Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước cho khu kí túc xá Dung Quất - Quảng Ngãi

g. Thuận lợi: Vị trí nằm trong Khu kinh tế Dung Quất thuộc tỉnh Quảng Ngãi, hệ thồng hạ tầng sẽ rất thuận lợi sau khi hệ thống giao thông khi khu kinh tế Dung Quất hình thành, trục đường nhựa nối từ Tỉnh lộ 10 vượt kênh An Hạ vào khu quy hoạch đáp ứng được nhu cầu giao thông cho hoạt động CN, dân cư và dịch vụ dự án. Khu quy hoạch có địa hình bằng phẳng, điều kiện tự nhiên khá thuận lợi cho việc xây dựng sau này. Khó khăn: Cơ sở hạ tầng trong khu vực quy hoạch chưa phát triển đồng bộ, chưa có hệ thống đường cấp thoát nước trong khu vực, do đó đòi hỏi từng bước phải đầu tư xây dựng lớn. CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THẢI Số liệu tính toán Khu kí túc xá Dung Quất có diện tích 13.3 ha, bao gồm các công trình sau: Khối nhà công nhân: A-B, C-D, E-F, G-H, I-K, L-M, N-O, Q-P Số phòng trên 1 tòa nhà: 318 phòng Số nhân viên trong 1 phòng :4 người Tiêu chuẩn dùng nước: 150l/ng.ngđ Khối nhà giải trí: Số phòng trên 1 tòa nhà: 238 phòng Số nhân viên trong 1 phòng :4 người Tiêu chuẩn dùng nước: 150l/ng.ngđ Khối nhà trẻ : 1000 học sinh Khu thể thao Lưu lượng nước thải khối nhà công nhân điển hình. Lưu lượng nước thải Tính lưu lượng nước thải. A.Khu căn hộ 152.6 m3/ngđ Số căn hộ 318 căn Số người 4 người Tổng số người 1272 người Tiêu chuẩn nước thải 120 lit/người/ngđ B.Lưu lượng lớn nhất ngày đêm cho công trình 183.2 m3/ngđ Lượng nước thải sinh hoạt cho công trình 152.6 m3/ngđ k ngay max 1.2 Bảng 1: Lưu lượng nước thải khối nhà công nhân Lưu lượng nước thải tính toán Khối nhà AB(điển hình) chia thành 4 điểm thoát nước với số lượng thiết bị vệ sinh mỗi điểm như sau: Bồn câu: 36 bộ Lavabo :36 bộ Tắm hương sen :36 bộ Lưu lượng nước cấp tính toán: Với: α= 2.5 , N= 65 đương lượng Lưu lượng nước thải tính toán: Vơi: Qt : lưu lượng nước thải tính toán Qc: lưu lượng nước cấp Qdc : lưu lượng thải thiết bị lớn nhất, qdc =1,6 (lưu lượng thước thải bồn cầu) Lưu lượng nước thải khối nhà giải trí. Lưu lượng nước thải .Tính lưu lượng nước thải. A.Khu căn hộ 114.2 m3/ngđ Số căn hộ 238 căn Số người 4 người Tổng số người 952 người Tiêu chuẩn nước thải 120 lit/người/ngđ B.Lưu lượng lớn nhất ngày đêm cho công trình 137 m3/ngđ Lượng nước thải sinh hoạt cho công trình 114.2 m3/ngđ k ngay max 1.2 Bảng 2: Lưu lượng nước thải khối nhà giải trí Lưu lượng nước thải tính toán Khối nhà giải trí (điển hình) chia thành 2 điểm thoát nước với số lượng thiết bị vệ sinh mỗi điểm như sau: Bồn câu: 116 bộ Lavabo :116 bộ Tắm hương sen :116 bộ Lưu lượng nước cấp tính toán: Với: α= 2.5 , N= 123 đương lượng Lưu lượng nước thải tính toán: Vơi: Qt : lưu lượng nước thải tính toán Qc: lưu lượng nước cấp Qdc : lưu lượng thải thiết bị lớn nhất, qdc =1,6 (lưu lượng thước thải bồn cầu) Lưu lượng nước thải khối nhà trẻ. Lưu lượng nước thải Tính lưu lượng nước thải. A. Nhà trẻ 20 m3/ngđ Tổng số người 1000 người Tiêu chuẩn nước thải 20 lit/người/ngđ B.Lưu lượng lớn nhất ngày đêm cho công trình 24 m3/ngđ Lượng nước thải sinh hoạt cho công trình 20 m3/ngđ k ngay max 1.2 Bảng 3: Lưu lượng nước thải khối nhà trẻ Lưu lượng nước thải tính toán Khối nhà nhà trẻ (điển hình) chia thành 2 điểm thoát nước với số lượng thiết bị vệ sinh mỗi điểm như sau: Bồn câu: 40 bộ Lavabo : 40 bộ Tắm hương sen :40 bộ Lưu lượng nước cấp tính toán: Với: α= 2.5 , N= 123 đương lượng Lưu lượng nước thải tính toán: Vơi: Qt : lưu lượng nước thải tính toán Qc: lưu lượng nước cấp Qdc : lưu lượng thải thiết bị lớn nhất, qdc =1,6 (lưu lượng thước thải bồn cầu) Tổng lưu lượng nước thải trên toàn khu. Lưu lượng nước thải Tính tổng lưu lượng nước thải. Tên Lưu lượng nước thải Số lượng đơn vị Tổng Khối nhà công nhân(m3/ngđ) 183.2 8 1465.6 Khối nhà giải trí 137 1 137 Khối nhà trẻ 24 1 24 A.Lưu lượng trung bình lớn nhất ngày đêm (m3/ngđ) 1626.6 B. Lưu lượng lớn nhất giờ(m3/h) 67.775 C. Lưu lượng lớn nhất giây(l/s) 18.3 Bảng 4: Lưu lượng nước thải khối nhà công nhân Vạch tuyến mạng lưới Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới. Hệ thống thoát nước thường được thiết kế theo nguyên tắc tự chảy, trong trường hợp đặt cống quá sâu phải dùng máy bơm bơm lên sau đó cho tiếp tục tự chảy.Vạch tuyến mạng lưới cần tiến hành theo các nguyên tắc sau : Phân chia lưu vực thoát nước . Xác định vị trí trạm xữ lí và nước xả vào nguồn Vạch tuyến ống nước chính , ống góp lưu vực, ống góp đường phố. Phải hết sứ lợi dụng địa hình , đặt ống theo chiều nước thự chảy từ nơi phía đất cao đến phía có đất thấp của lưu vực thoát nước , bbảo đảm lưu lượng nước thải lớn nhất tự chảy, tránh đào đắp nhiều, tránh dặt nhiều trạm bơm lảng phí . Đặt ống hợp lí sau cho tổng chiều dài của ống là nhỏ nhất , tránh trường hợp nước chảy vòng vo. Các ống góp chính đổ về trạm xử lí và cửa xả vào nguồn. Trạm xử lí phải đặt ở vị trí thấp so với địa hình khu vực nhưng không bị ngập lụt. Phải cuối hướng gió chính chủ đạo vào mùa hè, cuối nguồn nước , đảm bảo khoảng cách xa dân cư , xí nghiệp công nghiệp khoảng 500 m. Giảm đến mức tối thiểu ống chui qua sông hồ , cầu phà , đường giao thông và các công trình ngầm. Việc bố trí ống thoát nước phải biết kết hợp chặc chẻ với các công trình ngầm khác . Vạch tuyến mạng lưới cho hợp lí là một việc làm khá phức tạp trong thực tế thường không thoả mảng các yêu cầu đặt ra. Tuy nhiên cần đảm bảo các nguyên tắt chủ yếu khi vạch sơ đồ mạng lưới và đảm bảo sự hợp lí nhất có thể Sơ đồ vạch tuyến mạng lưới. (xem bản vẽ 01) Tính toán thủy lực Lưu lượng tại các điểm tính toán. Bảng5: Lưu lượng nước thải thoát ra các hố ga tính toán STT Tên nút Lưu lượng tính toán Lưu lượng nút(l/s) Lưu lượng nút(m3/s) 1 01 8.86 0.0088600 2 02 5.66 0.005660 3 03 5.66 0.005660 4 04 5.66 0.005660 5 05 5.66 0.005660 6 11 5.66 0.005660 7 12 5.66 0.005660 8 13 5.66 0.005660 9 14 5.66 0.005660 10 15 8.68 0.008860 11 16 5.66 0.005660 12 17 5.66 0.005660 13 18 5.66 0.005660 14 19 5.66 0.005660 15 20 5.66 0.005660 16 21 5.66 0.005660 17 22 5.66 0.005660 18 23 5.66 0.005660 19 24 5.66 0.005660 20 25 5.66 0.005660 21 26 5.66 0.005660 22 27 5.66 0.005660 23 35 5.66 0.005660 24 36 5.66 0.005660 25 37 5.66 0.005660 26 38 5.66 0.005660 27 39 5.66 0.005660 28 40 5.66 0.005660 29 41 5.66 0.005660 30 42 5.66 0.005660 31 43 5.66 0.005660 32 44 5.66 0.005660 33 45 5.66 0.005660 34 46 5.66 0.005660 35 46 5.66 0.005660 36 47 5.86 0.005860 37 48 5.66 0.005660 38 49 5.66 0.005660 39 50 5.66 0.005660 40 51 5.66 0.005660 41 52 5.66 0.005660 42 53 5.66 0.005660 43 54 5.66 0.005660 44 55 5.66 0.005660 45 56 5.66 0.005660 Tính toán thủy lực tuyến ống điển hình Dựa theo tiêu chuẩn ngành chọn độ dốc, vận tốc nhỏ nhất, tổn thất áp lực Bảng 6: Độ dốc tối thiểu Đường kính (mm) imin 200 0.005 300 0.003 400 0.0025 500 0.002 Bảng 7: Vận tốc tối thiểu Đường kính (mm) Vận tốc (m/s) 150 – 250 0.7 300 – 400 0.8 450 – 500 0.9 Bảng 8: Tổn thất áp lực Đường kính (mm) (h/d)max 150 – 300 0.6 350 – 450 0.7 Tính toán tuyến ống điển hình 01 – 02 – 03 – 04 – 05 – 06 Công thức tính toán đường ống như sau: Lưu lượng đoạn ống 01-02 ( l/s) Với qtamtrung : lưu lượng tập trung tại nút 01 là:8.86(l/s) qongsau : lưu lượng của đoạn ống sau nút 01, qcq= 0 Lưu lượng trên đoạn ống 02-03: Với qtamtrung : lưu lượng tập trung tại nút 02 là:5.66(l/s) qongsau : lưu lượng của đoạn ống sau nút 01; qongsau = 8.86(l/s) Lưu lượng trên đoạn ống 03-04: Với qtamtrung : lưu lượng tập trung tại nút 03 là:5.66(l/s) qongsau : lưu lượng của đoạn ống sau nút 01; qongsau = 14.52(l/s) Lưu lượng trên đoạn ống 04-05: Với qtamtrung : lưu lượng tập trung tại nút 04 là:5.66(l/s) qongsau : lưu lượng của đoạn ống sau nút 01; qongsau = 20.18(l/s) Lưu lượng trên đoạn ống 05-06: Với qtamtrung : lưu lượng tập trung tại nút 05 là:5.66(l/s) qongsau : lưu lượng của đoạn ống sau nút 01; qongsau = 20.18(l/s) (Tương tự tính cho các đoạn ống khác, kết quả xem bảng 9) Bảng 9: Tính toán thủy lực các tuyến ống Teân ñoaïn oáng Goùc quay maët baèng (ñoä) Löu löôïng tính toaùn Chieàu daøi L (m) Khoaûng caùch coäng doàn Vaän toác tính toaùn(m/s) Ñöôøng kính tính toaùn(mm) Ñöôøng kínhchoïn (mm) Ñoä doác coáng i Ñoä ñaày Toån thaát aùp löïc (m) Cao ñoä (m) Chieàu saâu choân coáng h/d h (m) Maët ñaát TK Ñaùy coáng Löu löôïng nuùt(l/s) Löu löôïng ñoaïn oáng(l/s) Ñaàu Cuoái Ñaàu Cuoái Ñaàu Cuoái 0 0 1-2 180 8.86 8.860 60 60 0.7 127 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 23.04 22.86 22.34 22.04 0.70 0.82 2-3 180 5.66 14.520 60 120 0.7 163 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.86 22.48 22.04 21.74 0.82 0.74 3-4 90 5.66 20.180 30 150 0.7 192 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.48 22.36 21.72 21.57 0.77 0.79 4-5 180 5.66 25.840 60 210 0.7 217 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.57 21.27 0.79 0.91 5-6 180 5.66 31.500 30 240 0.7 239 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.18 22.06 21.27 21.12 0.91 0.94 240 0.7 21.12 0.94 0 0 0.7 11-12 180 5.66 5.660 60 60 0.7 101 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.48 21.78 21.48 0.70 1.00 12-13 180 5.66 11.320 60 120 0.7 144 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.36 21.48 21.18 1.00 1.18 13-14 180 5.66 16.980 60 180 0.7 176 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.16 20.86 1.21 1.33 14-07 180 5.66 22.640 30 210 0.7 203 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.18 22.06 20.86 20.71 1.33 1.36 210 0.7 20.71 1.36 0 0 0.7 15-16 180 8.68 8.680 60 60 0.7 126 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 23.04 22.86 22.34 22.04 0.70 0.82 16-17 180 5.66 14.340 60 120 0.7 162 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.86 22.48 22.04 21.74 0.82 0.74 17-18 90 5.66 20.000 30 150 0.7 191 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.48 22.36 21.72 21.57 0.77 0.79 18-19 180 5.66 25.660 60 210 0.7 216 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.57 21.27 0.79 0.91 19-08 180 5.66 31.320 30 240 0.7 239 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.18 22.06 21.27 21.12 0.91 0.94 180 0 31.320 240 0.7 21.12 0.94 180 0 0 0.7 20-21 180 5.66 5.660 60 60 0.7 101 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.48 21.78 21.48 0.70 1.00 21-22 180 5.66 11.320 60 120 0.7 144 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.36 21.48 21.18 1.00 1.18 22-23 180 5.66 16.980 60 180 0.7 176 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.16 20.86 1.21 1.33 23-10 180 5.66 22.640 20 200 0.7 203 250 0.0050 0.5 0.13 0.10 22.18 22.06 20.86 20.76 1.33 1.31 180 0 22.640 200 0.7 20.76 1.31 5-6 31.500 0 0.7 6-7 180 0 31.500 65 65 0.7 239 250 0.0050 0.5 0.13 0.33 22.06 22.06 21.06 20.74 1.00 1.33 7-8 180 0 54.140 45 110 0.7 314 350 0.0050 0.5 0.18 0.23 22.06 22.06 20.69 20.46 1.38 1.60 8-9 180 0 85.460 70 180 0.7 394 400 0.0030 0.5 0.20 0.21 22.06 22.06 20.44 20.23 1.63 1.84 9-10 180 0 85.460 10 190 0.7 394 450 0.0030 0.5 0.23 0.03 22.06 22.06 20.20 20.17 1.86 1.89 10-TXL 180 0 108.100 4 194 0.7 444 500 0.0030 0.5 0.25 0.01 22.06 22.06 20.15 20.13 1.92 1.93 180 0 108.100 194 0.7 20.13 1.93 180 0 0 0.7 24-25 180 5.66 5.660 60 60 0.7 101 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.48 21.78 21.48 0.70 1.00 25-26 180 5.66 11.320 60 120 0.7 144 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.36 21.48 21.18 1.00 1.18 26-27 180 5.66 16.980 60 180 0.7 176 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.16 20.86 1.21 1.33 27-28 180 5.66 22.640 30 210 0.7 203 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.18 22.06 20.86 20.71 1.33 1.36 180 210 0.7 20.71 1.36 180 0 0 0.7 35-36 180 8.004 8.004 60 60 0.7 121 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.48 21.78 21.48 0.70 1.00 36-37 180 8.004 16.008 60 120 0.7 171 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.36 21.48 21.18 1.00 1.18 37-38 180 8.004 24.012 60 180 0.7 209 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.16 20.86 1.21 1.33 38-29 180 8.004 32.016 30 210 0.7 241 300 0.0050 0.5 0.15 0.15 22.18 22.06 20.83 20.68 1.35 1.38 180 210 0.7 20.68 1.38 180 0 0 0.7 39-40 180 5.66 5.660 60 60 0.7 101 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.48 21.78 21.48 0.70 1.00 40-41 180 5.66 11.320 60 120 0.7 144 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.36 21.48 21.18 1.00 1.18 41-42 180 5.66 16.980 60 180 0.7 176 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.16 20.86 1.21 1.33 42-30 180 5.66 22.640 30 210 0.7 203 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.18 22.06 20.86 20.71 1.33 1.36 180 210 0.7 20.71 1.36 180 0 0 0.7 43-44 180 5.66 5.660 60 60 0.7 101 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.48 21.78 21.48 0.70 1.00 44-45 180 5.66 11.320 60 120 0.7 144 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.36 21.48 21.18 1.00 1.18 45-46 180 5.66 16.980 60 180 0.7 176 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.16 20.86 1.21 1.33 46-31 180 5.66 22.640 30 210 0.7 203 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.18 22.06 20.86 20.71 1.33 1.36 180 210 0.7 20.71 1.36 180 0 0 0.7 47-48 180 5.86 5.860 60 60 0.7 103 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.98 22.86 22.28 21.98 0.70 0.88 48-49 180 8.004 13.864 60 120 0.7 159 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.86 22.48 21.98 21.68 0.88 0.80 49-50 180 8.004 21.868 30 150 0.7 199 250 0.0050 0.5 0.13 0.15 22.48 22.36 21.66 21.51 0.82 0.85 50-51 180 8.004 29.872 60 210 0.7 233 300 0.0050 0.5 0.15 0.30 22.36 22.18 21.48 21.18 0.88 1.00 51-32 180 8.004 37.876 30 240 0.7 263 300 0.0050 0.5 0.15 0.15 22.18 22.06 21.18 21.03 1.00 1.03 180 0 240 0.7 21.03 1.03 180 0 0 0.7 52-53 180 5.66 5.660 60 60 0.7 101 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.48 21.78 21.48 0.70 1.00 53-54 180 5.66 11.320 60 120 0.7 144 200 0.0050 0.5 0.10 0.30 22.48 22.36 21.48 21.18 1.00 1.18 54-55 180 5.66 16.980 60 180 0.7 176 250 0.0050 0.5 0.13 0.30 22.36 22.18 21.16 20.86 1.21 1.33 55-34 180 5.66 22.640 20 200 0.7 203 250 0.0050 0.5 0.13 0.10 22.18 22.06 20.86 20.76 1.33 1.31 180 200 0.7 20.76 1.31 180 22.640 0 0.7 28-29 180 0.000 22.640 45 45 0.7 203 250 0.0050 0.5 0.13 0.23 22.06 22.06 20.73 20.51 1.33 1.56 29-30 180 0.000 54.656 45 90 0.7 315 350 0.0030 0.5 0.18 0.14 22.06 22.06 20.46 20.32 1.61 1.74 30-31 180 0.000 77.296 85 175 0.7 375 400 0.0030 0.5 0.20 0.26 22.06 22.06 20.30 20.04 1.77 2.02 31-32 180 0.000 115.172 45 220 0.7 458 500 0.0030 0.5 0.25 0.14 22.06 22.06 19.99 19.86 2.07 2.21 32-33 180 0.000 120.832 40 260 0.7 469 500 0.0030 0.5 0.25 0.12 22.06 22.06 19.86 19.74 2.21 2.33 33-34 180 0.000 120.832 10 270 0.7 469 500 0.0030 0.5 0.25 0.03 22.06 22.06 19.74 19.71 2.33 2.36 34-TXL 180 0.000 143.472 4 274 0.7 511 500 0.0030 0.5 0.25 0.01 22.06 22.06 19.71 19.69 2.36 2.37 180 0.000 143.472 260 0.7 19.74 2.33 Chi tiết mạng lưới Chi tiết hố ga. Hình 1: Chi tiết hố ga Chi tiết mối nối ống. Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt ta dùng ống Bêtông đúc sẵn, loại một đầu trơn một đầu loe sản xuất bằng khuôn đứng có dầm chấn rung, ống dài từ 1 -> 4m và nối cống bằng phương pháp nối miệng bát. Khi nối miệng bát ta xảm ống thật kỹ để không bị rĩ nước . Mối xảm gồm hai lớp. Lớp thứ nhất : Sợi đai tẩm Bitum (nhựa đương) chiếm ½ chiều dài mối xảm và ta quấn dây đai từ 2 -> 3 vòng Lớp thứ hai là Ximăng amiăng: Gồm 70% Ximăng và 30 % sợi amiăng. Cách xảm ống như hình 2. Hình 2: Cấu tạo mối sảm ống CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Đặc điểm công trình Công trình xây dựng trên khu đất chưa có hệ thống hạ tầng kỹ thuật. Tổng khu quy hoạch đã xây dựng hoàn thành khối AB và CD. Đã đưa vào sự dụng công trình A-B. Yêu cầu trạm xữ lí phải là công trình ngầm, tránh phá vỡ mỹ quan kiến Thông tin nguồn nước thải Thông tin nguồn thải. Mỗi khối nhà có 4 bể tự hoại nằm 4 góc công trình. Nước từ thiết bị vệ sinh (bồn cầu, tiểu treo) được đưa vào ngăn chứa bể tự hoại và qua quá trình xử lý sơ bộ trước khi đưa về trạ xử lí tập trung. Nước bẩn từ thiết bị về sinh (lavabo, phiểu thu..) được thu gom và đưa ra hố ga sau bể tự hoại. Nước thải từ nhà bếp qua bể tách dầu sơ bộ và được bơm ra hố ga thoát nước thải sinh hoạt dẫn về trạm xử lí tập trung. Công suất trạm xử lý. Tính tổng lưu lượng nước thải. A.Lưu lượng trung bình lớn nhất ngày đêm 1626.6 m3/ngđ B. Lưu lượng lớn nhất giờ 67.775 m3/h C. Lưu lượng lớn nhất giây 18.3 l/s Chọn công suất trạm xử lý nước cần thiết kế là 2000 (m3/ngày đêm) Bảng 10: Phân bố lưu lượng trong ngày STT Giờ trong ngày %Qtb ngay Lưu lượng nước thải (m3/h) 1 0--1 2.8 56 2 1--2 2.8 56 3 2--3 2.8 56 4 3--4 2.8 56 5 4--5 3.2 64 6 5--6 5.3 106 7 6--7 5.5 110 8 7--8 5.3 106 9 8--9 5.1 102 10 9--10 4.1 82 11 10--11 4.3 86 12 11--12 4.5 90 13 12--13 4.7 94 14 13--14 4.1 82 15 14--15 3.9 78 16 15--16 3.9 78 17 16--17 5.1 102 18 17--18 4.9 98 19 18--19 5.5 110 20 19--20 5.2 104 21 20--21 4.8 96 22 21--22 3.8 76 23 22--23 2.8 56 24 23--24 2.8 56 Tổng 100 2000 Giờ dùng nước nhiều nhất Qhmax=110 (m3/h) Giờ dùng nước ít nhất Qhmin=56 (m3/h) Thông số đầu vào và giá trị đầu ra của hệ thống xử lý. Tính chất nước thải đầu ra phải đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B. Bảng 11: Thông số đầu vào, đầu ra của nước thải. TT Thông số Giá trị Giá trị Trung bình Cột B QCVN 14: 2008/BTNMT 1 Nhiệt độ ( 0C ) 25 ÷ 28 26 - 2 pH 5,5 ÷ 7,5 6.5 5 - 9 3 COD 396 ÷ 561 478.5 4 Bod5 ( 200C ) ( mg/l ) 247.4 ÷ 297 272.2 50 5 Chất rắn lơ lững ( mg/l ) 194 ÷ 386 290 100 6 Coliform ( MNP/100ml ) 104 ÷ 106 105 5.000 7 Dầu mỡ phi khoáng 55 ÷ 165 110 20 8 Ni trat ( NO3-) 33 ÷66 49.5 50 9 Tổng Photpho 4.4 ÷ 22 33 10 10 Amoni 23.2 ÷ 26.4 24.8 10 Tổng quan về phương pháp xử lý hiện nay. Phương pháp vật lý (cơ học). Là các phương pháp sử dụng các thiết bị, máy móc nhằm xử lý một phần các chất ô nhiễm có trong nước thải. Ví dụ như quá trình tách rác ra khỏi nước thải, lắng cặn, lọc … Các thiết bị thông dụng loại này như máy tách rác, song chắn rác, máy nghiền rác, máy ép bùn, các loại thiết bị lắng, lọc ( lọc cát, lọc than… ). Phương pháp hóa lý. Là phương pháp ứng dụng các quá trình hoá lý để xử lý nước thải, nhằm giảm một phần các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Phương pháp hoá lý chủ yếu là phương pháp keo tụ ( keo tụ bằng phèn, polymer ), phương pháp đông tụ, phương pháp tuyển nổi… dùng để loại các chất lơ lửng ( SS ), độ màu, độ đục, COD, BOD, dầu mỡ, … có trong nước thải. Phương pháp hóa học. Là các phương pháp dùng các phản ứng hoá học để chuyển các chất ô nhiễm thành các chất ít ô nhiễm hơn, chất ít ô nhiễm thành các chất không ô nhiễm. Ví dụ như dùng các chất oxi hoá như Ozone, H2O2, O2, Cl2 … để oxi hoá các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải. Phương pháp này thường có giá thành xử lý cao nên có hạn chế sử dụng. Thường chỉ sử dụng khi trong nước thải tồn tại các chất hữu cơ, vô cơ khó phân huỷ sinh học. Thường áp dụng cho các loại nước thải như: nước thải rò rỉ rác, nước thải dệt nhuộm, nước thải giấy… Phương pháp sinh học Là phương pháp xử lý nước thải nhờ tác dụng của các loài vi sinh vật. Phương pháp này chủ yếu chia làm hai loại là sinh học hiếu khí ( có mặt các loài vi sinh vật hiếu khí ) và sinh học kị khí ( có mặt các loài vi sinh vật kị khí ), ở hai dạng lơ lửng và dính bám. Đây là phương pháp phổ biến và thông dụng trong các quy trình xử lý nước thải vì có ưu điểm là giá thành thấp, dễ vận hành. Các công trình đơn vị xử lý sinh học hiếu khí như: Aerotank, bể lọc sinh học hiếu khí có giá thể không ngập nước, bể lọc sinh học hiếu khí có giá thể ngập nước, bể lọc sinh học tiếp xúc quay – RBC ( Rotating biological contact ). Các công trình đơn vị xử lý sinh học kị khí như: UASB ( Upflow Anaerobic Sludge Blanket ), bể sinh học kị khí dòng chảy ngược, bể sinh học kị khí dòng chảy ngược có tầng lọc ( Hybrid Digester ), bể kị khí khuấy trộn hoàn toàn, bể mê tan. ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ. Hình 3: Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi Tính toán các hạng mục công trình Song chắn rác. Mô tả công trình Nước thải được dẫn qua song chắn rác với vận tốc V < 1 m/s, rác được giữ lại ở phía trước song chắn rác và ứ đọng dần dần gây ra tổn thất áp lực. Kích thước rác được giữ lại ở phía trước song chắn rác tùy thuộc vào khe hở giữa các thanh song chắn rác. Để tránh tổn thất cột áp cần phải thường xuyên lấy rác ra khỏi song chắn rác. Rác sau khi vớt lên có thể thu gom và chuyển đến bãi rác hoặc nghiền nhỏ bằng máy nghiền chuyên dùng. Lượng nước công tác phục vụ cho máy nghiền rác phụ thuộc vào chế độ hoạt động của máy và vào khoảng 6 ÷ 12 m3/ tấn rác. Ta chọn song chắn rác kết hợp với máy vớt rác. Tính toán công trình Số khe hở giữa các thanh Trong đó : qmax : Lưu lượng lớn nhất của nước thải (m3/s ); qmax=0.0306 (m3/s ); b : Chiều rộng khe hở giữa các thanh ( m ); chọn b = 0.01 mm hl : chiều sâu lớp nước qua song chắn rác ( m ); chọn hl = 0.4 ( m ). V : Tốc độ nước qua song chắn rác ( m/s ); chọn V = 0.5 ( m/s ). Ko : Hệ số kể đến độ thu hẹp dòng chảy khi dùng cào cơ giới ;k0=1.05 (khe) Chiều rộng tổng cộng của song chắn rác: Bs = (n – 1)xs + bxn Trong đó : S : Bề dày của thanh song chắn rác ,chọn thanh hình tròn đường kính s = 1 ( cm ) = 0.01 ( m ) Bs = (32– 1)x0.01 + 0.01x32 = 0.63 ≈ 0.7 ( m ) chọn 1.0m Chiều dài đoạn mương mở rộng phía trước song chắn rác: chọn 0.6(m) Trong đó : Bm :Chiều rộng của mương dẫn; Chọn Bm = 60 ( cm )(ống nước dẫn vào có DN=500) : góc nghiên chổ mở rộng Chiều dài ngăn mở rộng phía sau song chắn rác : Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác là : chon 2m Ls :chiều dài đặt song chắn rác, Ls=1.0m Tổn thất áp lực qua song chắn rác là : Trong đó : k1 : hệ số tính đến tăng tổn that do vướng song chắn rác, k1=2÷3 : hệ số sức cản cục bộ,=1.52 Vmax : Tốc độ nước qua song chắn rác ( m/s ); chọn Vmax = 0,5 ( m/s ). Chiều cao xây dựng song chắn rác là : Lượng rác lấy ra từ song chắn rác : Trong đó : a : lượng rác tính cho đầu người trong năm; a = 7 ( l/người/năm ) Ntt : số người sử dụng hệ thống ; Ntt = 10128 ( người ) Với dung trọng của rác : 750 kg/m3, trọng lượng rác sẽ là : P = 750x0.194 = 145.5 ( kg/ngày.đêm ) Sau khi song chắn rác, hàm lượng chất lơ lững (Cll=290mg/l) và BOD (Lbd=272.2mg/l) của nước thải giảm 4%. Hàm lượng cặn lơ lững và BOD là: Bể điều hòa. Mô tả công trình Lưu lượng nước thải và nồng độ chất bẩn trong nước thải từ các công trình thay đổi theo giờ nên bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ chất bẩn cho tương đối ổn định cho các quá trình xử lí sau này. Trong bể có tiến hành sục khí để xáo trộn đều nước thải và tránh sự lắng của các chất bẩn xảy ra trong bể. Tính toán công trình Cao trình miệng bể so với mặt đất : -1.5m Thời gian lưu nước ( tính theo Qmax ) :chọn T =3h Thể tích nước lưu trong bể : Chọn kích thước: L x B x H=8x8x4 (m) Tính toán lượng khí cần để xáo trộn trong bể : Sử dụng khí nén, tốc độ R = 12 (l/phút.m3)=0.012(m3/phút. m3) Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn: =50 (lít/s)=180(m3/h) Chọn thiết bị khuếch tán khí là ống PVC khoan lỗ, được bố trí theo chiều dài, có lưu lượng khí 50 l/s. Các lỗ bố trí ở mặt dưới ống. Các ống được đặt trên các giá đỡ ở độ cao 8 cm so với đáy Tính toán ống dẫn khí: Một ống chính dẫn khí nén đi từ máy nén khí đến bể rồi phân thành 4 ống nhánh dọc theo chiều dài của bể . Mỗi ống nhánh cách thành bể 1 mét và cách ống kế bên 2 mét. Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh nhỏ: =0.0125(m3/s) Chọn vận tốc khí trong ống là v=10m/s Đường kính ống chính : V : vận tốc khí đi trong ống, 10m/s Chọn ống có đường kính DN=80mm Đường kính ống nhánh : V : vận tốc khí đi trong ống, 10m/s Chọn ống có đường kính DN40mm Đường kính các lỗ: 2 – 5 mm, chọn dlỗ = 4 mm = 0,004m. Vận tốc khí qua lỗ: 5 – 20 m/s, chọn vlỗ = 15 m/s Lưu lượng khí qua một lỗ: Số lỗ trên một ống: Số lỗ trên 1m dài ống: Khoảng cách các lỗ trên ống: Tính toán máy nén khí: Ap lực cần thiết của máy nén khí: Trong đó: h1 : Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m (gồm tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất cục bộ qua máy nén khí, các phụ tùng nối ống như tê, cút, van một chiều, thiết bị chống ồn, lọc khí…) hd : Tổn thất qua lỗ phân phối khí hd = 0,5m H : Độ sâu ngậm nước của ống khuếch tán khí H = 4m Hm = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 m = 0,49 at Năng suất yêu cầu của máy: Q = 0,05 m3 /s Công suất của máy nén khí : Trong đó : Pmáy: Công suất yêu cầu của máy khí nén, kW G: trọng lượng của dòng không khí, kg/s G = 0.05(m3/s) x 1.3 = 0.065 kg/s R: Hằng số khí R = 8.314 KJ/K.moloK T: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T= 298 oK P1: Ap suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm P2: Ap suất tuyệt đối của không khí đầu ra K= 1.395 đối với không khí 29.7: Hệ số chuyển đổi e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7 Sử dụng 2 máy thổi khí (1 máy hoạt động, 1 máy dự phòng), Q= 180(m3/h), H = 5m, N=1.5(kw) Tính toán các ống dẫn nước vào và ra khỏi bể điều hoà: Nước thải sau khi qua song chắn rác nối vào bể điều hòa dạng máng. Nước tập trung ở bể điều hòa được bơm lên bể lắng đợt 1 bằng 2 bơm chìm hoạt động luân phiên. Đường kính của ống đẩy qmax=0.0306 (m3/s) v=6m/s Đường kính của ống bơm nước thải ra khỏi bể điều hòa là DN80 Cột áp của bơm là H=15m Công suất bơm: h : hiệu suất của bơm h = 0,8 Chon bơm có Q=110(m3/h), H =15m, N=5.5(kw) Bể lắng đợt I. Mô tả công trình Nhiệm vụ bể lắng đứng đợt I là loaị bỏ các tạp chất lơ lững còn lại trong nước thải sau khi các đã qua các công trình xử lý trước đó.Ở nay các chất lơ long có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỉ trọng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước và sẽ được thiết bị gait căn tập trung đến hố ga đặt ở ngoài bể. Hàm lượng chất lơ lững sau bể lắng đợt 1 cần đạt nhỏ hơn hoặc bằng 150 mg/l. Tính toán công trình Diện tích ướt của ống trung tâm tính theo công thức: Trong đó: : lưu lượng lớn nhất giây, Vtt: vận tốc chuyển đọng của nước trong ống trung tâm lấy không lớn hơn 30mm/s (0,03 m/s) . Diện tích ướt của bể lắng đứng tính theo công thức: Trong đó: V : vận tốc chuyển đông của nước trong bể ;v= 0.5-0.8 (mm/s) chọn v=0.5mm/s (0,0005 m/s) . Chọn 2 bể công tác và diện tích là: Đường kính của bể lắng được xác định heo công thức: Chọn đường kính bể là D=6.4m Đường kính ống trung tâm được xác định heo công thức: Chọn đường kính trung tâm là d=0.7m Chiều cao tính toán của vùng lắng: Trong đó: t : thời gian lắng t=1.5h Chiều cao phần nón của bể lắng đứng: Trong đó: H1 : chiều cao lớp trung hòa H2: chiều cao giả định của lớp cặn trong bể D: đường kính của bể lăng; D=6.4m dn :đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, dn=0.6m :góc nghiên của đay bể với phương ngang Chiều cao ống trung tâm lấy bằng chiêu cao của vùng lắng là 2.7m. Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng bằng 1.35 đường kính ống trung tâm. chọn 0.9(m) Đường kính tấm hắt lấy bằng 1.3 lần đường kính miệng loe và bằng: chọn 1.2(m) góc nghiên giữa tấm hắt so với mặt phẳng ngang là 170. Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của tấm hắt theo mặt phẳng ngang qua trục được tính theo công thức: Trong đó: Vk : vận tốc nước qua khe hở, vk <20mm/s chon vk=2mm/s N: số bể công tác, n=2 bể Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng là: chọn 6.4(m) Trong đó: Ho : khoảng cách từ nước đến thành bể, h0 =0.3m Hàm lượng chất lơ lững trôi theo nước ra khỏi bể lắng đứng là: Hiệu suất lắng của hạt cặn lơ lững tong nước thải ở bể lắng 1phụ thuộc vào vận tốc lắng của hạt cặn lơ lững trong nước thải(U=0.7mm/s) và hàm lượng ban đầu của chất lơ lững (C1=278.4mg/l). Xem bảng 12 Với C1 =278.4mg/l (sau song chắn rác) và U=0.7mm/s ta nội suy ra được hiệu suất lắng E=47% Theo tiêu chuẩn xây dựng TCVN 51:1984 qui định rằng: nồng độ chất lơ lững trong nước thải ở bể lắng đợt 1 đưa vào bể Aerotank làm sạch sinh học hoàn toàn không được vượt quá 150mg/l. Theo tính toán trên nồng độ cặn lơn lững đạt tiêu chuẩn cho phép khi qua bể Aerotank. Bảng 12: Hiệu suất lắng. Hiệu suất lắng của chất lơ lững (%) Tốc độ lắng của các hạt cặn lơ lững, U(mm/s) ứng với hàm lượng chất lơ lững C (mg/l) 150 200 250 >300 30 1.3 1.8 2.25 3.2 35 0.9 1.3 1.9 2.1 40 0.6 0.9 1.05 1.4 45 0.4 0.6 0.75 0.95 50 0.25 0.35 0.45 0.6 55 0.15 0.2 0.25 0.4 60 0.05 0.1 0.15 0.2 Thể tích phần chứa cặn tươi: Ctc: hàm lượng cặn trước khi vào bể lăng 1, Ctc=278.4 Q: lưu lượng theo giờ, Q=110 m3/h Hiệu suất lắng E=47% P: độ ẩm cặn tươi; P=95% T: thời gian tích lũy căn, t=24h N: số bể công tác, n=2 Nồng độ bùn trong bể: Lượng bùn chứa trong bể lắng Bể xử lý sinh học Aerotank. Mô tả công trình Bể Aeroten hoạt động theo phương pháp xử lí sinh học hiếu khí, các vi sinh sử dụng oxy hoà tan để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước. Nước thải có một lượng lớn các chất hữu cơ, do đó chúng được đưa vào bể Aeroten để các vi sinh vật phân huỷ chúng thành các chất vô cơ như CO2, H2O, … và tạo thành sinh khối mới, góp phần làm giảm COD, BOD của nước . Tính toán công trình Đặc tính của dòng nước thải trước khi vào bể aeroten : COD = 478.5 mg/l BOD5 (L1) = 261.3 mg/l SS (C2) = 147.6 mg/l Các thông số thiết kế : Lưu lượng nước thải Q = 2.000m3 / ngày. Đêm Nhiệt độ nước thải duy trì trong bể 20oC Nồng độ chất rắn bay hơi hay bùn hoạt tính ( MLVSS) được duy trì trong bể là X=3500mg/l Nước thải khi vào bể aeroten có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (bùn hoạt tính) ban đầu không đáng kể: Xo = 0 Tỷ số chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) và chất rắn lơ lửng (MLSS) trong hỗn hợp cặn ra khỏi bể lắng là 0,8 Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn là 8000mg/l Thời gian lưu của bùn hoạt tính ( tuổi bùn ) trong bể là 8 ngày Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 là : 0,68 Hệ số phân huỷ nội bào Kd = 0,06 ngày-1 Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại : Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5. Nước thải đã được điều chỉnh sao cho BOD5: N:P =100:5 :1 Tỉ số F/M : 0.2 đến 0.6 kg/kg.ngày Nước thải sau khi xử lí : BOD5 (L2)đầu ra = 50 mg/l COD đầu ra = 300 mg/l SS đầu ra (C3) = 100 mg/l, trong đó có 60% cặn có thể phân huỷ sinh học Tính toán nồng độ BOD5 trong nước đầu ra: Trong đó: L2: nồng độ BOD5 đầu ra Lht: nồng độ BOD5 hòa tan Lll: nồng độ BOD5 của chất rắn lơ lững ở đầu ra. Như giả thuyết ở trên khả năng phân hủy sinh học của chất lơ lững là 60%, nên Lll=60%xC3x 1.42mg O2 tiêu thụ= 60%x100x1.42=85.2(mg/l) Suy ra : Lht=100-85.2=14.8(mg/l) Xác định hiệu quả xử lý: Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan: Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng: Xác định thể tích bể Aerotank: Thể tích bể được tính theo công thức : Trong đó: Q :Lưu lượng nước thải 2.000m3/ngày Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 qc : tuổi bùn, 8 ngày L1 : hàm lượng BOD5 ở đầu vào, L1=261.3 (mg/l) Lht :hàm lượng BOD5 hòa tan ở đầu ra, Lht=14.8 (mg/l) Chọn chiều cao chứa nước trong bể: H=3.6m Diện tích bề mặt bể : Chia làm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có diện tích bề mặt là: Vậy kích thước bể Aeroten : LxBxH=10x6.5x4.1m Trong đó chiều cao dự trữ là 0,5m Xác định thời gian lưu nước: Tính lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày: Hệ số tăng trưởng của bùn : Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày tính theo MLVSS Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS trong một ngày Lượng bùn thải bỏ mỗi ngày = lượng tăng sinh khối tổng tính theo MLSS – hàm lượng SS còn lại trong dòng ra Pc – (Q x C3 x 10-3) =250-(2000x100x10-3 )= 50 kg/ngày Lượng bùn xả ra hàng ngày được tính : Trong đó: V : thể tích bể aeroten, = 456.84 m3 X : nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể aeroten, 3500mg/l Qr : lưu lượng nước ra khỏi bể lắng 2, xem như bằng lưu lượng vào của bể ( nước theo bùn không đáng kể )=2000 m3/ngày Xt : nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn tuần hoàn lại bể Xt = 0.8 x 8000 = 6400mg/l Xr : nồng độ chất rắn bay hơi VSS có trong bùn hoạt tính SS trong nước ra khỏi bể lắng II bằng 0.8 x 100 = 80 mg/l Xác định lưu lượng bùn tuần hoàn lại bể : Ta có phương trình cân bằng vật chất như sau : Trong đó:Q: lưu lượng nước thải Qth : lưu lượng bùn tuần hoàn X0=0 theo giả thuyết X : nồng độ vi sinh trong bể; X=3500(mg/l) Xth : Nồng độ vi sinh trong bùn tuần hoàn, Xth =8000(mg/l) Phương trình có dạng: Chia 2 vế cho Q ta đặt (tỉ số tuần hoàn) Suy ra: Suy ra Kiểm tra tỉ số F/M và tải trọng thể tích của bể: thỏa với điều kiện ban đầu Tải trọng thiết kế của bể : Xác định lượng oxy cần cung cấp, chọn máy khí nén: Khối lượng BOD20 cần xử lý mỗi ngày: Khối lượng cần mỗi ngày: Thể tích không khí cần mỗi ngày: Giả sữ không khí chưa 23.2%O2 theo trọng lượng và trọng lượng riêng của không khí là 0.0118kN/m3=1,18 kg/m3 Suy ra thể tích không khí: Lượng không khí yêu cầu với hiệu quả vận chuyển la 10% sẽ là: Lưu lượng máy khí nén: Ap lực cần thiết của máy nén khí: Hm = hl + hd + H Trong đó: hl : Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển hl = 0.4m hd : Tổn thất qua lỗ khuếch tán khí hd = 0.5m H : Độ sâu ngập nước của ống khuếch tán khí H = 4m Hm = 0.4 + 0.5 + 4 = 4.9m Công suất của máy thổi khí : Trong đó : Pmáy: Công suất yêu cầu của máy khí nén, kW G: trọng lượng của dòng không khí, kg/s G = 0.373 x 1.3 = 0.485 kg/s R: Hằng số khí R = 8.314 KJ/K.moloK T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1= 298 oK P1: Ap suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm P2: Ap suất tuyệt đối của không khí đầu ra (K= 1.395 đối với không khí) e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7 Ta chọn 2 máy nén khí (1 hoạt động, 1 dự phòng) với: Q=22.4m3/phut, H=5m, P=23.5 kw Tính toán đường ống dẫn khí: Hình 4: Sơ đồ ống phân phối khí Các ống dẫn khí được làm bằng sắt tráng kẽm. Ống phân phối khí bố trí dọc theo thành chiều dài bể. Vận tốc khí đi trong các ống được duy trì trong khoảng 15 – 20 m/s. Chọn vận tốc để tính toán là 20 m/s. Lưu lượng khí đi trong ống chính là Qkk= 0.373 m3/s Đường kính ống chính : Chọn ống chính có đường kính 160mm Từ ống chính khí đi vào hai ống cho 2 bể. Lưu lượng khí trong ống trung gian : Đường kính ống trung gian : Chọn ống trung gian có đường kính 140mm Trong mỗi bể có 2 ống chính với D=114 Sử dụng dàn ống xương cá: Số ống phân phối D114 dài 1m , với q=10.8 m3 /h Số ống trong bể: Số ống trên 1 nhánh trong bể: Khoảng cách giữa các ống, chiều dài bể 10m Chọn kích thước lỗ phân phối = 0.1 mm; diện tích bề mặt 0.15m2 Kích thước trụ đỡ là : D x R x C = 0.2 m x 0.2 m x 0.2 m. Lúc này, khoảng cách từ đáy bể đến đầu khuếch tán khí 0.45m. Tính toán đường ống dẫn nước thải vào và ra bể: Vận tốc nước thải trong ống ở bể Aeroten cần được duy trì trong khoảng 0,8 – 1 m/s, chọn vận tốc này là 1m/s. Đường kính các ống ra mỗi bể là: Chọn đường kính D=168mm Tính toán ống dẫn bùn xả và bùn tuần hoàn: Ống thải bùn của mỗi bể là Chọn ống thải bùn D140mm. Chọn đường kính D90 qua 2 đơn nguyên. Bể lắng đợt II. Mô tả công trình Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải bị loại hoàn toàn. Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có trong nước thải là rất lớn, do vậy bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng sẽ được tách ở bể lắng đợt II trước khi khủ trùng và thải ra nguồn tiếp nhận. Tính toán công trình Diện tích phần lắng của bể: Trong đó: Co : nồng độ căn trong bể Aerotank (tính theo chất rắn lơ lửng) ;: hệ số tuần hoàn, ; = 0.78 Ct : nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, Ct = 8000 mg/l Q : lưu lượng nước thải, Q=2000(m3/ngđ)=83.3(m3/h) VL : vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL VL = Vmax Trong đó: CL : nồng độ cặn tại mặt lắng L (bề mặt phân chia) CL = .Ct = 0.5 x 8000 = 4000 mg/l = 4000(g/m3) Vmax = 7 (m/h) K = 600 (cặn có chỉ số thế tích 50 < SVI < 150) Lấy S = 125 m2 Diện tích bể nếu tính thêm buồng phân phối trung tâm: St = 1.1 x 125 =137.5 (m2) Chia làm 2 đơn nguyên, diện tích bề mặt bể là: Sbể = 68.75(m2) Đường kính bể: Đường kính buồng phân phối trung tâm: Dtt = 0.25xDbể = 0.25 x 9.4 = 2.35 (m) chọn 2.4(m) Chiều cao ống trung tâm: H = 50% x 2.4m = 1.2 (m) Diện tích buồng phân phối trung tâm: Diện tích vùng lắng của bể : Slắng = Sbể - Stt = 68.75 – 4.5216= 64.2284(m2) Tải trọng thủy lực lên bể: Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0.9 đường kính bể. Máng răng cưa được bố trí sao cho điều chỉnh được chế độ chảy, lượng nước tràn qua để vào máng máng thu. Đường kính máng thu nước: Dmáng = 0.9 x 9.4 = 8.46(m) chọn 8.4(m) Chiều dài máng thu nước: L = p.Dmáng = 3.14 x 8.4= 26.4 (m) Tải trọng thu nước trên 1 mét chiều dài máng: Tải trọng bùn: Xác định chiều cao bể lắng: Chọn chiều cao bể: H = 4 m Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng: h1 = 0.3 m Chiều cao cột nước trong bể: h = 4 – 0.3 = 3.7 m Chiều cao phần nước trong: h2 = 2m Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 5% về hướng tâm: chọn h3 = 0.3 m Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: h4 = H – h1 – h2 – h3 = 4 – 0.3 – 2 – 0.3 = 1.4 (m) Thể tích phần chứa bùn: Vb = Sbể .h4 = 68.75 x 1.4 = 96.25(m3) Nồng độ bùn trong bể: = Lượng bùn chứa trong bể lắng G = VbxCtb = 96.25x6 = 5775 (kg) Thời gian lưu nước trong bể lắng: Dung tích bể lắng: Vbể = HxSbể = 3.7 x 68.75 = 254.375 (m3) Nước đi vào bể lắng: Thời gian lưu nước: Thời gian lắng: Thời gian lưu giữ bùn trong bể: Việc xả bùn hoạt tính khỏi bể lắng đợt II được thực hiện bằng bơm, bơm bùn tuần hoàn lại aeroten, và bơm bùn dư về bể nén bùn. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính bể, r = 2,6m. Đường kính ống dẫn nước ra 168 mm. Bơm bùn tuần hoàn bể lắng II sang bể aeroten: Chọn 2 máy bơm hoạt động luân phiên. Lưu lượng bơm bùn tuần hoàn Qt = 1560 m3/ngày = 0.01806 m3/s Cột áp bơm là 4m và tổn thất là 4m, H = 4 +4 = 8m Công suất bơm: h : hiệu suất của bơm h = 0.8 Chọn bơm có công suất 3.6 (kW) Bơm bùn dư từ bể lắng II sang bể nén bùn: Chọn 2 máy bơm hoạt động luân phiên. Lưu lượng bùn dư là 6.23 m3/ngày = 0.00007211 m3/s. Cột áp bơm là 4m và tổn thất là 4m, H = 4 + 4 = 8m Công suất bơm: h : hiệu suất của bơm h = 0.8 Chọn bơm có công suất 0.015 (kW) Đường kính ống dẫn bùn dư: Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện có bơm là 1 – 2 m/s Vận tốc bùn dư được chọn là 1 m/s. Lưu lượng bùn dư là 6.23 m3/ngày = 0.00007211 m3/s. Đường kính ống dẫn bùn dư : Đường kính ống D34 Bể nén bùn. Mô tả công trình Bể nén bùn giúp làm giảm thể tích của hỗn hợp bùn cặn bằng cách gạn một phần lượng nước có trong hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lí phía sau và giảm khối lượng phải vận chuyển. Bùn cặn trong bể nén bùn có nguồn gốc từ: Lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng I Lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng II Tính toán công trình Lượng bùn thải ra của bể lắng 1: Cr: hàm lượng cặn trước khi vào bể lăng 1, Ctc=(278.4mg/l) Q: lưu lượng ngày đêm Hiệu suất lắng E=47% P: độ ẩm cặn tươi; P=93% Lượng bùn thải ra cua bể lắng 2 Cb: hàm lượng cặn trước khi vào lắng 2, Ctc=147.6(mg/l) Ctr : hàm lượng cặn ra khoi bể lắng; Ctr=100(mg/l) Q: lưu lượng ngày đêm P: độ ẩm cặn tươi; P=99.4% Tổng lượng bùn : Diện tích của bể nén bùn li tâm: Qo: tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng của bể nén bùn, m3/m2.h và được lựa chọn phụ thuộc vào nồng độ bùn dẫn vào bể nén bùn. Trường hợp này chọn vo = 0,3 m3/m2.h Đường kính bể: Chọn D = 3.0m Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 0.2x3.0= 0,6m Chiều cao ống trung tâm chọn là h = 1m. Chiều cao công tác của vùng nén bùn: t : Thời gian nén bùn, chọn t = 8 giờ Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn li tâm: Htc = H + h1 + h2 + h3 = 2,4 + 0,3 + 0,3 + 0,8 = 3,8m Với: h1 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể h2: chiều cao lớp bùn và lắp đặt thiết bị gạt bùn ở đáy. Khi dùng hệ thống thanh gạt bùn thì h2 = 0,3m h3: chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn, h3 = 0,8m Dung tích phần chứa bùn của bể : Trong đó V : Lưu lượng bùn dư dẫn vào bể V =2.08 m3/h P1 : Độ ẩm ban đầu của bùn P1 = 99%. P2 : Độ ẩm của bùn sau khi nén P2 = 97%. t : Thời gian giữa hai lần lấy bùn t = 8 h Chiều cao phần chứa bùn : Tải trọng cặn trên bề mặt bể cô đặc : Với Ctb =6 (kg/m3) Lượng bùn sinh ra sau nén: Trong bể đặt máy gạt cặn để gạt cặn ở đáy bể về hố thu trung tâm , độ dốc đáy bể i = 5%. Tốc độ quay của hệ thống thanh gạt là 0,75 - 4 h-1,chọn là 2h -1. Bùn được lấy ra khỏi bể bằng ống D = 200 mm đặt dưới áp lực thủy tĩnh khoảng 2,0 – 2,5 m. Đường kính máng tràn thu nước sau nén: Dmáng = 0.8 x D = 0.8 x 3.0m = 2,4m. Lưu lượng nước tách ra từ bể nén bùn Trong đó P1 : Độ ẩm ban đầu của bùn P1 = 99% P2 : Độ ẩm của bùn sau khi nén P2 = 97 % Q : Lưu lượng bùn xả hàng ngày q = 50 m3/ngày Bên thành máng gắn máng tràn chữ V làm bằng thép tấm inox dày 1mm. 1m dài xẻ 10 chữ V, cách nhau 60 mm, đáy chữ V rộng 40mm, chiều cao khổ chữ V là 20mm, góc chữ V là 90o. Bể chứa bùn. Mô tả công trình Bể chứa bùn sẽ tiếp nhận lượng bùn sau khi đã nén ở bể nén bùn trọng lực, từ đây sẽ được bơm vào máy ép bùn dây đai. Tính toán công trình Lượng bùn sinh ra sau nén: Qb =16.7 m3/ngày đêm= 0.696 m3/h Chọn thời gian lưu bùn là 2.5 ngày , tức 60 (h) Thể tích cần thíêt là: V3 = Qb x t3 = 0.696 x 60 = 41.76 (m3). Ngăn được thiết kế dạng hình vuông trên mặt bằng, phần đáy bể có độ dốc 45% để tiện lợi cho quá trình tháo bùn. Thể tích thực của bể ứng với kích thước chọn là: V3thuc = 4m x 4m x 3m = 48 m3. Tính toán đường ống dẫn bùn từ bể chứa bùn đến máy ép bùn: Chọn vận tốc bùn trong ống v=0,4 m/s Lưu lượng bùn đưa vào máy trong 1 tuần là : G = 7 x24x 0.696 = 116.9 m3/tuần Xem như máy lọc ép làm việc 4 giờ trên ngày , một tuần làm việc 5 ngày. Lượng bùn đưa vào máy trong một giờ : Đường kính ống dẫn bùn : Chọn ống PVC D80 Bơm bùn từ bể chứa bùn sang máy ép bùn : 2 bơm bùn (1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng) Lưu lượng bùn sau nén để đi đến lọc ép dây đai: Qb =16.7 m3/ngày đêm= 0.696 m3/h Lưu lượng bùn đưa vào máy trong 1 tuần là : Gt = 7 x24x 0.696 = 131.54 m3/tuần Lượng bùn đưa vào máy trong một giờ : Cột áp bơm là 4m và tổn thất đường ống là 4m, H = 4 + 4 = 8m Công suất bơm: h : hiệu suất của bơm h = 0.8 Chọn bơm có công suất 0.2(kW) Khử trùng nước. Mô tả công trình Khử trùng là giai đoạn cuối cùng trong quá trìnhxử lý nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận, khử trùng nằm trong mục đích phá huỷ, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh huy hiểm chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải thông thường. Chỉ một phần ít hoá chất khửtrùngđưa vào là được khử dùng để phá huỷ tế bào vi khuẩn , còn phần lớn sẽ dùng oxi hoá các chất hữu cơ và gây phản ứng cùng với nhiều hợp chất tan tan khác nhau có chứa trong nước thải. Hoá chất khử trùng được chọn là clo lỏng. Đây là một dạng clo nguyên chất có màu vàng xanh trọng lượng riêng là 1,47 kg/l. clo lỏng được sản xuất trong các nhà máy hoá chất và đựng trong bìmh chứa có dung tích từ 50 –500 lit, áp suất trong bình từ 6-8 at. Khi sử dụng để pha clo lỏng dưới áp suất cao vào nước. Người ta dùng thiết bị giảm áp suất, lúc đó clo bóc thành hơi và hoà vào trong nước . Thiết bị chuyên dùngđể đưa clo vào nước:Gạt cloratơ có chức năng pha chế và định lượng clo hơi vào nước được chia làm hai loại sau: Cloratơ áp lực Cloratơ chân không. Đối với cloratơ áp lực, clo được đưavào nước với áp suất cao nên hay bị bay hơi , clo gây ra huy hiểm nên sẽ sử dụng cloratơ chân không. Trong đó áp lực khí cho hoà tan vào nước thấp hơn áp lực khí clo hoà vào nước hơn áp lực khí quyễn Nước clo từ cloratơ sẽ được dẫn Clo trực tiếp trên đường ống. Tính toán công trình Xác định clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải theo công thức. Trong đó: a : lượng clo hoạt tính (g/m3) được xác định dựa theo quy phạm. Đối với nước thải sau khi được xử lý sinh học hoàn toàn, ta lấy a= 10g/m3 (TCVN 51-84) Sử dụng Chlorine có nồng độ Clo 75% để pha nước Clo khử trùng Chọn lưu lượng bơm định lượng : 1(lít/phút)=60(l/h), chọn 02 bơm hoạt động luân phiên nhờ hệ thống phao rađa và CB điều khiển tự động Suy ra nồng độ pha loãng nước Chlorine : Cần lắp đầu dò trên đường ống châm Chlorine vào bể tiếp xúc khử trùng để kiểm tra điều chỉnh lượng Chlorine pha vào bồn Chọn bồn chứa nước Chlorine bằng nhựa PVC dung tích 2000lít ( 02 bồn mắc nối tiếp ), suy ra chu kỳ ( T ) pha Chlorine: giờ chọn T = 60giờ ( trừ 10%, chiều cao bảo vệ và phần cặn đáy ) Lượng Chlorine pha vào mỗi bồn mỗi lần: 2000 x 90% x 1.85% = 33.3kg Tại mỗi bồn chứa nước Chlorine, lắp 01 đĩa phân phối khí nối với ống khí ra của máy nén khí ( có van chắn ) để tạo lực khoấy trộn mỗi lần pha Chlorine, nguồn nước để pha Chlorine lấy từ hệ thống ống dẫn nước cấp ( có lắp van chắn và đồng hồ đo lưu lượng ) Đường kính ống dẫn nước Chlorine: D = 21mm ( nhựa PVC ) Qui trình vận hành Dòng chảy của nước thải trong hệ thống: Nước thải từ các nguồn thải trong khu kí túc xá sau khi qua các công trình xử lý cục bộ ( hố ga kết hợp tách dầu mở và lắng bớt cặn, bể tự hoại, ... ) sẽ chảy vào năn tiếp song chắn rác ở đây nước thải được vớt rác rồi tự chảy qua ống thông sang bể điều hoà. Tại bể điều hoà, dòng nước thải được bơm nước thải nhúng chìm đưa vào bể lắng đợt I đặt trên cao. Dựa vào cao trình thiết kế, dòng nước thải sẽ tự chảy song song qua các ống dẫn từ 02 ngăn của bể Aerotank. Ơ đây nước được xử lí sinh học và tiếp tục chảy về bể lắng đợt II. Và cũng nhờ cao trình thiết kế, dòng nước thải sẽ tự chảy qua các ống dẫn tập trung thải ra ngoài công trình. Trên đường ống dẫn nước ra ta châm Clo khử trùng trực tiếp trên đường ống. Bùn từ các bể lắng đợt I, bể lắng đợt II sẽ được bơm xả vào bể nén bùn. Tại đây xảy ra hiện tượng nén trọng lực và tách nước, lượng nước đó được tuần hoàn lại bể điều hoà nhờ hệ thống bơm nước thải nhúng chìm và đường ống di động. Định kỳ 30 ngày gọi đơn vị có chức năng đến hút bùn và vệ sinh bể chứa và nén bùn CHƯƠNG 4 : KHÁI TOÁN TOÀN BỘ HỆ THỐNG Khái toán kinh phí xây dựng hệ thống thoát nước STT DIEÃN GIAÛIVAÄT TÖ NHAÂN COÂNG LAÉP ÑAËT ÑÔN VÒ TÍNH TOÅNG ÑÔN GIAÙ THAØNH TIEÀN HEÄ THOÁNG OÁNG THOAÙTNÖÔÙC 1 OÁng BTCT DN200 m 1500 110.000 165.000.000 2 OÁng BTCT DN250 m 600 150.000 90.000.000 3 OÁng BTCT DN300 m 350 270.000 94.500.000 4 OÁng BTCT DN350 m 200 290.000 58.000.000 5 OÁng BTCT DN400 m 300 325.000 97.500.000 6 OÁng BTCT DN450 m 150 370.000 55.500.000 7 OÁng BTCT DN500 m 100 420.000 42.000.000 TOÅNG 602.500.000 Baèng chöõ: Saùu traêm leõ hai trieäu naêm traêm nghìn ñoàng Khái toán kinh phí xây dựng hệ thống xử lý nước STT DIEÃN GIAÛIVAÄT TÖ NHAÂN COÂNG LAÉP ÑAËT ÑÔN VÒ TÍNH TOÅNG ÑÔN GIAÙ(x1000VND) THAØNH TIEÀN(x1000VND) HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI 1 Song chaén raùc caùi 2 20.000 40.000 2 Beå ñieàu hoøa 8x8x4m caùi 1 100.000 100.000 3 Beå laéng ñôït 1 DxH=6.4x6.4 caùi 2 200.000 400.000 4 Beå Aerotank 10x6.5x4.1 caùi 2 350.000 700.000 5 Beâ laéng ñôït 2 DxH=9.4x4m caùi 2 300.000 600.000 6 Beå neùn buøn DxH=3x3.8 caùi 1 100.000 100.000 7 Beåâ chöùa buøn 4x4x3m caùi 1 100.000 100.000 8 Maùy eùp buøn 10m3/h caùi 1 70.000 70.000 9 Boàn nhöïa 2000L caùi 2 10.000 20.000 10 Maùy khí neùnQ=180m3/h, H=5m, N=1.5kw caùi 2 20.000 40.000 11 Maùy khí neùnQ=22.4m3/phuùt, H=5m, N=23.5kw caùi 2 50.000 100.000 12 Maùy khí neùnQ=10m3/h, H=10m, N=0.75kw caùi 2 10.000 20.000 13 Bôm chìm nöôùc thaûiQ=110m3/h, H=15m, N=5.5kw caùi 2 50.000 100.000 14 Bôm huùt buøn beå laéng 1Q=6m3/h, H=6m, N=0.2kw caùi 2 20.000 40.000 15 Bôm buøn tuaàn hoaøn beå AerotankQ=65m3/h, H=8m, N=3.6kw caùi 2 40.000 80.000 16 Bôm buøn döQ=0.3m3/h, H=8m, N=0.015kw caùi 2 20.000 40.000 17 Bôm buøn leâm maùy eùp buønQ=0.696m3/h, H=8m, N=0.2kw caùi 2 20.000 40.000 18 Bôm ñònh löôïng Q=1 lit/phuùt, H=10m, N=0.1kw caùi 2 10.000 20.000 19 Maùy vôùt raùc caùi 2 30.000 60.000 20 Ñoäng cô khaáy troän caùi 3 100.000 300.000 21 Heä thoáng oáng daãn khí vaø daãn nöôùc thaûi Boä 1 300.000 300.000 22 Vaät tö phuï Van khoùa, bulong…. Boä 1 100.000 100.000 TOÅNG 3.370.000  Baèng chöõ: Ba tæ ba traêm baûy möôi trieäu ñoàng Khái toán tổng kinh phí xây dựng Kinh phí xây dựng hệ thống thoát nước: 602.500.000 (VNÑ) Kinh phí xây dựng hệ thống xử lý nước: 3.370.000.000 (VNÑ) Tổng kinh phí xây dựng hệ thống: 3.972.500.000 (VNÑ) Baèng chöõ: Ba tæ chín traêm baûy möôi hai trieäu năm trăm nghìn ñoàng CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN Để bảo vệ môi trường và duy tri môi trường sống trong lành thì ta phải ý thức được tầm quan trong của việc xử lý nước thải trước khi đưa ra môi trường xung quanh. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiêu chuẩn dùng nước – TCVN 4513 : 1988 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt - QCVN 14: 2008/BTNMT, cột B. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS. Trịnh Xuân Lai – NXB Xây Dựng ( 1999 ) Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – Tái bản lần thứ hai – GSTS. Lâm Minh Triết ( chủ biên ), TS. Nguyễn Thanh Hùng, TS. Nguyễn Phước Dân – NXB ĐHQG TP.HCM ( 2006 ) Giáo trình môn học công nghệ xử lý nước thải – ThS. Đặng Hướng Minh Thư ( 2006 ) Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải – ThS. Lâm Vĩnh Sơn ( 2008 )