số khe hở m = n + 1 = 23 Điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh lại: 800 = 22×10+w×(n+1) W = 25,22 mm Tổn thất áp lực các khe song chắn: A = (B – b × n)×h = (0,8 – 0,01 × 22)×0,024 = 0,014 m2 Vận tốc dòng chảy qua song chắn: V =Qmax.sA =0,0120,014 = 0,86m/s (Với V = 0,8÷1m/s) Tổn thất áp lực qua song chắn rác: HL = 10,7×V2 -Vs22g =10,7×0,862 -0,622×9,81 = 0,028m = 28 mm < 152,4 mm Chiều cao xây dựng của song chắn rác: HXD = h + hL + 0,5 = 0,024 + 0,028 + 0,5 = 0,552 m Chiều dài của song chắn rác khi đặt song chắn rác nghiêng 1 góc ∝ = 450 L = Hxdsin∝ = 0,552sin 45 = 0,78m Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi qua song chắn rác: Hàm lượng BOD5 giảm 5 %, còn lại: L’tc = Ltc × (100 – 5 )% = 215 × (100 – 5)% = 204,25 mg/l Với Ltc là hàm lượng BOD5 ban đầu HỐ THU NƯỚC THẢI: Thể tích hố thu nước thải: Vh = Qmax.h × HRT = 41,675 m3/h × 30 phút × 1h60 phút = 20,84 m3 HRT là thời gian lưu nước, HRT = 10÷30 phút, chọn HRT = 30 phút Chọn chiều sâu hữu ích h = 5m Chiều cao an toàn lấy bằng chiều cao đáy ống cuối cùng hf = 0,5m Vậy chiều sâu tổng cộng: H = h + hf = 5 + 0,5 = 5,5 m Diện tích của hố thu: S = VH = 20,845,5 = 3,8m2 Chọn bể có chiều dài và chiều rộng: L×B = 2,5m × 1,5m Kích thước của hố thu nước thải: L×B×H = 2,5m × 1,5m × 5,5m BỂ LẮNG CÁT: Thể tích tổng cộng của bể lắng cát: W = Qmax.h ×t3600 =41,675×603600 = 0,7m3 Với t là thời gian lưu nước trong bể lắng, t = 45÷90s, chọn t = 60s (Theo Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết) Diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cát: Fn = Qmax.sv = 0,0120,15 = 0,08m2. Chọn Fn = 0,1 m2 Với v là vận tốc chuyển động ngang của nước trong bể lắng cát, v = 0,25÷0,4 m/s nhưng vì lưu lượng nhỏ nên ta chọn v = 0,15 m/s Chiều rộng bể lắng cát: B = FnH = 0,10,25= 0,4m. Chọn B = 0,5 m Với chiều cao công tác của bể, chọn H = 0,25 m Chọn bể lắng cát gồm 2 đơn nguyên trong đó có 1 đơn nguyên công tác và 1 đơn nguyên dự phòng. Chiều dài bể lắng cát: L = Wn×b×H = 0,71×0,5×0,25 = 5,6m. Chọn L = 6 m Với n là số bể, n = 1 Lượng cát trung bình sinh ra mỗi ngày: Wc = Qtb×q01000 = 400×0,151000 = 0,06m3/ng.đ Với qo là lượng cát trong 1000m3 nước thải, qo = 0,15 m3 cát/1000 m3 (Theo Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết) Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát trong 1 ngày đêm: hc= Wc×tL×B×n =0,06×16×0,5×1 = 0,02m Với t là chu kỳ xả cát, t = 1 ngày Chiều cao xây dựng của bể lắng cát: hxd= H + hc + Hbv = 0,25 + 0,02 + 0,3 = 0,57 m. Chọn hxd = 0,6 m Với Hbv = 0,3 m, chiều cao vùng bảo vệ của bể lắng cát Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi qua bể lắng cát: Hàm lượng BOD5 giảm 5 %, còn lại: L’’tc = L’tc× (100 – 5 )% = 204,25 × (100 – 5 )% = 194,04 mg/l Với L’tc là hàm lượng BOD5 sau khi qua song chắn rác BỂ ĐIỀU HÒA: Thời gian lưu nước trong bể điều hòa: t = 8h Thể tích bể điều hòa: Vdh = Qmax.h × t = 41,675 × 8 = 333,4 m3 Chọn chiều cao làm việc H = 5m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Chiều cao xây dựng: h = H + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 m Diện tích bể: S = Vdhh = 333,45,5 = 60,62 m2 Chọn S = 62 m2 Chọn bể điều hòa gồm 2 đơn nguyên với diện tích mỗi đơn nguyên là: S’ = S2 = 622 = 31m2 Với kích thước bể của mỗi đơn nguyên là: L×B = 7m × 5m Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi qua bể điều hòa: Hàm lượng BOD5 giảm 5 %, còn lại: L’’’tc = L’’tc× (100 – 5 )% = 194,04 × (100 – 5 )% = 184,3 mg/l Với L’’tc là hàm lượng BOD5 sau khi qua bể lắng cát BỂ LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT: Ta có BOD của nước thải vào bể lọc sinh học, La = 184,3 < 200 mg/l, nên ta không cần tuần hoàn nước (Điều 7.112-TCXD-51-2008) a. Tính toán kích thước bể: Thể tích của bể lọc sinh học nhỏ giọt được tính theo công thức: W=(La-Lt)×QtbNO=(184,3-15)