Đề tài Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho bệnh viện huyện Krôngpăc – tỉnh Dăclăk

c thải để đảm bảo an toàn và ổn định cho quá trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các vi sinh vật nước khác. - Clo kết hợp với hydro cacbon thành các chất có hại cho môi trường sống. Ngoài các phương pháp hóa lý nêu trên còn có các phương pháp khác như:hấp phụ,trích ly,bay hơi,trao đổi ion,tinh thể hóa,cô đặc,khử hoạt tính phóng xạ,khử màu,…Với mỗi phương pháp đều có lợi điểm và nhược điểm.Do đó,tùy theo mức độ xử lý nước thải và mức độ yêu cầu xử lý của từng ngành công nghiệp cụ thể mà ta có thể lựa chọn những phương pháp thích hợp. 3.3.3.Phương pháp sinh học Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như:H2S,sulfide,ammonia, …dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật.Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển.Một cách tổng quát,phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại : - Phương pháp kỵ khí:sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy. - Phương pháp hiếu khí:sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp ôxy liên tục. 3.3.3.1. Phương pháp sinh học nhân tạo + Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn. Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn,sau khi phân hủy hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước.Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ khí,lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm. + Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB) Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế do hai đặc điểm chính sau : - Cả ba quá trình phân hủy-lắng bùn-tách khí được lắp đặt trong cùng một công trình. - Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng. Bên cạnh đó,quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB còn có những ưu điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như: - Ít tiêu tốn năng lượng vận hành. - Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn. - Bùn sinh ra dễ tách nước. - Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng. - Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí Methane. + Bể lọc kỵ khí Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải.Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống,tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển.Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày). + Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng Trong quá trình bùn hoạt tính,các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực.Nước chảy liên tục vào bể aeroten,trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính cung cấp ôxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ.Dưới điều kiện như thế,vi sinh vật sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn.Hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng xuống đáy.Một lượng lớn bùn hoạt tính (25 – 75% lưu lượng) tuần hoàn về bể aeroten để giữ ổn định mật độ vi khuẩn,tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ.Lượng sinh khối dư mỗi ngày cùng với lượng bùn tươi từ bể lắng 1 được dẫn tiếp tục đến công trình xử lý bùn. Một số dạng bể ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng như:Bể aeroten thông thường,bể aeroten xáo trộn hoàn chỉnh, mương ôxy hóa, bể hoạt động gián đoạn + Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám - Bể lọc sinh học Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc,là giá thể cho vi sinh vật sống bám.Vật liệu tiếp xúc thường là đá có đường kính trung bình 25 – 100 mm,hoặc vật liệu nhựa có hình dạng khác nhau, …có chiều cao từ 4 – 12 m.Nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun.Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải.Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và tùy tiện, nấm,tảo,và các động vật nguyên sinh, …rong đó vi khuẩn tùy tiện chiếm ưu thế. Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0,1 – 0,2 mm) là loại vi sinh hiếu khí.Khi vi sinh phát triển,chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh lớp ngoài tiêu thụ hết lượng ôxy khuếch tán trước khi ôxy thấm vào bên trong.Vì vậy,gần sát bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành.Khi lớp màng dày,chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn ở lớp ngoài,vi sinh sống gần bề mặt giá thể thiếu nguồn cơ chất, chất dinh dưỡng dẫn đến tình trạng phân hủy nội bào và mất đi khả năng bám dính.Nước thải sau xử lý được thu qua hệ thống thu nước đặt bên dưới.Sau khi ra khỏi bể,nước thải vào bể lắng đợt hai để loại bỏ màng vi sinh tách khỏi giá thể.Nước sau xử lý có thể tuần hoàn để pha loãng nước thải đầu vào bể lọc sinh học,đồng thời duy trì độ ẩm cho màng nhầy. - Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC) RBC bao gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl chloride đặt gần sát nhau. Đĩa nhúng chìm một phần trong nước thải và quay ở tốc độ chậm.Tương tự như bể lọc sinh học,màng vi sinh hình thành và bám trên bề mặt đĩa.Khi đĩa quay,mang sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với ôxy.Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa ôxy và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí.Đồng thời,khi đĩa quay tạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa sang bể lắng đợt hai. 3.3.3.2. Phương pháp sinh học tự nhiên Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồn nước. Việc xử lý nước thải được thực hiện trên các công trình: - Cánh đồng tưới Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới,dùng bơm và ống phân phối phun nước thải lên mặt đất.Một phần nước bốc hơi,phần còn lại thấm vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏ sinh trưởng.Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượng nước thải nhỏ,vùng đất khô cằn xa khu dân cư,độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu độ ẩm. Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn,virút gây bệnh và kim loại nặng trong nước thải chưa được loại bỏ sẽ gây tác hại cho sức khỏe của người sử dụng các loại rau và cây thực phẩm này. - Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối Nước thải được xả vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵn trong tự nhiên để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên. Khi lưu lượng và tổng hàm lượng chất bẩn trong nước thải nhỏ so với lượng nước của nguồn tiếp nhận,ôxy hòa tan có trong nước đủ để cấp cho quá trình làm sạch hiếu khí các chất hữu cơ. - Hồ sinh học hiếu khí Có diện tích rộng,chiều sâu cạn.Chất hữu cơ trong nước thải được xử lý chủ yếu nhờ sự cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn sống ở dạng lơ lửng.Ôxy cung cấp cho vi khuẩn nhờ sự khuếch tán qua bề mặt và quang hợp của tảo.Chất dinh dưỡng và CO2 sinh ra trong quá trình phân hủy chất hữu cơ được tảo sử dụng.Hồ hiếu khí có hai dạng: (1) có mục đích là tối ưu sản lượng tảo, hồ này có chiều sâu cạn 0,15 – 0,45m; (2) tối ưu lượng ôxy cung cấp cho vi khuẩn, chiều sâu hồ này khoảng 1,5m.Để đạt hiệu quả tốt có thể cung cấp ôxy bằng cách thổi khí nhân tạo. - Hồ sinh học tùy tiện Trong hồ tùy tiện tồn tại 03 khu vực:(1) khu vực bề mặt, nơi đó chủ yếu vi khuẩn và tảo sống cộng sinh;(2) khu vực đáy,tích lũy cặn lắng và cặn này bị phân hủy nhờ vi khuẩn kỵ khí;(3) khu vực trung gian,chất hữu cơ trong nước thải chịu sự phân hủy của vi khuẩn tùy tiện.Có thể sử dụng máy khuấy để tạo điều kiện hiếu khí trên bề mặt khi tải trọng cao.Tải trọng thích hợp dao động trong khoảng 70 – 140 kg BOD5/ha ngày. - Hồ sinh học kỵ khí Thường được áp dụng cho xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao và cặn lơ lửng lớn,đồng thời có thể kết hợp phân hủy bùn lắng.Hồ này có chiều sâu lớn,có thể sâu đến 9 m.Tải trọng thiết kế khoảng 220 – 560 kg BOD5/ha ngày. 3.3.3.3. Xử lý cặn + Bể tự hoại Bể tự hoại là công trình đồng thời làm hai chức năng: lắng và phân hủy cặn lắng. Cặn lắng giữ lại ở trong bể từ 3 – 6 tháng,dưới tác động của các vi sinh vật kỵ khí các chất hữu cơ được phân hủy, một phần tạo thành các chất khí,phần khác tạo thành các hợp chất vô cơ.Nước thải lắng trong bể tự hoại với thời gian 1 – 3 ngày,nên đạt được hiệu quả lắng cao.Song bể tự hoại cũng có nhiều nhược điểm.Kích thước bể lớn so với khối lượng nước thải.Ngòai ra các chất khí được tạo thành trong quá trình phân hủy bốc lên mang theo các hạt cặn đã lắng.Những hạt cặn này một phần sẽ tạo thành màng dày 0.3 – 0.4m (có khi tới 1m) trên mặt nước ở trong bể,gây khó khăn cho quản lý,phần khác khi giải phóng khỏi các chất khí nó lại rơi xuống.Quá trình lên xuống của các hạt cặn đó làm giảm một phần hiệu suất xử lý.Thường nước thải ra khỏi bể tự hoại có bão hòa chất khí H2S (hyđro sulfuria) và có phản ứng acid.Việc tiếp tục xử lý nước thải này trở nên khó khăn.Chính vì những nhược điểm như vậy mà hiện nay bể tự hoại ít được sử dụng.Nó thường chỉ áp dụng để làm sạch nước thải cho các ngôi nhà đứng riêng lẻ hoặc một nhóm nhà khi lưu lượng Q < 25 m3/ngày đêm.Song bể tự hoại vẫn còn sử dụng nhiều ở nước ta.Qua quản lý,nghiên cứu nhằm giải quyết những vấn đề cải tạo hệ thống thoát nước hiện nay ở Hà Nội và các thành phố khác sẽ thay đổi dần dần cấu tạo và cách sử dụng nhằm khắc phục những nhược điểm kể trên. 3.4. Một số quy trình công nghệ xử lý nước thải bệnh viện 3.4.1. Hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm Y Tế Quận 2 - Tp.HCM Hệ thống xử lý nước thải Trung Tâm Y Tế Quận 2 được thiết kế với công suất 60 m3/ngày đêm.Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý đạt TCVN 5945-1995 loại A.Tính chất của nước thải đầu vào được nêu trong bảng sau: Bảng 3.1 - Hàm lượng và tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải của Trung Tâm Y Tế Quận 2 STT Chất ô nhiễm Hàm lượng (mg/l) TCVN 5945-1995 Loại A 1 Ph 6,8 ÷ 8,0 5,5 ÷ 9 2 COD 200 ÷ 400 ≤ 50 3 BOD 80 ÷ 250 ≤ 20 4 Chất rắn lơ lửng (SS) 100 ÷ 200 ≤ 50 5 Coliform(MPN/100ml) 104 ÷ 107 ≤ 5000 (Nguồn :Trung tâm Y Tế Quận 2 – TPHCM) 1 2 3 4 5 6 7 Nước sau xử lý 8 9 Đem đổ bỏ 10 NTBV Hình 3.2 - Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Trung Tâm Y Tế Quận 2 Tp.HCM, công suất 60 m3/ngày đêm. Trong đó: 1: Thiết bị lược rác 6: Bồn lọc áp lực 2: Hố gom 7: Bể khử trùng 3: Bể điều hòa 8: Hố chứa bùn 4: Bể sinh học hiếu khí 9: Sân phơi bùn 5: Bể lắng đứng đợt hai 10: Máy thổi khí Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 loại A.Công trình xử lý này được xây dựng trước năm 2000.(Nguồn: Trung Tâm Y Tế Quận 2 – Tp.HCM 3.4.2. Hệ thống xử lý nước thải Bệnh Viện Đa Khoa Tư Nhân An Sương Bệnh viện Đa khoa tư nhân An Sương được thiết kế với công suất 80 m3/ngày đêm. Tiêu chuẩn xả thải là TCVN 5945-1995 loại B.Với tính chất nước thải đầu vào là: Bảng 3.2 - Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải Bệnh Viện Đa Khoa Tư Nhân An Sương STT Chất gây ô nhiễm Hàm lượng(mg/l) TCVN 5945 – 1995 (Loại B) 1 pH 6,8 ÷ 7,2 5,5 ÷ 9,0 2 Chất rắn lơ lửng 120 ÷ 210 ≤ 100 3 BOD 80 ÷ 250 ≤ 50 4 COD 150 ÷ 350 ≤ 100 5 Tổng Nito 30 ÷ 40 ≤ 60 6 Tổng Photpho 3 ÷ 5 ≤ 6 7 Tổng Coliform 104 ÷ 106 ≤ 10.000 (Nguồn: Bệnh Viện Đa Khoa Tư Nhân An Sương) 1 2 6 4 3 5 Cống thoát nước thải đô thị 7 8 NTBV Mang đi chôn lấp Hình 3.3 - Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Bệnh viện Đa khoa tư nhân An Sương, công suất 80 m3/ngày đêm. Trong đó: 1: Thiết bị lược rác – hố gom 5: Bể lắng sinh học 2: Bể điều hòa 6: Bể khử trùng 3: Bể sinh học dính bám 1 7: Bể nén bùn 4: Bể sinh học dính bám 2 8: Máy thổi khí Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 loại B cho phép thải ra cống thoát nước thải thành phố.Công trình XLNT này được xây dựng trước năm 2000. (Nguồn: Bệnh viện Đa khoa tư nhân An Sương) CHƯƠNG 4 :LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4.1. Địa điểm xây dựng trạm xử lý Bệnh viện huyện Krôngpăc Địa chỉ : 148 Lê Duẩn – Thị trấn Phước An – Huyện Krôngpăc – Tỉnh Đăclăk 4.2. Đặc tính của nước thải: 4.2.1.Công suất trạm xử lý Bệnh viện có tổng cộng 105 giường bệnh và trên 50 bác sỹ,y tá.Lấy tiêu chuẩn thải nước cho mỗi giường bệnh là 700 m3/ngày.đêm. Vậy lượng nước thải của cả bệnh viện là: 105 giường 0,7 m3/giường.ngày.đêm= 73,5 m3/ngày.đêm Nhưng hiện bệnh viện đang có kế hoạch mở rộng,nâng cấp thêm giường bệnh nên ta chọn công suất tính toán,thiết kế là 100 m3/ngày.đêm Vậy: Công suất thiết kế cho trạm xử lý nước thải bệnh viện huyện Krôngpăc – tỉnh Daclak là 100 m3/ngày.đêm 4.2.2.Thành phần và tính chất của nước thải Nước thải đầu vào có nồng độ các chất ô nhiễm được thể hiện qua các thong số cơ bản sau: Bảng 4.1 - Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện huyện Krôngpăc Stt Thông số ô nhiễm Đơn vị Kết quả 1 pH mg/l 5,5 – 7,5 2 BOD5 mgO2/l 140 3 COD mgO2/l 230 4 TSS mg/l 240 5 N-tổng mg/l 49 6 P-tổng mg/l 5,5 7 Coliform MNP/100ml 8,4.106 (Nguồn:Bệnh viện huyện Krôngpăc) 4.3. Tiêu chuẩn thải sau khi xử lý Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn thải theo TCVN 7382:2004,mức II Bảng 4.2 - Gía trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải bệnh viện theo TCVN 7382:2004 STT Thông số Đơn vị TCVN Mức I TCVN Mức II 1 pH mg/l 6,5 – 8,5 6,5 – 8,5 2 BOD5 mgO2/l 20 30 4 TSS mg/l 50 100 5 N-tổng mg/l 30 30 6 P-tổng mg/l 4 6 7 Coliform MNP/100ml 1000 5000 4.4. Các yêu cầu khác Bệnh viện nằm trên diện tích lớn,xung quanh có trồng cây xanh,bố trí đất cho trạm xử lý nước thải có thể làm bằng bê tong cốt thép.Kết cấu đất trong khu vực bền vững nên có thể thiết kế hệ thống âm dưới đất,nổi hoặc nửa âm nửa nổi. Bệnh viện có nhân viên bảo trì điện,am hiểu về điện công nghiệp có thể nắm bắt được nguyên lý và vận hành hệ thống tốt nên có thể thiết kế hệ thống hoạt động dựa trên nguyên tắc tự động. Tuy nhiên,việc đầu tư kinh phí để xây dựng và lắp đặt trạm xử lý nước thải còn hạn chế,cần phải xem xét kinh phí đầu tư.Lựa chọn phương pháp xử lý có suất đầu tư hợp lý Niên hạn của trạm xử lý cũng là yếu tố quan trọng hang đầu.Chọn phương án có niên hạn sử dụng thiết bị từ 15-20 năm. Các thiết bị: bơm,máy thổi khí …có tuổi thọ cao,chi phí bảo hành,bảo trì thấp. 4.5.Công nghệ xử lý được đề xuất 4.5.1.Cơ sở đề xuất công nghệ xử lý Dựa vào các yếu tố cơ bản sau: Công suất của trạm xử lý; Thành phần và đặc tính của nước thải; Mức độ cần thiết xử lý nước thải; Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận; Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực; Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Dựa vào các công trình thực tế đã có đối với các nguồn nước thải có tính chất tương tự 4.5.2. Các phương án xử lý nước thải bệnh viện Từ những yếu tố cơ bản trên có thể đề xuất 2 phương án để xử lý nước thải bệnh viện,và so sánh chọn một phương án thích hợp và có hiệu quả kinh tế-kỹ thuật để tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong phương án xử lý đó. Phương án 1 Nước thải bệnh viện Song chắn rác Bể điều hoà Aerotank Bể lắng 2 Bể khử trùng Máy thổi khí Bể nén bùn Nước tách bùn Bùn tuần hoàn Sân phơi bùn Nguồn tiếp nhận Bể lắng 1 Sân phơi bùn Hình 4.1 – Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 1 + Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1 Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng,nước chảy qua mương dẫn có đặt song chắn rác,ở đây nước thải sẽ được loại bỏ các chất hữu cơ hoặc những chất có kích thước lớn như bao ni lông,ống chích,bông băng,vải vụn,…nhằm tránh gây tắc nghẽn các công trình phía sau.Sau đó nước thải được dẫn vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ,tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm,do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau.Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí nhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắng trong bể đồng thời cung cấp O2 để giảm một phần BOD.Sau đó nước thải chảy vào bể lắng 1 nhằm lắng cặn lơ lửng và một phần BOD.Sau đó nước thải sẽ được đưa vào bể Aerotank thực hiện quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ở dạng hòa tan và dạng lơ lửng.Trong bể Aerotank được cấp khí và khuấy trộn nhằm tăng hàm lượng oxy hòa tan và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải.Sau đó nước thải chảy vào bể lắng 2 để lắng cặn sinh học và bùn hoạt tính.Từ bể lắng 2 nước chảy sang bể khử trùng để loại các vi sinh vật gây bệnh trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Bùn hoạt tính từ bể lắng 2 một phần tuần hoàn lại vào bể Aerotank,phần còn lại được dẫn vào bể nén bùn.Tại bể nén bùn,bùn được tách nước để làm giảm độ ẩm của bùn, phần nước tách từ bùn sẽ được tuần hoàn vào bể điều hòa.Phần bùn từ bể nén bùn sẽ được vận chuyển ra sân phơi bùn để khử hoàn toàn nước và bùn này có thể sử dụng để làm phân bón. + Ưu điểm của phương án 1 - Công nghệ đơn giản; - Vận hành đơn giản; - Giá thành đầu tư ban đầu thấp vì công nghệ chủ yếu là bê tông cốt thép. + Khuyết điểm của phương án 1 - Vi sinh va phát triển trong bể Aerotank thường rất chậm và sinh khối tạo ra không nhiều; - Hiệu quả xử lý không cao,không xử lý triệt để photpho va Nito trong nước thải. Rổ chắn rác Bể lắng 1 Bể sinh học hiếu khí với giá thể nhúng chìm Bể lắng 2 Bể khử trùng Máy thổi khí Bùn tuần hoàn Chở đi nơi khác Clorine Nguồn tiếp nhận Nước thải bệnh viện Bể thu gom Bể phân hủy bùn Bể điều hòa Phương án 2 : Hình 4.2 – Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 2 + Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 2 Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng,nước thải qua rổ chắn rác,tại đây nước thải sẽ được loại bỏ các tạp chất hữu cơ có kích thước lớn như bao ni lông,ống chích,bông băng,vải vụn, …nhằm tránh gây hư hỏng bơm và tắc nghẽn các công trình phía sau.Sau đó chảy vào bể thu gom. Sau đó nước thải được bơm vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ,tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm,do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau.Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí nhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắng trong bể đồng thời cung cấp O2 để giảm một phần BOD. Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ của nước thải vì là bệnh viện nên lưu lượng cũng như nồng độ của nước thải không ổn định,để từ đó có thể giúp cho các công trình phía sau hoạt động ổn định,đạt hiệu quả tốt.Nhằm tránh hiện tượng lắng cặn ở bể điều hòa nên cần phải có sục khí để khuấy trộn. Sau đó nước thải chảy vào bể lắng 1 nhằm lắng cặn lơ lửng và một phần BOD. Từ bể lắng 1,nước thải được bơm vào vào bể xử lý sinh học hiếu khí với giá thể nhúng chìm.Ở bể này, hàm lượng BOD còn lại trong nước thải sẽ được xử lý tiếp với sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí.Hiệu quả khử BOD có thể đạt 85 - 90%. Không khí được cung cấp cho bể sinh học nhờ 2 máy sục khí hoạt động luân phiên.Trong bể sinh học hiếu khí có lắp đặt hệ thống vật liệu nhúng chìm trong nước thải bằng vật liệu nhựa.Các vi sinh vật trong bể sẽ bám dính vào bề mặt vật liệu tiếp xúc tạo thành lớp màng vi sinh vật.Nước thải mang những chất hữu cơ khi đi ngang qua và tiếp xúc với lớp màng vi sinh này sẽ được vi sinh vật dùng để làm thức ăn tồn tại và phát triển.Từ đó nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải được được giảm thiểu và ít ô nhiễm hơn.Ngoài ra, lớp màng vi sinh này còn tạo ra những vùng thiếu khí giúp cho quá trình khử Nitơ trong nước thải được tăng lên. Nước sau đó tiếp tục tự chảy qua bể lắng 2,ở bể này các chất lơ lửng và những lớp màng vi sinh vật già cổi sẽ được giữ lại làm giảm hàm lượng SS. Từ bể lắng 2 nước chảy sang bể khử trùng để loại các vi sinh vật gây bệnh bằng dung dịch Chlorin 5% trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.Dung dịch chlorine được bơm định lượng đưa vào đường ống thu nước, nhờ vào cấu tạo của đường ống thu nước và thời gian lưu nước mà chlorine có thể khuếch tán đều và đảm bảo tiệt trùng tốt. Chlorine là chất oxy hóa mạnh sẽ oxy hoá màng tế bào vi sinh gây bệnh và giết chết chúng.Thơì gian tiếp xúc để loại bỏ vi sinh khoảng 15-40 phút.Ngoài mục đích khử trùng,chlorine còn có thể sử dụng để giảm mùi.Hàm lượng chlorine cần thiết để khử trùng cho nước sau lắng từ 3-15mg/l .Hàm lượng Chlorine cung cấp vào nước thải ổn định qua bơm định lượng hóa chất. Bùn từ bể lắng được tuần hoàn về bể sinh học tiếp xúc nhằm duy trì sinh khối trong bể và tăng hiệu quả xử lý của quá trình sinh học.Phần bùn dư được bơm qua bể tự hoại.Bùn dư được hút định kỳ.. Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc chlorine đạt tiêu chuẩn xả ra nguồn tiếp nhận Đối với bệnh viện này, tiêu chuẩn xả thải áp dụng là: TCVN 7382:2004, mức II + Ưu điểm của công nghệ: - Trong bể sinh học có bố trí vật liệu nhúng chìm bằng dây cước nhựa. Vật liệu này giúp tạo ra chủng vi sinh vật có thể khử được Nitơ và Photpho trong nước thải. - Có thể xử lý triệt để hàm lượng Nito và photpho trong nước thải + Lựa chọn phương án xử lý thích hợp để tính toán Dựa vào tính chất nước thải đầu vào, ưu - khuyết điểm của 2 phương án trên và mức độ cần thiết xử lý là đạt tiêu chuẩn mức II để thải vào nguồn tiếp nhận nên chọn phương án 2 được coi là phương án tốt nhất để tính toán. CHƯƠNG 5:TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Xác định lưu lượng tính toán: QngTB= 100 (m3/ng.đ) QhTB = (m3/h) Qhmax= Qh .kh =4,17*3,5 = 14,595 (m3/h) QSTB = (m3/s) QSmax= QS.kh = 0,00405 (m3/s) Với kh: hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất kh =1,5  3,5. Chọn kh = 3,5 5.1. Bể thu gom 5.1.1. Nhiệm vụ : - Tập trung nước thải đã qua rổ chắn rác để chuẩn bị phân phối vào các công trình phía sau - Bể thu gom thường được xây có chiều sâu sao cho đủ độ dốc để nước thải từ hệ thống đường ống có thể tự chảy về,tránh bị ứ đọng nước. - Bể thu gom thường được xây nổi trên mặt đất khoảng 0,3-0,4m để tránh nước mưa và cặn đi vào.Hố thu gom thường được xây kín và có nắp thăm. 5.1.2. Tính toán - Thể tích hữu ích của bể: Vb = Qhmax . t Với t là thời gian lưu nước thải, t = 10÷30 phút, chọn t = 30 phút Vb = 14,595 m3/h x 30 phút x 1h/60 phút =7,3 m3 Chọn chiều sâu hữu ích h = 2m, chiều cao an toàn hbv = 0,5m Chiều sâu tổng cộng của bể H = 2 + 0,5 = 2,5 m Chọn bể tiết diện hình chữ nhật Diện tích bề mặt bể F Chọn bể có kích thước Dài x Rộng x Sâu = 2m x 2m x 2,5m Thể tích thiết kế của bể Vtổng = 2 x 2 x 2,5 = 10 m3 Bể được xây bằng bê tông cốt thép dày 200mm,M200. + Tính bơm nước thải Trong bể thu gom ta đặt 02 bơm nhúng chìm (hoạt động luân phiên nhau).Đặt tính bơm Q=15m3/h,H=8m Nguyên tắc điều khiển bơm: tại mực nước 2,5m,cả 2 bơm cùng hoạt động.Điều khiển bằng phao mức nước. Công suất máy bơm: : Hiệu suất máy bơm;chọn =0,75 Công suất thực của máy bơm: Kw Vậy ta chọn 02 bơm nước thải nhúng chìm có công suất: N=1Kw,Q=15m3/h,H=8m Bảng 5.1 – Tóm tắt thông số thiết kế của bể thu gom STT Tên thông số Đơn vị Thông số thiết kế 1 Kích thước A x B x H m 2 x 2 x 2,5 2 Bơm nước thải nhúng chìm Cái 02 Công suất Kw 1 Lưu lượng m3/h 15 Chiều cao cột áp m 8 5.2. Bể điều hòa 5.2.1. Nhiệm vụ Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa nước thải về lưu lượng và nồng độ,giúp làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau,tránh hiện tượng quá tải. 5.2.2. Tính toán Nội dung tính toán : - Kích thước bể - Hệ thống xáo trộn tránh lắng cặn Thời gian lưu nước trong bể điều hòa t = 4÷12 h.Chọn t = 10 h . Xác định kích thước bể: Thể tích bể điều hòa : Chọn chiều cao làm việc h = 3,5m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Chiều cao xây dựng : Diện tích mặt bằng bể : Chia bể điều hòa làm 2 ngăn thông nhau,kích thước mỗi ngăn : LBH = 3,534 =42m3(>41,7,thỏa điều kiện) Hàm lượng BOD5 /CODcủa nước thải sau khi đi qua bể điều hòa giảm 5%, còn lại: BOD5 = BOD5 (100-5)%= 230 95% = 133 (mg/l) COD = COD (100-5)%= 330 95% = 218,5 (mg/l) Bảng 5.2 - Tóm tắt thông số thiết kê của bể điều hòa STT Thông số thiết kế Đơn vị Số liệu 1 2 3 4 5 6 Thể tích bể Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Diện tích mặt bằng bể Số đơn nguyên m3 m m m m2 bể 41,7 3,5 3 4 10,5 1 Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa : Lượng không khí cần thiết : Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hòa cần cung cấp một lượng khí thường xuyên Qkhí= qkk * F = 0,013 * 10,425 * 60 = 8,1315 m3/h = 0,14 m3/phút = 140 lít/phút qkk: lượng khí cần thiết xáo trộn, qkk = 0,01 – 0,015 m3/m2.phút, Chọn qk = 0.013 m3/m2.phút (nguồn: Tín toán công trình xử lý nước thải Trịnh Xuân Lai, 2000) F: diện tích bể điều hòa Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lỗ gồm 1 ống chính,3 ống nhánh với chiều dài mỗi ống là 3,5m,đặt cách nhau 1m và cách thành bể 0,5m Đường kính ống dẫn khí chính vào bể điều hòa: Dc ===0,03m = 30mm Chọn ống Dc = 60mm Trong đó: Vận tốc khí trong ống dẫn Vống= 10-15m/s, (Giáo trình “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai”), chọn Vống=12m/s Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể điều hòa Dn= = Chọn ống Dc= 21 mm Trong đó: qống : lưu lượng khí trong mổi ống qống= Đường kính các lỗ phân phối khi đi vào bể điều hòa dlo= 2 -5mm. Chọn dlỗ = 4mm = 0,004m. Vận tốc khí qua lổ phân phối khí Vlổ=6-9 m/s, (Giáo trình “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải - Trịnh Xuân Lai”), chọn Vlô=8m/s Lưu lượng khí qua một lỗ phân phối khí: qlo= Vlo =8* =0,36(m3/h) Số lỗ trên 1 ống N = = = 22,58 lỗ, chọn 23 lỗ Số lỗ trên 1 m chiều dài ống: n = = = 6,57 lỗ ; chọn n = 7 lỗ 5.3. Bể lắng 1 5.3.1. Nhiệm vụ Nước thải sau khi ra khỏi bể điều hoà chứa một số cặn lớn,bể lắng 1 có chức năng lắng những cặn lớn này và những hạt cát lẫn trong nước thải trước khi đưa vào xử lý sinh học. 5.3.2. Tính toán Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng F1= (m2) Trong đó: v: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng v = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s) Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm: F2=(m2) Trong đó: vtt: Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm,lấy không lớn hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD-51-84). Chọn vtt = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s) Diện tích tổng cộng của bể lắng: F = F1 + F2 = 2,4 + 0,058 = 2,458(m2) Đường kính của bể lắng: D= Đường kính ống trung tâm: d= Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: htt = V x t = 0,000475 x 2 x 3600 = 3,42 (m) Trong đó: t: Thời gian lắng, t = 2h V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng V = 0,0285 (m/phút) = 0,000475 (m/s) Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định: hn = h2 + h3 = Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hòa (m) h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể D: đường kính trong của bể lắng,D = 1,8 (m) dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt,lấy dn = 0,5 m α : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang,α không nhỏ hơn 500,chọn α= 50o Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng 1,7 m.(không tính đoạn loe) Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính ống trung tâm và bằng: Dl = hl = Dc = 1,3 x d = 1,3 x 0,3 = 0,39 (m) Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17o Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là: H = htt + hn + hbv = htt + (h2 + h3) + hbv = 3,42 + 0,8 + 0,3 = 4,52 (m) Trong đó: hbv- khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m) 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 ngoài của máng chính là đường kính trong của bể Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể Dmáng = 0,8 x 1,8 = 1,44 ≈ 1,5 (m) Chiều dài máng thu nước: L =máng = 3,14 x 1,5=4,71(m) Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: aL=(m3/mdài.ngày) Hiệu quả xử lý: Sau lắng, hiệu quả lắng đạt 64% (thực nghiệm) Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra: SSra = 240 x (100% – 64%) = 86,4 (mg/l) Hàm lượng COD còn lại sau bể lắng: CODra = 218,5 (100% - 20%) = 174,8 (mg/l) Hàm lượng BOD còn lại trong dòng ra: BODra = 133 × (100% - 20%) = 106,4 (mg/l) Lượng bùn sinh ra mỗi ngày M = 0,64 x 240 x 100 = 15,36 (kg/ngđ) Giả sử bùn tươi có độ ẩm 95% Khối lượng riêng bùn = 1053 Kg/m3 Tỉ số MLVSS : MLSS = 0,75 Lượng bùn cần xử lý: G= (m3/ngàyđ) Lượng bùn có khả năng phân hủy sinh học Mtươi = 0,75 x 15,36 = 11,52 (Kg/ngàyđ) Bảng 5.3 – Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng 1 Stt Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm (f) 0,058 m2 2 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng (F) 2,5 m2 3 Đường kính ống trung tâm (d) 0,3 m 4 Đường kính của bể lắng(D) 1,8 m 5 Chiều cao bể (H) 4,52 m 6 Thời gian lắng (t) 2 giờ 7 Đường kính máng thu 1,5 m2 5.4. Bể sinh học hiếu khí với giá thể nhúng chìm 5.4.1. Nhiệm vụ Đây là công trình chính của công nghệ xử lý,bể sinh học hiếu khí với giá thể nhúng chìm có nhiệm vụ xử lý triệt để các chất hữu cơ còn lại trong nước thải.Các vi sinh vật trong bể sẽ bám dính vào bề mặt vật liệu tạo thành lớp màng vi sinh vật.Nước thải mang những chất hữu cơ khi đi ngang qua và tiếp xúc với lớp màng vi sinh này sẽ được vi sinh vật dùng để làm thức ăn tồn tại và phát triển.Từ đó nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải được được giảm thiểu và ít ô nhiễm hơn.Ngoài ra,lớp màng vi sinh này còn tạo ra những vùng thiếu khí giúp cho quá trình khử Nitơ trong nước thải được tăng lên. 5.4.2. Tính toán + Tốc độ lọc ≤ 3m/h. + Vật liệu dùng là sợi dây cước. + Hiệu quả xử lý: K = = 10αF+β Trong đó: So : Nồng độ BOD5 đầu vào bể sinh học hiếu khí, So = 106,4 mg/l. S : Nồng độ BOD5 đầu ra bể sinh học hiếu khí F: Chuẩn số F = KT = 0,2 x 1,047T-20 = 0,2 x 1,047(25-20) = 0,251 T(oC): Nhiệt độ nước thải, T = 25oC Hvl: chiều cao lớp vật liệu đệm, chọn Hvl =2 m. B: Lưu lượng đơn vị của không khí: 8- 12 (m3 không khí/m3 nước thải). Chọn B = 8m3 không khí/m3 nước thải). q: Tải trọng thuỷ lực (20 – 80m3/m2.ng), chọn q = 50 (m3/m2.ng) a, b: Phụ thuộc vào qđơn vị của không khí và chuẩn số F. Chọn a = 1,51; b = 0 B F a b 8 ≤ 0,662 ≤ 0,662 1,51 0,47 0 0,69 10 ≤ 0,85 ≤ 0,85 1,2 0,4 0,13 0,83 12 ≤ 1,06 ≤ 1,06 1,1 0,2 0,19 1,15 =10aF+b Þ S = ==29,8 mg/l - Thể tích bể sinh học hiếu khí W = Trong đó: S:Nồng độ BOD5 đầu vào bể sinh học hiếu khí, S= 106,4 mg/l S: Nồng độ BOD5 đầu ra bể sinh học hiếu khí, S= 29,8 mg/l Q: Lưu lượng trung bình ngày đêm, Q =100m3/ngày.đêm NO: Năng lực oxy hoá của bể lọc, NO = 550 gO2/m3 ngày đêm (Xử lý nước thải và công nghiệp – Lâm Minh Triết) W = = 22,44 m3 - Diện tích hữu ích của bể sinh học hiếu khí F = Trong đó: n: Số ngăn của bể sinh học hiếu khí.Chọn n = 1 F = = 11,22 m2 Chọn chiều dài của bể D = 4m, chiều rộng R = 3m Chiều cao phần đáy h1 = 1 m Chiều cao lớp vật liệu Hvl = 1,5 m Chiều cao dành cho vật liệu dãn nở h2 = 1 m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m Tổng chiều cao bể lọc: H = Hvl + h1 + h2 +hbv = 1,5 + 1 + 1 + 0,5 = 4 m - Lượng khí cần thiết Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể sinh học hiếu khí: Lk = Trong đó: B: Lưu lương đơn vị của không khí: 8 – 12 ( m3 không khí / m3 nước thải).Chọn B = 10 (m3 không khí /m3 nước thải) Q: lưu lượng giờ trung bình, Q = 4,17 m3/h Lk = =41,7 m3/h Chọn hệ thống cung cấp khí bằng ống thép,phân phối khí bằng đĩa sục khí,được phân bố dọc theo chiều dài bể cách nhau 0,6m.Hai ống sát thành bể cách nhau 0,3m.Như vậy có tất cả 5 ống. - Lưu lượng khí trong mỗi ống: qống ===8,34 m3/h Trong đó: Vận tốc khí trong ống 10 – 15 m/s.Chọn vống =12 m/s. - Đường kính ống chính: Dống == = 0,035m = 35 mm Chọn ống chính Dống = 60mm - Đường kính ống nhánh: dống = Chọn ống phân phối khí có dống = 21 mm Chọn dạng đĩa xốp: Đường kính : d = 144mm Cường độ khí 60/phút.đĩa = 1/s.đĩa - Số lượng đĩa phân phối trong bể: Đ = Số lượng đĩa: Đ = 12 đĩa - Bố trí hệ thống sục khí: Chiều rộng: R = 3 m Chiều dài: D = 4 m Số lượng đĩa: 6 đĩa chia làm 2 hàng, mỗi hàng 3 đĩa được phân bố đều cách mặt sàn của bể là 0,2m -Xác định công suất thổi khí: W = Trong đó: Lkhí :Lưu lượng khí cần cung cấp. Lkhí = 0,23 (m3/s) n: Hiệu suất máy bơm: Chọn n = 75% p: Áp lực của không khí nén p = Trong đó: Hd = hd + hc + hf + H hd: Tổn thất do ma sát hc : Tổn thất cục bộ ống hd + hc 0,4 Chọn hd + hc = 0,4 hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối khí. hf 0,5 Chọn hf = 0,5 H: Chiều cao hữu ích của bể, H = 3,5 m Hd = 0,4 + 0,5 + 3,5 = 4,4 m Vậy công suất thổi khí là: W = - Công suất thực của máy thổi khí: Ntt = 1,2 W =1,2 0,67 = 0,804 KW/h Vậy chọn 2 máy thổi khí có công suất 1 KW/h.Hai máy chạy luân phiên nhau cung cấp khí cho bể sinh học tiếp xúc. Bảng 5.4 - Tóm tắt thông số thiết kế bể sinh học Ký hiệu Kích thước D R H 4 m 3 m 4 Công suất máy sục khí (KW/h) 1 KW/h Tính toán lượng bùn dư thải ra mỗi ngày Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) là: =0,375 Trong đó: Y: hệ số sản lượng bùn, Y = 0,4-0,8 mg VSS/mgBOD5. chọn Y = 0,6 mg VSS/mgBOD5; : thời gian lưu bùn, =5-15 ngày. Chọn =10ngày; Kd: Hệ số phân huỷ nội bào. Kd = 0,06 ngày-1 Lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo VSS là: PVSS=YoQ()=0,375 100 ()gBOD/m310 3kg/g PVSS = 2,9 kgVSS/ngày Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS là: kgSS/ngày Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi: Pxả=PSS-(Q 3010-3) = 3,6-(1003010-3) = 0,6 kg/ngày Xác định lưu lượng bùn thải Giả sử bùn dư được xả bỏ (dẫn đến hầm tự hoại) từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn,Qra=Q và hàm lượng VSS trong bùn ở đầu ra chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng SS. Khi đó lưu lượng bùn dư thải bỏ được tính toán từ công thức: Trong đó: X là nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính trong bể sinh học,X = 2500mg/l; Xra là nồng độ VSS trong SS ra khỏi bể lắng, Xra=0,8 50 = 40; Qb là lưu lượng bùn dư cần xử lý (m3/ngày); Q là lưu lượng nước thải (m3/ngày). Từ đó tính được: = 10,4 m3/ng.đ Xác định tỷ số tuần hoàn bằng cách viết phương trình cân bằng vật chất đối với bể sinh học tiếp xúc theo sơ đồ: Cân bằng vật chất cho bể sinh học tiếp xúc : QX0+QthXth=(Q+Qth)X Q, So Bể sinh học tiếp xúc Qr, Xr Bể lắng 2 ng 2 Qth,Xth Q+Qth,X Qb,Xth Trong đó: Q: lưu lượng nước thải ; Qth : lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn; X0: nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể sinh học tiếp xúc, mg/l ; X: nồng độ VSS ở bể sinh học tiếp xúc , X=2500 mg/l ; Xth : nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xth=8000 mg/l . Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xth, do đó trong phương trình cân bằng vật chất ở trên có thể bỏ qua đại lượng QX0. Khi đó phương trình cân bằng vật chất sẽ có dạng: QthXth=(Q+Qth)X Chia 2 vế của phương trình trên cho Q và đặt tỉ số Qth/Q = (được gọi là tỉ số tuần hoàn), ta được: Xth=X+X Hay = Lưu lượng bùn tuần hoàn : Qth= Q =1000,45 = 45 m3/ngày = 1,875 m3/h - Hiệu quả xử lý: Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra: SSra = 86,4 * (100% – 35%) = 50,16 (mg/l) Hàm lượng COD còn lại sau bể lắng: CODra = 174,8(100% - 85%) = 26,22 (mg/l) Hàm lượng Nitơ còn lại trong dòng ra: Tổng Nra = 49 × (100% - 71%) = 14,21 (mg/l) . Bể lắng 2 5.5.1. Nhiệm vụ Nước thải sau khi ra khỏi bể sinh học tiếp xúc mang theo bông cặn và vẩn còn mang theo bùn hoạt tính do đó cần phải loại bỏ chúng trước khi vào bể khử trùng. 5.5.2. Tính toán Trong đó: : Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm,lấy không lớn hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD-51-84). Chọn = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s) Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng Trong đó: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng,V = 0,0005 (m/s) (điều 6.5.6 TCXD-51-84) Diện tích tổng cộng của bể lắng 2: Đường kính của bể: Đường kính ống trung tâm: Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: Trong đó: t: Thời gian lắng, t = 1,5 giờ ( điều 6.5.6 TCXD-51-84). V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng,V = 0,0005 (m/s) (điều 6.5.6 TCXD-51-84). Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định: Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hoà (m) h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể D: đường kính trong của bể lắng, D = 1,74 (m) dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,5 m : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, không nhỏ hơn 500, chọn =500 Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều 1,7 m (không tính đoạn loe) Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính ống trung tâm và bằng: Dl = hl = Góc nghiêng của bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng nghiêng lấy bằng 170 Chiều cao tổng cổng của bể lắng đứng sẽ là: m Trong đó: hbv: khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m) Để thu nước đã lắng,dùng hệ thống máy vòng chảy tràn xung quanh thành bể.Thiết kế máng thu nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể. Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể Dmáng = Chiều dài máng thu nước: Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: (m3/mdài.ngày) Kiểm tra lại thời gian lắng nước Thể tích phần lắng: Thời gian lắng: Thể tích phần chứa bùn: Hiệu quả xử lý: Hàm lượng SS còn lại trong dòng ra: SSra = 50,16 x (100% – 50%) = 25,08 (mg/l) Bảng 5.5 – Tóm tắt thông số thiết kế của bể lắng 2 STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng(F) 2,32 m2 2 Đường kính ống trung tâm (d) 0,27 m 3 Đường kính của bể lắng (D) 1,74 m 4 Chiều cao bể (H) 2,74 m 5 Thời gian lắng (t) 0,94 giờ 6 Đường kính máng thu 1,33 m2 Bể khử trùng 5.6.1. Nhiệm vụ Sau các giai đoạn xử lý:cơ học, sinh học…song song với việc làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể 90 – 95%.Tuy nhiên lượng vi trùng vẫn còn khá cao vì vậy cần thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải.Khử trùng nước thải có thể sử dụng các biện pháp như clo hoá,ôzon khử trùng bằng tia hồng ngoại, UV…ở đây chọn phương pháp khử trùng bằng clo vì phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả khá cao.. Khử trùng bằng dung dịch Clorin 5%. Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy ziczắc qua từng ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc giữa clo và nước thải.Tính toán bể tiếp xúc với thời gian lưu nước trong bể 45 phút. (Nguồn: “Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp” – Lâm Minh Triết-Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân”.) 5.6.2. Tính toán + Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: Với a: liều lượng hoạt tính lấy theo Điều 6.20.3 – TCXD – 51 – 84: Đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn : a = 3g/m3 Chọn thời gian tiếp xúc : t = 45 phút + Thể tích bể : W = Q * t = 4,17 * 0,75 = 3,1275 m3 Chiều sâu lớp nước trong bể được chọn H = 0,8 m + Diện tích bề mặt của bể tiếp xúc: Với chiều cao của bể là: H = 1+0,3 = 1,3m Với h = 0,3 là chiều cao bảo vệ. + Chiều rộng bể chọn B = 1,5 m + Chiều dài tổng cộng: + Chọn bể tiếp xúc gồm 5 ngăn, kích thước mỗi ngăn : + Tổng diện tích 5 ngăn sẽ là: 0,78 x 5 = 3,9m2 Vậy kích thước mỗi ngăn của bể: L B H = 1,5m0,52m 1,3m 5.7. Bể phân hủy bùn 5.7.1. Nhiệm vụ Chứa bùn và cặn từ bể lắng 1 và bể lắng 2,sau một thời gian lớp bùn lắng xuống còn phần nước ở trên ta cho hồi lưu về bể thu gom và tiếp tục xử lý.Còn phần bùn lắng xuống thì chở đi nới khác xử lý hay chôn lấp hợp vệ sinh. 5.7.2. Tính toán Ta chọn bể phan hủy bùn giống như bể lắng 2 nhưng ta giảm chiều cao phần lắng xuống và nâng chiều cao phần chóp nón lên sao cho tổng chiều cao bể không thay đổi vì ở bể này thể tích chứa bùn nhiều hơn bể lắng 2. CHƯƠNG 6: KHÁI TOÁN GIÁ THÀNH 6.1. Dự toán phần thiết bị và xây dựng STT HẠNG MỤC ĐƠN VỊ SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ(VNĐ) THÀNH TIỀN(VNĐ) 1 Bể thu gom Kích thước : L B H = 2 2 2,5(m) Vật liệu : BTCT,dày 250,M200 Dung tích : 10m3 Bể 01 25.000.000 25.000.000 2 Bể điều hòa Kích thước : L B H = 3,534 (m) Vật liệu :BTCT,dày 250,M200 Dung tích : 42m3 Bể 02 105.000.000 210.000.000 3 Bể lắng 1 Đường kính :1,8m Chiều cao : 4,52m Vật liệu: BTCT,dày 250,M200 Thể tích : m3 Bể 01 20.000.000 20.000.000 4 Bể sinh học hiếu khí với lớp giá thể nhúng chìm Kích thước : L B H = 434(m) Vật liệu: BTCT,dày 250,M200 Thể tích : 48m3 Bể 01 120.000.000 120.000.000 5 Bể lắng 2 - Đường kính :1,74m - Chiều cao : 2,74 - Vật liệu :BTCT,dày 250,M200 - Thể tích :7,06m3 Bể 01 17.650.000 17.650.000 6 Bể khử trùng Kích thước : L B H = 2,61,51,3(m) Vật liệu :BTCT,dày 250,M200 Thể tích:5,07 m3 Bể 01 12.675.000 12.675.000 7 Hầm tự hoại  Kích thước : L B H = 433(m) Vật liệu :BTCT,dày 250,M200 Thể tích :36m3 Bề 01 90.000.000 90.000.000 PHẦN XÂY DỰNG 495.325.000 8 Thiết bị lượt rác tinh - Kích thước : 11(m) - Vật liệu : Thép không rỉ Cái 02 5.000.000 10.000.000 9 Bơm chìm nước thải tại bể thu gom Loại :Bơm chìm Lưu lượng :Q=15m3/h Cột áp : H=8m Công suất điện :1Kw Nguồn điện : 3 pha,380V,50Hz Model : CN801 Hảng sản xuất :Shinmaywa(Nhật) Cái 02 15.000.000 30.000.000 10 Bơm chìm nước thải tại bể điều hòa Loại :Bơm chìm Lưu lượng :Q=15m3/h Cột áp : H=6m Công suất điện :1Kw Nguồn điện : 3 pha,380V,50Hz Model : CN801 Hảng sản xuất :Shinmaywa(Nhật) Cái 02 15.000.00 0 30.000.000 11 Máy thổi khí tại bể điều hòa Lưu lượng : 8,5m3/h Công suất : 11Kw Cột áp :8m Điện áp :3pha,380V,50Hz Model : ARHS Hảng sản xuất :Shinmaywa(Nhật) Cái 02 65.000.000 130.000.000 12 Gian ống phân phối khí tại bể điều hòa Vật liệu :Nhựa PVC Ống chính :D=60mm,L=3m,số lượng :1 Ống nhánh : L= 3,5m ;D=21mm ;số lượng :3 ống 02 5.000.000 10.000.000 13 Bơm bùn tuần hoàn  Kiểu bơm chìm Lưu lượng : 8m3//h Cột áp :8m Công suất :0,4Kw Điện áp :3pha,380V,50Hz Model :CN401 Hảng sản xuất :Shinmaywa(Nhật) Cái 01 15.000.000 15.000.000 14 Bơm bùn xả bỏ Kiểu bơm nổi Lưu lượng :Q=8m3/h Cột áp :8m Công suất :0,4Kw Điện áp :3pha,380V,50Hz Model :CN401 Hảng sản xuất :Shinmaywa(Nhật) Cái 02 15.000.000 30.000.000 15 Gian ống phân phối khí trong bể sinh học hiếu khí Vật liệu : Thép Ống chính :D=60mm ;L= 3m ;Số lượng :1 ống Ống nhánh :D= 21mm ;L= 4m ;Số lượng :5 ống Bộ 1 10.000.000 10.000.000 16 Đĩa phân phối khí trong bể sinh học hiếu khí Loại :disfuser bọt khí mịn D=21mm Model : AFD270 Hãng sản xuất :SSI(Mỹ) Bộ 20 400.000 8.000.000 17 Bùn hoạt tính trong bể sinh học hiếu khí + lớp giá thể(sợi cước) Lần 01 10.000.000+10.000.000 20.000.000 18 Bơm định lượng Clo tại bể khử trùng Lưu lượng : 0-36 lít/phút Áp lực : 5PSI Công suất : 45W Nguồn điện :1pha,220V,50Hz cái 01 1.600.000 1.600.000 19 Thiết bị trong bể lắng Ống trung tâm inox Máng răng cưa thu nước inox Hệ đỡ ống trung tâm Xuất xứ :Việt Nam Bộ 02 25.000.000 50.000.000 20 Bồn pha chế Clorine Xuất xứ : Việt Nam Vật liệu : PVC Dung tích :300 lít Cái 01 100.000 100.000 21 Motor khuấy hóa chất Clorine Hãng sản xuất :Ghenta(Đài Loan) Tốc độ : 50 Vòng/phút Công suất :0,2Kw Bộ 01 5.000.000 5.000.000 22 Phần điện điều khiển Vỏ làm bằng thép sơn tỉnh điện,dày 1mm Cáp tín hiệu,cáp động lực Lắp ráp tại Việt Nam Bộ 01 40.000.000 40.000.000 23 Hệ thống đường ống và các phụ kiện Ống nước,ống bảo vệ dây điện,ống hóa chất,ống dẫn khí Các phụ kiện nối van,co... Hệ thống 01 50.000.000 50.000.000 24 Nhân công lắp đặt Hệ 01 30.000.000 30.000.000 25 Phí kiểm nghiệm mẫu nước Lần 01 2.000.000 2.000.000 PHẦN THIẾT BỊ 471.700.000 TỔNG GIÁ TRỊ ĐẦU TƯ : 967.025.000 6.2. Suất đầu tư cho 1m3 nước thải S = T/Q (đồng) Trong đó : - T : tổng chi phí đầu tư,T = 967.025.000(đồng) - Q : công suất thiết kế,Q= 100 m3/ngày.đêm Vậy S = 967.025.000/100 = 9.670.250 (đồng/m3) 6.3. Chi phí xử lý 1m3 nước thải 6.3.1. Chi phí điện năng tiêu thụ Năng lượng cung cap cho trạm xử lý là điện 3 pha,380V,50Hz và 1 pha,220V,50Hz.Tiêu hao điện năng như sau : STT Thiết bị Công suất(Kwh) Số lượng sử dụng Số giờ sử dụng(h/ngày) Tiêu hao điện năng (Kwh/ngày) 1 Bơm chìm tại bể thu gom 1 02 10 20 2 Bơm chìm tại bể điều hòa 1 02 12 24 3 Máy thổi khí 11 02 12 264 4 Bơm bùn tuần hoàn 0,4 01 20 8 5 Bơm chìm bùn thải 0,4 02 1 0,8 6 Bơm định lượng hóa chất 0,04 01 24 0,96 7 Motor khuấy hóa chất 0,2 01 1 0,2 Lượng điện năng tiêu thụ trong 1 ngày :317,96 Kwh Gía thành của điện sản xuất : 1500 đồng/Kwh Chi phí điện năng trong 1 ngày : 317,96 1500 = 476,948 đồng/ngày = 19.872 đồng/giờ 6.3.2. Chi phí hóa chất Lượng Clorine sử dụng trong 1 ngày: 0,0125 24 = 0,3 kg/ngày Gía thành clorine: 30.000 đồng/kg Chi phí clorine trong 1 ngày: 0,3 30.000 = 9.000 đồng/ngày = 375 đồng/giờ 6.3.3. Chi phí nhân công Trạm xử lý hoạt động lien tục 24/24 nên có 2 nhân công vận hành hệ thống Nhân công là nhân viên bảo trì của nhà máy.Lương trung bình 1.500.000 đồng/người.tháng Phí nhân công hang tháng: 1.500.000 2 = 3.000.000 đồng/tháng Chi phí nhân công theo 1h: 3.000.000/(3024) = 4.166 đồng/giờ 6.3.4. Chi phí bảo dưỡng + phí khác Các chi phí bảo dưỡng + quản lý khác:20.000.000 đồng/năm = 2.314 đồng/giờ Bảng 6.1 – Phí xử lý cho 1m3 nước thải STT LOẠI CHI PHÍ THÀNH TIỀN (VNĐ) 1 Chi phí điện năng 19.872 2 Chi phí hóa chất 375 3 Chi phí bảo dưỡng + chi phí khác 2.314 4 Chi phí vận hành 4.166 TỔNG CỘNG 26.727 Chi phí xử lý cho 1m3 nước thải : 26.727/4,2 = 6.363 (đồng/m3) CHƯƠNG 7 : QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH 7.1. Thao tác vận hành hàng ngày 7.1.1. Gio lọc rác Định kỳ 2 lần/tuần phải kiểm tra giỏ rác Kéo giỏ rác lên thu gom rác và cho đi xử lý riêng với chất thải rắn của bệnh viện 7.1.2. Bồn hóa chất Clorine Kiểm tra định kỳ vào mỗi sáng,trưa chiều Vào mỗi buổi sáng kiểm tra hóa chất còn ít ta phải pha thêm cho đầy bồn 7.1.3. Các thiết bị trong tủ điện Kiểm tra vào đầu mỗi buổi sáng và chiều Kiểm tra các relay nhiệt (Overload) xem còn hoạt động hay không ?Nếu relay nhiệt nào bị nhảy thì cách ly thiết bị tải tương ứng và kiểm tra thiết bị đó 7.1.4. Các bơm chìm nước thải Kiểm tra bơm chìm nước thải định kỳ 3 tháng/lần 7.1.5. Bể phân hủy bùn Chu kỳ 1 năm/lần sẽ tiến hành hút bùn bằng xe hút chuyên dụng và đem đi xử lý riêng 7.1.6. Hướng dẫn pha hóa chất 7.1.6.1. Nguyên tắc pha hóa chất Khi pha hóa chất phải mang găng tay và khẩu trang Việc pha hóa chất phải tuân thủ nguyên tắc là cho hóa chất vào bồn chứa nước chứ không được cho hóa chất vào bồn không có nước,sau đó cho nước vào Hóa chất cho vào bồn phải cho từ từ từng lượng nhỏ,tránh hiện tượng vón cục 7.1.6.2. Cách pha hóa chất Bước 1 : Cho nước vào khoảng ½ bồn pha hóa chất Bước 2 : Cho hóa chất vào bồn Bước 3 : Bật công tắc motor khuấy.Đợi cho hóa chất tan hết(Khoảng 15-30 phút) Bước 4 : Cho nước vào đến khoảng 2/3 thể tích bồn Bước 5 : Bật motor khuấy để hòa trộn đều hóa chất 7.1.7. Vận hành tủ điện Trong hệ thống các thiết bị đều được lắp đặt để điều khiển theo 3 trạng thái Man – Off – Auto(điều khiển bằng tay – tắt – tự động).Trừ motor khuấy là hoạt động theo 2 chế độ On – Off Chế độ Man : chỉ sử dụng khi sửa chửa,bảo trì và khắc phục tạm thời khi có sự cố.Khi sử dụng chế độ này,người vận hành phải am hiểu rõ về hệ thống và quy trình công nghệ để tránh những ảnh hưởng đến hệ thống(tràn bể,hỏng thiết bị,chất lượng nước không đạt...) Chế độ Off : Đây là chế độ ngừng thiết bị.Thường sử dụng khi ngưng hệ thống hay cách ly thiết bị khi có sự cố.Thường chế độ này khog6 sử dụng Chế độ Auto : Chế độ thường được sử dụng khi hệ thống đã hoạt động ổn định thì các thiết bị sẽ được dùng chế độ này.Lúc này toàn bộ hệ thống sẽ hoạt động hoàn toàn tự động 7.2. Kiểm soát thông số vận hành Cnầ theo dõi và kiểm soát thông số vận hành hàng ngày bằng cách kiểm tra các thông số :chỉ số bùn SVI,phân tích các chỉ tiêu cơ bản như COD,SS,Ph tại mỗi vị trí đầu vào mỗi bể và nước thành phẩm.Từ đó tìm ra nguyên nhân và có phương án xử lý kịp thời khi phát hiện bể hoạt động không hiệu quả Nhân viên vận hành phải nắm rõ nguyên tắc hoạt động của hệ thống và chức năng của từng bể để phát huy tối đa hiệu quả xử lý của bể 7.3. Sự cố và biện pháp khắc phục Khi có một thiết bị trong hệ thống có sự cố thì việc cần phải làm là cách ly thiết bị ra khỏi hệ thống để kiểm tra,khắc phục,sửa chửa CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1. Kết luận 8.1.1. Ưu điểm của hệ thống Chi phí vận hành hệ thống thấp.Hệ thống được thiết kế đơn giản,chi phí đầu tư ban đầu thấp Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động dựa trên nguyên tắc điều khiển của phao. Nước thải bệnh viện có hàm lượng Nito,Photpho cao nên xử lý bằng lớp giá thể nhúng chìm vừa tạo ra được môi trường hiếu khí và kỵ khí giúp xử lý triệt để hàm lượng Nito trong nước thải. 8.1.2. Nhược điểm của hệ thống Tốn nhiều diện tích xây dựng 8.2. Kiến nghị Thành phần và tính chất nước thải đầu vào có thể thay đổi,cần kiểm tra các thông số hàng ngày để kiểm soát tải trọng ô nhiễm,tránh gây sốc sinh học Cần kiểm tra và làm các thí nghiệm về các chỉ số BOD,COD,SS...để xác định hiệu quả xử lý của hệ thống,có biện pháp xử lý kịp thời nếu hiệu quả xử lý giảm. TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Trịnh Xuân Lai – « Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải » - NXB Xây dựng,2000. Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng,Nguyễn Phước Dân – « Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp,tính toán thiết kế công trình » - Viện tài nguyên môi trường TPHCM,2002 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam – TCXDVN 51 :84 – Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 7382 :2004 – Tiêu chuẩn quốc gia về tiêu chuẩn xả thải của nước thải bệnh viện www.shinmaywa.com Một số trang web khác PHỤ LỤC BẢNG VẼ + Bảng vẽ mặt cắt sơ đồ công nghệ + Bảng vẽ sơ đồ mặt bằng + Bảng vẽ mặt bằng bố trí đường ống + Bảng vẽ mặt bằng thiết bị + Bảng vẻ chi tiết bể thu gom và bể khử trùng + Bảng vẽ chi tiết bể điều hòa + Bảng vẽ chi tiết bể lắng 1 + Bảng vẽ chi tiết bể sinh học + Bảng vẽ chi tiết bể lắng 2 CATALOGUE THIẾT BỊ + Bơm chìm nước thải + Máy thổi khí + Bơm định lượng hóa chất + Moto khuấy hóa chất TIÊU CHUẨN XẢ THẢI TCVN 7382 :2004 – Tiêu chuẩn quốc gia về tiêu chuẩn xả thải của nước thải bệnh viện