Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung cho khu dân cư Thành Hưng, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai, công suất 1000m3/ngày.đêm

ùc trung bình; qtb = 150l/người.ngày N: dân số tính toán; N = 6095 người Tổng lượng nước thải của toàn khu nhà ở Thành Hưng là 914m3/ng.đ, đa phần là lượng nước thải sinh hoạt từ các khu nhà ở, trường học, siêu thị, chợ, Đề xuất xây dựng phương án xử lý cho trạm xử lý nước thải tập trung với công suất 1000m3/ng.đ. Chọn Q = 1000m3/ng.đ. Lưu lượng trung bình giờ: Qh = = 42m3/h Lưu lượng trung bình giây: Qs = = 0,012m3/s = 12l/s Theo điều 2.1.2 trong TCXD 51 – 84, với Qs = 12l/s thì hệ số không điều hòa là Kch = 2,5 Bảng 7. Hệ số không điều hoà chung Lưu lượng nước thải trung bình Qs(l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250 Hệ số không điều hòa chung(Kch) 3 2,5 2 1,8 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15 Lưu lượng lớn nhất ngày đêm: Qmax ngay = 1000*2,5 = 2500m3/ng.đ Lưu lượng lớn nhất theo giờ: Qhmax = = 104,17m3/h Lưu lượng lớn nhất theo giây: Qsmax = = 0,0289m3/s = 28,9l/s Bảng 8. : Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt theo từng giờ trong ngày đêm Giờ Qsh % m3 0-1 1,85 18.5 1-2 1,85 18.5 2-3 1,85 18.5 3-4 1,85 18.5 4-5 1,85 18.5 5-6 4,8 48 6-7 5 50 7-8 5 50 8-9 5,65 56.5 9-10 5,65 56.5 10-11 5,65 56.5 11-12 5,25 52.5 1-12 5 505 13-14 5,25 52.5 14-15 5,65 56.5 15-16 5,65 56.5 16-17 5,65 56.5 17-18 4,85 48.5 18-19 4,85 48.5 19-20 4,85 48.5 20-21 4,85 48.5 21-22 3,45 34.5 22-23 1,85 18.5 23-24 1,85 18.5 Tổng 100 1000 (Theo: Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết).ss Lưu lượng giờ min Qminh =18.5m3/h Lưu lượng giây min Qmins == =5.14l/s Xác định nồng độ bẩn: Hàm lượng chất rắn lơ lửng: SS = = 367mg/l Trong đó: nll : lưu lượng chất lơ lửng tính cho một người trong ngày đêm lấy theo 6.1.6 TCXD 51 – 84; nll = 55g/người.ngày đêm Hàm lượng BOD5 BOD = = 200mg/l Trong đó: NNOS : lượng BOD5 của nước thải sinh hoạt ở khu vực có hệ thống thoát nước tính cho một người trong ngày đêm, lấy theo điều 6.1.6 TCXD 51 – 84; chọn nNOS = 30 Mức độ cần xử lý nước thải Để lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý nước thải thích hợp bảo đảm hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận đạt loại A TCVN 5945 – 2005. Xác định hàm lượng chất lơ lửng phục vụ cho tính toán công nghệ xử lý cơ học. Hàm lượng chất lơ lửng theo tiêu chuẩn loại A – TCVN 5945 – 2005 phải nhỏ hơn 50, chọn SS trong khoảng 20 ÷30 Xác định hàm lượng BOD5 phục vụ cho quá trình xử lý sinh học. Theo tiêu chuẩn loại A – TCVN 5945 – 2005 BOD5 ≤ 30mg/l, chọn BOD5 từ 15 ÷ 20 Hiệu suất xử lý: Hàm lượng chất rắn lơ lửng: D = = 91,8% Hàm lượng BOD5 D = = 92,5% ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phải đảm bảo chất lượng nước sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn loại A, TCVN 5945 – 2005, đồng thời phải bảo đảm mức độ an toàn, dễ vận hành, ổn định, phù hợp với điều kiện Việt Nam. Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và các số liệu thành phần, tính chất nước thải, mức độ cần thiết xử lý nứơc thải. Chọn 2 phương án xử lý nước thải cho khu dân cư Thành Hưng Phương án 1 Dây chuyền công nghệ Hình 11. Sơ đồ công nghệ phương án Thuyết minh dây chuyền công nghệ Nước thải từ khu dân cư được đưa đến ngăn tiếp nhận bằng ống áp lực, nước từ ngăn tiếp nhận chảy trong mương dẫn đến song chắn rác, với khe hở 16mm. Tại song chắn rác các chất có kích thước lớn sẽ được giữ lại để tránh ảnh hưởng đến các công trình sau. Các chất rắn này được thu gom và xử lý. Khi qua song chắn rác nước thải tập trung vào hố thu, từ đây nước thải được bơm lên bể điều hòa bằng bơm nhúng chìm. Trong bể điều hòa có hệ thống thiết bị khí nén để đảm bảo hòa tan và cân bằng nồng độ trong bể và không cặn lắng, đồng thời ổn định về mặt lưu lượng bảo đảm cho các công trình tiếp theo. Nước thải từ bể điều hòa được đưa đến bể lắng I để lắng các cặn lơ lửng nhẹ hơn. Bể lắng đợt I được thiết kế là bể lắng 2 vỏ. Thời gian nước lưu lại trong máng lắng thường là 2h. Nước được đưa vào máng phân phối đầu bể, chảy qua các máng lắng với vận tốc nhỏ, các hạt cặn lắng xuống qua các khe trong máng rồi chảy vào máng tập trung cuối bể. Nước thải sau khi đã lắng ở bể lắng 2 vỏ được dẫn đến bể lọc sinh học nhỏ giọt để thực hiện giai đoạn xử lý sinh học hoàn toàn. Tại đây nước thải được tưới trên bề mặt bể nhờ hệ thống phân phối vòi phun. Nước đi qua lớp vật liệu lọc rồi chảy xuống khoang thu nước thải theo máng dẫn nước thải ở đáy về bể lắng đợt hai. Bể lắng đợt hai là bể lắng đứng dùng để lắng các màng vi sinh vật được hình thành trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí ở bể sinh học nhỏ giọt. Thời gian lắng tính toán đối với bể lắng đợt hai là 0,75h. Sau khi qua bể lắng II nước được chảy vào bể khử trùng, tại đây ta sử dụng dung dịch khử trùng là dung dịch Clorua vôi nhằm loại bỏ hầu hết các vi khuẩn E.coli có trong nước thải, sau đó thải ra nguồn tiếp nhận. Một phần nước thải sau khi ra khỏi bể lọc sinh học nhỏ giọt được tuần hoàn trở lại bể láng I. Cặn sau khi lên men ở bể lắng hai vỏ và bể lắng II được xả định kỳ đến sân phơi bùn nhằm làm ráo nước trong cặn, giảm độ ẩm cần thiết thuận lợi cho việc vận chuyển và xử lý tiếp theo. Phương án 2 Với phương án 2 thì ta thay thế bể lọc sinh học nhỏ giọt bằng mương oxy hóa. Tóm lại: khi lựa chọn các phương án xử lý ta cần phải tính toán đến yếu tố kinh tế, kỹ thuật và môi trường nhằm lựa chọn phương án thích hợp cho khu dân cư Thành Hưng. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Phương án 1 Ngăn tiếp nhận Lựa chọn kích thước ngăn tiếp nhận phụ thuộc vào lưu lượng tính toán Qhmax cuả trạm xử lý nước thải theo bảng Bảng 9. Kích thước ngăn tiếp nhận nước thải Q,m3/h Kích thước ngăn tiếp nhận, mm Dống, mm A B H H1 h hl b 1 ống 2 ống 100-200 1500 1000 1300 1000 400 400 250 250 150 250 1500 1000 1300 1000 400 500 354 300 200 400-650 1500 1000 1300 1000 400 650 500 400 250 1000-1400 2000 2300 2000 1600 750 750 600 600 300 1600-2000 2000 2300 2000 1600 750 900 800 700 400 2300-2800 2400 2300 2000 1600 750 900 800 800 500 3000-3600 2800 2500 2000 1600 750 900 800 900 600 2800-4200 300 2500 2300 1800 800 1000 900 1000 800 (Lê Minh Triết- Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) Dựa vào lưu lượng tính toán Qhmax = 104,17m3/h, chọn ngăn tiếp nhận với các thông số sau: Đường ống áp lực tới ngăn tiếp nhận gồm 2 ống với đường kính mỗi ống D = 150mm. Kích thước của ngăn tiếp nhận như sau: A = 1500mm ; B = 1000mm; H = 1300mm; H1 = 1000mm; h = 400mm; h1 = 400mm; b = 250mm. Song chắn rác Mương dẫn Sau khi qua ngăn tiếp nhận nước thải được dẫn đnế song chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật. Kết quả tính toán như sau: Diện tích tiết diện ướt W = = 0,0361m2 Trong đó: Qsmax: lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất v: vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (m/s), phạm vi 0,7 – 1m/s, chọn v = 0,8m/s Mương dẫn có chiều rộng b = 250mm Độ sâu mực nước trong mương dẫn h = = 0,144m = 144mm Bán kính thủy lực R = (m) Trong đó: W: diện tích mặt cắt ướt (m2) P: chu vi ướt (m) P = (b + hl)*2 = (0,25 + 0,144)*2 = 0,788m Þ R = = 0,046m Tính hệ số Sêzi (C) Do R = 0,046 < 1 nên ta áp dụng công thức: y = 1,5*n1/2 = 1,5 (0,013)1/2 = 0,17 Trong đó: n: là hệ số nhám, theo bảng tra thủy lực thoát nước ta chọn mương dẫn làm bằng bê tông trát vữa nên n = 0,013 y: là hệ số phụ thuộc vào hệ số nhám C = = 45,57 Độ dốc thủy lực v = C Þ i = = 0,7% Bảng 10. Các thông số tính toán của mương dẫn nước thải đến song chắn rác Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Lưu lượng tính toán Q 1000 m3/ng.đ Lưu lượng lớn nhất theo giây Qsmax 0,0289 m3/s Chiều rộng B 250 mm Vận tốc nước chảy V 0,8 m/s Chiều sâu mương h 400 mm Độ sâu mực nước hl 144 mm Độ dốc thủy lực i 0,7 % Song chắn rác Số khe hở của song chắn rác: n = *K = * 1,05 = 16.45 khe Chọn n = 17 khe. Trong đó: n: số khe hở cần thiết của song chắn rác v: Vận tốc nước thải qua song chắn rác, lấy bằng vận tốc nước thải trong mương dẫn, v = 0,8 m/s. K : Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, với K=1,05 l : Khoảng cách giữa các khe hở của song chắn rác, theo TCXD 51 – 84 điều 6.2.1, l = 16 mm = 0,016m. hl: độ sâu nước ở chân song chắn rác, lấy bằng độ sâu mực nước trong mương dẫn, hl = 144mm = 0,144 m Chiều rộng của song chắn rác: Bs = S*(n-1)+l*n = 0,008*(17-1)+0,016*17 = 0,4 m Trong đó: S : Chiều dày của thanh song chắn, thường lấy S = 0,008 m Kiểm tra sự lắng cặn ở phần mở rộng trước song chắn rác, vận tốc nước thải trước song chắn rác Vkt không được nhỏ hơn 0,4m/s (Theo giáo trình Xử lý nước thải – PGS.TS Hoàng Huệ). Vkt = = = 0,5 m/s Vkt = 0,5 m/s > 0,4 m/s à thoả mãn điều kiện lắng cặn Tổn thất áp lực qua song chắn rác hs = Trong đó: v : Vận tốc của nước thải trước song chắn rác ứng với chế độ Qmax, v = 0,8m/s. K1 : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc ở song chắn rác, K1 = 2¸3, chọn K1=3. x : Hệ số tổn thất cục bộ của song chắn rác được xác định theo công thức: x = = 2,42 **sin60o = 0,83 a : Góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy b : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh song chắn và lấy theo bảng dưới đây Bảng 11. Hệ số để tính sức cản cục bộ của song chắn Tiết diện thanh a b c d e Hệ số 2,42 1,83 1,67 1,02 1,76 (Nguồn: Bảng 3-7,trang 116, Xử lí nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết (Chủ biên-2004)) Hình 12. Tiết diện ngang các loại thanh chắn rác Þ hs = = 0,83 * * 3 = 0,08 m. Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác L1: L1 = = = 0,21 m Trong đó: Bm: chiều rộng mương dẫn, Bm = b = 0,25m j: góc nghiêng chỗ mở rộng thường lấy j = 200 Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2: L2 = = 0,105m Chiều dài xây dựng phần mương để lắp đặt song chắn rác: L =L1+L2+Ls = 0,21 + 0,105 + 1,5 = 1,815 m Trong đó: Ls: chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls ≥ 1m (Theo giáo trình Xử lý nước thải_ PGS.TS Hoàng Huệ) Chọn l = 1,5 m Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác: H = hl + hs + h’ = 0,144 + 0,08 + 0,5 = 0,724 m Trong đó: h’ : khoảng cách giữa các cốt sàn nhà, theo TCXD 51 – 84 cốt sàn nhà đặt song chắn rác phải cao hơn mực nước cao nhất trong mương dẫn là 0,5m Chọn h’ = 0,5m Khối lượng rác lấy ra trong ngày đêm: W1 = = 0,134m3/ng.đ Trong đó: a: lượng rác tính trên đầu người trong năm, lấy thoe điều 4.1.11 TCXD 51 – 84. Với chiều rộng khe hở của thanh chắn là 16mm nên a = 8l/ người. năm Trọng lượng rác ngày đêm được tính theo công thức: P = W1*G = 0,134*750 = 100,5kg/ng.đ Trong đó: G: khối lượng riêng của rác G = 750kg/m3 Tổng số song chắn rác là 2, trong đó 1 công tác, 1 dự phòng Hiệu quả xử lý qua song chắn rác: Hàm lượng chất lơ lửng (SS) và BOD5 của nước thải khi qua song chắn rác đều giảm 4%, còn lại: SS = 367(100 – 4)% = 352,32mg/l BOD5 = 200(100 – 4)% = 192mg/l Bảng 12. Thông số tính toán song chắn rác Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Số khe hở n 17 Khe Chiều rộng Bs 400 mm Bề dày thanh song chắn S 8 mm Chiều rộng khe hở l 16 mm Góc nghiêng song chắn a 60 Độ Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn L1 210 mm Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn L2 105 mm Chiều dài xây dựng L 1815 mm Tổn thất áp lực hs 80 mm Chiều sâu xây dựng H 724 mm Hố thu Thời gian lưu nước ở hố thu là 10 ÷30 phút Chọn thời gian lưu là 20 phút, t = 20phút Thể tích hố thu: V = Qhmax * t = = 34,72m3 Chọn: Chiều sâu bể h = 3m Chiều rộng bể: B = 3m Chiều dài bể: L = 4m Chọn chiều cao bảo vệ của hố thu hbv = 0,5m Þ H = h + hbv = 3 + 0,5 = 3,5m Bảng 13. Tóm tắt kích thước bể thu gom Chiều dài bể 4 Chiều rộng bể 3 Chiều cao bể 3,5 Số lượng bể 1 Thể tích thực của bể: V = B*L*H = 3*4*3,5 = 42m3 Bể điều hòa Thể tích bể: V = Qmaxh* t = 104,17 * 3 = 312,51 m3 Trong đó: Qmaxh: Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, Qmaxh = 104,17m3/h t : Thời gian lưu nước trong bể, t phạm vi từ 2 – 6h, chọn t = 3h Chọn chiều sâu bể: H = Hi+hbv = 4+0,5 = 4.5 m Trong đó: Hi : Chiều sâu hữu ích của bể, Hi = 4 m hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 m Chọn bể có tiết diện ngang hình chữ nhật. Tiết diện bể điều hòa: F = m2 Chọn chiều dài bể: L =12 m Chọn chiều rộng bể: B = 7 m Thể tích thực của bể: Vt = L*B*H = 12*7*4,5 = 378 m3 Đường kính ống dẫn nước vào bể D = Trong đó vo: Vận tốc nước chảy trong ống do chênh lệch cao độ, vo = [0,30,9m/s]; chọn vo = 0.7 m/s. Þ D = = 0,145 (m) Chọn F = 150 mm. Công suất bơm nước thải : Công suất bơm N = = =1,47KW Trong đó Q: lưu lượng nước thải trung bình Q = Qtb = 0,012m3/s H : chiều cao cột áp H = 10m . = 80% - hiệu suất máy bơm . Công suất thực máy bơm lấy bằng 120% công suất tính toán . Nthực = 1,2*N = 1,2*1,47 = 1,764 KW Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hoà Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà Qkk = q * V * 60 Trong đó q: Lượng khí cần cung cấp cho 1m3 dung tích bể trong 1 phút, q = 0,010,015 m3khí/m3bể.phút; chọn q = 0,01 m3khí/m3bể.phút (Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải – Trịnh Xuân Lai-2004) V : thể tích thực tế của bể điều hoà Þ Qkk = 0,01*378*60 = 226,8 (m3/h) = 0,063 (m3/s) Đường kính ống phân phối khí chính D = Trong đó vK: Vận tốc khí trong ống dẫn chính, vK = 10 m/s Þ D = = 0,09m = 90 (mm) Chọn ống dẫn khí F = 90 mm vào bể điều hoà là ống thép. Lượng khí qua mỗi ống nhánh Chọn số ống nhành là 4 ống qkhí = = = 56,7 (m3/h) Đường kính ống nhánh dẫn khí d = Trong đó vkhí: Vận tốc khí trong ống nhánh, vkhí = 1015 m/s, chọn vkhí = 12 m/s Þ Chọn ống nhánh bằng nhựa, có đường kính F = 40 mm Cường độ sục khí trên 1m chiều dài ống : q = = 5,15 (m3/h.mdài) Lưu lượng khí qua 1 lỗ Qlỗ = Trong đó vlỗ : Vận tốc khí qua lỗ; vlỗ = [520 m/s] ( TCXD – 51 – 84); chọn vlỗ = 15 m/s dlỗ: Đường kính lỗ; dlỗ = [25 mm]; chọn dlỗ = 5 mm Þ qlỗ == 2,944*10-4 (m3/s)= 1,0598 m3/h Số lỗ trên 1 ống N = = = 53 (lỗ) Số lỗ trên 1m ống nhánh n = = = 3,78 lỗ/m ; chọn n = 4 lỗ/m Tính toán máy thổi 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 £ 0,4 (m); chọn hd + hc = 0,3 hf:Tổn thất qua thiết bị phân phối khí; hf 0,5 m;chọn hf =0,5 m H: Chiều sâu hữu ích của bể điều hòa; H = 4 m Þ Hk = 0,3 + 0,5 + 4 = 4,8 (m) Aùp lực không khí P = =1,465 (atm) Công suất máy nén: N== 4,2KW Trong đó: h: hiệu suất máy nén khí, h = 0.7 – 0.9, chọn h = 0.8 q: lưu lượng khí lấy = 0.085 Bảng 14. Các thông số tính toán bể điều hoà Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài bể L 12 m Chiều rộng bể R 7 m Chiều cao bể H 4,5 m Đường kính ống dẫn nước D 150 mm Đường kính ống dẫn khí chính Dk 90 mm Đường kính ống nhánh dẫn khí d 40 mm Bể lắng hai vỏ Bể lắng hai vỏ là bể chứa hình tròn, phần trên của bể là máng lắng, phần dưới là ngăn lên men bùn cặn. Tính toán máng lắng Thể tích hữu ích của máng lắng được tính theo công thức: Wm = Qstb *t*3600 = 0,012*1,5*3600 = 64,8m3 Trong đó: Qstb : lưu lượng tính toán trung bình theo giây, Qstb = 0,012m3/s t : thời gian lắng, t = 1,5h Diện tích ướt của máng lắng  Do góc nghiêng ở đáy máng lắng được thiết kế với một góc 500 nên ta có : w1 = b*h1 + 0,3b2 Trong đó : b : chiều ngang máng lắng, lấy không quá 3m, chọn b = 1,5m (Lâm Minh Triết – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) h1 : chiều cao lớp nước phần hình chữ nhật của máng lắng lấy không quá 1m, chọn h1 = 0,7m Þ w1 = b*h1 + 0,3b2 = 1,5*0,7 + 0,3*(1,5)2 Chiều cao lớp nước phần hình tam giác của máng lắng : h2 = Chiều dài máng lắng được xác định theo công thức : L = = 6,26m Trong đó : n : số lượng bể lắng hai vỏ ; n = 3 n1 : số lượng máng lắng trong một bể ; n1 = 2 Chọn bể lắng hai vỏ có dạng hình tròn trong mặt bằng, Đường kính trong của bể D = L = 6,26m Tốc độ lắng của hạt lơ lửng : u = mm/s Trong đó : t : thời gian lắng t = 1,5h H : chiều sâu trung bình của máng lắng H = m Hiệu suất lắng: ứng với u = 0,21mm/s và nồng độ chất lơ lửng 338,28mg/l  > 300mg/l. Theo bảng 3.10 (Lâm Minh Triết – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp), hiệu suất lắng của chất lơ lửng trong nước thải ở bể lắng đợt I là 60% Vậy nồng độ chất lơ lửng sau khi ra khỏi bể lắng đợt I là : SS = 338,28(100 – 60)% = 135,31mg/l Với SS = 135,31mg/l < 150mg/l thỏa mãn điều 6.5.3 – TCXD 51 – 84- nước thải dẫn đến các công trình xử lý sinh học có hàm lượng chất lơ lửng không quá 150mg/l Theo điều 6.6.2 – TCXD 51 – 84, mặt thoáng tự do của bể lắng 2 vỏ để cặn không nổi lên không nhỏ hơn 20% diện tích mặt bằng của bể và không lớn hơn 50% Diện tích mặt thoáng : F = Như vậy thỏa điều kiện 20% < F < 50% Tính toán ngăn bùn : Thể tích ngăn bùn của bể lắng hai vỏ : W = = 79,24m3 Trong đó : Wb : thể tích ngăn tự hoại trong bể lắng hai vỏ, theo 6.6.3 – TCXD 51 – 84 ứng với nhiệt độ nước thải về mùa lạnh 250C, Wb = 10l/người N : dân số tính toán, N = 6095 K : hệ số tăng thể tích ngăn bùn , lấy bằng 30% khi xả bùn từ bể lắng sau bể lọc sinh học nhỏ giọt. (Điều 6.6.3 – TCXD 51 – 84), K = 1,3 Thể tích ngăn bùn của mỗi bể là : W1 = = 26,41m3 Chiều cao phần hình nón (với đáy nghiêng 300) hn = 0,29D - 0,12 = 0,29* 6,26 – 0,12 = 1,7m Thể tích phần hình nón của bể lắng hai vỏ : Wn = Trong đó : F1 : diện tích mặt cắt ngang hình trụ của bể lắng, được xác định F1 = = 30,76m2 F2 : diện tích đáy nhỏ hình nón cụt F2 = = 0,11m2 Với d là đường kính đáy nhỏ nón cụt d = D – 2X = D – 2hncotg300 = 6,26 – 2*1,7* = 0,37m Vậy : Wn = = 18,54m3 Chiều cao xây dựng của bể lắng hai vỏ : Hxd = h1 + h2 + h3 + h4 + htr + hn = 0,7 + 0,9 + 0,5 + 0,4 + 2 + 1,7 = 4,67m Trong đó : h3 : chiều cao lớp trung hòa, tính từ mực bùn cao nhất đến khe hở của máng lắng, h3 = 0,4 ÷0,5m. Chọn h3 = 0,5m h4 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể, chọn h4 = 0,4m htr : chiều cao phần hình trụ của bể lắng hai vỏ, lấy 2÷3m, chọn htr = 2m Hiệu suất xử lý nước thải sau khi đi qua bể lắng hai vỏ : Hàm lượng chất lơ lửng giảm 60%, còn lại : SS = 338,28(100 – 60)% = 135,31mg/l Hàm lượng BOD5 giảm 15%, còn lại : BOD5 = 144(100 – 15)% = 122,4mg/l Bảng 15. Các thông số tính toán bể lắng hai vỏ Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Đường kính bể lắng D 6,26 m Chiều ngang máng lắng b 1,5 m Chiều cao phần hình nón hll 1,7 m Đường kính đáy nhỏ nón cụt d 0,37 m Chiều cao xây dựng bể H 4,67 m Bể lọc sinh học cao tải Tính toán kích thước Hệ số tính toán K = = 8,6 Trong đó: La: BOD5 ban đầu Lt: BOD5 nước thải đã xử lý lấy Lt = 15mg/l Theo bảng 36. Điều 6.14.18 – TCXD 51 – 84 xác định các thông số của bể lọc sinh học cao tải (lấy xấp xỉ hoặc nội suy): Hệ số K phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thải và mùa đông, lưu lượng không khí và tải lượng thủy lực ta lấy xấp xỉ k = 8,93 (theo bảng) ứng với T = 200C, tải trọng thủy lực q = 20m3/m2.ng.đ Chiều cao bể lọc H = 3m và lưu lượng riêng không khí B = 8m3/m3 Hiệu quả xử lý BOD5: E = = 88% Ta có E = F: thông số tuần hoàn nước F = = 1,65 R: hệ số tuần hoàn, chọn R = 1 W: tổng lượng BOD5 cần khử trong ngày W = Q(La – Lt) =1000(122,4 – 15) = 107,4kg/ngày V: thể tích lớp vật liệu lọc Từ E = Þ V = = 688m3 Diện tích bể lọc S = = 230m2 Chọn 2 bể lọc sinh học cao tải có dạng sinh học Diện tích mỗi bể sẽ là: S1 = = 115m2 Đường kính mỗi bể: D = = 12m Chọn vật liệu lọc là đá dăm cỡ hạt từ 40÷70mm. Chọn cỡ hạt giống nhau. Lớp vật liệu đỡ ở phía dưới có cỡ hạt lớn hơn và dày khoảng 0,2m Lượng không khí cần thiết cung cấp cho bể lọc sinh học cao tải được tính theo công thức: A = = = 543m3/h Trong đó: A: lưu lượng không khí cần thiết cung cấp cho bể lọc sinh học cao tải, m3/h K1: hệ số dự trữ, K1 = 2÷3, lấy K1 = 3 Chiều cao xây dựng của bể là: Hxd = H + hbv + hđáy = 3 + 0,5 + 0,8 = 4,3m Trong đó: hbv : chiều cao bảo vệ của bể hđáy: khoảng cách từ sàn phân phối Tính toán hệ thống tưới phản lực Lưu lượng tính toán trên một bể lọc sinh học cao tải Q1 = = 12l/s Trong đó: n: số bể lọc sinh học Đường kính hệ thống tưới phản lực lấy bằng: Dt = D – 200 = 12000 – 200 = 11800mm Chọn 4 ống phân phối trong hệ thống tưới phản lực, liên kết với trục quay thông qua moteur truyền động. Đường kính mỗi ống là: D0 = Trong đó: n1: số ống phân phối trong hệ thống tưới phản lực, n1 = 4 v: tốc độ chảy ở đầu ống, v= 0,6÷1m/s, chọn v = 1m/s (Điều 6.14.8 – TCXD 51- 84) Þ D0 = = 0,62m Chọn Do = 75mm Khi đó vận tốc thực tế tại các đầu ống là: Vtt = = 0,68m/s Giá trị này thỏa mãn điều kiện 0,6 ≤ Vtt ≤ 1 nên chấp nhận được Số lỗ trên mỗi ống nhánh phân phối được tính theo công thức: m = = 84 lỗ Khoảng cách của một lỗ bất kỳ Li cách tâm trục giữa của hệ thống tưới được tính theo công thức Li = Trong đó: i: số thứ tự của lỗ cách tâm trục giữa của hệ thống tưới Þ L1 = = 644mm Þ L2 = = 910mm Cách tính tương tự cho các lỗ còn lại ta được kết quả ở bảng: Bảng 16. Khoảng cách các lỗ đến tâm trục quay của hệ thống tưới phản lực Thứ tự các lỗ (i) Khoảng cách của các lỗ tới tâm trục quay(mm) 1 644 2 910 3 1115 4 1287 5 1439 6 1577 7 1703 8 1821 9 1931 10 2036 11 2135 12 2230 13 2321 14 2409 15 2493 16 2575 17 2654 18 2731 19 2806 20 2879 21 2950 22 3019 23 3087 24 3154 25 3219 26 3283 27 3345 28 3406 29 3467 30 3526 31 3584 32 3642 33 3698 34 3754 35 3808 36 3862 37 3916 38 3968 39 4020 40 4071 41 4122 42 4172 43 4221 44 4270 45 4318 46 4366 47 4413 48 4460 49 4506 50 4552 51 4597 52 4642 53 4687 54 4731 55 4774 56 4817 57 4860 58 4903 59 4945 60 4986 61 5028 62 5069 63 5110 64 5150 65 5190 66 5230 67 5269 68 5308 69 5347 70 5386 71 5424 72 5462 73 5500 74 5538 75 5575 76 5612 77 5649 78 5685 79 5722 80 5758 81 5794 82 5829 83 5865 84 5900 Số vòng quay của hệ thống tưới trong mỗi phút được xác định theo công thức thực nghiệm: r = = 7,5 vòng/phút Trong đó: r: số vòng quay trong một phút d: đường kính lỗ, lấy không nhỏ hơn 10mm, chọn d = 14mm Q2: lưu lượng bình quân cho 1 ống tưới, có tất cả 4 ống nên: Q2 = 12 : 4 = 3l/s Aùp lực cần thiết ở hệ thống tưới (với 4 ống ly tâm) được xác định theo công thức thực nghiệm: h = Q22() Trong đó: Km: Môđun lưu lượng, l/s. lấy theo bảng Bảng 17. Môđun lưu lượng Km(l/s) ứng với các loại đường kính khác nhau D0(mm) 50 65 75 100 125 150 175 200 250 Km(l/s) 6 11,5 19 43 86,5 134 209 300 300 Ứng với D0 = 75mm, có Km = 19l/s h = 32( = 72mm = 0,072m Bảng 18. Các thông số tính toán bể lọc sinh học cao tải. Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Số lượng bể n 2 Bể Đường kính bể D 12 m Chiều cao xây dựng bể H 4,3 m Đường kính hệ thống tưới phản lực Dt 11,8 m Đường kính ống tưới phản lực D0 75 mm Số lỗ trên mỗi ống nhánh m 84 Lỗ Bể lắng đợt II (bể lắng đứng) Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm của bể lắng đợt II: f = = 0,4m2 Trong đó : Qstb : lưu lượng tính toán trung bình theo giây, Qstb = 0,012m3/s Vtt : tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm , lấy không lớn hơn 30mm/s (0,03m/s). Điều 6.5.9. TCXD 51 - 84 Đường kính của ống trung tâm: d = = = 0,7m Chọn ống F = 700mm Đường kính phần loe của ống trung tâm: DL = 1,35 * d = 1,35 * 0,7 = 0,945 m (Theo điều 6.5.9 TCXD 51 - 84 ) Chiều cao phần loe ống trung tâm: HL = 1,35*d = 1,35*0,7 = 0,945 m Đường kính tấm hắt: Dc = 1,3 * DL = 1,3 * 0,945 = 1,23 m Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng : F = = 24m2 Trong đó : v : tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, sau bể lọc sinh học cao tải,v = 0,0005m/s (điều 6.5.6 – TCXD 51 – 84). Diện tích tổng cộng của bể lắng Ft = F+ f = 24 + 0,4 = 24,4 m2 Đường kính của bể được tính theo công thức : D = = = 5,6m 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 = = 0,13m Trong đó: vk: Tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt, vk £ 20mm/s. Chọn vk = 20mm/s = 0,02m/s dn: Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,3m Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: htt = v * t = 0,0005 * 1.5 * 3600 = 2,7m Với t là thời gian lắng, t = 1,5h Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: 3,16m Trong đó: h2: Chiều cao lớp trung hoà, m; h3: Chiều cao giả định lớp căn trong bể, m; D: Đường kính bể lắng, D = 5,6m; dn:Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 0,3 m a: Góc tạo bởi đáy bể và mặt ngang, lấy không nhỏ hơn 500 (Điều 6.5.9 – TCXD – 51 -84) chọn a = 50o Chiều cao tổng cộng của bể: H = htt + hn + hbv = 2,7 + 3,16 + 0,5 = 5,36m Trong đó: htt: Chiều cao tính toán của vùng lắng hbv : Chiều cao từ mực nước đến thành bể, hbv = 0,5 m hn: Chiều cao phần hình nón Tính toán máng thu nước. Đường kính máng thu nước Dm = 0,8´D = 0,8´5,6 = 4,5(m) Chiều rộng máng thu nước: Bm = = 0,55(m) Chiều cao máng: hm = 0,3(m). Diện tích mặt cắt ngang của máng: Wm = Bm ´hm = 0,55´0,3 =0,165(m2) Chiều dài máng thu : Lm = p´Dm = 3,14´4,5 = 14,13(m). Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài của máng : a == 70,77 (m3/m.ngày). Đường kính ống thu nước: Dth = = 0,195(m) Trong đó: Q: lưu lượng nước thải trung bình theo giây, Q = 0,012m3/s v: Vận tốc nước trong máng thu (theo cơ chế tự chảy v = 0,3 0,9(m/s) à chọn v = 0,4(m/s). Vậy chọn ống PVC có F = 200(mm) Tính máng răng cưa. Đường kính máng răng cưa Drc = Dm = 4,5(m) Chiều dài máng răng cưa. lm = p´Drc = 3,14 ´ 4,5 = 14,13(m) Máng răng cưa xẻ khe thu nước chữ V, góc 90o, chiều cao khe là 50 (mm) , bề rộng mỗi khe là 100(mm) , hai khe kế tiếp cách nhau một khoảng 200(mm) , vậy trên 1(m) chiều dài có 1000/200 = 5(khe) , máng dài 14,13(m) , vậy có 71(khe) xẻ chữ V . Chiều cao máng là150(mm),bề dày máng răng cưa là 5(mm), máng được bắt dính với máng thu nước. Lưu lượng nước chảy qua một khe. qkhe = = 14(m3/ngày) = 3,9´10-3(m3/s) Chiều sâu ngập nước của khe. Ta có : qkhe = 3,9´10-3 = hngập = 0,095(m) Trong đó: Cd  : hệ số tràn; Cd = 0.6. g : gia tốc trọng trường. u : góc ở đỉnh tam giác Bảng 19. Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt sau bể lắng đợt II Thời gian lắng (giờ) Hàm lượng chất lơ lững trong nước thải sinh hoạt sau bể lắng đợt II (mg/l) khi BOD5 của nước thải đã được xử lý (mg/l) 15 20 25 50 75 100 0.75 21 27 33 66 86 100 1 18 24 29 59 78 93 1.5 15 20 25 51 70 83 2 12 16 21 45 63 75 ( Điều 6.5.8. TCXD – 51 – 84). Theo bảng trên với BOD5 = 15 mg/l ( sau khi qua bể lọc cao tải ) ứng với thời gian lắng là 1,5h thì hàm lương chất lơ lững khi qua bể lắng đợt II là 15mg/l, đạt tiêu chuẩn loại A , TCVN – 5945 – 2005. Bảng 20. Thông số tính toán bể lắng II Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Đường kính bể lắng D 5,6 m Đường kính ống trung tâm d 0,7 m Chiều cao vùng lắng htt 2,7 m Chiều cao phần hình nón hll 3,16 m Chiều cao tổng cộng của bể H 5,36 m Đường kính tấm chắn dòng Dc 1,23 m Đường kính miệng ống loe DL 0,945 m Chiều cao phần loe HL 0,945 m Đường kính máng thu nước Dm 4,5 m Chiều dài máng thu nước Lm 14,13 m Chiều cao của máng l 0,3 m Bể khử trùng Tính kích thước thùng pha hóa chất và thùng tiêu thụ hóa chất Lượng Clo hoạt tính lớn nhất dùng để khử trùng nước thải Gmax = = 0,313kg/h Trong đó: a: liều lượng Clo hoạt tính, đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3g/m3 (Điều 6.20.3 TCXD 51 – 84) Lượng Clo hoạt tính trung bình: Gtb = = 0,126kg/h Dung tích hữu ích của thùng hòa tan W = = 0,3m3 Trong đó: Q: lưu lượng trung bình của nước thải,Q = 1000 m3/ngày đêm b: nồng độ dung dịch Clorua vôi,b = 2,5% n: số lần hòa trộn Clorua vôi trong ngày, n = 2÷6. Chọn n = 2 p: hàm lượng Clo hoạt tính trong Clorua vôi, p = 20% Thể tích tổng cộng của thùng hòa tan tính cả thể tích phần lắng: Wtc = 1,15*W = 1,15*0,3 = 0,345m3 Chọn 2 thùng hòa tan, thể tích mỗi thùng: W1 = = 0,173m3 » 0,2m3 Thể tích hòa tan lấy bằng 40% thể tích thùng hòa tan: Wth = 0,4*0,2 = 0,08m3 Chiều cao thùng hòa trộn lấy bằng 0,25m Diện tích thùng hòa trộn là: S = = 0,32m2 Lưu lượng Clorua vôi2,5% lớn nhất cung cấp qua bơm định lượng được tính theo công thức: qmax = Gmax* = 62,6l/h Tính kích thước bể khử trùng Thể tích bể V = Q ´ t = 42 ´ 0,5 = 21m3 Với t là thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 30phút = 0,5h Kích thước bể Chọn chiều cao công tác của bể khử trùng h = 2m Chiều dài bể L = 5m Vậy chiều rộng của bể B = = 2,1m Chiều cao bảo vệ là 0,5m, vậy chiều cao tổng cộng của bể H = h + 0,5 = 2 + 0,5 = 2,5m Thể tích thực của bể: Vt = L*B*H = 5*2,1*2,5 = 26,25m3 Vách ngăn: Chiều dài vách ngăn bằng 2/3 chiều rộng của bể Lvn = =1,4m Chọn 2 vách ngăn có độ dày 100mm Vậy khoảng cách giữa các vách ngăn: l = = 1,6m Sân phơi bùn Cặn khi lên men ở bể lắng 2 vỏ có độ ẩm 90% được xả định kỳ đến sân phơi bùn, giảm độ ẩm cần thiết thuận lợi cho việc vận chuyển và xử lý tiếp theo. Thời gian của một chu kỳ xả cặn của bể lắng 2 vỏ là 120 ngày Lượng cặn tổng cộng xả từ bể lắng 2 vỏ trong một chu kỳ xả cặn được tính gần đúng dựa vào hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải dẫn đến bể lắng, hiệu suất lắng, độ ẩm của cặn lắng.. và được tính: WC = = = 395,79m3/chu kỳ xả Trong đó: Cll: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải ra khỏi bể điều hòa, Cll = 338,28mg/l Q: lưu lượng trung bình ngày đêm của nước thải E: hiệu suất lắng của bể lắng 2 vỏ có tính đến khả năng làm thoáng sơ bộ nước thải trước khi lắng, E = 75% k: hệ số tính đến sự gia tăng lượng bùn khi tiếp nhận bùn từ bể lắng II sau bể lọc sinh học cao tải, k = 1,3 t: thời gian của một chu kỳ xả cặn, t = 120 ngày P: độ ẩm của cặn đã lên men ở bể lắng 2 vỏ, P = 90% Để tiết kiệm diện tích sân phơi bùn, quy định chế độ xả cặn cho 3 bể lắng. Khi đó thời gian giữa 2 chu kỳ xả cặn kế tiếp nhau là: t1 = = 40ngày Thể tích cặn dẫn tới sân phơi bùn của 1 đợt xả cặn cho 1 bể lắng 2 vỏ là: WC’ = = 131,93m3 Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được tính theo công thức WC’ = = 98,95m3 Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được tính theo công thức F1 = = 395,8m2 Trong đó: hC: chiều cao lớp cặn bùn trong sân phơi bùn, hC = 0,2÷0,3m, chọn hC = 0,25m Chiều cao sân phơi bùn: H = hc + h1 + h2 + hbv + Chiều cao lớp sỏi, h1 = 0,3 m + Chiều cao lớp cát, h2 = 0,2 m + Chiều cao bảo vệ: hbv = 0.3 m Þ H = 0,25 + 0,3 + 0,2 + 0,3 = 1.05m Trong các ô sân phơi bùn gồm: lớp trên cùng là cát, dưới lớp cát là lớp sỏi đỏ. Trong lớp sỏi đỏ đặt hệ thống ống nhựa khoan lỗ dể rút nước, khoảng cách từ 3 – 6cm. Oáng rút nước và dẫn nước thấm có đường kính 100mm và độ dốc 1% Diện tích phụ của sân phơi bùn : đường xá, mương, máng được tính theo công thức: F2 = k*F1 = 0,25*395,8 = 98,95m2 Trong đó: k: hệ số tính đến diện tích phụ, k = 0,2 ÷0,3, chọn k = 0,25 Diện tích tổng cộng của sân phơi bùn F = F1 + F2 = 395,8 + 98,95 = 494,75m2 Sân phơi bùn được chia làm 4 ô với diện tích mỗi ô là 124m2, kích thước một ô là L*B = 12m*10,5m Bảng 21. Các thông số thiết kế sân phơi bùn STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị 1 Kích thước ô (L*B*H) 12*10,5*1.05 m 2 Số ô trong sân phơi bùn 4 ô 3 Chiều cao lớp sỏi (h1) 0,3 m 4 Chiều cao lớp cát (h2) 0,2 m 5 Chiều cao lớp bùn (h) 0,25 m 6 Đường kính ống thu nước 0,1 m 7 Độ dốc ống thu nước 1 % Phương án 2 Mương oxy hoá. Nước thải sau khi ra khỏi bể lắng hai vỏ (phương án I) được dẫn vào mương oxy hoá. Chất lượng nước thải ban đầu như sau: Hàm lương chất lơ lửng: SS = 135,31 mg/l Hàm lượng BOD5: BOD5 = 122,4 mg/l Thể tích hữu ích của mương oxy hoá được tính theo công thức (Theo: Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết) 282,63 m3 Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm, Q = 1000 m3/ngđ; L0: Hàm lượng BOD5 của nước thải dẫn vào mương oxy hoá; Lt: Hàm lượng BOD5 của nước thải sau xử lý: Lt = 15 mg/l; L: Tải trọng BOD20 lên mương oxy hoá, L = 0,240,4 khBOD20/m3, chọn L= 0,38 kgBOD20/m3 Chiều sâu của mương oxy hoá chọn bằng 1 m Mương oxy hoá có tiết diện ngang là hình thang cân và có kích thước lựa chọn như sau: Chiều rộng mặt nước chọn: a = 5 m; Chiều rộng đáy mương chọn: b = 2 m; Độ sâu lớp nước trong mương: h1 = 1,0 m; Khoảng cách từ mặt nước đến mặt trên mương: h2 = 0,6 m; Độ sâu xây dựng mương: H = h1 + h2 = 1,0 + 0,6 = 1,6 m; Chiều ngang xây dựng mương: Diện tích mặt cát ướt của mương oxy hoá: Chiều dài tổng cộng của mương oxy hoá: 80,75 m Mương oxy hoá có dạng hình chữ “O” kéo dài trên mặt bằng với bán kính trung bình của đoạn uốn cong là: Rtb = 9 m. Tổng chiều dài phần mương uốn cong: Chiều dài phần mương thẳng: Theo tiêu chuẩn thiết kế TCXD – 51 – 84 điều 7.9.1; Thời gian nạp khí trong mương oxy hoá được tính theo công thức: (Theo: Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết) h Trong đó: L0: Hàm lượng BOD20 của nước thải dẫn vào mương oxy hoá; Lt: Hàm lượng BOD20 của nước thải sau xử lý: Lt = 20 mg/l; a:Liều lượng bùn hoạt tính (a = 3,6 g/l)( điều 7.9.1. TCXD – 51 – 84); S:Độ tro của bùn hoạt tính, S = 0,45 (điều 7.9.1. TCXD – 51 – 84) : Tốc độ oxy hoá trung bình theo BOD5, = 6 mg/g.h Lượng oxy cần cung cấp để loại bỏ lượng chất bẩn trong nước thải được tính theo công thức: (Theo: Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết) trong đó: G0: liều lượng oxy đơn vị, G0 = 1,42 mgO2 để loại bỏ 1 mgBOD5; 0,68: Hệ số chuyển đổi giưa BOD5 và BOD20 ; Lượng khí cần cung cấp mỗi giờ: (Theo: Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết) kgO2/h DỰ TOÁN GIÁ THÀNH CHO CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Tính toán kinh tế là việc xác định chi phí xây dựng các công trình, mua các thiết bị, Và chi phí vận hành hệ thống. Trên cơ sở chi phí xây dựng, xác định thời gian khấu hao và vốn thu hồi, cùng với chi phí vận hành, duy tu, dự phòng, Từ đó, xác định được tổng chi phí cần cho hệ thống trong một đơn vị thời gian và xác định giá thành xử lý cho 1 m3 nước thải. TÍNH TOÁN VỐN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG Hệ thống xử lý nước thải là một công trình xây dựng bằng bê tông cốt thép nên có thể ước tính theo sức chứa của công tình. Giá thành xây dựng dùng đề tính toán sơ bộ là 1.800.000 (VNĐ/m3 xây dựng). Bảng 22. Tính toán giá thành xây dựng STT Tên công trình Vật liệu Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ/ đơn vị) Thành tiền (triệu VNĐ) 1 Ngăn tiếp nhận BTCT m3 1,95 1,8 3,12 2 Song chắn rác BTCT m3 1,15 1,8 2,07 3 Hố thu BTCT m3 42 1,8 75,6 4 Bể điều hòa BTCT m3 378 1,8 680,4 5 Bể lắng hai vỏ BTCT m3 192 1,8 345,6 6 Bể lọc sinh học cao tải BTCT m3 230 1,8 414 7 Bể lắng II BTCT m3 120 1,8 216 8 Bể khử trùng BTCT m3 26,25 1,8 47,25 9 Sân phơi bùn BT m3 395,79 0,8 316,362 10 Mương oxy hoá BTCT m3 282,63 1,8 508,734 11 Nhà điều hành 120 12 Chi phí đào đất 20 13 Công nhân chuyên chở, lắp đặt 20 14 Các chi phí phụ(đinh, ốc sắt,) 50 15 Phí phát sinh 50 16 Tổng chi phí xây dựng Phương án 1 2340,403 Phương án 2 2435,137 TÍNH TOÁN VỐN ĐẦU TƯ TRANG THIẾT BỊ Bảng 23. Vốn đầu tư trang thiết bị STT Tên công trình Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ/ đơn vị) Thành tiền (triệu VNĐ) 1 Bơm nước thải Cái 4 8 32 2 Bơm bùn Cái 5 7,5 37,5 3 Máy nén khí(Q = 226,8 m3/h; H = 1,47 at) Cái 1 10 10 4 Máy nén khí(Q = 543m3/h; H = 1,43 at) Cái 1 15 15 6 Thùng hoá chất Cái 1 1 1 7 Ống nhựa PVC, van Ống thép dẫn khí 20 8 Máy nạp khí Cái 1 20 20 9 Bơm nước sạch Cái 1 4,5 4,5 10 Hệ thống hoà trộn Clo Bộ 1 25 25 11 Song chắn rác Cái 2 3 6 12 Nhân công lắp đặt Công 20 13 Tổng chi phí đầu tư thiết bị Phương án 1 168 Phương án 2 173 TỔNG CHI PHÍ ĐẦU TƯ CHO HỆ THỐNG: Phương án 1: MĐT = Mxd + MTB = 2340,403+ 168= 2508,403 triệu VNĐ Phương án 2: MĐT = Mxd + MTB = 2435,137+ 173 = 2608,137 triệu VNĐ Chi phí khấu hao: Phần đầu tư xây dựng tính khấu hao trong 20 năm: Phương án 1: Mxd1kh = Mxd1 : 20 = 2508,403: 20 = 125,42 triệu/ năm Phương án 2: Mxd2kh = Mxd2 : 20 = 2608,137: 20 = 130,401 triệu/ năm Phần đầu tư cho thiết bị tính khấu hao trong 10 năm: Phương án 1: Mtb1khtb = Mtb1 : 10 = 168 : 10 = 16,8 triệu/ năm Phương án 1: Mtb2kh = Mtb2 : 10 = 173: 10 = 17,3 triệu/ năm Tổng chi phí khấu hao: Phương án 1: Mkh = Mxd1kh + Mtb1kh = 125,42 + 16,8 = 142,22 (triệu VNĐ / năm) Phương án 2: Mkh = Mkhxd2 + Mtb2kh = 130,401 + 17,3 = 147,701 (triệu VNĐ/ năm) Chi phí vận hành Hóa chất: Hóa chất dùng để khử trùng nước là Clo Khối lượng Clo sử dụng trong một giờ: 420 g/giờ = 0,42kg/ giờ 10,08 kg/ ngày = 3679,2 kg / năm Qn: Lưu lượng nước thải trong một giờ ,Qn = 42m3/h) a: hàm lượng Clo: a = 3 g/m3 P: Hàm lượng Clo hoạt tính, %, trong Clorua vôi, thường lấy bằng 30% có tính đến tổ thất trong bảo quản. Giá thành một kg Clo 5.000 VNĐ, số tiền sử dụng Clo trong một năm. 3679,2 * 5.000 = 18,396 triệu VNĐ. Điện Với số lượng bơm như trên, cộng với nhu cầu thấp sáng và hoạt động sinh họat của nhân viên vận hành trạm, ước tính điện năng tiêu thụ hàng ngày khoảng 150 KWh. Giá điện cho sản xuất 1.500 KWh. Vậy chi phí điện cho một năm P = 150 * 365 * 1500 = 65700000 = 82,125 triệu VNĐ Lương công nhân: Với một hệ thống xử lý nước thải như vậy cần phải có một kỹ sư và hai công nhân vận hành với mức lương như sau: Kỹ sư: 2,5 triệu VNĐ/tháng Công nhân: 1,2 triệu VNĐ/ tháng Số tiền phải trả trong một năm S = 12 *[ 2,5+ (1,2 *2)] = 58,8 triệu VNĐ Chi phí bảo dưỡng định kỳ Quá trình vận hành nhà máy không thể không tính đến chi phí bảo dưỡng định kỳ, có thể ước tính chi phí bảo dưỡng 15 triệu VNĐ /năm. Tổng chi phí vận hành trong năm: Mvh = 18,396 + 82,125 + 58,8 + 15 = 174,321 triệu VNĐ Tổng chi phí cho hệ thống xử lý nước thải hoạt động trong 1 năm: Phương án 1: M1 = Mvh + Mkh1 = 174,321 + 142,22 = 316,541 (triệu VNĐ / năm) Phương án 2: M2 = Mvh + Mkh2 = 174,321 + 147,701 = 322,022 (triệu VNĐ / năm) Giá thành cho xử lý 1m3 nước thải Phương án 1 GT1= = 867 (VNĐ/m3) Phương án 1 GT2= = 882 (VNĐ/m3) PHÂN TÍCH TÍNH KINH TẾ-KỸ THUẬT- MÔI TRƯỜNG KINH TẾ Cả hai phương án thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt cho khu dân cư Thành Hưng huyện Nhơn Trạch, hầu hết các công trình tương tự nhau nhưng trong đó có sự thay đổi công trình xử lý sinh học( bể lọc sinh học hiếu khí thay bằng mương oxy hoá) Phương án 1: Theo phương án này thì công trình xử lý sinh học là bể lọc sinh học cao tải (Biofin), có cấu tạo hình tròn trên mặt bằng để đảm bảo cho dàn phân phối nước tự quay. Bể được xây dựng bằng BTCT, bên trong bể lớp vật liệu lọc là đá dăm cỡ hạt từ 40 – 70mm. Đây là vật liệu tương đối rẻ. Dự toàn giá thành xây dựng và thiết bị rong bể khoảng 500 triệu đồng. Phương án 2: Trong phương án này thì bể Biofin được thay thế bằng mương oxy hoá. Mặt cắt nước của mương oxy hoá có cấu tạo hình thang và có độ sâu 1,6m. Chiều dài mương và diện tích chiếm dụngmột mặt bằng khá lớn. Mương oxy hoá có lắp đặt máy khuấy trộn dạng guồng quay (trục ngang). Dự toán giá thành xây dựng và lắp đặt thiết bị có thể lên tới 1 tỷ đồng. Nhận xét: Xét đến khía cạnh kinh tế của hai phương án thì ta nên xét mặt giá thành và diện tích chiếm dụng mặt bằng. So sánh giá thành của hai phương án thì ta thấy giá thành của phương án 1 thấp hơn so với phương án 2. Mặt khác diện tích sử dụng mặt bằng của phương án 1 cũng nhỏ hơn phương án 2. Do đó về mặt kinh tế thì phương án 1 sẽ được xét duyệt để đầu tư xây dựng. KỸ THUẬT Cả hai phương án 1 và 2 đều áp dụng biện pháp xử lý sinh học hiếu khí. Tuy nhiên xét về mặt kỹ thuật thì hai phương án có hai công trình hoàn toàn khác nhau; phương án 1 là công trình xử lý bằng phương pháp lọc sinh học hiếu khí, còn phương án 2 là công trình xử lý bằng phương pháp oxy hoá tuần hoàn. Phương án 1: Bể lọc sinh học cao tải dùng để xử lý sinh học hiếu khí nước thải. Bể có cấu tạo hình tròn trên mặt bằng đảm bảo cho dàn ống phân phối nước tự quay. Không khí được cấp bằng quạt gió. Hiệu suất xử lý BOD của bể từ 60 – 85%. Để đảm bảo tải trọng thuỷ lực vật liệu lọc của bể lọc sinh học là đá dăm kích thước từ 40 -70mm. Với nồng độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt tại khu dân cư Thành Hưng thì việc sử dụng biên pháp lọc sinh học là thích hợp, nước thải sau khi qua bể BOD đạt loại A (TCVN – 5945 -2005). Phương án 2: Trong mương oxy hoá, quá trình oxy hoá diễn ra nhờ sự sục khí của bơm trục ngang và sự xáo trộn không khí của môi trường tự nhiên. Hệ thống này lắp đặt và hoạt động tương đối đơn giản. Các chất hữu cơ trong công trình hầu như được oxy hoá hoàn toàn, hiệu quả khử BOD đạt rất cao . Nhận xét: So sánh về mặt kỹ thuật ta thấy cả hai phương án đều cho hiệu quả xử lý rất cao, quá trình hoạt động và vận hành của cả hai tương đối đơn giản. MÔI TRƯỜNG Xét về hiệu quả xử lý của hai phương án thì cả hai đều đáp ứng được tiêu chuẩn đặt ra là nước tải xã ra nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn loại A, TCVN 5945 -2005. Mặt khác, trong quá trình đi vào hoạt động, xét về khí cạnh môi trường khi sử dụng mương oxy hoá sẽ không thể kiểm soát mùi hôi phát tán từ nước thải ra môi trường xung quan, làm ảnh hưởng đến dân cư sống gần khu vực xử lý. Nếu dùng bể lọc sinh học hiếu thì sẽ khắc phục được vấn đề này. NHẬN XÉT CHUNG: Xét về cả ba mặt kinh tế, kỹ thuật, môi trưỡng thì ta thấy công trình thi ta thấy công trình bể lọc sinh học cao tải có ưu điểm vượt trội hơn so với sử dụng mương oxy hoá. Vậy ta chọn phương án 1 để áp dụng cho việc xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung cho khu dân cư Thành Hưng. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Khu dân cư Thành Hưng là một khu dân cư mới, được xây dụng với mục tiêu giãn dân ở các khu vực nội thành của thành phố. Khi mà khu dân cư đã đi vào hoạt động ổn định thì lượng nước thải phát sinh là rất lớn. Trong khi đó theo thiết kế thi công tại khu dân cư Thành Hưng thì chưa có hệ thống xử lý nước thải. Vì vậy đề tài đã tiến hành “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung cho khu dân cư Thành Hưng, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai, công suất 1000m3/ngày.đêm” để nước thải đầu ra đạt TCVN 5945 – 2005 (loại A) Thông qua hiện trạng môi trường của khu vực và dân số tính toán tại khu dân cư ta có thể tính toán được lưu lượng nước thải đầu vào cũng như nồng độ các chất ô nhiễm ở trong nước thải. Từ đó lựa chọn mô hình xử lý thích hợp, có hiệu quả đối với khu dân cư Thành Hưng. Mô hình xử lý được đưa ra bao gồm các công trình đơn vị: ngăn tiếp nhận, song chắn rác, hố thu, bể điều hòa, bể lắng hai vỏ, bể lọc sinh học, bể lắng II, bể khử trùng và sân phơi bùn. Đây là một mô hình xử lý phù hợp, mang tính khả thi cao, với kinh phí đầu tư không quá cao là cơ sở cho chủ đầu tư khu dân cư Thành Hưng có thể thảm khảo trong quá trình đầu tư xây dựng công trình. KIẾN NGHỊ Với tình hình phát triển hiện nay, nhiều khu dân cư được quy hoạch và xây dựng nhưng chưa có hệ thống xử lý nước thải cho từng khu dân cư. Nước thải được thải ra từ sinh hoạt thường ngày của người dân ở các khu đô thị cũng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống. Vì vậy cần phải có một số giải pháp cụ thể để khắc phục hiện trạng trên, góp phần bảo vệ môi trường sống ở các khu đô thị nói riêng và môi trường sống của toàn xã hội nói chung. Một số kiến nghị được đưa ra: Hạn chế việc gia tăng dân số nhằm hạn chế được nhiều vấn đề môi trường: nước thải sinh hoạt, rác thải sinh hoạt Đối với các khu dân cư cũ thì phải quy hoạch hệ thống thu gom và xử lý nước thải ngay để tránh hiện tượng nước thải sinh hoạt làm ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm ngày càng trầm trọng hơn. Đối với các khu dân cư mới quy hoạch thì phải quy hoạch và thiết kế hệ thống thu gom và xử lý ngay từ đầu để việc thi công và vận hành được dễ dàng và hiệu quả hơn. Nâng cao ý thức người dân trong vấn đề sử dụng nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và xả thải. TÀI LIỆU THAM KHẢO Metcaf&Eddy. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. Fouth Edition,2004. PGS.PTS Hoàng Huệ, xử lý nước thải, NXB Xây Dựng Hà Nội – 1996 Trần Đức Hạ_Xử lý nước thải Đô Thị. Trung tâm Công Nghệ Môi Trường –Viện Tài Nguyên Môi Trường – Đại học Quốc Gia TPHCM_ Báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án xây dụng khu dân cư Thành Hưng - Đô thị mới Nhơn Trạch. TS. Lâm Minh Triết (chủ biên)_ Nguyễn Thanh Tùng_ Nguyễn Phước Dân _Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, NXB _Đại Học Quốc Gia Tp.HCM. TS. Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng Hà Nội – 2000. Wasteeater Engineering Treatment, Disposal, Reuse third Edition Metcalf và Eddy – 1991.