Đồ án Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi xã Phước An, huyện nhơn trạch, tỉnh Đồng Nai công suất 1.500 m 3 /ngày đêm

Kỹ thuật; Kinh tế; Môi trƣờng; Lƣu lƣợng và chế độ xả thải; Đặc điểm nguồn tiếp nhận; Điều kiện mặt bằng và địa hình khu vực dự kiến xây dựng trạm xử lý nƣớc thải; Điều kiện địa chất thuỷ văn, khí hậu tại khu vực dự kiến xây dựng; Điều kiện cơ sở hạ tầng (cấp điện, cấp nƣớc, giao thông); Điều kiện vận hành và quản lý hệ thông xử lý nƣớc thải. 3.3.3 Phương pháp thiết kế các công trình đơn vị Áp dụng cơ sở kiến thức về kỹ thuật môi trƣờng đã đƣợc học và tham khảo thêm các tài liệu liên quan về thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt. Áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt của Bộ tài nguyên môi trƣờng, Bộ xây dựng. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 33 3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu Sau khi thu thập đầy đủ các tài liệu cần thiết, cần tiến hành tổng hợp lại để có những thông tin chọn lọc nhất, hợp lý nhất và chính xác nhất. Sử dụng công thức toán học và phần mềm Excel để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nƣớc thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý. Phƣơng pháp đồ họa : Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 34 CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 DỰ BÁO NƢỚC THẢI KHU DÂN CƢ MỸ LỢI 4.1.1 Tải lượng Theo tiêu chuẩn TCXDVN 33:2006: Cấp nƣớc – Mạng lƣới đƣờng ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế, nhu cầu sử dụng nƣớc cho 12.500 ngƣời của Khu dân cƣ Mỹ Lợi đƣợc tính nhƣ sau: Bảng 4.1. Nhu cầu sử dụng nƣớc STT Nhu cầu sử dụng Lƣu lƣợng (m3 ) 1 Ăn uống sinh hoạt 120(L/ngƣời.ngày)x12.500ngƣời =1.500 2 Tƣới, rửa đƣờng phố, cây xanh,… 10% (1) = 150 3 Nƣớc cho hoạt động dịch vụ 10% (1) = 150 4 Nhu cầu khác: sục rửa mạng lƣới đƣờng ống cấp, thoát nƣớc, lƣợng nƣớc thất thoát. 20 % (1+2+3) = 360 5 Nhu cầu riêng của trạm xử lý nƣớc 10% (1+2+3+4) = 216 Tổng cộng 2.376 2.400 m 3 /ngày Lƣu lƣợng nƣớc thải tính bằng 80% (1+3+5) là khoảng 1.500 m3/ngày 4.1.2 Thành phần, tính chất nước thải Thành phần tính chất nƣớc thải đặc trƣng tại Khu dân cƣ Mỹ Lợi cũng giống nhƣ thành phần nƣớc thải sinh hoạt thông thƣờng tại các khu dân cƣ đã đi vào hoạt động trên địa bàn tỉnh Đồng Nai. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 35 Bảng 4.2. Thành phần và tính chất nƣớc thải sinh hoạt: STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 14:2008, (cột A) 1 COD mg/l 350 50 2 BOD5 mg/l 185 30 3 SS mg/l 165 50 4 Tổng Nitơ mg/l 40 30 5 Tổng Photpho mg/l 20 6 6 Tổng Coliform MPN/ 100ml 7104 3000 [Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Khu dân cư Mỹ Lợi] Qua kết quả phân tích, ta nhận thấy nƣớc thải không đạt tiêu chuẩn xả thải vào môi trƣờng. Do vậy, việc thiết kế trạm xử lý nƣớc thải cho khu dân cƣ là vấn đề cần thiết và cấp bách. Nƣớc thải tại Khu dân cƣ Mỹ Lợi sau khi đƣợc xử lý tại hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung phải đạt quy chuẩn QCVN 14:2008, cột A. Nguồn tiếp nhận nƣớc thải sau khi xử lý là hệ thống suối Bàu Bong ra sông Bà Hào. 4.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ Công suất thiết kế: 1.500 m3/ngày.đêm Yêu cầu nƣớc thải đầu ra: phải đạt quy chuẩn QCVN 14:2008, cột A. Hệ thống xử lý nƣớc thải hoạt động 24/24 vậy lƣợng nƣớc thải đổ ra liên tục. Lƣu lƣợng trung bình ngày: Q 1500ngdtb m3/ngày đêm Lƣu lƣợng trung bình giờ: Q h tb = 5,62 24 1500 24 ngd tbQ m 3 /h Lƣu lƣợng trung bình giây: Q s tb = 36,17 6,3 5,62 6,3 h tbQ l/s Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 36 Bảng 4.3. Hệ số không điều hòa chung. Hệ số không điều hòa chung K0 Lƣu lƣợng nƣớc thải trung bình (l/s) 5 10 20 50 100 300 500 1.000 > 5.000 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 [Nguồn: TCXDVN 51:2006] Với lƣu lƣợng 17,36 l/s tra Bảng 4.3 Ta có: 9,1maxK 5,0minK Lƣu lƣợng lớn nhất: 75,1189,15,62maxmax KQQ h tb h m 3 /h = 0,033 m 3 /s Lƣu lƣợng giây nhỏ nhất: 25,315,05,62minmin KQQ h tb m 3 /h = 0,0087 m 3 /s Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lƣợng chất lơ lửng SS SS = %69100 165 50165 100 v rv SS SSSS Trong đó: SSv : Hàm lƣợng chất lơ lửng trong nƣớc thải chƣa xử lý, mg/l; SSr : Hàm lƣợng chất lơ lửng trong nƣớc thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nƣớc, mg/l. Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lƣợng BOD BOD = %84100 185 30185 100 5 55 v rv BOD BODBOD Trong đó: 5 vBOD : Hàm lƣợng BOD5 trong nƣớc thải đầu vào, mg/l; 5 rBOD : Hàm lƣợng BOD5 trong nƣớc thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nƣớc, mg/l. Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lƣợng COD Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 37 COD = %86100 350 50350 100 v rv COD CODCOD Trong đó: vCOD : Hàm lƣợng COD trong nƣớc thải đầu vào, mg/l; rCOD : Hàm lƣợng COD trong nƣớc thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nƣớc, mg/l.  Xác định mặt bằng trạm xử lý nƣớc thải khu dân cƣ Mỹ Lợi Trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt Khu dân cƣ Mỹ Lợi đƣợc đặt tại vị trí thuận lợi cho việc tập trung nƣớc thải, tại khu vực cây xanh gần bệnh viện phục vụ toàn khu quy hoạch, công suất 1.500 m3/ngày.đêm. Hệ thống tuyến cống thoát nƣớc có kích thƣớc từ D300mm-D400mm, nguồn tiếp nhận là sông Bà Hào. Hình 4.1: Vị trí Khu dân cƣ Mỹ Lợi Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 38 Hình 4.2: Phối cảnh mặt bằng Khu dân cƣ Mỹ Lợi  Yêu cầu về môi trƣờng Xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải để xử lý nƣớc thải đạt tiêu chuẩn và thoát theo hệ thống thoát nƣớc của khu vực. Trạm xử lý phải đƣợc đặt ở cuối hƣớng gió để không làm ảnh hƣởng tới ngƣời dân sinh sống trong khu dân cƣ. Không làm ảnh hƣởng tới môi trƣờng xung quanh. 4.3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT KHU DÂN CƢ MỸ LỢI Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ các loại chất không tan đến các chất ít tan và cả những hợp chất tan trong nƣớc, việc xử lý nƣớc thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nƣớc và có thể đƣa nƣớc vào nguồn tiếp nhận hoặc đƣa vào tái sử dụng. Việc lựa chọn phƣơng pháp xử lý thích hợp thƣờng đƣợc căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nƣớc thải. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải phụ thuộc vào: - Thành phần và tính chất nƣớc thải; - Mức độ cần thiết xử lý nƣớc thải; - Lƣu lƣợng và chế độ xả thải; Vị trí trạm xử lý Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 39 - Đặc điểm nguồn tiếp nhận; - Điều kiện mặt bằng và địa hình khu vực dự kiến xây dựng trạm xử lý nƣớc thải; - Điều kiện địa chất thuỷ văn, khí hậu tại khu vực dự kiến xây dựng; - Điều kiện cơ sở hạ tầng (cấp điện, cấp nƣớc, giao thông); - Điều kiện vận hành và quản lý hệ thông xử lý nƣớc thải. 4.3.1 Tính chất nước thải đầu vào. Thành phần tính chất nƣớc thải đặc trƣng tại Khu dân cƣ Mỹ Lợi cũng chính là thành phần nƣớc thải sinh hoạt thông thƣờng với các đặc trƣng ô nhiễm đƣợc trình bày trong Bảng 4.4. Bảng 4.4. Thành phần nƣớc thải sinh hoạt đặc trƣng Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Giá trị đầu ra COD BOD5 SS Tổng Nitơ Tổng Photpho Tổng Coliform mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/ 100ml 350 185 165 40 20 7104 50 30 50 30 6 3000 [Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Khu dân cư Mỹ Lợi] 4.3.2 Tiêu chuẩn xả thải. Nƣớc thải tại khu dân cƣ Mỹ Lợi sau khi đƣợc xử lý tại hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung phải đạt quy chuẩn QCVN 14:2008, cột A. Nguồn tiếp nhận nƣớc thải sau khi xử lý là hệ thống suối Bàu Bong ra sông Bà Hào. 4.3.3 Đề xuất công nghệ xử lý Sau khi phân tích các khả năng, đề tài đề xuất công nghệ xử lý nhƣ sau: Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 40 Hình 4.3: Dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt đề xuất Nƣớc thải Song chắn rác Hố thu gom Lƣới chắn rác Bể lắng cát Bể điều hòa Bể Aerotank Bể lắng II Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Sông Bà Hào Thùng đựng rác Sân phơi cát Bể nén bùn Máy ép bùn Bùn khô Máy thổi khí Nƣớc tuần hoàn Bùn dƣ Bùn tuần hoàn Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 41 4.3.4 Lý do lựa chọn công nghệ. Phƣơng án lựa chọn đảm bảo về mặt kỹ thuật, hiệu quả xử lý và mức độ cần thiết xử lý nƣớc thải. đồng thời phƣơng án có chi phí vận hành thấp, đơn giản và hiệu quả xử lý cao. 4.3.5 Thuyết minh sơ đồ công nghệ. Nƣớc thải sinh hoạt từ khu dân cƣ Mỹ Lợi tự chảy qua mƣơng đặt song chắn rác cơ giới để loại bỏ các tạp chất có kích thƣớc lớn (chủ yếu là rác). Nƣớc thải sau khi qua song chắn rác đƣợc dẫn qua bể thu gom nhằm ổn định nƣớc thải và đƣợc bơm qua lƣới chắn rác tinh để loại bỏ các tạp chất có kích thƣớc nhỏ ≤ 1,5mm, sau đó nƣớc thải vào bể lắng cát ngang, tại đây cát, đất …sẽ đƣợc lắng xuống đáy và loại bỏ, cát sau đó đƣợc dẫn đến sân phơi cát còn nƣớc thải tiếp tục đƣợc dẫn vào bể điều hoà nƣớc thải. Tại đây nƣớc thải đƣợc xáo trộn bằng hệ thống đĩa sục khí để điều hoà lƣu lƣợng và nồng độ chất ô nhiễm. Sau khi lƣu lại trong bể một thời gian nƣớc thải đƣợc bơm sang bể Aerotank. Bể Aerotank đƣợc cung cấp oxy để đảm bảo điều kiện hiếu khí cho các vi sinh vật hoạt động. Các vi sinh vật này sử dụng oxy và các chất hữu cơ trong nƣớc thải làm chất dinh dƣỡng để duy trì sự sống và phát triển sinh khối. Nhờ đó các chất hữu cơ trong nƣớc thải đƣợc giảm đáng kể. Hỗn hợp nƣớc thải dẫn tiếp qua bể lắng II. Khi hỗn hợp nƣớc thải và bùn hoạt tính đi qua bể lắng II, bùn hoạt tính đƣợc lắng xuống đáy bể. Phần nƣớc sạch đƣợc thu ở máng thu trên bề mặt. Phần nƣớc sạch này đƣợc dẫn qua bể tiếp xúc khử trùng. Phần bùn hoạt tính lắng ở đáy đƣợc xả định kỳ qua bể nén bùn. Bể tiếp xúc khử trùng đƣợc thiết kế theo kiểu Zic – Zac nhằm tăng cƣờng sự tiếp xúc giữa nƣớc thải và chất khử trùng bằng cách tạo sự xáo trộn và tạo thời gian lƣu trong bể. Sau khi qua bể khử trùng, hầu hết các vi sinh vật gây bệnh trong nƣớc thải đã đƣợc tiêu diệt. Sau đó nƣớc thải đƣợc xả ra nguồn tiếp nhận là sông Bà Hào. Bùn hoạt tính trong bể nén bùn, một phần đƣợc bơm tuần hoàn về bể Aerotank để đảm bảo lƣợng sinh khối trong bể Aerotank, phần dƣ đƣợc bơm về bể Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 42 bể nén bùn, sau đó đƣợc chuyển đến máy ép dây đai nhằm giảm lƣợng nƣớc trƣớc khi mang đi xử lý theo quy định. Nƣớc từ máy ép bùn, bể chứa bùn và sân phơi cát đƣợc tuần hoàn về hố thu gom. 4.4 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ. 4.4.1 Song chắn rác Chức năng Giữ lại các tạp chất có kích thƣớc lớn (chủ yếu là rác) Tính toán Mƣơng dẫn nƣớc thải từ ngăn tiếp nhận đến SCR có tiết diện hình chữ nhật. Tính toán thuỷ lực của mƣơng dẫn dựa vào bảng tính toán thuỷ lực. Kết quả tính toán thuỷ lực mƣơng dẫn đƣợc ghi nhƣ sau: Bảng 4.5. Các thông số thủy lực của mƣơng dẫn nƣớc thải ở SCR Thông số thủy lực Lƣu lƣợng tính toán, L/s Qmax.s = 33 Độ dốc I 0,0006 Vận tốc v (m/s) 0,28 Độ đầy h (m) 0,2 Chiều ngang B (m) 0,2 Mƣơng dẫn nƣớc thải ở SCR có tiết diện vuông mỗi cạnh B = 200mm ứng với các thông số thuỷ lực ghi nhƣ sau: Chiều sâu của lớp nƣớc ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của mƣơng dẫn ứng với Qmax.s: h1 = hmax = 0,2m Số khe hở của SCR: n = 05,1 2,0016,04,0 033,0 1 max K hlv Q = 27 khe Trong đó: n: Số khe hở; Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 43 Qmax: Lƣu lƣợng lớn nhất của nƣớc thải, Qmax = 0,033 m 3 /s; v: Tốc độ nƣớc chảy qua song chắn, v = 0,4 m/s; l: Khoảng cách giữa các khe hở, l =16mm = 0,016m; K: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K = 1,05. Chiều rộng của SCR: Bs = s (n-1) + (l x n) = 0,008 (27 – 1) + (0,016 x 27) = 0,64 m Trong đó: s: Bề dày của thanh song chắn, thƣờng lấy s = 0,008 m. Tổn thất áp lực ở song chắn rác: hs = x g V 2 2 max K1 = 0,629 x 0, 28 3 2 9,81 x x = 0,03m Trong đó: vmax: Vận tốc của nƣớc thải ứng với Qmax , vmax = 0,28 m/s; K1: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vƣớng mắc rác ở song chắn, K1: 2 ÷3, chọn K1 = 3. : Hệ số sức cản cục bộ của song chắn đƣợc xác định: 4/3s x l sin =1,83x 3/4 016,0 008,0 sin60 0 = 0,629 : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, = 1,83 [Bảng 3-7, trang 115 Tính toán thiết kế xử lý nước thải đô thị và công nghiệp do Lâm Minh Triết chủ biên và các cộng sự] : Góc nghiêng của song chắn so với hƣớng dòng chảy, = 600. Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1: m tgtg BB L ms 6,0 202 2,064,0 2 0 1 Trong đó: Bs: Chiều rộng của song chắn rác, Bs = 0,64m; Bm: Chiều rộng của mƣơng dẫn, Bm = 0,2 m; : Góc nghiêng chỗ mở rộng, thƣờng lấy = 200. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 44 5 0 8 (a) (b) (c) (d) (e) 8 8 8 8 Tiết diện ngang các loại thanh của song chắn rác Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác: m L L 3,0 2 6,0 2 1 2 Chiều dài xây dựng của phần mƣơng để lắp đặt song chắn: L = L1 + L2 + Ls = 0,6 + 0,3+ 1,5 = 2,4 m Trong đó: Ls: Chiều dài phần mƣơng đặt song chắn rác, Ls = 1,5 m. Chiều sâu xây dựng của phần mƣơng đặt song chắn: H = hmax + hs + 0,5 = 0,2 + 0,03 + 0,5 = 0,73 m Trong đó: hmax: Độ đấy ứng với chế độ Qmax, hmax = 0,2m. 0,5: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nƣớc cao nhất. hs: Tổn thất áp lực ở song chắn rác, hs = 0,03m. Khối lƣợng rác lấy ra trong ngày đêm từ song chắn rác: W1 = 274,0 1000365 500.128 1000365 Na m 3/ngđ Trong đó: a: Lƣợng rác tính cho đầu ngƣời trong năm, lấy theo [Điều 6.14 – TCXD-51-2008]. Với chiều rộng khe hở của các thanh trong khoảng 16 ÷ 20 mm, a lấy bằng 8 L/ng.năm. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 45 Nll: Dân số tính toán theo chất lơ lửng, Nll = 12.500 ngƣời. Trọng lượng rác ngày đêm tính theo công thức: P = W1 x G = 0,274 x 750 = 205,5kg/ngđ = 0,205T/ngđ Trong đó: G: Khối lƣợng riêng của rác, G = 750kg/m3 [Điều 6.14 – TCXD-51-2008] Trọng lƣợng rác trong từng giờ trong ngày đêm: hTK P P hh /017,02 24 205,0 24 Trong đó: Kh: Hệ số không điều hoà giờ của rác, lấy bằng 2. Quanh SCR cơ giới đã chọn có bố trí lối đi lại có chiều rộng 1,2m; còn ở phía trƣớc SCR 1,5m [Điều 6.15 – TCXD -51-2008]. Hàm lƣợng SS và BOD5, COD sau khi qua song chắn rác giảm: 1 SSL = o SSL (1 – 0,05) = 165 ( 1- 0,05) = 156,75 mg/L 1 BODL = o BODL (1 – 0,05) = 185 (1-0,05) = 176 mg/L 1 CODL = o CODL (1 – 0,05) = 350 (1-0,05) = 332,5 mg/l Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 46 Bảng 4.6. Kết quả tính toán thiết kế SCR STT Thông số thiết kế Song chắn rác cơ giới Đơn vị Giá trị 1 Lƣu lƣợng thiết kế l/s 33 2 Mƣơng dẫn ở SCR có tiết diện vuông, cạnh B. m 0,2 3 Độ dốc mƣơng dẫn ở SCR 0,006 4 Vận tốc nƣớc thải qua khe hở SCR ứng với Qmax m/s 0,28 5 Độ đầy mƣơng dẫn ứng với Qmax m 0,3 6 Mƣơng làm bằng bê tông, bề dày b m 0,05 7 Chiều sâu lớp nƣớc ở SCR ứng với Qmax m 0,2 8 Chiều dài phần mƣơng mở rộng trƣớc thanh SCR m 0,6 9 Chiều dài phần mƣơng mở rộng sau SCR m 0,3 10 Chiều dài xây dựng phần mƣơng để đặt SCR m 2,4 11 Chiều sâu xây dựng của phần mƣơng đặt SCR, m 0,73 12 Chiều rộng của SCR m 0,64 13 Số khe hở của SCR Khe 27 14 Khoảng cách giữa các khe hở mm 16 4.4.2 Bể thu gom Chức năng Tập trung nƣớc thải để bơm lên bể lắng cát Tính toán Chọn thời gian lƣu nƣớc: t= 20 phút (t = 10 – 60 phút) Thể tích cần thiết: W = Qmax.h . t = 3 3 6,39 )/(60 )(20)/(75,118 m hphút phúthm Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 3,5 m Chiều cao xây dựng của bể thu gom: Hxd = H + hbv Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 47 Trong đó: H: Chiều cao hữu ích của bể, H = 3,5 m; hbv: Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 m. Hxd = 3,5 + 0,5 = 4 m Diện tích mặt bằng: A = 23,11 5,3 6,39 m H W Kích thƣớc bể thu gom: L x B x Hxd = 4m x 2,9m x 4m Thể tích xây dựng bể: Wt = 4 x 2,9 x 4 = 46,4m 3 Ống dẫn nƣớc thải sang bể lắng cát: Nƣớc thải đƣợc bơm sang bể lắng cát nhờ một bơm chìm, với vận tốc nƣớc chảy trong ống là v = 2 m/s. Tiết diện ƣớt của ống: A = 2max 0165,0 2 033,0 m v Q s Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải ra: D = m A 114,0 14,3 0165,044 . Chọn D = 114 mm. Chọn máy bơm: Qmax = 118,75 m 3 /h = 0,033 m 3/s, cột áp H = 10 (m). Chọn 2 máy bơm chìm (trong đó có 1 máy dự phòng). Công suất bơm: N = 1000 HgQ = Kw4 8,01000 1081,91000033,0 Trong đó: : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn = 0,8; ρ : Khối lƣợng riêng của nƣớc 1.000 kg/m3 Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 48 Bảng 4.7. Các thông số thiết kế bể thu gom Thông số Giá trị Thời gian lƣu nƣớc, t (phút) 20 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc thải ra (mm) 14 Kích thƣớc bể thu gom Chiều dài, L (m) 4 Chiều rộng, B (m) 2,9 Chiều cao, Hxd m) 4 Thể tích bể thu gom, Wt(m 3 ) 46,4 4.4.3 Lưới chắn rác (lưới lọc tinh) Chức năng Giữ lại một số cặn có kích thƣớc trung bình và nhỏ. Tính toán Đặc điểm lƣới lọc tinh: + Loại lƣới: Cố định. + Số lƣợng: 1 lƣới. + Đƣờng kính mắt lƣới: 1,5 mm. Hàm lƣợng SS và BOD5, COD sau khi qua lƣới lọc tinh giảm: 2 SSL = 1 SSL (1 – 0,05) = 156,75 x 0,95 = 150 mg/l 2 BODL = 1 BODL (1 – 0,05) = 176 x 0,95 = 167 mg/l 2 CODL = 1 CODL (1 – 0,05) = 332,5 x 0,95 = 316 mg/l 4.4.4 Bể lắng cát ngang Chức năng Bể lắng cát ngang đƣợc thiết kế để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hoà tan nhƣ cát, sỏi, xỉ và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng (hay trọng lƣợng riêng) lớn hơn các chất hữu cơ có thể phân hủy trong nƣớc thải. Ngoài ra bể lắng cát còn cho phép giữ lại các vật liệu hữu cơ có kích thƣớc lớn nhƣ: Răm bào, vỏ hạt và các thực phẩm nghiền. Đồng thời vai trò của bể lắng cát là: Bảo vệ các thiết bị máy móc khỏi bị mài mòn, giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống kênh mƣơng dẫn. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 49 Tính toán  Tính toán thủy lực mương dẫn nước thải từ song chắn rác đến bể lắng Tính toán thủy lực mƣơng dẫn nƣớc thải từ song chắn rác đến bể lắng dựa vào lƣu lƣợng lớn nhất và dựa vào bảng tính toán thủy lực để xác định kích thƣớc của mƣơng dẫn kết quả tính toán đƣợc ghi ở bảng sau: Bảng 4.8. Kết quả tính toán thủy lực mƣơng dẫn nƣớc thải đến bể lắng cát Thông số thủy lực Lƣu lƣợng tính toán, L/s Q tb s= 17,36 Độ dốc I 0,0006 Vận tốc v (m/s) 0,28 Độ đầy h (m) 0,2 Chiều ngang B (m) 0,2  Tính toán bể lắng cát ngang Thiết kế bể lắng cát gồm 2 đơn nguyên (một hoạt động, một dự phòng) Chiều dài bể lắng cát đƣợc tính theo công thức: 0 max1000 U hvK L Trong đó: h: Chiều sâu lớp nƣớc trong bể lắng cát (m), lấy bằng 0,25 – 1m; U0: Kích thƣớc thủy lực của hạt cát (mm/s); K: Hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hƣởng của đặc tính dòng chảy của nƣớc đến tốc độ lắng của hạt cát trong bể lắng cát; vmax: 0,3m/s; Vận tốc dòng chảy trong bể khi lƣu lƣợng lớn nhất [Điều 7.33 – TCXD -51-2008]. Với dh > 0,2 mm, ta có U0 =18,7mm/s; K=1,7 [tr.114 - Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – GS.TS.Lâm Minh Triết (chủ biên) và cộng sự] Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 50 Chiều dài bể lắng cát: 1000 / 1,7 0,3 / 0,2 6,8 18,7 / mm m m s m L m mm s Chiều rộng bể lắng cát: m mLmsm sL hv Q B tb s 52,0 /100025,0/3,0 /36,017 3 Chọn B = 0,55 m Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát tính theo công thức: 1000 tPN Vc Trong đó: P: Lƣợng cát giữ lại trong bể lắng cát theo tiêu chuẩn tính cho một ngƣời trong một ngày đêm, P = 0,02 L/ngƣời. ngày; N: Số dân của khu dân cƣ, N = 12.500 (ng); txả: Chu kỳ xả cát ra khỏi bể lắng cát. Để tránh sự phân hủy cặn hữu cơ gây mùi, txả ≤ 2 ngày. Chọn txả = 2 ngày. Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát: 3 3 5,0 /1000 2./02,0500.12 m mL dngLng Vc Chiều cao xây dựng của phần lắng: Hxd = h + hbv = 0,25 + 0,3 = 0,55m Trong đó: h: Chiều cao lớp nƣớc trong bể lắng cát, h = 0,25 – 1m; hbv: Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3m. Chọn Hxd = 0,55m Ngăn chứa cát: Đáy nhỏ: L x B = 0,4m x 0,4m Đáy lớn: L x B = 1m x 0,55m Chiều cao: h = 0,7m Cát lắng ở bể lắng cát đƣợc thu gom về hố tập trung ở đầu bể bằng thiết bị cào cát cơ giới, từ đó thiết bị nâng thuỷ lực sẽ đƣa hỗn hợp cát – nƣớc đến sân phơi Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 51 cát. Để dẫn cát đến sân phơi cát bằng thiết bị nâng thuỷ lực, cần pha loãng cát với nƣớc thải sau xử lý với tỉ lệ 1:20 theo trọng lƣợng cát. Nƣớc công tác do máy bơm với áp lực 2 – 3 at. Thời gian mỗi lần xả cát dài 30 phút. Độ ẩm của cát: 60% Trọng lƣợng thể tích cát: 1,5 T/m3. Lƣợng nƣớc cần thiết cho thiết bị nâng thuỷ lực đƣợc tính theo công thức: Qct=Vcx1,5x20=0,5x1,5x20=15m 3 /d Để vận tốc nƣớc trong bể lắng cát đƣợc ổn định, thiết kế đập tràn đỉnh rộng ở đầu ra của bể lắng cát. Bảng 4.9. Các thông số thiết kế bể lắng cát Các thông số Đơn vị Giá trị Kích thƣớc hạt cát giữ lại mm 0,2 Vận tốc nƣớc m/s 0,3 Thời gian lƣu nƣớc s 30 Chiều sâu lớp nƣớc trong bể m 0,25 Kích thƣớc phần lắng cát: Dài m 6,8 Rộng m 0,55 Sâu m 0,55 Kích thƣớc ngăn chứa cát: Sâu m 0,55 Rộng m 0,7 Số đơn nguyên Cái 2 4.4.5 Sân phơi cát Chức năng Để tách nƣớc giảm thể tích cho cát, nƣớc thu đƣợc cho lại vào đầu bể lắng cát. Cát thu đƣợc đem đi xử lý theo quy định. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 52 Tính toán Diện tích sân hữu ích sân phơi cát h TPN F 1000 Trong đó: P: Lƣợng cát giữ lại trong bể lắng cát theo tiêu chuẩn tính cho một ngƣời trong một ngày đêm, P = 0,02 L/ngƣời. ngày; N: Số dân của khu dân cƣ, N= 12.500 (ngƣời); T: Số ngày trong năm, T = 365 ngày ; h: Chiều cao lớp bùn cát trong năm, h = 1,3m/năm. 3 3 2,70 /3,1/1000 /365./02,0500.12 m nammmL namngayngayngLnguoi F Thiết kế sân phơi cát gồm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có kích thƣớc: Cạnh a x b = 6m x 6m Chiều cao toàn bộ sân phơi cát: H = h + hbv = 1,3 + 0,2 = 1,5m Độ dốc đáy sân phơi cát: i=0,01 Ống đục lỗ dẫn nƣớc đã tách khỏi cát 60 Trên ống đục lỗ 5 Bảng 4.10. Kết quả tính toán các thông số sân phơi cát STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Số ô ô 2 2 Kích thƣớc 1 ô Cạnh a m 6 Cạnh b m 6 Cao m 1,5 3 Độ dốc đáy % 1 4 Đƣờng kính ống dẫn nƣớc mm 60 ssL 3 = ssL 2 (1 – 0,15) = 150 x 0,85 = 127,5 mg/l Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 53 4.4.6 Bể điều hòa Chức năng Điều hoà lƣu lƣợng và nồng độ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ. Qua đó oxy hóa một phần chất hữu cơ, giảm kích thƣớc các công trình đơn vị phía sau và tăng hiệu quả xử lý nƣớc thải của trạm. Tính toán bể điều hòa Chọn thời gian lƣu nƣớc của bể điều hoà t = 4h (4 – 12h) Thể tích cần thiết của bể: W = ngày tbQ x t = 4 24 1500 = 250 (m 3 ) Chọn chiều cao hữu ích của bể: H = 4m. Diện tích mặt bằng: A = )(5,62 4 250 2