Đề tài Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu tái định cư Mỹ Dinh - Cần Giuộc, công suất 160m 3 /ngày

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung i MSSV: 107108018 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................... v DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ vi DANH MỤC BẢNG HÌNH ........................................................................... viii PHẦN I: MỞ ĐẦU ........................................................................................... 1 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................... 1 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ............................................................................. 2 3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI ............................................................................. 2 4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ............................................................ 2 5. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................... 3 PHẦN II: NỘI DUNG ...................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT ............................... 4 1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt ....................................................... 4 1.1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt ................................................. 4 1.1.2 Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt ............................. 5 1.1.3 Tác hại của nước thải sinh hoạt đến mơi trường nước.............. 7 1.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt ................. 8 1.2.1 Xử lý cơ học ................................................................................. 8 1.2.2 Xử lý hố học .......................................................................... 11 1.2.3 Phương pháp hố lý ................................................................ 12 1.2.4 Phương pháp sinh học ............................................................. 14 1.2.5 Xử lý cặn ................................................................................. 20 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN KHU TÁI ĐỊNH CƯ MỸ DINH - Xà TRƯỜNG BÌNH -HUYỆN CẦN GIUỘC - TỈNH LONG AN ........... 22 2.1 Giới thiệu chung về dự án xây dựng khu tái định cư Mỹ Dinh ........ 22 2.1.1 Vị trí địa lý của dự án ................................................................ 22 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung ii MSSV: 107108018 2.1.2 Nội dung chính của dự án .......................................................... 22 2.2 Diều kiện tự nhiên và mơi trường khu vực dự án ............................ 26 2.2.1 Hiện trạng sử dụng đất ............................................................... 26 2.2.2 Đặc điểm địa hình, địa chất ........................................................ 27 2.2.3 Điều kiện khí hậu ....................................................................... 28 2.2.4 Lượng nước bốc hơi ................................................................... 32 2.2.5 Chế độ thủy văn ......................................................................... 32 2.3 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Cần Giuộc ..................................... 32 2.3.1 Hiện trạng phát triển kinh tế ...................................................... 32 2.3.2 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật ........................................................ 33 2.3.3 Hiện trạng xã hội ........................................................................ 35 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU TÁI ĐỊNH CƯ MỸ DINH ............................... 36 3.1 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ xử lý ....................................................... 36 3.2 Tính chất của nước thải đầu vào ....................................................... 37 3.3 Yêu cầu mức độ xử lý ....................................................................... 37 3.4 Đề xuất cơng nghệ xử lý ................................................................... 38 3.4.1 Phương án 1 ............................................................................... 39 3.4.2 Phương án 2 ............................................................................... 41 3.5 So sánh 2 phương án xử lý ................................................................ 43 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ .... 44 4.1 Xác định các thơng số tính tốn ........................................................ 44 4.2 Tính tốn phương án 1 ...................................................................... 44 4.2.1 Giỏ chắn rác: .............................................................................. 44 4.2.2 Hố thu ......................................................................................... 45 4.2.3 Bể điều hịa ................................................................................. 47 4.2.4 Bể lắng 1 .................................................................................... 52 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung iii MSSV: 107108018 4.2.5 Bể Aerotank ............................................................................... 59 4.2.6 Bể lắng 2 .................................................................................... 70 4.2.7 Bể trung gian .............................................................................. 75 4.2.8 Bồn lọc áp lực ............................................................................ 77 4.2.7 Bể khử trùng ............................................................................... 85 4.2.8 Bể chứa và nén bùn .................................................................... 88 4.2.9 Sân phơi bùn .............................................................................. 92 4.2 Tính tốn chi tiết phương án 2 ......................................................... 94 4.2.1 Bể SBR ....................................................................................... 95 4.2.2 Tính tốn bể nén bùn ................................................................ 104 4.2.3 Sân phơi bùn ............................................................................ 109 4.3 Bố trí mặt bằng trạm xử ly nước thải và cao trình xây dựng các hạng mục ........................................................................................................ 111 4.3.1 Bố trí vị trí và mặt bằngtrạm xử lý nước thải .......................... 111 4.3.2 Cao trình xây dựng các hạng mục. ........................................... 111 CHƯƠNG 5: DỰ TỐN TỔNG KINH PHÍ ĐẦU TƯ XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ VẬN HÀNH TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI. ........................ 112 5.1 Dự tốn chi phí ................................................................................ 112 5.1.1 Phương án 1 ............................................................................. 112 5.1.2 Phương án 2 ............................................................................. 114 5.2 Chi phí xử lý ................................................................................... 116 5.2.1 Chi phí xây dựng ...................................................................... 116 5.2.2 Chi phí vận hành ...................................................................... 117 5.2.3 Chi phí xử lý 01m3 nước thải. .................................................. 119 5.3 Lựa chọn cơng nghệ xử lý ............................................................... 119 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ ................................................ 120 6.1 Kết luận .......................................................................................... 120 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung iv MSSV: 107108018 6.2 Kiến nghị ....................................................................................... 120 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung v MSSV: 107108018 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Biochemical oxygen Demand : Nhu cầu ơxy sinh hĩa BTCT : Bê tơng cốt thép BTNMT : Bộ Tài Nguyên Mơi Trường COD : Chemical Ơxygen Demand : Nhu cầu ơxy hĩa học DO : Dissolved Ơxygen : Nồng độ ơxy hịa tan F/M : Food – Microganism Ratio : Tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật KTĐC : Khu tái định cư MLSS :Mixed Liquor Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/l MLVSS :Mixed Liquor Volatile spended Solid : Chất rắn lơ lửng bay hơi N-NH4+ : Nitrogen- ammonia NTSH : Nước thải sinh hoạt pH : Chỉ tiêu dùng để đánh giá tính axit hay bazơ QCVN : Quy chuẩn Việt Nam SS : Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/l SVI : Sludge Volume Index : Chỉ số thể tích bùn, ml/g TCVN : Tiêu Chuẩn Việt Nam TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng TPHCM : Thành phố Hồ Chí Minh VS : Volatile Solid : Chất rắn bay hơi, mg/l XLNT : Xử lý nước thải Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung vi MSSV: 107108018 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 :Thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt Bảng 1.2 : Các quá trình sinh học dùng trong xử lý nước thải Bảng 2.1 :Tổng hợp quy hoạch sử dụng đất của khu tái định cư Mỹ Dinh Bảng 2.2 : Tổng hợp nhu cầu dùng nước tại khu tái định cư Mỹ Dinh Bảng 2.3 : Nhiệt độ trung bình các tháng từ năm 2002-2006 Bảng 2.4 : Lượng mưa trung bình các tháng từ năm 2002 - 2006 Bảng 2.5 : Độ ẩm trung bình các tháng từ năm 2002 - 2006 Bảng 3.1 : Các thơng số nước thải đầu vào của KTĐC MỸ DINH Bảng 3.2 : QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn nước thải sinh hoạt Bảng 3.3 : So sánh 2 phương án xử lý Bảng 4.1 : Các thơng số lưu lượng dùng trong thiết kế. Bảng 4.2 : Thơng số thiết kế giỏ chắn rác Bảng 4.3 : Tổng hợp tính tốn hố thu Bảng 4.4 : Bảng tĩm tắt kết quả tính tốn bể điều hịa Bảng 4.5. : Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở toC ≥ 20oC Bảng 4.6. : Thơng số thiết kế bể lắng 1 Bảng 4.7 : Cơng suất hịa tan oxy vào trong nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn Bảng 4.8: : Bảng tĩm tắt các thơng số thiết kế bể Aerotank Bảng 4.9 : Bảng tĩm tắt các thơng số thiết kế bể lắng 2 (bể lắng đứng) Bảng 4.10 : Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể trung gian. Bảng 4.11 : Kích thước vật liệu lọc Bảng 4.12 : Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát một lớp và lọc Anthracite Bảng 4.13 : Thơng số kích thước bể lọc Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung vii MSSV: 107108018 Bảng 4.14 : Bảng tĩm tắt các thơng số thiết kế bể khử trùng. Bảng 4.15 : Tổng hợp tính tốn bể nén bùn. Bảng 4.16 : Tải trọng cặn trên 1 m2 sân phơi bùn. Bảng 4.17 : Tổng hợp tính tốn sân phơi bùn Bảng 4.18 : Hệ số động học bùn hoạt tính ở 20oC. Bảng 4.19 : Thơng số kích thước SBR Bảng 4.20 : Tổng hợp tính tốn bể nén bùn. Bảng 4.21 : Tải trọng cặn trên 1 m2 sân phơi bùn. Bảng 4.22 : Tổng hợp tính tốn sân phơi bùn Bảng 4.23 : Tổn thất áp lực qua các cơng trình. Bảng 5.1 : Bảng dự tốn chi phí xây dựng phương án 1 Bảng 5.2: : Vốn đầu tư cho từng thiết bị Bảng 5.3 : Bảng dự tốn chi phí xây dựng phương án 2 Bảng 5.4 : Vốn đầu tư cho từng thiết bị Bảng 5.5 : Dự tốn chi phí điện năng. Bảng 5.6 : Dự tốn chi phí hĩa chất. Bảng 5.7 : Dự tốn chi phí trả cho nhân cơng Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung viii MSSV: 107108018 DANH MỤC BẢNG HÌNH Hình 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 1 Hình 3.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 1 MSSV: 107108018 PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Huyện Cần Giuộc được xác định là một trong những huyện thuộc vùng kinh tế trọng điểm của tỉnh Long An. Đây là cửa ngõ của thành phố Hồ Chí Minh tới các tỉnh đồng bằng sơng Cửu Long, rất thuận tiện cho việc giao lưu hàng hĩa trong và ngồi nước. Huyện cĩ khả năng tiếp cận với quá trình đơ thị hĩa đang diễn ra mạnh mẽ ở các nơi khác. Các loại hình cơng nghiệp, dịch vụ phát triển và cĩ khả năng thu hút nhiều dự án đầu tư trong và ngồi nước, tập trung trên địa bàn huyện. Song song với việc thu hút xây dựng các dự án là việc thu hồi đất (bao gồm đất sản xuất và đất thổ cư) của các hộ dân gây ra sự xáo trộn trong cuộc sống của họ. Nhằm ổn định điều kiện sống và sinh hoạt cho các hộ dân bị thu hồi đất trong các dự án đầu tư trên địa bàn xã Trường Bình - Cần Giuộc, và cán bộ cơng nhân viên làm việc tại các nhà máy, xí nghiệp, trong các khu cơng nghiệp lân cận, việc xây dựng khu tái định cư Mỹ Dinh trên địa bàn xã Trường Bình là rất cần thiết và phù hợp với quy hoạch phát triển đơ thị chung của xã và của huyện Cần Giuộc. Khi dự án đi vào hoạt động các tác động tiêu cực ảnh hưởng đến mơi trường là khơng thể tránh khỏi. Mơi trường khơng khí, nước mặt, nước ngầm … đều bị tác động ở nhiều mức độ khác nhau do các loại chất thải phát sinh và nguy cơ xảy ra rủi ro, sự cố về mơi trường, trong đĩ chủ yếu là nước thải sinh hoạt, Để hạn chế những ảnh hưởng xấu đến mơi trường thì việc thu gom xử lý các chất thải cần phải được quan tâm một cách đồng bộ. Các chất thải đặc biệt là nước thải sinh hoạt cần phải được thu gom và xử ly triệt để nhằm tránh tình trạng xả thải trực tiếp ra mơi trường mà chưa được xử lý. Việc thải trực tiếp nước thải ra mơi trường khơng những gây ơ nhiễm mơi trường xung quanh mà cịn làm mất mỹ quan, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của cộng đồng dân cư lân cận nguồn thải. Do vậy, việc tính tốn thiết kế một trạm xử lý nước thải sinh hoạt cần phải được tiến hành đồng bộ với việc lập dự án xây Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 2 MSSV: 107108018 dựng khu tái định cư Mỹ Dinh. Vì vậy, đề tài “Tính tốn thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu tái định cư Mỹ Dinh - Cần Giuộc, cơng suất 160m3/ngày” được chọn làm đồ án kết thúc khĩa học. 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Dựa trên những thơng số dự kiến của nước thải đầu vào nghiên cứu thiết kế trạm xử lý nước thải mới trước khi xây dựng khu tái định cư, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải nước thải ra theo QCVN 14:2008/BTNMT - cột A. 3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI Nội dung đồ án tập trung nghiên cứu vào các vấn đề sau: - Tổng quan về hệ thống thốt nước và xử lý nước thải sinh hoạt. - Tìm hiểu vị trí địa lý, tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội và hiện trạng mơi trường tại khu vực dự án khu tái định cư Mỹ Dinh - huyện Cần Giuộc. - Tính tốn thiết kế trạm thu gom và xử lý nước nước thải sinh hoạt trong khu tái định cư. - Đưa ra phương án xử lý và chọn phương án xử lý hiệu quả nhất từ đĩ tính tốn thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu tái định cư. 4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN - Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu lý thuyết về dân số, điều kiện tự nhiên làm cơ sở để đánh giá hiện trạng và tải lượng ơ nhiễm do nước thải sinh hoạt gây ra khi Dự án hoạt động. - Phương pháp so sánh: So sánh ưu khuyết điểm của các cơng nghệ xử lý để đưa ra giải pháp xử lý chất thải cĩ hiệu quả hơn. - Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn đề cĩ liên quan. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 3 MSSV: 107108018 - Phương pháp tính tốn: Sử dụng các cơng thức tốn học để tính tốn các cơng trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống. - Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm Autocad để mơ tả kiến trúc cơng nghệ xử lý nước thải. 5. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI - Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn mơi trường giải quyết được vấn đề ơ nhiễm mơi trường do nước thải sinh hoạt. - Gĩp phần nâng cao ý thức về mơi trường cho người dân cũng như Ban quản lý Khu tái định cư. - Khi trạm xử lý hồnn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 4 MSSV: 107108018 PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt 1.1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt (NTSH) phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày của con người như tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn… Ở Việt Nam lượng nước thải này trung bình khoảng 120 - 260 lít/người/ngày. NTSH được thu gom từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, cơ sở kinh doanh, chợ, các cơng trình cơng cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản xuất. NTSH ở các trung tâm đơ thị thường thốt bằng hệ thống thốt nước dẫn ra các sơng rạch, cịn các vùng ngoại thành và nơng thơn do khơng cĩ hệ thống thốt nước nên nước thải thường được tiêu thốt tự nhiên vào các ao hồ hoặc thốt bằng biện pháp tự thấm. Khối lượng nước thải của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào: - Quy mơ dân số - Tiêu chuẩn cấp nước - Khả năng và đặc điểm của hệ thống thốt nước Mức độ ơ nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: - Lưu lượng nước thải - Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người Mà tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào: - Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống. - Điều kiện khí hậu Nước thải sinh hoạt gồm 2 loại: Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 5 MSSV: 107108018 - Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phịng vệ sinh. - Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt khác như : cặn từ nhà bếp, các chất thối rữa, kể cả từ làm vệ sinh sàn nhà. 1.1.2 Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc nước thải. Đặc điểm chung của nước thải sinh hoạt là thành phần của chúng tương đối ổn định. Các thành phần này bao gồm 52% chất hữu cơ, 48% chất vơ cơ, ngồi ra nước thải sinh hoạt cịn chứa nhiều các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng. Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải là các vi khuẩn và vi rut gây bệnh như: các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn… Thành phần nước thải được phân chia như sau: Theo thành phần vật lý: Biểu thị dạng các chất bẩn cĩ trong nước thải ở các kích thước khác nhau, được chia thành 3 nhĩm: ƒ Nhĩm 1: gồm các chất khơng tan chứa trong nước thải dạng thơ (vải, giấy, cành lá cây, sạn, sỏi, cát, da, lơng…) ở dạng lơ lửng ( δ > 10-1 mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt (δ = 10-1 – 10-4 mm) ƒ Nhĩm 2: gồm các chất bẩn dạng keo (δ = 10-4 – 10-6 mm) ƒ Nhĩm 3: Gồm các chất bẩn ở dạng hồ tan cĩ δ < 10-6 mm; chúng cĩ thể ở dạng ion hoặc phân tử. Theo thành phần hố học: Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải cĩ các tính chất hố học khác nhau, được chia thành 2 nhĩm: ƒ Thành phần vơ cơ: cát, sét, xỉ, axit vơ cơ, các ion của muối phân ly…(khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt ); ƒ Thành phần hữu cơ: Các chất cĩ nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn bã bài tiết…(chiếm khoảng 58%) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 6 MSSV: 107108018 − Các chất chứa Nitơ:Urê, protêin, amin, acid amin… − Các hợp chất nhĩm hydrocacbon: mỡ, xà phịng, cellulose… − Các hợp chất cĩ chứa phosphor, lưu huỳnh. Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn… Thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt được trình bày ở bảng 1.1 Bảng 1.1 Thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt Các chất (mg/l) Mức độ ơ nhiễm Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn Chất rắn hịa tan Chất rắn khơng hịa tan Tổng chất rắn lơ lửng Chất rắn lắng BOD5 DO Tổng Nitơ Nitơ hữu cơ Nitơ amoniac NO2 NO3 Clorua Độ kiềm Chất béo Tổng photpho 1000 700 300 600 12 300 0 85 35 50 0,1 0,4 175 200 40 - 500 350 150 350 8 200 0 50 20 30 0,05 0,2 100 100 20 8 200 120 80 120 40 100 0 25 10 15 0 0,1 15 50 0 - (Nguồn: Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp, tính tốn thiết kế cơng trình, Lâm Minh Triết, 2004) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 7 MSSV: 107108018 Như vậy, đặc tính chung của NTSH thường bị ơ nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hồ tan (thơng qua các chỉ tiêu BOD, COD), các chất dinh dưỡng (nitơ phospho), các vi trùng gây bệnh (Ecoli, coliform…). 1.1.3 Tác hại của nước thải sinh hoạt đến mơi trường nước Tác hại đến mơi trường của nước thải sinh hoạt là do các thành phần tồn tại trong nước thải gây ra. - Nhu cầu oxy hĩa học(COD) và nhu cầu oxy sinh hĩa (BOD): Sự khống hĩa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái mơi trường nước. Nếu ơ nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí cĩ thể hình thành. Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như: H2S, NH3, CH4,… làm cho nước cĩ mùi hơi thối và làm giảm pH của mơi trường. - Chất rắn lơ lửng (SS): Lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí. - Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,… - Nitơ, Phốt pho: Đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong nước quá cao sẽ dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hĩa (sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các vi sinh vật, trong khi đĩ nồng độ oxy ban ngày rất cao do quá trình hơ hấp của tảo thải ra). - Màu: gây mất mỹ quan. - Dầu mỡ; gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt. Sự cĩ mặt của các chất độc hại xả vào nguồn nước sẽ làm phá vỡ cân bằng sinh học tự nhiên của nguồn nước và kìm hãm quá trình tự làm sạch của nguồn nước. Sự cĩ mặt của các vi sinh vật, trong đĩ cĩ các vi khuẩn gây bệnh, đe dọa tính an tồn vệ sinh của nguồn nước. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 8 MSSV: 107108018 Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước là: - Hạn chế số lượng nước thải xả vào nguồn nước. - Giảm thiểu nồng độ ơ nhiễm trong nước thải theo quy định bằng cách áp dụng cơng nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước. Việc xây dựng trạm xử lý nước thải nĩi chung và nước thải sinh hoạt nĩi riêng là cần thiết đối với hầu hết các nguồn thải, nhằm làm sạch nước trước khi đưa trở lại mơi trường. Tuỳ theo điều kiện nội tại của mỗi địa phương sẽ cĩ những yêu cầu khác nhau về mức độ xử lý. Tuy nhiên, tối thiểu phải đảm bảo khi nước thải trở ra mơi trường thì nguồn tiếp nhận phải cĩ khả năng hồi phục, nghĩa là mơi trường cĩ khả năng tự trở lại trạng thái cân bằng tự nhiên, cĩ thể đồng hố lượng chất ơ nhiễm cĩ trong nước thải được thải vào. Trong mọi trường hợp cần cân nhắc khả năng tự làm sạch của các nguồn tiếp nhận trong điều kiện tự nhiên để quyết định mức độ cần xử lý. Xét về khía cạnh mơi trường, để duy trì cân bằng sinh thái bảo vệ mơi trường thì việc xử lý nước thải ơ nhiễm là hết sức cần thiết nhằm tránh những hậu quả tiêu cực đối với mơi trường. Đĩ chính là mục đích chính yếu mà hệ thống xử lý nước thải cần đạt được. 1.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Cĩ thể phân loại các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính của quy trình xử lý như: xử lý cơ học, xử lý hĩa học, xử lý sinh học. 1.2.1 Xử lý cơ học Trong nước thải thường cĩ các loại tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo, như rơm cỏ, gỗ mẫu, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ, dầu mỡ nổi, cát, sỏi, vv… Ngồi ra cịn cĩ các loại hạt lơ lửng ở dạng huyền phù rất khĩ lắng. Xử lý cơ học nhằm loại bỏ các tạp chất khơng hồ tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp. Phương pháp cơ học được thực hiện ở các cơng trình xử lý sau. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 9 MSSV: 107108018 1.2.1.1 Song chắn rác, lưới chắn rác Song chắn hoặc lưới chắn rác đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước thải chảy vào hầm bơm. Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thơ như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất cĩ trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các cơng trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định. Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến 50mm, các thanh cĩ thể bằng thép, inox, nhực hoặc gỗ. Tiết diện của các thanh này là hình chữ nhật, hình trịn hoặc elip. Bố trí song chắn rác trên máng dẫn nước thải. Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dịng nước chảy để giữ rác lại. Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dịng chảy một gĩc 50 đến 900. Lưới chắn rác thường đặt nghiêng 45 - 60o so với phương thẳng đứng, vận tốc qua lưới vmax ≤ 0,6m/s. Khe rộng của mắt lưới thường từ 10 -20mm. Làm sạch song chắn và lưới chắn bằng thủ cơng, hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hay bán tự động. 1.2.1.2 Bể lắng cát Được thiết kế trong quy trình xử lý nước thải nhằm tách các tạp chất vơ cơ khơng tan cĩ trọng lượng riêng và kích thước lớn từ 0,2 đến 2mm ( như cát, sỏi, xỉ than…) ra khỏi nước thải, do các tạp chất này khơng cĩ lợi đối với các quá trình làm trong, xử lý sinh hố nước thải và xử lý cặn cũng như khơng cĩ lợi đối với các thiết bị cơng nghệ trong quy trình do cĩ khả năng gây tắc nghẽn hệ thống. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khơ ở sân phơi sau đĩ cĩ thể tận dụng lại cho những mục đích xây dựng. 1.2.1.3 Bể điều hồ Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chảy về trạm xử lý nước thải, đặc biệt đối với dịng thải cơng nghiệp và dịng thải sinh hoạt thường xuyên Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 10 MSSV: 107108018 dao động theo thời gian trong ngày. Khi xây dựng bể điều hồ cĩ thể đảm bảo cho các cơng trình xử lý tiếp theo làm việc ổn định và đạt được giá trị kinh tế cao. Cĩ 2 loại bể điều hịa: - Bể điều hịa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đường chuyển động của dịng chảy. - Bể điều hịa lưu lượng là chủ yếu, cĩ thể nằm trực tiếp trên đường vận chuyển của dịng chảy hoặc nằm ngồi đường đi của dịng chảy. 1.2.1.4 Bể lắng đợt 1, đợt 2 Bể lắng cĩ nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng cĩ sẵn trong nước thải (bể lắng 1) hoặc các bơng cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bơng hay từ quá trình xử lý sinh học (bể lắng 2). Theo chiều dịng chảy bể lắng được chia thành 2 loại là bể lắng đứng bể lắng ngang. Trong bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5 - 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 4 - 120 phút. Trong bể lắng ngang, nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc khơng lớn hơn 0,01m/s và thời gian lưu nước từ 1,5- 2,5 giờ. Bể lắng ngang thường được dùng với lưu lượng nước thải lớn hơn 15.000m3/ngàyđêm. 1.2.1.5 Bể lọc Được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán cĩ kích thước rất nhỏ mà khơng thể loại được bằng phương pháp lắng ra khỏi nước. Để lọc nước thải, người ta cĩ thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau. Các thiết bị lọc cĩ thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc áp lực, lọc chân khơng, hay lọc dưới áp lực thủy tĩnh của cột chất lỏng … Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 11 MSSV: 107108018 Trong các hệ thống xử lý nước thải cơng suất lớn, khơng cần sử dụng các lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc cĩ thể là cát thạch anh, sỏi nghiền, than cốc, than nâu hoặc than ghỗ… Việc lựa chọn vật liệu lọc phụ thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương. Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học cĩ thể loại bỏ khỏi nước thải 60% tạp chất khơng hồ tan và 20% BOD, và thường thì xử lý cơ học giữ vai trị xử lý sơ bộ trước khi qua các giai đoạn xử lý sinh học, hố học. 1.2.2 Xử lý hố học 1.2.2.1 Trung hồ Dùng để đưa mơi trường nước thải cĩ chứa các axid vơ cơ hoặc kiềm về dạng trung tính cĩ pH = 6,5 – 7,5. Phương pháp này cĩ thể thực hiện bằng nhiều cách: trộn lẫn nước thải cĩ tính acid với nước thải cĩ tính bazơ; bổ sung thêm các tác nhân hố học; lọc qua lớp vật liệu lọc cĩ tác dụng trung hồ, hấp phụ khí chứa axid bằng nước thải chứa kiềm,… Để trung hịa nước thải chứa axit, cĩ thể sử dụng các tác nhân hĩa học như: NaOH, KOH, dung dịch amoni NH4OH, đơlơmit (CaCO2.MgCO3), … Xong tác nhân rẻ nhất là vơi sữa 5-10% Ca(OH)2, tiếp đĩ là soda và NaOH ở dạng phế thải. Để trung hịa nước thải cĩ chứa kiềm, cĩ thể dùng khí axit (chứa CO2, SO2, NO2, … ). Việc sử dụng khí axit khơng những cĩ thể trung hịa được nước thải mà cịn làm giảm chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại. 1.2.2.2 Ơxy hĩa khử Để làm sạch nước thải, cĩ thể sử dụng các tác nhân oxy hĩa như clo ở dạng khí và hĩa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, peroxy hydro (H2O2), oxy của khơng khí, ozone. Quá trình oxy hĩa sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hại hơn và tách khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn nhiều hĩa chất nên thường chỉ sử dụng khi khơng thể xử lý bằng những phương pháp khác. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 12 MSSV: 107108018 1.2.3 Phương pháp hố lý Bản chất của quá trình xử lý hố lý là áp dụng các quá trình vật lý và hố học để loại bớt chất ơ nhiễm ra khỏi nước thải. Giai đoạn xử lý hố lý cĩ thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với phương pháp cơ học, hố học, sinh học trong cơng nghệ xử lý nước thải hồn chỉnh. Xử lý hố lý bao gồm: 1.2.3.1 Keo tụ Dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng các chất keo tụ ( phèn) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và dạng keo cĩ trong nước thải thành những dạng bơng cặn cĩ kích thước lớn cĩ thể lắng. Phương pháp áp dụng một số chất như phèn nhơm, phèn sắt, polymer cĩ tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt cĩ kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn rồi lắng để loại bớt các chất ơ nhiễm ra khỏi nước thải. Việc lựa chọn chất tạo bơng hay keo tụ phụ thuộc vào tính chất và thành phần của nước thải cũng như của chất khuếch tán cần loại. Trong một số trường hợp các chất phụ trợ nhằm chỉnh cho giá trị pH của nước thải tối ưu cho quá trình tạo bơng và keo tụ. Trong một số trường hợp phương pháp keo tụ loại bớt màu của nước thải nếu kết hợp áp dụng một số chất phụ trợ khác. Các chất keo tụ thường dùng là phèn nhơm (Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O); phèn sắt (Fe2(SO4)3.2H2O; Fe2(SO4)3.3H2O; FeSO4.7H2O và FeCl3) hoặc chất keo tụ khơng phân ly, dạng cao phân tử cĩ nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Các chất keo tụ cao phân tử cho phép nâng cao đáng kể hiệu quả của quá trình keo tụ và lắng bơng cặn sau đĩ. 1.2.3.2 Hấp phụ Quá trình hấp phụ và hấp thụ: là quá trình thu hút một chất nào đĩ từ mơi trường bằng vật thể rắn hoặc lỏng. Chất cĩ khả năng thu hút được gọi là chất hấp phụ hay hấp thụ cịn chất bị thu hút gọi là chất bị hấp phụ hoặc chất bị hấp thụ. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 13 MSSV: 107108018 Hấp phụ dùng để tách các chất hữu cơ và khí hồ tan khỏi nước thải bằng cách tập trung những chất đĩ trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hồ tan với các chất rắn (hấp phụ hố học). Phương pháp hấp phụ được áp dụng rộng rãi để làm sạch triệt để chất hữu cơ trong nước thải, nếu nồng độ các chất này khơng cao và chúng khơng bị phân huỷ bởi vi sinh hoặc chúng rất độc như thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc sát trùng, các hợp chất nitơ vịng thơm, chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm… Chất hấp phụ: thường là than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của một số ngành sản xuất (tro, xỉ, mạt cưa…), chất hấp phụ vơ cơ như đất sét, silicagel, keo nhơm… 1.2.3.3 Tuyển nổi Phương pháp dùng để loại bỏ các tạp chất ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng cĩ khả năng dễ nổi lên mặt nước khi bám theo các bọt khí. Đây là phưong pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại các chất rấn lơ lững mịn, dầu mỡ ra khỏi nước thải. Phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng trong xử lý nước thải chứa dầu, nước thải cơng nghiệp thuộc da… Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược với quá trình lắng và được áp dụng trong trường hợp qúa trình lắng diễn ra rất chậm hoặc rất khĩ thực hiện. Các chất lơ lững, dầu, mỡ sẽ được nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng nâng của các bọt khí. Các phương pháp tuyển nổi thường áp dụng là: +Tuyển nổi chân khơng. +Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí tan) +Tuyển nổi cơ giới. +Tuyển nổi với cung cấp khơng khí qua vật liệu xốp. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 14 MSSV: 107108018 +Tuyển nổi điện. +Tuyển nổi sinh học. +Tuyển nổi hố học. Trong đĩ tuyển nổi khí tan thường được áp dụng nhiều nhất. 1.2.4 Phương pháp sinh học Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật cĩ tác dụng phân hĩa những chất hữu cơ trở thành nước, những chất vơ cơ và những chất khí đơn giản. Nước thải được xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ được đặc trưng bởi chỉ tiêu BOD hoặc COD. Để cĩ thể xử lý bằng phương pháp này nước thải sản xuất cần khơng chứa các chất độc và tạp chất, các muối kim loại nặng, hoặc nồng độ của chúng khơng được vượt quá nồng độ cực đại cho phép và cĩ tỷ số BOD/COD ≥ 0,5. Các cơng trình sinh học cĩ thể được chia làm các cơng trình sinh học hiếu khí và kỵ khí, hoặc cĩ thể được phân loại thành các cơng trình sinh học trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo. 1.2.4.1 Cơng trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch đất và nước, việc xử lý nước thải được thực hiện trên các cơng trình: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học… ™ Cánh đồng tưới và bãi lọc Cánh đồng tưới và cánh đồng lọc được xây dựng ở những nơi cĩ độ dốc tự nhiên 0,02, cách xa khu dân cư về cuối hướng giĩ, và thường được xây dựng ở những nơi đất cát, acát… Cánh đồng tưới và bãi lọc là những ơ đất được san phẳng hoặc dốc khơng đáng kể, và được ngăn cách bằng những bờ đất. Nước thải được phân phối vào các ơ nhờ hệ thống mạng lưới tưới, bao gồm: mương chính, mương phân phối và hệ Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 15 MSSV: 107108018 thống mạng lưới tưới trong các ơ. Kích thước của các ơ phụ thuộc vào địa hình, tính chất của đất và phương pháp canh tác. ™ Hồ sinh học Hồ sinh học là hồ chứa dùng để xử lý nước thải bằng sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Ngồi nhiệm vụ xử lý nước thải hồ sinh học cịn cĩ thể đem lại những lợi ích sau: - Nuơi trồng thủy sản - Nguồn nước để tưới cho cây trồng - Điều hịa dịng chảy nước mưa trong hệ thống thốt nước đơ thị. Căn cứ theo đặc tính tồn tại và tuần hồn của các vi sinh và sau đĩ là cơ chế xử lý, người ta phân loại làm 3 loại hồ: Hồ kỵ khí, hồ hiếu kỵ khí (Facultativ) và hồ hiếu khí. - Hồ kỵ khí: Dùng để lắng và phân hủy cặn lắng bằng phương pháp sinh hĩa tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh vật kỵ khí. Loại hồ này thường được dùng để xử lý nước thải cơng nghiệp cĩ độ nhiễm bẩn lớn, cịn ít dùng để xử lý nước thải sinh hoạt, vì nĩ gây ra mùi hơi thối khĩ chịu. Hồ kỵ khí phải cách xa nhà ở và xí nghiệp thực phẩm 1,5 – 2 km. - Hồ hiếu kỵ khí (facultativ): Loại hồ này thường được gặp trong điều kiện tự nhiên, trong hồ thường xảy ra hai quá trình song song: quá trình ơxy hĩa hiếu khí chất nhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân hủy mêtan cặn lắng. Đặc điểm của loại hồ này xét theo chiều sâu cĩ thể chia làm 3 phần: lớp trên mặt là vùng hiếu khí, lớp giữa là vùng trung gian, cịn lớp dưới là vùng kỵ khí. - Hồ hiếu khí: Quá trình ơxy hĩa các chất hữu cơ bằng vi sinh vật hiếu khí. Được phân làm hai nhĩm: hồ làm thống tự nhiên và hồ làm thống nhân tạo. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 16 MSSV: 107108018 . Hồ làm thống tự nhiên: ơxy cung cấp cho quá trình ơxy hĩa chủ yếu do sự khuyếch tán khơng khí qua mặt nước và qua quá trình quanh hợp của các thực vật nước. . Hồ hiếu khí làm thống nhân tạo: nguồn cung cấp ơxy cho quá trình sinh hĩa là bằng các thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy cơ học. 1.2.4.2 Cơng trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo ™ Bể lọc sinh học (bể Biơphin) Là cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo nhớ các vi sinh vật hiếu khí. Quá trình xử lý diễn khi nước thải được tưới lên bề mặt của bể và nước thấm qua lớp vật liệu lọc được đặt trong bể. Ở bề mặt và ở các khe hở của các hạt vật liệu lọc, các chất cặn được giữ lại và tạo thành màng gọi là màng vi sinh. Lượng ơxy cần thiết để ơxy hĩa các chất bẩn hữu cơ thâm nhập vào bể cùng với nước thải khi ta tưới, hoặc qua khe hở thành bể, qua hệ thống tiêu nước từ đáy đi lên. Bể biơphin được phân loại dựa theo nhiều đặc điểm khác nhau, nhưng trên thực tế bể được phân làm hai loại: - Biơphin nhỏ giọt: dùng để xử lý sinh hĩa nước thải hồn tồn. Đặc điểm riêng của bể là kích thước của các hạt vật liệu lọc khơng lớn hơn 25 – 30mm, và tải trọng nước nhỏ 0,5 – 1,0 m3/m2, nên chỉ thích hợp cho trường hợp lưu lượng nhỏ từ 20 – 1000 m3/ngày đêm. - Biơphin cao tải: khác với biơphin nhỏ giọt là chiều cao của bể cơng tác và tải trọng tưới nước cao hơn, vật liệu lọc cĩ kích thước 40 – 60 mm. Nếu ở bể biơphin nhỏ giọt thống giĩ là nhờ tự nhiên thì ở bể biơphin cao tải lại là nhân tạo. Bể cĩ thể được dùng để xử lý nước thải bằng sinh học hồn tồn hoặc khơng hồn tồn. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 17 MSSV: 107108018 ™ Bể Aeroten Bể Aeroten là cơng trình là bằng bê tơng, bê tơng cốt thép, với mặt bằng thơng dụng là hình chữ nhật, là cơng trình sử dụng bùn hoạt tính để xử lý các chất ơ nhiễm trong nước. Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh cĩ khả năng ơxy hĩa và khống hĩa các chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng, và để đảm bảo ơxy dùng cho quá trình ơxy hĩa các chất hữu cơ thì phải luơn luơn đảm bảo việc làm thống giĩ. Số lượng bùn tuần hồn và số lượng khơng khí cần cấp phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ yêu cầu xử lý nước thải. Bể được phân loại theo nhiều cách: theo nguyên lý làm việc cĩ bể thơng thường và bể cĩ ngăn phục hồi; theo phương pháp làm thống là bể làm thống bằng khí nén, máy khuấy cơ học, hay kết hợp; … Ngồi 2 cơng trình xử lý sinh học nhân tạo trên cịn cĩ các cơng trình khác: Mương ơxy hĩa, bể UASB, bể lắng hai vỏ… Bảng 1.2: Các quá trình sinh học dùng trong xử lý nước thải Loại Tên chung Ap dụng Quá trình hiếu khí Sinh trưởng lơ lửng Quá trình bùn hoạt tính Thơng thường( dịng đẩy) Xáo trộn hồn tồn Làm thống theo bậc Oxi nguyên chất Bể phản ứng hoạt động gián đoạn Ổn định tiếp xúc Làm thống kéo dài Khử BOD chứa cacbon (nitrat hố) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 18 MSSV: 107108018 Kênh oxy hố Bể sâu Bể rộng- sâu Nitrat hố sinh trưởng lơ lửng Hồ làm thống Phân huỷ hiếu khí Khơng khí thơng thường Oxi nguyên chất Nitrat hố Khử BOD –chứa cacbon (nitrat hố) Ổn định, khử BOD – chứa cacbon Sinh trưởng gắn kết Kết hợp quá trình sinh trưởng lơ lửng và gắn kết Bể lọc sinh học Tháp tải- nhỏ giọt Cao tải Lọc trên bề mặt xù xì Đĩa tiếp xúc sinh học quay. Bể phản ứng với khối vật liệu Quá trình lọc sinh học hoạt tính Lọc nhỏ giọt- vật liệu rắn tiếp xúc Quá trình bùn hoạt tính- lọc sinh học Quá trình lọc sinh học- bùn hoạt tính nối tiếp nhiều bậc Khử BOD chứa cacbon- nitrat hố Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon- nitrat hố Khử BOD chứa cacbon- nitrat hố Quá trình trung gian Anoxic Sinh trưởng lơ lửng Sinh trưởng gắn kết Sinh trưởng lơ lửng khử nitrat hố. Màng cố định khử nitrat hố Khử nitrat hố Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 19 MSSV: 107108018 Quá trình kị khí Sinh trưởng lơ lửng Sinh trưởng gắn kết Lên men phân huỷ kị khí Tác động tiêu chuẩn một bậc Cao tải một bậc Hai bậc Quá trình tiếp xúc kị khí Lớp bùn lơ lửng kị khí hướng lên (USAB) Quá trình lọc kị khí Ổn định, khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon Ổn định chất thải và khử nitrat hố Ổn định chất thải – khử nitrat hố Quá trình kết hợp hiếu khí- trung gian Anoxic- kị khí Sinh trưởng lơ lửng Kết hợp sinh trưởng lơ lửng, sinh trưởng gắn kết Quá trình một bậc hoặc nhiều bậc, các quá trình cĩ tính chất khác nhau Quá trình một bậc hoặc nhiều bậc Khử BOD chứa cacbon- nitrat hố,khửnitrat hố, khử phosphor Khử BOD chứa cacbon- nitrat hố,khử nitrat hố, khử phospho Quá trình ở hồ Hồ hiếu khí Hồ bậc ba Hồ tuỳ tiện Hồ kị khí Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon – nitrat hố Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon (ổn định chất thải- bùn Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 20 MSSV: 107108018 1.2.5 Xử lý cặn Trong các trạm xử lý thường cĩ khối lượng cặn lắng tương đối lớn từ song chắn rác, bể lắng đợt một, đợt hai… Trong cặn chứa rất nhiều nước (độ ẩm từ 97% – 99 %), và chứa nhiều chất hữu cơ cĩ khả năng, do đĩ cặn cần phải được xử lý để giảm bớt nước, các vi sinh vật độc hại trước khi thải cặn ra nguồn tiếp nhận. Các phương pháp xử lý cặn gồm: 1.2.5.1 Cơ đặc cặn bằng trọng lực Là phương pháp để bùn lắng tự nhiên, các cơng trình của phương pháp này là các bể lắng giống như bể lắng nước thải: bể lắng đứng, bể ly tâm… 1.2.5.2 Cơ đặc cặn bằng tuyển nổi Lợi dụng khả năng hịa tan khơng khí vào nước khi nén hỗn hợp khí nước ở áp lực cao, sau đĩ giảm áp lực của hỗn hợp xuống áp lực của khí quyển, khí hịa tan lại tách ra khỏi nước dưới dạng các bọt nhỏ dính bám vào hạt bơng cặn, làm cho tỷ trọng hạt bơng cặn nhẹ hơn nước và nổi lên trên bề mặt. Các cơng trình sử dụng phương pháp này gọi là bể tuyển nổi cĩ hình chữ nhật hoặc hình trịn. 1.2.5.3 Ổn định cặn Là phương pháp nhằm phân hủy các chất hữu cơ cĩ thể phân hủy bằng sinh học thành CO2, CH4 và H2O, giảm vấn đề mùi và loại trừ thối rữa của cặn, đồng thời giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh và giảm thể tích cặn. Cĩ thể ổn định cặn hĩa chất, hay bằng phương pháp sinh học hiếu khí hay kỵ khí. Các cơng trình được sử dụng trong ổn định cặn như: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể mêtan… 1.2.5.4 Làm khơ cặn Cĩ thể sử dụng sân phơi, thiết bị cơ học (máy lọc ép, máy ép băng tải, máy lọc chân khơng, máy lọc ly tâm…), hoặc bằng phương pháp nhiệt. Lựa chọn cách Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 21 MSSV: 107108018 nào để làm khơ cặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mặt bằng, điều kiện đất đai, yếu tố thủy văn, kinh tế xã hội… Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 22 MSSV: 107108018 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN KHU TÁI ĐỊNH CƯ MỸ DINH - Xà TRƯỜNG BÌNH -HUYỆN CẦN GIUỘC - TỈNH LONG AN 2.1 Giới thiệu chung về dự án xây dựng khu tái định cư Mỹ Dinh 2.1.1 Vị trí địa lý của dự án Dự án đầu tư xây dựng Khu tái định cư Mỹ Dinh tại xã Trường Bình - huyện Cần Giuộc - tỉnh Long An do cơng ty Cổ phần Mỹ Dinh làm chủ đầu tư, là một trong những khu dân cư cĩ quy mơ lớn và hiện đại. Hiện dự án đã được phê duyệt đồ án quy hoạch chi tiết xây dựng của UBND tỉnh Long An và hiện đang được tiến hành các bước tiếp theo để đưa dự án vào triển khai thực hiện. Khu tái định cư Mỹ Dinh nằm trên khu đất được quy hoạch tại xã Trường Bình với tổng diện tích là 66.409m2, cách chợ Cần Giuộc 1km, cách TP HCM về phía bắc 3km, - Phía Đơng giáp đê Lị Đường, - Phía Bắc giáp đường Lị Đường và Thị trấn Cần Giuộc, - Phía Tây giáp đất ruộng, - Phía Nam giáp Rạch Đất Thánh. 2.1.2 Nội dung chính của dự án 2.1.2.1 Quy mơ và phân khu chức năng Dự án được xây dựng tại xã Trường Bình, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An trên tổng diện tích 63.929m2, tổng số dân dự kiến: 1200 người Để sử dụng đất đai phù hợp với mục đích tái định cư, khu vực dự kiến xây dựng được quy hoạch gồm các khu: - Khu đất ở: Gồm nhà liên kết 307 lơ(mỗi lơ cĩ diện tích trung bình là 100m2) và nhà vườn 23 lơ(mỗi lơ cĩ diện tích trung bình là 202m2) với tổng diện Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 23 MSSV: 107108018 tích 35.161 m2. Tùy thuộc vào yêu cầu tái định cư cụ thể để phân thành các lơ nhà vườn, nhà phố thích hợp. - Khu đất cơng cộng: Gồm các cơng trình cơng cộng phục vụ cho nhu cầu thiết yếu của khu dân cư như nhà trẻ, bãi xe, bãi tập kết rác, trạm xử lý nước thải … Tổng diện tích 3.771,8 m2. - Khu đất giao thơng: 17.324,7m2 bố trí đường giao thơng nội bộ mạch lạc và thuận tiện phù hợp với nhu cầu đi lại, kinh tế và thẩm mỹ. - Khu đất cây xanh - thể dục thể thao: tổng diện tích là 7.671,5m2 bao gồm cơng viên cây xanh, dải cây xanh cách ly được bố trí hợp lý, tăng độ phủ cây xanh cho tồn khu vực. Khu xử lý nước thải kết hợp bãi tập kết rác được bố trí cách ly khu dân cư. Tổng diện tích đất sẽ được bố trí sử dụng theo bảng tổng hợp 2.1 Bảng 2.1 Tổng hợp quy hoạch sử dụng đất của khu tái định cư Mỹ Dinh Loại đất Diện tích (m2) Tỷ lệ (%) Đất cơng cộng 3.771,8 5,9 Đất ở - Nhà liên kết: 307 lơ - Nhà vườn: 23 lơ 35.161 55 Đất cây xanh - TDTT 7.671,5 12 Đất giao thơng 17.324,7 27,1 Tổng cộng 63.929 100 2.1.2.2 Tổ chức khơng gian quy hoạch, kiến trúc Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 24 MSSV: 107108018 Nhà trẻ đặt ngay trung tâm khu quy hoạch, giáp với cơng viên cây xanh, tạo khơng khí trong lành đồng thời đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ mơi trường cho khu nhà trẻ. Nhà liên kết được bố trí thành từng khu gồm 2 dãy đối lưng với nhau, các khu vực được bố trí rải đều trong tồn bộ khu đất. Nhà vườn được bố trí dọc suốt theo hướng Tây Nam và Nam của dự án. Cây xanh được bố trí trải đều hết tồn khu. Bãi tập kết rác là nơi tập trung và phân loại rác để chuyên chở đến khu xử ly. Bãi được xây tường bao và trồng nhiều cây xanh cách ly để tránh ơ nhiễm cho khu vực. Bố trí giao thơng nội bộ theo phương dọc và phương ngang đơn giản và tiết kiệm diện tích, tạo sự liên kết giữa các khu trong vùng với nhau. Bãi xe phục vụ cho nhu cầu của dân cư trong khu quy hoạch được bố trí tập trung (cạnh khu C1). Khu xử ly nước thải (khu D3) được kết hợp với khu tập kết rác là nơi tiếp nhận nước thải của dự án, được đặt tách biệt khu vực quy hoạch, gần kênh Lị Đường, đảm bảo khơng ảnh hưởng đến dân cư, đồng thời thuận lợi dẫn nước thải đã xử ly ra kênh Lị Đường và ra sơng cần Giuộc. 2.1.2.3 Phương án phát triển hạ tầng kỹ thuật ™ Hệ thống đường giao thơng: Khu vực quy hoạch được thiết kế một hệ thống giao thơng hồn chỉnh, với tổng diện tích mặt đường 14.037,75 m2, diện tích vỉa hè 9.975m2. Vỉa hè được thiết kế đảm bảo cho các tuyến cáp ngầm, và hệ thống cấp thốt nước của khu vực. - Đường giao thơng chính: Đường MD2 vuơng gĩc với đường Lị Đường vào khu quy hoạch; tận dụng tuyến đường đê Lị Đường hiện hữu chạy dọc theo khu đất. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 25 MSSV: 107108018 - Đường giao thơng nội bộ: Đường MD1, MD3, MD5, MD4, MD6 ™ Cấp nước: Nguồn nước cấp cho sinh hoạt được lấy từ nhà máy cấp nước Hà Lan. Tổng nhu cầu dùng nước của dân cư khoảng - Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt q = 150 l/người/ngày - Dân số dự kiến của khu tái định cư N = 1200 người - Tỷ lệ cấp nước 100% dân số - Nhu cầu dùng nước được tổng hợp trong bảng 2.2 Bảng 2.2 Tổng hợp nhu cầu dùng nước tại khu tái định cư Mỹ Dinh Hạng mục Tiêu chuẩn cấp Quy mơ Lưu lượng (m3/ngđ) Nước sinh hoạt 150 l/người/ngày.đ 1200 180 Khu cơng cộng 10% Qsh 18 Tưới cây rửa đường 5% Qsh 9 Dự phịng hao hụt 15%Qsh 31 Nước chữa cháy 10 l/giây 3 giờ 198 Tổng cộng 436 Tổng nhu cầu dùng nước cho dinh hoạt và cơng cộng Q = 198m3/ngày ™ Hệ thống thốt nước: Hai hệ thống cống thốt nước mưa và nước thải được thiết kế riêng biệt ngay từ đầu, nước bẩn được xử ly bằng bể tự hoại trước khi vào hệ thống xử ly nước thải tập trung của khu vực. - Thốt nước mưa: Các ống thốt nước được bố trí dọc theo các tuyến đường của khu quy hoạch. Hướng thốt nước chính ra kênh Lị Đường và ra sơng Cần Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 26 MSSV: 107108018 Giuộc. Lượng nước mưa trên tồn khu đất dự án khoảng 299m3/ngđ (tính theo lượng mưa trung bình năm là 1.700mm). - Thốt nước bẩn: Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt bằng 80% tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt là 160 m3/ng.đ. Nước thải từ các nhà vệ sinh của các khu nhà sau khi qua bể tự hoại và nước thải từ các khu cơng trình cơng cộng được tập trung về các đường ống chính dẫn đến trạm xử ly tập trung trước khi đổ ra kênh Lị Đường xử ly tại trạm theo QCVN 14-2008, cột A. 2.2 Diều kiện tự nhiên và mơi trường khu vực dự án 2.2.1 Hiện trạng sử dụng đất Khu vực dự án cĩ: - Đất ở nơng thơn (thổ): 2.666m2 (4,01%) - Ruộng lúa, ao: 55.037m2 (13,11%) - Đất trống do UBND xã quản lý: 8.706m2 (82,88%) Tổng cộng diện tích hiện trạng: 66.409m2 (100%) Hiện trạng kiến trúc và dân cư: - Trong khu vực chủ yếu là đất nơng nghiệp, cịn lại một ít đất thổ cư, dừa nước và kênh rạch. - Dân cư nơi đây sống chủ yếu bằng nơng nghiệp (lúa một vụ, nuơi tơm, cá … ) phần lớn thanh niên trong xã đi làm cơng nhân cho các cơng ty, xí nghiệp trên địa bàn các khu cơng nghiệp lân cận và thành phố Hồ Chí Minh. - Kiến trúc các cơng trình nhà ở chủ yếu là nhà tạm, nhà bán kiên cố. Cơ cấu đất năm 2000 được ghi nhận như sau: Đất nơng nghiệp 15.733 ha chiếm 75,94% diện tích tự nhiên, đất lâm nghiệp 300 ha chiếm 1,45%, đất ở 1.246 ha chiếm 6,88%, đất chuyên dùng 1.117 ha chiếm 5,39%, đất chưa sử dụng 178 ha chiếm 0,86%, đất sơng rạch 1.963 ha chiếm 9,45% diện tích tự nhiên. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 27 MSSV: 107108018 2.2.2 Đặc điểm địa hình, địa chất 2.2.2.1 Địa hình Xã Trường Bình thuộc huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An nên mang đầy đủ dấu ấn địa hình của vùng đồng bằng châu thổ, địa hình thấp và bằng phẳng, cĩ độ cao trung bình từ 1 - 2m so với mực nước biển. Cĩ sự khác biệt rõ nét về thổ nhưỡng giữa vùng thượng và vùng hạ. Độ dốc nhỏ và nghiêng đều, thấp dần từ Tây sang Đơng. Thổ nhưỡng của huyện chia thành 4 nhĩm đất chính như sau: - Nhĩm đất phù sa ngọt 6.594 ha chiếm 34,45% diện tích tự nhiên. Đất cĩ hàm lượng dinh dưỡng khá, địa hình tương đối cao, thích hợp cho cây lúa, rau màu và hoa quả. - Nhĩm đất phù sa nhiễm mặn 3.329 ha, chiếm tỷ lệ 17,4% diện tích tự nhiên . Đất cĩ hàm lượng dinh dưỡng khá, thích nghi với cây lúa. - Nhĩm đất phèn khơng nhiễm mặn cĩ diện tích là 1.039 ha, chiếm tỷ trọng 5,4% diện tích tự nhiên. Đất này thích nghi với cây lúa. - Nhĩm đất phèn nhiễm mặn 6.049 ha, chiếm 31,6% diện tích tự nhiên của huyện và bằng 60,2% diện tích đất phèn mặn của tỉnh. Đất cĩ hàm lượng dinh dưỡng khá, thích hợp cây lúa và phát triển thủy san. Hiện đang bố trí lúa một vụ. 2.2.2.2 Địa chất thủy văn Tầng chứa nước trong vùng xã Trường Bình được chia làm 5 phân vị địa tầng địa chất thủy văn theo thứ tự từ trên xuống dưới gồm: a, Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holoxen: Trong phạm vi xã Trường Bình, tầng chứa nước các lỗ hỏng các trầm tích Holoxen cĩ diện tích phân bố rộng trên tồn vùng, chúng lộ ra ngay trên mặt. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 28 MSSV: 107108018 Thành phần đất đá chủ yếu là các trầm tích hạt mịn: sét, bột, bột sét, bột cát cĩ màu xám tro, xám đen và mùn thực vật. b, Tầng chứa lỗ hỏng các trầm tích Pleixtoxen: Tầng này cĩ diện tích phân bố rộng trên tồn vùng. Chúng khơng bị lộ trên mặt mà bị đất đá của tầng chứa nước Holoxen phủ trực tiếp lên và chúng nằm trên tầng chứa nước Plioxen trên. c, Tầng chứa nước lỗ hỏng các trầm tích Plioxen trên. Tầng chứa nước các lỗ hỏng các trầm tích Plioxen trên cĩ diện tích phân bố rộng trên tồn vùng. Chúng khơng bị lộ trên mặt mà bị đất đá của tầng chứa nước Pleixtoxen phủ trực tiếp lên và chúng nằm trên tầng chứa nước Plioxen trên. Chiều sâu gặp mái tầng chứa từ 94,5m, chiều sâu đáy 204m, chiều dày tầng chứa 109,5m. d, Tầng chứa nước lỗ hỏng các trầm tích Plioxen dưới Trong phạm vi xã Trường Bình, tầng chứa nước các lỗ hỏng các trầm tích Plioxen dưới cĩ diện tích phân bố rộng trên tồn vùng. Chúng khơng bị lộ trên mặt mà bị đất đá của tầng chứa nước Pleixtoxen trên phủ trực tiếp lên và chúng nằm trên tầng chứa nước khe nứt Mezozoi. Chiều dày tầng này theo tài liệu địa chất thủy văn khu vực khoảng 70m. e, Tầng chứa nước khe nứt các trầm tích Mezozoi trên. Tầng chứa nước khe nứt các trầm tích Mezozoi cĩ diện tích phân bố rộng, chúng khơng lộ trên mặt mà bị tầng chứa nước hỏng các trầm tích plioxen dưới phủ trực tiếp lên trên. 2.2.3 Điều kiện khí hậu Khí hậu tỉnh Long An thuộc khí hậu nhiệt đới giĩ mùa, gồm hai mùa mưa nắng rõ rệt. Mùa khơ kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 29 MSSV: 107108018 2.2.3.1 Nhiệt độ khơng khí: Bảng 2.3. Nhiệt độ trung bình các tháng từ năm 2002-2006 Tháng Nhiệt độ trung bình tháng (oC) Trạm Tân An Trạm Mộc Hĩa I 24,5 23,8 II 24,9 24,6 III 26,5 27,6 IV 28,4 29 V 28,1 28,7 VI 27,3 28,1 VII 26,6 27,3 VIII 26,5 27,6 IX 26,5 28 X 26,6 28 XI 26,5 27,9 XII 25 27 (Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Long An) Trên cơ sở thống kê số liệu từ năm 2002 - 2006 tại các trạm đo cho thấy: -Nhiệt độ trung bình các năm (2002 - 2006) tại trạm Tân An: 26,5oC -Nhiệt độ trung bình các năm (2002 - 2006) tại trạm Mộc Hĩa: 27,4oC -Chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất và tháng thấp nhất khoảng 4 - 4,50C -Nhiệt độ thấp nhất thường là tháng 12 và tháng 1. Nhiệt độ cao nhất thường là tháng 4 và 5 Nhiệt độ khơng khí cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phát tán, pha lỗng và chuyển hĩa các chất ơ nhiễm trong khí quyển. Đồng thời nhiệt độ cịn là yếu tố làm thay đổi quá trình bay hơi dung mơi hữu cơ, các chất gây mùi hơi, là yếu tố Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 30 MSSV: 107108018 quan trọng tác động trực tiếp lên sức khỏe cơng nhân trong quá trình lao động. Vì vậy khi tính tốn, dự báo ơ nhiễm khơng khí và đề xuất giải pháp khống chế cần thiết, phải phân tích đến yếu tố nhiệt độ. 2.2.3.2 Lượng mưa: Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11 với lượng mưa khoảng 1.272 - 1.376mm, chiếm 90,7 - 93,3% lượng mưa cả năm. Mùa khơ bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 với lượng mưa khoảng 92 -141mm chiếm khoảng 6,7 - 9,3% lượng mưa cả năm. Mùa khơ giảm đi rõ rệt, các dịng sơng thường cĩ lưu lượng nhỏ nhất, mực nước ngầm hạ thấp sâu hơn và mực nước biển xâm nhập vào đất liền theo các con sơng đạt giá trị lớn nhất. Bảng 2.4: Lượng mưa trung bình các tháng từ năm 2002 - 2006 Tháng Lượng mưa trung bình tháng (mm) Trạm Tân An Trạm Mộc Hĩa I 2,96 5,36 II 11,36 0,6 III 2,3 4,62 IV 33,26 56,38 V 158,96 102,56 VI 169,36 175,22 VII 203,14 233,98 VIII 160,14 157,96 IX 230,5 288,64 X 244,1 378,38 XI 105,98 142,74 XII 42,4 74,68 (Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Long An 2006) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 31 MSSV: 107108018 Chế độ mưa sẽ ảnh hưởng đến chất lượng khơng khí, mưa sẽ cuốn theo và rửa sạch các loại bụi và chất ơ nhiễm trong khí quyển, làm giảm nồng độ các chất này. Đồng thời nước pha lỗng và mang theo các chất trên mặt đất (đặc biệt là rửa phèn), làm giảm mức độ ơ nhiễm trong mơi trường đất. 2.2.3.3 Độ ẩm khơng khí Độ ẩm khơng khí phụ thuộc vào lượng mưa, vào các mùa trong năm. Độ ẩm trung bình tại các trạm quan trắc ở Long An từ 79,4 - 88%, cao nhất vào mùa mưa 92% và thấp nhất vào các tháng mùa khơ 73%. -Độ ẩm trung bình các năm (2002 - 2006) tại trạm Tân An: 87,3% -Độ ẩm trung bình các năm (2002 - 2006) tại trạm Mộc Hĩa: 80,3% Bảng 2.5: Độ ẩm trung bình các tháng từ năm 2002 - 2006 Tháng Độ ẩm trung bình tháng (%) Trạm Tân An Trạm Mộc Hĩa I 86,8 78 II 86,6 78,6 III 83,4 77 IV 80,8 76,2 V 84,6 81,8 VI 89,2 83,8 VII 89,8 85,2 VIII 90,6 83,8 IX 90,8 82,4 X 89,8 80,6 XI 87,4 78,8 XII 85,2 74,7 (Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Long An 2006) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 32 MSSV: 107108018 2.2.3.4. Chế độ giĩ -Mùa mưa hướng giĩ chủ đạo là hướng Tây Nam, với tần suất xuất hiện 70%, từ tháng 5 đến tháng 11. Giĩ theo hướng từ biển vào mang theo nhiều hơi nước và gây mưa vào các tháng mùa mưa. -Mùa khơ, hướng giĩ chủ đạo là giĩ Đơng Nam với tần suất 60 -70% từ tháng 12 đến tháng 4. -Vào các tháng mùa mưa, tốc độ giĩ trung bình lớn hơn mùa khơ nhưng chênh lệch các tháng trong năm khơng nhiều. Tốc độ giĩ trung bình các tháng trong năm là 1,5 - 2,5m/s và xảy ra các cơn giơng, phần lớn là vào mùa mưa với hướng giĩ Tây hoặc Tây Nam. 2.2.4 Lượng nước bốc hơi Lượng nước bốc hơi cũng phân bố theo mùa rõ rệt, ít biến động theo khơng gian. Lượng bốc hơi trung bình trong tỉnh từ 65 - 70% lượng mưa hàng năm. Lượng bốc hơi vào mùa khơ khá lớn, ngược lại vào mùa mưa lượng bốc hơi khá nhỏ, trung bình 4-5mm/ngày. 2.2.5 Chế độ thủy văn Khu vực dự án cĩ rạch Lị Đường chảy ra sơng Cần Giuộc, nên rạch này chịu ảnh hưởng của thủy triều theo chế độ bán nhật triều, nguồn nước mặt bị nhiễm mặn vào mùa khơ nhất là từ tháng riêng đến tháng 4 âm lịch hàng năm. 2.3 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Cần Giuộc 2.3.1 Hiện trạng phát triển kinh tế Nằm tiếp giáp với địa bàn kinh tế trọng điểm phái Nam, Cần Giuộc là vùng lan tỏa cơng nghiệp trong quá trình sắp xếp lại doanh nghiệp. Thị trường tiêu thụ hàng hĩa của Cần Giuộc là thành phố Hồ Chí Minh, nên huyện cĩ nhiều ưu thế trong các mặt hoạt động sản xuất kinh doanh. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 33 MSSV: 107108018 Đời sống dân cư đại bộ phận cịn khĩ khăn, mức thu nhập bình quân hàng năm chỉ bằng 57 - 58% của tỉnh. -Cơ cấu kinh tế: ƒ Năm 2005 khu vực nơng lâm nghiệp là 36,25; khu vực cơng nghiệp là 23,1% và khu vực thương mại dịch vụ là 40,7%. ƒNăm 2010 khu vực nơng lâm nghiệp là 27,9%; khu vực cơng nghiệp là 32,4% và khu vực thương mại dịch vụ là 39,7%. -Thu nhập bình quân đầu người năm 2005 là 5 triệu đồng và năm 2010 là 8,34 triệu đồng. -Kim ngạch xuất khẩu tăng bình quân hàng năm đạt 12-14%, từ nay đến năm 2010 tập trung vào lĩnh vực chế biến nơng, hải sản. -Tỷ lệ huy động GDP vào ngân sách 7% năm 2005 và 10% năm 2010 2.3.2 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật 2.3.2.1. Cấp điện: Tuyến trung thế 22KV đi trên cột BTCT cao 9m cặp đường Lị Đường Tuyến hạ thế 1,4KV dẫn từ đường Lị Đường đến các hộ tiêu dùng. 2.3.2.2. Cấp nước Cấp nước đơ thị: Hiện tại chỉ cĩ một số đơ thị trong vùng được cấp nước bằng trạm cấp nước cĩ quy mơ lớn, các thị tứ và khu dân cư nơng thơn hiện sử dụng nước sạch từ nhiều nguồn khác nhau. Cấp nước cho các cơ sở cơng nghiệp: Các cơ sở cơng nghiệp trên địa bàn đều sử dụng nguồn nước ngầm từ các giếng khoan đặt trong khuơn viên nhà máy. Cấp nươc cho dân cư nơng thơn: Nước sinh hoạt cho dân cư nơng thơn chủ yếu là nước mặt bị nhiễm phèn, mặn và nước ngầm từ các giếng khoan của UNICEF. Hiện cĩ khoảng 52% số dân nơng thơn được sử dụng nước sạch. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 34 MSSV: 107108018 Hiện tại người dân trong khu vực sử dụng nguồn nước từ nhà máy cấp nước Cần Giuộc, tuyến ống cấp nước chính D100 đi cặp theo đường Lị Đường phục vụ cho người dân. 2.3.2.3 Thốt nước và vệ sinh mơi trường Hiện tại người dân trong khu vực chưa cĩ hệ thống thốt nước cơng cộng. Nước mưa và nước thải từ các hộ dân chảy vào các mương, rạch sau đĩ thốt ra kênh thốt nước cơng cộng. 2.3.2.4 Giao thơng Giao thơng đường bộ: Giao thơng đối ngoại: -Quốc lộ: 1A, 50, 62, N1, N2 (đã hình thành hướng tuyến và một số cơng trình trên tuyến) -Đường tỉnh: 821,822, 823, 824, 825, 826, 827, 830, 832, 833, 834, 835, 836, 838, 839. Giao thơng nối vùng: bao gồm các tuyến hương lộ nối từ các quốc lộ, đường tỉnh vào các trung tâm thị xã, các tuyến, điểm, dân cư. Trong vùng kinh tế trọng điểm tỉnh Long An cĩ một bến xe liên tỉnh tại thị xã Tân An, tại các huyện cũng cĩ bến xe nhưng nhỏ hơn. Giao thơng đường thủy: Trong vùng kinh tế trọng điểm tỉnh Long An cĩ các sơng chính sau: sơng Sồi Rạp, sơng Vàm Cỏ, sơng Vàm Cỏ Đơng, sơng Vàm Cỏ Tây. Ngồi các sơng chính trên cịn cĩ các sơng khác cĩ thể sử dụng cho vận tải thủy như: sơng Chợ Đêm, sơng Bến Lức, sơng Cần Giuộc … Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 35 MSSV: 107108018 2.3.3 Hiện trạng xã hội Dân số trung bình của huyện năm 1999 là 151.853 người, mật độ dân cư là 724 người/km2, cao hơn so với trung bình của tỉnh (294 người/km2 và bằng 1,27 lần so với vùng phía Nam của tỉnh). Phân theo vùng lãnh thổ gồm: Vùng thượng: số nhân khẩu 90.388 người, chiếm tỉ trọng là 60% trong tổng số dân, mật độ bình quân là 1008 người/km2; vùng hạ: 61.435 người/km2, chiếm 40% tổng số dân của huyện, mật độ bình quân là 523 người/km2. Tốc độ tăng dân số trung bình qua 2 cuộc điều tra thời kỳ 1989-1999 tương đối thấp (0,86%). Tổng số lao động năm 1999 là 73.255 người, chiếm 48,25% dân số. Trong đĩ lao động nơng nghiệp 44.119 người chiếm 60,23%, khu vực cơng nghiệp và xây dựng 3.610 người chiếm 4,93%, khu vực thương mại và dịch vu là 6.974 người chiếm tỷ lệ 9.5%, lao động dự trữ là 18.552 người, chiếm 25,33%. Về chất lượng lao động, theo thống kê năm 1997 cịn ở mức độ thấp, chủ yếu là lao động phổ thơng chưa qua đào tạo. Lao động cĩ trình độ chuyên mơn kỹ thuật chiếm tỷ lệ thấp dưới mức trung bình của tỉnh (11%). Lao động cĩ trình độ chuyên mơn qua đào tạo chiếm tỷ lệ thấp 5,53%, dưới mức trung bình của tỉnh 11%. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 36 MSSV: 107108018 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU TÁI ĐỊNH CƯ MỸ DINH 3.1 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ xử lý Tuỳ theo đặc tính và lưu lượng nước thải, các phương pháp xử lý được phối hợp thành một chuỗi các cơng trình liên tiếp để tạo ra hệ thống xử lý nước thải. Dây chuyền cơng nghệ và các cơng trình xử lý nước thải phải được lựa chọn trên các cơ sở sau: - Tính chất thành phần của nước thải và tiêu chuẩn xả thải. - Mức độ và các giai đoạn xử lý nước thải cần thiết. - Qui mơ (cơng suất) và đặc điểm đối tượng thốt nước (lưu vực phân tán của đơ thị, khu dân cư, bệnh viện…). - Đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải và khả năng tự làm sạch của nĩ. - Điều kiện tự nhiên khu vực: đặc điểm khí hậu, thời tiết, địa hình, địa chất thủy văn. - Khả năng sử dụng nước thải cho các mục đích kinh tế tại địa phương (nuơi cá, tưới ruộng, giữ mực nước tạo cảnh quan đơ thị…) - Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu để xử lý nước thải tại địa phương. - Diện tích và vị trí đất đai sử dụng để xây dựng trạm xử lý nước thải. - Nguồn tài chính và các điều kiện kinh tế khác. Sau khi cân nhắc các yếu tố cĩ liên quan, đề tài lựa chọn sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt cho khu tái định cư Mỹ Dinh như trình bày trong mục 3.2 sau đây. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 37 MSSV: 107108018 3.2 Tính chất của nước thải đầu vào Qua các tài liệu đ được thu thập được và dựa vào đặc tính ít thay đổi về tính chất của nước thải sinh hoạt, đồ án đưa ra các thơng số nền cho tính tốn các cơng trình như trong bảng 3.1 sau: Bảng 3.1. Các thơng số nước thải đầu vào của KTĐC MỸ DINH Thành phần Đơn vị Giá trị Thơng số tính tốn pH - 6.8-7.8 SS mg/l 100-220 220 BOD mg/l 110-250 250 COD mg/l 250-400 400 DO mg/l 2 2 N (amoniac) mg/l 25-30 25 P tổng mg/l 10-20 15 Tổng Coliform MPN/100ml 106 - 109 106 Theo số liệu cho thấy nước thải sinh hoạt thường bị nhiễm bẩn bởi chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng lớn. Hàm lượng SS vượt gấp 5 lần so với tiêu chuẩn, hàm lượng dầu mỡ vượt gấp 3 lần tiêu chuẩn. Để xây dựng một hệ thống xử lý hồn chỉnh, nhằm xử lý triệt để các thành phần ơ nhiễm trong nước thải và tránh sự phát sinh mùi hơi thối do nước thải, thải trực tiếp ra mơi trường tự nhiên ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Cơng nghệ hợp lý áp dụng là sử dụng quá trình sinh học hiếu khí. Dây chuyền cơng nghệ được tính tốn, lựa chọn dựa trên số liệu lưu lượng và thành phần của nước thải đầu vào trạm xử lý. 3.3 Yêu cầu mức độ xử lý Nước thải sau xử lý cần đạt tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam theo QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A, với một số chỉ tiêu cơ bản như sau : Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 38 MSSV: 107108018 Bảng 3.2. QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn nước thải sinh hoạt STT Chỉ tiêu Đơn vị QCVN 14:2008/BTNMT (loại A) Giá trị đầu vào 01 pH 5 – 9 6,8 - 7.8 02 BOD5 (20oC) mg/l 30 250 03 COD mg/l - 400 04 Chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 200 05 Tổng chất rắn hịa tan (SS) mg/l 500 06 Phosphat (PO3-4) (tính theo P) mg/l 6 15 07 Amoni (tính theo N) mg/l 5 25 08 Nitrat (NO3-) ( tính theo N) mg/l 30 09 Sulfua (tính theo H2S) mg/l 1,0 10 Dầu mỡ thực vật mg/l 10 11 Tổng các chất hoạt động bề mặt mg/l 5 12 Coliform MPN/100ml 3000 106 - 109 3.4 Đề xuất cơng nghệ xử lý Dựa trên việc phân tích lưu lượng, thành phần nước thải, yêu cầu mức độ xử lý, điều kiện kinh tế, kỹ thuật, đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho khu tái định cư như sau Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 39 MSSV: 107108018 3.4.1 Phương án 1 Nước tách từ bể nén và sân phơi bùn Sân phơi bùn Bể chứa và nén bùn B n tu ần h ịa n Bể điều hịa Bể lắng 1 Bùn dư Nước thải sinh hoạt Bể aerotank Hố thu nước thải Giỏ chắn rác Bơm Bơm Nguồn tiếp nhận Bể khử trùng Hĩa chất khử trùng Bơm ĐL Máy thổi khí Bể lắng 2 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 1 Bùn dư Bồn lọc áp lực Bể trung gian Chơn lấp Bơm Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 40 MSSV: 107108018 ™ Thuyết minh sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 1: Nước thải từ hầm tự hoại của nhà vệ sinh tự chảy về hố thu của trạm xử lý nước thải theo đường ống chính. Nước thải trước khi đi vào hố thu đi qua giỏ chắn rác để loại bỏ những loại rác thơ để bảo vệ bơm trong hố thu khơng bị tắc nghẽn. Nước thải từ hố thu được luân phiên bơm bằng 2 bơm chìm vào bể điều hịa. Bể điều hịa cĩ nhiệm vụ điều hịa lưu lượng và nồng độ chất thải trong nước thải đi vào trạm xử lý. Bể điều hồ được lắp đặt hệ thống sục khí để khuấy trộn và giảm một phần BOD. Nước thải từ bể điều hịa được bơm qua bể lắng 1 bằng 2 bơm chìm. Bể lắng I được thiết kế là bể lắng đứng, tại đây các cặn lơ lửng được tách ra khỏi nước thải nhờ ngăn lắng hình trụ cĩ dạng hình trịn trên bề mặt và đáy cĩ dạng hình nĩn hay chĩp cụt. Nước được phân phối từ ống trung tâm vào vùng lắng, sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải vào tấm chắn và đổi hướng từ đứng sang ngang rồi dâng lên theo thân bể. Nước đã lắng tràn vào máng thu đặt xung quanh chu vi bể. Cặn lắng được tập trung ở đáy và được bơm ra bể chứa bùn. Dịng nước sau khi qua bể lắng I tiếp tục chảy vào bể Aerotank, cịn bùn sinh ra ở bể lắng I được đưa đến bể nén bùn và bùn sau khi nén được phơi cho khơ để lám phân vi sinh. Nước thải từ bể lắng 1 sẽ tự chảy sang bể xử lý sinh học hiếu khí - Aerotank. Trong bể cĩ gắn hệ thống sục khí, nhằm mục đích cung cấp khí oxy cho vsv sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ. Nước sau xử lý sẽ chảy sang bể lắng 2. Bể lắng 2 cĩ nhiệm vụ lắng các bơng bùn hoạt tính. Bùn lắng sẽ được thu ở dưới đáy bể vào bể chứa bùn và một phần bùn này sẽ được tuần hồn lại bể Aerotank. Nước sau lắng sẽ tràn vào máng răng cưa và tự chảy sang bể trung gian. Từ bể chứa trung gian nước được bơm lên bể lọc áp lực để tách các cặn lơ lửng cịn lại trong nước thải rồi từ đây được dẫn sang bể khử trùng, tiếp xúc với clorine trong một thời gian nhất định sau khi thải ra để khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn đối với nguồn thải loại A theo QCVN 14 – 2008 và cĩ thể xả ra nguồn tiếp nhận. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 41 MSSV: 107108018 3.4.2 Phương án 2 Hình 3.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 2 Chơn lấp Bể chứa và nén bùn Bùn dư Bể SBR Bơm Máy thổi khí Nước tách từ bể nén bùn Bể điều hịa Nước thải sinh hoạt Hố thu nước thải Bơm Bơm Nguồn tiếp nhận QCVN 14-2008, Cột A Bể khử trùng Hĩa chất khử trùng Bồn lọc áp lực Bể trung gian Bơm Bể lắng 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 42 MSSV: 107108018 ™ Thuyết minh sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 2: Nước thải từ các điểm sử dụng nước theo các hố ga thốt nước bẩn được tập trung về hố thu gom của hệ thống xử lý nước thải tập trung với lưu lượng Q = 160m3/ngày.đêm. Trước khi vào bể gom, nước thải được dẫn qua thiết bị lọc rác thơ để loại bỏ cặn rắn cĩ kích thước lớn hơn 10mm ra khỏi dịng thải. Từ hố thu, nước thải được bơm lên bể điều hịa. Bể điều hịa cĩ nhiệm vụ điều hịa lưu lượng và các thành phần (BOD, COD…) của nước thải. Bể điều hịa được bố trí hệ thống sục khí nhằm tạo sự xáo trộn tránh hiện tượng lắng cặn và phân hủy kỵ khí trong bể này, đồng thời tạo mơi trường đồng nhất cho dịng thải trước khi qua các bước xử lý tiếp theo. Trong bể SBR (Sequencing Batch Reactor) ta bố trí hệ thống phân phối khí trên khắp diện tích bể. Bể hoạt động gồm 5 pha thực hiện nối tiếp nhau: pha làm đầy (Fill), pha phản ứng (React), pha lắng (Settle), pha tháo nước sạch (Decant), pha chờ (Idle). Thải bỏ bùn khơng nằm trong các hoạt động của bể SBR vì khơng cĩ thời gian định cho quá trình thải bỏ. Bùn thường được thải bỏ trong pha lắng hoặc pha chờ. Khối lượng bùn và tầng số thải bùn được quy định dựa vào hiệu quả xử lý mong muốn. Do quá trình sục khí và lắng diễn ra trong cùng một bể nên khơng cĩ bùn chết trong quá trình phản ứng và khơng cần phải tuần hồn bùn để duy trì nồng độ bùn trong bể phản ứng. Bùn được xả hút định kỳ về bể chứa nén bùn để giảm lượng ẩm cĩ trong bùn đến mức cho phép trước khi bơm lên sân phơi bùn. Cịn phần nước trong được thu bằng một thiết bị đặc biệt dùng cho bể SBR chảy về bể chứa trung gian. Từ bể chứa trung gian nước được bơm lên bể lọc áp lực để tách các cặn lơ lửng cịn lại trong nước thải rồi từ đây được dẫn sang bể tiếp xúc, tiếp xúc vơi clorine trong một thời gian nhất định sau khi thải ra để khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn đối với nguồn thải loại A theo QCVN 14 – 2008 và cĩ thể xả ra nguồn tiếp nhận. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 43 MSSV: 107108018 3.5 So sánh 2 phương án xử lý Bảng 3.3: So sánh 2 phương án xử lý Phương án Phương án 1 (Bể Aerotank) Phương án 2 (Bể SBR) Ưu điểm - Bể Aerotank phù hợp sử dụng trong trường hợp nước thải cĩ lưu lượng bất kì. - Hệ thống được điều khiển hồn tồn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa. - Dễ khống chế các thơng số vận hành - Hiệu quả xử lý BOD, COD khá cao - Quy trình xử lý đơn giản, ổn định khơng bị ảnh hưởng nhiều khi lưu lượng thay đổi đột ngột. - Khơng cần hệ thống bơm tuần hồn - Khơng cần bể lắng I. - Giảm diện tích đất xây dựng và chi phí đầu tư. - Cĩ khả năng khử được một phần các hợp chất chứa N, P. Nhược điểm - Lượng bùn sinh ra nhiều - Chiếm nhiều diện tích - Khơng loại bỏ được hợp chất chứa nitơ - Cơng nghệ sinh học - bể SBR địi hỏi sự ổn định tính chất nước thải trước xử lý. - Người vận hành phải cĩ kinh nghiệm và thường xuyên theo dõi chặt chẽ các giai đoạn XLNT của bể SBR. - xây dựng khĩ khăn. - Thiết kế phức tạp hơn nhiều. Nhận xét: Sau khi so sánh ưu, nhược điểm 2 cơng nghệ xử lý thấy rằng: Phương án 1 cĩ nhiều ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nước thải khu tái định cư về quy mơ, quản lý, vận hành. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 44 MSSV: 107108018 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG 2 PHƯƠNG ÁN 4.1 Xác định các thơng số tính tốn Lưu lượng trung bình: Qtbng =160 m3/ngày đêm Qtbh = 6,7 m3/h Qtbs = 0,00186 m3/s = 1,86 (l/s) Qngmax = Qtbng * K = 160 * 1,3 = 208 (m3/ngđ) Trong đĩ: k là hệ số khơng điều hịa ngày của nước thải sinh hoạt của khu dân cư, lấy k = 1,15 ÷ 1,3. chọn k = 1,3 (điều 2.1.2 TCXD 51-2006) Qhmax = Qngmax 24 = 208 24 = 8,67 (m 3/h) Qsmax = Qhmax 3600 = 8,67 3600 = 0,0024 (m 3/s) = 2,5 (l/s) Bảng 4.1 Các thơng số lưu lượng dùng trong thiết kế. Thơng số Ký hiệu, đơn vị Gi trị Lưu lượng giờ trung bình QTB (m3/h) 6,7 Lưu lượng giờ lớn nhất Qh,max (m3/h) 8,67 4.2 Tính tốn phương án 1 4.2.1 Giỏ chắn rác: ™ Nhiệm vụ: Giỏ chắn rác giữ lại các tạp chất cĩ kích thước lớn hơn 5mm ™ Tính tốn: Do cơng suất nhỏ và lượng rác khơng nhiều, nên chọn giỏ chắn rác thủ cơng dạng giỏ chứa. Khung gia cơng bằng V3 inox 304, lưới bao bằng inox 304 lỗ 3 - 5 li. Rác thu gom được hợp đồng với cơng ty Cơng Trình Đơ Thị Cần Giuộc thu gom và xử lý. Bảng 4.2 Thơng số thiết kế giỏ chắn rác Thơng số thiết kế Giá trị Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 45 MSSV: 107108018 Chiều rộng (mm) 300 Chiều dài (mm) 300 Chiều sâu (mm) 300 Đường kính lỗ lưới (mm) 3-5 4.2.2 Hố thu ™ Nhiệm vụ: Hố thu là nơi tập trung tồn bộ nước thải từ các hầm tự hoại của các hộ dân để đảm bảo cột nước tối thiểu cho bơm nước thải đầu vào, lắng cát, chất lơ lửng cĩ kích thước lớn, đảm bảo cao độ cho hệ thống thốt nước tự chảy. ™ Vật liệu: Bể được xây dựng bằng bê tơng cốt thép ™ Tính tốn: Lưu lượng giờ lớn nhất: Qmaxh = 8,67 (m3/h) Chọn thời gian lưu nước là t = 20 phút ( t = 10 ÷ 60 phút) (Lâm Minh Triết - Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp, NXB ĐHQG TP HCM, 2006) ¾ Kích thước của hố thu Thể tích của hố thu: V = Qmaxh x t = 8,67 x 20 60 = 2,89 m 3 = 3 (m3) Chọn chiều cao cơng tác của bể là: h1 = 1,5 (m) Chọn chiều cao an tồn: hbv = 0,5 (m) Chiều cao tồn phần bể là: H = h1 + hbv = 1,5 + 0,5 = 2 (m) Thiết diện bể là: F = VH = 3 2 = 1,5 (m 2) Chọn bể cĩ tiết diện hình chữ nhật: L(m) * B(m) = 1,5 (m) * 1(m) ¾ Tính ống dẫn nước thải vào và ra khỏi hố thu Chọn ống nhựa uPVC φ 168mm để dẫn nước thải vào hố thu. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 46 MSSV: 107108018 Nước thải được bơm sang bể điều hịa nhờ một bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 2 m/s (1 – 2,5 m/s _TCVN 51 – 2006) Tiết diện ướt của ống: A = Q s max v = 0,0024 2 = 0,0012 m 2 Đường kính ống dẫn nước thải ra: D = 4.Aπ.v = 4*0,0012 3,14*2 = 0,027 (m) Chọn ống nhựa PVC φ 27mm để dẫn nước thải sang bể điều hịa. ¾ Tính bơm nước thải từ hố thu sang bể điều hịa: N = ρ.g.H.Q1000.η = 1000*9,81*10*0,00186 1000*0,8 = 0,23 (kW) = 0,31(HP) Trong đĩ: Q: Lưu lượng nước thải (m3/s) = 0,00186 (m3/s) H: Cột áp = 10 (mH2O). ρ : Khối lượng riêng của nước (kg/m3). η : Hiệu suất bơm (%). Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hố thu cĩ lưu lượng Qb = 8,542m3/h. Cột áp H =10 m, cơng suất N = 0,5 Hp, hãng sản xuất Tsurumi – Nhật. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 47 MSSV: 107108018 Bảng 4.3 Tổng hợp tính tốn hố thu Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước T Phút 20 Kích thước hố thu Chiều dài L m 1,5 Chiều rộng B m 1 Chiều cao Hxd m 2 Đường kính ống dẫn nước thải ra D mm 27 Thể tích hố thu Wt m3 3 4.2.3 Bể điều hịa ™ Nhiệm vụ Bể điều hịa giúp điều hịa lưu lượng và chất lượng nước thải nhằm giảm kích thước và chi phí các cơng trình phía sau. Trong bể cĩ hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hịa tan và cân bằng nồng độ các chất bẩn trong tồn thể tích bể và khơng cho cặn lắng trong bể. ™ Tính tốn ¾ Xác định kích thước bể Thể tích bể điều hịa: V = Qhmax *t = 8,67*4 = 34,68 m3, lấy trịn 35 (m3) Trong đĩ: Qhmax : Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất Qhmax = 8,67 (m3/h) t : Thời gian lưu nước trong bể, t phạm vi từ 4 – 12 h, chọn t = 4 h. Chọn chiều cao làm việc của bể là: H = 2,5 (m) Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 (m) Vậy chiều cao xây dựng của bể: Hxd = H + hbv = 2,5 + 0,5 = 3 (m) Chọn bể cĩ tiết diện ngang hình chữ nhật. Tiết diện bể điều hịa: Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 48 MSSV: 107108018 F = VH = 35 2,5 = 14 (m 2) Chọn chiều dài bể: L = 5 (m) Chọn chiều rộng bể: B = 2,5 (m) Thể tích thực của bể: Vt = L x B x H = 5 x 2,5 x 3 = 37,5 (m3) ¾ Tính tốn đường ống dẫn nước vào và ra bể điều hịa Đường kính ống dẫn nước thải vào bể điều hịa Dvào = 27 (mm). Lưu lượng nước thải vào: Qhmax = 8,67 m3/h. Đường kính ống dẫn nước thải sang bể lắng 1: D = 4*Q h max π*v*3600 = 4*8,67 3,14*1,5*3600 = 0,045 (m) Chọn ống dẫn nước thải sang bể lắng 1 là ống nhựa PVC, D = 49 (mm). Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống: D Qv vào h4 2 max × ×= π = 4*8,67 3,14*0,0492*3600 = 1,27 (m/s) ¾ Tính và chọn bơm nước Lưu lượng cần bơm: Q = 8,67 (m3/h) Cơng suất bơm: N = =η ρ 1000 gHQ 8,67*1000*9,81*81000*0,8*3600 = 0,24 (KW) = 0,32(Hp) Trong đĩ: η : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn η= 0,8 ρ : Khối lượng riêng của nước 1.000 (kg/m3) H: cột áp của bơm H = 8-10 (mH2O), chọn H =8 (mH2O) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 49 MSSV: 107108018 Chọn 2 bơm chìm cơng suất 0,5 Hp, hoạt động luân phiên. ¾ Tính tốn hệ thống ống phân phối khí Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn: Qkhí = q*Vt = 0,012*37,5*60 = 27 (m3/h) = 0,45 (m3/phút) = 0,0075 (m3/s) Trong đĩ: q: Lượng khí cần cung cấp cho 1m3 dung tích bể trong 1phút, q = 0,01÷0,015 (m3khí/m3bể.phút); chọn q = 0,015 (m3khí/m3bể.phút) (Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai - 2004); Vt : Thể tích thực tế của bể điều hồ Vt = 37,5 (m3). Đường kính ống dẫn khí chính: D = 4*Qπ*v = 4*0,0075 3,14*15 = 0,025 m Chọn ống dẫn khí chính làm bằng sắt tráng kẽm, φ = 34 mm Chọn 2 ống nhánh cấp khí cho bể điều hịa, mỗi ống cách nhau 1,25 m Lượng khí qua mỗi ống nhánh qkhí = Qkk2 = 0,00752 = 0,00375 m/s Đường kính ống dẫn khí nhánh í4 kh k qd vπ ×= × Trong đĩ: vk : vận tốc khí trong ống nhánh, vk = 10 ÷ 15 m/s, chọn vk = 12m/s d = 4*0,003753,14*12 = 0,02 (m) Chọn ống nhánh bằng sắt tráng kẽm, cĩ đường kính φ 21 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 50 MSSV: 107108018 - Cường độ sục khí trên 1 m chiều dài ống q = qkhí L = 0,003753 = 0,00125 (m 3/s) với L : chiều dài ống khí tối đa Sử dụng ống khí đục lỗ để phân phối khí. - Lượng khí qua 1 lỗ 2 4 lo lo lo dQ v π ×= × Trong đĩ : vlo : vận tốc khí qua lỗ, vlo = 5 ÷ 20 m/s (TCXD-51-84), chọn vlo = 15m/s dlo : đường kính lỗ, dlo = 2 ÷ 5 mm, chọn dlo = 4 mm smQlo /00025,03 )104(15 3 23 =×××= −π - Số lỗ trên 1 ống == lo khí Q q n 0,003750,00025 = 15 (lỗ) ¾ Tính tốn máy nén khí - Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí Hk = hd + hc + hf + H Trong đĩ : hd : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn hc : tổn thất cục bộ, hd + hc ≤ 0,4m, chọn hd + hc = 0,3 m hf : tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf ≤ 0,5 m, chọn hf = 0,4 m Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 51 MSSV: 107108018 H : chiều sâu cơng tác của bể điều hịa, H = 2,5 m => Hk = 0,3 + 0,4 + 2,5 = 3,2 m - Áp lực khơng khí P = 10,33+Hk10,33 = 10,33+3,210,33 = 1,3 (atm) - Cơng suất máy nén khí N = 34400*(p 0,29-1)*Qkk 102*η = 34400*(1,30,29-1)*0,0075 102*0,7 = 0,29 (KW) Trong đĩ: η : hiệu suất máy bơm, η = 0,7 Qkk: lưu lượng khơng khí cần cung cấp, Qkk= 0,0075(m3/s) Chọn 1 máy nén khí cơng suất 300 W của hãng sản xuất HITACHI Hàm lượng BOD5, COD, SS sau khi qua bể điều hịa 2 SSL = 1SSL (100 – 10)% = 220 (1 – 0,1) = 198 mg/l 2 5BOD L = 1 5BOD L (100 – 10)% = 250(1 – 0,1) = 225 mg/l 2 CODL = 1CODL (100 – 10)% = 400 (1 – 0,1) = 360 mg/l Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 52 MSSV: 107108018 Bảng 4.4 Bảng tĩm tắt kết quả tính tốn bể điều hịa Thơng số thiết kế Giá trị Đơn vị Chiều dài bể 5 m Chiều rộng bể 2,5 m Chiều cao bể 3 m Đường kính ống dẫn nước vào 27 mm Đường kính ống dẫn nước ra 49 mm Đường kính ống khí chính 34 mm Đường kính ống khí nhánh 21 mm Số ống khí nhánh 2 Ống Số lỗ trên 1 ống 15 lỗ Cơng suất 1 máy nén khí 300 W Cơng suất bơm 0,5 Hp 4.2.4 Bể lắng 1 ™ Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất lơ lửng cĩ khả năng lắng được ra khỏi nước thải. Ở đây các chất cĩ tỷ trọng lớn sẽ lắng xuống đáy và được tập trung ở hố thu cặn nhờ hệ thống gạt cặn và được thải ra ngồi thơng qua ống đặt ở đáy bể. ™ Tính tốn: Chọn bể lắng I cĩ dạng hình trịn trên mặt bằng, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể. ¾ Tính kích thước bể lắng đứng. - Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng: F1 = Qstb V = 0,00185 0,000475 = 3,9 (m 2) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 53 MSSV: 107108018 Trong đĩ: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng Chọn V = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s) s (Điều 6.5.6 – TCXD 51 – 2006).) - Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm: F2 = Qstb Vtt = 0,001850,02 = 0,1 (m 2) Trong đĩ: Vtt: là tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy khơng lớn hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9TCXD 51- 2006) Chọn Vtt = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s) - Diện tích tổng cộng của bể lắng: F = F1 + F2 = 3,9 + 0,1 = 4 (m2) - Đường kính của bể lắng: D = 4*Fπ = 4*4 3,14 = 2,26 (m), chọn D = 2,3 (m) - Chiều cao tính tốn của vùng lắng trong bể lắng đứng: hl = V * t = 0,000475 * 7200 = 3,42 (m) Trong đĩ: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng Chọn V = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s) s (Điều 6.5.6 – TCXD 51 – 2006). t: thời gian lắng, chọn t = 2h = 7200s - Chiều cao phần hình nĩn của bể lắng đứng được xác định: Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 54 MSSV: 107108018 hn = h2 + h3 = ( D-dn2 )*tgα = (2,3-0,52 )* tg50 O = 1,1 (m) Trong đĩ: h2: Chiều cao lớp trung hịa (m) h3: Chiều cao giả định của lớp cặn trong bể D: Đường kính trong của bể lắng, D = 2,3 (m) dn: Đường kính đáy nhỏ của hình nĩn cụt, lấy dn = 0,5 (m) α: Gĩc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, α khơng nhỏ hơn 50O chọn α = 50O - Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng: H = hl + hn + hbv = 3,42 + 1,1+ 0,48 = 5 (m) Trong đĩ: hbv : là khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,48 (m) ¾ Tính tốn ống trung tâm - Đường kính ống trung tâm: d = 4*F2π = 4*0,1 3,14 = 0,36 (m), lấy trịn d =0,4 m - Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính tốn và bằng 3,42 (m) - Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm: Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 55 MSSV: 107108018 D1 = h1 = 1,35*d = 1,35*0,4 = 0,53 (m) - Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính phần loe của ống trung tâm và bằng: Dc = 1,3*D1 = 1,3*0,5265 = 0,68 (m) Khoảng cách giữa mép ngồi cùng của miệng loe ống trung tâm đến mép ngồi cùng của tấm chắn theo mặt phẳng qua trục: L = 4*Q s tb vk*π*(D+dn) = 4*0,00185 0,02*3,14*(2,3+0,5) = 0,04 (m) Trong đĩ: vk : Tốc độ dịng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt, vk ≤ 20 (mm/s). Chọn vk = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s) dn : Đường kính đáy nhỏ của hình nĩn cụt, lấy dn = 0,5 (m) - Gĩc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17O ¾ Tính tốn máng thu nước. Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vịng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể. - Đường kính máng thu nước: Dmáng = 80% đường kính bể Dmáng = D*80% = 2,3 * 80% = 1,84 (m), chọn Dmáng= 2 (m) - Chiều cao máng: hm = 0,3 m. - Chiều dài máng thu: Lt = π * Dmáng = 3,14* 2 = 6,28 (m) - Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 56 MSSV: 107108018 aL = Qngtb L = 160 6,28 = 25,46 (m 3/mdài.ngày) aL = 25,46 nằm trong giới hạn cho phép (theo tài liệu tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai) Thu nước bằng hệ thống các răng cưa chữ v được xẻ trên máng Chiều dài máng (răng cưa): Lrc = Lt = 6,28 (m) Máng răng cưa xẻ khe thu nước chữ V, gĩc 900, chiều cao khe là 100 mm , bề rộng mỗi khe là 200 mm, hai khe kế tiếp cách nhau một khoảng 225 mm, vậy trên 1m chiều dài cĩ 1.000/225 = 4,4 khe , máng dài 6,28 m, vậy cĩ 28 khe xẻ chữ V . Chiều cao máng răng cưa là 200 mm, bề dày máng răng cưa là 5 mm, máng được bắt dính với thành bể lắng. ¾ Tính tốn ống dẫn nước thải vào và ra khỏi bể lắng 1. - Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1,2 (m/s) - Lưu lượng nước thải Q = 6,67 (m3/h) = 0,0019 (m/s) Đường kính ống là: v QD 4 =× ×= π 4*0,0019 3,14*1,2 = 0,045 (m) - Chọn ống dẫn nước thải vào và ống dẫn nước thải ra là ống nhựa PVC cĩ đường kính bằng nhau và bằng: Dvào = Dra = 49 (mm) ¾ Tính tốn lượng bùn sinh ra mỗi ngày và chọn máy hút bùn. - Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng SS và BOD5 sau khi qua bể lắng 1: Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 57 MSSV: 107108018 R = ta+b*t Trong đĩ: R: hiệu quả xử ly SS và BOD5, đơn vị % t: thời gian lưu nước trong bể, h a, b: hằng số thực nghiệm, chọn theo bảng sau: Bảng 4.5. Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở toC ≥ 20oC Chỉ tiêu a đơn vị (h) b Khử BOD5 Khử cặn lơ lửng SS 0,018 0,0075 0,02 0,014 (Nguồn: TS.Trịnh Xuân Lai, Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải ) ⇒ RSS = 20,0075+0,014*2 = 56,34% ⇒ RBOD5 = 20,018+0,02*2 = 34,5 % ⇒ Hàm lượng SS cịn lại trong dịng ra: SS1 = (100% - 56,34%)*198 = 86,45 (mg/l) ⇒ Hàm lượng BOD5 cịn lại trong dịng ra: BOD5 = (100% - 34,5%)*225 = 163,75 (mg/l) - Lượng cặn tươi đi ra từ bể lắng 1 mỗi ngày: Msstươi = SSdh*Q tb ng*RSS 1000 = 198*160*56,34%1000 = 17,85 (kg/ngày) Trong đĩ: SSdh: hàm lượng cặn đi vào bể lắng 1 RSS: hiệu quả xử lý cặn lơ lửng - Giả sử lượng bùn tươi của nước thải cĩ hàm lượng cặn 1% (độ ẩm 99%) - Tỉ số VSS:SS = 0,8 - Khối lượng riêng của bùn tươi: 1053 kg/m3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 58 MSSV: 107108018 - Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày: Qtươi = Msstươi (1-0,99)*1053 = 17,85 0,01*1053 = 1,88 (m 3/ngày) - Lượng bùn cĩ khả năng phân hủy sinh học: MVSStươi = 0,8* MSStươi = 0,8*17,85 = 15,86 (kg/ngày) Vì lượng bùn sinh ra được hút khơng liên tục nên chọn khoảng thời gian hút là t= 48 (giờ) - Cơng suất của máy bơm bùn: N = Qtươi*H*ρ*g*t1000*η = 1,88*10*1053*9,81*48 1000*0,7*24*3600 = 0,154 (kw) = 154 (w) Trong đĩ: η : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93 , chọn η= 0,8; ρ : Khối lượng riêng của nước 1.000 kg/m3. H : Cột áp của bơm, chọn H = 10 (m) t : Thời gian giữa 2 lần hút bùn chọn t = 48 giờ Chọn máy bơm bùn cĩ cơng suất 200w để bơm bùn sang bể nén bùn. - Tính ống dẫn bùn: Chọn vận tốc bùn chảy trong ống v = 0,5 (m/s) Lưu lượng bùn thải Qtươi = 1,88 (m3/ngày) = 0,078 (m3/h) Đường kính ống dẫn bùn thải là: D = 4*Qtươiπ*v = 4*0,078 3,14*0,5*3600 = 0,0074 (m) → Chọn ống nhựa PVC cĩ đường kính Dbùn = 21 mm để dẫn bùn. Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 59 MSSV: 107108018 Bảng 4.6. Thơng số thiết kế bể lắng 1 Thơng số Giá trị Đơn vị Đường kính bể 2,3 m Chiều cao bể 5 m Chiều cao phần hình nĩn của bể 1,1 m Chiều cao phần lắng của bể 3,42 m Chiều cao ống trung tâm 3,42 m Đường kính ống trung tâm 0,4 m Đường kính phần loe của ống trung tâm 0,53 m Đường kính tấm chắn 0,68 m Đường kính máng 2,1 m 4.2.5 Bể Aerotank ™ Nhiệm vụ: Thực hiện quá trình phân hủy các chất hữu cơ (BOD5) cĩ trong nước thải và oxy hĩa NH4+ (amoniac NH3) thành NO3- ở điều kiện hiếu khí, với sự hỗ trợ của các vi sinh vật. ™ Tính tốn: ¾ Các thơng số tính tốn cơ bản cho bể Aerotank xáo trộn hồn tồn Lưu lượng nước thải : Qtbngày = 160 (m3/ngàyđêm) Nhiệt độ thấp nhất vào mùa đơng : t = 200C Nhiệt độ trung bình : T = 25oC Hàm lượng BOD5 đầu vào : S0 = 163,75 (mg/l) Lượng cặn lơ lửng đầu : SSvào= 96,052 (mg/l) Hàm lượng amoniac tính theo NH4+ : Nvào = 25 (mg/l) Hàm lượng oxy hịa tan trong bể : DO = 2 (mg/l) Độ pH duy trì trong bể : pH = 7,2 ¾ Đầu ra nước thải - Hàm lượng BOD5 ra khỏi bể Aerotank: S ≤ 30 mg/l; chọn S = 20 mg/l - Hàm lượng NH4+ đầu ra: Nra = 5 (mg/l) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 60 MSSV: 107108018 - Cặn lơ lửng: SS ≤ 50 mg/l; chọn SSra = 40 mg/l ¾ Các thơng số vận hành - Cặn hữu cơ ; a = 75% - Độ tro; z = 0,2 (Tính tốn hệ thống xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) - Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào; X0 = 0 - Nồng độ bùn hoạt tính; X = 2.500 – 4.000 mg/l, chọn X = 2.500 mg/l - Lượng bùn hoạt tính tuần hồn là nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng 2, XT = 8.000 mg/l - Chế độ xáo trộn hồn tồn ¾ Xác định hiệu quả xử lý Hiệu quả xử lý BOD5 %100 S S0 =×−= raSE 163,75-20163,75 *100% = 87 % Hiệu quả xử lý NH3 (amoniac) H = Nvào-Nra Nvào * 100% = 25-5 25 *100% = 80 % ¾ Xác định thể tích bể Aerotank Š Tính tốn thời gian theo điều kiện Nitrat hĩa. - xác định tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn Nitrat hĩa trong điều kiện vận hành bể ổn định: μN = μN max ⎝⎜ ⎛ ⎠⎟ ⎞N KN+N ⎝⎜ ⎛ ⎠⎟ ⎞DO KO2+DO (e 0,098(T-15))[ ]1-0,833(7,2-pH) Trong đĩ: T : nhiệt độ thấp nhất vào mùa đơng T = 15oC μN max = 0,45 ngày-1 ( theo bảng 5-3 trong tài liệu [ ]1 ) N: lượng amoniac đầu vào N = 25 (mg/l) KN = 100,051T-1,158 = 100,051*15-1,158 = 0,4 (theo bảng 5-3 trong tài liệu [ ]1 ) DO = 2 mg/l KO2 = 1,3 mg/l (theo bảng 5-3 trong tài liệu [ ]1 ) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 61 MSSV: 107108018 pH = 7,2 → μN = 0,45 ⎝⎜ ⎛ ⎠⎟ ⎞25 0,4+25 ⎝⎜ ⎛ ⎠⎟ ⎞2 1,3+2 (e 0,098(15- 15))[ ]1-0,0833(7,2-7,2) = 0,26 (ngày-1) - Xác định tốc độ sử dụng NH4+ của vi khuẩn Nitrat hĩa (ρN) (Theo cơng thức 5-13 trong tài liệu [ ]1 ) ρ = KSKS+S thay S= Nra ⇒ ρN = KN KN+N Trong đĩ: K = μNYN = 0,26 0,16 = 1,625(ngày -1) YN = 0,16 ( chọn theo bảng 5-4 trong tài liệu [ ]1 ) KN = 3 (mg/l) (chọn theo bảng 5-4 trong tài liệu [ ]1 ) Nra = 5 mg/l ⇒ ρN = 1,625*53+5 = 1 (mg NH4 +/ mg bùn N ngày) - Xác định thời gian lưu bùn θCN theo cơng thức 5-16 trong tài liệu [ ]1 1θC = Y*ρ - Kd Trong đĩ: KdN = 0,04ngày-1 (theo bảng 5-4 trong tài liệu [ ]1 ) 1θCN = 0,16*2,54-0,04 = 0,12 ⇒ θCN = 8,3 ngày. Tuổi của bùn 9 ngày - Xác định thành phần hoạt tính của vi khuẩn Nitrat trong bùn hoạt tính: XN = fN *X fN = 0,16(NH4sẽkhử) 0,6(BOD5sẽkhử)+0,16(NH4sẽkhử) fN = 0,16(25-5) 0,6(165,73-20)+0,16(25-5) = 0,036 XN = 0,036*2500 = 90 (mg/l) Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 62 MSSV: 107108018 - Thời gian cần thiết để Nitrat hĩa tính theo cơng thức 5-19 trong tài liệu [ ]1 θN = VQ = Nvào-Nra ρNXN = 25-5 2,54*90 = 0,22 ngày = 5,28 giờ ⇒ Thể tích bể Aerotank: V = Qngàytb * θN = 160*0,22 = 35,2 (m3) chọn V = 35 m3 Š Tính tốn theo điều kiện khử BOD5 - Xác định tốc độ oxy hĩa (giảm) BOD5 mg/l cho 1 mg/l bùn hoạt tính trong 1 ngày Từ cơng thức 1θC = Y*ρ - Kd → ρ = 1 Y ⎝⎜ ⎛ ⎠⎟ ⎞1 θC+Kd Lấy θC = 9 ngày theo tuổi của bùn Nitrat hĩa đã tính ở trên: Y = 0,6 ( theo bảng 5-1 tài liệu [ ]1 ) Kd = 0,055 ( theo bảng 5-1 tài liệu [ ]1 ) ρ = 10,6 ⎝⎜ ⎛ ⎠⎟ ⎞1 9+0,055 = 0,27 mg BOD/mg bùn ngày. - Thời gian cần thiết để khử BOD5: θBOD5 = VQ = So-S ρX = 163,75-20 0,27*2500 = 0,21 ngày = 5 giờ Do θBOD5 < θN nên chọn dung tích bể tính theo thời gian lưu nước để Nitrat hĩa θc = 0,22 ngày = 5,28 giờ ; V = 35 m3. Như vậy hàm lượng BOD5 đầu ra S<30 mg/l ; S = So - θc ρ X = 163,75 - 0,22*0,27*(2500 -90) ≈ 0 BOD5 dạng hịa tan đầu ra S ≈ 0 chỉ cịn lại BOD trong cặn lơ lửng chưa oxy hĩa hết Vậy thể tích bể cần thiết là W = 35 m3 ¾ Xác định kích thước bể Aerotank Chọn chiều cao hữu ích của bể Aerotank là 2,7 m Chiều cao bảo vệ hbv= 0,3 m. Vậy chiều cao xây dựng của bể là: H = h + hbv = 2,7 + 0,3 = 3 m Chọn chiều rộng bể : B = 2,5 m Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 63 MSSV: 107108018 Chiều dài của bể : L = 5 m Vậy kích thước của bể Aerotank là L x B x H = 5 m x 2,5 m x 3 m Thể tích thực của bể là: Wt = L x B x H = 5 x 2 x 3,5 = 37,5 m3 ¾ Tính tốn lượng bùn dư thải ra mỗi ngày Tốc độ tăng trưởng của bùn: 1b d c YY K θ= =+ 0,6 1+0,055*9 = 0,4 Trong đĩ: θcN: tuổi của bùn θc = 9 (ngày) Kd: Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,055 ngày-1 Lượng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày do khử BOD5: )( 0 =−×= rabngtbx SSYQP 160*0,4*(163,75-20)*10-3 = 9,2 (kg/ng.đ) Lượng cặn sinh ra mỗi ngày là: 1 =−= z PP xss 9,2 1-0,2 = 11,5 (kg/ngày đêm) Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi: Pxả = PSS – Pra = 11,5 – 6,4 = 5,1 (kg/ngày đêm) Với: =×= rangtbra SSQP 160*40*10-3 = 6,4 (kg/ngày đêm) ¾ Xác định lưu lượng bùn thải Qxả = ct cra ng tb X XQXW θ θ )()( ××−× Trong đĩ: Xt : Nồng độ bùn hoạt tính trong vịng tuần hồn (cặn khơng tro), Xt = (1 – 0,2)* 8.000 = 6400 (mg/l); Xra : Nồng độ VSS ra khỏi bể lắng, Xra= SSra* a = 40*0,75 = 30 (mg/l). Vậy lưu lượng bùn thải là: Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 64 MSSV: 107108018 Qxả = (35*2500)-(160*30*9) 6400*9 = 0,77 (m 3/ngày đêm) ¾ Hệ số tuần hồn bùn Phương pháp cân bằng vật chất với bể Aerotank: (Q + Qt).X = Q . X0 + Qt . Xt Trong đĩ: Q : Lưu lượng nước thải vào bể, Q = 160 m3/ngày đêm ; Qt : Lưu lượng bùn tuần hồn, m3/ngày ; X : Nồng độ VSS trong bể, X = 2.500 mg/l; X0 : Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể; Xt : Nồng độ VSS trong bùn tuần hồn, Xt = 6400 mg/l. Chia 2 vế của phương trình trên cho Q và đặt tỉ số Qt/Q = α (α được gọi là tỉ số tuần hồn), ta được: α Xt = X+α X Hay X X T =−= Xα 2500 6400-2500 = 0,64 Lưu lượng bùn tuần hồn : 3=×= αngtbt QQ 160*0,64 = 102,4 m3/ngày đêm = 4,27 m3/giờ ¾ Kiểm tra tải trọng thể tích và tỉ số F/M Kiểm tra tỷ số khối lượng chất nền trên khối lượng bùn hoạt tính F/M: M F =×= X So θ 163,75 0,22*2500 = 0,3 kgBOD5/kgMLVSS.ngày Tỉ số F/M nằm trong giới hạn cho phép đối với bể Aerotank xáo trộn hồn tồn: F/M = 0,2 ÷ 0,6 kgBOD5/kgMLVSS.ngày Bể lắng Aerotank Q + Qt,X Q,XrQ, X0 Qt, Xt Qr, Xt Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 65 MSSV: 107108018 Tải trọng thể tích: La = 10V SQ 3O =×× − 160*163,7535 *10 -3 = 0,75 kgBOD5/m3.ngày La = 0,75 nằm trong khoảng cho phép La = 0,7 ÷ 1,9 (kgBOD/m3.ngày) (Theo tài liệu Thốt nước của PGS.TS. Hồng Văn Huệ) ¾ Xác định lượng khí cấp cho Aerotank Tính lượng oxy cần thiết cho quá trình khử BOD và oxy hĩa amoni NH4+ thành NO3- theo cơng thức: OCo = Q(So-S) 1000*f - 1,42Px + 4,57Q(No-N) 1000 Trong đĩ: Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý Q = 160 m3/ngày đêm So: Nồng độ BOD đầu vào So = 163,75 (mg/l) S: Nồng độ BOD đầu ra S = 20 (mg/l) f: Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD f = BOD5COD thường f = 0,45-0,68, chọn f = 0,62 Px : Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày Px = 9,2 kg/ngđ. 1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD No: Tổng hàm lượng Nito đầu vào (TKN) No = 25 mg/l N: Tổng hàm lượng Nito đầu ra N= 5 mg/l 4,57: Hệ số sử dụng oxy khi oxy hĩa NH4+ thành NO3- OCo = 160(163,75-20) 1000*0,62 - 1,42*9,2 + 4,57*160(25-5) 1000 = 38,66 (kg O2/ngày) ¾ Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế OCt = OCo ⎝⎜ ⎛ ⎠⎟ ⎞Cs20 βCsh-Cd 1 1,024(T-20) * 1 α Trong đĩ: β : Hệ số diều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, β = 1 Cs20 : Nồng độ oxy bảo hịa trong nước ở 200C, Cs = 9,08 (mg/l); Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 66 MSSV: 107108018 Cd : Nồng độ oxy cần duy trì trong bể, C = 1,5 – 2 mg/l ( Tính tốn cơng trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai); chọn C = 1,5 (mg/l); Csh : Nồng độ oxy bão hịa trong nước sạch ứng với nhiệt độ (ToC), chọn Csh = 9,08mg/l T : Nhiệt độ nước thải (T = 150C); α : Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào trong nước thải (do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt), α = 0,6 – 0,94; chọn α = 0,8. ⇒ OCt = 38,66 ⎝⎜ ⎛ ⎠⎟ ⎞9,08 1*9,08-1,5 1 1.024(25-20) . 1 0,8 = 65,18 (kg O2/ngày) ¾Lượng khơng khí cần thiết: Qkhí = OCtOU *f Trong đĩ: f : Hệ số an tồn, f=1,5 – 2; chọn fa = 1,5 (Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai); OU : Cơng suất hịa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho 1m3 khơng khí; OU = ou*h Với ou : Phụ thuộc hệ thống phân phối khí. Chọn hệ thống phân phối bọt khí mịn, (Tra bảng 7 – 1 sách Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai). Bảng 4.7 Cơng suất hịa tan oxy vào trong nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn Điều kiện thí nghiệm Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình Ou = gO2/m3.m Ou = gO2/m3.m Nước sạch T = 200C 12 10 Nước thải T = 200C, α = 0,8 8,5 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 67 MSSV: 107108018 Bể sâu h1 =3,5 m ; độ ngập nước h= 3 m Ta chọn : ou= 7 gO2/m3.m h : Độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h = 3 m → OU = 7 * 3 = 21 (gO2/m3.m) → Qkhí = 65,1821*0,001 *1,5 = 4655(m 3/ngày) = 193,95 m3/h = 0,053 m3/s ¾ Tính tốn máy thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo cơng thức: Hd = hd + hc + hf + H Trong đĩ: hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, m; hc : Tổn thất cục bộ, m; hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối, m; H : Chiều sâu hữu ích của bể, H = 3 m. Tổng tổn thất hd + hc thường khơng vượt quá 0,4 m; tổn thất hf khơng quá 0,5 m. Vậy áp lực cần thiết là: Hd= hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + 3 = 3,9 m Áp lực khơng khí sẽ là: 1 33,10 33,10 =+= dHp 10,33+3,910,33 = 1,378 atm Cơng suất máy thổi khí tính theo cơng thức: 102 )1(34400 29,0 =×−= η kkQpN 34400(1,378 0,29-1)*0,053 102*0,8 = 2,18 kw Trong đĩ: Qkk : Lưu lượng khơng khí, q = 0,053 m3/s; η : Hiệu suất máy nén khí; η = 0,7 ÷ 0,9. chọn η = 0,8. ⇒ Chọn máy thổi khí cĩ cơng suất N = 3 Kw, được sản xuất tại Đài Loan ¾ Tính tốn thiết bị phân phối khí Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi SVTH: Nguyễn Thị Dung 68 MSSV: 107108018 Khí được phân phối bằng các đĩa phân phối khí φ = 170 mm, cường độ thổi khí bằng 240 l/phút = 4 (l/s). Diện tích bề mặt đĩa: 2 22 023,0 4 17,0 4 mDF =×== ππ Số đĩa phân phối trong bể là: 7,3 == kkQn 0,053*10004 = 13,25 đĩa ; chọn 14 đĩa Ỉ Số đĩa phân phối trong bể là 14 đĩa. ¾ Tính tốn đường ống phân phối khí Tính ống dẫn khí chính Lưu lượng khí trong ống chính: Q = 0,053 m3/s. Vận tốc khí đi trong ống dẫn khí được duy trì trong khoảng 15 ÷ 20 m/s. Chọn vkhí = 18 m/s. Đường kính ống dẫn khí chính: v QD kk4 =× ×= π 4*0,053 3,14*18 = 0,06m Chọn ống dẫn khí chính làm bằng sắt tráng kẽm φ = 65 mm, độ dày