Đồ án Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất 22.000 m3/ngđ

phố dài 13 km, lòng đường rộng 4-5 m với kết cấu bê tông nhựa và thấm nhập nhựa, mật độ xe chạy 900-1000 xe/ngđ. Tỉnh lộ 675: chạy từ thành phố (ngã ba Thanh Trung) tới Sa Thầy, lòng đường rộng 4-5 m với kết cấu bê tông nhựa và thấm nhập nhựa , mật độ xe chạy 150-180 xe/ngđ. Tỉnh lộ 671: chạy từ xã Yachim qua thành phố tới xã Đak Cấm, rộng 5-7 m, mật độ xe chạy 100 - 120 xe/ngđ. Bến xe liên tỉnh thành phố mới được xây dựng năm 2000 ở vị trí phía Bắc thành phố cạnh quốc lộ 14 có diện tích 1,5ha phục vụ nhu cầu đi xe liên tỉnh và liên huyện trong toàn tỉnh. Đường nội thị Thành phố Kon Tum có 126 tuyến đường phố với tổng chiều dài 78,55 km trong đó chủ yếu là đường bê tông trải nhựa, mật độ đường trung bình đạt khoảng 5km/km2. các tuyến đường có chất lượng tốt chiếm khoảng 70%. Định hướng quy hoạch đến năm 2030 Cơ sở kinh tế kỹ thuật phát triển thành phố Công nghiệp Tuy sản xuất của một số xí nghiệp còn bị chững lại do chưa chuyển kịp với nền kinh tế thị trường, cần phải tìm lối thoát tháo gỡ thật tốt giữa đầu vào và đầu ra để củng cố và phát triển các ngành kinh tế công nghiệp. Trước mắt củng cố và phục hồi các ngành công nghiệp hiện có, thay đổi trang thiết bị và công nghệ sản xuất tiên tiến, mở rộng nguồn nguyên liệu và mở rộng thị trường đầu ra. Trong tương lai sẽ nâng cao công suất của một số ngành công nghiệp hiện có như làm gạch, sản xuất mía đường. Cơ quan trường học Ngoài các cơ quan của đảng, chính quyền, đoàn thể thuộc tỉnh đóng tại Kon Tum còn có cơ quan không thuộc thành phố và các cơ sở điều dưỡng, trạm bảo dưỡng đường bộ, công ty xây dựng, trạm điện lực, các trường học phổ thông và các trường đào tạo cán bộ trung cấp cho tỉnh. Giao thông xây dựng cơ bản Giao thông xây dựng cơ bản cũng như thông tin bưu điện, hiện nay đang từng bước phục hồi và phát triển phục vụ đắc lực cho lưu thông phân phối phát triển sản xuất, về xây dựng nhà ở là do dân tự xây, các công trình phúc lợi công cộng, cơ quan, xí nghiệp do nhà nước đầu tư xây dựng. Các cơ sở phục vụ công cộng Cần đầu tư xây dựng củng cố ngành dịch vụ thương nghiệp để sớm chuyển hoá nắm bắt thị trường mở rộng trong nước và nước ngoài. Do nhu cầu phát triển buôn bán, thương mại dịch vụ lớn cần xây dựng thêm chợ trung tâm, siêu thị. Tổ chức cơ cấu không gian quy hoạch đô thị đến năm 2030 Khu ở Toàn bộ thành phố đã được chia thành 10 phường nội thị bao gồm các phường : phường Quyết Thắng, phường Thắng lợi, phường Quang Trung, phường Thống Nhất, phường Duy Tân, phường Lê Lợi, phường Trần Hưng Đạo, phường Ngô Mây, phường Nguyễn Trãi, phường Trường Chinh . Và 10 xã ngoại thị bao gồm các xã : xã ChưH’reng, xã Hòa Bình, xã Đoàn Kết, xã Yachim, xã Vinh Quang, xã Ngọc Bay, xã Kroong, xã Đăk Cẩm, xã Đăkbla, xã Đăkrowa. . (tư liệu từ www.kontum.gov.vn) Khu trung tâm hành chính thành phố Các cơ quan hành chính chính trị hiện tại của tỉnh như Tỉnh Uỷ, UBND tỉnh, VKSND, TAND tỉnh đều bố trí ở mạng Bắc so với sông Đarkbla, trong tương lai các cơ quan hành chính này sẽ di dời tập trung về mạng Tây Bắc của tỉnh. Khu công nghiệp Hiện tại thành phố có hai khu công nghiệp, một ở mạng Nam phường Duy Tân và một ở phường Lê Lợi. Công nghiệp của thành phố chủ yếu là làm gạch, chế biến mía đường và đồ thủ công mỹ nghệ, chế biến lâm sản. (tư liệu từ www.kontum.gov.vn) Khu công nghiệp Hoà Bình (hiện trạng): –    Vị trí: cạnh quốc lộ 14 (đường Hồ Chí Minh), thuộc phường Lê Lợi – thành phố Kon Tum, cách trung tâm thành phố 2 km về phía nam. –    Qui mô: 59,22 ha. –    Giá cho thuê đất đã có hạ tầng: 0,2 usd/m2/năm. –    Đã hoàn thành đền bù, giải phóng mặt bằng, san nền, các hạng mục giao thông chính –    Số doanh nghiệp đã đăng ký đầu tư: 19 DN; với diện tích 44,85 ha (100% đất cho thuê) –    Số dự án đã được giới thiệu đất:18 DA; với diện tích 38,55 ha (83,5%). Trong đó số dự án đã giao đất là 9 DA; với diện tích 24,36 ha (55,2% đất thuê). Khu công nghiệp Sao Mai -    Vị trí: cạnh quốc lộ 14 (đường Hồ Chí Minh), thuộc xã Hoà Bình, thành phố Kon Tum, cách trung tâm thành phố 8 km về phía Nam. -    Qui mô: 150 ha (giai đoạn i: 79,4 ha) -    Giá thuê đất đã có hạ tầng:       + Trả tiền thuê đất hàng năm: 0,24 usd/m2/năm  + Trả trước nhiều năm được giảm theo lãi suất tiền gửi ngân hàng. -    Hiện đang thực hiện đền bù. Cây xanh – thể dục thể thao Cây xanh công viên, đường phố: Một diện tích cây xanh lớn được tập trung ở công viên đăktoren có diện tích 25,2ha và khu vui chơi giải trí đakbla 32,7ha. ngoài ra còn có diện tích cây xanh phân bố dọc đường phố và dọc hai bên bờ sông đakblẵ Cây xanh rừng sinh thái: Hơn 200 ha rừng sinh thái được tập trung ở phía bắc thành phố. Khu trung tâm thể dục thể thao: Khu trung tâm thể dục thể thao của thành phố nằm ở trung tâm của thành phố có diện tích 12,3 ha. Quy hoạch cấp nước đến năm 2030 Ước tính đến năm 2030, thành phố Kon Tum đạt tỷ lệ cấp nước là 90% dân số toàn thành phố. Với tiêu chuẩn cấp nước q = 200l/người. Quy hoạch thoát nước đến năm 2030 Ước tính đến năm 2030, thành phố Kon Tum đạt tỷ lệ cấp nước là 90% dân số toàn thành phố. Nhu cầu thoát nước tính bằng 80% tổng lượng nước cấp cho các nhu cầu sinh hoạt của thành phố. CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các số liệu cơ bản Bản đồ Mặt bằng quy hoạch thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum đến năm 2030, tỷ lệ 1/10.000, để lựa chọn, định vị trí đặt trạm xử lý nước thải sinh hoạt. Dân số tính toán đến năm 2030 Dân số thành phố tính đến năm 2030 được tính theo công thức : Với : N2009 : Dân số thành phố năm 2009 ; N2009 = 144.207 người N2030 : Dân số thành phố năm 2030 : tỷ lệ gia tăng dân số trung bình ; Lưu lượng nước cấp tính toán Lưu lượng nước cấp trung bình ngày của thành phố tính đến năm 2030 với phân trăm dân số được cấp nước khoảng 90% l : Với : N2030 : Dân số thành phố năm 2030 ; N2030 = 189.141 người qc : Tiêu chuẩn cấp nước. Với Thành phố Kon Tum thuộc đối tượng dùng nước là thành phố, thị xã vừa và nhỏ chọn tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt là qc = 200l/người. Theo TCVN 33-2006, mục 2.3 trang 4 thì tùy theo điều kiện khí hậu, mức độ tiện nghi, các điều kiện địa phương mà có thể thay đổi từ 10% - 20% tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt. Vậy tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt chọn cho Thành phố Kon Tum là qc = 160l/ng.ngđ. Lưu lượng nước thải tính toán Lưu lượng nước thải tính toán trung bình ngày Lưu lượng nước thải trung bình ngày được tính bằng 80% lưu lượng nước cấp của thành phố. Lưu lượng nước thải trung bình giờ Công thức xác định: Lưu lượng nước thải trung bình giây: Công thức xác định: Theo TCVN 7957 : 2008, mục 4.1.2, trang 11 và điều kiện khu vực dự án và lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày của nước thải đô thị Kng = 1,2, hệ số không điều hòa chung giờ max là k1=1,56, giờ min k2=0,61. Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất : Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất : Lưu lượng nước thải giây lớn nhất : Lưu lượng nước thải giờ thấp nhất : Lưu lượng nước thải giây thấp nhất : Xác định hàm lượng chất bẩn trong nước thải Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt (NTSH) : Trong đó : - nSS : Tải lượng chất lơ lửng của NTSH tính cho một người trong ngày đêm theo bảng 7-4, trang 36 TCXDVN 7957 : 2008. nSS=60 g/ng.ngđ. - qtb : Tiêu chuẩn thải nước trung bình tạm tính bằng 80% tiêu chuẩn cấp nước, qtb =120 L/ng.ngđ Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD) trong nước thải sinh hoạt: Trong đó : - nBOD : Tải lượng chất bẩn theo BOD5 của NTSH tính cho một người trong ngày đêm theo TCXDVN 51-2006. NBOD=30 g/ng.ngđ. - qtb : Tiêu chuẩn thải nước trung bình tạm tính bằng 80% tiêu chuẩn cấp nước, qtb =120 L/ng.ngđ Xác định mức độ cần thiết phải xử lý nước thải Hàm lượng chất lơ lửng : không vượt quá 50 mg/l theo QCVN 14-2008 bảng 1 trang 5. BOD5 : không vượt quá 30 mg/l theo QCVN 14-2008 bảng 1 trang 5. Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng (SS) : Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) : Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý Lựa chọn vị trí đặt trạm xử lý Khu vực nghiên cứu là khu vực dân cư tập trung đông đúc mức độ bê tông hóa khá cao nên lượng nước thải không thể tự ngấm nếu không xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung thì lượng nước thải này sẽ làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường đặc biệt là sức khỏe người dân khu vực. Khu xử lý nước thải phải được đặt ở hạ lưu sông, cuối hướng gió, nằm ngoài và cách khu dân cư một khoảng đảm bảo theo điều 3.16 trang 9 TCVN 7957 : 2008. Với công suất trạm xử lý từ 5.000 đến 50.000 m3/ngđ thì khoảng cách vệ sinh là 400m (theo bảng 1 trang 10 TCVN 7957-2008) nhằm tránh tình trạng mùi hôi của khu xử lý ảnh hưởng đến cuộc sống của khu vực dân cư xung quanh mà đặc biệt là khi có sự cố. Trong tương lai khi dân số tăng nhanh lượng nước thải ngoài mức xử lý của trạm thì ta điều chỉnh bằng cách xây dựng thêm một dây chuyền xử lý hoạt động song song với dây chuyền này để tăng khả năng xử lý. Với mặt bằng quy hoạch thành phố Kon Tum đến năm 2030, tác giả chọn vị trí đặt trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung cho thành phố như đính kèm ở phụ lục. Tính chất nước thải đầu vào, yêu cầu cầu đầu ra Tính chất nước thải đầu vào : Lưu lượng nước thải sinh hoạt ngày lớn nhất cần xử lý của thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum là Qmax = 26.146,79 m3/ngđ. Bảng 4.1 Tính chất nước thải sinh hoạt và công cộng đầu vào STT Các chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Kết quả 1 pH 7,05 2 Tổng các chất rắn lơ lửng SS mg/l 500 3 COD mg/l O2 200 4 BOD5 mg/l O2 250 5 Tổng N mg/Ln 29,7 6 Tổng P mg/Lp 3,16 7 Tổng Dầu Mỡ mg/l 2,27 8 Tổng Coliform MPN/100ml 10.300 Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra Nước thải sau quá trình xử lý được xả vào nguồn tiếp nhận loại A là sông Đăkbla, yêu cầu chất lượng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận phải đảm bảo có các giá trị nồng độ chất ô nhiễm nhỏ hơn hoặc bằng các giá trị quy định tại cột A, QCVN 14 : 2008/BTNMT ứng với hệ số k = 1. Bảng 4.2 Tính chất nước thải sinh hoạt và công cộng đầu ra (QCVN 14:2008,cột A, k=1): STT Các chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Kết quả 1 pH 5 - 9 2 Tổng các chất rắn lơ lửng SS mg/l 50 3 BOD5 mg/l O2 30 4 Tổng N mg/Ln 30 5 Tổng P mg/Lp 6 6 Tổng Dầu Mỡ mg/l 10 7 Tổng Coliform MPN/100ml 3000 Tài liệu nguồn tiếp nhận Vào mùa lũ mực nước cao nhất từ 516m -517 m. Nước thải sau xử lý được xả ra sông Đakbla. Các thông số của nguồn tiếp nhận sông Đakbla như sau: Lưu lượng nhỏ nhất ở thời điểm tính toán q = 106 (m3/s) Mực nước cao nhất vào mùa lũ : + 517 (m) Chiều sâu trung bình của nước trong nguồn : 3.20 (m) Vận tốc trung bình của dòng chảy : 0.5 (m/s) Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán: + Theo lạch sông : 4500 (m) + Theo đường thẳng : 4000 (m) Chất lượng nước sông + Nguồn nước thuộc loại : A + Hàm lượng chất lơ lửng : 10 (mg/1) + BOD5 : 3 (mg/l) + Lượng ôxi hòa tan: 4,8 (mg/l) + Nhiệt độ trung bình của nước sông là : 27 (0c) Theo QCVN 08:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.. Với nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt, có thể chọn một số chỉ tiêu kỹ thuật cho nguồn như sau: Bảng 4.3. Một số chỉ tiêu thiết kế của nguồn tiếp nhận (QCVN 08:2008/BTNMT - cột A1) TT Các chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 1 pH 6 - 8,5 2 Ôxy hòa tan (DO) mg/l >= 5 3 Hàm lượng cặn lơ lửng mg/l 30 4 BOD5 (200C) mg/l 6 5 COD mg/l 15 6 Coliform MNP/100ml 5000 Đề xuất các công nghệ xử lý Sơ đồ công nghệ và thành phần các công trình đơn vị của trạm xử lý nước thải sinh hoạt được lựa chọn phụ thuộc vào : Công suất trạm xử lý. Thành phần và tính chất nước thải đầu vào. Mứa độ cần thiết xử lý nước thải. Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận tương ứng. (xả vào nguồn loại A theo QCVN 14 – 2008) Điều kiện cụ thể của địa phương (khí hậu, địa chất, mặt bằng xây dựng ...) Phương pháp sử dụng cặn. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác. Các công nghệ xử lý có thể chia làm hai nhóm: Công nghệ xử lý tiên tiến hiện đại: Công nghệ hóa lý Công nghệ hóa sinh Công nghệ sinh học hiếu khí có sử dụng bùn hoạt tính Công nghệ lọc sinh học Công nghệ nhóm này đạt hiệu quả cao, sử dụng đất ít, tỷ lệ rủi ro thấp, có thể điều chỉnh các thông số xử lý theo diễn biến về chất lượng nhưng giá thành đắt và yêu cầu trình độ xây dựng, quản lý cao. Công nghệ này áp dụng ở hầu hết các thành phố lớn ở các nước phát triển. Công nghệ xử lý đơn giản: Chuỗi hồ sinh học Chuỗi hồ sinh học kết hợp cánh đồng tưới, cánh đồng lọc và nuôi cá Công nghệ nhóm này sử dụng công nghệ đơn giản, xây dựng và quản lý không phức tạp, rẻ tiền nhưng tỷ lệ sử dụng đất cao và chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện tự nhiên. Công nghệ này được sử dụng nhiều ở các nước đang phát triển, có đất rộng, người thưa, giá đất rẻ. Đối với khu vực đang nghiên cứu, tác giả đề xuất ra 2 phương án để so sánh, lựa chọn là công nghệ sinh học hiếu khí có sử dụng bùn hoạt tính (bể Aerotan) và công nghệ lọc sinh học (bể biophin). Sơ đồ công nghệ xử lý được đề xuất như sau : Phương án I Nước thải thu gom từ các cơ sở công cộng, dịch vụ, các hộ gia đình .... trong thành phố được thu gom dẫn bằng hệ thống thoát nước thải sinh hoạt của thành phố về nhà máy xử lý tập trung với công suất xử lý trung bình 22.000 m3/ngđ. Các giai đoạn xử lý bao gồm : Xử lý cơ học bao gồm : Ngăn tiếp nhận à Song chắn rác àBể lắng cát + sân phơi cát àBể lắng ly tâm I Xử lý sinh học : Aerotank (vi sinh vật + bùn hoạt tính) à Bể lắng ly tâm II Xử lý cặn : Bể nén bùn à Bể Mêtan à Sân phơi bùn Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra sông : máng trộn vách ngăn có lỗ àBể tiếp xúc àCông trình xả nước thải ra sông. Bể Mêtan Sân phơi bùn Phục vụ cho nông nghiệp hoặc chôn lấp Clo Trạm cấp Clo Sông Đakbla Máng trộn Bể tiếp xúc Bùn tuần hoàn Trạm khí nén Nước tách bùn Bùn Bể nén bùn Bùn dư HT thoát nước thải Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Bể lắng cát sục khí Bể lắng ly tâm I Bể Aeroten Bể lắng ly tâm II Sân phơi cát Thu khí CH4 Máy nghiền rác Hình 4.1 – Sơ đồ công nghệ xử lý phương án I Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng đường ống áp lực. Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình đơn vị tiếp theo trong trạm xử lý. Đầu tiên nước thải được dẫn qua mương dẫn có đặt song chắn rác. Tại đây, rác và cặn có kích thước lớn được giữ lại, sau đó được thu gom, đưa về máy nghiền rác. Sau khi qua song chắn rác, nước thải được tiếp tục đưa vào bể lắng cát sục khí. Bể lắng cát ngang sục khí với hệ thống sục khí nén làm cho nước thải đi qua chuyển động vừa quay vừa tịnh tiến, tạo nên chuyển động xoắn ốc, lượng cát sẽ được giữ lại ở đáy bể, các hạt cặn và các chất vô cơ sẽ được tách ra khỏi nước thải. Cát sau khi lắng sẽ được đưa ra khỏi bể bằng thiết bị nâng thủy lực và vận chuyển đến sân phơi cát. Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ly tâm đợt I. Tại đây các chất hữu cơ không hòa tan trong trong nước thải được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lên men. Nước thải tiếp tục đi vào bể Aerotan. Tại bể Aerotan, các vi khuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải trong điểu kiện sục khí liên tục. Quá trình phân hủy này sẽ làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành lượng bùn hoạt tính dư. Sau đó nước thải được chảy qua bể lắng đợt II, phần bùn trong hỗn hợp bùn - nước sau bể Aerotan sẽ được giữ lại, một phần sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể Aerotan nhằm ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotan, phần còn lại sẽ đưa về bể nén bùn để giảm độ ẩm và ổn định bùn hoạt tính dư, sau đó đưa qua bể mêtan. Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độ BOD trong nước thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vi khuẩn (điển hình là coliform) vẫn còn một lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến hành khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Nước thải được khử trùng bằng hệ thống clo hơi bao gồm máng trộn và bể tiếp xúc. nước thải sau khi xử lý sẽ được thải ra sông Đakbla. Bùn sau khi được nén sẽ đưa vào bể mêtan để lên men ổn định yếm khí. Nhờ sự khuấy trộn, sấy nóng sơ bộ bùn cặn nên sự phân hủy chất hữu cơ ở bể mêtan diễn ra nhanh hơn. Lượng khí thu được trong bể mêtan có thể được dự trữ trong bể khí hoặc sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu. Bùn sau khi lên men sẽ được chuyển ra sân phơi bùn, cuối cùng được đem đi phục vụ cho mục đích nông nghiệp hoặc chôn lấp. Phương án II Thuyết minh công nghệ xử lý : Nước thải cũng được thu gom từ các cơ sở công cộng, dịch vụ, các hộ gia đình .... trong thành phố được thu gom dẫn bằng hệ thống thoát nước thải sinh hoạt của thành phố về nhà máy xử lý tập trung với công suất xử lý trung bình 22.000 m3/ngđ. Các giai đoạn xử lý bao gồm : Xử lý cơ học bao gồm : Ngăn tiếp nhận à Song chắn rác àBể lắng cát + sân phơi cát àBể lắng ly tâm I Xử lý sinh học : Biophon cao tải àBể lắng ly tâm II Xử lý cặn : Bể nén bùn à Bể Mêtan àSân phơi bùn Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra sông : máng trộn vách ngăn có lỗ à Bể tiếp xúc à Công trình xả nước thải ra sông. Hình 4.2 – Sơ đồ công nghệ xử lý phương án II trạm khí nén Ngăn tiếp nhận Sóng chắn rác Bể lắng cát sục khí HT Thoát nước thải sông Đakbla Bể lắng ly tâm I bể biophin cao tải Bể lắng ly tâm II máng trộn bể tiếp xúc bể nén bùn Thu khí CH4 phục vụ cho nông nghiệp hoặc chôn laép bể mêtan sân phơi bùn máy nghiền rác raùc sân phơi cát bùn khí Nước tách bùn clo trạm cấp clo Thuyết minh sơ đồ công nghệ xử lý: Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng đường ống áp lực. Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình đơn vị tiếp theo trong trạm xử lý. Đầu tiên nước thải chảy qua bể lắng cát sục khí và bể lắng đợt I như phương án I. Sau đó, nước thải sẽ được dẫn đến bể biophin cao tải. Tại đây nước thải được lọc qua lớp vật liệu có bao bọc lớp màng vi sinh vật. Màng vi sinh vật đã sử dụng theo nước trôi khỏi bể và được tách khỏi nước thải đã xử lý tại bể lắng đợt II. Tại bể lắng đợt II, các hạt bông bùn hoạt tính sẽ sa lắng xuống đáy, sau đó được đưa đến bể nén bùn để giảm độ ẩm và ổn định bùn hoạt tính. Nước thải sau lắng tiếp tục qua máng trộn clo để đến bể tiếp xúc và thải ra nguồn tiếp nhận. Bùn sau khi được nén sẽ đưa ra sân phơi bùn và cuối cùng được chuyển đi phục vụ mục đích nông nghiệp hoặc chôn lấp. Nước thải sau khi xử lý sẽ được thải ra sông Đakbla. Qua 2 sơ đồ công nghệ xử lý đề xuất trên tác giả tiến hành tính toán, so sánh các ưu nhược điểm của từng phương án cụ thể để lựa chọn được phương án tối ưu nhất. Tính toán các công trình đơn vị Phương án I Ngăn tiếp nhận Dựa vào lưu lượng nước thải trong giờ lớn nhất qmaxh = 1416,285 m3/h ta chọn 3 bơm hoạt động và 2 bơm dự phòng (với độ tin cậy loại II của trạm bơm theo bảng 18 trang 37 TCVN 7957:2008). Chọn 1 ngăn tiếp nhận với các thông số sau (tham khảo bảng 4-4 trang 110 sách tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp do GS-TS Lâm Minh Triết chủ biên nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh xuất bản năm 2000) : Bảng 4.4. bảng kích thước ngăn tiếp nhận. Q (m3/h) Đường kính ống áp lực (2 ống) Kích thước của ngăn tiếp nhận A B H H1 h h1 b 1000 - 1400 300 2000 2300 2000 1600 750 750 600 Mương dẫn nước thải Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật. Tính toán thủy lực của mương dẫn (xác định: độ dốc i, vận tốc v, độ đầy h) dựa vào bảng tính toán thủy lực. Kết quả tính toán thủy lực của mương dẫn được ghi ở bảng 4.5. Tra bảng tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước, thoát nước của GS-TS Lâm Minh Triết ta có: Bảng 4.5. Thuỷ lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận: Các thông số thủy lực Lưu lượng tính toán (l/s) q= 252,178 q=393,412 q= 15,383 Vật liệu BTCT Độ dốc i 0.003 0.003 0.003 Chiều rộng b (mm) 1000 1000 1000 Vận tốc v (m/s) 1.31 1.4 1.16 Độ đầy h (m) 0.55 0.7 0.41 Song chắn rác: Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các loại rác thô có kích thước lớn trong nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoạt động của xử lý phía sau. Chọn bộ song chắn rác loại đặt cố định , cào rác bằng cơ giới và có máy nghiền rác. Tính toán song chắn rác. Song chắn rác được bố trí nghiêng một góc 600 so với phương nằm ngang để tiện khi sửa chữa, bảo trì, vận hành ... Song chắn rác làm bằng thép không rỉ, các thanh trong song chắn rác có tiết diện hình tròn với bề dày 8mm, khoảng cách giữa các khe hở là l = 16mm = 0,016m Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của mương dẫn ứng với qmax: h1 = hmax = 0,7 m. Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức : Trong đó : n : là số khe hở . qmax : lưu lượng lớn nhất của nước thải qmax=1416,285 m3/h=0,393(m3/s). v: vận tốc nước chảy trong song chắn rác, theo mục trang TCVN 7957 : 2008, vận tốc nước chảy qua khe hở song chắn rác cơ giới là v = 0,8 - 1m chọn v=0,92m/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 song chắn rác : bs = s (n-1) +(l . n) = 0,008 ( 40-1) + ( 0,016 x 40) = 0,952m chọn bs=1m Trong đó : s : bề dày của thanh song chắn rác lấy s = 0,008 m. Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác ứng với qmin =533,804 m3/h = 0,148 m3/s. Tổn thất áp lực qua song chắn rác : Trong đó : Vmax : vận tốc của nước thải trước song chắn rác ứng với chế độ qmax. v =1,4 m/s. k1: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn rác, mục trang TCVN 7957:2008 - k1= 3. x: hệ số sức cản cục bộ của song chắn : β : hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn rác và lấy theo bảng 4-7 trang 115 sách tính toán thiết kế các công trình XLNT sinh hoạt và công nghiệp Lâm Minh Triết chọn kiểu song chắn rác hình một đầu vuông một đầu tròn β = 1,83. a :góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy, a=60o. Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1: Trong đó : Bs : chiều rộng của song chắn rác Bs =1 m. Bm: chiều rộng của mương dẫn, Bm=0,6 m. r : góc nghiêng chỗ mở rộng, lấy r=200. Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác : Chiều dài phần mương lắp đặt song chắn : L = L1 + L2 + Ls = 0,56 + 0,28 + 1,36 = 2,2 m Trong đó : Ls : chiều dài phần mương đặt song chắn rác : chọn Ls =1,36 m. Chiều sâu phần mương đặt song chắn rác: h = hmax + hs + 0,52 = 0,7 + 0,082 + 0,52= 1,302 m. Trong đó : hmax : độ đầy ứng với chế độ qmax=1416,285 m3/h=0,393 m3/s. 0,52 - khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất. (mục 8.2.5, trang 51, TCVN 7957:2008) hs = tổn thất áp lực ở song chắn rác hs=0,082 m. Khối lượng rác trong một ngày đêm : Trong đó : - a: lượng rác tính cho một người trong 1 năm lấy theo điều 7.2.12 trang 39 TCVN 7957-2008. với chiều rộng khe hở của các thanh là từ 16-20mm thì a =8l/năm. - N : số người hệ thống xử lý phục vụ : N=189141 người Trọng lượng rác ngày đêm được tính theo công thức : Trong đó : - W: khối lượng rác trong 1 ngày đêm. - g : Khối lượng riêng của rác lấy bằng 750 kg/m3. Hình 4.3 - Sơ đồ lắp đặt song chắn rác Rác được nghiền nhỏ ở máy nghiền rác (gồm 2 máy, 1 công tác, 1 dự phòng) công suất là 3,5 (T/ngày) và sau đó được dẫn về bể metan để xử lý cùng với căn tươi và bùn hoạt tính dư. Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác lấy theo TCVN là 40m3/tấn rác. Qn = 40 x P = 40 x 3,12 = 124,8 (m3/ngđ) Bể lắng cát ngang có thổi khí: Theo điều 8.3.1 trang 51 TCVN 7957:2008 thì với trạm xử lý nước thải công suất >100 m3/ngàyđêm thì cần phải có bể lắng cát. Đối với nhà máy có công suất > 20.000 m3/ngđ thì ta chọn bể lắng cát thổi khí (trang 73 sách xử lý nước thải đô thị PGS-TS Trần Đức Hạ nhà xuất bản KHKT xuất bản năm 2006) Bể lắng cát phải được tính toán với vận tốc dòng chảy trong đó đủ lớn để các phần tử hữu cơ nhỏ không lắng được và đủ nhỏ để cát và các tạp chất rắn vô cơ giữ lại được trong bể. Bể thường được cấu tạo để giữ lại các hạt cát có đường kính bằng 0,2mm và lớn hơn. Bể lắng cát ngang có thổi khí là bể hình chữ nhật dài trên mặt bằng, dọc theo chiều ngang của tường, cách đáy 20-80cm bố trí đường ống có khoan lỗ để thổi khí, bên dưới hệ thống ống thổi khí có bố trí rãnh thu cát. Tính toán bể lắng cát có thổi khí theo hướng dẫn trong tiêu chuẩn xây dựng TCVN 7957:2008 gồm có các nội dung sau: Diện tích tiết diện ướt của bể : Trong đó: q : lưu lượng lớn nhất của nước thải qm.s=0,393 ( m3/s). n : số bể hoặc số đơn nguyên làm việc đồng thời . Chọn n=2. v : vận tốc của nước trong bể (m/s). Chọn theo bảng 28 trang 53 TCVN 7957:2008 ta chọn v=0,1 m/s. Chọn chiều rộng và chiều sâu của bể lắng cát thổi khí : b x htt =1,85 m2. h = 2 htt Giải hệ 3 phương trình trên ta có H = 1,62 m , Htt = 0,81 m, B = 2,43 m. Theo bảng 28 trang 53 TCVN 7957:2008 thì 0,7 m < h = 1,62m < 3,5m . Chiều dài bể lắng cát thổi khí được tính toán như sau: Trong đó : L: chiều dài của bể (m). Htt : chiều sâu tính toán của bể lắng cát thổi khí Htt = 0,81 m. Uo : độ thô thủy lực của hạt cát, mm/s. lấy theo bảng 27 tr