Đồ án Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu vực biệt thự nghỉ dưỡng và Resort Oceanami, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

I SÖÛ DUÏNG NHU CAÀU (LÍT) SOÁ TAÀNG CAO DIEÄN TÍCH GHI CHUÙ 1 KHU THEÅ DUÏC THEÅ THAO 6769.46 A CAÂU LAÏC BOÄ 1 5 2256 11280 2 B SAÂN TENNIS 3 2 KHU VUI CHÔI GIAÛI TRÍ 1980.91 A TRUNG TAÂM GIAÛI TRÍ 1 5 1321 6605 2 NHU CAÅU SÖÛ DUÏNG NÖÔÙC TOAØN KHU 17885 4 . NHU CAÀU DUØNG NÖÔÙC TOAØN COÂNG TRÌNH STT HAÏNG MUÏC COÂNG TRÌNH LÖU LÖÔÏNG (LÍT) 1 KHU NGHÆ DÖÔÕNG 288000 2 KHU RESORT 199000 3 KHU THEÅ THAO - GIAÛI TRÍ 17885 NHU CAÀU CHO TOAØN BOÄ COÂNG TRÌNH 504885 Trang: 23 Hệ số lưu lượng K ngày =1. => Lưu lượng nước c p lớn nh t: 600dm³ ng.đ Căn cứ vào TCVN 51 – 198 “Thoát nước bên trong nhà – tiêu chuẩn thi t k ” điều .1 tiêu chuẩn thoát nước l y theo tiêu chuẩn c p nước tương ứng bằng 8 % lưu lượng nước c p. = Lƣu lƣợng nƣớc thải lớn nhất ngày đêm cho công trình: ngdmQngayTB /480%80600 3 III.1.2. CÔNG SUẤT HỆ TH NG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHO CÔNG TRÌNH.  Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm cho công trình: ngdmQngayTB /480%80600 3  Lưu lượng nước thải trung bình giờ cho công trình: hm Q Q ngay TBh TB /20 24 480 24 3  Lưu lượng nước thải trung bình gi y cho công trình: sL Q Q ngay TBs TB /56.5 86400 1000480 86400 1000       Lưu lượng nước thải lớn nh t trong ngày: ngñ TBngñ ngñ max QkQ  Tr g ó k g : số khô g iều hò gày The TCVN 51 – 1984 iều 2 1 2 h số khô g iều hò gày ước thải si h h t khu dâ cư ấy, k g = 1.15  1 3; ch k g = 1.25 Do công trình có địa hình chạy dài nên trạm xử lý được tách ra thành trạm. Vậy ngdmQngd /300 2 480 25.1 3max   Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ: hm Q Q ngd TBh tb /5.12 24 300 24 3  Lưu lượng nước thải lớn nh t theo gi y: sLkQQ c s TB s /31.83778.2max  Tr g ó kc : số khô g iều hò chu g ược ấy the ả g s u ( ả g II 5) Bảng III.5: Hệ số không điều hòa chung của nƣớc thải sinh hoạt Trang: 24 Lưu lượng nước thải TB(L s) 5 15 30 50 100 200 500 600 800 1250 Hệ số không điều hòa chung Kc 3 2.5 2 1.8 1.6 1.4 1.35 1.25 1.2 1.15 Nguồ : Tuyể t p Tiêu chuẩ Xây Dự g TCXD 51 – 1984; Điều 2 1 2  Vậy công suất hệ thống xử lý nƣớc thải cho công trình là: 300m³/ ng.đ III.2. NỒNG ĐỘ BẨN CỦA NƢỚC THẢI VÀ MỨC ĐỘ XỬ LÝ CẦN THIẾT III.2.1. Nồng Độ Bẩn Của Nƣớc Thải Loại nước thải = Nước thải sinh hoạt BOD5 = 400 mg/L TSS = 433mg/L NH3-N = 50 mg/L TKN = 80 mg/L TP = 16.7 mg/L Alkalinity = 250 mg/L III.2.2. Mức độ xử lý cần thiết a) Mức độ cần thiết xử lý nƣớc thải theo chất lơ lửng: Mức độ c n thi t xử lý nước thải theo ch t lơ lửng theo sách xử lý nước thải của PGS.TS Hoàng Huệ được tính với công thức sau: %100 C mC E    Tr g ó m : à ượ g chất ơ g c ước thải s u khi ch phép ả và guồ ước, = 50 mg/L. C : à ượ g chất ơ g có tr g hổ hợp ước thải, C = 433mg/L. Vậy %5.88100 433 50433 E    b) Mức độ cần thiết xử lý nƣớc thải theo BOD: Trang: 25 Mức độ c n thi t xử lý nước thải theo ch t lơ lửng được xác định theo tài liệu của PGS.TS Hoàng Huệ được tính với công thức sau: %100 L LL E a ta    Tr g ó La : Nồ g BOD5 ầu c ước thải; La = 400mg/L. Lt : Nồ g BOD5 c ước thải s u ch phép ả và guồ ước; Lt = 30 mg/L. Vậy %5.92100 400 30400 E    Kết luận: Tính toán về mức độ c n thi t xử lý nước thải sinh hoạt của công trình cho th y c n thi t phải xử lý sinh học hoàn toàn và hiệu quả xử lý đạt cột giá trị C QCVN 14:2008/BTNMT để đ u nối vào hệ thoát nước thành phố như sau:  SS < 50 mg/L.  BOD5 < 30mg/L.  L/mg1.44 68.0 30 68.0 BOD BOD 5 20  III.3. CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ Vì hệ thống xử lý nước thải là hạng m c nằm trong dự án của công trình, do đó khi lựa chọn phương pháp xử lý nước thải phải linh hoạt và áp d ng phương pháp xử lý tiên ti n sao cho ch t lượng nước đảm bảo, ổn định, giảm giá thành x y dựng và ti t kiệm năng lượng. Thông số đ u vào:  Loại nước thải: nước thải sinh hoạt  Công su t xử lý: Q = 3 m³ ngđ  Thời gian xử lý : giờ Nước thải sau khi xử lý đạt cột giá trị C QCVN 1 : 8 BTNMT Bảng III.6 Bảng giá trị thông số ô nhiễm STT Thông số Đơn vị Giá trị C A B 1 pH 5  9 5  9 2 BOD5 (20 0 C) mg/l 30 50 3 Tổng ch t rắn lơ lửng (TSS) mg/l 500 1000 4 Amoni (tính theo N) mg/l 5 10 5 Nitrat (NO 3- )(tính theo N) mg/l 30 50 6 Phosphat (PO4 3- ) mg/l 6 10 Trang: 26 (tính theo P) 7 Tổng Colifom MPN/100ml 3,000 5,000 Nguồ : QCVN 14:2008/BTNMT III.4. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ĐƢỢC ĐỀ XUẤT a) Sơ đồ quy trình công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho dự án Oceanami Dựa vào thành ph n, tích ch t, nồng độ của nước thải, tiêu chuẩn qui định thả ra nguồn. Cũng như căn cứ vào điều kiện kính t , diện tích mặt bằng, phương án xử lý nước thải sinh hoạt cho dự án Oceanamiđược đề nghị với phương án như sau: BEÅ ÑIEÀU HOAØ BEÅ TRUNG HOØA BEÅ PHAÛN ÖÙNG SINH HOÏC BEÅ TAÙCH NÖÔÙC BAÈNG MAØNG DD NaOH (MEMBRANE) NÖÔÙC NÖÔÙC THAÛI ÑAÀU RA BEÅ OÅN ÑÒNH T U A ÀN H O A ØN N Ö Ô ÙC BEÅ CHÖÙA BUØN TÔÙI XE HUÙT BUØN NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT ÑAÀU VAØO LÖÔÙI CHAÉN RAÙC MAÙY THOÅI KHÍ 1 MAÙY THOÅI KHÍ 2 MAÙY THOÅI KHÍ 3 BÔM NHUÙNG CHÌM BÔM CHUYEÅN TIEÁP BÔM BÔM NHUÙNG CHÌM b) Thuyết minh quy trình công nghệ  Quá trình thu gom nước thải: Nước thải của khối nhà được thu gom vào hệ thống ống riêng biệt: ống thoát ph n và ống thoát nước thải. Ống thoát ph n được được đưa vào bể tự hoại xử lý c c bộ trước khi cùng với ống thoát nước thải và khu xử lý nước thải của toà nhà.  Quá trình tách rác: Trang: 27 Trước khi vào bể c n bằng, nước thải chảy qua rổ chắn rác. Tại đ y, rác có kích thước lớn, tạp ch t thô s tách ra khỏi dòng nước thải.  Quá trình cân bằng nước thải: Lưu lượng nước thải theo từng giờ trong ngày khác nhau, do đó m c đích của việc x y dựng bể điều hoà là nhằm cho nước thải trước khi chảy vào hệ thống xử lý luôn luôn ổn định cả về lưu lượng và nồng độ các ch t ô nhi m có trong nước thải. Để hòa trộn đều nước thải và tránh g y mùi do ph n hủy y m khí trong bể điều hoà, không khí được s c vào từ các máy thổi khí và được ph n bố đều nhờ các đĩa ph n phối khí đặt chìm dưới đáy bể.  Quá trình xử lý hóa lý: Từ bể điều hoà, nước thải được bơm nhúng chìm bơm lên bể trung hòa. Hóa ch t trung hòa NaOH được ch m vào với liều lượng nh t định từ thi t bị tiêu th thông qua bơm định lượng. Giá trị pH được điều chỉnh từ 7 đ n 7.5 và được kiểm soát bằng pH controller. Sau khi qua bể trung hòa nước thải ti p t c chảy sang bể phản ứng sinh học hi u khí hi u khí.  Quá trình xử lý hiếu khí: Tại bể phản ứng sinh học hi u khí hi u khí không khí được cung c p vào bể bằng máy thổi khí và khí được ph n phối đều trong bể bằng đĩa ph n phối khí Diffuser. Nó cung c p oxy cho vi sinh vật ưu khí, quá trình ph n huỷ hợp ch t hữu cơ xảy ra và sản của quá trình là CO2 và H2O và đ y là quá trình giúp cho nồng đồ nước thải giảm trước khi vào công trình dơn vị ti p theo. Nước thải sau khi qua bể phân hủy sinh học hi u khí được bơm nước thải nhúng chìm bơm vào bể lọc tách nước bằng màng MBR. Tại đ y nước thải s được th m xuyên qua vách màng vào ống mao dẫn nhờ những lỗ cực nhỏ từ . 1-0,2micromet. Màng chỉ cho các ph n tử nước đi qua, còn các ch t hữu cơ, vô cơ...s được giữ lại trên bề mặt của màng. Nước sạch s theo ống ra ngoài bể chứa nhờ bơm hút. Bể xử lý sinh học hi u khí với màng lọc sinh học MBR, màng được c u tạo từ ch t Polypropylen có kích thước lỗ cực nhỏ cỡ . 1 micromet chỉ có thể cho ph n tử nước đi qua và một số ch t hưu cơ, vô cơ hòa tan đi qua, ngay cả hệ vi sinh vật bám dính cũng không thể đi qua được do vậy nước sau khi đi qua màng MBR không c n phải dùng hóa ch t khử trùng. Không khí được đưa vào tăng cường bằng các máy thổi khí có công su t lớn qua các hệ thống ph n phối khí ở đáy bể, đảm bảo lượng oxi hoà tan trong nước thải >2 mg/l. Nước thải sau khi xử lý đạt được tiêu chu n như : BOD5 = 2mg/L, TSS = 2mg/L, NH3-N = 1mg/L, và được đưa và bể chứa nước dự trữ dùng cho nhu c u tưới c y, tưới đường của công trình. CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ  Lƣới chắn rác Trang: 28 Mục đích: Lưới chắn rác (Inox) s giữ lại rác có kích thước lớn, tạp ch t thô. Rổ chắn rác có k t c u là lưới inox có kích thước lỗ từ .5-1mm, lưới lọc đặt trên các khung đỡ. Hệ thống l y rác bằng thủ công được đề nghị sử d ng, rác được tập trung tại bể thu rác cùng với rác thải công trình và hợp đồng với công nh n vệ sinh chuyển rác đ n bãi vệ sinh thích hợp.  Bể diều hoà Mục đích:  Điều chỉnh sự bi n thiên lưu lượng nước thải theo từng giờ trong ngày  Tránh sự bi n động hàm lượng ch t hữu cơ là ảnh hưởng đ n hoạt động cảu vi khuẩn trong bể xử lý sinh học. Thiết bị:  Bơm nước thải: cái (1 hoạt động, 1 dự phòng)  Máy thổi khí : 2 máy  Hệ thống đĩa ph n phối khí diffuse  Bể trung hòa  Điều chỉnh giá trị pH của nước thải  Kiểm soát pH để tạo điều kiện tối ưu hoá cho các quá trình. Thiết bị:  Bơm hóa ch t: 1 bơm  pH controller: 1 máy  Máy xáo trộn : 1 máy  Bể lọc màng vi lọc MBR Bể lọc màng vi học (Membrane bioreactor – MBR) là sự k t hợp giữa quá trình cơ bản trong một đơn nguyên: (1) Ph n hủy sinh học ch t hữu cơ (2) Kỹ thuật tách khối vi khuẩn bằng màng vi lọc (micro - flitration) Trong bể duy trì hệ bùn sinh trưởng lơ lửng, các phản ứng di n ra trong bể giống như các quá trình sinh học thông thường khác, nước sau xử lý được tách bùn bằng hệ lọc màng với kích thước màng dao động khoảng .1~ . m ( guồ : M e d Sanderso,1996) Hệ thống MBR có hai dạng chủ y u: Trang: 29 (1) MBR đặt ngập mà mặt ngoài màng ph n lớn được đặt chìm trong bể phản ứng sinh học hi u khí và dòng th m được tháo ra ngoài bằng cách hút hoặc bằng áp lực. (2) MBR đặt ngoài bể phản ứng (hoặc MBR tu n hoàn), hỗn hợp lỏng được tu n hoàn lại bể phản ứng ớ áp su t cao thông qua các modul màng. Dòng th m qua màng bởi vận tốc chảy ngang qua màng. Màng được rừa sạch bằng khí hoặc làm sạch bằng nước rửa ngược và hóa ch t. Bảng III.7 Bảng so sánh giữa MBR đặt ngập và đặt ngoài bể phản ứng MBR đặt ngập MBR đặt ngoài bể phản ứng sinh học hiếu khí hiếu khí - Chi phí cho c p khí vào bể cao (~9 %) - Chi phí cho dòng bơm nước thải r t nhỏ ( cao hơn n u đường hút bơm sử d ng ~28%) - Ch t lượng đ u ra th p - Nhu c u làm sạch màng ít hơn - Chi phí lắp đặt th p - Chi phí đ u tư cao - Chi phí cho c p khí vào bể th p (~ %) - Chi phí cho bơm cao (9 -80%) - Ch t lượng đ u ra cao - Nhu c u làm sạch màng thường xuyên cao - Chi phí lắp đặt cao - Chi phí đ u tư th p Nguồn: Sách Water treatment Membrane processes – Mc. Graw –Hill. Quá trình MBR có thể vận hành ở nồng độ MLSS cao, từ đó gia tăng khả năng xử lý cơ ch t, hạn ch bùn thải và kích thước cáo công trình xử lý ( guồ : Visanathan,2000). Hơn nữa, không giống như trong các hệ thống xử lý truyền thống khác, sự chọn lọc vi sinh hiện diện trong thi t bị phản ứng không còn ph thuộc vào khả năng hình thành bông bùn sinh học và tính lắng cũng như khả năng tách ra ở dòng ra mà chỉ ph thuộc vào màng. Trang: 30 Bể xử lý sinh học hi u khí với màng lọc sinh học MBR, Màng được c u tạo từ ch t Polypropylen có kích thước lỗ cực nhỏ cỡ . 1 micron chỉ có thể cho ph n tử nước đi qua và một số ch t hưu cơ, vô cơ hòa tan đi qua, ngay cả hệ vi sinh vật bám dính cũng không thể đi qua được do vậy nước sau khi đi qua màng MBR không c n phải dùng hóa ch t khử trùng. Không khí được đưa vào tăng cường bằng các máy thổi khí có công su t lớn qua các hệ thống ph n phối khí ở đáy bể, đảm bảo lượng oxi hoà tan trong nước thải > mg l. Như vậy tại đ y s di n ra quá ph n huỷ hi u khí triệt để, sản phẩm của quá trình này chủ y u s là khí CO2 và sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm chứa nitơ và lưu huỳnh s được các vi sinh vật hi u khí chuyển thành dạng NO3- , SO4 2- và chúng s ti p t c bị khử nitrate, khử sulfate bởi vi sinh vật. Cơ ch tách ch t lơ lửng bằng màng sợi rỗng ngập: Vi sinh vật, ch t ô nhi m, bùn hoàn toàn bị loại bỏ ngay tại bề mặt màng (lổ rỗng . um). Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng. Như vậy tại đ y s di n ra quá ph n huỷ hi u khí triệt để, sản phẩm của quá trình này chủ y u s là khí CO2 và sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm chứa nitơ và lưu huỳnh s được các vi sinh vật hi u khí chuyển thành dạng NO3- , SO4 2- và chúng s ti p t c bị khử nitrate, khử sulfate bởi vi sinh vật. Với thời gian lưu của nước trong bể này khoảng 1 – 1 giờ thì hiệu quả xử lý trong giai đoạn này đạt 9 đ n 95% theo BOD ( guồ : Cô g ty cô g gh xanh) Chọn MBR đặt ngoài a) Bể phản ứng sinh học hiếu khí: Bể phản ứng sinh học hi u khí (với quá trình hoạt động của bùn hoạt tính) với lượng nước thải sau khi qua bể điều hoà. Bể sinh học s ph n huỷ các hợp ch t hữu cơ có trong nước thải kèm theo sự thoát khí dưới tác d ng của các enzym do vi khuẩn ti t ra. Hệ thống khí được ph n phối trên toàn bể đề cung c p oxy hoà tan oxy hoá các ch t hữu cơ trong bể. Thiết bị:  Máy thổi khí: cái (1 hoạt động, 1 dự phòng)  Hệ thống ph n phối khí Diffuser b) Bể lọc tách nước bằng màng vi lọc MBR Nước sau xử lý được tách bùn bằng hệ lọc màng với kích thước màng dao động khoảng .1~ . m ( guồ : M e d S ders ,1996)  Bể ổn định Trước khi xả thải vào môi trường sau khi xử lý còn trung gian trước khi đi vào môi trường, mặt khác nước thải còn được dùng trở lại để rửa màng MBR theo định kỳ.  Bể chứa bùn Cặn tươi của bể điều hoà, bể aerotank được đưa vào bể nén bùn. Bùn được ph n huỷ kị khí bởi vi sinh vật. Trang: 31 III.5. PHÂN TÍCH ƢU VÀ NHƢỢC ĐIỂM CÔNG NGHỆ ĐƢỢC ĐỀ XUẤT III.5.1. Ƣu điểm Ch t lượng nước sau xử lý cao: xử lý sinh học bằng quá trình MBR có thể đạt được hiệu su t khử nồng độ của SS, COD, BOD5 và vi sinh vật g y bệnh. MBR là kỹ thuật mới xử lý nước thải k t hợp quá trình dùng màng với hệ thống bể sinh học thể động bằng quy trình vận hành SBR s c khí 3 ngăn và công nghệ dòng chảy gián đoạn. MBR là sự cải ti n của quy trình xử lý bằng bùn hoạt tính, trong đó việc tách cặn được thực hiện không c n đ n bể lắng bậc . Màng MBR được thi t k theo module lắp ghép hợp khối r t d bảo trì và n ng c p sau này.  Không c n bể lắng và giảm kích thước bể nén bùn.  Không c n tiệt trùng nhờ đã khử triệt để coliform. Công trình được tinh giản nhờ sử d ng chỉ một bể phản ứng để khử N & P mà không c n bể lắng, bể lọc và tiệt trùng. Trong điều kiện thay đổi đột ngột, hệ thống được điều chỉnh cho ổn định bằng kỹ thuật không s c khí – s c khí – không s c khí. Lượng bùn sinh th p: duy trì tỉ số F M th p, k t quả là bùn thải th p. Khắc ph c được các điểm y u (nén bùn và tạo bọt) trong phương pháp bùn hoạt tính (dùng màng khử hiệu quả Nutrient và E.coli) Cơ ch tách ch t lơ lửng bằng màng sợi rỗng ngập: Vi sinh vật, ch t ô nhi m, bùn hoàn toàn bị loại bỏ ngay tại bề mặt màng (lổ rỗng . um). Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng. Một giải pháp kỹ thuật nhiều lợi ích kinh t :  Giảm giá thành x y dựng nhờ không c n bể lắng, bể lọc và khử trùng. Tiêu th điện năng của công nghệ MBR r t ít so với các công nghệ khác và đã được c p bằng chứng nhận “Công nghệ Môi trường Mới”.  Phí thải bùn cũng giảm nhờ tu n hoàn h t ¼ và lượng bùn dư tạo ra r t nhỏ. Bảo trì thuận tiện:  Kiểm soát quy trình chỉ c n đồng hồ áp lực hoặc lưu lượng.  C u tạo gồm những hộp lọc đơn ghép lại nên thay th r t d . Quá trình làm sạch, sửa chữa, bảo trì và kiểm tra r t thuận tiện.  Quy trình có thể được k t nối giữa công trình với văn phòng sử d ng, vì th có thể điều khiển kiểm soát vận hành từ xa, thậm chí thông qua mạng internet. III.5.2. Nhƣợc điểm Chi phí đ u tư cao, khi màng bị nghẹt phải rửa bằng hóa ch t. Nhu c u năng lượng cao để giữ cho dòng th m ổn định hoặc tốc độ lưu lượng chảy ngang trên bề mặt cao. Trang: 32 III.6. MỘT S CHỨNG MINH THỰC TẾ VỀ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG PHƢƠNG PHÁP LỌC MÀNG VI LỌC MBR Bảng III.8: Bảng hiệu suất xử lý của màng vi lọc MBR Dòng vào (mg/L) Dòng ra (mg/L) SS COD BOD SS COD BOD MBR Nguồn 80-460 236 96 280 153 110-164 1315 100-365 96 89 620 79 292-411 --- 200-1000 134 349 230 176 --- 1130 <5 <5 <5 <5 <1 <5 <5 <40 6 12 11 6 15-19 --- <10 1.2 3.7 <5 1.5 --- 5 UF 24,000 UF MF MF UF UF Aya et al., 1981 Arika et al., 1977 Roullet, 1989 Manem et al., 1993 Ishida et al., 1933 Fan et al., 1996 Irwin, 1990 Nguồn: Sách Water treatment Membrane processes – Mc. Graw –Hill. Trong đó UF: Ultra – membranes (siêu à g c) MF: Microfiltration membranes ( à g c ti h) Bảng III.10: Sản lượng bùn thấp làm tăng quá trình xử lý nước thải Nguồn: Mayhew, M. and Stephenson, T. (1997). Environmental Technology, 18, 883-886. Trang: 33 Chương IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ IV.1. THÔNG S TÍNH TOÁN Trạm xử lý nước thải sinh hoạt dự án được thi t k với công su t: 300m3 ngđ. Thời gian xử lý: giờ (1 ngày) Các thông số thi t k và tính ch t nước đ u vào và đ u ra sau xử lý thể hiện ở bảng V.1 sau: Bảng IV.1: Hiệu suất xử lý Thông số Đơn vị tính Dòng vào Dòng ra Hiệu su t xử lý (%) BOD mg/L 400 100% COD mg/L --- --- SS mg/L 433 5 98.9% TKN mg/L 80 n/a NH3-N mg/L 50 1 T-N mg/L 80 n/a --- T-P mg/L 17 n/a --- pH --- 6.6~7.5 6.5~8.5 --- Alkalinity 250 >50 Nhiệt độ 0C 20~35 --- --- Ghi chú: n/a: not available IV.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ IV.2.1. Lƣới chắn rác Các thông số thi t k cho lưới chắn rác được thể hiện trong bảng IV. Bảng IV.2: Các thông số thiết kế cho rổ chắn rác STT Thông số Lƣới cố định 1 Hiệu quả khử cặn lơ lửng 5-25 2 Tải trọng, L m².phút 400-1200 3 Kích thước mắt lưới, mm 0.2-1.2 4 Tổn th t áp lực, m 1.2-2.1 Nguồn: X ước thải ô thị và cô g ghi p – Lâ Mi h Triết Trang: 34 Chọn rổ chắn lưới cố định có kích thước mắt lưới d=1mm tương ứng với tải trọng LA=1 L m².phút, đạt hiệu su t xử lý cặn lơ lửng E = 1% Giả sử chọn rổ chắn rác theo kích thước lưới BxL = 1. m x 1. m. Diện tích lưới yêu c u là: 2 3 3 max 20 1000 60 1 1040 512 m. m L ph h L/m².phút /h. L Q A A h  Trong ó Q : Lưu ượ g ước thải ớ hất the giờ: Qmax h =12.5m³/h LA : Tải tr g, LA=1040 L/m².phút Số rổ thu rác: 14.0 2.12.1 2.0 HB A n      Chọn 1 rổ thu rác. Kiểm tra tải trọng làm việc thực t của rổ chắn rác: 2 3 3h maxth A m.phút/L7.144 m L1000 ph60 h1 12.12.1 /hm5.1 nBL Q L      IV.2.2. Bể điều hòa Thể tích bể điều hòa thông thường được tính theo phương pháp lập bảng thông kê hoặc biểu đồ tích lũy, tuy nhiên chưa có thống kê lưu lượng nên ta tính theo lưu lượng nước thải xử lý với thời gian lưu nước 8 giờ:  Thể tích bể điều hòa tính theo công thức sau: 3100 24 8300 24 m tQ V      Tr g ó Q : Lưu ượ g ước thải tổ g c g: Q=300 ³/ g t : thời gi ưu ước i tr g ể iều hò , ch t = 8 giờ Thông số bể được chọn cho phù hợp với khối tích tổng thể của công trình: Bảng IV.3: Các Thông Số Thiết Kế Bể Điều Hòa STT Tên thông số Đơn vị Kích thƣớc 1 Số nguyên đơn 1 bể 2 Chiều cao x y dựng (H) M 4 3 Diện tích mặt bằng ( ) m² 27.6 4 Thời gian lưu nước Giờ 8 5 Dung tích tính toán m³ 100 6 Dung tích thực t bể m³ 102.12  Tính toán bơm : Trang: 35 Lưu lượng bơm c n thi t là : phút/³m208.0 60 5.12 h/m5.12Q 3h max  Tr g ó Qmax h : Lưu ượ g ước thải ớ hất the giờ, h/m5.12Q 3h max  Tra catalogue của hãng bơm Grundfos, chọn bơm chìm nước thải cho bể điều hòa với thông số kỹ thuật như sau: Bảng IV.4: Các thông số bơm nhúng chìm bể điều hòa STT Diển giải Thông số 1 Mã hiệu bơm Bơm nhúng chìm SP501 2 Lưu lượng bơm (Q) 0.21m³/phút 3 Cột áp bơm (H) 8 m 4 Công su t (N) 0.75Kw x 220V x 50Hz 5 Đường kính ống đẩy DN65 6 Số lượng bơm bơm (1 hoạt động, 1 dự phòng)  Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa Lượng không khí c n xáo trộn: qkk = 1 m³ khí/ m³ nước thải.giờ Tổng lượng khí c n thi t: Qkk = qkk x V = 1 x 102 = 102 m 3 /h Tr g ó V: thể t ch thực tế c ể iều hòa, V=102m³ Chọn thi t bị ph n phối khí là bể Diffuser, đường kính đĩa 68mm Cường độ khí -5m³ h.đĩa, chọn 5 m³/h = 83L phút.đĩa và đường ống dẫn khí là nhựa PVC. Số đĩa Diffuser c n ph n phối trong bể là: 48.20    6083 1000102 aL/phuùt.ñó 83 (L/phuùt)Q N KK Theo ki n trúc bể, số lượng đĩa ph n phối là 5, chia thành 5 nhánh chính ph n phối với van điều chỉnh lưu lượng cho từng nhánh chính Chọn khoảng cách giữa các ống là 1 (m) Trên ống nhánh, hai đĩa ở hai đ u nhánh cách thành bể 1(m) Đường kính ống chính: mm 60 m 0.06 3.14360010 1024 4        oáng kk oángchính v Q D Trang: 36 Đường kính ống chọn D9 . Đường kính trong 78mm Kiểm tra vận tốc trong ống: = 5.93 m/s Đường kính ống nhánh: (m) 0.027 36003.14105 1024 v Q4 oáng kk        nDnhaùnh = 27mm Chọn đường kính ống nhánh D . Đường kính trong 3 mm  Tính toán thổi khí Áp lực c n thi t cho hệ thống khi nén được tính theo công thức: HW = H1 + H2 + H3 + H Tr g ó H1 : Tổ thất áp ực d sát d c the chiều dài ườ g ố g ( ) H2 : Tổ thất cục ( ) H3 : Tổ thất áp ực qu t ĩ Diffuser, 3 = 0.5m H : Chiều c hữu ch c ể, =3.7m Theo tài liệu tính toán thi t k các công trình xử lý nước thải của GS.TS.L m Minh Tri t, tổng tổn th t H1 và H2 thường không vượt quá . m. Áp lực c n thi t s là: HW = 0.4 + 0.5 + 3.7 = 4.6m Áp lực không khí s là: atm45.1 33.10 6.433.10 33.10 H33.10 P W      Do sử d ng máy thổi khí cho việc c p khí tới bể điều hòa và bể sinh học hi u khí nên lưu lượng máy thổi khí s bằng tổng lưu lượng khí c p cho bể này. Công su t máy được chọn sau khi tính toán về lượng khí c p cho bể sinh học hi u khí. IV.2.3. Bể trung hòa  Thể tích bể trung hòa tính theo công thức sau: 33.65.05.12 mtQV  Tr g ó Q : Lưu ượ g ơ ước thải từ ể iều hò : Qb=12.5m³/h t : thời gi ưu ước i tr g ể tru g hò , ch t =0.5h Chọn thông số bể trung hòa như sau: Bảng IV.6: Các Thông Số Thiết Kế Bể Trung Hòa /m 21357 0.0783.14 1024 4 22 h D Q v oángchính kk         Trang: 37 STT Tên thông số Đơn vị Kích thƣớc 1 Số nguyên đơn 1 bể 2 Chiều cao nước (H) M 3.7 3 Chiều rộng (B) M 1.2 4 Chiều dài (L) M 5 5 Thời gian lưu nước h 0.5 6 Dung tích tính toán m³ 6.3 7 Dung tích thực t bể m³ 22.2  Tính toán bồn chứa dung dịch NaOH: Lưu lượng thi t k : Q = 12.5m³/h pH đ u vào : 6.6 pH đ u ra : 7.5 K : 0.00001 mol/L Khối lượng ph n tử NaOH : 40g/mol Nồng độ dung dịch NaoH : 20% Trọng lượng riêng của dung dịch : 1.53kg/m³ h/L016.0 100053.1%20 10005.1240000 1.0     vaøo chaâm NaOH löôïng Lieàu Thời gian lưu : 180 ngày  Thể tích c n thi t của bồn chứa là: 0.016 x 24 x 180 = 69.12 L Chọn thể tích bồn chứa dung dịch NaOH: 100L. Bơm châm dung dịch NaOH: Chọn bơm ch m dung dịch với đặc tính như sau: Q = . L h , cột áp H = 5m  Máy khuấy trộn nhúng chìm: Tra catalogue của hãng Grundfos, chọn máy khu y trộn nhúng chìm nước thải (Submersible Mixer) cho bể trung hòa với thông số kỹ thuật như sau: Bảng IV.7: Các thông số máy khuấy trộn nhúng chìm STT Diển giải Thông số 1 Mã hiệu AMD.15.45b.710 2 Lưu lượng (Q) 14.57 m³/phút 3 Công su t (N) 434N 4 Công su t (kW) 1.5kW Trang: 38 5 Số lượng 1 máy IV.2.4. Bể phản ứng sinh học hiếu khí Các thông số tính toán cho bể phản ứng sinh học hi u khí đối với nước thải sinh hoạt dựa theo các thông số của bể Aeroten và được l y theo bảngVI.8 sau: Bảng IV.8 Thời gian thu bùn C θ (ngày) F/M (gBOD5/g bùn hoạt tính) Tải trọng thể tích (kgBOD5/m 3 ngày) Nồng độ MLVSS X (mg/L) Thời gian lƣu nƣớc θ (giờ) Tỉ số tuần hoàn bùn α 5 –15 0.2 – 0.6 0.8 – 1.9 2500 – 4000 3 –5 0.25 - 1 Trích: T h t á thiết kế các cô g tr h ước thải – Trị h Xuâ L i Chú thích : + F/M : Tỷ số khối ượ g chất ề trê khối ượ g ù h t t h + MLSS : Tổ g hà ượ g chất r ơ g trong phâ h y si h h c + MLVSS: Hàm ượ g chất r dể y hơi tr g phâ h y si h h c. Để tính toán bể phản ứng sinh học hiếu khí ta cần giả định các thông số sau: Hàm lượng ch t lơ lửng (SS) chứa 65% SS đ u ra có thể ph n huỷ sinh học. Giá trị quy đổi BOD5 sang BOD20 l y bằng .68 Nồng độ bùn hoạt tính tu n hoàn (tính theo ch t lơ lửng) MLSS = 1 , mg L Thời gian lưu bùn: C θ = 15 ngày Nồng độ ch t rắn lơ lửng bay hơi hòa trộn bằng .8 l n nồng độ ch t rắn lơ lửng hòa trộn MLVSS = .8MLSS (Độ tro của bùn hoạt tính Z = .3) MLVSS = 0.8 x 10,000 = 8,000 mg/L IV.2.4.1. Xác định nồng độ BOD5 của nước thải đầu ra của bể phân hủy sinh học: Ta có phương trình c n bằng vật ch t như sau: BOD5 đầu ra = BOD5 hòa tan đi ra từ bể + BOD5