Đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công suất 10.000 m3/ngày

Viện khoa học và công nghệ môi trường Trường đại học Bách khoa Hà nội ******************************** ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÔNG SUẤT 10.000 M3/NGÀY MỤC LỤC Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt 3 Thuyết minh công nghệ 4 Đặc tính nước thải 4 Thông số nước thải đầu vào và yêu cầu nước thải đầu ra 4 Mô tả công nghệ xử lý 6 Sơ đồ khối công nghệ 8 Thuyết minh kỹ thuật 8 Thuyết minh vận hành thiết bị 10 Tính toán các hạng mục chính trong hệ thống 12 Các hạng mục chính 12 Tính toán các hạng mục công trình 13 Bản vẽ kỹ thuật KÝ HIỆU & THUẬT NGỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU/THUẬT NGỮ GIẢI THÍCH BOD Biological Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5 Nhu cầu oxy sinh học sau 05 ngày Bùn dư Là lượng bùn cần phải thải bỏ sau quá trình xử lý Bùn hoạt tính Là bùn trong bể Aeroten mà trong đó chứa phần lớn là các Vi sinh vật COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học SS Supended Solids - Chất rắn lơ lửng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VSV Vi sinh vật Xử lý sinh học Là quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học XLNT Xử lý nước thải. QCVN 14 : 2008 BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt 1. THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ 1.1. ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI Nước thải sinh hoạt bao gồm nguồn thải chủ yếu sau: Nước thải từ nhà tắm, nhà vệ sinh của các hộ dân. Nước thải từ các nhà bếp. Nước thải từ các trung tâm buôn bán. Nước thải từ các văn phòng + dịch vụ ăn uống Nước thải từ các nhà vệ sinh công cộng. Từ các trung tâm vui chơi giải trí. Đặc tính nước thải sinh hoạt là có nồng độ các chất ô nhiễm tương đối ổn định, các thông số ô nhiễm chủ yếu: BOD5; Tổng N; Tổng P; SS; dầu mỡ chất béo, các vi sinh vật gây hại. Toàn bộ nước thải thu tập trung về nhà máy xử lý nước thải chung cho toàn Khu đô thị. 1.2. THỐNG SỐ NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU NƯỚC THẢI ĐẦU RA Theo kinh nghiệm thiết kế và thi công các công trình xử lý nước thải sinh hoạt, để xây dựng Hệ thống xử lý nước thải cần các thông số đầu vào bao gồm: - Lưu lượng nước thải - Đặc tính nước thải đầu vào cũng như yêu cầu về nước thải sau xử lý. 1.2.1. Lưu lượng nước thải: Lưu lượng nước thải sinh hoạt theo đề tài là 10000 m3/ngày.đêm. Ngoài ra, nếu chưa biết lưu lượng cụ thể ta có thể áp dụng những cách sau: Quan trắc dòng thải theo giờ trong ngày. Nếu không có điều kiện để quan trắc ta có thể áp dụng gần đúng công thức: Lưu lượng nước thải = 80 - 90% lưu lượng nước cấp tùy vào lượng nước thất thoát. Lưu lượng nước cấp xác định dựa trên TCVD 33 : 2006. 1.2.2. Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra: Các thông số đầu vào được xác định theo những cách sau: Quan trắc dòng thải và xác định nồng độ trung bình Bảng 1.1 là số liệu các thông số đầu vào của dòng thải sinh hoạt khu đô thị Văn quán – Hà đông mà chúng tôi đã quan trắc được Bảng 1.1. Tiêu chuẩn nước thải đầu vào của Hệ thống XLNTSH TT Thông số Đơn vị Giá trị C nước thải đầu vào 1 pH - 5-9 2 BOD5 (200C) mg/l 150- 200 3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 250- 300 4 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 2500 5 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 6 6 Amoni (tính theo N) mg/l 30 7 Nitrat (NO3-) (tính theo N) mg/l 120 8 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 40 9 Tổng các chất hoạt động bề mặt mg/l 25 10 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 18 11 Tổng Coliforms MPN/ 100ml 20.000 Các thống số đầu vào được đầu vào ở bảng trên là tham khảo, phần thiết kế có trách nhiệm thiết kế công nghệ xử lý đáp ứng cả trong trường hợp đầu vào cao hơn hoặc tỷ lệ giữa các thành phần thay đổi. Đảm bảo nước thải đầu ra luôn đạt Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 14: 2008/BTNMT về nước thải sinh hoạt Trong trường hợp không có điều kiện quan trắc thực tế ta có thể xác định sơ bộ dựa vào nồng độ chất bẩn của nước thải sinh hoạt theo TCXD 51 : 2008 (bảng 7,4. Chương 7) Các thông số thiết kế cho Trạm xử lý nước thải sinh hoạt: Lưu lượng nước thải: 10000 m3/ngày.đêm Thời gian hoạt động của hệ thống là 24h/ngày. Các thông số nước thải đầu vào được đưa vào bảng 1.2 Thông số nước thải đầu ra phải đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 14:2008-BTNMT Bảng 1.2. Tiêu chuẩn nước thải đầu vào và đầu ra của Hệ thống XLNTSH TT Thông số Đơn vị Giá trị C Nước thải đầu vào Nước thải đầu ra 1 pH - 5-9 5 - 9 2 BOD5 (200C) mg/l 150- 200 50 3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 300- 250 100 4 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 2500 1000 5 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 6 4 6 Amoni (tính theo N) mg/l 30 10 7 Nitrat (NO3-) (tính theo N) mg/l 120 50 8 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 40 20 9 Tổng các chất hoạt động bề mặt mg/l 25 10 10 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 18 10 11 Tổng Coliforms MPN/ 100ml 20.000 5.000 1.3. MÔ TẢ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Công nghệ xử lý hoá lý kết hợp xử lý vi sinh nhiều bậc, quá trình xử lý qua các bước sau Bước 1: Nước thải sinh hoạt sẽ được thu gom về hố gom. Từ đây nước đi qua song chắn rác thô để giữ lại các thành phần có kích thước to, sau đó chảy tràn vào bể Điều hoà. Bể điều hoà có tác dụng điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ chất ô nhiễm trong dòng thải, nhờ bể điều hoà giúp quá trình hoạt động của toàn bộ hệ thống ổn định hơn. Tại đây có thiết kế các vác ngăn để giữ lại các cặn lắng và phân tươi... Nước thải sau khi tràn sang hố bơm sẽ được bơm cưỡng bức lên hệ thống xử lý sinh học. Trước khi sang hệ thống xử lý sinh học nước thải qua ngăn tách rác tinh và tách dầu mỡ nổi. Tại bể này rác thải trong nước như mẩu giấy, rác nhỏ (từ 2mm trở lên)... sẽ được giữ lại nhờ máy tách rác và được lấy đi nhờ các giỏ đựng. Bước 2: Xử lý các chất ô nhiễm chủ yếu trong nước thải như: BOD; Nitơ; Phốt pho chủ yếu bằng phương pháp sinh học kết hợp giữa quá trình Anaerobic (yếm khí), Anoxic (thiếu khí) và Oxic (hiếu khí). Áp dụng quá trình Anerobic - Anoxic – Oxic để tiết kiệm năng lượng khi khử BOD; Quá trình Anerobic phân giải các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn cho quá trình xử lý sinh học sau. Anoxic - thiếu khí để khử NO2 và NO3, kết hợp khử BOD, và Oxic- hiếu khí để khử BOD và chủ yếu Oxy hóa N-NH3 thành NO2 và NO3). Để tạo vùng Anoxic ta tuần hoàn một phần nước thải từ bể Oxic bằng bơm nước tuần hoàn. Bể lắng thứ cấp có thiết kế đáy dốc 20 – 30o để thu bùn về đáy. Phía trên có lắp hệ thống các tấm lắng nghiêng lamen giúp tăng hiệu quả quá trình lắng. Bùn thải từ quá trình lắng sẽ được bơm định kỳ nhờ bơm bùn về hệ thống bể xử lý bùn. Bước 3: Nước sau bể lắng thứ cấp được dẫn qua bể khử trùng để loại bỏ các vi khuẩn có hại, nước thải sau khi được khử trùng thoát ra hệ thống thoát nước mưa. Nước sau khi xử lý thoát ra hệ thống thoát nước mưa đạt quy chuẩn kỹ thuật Môi trường Việt Nam 14 : 2008 - BTNMT. Thuyết minh khác: Bùn sau khi làm đặc bùn từ Bể chứa và phân hủy bùn được sẽ thuê Công ty môi trường đô hút định kỳ đem thải bỏ theo đúng quy định. Chu kỳ hút bùn khoảng 3 tháng 1 lần mỗi lần khoảng 20m3 bùn lỏng (nồng độ 3-5%) tương đương với 7 xe hút bùn loại nhỏ (3m3/xe). Khí từ hệ thống máy thổi khí được cung cấp cho các hệ thống phân phối khí lắp ở các Bể điều hoà, bể yếm khí, các ngăn của bể xử lý sinh học hiếu khí, Bể phân hủy bùn. Hệ thống bơm định lượng và đường ống hóa chất có nhiệm vụ cung cấp hóa chất cho các quá trình xử lý hoạt động tốt trong dây chuyền. Rác thải tách ra từ máy tách rác được đưa vào thùng rác và định kỳ thải bỏ. 1.4. SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG NGHỆ - Điều hoà lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trước khi vào hệ thống xử lý - Giữ lại căn lắng và các chất rắn hữu cơ - Quá trình kết hợp xử lý đồng thời các chất ô nhiễm: BOD, Nitơ, Phốt pho. Yếm khí thuỷ phân các chất hữu cơ phức tạp thành chất đơn giản. Quá trình Anoxic khử NO2 và NO3 kết hợp khử BOD; COD, quá trình Oxic khử BOD và chủ yếu Oxy hoá N-NH3 thành NO2 và NO3. - Lắng, tách bùn (Vi sinh vật) ra khỏi nước thải - Khử bỏ các vi khuẩn trong nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường - Chứa, làm đặc bùn sinh học, giảm thể tích bùn BỂ CHỨA VÀ LÀM ĐẶC BÙN BỂ ĐIỀU HOÀ BỂ ANAEROBIC (YẾM KHÍ) BỂ OXIC (HIẾU KHÍ) LẮNG THỨ CẤP BỂ KHỬ TRÙNG NƯỚC SAU XỬ LÝ ĐẠT TIÊU CHUẨN CHO PHÉP TÁCH RÁC VÀ DẦU MỠ BÙN THẢI BỎ - Nước thải đạt quy chuẩn Việt Nam 14_2008-BTNMT BỂ ANOXIC (THIẾU KHÍ) NƯỚC THẢI TOÀN BỘ - Tách rác có kích thước nhỏ, giấy vệ sinh có thể lọt qua bơm. - Tách dầu mỡ nổi HỐ GOM Hình 1.3: Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải 1.5. THUYẾT MINH KỸ THUẬT CÁC HẠNG MỤC TRONG NHÀ MÁY XLNT TT Tên hạng mục/thiết bị Thuyết minh thiết kế công nghệ Bể điều hoà Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm của nước thải, do tại các thời điểm khác nhau nước thải có tính chất khác nhau, tác dụng ổn định nước thải. Tại bể điều hòa có thiết kế các vách ngăn để ổn định dòng chảy, giữ lại các cặn lắng và phân tươi… Ngăn tách rác và mỡ Sử dụng máy tách rác tinh để tách rác có kích thước ≥ 2mm trước khi đi vào hệ thống xử lý sau. Đồng thời tại đây dầu mỡ cũng được tách ra theo nguyên lý bẫy mỡ. Bơm nước thải bể điều hoà Bơm nước thải là loại bơm chìm có lắp bộ nối tự động giúp dễ dàng sửa chữa khi bơm có sự cố. Bơm được tính toán đủ với lưu lượng nước thải. Bơm sử dụng bơm đặc chủng, chịu được môi trường khắc nghiệt của nước thải. Cụm bể xử lý sinh học Bể xử lý sinh học áp dụng công nghệ AAO (yếm khí - thiếu khí - hiếu khí) một bậc. Công nghệ này xử lý được triệt để các chât ô nhiễm trong nước thải đồng thời tận dụng được lượng Cacbon khi khử BOD không phải cấp từ ngoài vào khi cần khử NO3, tiết kiệm được Oxy Hệ thống bơm tuần hoàn từ bể Oxic sang bể Anoxic Có tác dụng tuần hoàn Nitrat lỏng xử lý triệt để Nitơ Sử dụng bơm nước thải đặc chủng đặt chìm bơm với lưu lượng tính toán phù hợp với nồng độ nước thải của Nhà máy xử lý. Hệ thống phân phối khí bể xử lý sinh học Được tính toán và thiết kế để đạt được hiệu quả khuấy trộn và hấp thụ oxy lớn nhất. Sử dụng hệ thống phân phối khí dạng bọt khí mịn với màng phân phối công nghệ cao, có đặc tính ngăn chảy ngược và màng mỏng kỹ thuật cho hiệu suất cao. Hệ thống máy thổi khí Hệ thống gồm 02 máy thổi khí hoạt động liên tục. Mỗi máy hoạt động 08 giờ liên tục và được thay thế bằng máy khác. Lưu lượng khí được khống chế bằng van. Trong quá trình vận hành hầu như không cần phải điều chỉnh lưu lượng khí. Các máy cũng hoạt động liên tục mà không cần tắt/mở thường xuyên do đó sẽ tăng tuổi thọ thiết bị. Máy thổi khí cung cấp Oxy cho bể Anoxic và Oxic của quá trình xử lý sinh học và bể phân huỷ bùn. Bể lắng thứ cấp Có tác dụng tách bông bùn sinh học ra khỏi nước thải, bể lắng có cấu tạo đáy dốc (để hướng bùn trượt về đáy bể) sẽ giúp thu bùn hiệu quả nhưng không ảnh hưởng đến quá trình lắng của thiết bị, phần dư thải bỏ sang bể làm đặc bùn. Bể cấu tạo hình chữ nhật , xây bằng bê tông cốt thép Bơm bùn tuần hoàn Trong quá trình xử lý cần tuần hoàn lại một lượng bùn nhất định. Ở đây sử dụng loại bơm bùn đặc chủng trong ngành nước thải bơm bùn tuần hoàn từ bể bùn về bể đầu tiên quá trính sinh học. Bể chứa bùn Bùn thải từ bể lắng thứ cấp được chuyển sang bể chứa và phân hủy bùn giúp giảm thể tích bùn thải bỏ. Bùn sau làm đặc thuê công ty Môi trường hút định kỳ bằng xe bồn đem đi thải bỏ theo đúng quy định môi trường. Theo tính toán chu kỳ hút bùn khoảng 3 tháng 1 lần mỗi lần khoảng 10m3 bùn lỏng (nồng độ 3-5%) tương đương với 3 xe hút bùn loại nhỏ (3m3/xe). Bể khử trùng. Nước sau khi qua bể lắng thứ được dẫn sang bể khử trùng mục đích khử những vi sinh vật có hại cho môi trường còn trong nước thải. Hoá chất được sử dụng ở bể khử trùng là nước Javen (NaClO) , được dùng phổ biến trên thế giới do giá thành rẻ và hiệu quả khử trùng cao. Bể được thiết kế hình chữ nhật, được xây bằng bê tông cốt thép. Hệ thống pha trộn hóa chất Dựa vào đặc tính các hoá chất, lượng sử dụng để thiết kế hệ thống pha trộn hoá chất. Hệ thống đường ống công nghệ Bằng vật liệu HDPE/INOX để vận chuyển nước thải và bùn thải; bằng vật liệu PCV/HDPE để vận chuyển hoá chất. 1.6. THUYẾT MINH VẬN HÀNH CÁC THIẾT BỊ Trạm xử lý nước thải được thiết kế với các chế độ vận hành tự động hoàn toàn. Các thông số điều khiển được nhập trực tiếp bởi cán bộ vận hành. Các thông số vận hành cần được giám sát cho việc kiểm soát hoạt động của quá trình xử lý. Bơm nước thải bể điều hoà: Chế độ hoạt động. Hoạt động tự động Theo mức nước được cài đặt (mức bơm, mức dừng, mức tràn…) Thời gian hoạt động của từng loại bơm. - Hoạt động bằng tay Đóng mở bơm bằng công tắc ON/OFF trên bàn điều khiển. Trong trường hợp có sự cố (mất điện thời gian dài) Hệ thống máy phát dự phòng sẽ cấp điện cho 2 bơm bể điều hòa bơm nước thải trực tiếp ra hệ thống thoát nước mưa thông qua đường ống bơm nước thải sau hệ thống xử lý. Máy tách rác tự động: Chế độ hoạt động: Hoạt động tự động: Theo sự hoạt động của bơm nước thải Trạm bơm nước thải: Hoạt động khi một trong các bơm nước thải hoạt động. Dừng khi tất cả bơm nước thải dừng. Hoạt động bằng tay: Đóng mở bơm bằng công tắc ON/OFF trên bàn điều khiển. Bơm định lượng NaClO khử trùng và dinh dưỡng: Chế độ hoạt động: Hoạt động bằng tay: + Đóng mở bơm bằng công tắc ON/OFF trên bàn điều khiển. Hoạt động tự động: + Theo lưu lượng được cài đặt sẵn. Máy thổi khí: Chế độ hoạt động: Hoạt động tự động: Theo giá trị DO đo được bằng thiết bị đo DO cầm tay đo trong các Bể điều hoà, Bể AEROTEN, Bể phân hủy bùn sinh học và bể chứa bùn sinh học và hoá lý (giảm số máy hoạt động khi giá trị DO đo được cao hơn giá trị DO, cài đặt thời gian hoạt động của mỗi máy…) Hoạt động bằng tay: Đóng mở bơm bằng công tắc ON/OFF trên bàn điều khiển. Bơm bùn bế lắng lamen Hoạt động bằng tay: Đóng mở bơm bằng công tắc ON/OFF trên bàn điều khiển. Hoạt động tự động: Theo thời gian được cài đặt sẵn. Bơm nước thải đầu ra. Chế độ hoạt động Hoạt động theo mức: Theo mức nước được cài đặt (mức bơm, mức dừng, mức tràn…) Thời gian hoạt động của từng loại bơm. Đóng mở bơm bằng công tắc ON/OFF trên bàn điều khiển. - Hoạt động tự động: + Hoạt động theo thiết bị đo mức đặt tại ngăn chứa nước sau xử lý. 2. TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CHÍNH TRONG HỆ THỐNG 2.1. CÁC HẠNG MỤC CHÍNH Hệ thống XLNT sinh hoạt bao gồm các hạng mục xây dựng sau đây: Hố gom Bể điều hòa nước thải đầu vào. Cụm Bể phản ứng sinh học dùng để oxy hóa BOD, N…... Các hạng mục đi kèm còn có: bể lắng, bể phân hủy bùn sinh học. Khử trùng nước thải sau xử lý. Hệ thống chuẩn bị hóa chất bao gồm các thiết bị pha trộn hóa chất, bơm vận chuyển hóa chất. Hệ thống phân phối khí và máy thổi khí cho bể sinh học, Điều hòa, Phân hủy bùn. - Bơm nước thải các loại. Bơm định lượng hóa chất các loại. Các thiết bị đo tại hiện trường (Field Instrument) bao gồm: DO của nước thải vào và đo clo trong nước thải sau xử lý. 2.2.TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MUC CÔNG TRÌNH. 2.2.1. BẢNG THỐNG KÊ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN. Bảng tính các hạng mục công trình Đề tài: TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Nội dung: Bảng tính chi tiết CÁC YÊU CẦU VỀ THIẾT KẾ    0.1 Nước thải vào Nước thải sinh hoạt 0.2 Tái sử dụng Không yêu cầu 0.3 Lượng nước thải trung bình: 10000 m3/ngày.đêm 0.4 Lượng nước thải trung bình: 416,7 m3/h 0.5 Nước thải vào xử lý: Giả định theo bảng 1.2 0.6 Nước thải sau xử lý: Đạt tiêu chuẩn Việt Nam theo bảng 1.2 BẢNG TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC VÀ THIẾT BỊ STT KÝ HIỆU HẠNG MỤC ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ TÍNH GHI CHÚ I HỐ GOM Bể BTCT Kích thước hố gom I.1 Diện tích bề mặt hố m2 166,7 I.2 Chiều cao chứa nước m 5 I.3 Chiều cao xây dựng m 5,5 I.4 Chiều rộng m 7 I.5 Chiều dài m 25 Ống phân phối khí I.6 Đường kính ống phân phối Mm 50 I.7 Đường kính lỗ Mm 10 I.8 Khoảng cách các lỗ Mm 100 I.9 Lưu lượng cấp khí M3/h 225 I.10 Số ống phân phối Cái 3 II SONG CHẮN RÁC THÔ 25mm Kích thước song chắn II.1 Chiều rộng song chắn M 1,5 II.2 Chiều dày thanh chắn Mm 5 II.3 Số khe hở 50 II.4 Góc nghiêng song chắn so với măt ngang Độ 60 Kích thước mương dẫn II.5 Chiều dài đoạn mở rộng trước song M 0,43 II.6 Chiều dài đoạn mở rộng M 1,5 II.7 Chiều dài đoạn thu hẹp sau song M 0,21 II.8 Chiều dài xây dựng mương M 4,2 II.9 Chiều cao xây dựng mương dẫn M 0,4  III BỂ ĐIỀU HOÀ NƯỚC THẢI Bể BTCT Máy tách rác tinh 2mm III.1 Số lượng máy 1 III.2 Công suất m3/h 416,7 Kích thước bể điều hòa III.3 S bề mặt M2 500 Chiều cao chứa nước M 5 III.4 Chiều cao xây dựng M 5,5 III.5 Chiều rộng bể M 20 III.6 Chiều dài bể M 25 Bơm nước ( Bơm chìm) III.7 Lưu lượng nước cần bơm m3/ giờ 416,7 III.8 Số lượng hoạt động: 2 bơm hoạt động luân phiên. Các bơm được điều khiển theo giá trị cài đặt đo được trong bể Điều hoà. Cái 1 III.9 Công suất bơm theo tính toán m3/ giờ 416,7 III.10 Công suất bơm chọn thực tế m3/ giờ 420 III.11 Chiều cao cột áp bơm mH2O 6,5 III.12 Số lượng dự phòng Cái 1 Công suất 420 (m3/h) /bơm III.13 Số lượng Cái 2 Công suất 420 (m3/h) /bơm IV BỂ YẾM KHÍ Bể BTCT Thông số công nghệ IV.1 Tải trọng BOD kgBOD/m3.ngày 0,32 IV.2 BOD đầu ra Mg/l 200 IV.3 Nồng độ bùn hoạt tính Mg/l 3000 Kích thước bể IV.4 Thời gian lưu giờ 3,75 IV.5 Thể tích tính toán = (BODv- BODr).Q /1000/(IV.1) M3  1562,5 IV.6 Chiều cao chứa nước m 4,5 IV.7 Chiều cao xây dựng m 5 IV.8 S bề mặt M2 347,2 IV.9 Chiều dài m 25 IV.10 Chiều rộng m 14 Thiết bị khuẩy trộn chìm IV.11 Vòng quay Vòng/phút 1500 IV.12 Công suất % 80 IV.13 S bể M2 350 IV.14 S hoạt động của 1 máy M2 160 IV.15 Số lượng máy Cái 2 V BỂ ANOXIC ( THIẾU KHÍ) Thông số công nghệ  V.1 Nồng độ bùn hoạt tính Mg/l 3500 V.2 DO Mg/l 0,1 V.3 Nhiệt độ oC 30 V.4 Tốc độ khử NO3- mgNO3/mg bùn.ngày 0,213 V.5 Tỷ lệ khử NO3- về N2 1 Kích thước bể  V.6 Thời gian lưu H 4,8 V.7 Chiều cao chứa nước M 4 V.8 Chiều cao xây dựng M 4,5 V.9 S bề mặt M2 503 V.10 Chiều dài M 40 V.11 Chiều rộng M 13 VI BỂ AEROTEN Thông số công nghệ VI.1 Tải trọng BOD = (1.1) (BODv- BODr)*Q/1000 KgBOD/h 62,5 VI.2 Tỷ số F/M kgBOD/kgVSS.ngày 0,15 VI.3 Nồng độ bùn hoạt tính Mg/l 4500 VI.4 Tốc độ khử NH4+ mgN/mg bùn.ngày 0,2 VI.5 Tỷ lệ khử NH4+ 1 VI.6 Hệ số đồng hóa BOD Mg bùn/mgBOD5 0,6 VI.7 Hệ số đồng hóa NH4+ Mg bùn/mgNH4+ 0,16 VI.8 Tỷ số tuần hoàn bùn α 0,7 Kích thước bể VI.9 Số lượng ngăn Ngăn 4 VI.10 Thể tích chứa nước cho mỗi ngăn m3 741 VI.11 Chiều cao chứa nước m 2 VI.12 Chiều cao xây dựng m 2,2 VI.13 Diện tích mỗi ngăn M2 370 VI.13 Chiều rộng m 10 VI.14 Chiều dài m 37 Phân phối khí: Ống phân phối khí dạng bọt mịn Bộ 2 Lưu lượng khí VI.15 Tải lượng oxy cần thiết cho bể Aeroten phân huỷ BOD kgO2/kg BOD 1.5 VI.16 Lượng Oxy cần cung cấp kgO2/ngày 2250 VI.17 Lượng Oxy cần cung cấp/ giờ kg/ giờ 187,5 VI.18 Lượng không khí cần cung cấp = (VI.17)/1,036/0,21/0,5 M3/giờ 1724 VI.19 Lượng không khí cần cung cấp = (VI.18)/60 m3/ phút 28,7 VI.20 Lưu lượng khí chọn thực tế m3/phút 30 VI.21 Số lượng máy Cái 2.0 01 máy chạy, một máy dự phòng Tuần hoàn bùn từ aroten về bể thiếu khí VI.22 Lưu lượng bùn tuần hoàn M3/ngày 7000 VII Bể lắng thứ cấp bể lắng dạng lamen Bể BTCT Kích thước bể VII.1 Tải trọng lắng m2/m3 20.4 VII.2 Diện tích bể lắng theo tính toán M2 490 Chia ra làm 2 bể với kích thước như sau: VII.3 Chiều dài m 20 VII.4 Chiều rộng m 12,5 VII.5 Chiều sâu bùn lắng M 0,75 VII.6 Chiều sâu vùng đệm M 2,25 VII.7 Chiều sâu vùng nước trong M 1 VII.8 Chiều sâu bể lắng M 4 VII.9 Chiều sâu xây dựng M 4,2 VII.10 Thời gian lắng H 2 VII.11 Vận tốc dòng nước đi lên Mm/s 0,5 Tuần hoàn bùn VII.12 Bơm bùn tuần hoàn 2 Cái với: Lưu lượng: 100m3/h; cột áp: 6.5m; Động cơ: 0.75 kW VII.13 Bơm bùn sang bể chứa bùn sinh học 2 Cái với Lưu lượng: 100m3/h; cột áp: 6.5m; Động cơ: 0.75 kW VII.14 Lưu lượng bùn tuần hoàn về yếm khí M3/ngày 5000 VII.15 Nồng độ bùn tuần hoàn Mg/l 20600 VIII Bể chứa bùn sinh học, bùn hóa lý Bể BTCT VIII.1 Tỷ lệ bùn sinh học dư được sinh ra kg/kg BOD 0,6 VIII.2 Lượng bùn sinh học dư được sinh ra do phân huỷ kg/ngày 900 VIII.3 Bùn sinh ra do SS đầu vào của nước thải = (SSv-SSr)*Q/1000 kg/ngày 1080 VIII.4 Tổng lượng bùn sinh ra kg/ngày 1980 VIII.5 Nồng độ bùn trong bể phân huỷ và chứa bùn (2%) kg/ m3 20 VIII.6 Tổng thể lượng bùn sinh ra trong ngày m3/ ngày 99 VIII.7 Thời gian lưu để phân huỷ bùn ngày 3 VIII.8 Thể tích bể phân huỷ bùn sinh học theo tính toán m3 297 Chia ra làm 2 bể với kích thước như sau: VIII.9 Diện tích mặt bằng của bể m2 75 VIII.10 Chiều cao xây dựng m 2.2 VIII.11 Chiều cao chứa nước m 2 VIII.12 Chiều dài M 10 VIII.13 Chiều rộng M 7,5 Bùn tại bể bùn sẽ được xe thu gom bùn bơm thải đi theo định kỳ IX THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Lô 1 Đủ dùng cho việc phân tích các chỉ tiêu chính dùng cho việc kiểm soát quá trình, chất lượng nước thải X THIẾT BỊ PHỤ TRỢ 1. Bồn pha trộn hóa chất Bồn 2 Thể tích chứa 1m3. 2.Hệ thống đường ống công nghệ Đường ống, van, Tê, cút, bích các loại. Vật liệu: INOX / PVC/ HDPE HT 1 TÍNH TOÁN CỤ THỂ. A.TÍNH TOÁN BỂ GOM: thời gian lưu nước: t = 2 giờ lưu lượng nước thải tính toán trong giờ: Q g = Q nd/24 = 416,6667 m3/h thể tích chứa nước của bể: V n= t* Q g = 833,3333 m3 chiều cao chứa nước bể tiếp nhận: H = 5 m diện tích bể: S = V n/H= 166,6667 m2 như vậy ta có các thông số bể: chiều rộng 7 m chiều dài 25 m chiều cao mực nước 5 m chiều cao bể 5,5 m tính toán ống phân phối khí: Để hạn chế việc lắng cặn trong bể tiếp nhận ta sử dụng hệ thống sục khí bằng ống khoang lỗ - đường kính 10mm, khí được cấp từ máy thổi khí dùng chung với bể điều hòa bố trí các ống phân phối nằm trên giá đỡ trong mỗi ngăn, nằm cách nhau: 2 m số ống phân phối khí: 3 ống chọn lưu lượng cấp khí trên 1m chiều dài ngăn là: 3 M3/h.m lưu lượng cấp khí của bể là: Q tn= 225 m3/h 2.TÍNH TOÁN SONG CHẮN RÁC THÔ: chọn song chắn rác cơ giới có khe hở kích thước 25 mm, đặt ngiêng so với phương ngang α= 60 o số lượng làm việc: 1 cái số lượng dự phòng: 1 cái số khe hở: n = Q s*k0/(V*b*h) với: N: số khe hở Q s: lưu lượng nước thải tính thep giây, = 0,115741 m3/s k0: hệ số tính đến mức độ thu hẹp dòng chảy do đi qua song, chọn: 1,05 V: vận tốc nước thải qua khe hở song chắn, chọn: 1 m/s B: chiều rộng khe hở, = 0,025 m H: chiều cao lớp nước qua song chắn, chọn: 0,1 m vậy n= 48,61111 ,chọn: 50 khe chiều rộng song chắn: B = S*(n-1) + b*n với: S: chiều dày thanh chắn rác, chọn: 0,005 m B = 1,495 m kiểm tra tốc độ dòng chảy trước song chắn rác, đoạn mở rộng của mương dẫn: V kt = Q s/(B*h) = 0,774186 > 0,4 m/s(thỏa mãn) tổn thất áp lực khi qua song chắn: h s = ξ*V^2*k/(2*g) với: ξ : hệ số sức cản cục bộ của song chắn ξ = β*(S/b)^(4/3)*sinα β : hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh, với tiết diện hình chữ nhật chọn 2,42 ξ = 0,245124 k : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do song chắn rác, chọn k = 2 vậy: h s = 0,025013 m ta có các thông số song chắn rác: chiều rộng song 1,495 m kích thước khe hở 25 mm chiều dày thanh chắn, S= 0,005 m = 5 mm số khe hở , n= 50 đặt nghiêng góc : 60 độ so với phương ngang tính toán lượng rác thu được : với lưu lượng tính toán là : 10000 m3/ngày tiêu chuẩn xả thải sinh hoạt, chọn: 150 l/ngày đêm.người số dân tính toán: 66666,67 người số lượng rác từ song chắn rác: 3 l/người.năm số lương rác từ song chắn rác 547,9452 l/ngày đêm khối lượng riêng của rác: 750 kg/m3 khối lượng rác trong 1 ngày: 410,9589 kg TÍNH TOÁN MƯƠNG DẪN: nước thải từ bể tiếp nhận vào mương dẫn, cấu tạo gồm: Phần đặt song chắn gồm: 1 đoạn mở rông, 1 đoạn mương dẫn dài 1,5m, 1 đoạn thu hẹp lại Phần mương dẫn trước và sau phần đặt song chắn, rộng 1m, mỗi đoạn dài 1m Kích thước mương dẫn trước khi mở rộng là d: 1 m độ dốc mương dẫn, I = 0,008 chọn góc mở rộng đoạn đặt song chắn là 30 độ chiều dài đoạn mở rộng trước song chắn là: l1 = (B-d)/(2*tg 30)= 0,428683 m chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn là: l2 = 0,5*l1 = 0,214341 m chiều dài xây dựng phần đặt song chắn là: L' = l1+l2+1,5= 2,143024 m chiều dài xây dựng mương dẫn là: L = L'+2 = 4,143024 chọn 4,2 m chiều cao xây dựng mương dẫn là: H = h + h s + 0,25 = 0,375013 m chọn 0,4 m 3.TÍNH TOÁN BỂ ĐIỀU HÒA chọn bể điều hòa khuấy trộn bằng không khí nén phân phối nước thải bằng các máng tràn tiết diện chữ V vận tốc trong máng: 0,5 m/s lưu lượng nước thải theo giờ: Q h = 416,6667 m3/h TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC BỂ: chọn thời gian lưu trong bể điều hòa là: t= 6 h thể tích làm việc của bể: V= Q h*t = 2500 m3 chọn chiều cao làm việc của bể H lv = 5 m diện tích bể điều hòa S = V/H lv = 500 m2 chiều cao xây dựng: H= H lv+ 0,5 = 5,5 m chiều rộng: B= 20 m chiều dài L= 25 m m TÍNH TOÁN ỐNG PHÂN PHỐI KHÍ: hệ thống gồm các giá đỡ dọc theo chiều dài của ngăn. Các giá cách nhau 2 m trên các giá đỡ này có bố trí các ống phân phối khí có lỗ khoan đường kính 5mm cách nhau 5cm, nằm dưới mặt ống.Các giá đỡ nằm cách mặt đáy 50 cm. đường kính ống phân phối khí là : 50 mm số ống phân phối khí là: 9 ống chọn lưu lượng thổi khí trên 1 m chiều dài ống thông khí là qkk= 5 m3/h.m lượng không khí cần cho bể điều hòa là: Q dh' = 2*n*qkk*L = 2250 m3/h 2*n*qkk*L = 2250 m3/h do máy thổi khí dùng chung cho cả bể điều hòa và bể tiếp nhận, nên công suất máy thổi khí là: Q tổng = Q dh + Q tn = 2475 m3/h áp suất làm việc P = 5000 psi động cơ 3 pha số vòng quay nhỏ hơn 2500 vòng/phút 4.TÍNH TOÁN BỂ YẾM KHÍ: BOD vào 250 mg/l BOD ra 200 mg/l lượng BOD cần xử lý trong ngày G = Q*(BOD v -BOD r) = 500000 g/ngày = 500 kg/m3 tải trọng BOD của bể: a = 0,32 kgBOD/m3.ngày thể tích tính toán V = G/a = 1562,5 m3 thời gian lưu t=V/Q= 3,75 h chiều cao làm việc H = 4,5 m diên tích bể S=V/H= 347,2222 m2 chọn chiều dài bể L= 25m chiểu rộng bể B=14m 5.TÍNH TOÁN BỂ THIẾU KHÍ: nông độ bùn hoạt tính X: 2000-5000 chọn 3500 MG/L tốc độ khử NO3- ρdn 0,1-0,4 mgNO3/mg bùn.ngày ρdn = ρdn 20oC*1,09^(T-20)*(1-DO) ρdn 20oC = 0,1 T= 30 oC DO= 0,1 mg/l ρdn = 0,213063 mgNO3/mg bùn.ngày (thỏa mãn) tỷ lệ khử NO3- thành N2 n= 1 tổng N trong nước NO3- = N-NH3+N-NO3 = 150 mg/l thể tích vung thiếu khí: V = n*NO3-*Q/(ρdn*X) = 2011,48 m3 thời gian lưu nước: t = V/Q = 4,827552 h chọn chiều cao làm việc của bể: H= 4 M diên tích làm viêc của bể S=V/H= 502,87 m2 chọn chiều dai bể L= 40 m chiểu rộng bể B=S/L= 13 m 6.TÍNH TOÁN BỂ HIẾU KHÍ tỷ số F/M 0,05-0,2 chọn : 0,15 kgBOD/kgVSS.ngày nồng độ bùn hoạt tính X: 2000-5000 chọn: 4500 mg/l BOD vào bể: 200 mg/l BOD ra bể: 50 mg/l thể tích tính toán: V được tính theo 2 cách. Ta lấy giá trị max trong 2 cách: tính theo BOD: V=Q*So/(F/M*X) = 2962,963 m3 tính theo NH3: V=m*N-NH4*Q/(ρn*Xn) tỷ lệ khử NH4 thành NO3: m = 1 N-NH4: 30 mg/l tốc độ nitrat hóa: Ρn: 0,2-0,8 mgN/mg bùn.ngày chọn: 0,2 mgN/mg bùn.ngày nồng độ bùn hoạt tính đối với vi khuẩn nitrat hóa: Xn = X*Yn/(Yn+Y) = 947,36842 mg/l vậy: V = 1583,333 m3 ta lấy thể tích theo BOD V = 2962,963 m3 tỷ số tuần hoàn từ bề hiếu khí về thiếu khí: α1 = Qr/Q = 0,7 vậy lưu lượng tuần hoàn nước: Qr=α1*Q= 7000 m3/ngày thời gian lưu nước: θ = V/Q = 7,111111 h chia ra 4 hành lang làm việc thể tích làm việc môi ngăn: V1=V/4= 740,7407 m3 chọn chiều cao làm viêc của bể: H= 2 m diên tích mỗi hành lang S= V1/H= 370,37037 m2 chọn chiều dài bể L= 37 m chiểu rộng mỗi hành lang B= 10 m 7.TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG dùng clo lỏng hóa khí để khử trùng TÍNH TOÁN KHO CHỨA: liều lượng clo hoạt tính sau xử lý sinh học hoàn toàn: m = 3 g/m3 lưu lượng nước thải giờ: Q giờ = 416,666667 m3/h khối lượng clo hoạt tính cần dùng trong giờ: Q clo giờ = Q giờ*m/1000 = 1,25 kg/h năng suất bay hơi của khí clo : N bh = 1 kg/h.m2 thành thiết bị trọng lượng riêng của khí clo : p khí = 0,0032 T/m3 thể tích clo khí cần dùng trong 1 giờ: V khí giờ = Q clo giờ/(p khí*1000) = 0,390625 m3/h diện tích thành thiết bị: S = Q clo giờ/N bh = 1,25 m2 chiều cao khí trong thiết bị: a = V khí giờ/S = 0,3125 m kho chứa đủ lượng clo trong 1 ngày. khối lượng clo trong 1 ngày M = Q clo giờ*24 = 30 kg/ngày Mà khối lượng clo trong 1 ngày: M = Q clo giờ + Q clo lỏng khối lượng clo lỏng trong thiết bị: Q clo lỏng = M - Q clo giờ = 28,75 kg trọng lượng riêng của clo lỏng: p lỏng = 1,4 T/m3 thể tích clo lỏng trong thiết bị: V clo lỏng = Q clo lỏng/(p lỏng*1000) = 0,020535714 m3 chiêu cao lỏng trong thiết bị: b = V clo lỏng/S = 0,01642857 m chiều cao thiết bị: c = a+b = 0,32892857 m đường kính thiết bị: d = 4*S/pi2 = 0,50660592 m TÍNH TOÁN CLORATOR áp suất cấp nước cho clorator: p = 16 kg/cm2 lượng nước tính cho 1 kg clo hoạt tính: m nước cấp = 0,6 m3/kg khối lượng clo cần dùng trong giờ: q clo giờ = 1,25 kg/h lượng nước cấp clo clorator trong 1 giờ: q nước cấp = m nước cấp*q clo giờ = 0,75 m3/h công suất clorator: P clorator = Q clo giờ/q nước cấp = 1,666666667 kg/m3 áp lực nước clo sau ejector và clorator H = 6 m nước TÍNH TOÁN Ống DẪN TỪ THIẾT BỊ CHỨA TỚI CLORATOR Số ống dẫn: n= 2 áp lực công tác : 16 kg/cm2 độ dốc chung : 0,01 lưu lượng giây của khí clo: Q khí clo = V khí giờ/3600 = 0,000108507 m3/s lưu lượng giây max của khí clo: Q khí clo max = Q khí clo*5 = 0,000542535 m3/s vận tốc khí đi trong ống: v khí clo = 12 m/s đường kính ống dẫn: d = 1,2*sqrt(Q khí clo max/v khí clo) = 0,008068715 m chọn 8 mm TÍNH TOÁN BỂ TiẾP XÚC thời gian tiếp xúc: t = 0,5 h lượng bùn cặn lắng tính cho 1 người: m = 0,03 l/người.ngày số người: N = 66666,66667 người lượng bùn cặn lắng trong 1 ngày: M = m*N = 2000 l/ngày lưu lượng nước thải trong 1 giờ: Q giờ = 416,6666667 m3/h lưu lượng clo lỏng từ clorator trong 1 giờ: q clo lỏng = q nước cấp + V khí giờ = 1,140625 m3/h lưu lượng hỗn hợp nước thải và clo lỏng trong 1 giờ: Q hh = q clo lỏng + Q giờ = 417,8072917 m3/h thể tích làm việc của bể khử trùng: V khử trùng = Q hh*t = 208,9036458 m3/h chọn chiều cao làm việc : H làm việc = 2 m diện tích bể khử trùng: S = V khử trùng/H = 104,4518229 m2 chiều rộng bể khử trùng: B = 7 m chiều dài bể khử trùng: L = 15 m chiều cao bể khử trùng: H = 2,5 m