Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công ty cổ phần sản xuất thương mại dịch vụ xây dựng Thành Tài – tỉnh Long An công suất 80m3/ngày.đêm

lorine Nước nhà ăn Hầm tự hoại Bể điều hòa Bể sục khí Bể lắng Máy thổi khí Sân phơi bùn Hình 3.10. Sơ đồ công nghệ XLNT Sinh hoạt Xí nghiệp Cao su Hóc Môn 3.4.3. Nhà máy Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Xí nghiệp Cao su Bình Dương, công suất 50m3/ngày.đêm Nước thải nhà ăn Bể thu gom Bể tách dầu mỡ Song chắn rác Bể điều hòa Thiết bị lắng I Thiết bị lọc sinh học Biofor hiếu khí Thiết bị lắng II Khử trùng online Nước thải WC Hồ tự thấm Máy thổi khí Máy thổi khí H/c khử trùng Bể chứa bùn Xe chở đi thải bỏ Hình 3.11. Sơ đồ công nghệ XLNT Sinh hoạt Xí nghiệp Cao su Bình Dương CHƯƠNG 4. PHÂN TÍCH, ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 4.1. ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ 4.1.1. Giới thiệu về công trình Tên công trình : Công ty CP SX-DV-TM-XD Thành Tài Long An. Hạng mục : Trạm xử lý nước thải sinh hoạt. Công suất : 80m3/ngày.đêm Địa điểm xây lắp : Cụm CN Long Định, Xã Long Định, Huyện Cần Đước, Tỉnh Long An. Chủ đầu tư : Công ty CP SX-DV-TM-XD Thành Tài Long An. 4.1.2. Điều kiện mặt bằng, tự nhiên nơi xây dựng hệ thống 4.1.2.1. Địa hình Địa hình thấp và bằng phẳng, mang đặc trưng chung của Đồng bằng Sông Cửu Long. Cao độ so với mặt biển là 0,5 - 0,8 mét. Độ dốc nhỏ và nghiêng đều, thấp dần từ Tây sang Đông. 4.1.2.2. Đặc điểm khí hậu Có đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa, mỗi năm chia thành hai mùa rõ rệt: - Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 11. - Mùa nắng: Từ tháng 12 đến tháng 4. Các đặc trưng về khí hậu như sau: Nhiệt độ Trung bình hằng năm là 26,9oC Độ ẩm Độ ẩm trung bình hàng năm là 82,8% Chế độ gió Có hai hướng gió chủ đạo gió Tây Nam và Đông Bắc. Hướng gió Đông Bắc từ tháng 12– 4. Hướng gió Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 11. Tốc độ gió bình quân 1,8 m/giây, max 30 m/giây. Nắng Nắng: Số giờ nắng 7,2 h/ngày, bình quân năm 1.800-2.000 h. Lượng mưa Mùa mưa từ tháng 05 – 11. Lượng mưa trung bình hằng năm là 1620 mm/năm, tập trung chủ yếu vào tháng 6,7,8,9. Lượng mưa lớn nhất là 2718 mm/năm. Lượng mưa nhỏ nhất 1553 mm/năm. Số ngày mưa trung bình cả năm là 150 ngày. 4.1.3. Cơ sở thiết kế Công nghệ xử lý phải thỏa mãn các yếu tố sau: Công suất trạm xử lý. Chất lượng nước sau xử lý. Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt của Công ty. Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước. Diện tích đất mà Công ty muốn xây dựng trạm xử lý, tùy vào diện tích đất lớn hay nhỏ, từ đó đề xuất và lựa chọn công nghệ phù hợp nhất. Yêu cầu về năng lượng, hóa chất, các thiết bị sẵn có trên thị trường. 4.2. ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI CÔNG TY Nước thải sinh hoạt 99.9 % 0.1 % Nước Các chất rắn 50-70 % 30-50 % Các chất hữu cơ Các chất vô cơ 65% Protein 25% Cacbonhydrat 10% Các chất béo Cát Muối Kim loại Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt là: Bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS), chất hữu cơ hoà tan (BOD5/COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, Phospho), các vi trùng gây bệnh (E.coli, Colifom). Hình 4.1. Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt (Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết chủ biên Bảng 4.1: Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt Thông số Tải lượng, g/ người. ngày Nồng độ *, mg/l Tổng chất rắn Các chất rắn dễ bay hơi Cặn lơ lửng Cặn lơ lửng dễ bay hơi BOD5 COD Tổng Nitơ Nitơ Amoni Tổng Photpho Photphat (tính theo photpho) Tổng Coliform 115 – 117 65 – 85 35 – 50 25 – 40 35 – 50 115 – 125 6 – 17 1 – 3 3 – 5 1 – 4 1011 – 4. 1012 ** 680 – 1000 380 – 500 200 – 290 150 – 240 200 – 290 680 – 730 35 – 100 6 – 18 18 – 29 6 – 24 108 – 1010 *** (Nguồn: Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa và nhỏ – Trần Đức Hạ – NXB Khoa học và Kĩ thuật.) Ghi chú: * : Nồng độ tính khi tiêu chuẩn nước thải là 170l/người. ngày ** : Số Coliform *** : Số Coliform/100ml 4.2.1. Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường Các chất hữu cơ hoà tan (BOD/ COD): Diễn ra sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ dẫn đến thiếu hụt oxy hoà trong nước (DO), gây ảnh hưởng đến thủy sinh. Nếu thiếu hụt DO trầm trọng sẽ hình thành điều kiện yếm khí, gây mùi hôi. Các chất dinh dưỡng (Nitơ, Photpho): Hàm lượng cao sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hoá, kích thích sự phát triển của tảo, rong rêu, làm bẩn nguồn nước. Chất rắn lơ lửng (SS): Làm đục nước, mất mỹ quan. Vi sinh vật gây bệnh: Lan truyền các bệnh trong môi trường nước như: thương hàn, tả lị…, gây ra những trận dịch, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. 4.2.2. Đặc tính của nước thải sinh hoạt tại Công ty Thành Tài Nguồn nước thải của Công ty bao gồm: + Nước thải nhà ăn và bếp ăn. Số lượng công nhân của Công ty: 1100 công nhân. Theo TCXDVN 33:2006 “ Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế “ của Bộ Xây Dựng ngày 17 tháng 03 năm 2006, tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt trong cơ sở sản xuất công nghiệp tính cho 1 người trong 1 ca là 45 l/người. ð Lượng nước sinh hoạt của Công ty: 1100 x 45 = 49,500 lít = 49.5 m3 Theo TCXDVN 33:2006 thì lưu lượng 1 giờ nhóm vòi tắm hoa sen trong cơ sở sản xuất công nghiệp cần lấy bằng 300 l/giờ. Thời gian dùng vòi tắm hương sen kéo dài 45 phút sau khi hết ca. Số người sử dụng tính cho 1 nhóm hương sen là 10 người. ð Lượng nước tắm của công nhân: = 24.75 m3 Vậy tổng lưu lượng nước thải của Công ty: 49.5 + 24.75 = 74.25 m3 Vậy lưu lượng thiết kế trạm xử lý với công suất 80 m3/ngày.đêm, với hệ số vượt tải K = 1.1 – 1.2 Bảng 4.2: Tính chất nước thải sinh hoạt Công ty Thành Tài Long An STT CÁC THÔNG SỐ Ô NHIỄM ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ 01 02 03 04 05 06 07 08 pH Nhu cầu Oxy hóa học COD Nhu cầu Oxy hóa sinh học BOD5 SS Tổng Nitơ Tổng Photpho Dầu mỡ động ( thực vật) Coliform - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100ml 6.0 – 8.5 350 185 165 38 15 35 - 45 106 - 108 (Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Công ty Thành Tài) Nhận xét tính chất nước thải của khu dân cư Phước Lý Tỉnh Long An Tỷ lệ BOD/COD bằng 0,5286 > 0,5 nên công nghệ xử lý phù hợp là công nghệ xử lý sinh học. Do nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt tương đối thấp COD là 350 mg/l, nên công nghệ xử lý sinh học được lựa chọn là công nghệ hiếu khí. Ngoài ra, trong nước thải sinh hoạt của công nhân viên trong Công ty còn có hàm lượng vi sinh cao, nó là nguồn lây truyền bệnh khi thải ra môi trường, vì vậy phải có hệ thống khử trùng nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. 4.2.3. Mức độ cần thiết xử lý nước thải Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng SS : Trong đó: C - Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải, chọn C = 350 mg/l m - Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn, C = 50 mg/l Mức độ cần thiết xử lí nước thải theo BOD5: Trong đó: L - Hàm lượng BOD5 trong nước thải. Lt - Hàm lượng BOD5 trong nước thải cho phép xả vào nguồn, Lt = 30 mg/l Kết quả tính toán về mức độ cần thiết xử lý nước thải cho Công ty Thành Tài, ta nhận thấy là cần xử lý sinh học hoàn toàn. 4.2.4. Tiêu chuẩn thải sau xử lý Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận cột A, QCVN 14:2008/BTNMT, quy chuẩn quy định giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi xả vào nguồn tiếp nhận là các nguồn nước mặt hoặc vùng nước biển ven bờ, có mục đích sử dụng xác định và được trình bày trong bảng 4.3. Bảng 4.3. Quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT cột A STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ GIỚI HẠN CHO PHÉP CỘT A QCVN 14:2008/BTNMT 01 pH 5 – 9 02 BOD5 mg/l 30 03 Tổng chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 50 04 Nitrat (No3-)/Tổng Nitơ mg/l 30 05 Photphat (PO43-) mg/l 6 06 Dầu mỡ động (thực vật) mg/l 10 07 Coliform MPN/100ml 3.000 (NGUỒN: QCVN-BỘ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG - 2008). 4.2.5. YÊU CẦU THIẾT KẾ Công suất trạm xử lý 80m3/ngày.đêm. Chất lượng nước sau xử lý ổn định, đạt tiêu chuẩn nguồn xả QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A), để xả ra sông Vàm Cỏ Đông. Công nghệ xử lý được đề xuất hiện đại, ít tốn mặt bằng Vốn đầu tư không quá lớn nhưng đạt hiệu quả cao. Chi phí vận hành thấp. Hệ thống hoạt động ổn định, vận hành và bảo trì bảo dưỡng dễ dàng. Bố trí thiết kế kiến trúc đảm bảo mỹ quan, hài hòa với cảnh quan chung. 4.3. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 4.3.1. Phương án 1 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải Lưới chắn rác Bể điều hòa Bể lắng cát AEROTEN Bể lắng bùn sinh học Bùn dư Bể chứa bùn Bể nén bùn Bùn tuần hoàn Bể tiếp xúc khử trùng Nguồn tiếp nhận Máy ép dây đai Bùn khô Nước tuần hoàn Sân phơi cát Song chắn rác Thùng đựng rác Nước thải Hố thu gom Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ phương án 1 4.3.2. Phương án 2 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải NƯỚC THẢI NHÀ ĂN TRƯỚC XỬ LÝ BỂ TỰ HOẠI BỂ THU GOM TÁCH DẦU MỠ BỂ ĐIỀU HÒA THIẾT BỊ LẮNG I THIẾT BỊ LỌC SINH HỌC BIOFOR – HIẾU KHÍ THIẾT BỊ LẮNG II KHỬ TRÙNG ONLINE NƯỚC THẢI WC TRƯỚC XỬ LÝ NGUỒN TIẾP NHẬN QCVN14:2008/BTNMT, CỘT A Hình 4.3 – Sơ đồ công nghệ phương án 2 Máy thổi khí H/c keo tụ Máy thổi khí H/c khử trùng BỂ CHỨA BÙN XE CHỞ ĐI THẢI BỎ Ghi chú Đường nước tự chảy Đường nước dùng bơm Đường bùn tự chảy Đường cấp khí Đường hóa chất Hệ thống thu gom SONG CHẮN RÁC 4.3.3. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Bảng 4.4: So sánh phương án xử lý cơ học Phương án 1 (Bể lắng cát thổi khí) Phương án 2 (Thiết bị lắng I ) Dùng để lắng cát. Nước thải chuyển động xoắn ốc nhờ sục khí. Hiệu quả xử lý cao. Cặn lắng trong bể lắng cát thổi khí chứa 90 – 95% cặn vô cơ. Cấu tạo phức tạp. Dùng để lắng các bông cặn sinh ra từ quá trình keo tụ, tạo bông và tách các bông cặn này ra khỏi nước thải. Nước thải chuyển động từ dưới lên. Hiệu quả xử lý rất cao ( nước thải ra khỏi thiết bị lắng có nồng độ COD, BOD giảm 70 – 85%, hiệu quả lắng đạt 85 – 95%). Cặn lắng sạch nhờ kết hợp keo tụ, tạo bông. Cấu tạo đơn giản. Bảng 4.5: So sánh phương án xử lý sinh học Phương án 1 (Bể Aeroten) Phương án 2 (Thiết bị lọc sinh học Biofor – hiếu khí) Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hoàn toàn. Thích hợp với tất cả các công suất Sử dụng bùn hoạt tính. Thích hợp để xử lý nước thải sinh hoạt Quá trình sinh học xảy ra ở Aeroten là quá trình vi sinh vật lơ lửng. Có sự tuần hoàn bùn hoạt tính. Công nghệ thuộc loại đơn giản nhất, dễ vận hành và dễ bảo dưỡng. Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh vật Cấu tạo đơn giản, nhưng cần nhiều diện tích. Không cần cán bộ vận hành có chuyên môn cao. Hiệu quả xử lý NOSht, COD, SS, Photpho.. cao hơn bể lọc sinh học cao tải Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hoàn toàn. Thích hợp với công suất vừa và nhỏ. Sử dụng các vật liệu lọc (các tấm, ống vật liệu nhựa). Quá trình sinh học xảy ra ở bể lọc sinh học là quá trình sinh học dính bám ( sinh học hiếu khí giá thể nhúng chìm). Không có sự tuần hoàn màng vi sinh vật. Rất dễ vận hành và kiểm soát, can bằng quá trình vận hành do chế độ thủy lực ổn định. Do bề mặt riêng vật liệu đệm rất lớn nên sinh khối vi sinh rất lớn, khả năng chịu sốc của vi sinh ( với bất cứ thay đổi bất thường nào của nước thải đầu vào) cao hơn nhiều so với các công nghệ sinh học truyền thống như Aerotank. Không dùng vi sinh vật nên không cần thời gian nuôi cấy. Cấu tạo tuy phức tạp nhưng tốn ít diện tích, giảm chi phí đầu tư xây dựng. Không cần cán bộ vận hành có chuyên môn cao. Hiệu quả xử lý cao ( lượng bùn vi sinh sinh ra giảm gần 50% so với công nghệ sinh học truyền thống Aerotank). Bảng 4.6 : So sánh các phương án khử trùng Phương án 1 (Khử trùng bằng Clo hoạt tính) Phương án 2 (Khử trùng Online) Khử trùng nước thải bằng Clo hoạt tính. Cấu tạo bể khử trùng phức tạp . Chiếm nhiều diện ích hơn. Chi phí vận hành cao. Khả năng khử trùng rất cao. Do dùng hóa chất nên công tác vận hành cần đề phòng hơn. Khử trùng nước thải bằng Chlorine. Hóa chất được châm vào ngay trên đường ống nên đơn giản và không chiếm diện tích. Chi phí vận hành thấp. Khả năng khử trùng rất cao do Chlorine có tính oxy hóa mạnh. Kết luận: Qua sự phân tích và so sánh các ưu, nhược điểm của 2 phương án về mặt kinh tế và kỹ thuật cho thấy cả 2 phương án đều đảm bảo về mặt kĩ thuật, hiệu quả xử lý và mức độ cần thiết xử lý xử lý nước thải. Nhưng phương án 2 có chi phí vận hành thấp hơn và đơn giản, dễ quản lý hơn và hiệu quả xử lý cao hơn phương án 1 và do vậy chọn phương án 2 để đầu tư xây dựng. 4.3.4. THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ LỰA CHỌN Nước thải phát sinh từ khu vực nhà ăn và từ quá trình sinh hoạt hằng ngày của Công ty được thu gom dẫn về bể tiếp nhận kết hợp tách dầu mỡ, sau đó được dẫn qua song chắn rác nhằm loại bỏ các vật thể có kích thước lớn ra khỏi nguồn nước thải. Sau cùng nước thải tập trung về bể điều hòa. Nước thải được bơm lên thiết bị lắng I và các hạng mục khác của trạm xử lý trước khi được xả thải ra môi trường bên ngoài. Nước thải từ nhà vệ sinh sẽ được thu gom tập trung lại và xử lý cục bộ bằng hệ thống bể tự hoại 3 ngăn. Bể tự hoại là công trình đồng thời làm 2 chức năng: lắng và xử lý cặn lắng. Các ngăn của bể tự hoại chia làm 2 phần: phần nước thải lắng ( phía trên) và phần lên men cặn lắng ( phía dưới). Thời gian lưu nước trong bể từ 1 – 3 ngày. Hiệu quả lắng cặn trong bể tự hoại có thể đạt từ 40 – 60%, phụ thuộc vào nhiệt độ, chế độ quản lý và vận hành. Qua thời gian từ 3 – 6 tháng, cặn lắng lên men yếm khí. Quá trình lên men chủ yếu diễn ra trong giai đoạn đầu là lên men axit. Các chất khí tạo nên trong quá trình phân giải (CH4, CO2, H2S,…) nổi lên kéo theo các hạt cặn khác có thể làm cho nước thải nhiễm bẩn trở lại và tạo nên một lớp váng nổi trên mặt nước. Cặn trong bể tự hoại được lấy theo định kỳ 3 – 6 tháng. a. Thiết bị tách rác Nhiệm vụ: Để loại bỏ tất cả các loại rác thô có trong nước thải có thể gay tắt nghẽn đường ống làm hư hại máy bơm và làm giảm hiệu quả xử lý của giai đoạn sau, cần phải bố trí thiết bị tách rác thô loại bỏ rác thô trong nước thải. b. Bể tách dầu mỡ Do nước thải sinh hoạt và bếp ăn có chứa một hàm lượng dầu mỡ khá cao, nếu không có biện pháp xử lý thích hợp nó sẽ ức chế hoạt động của các VSV trong nước. Do đó, nhiệm vụ của bể tách mỡ là tách và giữ dầu mỡ lại trong bể trước khi dẫn vào hệ thống xử lý, tránh nghẹt bơm, đường ống và làm giảm quá trình xử lý sinh học phía sau. Dầu mỡ tách ra định kỳ hút bỏ theo quy định. c. Bể điều hòa Bể điều hòa là nơi tập trung các nguồn nước thải thành một nguồn duy nhất và đồng thời để chứa nước thải cho hệ thống hoạt động liên tục. Mục đích: do tính chất của nước thải dao động theo thời gian trong ngày ( phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như: nguồn thải và thời gian thải nước). Vì vậy, bể điều hòa là công trình đơn vị không thể thiếu trong bất cứ một trạm xử lý nước thải nào, đặc biệt là đối với nước thải sinh hoạt. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định và liên tục cho các công trình xử lý, tránh hiện tượng hệ thống xử lý bị quá tải. Nước thải ở bể điều hòa được bơm lên thiết bị lắng I. d. Thiết bị lắng I Nhiệm vụ: lắng các bông cặn sinh ra từ quá trình keo tụ, tạo bông và tách các bông cặn này ra khỏi nước thải. Nước thải được dẫn vào ống phân phối nhằm phân phối đều trên toàn bộ mặt diện tích ngang ở đáy bể. Ống phân phối được thiết kế sao cho nước khi ra khỏi ống và đi lên với vận tốc chậm nhất (trong trạng thái tĩnh), khi đó các bông cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn thắng được vận tốc của dòng nước thải đi lên sẽ lắng xuống đáy bể lắng. Nước thải ra khỏi thiết bị lắng có nồng độ COD, BOD giảm 70 – 85% ( hiệu quả lắng đạt 85 – 95%). Cặn lắng ở đáy bể lắng được đưa về bể chứa bùn. Một số bông cặn và bọt khí nước không lắng xuống đáy thiết bị mà sẽ nổi lên trên mặt nước. Nhờ có hệ thống đập thu nước và chắn bọt mà các bông cặn và bọt khí không theo nước ra ngoài được. Các bông cặn và bọt khí được giữ ở mặt nước và được xả ra ngoài qua hệ thống phễu thu bọt. e. Thiết bị lọc sinh học Biofor hiếu khí Là công trình thiết kế cho xử lý nước thải bậc 2. Nó cũng có khả năng xử lý được cả Nitơ và Phospho. Đây là thiết bị lọc hiếu khí có dòng nước thải chảy cùng chiều với khí ( khí O2 sục vào) từ dưới lên. Các vi sinh hiện diện trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng do tác động của bọt khí và dạng dính bám. Từ đó chúng sẽ tiếp nhận oxy và chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành thức ăn. Quá trình này diễn ra nhanh nhất ở giai đoạn đầu và giảm dần về phía cuối bể. Vi sinh hiếu khí phát triển sinh khối trên vật liệu Plasdeck có bề mặt riêng lớn (nhờ O2 sục vào) sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ để sinh khối làm giảm tải lượng ô nhiễm trong nước thải xuống mức thấp nhất. Sau khi qua thiết bị này, COD , BOD giảm 80 – 90%. Sau đó, nước thải tiếp tục tự chảy qua bể lắng II. ƯU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ XỬ LÝ LỌC SINH HỌC (BIOFOR) HIẾU KHÍ Hệ thống lọc sinh học (BIOFOR) được thiết kế trên cơ sở dữ liệu công nghệ hiện đại nhất đang được áp dụng trên thế giới. Quy trình lọc sinh học Biofor hiếu khí đạt hiệu quả xử lý cao do rất dễ vận hành và kiểm soát cân bằng quá trình vận hành do chế độ thủy lực ổn định. Do bề mặt riêng vật liệu đệm rất lớn nên sinh khối vi sinh rất lớn, khả năng chịu sốc của vi sinh (với bất cứ thay đổi bất thường nào của nước thải đầu vào) cao hơn nhiều so với các công nghệ sinh học truyền thống như phương pháp hiếu khí bùn truyền thống Aerotank, xử lý theo mẻ SBR, hoặc dạng công nghệ tích hợp giữa 2 phương pháp đó ( có thể gọi tạm là AST). Với những công nghệ sinh học cũ này, khi bị sốc, vi sinh dễ bị chết và quá trình khôi phục lại vi sinh tốn rất nhiều thời gian và chi phí, đòi hỏi nhân viên vận hành phải có tay nghề cao và rất kinh nghiệm. Lượng bùn vi sinh sinh ra trong quy trình lọc sinh học Biofor giảm hẳn (gần 50%) so với các công nghệ sinh học truyền thống như Aerotank, SBR, hoặc AST. Do vậy, giảm được chi phí về quản lý và xử lý bùn. Do công nghệ lọc sinh học theo chiều cao, vật liệu đệm có bề mặt riêng lớn, nồng độ vi sinh cao và ổn định nên cho phép giảm thời gian lưu nước và giảm chi phí đầu tư xây dựng. Các công nghệ sinh học truyền thống như Aerotank, SBR, hoặc AST cần nhiều diện tích do theo lý thuyết phải thiết kế các bể sinh học nặng nề, cồng kềnh,... f. Thiết bị lắng II Nhiệm vụ: lắng các bông cặn, cặn lơ lửng sinh ra từ quá trình xử lý sinh học. Hoạt động cũng giống như thiết bị lắng I, thiết bị lắng II góp phần xử lý triệt để lượng SS còn lại và giảm nồng độ COD, BOD đến mức thấp nhất. Sau đó, phần nước trong sẽ được tiếp tục chảy qua hệ thống khử trùng online. g. Khử trùng Online Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 – 106 vi khuẩn trong 100ml, hầu hết các loại vi khuẩn này tồn tại trong nước thải không phải là vi trùng gay bệnh, nhưng cũng không loại trừ một số loài vi khuẩn có khả năng gây bệnh. Khi cho Chlorine vào nước, dưới tác dụng của Chlorine có tính oxi hóa mạnh sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gay phản ứng với men bên trong của tế bào vi sinh vật làm phá hoại quá trình trao đổi chất diễn ra đến vi sinh vật bị tiêu diệt. Nước thải sau khi qua xử lý đạt quy chuẩn nguồn xả: QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A). h. Bể chứa bùn Giữ và tách bùn lắng. Bùn sẽ được định kỳ chở đi đổ bỏ hoặc chôn lấp. Phần nước sau khi tách cặn sẽ được đưa trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý. CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1 SONG CHẮN RÁC 5.1.1. Nhiệm vụ Nhiệm vụ của SCR là tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm. 5.1.2. Tính toán Tính toán: Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất: Với kh là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất (k = 1,5÷3,5). Chọn k = 3,5. Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. Số khe hở của song chắn rác: Trong đó: Qmax : lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s). Qmax = 11,655 (m3/h) = 3,24.10-3 (m/s). b : bề rộng khe hở giữa các song chắn rác (mm), từ 15 ÷ 25 mm. Chọn b = 16 mm ko : hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác cơ giới, ko = 1,05. h : chiều sâu mực nước qua song chắn (m) thường lấy bằng chiều sâu mực nước trong mương dẫn. Chọn h = 0,1m. vmax : vận tốc nước qua khe song chắn rác, từ 0,6 ÷ 1,0(m/s). Chọn vmax = 0,6(m/s). ð Chọn số khe là 4 à số song chắn là 5. Chiều rộng song chắn rác: Bs = s.(n – 1) + (b.n) = 0,008 x (4 – 1) + (0,016 x 4)= 0,088(m) Chọn Bs = 0,1 m. s: bề dày của thanh song chắn, s = 0,008. Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải Qmax= 3,24.10-3(m3/s). Tổn thất áp lực qua song chắn rác: Trong đó: vmax : vận tốc nước qua song chắn ứng với Qmax. g : gia tốc trọng trường (m/s2). k : hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do rác bám lại ở song chắn, k = 2 ÷ 3, chọn k = 2. x : hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn được tính bởi: b : hệ số phụ thuộc hình dạng của thanh đan. Đối với thanh tiết diện hình chữ nhật, b = 2,42.(Bảng 3-7, trang 115 Tính toán thiết kế xử lý nước thải đô thị và công nghiêp do Lâm Minh Triết chủ biên). a : góc nghiêng song chắn rác, a = 60o Hình 5.1. Tiết diện ngang các loại thanh của song chắn rác ð = 0,03(m) = 3(cm) Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn: Trong đó: : góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác. Chọn =20o. Bk : chiều rộng của mương dẫn nước thải vào. Chọn Bk = 0,06 m. Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác: Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + L3 = 0,055+ 0,0275 + 1,2 = 1,2825 (m) L3 : Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls = 1,2 m. Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn: H = hmax + hs + 0,5 = 0,1 + 0,03 + 0,5 = 0,63 m Trong đó: hmax: Độ đấy ứng với chế độ Qmax, hmax = 0,1m. 0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất. hs: Tổn thất áp lực ở song chắn rác, hs = 0,03m. Hình 5.2 : Sơ đồ lắp đặt song chắn rác. Hàm lượng SS và BOD5, COD sau khi qua song chắn rác giảm 4%, còn lại: Hàm lượng BOD5 : 185 x (1 - 0,04) = 177,6 (mg/l) Hàm lượng COD : 350 x (1 - 0,04) = 336 (mg/l) Hàm lượng SS : 165 x (1 - 0,04) = 158,4 (mg/l) Bảng5.1. Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác Thông số Đơn vị Kích thước Bề rộng khe m 16 Số khe hở khe 4 Chiều rộng mương dẫn nước vào m 0,06 Chiều rộng song chắn m 0,1 Chiều dài đoạn kênh trước SCR m 0,055 Chiều dài phần mương mở rộng sau SCR m 0,0275 Chiều dài xây dựng phần mương để đặt SCR m 1,2825 Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt SCR m 0,63 5.2. BỂ TỰ HOẠI 5.2.1. Nhiệm vụ Bể tự hoại có nhiệm vụ thu gom và tập trung nước thải từ nhà vệ sinh lại, sau đó được xử lý cục bộ bằng hệ thống bể tự hoại 3 ngăn. Bể tự hoại là công trình đồng thời làm 2 chức năng: lắng và xử lý cặn lắng. 5.2.2. Tính toán Tính toán: Thể tích tính toán chung của bể tự hoại lấy không nhỏ hơn lưu lượng nước thải trung bình trong 1 ÷ 2 ngày đêm (Điều 7.3.2 – TCXD-51-84), chọn 1 ngày đêm để tính toán, khi đó: W = 80m3/ngày x 1 ngày = 80(m3) Thể tích ngăn thứ nhất bằng ½ thể tích tổng cộng: W1 = 0,5 x 80 = 40(m3) Thể tích ngăn thứ hai bằng thể tích ngăn thứ ba và bằng ¼ thể tích tổng cộng: W2 = W3 = 0,25 x 80 = 20(m3) Chiều sâu công tác ở các ngăn của bể tự hoại lấy bằng 2,5m. Khi đó, diện tích các ngăn của bể tự hoại là: Chọn kích thước H x B x L (chiều sâu, chiều rộng, chiều dài) của các ngăn như sau: Ngăn thứ I : H1 x B1 x L1 = 2,5m x 3,6m x 4,5m Ngăn thứ II và thứ III : H2,3 x B2,3 x L2,3 = 2,5m x 3,6m x 2,3m Chiều cao thiết kế H = 2,5 + 0,3 = 2,8(m) (0,3 = chiều cao bảo vệ). Thời gian lưu nước trong bể tự hoại là 36 giờ. Hàm lượng chất bẩn sau khi qua bể tự hoại giảm và sơ bộ có thể tính như sau: Hàm lượng chất lơ lửng giảm 45%, tức là còn lại trong nước thải: 158,4 x (100 – 45%) = 87,12(mg/L) Hàm lượng BOD5 giảm 20 - 40%, tức là còn lại trong nước thải: 177,6 x (100 – 45%) = 97,68(mg/L) Bảng 5.2. Các thông số thiết kế bể tự hoại Chiều sâu x Chiều rộng x Chiều dài H x B x L Đơn vị Kích thước Ngăn thứ I m 2,5 x 3,6 x 4,5 Ngăn thứ II m 2,5 x 3,6 x 2,3 Ngăn thứ III m 2,5 x 3,6 x 2,3 Thể tích thực m3 80 5.3. BỂ VỚT DẦU MỠ 5.3.1. Nhiệm vụ Do nước thải sinh hoạt và bếp ăn có chứa một hàm lượng dầu mỡ khá cao, nếu không có biện pháp xử lý thích hợp nó sẽ ức chế hoạt động của các vi sinh vật trong nước. Do đó, nhiệm vụ của bể tách mỡ là tách và giữ dầu mỡ lại trong bể trước khi dẫn vào hệ thống xử lý, tránh nghẹt bơm, đường ống và làm giảm quá trình xử lý sinh học phía sau. Dầu mỡ tách ra định kỳ hút theo quy định. 5.3.2. Tính toán Tính toán: Chọn thời gian lưu nước trong bể tách dầu là 2h (1,5 ÷ 3h). Tải trọng bề mặt 40(m3/m2.ng.đ). Chọn kiểu thiết kế dài : rộng là 1:3 Thể tích của bể: Diện tích bề mặt: Chiều rộng bề mặt: ð B = 0,75(m). Lấy B = 1(m). Chiều dài: L = 3B = 3,5(m). Diện tích: F = 3,5(m2). Chiều cao bể: Chọn h = 2,2m. Thể tích bể: Thời gian lưu nước trong bể: Vận tốc nước chảy trong bể: Bảng 5.3. Các thông số thiết kế bể vớt dầu mỡ Thông số Đơn vị Kích thước Chiều dài bể m 3,5 Chiều rộng bể m 1 Chiều cao bể m 2,2 Thể tích bể m3 6,6 5.4. BỂ THU GOM 5.4.1. Nhiệm vụ