Đề tài Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu tái định cư Mỹ Dinh - Cần Giuộc, công suất 160m3/ngày

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Biochemical oxygen Demand : Nhu cầu ôxy sinh hóa BTCT : Bê tông cốt thép BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trường COD : Chemical Ôxygen Demand : Nhu cầu ôxy hóa học DO : Dissolved Ôxygen : Nồng độ ôxy hòa 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 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 thông 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 thông số lưu lượng dùng trong thiết kế. Bảng 4.2 : Thông số thiết kế giỏ chắn rác Bảng 4.3 : Tổng hợp tính toán hố thu Bảng 4.4 : Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể điều hòa Bảng 4.5. : Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở toC ³ 20oC Bảng 4.6. : Thông số thiết kế bể lắng 1 Bảng 4.7 : Công suất hòa tan oxy vào trong nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn Bảng 4.8: : Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể Aerotank Bảng 4.9 : Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng 2 (bể lắng đứng) Baûng 4.10 : Baûng toùm taét caùc thoâng soá thieát keá beå 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 : Thông số kích thước bể lọc Bảng 4.14 : Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể khử trùng. Bảng 4.15 : Tổng hợp tính toán bể nén bùn. Bảng 4.16 : Tải trọng cặn trên 1 m2 sân phơi bùn. Bảng 4.17 : Tổng hợp tính toán sân phơi bùn Bảng 4.18 : Hệ số động học bùn hoạt tính ở 20oC. Bảng 4.19 : Thông số kích thước SBR Bảng 4.20 : Tổng hợp tính toán bể nén bùn. Bảng 4.21 : Tải trọng cặn trên 1 m2 sân phơi bùn. Bảng 4.22 : Tổng hợp tính toán sân phơi bùn Bảng 4.23 : Tổn thất áp lực qua các công trình. Bảng 5.1 : Bảng dự toán chi phí xây dựng phương án 1 Bảng 5.2: : Vốn đầu tư cho từng thiết bị Bảng 5.3 : Bảng dự toán chi phí xây dựng phương án 2 Bảng 5.4 : Vốn đầu tư cho từng thiết bị Bảng 5.5 : Dự toán chi phí điện năng. Bảng 5.6 : Dự toán chi phí hóa chất. Bảng 5.7 : Dự toán chi phí trả cho nhân công DANH MỤC BẢNG HÌNH Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1 Hình 3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2 PHẦN I: MỞ ĐẦU 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 sông Cửu Long, rất thuận tiện cho việc giao lưu hàng hóa trong và ngoài nước. Huyện có khả năng tiếp cận với quá trình đô thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ ở các nơi khác. Các loại hình công nghiệp, dịch vụ phát triển và có khả năng thu hút nhiều dự án đầu tư trong và ngoài 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 công nhân viên làm việc tại các nhà máy, xí nghiệp, trong các khu công 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 đô thị chung của xã và của huyện Cần Giuộc. Khi dự án đi vào hoạt động các tác động tiêu cực ảnh hưởng đến môi trường là không thể tránh khỏi. Môi trường không 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 môi trường, trong đó chủ yếu là nước thải sinh hoạt, Để hạn chế những ảnh hưởng xấu đến môi 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 môi trường mà chưa được xử lý. Việc thải trực tiếp nước thải ra môi trường không những gây ô nhiễm môi trường xung quanh mà còn làm mất mỹ quan, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của cộng đồng dân cư lân cận nguồn thải. Do vậy, việc tính toán thiết kế một trạm xử lý nước thải sinh hoạt cần phải được tiến hành đồng bộ với việc lập dự án xây dựng khu tái định cư Mỹ Dinh. Vì vậy, đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu tái định cư Mỹ Dinh - Cần Giuộc, công suất 160m3/ngày” được chọn làm đồ án kết thúc khóa học. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Dựa trên những thông 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. NỘI DUNG ĐỀ TÀI Nội dung đồ án tập trung nghiên cứu vào các vấn đề sau: Tổng quan về hệ thống thoát 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 môi trường tại khu vực dự án khu tái định cư Mỹ Dinh - huyện Cần Giuộc. Tính toán 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 đó tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu tái định cư. 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 ô nhiễm do nước thải sinh hoạt gây ra khi Dự án hoạt động. Phương pháp so sánh: So sánh ưu khuyết điểm của các công nghệ xử lý để đưa ra giải pháp xử lý chất thải có 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 có liên quan. Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công 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 mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nước thải. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt. Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho người dân cũng như Ban quản lý Khu tái định cư. Khi trạm xử lý hoànn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập. PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Tổng quan về nước thải sinh hoạt 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 công trình công cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản xuất. NTSH ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm. Khối lượng nước thải của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào: Quy mô dân số Tiêu chuẩn cấp nước Khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nước Mức độ ô 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: - Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng 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. 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 vô cơ, ngoài ra nước thải sinh hoạt còn 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 có trong nước thải ở các kích thước khác nhau, được chia thành 3 nhóm: Nhóm 1: gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải, giấy, cành lá cây, sạn, sỏi, cát, da, lông…) ở dạng lơ lửng ( d > 10-1 mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt (d = 10-1 – 10-4 mm) Nhóm 2: gồm các chất bẩn dạng keo (d = 10-4 – 10-6 mm) Nhóm 3: Gồm các chất bẩn ở dạng hoà tan có d < 10-6 mm; chúng có thể ở dạng ion hoặc phân tử. Theo thành phần hoá học: Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải có các tính chất hoá học khác nhau, được chia thành 2 nhóm: Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axit vô cơ, các ion của muối phân ly…(khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt ); Thành phần hữu cơ: Các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn bã bài tiết…(chiếm khoảng 58%) Các chất chứa Nitơ:Urê, protêin, amin, acid amin… Các hợp chất nhóm hydrocacbon: mỡ, xà phòng, cellulose… Các hợp chất có 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 ô nhiễm Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn Chất rắn hòa tan Chất rắn không hòa 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 đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết, 2004) Như vậy, đặc tính chung của NTSH thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD, COD), các chất dinh dưỡng (nitơ phospho), các vi trùng gây bệnh (Ecoli, coliform…). Tác hại của nước thải sinh hoạt đến môi trường nước Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt là do các thành phần tồn tại trong nước thải gây ra. - Nhu cầu oxy hóa học(COD) và nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Sự khoáng hóa, 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 môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như: H2S, NH3, CH4,… làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi 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 hóa (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 đó nồng độ oxy ban ngày rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra). - Màu: gây mất mỹ quan. - Dầu mỡ; gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt. Sự có 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 có mặt của các vi sinh vật, trong đó có các vi khuẩn gây bệnh, đe dọa tính an toàn vệ sinh của nguồn nước. 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 ô nhiễm trong nước thải theo quy định bằng cách áp dụng công nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước. Việc xây dựng trạm xử lý nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng là cần thiết đối với hầu hết các nguồn thải, nhằm làm sạch nước trước khi đưa trở lại môi trường. Tuỳ theo điều kiện nội tại của mỗi địa phương sẽ có những yêu cầu khác nhau về mức độ xử lý. Tuy nhiên, tối thiểu phải đảm bảo khi nước thải trở ra môi trường thì nguồn tiếp nhận phải có khả năng hồi phục, nghĩa là môi trường có khả năng tự trở lại trạng thái cân bằng tự nhiên, có thể đồng hoá lượng chất ô nhiễm có 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 môi trường, để duy trì cân bằng sinh thái bảo vệ môi trường thì việc xử lý nước thải ô nhiễm là hết sức cần thiết nhằm tránh những hậu quả tiêu cực đối với môi trường. Đó chính là mục đích chính yếu mà hệ thống xử lý nước thải cần đạt được. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Có 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 hóa học, xử lý sinh học. 1.2.1 Xử lý cơ học Trong nước thải thường có 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… Ngoài ra còn có các loại hạt lơ lửng ở dạng huyền phù rất khó lắng. Xử lý cơ học nhằm loại bỏ các tạp chất không hoà 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 công trình xử lý sau. 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 thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công 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 có thể bằng thép, inox, nhực hoặc gỗ. Tiết diện của các thanh này là hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip. Bố trí song chắn rác trên máng dẫn nước thải. Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước chảy để giữ rác lại. Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc 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 công, hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hay bán tự động. Bể lắng cát Được thiết kế trong quy trình xử lý nước thải nhằm tách các tạp chất vô cơ không tan có 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 không có lợi đối với các quá trình làm trong, xử lý sinh hoá nước thải và xử lý cặn cũng như không có lợi đối với các thiết bị công nghệ trong quy trình do có khả năng gây tắc nghẽn hệ thống. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi sau đó có thể tận dụng lại cho những mục đích xây dựng. Bể điều hoà Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chảy về trạm xử lý nước thải, đặc biệt đối với dòng thải công nghiệp và dòng thải sinh hoạt thường xuyên dao động theo thời gian trong ngày. Khi xây dựng bể điều hoà có thể đảm bảo cho các công trình xử lý tiếp theo làm việc ổn định và đạt được giá trị kinh tế cao. Có 2 loại bể điều hòa: - Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đường chuyển động của dòng chảy. - Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu, có thể nằm trực tiếp trên đường vận chuyển của dòng chảy hoặc nằm ngoài đường đi của dòng chảy. Bể lắng đợt 1, đợt 2 Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng 1) hoặc các bông cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay từ quá trình xử lý sinh học (bể lắng 2). Theo chiều dòng 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 không 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. Bể lọc Được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước rất nhỏ mà không thể loại được bằng phương pháp lắng ra khỏi nước. Để lọc nước thải, người ta có thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau. Các thiết bị lọc có 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 không, hay lọc dưới áp lực thủy tĩnh của cột chất lỏng … Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn, không cần sử dụng các lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc có 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 có thể loại bỏ khỏi nước thải 60% tạp chất không hoà tan và 20% BOD, và thường thì xử lý cơ học giữ vai trò xử lý sơ bộ trước khi qua các giai đoạn xử lý sinh học, hoá học. Xử lý hoá học Trung hoà Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axid vô cơ hoặc kiềm về dạng trung tính có pH = 6,5 – 7,5. Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách: trộn lẫn nước thải có tính acid với nước thải có tính bazơ; bổ sung thêm các tác nhân hoá học; lọc qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hoà, hấp phụ khí chứa axid bằng nước thải chứa kiềm,… Để trung hòa nước thải chứa axit, có thể sử dụng các tác nhân hóa học như: NaOH, KOH, dung dịch amoni NH4OH, đôlômit (CaCO2.MgCO3), … Xong tác nhân rẻ nhất là vôi sữa 5-10% Ca(OH)2, tiếp đó là soda và NaOH ở dạng phế thải. Để trung hòa nước thải có chứa kiềm, có thể dùng khí axit (chứa CO2, SO2, NO2, … ). Việc sử dụng khí axit không những có thể trung hòa được nước thải mà còn làm giảm chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại. Ôxy hóa khử Để làm sạch nước thải, có thể sử dụng các tác nhân oxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, peroxy hydro (H2O2), oxy của không khí, ozone. Quá trình oxy hóa 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 hóa chất nên thường chỉ sử dụng khi không thể xử lý bằng những phương pháp khác. Phương pháp hoá lý Bản chất của quá trình xử lý hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để loại bớt chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh. Xử lý hoá 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 có trong nước thải thành những dạng bông cặn có kích thước lớn có thể lắng. Phương pháp áp dụng một số chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn rồi lắng để loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Việc lựa chọn chất tạo bông 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 bông 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 nhôm (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 không phân ly, dạng cao phân tử có 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 bông cặn sau đó. 1.2.3.2 Hấp phụ Quá trình hấp phụ và hấp thụ: là quá trình thu hút một chất nào đó từ môi trường bằng vật thể rắn hoặc lỏng. Chất có khả năng thu hút được gọi là chất hấp phụ hay hấp thụ còn chất bị thu hút gọi là chất bị hấp phụ hoặc chất bị hấp thụ. Hấp phụ dùng để tách các chất hữu cơ và khí hoà tan khỏi nước thải bằng cách tập trung những chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hoà tan với các chất rắn (hấp phụ hoá 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 không cao và chúng không bị phân huỷ bởi vi sinh hoặc chúng rất độc như thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc sát trùng, các hợp chất nitơ vòng 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 vô cơ như đất sét, silicagel, keo nhôm… 1.2.3.3 Tuyển nổi Phương pháp dùng để loại bỏ các tạp chất ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng có 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 công 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 khó 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 không. +Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí tan) +Tuyển nổi cơ giới. +Tuyển nổi với cung cấp không khí qua vật liệu xốp. +Tuyển nổi điện. +Tuyển nổi sinh học. +Tuyển nổi hoá học. Trong đó tuyển nổi khí tan thường được áp dụng nhiều nhất. 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 có tác dụng phân hóa những chất hữu cơ trở thành nước, những chất vô 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 có thể xử lý bằng phương pháp này nước thải sản xuất cần không chứa các chất độc và tạp chất, các muối kim loại nặng, hoặc nồng độ của chúng không được vượt quá nồng độ cực đại cho phép và có tỷ số BOD/COD ³ 0,5. Các công trình sinh học có thể được chia làm các công trình sinh học hiếu khí và kỵ khí, hoặc có thể được phân loại thành các công trình sinh học trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo. 1.2.4.1 Công 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 công 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 có độ dốc tự nhiên 0,02, cách xa khu dân cư về cuối hướng gió, và thường được xây dựng ở những nơi đất cát, acát… Cánh đồng tưới và bãi lọc là những ô đất được san phẳng hoặc dốc không đáng kể, và được ngăn cách bằng những bờ đất. Nước thải được phân phối vào các ô nhờ hệ thống mạng lưới tưới, bao gồm: mương chính, mương phân phối và hệ thống mạng lưới tưới trong các ô. Kích thước của các ô 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. Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải hồ sinh học còn có thể đem lại những lợi ích sau: Nuôi trồng thủy sản Nguồn nước để tưới cho cây trồng Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị. Căn cứ theo đặc tính tồn tại và tuần hoàn của các vi sinh và sau đó 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 hóa 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 công nghiệp có độ nhiễm bẩn lớn, còn ít dùng để xử lý nước thải sinh hoạt, vì nó gây ra mùi hôi thối khó 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 ôxy hóa 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 có thể chia làm 3 phần: lớp trên mặt là vùng hiếu khí, lớp giữa là vùng trung gian, còn lớp dưới là vùng kỵ khí. Hồ hiếu khí: Quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ bằng vi sinh vật hiếu khí. Được phân làm hai nhóm: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo. . Hồ làm thoáng tự nhiên: ôxy cung cấp cho quá trình ôxy hóa chủ yếu do sự khuyếch tán không khí qua mặt nước và qua quá trình quanh hợp của các thực vật nước. . Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo: nguồn cung cấp ôxy cho quá trình sinh hóa là bằng các thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy cơ học. 1.2.4.2 Công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo v Bể lọc sinh học (bể Biôphin) Là công 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 ôxy cần thiết để ôxy hóa 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 biôphin được phân loại dựa theo nhiều đặc điểm khác nhau, nhưng trên thực tế bể được phân làm hai loại: Biôphin nhỏ giọt: dùng để xử lý sinh hóa nước thải hoàn toàn. Đặc điểm riêng của bể là kích thước của các hạt vật liệu lọc không 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. Biôphin cao tải: khác với biôphin nhỏ giọt là chiều cao của bể công tác và tải trọng tưới nước cao hơn, vật liệu lọc có kích thước 40 – 60 mm. Nếu ở bể biôphin nhỏ giọt thoáng gió là nhờ tự nhiên thì ở bể biôphin cao tải lại là nhân tạo. Bể có thể được dùng để xử lý nước thải bằng sinh học hoàn toàn hoặc không hoàn toàn. Bể Aeroten Bể Aeroten là công trình là bằng bê tông, bê tông cốt thép, với mặt bằng thông dụng là hình chữ nhật, là công trình sử dụng bùn hoạt tính để xử lý các chất ô nhiễm trong nước. Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng ôxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng, và để đảm bảo ôxy dùng cho quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc làm thoáng gió. Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không 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 có bể thông thường và bể có ngăn phục hồi; theo phương pháp làm thoáng là bể làm thoáng bằng khí nén, máy khuấy cơ học, hay kết hợp; … Ngoài 2 công trình xử lý sinh học nhân tạo trên còn có các công trình khác: Mương ôxy hóa, 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 Thông thường( dòng đẩy) Xáo trộn hoàn toàn Làm thoáng theo bậc Oxi nguyên chất Bể phản ứng hoạt động gián đoạn Ổn định tiếp xúc Làm thoáng kéo dài Kênh oxy hoá Bể sâu Bể rộng- sâu Nitrat hoá sinh trưởng lơ lửng Hồ làm thoáng Phân huỷ hiếu khí Không khí thông thường Oxi nguyên chất Khử BOD chứa cacbon (nitrat hoá) Nitrat hoá Khử BOD –chứa cacbon (nitrat hoá) 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 hoá Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá Quá trình trung gian Anoxic Sinh trưởng lơ lửng Sinh trưởng gắn kết Sinh trưởng lơ lửng khử nitrat hoá. Màng cố định khử nitrat hoá Khử nitrat hoá 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 hoá Ổn định chất thải – khử nitrat hoá 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 có tính chất khác nhau Quá trình một bậc hoặc nhiều bậc Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá,khửnitrat hoá, khử phosphor Khử BOD chứa cacbon- nitrat hoá,khử nitrat hoá, 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 hoá Khử BOD chứa cacbon Khử BOD chứa cacbon (ổn định chất thải- bùn Xử lý cặn Trong các trạm xử lý thường có 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 có khả năng, do đó 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 Cô đặc cặn bằng trọng lực Là phương pháp để bùn lắng tự nhiên, các công 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 Cô đặc cặn bằng tuyển nổi Lợi dụng khả năng hòa tan không khí vào nước khi nén hỗn hợp khí nước ở áp lực cao, sau đó giảm áp lực của hỗn hợp xuống áp lực của khí quyển, khí hòa tan lại tách ra khỏi nước dưới dạng các bọt nhỏ dính bám vào hạt bông cặn, làm cho tỷ trọng hạt bông cặn nhẹ hơn nước và nổi lên trên bề mặt. Các công trình sử dụng phương pháp này gọi là bể tuyển nổi có hình chữ nhật hoặc hình tròn. 1.2.5.3 Ổn định cặn Là phương pháp nhằm phân hủy các chất hữu cơ có 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. Có thể ổn định cặn hóa chất, hay bằng phương pháp sinh học hiếu khí hay kỵ khí. Các công trình được sử dụng trong ổn định cặn như: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể mêtan… 1.2.5.4 Làm khô cặn Có thể sử dụng sân phơi, thiết bị cơ học (máy lọc ép, máy ép băng tải, máy lọc chân không, máy lọc ly tâm…), hoặc bằng phương pháp nhiệt. Lựa chọn cách nào để làm khô cặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mặt bằng, điều kiện đất đai, yếu tố thủy văn, kinh tế xã hội… CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN KHU TÁI ĐỊNH CƯ MỸ DINH - XÃ 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 lyù 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 công ty Cổ phần Mỹ Dinh làm chủ đầu tư, là một trong những khu dân cư có quy mô 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 Đông giáp đê Lò Đường, - Phía Bắc giáp đường Lò 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 mô 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 lô(mỗi lô có diện tích trung bình là 100m2) và nhà vườn 23 lô(mỗi lô có diện tích trung bình là 202m2) với tổng diện tích 35.161 m2. Tùy thuộc vào yêu cầu tái định cư cụ thể để phân thành các lô nhà vườn, nhà phố thích hợp. - Khu đất công cộng: Gồm các công trình công 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 thông: 17.324,7m2 bố trí đường giao thông 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 công viên cây xanh, dải cây xanh cách ly được bố trí hợp lý, tăng độ phủ cây xanh cho toàn 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 công cộng 3.771,8 5,9 Đất ở - Nhà liên kết: 307 lô - Nhà vườn: 23 lô 35.161 55 Đất cây xanh - TDTT 7.671,5 12 Đất giao thông 17.324,7 27,1 Tổng cộng 63.929 100 2.1.2.2 Tổ chức không gian quy hoạch, kiến trúc Nhà trẻ đặt ngay trung tâm khu quy hoạch, giáp với công viên cây xanh, tạo không khí trong lành đồng thời đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ môi 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 toàn 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 toàn 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 ô nhiễm cho khu vực. Bố trí giao thông 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 Lò Đường, đảm bảo không ảnh hưởng đến dân cư, đồng thời thuận lợi dẫn nước thải đã xử ly ra kênh Lò Đường và ra sông cần Giuộc. 2.1.2.3 Phương án phát triển hạ tầng kỹ thuật v Hệ thống đường giao thông: Khu vực quy hoạch được thiết kế một hệ thống giao thông hoàn 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 thoát nước của khu vực. - Đường giao thông chính: Đường MD2 vuông góc với đường Lò Đường vào khu quy hoạch; tận dụng tuyến đường đê Lò Đường hiện hữu chạy dọc theo khu đất. - Đường giao thông nội bộ: Đường MD1, MD3, MD5, MD4, MD6 v 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 mô Lưu lượng (m3/ngđ) Nước sinh hoạt 150 l/người/ngày.đ 1200 180 Khu công cộng 10% Qsh 18 Tưới cây rửa đường 5% Qsh 9 Dự phòng 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 công cộng Q = 198m3/ngày v Hệ thống thoát nước: Hai hệ thống cống thoát 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. - Thoát nước mưa: Các ống thoát nước được bố trí dọc theo các tuyến đường của khu quy hoạch. Hướng thoát nước chính ra kênh Lò Đường và ra sông Cần Giuộc. Lượng nước mưa trên toàn khu đất dự án khoảng 299m3/ngđ (tính theo lượng mưa trung bình năm là 1.700mm). - Thoát 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 công trình công cộng được tập trung về các đường ống chính dẫn đến trạm xử ly tập trung trước khi đổ ra kênh Lò Đường xử ly tại trạm theo QCVN 14-2008, cột A. 2.2 Diều kiện tự nhiên và môi trường khu vực dự án 2.2.1 Hiện trạng sử dụng đất Khu vực dự án có: - Đất ở nông thôn (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 nông nghiệp, còn lại một ít đất thổ cư, dừa nước và kênh rạch. - Dân cư nơi đây sống chủ yếu bằng nông nghiệp (lúa một vụ, nuôi tôm, cá … ) phần lớn thanh niên trong xã đi làm công nhân cho các công ty, xí nghiệp trên địa bàn các khu công nghiệp lân cận và thành phố Hồ Chí Minh. - Kiến trúc các công trình nhà ở chủ yếu là nhà tạm, nhà bán kiên cố. Cơ cấu đất năm 2000 được ghi nhận như sau: Đất nông 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 sông rạch 1.963 ha chiếm 9,45% diện tích tự nhiên. 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, có độ cao trung bình từ 1 - 2m so với mực nước biển. Có 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 Đông. Thổ nhưỡng của huyện chia thành 4 nhóm đất chính như sau: - Nhóm đất phù sa ngọt 6.594 ha chiếm 34,45% diện tích tự nhiên. Đất có hàm lượng dinh dưỡng khá, địa hình tương đối cao, thích hợp cho cây lúa, rau màu và hoa quả. - Nhóm đất phù sa nhiễm mặn 3.329 ha, chiếm tỷ lệ 17,4% diện tích tự nhiên . Đất có hàm lượng dinh dưỡng khá, thích nghi với cây lúa. - Nhóm đất phèn không nhiễm mặn có diện tích là 1.039 ha, chiếm tỷ trọng 5,4% diện tích tự nhiên. Đất này thích nghi với cây lúa. - Nhóm 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 có 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 có diện tích phân bố rộng trên toàn vùng, chúng lộ ra ngay trên mặt. Thành phần đất đá chủ yếu là các trầm tích hạt mịn: sét, bột, bột sét, bột cát có màu xám tro, xám đen và mùn thực vật. b, Tầng chứa lỗ hỏng các trầm tích Pleixtoxen: Tầng này có diện tích phân bố rộng trên toàn vùng. Chúng không 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 có diện tích phân bố rộng trên toàn vùng. Chúng không 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 có diện tích phân bố rộng trên toàn vùng. Chúng không 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 có diện tích phân bố rộng, chúng không 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 gió mùa, gồm hai mùa mưa nắng rõ rệt. Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11. 2.2.3.1 Nhiệt độ không 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 Hóa 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 Hóa: 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 không khí có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phát tán, pha loãng và chuyển hóa các chất ô nhiễm trong khí quyển. Đồng thời nhiệt độ còn là yếu tố làm thay đổi quá trình bay hơi dung môi hữu cơ, các chất gây mùi hôi, là yếu tố quan trọng tác động trực tiếp lên sức khỏe công nhân trong quá trình lao động. Vì vậy khi tính toán, dự báo ô nhiễm không 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 khô 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 khô giảm đi rõ rệt, các dòng sông thường có lưu lượng nhỏ nhất, mực nước ngầm hạ thấp sâu hơn và mực nước biển xâm nhập vào đất liền theo các con sông 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 Hóa 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) Chế độ mưa sẽ ảnh hưởng đến chất lượng không khí, mưa sẽ cuốn theo và rửa sạch các loại bụi và chất ô nhiễm trong khí quyển, làm giảm nồng độ các chất này. Đồng thời nước pha loãng và mang theo các chất trên mặt đất (đặc biệt là rửa phèn), làm giảm mức độ ô nhiễm trong môi trường đất. 2.2.3.3 Độ ẩm không khí Độ ẩm không 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 khô 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 Hóa: 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 Hóa 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) 2.2.3.4. Chế độ gió -Mùa mưa hướng gió chủ đạo là hướng Tây Nam, với tần suất xuất hiện 70%, từ tháng 5 đến tháng 11. Gió theo hướng từ biển vào mang theo nhiều hơi nước và gây mưa vào các tháng mùa mưa. -Mùa khô, hướng gió chủ đạo là gió Đông Nam với tần suất 60 -70% từ tháng 12 đến tháng 4. -Vào các tháng mùa mưa, tốc độ gió trung bình lớn hơn mùa khô nhưng chênh lệch các tháng trong năm không nhiều. Tốc độ gió trung bình các tháng trong năm là 1,5 - 2,5m/s và xảy ra các cơn giông, phần lớn là vào mùa mưa với hướng gió 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 không gian. Lượng bốc hơi trung bình trong tỉnh từ 65 - 70% lượng mưa hàng năm. Lượng bốc hơi vào mùa khô 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 có rạch Lò Đường chảy ra sông 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 khô 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 công nghiệp trong quá trình sắp xếp lại doanh nghiệp. Thị trường tiêu thụ hàng hóa của Cần Giuộc là thành phố Hồ Chí Minh, nên huyện có nhiều ưu thế trong các mặt hoạt động sản xuất kinh doanh. Đời sống dân cư đại bộ phận còn khó khăn, mức thu nhập bình quân hàng năm chỉ bằng 57 - 58% của tỉnh. -Cơ cấu kinh tế: § Năm 2005 khu vực nông lâm nghiệp là 36,25; khu vực công nghiệp là 23,1% và khu vực thương mại dịch vụ là 40,7%. §Năm 2010 khu vực nông lâm nghiệp là 27,9%; khu vực công 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 nông, 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 Lò Đường Tuyến hạ thế 1,4KV dẫn từ đường Lò Đường đến các hộ tiêu dùng. 2.3.2.2. Cấp nước Cấp nước đô thị: Hiện tại chỉ có một số đô thị trong vùng được cấp nước bằng trạm cấp nước có quy mô lớn, các thị tứ và khu dân cư nông thôn hiện sử dụng nước sạch từ nhiều nguồn khác nhau. Cấp nước cho các cơ sở công nghiệp: Các cơ sở công nghiệp trên địa bàn đều sử dụng nguồn nước ngầm từ các giếng khoan đặt trong khuôn viên nhà máy. Cấp nươc cho dân cư nông thôn: Nước sinh hoạt cho dân cư nông thôn chủ yếu là nước mặt bị nhiễm phèn, mặn và nước ngầm từ các giếng khoan của UNICEF. Hiện có khoảng 52% số dân nông thôn được sử dụng nước sạch. 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 Lò Đường phục vụ cho người dân. 2.3.2.3 Thoát nước và vệ sinh môi trường Hiện tại người dân trong khu vực chưa có hệ thống thoát nước công cộng. Nước mưa và nước thải từ các hộ dân chảy vào các mương, rạch sau đó thoát ra kênh thoát nước công cộng. 2.3.2.4 Giao thông Giao thông đường bộ: Giao thông đối ngoại: -Quốc lộ: 1A, 50, 62, N1, N2 (đã hình thành hướng tuyến và một số công trình trên tuyến) -Đường tỉnh: 821,822, 823, 824, 825, 826, 827, 830, 832, 833, 834, 835, 836, 838, 839. Giao thông 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 có một bến xe liên tỉnh tại thị xã Tân An, tại các huyện cũng có bến xe nhưng nhỏ hơn. Giao thông đường thủy: Trong vùng kinh tế trọng điểm tỉnh Long An có các sông chính sau: sông Soài Rạp, sông Vàm Cỏ, sông Vàm Cỏ Đông, sông Vàm Cỏ Tây. Ngoài các sông chính trên còn có các sông khác có thể sử dụng cho vận tải thủy như: sông Chợ Đêm, sông Bến Lức, sông Cần Giuộc … 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 đó lao động nông nghiệp 44.119 người chiếm 60,23%, khu vực công 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 còn ở mức độ thấp, chủ yếu là lao động phổ thông chưa qua đào tạo. Lao động có trình độ chuyên môn kỹ thuật chiếm tỷ lệ thấp dưới mức trung bình của tỉnh (11%). Lao động có trình độ chuyên môn qua đào tạo chiếm tỷ lệ thấp 5,53%, dưới mức trung bình của tỉnh 11%. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU TÁI ĐỊNH CƯ MỸ DINH 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý Tuỳ theo đặc tính và lưu lượng nước thải, các phương pháp xử lý được phối hợp thành một chuỗi các công trình liên tiếp để tạo ra hệ thống xử lý nước thải. Dây chuyền công nghệ và các công 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 mô (công suất) và đặc điểm đối tượng thoát nước (lưu vực phân tán của đô thị, khu dân cư, bệnh viện…). - Đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải và khả năng tự làm sạch của nó. - 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 (nuôi cá, tưới ruộng, giữ mực nước tạo cảnh quan đô 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 có liên quan, đề tài lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt cho khu tái định cư Mỹ Dinh như trình bày trong mục 3.2 sau đây. 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 thông số nền cho tính toán các công trình như trong bảng 3.1 sau: Bảng 3.1. Các thông số nước thải đầu vào của KTĐC MỸ DINH Thành phần Đơn vị Giá trị Thông số tính toán 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 hoàn chỉnh, nhằm xử lý triệt để các thành phần ô nhiễm trong nước thải và tránh sự phát sinh mùi hôi thối do nước thải, thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Công nghệ hợp lý áp dụng là sử dụng quá trình sinh học hiếu khí. Dây chuyền công nghệ được tính toán, 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 : 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 hòa 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 công 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 Nước tách từ bể nén và sân phơi bùn Sân phơi bùn Bể chứa và nén bùn Bn tuần hòan Bể điều hòa 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 Hóa chất khử trùng Bơm ĐL Máy thổi khí Bể lắng 2 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1 Bùn dư Bồn lọc áp lực Bể trung gian Chôn lấp Bơm 3.4.1 Phương án 1 v Thuyết minh sơ đồ quy trình công 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 thô 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 hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ chất thải trong nước thải đi vào trạm xử lý. Bể điều hoà được lắp đặt hệ thống sục khí để khuấy trộn và giảm một phần BOD. Nước thải từ bể điều hòa 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 có dạng hình tròn trên bề mặt và đáy có dạng hình nón hay chóp 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. Dòng nước sau khi qua bể lắng I tiếp tục chảy vào bể Aerotank, còn bùn sinh ra ở bể lắng I được đưa đến bể nén bùn và bùn sau khi nén được phơi cho khô 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 có 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 có nhiệm vụ lắng các bông bùn hoạt tính. Bùn lắng sẽ được thu ở dưới đáy bể vào bể chứa bùn và một phần bùn này sẽ được tuần hoàn 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 còn 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 có thể xả ra nguồn tiếp nhận. Hình 3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2 Chôn lấp Bể chứa và nén bùn Bùn dư Bể SBR Bơm Máy thổi khí Nước tách từ bể nén bùn Bể điều hòa Nước thải sinh hoạt Hố thu nước thải Bơm Hố thu nước thải Bơm Nguồn tiếp nhận QCVN 14-2008, Cột A Bể khử trùng Hóa chất khử trùng Bồn lọc áp lực Bể trung gian Bơm Bể lắng 1 3.4.2 Phương án 2 v Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2: Nước thải từ các điểm sử dụng nước theo các hố ga thoát 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 thô để loại bỏ cặn rắn có kích thước lớn hơn 10mm ra khỏi dòng thải. Từ hố thu, nước thải được bơm lên bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và các thành phần (BOD, COD…) của nước thải. Bể điều hòa 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 môi trường đồng nhất cho dòng 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 không nằm trong các hoạt động của bể SBR vì không có 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 không có bùn chết trong quá trình phản ứng và không cần phải tuần hoàn 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 có trong bùn đến mức cho phép trước khi bơm lên sân phơi bùn. Còn 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 còn 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 có thể xả ra nguồn tiếp nhận. 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 có lưu lượng bất kì. - Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa. - Dễ khống chế các thông số vận hành - Hiệu quả xử lý BOD, COD khá cao - Quy trình xử lý đơn giản, ổn định không bị ảnh hưởng nhiều khi lưu lượng thay đổi đột ngột. - Không cần hệ thống bơm tuần hoàn - Không cần bể lắng I. - Giảm diện tích đất xây dựng và chi phí đầu tư. - Có khả năng khử được một phần các hợp chất chứa N, P. Nhược điểm - Lượng bùn sinh ra nhiều - Chiếm nhiều diện tích - Không loại bỏ được hợp chất chứa nitơ - Công nghệ sinh học - bể SBR đòi hỏi sự ổn định tính chất nước thải trước xử lý. - Người vận hành phải có kinh nghiệm và thường xuyên theo dõi chặt chẽ các giai đoạn XLNT của bể SBR. - xây dựng khó khăn. - Thiết kế phức tạp hơn nhiều. Nhận xét: Sau khi so sánh ưu, nhược điểm 2 công nghệ xử lý thấy rằng: Phương án 1 có nhiều ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nước thải khu tái định cư về quy mô, quản lý, vận hành. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG 2 PHƯƠNG ÁN 4.1 Xác định các thông số tính toán Lưu lượng trung bình: Qtbng =160 m3/ngày đêm Qtbh = 6,7 m3/h Qtbs = 0,00186 m3/s = 1,86 (l/s) Q = Q * K = 160 * 1,3 = 208 (m3/ngđ) Trong đó: k là hệ số không điều hòa 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) Q = = = 8,67 (m3/h) Q = = = 0,0024 (m3/s) = 2,5 (l/s) Bảng 4.1 Các thông 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 toán phương án 1 4.2.1 Giỏ chắn rác: v Nhiệm vụ: Giỏ chắn rác giữ lại các tạp chất có kích thước lớn hơn 5mm v Tính toán: Do công suất nhỏ và lượng rác không nhiều, nên chọn giỏ chắn rác thủ công dạng giỏ chứa. Khung gia công bằng V3 inox 304, lưới bao bằng inox 304 lỗ 3 - 5 li. Rác thu gom được hợp đồng với công ty Công Trình Đô Thị Cần Giuộc thu gom và xử lý. Bảng 4.2 Thông số thiết kế giỏ chắn rác Thông số thiết kế Giá trị Chiều rộng (mm) 300 Chiều dài (mm) 300 Chiều sâu (mm) 300 Đường kính lỗ lưới (mm) 3-5 4.2.2 Hố thu v Nhiệm vụ: Hố thu là nơi tập trung toàn 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 có kích thước lớn, đảm bảo cao độ cho hệ thống thoát nước tự chảy. v Vật liệu: Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép v Tính toán: Lưu lượng giờ lớn nhất: Q = 8,67 (m3/h) Chọn thời gian lưu nước là t = 20 phút ( t = 10 ¸ 60 phút) (Lâm Minh Triết - Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, NXB ĐHQG TP HCM, 2006) Ø Kích thước của hố thu Thể tích của hố thu: V = Q x t = 8,67 x = 2,89 m3 = 3 (m3) Chọn chiều cao công tác của bể là: h1 = 1,5 (m) Chọn chiều cao an toàn: hbv = 0,5 (m) Chiều cao toàn phần bể là: H = h1 + hbv = 1,5 + 0,5 = 2 (m) Thiết diện bể là: F = = = 1,5 (m2) Chọn bể có tiết diện hình chữ nhật: L(m) * B(m) = 1,5 (m) * 1(m) Ø Tính ống dẫn nước thải vào và ra khỏi hố thu Chọn ống nhựa uPVC f 168mm để dẫn nước thải vào hố thu. Nước thải được bơm sang bể điều hòa 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 = = = 0,0012 m2 Đường kính ống dẫn nước thải ra: D = = = 0,027 (m) Chọn ống nhựa PVC f 27mm để dẫn nước thải sang bể điều hòa. Ø Tính bơm nước thải từ hố thu sang bể điều hòa: N = = = 0,23 (kW) = 0,31(HP) Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải (m3/s) = 0,00186 (m3/s) H: Cột áp = 10 (mH2O). : Khối lượng riêng của nước (kg/m3). : Hiệu suất bơm (%). Chọn loại bơm nhúng chìm đặt tại hố thu có lưu lượng Qb = 8,542m3/h. Cột áp H =10 m, công suất N = 0,5 Hp, hãng sản xuất Tsurumi – Nhật. Bảng 4.3 Tổng hợp tính toán hố thu Thông 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 Bể điều hòa v Nhiệm vụ Bể điều hòa giúp điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải nhằm giảm kích thước và chi phí các công trình phía sau. Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và cân bằng nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể. v Tính toán Xác định kích thước bể Thể tích bể điều hòa: V = Q *t = 8,67*4 = 34,68 m3, lấy tròn 35 (m3) Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất Q = 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 có tiết diện ngang hình chữ nhật. Tiết diện bể điều hòa: F = = = 14 (m2) 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) Tính toán đường ống dẫn nước vào và ra bể điều hòa Đường kính ống dẫn nước thải vào bể điều hòa Dvào = 27 (mm). Lưu lượng nước thải vào: Q = 8,67 m3/h. Đường kính ống dẫn nước thải sang bể lắng 1: D = = = 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: = = 1,27 (m/s) Tính và chọn bơm nước Lưu lượng cần bơm: Q = 8,67 (m3/h) Công suất bơm: N = = 0,24 (KW) = 0,32(Hp) Trong đó: h : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn h= 0,8 : Khối lượng riêng của nước 1.000 (kg/m3) H: cột áp của bơm H = 8-10 (mH2O), chọn H =8 (mH2O) Chọn 2 bơm chìm công suất 0,5 Hp, hoạt động luân phiên. Tính toán 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 đó: q: Lượng khí cần cung cấp cho 1m3 dung tích bể trong 1phút, q = 0,010,015 (m3khí/m3bể.phút); chọn q = 0,015 (m3khí/m3bể.phút) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai - 2004); Vt : Thể tích thực tế của bể điều hoà Vt = 37,5 (m3). Đường kính ống dẫn khí chính: D = = = 0,025 m Chọn ống dẫn khí chính làm bằng sắt tráng kẽm, f = 34 mm Chọn 2 ống nhánh cấp khí cho bể điều hòa, mỗi ống cách nhau 1,25 m Lượng khí qua mỗi ống nhánh qkhí = = = 0,00375 m/s Đường kính ống dẫn khí nhánh Trong đó: vk : vận tốc khí trong ống nhánh, vk = 10 ÷ 15 m/s, chọn vk = 12m/s d = = 0,02 (m) Chọn ống nhánh bằng sắt tráng kẽm, có đường kính f 21 - Cường độ sục khí trên 1 m chiều dài ống q = = = 0,00125 (m3/s) với L : chiều dài ống khí tối đa Sử dụng ống khí đục lỗ để phân phối khí. - Lượng khí qua 1 lỗ Trong đó : 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 - Số lỗ trên 1 ống = 15 (lỗ) Ø Tính toán máy nén khí - Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí Hk = hd + hc + hf + H Trong đó : 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 H : chiều sâu công tác của bể điều hòa, H = 2,5 m => Hk = 0,3 + 0,4 + 2,5 = 3,2 m - Áp lực không khí P = = = 1,3 (atm) - Công suất máy nén khí N = = = 0,29 (KW) Trong đó: h : hiệu suất máy bơm, h = 0,7 Qkk: lưu lượng không khí cần cung cấp, Qkk= 0,0075(m3/s) Chọn 1 máy nén khí công suất 300 W của hãng sản xuất HITACHI Hàm lượng BOD5, COD, SS sau khi qua bể điều hòa = (100 – 10)% = 220 (1 – 0,1) = 198 mg/l = (100 – 10)% = 250(1 – 0,1) = 225 mg/l = (100 – 10)% = 400 (1 – 0,1) = 360 mg/l Bảng 4.4 Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể điều hòa Thông 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 Công suất 1 máy nén khí 300 W Công suất bơm 0,5 Hp 4.2.4 Bể lắng 1 v Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất lơ lửng có khả năng lắng được ra khỏi nước thải. Ở đây các chất có tỷ trọng lớn sẽ lắng xuống đáy và được tập trung ở hố thu cặn nhờ hệ thống gạt cặn và được thải ra ngoài thông qua ống đặt ở đáy bể. v Tính toán: Chọn bể lắng I có dạng hình tròn trên mặt bằng, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể. Ø Tính kích thước bể lắng đứng. - Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng: F1 = = = 3,9 (m2) Trong đó: 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 = = = 0,1 (m2) Trong đó: Vtt: là tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy không 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 = = = 2,26 (m), chọn D = 2,3 (m) - Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: hl = V * t = 0,000475 * 7200 = 3,42 (m) Trong đó: 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 nón của bể lắng đứng được xác định: hn = h2 + h3 = ( )*tga = ( )* tg50O = 1,1 (m) Trong đó: h2: Chiều cao lớp trung hòa (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 nón cụt, lấy dn = 0,5 (m) a: Góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, a không nhỏ hơn 50O chọn a = 50O - Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng: H = hl + hn + hbv = 3,42 + 1,1+ 0,48 = 5 (m) Trong đó: hbv : là khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,48 (m) Ø Tính toán ống trung tâm - Đường kính ống trung tâm: d = = = 0,36 (m), lấy tròn d =0,4 m - Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán 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: 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 ngoài cùng của miệng loe ống trung tâm đến mép ngoài cùng của tấm chắn theo mặt phẳng qua trục: L = = = 0,04 (m) Trong đó: vk : Tốc độ dòng 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 nón cụt, lấy dn = 0,5 (m) - Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17O Ø Tính toán máng thu nước. Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng 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 = p * Dmáng = 3,14* 2 = 6,28 (m) - Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: aL = = = 25,46 (m3/mdài.ngày) aL = 25,46 nằm trong giới hạn cho phép (theo tài liệu tính toán thiết kế các công 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, góc 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 có 1.000/225 = 4,4 khe , máng dài 6,28 m, vậy có 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. Ø Tính toán 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: = 0,045 (m) - Chọn ống dẫn nước thải vào và ống dẫn nước thải ra là ống nhựa PVC có đường kính bằng nhau và bằng: Dvào = Dra = 49 (mm) Ø Tính toán 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: R = Trong đó: 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 ³ 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 toán thiết kế các công trình xử lý nước thải ) Þ RSS = = 56,34% Þ RBOD5 = = 34,5 % Þ Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra: SS1 = (100% - 56,34%)*198 = 86,45 (mg/l) Þ Hàm lượng BOD5 còn lại trong dòng ra: BOD5 = (100% - 34,5%)*225 = 163,75 (mg/l) - Lượng cặn tươi đi ra từ bể lắng 1 mỗi ngày: M = = = 17,85 (kg/ngày) Trong đó: 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 có hàm lượng cặn 1% (độ ẩm 99%) - Tỉ số VSS:SS = 0,8 - Khối lượng riêng của bùn tươi: 1053 kg/m3 - Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày: Qtươi = = = 1,88 (m3/ngày) - Lượng bùn có khả năng phân hủy sinh học: M = 0,8* M = 0,8*17,85 = 15,86 (kg/ngày) Vì lượng bùn sinh ra được hút không liên tục nên chọn khoảng thời gian hút là t= 48 (giờ) - Công suất của máy bơm bùn: N = = = 0,154 (kw) = 154 (w) Trong đó: h : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93 , chọn h= 0,8; : 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 có công 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 = = = 0,0074 (m) ® Chọn ống nhựa PVC có đường kính Dbùn = 21 mm để dẫn bùn. Bảng 4.6. Thông số thiết kế bể lắng 1 Thông số Giá trị Đơn vị Đường kính bể 2,3 m Chiều cao bể 5 m Chiều cao phần hình nón 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 v Nhiệm vụ: Thực hiện quá trình phân hủy các chất hữu cơ (BOD5) có trong nước thải và oxy hóa NH4+ (amoniac NH3) thành NO3- ở điều kiện hiếu khí, với sự hỗ trợ của các vi sinh vật. v Tính toán: Các thông số tính toán cơ bản cho bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn Lưu lượng nước thải : Q = 160 (m3/ngàyđêm) Nhiệt độ thấp nhất vào mùa đông : 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 hòa tan trong bể : DO = 2 (mg/l) Độ pH duy trì trong bể : pH = 7,2 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) Cặn lơ lửng: SS £ 50 mg/l; chọn SSra = 40 mg/l Các thông số vận hành Cặn hữu cơ ; a = 75% Độ tro; z = 0,2 (Tính toán 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 hoàn là nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng 2, XT = 8.000 mg/l Chế độ xáo trộn hoàn toàn Xác định hiệu quả xử lý Hiệu quả xử lý BOD5 *100% = 87 % Hiệu quả xử lý NH3 (amoniac) H = * 100% = *100% = 80 % Xác định thể tích bể Aerotank w Tính toán thời gian theo điều kiện Nitrat hóa. - xác định tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn Nitrat hóa trong điều kiện vận hành bể ổn định: mN = mN max (e0,098(T-15)) Trong đó: T : nhiệt độ thấp nhất vào mùa đông T = 15oC mN max = 0,45 ngày-1 ( theo bảng 5-3 trong tài liệu ) 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 ) DO = 2 mg/l KO2 = 1,3 mg/l (theo bảng 5-3 trong tài liệu ) pH = 7,2 mN = 0,45 (e0,098(15- 15)) = 0,26 (ngày-1) - Xác định tốc độ sử dụng NH4+ của vi khuẩn Nitrat hóa (rN) (Theo công thức 5-13 trong tài liệu ) r = thay S= Nra Þ rN = Trong đó: K = = = 1,625(ngày-1) YN = 0,16 ( chọn theo bảng 5-4 trong tài liệu ) KN = 3 (mg/l) (chọn theo bảng 5-4 trong tài liệu ) Nra = 5 mg/l Þ rN = = 1 (mg NH4+/ mg bùn N ngày) - Xác định thời gian lưu bùn qCN theo công thức 5-16 trong tài liệu = Y*r - Kd Trong đó: KdN = 0,04ngày-1 (theo bảng 5-4 trong tài liệu ) = 0,16*2,54-0,04 = 0,12 Þ qCN = 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 = fN = = 0,036 XN = 0,036*2500 = 90 (mg/l) - Thời gian cần thiết để Nitrat hóa tính theo công thức 5-19 trong tài liệu qN = = = = 0,22 ngày = 5,28 giờ Þ Thể tích bể Aerotank: V = Q * qN = 160*0,22 = 35,2 (m3) chọn V = 35 m3 w Tính toán theo điều kiện khử BOD5 - Xác định tốc độ oxy hóa (giảm) BOD5 mg/l cho 1 mg/l bùn hoạt tính trong 1 ngày Từ công thức = Y*r - Kd ® r = Lấy qC = 9 ngày theo tuổi của bùn Nitrat hóa đã tính ở trên: Y = 0,6 ( theo bảng 5-1 tài liệu ) Kd = 0,055 ( theo bảng 5-1 tài liệu ) r = = 0,27 mg BOD/mg bùn ngày. - Thời gian cần thiết để khử BOD5: qBOD5 = = = = 0,21 ngày = 5 giờ Do qBOD5 < qN nên chọn dung tích bể tính theo thời gian lưu nước để Nitrat hóa qc = 0,22 ngày = 5,28 giờ ; V = 35 m3. Như vậy hàm lượng BOD5 đầu ra S<30 mg/l ; S = So - qc r X = 163,75 - 0,22*0,27*(2500 -90) ≈ 0 BOD5 dạng hòa tan đầu ra S ≈ 0 chỉ còn lại BOD trong cặn lơ lửng chưa oxy hóa hết Vậy thể tích bể cần thiết là W = 35 m3 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 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 Tính toán lượng bùn dư thải ra mỗi ngày Tốc độ tăng trưởng của bùn: = 0,4 Trong đó: qcN: tuổi của bùn qc = 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: 160*0,4*(163,75-20)*10-3 = 9,2 (kg/ng.đ) Lượng cặn sinh ra mỗi ngày là: = 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: 160*40*10-3 = 6,4 (kg/ngày đêm) Xác định lưu lượng bùn thải Qxả = Trong đó: Xt : Nồng độ bùn hoạt tính trong vòng tuần hoàn (cặn không 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: Qxả = = 0,77 (m3/ngày đêm) Hệ số tuần hoàn bùn Beå laéng Aerotank Q + Qt,X Q,Xr Q, X0 Qt, Xt Qr, Xt Phương pháp cân bằng vật chất với bể Aerotank: (Q + Qt).X = Q . X0 + Qt . Xt Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải vào bể, Q = 160 m3/ngày đêm ; Qt : Lưu lượng bùn tuần hoàn, 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 hoàn, Xt = 6400 mg/l. Chia 2 vế của phương trình trên cho Q và đặt tỉ số Qt/Q = (được gọi là tỉ số tuần hoàn), ta được: Xt = X+X Hay = 0,64 Lưu lượng bùn tuần hoàn : 160*0,64 = 102,4 m3/ngày đêm = 4,27 m3/giờ 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: = 0,3 kgBOD5/kgMLVSS.ngày Tỉ số F/M nằm trong giới hạn cho phép đối với bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn: F/M = 0,2 ÷ 0,6 kgBOD5/kgMLVSS.ngày Tải trọng thể tích: La = *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 Thoát nước của PGS.TS. Hoàng Văn Huệ) Xác định lượng khí cấp cho Aerotank Tính lượng oxy cần thiết cho quá trình khử BOD và oxy hóa amoni NH4+ thành NO3- theo công thức: OCo = - 1,42Px + Trong đó: 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 = 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 hóa NH4+ thành NO3- OCo = - 1,42*9,2 + = 38,66 (kg O2/ngày) Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế OCt = OCo * Trong đó: b : Hệ số diều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, b = 1 Cs20 : Nồng độ oxy bảo hòa trong nước ở 200C, Cs = 9,08 (mg/l); Cd : Nồng độ oxy cần duy trì trong bể, C = 1,5 – 2 mg/l ( Tính toán công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai); chọn C = 1,5 (mg/l); Csh : Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ (ToC), chọn Csh = 9,08mg/l T : Nhiệt độ nước thải (T = 150C); : Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào trong nước thải (do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt), = 0,6 – 0,94; chọn = 0,8. Þ OCt = 38,66 . = 65,18 (kg O2/ngày) ØLượng không khí cần thiết: Qkhí = *f Trong đó: f : Hệ số an toàn, f=1,5 – 2; chọn fa = 1,5 (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai); OU : Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho 1m3 không 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 toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai). Bảng 4.7 Công suất hòa 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, = 0,8 8,5 7 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 = *1,5 = 4655(m3/ngày) = 193,95 m3/h = 0,053 m3/s Tính toán máy thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo công thức: Hd = hd + hc + hf + H Trong đó: 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 không vượt quá 0,4 m; tổn thất hf không 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 không khí sẽ là: = 1,378 atm Công suất máy thổi khí tính theo công thức: = 2,18 kw Trong đó: Qkk : Lưu lượng không khí, q = 0,053 m3/s; : Hiệu suất máy nén khí; = 0,7 0,9. chọn = 0,8. Þ Chọn máy thổi khí có công suất N = 3 Kw, được sản xuất tại Đài Loan Tính toán thiết bị phân phối khí Khí được phân phối bằng các đĩa phân phối khí f = 170 mm, cường độ thổi khí bằng 240 l/phút = 4 (l/s). Diện tích bề mặt đĩa: Số đĩa phân phối trong bể là: = 13,25 đĩa ; chọn 14 đĩa Số đĩa phân phối trong bể là 14 đĩa. Ø Tính toán 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: = 0,06m Chọn ống dẫn khí chính làm bằng sắt tráng kẽm f = 65 mm, độ dày ống bằng 2,9 mm. Tính ống dẫn khí nhánh Chọn hệ thống cấp khí cho 1 bể gốm 1 ống chính, 2 ống nhánh với chiều dài tối đa là 4,4m, đặt cách nhau 1,25m, cách thành bể 0,625m các ống đặt trên giá đỡ cách đáy 200mm. Số lượng đĩa là 14 cái, chia làm 2 hàng, mỗi hàng 7 đĩa, và mỗi tâm đĩa cách nhau 0,6 m, tâm đĩa ngoài cùng cách đầu ống nhánh là 0.2m. Trụ đỡ đặt bên dưới mỗi đĩa trên 1 nhánh ống, kích thước trụ đỡ: B × L × H = 0,13 m × 0,13 m × 0,2 m Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh: = 0,0265 (m3/s) Đường kính ống dẫn khí nhánh: Chọn vận tốc khí trong ống nhánh v = 15 m/s. d = = 0,047m =47mm Chọn ống dẫn khí nhánh bằng sắt tráng kẽm f = 49mm độ dày ống 2,6 mm. Tính toán đường ống dẫn nước thải ra khỏi bể Chọn vận tốc nước thải trong ống: v = 1,2 m/s Lưu lượng nước thải: Q = 160 m3/ngày = 0,00185 m3/s Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qt = 102,4 m3/ngày = 0,001186 m3/s Lưu lượng nước thải ra khỏi bể Aerotank hay vào bể lắng 2: Qv = Q + Qt =160 + 102,4 = 262,4 m3/ngày = 10,93 m3/h = 0,003 m3/s. Chọn loại ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC, đường kính của ống: Dra = = = 0,05 (m) Chọn Dra = 49 mm Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn Lưu lượng bùn tuần hoàn Qt = 102,4 m3/ngày = 0,001186 (m3/s) Chọn vận tốc bùn trong ống v= 0,7 (m/s) D = = = 0,046 (m) Chọn ống PVC có đường kính là 49 (mm) Bảng 4.8: Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể Aerotank Thông số Giá trị Đơn vị Chiều dài bể (L ) 5 m Chiều cao bể (H) 3,5 m Chiều rộng bể (B) 2 m Đường kính ống dẫn khí chính 65 mm Đường kính ống dẫn khí nhánh 50 mm Đường kính ống dẫn nước vào 49 mm Đường kính ống dẫn nước ra 60 mm Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn 49 mm Số lượng đĩa 14 cái Số ống nhánh 2 ống 4.2.6 Bể lắng 2 v Nhiệm vụ Khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ trong nước thải đã bị phân hủy tạo thành sinh khối VSV hay còn gọi là bông bùn. Bể lắng II có nhiệm vụ tách các bông bùn ra khỏi dòng thải, một phần dòng bùn lắng được tuần hoàn trở lại bể Aerotank để duy trì lượng bùn hoạt tính trong bể, phần còn lại được bơm vào bể chứa bùn. Chọn bể lắng 2 là bể lắng đứng. v Tính toán Tính toán kích thước bể - Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm của bể lắng: F1 = = = 0,15 (m2) Trong đó : Qtt: Lưu lượng tính toán khi có tuần hoàn, Qtt = 0,003 (m3/s) Vtt : Tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30 mm/s (0,03 m/s). (Điều 6.5.9. TCXD 51 – 2006). Chọn Vtt = 20(mm/s) =0,02(m/s) - Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng: F2 = = = 6 (m2) Trong đó : V : Tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng, v = 0,5 – 0,8 (mm/s) (Điều 6.5.4 - TCXD 51 – 2006). Chọn v = 0,5 (mm/s) = 0,0005 (m/s). - Diện tích tổng cộng của bể: F = F1 + F2 = 0,15 + 6 = 6,15 (m2) - Đường kính của bể D = = = 2,8 (m) - Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: Htt = v*t = 0,0005*2*3600 = 3,6 (m) Trong đó: v  : Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng 2, v = 0,0005 m/s (Điều 6.5.6 – TCXD 51 – 2006). t : Thời gian lắng, chọn t = 2h - Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: *tg50O = 1,37(m) chọn hn = 1,4 (m) Trong đó: h2 : Chiều cao lớp trung hoà (m); h3 : Chiều cao giả định lớp cặn trong bể (m); D : Đường kính bể lắng, D = 2,8 (m); dn : Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 0,5 (m); a : Góc tạo bởi đáy bể và mặt ngang, lấy không nhỏ hơn 500 (Điều 6.5.9 – TCXD 51 - 2006) Chọn a = 50o. - Chiều cao tổng cộng của bể: H = htt + hn + hbv = 3,6 + 1,4 + 0,3 = 5,3 (m) Trong đó: htt : Chiều cao tính toán của vùng lắng; hbv : Chiều cao từ mực nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m); hn : Chiều cao phần hình nón. Ø Tính toán kích thước ống trung tâm - Đường kính của ống trung tâm: Dtt = = = 0,44 (m) Chọn ống thép có F = 440 (mm) làm ống trung tâm. - Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của bể và bằng 3,6 (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: dl = Hl = 1,35*d = 1,35*0,44 = 0,594 (m) - Đường kính tấm chắn dòng: Dc = 1,3*dl = 1,3*0,594 = 0,7722(m) Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe ống trung tâm đến mép ngoài cùng của tấm chắn theo mặt phẳng qua trục: = = 0,05(m) Trong đó: vk : Tốc độ dòng 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 nón cụt, lấy dn = 1 (m) Tính toán máng thu nước Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể. Đường kính máng thu nước: Dm = 0,8 ´ D = 0,8 ´ 2,8 = 2,24 (m) - Chiều rộng máng thu nước: = 0,28(m) - Chiều cao máng: hm = 0,3 (m). - Diện tích mặt cắt ngang của máng: Fm = Bm ´hm = 0,28 ´ 0,3 = 0,084 (m) Chiều dài máng thu : Lm = p ´ Dm = 3,14 ´ 2,24 = 7,0336 (m). Tải trọng thu nước trên 1(m) chiều dài của máng : a = = = 37,3 (m3/m.ngày) aL = 37,3 nằm trong giới hạn cho phép (theo tài liệu tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai) Tính răng cưa trên máng thu Đường kính máng thu có răng cưa Drc = Dm = 2,24 (m) Chiều dài máng thu có răng cưa. Lm = p ´ Drc = 3,14 ´ 2,24 = 7,034 (m) Máng răng cưa xẻ khe thu nước chữ V, góc 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 1(m)chiều dài có 1.000/225 = 4,4 khe , máng dài 7,034 (m), vậy có 31 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 bằng bu lông và khe dịch chuyển. Tính ống dẫn nước thải, ống dẫn bùn - Đường kính ống dẫn nước vào lấy bằng đường kính ống dẫn ra từ bể Aerotank Dvào = 60 (mm). - Ống dẫn nước thải ra Đường kính ống thu nước: = 0,087 (m) Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải trung bình theo giây, Q = 0,003 (m3/s); v: Vận tốc nước trong ống thu (theo cơ chế tự chảy v = 0,3 0,9 (m/s) ) à chọn v = 0,5 (m/s). Vậy chọn ống PVC có F = 90 (mm) để thu nước sau lắng - Ống dẫn bùn: Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1 (m/s) Lưu lượng bùn: Qb = Qt + Qw = 4,25 + 0,032 = 4,282 ( m3/h) Trong đó: Qt: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn về bể Aerotank Qt = 102,4 (m3/ngày) = 4,25 (m3/h) Qw: Lưu lượng bùn dư từ bể Aerotank Qw = 0,77 (m3/ngày) = 0,032 (m3/h) Đường kính ống dẫn là: D = = = 0,04 (m) Chọn ống nhựa PVC đường kính ống = 42 (mm). Tính bơm bùn tuần hoàn Lưu lượng bơm: Qt = 102,4 (m3/ngày) = 4,25 (m3/h) = 0,001186 (m3/s). Cột áp của bơm: H = 10 (m) Công suất bơm: N = = = 0,15 (Kw ) Trong đó: h: Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93 , chọn h= 0,8; : Khối lượng riêng của nước 1.000 kg/m3. Chọn bơm bùn lắng là loại bơm ly tâm trục ngang, Công suất 200 (W). Bảng 4.9 Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng 2 (bể lắng đứng) Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Đường kính bể lắng D 2,8 m Đường kính ống trung tâm dtt 0,44 m Chiều cao ống trung tâm h 3,6 m Chiều cao vùng lắng htt 3,6 m Chiều cao phần hình nón Hn 1,4 m Chiều cao tổng cộng của bể H 5,3 m Đường kính tấm chắn dòng Dc 0,772 m Đường kính miệng ống loe DL 0,594 m Chiều cao phần loe HL 0,594 m Đường kính máng thu nước Dm 2,24 m Chiều dài máng thu nước Lm 7,034 m Chiều cao của máng h 0,2 m Số bể lắng 01 Bể 4.2.7 Bể trung gian v Nhieäm vuï Laø nôi löu nöôùc sau laéng. Nöôùc töø ñaây seõ ñöôïc bôm ñeán beå loïc aùp löïc. v Tính toaùn Tính toaùn kích thöôùc beå Thời gian lưu nước t = 15 phút (qui phạm 10 – 15 phút). Theå tích beå: V = Q * t = 6,67* = 1,7 (m3) Choïn kích thöôùc caùc caïnh cuûa beå: L x B x H Chieàu cao : H = 1,7 m Chieàu roäng : B = 1 m Chieàu daøi : L = 1,5 m Chieàu cao baûo veä: hbv = 0,3 m Chieàu cao xaây döïng cuûa beå: Hxd = 1,7 + 0,3 = 2 m Theå tích thöïc cuûa beå: Vt = 1 x 1,5 x 2,5 = 3 m3 v Vật liệu xây dựng Chọn vật liệu xây dựng bể là BTCT M250, thành dày 200mm, bản đáy dày 300 mm Ø Bơm nước lên bể lọc áp lực Chọn bơm trục ngang loại ly tâm chịu được môi trường nước thải. Cột áp tổng cộng mà bơm thắng được là : H = 10 m. Công suất bơm : Trong đó: qb : Lưu lượng bơm, qb = 0,00185 (m3/s). : Khối lượng riêng của dung dịch; chọn p = 1050 kg/m3 g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2. H : Cột áp bơm, H =10 m. : Hiệu suất chung của bơm = 0,65 – 0,8. Chọn h = 0,65. N = = = 0,29 kw = 0,39 (Hp) Vậy chọn bơm có công suất: N = 0,5 Hp. Ø Đường ống dẫn nước vào bể lọc áp lực Vận tốc dòng chảy trong ống có áp là v = 0,7 – 1,5 m/s. Chọn v=1,0 m/s. Đường kính ống dẫn nước: D = = = 0,049 (m) Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống: V= = = 0,98 m/s ≈ 1 m/s à thõa điều kiện. Vậy chọn ống dẫn nước vào bể lọc áp lực là ống nhựa PVC có 49mm. Baûng 4.10 Baûng toùm taét caùc thoâng soá thieát keá beå trung gian. Caùc thoâng soá tính toaùn Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Theå tích xaây döïng Vt 3 m3 Chieàu cao toång coäng cuûa beå H 2 m Chieàu roäng beå B 1 m Chieàu daøi beå L 1,5 m Bồn lọc áp lực v Nhiệm vụ Bể lọc được dùng để giữ lại một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước, khử các hạt mịn vô cơ và hữu cơ. Nước được bơm từ bể trung gian qua ống phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa về bể khử trùng. v Tính toán Tính toán kích thước bồn lọc Chọn bể lọc áp lực 2 lớp: (1) Than Anthracite và (2) Cát thạch anh. Chọn: Chiều cao lớp cát h1 = 0,3 m có đường kính hiệu quả de = 0,8 mm, hệ số đồng nhất U = 1,6; Chiều cao lớp than h2 = 0,6 m có đường kính hiệu quả de =2,2 mm, hệ số đồng nhất U = 1,5. Tốc độ lọc v = 12 m/h, số bể n = 2 bể. Bảng 4.11 Kích thước vật liệu lọc Đặc tính Giá trị Giá trị đặc trưng Antracite Chiều cao h (m) Đường kính hiệu quả de (mm) Hệ số đồng nhất U Cát Chiều cao h (m) Đường kính hiệu quả de (mm) Hệ số đồng nhất U Tốc độ lọc v (m/h) 0,3 – 0,6 0,8 – 2.2 1,3 – 1,8 0,15 – 0,3 0,4 – 0,8 1,2 – 1,6 5 – 24 0,45 1,2 1,6 0,3 0,5 1,5 12 Diện tích bề mặt bể lọc : = 0,56 m2 Xây dựng 2 bồn lọc hoạt động và rửa luân phiên nhau Đường kính bể lọc áp lực: D = = = 0,84 (m) ® Vậy chọn đường kính của bồn lọc áp lực là 900 mm - Chiều cao tổng cộng của bể lọc áp lực H = h + HVL + hđỡ + hthu + hnắp = 0,7 + (0,3 + 0,6) + 0,2 + 0,2 + 0,2 = 2,2 m Trong đó: hđỡ : Chiều cao lớp sỏi đỡ , hđỡ = 0,2 m (qui phạm 0,15 – 0,2 m); hthu : Chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể). hnắp : chiều cao nắp bể (tính từ phễu thu đến phần đỉnh bồn lọc). h : Khoảng cách từ mặt trên của lớp than đến phễu thu nước rửa lọc, tính theo công thức: h = e(hđỡ+HVL) = 0,5(0,2+0,3+0,9) = 0,7 (m) Với: e : Độ giản nở lớp vật liệu khi rửa ngược: e = 0,5 (m); [theo XLNT LVS trang 60] Chọn thiết bị có 3 chân, đường kính chân: dc =114 mm, dày 3 mm; khoảng cách từ bề mặt đặt thiết bị đến đáy dưới thiết bị: h0 = 0,5 (m) Thu nước sau lọc bằng hệ thống chụp lọc. Ø Tính toán sàn chụp lọc Chụp lọc được làm bằng vật liệu nhựa ABS, loại chụp lọc chuôi ngắn Chụp lọc có đường kính là 30 mm, chiều rộng của khe chụp là 0,7 mm Vật liệu sàn chụp lọc là thép không gỉ Sàn có khoan lỗ để gắn các chụp lọc Với đường kính bồn lọc là 900 mm, bố trí chụp lọc trên 4 đường tròn đồng tâm, mỗi đường tròn cách nhau 100 mm. Các chụp lọc trên 1 đường tròn bố trí cách nhau 1 cung khoảng 150 mm. Như vậy, số chụp lọc được bố trí trên 1 đường tròn được tính theo công thức: Trong dó: CV : là chu vi của từng đường tròn Các đường tròn Đường kính của đường tròn Chu vi của đường tròn Số chụp lọc bố trí Tại vị trí tâm 1 cái Đường tròn 1 100 mm 314 mm 2 cái Đường tròn 2 300 mm 942 mm 6 cái Đường tròn 3 500 mm 1570 mm 10 cái Đường tròn 4 700 mm 2198 mm 15cái Tổng cộng 71 cái Số chụp lọc trên 1 m2 diện tích sàn = 71/0,63585 = 36 (cái) ( 30÷40 chụp lọc, theo mục 6.122 TCXD 33:2006) Số chụp lọc trong 1 bồn lọc là 71 cái. Trên đầu chụp lọc, đổ một lớp sỏi đỡ đường kính 2 – 4 mm, dày 15 – 20 cm để ngăn ngừa cát chui vào khe gây tắc nghẽn. Ø Tính toán hệ thống phân phối nước rửa lọc - Dựa vào Bảng 4.12 và đường kính hiệu quả của cát và than Anthracite có thể chọn tốc độ rửa nước vnước = 0,5 m3/m2. phút Rửa ngược bằng nước trong thời gian t = 4 ÷ 5 phút với tốc độ vnước = 0,5 m3/m2. phút. Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho 1 bể lọc: Wn = A1*vn*t = 0,56*0,5*5= 1,4 m3 Bảng 4.12 Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát một lớp và lọc Anthracite Vật liệu lọc Đặc tính vật liệu lọc Tốc độ rửa ngược m3/m2.phút Đường kính hiệu quả de, mm Hệ số đồng nhất U Nước Khí Cát Anthracite 0,5 0,7 1,00 1,49 2,19 1,10 1,34 2,00 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,73 1,49 1,53 0,15 0,26 0,41 0,61 0,81 0,29 0,41 0,61 0,5 0,8 1,3 2,0 2,6 0,7 1,3 2,0 Lưu lượng bơm nước rửa ngược cho 1 bể lọc trong 1 lần rửa : Qrửa = A1*vn = 0,56* 0,5 = 0,28 m3/phút = 16,8 m3/h Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch (đầu chu kỳ lọc) được xác định theo công thức Hazen : Trong đó: C : Hệ số nén ép, C = 600 ÷1.200 tuỳ thuộc vào tính đồng nhất và sạch. Chọn C = 1.000; t0 : Nhiệt độ của nước 0C. Chọn t = 25 0C ; d10 : Đường kính hiệu quả của vật liệu lọc, mm ; Lớp lọc cát: d10 = 0,8 mm Lớp lọc Anthracite: d10 = 2,2 mm vh : Tốc độ lọc, m/h. Chọn vh = 6 m/h; L : Chiều dày lớp vật liệu lọc, m. Đối với lớp lọc cát H1 = * * *6*24 = 0,047 m Đối với lớp lọc Anthracite: H2 = * * * 6 * 24 = 0,0123 m Tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc : H = 0,047 + 0,0123 = 0,06 m. Thể tích lớp cát : Vc = A x hc = 0,56*0,3 = 0,168 m3. Thể tích lớp than : Vt = A x ht = 0,56*0,6 = 0,336 m3. Tính toán đường ống Đường kính ống dẫn nước vào bể: Dv = 49 mm. Nước dùng để rửa ngược cho bể lọc lấy từ bể chứa nước sạch. Đường kính ống dẫn nước rửa lọc: chọn vận tốc nước chảy trong ống dẫn vr = 2m/s Drửa = = = 0,055 m Chọn ống dẫn nước rửa bằng nhựa PVC có đường kính 60 mm. Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống v = = = = 1,65(m/s) (nằm trong giới hạn cho phép 2 m/s) - Đường kính ống dẫn nước sau bể lọc = Đường kính ống dẫn nước vào bể lọc = 49mm - Nước sau khi rửa được dẫn về hố thu để tiếp tục xử lý - Đường kính ống thu nước rửa lọc = đường kính ống xả đáy bồn = đường kính ống dẫn nước rửa lọc = 60mm Ø Tính bơm nước rửa lọc Dựa vào hai thông số cơ bản là: lưu lượng nước rửa lọc (Qr) và áp lực cần thiết của máy bơm (Hr) Lưu lượng nước rửa lọc Qr= 0,0047 (m3/s) Áp lực cần thiết của máy bơm xác định theo công thức sau: Hr = hhh++ hp+ hs + hvl +bbm +hcb = 4 + 0,5 + 4,2 + 0,01 + (0,047+0,0123) + 3,5 + 2,4 = 14,63m Trong đó: hhh: Độ cao hình học tính từ mực nước thấp nhất đến mép phễu thu nước rửa lọc, hhh=4m : Tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước từ trạm bơm đến bể lọc, chọn = 0,5m hp: Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối nước rửa lọc, được tính theo công thức sau: = 4,2 m Với: v0 tốc độ nước chảy đầu ống chính: 2m/s vn: Tốc độ nước chảy đầu ống nhánh: 2,5m/s g; Gia tốc trọng trường: 9,81m/s2 :hệ số sức cản, tính theo công thức sau , ( Kw: tỉ số giữa tổng diện tích các lỗ trên ống (0,00118 m2) và diện tích tiết diện ngang của ống chính (0,00337m2), Kw= 0,35) hs: Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: hs = * * *6*24 = 0,01 m - hc: Tổn thất áp lực qua lớp cát lọc: hc = 0,047 m - ht : tổn thất áp lực qua lớp than ht = 0,0123 m hbm: Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu, của lớp cát lọc và than : 2+1,5 m hcp: Tổng tổn thất cục bộ ở các bộ phận nối ống và van khóa, xác định theo công thức: : Tổn thất áp lực qua cút = 0,98; khóa=0,26; tê=0,92. v: Vận tốc nước chảy trong ống; v=2m/s Công suất bơm: N = = = 0,96 (kw) Trong đó: Q = 0,0078 m3/s : lưu lượng nước dùng rửa lọc H = 14,78 m: cột áp của bơm = 998 kg/m3: khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ làm việc = 0,7 : hiệu suất chung của bơm Vậy chọn bơm có công suất 1 kW, với lưu lượng là 17 m3/h và cột áp là 17m, hãng sản xuất Tsurumi – Nhật Bảng 4.13 Thông số kích thước bể lọc STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Lưu lượng nước rửa lọc m3/s 0,0047 2 Chiều cao bể lọc m 2,4 3 Đường kính bể lọc m 0,9 4 Chiều cao lớp sỏi m 0,2 5 Chiều cao lớp cát m 0,3 6 Chiều cao lớp than m 0,6 Bể khử trùng v Nhiệm vụ Sau các công đoạn xử lý khác nhau, nước thải có khả năng gây nhiễm vi sinh là rất cao, đặc biệt là các vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm cho con người vì vậy cần tiêu diệt, loại bỏ chúng ra khỏi nước trước khi xả thải vào môi trường. Bể khử trùng thực hiện các công đoạn hòa trộn hóa chất khử trùng là dung dịch Chlorine vào nước để tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh. Để thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải, sử dụng dung dịch Chlorine vì phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả chấp nhận được. vTính toán Liều lượng Chlorine sử dụng và dungh tích bình chứa - Lượng Chlorine hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: (Xử lý nước thải đô thị và khu công nghiệp, tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) Ya = = = 0,02 (kg/h) Trong đó: : Lưu lượng tính toán nước thải, = 6,67(m3/h) a: Liều lượng Chlorine lấy theo điều 6.20.3-TCXD-51-84, nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3g/m3 Vậy lượng Chlorine dùng cho 1 ngày là: m = 0,48(kg/ngày) = 14,4(kg/tháng) - Dung tích bình chöùa Chlorine: Trong ñoù: P: Trọng lượng riêng của Chlorine, p = 1,47 Ø Tính toán máng trộn Để xáo trộn nước thải với dung dịch Chlorine, chọn máng trộn vách ngăn có lỗ để tính toán thiết kế. Thời gian xáo trộn trong vòng 1 – 3 phút. Máng gồm 3 ngăn với các lỗ có d = 20 – 100(mm) (Xử lý nước thải đô thị và khu công nghiệp, tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) - Chọn dlỗ =30 (mm) - Chọn chiều rộng máng: B = 0,5(m) - Khoảng cách giữa các vách ngăn: l = 1,5 * B = 1,5 * 0,5 = 0,75(m) - Chiều dài tổng cộng của máng trộn với 2 vách ngăn có lỗ: 0,1 = 2,45 m lấy tròn 2,5 m Trong đó: : Độ dày của vách ngăn Chọn thời gian xáo trộn là 3 phút Thời gian nước lưu lại trong máng trộn được tính bằng công thức: t = = = 3 (phút) vậy chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 2: Þ H2 = = 0,35 (m) - Số hàng lỗ theo chiều đứng: Có H2 = 2*d(nd-1)+d Þ nd = +1 = +1 = 6 (hàng lỗ) - Số hàng lỗ theo chiều ngang: Có B= 2d*(nn-1)+2d nn = +1 = +1 = 8,3 ≈8 ( hàng lỗ) Khoảng cách giữa các hàng lỗ: = 0,05 (m) Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 1: H1 = H2 +h = 0,35+ 0,13 = 0,48 (m) Trong đó: h: Tổn thất áp lực qua các lỗ của vách ngăn thứ 2 Trong đó: v: Tốc độ chuyển động của nước qua lỗ, chọn v = 1(m/s) : Hệ số lưu lượng, = 0,62 (Xử lý nước thải đô thị v khu công nghiệp, tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) Các hàng lỗ ở vách ngăn thứ 2 được đặt so le so với các hàng lỗ ở vách ngăn 1 - Chiều cao xây dựng: H = H1 + hbv = 0,48+0,22 = 0,7 (m) - Các thông số của bể khử trùng: L x B x H = 2,5 x 0,5 x 0,7 (m