Đề tài Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất: 22.000 m3/ngày đêm

ố Hồ Chí Minh xuất bản năm 2000). Cll1 : Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng đợt I Cll1 = 147,25mg/l Ctr : Hàm lượng bùn hoạt tính trôi theo nước nước ra khỏi bể lắng đợt II Ctr = 25,8 mg/l. Lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất : )/(47,190625,16515,1max. lmgBKB dd  Ở đây K là hệ số bùn tăng trưởng không điều hòa tháng K =1,15 ÷1,2 (trang 153 sách “Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của GS- TS Lâm Minh Triết( chủ biên) do nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh xuất bản năm 2000”). Lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất giờ được dẫn về bể nén bùn được tính theo công thức : hm C QBPq d d /33,9 400024 2178947,190)7843,01( 24 )1( 3max. max    Trong đó: qmax: lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất (m3/h). P: % lượng bùn hoạt tính tuần hoàn về bể Aerotan. P=78,43% Q : lưu lượng trung bình ngày đêm của hỗn hợp nước thải. q=21789m3/ngđ. Cd: nồng độ bùn hoạt tính dư phụ thuộc vào đặc tính của bùn. Cd= 4000mg/l lấy theo bảng 50 trang 93 TCVN 7957:2008. Diện tích công tác bể nén bùn ly tâm : Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 78 2 1 max 1 94,12236000001,0 33,9 3600 m NV qF  Trong đó: V1: Vận tốc chuyển động của dòng chảy ở vùng lắng trong bể nén bùn. Theo bảng 50, trang 93, TCVN 7957:2008 thì V1 không lớn 0,1mm/s, chọn V1=0,1mm/s = 0,0001( m/s) N = 2 – số bể nén bùn công tác. Diện tích tiết diện ống trung tâm : 2 2 max 2 05,023600028,0 33,9 3600 m NV qF  Trong đó: V2: Vận tốc chuyển động của dòng chảy trong ống trung tâm. Chọn V2 = 28mm/s=0,028mm/s. Theo giáo trình XLNT của Trần Đức Hạ. N = 2 – số bể nén bùn công tác. Diện tích tiết diện tổng cộng của bể nén bùn F = F1 + F2 = 12,94 + 0,05 = 13 m2. Đường kính mỗi bể nén bùn : mFD 4 14.3 1344   Đường kính ống trung tâm bể nén bùn: mFd 255,0 14.3 05,044 2   Chọn đường ống trung tâm là d= 0,3m Đường kính miệng loe của ống trung tâm : d1 = 1,35 x d = 1,35 x 0,3 =0,41m Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 79 Đường kính tấm chắn : dc=1,3 x d1 = 1,3 x 0,41 = 0,53 m Chiều cao phần lắng của bể nén bùn hl = V1x 3600 x t = 0,0001 x 3600 x 10 = 3,6 m Trong đó : t: thời gian nén bùn, lấy theo TCVN 7957:2008 trang 93 ta có t = 9÷11(h) chọn t=10 giờ. Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 450. mtgdDh d 75,11. 2 5.0445 2 0 2  Trong đó : dd: Đường kính đáy bể (phần nón cụt) lấy bắng 0,5. 450 : Góc nghiêng đáy bể. Chiều cao lớp bùn hoạt tính đã được nén : hb = h2 – h3 – hth = 1,75 – 0,5 – 0,3 = 0,95m Trong đó : h3: khoảng cách từ đáy ống loe tới tấm chắn, h3= 0,5m. hth: chiều cao lớp nước trung hòa, hth = 0,3m. Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn ly tâm : Hxd = h1 + h2 + hbv = 3,6 + 1,75 + 0,45 = 5,8 m Trong đó: Hxd : Chiều cao tổng cọng xây dựng của bể nén bùn (m). hbv: Chiều cao bảo vệ, hbv= 0,45 m. Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 80 Hình 4.6. Sơ đồ bể nén bùn đứng 1 – Ống trung tâm, 2 – Ống xả cặn, 3 – miệng loe, 4 – Sàn công tác Độ nghiêng ở đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn như sau : Khi dùng hệ thống thanh gạt : i = 0,01. Khi dùng bơm bùn : i = 0,003. Bùn đã nén được xả định kỳ dưới áp lực thủy tĩnh 0,5 ÷1,0m . Bảng 4.13. Bảng tổng hợp các thông số thiết kế bể nén bùn ly tâm: Tên công trình Đường kính bể Chiều cao công tác Thời gian nén bùn Chiều cao xây dựng áp lực thủy tĩnh Số bể nén bùn Bể nén bùn ly tâm 4m 5,35m 10h 5,8m 1m 2 IV.3.1.10. Bể Mê tan: Mục đích xây dựng bể Mê tan là để ổn định bùn bằng xử lý sinh học kỵ khí, bùn ở đây bao gồm : Bùn (cặn) tươi từ bể lắng đợt I Bùn hoạt tính dư từ bể lắng đợt II sau khi đã nén ở bể nén bùn Rác từ song chắn rác đã được nghiền. Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 81 Hnh 4.7. Sơ đồ cấu tạo bể mêtan a) Xác định lượng cặn dẫn đến bể Mêtan. Lượng cặn dẫn về từ bể lắng đợt I : 312,157 10001000)94100( 1,16979,26146475 ).100( m P KEQCW tcc     Trong đó : Q : lưu lượng lớn nhất ngày đêm của hỗn hợp nước thải Qmax =26146,79 m3/ngđ. Ctc : hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải dẫn đến bể lắng đợt I. Ctc = 475 mg/l. E : hiệu suất lắng có làm thoáng sơ bộ E = 69%. K : hệ số tính đến khả năng tăng lượng cặn do có cỡ hạt lơ lửng lớn. K=1,1÷1,2. Chọn K = 1,1. P : độ ẩm của cặn tươi khi xả bằng pitong từ P = 93,5% - 94%, chọn P=94% . Theo điều 8.5.5, trang 62, TCVN 7957:2008. : Trọng lượng thể tích cặn, (t/m3) =1,01x106 (g/cm3) Lượng bùn hoạt tính dư từ bể nén bùn : Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 82 303,14 10010001000)3,97100( 5079,26146]8,251002,1)69100(25,147[ 10010001000)100( 50]100)100([ mW P QCECW b trtc b      Trong đó : Q : lưu lượng lớn nhất ngày đêm của hỗn hợp nước thải Qmax =26146,79 m3/ngđ. Ctc: hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải. Ctc = 475 mg/l. E: hiệu suất lắng có làm thoáng sơ bộ E = 69% :hệ số tính đến khả năng tăng trưởng không điều hòa của bùn hoạt tính trong quá trình xử lý sinh học = 1,1÷1,2( lấy =1,2). Trang 158, sách Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của GS-TS Lâm Minh Triết. P: độ ẩm của bùn hoạt tính sau khi nén P=97,3%. Ctr :hàm lượng bùn hoạt tính trôi theo nước ra khỏi bể lắng đợt II, Ctr = 25,8mg/l. Cll : hàm lượng chất lơ lửng vào Aerotan. Cll = 147,25mg/l. Lượng rác ở song chắn rác : Rác thô được giữ lại ở song chắn rác và được nghiền nhỏ qua máy nghiền rác từ độ ẩm ban đầu P1= 80% đến độ ẩm sau khi nghiền P2=94-95%. Lượng rác sau khi được nghiền nhỏ được xác định theo công thức: ngđm P PWWr /32,894100 8010012,3 100 100 3 2 1 1    Trong đó : W1: lượng rác trong một ngày đêm, W1=3,12 T/ngđ. P1: độ ẩm ban đầu của rác P1=80%. Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 83 P2: độ ẩm của rác sau khi nghiền nhỏ P2=94%. Lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể Mê tan là : W = Wc + Wb+Wr = 22 + 24,3 + 8,32 = 46,3 m3/ngđ. Độ ẩm trung bình của hỗn hợp cặn có thể tính theo công thức : %03,94 496,24 458,10053,001.1001100        W RBCP kkkhh Trong đó: Ck =0: lượng chất khô trong cặn tươi với độ ẩm p=95%. Bk:lượng chất khô trong bùn hoạt tính dư với p=97,3%. ngđmPWB bk /594,0100 )3,97100.(22 100 )100.( 3 Rk: lượng chất khô trong rác sau khi nghiền với độ ẩm p=94%. ngđmPWR rk /458,1100 )94100.(3,24 100 )100.( 3 b) Tính toán bể mê tan Khi độ ẩm của hỗn hợp cặn Phh>94% thì ta chọn chế độ lên men ấm với nhiệt độ từ t=30÷350c. ta chọn t=330c. Dung tích của bể mê tan : 3600579 8 1003,46100 m d WWm  Trong đó: W: lượng cặn tổng cộng đến bể mê tan(m3/ngđ). d: liều lượng cặn ngày đêm dẫn vào bể mê tan %, phụ thuộc vào chế độ lên men và độ ẩm của cặn lắng theo bảng 53 trang 99 TCVN 7957:2008 ta có d = 8%. Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 84 Tham khảo bảng kích thước bể Mê tan mẫu (bảng 4.14, trang 159, sách “Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp” của GS-TS Lâm Minh Triết (chủ biên) do nhà xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh xuất bản năm 2000. Bảng 4.14 bảng tổng hợp các thông số thiết kế bể mê tan: Chế độ lên men ấm Số bể Đường kính d (m) Dung tích bể (m3) Chiều cao thiết kế (m) h1 h h2 T = 330c 1 10,5 600 1,54 5,3 1,79 Xác định lượng khí đốt thu được trong quá trình lên men cặn Lượng khí đốt thu được trong quá trình lên men y = 100 .dna  (m3/kg chất không tro) Trong đó: y- Lượng khí đốt thu được trong quá trình lên men (m3/kg chất không tro) n- hệ số phụ thuộc vào độ ẩm của cặn lấy theo bảng 54–TCVN 7957:2008 lên men ấm t= 330C, Phh = 94% chọn n = 0.89 a- là khả năng lên men tối đa của chất không tro trong hỗn hợp cặn dẫn vào bể mêtan, %. Giá trị của a phụ thuộc vào thành phần hóa học của các các chất hữu cơ trong bùn cặn tươi và được xác định theo công thức : a = (0,92m + 0,62C + 0,34A)x100% Do không có điều kiện xét nghiệm hàm lượng các chất trong hỗn hợp cặn – bùn, vì vậy trị số a của hỗn hợp cặn - bùn đưa vào bể mêtan được tính theo công thức: (Trang 161, sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình do GSTS Lâm Minh Triết chủ biên, nhà xuất bản Dại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh) Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 85 a = 000 000 44)(53 BRC BRC   = %36,51 371,057,12 344)88,057,12(53   Trong đó: C0 - lượng chất không tro của cặn tươi (m3/ngđ) C0 = 57,12100100 )25100()5100(64,17 100100 )100()100.(    CCK TAC (m3/ngđ) AC- độ ẩm háo nước ứng với cặn tươi. AC = 5% TC- độ tro của chất khô ứng với cặn tươi. TC = 25 % R0 - là lượng chất không tro của rác nghiền R0 = 88,0100100 )25100()5100.(23,1 100100 )100()100.(    rrK TAR (m3/ngđ) AR- là độ ẩm háo nước của rác nghiền. AR = 5 % Tr - độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với rác nghiền Tr = 25% B0 - là lượng chất không tro của bùn hoạt tính dư : B0 = 3100100 )27100()6100.(37,4 100100 )100()100.(    bbK TAB (m3/ngđ) Ab- là độ ẩm háo nước của bùn hoạt tính dư. Ab = 6 % Tb - độ tro của chất khô tuyệt đối ứng với rác nghiền Tb = 27% Ck- Lượng chất khô trong cặn tươi, Ck = 17,64 (m3/ngđ) BK -Lượng chất khô trong bùn hoạt tính dư ở bể nén bùn, Bk= 4,37 (m3/ngđ) Rk- Lượng chất khô trong rác nghiền, Rk = 1,23 (m3/ngđ)  y = 100 .dna  = 44,0 100 889,036,51  (m3/kg) Lượng khí tổng cộng thu được: K = y (C0 + B0 + R0)  = 0,44 (12,57 + 3 + 0.88)1000 = 7238 (m3/ngđ) Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 86 Trong đó:  = 1 (Tấn/m3)=1000(kg/m3) là khối lượng riêng của chất không tro của hỗn hợp cặn Khí đốt (khí mêtan) được tạo ra có độ ẩm lớn, có khả năng ăn mòn thiết bị, vì vậy mạng lưới dẫn khí đốt, bể chứa khí đốt được thiết kế, lựa chọn loại đường ống và vật liệu chịu được khả năng ăn mòn của chúng. IV.3.1.11. Sân phơi bùn: Cặn sau khi lên men ở bể Mêtan và cặn từ bể tiếp xúc, được dẫn đến sân phơi bùn để làm khô ráo cặn đến độ ẩm cần thiết, thuận tiện cho vận chuyển và xử lý tiếp theo. Hình 4.8. Sơ đồ sân phơi bùn Thể tích cặn ở bể tiếp xúc : WTX = 76,51000 141.18903,0 1000 .  c ttNa (m3/ngđ) Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 87 Trong đó : a – lượng cặn lắng trong bể tiếp xúc, a = 0,03 (lít/người.ngày), theo mục 8.28.6, trang 102, TCVN 7957-2008. Đối với trạm xử lý sinh học hoàn toàn trong aeroten. N C tt - dân số tính toán Thể tích cặn từ bể Mêtan : WM = 46,3 (m3/ngđ) Thể tích bùn tổng cộng dẫn đến sân phơi bùn : Wsp = WM + WTX = 46,3 + 5,76 = 52,06 (m3/ngđ) Diện tích hữu ích của sân phơi bùn được tính theo công thức : 076,2879 3,32 36506,52365 0 1    nq W F sp (m2) Trong đó : q0 – Tải trọng cặn lên sân phơi bùn, lấy theo bảng 4.17 trang 166 sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toàn thiết kế công trình của GSTS Lâm Minh Triết – NXB ĐH Quốc Gia TP. HCM -2008. Với nền nhân tạo có ống rút nước, cặn tươi và bùn hoạt tính đã lên men ta có q0 = 2 (m3/m2.năm) n – Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, đối với các tỉnh phía Nam n = 3,04,2. Chọn n = 3,3 (trang 165, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toàn thiết kế công trình của GSTS Lâm Minh Triết – NXB ĐH Quốc Gia TP. HCM -2008) Số ô của sân phơi bùn : n = 4 ô Diện tích mỗi ô theo tính toán : 77,719 4 076,28791  n Ff (m2) Chọn kích thước thiết kế hữu ích mỗi ô : f = axb = 30 24 = 720 (m2) Diện tích thiết kế hữu ích của sân phơi bùn : F = 720  4 = 2880 (m2) Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 88 Diện tích phụ của sân phơi bùn : đường xá, mương máng... F2 = 20%.F1 = 0,2 2880 = 576 (m2) Diện tích tổng cộng sân phơi bùn F = F1 + F2 = 2880 + 576 = 3456 (m2) Lượng bùn phơi từ độ ẩm 96% đến độ ẩm 80% trong 1 năm sẽ là : 4,3040 )75100( )96100(36506,52 )100( )100(365 2 1    P PWW sp m3/năm Trong đó : P1 – độ ẩm trung bình của cặn khi lên men ở bể Mêtan, P1 = 96 97%. Chọn P1=96% P2 – độ ẩm sau khi phơi, P2 = 7580%. Chọn P2 = 75%. Chiều sâu công tác của sân phơi bùn được tính Chu kỳ xả bùn vào sân phơi bùn dao động từ 2030 ngày. Chu kỳ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : Tính chất của bùn dẫn vào sân phơi bùn; Khả năng thấm của đất; Mùa nắng hay mùa mưa trong năm. Bảng 4.15 Bảng thông số thiết kế sân phơi bùn: Tên công trình Số ô phơi bùn Kích thước mỗi ô Sân phơi bùn 4 30m x 24m IV.3.1.12. Sân phơi cát Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp cát. Thường sân phơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao. Nước thu từ sân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát. Lượng cát lắng trong bể lắng cát có thổi khí trong một ngày đêm : Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 89 ngđm TNP Wc /67,51000 118914103,0 1000 3 Trong đó :  N = 189141 người : Dân số của thành phố tính đến năm 2030.  P = 0,03 l/ng.ngđ : lượng cát có thể giữ lại tính cho 1 người trong 1 ngày đêm. Bảng 28, trang 53, TCVN 7957:2008.  T = 1 ngày đêm, thời gian giữa 2 lần xả cặn trong bể. Diện tích của sân phơi cát: 222,414 51000 365141.18903.0 1000 365 m h NPF tt    Trong đó: P = 0,03 l/ng.ngđ : lượng cát có thể giữ lại tính cho 1 người trong 1 ngày đêm. Bảng 28, trang 53, TCVN 7957:2008 h- là chiều cao lớp cát trong một năm h=3-5 m3/m2.năm. Chọn h = 5m theo TCVN 7957:2008. Ntt- dân số tính toán (người), Ntt =189141 người n - số ô của sân phơi cát: n = 2 Diện tích 1 ô sân phơi cát là : 2 1 11,2072 22,414 m n FF  Chọn kích thước sân phơi cát là : 15m x 15m = 225 m2 Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 90 Bảng 4.16 Bảng thông số thiết kế sân phơi cát : Thông số N P h F n B L đơn vị người l/ng.ngđ m m2 ô m m giá trị 189141 0.03 5 414,22 2 15 15 Hình 4.9. Sơ đồ sân phơi cát IV.3.2. Phương án II IV.3.2.1. Ngăn tiếp nhận : Tính toán tương tự phương án I. IV.3.2.2. Mương dẫn nước thải Tính toán tương tự phương án I. IV.3.2.3. Song chắn rác: Tính toán tương tự phương án I. Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 91 IV.3.2.4. Bể lắng cát ngang có thổi khí: Tính toán tương tự phương án I. Bảng 4.17 bảng tổng hợp các thông số bể lắng cát thổi khí: Tên F ướt (m2) số bể v (m/s) h (m) b (m) L (m) t l ưu n ướ c Lượng khí cấp (m3/h) Lượng cát lắng ( m3/ngđ) Bể lắng cát thổi khí 1,965 2 0,1 1,62 2,43 9,0 1’30” 16 1,177 IV.3.2.5. Thiết kế bể lắng ly tâm I Tính toán tương tự phương án I. Bảng 4.18 bảng tổng hợp các thông số thiết kế bể lắng ly tâm đợt I Tên công trình F 1be (m2) số bể U (mm/s) H (m) D (m) t lưu nước (h) Lắng ly tâm I 472,1 3 0,56 4.0 24,5 2 IV.3.2.6. Bể làm thoáng sơ bộ : Tính toán tương tự phương án I. Bảng 4.19 bảng tổng hợp các thông số thiết kế bể làm thoáng sơ bộ Tên công trình F 1be (m2) số bể B (m) H (m) L (m) t lưu nước (phút) Làm thoáng sơ bộ 141,63 2 7,2 3,7 10 20 IV.3.2.7. Thiết kế Biophin cao tải. Sau khi nước thải qua bể lắng ngang đợt I, nước thải được dẫn qua bể lọc sinh học (Biophin cao tải) với hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào là178,125mg/l <250mg/l đđảm bảo cho bể Biophin cao tải làm việc bình thường (theo mục 8.15.1, trang 81, TCVN 7957:2008). Bể Biophin cao tải đđược sử dụng khi công suất của Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 92 trạm xử lý lớn tới 30.000 m3/ngđ hoaëc hôn (muc 8.13.1, trang 78, TCVN 7957:2008). Vì hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào là 178,125mg/l <250mg/l, nên ta không cần phải thực hiện tuần hoàn trong bể lọc sinh học cao tải (mục 8.15.1, trang 81, TCVN 7957:2008). Diện tích bể lọc sinh học cao tải : F = 34,1307 20 79,26146 0 max  q Q ngd (m2) Trong đó:  Qmaxngd – Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất, Qmaxngd = 26146,79 m3/ngđ.  q :Tải trọng thủy lực lên bề mặt bể lọc chọn q = 20 m3/m2.ngđ. Thể tích tổng cộng của lớp vật liệu lọc tính theo công thức : W = H x F = 4 x 1307,34 = 5229,36 m3. Trong đó:  H : chiều cao lớp vật liệu lọc trong bể, H=3-4m, chọn H=4m. (mục 8.15.2, trang 81, TCVN 7957:2008) Vật liệu lọc và cỡ hạt của vật liệu lọc lấy theo điều 8.15, trang 81, TCVN 7957:2008. Chọn 4 bể lọc sinh học cao tải dạng hình tròn trong mặt bằng. Diện tích của mỗi bể: 2 1 835,3264 34,1307 4 mFF  Đường kính mỗi bể : mFD 5,2041,20 14,3 835,3264.4 1   Chiều cao xây dựng bể: Hxd = hbv + H + hS + h = 0,4 + 4 + 0,1 + 0,5 = 5,0 m. Trong đó: Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 93  hbv – Chiều cao bảo vệ: hbv = 0.4 m (mục 8.13.2, trang 78, TCVN 7957:2008)  hS - Chiều dày sàn lọc (sàn đỡ vật liệu lọc): hS = 0.1 m  h - chiều cao không gian giữa sàn lọc và sàn bê tông bể : h = 0.5 m (mục 8.13.2, trang 78, TCVN 7957:2008) Chọn phương pháp thông gió nhân tạo phục vụ cho quá trình oxy hóa sinh học ở bể lọc sinh học cao tải. Thành bể lọc xây kín. Dùng quạt gió dẫn khí vào khoảng không gian giữa sàn lọc và sàn bể với áp lực 100mm cột nước. Ở ống dẫn ra khỏi bể bố trí van thủy lực với chiều sâu 200mm. Lượng không khí cần thiết cung cấp cho bể lọc sinh học cao tải đđược tính theo công thức : ./734,18481 24 79,261462 21 125,178 24 .. 21 3max 1 hm Q KLA ngđch  Trong đó:  A: lượng không khí cần thiết cung cấp cho bể lọc sinh học cao tải (m3/h).  Qmaxngdđ: lưu lượng nước thải ngày lớn nhất Qmaxngđ = 26146,79 m3/ngđ.  K1 : hệ số dự trữ, K1=2÷3. Lấy K1=2. Từ kết quả tính toán trên chọn loại quạt gió với các đặc trưng sau:  Áp lực công tác : H = 10m cột nước.  Lượng không khí cần thiết : A = 18482 m3/h. Tính toán hệ thống tưới phản lực : Khi chọn hệ thống tưới phản lực thì theo mục 8.13.7, trang 79, TCVN 7957:2008 như sau : Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 94  Số lượng và đường kính các ống phân phối xác định theo tính toán với điều kiện tốc độ nước chảy ở đầu ống từ 0,5÷1,0m/s.  Số lượng và đường kính lỗ trong các ống phân phối xác định theo tính toán với điều kiện vận tốc nước qua lỗ không dưới 0,5m/s, đường kính lỗ không nhỏ hơn 10mm.  Áp lực tại lỗ phun trong hệ thống tưới không nhỏ hơn 0,5m.  Vị trí đặt các ống phân phối đặt cao hơn bề mặt lớp vật liệu lọc 0,2m. Lưu lượng tính toán của nước thải trên một bể lọc sinh học cao tải : sl n QQ s /25,98 4 393 1 .max 1  Trong đó :  Qmaxs : lưu lượng nước thải lớn nhất giây  n1 : số lượng bể lọc sinh học cao tải Đường kính ống trung tâm Công thức xác định: Dtt = mmmv Q 35035,0 114,3 09825,04 . .4 1   Chọn 4 ống phân phối trong hệ thống tưới phản lực, đường kính của mỗi ống được tính theo công thức : mmm vn QD 176176,0 114,34 09825,04 .. .4 2 1 0    . (mục 8.13.7, trang 79, TCVN 7957:2008) Trong đó:  n2: số ống phân phối trong hệ thống tưới phản lực, n2=4.  V: vận tốc nước chảy ở đầu ống, v=1,0m.  Q1: lưu lượng tính toán Q1=98,25 l/s = 0,09825 m3/s. Chọn D0=200mm =0,2 m. Khi đó vận tốc nước thực tế tại các đầu ống sẽ là : Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 95 sm Dn Qvth /782,0)2,0(14,34 09825,044 22 02 1     Giá trị này thỏa mãn điều kiện 0,5 0,7821,0 (mục 8.13.7, trang 79, TCVN 7957:2008) nên chấp nhận được: Đường kính hệ thống tưới : Dt = Db - 0,2 = 20,5 -0,2 = 20,3 m Số lỗ trên mỗi nhánh ống phân phối được tính theo công thức : 12813,127 20300 8011 1 8011 1 22             tD m Khoảng cách (toạ độ) của một lỗ bất kì ( ri ) Khoảng cách hay toạ độ của một lỗ bất kì trên ống phân phối so với trục quay của hệ thống tưới xác định theo công thức sau: Công thức xác định: m iDL ti .2  (mm) Trong đó: i là số thứ tự của lỗ cách tâm trục hệ thống tưới Bảng 4.20 Bảng xác định vị trí các lỗ so với trục trung tâm Thông số m Dt Số thứ tự lỗ (i) 1 2 3 4 ... 128 Đơn vị lỗ mm mm mm mm mm ... mm Giá trị 128 20300 897 1269 1554 1794 ... 10150 Số vòng quay của hệ thống tưới mỗi phút xác định theo công thức thực nghiệm: Công thức xác định: tDdm Qr   2 6108,34 (vòng /phút) Trong đó: Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 96  r: số vòng quay trong 1 phút.  d- là đường kính của lỗ trên ống tưới lấy không nhỏ hơn 10mm. Lấy d = 15 mm (mục 8.13.7, trang 79, TCVN 7957:2008) Q2 là lưu lượng bình quân của một ống tưới: có tất cả 4 ống Q2=Q1/4=98,25/4 = 24,56 (l/s) Thay số: r = 2030015128 56,24108,34 2 6   = 1,462 (vòng/phút) Áp lực cần thiết của hệ thống tưới với 4 ống ly tâm: Công thức xác định: h = ) 10 294108110256( 324 0 6 24 6 2 2    m t K D Dmd Q (mm) Trong đó:  Km – là mô đun lưu lượng, lấy theo bảng 4-4 trang 266 sách tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp do GS-TS Lâm Minh Triết chủ biên (nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh xuất bản năm 2000) Với D0 = 200mm ta có Km = 300 (l/s) h = mmm 839,2323839) 10300 20300294 200 1081 128.15 10256(56,24 324 6 4 6 2   Theo hướng dẫn của TCVN 7957:2008 thì áp lực ở thiết bị tưới không nhỏ hơn 0.5 m. Vậy ta chọn áp lực thiết kế là 25m. Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 97 Bảng 4.21 bảng tổng hợp thông số thiết kế bể Biophin Cao Tải Tuần hoàn nước về bể lắng 2 Số bể S mỗi bể (m2) Đường kính mỗi bể (m) Chiều cao công tác (m) Chiều cao bảo vệ (m) Sà đỡ vật liệu lọc(m) k/c giữa sàn lọc và sàn bê tông(m) Không 4 326,835 20,5 4 0,4 0,1 0,5 Lượng không khí cần cấp (m3/h) Lưu lượng nước thải mỗi bể ( l/s) Số ống tưới phản lực(1 bể) Đường kính ống phản lực(mm) Đường kính ống trung tâm(mm) Số lỗ trên mỗi nhánh ống phân phối Số vòng quay (v/ph) 18481,734 98,25 4 176 350 128 1,462 IV.3.2.8. Thiết kế bể lắng ly tâm đợt II Tính toán tương tự phương án I. Bảng 4.22 bảng tổng hợp các thông số thiết kế bể lắng ly tâm đợt II C ôn g trì nh Số bể D un g tíc h m ỗi b ể( m 3 ) Đ ườ ng k ín h (m ) Th ời gi an lắ ng (h ) C hi ều sâ u vù ng lắ ng (m ) C hi ều c ao lớ p tru ng h òa (m ) C hi ều c ao lớ p bù n( m ) C hi ều c ao b ảo v ệ (m ) C ch iề u ca o xâ y dự ng (m ) Th ể tíc h ng ăn c hứ a bù n( m 3 ) Th ời g ia n tíc h l ũy b ùn đư ờn g kí nh ốn g dẫ n bù n( m m ) Bể lắng ly tâm II 2 453,94 15 2 2,57 0,3 0,5 0,33 3,7 22,04 2h 200 IV.3.2.9. Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 98 IV.3.2.10. Thiết kế bể khử trùng : Tính toán tương tự phương án I. Bảng 4.23 bảng thông số thiết kế máng trộn: Số lỗ tro ng m ỗi n gă n V ận tố c nư ớc c hả y qu a lỗ Số lỗ th eo c hi ều đ ứn g Số lỗ th eo c hi ều n ga ng C hi ều n ga ng m án g trộ n C hi ều c ao lớ p nư ớc tr ướ c vá ch n gă n I C hi ều c ao lớ p nư ớc tr ướ c vá ch n gă n II C hi ều d ài m án g trộ n C hi ều c ao x ây d ựn g m án g trộ n Th ời g ia n lư u nư ớc tr on g m án g trộ n 66 1,2m/s 8 8 1,28m 1,2m 1,39m 6,16m 1,75m 0,4 phút Bảng 4.24 Bảng thông số thiết kế bể tiếp xúc: Thời gian tiếp xúc Chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc ra sông m Vnước trong mương m/s Số bể tiếp xúc Thể tích 1 bể m3 Diện tích 1 bể m2 Đường kính 1 bể m Chiều cao công tác m Chiều cao xây dựng m 23,33’ 200 0,5 2 275,5 61,22 8,8 4,5 5,0 IV.3.2.11. Tính toán bể nén bùn Tính toán tương tự phương án I. Bảng 4.25 Bảng thông số thiết kế bể nén bùn ly tâm: Tên công trình Đường kính bể Chiều cao công tác Thời gian nén bùn Chiều cao xây dựng áp lực thủy tĩnh Số bể nén bùn Bể nén bùn ly tâm 4m 5,35m 10h 5,8m 1m 2 Đồ án tốt nghiệp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương IV : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 99 IV.3.2.12. Tính toán bể mêtan Tính toán tương tự phương án I Bảng 4.26 Bảng thông số thiết kế bể mê tan: Chế độ lên men ấm Số bể Đường kính d(m) Dung tích bể (m3) Chiều cao thiết kế (m) h1 h h2 t=330c 1 10,5 600 1,54 5,3 1,79 IV.3.2.13. Thiết kế sân phơi bùn Tính toán tương tự phương án I Bảng 4.27 Bảng thông số thiết kế sân phơi bùn: Tên công trình Số ô phơi bùn Kích thước mỗi ô Sân phơi bùn 4 30m x 24m IV.3.2.14. Thiết kế sân phơi cát Tính toán tương tự phương án I Bảng 4.28 Bảng thông số thiết kế sân phơi cát : Thông số N P h F n B L đơn vị người l/ng.ngđ m m2 ô m m giá trị 189141 0.03 5 414,22 2 15 15 Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương V : Khái toán kinh tế và lựa chọn phương án thiết kế SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 100 CHƯƠNG V : KHÁI TOÁN KINH TẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ V.1. Khái toán kinh tế V.1.1. Các cơ sở tính khái toán kinh tế. Cơ sở tính toán kinh tế dựa vào các tài liệu ban hành sau định mức dự toán cấp thoát nước (ban hành theo quyết định số 24/1999/qđ-bxd của bộ xây dựng), đồng thời có tham khảo thêm các tài liệu dự toán khác. Theo tính toán sơ bộ, giá thành xây dựng các công trình trong trạm xử lý tính theo khối lượng xây lắp là: + Với giá thành xây dựng công trình trung bình là: 1.500.000 (đ/m3). + Giá thành xây dựng sân phơi bùn và sân phơi cát là : 1.000.000 (đ/ m3) + Giá thành thiết bị tính bằng 10% giá thành xây dựng công trình. V.1.2. Khái toán kinh tế V.1.2.1. Phương án I  Khái toán chi phí xây dựng và chi phí thiết bị Bảng 5.1 Bảng khái toán kinh tế trạm xử lý nước thải phương án I STT Công trình Số đơn nguyên Khối lượng m3 Đơn giá Thành tiền 103 (đ) 103 (đ) 1 Ngăn tiếp nhận 1 9,80 1.500 14.700 2 Song chắn rác 1 2,86 1.500 4.290 3 Bể lắng cát sục khí 2 70,86 1.500 106.288 4 Bể làm thoáng 2 532,80 1.500 799.200 5 Bể lắng ly tâm I 2 15.078,28 1.500 22.617.420 6 Bể aerotan 4 4.752,00 1.500 7.128.000 7 Bể lắng ly tâm đợt II 2 15.832,19 1.500 23.748.291 8 Máng trộn vách ngăn 1 13,80 1.500 20.698 9 Bể tiếp xúc ly tâm 2 640,94 1.500 961.405 Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương V : Khái toán kinh tế và lựa chọn phương án thiết kế SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 101 10 Bể nén bùn 2 874,18 1.500 1.311.264 11 Sân phơi bùn 4 4.320,00 1.000 4.320.000 12 Sân phơi cát 2 4.142,20 1.000 4.142.200 13 Bể mê tan 1 746,89 1.500 1.120.341 14 Mương dẫn 1 1 331.470 15 Công trình phụ trợ 1 1 666.256 16 Thiết bị 1 1 6.729.182 17 Tổng 74.021.006 Chi phí xây dựng trung bình 1m3 nước thải là : )/(89,799.710 365000.26 74.021.00610 365 363 11 mđQx G g xd   Chi phí hóa chất Lượng Clo cần để khử trùng trong một năm. Khc = Yngđ x 365 = (3x26.000/1000) x 365 = 28.470 (Kg/năm) Giá tiền 1 Kg Clo là: 4500 đ/kg Tổng số tiền chi phí cho hoá chất trong 1 năm là: Ghc = 28.470 x 4500 = 128.115 x103 (đồng/năm) = 128,115 (trđ/năm)  Chi phí điện năng (Với giá điện trung bình là 1.042 (đ/kW)) Bảng 5.2 Bảng tính chi phí tiêu thụ điện cho phương án I TT Loại thiết bị Số lượng thiết bị sử dụng cùng lúc Công suất (kW/h) Số giờ hoạt động 1 ngày (h) Tổng kW Tổng thành tiền (đ) 1 Bơm nước thải 2 7 24 336 350.112 2 Bơm bùn 4 3 8 96 100.032 3 Máy thổi khí 5 13 24 1560 1.625.520 4 Bơm hóa chất +thiết bị điều chế 2 5 24 240 250.080 Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương V : Khái toán kinh tế và lựa chọn phương án thiết kế SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 102 Clo 5 Moto 2 8 24 384 400.128 6 Điện chiếu sáng 1,5 12 36 18.756 7 Tổng (1năm) GĐ 967.980 1.001.789.220  Chi phí nước sinh hoạt Số nhân viên quản lý, vận hành trạm XLNT : 15 (người), với tiêu chuẩn dùng nước trung bình 1 người: 100l/người.ngàyđêm. QSH = 15x100/1000 = 1,5 m3/ ngày Lượng nước dùng cho nhu cầu khác và pha hóa chất : khoảng 100m3/ngày đêm. Giá tiền 1 m3 nước : 3.500 đ/m3.  Gnước SH = (1,5 + 100) x 3.500 x 365 = 129,666 (trđ/năm)  Chi phí quản lý vận hành Số nhân viên quản lý, vận hành trạm XLNT : 15 (người) Lương trung bình 1 nhân viên : 3.000.000 đ/tháng  Tiền lương nhân công: LNC = (15 x 3.000.000 x 12)/106 = 540 (trđ/năm) - Chi phí sửa chữa: Chi phí sửa chữa lấy bằng 1% tổng vốn xây dựng công trình: GSC = 1% GXD = (0,01 x 74.021.006.000)/106 = 740,21 (trđ/năm) - Chi phí khác: Lấy bằng 0,5% vốn xây dựng công trình Gkhác = (0,5% x 74.021.006.000)/106 = 370,105 (trđ/năm Tổng chi phí quản lý, vận hành TXLNT hàng năm là : Gql = Ghc + LCN + GĐ + Gnước + GSC + Gkhác = 128,115 + 540 + 1.001,789 + 129,666 + 740,1 + 370,105 = 2.909,775 (trđ/năm)  Chi phí xử lý trung bình 1m3 nước thải là : )/(62,30610 365000.26 2.909,77510 365 336 12 mđQx G g ql  V.1.2.2. Phương án II Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương V : Khái toán kinh tế và lựa chọn phương án thiết kế SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 103  Khái toán chi phí xây dựng và chi phí thiết bị Bảng 5.3 bảng khái toán kinh tế trạm xử lý nước thải phương án II STT Công trình Số đơn nguyên Khối lượng Đơn giá Thành tiền 103 (đ) 103 (đ) 1 Ngăn tiếp nhận 1 9,80 1.500 14.700 2 Song chắn rác 1 2,86 1.500 4.290 3 Bể lắng cát sục khí 2 70,86 1.500 106.288 4 Bể làm thoáng 2 532,80 1.500 799.200 5 Bể lắng ly tâm I 2 15.078,28 1.500 22.617.420 6 Bể biophin 4 23.224,70 1.500 34.837.044 7 Bể lắng ly tâm đợt II 2 15.832,19 1.500 23.748.291 8 Máng trộn vách ngăn 1 13,80 1.500 20.698 9 Bể tiếp xúc ly tâm 2 640,94 1.500 961.405 10 Bể nén bùn 2 874,18 1.500 1.311.264 11 Sân phơi bùn 4 4.320,00 1.000 4.320.000 12 Sân phơi cát 2 4.142,20 1.000 4.142.200 13 Bể mê tan 1 746,89 1.500 1.120.341 14 Mương dẫn 1 1 470.016 15 Công trình phụ trợ 1 1 944.732 16 Thiết bị 1 1 9.541.789 17 Tổng 104.959.677 Chi phí đầu tư xây dựng trạm XLNT trung bình 1m3 nước thải là : )/(060.1110 365000.26 7104.959.6610 365 333 21 mđQx G g xd   Chi phí hóa chất (giống phương án 1) Tổng số tiền chi phí cho hoá chất trong 1 năm là: Ghc = 28.470 x 4500 = 128.115 x103 (đồng/năm) = 128,115 (trđ/năm)  Chi phí điện năng (Với giá điện trung bình là 1.042 (đ/kW)) Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương V : Khái toán kinh tế và lựa chọn phương án thiết kế SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 104 Bảng 5.4 bảng tính chi phí tiêu thụ điện cho phương án 2  Số nhân viên quản lý, vận hành trạm XLNT : 15 (người), với tiêu chuẩn dùng nước trung bình 1 người: 100l/người.ngàyđêm. QSH = 15x100/1000 = 1,5 m3/ ngày Lượng nước dùng cho nhu cầu khác và pha hóa chất : khoảng 100m3/ngày đêm. Giá tiền 1 m3 nước : 3.500 đ/m3.  Gnước SH = (1,5 + 100) x 3.500 x 365/106 = 129,666 (đ/năm)  Chi phí quản lý vận hành (giống phương án 1) Tiền lương nhân công: LNC = (15 x 3.000.000 x 12)/106 = 540 (trđ/năm) - Chi phí sửa chữa: Chi phí sửa chữa lấy bằng 1% tổng vốn xây dựng công trình: GSC = 1% GXD = (0,01 x 104.959.677.000)/106 = 1.049,596 (triệu đồng) - Chi phí khác: Lấy bằng 0,5% vốn xây dựng công trình TT Loại thiết bị Số lượng thiết bị sử dụng cùng lúc Công suất (kW/h) Số giờ hoạt động 1 ngày (h) Tổng kW Tổng thành tiền 1 Bơm nước thải 4 7 24 672 700.224 2 Bơm bùn 4 3 8 96 100.032 3 Máy thổi khí 5 13 24 1560 1.625.520 4 Bơm hóa chất +thiết bị điều chế Clo 2 5 24 240 250.080 5 Moto 2 8 24 384 400.128 6 Điện chiếu sáng 1,5 12 36 18.756 7 Tổng (1năm) GĐ 1.090.620 1.129.580.100 Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương V : Khái toán kinh tế và lựa chọn phương án thiết kế SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 105 Gkhác = (0,5% x 104.959.677.000)/106 = 524,798 (triệu đồng) Tổng chi phí quản lý, vận hành TXLNT hàng năm là : Gql = Ghc + LCN + GĐ + Gnươc + GSC + Gkhác = 128,115 + 540 + 1.129,58 + 129,666 + 1.049,596 + 524,798 = 3.501,755 (trđ/năm)  Chi phí xử lý trung bình 1m3 nước thải là : )/(0,36910 365000.26 3.501,75510 365 366 22 mđQx G g ql  V.2. So sánh lựa chọn phương án thiết kế. Cả 2 phương án công nghệ xử lý đề xuất hầu như là giống nhau chỉ khác ở giai đoạn xử lý sinh học (phương án I là bể Aerotank đẩy và bể lắng ly tâm đợt II, phương án II là Bể biophin và lắng ly tâm đợt II) do đó khi so sánh, lựa chọn phương án công nghệ xử lý ta chỉ tập trung so sánh ở giai đoạn xử lý sinh học là chủ yếu. Để so sánh, lựa chọn ra công nghệ xử lý phù hợp, ta tiến hành so sánh, lựa chọn theo 3 yếu tố chính đặt ra là : yếu tố môi trường, yếu tố kỹ thuật, yếu tố kinh tế. V.2.1. Yếu tố môi trường Vị trí xây dựng trạm xử lý trong 2 phương án đều phù hợp quy hoạch tổng thể thành phố. Đảm bảo đạt yêu cầu cự ly an toàn vệ sinh môi trường theo các quy định hiện hành Phương án 1: Quá trình xử lý sinh học sử dụng bể xử lý sinh học hiếu khí Aerotank đẩy và bể lắng ly tâm hoàn toàn phù hợp với công suất cần xử lý, chất lượng nước thải đầu vào và yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra. Phương án 2: Quá trình xử lý sinh học sử dụng bể xử lý sinh học Biophin và bể lắng ly tâm hoàn toàn phù hợp với công suất cần xử lý, chất lượng nước thải đầu vào và yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra. Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương V : Khái toán kinh tế và lựa chọn phương án thiết kế SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 106 V.2.2. Yếu tố kỹ thuật Trong yếu tố kỹ thuật, sự so sánh được dựa trên quá trình vận hành. Quá trình vận hành dây chuyền công nghệ xử lý nước thải ở phương án 1 (giai đoạn xử lý sinh học sử dụng Aerotank đẩy và lắng ly tâm) khá đơn giản. Quá trình vận hành dây chuyền công nghệ xử lý nước thải ở phương án 2 (giai đoạn xử lý sinh học sử dụng Biophin và lắng ly tâm) phức tạp hơn, đòi hỏi trình độ công nhân vận hành cao. V.2.3. Yếu tố kinh tế Chi phí đầu tư xây dựng trạm XLNT trung bình cho 1m3 nước thải: Phương án I : 7.799,89 (đ/m3) Phương án II: 11.060,00 (đ/m3) Chi phí quản lý vận hành trạm XLNT trung bình cho 1m3 nước thải: Phương án I : 306,62 (đ/m3) Phương án II : 369,00 (đ/m3) Với 2 chỉ tiêu kinh tế so sánh ở trên, ta nhận thấy rằng phương án 1 có tổng mức đầu tư xây dựng và chi phí quản lý vận hành TXLNT hàng năm thấp hơn nhiều so với phương án 2. V.2.4. Kết luận Qua các so sánh,yêu cầu trên tác giả kiến nghị chọn phương án 1 là phương án tối ưu để tiến hành đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum. Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương VI : Tính toán cao trình trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 107 CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN CAO TRÌNH TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI VI.1. Nhận xét chung về hiện trạng cao trình. Khu đất được chọn làm vị trí đặt trạm xử lý : hiện nay cốt mặt đất tự nhiên của khu vực này là 518,1 m. Mặt khác cao trình mực nước sông Đakbla cao nhất vào mùa lũ là 517 m. Để nước thải tự chảy qua các công trình, mực nước ở công trình đầu trạm xử lý phải cao hơn mực nước lớn nhất sông Đakbla (517 m) cộng với tổng tổn thất cột nước qua các công trình của trạm xử lý và phải đảm bảo cột nước dự trữ tại vị trí cửa xả ra sông là 2.5m, để nước thải chảy tự do từ miệng cống xả ra sông. Ta có thể minh họa bằng công thức sau: zđ =  ih + 2,5 + zmaxsông (m) Trong đó:  z d - cao trình mực nước ở công trình đầu tiên (ngăn tiếp nhận)   ih - tổng tổn thất cột nước qua các công trình đơn vị  2.5 m- là cột nước dư cần thiết tại vị trí cửa xả để nước có thể chảy tự do ra sông.  z maxsông: - cao trình mực nước max của sông. zmaxsông = 517 m VI.2. Những giả định khi thiết kế trắc dọc theo nước, bùn của các phương án. Việc xác định chính xác tổn thất cột nuớc qua mỗi công trình và ống dẫn là cần thiết để đảm bảo cho trạm xử lý làm việc bình thường. Tuy nhiên trong điều kiện cho phép của đồ án này ta chỉ có thể chọn lấy một cách tương đối các tổn thất đó theo kinh nghiệm (theo trang 182 sách Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp do GS-TS Lâm Minh Triết chủ biên nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh xuất bản năm 2000): Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương VI : Tính toán cao trình trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 108  Tổn thất qua song chắn rác: đã được xác định theo thiết kế song chắn rác: hs=8,2cm  Tổn thất qua các kênh dẫn: lấy từ 5 – 50 cm . chọn 10cm.  Tổn thất qua bể lắng cát: 10 - 20 cm. chọn 20cm.  Tổn thất qua bể làm thoáng sơ bộ : 15 - 25 cm. chọn 20cm  Tổn thất qua bể lắng đợt I : 50-60 cm. chọn 50cm.  Tổn thất qua bể Aerotan: 25 - 40cm. chọn 30 cm  Tổn thất qua bể biophin cao tải: h = h +150 = 400 + 150 = 550 cm  Tổn thất qua bể lắng ly tâm đợt 2 : 50-60 cm. Chọn 50 cm.  Tổn thất qua máng trộn: tổn thất qua từng vách ngăn là 19 cm (theo tính toán)  Tổn thất qua bể tiếp xúc: 40 - 60 cm. chọn 50cm. Căn cứ vào các tổn thất áp lực qua các công trình đơn vị trên ta đi tính cao trình mực nước cho các công trình như sau: VI.3. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt nước : a. Mực nước đầu tiên tại ống xả ra sông : zn = 2,5 + zmaxsông = 2,5 + 517 = 519,5 (m) b. Mương dẫn : zm = zn + hm = 519,5 + 0,1 = 519,6 (m) c. Bể tiếp xúc: - Cao trình mực nước trong bể tiếp xúc: ztxmn = zm + htx = 519,6 + 0,5 = 520,1 (m) - Cao trình đỉnh bể tiếp xúc: ztxđ = 520,1 + 0,5= 520,6 (m) ( chọn 0,5: chiều cao bảo vệ) - Cao trình đáy bể tiếp xúc: ztxđ = 520,6 – 4,5 = 516,1 (m) (chiều cao công tác của bể tiếp xúc 4,5m). d. Mương dẫn : Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương VI : Tính toán cao trình trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 109 zm = ztxmn + hm = 520,1 + 0,1 = 520,2 (m) e. Máng trộn: - Cao trình mực nước cuối máng trộn là : zmtmnc = zm + hmt = 520,2 + 0.1 = 520,3 (m) - Cao trình mực nước ở máng trộn thứ 2: zmtmn2 = zmtmnc + h = 520,3 +0.19 = 520,49 (m) - Cao trình mực nước ở máng trộn thứ 1 : zmtmn1 = zmtmn2 + h = 520,49 +0.19 = 520,68 (m) - Cao trình đáy của máng trộn: zmtd = zmtmn1 – h1= 520,68 – 1,2 = 519,48 (m) - Cao trình đỉnh của máng trộn zmtd = zmtd + h = 519,48 + 1,75 = 521,23 (m) f. Mương dẫn : zm = zmtmn1 + hm = 520,68 + 0.1 = 520,78 (m) g. Bể lắng ly tâm đợt 2 - Cao trình mực nước ở bể lắng 2 sẽ là: zbl2mn = zm + hbl2 = 520,78 + 0,5 = 521,28 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng 2: zbl2đỉnh = zbl2mn + hbv = 521,28 + 0,4 = 521,68 (m) - Cao trình đáy bể lắng 2 : zbl2đáy = zbl2đỉnh - h = 521,68 – 4,2 = 517,48(m) h. Mương dẫn : zm = zbl2mn + hm = 521,28 +0,1 = 521,38 (m) Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương VI : Tính toán cao trình trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 110 i. Bể Aroten : - Cao trình mực nước ở bể aroten: zbmn = zm + hb = 521,38 + 0,3 = 521,68 (m) - Cao trình đỉnh bể aroten: zad = zbmn + hbv = 521,68 + 0,5 = 522,18 (m) - Cao trình đáy bể aroten: zađáy = zamn – h = 521,68 – 4,0= 517,68 (m) j. Mương dẫn : zm = zamn + hm = 521,68 + 0,1 = 521,78(m) k. Bể lắng ly tâm đợt 1 : - Cao trình mực nước trong bể lắng 1 : zblt1mn = z m + h = 521,78 + 0,5 =522,28 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng ly tâm đợt 1 : zblt1đ = zblt1mn + hbv = 522,28 + 0,4 =522,68 (m) - Cao trình đáy bể lắng ly tâm đợt 1: zblt1đ = zblt1đ – hxd = 522,68 – 4.2 =518,48 (m) l. Mương dẫn : zm = zblt1mn + hm = 522,28 + 0,1 = 522,38 (m) m. Bể làm thoáng: - Cao trình mực nước bể làm thoáng: zbltmn = zm + hlt = 522,38 + 0,2 = 522,58 (m) - Cao trình đỉnh bể làm thoáng: zbltđ = zbltmn + hbv = 522,58 + 0,4 = 522,98 (m) Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương VI : Tính toán cao trình trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 111 - Cao trình đáy bể làm thoáng: zbltđáy = zbltđ – hxd = 522,98 – 3,7 = 519,28 (m) n. Mương dẫn : zm = zbltmn + hm = 522,58 + 0.1 = 522,68 (m) o. Bể lắng cát: - Cao trình mực nước bể lắng cát: zblcmn = zm + hlc = 522,68 + 0,1 = 522,78 (m) - Cao trình đỉnh bể lắng cát: zblcđ = zblcmn + hbv = 522,78 + 0,4 = 523,18 (m) - Cao trình đáy bể lắng cát: zblcđáy = zblcđ – hxd = 523,18 – 1,62 = 521,56 (m) p. Mương dẫn : zm = zblcmn + hm = 522,78 + 0,1 = 522,88 (m) q. Song chắn rác - Cao trình mực nước sau khi qua song chắn rác: z sauSCR = zm + h = 522,88 + 0,1 = 522,98 (m) - Cao trình mực nước trước song chắn rác: z truocSCR = z sauSCR + hscr = 522,98 +0,082= 523,062 (m) r. Mương dẫn : zm = zmn + hm = 523,062 + 0,1 = 523,162(m) s. Ngăn tiếp nhận - Cao trình mực nước ngăn tiếp nhận zntnmn = zm + hntn = 523,162 + 0,2 = 523,362(m)( chọn h=0,2) Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương VI : Tính toán cao trình trạm xử lý nước thải SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 112 -Cao trình đỉnh ngăn tiếp nhận: zntnđ = zntnmn + hbv = 523,362 + (H - H1) = 523,362 + (2,0 – 1,6) = 523,762 (m). -Cao trình đáy ngăn tiếp nhận : zntnđáy = zntnđ - hxd = 523,762 – 2,0 = 521,762 (m). VI.4. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt bùn : Bùn ở bể lắng ly tâm I được xả ra dưới áp lực thủy tĩnh và được bơm thẳng về bể mê tan có cao trình đỉnh 524.3 (m). Bùn ở bể lắng ly tâm II được xả ra dưới áp lực thủy tĩnh và được bơm về bể nén bùn có cao trình đỉnh 523.0m Cao trình đáy bể nén bùn : Znén bùnđáy = Znén bùnđỉnh – Hxd = 523,0 – 5.8= 571.2 (m) Cao trình mực nước : Znén bùnMN = Znén bùnđỉnh – HBV = 523,0 – 0,45= 522,55 (m) Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Chương VII : Kết luận và kiến nghị SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 113 CHƯƠNG VII : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VII.1. Kết luận: Để góp phần bảo vệ môi trường thì việc xử lý nước thải sinh hoạt được xem là một vấn đề không thể thiếu. Việc xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum cũng mang một ý nghĩa hết sức thiết thực bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của người dân. Đồng thời với mục tiêu làm giảm ô nhiễm nước thải đến mức có thể tái sử dụng lại (tiêu chuẩn loại A - QC 14:2008/BTNMT) còn mang một ý nghĩa kinh tế cao. Đặc tính nước thải sinh hoạt rất thích hợp với phương pháp xử lý sinh học. Do đó, đề tài đã chọn phương pháp xử lý sinh học làm công nghệ chính để thiết kế trạm xử lý nước thải cho thành phố Kon Tum, với mục tiêu là giảm chi phí xây dựng, giảm chi phí quản lý vận hành nhưng vẫn đảm bảo được hiệu quả xử lý cao đồng thời dễ vận hành hệ thống. VII.2. Kiến nghị : Với ý nghĩa như trên, việc đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Kon Tum cần nhanh chóng được thực hiện. Và kết quả của đồ án có thể là một tài liệu tham khảo cho địa phương khi triển khai dự án này. Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Phụ lục SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7957 : 2008 – Thoát nước - mạng lưới và công trình bên ngoài – tiêu chuẩn thiết kế. [2] Hoàng Huệ. (1996). Xử lý nước thải, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội. [3] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Phước Dân. (11-2001). Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình, Tủ sách Khoa học, Công nghệ và Quản Lý Môi trường của Viện Môi trường và Tài nguyên – Đại học Quốc gia Tp.HCM. [4] Lâm Vĩnh Sơn. Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải, Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh. [5] Lương Đức Phẩm. (2002). Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. [6] Nguyễn Thị Thu Thủy. (2000). Xử lý nước cấp, nước sinh hoạt và công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [7] Trần Văn Nhân. (2001). Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [8] Trần Hiếu Nhuệ. (2001). Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [9] Trịnh Xuân Lai. (2002). Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Nhà xuất bản xây dựng. [10] Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường. (5/1999). Sổ tay xử lý nước, tập I, tập II, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội. Ñoà aùn toát nghieäp : Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Kon Tum – tỉnh Kon Tum, Công suất : 22.000 m3/ngđ Phụ lục SVTH : Bùi Thị Lan Hương – MSSV : 09B1008030 Trang : 115 PHỤ LỤC 1. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, QCVN 14:2008/BTNMT. 2. Bản đồ quy hoạch thành phố Kon Tum đến năm 2030. 3. Bản vẽ mặt bằng trạm xử lý nước thải. 4. Bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải. 5. Bản vẽ trắc dọc tuyến công trình theo nước và bùn. 6. Bản vẽ chi tiết mương đặt song chắn rác 7. Bản vẽ chi tiết bể lắng cát ngang thổi khí. 8. Bản vẽ chi tiết bể lắng ly tâm đợt I 9. Bản vẽ chi tiết bể Aerotank kiểu đẩy. 10. Bản vẽ chi tiết bể lắng ly tâm đợt II. 11. Bản vẽ chi tiết mương trộn và bể tiếp xúc. 12. Bản vẽ bể nén bùn.