Đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp và khả thi cho “Khu chung cư – căn hộ cao tầng 584 Tn Kin, công suất 1.800 m3/ngày. đêm

ần thiết xử lý nước thải theo hàm lượng cặn lơ lửng được tính theo công thức TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ BỂ TIẾP NHẬN Nhiệm vụ: Tập trung toàn bộ nước thải từ các nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt của toàn trung tâm đồng thời để đảm bảo lượng nước đủ để cho bơm hoạt động an toàn. Tính toán Thể tích hầm bơm tiếp nhận Với t = thời gian lưu nước (t = 10 - 30phút). Chọn t = 15phút Chọn chiều sâu hữu ích h = 3,5m. Chọn chiều cao an toàn hf = 0.5m. Chiều sâu tổng cộng: H = 3,5 + 0.5 = 4m. Diện tích bề mặt bể tiếp nhận Kích thước bể: L x W = 3.5m x 3m. Chọn bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có lưu lượng Q = Qmax,h = 142,5 m3/h. Cột áp toàn phần của bơm: H = 5 m + 0.3 m = 5,3 m. Công suất của máy bơm Trong đó: Qmax,s :lưu lượng nước thải, Qmax,s = 0,038m3/s; H : cột áp của bơm, mH2O; r : khối lượng riêng của chất lỏng; Nước: r = 1000kg/m3 Bùn: r = 1006kg/m3 g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2; h : hiệu suất của bơm, h = 0,73 ÷ 0,93. Chọn h = 0,8. Nội suy k từ bảng 3.6, k = 1,4 Công suất thực của bơm Đặt 2 bơm chìm hiệu Shin Maywa model: CN100 có công suất 3,46kW, cột áp 12,9m, đường kính ống thu nước 150mm. BỂ ĐIỂU HÒA 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 phải 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. Tính toán kích thước bể Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hòa: 6h Thể tích bể điều hòa: Chọn chiều cao làm việc của bể là: H = 4m Chọn chiều cao bảo vệ: Hbv = 0,5m Chọn bể hình chữ nhật có kích thước Dài x rộng = L x W = V/H = 450/4 = 112,5 m2 Chọn W= 8m L = 15m Kích thước bể điều hòa: H x L x W = 4,5m x 15m x 8m. Cấp khí cho bể điều hòa : Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn: Trong đó: R : Tốc độ khí nén, R = 12 – 15lít khí/m3 thể tích.phút. Chọn R = 15lít khí/m3 thể tích.phút = 0,015m3 khí/m3 thể tích.phút; Vtt : thể tích bể điều hòa, Vtt = 450m3. Tính toán thiết bị phân phối khí Khí được phân phối bằng các đĩa phân phối khí. Chọn đĩa phân phối khí SSI model 8’’ Chamber Disc – AFD270-CD với các thông số sau: Diện tích bề mặt đĩa: 0,0375m2; Số lượng khe hở 6600; Cường độ thổi khí bằng 220 l/phút = 13,2m3/h Số đĩa phân phối trong bể là: đĩa Chọn số đĩa phân phối trong bể là 32 đĩa. Cách bố trí ống phân phối khí Ống phân phối chính từ máy thổi khí đặt theo chiều dài bể. Chia ra làm 4 ống nhánh mỗi ống 8 đĩa. Mỗi ống cách nhau 2m, cách mỗi bên tường 1m. Các đĩa trên mỗi ống cách nhau 1,9 m, 2 đĩa 2 đầu cách tường 0,85m. Đường kính ống dẫn khí chính: Chọn ống dẫn khí làm bằng sắt tráng kẽm D = 114, độ dày ống bằng 2 mm. Lưu lượng khí trong ống nhánh dẫn tới mỗi bể: m3/h Đường kính ống dẫn khí nhánh: Chọn ống D = 49 mm Tính và chọn máy thổi khí Tổng lượng khí cung cấp: Q = 405/60 = 6,75 m3/phút. Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo công thức; Trong đó: Hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, m; Hc : Tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh, m; Hf : Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối khí, Hf không quá 0,5 m; H : Chiều sâu hữu ích của bể, H = 4m. Tổng tổn thất của Hd và Hc thường không quá 0,4 m. Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hht = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 mH2O = 0,49atm Chọn Hht = 0,6 atm. Công suất của máy thổi khí được tính theo công thức Trong đó: Pm : Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW; G : Khối lượng của không khí mà hệ thống cung cấp trong một đơn vị thời gian, kg/s; R : Hằng số khí lý tưởng, R = 8,314; T : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T = 26 + 273 = 299oK; P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, atm. P1 = 1 atm; P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, atm. P2 = Hht +1 = 0,6 + 1 = 1,6 atm; K : Hệ số đối với không khí, K = 1,395; 29,7 : Hệ số chuyển đổi; e : Hiệu suất của máy nén khí từ 0,7 – 0,8, chọn e = 0,8. Vậy công suất của máy thổi khí: Chọn 2 máy thổi khí hiệu Shin Maywa model ARH-50S, một hoạt động và một dự trữ, công suất 7kW Tính toán đường ống dẫn nước ra bể điều hòa: Vận tốc nước thải trong đường ống dẫn nước khi có bơm ở bể điều hòa cần duy trì trong khoảng 1 – 2m/s. Chọn vận tốc nước vào v = 2m/s. Lưu lượng nước thải vào: Qmax, h = 142,5m3/h. Đường kính ống dẫn nước thải ra bể điều hòa: Chọn ống dẫn nước thải là ống uPVC Þ180. Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống: Đường kính ống dẫn nước ra lấy bằng đường kính ống dẫn nước vào Dra = 180mm. Tính và chọn bơm: Chọn vận tốc nước chảy trong ống khi có bơm v = 1m/s. Hệ số Reynold: Trong đó: r : khối lượng riêng của nước thải, r = 1000kg/m3; d : đường kính ống, d = 160mm; : Độ nhớt của nước thải, = 1,005Pa.s. Hệ số Reynold giới hạn: Trong đó: : Độ nhám tương đối, = 0,05mm. Hệ số Reynold vùng nhám Qua tính toán trên thấy rằng Regh < Re < Ren. Vậy hệ số nhám được tính theo công thức: Trên đường ống dẫn nước từ bể điều hòa đến bể lắng đợt I có 2 “co”, 1 “tê”, 2 van (một van cầu, một van một chiều) Hệ số tổn thất qua van: = 4,7; Hệ số tổn thất qua nối hình co 900: = 1,4; Chiều dài đường ống L = 6m. Vậy tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ là: Độ cao cột nước của bơm là: H = Hh + Hd = 6 + 2,5 = 8,5m. Công suất bơm Trong đó: Qmax, s : Lưu lượng nước thải, Q = 0,038m3/s; H : chiều cao cột áp của bơm, H = 8,5m; r Khối lượng riêng của nước thải, r » 1000 kg/m3; ç : Hiệu suất của bơm, (ç = 0,6 – 0,9). Chọn ç = 0,8. Từ bảng 3.6, nội suy được k = 1,35. Công suất thực của bơm : N’ = N × k = 3,9 × 1,35 = 5,26 kW = 7,5 HP. Đặt 2 bơm chìm hiệu Shin Maywa model: CN100 có công suất 7,5kW, cột áp 9,3m. Tính toán các thông số đầu ra của bể điều hòa: Sau bể điều hòa, hàm lượng SS không thay đổi, hàm lượng BOD5 giảm 3 - 5%. Như vậy hàm lượng BOD5 còn lại sau khi qua bể điều hòa: BOD5 = L0 × (1 – 0,04) = 228 × (1 – 0,04) = 218,88mg/l Bảng 5.2 Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể điều hòa Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thể tích xây dựng Vxd m3 540 Thể tích làm việc V m3 450 Chiều dài L m 15 Chiều rộng B m 8 Chiều cao xây dựng Htc m 4,5 Tốc độ khí nén để xáo trộn R m3/m3.phút 0,012 BỂ LẮNG ĐỢT I Nhiệm vụ Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó. Ở đây, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ nổi trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể. Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt I cần đạt £ 150mg/l. Tính toán Chọn bể lắng đợt I có dang hình tròn trên mặt bằng, nước thải vào từ tâm và thu nước ở chu vi bể để thuận tiện cho việc thi công xây dựng. Bảng 5.3 Các thông số thiết kế bể lắng ly tâm đợt I Thông số Khoảng giá trị Giá trị đặc trưng Thời gian lưu nước, giờ 1,5 ÷ 2,5 2 Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngđ Ứng với lưu lượng trung bình 32,6 ÷ 48,8 34 Ứng với lưu lượng giờ lớn nhất 81,4 ÷ 122 102 Tải trọng máng tràn, m3/m.ngđ 124 ÷ 496 248 Ống trung tâm Đường kính, m 15 – 20%D Chiều cao, m 55 – 65%Hhữu ích Chiều cao bể lắng, m 2,4 ÷ 4,5 3,6 Đường kính bể lắng, m 3 ÷ 60 12 ÷ 45 Độ dốc đáy bể, mm/m 62,5 ÷ 166,7 83,33 Tốc độ thanh gạt bùn, vòng/phút 0,02 ÷ 0,05 0,03 Chọn So sánh F1 và F2, chọn F1 = 151,5m2. Diện tích tiết diện ướt buồng phân phối trung tâm Trong đó Dtt: đường kính tính toán của bể lắng, m; d: đường kính buồng phân phối trung tâm (d = 0,2 Dtt), m. Diện tích tính toán của bể lắng F = F1 + f = 52,94 + 2,11 = 55,05m2 Đường kính bể lắng đợt I Đường kính của buồng phân phối trung tâm d = 0,2Dtt = 0,2 x 9 = 1,8m Chọn Độ dày vách máng thu nước là 0,1m; Bề rộng máng thu nước là 0,2m; Độ dày thành bể là 0,2m. Kiểm tra lại tải trọng máng tràn Chọn chiều cao công tác của bể Hbể = 3,6m Thể tích bể lắng V = F x H = 55,05 x 3,6 = 198,18 Thời gian lưu nước của bể lắng Chiều cao ống trung tâm Ht = 60% x H = 60% x 3,6 = 2,16m Chiều cao xây dựng của bể lắng Hxd = H + h1 + hbv + h2 = 3,6 + 0,3 + 0,4 + 0,3 = 4,6m Trong đó h1: chiều cao lớp trung hòa, h1 = 0,3m; hbv: chiều cao từ mực nước đến thành bể, hbv = 0,4m; h2: chiều cao phần chứa cặn, h2 = 0,3m. Đường kính máng tràn thu nước Dm = D – 2 x 0,2 – 2 x 0,1 = 8,4m Tính toán đường ống dẫn nước bể lắng: Vận tốc nước thải trong đường ống dẫn nước khi có bơm ở bể điều lắng duy trì trong khoảng 1 – 2m/s Chọn vận tốc nước vào v = 1m/s. Lưu lượng nước thải vào: Qtb, h = 75m3/h. Đường kính ống dẫn nước thải vào bể điều hòa: Chọn ống dẫn nước thải là ống uPVC Þ 225. Tính toán máng răng cưa Đường kính máng răng cưa được tính theo công thức Drc = D – (0,2 + 0,1 + ,0002) x 2 = 8,396m Trong đó Đường kính trong bể lắng, D = 9m; Bề rộng máng thu nước = 0,2m; Bề dày vách máng thu nước = 0,1m; Bề dày tấm đệm giữa máng răng cưa và máng bêtông = 0,002m. Máng răng cưa được thiết kế có 4 khe/m dài, khe tạo góc 900. Như vậy số khe dọc theo máng bêtông là 8,396 x P x 4 = 106 khe. Máng răng cưa được bố trí sao cho điều chỉnh được chế độ chảy, lượng nước tràn qua để vào máng thu. Để thu bọt váng và các chất nổi trên bề mặt bể lắng, ta thiết kế ngăn thu bọt và chất nổi (làm bằng inox) có kích thước L x B x H = 400 x 400 x 350mm. Một đầu của ngăn được hàn chặt vào buồng phân phối trung tâm, một đầu được hàn vào máng ngăn bọt, chất nổi. Máng chắn chất nổi được bố trí theo chu vi bể và cách máng răng cưa 150mm. Sau bể lắng ly tâm đợt I, hàm lượng cặn lơ lửng giảm từ 50 – 70%, BOD5 giảm từ 25 – 50%. Hàm lượng chất lơ lửng sau khi ra khỏi bể lắng: 182,4 (1 – 0,65) = 63,84mg/l Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi qua bể lắng 218,88 (1 – 0,3) = 153,216mg/l Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày Giả sử bùn tươi của nước thải sau bể lắng đợt I là 5% (độ ẩm 95%). Khối lượng riêng bùn tươi là 1053 kg/m3. Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học Mtươi (VSS) = 2570,88 x 0,75 = 1928,16 kgVSS/ngày Bảng 5.4 Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể lắng đợt I Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Số bể N bể 1 Đường kính bể D m 9 Chiều cao xây dựng của bể Hxd m 4,6 Chiều cao bảo vệ hbv m 0,4 Đường kính ống trung tâm d m 1,8 Chiều cao ống trung tâm ht m 2,16 BỂ AEROTANK Nhiệm vụ Loại bỏ các hợp chất hữu cơ hoà tan có khả năng phân huỷ sinh học nhờ quá trình vi sinh vật lơ lửng hiếu khí. Tính toán Các thông số tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn Hàm lượng BOD5 trong nước thải dẫn vào aerotank = 153,216 mgBOD5/l và SS = 63,84 mg/L tỷ số BOD5/COD = 0,6 Yêu cầu BOD5 và SS sau xử lý sinh học hiếu khí là: 30mg/L và 50 mg/L. Q: Lưu lượng nước thải. Q = 1800m3/ngđ t: Nhiệt độ trung bình của nước thải.t=25oC. Xo: Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể. Xo=0 mg/L X: Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính MLVSS, X=3000mg/L (cặn bay hơi). XT: Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt II cũng là nồng độ cặn tuần hoàn. XT =10000mg/L. : Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình.= 0.75 ÷ 15 ngày). chọn = 10 ngày Chế độ thủy lực của bể: Khuấy trộn hoàn chỉnh. Y: Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (hệ số sinh trưởng cực đại) mg bùn hoạt tính/ mg BOD. Y= (0.4 – 0.6) mg/mg chọn Y=0.6. Kd: Hệ số phân hủy nội bào. Kd =(0.02 – 0.1) ngày-1 chọn Kd=0.06. Z: Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng II. Z = 0,2 trong đó có 80% cặn bay hơi. F/M: Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính. F/M= (0.2-1.0) kg BOD5/kg bùn hoạt tính. với bể Aeroten xáo trộn hoàn toàn. L: Tải trọng các chất hữu cơ sẽ được làm sạch trên một đơn vị thể tích của bể xử lý. L= (0.8-1.9) kg BOD5/m3.ngày với bể aeroten xáo trộn hoàn toàn. Các thành phần hữu cơ khác như Nitơ và phốtpho có tỷ lệ phù hợp để xử lý sinh học (BOD5 : N : P = 100 : 5 :1) (Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS. Trịnh Xuân Lai). Dự đoán BOD5 hoà tan trong dòng ra dựa vào mối quan hệ: BOD5 dòng ra = BOD5 hoà tan trong dòng ra + BOD5 của SS ở đầu ra Tính nồng độ BOD5 hòa tan trong nước đầu ra Nồng độ cặn hữu cơ có thể bị phân hủy: a = 0,65 x 30 = 19,5 (mg/l) 1 mg SS khi bị ôxy hóa hoàn toàn tiêu tốn 1,42 mgO2. Vậy nhu cầu ôxy hóa cặn như sau: b = 19,5 x 1,42 = 27,69 (mg/l) Lượng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra (chuyển đổi từ BOD20 sang BOD5): c = 27,69 x 0,68 = 18,83 (mg/l) Lượng BOD5 hòa tan còn lại trong nước khi ra khỏi bể lắng: S = 30 – 18,83 = 11,17 (mg/l) Xác định hiệu quả xử lý Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan Hiệu quả xử lý tính theo BOD tổng cộng: Thể tích bể Aerotank: W = Trong đó: W :Thể tích bể Aerotank, (m3) Q : Lưu lượng nước thải đầu vào, Q = 1800 m3/ngđ Y : Hệ số sản lượng bùn, Y = 0,6 mgVSS/mgBOD So – S : X : Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi được duy trì trong bể Aerotank, X = 3000 mg/l kd : 0,06 ngày-1 qc : Thời gian lưu bùn 10 ngày. Vậy: Diện tích của aeroten trên mặt bằng: Trong đó: H: chiều cao công tác của aeroten, chọn H = 4m Chọn L x B = 10m x 8m Chiều cao xây dựng của bể Aeroten: Hxd = H + hbv = 4 + 0,5 = 4,5m Trong đó: hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,5m Thể tích thực của bể: Wt = 10 x 8 x 4,5 = 360 m3 Tính tổng lượng cặn sinh ra hằng ngày Tốc độ tăng trưởng của bùn: Yb = (Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai – trang 67) Yb = = 0,375 Lượng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày do khử BOD5: Px = Yb.Q (So – S).10-3 = 0,375 x 1800. .10-3 = 95,88 (kg/ngđ) Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn Z = 0,2 Px(SS) = = = 119,85 (kg/ngđ) Tính lượng bùn dư phải xả hàng ngày Qxả Qxả = Qxả = m3/ngày. Trong đó: V: Thể tích của bể V = 320m3. Qr = Qv = 1800m3/ngày coi lượng nước theo bùn là không đáng kể. X = 3000mg/L. Nồng độ bùn hoạt tính trong bể. : Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình.= 0.75 ÷ 15 ngày. chọn = 10ngày. XT: Nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt II cũng là nồng độ cặn tuần hoàn. XT= 0,7 x 10000=7000 mg/L. Xr: Nồng độ bùn hoạt tính đã lắng: Xr = 0,7 x 19,5 = 13,65 mg/L. (0,7 là tỷ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ, cặn không tro). Thời gian tích lũy cặn (tuần hoàn lại) không xả cặn ban đầu: ngày. Sau khi hệ thống hoạt động ổn định lượng bùn hữu cơ xả ra hàng ngày B= Qxả x 10000 = 10,2 x 10000 = 102000g/ngày= 102kg/ngày. Trong đó cặn bay hơi B’ = 0,7 x 102 = 71,4 kg/ngày. Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể lắng B” = 1800 x 13,65 = 24570 g/ ngày = 24,57 kg/ngày. Tổng lượng cặn hữu cơ sinh ra: B’ + B” = 71,4 + 24,57 = 95,97 kg/ngày Px Xác định lưu lượng bùn tuần hoàn QT Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ ở giá trị 3000mg/L ta có: Phương trình cân bằng vật chất: m3/ngày = 56,25(m3/h) Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aerotank F/M = (Công thức 5 – 22. = 0,25 (mgBOD/mgbùn.ngđ) Giá trị này nằm trong khoảng cho phép thiết kế bể khuấy trộn hoàn chỉnh là 0,2 ÷1. Tốc độ sử dụng chất nền của 1g bùn hoạt tính trong 1 ngày = = 0,24 (mg/mg.ngđ) Tải trọng thể tích bể: L = = = 0,86 (kgBOD5/m3.ngđ) Ỵ (0,8 – 1,9kg BOD5/m3.ngày) (Nguồn: Bảng 6 – 1, Tính toán thiết kế các công trình xử lý NT, TS. Trịnh Xuân Lai) Thời gian lưu nước trong bể Aerotank = = = 0,2 ( ngày )4,8(giờ) Tính lượng ôxy cần thiết cung cấp cho bể Aerotank Lượng ôxy lý thuyết cần cung cấp theo điều kiện chuẩn OCo = (Công thức 6 – 15. Nguồn [3]) Với f: hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 là 0,67 OCo = = 245,46 (kgO2/ngđ) Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện thực OCt = OCo x Trong đó: Cs20: Nồng độ ôxy bão hòa trong nước ở 20oC, Cs20 = 9,08 mg/l CL: Lượng ôxy hòa tan cần duy trì trong bể, CL = 2 mg/l Csh: Nồng độ ôxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ 25oC (nhiệt độ duy trì trong bể), Csh = 8,3 mg/l b: Hệ số điều chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lượng muối. Đối với nước thải, b = 1 a: Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dạng và kích thước bể có giá trị từ 0,6 ¸ 2,4. Chọn a = 0,6. T: Nhiệt độ nước thải, T= 25oC OCt = 523,7(kgO2/ngđ) Lượng không khí cần thiết cung cấp cho bể Qkk = .f Trong đó: OCt: Lượng ôxy thực tế cần sử dụng cho bể OU: Công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối. OU = Ou.h Trong đó: H: Chiều sâu ngập nước của thiết bị phân phối. Chọn độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối (xem như gần sát đáy) và chiều cao của giá đỡ không đáng kể H = 4m. Ou: Lượng ôxy hòa tan vào 1m3 nước thải của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn ở chiều sâu 1m. Chọn Ou = 8 gO2/m3.m OU = Ou.H = 8 x 4 = 32 (gO2/m3) f: Hệ số an toàn, chọn f = 1,5 Vậy Qkk = x f = x 1,5 = 24548,3 (m3/ngđ) = 0,28 m3/s = 1022,85 m3/h Chọn đĩa phân phối khí SSI model 10’’ Chamber Disc – AFD270-CD với các thông số sau: Diện tích bề mặt đĩa: 0,0375m2; Số lượng khe hở 6600; Cường độ thổi khí bằng 220 l/phút = 13,2m3/h Số đĩa phân phối trong bể là: đĩa à Chọn N = 80 đĩa thổi khí.chia thành 8 ống mỗi ống 10 đĩa. Tính và chọn máy thổi khí Tổng lượng khí cung cấp: Q = 405/60 = 6,75 m3/phút. Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo công thức; Trong đó: Hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, m; Hc : Tổn thất cục bộ tại các điểm uốn, khúc quanh, m; Hf : Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối khí, m, #Hf không quá 0,5 m; H : Chiều sâu hữu ích của bể, m, H = 4m. Tổng tổn thất của Hd và Hc thường không quá 0,4 m. Do đó áp lực cần thiết sẽ là Hht = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 mH2O = 0,49atm Chọn Hht = 0,6atm. Công suất của máy thổi khí được tính theo công thức Trong đó: Pm : Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW; G : Khối lượng của không khí mà hệ thống cung cấp trong một đơn vị thời gian, kg/s; R : Hằng số khí lý tưởng, R = 8,314; T : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào, T = 26 + 273 = 299oK; P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, atm. P1 = 1 atm; P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, atm. P2 = Hht +1 = 0,6 + 1 = 1,6 atm; K : Hệ số đối với không khí, K = 1,395; 29,7 : Hệ số chuyển đổi; e : Hiệu suất của máy nén khí từ 0,7 – 0,8, chọn e = 0,8. Vậy công suất của máy thổi khí: Chọn 2 máy thổi khí hiệu Shin Maywa model ARH-50S, một hoạt động và một dự trữ, công suất 7kW Tính toán đường ống dẫn khí Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính, chọn vkhí = 15 m/s Lưu lượng khí cần cung cấp, Qkk = 24548,4 (m3/ngđ) = 0,28 m3/s Đường kính ống phân phối chính D= = = 0,164 m Chọn ống thép có đường kính D= 168 mm. Từ ống chính ta phân làm 12 ống nhánh cung cấp khí cho bể, lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh: Q’k = = 0,035 m3/s Vận tốc khí qua mỗi ống nhánh v’khí = 15 m/s Đường kính ống nhánh: d = = 0,054m Chọn loại ống thép có đường kính d = 60 mm. Kiểm tra lại vận tốc Vận tốc khí trong ống chính Vkhí = = = 12,63 m/s Vậy Vkhí nằm trong khoảng cho phép (10-15 m/s) Vận tốc khí trong ống nhánh: v’khí = = = 12,38 m/s Vậy v’khí nằm trong khoảng cho phép (10-15 m/s) (Nguồn[3]) Tính toán đường ống dẫn nước thải ra khỏi bể Chọn vận tốc nước thải trong ống: v = 1 m/s Lưu lượng nước thải: Q = 1800 m3/ngày = 0,02 m3/s Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qt = 1350 m3/ngày = 0,015 m3/s Lưu lượng nước thải ra khỏi bể aerotank hay vào bể lắng: Qv = Q+ Qt =1800 + 1350 = 3150 m3/ngày = 131,25m3/h. Chọn loại ống dẫn nước thải là ống uPVC, đường kính của ống: D = = = 0,211 m Chọn ống uPVC có đường kính 225 mm. Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn Lưu lượng bùn tuần hoàn Qt = 1350 m3/ng.đ = 0,015 m3/s. Chọn vận tốc bùn trong ống v= 0,7 m/s D = = = 0,16 m = 180 mm Chọn ống uPVC có đường kính là 180 mm. Hàm lượng SS và BOD5, COD sau khi qua bể aerotank giảm = (1 – 70%) = 63,84x 0,3 = 19,15 mg/l = (1 – 85%) = 153,216 x 0,15 = 22,95 mg/l Bảng 5.5: Tổng hợp tính toán bể Aerotank Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước t h 4,8 Kích thước bể Chiều dài L mm 10000 Chiều rộng B mm 8000 Chiều cao hữu ích H mm 4000 Chiều cao xây dựng Hxd mm 4500 Số đĩa khuyếch tán khí n đĩa 80 Đường kính ống dẫn khí chính D mm 168 Đường kính ống nhánh dẫn khí dn mm 60 Đường kính ống dẫn nước vào Dv, mm 250 Đường kính ống dẫn nước ra D r mm 250 Thể tích bể điều hịa Wt m3 360 BỂ LẮNG 2 Nhiệm vụ Bùn sinh ra từ bể Aeroten và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng đợt II. Bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn trở lại bể aeroten. Tính tốn kích thước bể Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm của bể lắng đợt II: m2 Trong đó : Qstb  : Lưu lượng tính toán trung bình theo giây, Qsmax = 0,02m3/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 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng: 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 – 06. Chọn v= 0,8 mm/s = 0,0008 m/s. Diện tích tổng cộng của bể: Đường kính của bể Đường kính của ống trung tâm Dtt = Trong đó: f : diện tích tiết diện ống trung tâm của 1 bể. Chọn ống F = 1000 mm Đường kính phần loe của ống trung tâm: Chiều cao phần loe ống trung tâm: Đường kính tấm chắn dòng : Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe ống trung tâm đến mép ngoài cùng của tấm chắn theo mặt phẳng qua trục: 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 = 0,6m. Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng: Trong đó: v  : Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, sau bể Aerotank,v = 0,0005m/s (điều 6.5.6 – TCXD 51 – 84). t : Thời gian lắng, t = 2h Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: 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 = 5,7 dn :Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn =0,6m; 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 = 3,6 + 3 + 0,3 = 6,9 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. Tính toán máng thu nước Đường kính máng thu nước: Dm = 0,8´Dtt = 0,8 ´ 5,7= 4,56(m) Chiều rộng máng thu nước: Bm = Chiều cao máng: hm = 0,2(m). Diện tích mặt cắt ngang của máng: Fm = Bm ´hm = 0,57´0,2 =0,114 m2 Chiều dài máng thu : Lm = p´Dm = 3,14 ´ 4,56 = 14,318 m. Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài của máng : (m3/m.ngày). Đường kính ống thu nước: Trong đó: Q : lưu lượng nước thải trung bình theo giây, Q = 0,02m3/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 uPVC có F = 225(mm) Đường kính máng răng cưa Drc = Dm = 4,56 (m) Chiều dài máng răng cưa. lm = p´Drc = 3,14 ´ 4,56 = 14,318 (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 14,318(m) . Chiều cao máng thu nước là là 200 (mm),bề dày máng răng cưa là 5(mm), máng được bắt dính với thành bể lắng. Tính ống dẫn nước thải, ống dẫn bùn Ống dẫn nước thải ra Đường kính ống dẫn nước vào lấy bằng đường kính ống dẫn ra từ bể Aerotank Dvào = 225 mm. Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1m/s Lưu lượng nước thải : Q = 75 m3/h = 0,02 m3/s. Đường kính ống là: Chọn ống nhựa uPVC có đường kính =225mm Ống dẫn bùn: Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s Lưu lượng bùn: Qb = Qt + Qw = 0,0156 + 7,2 = 7,215 m3/h Trong đó: Qt : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn về bể aeroten 1350 m3/ngày = 0,0156 m3/h Qw : Lưu lượng bùn dư từ bể aeroten 172,5 m3/ngày = 7,2m3/h Đường kính ống dẫn là: Chọn ống nhựa uPVC đường kính ống = 180mm. Tính bơm bùn tuần hoàn Lưu lượng bơm: Qt = 1350m3/ngày = 56,25 m3/h = 0,0156 m3/s. Cột áp của bơm: H = 5 m Công suất bơm: Trong đó: h : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93 , chọn h= 0,8; : Khối lượng riêng của nước 1000 kg/m3. Chọn bơm bùn lắng là loại bơm ly tâm trục ngang Shin Maywa Model:CN-501. Công suất 0,95 Bảng 5.6 Thông số tính toán bể lắng đứng Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Đường kính bể lắng D 6 m Đường kính ống trung tâm Dtt 1 m Chiều cao vùng lắng htt 3,6 m Chiều cao phần hình nón hll 3 m Chiều cao tổng cộng của bể H 6,9 m Đường kính tấm chắn dòng Dc 2,579 m Đường kính miệng ống loe DL 1,215 m Chiều cao phần loe HL 1,215 m Đường kính máng thu nước Dm 4,56 m Chiều dài máng thu nước Lm 14,318 m Chiều cao của máng l 0,2 m Số bể lắng 01 Bể BỂ CHỨA TRUNG GIAN Nhiệm vụ Bể chứa trung gian dùng để chứa nước sau lắng trước khi bơm lên bể lọc áp lực nhằm điều hòa lưu lượng để thuận lợi cho quá trình lọc. Tính toán kích thước bể Chọn thời gian lưu nước là 1h. Bể xây nửa chìm nửa nổi. Thể tích bể trung gian V = Qtb, h x t = 75 x 1= 75m3 Chọn kích thước bể H x B x L Chiều cao H = 3,5m; Chiều rộng B = 4m; Chiều dài L = 5,5m; Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m. Chiều cao xây dựng Hxd = 3,5 + 0,5 = 4m. Thể tích thực của bể V = 4 x 4 x 5,5 = 88m3 Bể đơn thuần là chứa nước thải nên ta chọn vật liệu xây dựng là bê tông cốt thép dày 200mm, bên trong có phủ lớp composit bảo vệ chống ăn mòn. Công suất bơm: Q = 75m3/h = 0,02 m3/s, cột áp H = 10(m). Trong đó: Qtb, s : Lưu lượng nước thải, Q = 0,02m3/s; H : chiều cao cột áp của bơm, H = 10m; r : Khối lượng riêng của nước thải, r » 1000 kg/m3, ç : Hiệu suất của bơm, (ç = 0,6 – 0,9). Chọn ç = 0,8. Chọn bơm chìm hiệu Shin Maywa model:CN-100, 2 bơm hoạt động luân phiên nhau, công suất 3,5HP. Bảng 5.7 Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể trung gian. Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị Thể tích chứa nước V 75 m3 Thể tích xây dựng Vt 88 m3 Chiều cao tổng cộng của bể H 4 m Chiều rộng bể B 4 m Chiều dài bể L 5,5 m BỒN LỌC ÁP LỰC Nhiệm vụ Dùng để giữ lại một phần hay toàn bộ lượng cặn có trong nước, khử các hạt mịn vô cơ hoặc hữu cơ, những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng được ở công trình trước. Bể lọc áp lực là bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên lớp vật liệu lọc Sử dụng các vật liệu lọc than Anthracite và cát thạch anh kết hợp với máy nén khí tạo áp lực cho nước. Tính toán kích thước bể Chọn bể lọc áp lực 2 lớp: (1) Than Anthracite và (2) Cát thạch anh. Chọn: Chiều cao lớp cát h1 = 0,3m có đường kính hiệu quả de = 0,5mm, hệ số đồng nhất U = 1,6; Chiều cao lớp than h2 = 0,5m có đường kính hiệu quả de =1,2 mm, hệ số đồng nhất U = 1,5. Tốc độ lọc v = 12 m/h, số bể n = 2 bể. Bảng 5.8 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 Tổng diện tích bề mặt bể lọc : Lưu lượng 1 bể lọc : Diện tích bề mặt 1 bể lọc : Đường kính bể lọc áp lực : . Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến phễu thu nước rửa : h = HVL x e + 0,25 Trong đó: HVL : chiều cao vật liệu lọc, e : độ giản nở vật liệu lọc khi rửa ngược, e = 0,25÷0,5. Chọn e = 0,5 h = (0,3 + 0,5) x 0,5 + 0,25 = 0,65m. Thu nước sau lọc bằng chụp lọc. Trên đầu chụp lọc, đổ một lớp sỏi đỡ đường kính 2 – 4mm, dày 15 – 20 cm để ngăn ngứa cát chui vô khe gây tắc nghẽn. Chiều cao tổng cộng của bể lọc áp lực H = h + HVL + hbv + hđỡ + hthu = 0,65 + (0,3 +0,5) + 0,25 + 0,2 + 0,3 = 2,2m Trong đó: hbv : chiều cao an toàn, hbv = 0,25m; hđỡ : chiều cao lớp sỏi đỡ , hđỡ = 0,2m (qui phạm 0,15 – 0,2m); hthu : chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể). Dựa vào bảng 3.17 và đường kính hiệu quả của cát và than Anthracite có thể chọn tốc độ rửa nước vnước = 0,35m3/m2. phút và tốc độ khí 1m3/m2. phút. Rửa ngược có thể được chia làm 3 giai đoạn : Rửa khí có tốc độ vkhí = 1m3/ m2. phút trong thời gian t = 1 ÷ 2 phút; Rửa khí và nước trong thời gian t = 4 ÷ 5 phút; Rửa ngược bằng nước trong thời gian t = 4 ÷ 5 phút với tốc độ vnước = 0,35 m3/m2. phút. Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho 1 bể lọc : m3/bể Bảng 5.9 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 : Lưu lượng bơm nước rửa ngược cho 2 bể lọc: Qn = 65,625 x 2 = 131,25m3/h Lưu lượng máy thổi khí cho 1 bể lọc : Lưu lượng máy thổi khí cho 2 bể lọc : 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 ÷1200 tuỳ thuộc vào tính đồng nhất và sạch. Chọn C = 1000; t0 : nhiệt độ của nước 0C. Chọn t = 25 0C ; d10 : đường kính hiệu quả của vật liệu lọc, mm ; Lớp lọc than: d10 = 0,5mm Lớp lọc anthracite: d10 = 1,2mm vh : tốc độ lọc, m/h. Chọn vh = 9 m/h. L : chiều dày lớp vật liệu lọc, m. Đối với lớp lọc cát Đối với lớp lọc anthracite: Tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc : h = 0,18 + 0,052 = 0,232m. Thể tích lớp cát : Vc = A x hc = 3,125 x 0,3 = 0,9375m3. Thể tích lớp than : Vt = A x ht = 3,125 x 0,5 = 1,5625m3. Tính toán đường ống Đường kính ống dẫn nước vào bể: Dv = 114mm. Nước dùng để rửa ngược cho bể lọc lấy từ bể chứa nước sạch. Đường kính ống dẫn nước rửa bể: Dr = 114mm. Đường kính ống dẫn nước sạch sau lọc: Dl = 114mm. Nước sau khi rửa xả ra hồ nén cặn. Lượng nước xả ra hồ: . Thời gian xả: t = 5 phút = 5 x 60 = 300s Chọn đường kính ống dẫn D = 114mm. Vận tốc nước xả Tính máy thổi khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí: H = 1,5at. Năng suất yêu cầu của máy: Lkhí = 375m3/h = 0,104m3/s Công suất của máy thổi khí Trong đó : G : Trọng lượng dòng không khí. G = Lkhí rkhí = 0,1041,3 = 0,135kg/s; R : Hằng số khí R = 8,314KJ/K.mol oK; T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 298 o K; P1 : Áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu vào P1 = 1atm; P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = 1,5atm; (K = 1,395 đối với không khí); 29,7  : Hệ số chuyển đổi; E : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7. Chọn máy thổi khí có công suất 9,5 Hp Bảng 5.10 Các thông số thiết kế bể lọc áp lực Thông số Đơn vị Kích thước Số lượng Công trình 2 Đường kính m 2 Chiều cao m 2,2 Thể tích lớp cát m3 0,1 Thể tích lớp than m3 1,6 Tính bơm rửa ngược : Trong bể đặt 2 bơm chìm (1 làm việc và 1 dự phòng) lưu lượng 75m3/h. Cột áp bơm: H = 10 m. Công suất bơm : Trong đó qb : lưu lượng bơm, qb = 0,02m3/s; : khối lượng riêng của dung dịch. G : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2; H : cột áp bơm, H =10 m; : hiệu suất chung của bơm = 0,72 – 0,93. Chọn h = 0,8. KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI 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 đến 90 ÷ 95%. Tuy nhiên lượng vi trùng vẫn còn cao và theo nguyên tắc bảo vệ vệ sinh nguồn nước là cần thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải. Để thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải, sử dụng biện pháp clo hóa vì phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả chấp nhận được. Tính toán Lượng Clo hoạt tính cần thiết ứng với từng lưu lượng tính toán đặc trưng Trong đó Ya : lượng clo hoạt tính cần để khử trùng nước thải, kg/h; Q : lưu lượng tính toán của nước thải, m3/h; A : liều lượng Clo hoạt tính trong Clo nước, lấy theo Điều 6.20.3-TCXD 51-2008; Nước thải sau xử lý cơ học a = 10g/m3 Nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn a = 3g/m3 Nước thải sau xử lý sinh học không hoàn toàn a = 5g/m3 Chọn a = 3g/m3 để tính toán Ứng với lưu lượng lớn nhất giờ: Ứng với lưu lượng trung bình giờ: Ứng với lưu lượng nhỏ nhất giờ: Dung tích hữu ích của thùng hòa tan được tính theo công thức: Trong đó: Qtb.ngđ – Lưu lượng trung bình ngày đêm, Qtb.ngđ = 1800 m3/ngày đêm b – Nồng độ dung dịch clorua vôi, b = 2.5% chọn b = 2% p – Hàm lượng clo hoạt tích trong clorua vôi, p = 20%. n – Số lần hòa trộn dung dịch clorua vôi trong ngày, chọn n = 2 Thể tích tổng cộng của thùng hòa tan tính cả phần lắng Chọn 2 thùng hòa hóa chất, thể tích mỗi thùng là 0,38 m3. Lượng dung dịch clorua vôi 2% lớn nhất cung cấp qua bơm định lượng. = 0,9 l/phút. Bơm định lượng hóa chất được chọn có dãy thang điều chỉnh lưu lượng trong khoảng 0,5-1 L/phút, số máy bơm chọn là 2 (một công tác, 1 dự phòng). Chọn bồn pha hóa chất thùng PVC 500 L có bán trên thị trường, mỗi lần pha 300 L Tính tốn bể tiếp xúc: Dung tích hữu ích của bể: Trong đĩ: Qtb,h : lưu lượng trung bình giờ, Qtb,h = 75m3/h; T : thời gian tiếp xúc riêng trong bể tiếp xúc, t được xác định theo cơng thức phút L : chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc đến miệng xả, L = 200m. v : vận tốc dịng chảy trong mương, v = 0,7 ÷ 0,8m/s. Chọn v = 0,7m/s. Chiều sâu lớp nước trong bể được chọn là Ht = 2m. Diện tích mặt thống hữu ích của bể tiếp xúc: Chọn chiều dài bể là m 9,5 → chiều rộng bể là 2 m. Chọn bể tiếp xúc gồm cĩ 5 ngăn. Diện tích mỗi ngăn: Độ ẩm của cặn ở bể tiếp xúc là 96%. Cặn lắng được xả ra khỏi bẻ tiếp xúc bằng áp lực thủy tĩnh (1 ÷ 1,5mH2O). Chiều dài mỗi ngăn: -> Với b: bề dày vách ngăng b = 100 mm Với B: bề dày vách ngăn b = 0,1m Thể tích cặn lắng ở bể tiếp xúc: Trong đĩ: a = lượng cặn lắng trong bể tiếp xúc lấy theo điều 6.20.7-TCXD 51-2008. Đối với trạm xử lý dùng bể aeroten, a = 0.03l/ngđ. Bảng 5.11 Bảng tóm tắt các thông số thiết kế bể khử trùng. Thông số Đơn vị Kích thước Thể tích chứa nước m3 37,5 Chiều rộng bể m 2 Chều dài bể m 9,5 Số vách ngăn Vách 5 Lưu lượng Clorin L/phút 0,9 BỂ CHỨA BÙN Nhiệm vụ: Bùn từ bể lắng được đưa vào bể chứa bùn có 2 ngăn, một phần bùn trong bể sẽ được bơm tuần hoàn lại nhằm duy trì nồng độ bùn hoạt tính trong bể, phần bùn dư được hút định kỳ. Tính toán Bùn từ đáy bể lắng được đưa vào bể chứa bùn có hai ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa bùn dư. Lượng bùn đến ngăn chứa bùn tuần hoàn là 1350 m3/ngày, lượng bùn bơm sang bể chứa bùn là 10,2 m3/ngày từ bể lắng 2 và 4,05 m3/ngày từ bể lắng 1. Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: m3 Với: t1: thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn tuần hoàn t1 = 10 phút. Thể tích ngăn chứa bùn dư: m3 Với: t2: thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn thải t2 = 48 giờ. Kích thước ngăn thứ nhất là: L x B x H = 2,5x1,5x3 m Kích thước ngăn thứ hai là: L x B x H =5 x2x3 m CHƯƠNG 6: DỰ TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ HỆ THỐNG XỬ LÝ 6.1.Chi phí xây dựng: Bảng 6.1 Chi phí xâydựng các hạng mục công trình: STT HẠNG MỤC ĐVT SL ĐVT (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) 1 Bể tiếp nhận Bể 1 156,250,000 - Kích thước: + Dài: 3,5m + Rộng: 3m + Cao: 4m - Vật liệu: BTCT, M250 2 Bể lắng 1 Bể 1 103,500,000 - Kích thước: + Đườngkính : 9m + Cao: 4,6m - Vật liệu: BTCT, M250 3 Bể điều hòa Bể 1 817,500,000 - Kích thước: + Dài: 15m + Rộng: 8,0m + Cao: 4,5m - Vật liệu: BTCT, M250 4 Bể Aerotank Bể 1 515,000,000 - Kích thước: + Dài: 10m + Rộng: 8m + Cao: 4,5m - Vật liệu: BTCT, M250 5 Bể khử trùng Bể 1 162,000,000 - Kích thước: + Dài: 9,5m + Rộng: 2m + Cao: 2m - Vật liệu: BTCT, M250 6 Bể trung gian Bể 1 163,500,000 - Kích thước: + Dài: 5,5m + Rộng: 4,0m + Cao: 3,5m - Vật liệu: BTCT, M250 7 Bồn lọc Bồnø 2 180,000,000 - Kích thước: +Đường kính: 2,2m + Cao: 2,0m 8 Bể chứa bùn Bể 2 337,500,000 - Kích thước: + Dài: 7,5m + Rộng: 3,5m + Cao: 3m - Vật liệu: BTCT, M250 9 Bể lắng 2 1 103,500,000 - Kích thước: + Đường kính: 6m + Cao: 6,9m - Vật liệu: BTCT, M250 TỔNG CỘNG 3,205,000,000 Chú thích: Giá trên chưa bao gồm thuế VAT. Chọn thuế VAT trong xây dựng theo thông tư 13/2008/QH -12 là 5% Chi phí xây dựng đã cộng thuế là: 3,365,250,000 VNĐ 6.2 Chi phí thiết bị: Bảng 6.2 :chi phí thiết bị STT THIẾT BỊ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT XUẤT XỨ ĐVT SL ĐƠN GIÁ (NGHÌN ĐỒNG) THÀNH TIỀN (VNĐ) I. Bể tiếp nhận 88.000.000 1 Rọ chắn rác - Loại: Cố định VN Bộ 1 6.000 6.000.000 - Khe hở: 10 mm - Vật liệu: SUS 304 2 Bơm nước thải cấp 1 - Loại: Chìm chuyên dùng cho nước thải JAPAN Bộ 2 41.000 82.000.000 - Model: CN100 - Cột áp: H = 12,9m - Cơng suất: 3,5kW - Điện áp: 3phase/380V/50Hz - Nhà sản xuất: ShinMaywa III. Bể lắng 216800000 4 Bơm bùn Bơm bùn JAPAN Bộ 2 10.300 20.600.000 - Model: CN-501 Cột áp: H = 5m - Công suất: 0,95kW Điện áp: 3phase/380V/50Hz Nhà sản xuất: ShinMaywa 5 Hệ thống máng thu nước - Vật liệu: Thép CT3 VN Hệ 2 6.900 13.800.000 - Độ dày: 1,5 mm 6 Hệ thống ống phân phối - Vật liệu: Thép CT3 VN Hệ 2 4.500 9.000.000 - Độ dày: 1,5 mm 28.327.000 V. Bể điều hòa 172.200.000 7 Máy thổi khí - Model: ARH-50S JAPAN Bộ 2 34.370 68.740.000 - Động cơ: 7kW - Điện áp: 3phase/380V/50Hz - Nhà sản xuất: ShinMaywa 8 Bơm nước thải cấp 2 - Loại: Chiềm chuyên dùng cho nước thải JAPAN Bộ 2 45.650 91.300.000 - Model: CN-100 - Cột áp: H = 9,3m - Công suất: 7,5 kW - Điện áp: 3phase/380V/50Hz - Nhà sản xuất: ShinMaywa 9 Đĩa phân phối khí - Đường kính: 8" TAIWAN Cái 32 380 12.160.000 - Lưu lượng: 3 - 7 m3/h - Nhà sản xuất: Kam Air VI. Bể Aerotank 68.772.000 10 Máy thổi khí chìm - Model: ARH-50S JAPAN Bộ 2 34.370 68.740.000 - Động cơ: 7kW - Điện áp: 3phase/380V/50Hz - Nhà sản xuất: ShinMaywa 11 Đĩa phân phối khí - Đường kính: 10" TAIWAN Cái 80 400 32.000.000 - Lưu lượng: 3 - 7 m3/h - Nhà sản xuất: Kam Air VII. Bể trung gian 70.000.000 12 Bơm nước thải cấp 3 - Loại: Chìm chuyên dùng cho nước thải JAPAN Bộ 2 35.000 70.000.000 - Model: CN100 - Công suất: 3,5kW Điện áp: 3phase/380V/50Hz Nhà sản xuất: ShinMaywa - Cột áp: H = 10m VIII. Hệ thống định lượng hóa chất. 64.000.000 23 Bồn chứa hoá chất - Vật liệu: PVC VN Bồn 1 1.600 1.600.000 - Thể tích: 1000 L IX. Thiết bị giám sát 435.000.000 14 Đồng hồ đo lưu lượng - Thang đo: 67-120 m³/h USA Bộ 1 26.000 26.000.000 - Model: CP - Kích thước: 10" - Nhà sản xuất: Blue White 15 pH controller - Thang đo: 1 - 14 GERMANY Bộ 1 55.000 55.000.000 - Nhà sản xuất: Siemens 16 Đo oxy hoà tan - Thang đo: 0 - 50 mg/l GERMANY Bộ 2 79.500 159.000.000 - Nhà sản xuất: Siemens 17 Cảm biến mực nước - Loại: Điện cực đơn JAPAN Bộ 5 39.000 195.000.000 - Chỉ thị: Đèn Led - Nguồn: 110/220VAC - Nhà sản xuất: Omron X. Hệ thống điều khiển 420,000,000 18 Tủ điện động lực Hệ 1 240.000 240.000.000 - Vỏ tủ - Thép sơn tĩnh điện VN - Linh kiện - Nhà sản xuất: Siemens, Omron GERMANY or JAPAN - Dây, cáp điện - Nhà sản xuất: Cadivi Việt Nam 19 Hệ thồng điều khiển tự động Hệ 1 180.000 180.000.000 - Bộ điều khiển tự động PLC - Nhà sản xuất: Siemens, Omron GERMANY or JAPAN - Màn hình điều khiển - Nhà sản xuất: Siemens, Omron GERMANY or JAPAN XI. Các chi phi khác 560,000,000 20 Hệ thống van, đường ống & phụ kiện STK, uPVC VN, TAIWAN Hệ 1 200.000 200.000.000 21 Chi phí vận chuyển, lắp đặt & chuyển giao công nghệ Hệ 1 180.000 180.000.000 22 Chi phí thiết bị phụ trợ nhà điều hành, hành lang công tác, hóa chất vận hành thử và nghiệm thu môi trường Hệ 1 180.000 180.000.000 TỔNG CỘNG 4.193.121.000 Tổng kinh phí cho toàn công trình là : chi phí xây dựng + chi phí thiết bị = 7,558,371 ,000 VNĐ Suất đầu tư cho 1 m3 nước thải là : Trong đó: T : tổng chi phí đầu tư : T = 7,558,371 ,000 VNĐ Q : lưu lượng thiết kế : Q = 1800 m3/ ngày đêm Chi phí nhân sự: Số lượng nhân viên của trạm xử lý bao gồm: 3người làm việc theo 3 ca Thu nhập bình quân của mỗi người là : 4,000,000 VNĐ/ tháng Tổng chi phí nhân sự trong một năm: 3*4,000,000*12 =144,000,000VNĐ Khấu hao tài sản cố định: Chi phí xây dựng cơ bản được khấu hao trong 25 năm, chi phí máy móc thiết bị khấu hao trong 15 năm. Vậy tổng chi phí khấu hao như sau : Chi phí bảo dưỡng, chi phí quản lý khác = 100,000,000 VNĐ Chi phí điện năng Bảng thống kê điện năng sử dụng cho bơm và moto khuấy Đơn giá điện 800VNĐ/kW STT Tên bơm và moto khuấy Công suất Thời gian làm việc (giờ) Số lượng Điện năng tiêu thụ Thành tiền 1 Bơm nước thải cấp 1 3.50kW 20 2 200.0 160.000 2 Moto giảm tốc 0.55kW 20 1 11.0 8.800 3 Máy thổi khí 7.0kW 20 2 100.0 80.000 4 Bơm nước thải cấp 2 7.50kW 20 2 300.0 240.000 5 Máy thổi khí 7.50kW 20 2 100.0 80.000 6 Bơm nước thải cấp 3 3.5kW 20 2 200.0 160.000 8 Bơm bùn dư cấp 2 0.95kW 20 2 20.0 16.000 9 Bơm định lượng châm hóa chất 0.30kW 20 2 6.0 4.800 Tổng 937 733.600 Tổng chi phí sử dụng điện năng trong 1 năm = 321,316,000 VND Chi phí hóa chất hóa chất khối lượng kg/ngày giá tiền ngàn đồng/kg chi phí ngàn đồng/ngày Clo 10 72 720 Tổng chi phí hóa chất sử dụng trong một năm là: Giá thành xử lý 1 m3 nước thải Bảng tính toán giá thành sản phẩm STT Loại chi phí Thành tiền (VNĐ) 1 Chi phí vận hành 144,000,000 2 Chi phí điện năng 518,825,600 3 Chi phí hoá chất 32,412,000 4 Chi phí khấu hao tài sản cố định 414,151,400 5 Chi phí quản lý + vận hành 100,000,000 6 Chi phí khác (= 1% tổng các chi phí trên) 12,093,890 Tổng chi phí trong 1 năm 1,221,482,890 Lưu lượng nước thải xử lý trong 1 năm = 1600 m3/ngày – đêm *365 ngày =584000m3/năm Chi phí xử lý cho 1 m3 nước thải là CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua thời gian 12 tuần, những nội dung mà đồ án đã thực hiện bao gồm: Đã thu thập, khảo sát được các số liệu về thành phần và tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt, từ đó xác định được mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt nói chung và nước thải khu chung cư căn hộ cao tầng nói riêng. Từ các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt đã đưa ra được các sơ đồ công nghệ để lựa chọn phương án xử lý. Sau đó phân tích ưu nhược điểm của từng phương án để đề xuất công nghệ xử lý nước thải hợp lý và thích hợp với tính chất đặc trưng của nước thải. Sau khi lựa chọn được sơ đồ công nghệ để xử lý, đã tiến hành tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị, và triển khai bản vẽ chi tiết cho toàn bộ hệ thống xử lý nước thải. Đã lập dự toán chi tiết chi phí xây dựng, vận hành cho toàn bộ hệ thống xử lý. Đồng thời ước tính giá thành xây dựng cho 1 m3 nước thải. KIẾN NGHỊ Với tình hình phát triển hiện nay, nhiều khu chung 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: [1] – GS.TS. Lâm Minh Triết (chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân – 2006 – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán các công trình – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh. [2] – PGS.TS. Hoàng Huệ – 2005 – Xử lý nước thải – Nhà xuất bản Xây Dựng [3] – TS. Trần Đức Hạ – 2002 – Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ và vừa – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật [4] – TS. Trịnh Xuân Lai – 2000 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Nhà xuất bản Xây Dựng [5] – André Lamouche – 2006 – Công nghệ xử lý nước thải đô thị – Nhà xuất bản Xây Dựng [6] – 2003 – Tiêu chuẩn xây dựng TCXD – 51 – 84 – Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [7] – Trần Văn Ngân, Ngô Thị Nga – 2005 – Giáo trình công nghệ xử lý nước thải – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật [8] – Hoàng Kim Cơ – 2001 – Kỹ thuật Môi trường - Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật [9] – Nguyễn Hữu Trí – 2000 – Thông gió – Nhà xuất bản Xây Dựng [11] – PGS.TS. Nguyễn Hữu Lân – 2002 – Thủy lực đại cương – Đại học Kỹ Thuật Cộng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh [12] – So å tay xử lý nước – tập 1 và 2 – Nhà Xuất Bản Xây Dựng [13] – TS. Trần Đức Long – 2006 – Công nghệ xử lý nước thải ở các đô thị của Việt Nam – PMU415