Đề tài Xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp cho khu nghỉ dưỡng Golden Palm

hạn xả thải qui định tại QCVN 14:2008/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt Bảng 4.4 : Giới hạn cho phép của nước thải đầu ra theo QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt TT Thông số Đơn vị Gía trị giới hạn A B 1 pH - 5 - 9 5 - 9 2 BOD5 (200C) mg/l 30 50 3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 4 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 500 1000 5 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 1.0 4.0 6 Amoni (tính theo N) mg/l 5 10 7 Nitrat (NO3-) (tính theo N) mg/l 30 50 8 Dầu mỡ đđộng, thực vật mg/l 10 20 9 Tổng các chất hoạt động bề mặt mg/l 5 10 10 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 6 10 11 Tổng Coliforms MPN/ 100ml 3.000 5.000 ( Nguồn: QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt) 4.3. Yêu cầu thiết kế Yêu cầu xử lý để nước thải đầu ra đạt theo QCVN 14:2008/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt. Ngoài ra, công nghệ xử lý phải thỏa mãn các yếu tố sau: Đảm bảo được các yêu cầu cần thiết và chất lượng nước thải sau xử lý có tính ổn định cao. Hệ thống chiếm ít diện tích mặt bằng, đơn giản, dễ vận hành, dễ bảo dưỡng. Không gây ô nhiễm thứ cấp như : tiếng ồn, mùi hôi, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống và làm việc, khu vực xử lý và các khu vực lân cận. Giá thành phù hợp, đặc biệt là công nghệ hiện đại, không lạc hậu, mang tính kế thừa từ một số công nghệ hiện hữu. Có thể mở rộng thêm các công trình đơn vị khi lượng nước thải gia tăng trong tương lai. 4.4. Đề xuất phương án Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và các số liệu thành phần, tính chất nước thải, đề tài chọn phương án xử lý nước thải cho khu nghỉ dường Golden Palm như sau: Nước đầu vào Nước đầu ra đạt QCVN 14 -2008 Bánh nén bùn đem chơn lấp Nước tách bùn Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Bể lắng cát ngang Bể điều hồ Bể lắng 1 Bể lọc sinh học Bể lắng 2 Bể khử trùng Máy thổi khí HC khử trùng Bể nén bùn Bể phân huỷ bùn Máy ép bùn Nước tách bùn Nước tách bùn Sân phơi cát Hình.4.1. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Cho khu nghỉ dưỡng Golden Palm Thuyết minh công nghệ Nước thải sinh hoạt trong khu nghỉ dưỡng Golden Palm được hệ thống thu gom đưa về trạm xử lý nước thải tập trung của khu nghỉ dưỡng. Nước thải đưa vào ngăn tiếp nhận, tại đây nước được tập trung và dẫn qua song chắn rác qua mương dẫn. Tại song chắn rác, các loại rác có kích thước lớn hơn 5mm sẽ được giữ lại và được nhân viên vận hành thường xuyên thu gom. Nước sau khi qua song chắn rác, theo mương dẫn vào bể lắng cát. Bể lắng cát được thiết kế là bể lắng ngang kết hợp thu váng nổi. Cát được gom về hố thu đầu bể và được định kỳ thu gom thủ công và đem phơi, chất nổi được thu bằng máng thu đặt cuối bể. Nước tiếp tục qua bể điều hòa, trong bể điều hòa có bố trí hệ thống sục khí nhằm xáo trộn sơ bộ nước thải tránh quá trình phân hủy yếm khí diễn ra. Nước vào bể điều hòa được ổn định nồng độ và lưu lượng. Nước từ bể điều hòa theo ống dẫn vào bể lắng 1. Bể lắng đợt 1 được thiết kế là bể lắng đứng. Bể lắng 1 có nhiệm vụ lắng các vật chất lơ lửng sinh ra từ quá trình làm thoáng ở bể điều hòa, đảm bảo hàm lượng chất lơ lửng ở mức cho phép trước khi nước thải tiếp tục được dẫn vào bể lọc sinh học. Nước vào bể lọc sinh học nhờ chênh lệch cột áp. Trong bể lọc sinh học diễn ra quá trình khử BOD kết hợp với sự khử Nitrat nhờ hoạt động của vi sinh vật dính bám trên màng sinh học. Đây là bể lọc sinh học hiếu khí nên một lượng không khí được cấp vào liên tục và được phân phối đều cho vi sinh vật hiếu khí phát triển. Nước sau khi ra khỏi bể lọc sinh học là một hỗn hợp gồm nước và bùn sinh học mà thực chất là màng vi sinh chết đi trôi theo dòng nước. Do đó cần đưa sang bể lắng để lắng lượng bùn này. Bể lắng sau lọc sinh học được thiết kế là bể lắng đứng, có hệ thống máng thu là máng răng cưa. Bùn lắng được hút bằng bơm và được đưa vào bể chứa bùn. Nước sau lắng sẽ được dẫn qua mương khử trùng. Chất khử trùng được đưa vào ở đầu mương để quá trình xáo trộn diễn ra hoàn toàn, tiêu diệt một số vi khuẩn gây bệnh. Nước sau khử trùng được đưa ra nguồn tiếp nhận là sông Cần Giuộc Bùn dư ở bể chứa bùn qua quá trình lắng, nước lắng được đưa trở lại vào ngăn tiếp nhận, bùn sau thời gian lắng và nén sẽ được bơm vào máy ép bùn nhằm làm giảm thể tích bùn dễ dàng cho công tác chôn lấp sau đó. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 5.1. Tính toán chi tiết công trình 5.1.1. Ngăn tiếp nhận Lưu lượng tính toán: = 156.6 m3/h Chọn số ngăn tiếp nhận theo bảng sau: Bảng 5.1: Kích thước ngăn tiếp nhận nước thải Lưu lượng nước thải Q(m3/h) Đường kính ống áp lực, d(mm) Kích thước của ngăn tiếp nhận 1 ống 2 ống A B H H1 h h1 b 100 – 200 250 400 – 650 1000 – 1400 1600 – 2000 2300-2800 250 300 400 600 700 800 900 1000 150 200 250 300 400 500 600 800 1500 1500 1500 2000 2000 2400 2800 3000 1000 1000 1000 2300 2300 2300 2500 2500 1300 1300 1300 2000 2000 2000 2000 2300 1000 1000 1000 1600 1600 1600 1600 1800 400 400 400 750 750 750 750 800 400 500 650 750 900 900 900 1000 250 354 500 600 800 800 800 900 (Nguồn : GS.TS. Lâm Minh Triết (chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân – 2006 – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán các công trình – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh) Kích thước của ngăn tiếp nhận như sau : A = 1500, B = 1000, H = 1300, H1 = 1000, h = 400, h1 = 400, b = 250 Hình 5.1 : Sơ đồ cấu tạo ngăn tiếp nhận 1. Ống áp lực 2. Ngăn tiếp nhận 3. Mương dẫn nước thải đến công trình tiếp theo 5.1.2. Song chắn rác (SCR) Chọn bề rộng mương dẫn : Bk = 500 mm Chọn loại thanh chắn tinh : b = 16 mm Góc nghiêng a = 600 Vận tốc trung bình qua các khe hở : vk = 0,8 m/s F Xác định song chắn rác Số khe hở song chắn rác (SCR) Chọn loại SCR có 2 thanh đặt sát tường S = 8 mm b = 16 mm SCR đặt trong mương dẫn nên bề rộng SCR bằng bề rộng mương: Bs = Bk = 500 mm Chiều rộng SCR được tính theo công thức: Bs = S x n + b x (n+1) Số thanh chắn Chọn n = 20 thanh Số khe hở = 20 + 1 = 21 khe Độ sâu mực nước trong mương dẫn vsc = 0,8 m/s k : hệ số tính đến sự thu hẹp dòng chảy : 1,05 chọn h1 = 0,2 m Tổn thất áp lực qua SCR Chọn loại thanh chắn vuông bâ = 2,42 z : hệ số tổn thất cục bộ k : hệ số tính tới sự tăng tổn thất áp lực do do vướng mắc ở SCR : k = 3 vmax : vận tốc lớn nhất qua SCR, vmax = 0,8 m/s Chiều cao xây dựng song chắn rác H = hs + h1 + ht = 0,08 + 0,2 + 0,25 = 0,53 m ; chọn H = 0,55 m Chiều cao song chắn rác : Hình chiếu song chắn rác lên phương ngang: d = HSC x cos60 = 0,6 x cos60 = 0.3 m Chọn chiều dài mương dẫn đặt song chắn rác là 2 m Bảng 5.2 : Thông số thiết kế song chắn rác Thông số thiết kế Giá trị Đơn vị Số khe hở 21 Khe Chiều rộng mương dẫn 500 mm Chiều rộng SCR 500 mm Bề dày thanh chắn 8 mm Bề rộng khe hở 16 mm Góc nghiêng song chắn 60 Độ Chiều dài xây dựng mương dẫn 2000 mm Tổn thất áp lực 8 cm Chiều sâu xây dựng 550 mm Chiều cao Song chắn rác 600 mm 5.1.3. Bể lắng cát ngang Bể lắng cát ngang được thiết kế để loại bỏ những hạt cặn lớn trong nước thải mà cát là chủ yếu. Đồng thời tận dụng quá trình lắng của các thì các chất nổi như ván dầu mỡ cũng sẽ nổi lên trên và cũng được thu gom. Bể thiết kế với lưu lượng giờ lớn nhất Chọn thời gian lưu nước trong bể là 60 giây Thể tích tổng của bể lắng cát ngang: Chiều dài bể lắng cát ngang vmax : vận tốc chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với lưu lượng lớn nhất vmax = 0.3 m/s hmax : độ sâu lớp nước trong bể lắng cát ngang, có thể lấy bằng độ đầy nước trong mương dẫn ứng với Qmax hoặc lấy theo TCXD 51-84 hmax = 0,25 ÷ 1 chọn hmax = 0.4 m u0 : kích thước thủy lực của hạt cặn k : hằng số thực nghiệm tính đến ảnh hưởng của đặc tính dòng chảy của nước đến tốc độ lắng của hạt cát trong bể lắng cát k = 1.3 => u0 = 24 mm/s k = 1.7 => u0 = 18 mm/s (Nguồn: Điều 6.3.3 – TCXD-51-84) Chọn k = 1.3 Diện tích mặt thoáng của nước thải trong bể lắng cát ngang Chiều ngang bể lắng cát , chọn B = 0.5 m Chọn bể lắng cát ngang gồm 2 đơn nguyên hoạt động luân phiên. Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát ngang trong đó : Ntt : dân số tính toán, Ntt = 7000 người P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày đêm : P = 0.02 l/người.ngày đêm t : chu kỳ xả cát, t £ 2 ngày đêm (để tránh sự phân hủy cặn cát) chọn t = 2 ngày đêm Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 1 ngày đêm Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang Hxd = hmax + hc + 0.5 = 0.4 +0.08 + 0.5 = 0.98 m Chọn Hxd = 1 m Trong đó 0.5 là khoảng cách từ mực nước đến thành bể. Phần lắng cát được bố trí trước bể lắng sâu : H = 1 + 0.5 = 1.5 m Trong bể lắng cát ngang bố trí máng thu chất nổi và ống thu nước vào ngăn chứa trung gian để bơm qua công trình tiếp theo. Ống thu nước: Tốc độ nước trong ống thu, ấy vm = 0.3 m/s Đường kính ống : Chọn ống & 350 để thu nước Bơm nước thải: Ngăn chứa trung gian có kích thước bên trong như sau : L = 1,125 m B = 0,4 m H = 1,0 m => Thể tích ngăn chứa V = 1,125 x 0,4 x 1 =0,45 m3 => Công suất của bơm nước thải : Công suất thực của bơm bằng 150% = 1,5 x 0,02 = 0,03 kw Chọn 2 bơm nước thải có công suất 0,5 HP hoạt động luân phiên Máng thu chất nổi: Đặt cách thành bể : 0,3 m Chiều sâu máng = 0,15 m, chiều rộng máng = 0,2 m Hàm lượng SS và BOD5 của nước thải sau khi qua bể lắng cát ngang giảm 5%, còn lại: Bảng 5.3: Thông số thiết kế bể lắng cát ngang (2 đơn nguyên hoạt động luân phiên) Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị Chiều dài bể mm 6500 Chiều ngang bể mm 500 Chiều cao bể mm 1000 Đường kính ống thu mm 350 Số bơm nước thải cái 2 Công suất 1 bơm HP 5 Máng thu chất nổi Chiều sâu mm 150 Chiều rộng mm 200 Chiều dài mm 1000 Sân phơi cát : Diện tích hữu ích của sân phơi cát tính cho nửa năm : Trong đó : Ntt : dân số tính toán của khu dân cư, Ntt = 7000 người P : Lượng cát giữ lại, P = 0,02 l/ngày h : chiều cao lớp cát trong 1 năm, h = 2 m/năm Chọn kích thước sân phơi cát như sau: Chiều rộng : bSPC = 3.2 m Chiều dài : lSPC = 4 m Chiều cao toàn bộ SPC : H = h + hbv = 1 + 0,2 = 1,2 m Độ dốc đáy sân phơi cát : i = 1% 5.1.4. Bể điều hòa: Thể tích bể điều hòa : Thể tích thực của bể điều hòa : Vtt = 333.32 x 1,2 = 399.984 m3 , chọn Vtt = 400 m3 Chiều cao xây dựng bể Hxd = H + hbv = 4 + 0,5 = 4,5 m Trong đó : H : chiều cao công tác của bể, H = 4m hbv : chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 m Chọn bể có tiết diện ngang hình chữ nhật Tiết diện bể Chọn chiều dài bể : L = 12.5 m Chọn chiều rộng bể : B = 8 m Thể tích thực theo thiết kế : Vi = L x B x Hxd = 12.5 x 8 x 4.5 = 450 m3 Đường kính ống dẫn nước vào bể Trong đó : : lưu lượng nước thải trung bình theo giờ, = 83.33 m3/h v : vận tốc nước chảy trong ống v = 1,8 m/s Vậy chọn ống dẫn nước với đường kính & 130 Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa: Trong bể điều hòa bố trí hệ thống ống sục khí để đảm bảo quá trình hòa trộn. Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa Qkk = q x V x 60 Trong đó : q : lượng khí cần cung cấp cho 1 m3 dung tích trong bể trong 1 phút, q = 0,01 ÷ 0,015 m3 khí/m3 bể.phút Chọn q = 0,01 m3 khí/m3 bể.phút V : thể tích thực của bể điều hòa => Qkk = 0,01 x 400 x 60 = 240 m3/h = 0,067 m3/s Đường kính ống phân phối khí chính vk : vận tốc khí trong ống chính, vk = 10 m/s Chọn ống sắt tráng kẽm & 100 cung cấp khí vào bể điều hòa. Chọn 10 ống nhánh cấp khí cho bể điều hòa, mỗi ống cách nhau 1,11 m Lượng khí qua mỗi ống nhánh Đường kính ống nhánh dẫn khí vk : vận tốc khí trong ống nhánh, vk = 10 ÷ 15 m/s, chọn vk = 12 m/s Chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, có đường kính &21 Cường độ sục khí trên 1 m chiều dài ống với L : chiều dài ống khí tối đa Sử dụng ống khí đục lỗ để sục khí. Lượng khí qua 1 lỗ trong đó : vlo : vận tốc khí qua lỗ, vlo = 5 ÷ 20 m/s (TCXD-51-84), chọn vlo = 15m/s dlo : đường kính lỗ, dlo = 2 ÷ 5 mm, chọn dlo = 5 mm Số lỗ trên 1 ống lỗ ; chọn 10 lỗ F Tính toán máy thổi khí Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí Hk = hd + hc + hf + H Trong đó : hd : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn hc : tổn thất cục bộ, hd + hc ≤ 0,4m, chọn hd + hc = 0,3 m hf : tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf ≤ 0,5 m, chọn hf = 0,5 m H : chiều sâu công tác của bể điều hòa, H = 4 m => Hk = 0,3 + 0,5 + 4 = 4,8 m Áp lực không khí Công suất máy thổi khí Với G : trọng lượng dòng không khí (kg/s), R : hằng số khí, đối với không khí R = 8,314 kJ/kmol0K T1 : nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào (0K) = 273 + 35 = 308 0K P1 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào = 1 atm P2 : áp suất tuyệt đối của không khí ra = 1 + 0,48 = 1,48 atm n = (k-1)/k = 0,283 29,7 : hệ số chuyển đổi η : hiệu suất máy, η = 0,7 Chọn 2 máy nén khí, mỗi máy công suất 3 HP hoạt động luân phiên. Hàm lượng SS và BOD5 của nước thải sau khi qua bể điều hòa giảm 5%, còn lại:  Bảng 5.4: Thông số tính toán thiết kế bể điều hòa Thông số thiết kế Giá trị Đơn vị Chiều dài bể 12500 mm Chiều rộng bể 8000 mm Chiều cao bể (bao gồm cả chiều cao bảo vệ) 4500 mm Số ống dẫn nước vào 1 Ống Đường kính ống dẫn nước 130 mm Đường kính ống khí chính 100 mm Số ống khí nhánh 10 Ống Đường kính ống khí nhánh 21 mm Số lỗ trên 1 ống 10 lỗ Số máy thổi khí 2 Cái Công suất 1 máy nén khí 2,55 kw 3,0 HP 5.1.5. Bể lắng 1 Chọn bể lắng 1 là bể lắng đứng để lắng cặn tươi. Kết hợp với quá trình lắng là quá trình thu chất nổi và gom bùn nhờ hệ thống thanh gạt, tốc độ quay của thanh gạt 2 – 3 vòng/h. Chất nổi được dồn về vị trí thu gom, sau đó theo ống chảy vào bể chứa cặn; cặn lắng cũng được gom về hố thu trung tâm ở đáy bể, nhờ bơm hút đưa về bể phân hủy bùn cặn. Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng 1 là 2h Thể tích tổng cộng bể lắng 1: Diện tích bề mặt bể lắng : Trong đó : H : chiều cao hữu ích bể lắng, chọn H = 3,5 m Đường kính bể lắng : Đường kính ống trung tâm : d = 20%D = 20% x 7.7 = 1.54 m Đường kính phần loe của ống trung tâm : dL = 1.35 x d = 1.35 x 1.54 = 2.08 m Đường kính tấm chắn : dch = 1.3 x dL = 1.3 x 2.08 = 2.7 m Chọn : Chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 3,5 m Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,4 m Chiều cao lớp trung hòa hth = 0,3 m Chiều cao từ mực nước đến thành bể hn = 0,3 m Chiều cao tổng cộng của bể lắng 1: Htc = H + hb + hth + hn = 3,5 + 0,4 + 0,3 + 0,3 = 4,5 m Chiều cao ống trung tâm : h = 60%H = 60% x 3.5 = 2.1 m Kiểm tra tải trọng bề mặt : Tải trọng LA = 42 m3/m2.ngày < 48 m3/m2.ngày nên kích thước bể tính toán ở trên là hợp lý. Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể: Thể tích phần lắng: Thời gian lưu nước : nằm trong giới hạn 1,5h – 3h Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng SS và BOD5 sau lắng 1: Trong đó : R : hiệu quả khử SS, BOD5 , đơn vị % t : thời gian lưu nước trong bể, h a, b : hằng số thực nghiệm, chọn theo bảng sau: Bảng 5.5: Giá trị của hằng số thực nghiệm a,b ở t0C ≥ 200C Chỉ tiêu a đơn vị (h) b Khử BOD5 Khử cặn lơ lửng SS 0,018 0,0075 0,02 0,014 Nguồn : TS. Trịnh Xuân Lai – 2000 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Nhà xuất bản xây dựng Hàm lượng SS sau bể lắng 1 : 265,05 x (100 – 56,34)% = 115,72 mg/l Hàm lượng BOD5 sau bể lắng 1 : 190 x (100 – 34,5)% = 124,45 mg/l Thiết kế máng thu nước: Tải trọng máng tràn : Chọn máng thu nước có bề ngang Bm = 0.3 m, chiều cao Hm = 0.3 m Đường kính máng thu nước : dm = D – 2x(Bm + 0.1) = 7.7 – 2x(0.3+0.1) = 6.9 m Trong đó : 0,1 : bề dày thành máng Chiều dài máng thu nước : Tải trọng trên máng thu : nên chấp nhận được Lượng cặn tươi đi ra từ bể lắng 1 mỗi ngày: Trong đó : SSdh : hàm lượng cặn đi vào bể lắng 1 RSS : hiệu quả xử lý cặn lơ lửng Giả sử lượng bùn tươi của nước thải có hàm lượng cặn 1% (độ ẩm 99%) Tỉ số VSS:SS = 0,8 Khối lượng riêng của bùn tươi : 1.05 kg/l Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày: Lượng bùn có khả năng phân hủy sinh học: Mt(VSS) = 0,8 x Mt(SS) = 0.8 x 298.6 = 238.9 kgVSS/ngày Vì lượng bùn sinh ra được hút không liên tục nên chọn khoảng thời gian hút từ 4 – 6h, chọn t = 5h Công suất thực của động cơ: N = N x 200% = 0.48 kw, chọn 2 bơm bùn có công suất 0,5 HP hoạt động luân phiên. Bảng 5.6: Thông số thiết kế bể lắng 1: Thông số Giá trị Đơn vị Đường kính bể 7.7 m Chiều cao bể 4.5 m Chiều cao ống trung tâm 2.1 m Đường kính ống trung tâm 1.54 m Đường kính phần loe của ống trung tâm 2.08 m Đường kính tấm chắn 2.7 m Máng thu nước Chiều cao máng 0.3 m Đường kính máng 6.9 m Tốc độ thanh gạt cặn 0.05 vòng/phút Số bơm bùn 2 Cái Công suất 1 bơm bùn 0.5 HP 5.1.6. Bể lọc sinh học hiếu khí Nước thải từ bể lắng nhờ chênh lệch cột áp sẽ tràn qua bể lọc sinh học hiếu khí. Tại bể lọc sinh học tiếp tục diễn ra quá trình khử các chất hữu cơ còn lại để nước thải đầu ra đạt QCVN 14- 2008. Bể lọc sinh học được cấp khí liên tục 24h thông qua hệ thống đĩa phân phối khí nhằm đảm bảo điều kiện thuận lợi cho vi sinh hiếu khí phát triển. Số liệu tính toán : - - - BOD5 cần đạt sau xử lý ≤ 20 mg/l - SS cần đạt sau xử lý ≤ 20 mg/l Hàm lượng cặn hữu cơ trong cặn lơ lửng chiếm 60% - Tỷ lệ - Nhiệt độ nước thải : 250C - Hệ số sản lượng quan sát Yobs = 0.35g VSS/g BOD5 - Hàm lượng vi sinh của màng vi sinh vật : VS = 70% Chọn vật liệu lọc là composite. t Kích thước bể lọc sinh học: Chọn tải trọng hữu cơ L = 0.2 kg BOD/m3. ngày Thể tích bể lọc: Trong đó: S0 : nồng độ BOD5 đầu vào (mg/l), S0 = 124,45 mg/l Q : lưu lượng trung bình ngày (m3/ngày), Q = 2000 m3/ngày Chiều cao lớp vật liệu lọc : HVL = 2 – 4m (điều 6.14.17 TCXD 51 – 84) Chọn HVL = 2m Diện tích bề mặt bể lọc sinh học: Trong đó: Vbe : thể tích bể lọc, Vbể = 1244.5 m3 Hbe : chiều cao bể lọc Hbe = HVL + H + h + hbv H : chiều cao phần chứa nước rửa, chọn H = 1.5 m h : chiều cao phần đáy, chọn h = 0.7 m hbv : chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0.3 m Hbe = 2 + 1.5 + 0.7 + 0.3 = 4.5 m Chọn kích thước bể lọc sinh học: L x R x C = 20 x 14 x 4.5 (m) Thời gian lưu nước : t Xác định lượng BOD5 hòa tan sau lắng 2: Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan sau lắng 2 + BOD5 của cặn lơ lửng Xác định BOD5 của cặn lơ lửng đầu ra: Hàm lượng cặn dễ phân hủy sinh học: 0.6 x 20 (mg/l) = 12 mg/l Hàm lượng BODL của cặn lơ lửng có khả năng dễ phân hủy sinh học của nước thải sau lắng 2: .BODL = 12 mg/l x 1,42 (mgO2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa) = 17.04 mg/l Hàm lượng BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau lắng 2: BOD5 = BODL x 0,68 = 17.04 x 0.68 = 11.59 mg/l Hàm lượng BOD5 hòa tan của nước thải sau lắng 2: S = 20 – 11.59 = 8.41 mg/l Xác định lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày: Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS: PX(VSS) = Yobs x Q x (S0 – S) = 0.35 x 2000 x (124.45 – 8.41) x 10-3 = 81.2 kg VSS/ngày Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS: Lượng bùn sinh học (màng vi sinh) cần xử lý mỗi ngày: Lượng bùn sinh học cần xử lý = tổng lượng bùn – lượng SS ra khỏi bể lắng 2 MSS = 116 – 2000 x 20 x 10-3 = 76 (kgSS/ngày) Giả sử bùn sinh học có hàm lượng chất rắn TS = 0,8% và khối lượng riêng bùn là 1,053 kg/l Lượng vi sinh của màng vi sinh cần xử lý mỗi ngày: MVSS = MSS x 0.7 = 76 x 0.7 = 53.2 (kgVSS/ngày) Lưu lượng bùn cần xử lý: t Xác định lượng oxy cần cấp cho bể lọc sinh học: Lượng oxy lý thuyết cần cung cấp theo điều kiện chuẩn ở 200C: Với OC0 : lượng oxi cần thiết theo đktc của phản ứng ở 200C Q : lưu lượng nước thải cần xử lý Q = 2000 m3/ngày S0 : BOD5 đầu vào, S0 = 124.45 mg/l S : BOD5 đầu ra, S = 8.41 mg/l f : hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD, f = 0.68 1,42 : hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD PX : lượng bùn dư sinh ra trong 1 ngày PX = 81.2 kg/ngày Lượng oxi thực tế cần cung cấp cho bể: Với bâ : hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy bâ = 1 CS20 : nồng độ oxi bão hòa trong nước sạch ở 200C, CS20 = 9.08 mg/l CSH : nồng độ oxi bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ 250C, CSH = 8.027 mg/l Cd : nồng độ oxi cần duy trì cho công trình, khi XLNT thường lấy Cd = 1,5 ÷ 2 mg/l, chọn Cd = 2 mg/l á : hệ số hiệu chỉnh lượng oxi ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng bể,Đối với hệ thống phân phối khí bọt nhỏ, mịn á = 0.51 ÷ 0.75, chọn á = 0.7 Lượng không khí cần thiết = 23 m3/phút = 0.38 m3/s Trong đó : OU : công suất hòa tan oxi vào nước thải của thiết bị phân phối khí OU = OU x h = 7 x 3.8 = 26.6 gO2/m3 Với OU : công suất hòa tan oxi vào nước thải của thiết bị phân phối khí, ở độ sâu ngập nước là 1m, tra bảng 7-1 [4], ta có OU = 7gO2/m3 h : độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí. Thiết bị phân phối khí cách đáy bể 0.2m, vậy h = 3.8 m fa : hệ số an toàn, thường lấy 1.5 ÷ 2, chọn fa = 2 Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí: Với f : hệ số an toàn, f = 2 QMTK = f x OK = 2 x 33230.7 = 66461.4 m3/ngày = 0.76 m3/s t Xác định công suất máy thổi khí Áp lực cần thiết của máy thổi khí tính theo mH2O Hm = h0 + hf + H + hl Trong đó : h0 : tổng tổn thất qua hệ thống ống dẫn khí, h0 = 0.06mH2O hf : tổn thất qua thiết bị phân phối khí (không vượt quá 0.5m, chọn 0.5m) hl : tổn thất qua ống tập trung đưa từ máy thổi khí đến bể, hl = 0.05 m H : chiều sâu hữu ích của bể, H = 4m => Hm = 0.06 + 0.5 + 4 + 0.05 = 4.61 mH2O = 0.45 atm Công suất máy thổi khí : Với G : trọng lượng dòng không khí (kg/s), R : hằng số khí, đối với không khí R = 8.314 kJ/kmol0K T1 : nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào (0K) = 273 + 25 = 298 0K P1 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào = 1 atm P2 : áp suất tuyệt đối của không khí ra = 1 + 0.48 = 1.48 atm n = (k-1)/k = 0.283 29.7 : hệ số chuyển đổi η : hiệu suất máy, η = 0.7 Công suất động cơ : Nđc = N x 1.5 = 45x 1.5 = 67.5 kw = 50 HP Vậy chọn 2 máy thổi khí công suất mỗi máy 50 HP hoạt động luân phiên. Kích thước ống dẫn khí Ống khí chính, chọn vC = 10 m/s Chọn đường kính ống khí chính &320 bằng sắt tráng kẽm. Ống khí nhánh, chọn vn = 12 m/s Các ống nhánh đặt theo chiều ngang bể, vuông góc với cạnh dài bể. Khoảng cách giữa các ống nhánh ở 2 đầu bể với thành bể, chọn : a = 0,5 m Khoảng cách giữa các ống nhánh : x = 1m Số ống nhánh : ống Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh: Đường kính ống nhánh dẫn khí: Chọn đường kính ống khí nhánh &60 , bằng sắt tráng kẽm. Hệ thống đĩa phân phối khí: Chọn dạng đĩa xốp phân phối, có màng phân phối dạng bọt mịn. - Đường kính đĩa phân phối d = 270 mm - Diện tích bề mặt đĩa: Fđ = 0.06 m2 - Cường độ thổi khí của đĩa: rđ = 200l/phút.đĩa = 12 m3/h.đĩa - Số lượng đĩa phân phối cần: cái - Số đĩa trên mỗi ống nhánh: cái Bảng 5.7 : Các thông số thiết kế bể lọc sinh học Thông số Giá trị Đơn vị Chiều dài bể 20 m Chiều rộng bể 14 m Chiều cao bể (cả phần xây dựng) 4.5 m Chiều cao lớp vật liệu lọc 2.0 m Chiều cao lớp nước rửa lọc 1.5 m Chiều cao phần đáy 0.7 m Đường kính ống khí chính 320 mm Số ống khí nhánh 19 Ống Đường kính ống khí nhánh 60 mm Số đĩa phân phối khí trên mỗi ống nhánh 12 cái Số máy thổi khí 2 Công suất máy thổi khí 50 HP 5.1.7. Bể lắng 2 Chọn bể lắng 2 là bể lắng đứng. Diện tích mặt thoáng của bể lắng 2 trên mặt bằng ứng với lưu lượng trung bình: L : tải trọng bề mặt, ứng với lưu lượng trung bình, lấy theo bảng sau: Bảng 5.8: Các thông số thiết kế bể lắng đợt 2 Loại công trình xử lý sinh học Tải trọng bề mặt (m3/m2.ngđ) Tải trọng chất rắn (kg/m2.h) Chiều cao công tác (m) Trung bình Lớn nhất Trung bình Lớn nhất Bùn hoạt tính khuếch tán bằng không khí 16,3 – 32,6 40,7 – 48,8 3,9 – 5,9 9,8 3,7 – 6,1 Bùn hoạt tính khuếch tán bằng oxy nguyên chất 16,3 – 32,6 40,7 – 48,8 4,9 – 6,8 9,8 3,7 – 6,1 Bể lọc sinh học 16,3 – 24,4 24,4 – 48,8 2,9 – 4,9 7,8 3,0 – 4,6 Bể sinh học tiếp xúc quay (RBC) 16,3 – 32,6 24,4 – 48,8 3,9 – 5,9 9,8 3,0 – 4,6 Nguồn : GS.TS. Lâm Minh Triết (chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân – 2006 – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán các công trình – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Chọn L1 = 24.4m3/m2.ngày đêm Đường kính bể lắng 2 ; chọn D = 10.5 m Đường kính ống trung tâm d = 20% x D = 20% x 10.5 = 2.1 m Đường kính phần loe của ống trung tâm dL = 1.35 x d = 1.35 x 2.1 = 2.835 m Đường kính tấm chắn dch = 1.3 x dL = 1.3 x 2.835 = 3.68 m - Diện tích buồng phân phối trung tâm Diện tích vùng lắng của bể FL = F – f = 82 – 3.4 = 78.6 m2 Chiều cao tổng cộng của bể HTC = H + Hb + Hbv H : chiều cao hữu ích của bể, chọn H = 3.5 m Hb : chiều cao lớp bùn, Hb = 0.7 m Hbv : chiều cao bảo vệ, Hbv= 0.3 m HTC = 3.5 + 0.7 + 0.3 = 4.5 m Chiều cao ống trung tâm Htt = 60% x H = 60% x 3.5 = 2.1 m Chiều cao phần loe ống trung tâm HL = 30% x Htt = 30% x 2.1 = 0.63 m Phần chóp đáy bể có độ dốc 5% Thể tích phần chứa bùn Vb = FL x Hb = 78.6 x 0.7 = 55.02 m3 Thể tích bể lắng V = F x HTC = 82 x 4.5 = 369 m3 Thể tích phần lắng VL = FL x H = 78.6 x 3.5 = 275.1 m3 Thời gian lưu nước > 1,5 h (theo điều 6.5.6 TCXD 51 – 84) nên thể tích tính toán là hợp lý. Lưu lượng bùn xả Bơm bùn : Sau thời gian lắng, bùn trong bể được bơm bùn đưa về bể chứa bùn. Chọn 2 bơm bùn hoạt động luân phiên Lưu lượng bùn xả trong 1 ngày Q = 6.3 m3/ngày Thời gian làm việc trong ngày của bơm : 8h Cột áp bơm bùn H =10 m Công suất bơm bùn: Hiệu suất của bơm 0.7 Công suất thực tế của bơm lấy bằng 200% công suất tính toán: Ntt = N x 2 = 0.25 x 2 = 0.5 kw Chọn bơm có công suất 0.5 HP. Tính toán máng thu nước Chọn máng thu nước có : Chiều ngang bm = 0,4 m Chiều cao hm = 0,3 m Bề dày bê tông 0,1 m Đường kính máng thu nước Dm = D – 2x(Bm + 0,1) = 10.5 -2x(0.4 – 0.1) = 9.9 m Chiều dài máng thu nước đặt theo chu vi bể lm = 3.14 x Dm = 3.14 x 9.9 = 31 m Tải trọng máng thu nước trên 1 m dài của máng Tính toán máng răng cưa Số răng cưa trên toàn bộ máng chọn NR = 260 răng Số răng cưa trên 1m dài máng chọn n = 8 cái Bảng 5.9: Tổng hợp các thông số thiết kế bể lắng 2 Thông số Giá trị Đơn vị Đường kính bể 10.5 m Đường kính ống trung tâm 2.1 m Đường kính phần loe của ống trung tâm 2.835 m Đường kính tấm chắn 3.68 m Chiều cao bể 4.5 m Chiều cao ống trung tâm 2.1 m Số bơm bùn 2 Cái Công suất 1 bơm bùn 0.5 HP Máng thu nước : Chiều ngang Chiều cao Đường kính 0.4 0.3 9.9 m m m Máng răng cưa Số răng trên máng Số răng trên 1 m dài 260 8 5.1.8. Bể khử trùng Chọn kiểu bể khử trùng có vách chắn dòng nhằm tạo ra dòng ziczac để hòa trộn nước sau lắng và hóa chất khử trùng trước khi thải ra ngoài môi trường. - Thời gian lưu nước t = 30 phút - Thể tích của bể Chọn kích thước của bể như sau Chiều dài : L = 10 m Chiều rộng : B = 2.1 m Chiều cao : H = 2 m Chiều dài vách ngăn Chọn bể có 3 vách ngăn, khoảng cách giữa các vách ngăn Lượng Chlorine cần thiết cho 1 m3 nước thải : 3 g/m3 Lượng Chlorine cần thiết để khử trùng trong 1 ngày : Mmax = 3 x 2000 = 6000 g/ngày = 6 kg/ngày Lượng Clorua vôi cần dùng trong 1 ngày Bảng 5.10 : Các thông số thiết kế bể khử trùng Thông số Giá trị Đơn vị Chiều dài bể 10 m Chiều rộng bể 2.1 m Chiều cao bể 2 m Số vách ngăn 3 m Chiều dài vách 1.4 m Khoảng cách giữa các vách 3 m 5.1.9. Bể phân hủy bùn Bể phân hủy bùn có nhiệm vụ lưu cặn tươi từ bể lắng 1. Bùn được phân hủy yếm khí. Lượng bùn thu được dẫn đến bể chứa bùn cùng với bùn dư từ bể lắng 2. - Lượng bùn tươi từ bể lắng 1: QW = 28.4 m3/ngày, MSS = 289.6 kgSS/ngày, MVSS = 238.9 kgVSS/ngày Kết quả thực nghiệm cho thấy: - Ở tải trọng chất dễ bay hơi LVSS = 0,8 kg VSS/m3.ngày và nhiệt độ vận hành ở ngoài trời (280C), hiệu quả khử VSS đạt 50% - Sản lượng khí metan 0,55 m3/kg VSS vào - Hàm lượng chất rắn của bùn đã phân hủy TSph = 6% Thể tích cần thiết cho quá trình phân hủy bùn: Thời gian phân hủy: Chọn tp = 11 ngày Lượng chất hữu cơ còn lại sau quá trình ổn định: SVSS = MVSS x (1 – E%) = 238.9 x (1 – 0,5) = 119.45 kgVSS/ngày Lượng chất rắn vô cơ còn lại: SSS = MSS – MVSS = 289.6 – 238.9 = 50.7 kgSS/ngày Tổng lượng chất rắn còn lại: ST = SVSS + SSS = 119.45 + 50.7 = 170.15 kg TS/ngày Hàm lượng chất rắn dễ bay hơi của bùn phân hủy: Vì độ ẩm của bùn ở giai đoạn này khoảng 98 – 99%, nên ta chọn khôi lượng riêng của bùn = 1000 kg/m3 Tốc độ bùn tích lũy; m3/ngày Giả sử thời gian trử bùn phân hủy tS = 20 ngày Thể tích bể phân hủy: Trong đó: QW : tốc độ bùn vào bể phân hủy, m3/ngày Qa : tốc độ bùn tích lũy, m3/ngày tp : thời gian phân hủy bùn, ngày tS : thời gian trữ bùn đã phân hủy, ngày Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 4.5 m, chiều cao phần chứa khí hkhí = 1 m Diện tích bể phân hủy bùn: Kích thước bể: L x B x H = 10 x 5.08 x 4,5 (m) Lưu lượng nước trở lại đầu hệ thống xử lý; Qn = QW – Qa = 28.4 – 2.84 = 25.56 m3/ngày 5.1.10. Bể nén bùn - Bùn từ bể phân hủy bùn: Qph = 28.4 m3/ngày Hàm lượng cặn TS = 1% MSS = 289.6 kgSS/ngày - Bùn dư ở bể lắng 2: Qdư = 6.3 m3/ngày Hàm lượng chất rắn TSdư = 0,8% Mdư = 53.2 kgSS/ngày - Tổng lượng bùn vào bể chứa bùn: Qbùn = Qtươi + Qdư = 28.4 + 6.3 = 34.7 m3/ngày Bùn được đưa vào bể chứa bùn sau thời gian lưu thì sẽ được nén lại dưới đáy bể, hàm lượng bùn nén đạt TSnén = 3% Qbùn x TSvào = Qnén x TSnén Trong đó: Qbùn : lưu lượng bùn vào bể TSvào : tổng lượng bùn vào bể Qnén : lưu lượng bùn đã nén được bơm ra khỏi bể TSnén : tổng lượng bùn nén Lượng bùn nén : Mbùn = MSS + Mdư = 289.6 + 53.2 = 342.8 kgSS/ngày Chọn tải trọng chất rắn (cặn tươi + bùn hoạt tính dư) a = 29 – 49 kg/m3.ngày Diện tích bề mặt yêu cầu của bể: Chọn chiều cao vùng công tác H = 3.5 m, chiều cao lớp bùn nén hb = 0.7 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 m Chiều cao tổng cộng bể chứa bùn : Htc = H + hb + hbv = 3.5 + 0.7 + 0.3 = 4,5 m Thời gian lưu bùn : Đường kính bể chứa bùn chọn d = 3 m Đường kính ống trung tâm : D = 20% d = 20% x 3 = 0.6 m Đường kính phần loe của ống trung tâm : dL = 1.35 x d = 1.35 x 0.6 = 0.81 m Đường kính tấm chắn : dch = 1.3 x dL = 1.3 x 0.81 = 1.05 m - Chiều cao ống trung tâm : H = 60% H = 60% x 3.5 = 2.1 m - Thời gian lưu nước trong bể: Lượng nước đưa trở lại ngăn tiếp nhận: Qnước = Qbùn - Qnén = 34.7 – 11.1 = 23.6 m3/ngày Trong bể chứa bùn bố trí máng thu nước sau khi tách bùn để đưa ngược trở lại ngăn tiếp nhận, kích thước máng thu nước : Chiều rộng máng : b = 0,4 m Chiều cao máng : h = 0.3 m Bơm bùn : Sau thời gian lưu, bùn trong bể được bơm bùn đưa vào máy ép bùn. Chọn 2 bơm bùn hoạt động luân phiên Lưu lượng bùn được đưa đến lọc ép dây đai Q = 11.1 m3/ngày Thời gian làm việc trong ngày : 8h Cột áp bơm bùn H =10 m Công suất bơm bùn: Hiệu suất của bơm 0,7 Công suất thực tế của bơm lấy bằng 200% công suất tính toán: Ntt = N x 2 = 0.45 x 2 = 0.9 kw Chọn bơm có công suất 1 HP. Bảng 5.11: Ccác thông số thiết kế bể nén bùn Thông số Giá trị Đơn vị Đường kính bể 3 m Chiều cao bể 4,5 m Đường kính ống trung tâm 0.6 m Chiều cao ống trung tâm 2.1 m Đường kính phần loe của ống trung tâm 0.81 m Đường kính tấm chắn 1.053 m Máng thu nước Chiều rộng Chiều cao 0.4 0.3 m m Số bơm bùn 2 Cái Công suất 1 HP 5.1.11. Máy ép bùn dây đai Lưu lượng cặn được đưa đến máy ép: Trong đó: q : lượng bùn cần xử lý, q = 11.1 m3/ngày P1 : độ ẩm của bùn, P1 = 99,4% P2 : độ ẩm của bùn sau khi nén ở bể chứa, P2 = 97,2% Máy làm việc 4h/ngày, tuần làm 5 ngày. Lượng cặn đưa đến máy trong 1 tuần: Qcặn = 2.37 x 4 x 5 = 47.4 m3 Khối lượng bùn cần ép : 342.8 kg/ngày Lượng cặn đưa vào máy trong 1 tuần = 5 x 342.8 = 1714 kg Lượng cặn đưa vào máy trong 1 giờ: Sau khi qua máy ép bùn, bánh bùn có độ ẩm 75 – 85%, chọn 80% Mkhô = 85.7 x (1-0,8) = 17.14 kg/h Chọn tải trọng bùn 100 kg/m.h Chiều rộng băng ép: 5.2. Tính toán đường ống công nghệ - Đường ống dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận vào bể lắng cát ngang: Chọn vận tốc nước trong ống là 0,3 m/s , đường kính ống là : Chọn ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC & 350 - Đường ống dẫn nước từ bể điều hòa sang bể lắng 1 Chọn vận tốc nước trong ống là 0,8 m/s , vận tốc nước tự chảy v = 0,3 – 0,9 m/s Đường kính ống dẫn nước Chọn ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC & 200 - Đường ống dẫn bùn từ bể lắng 1 đến bể chứa bùn Lượng bùn sinh ra Q = 28.4 m3/ngày = 3.2 x 10-4 m3/s Chọn tốc độ bùn chảy trong ống hút bùn là 1,5 m/s Đường kính ống dẫn bùn Chọn ống dẫn bùn bằng nhựa PVC & 60 để đảm bảo bùn không bị nghẹt trong ống. - Đường ống dẫn nước từ bể lắng 1 sang bể lọc sinh học Chọn vận tốc nước trong ống là 0,8 m/s , vận tốc nước tự chảy v = 0,3 – 0,9 m/s Đường kính ống dẫn nước ra : Chọn ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC & 200 - Đường ống dẫn nước từ bể lọc sinh học sang bể lắng 2 Chọn vận tốc nước trong ống là 0,8 m/s , vận tốc nước tự chảy v = 0,3 – 0,9 m/s Đường kính ống Chọn ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC & 200 - Đường ống dẫn nước từ bể lắng 2 sang bể khử trùng Chọn vận tốc nước trong ống là 0,8 m/s , vận tốc nước tự chảy v = 0,3 – 0,9 m/s Đường kính ống dẫn nước ra : Chọn ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC & 200 5.3. Các quy định an toàn khi vận hành hệ thống 5.3.1 Thao tác vận hành hàng ngày Vận hành hệ thống xử lý nước thải hàng ngày cần phải đảm bảo các yếu tố sau Giữ lượng DO trong bể sục khí ổn định (từ 2 – 4mg/l) Lấy rác ở SCR Kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị Lấy mẫu, phân tích định kỳ Ngoài ra nhân viên vận hành phải lập sổ theo dõi tình trạng thiết bị của từng ca vận hành và có sổ theo dõi các thông số cơ bản của nước thải vào, ra. Trong quá trình vận hành nhân viên vận hành phải thường xuyên kiểm tra các hoạt động của hệ thống. Nếu có sự khác thường, phải ngưng hệ thống và phải báo cho kỹ sư phụ trách kịp thời xử lý sự cố. Khi sửa chữa các thiết bị hoặc tiếp xúc với hóa chất, cần phải tuân theo quy trình kỹ thuật và trang bị bảo hộ lao động đầy đủ, đảm bảo an toàn lao động. 5.3.2. Kiểm soát thông số vận hành Cần thường xuyên kiểm soát, đo đạc các thông số vận hành : pH : Quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học, vi sinh vật rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH, giá trị pH tốt nhất là trong khoảng 6,8 – 7,4 BOD : xác định lượng oxy hóa cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ dạng hòa tan, dạng keo và một phần dạng lơ lửng với sự tham gia của các VSV trong điều kiện hiếu khí. DO : kiểm tra DO trong bể xử lý sinh học để điều chỉnh lượng khí cần cung cấp, lượng khí nhiều quá làm cho vi sinh bị sốc. DO cần giữ ở mức 1 – 2 mg/l 5.3.3. Sự cố và biện pháp khắc phục Những nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng đến chế độ làm việc bình thường của trạm xử lý nước thải : Hệ thống điện bị ngắt đột ngột Hệ thống đường ống bị nghẹt hoặc vỡ Nước thải tăng đột ngột Hệ thống trạm bơm hư hỏng. Khi hệ thống điện bị ngưng, nước thải từ các nguồn thải sẽ theo mương dẫn vào thẳng ra nguồn tiếp nhận. Trạm xử lý cần trang bị thêm máy phát điện để dự phòng khi lưới điện bị sự cố. Sự tăng nước thải đột ngột là vấn đề nằm trong dự trù khi thiết kế hệ thống đã đưa vào hệ số dự phòng, chiều cao bảo vệ của hệ thống bể cũng như hệ số an toàn khi tính toán bơm. Do đó vấn đề nước thải tăng đột ngột là hoàn toàn có thể kiểm soát được. 5.3.4. Tổ chức quản lý và an toàn lao động Nhiệm vụ chức năng của các cá nhân phải được phân công rõ ràng. Tất cả các công trình, thiết bị phải có hồ sơ thiết kế kỹ thuật, cập nhật, theo dõi và bổ sung khi thay đổi. Bảo dưỡng và đại tu các thiết bị đúng định kỳ. Tổ chức bồi dưỡng, học tập về chuyên môn, kỹ thuật cho công nhân viên của trạm xử lý, nhằm thực hiện tốt công tác vận hành và quản lý ngày càng hiệu quả. Trang bị bảo hộ lao động, dụng cụ phòng chống cháy nổ và các phương tiện phục vụ cho công việc vận hành, bảo đảm an toàn lao động. CHƯƠNG 6 : DỰ TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ HỆ THỐNG XỬ LÝ 6.1. Tính toán vốn đầu tư xây dựng Công trình xử lý nước thải là công trình bê tông cốt thép nên có thể ước tính chi phí theo sức chứa của công trình. Giá thành ước tính cho 1m3 xây dựng là 2.200.000 đ. Bảng 6.1 : Tính toán vốn đầu tư xây dựng STT Hạng mục Thể tích (m3) Số lượng Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) (1) (2) (3) (4) (5) = (2)x(3)x(4) 1 Ngăn tiếp nhận KT bên trong : DxRxC = 1.5x1.0x1.3(m) Vật liệu : BTCT 1.95 1 2,200,000 4,290,000 2 Mương dẫn đặt song chắn rác KT bên trong : DxRxC = 2.0x0.5x0.55(m) - Vật liệu : BTCT 0,55 1 2,200,000 1,210,000 3 Bể lắng cát ngang KT bên trong : DxRxC = 6.5x0.5x1.0(m) - Vật liệu : BTCT 3.25 2 2,200,000 14,300,000 4 Bể điều hòa KT bên trong : DxRxC = 12.5x8.0x4.5(m) - Vật liệu : BTCT 450 1 2,200,000 990,000,000 5 Bể lắng 1 KT bên trong : DKxC = 7.7x4.5(m) - Vật liệu : BTCT 34.65 1 2,200,000 76,230,000 6 Bể lọc sinh học KT bên trong : DxRxC = 20x14x4.5(m) - Vật liệu : BTCT 1260 1 2,200,000 2,772,000,000 7 Bể lắng 2 KT bên trong : DKxC = 10.5x4,5(m) - Vật liệu : BTCT 47.25 1 2,200,000 103,950,000 8 Bể khử trùng KT bên trong : DxRxC = 10x2.1x2(m) - Vật liệu : BTCT 42 1 2,200,000 92,400,000 9 Bể phân hủy bùn KT bên trong : DxRxC = 10x5.08x4.5(m) Vật liệu : BTCT 228.6 1 2,200,000 502,920,000 10 Bể nén bùn KT bên trong : DKxC = 3x4.5(m) Vật liệu : BTCT 13.5 1 2,200,000 29,700,000 11 Nhà điều hành Kích thước : DxRxC = 15x4.0x3.5(m) Tường xây gạch Mái tôn, cửa kính 1 60,000,000 60,000,000 12 Nhân công 50,000,000 13 Phát sinh 50,000,000 Tổng cộng chi phí xây dựng 4,747,000,000 6.2. Tính toán vốn đầu tư thiết bị Bảng 6.2 : Tính toán vốn đầu tư thiết bị STT Thiết bị Đơn vị Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Song chắn rác Vật liệu : INOX Kích thước khe : 8mm Cái 1 7,000,000 7,000,000 2 Máng thu chất nổi Vật liệu : Thép không gỉ Cái 1 4,000,000 4,000,000 3 Bơm nước thải Loại : bơm chìm chuyên dùng cho nước thải Công suất : 0,5 HP Điện áp : 380V – 50Hz Xuất xứ : Ebara – Italia (hoặc tương đương) Cái 2 12,000,000 24,000,000 4 Máy thổi khí (Bể điều hòa) Công suất : 3 HP Lưu lượng khí : 120 m3/h Điện áp : 380V – 50 Hz Xuất xứ : Anlet – Japan (hoặc tương đương) Cái 2 25,000,000 50,000,000 5 Ống trung tâm (Bể lắng 1) - Kích thước : DxC = 1.1 x 2,1 (m) - Vật liệu : Thép dày 5mm Cái 1 15,000,000 15,000,000 6 Hệ thống gạt bùn Bao gồm: Motor giảm tốc Hộp giảm tốc Cào bùn Hệ thống 2 55.000.000 110,000,000 7 Ống trung tâm (Bể lắng 2) - Kích thước : DxC = 2.835 x 2,1 (m) - Vật liệu : Thép dày 5mm Hệ thống 1 19,500,000 19,500,000 8 Bơm bùn Loại : bơm trục ngang Công suất : 0,5 HP Điện áp : 380V – 50Hz Xuất xứ : Ebara – Italia (hoặc tương đương) Cái 8 15,000,000 120,000,000 9 Máng răng cưa Vật liệu : thép dày 4 mm Hệ thống 2 12,000,000 24,000,000 10 Máy thổi khí (Bể lọc sinh học) Công suất : 25 HP Lưu lượng dòng khí : 22,8 m3/h Điện áp : 380V – 50 Hz Xuất xứ : Anlet – Japan Cái 2 110,000,000 220,000,000 11 Ống dẫn nước thải Đường kính : & 60, & 90, & 200, & 350 Vật liệu : PVC Hệ thống 1 65,000,000 65,000,000 12 Ống dẫn khí chính (Bể điều hòa) Đường kính : & 70 Vật liệu : sắt tráng kẽm Hệ thống 1 50,000,000 50,000,000 13 Ống phân phối khí (Bể điều hòa) Đường kính : & 21 - Vật liệu : PVC Hệ thống 1 25,000,000 25,000,000 14 Ống dẫn khí chính (Bể lọc sinh học) Đường kính : & 320 Vật liệu : sắt tráng kẽm Hệ thống 1 70,000,000 70,000,000 15 Ống phân phối khí nhánh (Bể lọc sinh học) Đường kính : & 60 Vật liệu : sắt tráng kẽm Hệ thống 1 12,000,000 12,000,000 16 Đĩa phân phối khí (Bể lọc sinh học) Lưu lượng khí : 12 m3/h Đường kính đĩa : D270 Vật liệu : nhựa HDPE Xuất xứ : Airflex – USA hoặc tương đương Đĩa 228 600,000 136,800,000 17 Vật liệu lọc (composite) Bộ 1 35,000,000 35,000,000 18 Phụ kiện đường ống ( Co, tê, van, nối, mặt bích, keo,) Hệ thống 1 65,000,000 65,000,000 19 Tủ điện điều khiển Linh kiện : MCCB, Contactor, đồng hồ, rơle, đèn báo, cáp (sản phẩm của LG) Cái 1 30,000,000 30,000,000 20 Hệ thống đường điện kỹ thuật Loại : 2 lõi và 3 lõi Xuất xứ Cadivi hoặc tương đương Hệ thống 1 45,000,000 45,000,000 21 Thùng hóa chất Dung tích : 500 lít Vật liệu : nhựa PE Xuất xứ : Đại Thành hoặc tương đương Thùng 2 700,000 1,400,000 22 Bơm định lượng Lưu lượng : 1200 l/phút Công suất : 0,08 kw Điện áp : 220V – 50Hz Xuất xứ : Blue & White – USA Cái 2 9,000,000 18,000,000 23 Bơm nước sạch Loại : bơm trục ngang Công suất : 1 HP Điện áp : 220V – 50Hz Xuất xứ : Việt Nam Cái 1 4,500,000 4,500,000 24 Nhân công lắp đặt 50,000,000 50,000,000 Tổng cộng chi phí thiết bị 1,201,200,000 6.3. Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống Chi phí khấu hao : Ÿ Kinh phí đầu tư cho thiết bị và xây dựng : M1 = 4,747,000,000+ 1,201,200,000= 5,948,200,000 vnđ Phần xây dựng tính khấu hao trong vòng 20 năm: Phần thiết bị tính khấu hao trong vòng 10 năm : Tổng chi phí khấu hao : Mkh = M2 + M3 = 237,350,000 + 120,120,000 = 357,470,000 đ/năm Chi phí vận hành : Hóa chất : Hóa chất khử trùng là Chlorine. + Định mức Chlorine sử dụng cho khử trùng 1 m3 nước thải : 3 – 5g. + Lượng chlorine sử dụng trong 1 ngày = 3 x 2000 = 6000 g/ngày + Lượng chlorine 5% thương phẩm = 6000 / 0.05 = 120000 g = 120 lit + Giá tiền chlorine thương phẩm : 2000 đ/l + Chi phí chlorine cho 1 ngày vận hành là = 120 x 2000 = 240,000 đ + Chi phí hóa chất cho 1 năm vận hành = 240,000 x 365 = 87,600,000đ Điện : Với hệ thống máy móc thiết bị sử dụng điện như trên và hệ thống chiếu sáng có thể ước đoán lượng điện năng tiêu thụ trong một ngày khoảng 150 kw. Giá điện năng sản xuất là 1,500 đ. Chi phí điện năng trong ngày : Mđ = 1,500 x 150 = 225,000 đ/ngày Chi phí điện năng trong năm : Mđ = 225,000 x 365 = 82,125,000 đ/năm Nhân công : Với quy mô và mức độ xử lý nước thải như trên, thì hệ thống xử lý nước thải này cần 1 kỹ sư và 2 công nhân vận hành, bảo trì. + Tiền lương trung bình cho 1 kỹ sư là 3,000,000 đ/tháng + Tiền lương trung bình cho 1 công nhân là 1,500,000 đ/tháng Chi phí nhân công : Mnc = (2,500,000 +2x1,500,000) x 12 = 66,000,000đ Ÿ Bảo trì định kỳ : Trong quá trình vận hành trạm xử lý sẽ có một số sự cố và hỏng hóc máy móc thiết bị, vì vậy ước tính chi phí cho bảo trì định kỳ hàng năm là 50,000,000 đồng. Ÿ Tổng chi phí vận hành trong 1 năm : M = Mhc + Mđ + Mnc + Mbtr = 87,600,000+ 82,125,000 + 66,000,000 + 50,000,000 = 285,725,000 đ 6.4. Chi phí xử lý nước thải. - Tổng chi phí cho quá trình xử lý nước thải trong một năm : M’= Mkh + M = 357,470,000+ 285,725,000= 643,195,000vnđ e Giá thành cho xử lý 1 m3 nước thải: CHƯƠNG 7 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1. Kết luận. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu nghỉ dưỡng Golden Palm xã Long Hậu, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An khi đưa vào hoạt động sẽ góp phần giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường, đặc biệt là môi trường nước của nguồn tiếp nhận. Nước thải từ khu nghỉ dưỡng sau khi xử lý sẽ đạt QCVN14:2008/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật về nước thải sinh hoạt. Với việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học với công nghệ bùn hoạt tính vừa mang tính kế thừa từ một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phổ biến vừa cho phép nhà đầu tư có thể dễ dàng so sánh tính hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật. Phương án công nghệ nêu ra trong hệ thống này đã tận dụng triệt để việc tự chảy của dòng nước, tránh dùng bơm, đây cũng là một hiệu quả của công trình vì mang tính tự nhiên. Việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng Godeln Palm rất cần thiết và có ý nghĩa trong giai đoạn hiện nay khi mà vấn đề môi trường đang từng ngày trở thành vấn đề chính trên các diễn đàn và các phương tiện truyền thông. Xây dựng hệ thống xử lý nước thải tại các khu nghỉ dưỡng không những làm giảm bớt nguy cơ ô nhiễm môi trường mà nó còn thể hiện nhận thức của chủ đầu tư dự án nói riêng và cộng đồng nói chung về vấn đề môi trường ngày càng cao. Thực tế cho thấy ở đâu sự quan tâm về các vấn đề xã hội càng nhiều thì nơi đó kinh tế phát triển, điều này thể hiện một nền kinh tế bền vững trên nền tảng môi trường bền vững. 7.2. Kiến nghị Với việc hình thành ngày càng nhiều các khu nghỉ dưỡng cho thấy nhu cầu cuộc sống ngày càng được nâng cao. Việc xây dựng các khu nghỉ dưỡng được quy hoạch cụ thể về kiến trúc và môi trường cho thấy nhận thức về vấn đề bảo vệ môi trường của cộng đồng ngày càng cao, xây dựng hệ thống xử lý nước thải nói riêng và hệ thống xử lý chất thải nói chung là rất cần thiết. Khóa luận này trình bày những tính toán cần thiết cho việc hình thành một trạm xử lý nước thải tập trung cho một khu nghỉ dưỡng điển hình. Vì vậy cần sớm tham khảo, triển khai việc xây dựng và vận hành hệ thống xử lý vào thực tế càng sớm thì sẽ góp phần giải quyết vấn đề môi trường tốt hơn.