Đồ án Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh viện Nhân dân 115

phần cặn sẽ được bơm về bể ổn định cặn hiếu khí. Trong bể sinh học tiếp xúc kết hợp quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học - quần thể vi sinh vật hiếu khí, có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực. Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính, cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ. Vi khuẩn và vi sinh vật sống nhờ vào oxy cung cấp và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và tế bào mới. Dưới điều kiện như thế, vi sinh vật tăng trưởng sinh khối và kết thành bông bùn. Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải gọi là dung dịch xáo trộn (mixed liquor). Hỗn hợp này chảy đến bể lắng đứng 2. Bể lắng đứng 2 có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Bùn sau khi lắng, một phần được tuần hoàn lại bể sinh học để giữ mật độ cao vi sinh vật tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ và duy trì mật độ sinh vật trong bể sinh học. Phần bùn dư ở đáy bể lắng được bơm sang bể ổn định bùn hiếu khí. Để khử cặn lơ lửng không lắng được ở bể lắng đợt II, nước thải được bơm vào thiết bị lọc áp lực. Sau một thời gian vận hành, thiết bị lọc áp lực thường bị ngặt lọc do hàm lượng cặn được giữ lại trong lớp vật liệu lọc. Do vậy, để duy trì được hiệu quả lọc, ta cần tiến hành rửa ngược thiết bị lọc áp lực bằng nước sạch. Nước sau khi rửa được dẫn về bể điều hòa. Sau đó tiếp tục chảy vào công trình cuối cùng là mương khử trùng. Hợp chất chlorine là chất oxy hóa mạnh thường được sử dụng rộng rãi trong quá trình khử trùng nước thải. Ngoài mục đích khử trùng còn có thể sử dụng để giảm mùi. Hợp chất chlorine sử dụng ở dạng bột calcium hypochoride [Ca(OCl)2]. Hàm lượng hợp chất chlorine cần thiết khử trùng cho nước sau lắng, 3-15mg/l. Hàm lượng hợp chất chlorine cung cấp vào nước thải ổn định qua bơm định lượng hóa chất. Bể nén bùn có nhiệm vụ lắng cô đặc bùn và tách phần nước lắng, phần nước này đước bơm về bể điều để tiếp tục xử lý. Phần bùn lắng được bơm sang bể ổn định bùn. Bể ổn định bùn định kỳ được hút bỏ 10 ngày một lần. Trước khi hút bỏ cặn được nâng lên pH >11 bằng vôi/xút để diệt khuẩn gây bệnh tồn tại trong bùn. 4.4. Ưu điểm phương án lựa chọn : Chịu được tải trọng cao do kết hợp quá trình bùn sinh học bám dính và bùn hoạt tính thông thường Chi phí quản lý và vận hành thấp do ứng dụng quá trình sinh học Hiệu quả khử trùng cao An toàn vi sinh gây bệnh về mặt quản lý bùn thải do áp dụng quá trình phân hủy bùn hiếu khí và nâng cao pH 4.5. Tính toán – thiết kế các công trình đơn vị : 4.5.1. Các thông số tính toán : a) Các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải Bệnh viện 115 + pH : 6.7 + SS : 180 mg/l + BOD5 : 160 mg/l + COD : 190 mg/l + Tổng Photpho : 2.5 mg/l + Tổng Coliform : 5 107 MNP/ml b) Lưu lượng tính toán : - Lưu lượng trung bình 1 ngày đêm : Qtbngày = 180 m3/ngđ - Lưu lượng trung bình giờ : Qtbh = 7.5 m3/h - Lưu lượng trung bình giờ : Qtbs = 0.0021m3/s - Lưu lượng giờ lớn nhất : Qmaxh = QTBh . Kh = 7.5 . 2 = 15 m3/h Hệ số không điều hòa chung : đối với nước thải bệnh viện Kh = 1.8 2.5, chọn Kh = 2 - Lưu lượng theo giây lớn nhất : Qmaxs = (m3/s) 4.5.2. Song chắn rác : a) Nhiệm vụ : Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn (chủ yếu là rác). Song chắn rác được đặt trên đường dẫn nước thải vào ngăn tiếp nhận trước khi được bơm lên hệ thống xử lý nước thải. Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh được tình trạng nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng do rác gây ra. b) Tính toán : 1) Diện tích tiết diện ướt. Trong đó: w : diện tích tiết diện ướt (m2) Qmaxs : lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất (m3) v : vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (m/s), quy phạm 0.6 – 1 (m/s). chọn v = 0.8 (m/s) Chiều sâu mực nước trong mương dẫn. Trong đó: h1 : chiều sâu mực nước trong mương dẫn (m) Bk : bề rộng mương dẫn nước thải (m), chọn Bk = 0.15(m) 3) Số khe hở cần thiết của song chắn rác Chọn n = 10 khe hở, vậy có 11 thanh chắn (thanh đặt sát bờ) Trong đó: n : Số khe hở cần thiết của song chắn rác Qmaxs : lưu lượng giây lớn nhất, Qmaxs = 0.0042 (m3/s) b : bề rộng khe hở thường lấy từ 16 – 25 (mm), chọn b = 16 (mm) h1 : chiều sâu mực nước qua song chắn rác thường lấy bằng chiều sâu mực nước trong mương dẫn. vmax : vận tốc trung bình qua khe hở của song chắn rác. Thường lấy từ 0,6 – 1 m/s . Chọn vmax = 0.8 (m/s) k : hệ số tính đền khả năng thu hẹp của dòng chảy, thường lấy k = 1.05 4) Chiều rộng của song chắn rác.(Bs) d : tiết diện của thanh chắn từ 8 ÷ 10 mm. Chọn d = 8 mm 5) Tổn thất áp lực qua song chắn rác. Tổn thất áp lực qua song chắn rác sạch ứng với lưu lượng nước thải qua song cực đại có xét đến hình dạng của thanh chắn, (theo PGS.TS Hoàng Huệ, xử lý nước thải 2000.) Ta có : Với hs = 0.055 < 0.1 thoả yêu cầu Trong đó : : hệ số phụ thuộc hình dạng thanh chắn (theo Lâm Minh Triết _ xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_2001), chọn = 2.42 k : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc ở song chắn rác, k = 2 ÷ 3, chọn k = 2. d : bề rộng lớn nhất của thanh chắn chọn d = 0.008 (m) =8 (mm) b : bề rộng bé nhất của 1 khe b = 0,016(m) = 16(mm) Va : vận tốc chảy qua khe hở Va = 0.8 (m/s) : góc nghiêng của song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang (theo PGS.TS Hoàng Huệ, xử lý nước thải, năm 2000). Ta có . Chọn 6) Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác. Trong đó: Bk : bề rộng mương dẫn, chọn Bk = 0.15m Bs : bề rộng của song chắn rác : góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác, 7) Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác. 8) Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác. ls : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, chọn ls = 0.7m 9) Chiều cao xây dựng mương song chắn rác. Trong đó : h1 : chiều sâu mực nước qua song chắn rác thường lấy bằng chiều sâu mực nước trong mương dẫn. hs : tổn thất áp lực qua song chắn rác. hbv : chiều cao bảo vệ của song chắn rác.Theo quy phạm thì Hiệu quả xử lý của song chắn rác ( theo Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. 2006 ) Hàm lượng chất lơ lửng sau song chắn rác đã giảm 4% SS =180 – (180 * 4% ) = 172.8 mg/l Hàm lượng BOD5 sau song chắn rác đã giảm 5% BOD5 = 160 – ( 160 * 5%) = 152mg/l Lượng COD sau song chắn rác đã giảm 5% COD = 190 – ( 190 * 5%) = 180.5mg/l Bảng 4.4 - Các thông số thiết kế mương và song chắn rác STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Bề rộng của mương dẫn (Bk) m 0.15 2 Chiều sâu mực nước trong mương dẫn(h1) m 0.035 3 Chiều dài mở rộng trước song chắn (l1) m 0.135 4 Bề rộng mương đặt song chắn (Bs) m 0.248 5 Chiều dài mương đặt song chắn (L) m 0.91 6 Chiều cao mương (H) m 0.59 7 Số thanh song chắn (n) thanh 11 8 Bề rộng khe hở (b) mm 16 9 Bề dày thanh song chắn (d) mm 8 10 Góc nghiêng () độ 60 11 Tổn thất áp lực song chắn (hs) mm 55 12 Chiều dài thu hẹp sau song chắn (l2) m 0.0675 l1 ls l2 h1 Bk Bs 600 hs Hình 4.1 : Song chắn rác 4.5.3 Bể tiếp nhận : Nhiệm vụ Nước sau khi thải ra được thu qua hệ thống cống thoát nước. Sau khi qua song chắn rác nước thải chảy vào bể thu gom. Tùy theo lưu lượng nước thải hố thu gom có chiều sâu từ 5 – 10m, thời gian lưu nước từ 15 – 30 phút. Hố thu gom sau 1 định kỳ nhất định được vệ sinh. Tính toán - Thể tích hố thu gom nước thải : Trong đó: t : thời gian lưu nước t = 10 – 30 phút, chọn t = 15 phút Qmaxh : lưu lượng giơ lớn nhất, Qmaxh = 15 m3/h - Chọn chiều cao công tác của bể tiếp nhận : h = 2 m - Chọn B = 1.25m, L = 1.5m , chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m Vậy chiều cao xây dựng bể tiếp nhận là Bảng 4.5 - Các thông số thiết kế hố thu gom STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài ( L ) m 1.5 2 Chiều rộng ( B ) m 1.25 3 Chiều cao ( H ) m 2.5 4 Thời gian lưu nước (t) phút 15 4.5.4 Bể điều hòa : Nhiệm vu Đối với các công trình xử lý sinh học, chế độ làm việc của hệ thống sẽ không ổn định nếu lưu lượng và chất lượng nước thường xuyên bị thay đổi. Hơn nữa, hàm lượng chất bẩn trong nước thải lúc tăng, lúc giảm sẽ làm giảm hiệu suất xử lý của hệ thống. Đối với các công trình xử lý hóa học, khi lưu lượng và tính chất nước thải thay đổi thì phải tăng hoặc giảm nồng độ, liều lượng hóa chất châm vào. Điều này rất khó thực hiện khi điều kiện tự động hóa chưa cho phép. Do đó cần phải xây dựng bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ tính chất nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lý phía sau. Tính toán : Thể tích bể Trong đó: Qmaxh : lưu lượng giơ lớn nhất, Qmaxh = 15m3/h t : thời gian lưu nước trong bể, quy phạm 2 - 6h, chọn t = 2h Kích thước bể Chọn hình dạng bể điều hoà là hình chữ nhật, chiều sâu bể chọn h = 3m. Vậy diện tích bể là : Chọn kích thước bể B*L = 2.5*4m Chọn chiều cao bảo vệ là: hbv = 0.5m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể là: H = 3 + 0.5 = 3.5m Thể tích xây dựng của bể điều hòa Tính lượng khí cần sục trong bể điều hòa Lưu lượng khí cần cung cấp trong bể m3/phút Trong đó: vk : tốc độ khí cấp trong bể điều hòa, 0.015m3/ m3.phút (theo Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải) V : thể tích ướt của bể, V = 30m3 Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lổ, thiết kế 1 ống dẫn khí chính đặt dọc theo chiều rộng bể, 2 ống nhánh khoan lỗ đặt vuông góc và chạy dọc theo chiều dài bể, mỗi ống nhánh dài 3.8m. Đường kính ống chính v : vận tốc khí trong ống v = 10 – 15m/s, chọn v =10m/s (theo Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) Lưu lượng khí trong mỗi ống m3/phút Trong đó: n : số ống nhánh, n = 2 Đường kính ống nhánh . Chọn e 21mm Trong đó: v : vận tốc khí trong ống v = 10 – 15m/s, chọn v =10m/s (theo Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) Vậy d = 22mm, đường kính các lỗ từ 2-5mm, chọn dlo = 4mm = 0.004m, vận tốc khí qua mỗi lỗ vlo = 10m/s, (vlo thay đổi từ 5-20 m/s) Lưu lượng khí qua 1 lỗ m3/phút Số lỗ trên một ống nhánh lỗ Chọn 30 lỗ trên một ống nhánh Số lỗ trên 1m chiều dài ống lỗ/m Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén Trong đó: hd : tổn thất áp lực theo chiều dài trên đường ống(m) hc : tổn thất qua thiết bị phân phối (m) hf :tổn thất cục bộ của ống phân phân phối khí, hf ≤ 0.5m,chọn hf = 0.5m Tổng tổn thất hd, hc ≤ 0.4m, chọn hd + hc = 0.4m H : chiều sâu lớp nước trong bể (m) Công suất máy khí nén Trong đó: q : lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/phút) hiệu suất máy khí nén, chọn , (80%) p : áp lực khí nén (atm) Công suất thực tế : 0.31* 1.2 = 0.4kw (chọn N = 1HP) Hiệu quả xử lý của bể điều hòa : Hàm lượng chất lơ lửng sau bể điều hòa đã giảm đi 4% SS =172.8 – (172.8 * 4% ) = 165.888 mg/l Hàm lượng BOD5 sau khi qua bể điều hòa giảm 10% BOD5 = 152 – ( 152 * 10%) = 136.8 mg/l Bảng 4.6 - Các thông số thiết kế bể điều hòa STT Các thông số Đơn vị Kích thước 1 Kích thước bể điều hòa Dài (L) m 4 Rộng (B) m 2.5 Cao xây dựng(H) m 3.5 3 Lượng không khí cần cấp cho bể điều hòa m3/phút 0.45 4 Hệ thống sục khí : 1 ống chính, 2 ống phân phối Đường kính ống khí chính (D) mm 30 Đường kính ống phân phối (d) mm 21 Chiều dài ống phân phối m 3.8 Đường kính lỗ (dlo) mm 4 Số lỗ trên ống nhánh (N) lỗ 30 Số lỗ trên 1m chiều dài ống(n1) lỗ/m 8 5 Công suất máy nén (N) kw 0.4 4.5.5. Bể lắng đứng đợt I : a) Nhiệm vụ Để đảm bảo cho bể Aerotank hoạt động ổn định thì hàm lượng chất lơ lửng trước khi đưa vào bể Aeroten không được lớn hơn 150mg/l. Bể lắng đứng đợt I như một công trình xử lý sơ bộ góp phần làm tăng hiệu quả xử lý cho dây chuyền công nghệ. Kích thước bể lắng : Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm : Trong đó : Qsmax : Lưu lượng trung bình giây, Qsmax = 0.0042m3/s Vtt : tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm. Chọn Vtt = 30 mm/s = 0,03 m/s ( Theo: XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết ) Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng : Trong đó: v : Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, v = 0.5 ÷ 0.8(mm/s), chọn v = 0.6(mm/s) = 0.0006(m/s) ( Theo: XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết ) Diện tích bể lắng : 4) Đường kính của bể : 5) Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng : Trong đó: h2 : chiều cao lớp trung hòa, (m) h3 : chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể, (m) D : đường kính trong của bể lắng, D = 3m dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0.6m h : góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 500. Chọn h = 500 6) Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng : Trong đó: v : tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng, v = 0.0006m/s t : thời gian lắng, t = 1.5h 7) Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng : Trong đó: hbv : chiều cao bảo vệ, hbv = 0.3m Ống trung tâm : Đường kính ống trung tâm : . Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng htâm = htt = 3.24m ( Theo XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết ) Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1.35 đường kính ống trung tâm : m Đường kính tấm hắt lấy bằng 1.3 lần đường kính miệng loe: Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt theo mặt phẳng qua trục tính theo công thức : Lấy tròn L = 0.1m Trong đó: vk : tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt, vk ÷ 20mm/s, chọn vk = 20mm/s = 0.02m/s Máng thu nước ra : Đường kính máng thu nước : Chiều dài máng thu nước : Tải trọng máng thu nước m3/m dài.ngày <125 Diện tích mặt cắt ướt của dòng chảy trong máng : m2 Vm : vận tốc nước chảy trong máng, từ 0.6 ÷ 0.7m/s, chọn Vm = 0.7m/s Vậy chọn kích thước máng thu là : B * H = 0.3* 0.3 = 0.0225m2 Máng răng cưa : Chiều dài máng răng cưa : m Tải trọng thủy lực trên 1m dài của máng: m3/m.s Chọn máng răng cưa có khe hình chữ V góc đáy = 900, mỗi mét chiều dài của máng có 10 khe. Lưu lượng nước qua mỗi khe : m3/m.s Chiều cao nước qua khe : m Hiệu quả lắng của bể lắng đứng 1: Hiệu quả khử SS và BOD5 ở bể lắng đứng đợt I được tính theo công thức thực nghiệm sau: Trong đó: R : Hiệu quả lắng SS và BOD5 (%) t : thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1.5h a,b : Là hằng số thực nghiệm chọn theo bảng sau: Bảng 4.7 - Giá trị hằng số thực nghiệm a, b ở t0 ≤ 200 Chỉ tiêu a đơn vị tính (h) b Khử BOD5 Khử cặng 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 – NXB Xây Dựng Hiệu quả khử BOD5: Hiệu quả khử SS: Hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua bể lắng đứng I SS = 165.888 - (165.888* 52.63%) = 78.58 mg/l Hàm lượng BOD5 sau khi qua bể lắng đứng I BOD5 = 136.8 – (136.8* 31.25%) = 94.05mg/l Lượng bùn sinh ra từ quá trình lắng tính theo trọng lượng khô : SS đầu vào = 165.888mg/l = 0.166kg/m3 kg/ngày Thể tích bùn cặn sinh ra trong một ngày đêm : m3 Trong đó: jbùn = 1.03 : tỉ trọng của cặn lắng ở bể lắng kg/m3 : khối lượng riêng của nước Cbùn = 5% : nồng độ của cặn ở bể lắng I Bảng 4.8 - Các thông số thiết kế bể lắng đứng đợt 1 STT Các thông số Đơn vị Kích thước 1 Kích thước bể lắng Đường kính bể (D) m 3 Chiều cao phần hình nón (hn) m 1.43 Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt (dn) m 0.6 Góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang(a ) 500 Chiều cao tính toán của vùng lắng m 3.24 Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng(H) m 4.97 2 Ống trung tâm Đường kính ống trung tâm (d) m 0.42 Chiều cao của ống trung tâm (htâm) m 3.24 Đường kính miệng loe = chiều cao loe (Dloe = hloe ) m 0.57 Đường kính tấm hắt (Dhắt) m 0.74 Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt(L) m 0.074 3 Máng thu nước ra Đường kính máng thu nước (Dm) m 2.4 Chiều dài máng thu nước (Cm) m 7.54 Kích thước máng thu là : B * H m 0.3* 0.3 4.5.6. Bể Aerotank : Chức năng Nước thải từ bể lắng đứng 1 được bơm sang bể Aerotank. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính.Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới. Bùn hoạt tính trong bể Aerotank tồn tại dưới dạng bông xốp tập hợp quần thể vi khuẩn khoáng hóa có khả năng hấp thụ và oxy hóa chất bẩn hữu cơ nhờ oxy được cấp bởi hệ thống ống dẫn khí. Số lượng bùn hòa tan sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải đi vào trong bể không đủ để làm kết tủa nhanh các chất hữu cơ. Do đó phải sử dụng lại bùn tiến trình lắng xuống đáy của bể lắng đợt 2 bằng cách tuần hoàn bùn ngược lại bể Aerotank để duy trì nồng độ đủ của vi sinh vật trong bể. Bùn dư ở bể lắng 2 được xả qua bể phân hủy bùn hiếu khí. Thông số thiết kế Lưu lượng nước thải Qtbngày = 180m3/ngày đêm Lượng BOD5 đầu vào = lượng BOD5 đầu ra của bể lắng I = 94.05 mg/l Hàm lượng BOD5 đầu ra bể 94.05 – (94.05*80%) = 18.81mg/l.(Theo bảng ước tính hiệu xuất) Tỷ số hay BOD5 = 0.68COD Nhiệt độ nước thải, t = 200C Hàm lượng cặn lơ lửng sau xử lý, SS = 78.58 – (78.58*75%) = 19.65 mg/l. Trong đó 65% là cặn hữu cơ phân hủy sinh học. Tỷ lệ cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ : 0.8 (tỷ lệ MLVSS: MLSS) Nồng độ bùn hoạt tính(MLVSS) lấy theo nồng độ chất nền S0 đi vào bể khi S0 (94.05mg/l) ≤ 100 thì X ≤ 1500 mg/l, chọn X = 1500 mg/l Chế độ thủy lực của bể : khuấy trộn hoàn toàn. Tính toán bể Aerotank Bể Aerotank được tính toán thiết kế không có bể tái sinh vì giá trị BOD5 = 94.05 mg/l dẫn vào bể Aerotank bé hơn 150 mg/l. ( Theo XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết ) Tính nồng độ BOD5 hòa tan trong nước ở đầu ra theo quan hệ sau: BOD5(ra) = BOD5 hòa tan trong nước đầu ra + BOD5 của chất lơ lửng trong đầu ra. BOD5 của chất lơ lửng trong nước thải đầu ra : Phần có khả năng phân hủy sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra . Vậy BOD5 hoàn toàn của chất rắn có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra là: (1mg BOD tiêu thụ 1.42mg O2) BOD5 có trong cặn đầu ra(BOD5 có trong cặn ở bể lắng II) : mg/l BOD5 hòa tan trong nước ở đầu ra : mg/l Xác định hiệu BOD hòa tan ra khỏi bể lắng Xác định thể tích bể Aerotank : Trong đó: : Thời gian lưu bùn hoạt tính (tuổi của cặn) ngày Q : Lưu lượng trung bình ngày, Q = 180m3/ngđ Y :Hệ số sản lượng bùn, Y = 0.4 1 0.8 (mg bùn/mg BOD tiêu thụ), Y = 0.6 S0 : hàm lượng BOD5 đầu vào bể, S0 = 94.05mg/l S : hàm lượng BOD5 đầu ra sau xử lý, S = 6.468mg/l X : nồng độ chất lơ lửng dể bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính, X = 1500mg/l Kd : hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0.05ngày-1 Xác định kích thước bể : Chọn chiều sâu ngập nước của bể là 3m Chiều cao bảo vệ là 0.5m Vậy chiều cao xây dựng là : H = 3 + 0.5 = 3.5m Diện tích mặt thoáng của bể: Kích thước xây dựng của bể: L * B * H = 4 * 3.5 * 3.5 Tính toán lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày : Tốc độ tăng trưởng của bùn Lượng bùn sinh ra mỗi ngày do khử BOD5 kg/ngày Tổng lượng cặn sinh ra : kgSS/ngày Xác định lượng bùn thải bỏ : m3/ngày Trong đó: V : thể tích bể Aerotank, V = 42m3 Qr = Qv = 180m3/ngày X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể, X = 1500 mg/l : Thời gian lưu bùn hoạt tính (tuổi của cặn) ngày Ct : nồng độ chất rắn lơ lửng dể bay hơi trong chất rắn lơ lửng trong dòng bùn tuần, Ct = C*0.8=8000*0.8 = 6400 mg/l Cr : nồng độ chất rắn lơ lửng dể bay hơi trong chất rắn lơ lửng ra khỏi bể lắng, Cr = 0.8*19.65 = 15.72 mg/l Xác định tỷ số tuần hoàn : Trong đó: X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể, X = 1500 mg/l Ct : nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn, Ct = 8000 mg/l tỉ số tuần hoàn, vậy lượng bùn tuần hoàn là : m3/ngđ Xác định thời gian lưu nước của bể Aerotank : Xác định lượng oxy cấp cho bể Aerotank theo BOD kgO2/ngày Trong đó: Q = 180 m3/ngđ S0 : hàm lượng BOD5 đầu vào bể, S0 = 94.05mg/l S : hàm lượng BOD5 đầu ra sau xử lý, S = 18.81mg/l f : hệ số chuyển đổi BOD5 sang COD thường f = 0.45 1 0.68, chọn f = 0.68 Px : lượng bùn sinh ra mỗi ngày do khử BOD5 , Px = 7.743 kg/ngày Lượng oxy cần thiết trong điều kiện 200 kgO2/ngày Trong đó: C : nồng độ oxy duy trì trong bể Aerotank, C = 2mg/l Cs : nồng độ bão hào oxy trong nước ở 200C, Cs = 9.08mg/l h : hệ số hiệu chỉnh oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, kích thước bể. Chọn h = 0.8 Lượng không khí cần cung cấp cho bể Aerotank : Chọn thiết bị làm thoáng tạo các bọt khí kích thước trung bình. m3/ngày =75.6m3/h Trong đó: : hệ số an toàn, 1.5 1 2. Chọn = 2 OCt = 13.97kgO2/ngày OU : công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị bọt khí trung bình tính theo gram oxy hòa tan cho 1 m3 không khí. Ou : công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị bọt khí trung bình tính theo gram oxy hòa tan cho 1 m3 không khí, ở độ ngập h = 1m. Chiều sâu ngập nước của thiết bị h = 2.8m (Theo bảng 7-2 Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS. Trịnh Xuân Lai). Nước thải h = 0.8, T = 200C, ở điều kiện tối ưu. Chọn Ou = 5.5gO2/m3.m Bố trí hệ thống sục khí Đĩa có màng xốp bố trí cách đều nhau trên toàn diện tích đáy bể Đường kính ống chính . Vậy D = 52mm v : tốc độ chuyển động của không khí trong ống phân phối,v = 10 – 15m/s chọn v = 10m/s Sử dụng đĩa có đường kính D =150mm; lưu lượng riêng của không khí đối với đĩa, q = 100 4 200 l/phút, chọn q = 100 l/phút Số đĩa phân phối trong bể đĩa. Chọn N =14 đĩa Đường kính ống nhánh: .Chọn Dn=38mm Các ống nhánh được phân phối đều và dọc theo chiều dài bể . Chọn 2 ống nhánh, mỗi ống nhánh có 7 đĩa phân phối. Công suất máy khí nén Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén Trong đó: hd : tổn thất áp lực theo chiều dài trên đường ống (m) hc : tổn thất qua thiết bị phân phối (m) hf : tổn thất cục bộ của ống phân phân phối khí, hf ≤ 0.5(m), chọn hf = 0.5(m) Tổng tổn thất hd, hc ≤ 0.4(m), chọn hd + hc = 0.4(m) H : chiều sâu lớp nước trong bể H = 3m Công suất máy khí nén Trong đó: q : lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/h), q = 83.16m3/h hiệu suất máy khí nén, chọn , (80%) p : áp lực khí nén (atm) Công suất thực tế N = 0.953* 1.2 = 1.144kw (chọn N = 1.5HP) Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aerotank Tỉ lệ BOD5 trong nước thải và bùn hoạt tính (mgBOD5 /mg bùn) mgBOD5/mg bùn > 0.2 Tỉ số nằm trong khoảng cho phép 0.2 ÷ 1 Tải trọng thiết kế kgBOD5 /m3ngày > 0.32 Bảng 4.9 - Giá trị điển hình của các thông số thiết kế bể Aerotank ngày F/M (gBOD5/g bùn hoạt tính) Tải trọng BOD5 trên một đơn vị thể tích kgBOD5/m3ngày Nồng đọ bùn hoạt tính trong bể X (mg/l) (giờ) Tỷ lệ tuần hoàn 3 -15 0.2 - 0.6 0.32 - 0.64 1000 -3000 4 - 8 0.25 - 0.75 Nguồn: TS.Trịnh Xuân Lai – 2000 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – NXB Xây Dựng Bảng 4.10 - Các thông số thiết kế bể Aerotank STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài bể (L) m 4 2 Chiều rộng bể (B) m 3.5 3 Chiều cao xây dựng bể (H) m 3.5 4 Thời gian lưu nước() giờ 5.6 5 Đường kính ống khí chính(D) mm 52 6 Đường kính ống nhánh(Dn) mm 38 7 Số đĩa phân phối khí(N) đĩa 14 8 Công suất máy khí nén kw 1.144 4.5.7. Bể lắng đứng đợt 2 : Nhiệm vụ : Dùng để giữ những tạp chất thô không hòa tan trong nước thải. Những tạp chất thô ở đây chủ yếu là những tạp chất dạng hữu cơ để làm trong nước thải. Hỗn hợp nước bùn từ Aerotank đến bể lắng đợt 2. Bùn hoạt tính chủ yếu được lắng ở đây. Bể lắng đứng đợt 2 về cấu tạo không có gì khác so với bể lắng đứng đợt 1. Kích thước bể lắng : Thể tích phần công tác của bể lắng : Trong đó: Qhmax : lưu lượng giơ lớn nhất, Qhmax = 15m3/h t : thời gian lưu nước, t = 2h 2) Chiều cao công tác của bể lắng : Trong đó: v : vận tốc của dòng nước dâng lên trong bể lắng, v = 0.0005m/s t : thời gian lưu nước, t = 1.5 – 2h, chọn t = 2h = 7200s 3) Diện tích công tác của bể lắng : Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm : Trong đó : Qsmax : Lưu lượng giây lớn nhất, Qsmax = 0.0042m3/s Vtt : tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm. Chọn Vtt = 30 mm/s = 0,03 m/s Diện tích bể lắng = diện tích công tác + diện tích ống trung tâm : Đường kính bể lắng đứng : Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng : m Trong đó: h2 : chiều cao lớp trung hòa, (m) h3 : chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể, (m) Dbe : đường kính trong của bể lắng, Dbe =3.3m dn : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0.6m a : góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, lấy không nhỏ hơn 500. Chọn a = 500 Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là : hbv : chiều cao bảo vệ (khoảng cách từ mực nước đến thành bể, hbv = 0.3m) Tải trọng bề mặt của bể : m3/m2 ngày Vận tốc dòng nước đi lên trong bể : m/s (thỏa so với điều kiện đã chọn) Tải trọng bùn : kg/m2.h g/m3 Sau bể Aerotank tải trọng bùn 3.9 ÷ 5.85kg/m2.h ( Theo Bảng 9-1 Chỉ tiêu thiết kế bể lắng đợt 2 - Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS. Trịnh Xuân Lai) Ống trung tâm : 1) Đường kính ống trung tâm : Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1.35 đường kính ống trung tâm : Đường kính tấm hắt lấy bằng 1.3 lần đường kính miệng loe : Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao công tác của vùng lắng Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt theo mặt phẳng qua trục tính theo công thức : Trong đó: vk : tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tân và bề mặt tấm hắt, vk ≤ 20mm/s, chọn vk = 20mm/s = 0.02m/s Máng thu nước ra : 1) Đường kính máng thu nước : 2) Chiều dài máng thu nước : 3) Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng : m3/m dài.ngày < 125 4) Tải trọng thu nước trên một m dài của máng : l/m.s b < 1.5 l/m.s (thỏa điều kiện) 5) Diện tích mặt cắt ướt của dòng chảy trong máng : m2 Vm : vận tốc nước chảy trong máng, thường 0.6 ÷ 0.7m/s, chọn Vm = 0.7m/s Vậy chọn kích thước máng thu là : B * H = 0.3* 0.3 = 0.09m2 Máng răng cưa : Chiều dài máng răng cưa : m Tải trọng thủy lực trên 1m dài của máng: m3/m.s Chọn máng răng cưa có khe hình chữ V góc đáy = 900, mỗi mét chiều dài của máng có 10 khe. Lưu lượng nước qua mỗi khe : m3/m.s Chiều cao nước qua khe : m Bảng 4.11 - Các thông số thiết kế bể lắng đợt 2 STT Các thông số Đơn vị Số liệu 1 Kích thước bể lắng Đường kính bể (Dbe) m 3.3 Chiều cao phần hình nón (hn) m 1.6 Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt (dn) m 0.6 Góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang(a ) 500 Chiều cao tính toán của vùng lắng m 3.6 Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng(H) m 5.5 2 Ống trung tâm Đường kính ống trung tâm (d) m 0.42 Chiều cao của ống trung tâm (htâm) m 3.6 Đường kính miệng loe = chiều cao loe (Dloe = hloe ) m 0.57 Đường kính tấm hắt (Dhắt) m 0.74 Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của bề mặt tấm hắt(L) m 0.064 3 Máng thu nước ra Đường kính máng thu nước (Dm) m 2.64 Chiều dài máng thu nước (Cm) m 8.3 Kích thước máng thu là : B * H m 0.3* 0.3 Thiết bị lọc áp lực : Giả sử chọn thiết bị lọc áp lực hai lớp (1) Than Anthracite và (2) Cát thạch anh. Chọn : Chiều cao lớp cát h1 = 0.3m có đường kính hiệu quả de = 0.5mm, U = 1.6 Chiều cao lớp than h2 = 0.5m, đường kính hiệu quả de = 1.2mm, U = 1.5 Tốc độ lọc v = 9m/h, số bồn lọc là 2, 1 cái hoạt động, 1 cái dự phòng. (Theo bảng 9-13 XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết) 1) Diện tích bề mặt thiết bị lọc : 2) Đường kính thiết bị lọc áp lực : m. Dbe = 1m 3) Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phểu thu nước rửa : Trong đó: HVL : chiều cao lớp vật liệu lọc e : độ giản nở lớp vật liệu lọc khi rửa ngược, e = 0.25 ÷ 0.5 4) Chiều cao tổng cộng thiết bị lọc áp lực : Trong đó: hbv : chiều cao an toàn hbv = 0.25m hthu : chiều cao phần thu nước (tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể) 5) Dựa vào đường kính hiệu quả của cát và than anthracite có thể chọn tốc độ rửa nước vnước = 0.35m3/m2.phút và tốc độ khí là 1.0m3/m2.phút : ( Theo bảng 9-14 XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình - Lâm Minh Triết ) Rửa ngược chia làm ba giai đoạn: rửa khí có tốc độ vkhí = 1.0m3/m2.phút trong thời gian t = 1÷ 2 phút ; rửa khí và nước trong thời gian t = 4 ÷ 5 phút ; rửa ngược bằng nước trong khoảng thời gian t = 4 ÷ 5 phút với tốc độ rửa vnước = 0.35m3/m2.phút 6) Lượng nước cần thiết để rửa ngược cho 1 thiết bị lọc trong 10 phút : m3 Chọn thể tích bể chứa nước sạch để rửa lọc trong 10 phút Wn = 3m3. Kích thước bể : H x B x L = 2 x 1 x 1.5 7) Lưu lượng bơm rửa ngược : m3/h = 0.005m3/s 8) Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc : Đường kính ống chính dẫn nước rửa ngược : m2 Chọn D = 65mm Trong đó : V = 1.5 – 2m/s ( lấy theo qui phạm ) F : diện tích tiết diện ngang của ống Số ống nhánh của một bồn lọc : Chọn khoảng cách giữa các ống nhánh là 0.25m (quy phạm từ 0.25 - 0.3m ) . Lấy m = 4ống Lưu lượng nước rửa lọc chảy trong mỗi ống nhánh là : Đường kính ống nhánh là: qn = V * F ĩ 0.00125 = 1.5 * F m Suy ra dn = 34mm Tổng diện tích lỗ = 35% diện tích tiết diện ngang của ống chính (quy phạm 30 ÷ 35%) Þ tổng diện tích lỗ là : Slỗ = 0.35 * 0.0033 = 0.001155 m2 Chọn lỗ có đường kính 10mm (quy phạm 10-12mm).Diện tích một lỗ: Tổng số lỗ là : lỗ. Chọn no = 16 lỗ Số lỗ trên mỗi ống nhánh : lỗ Bố trí lỗ: trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le nhau, hướng xuống phía dưới và nghiêng 1 góc 450 so với mặt phẳng nằm ngang. Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh là 6/2 = 3 lỗ 9) Lưu lượng máy thổi khí : m3/h = 0.014m3/s Đường kính ống dẫn khí chính : . Chọn Dkhí = 34mm Lấy tốc độ khí trong ống dẫn chính là 15m/s (quy phạm 15- 20m/s) Số ống khí nhánh lấy bằng số ống nước nhánh = 4 Lưu lượng khí trong 1 ống nhánh : Đường kính ống dẫn khí nhánh : m. Chọn dkhí = 18mm Diện tích tiết diện ngang ống khí chính là : m2 Tổng diện tích lỗ lấy bằng 40% diện tích tiết diện ngang ống khí chính (Quy phạm = 35 ÷ 40%) S lỗ khí = 0.4 x 0.0009 = 0.00036 m² Chọn đường kính lỗ khí là 3mm (Quy phạm 2 ÷ 5mm) Þ diện tích một lỗ khí là : Tổng số lỗ khí : lỗ. Chọn n0 = 56 lỗ Số lỗ trên 1 ống khí nhánh : lỗ Bố trí lỗ : số lỗ trên 1 hàng là 14/2 lỗ, đặt 2 hàng so le nhau và nghiêng 1 góc 450 so với trục thẳng đứng của ống. 10) Phểu thu nước rửa lọc : Bồn có đường kính 1m, chọn mỗi bồn bố trí 2 phễu thu nước rửa lọc, khoảng cách giữa hai phễu thu 0.5 m (quy phạm X 2.2m ) Đường kính phễu thu nước rửa lọc : Dp = 200mm Chọn chiều cao phễu thu Hp = 100mm Đường kính nhỏ phía dưới phễu thu : dn = 100mm 11) Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch (đầu chu kỳ lọc) được xác định theo công thức của Hazen : Trong đó: C : hệ số nén ép, C = 600 ÷ 1200 tùy thuộc vào tính đồng nhất và sạch t0 : nhiệt độ nước,t = 200C d10 : đường kính hiệu quả, mm Vh : tốc độ lọc, m/ngày L : chiều dày lớp vật liệu lọc, m a) Đối với lớp lọc cát : m b) Đối với lớp lọc anthracite : m c) Tổng tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc : m Công suất máy khí nén : Tổng tổn thất áp lực qua 2 lớp vật liệu lọc hc = 0.257m Tổn thất áp lực theo chiều dài trên đường ống hd, mà hd, hc ≤ 0.4m, chọn hd + hc = 0.4m Tổn thất cục bộ của ống phân phân phối khí, chọn hf = 0.5m Lưu lượng máy thổi khí Qkhí = 49.98m3/h Công suất máy khí nén là N = 0.53kw (chọn N = 1HP) 12) Sau thiết bị lọc áp lực hàm lượng cặn lơ lửng SS còn lại Ce = 5mg/l, tương ứng với BOD5 của cặn lơ lửng : BOD5 cặn lơ lửng = 5*0.65*1.42*0.68 = 3mg/l Tổng BOD5 sau bể lọc áp lực : BOD5 sau xử lý = BOD5 cặn lơ lửng + BOD5 hòa tan = 3 + 6.468 = 9.468mg/l Bảng 4.12 - Các thông số thiết kế thiết bị lọc áp lực STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều cao lớp cát (h1) m 0.3 2 Chiều cao lớp than (h2 ) m 0.5 3 Đường kính thiết bị lọc áp lực (D) m 1 4 Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phểu thu nước rửa (h) m 0.65 5 Chiều cao phần thu nước tính từ mặt chụp lọc đến đáy bể (hthu) m 0.3 6 Chiều cao an toàn (hbv) m 0.25 7 Chiều cao tổng cộng bể lọc áp lực(H) m 2 8 Lượng nước để rửa ngược trong 10 phút m3 3 9 Công suất máy khí nén kw 0.53 Bể chứa trung gian : a) Nhiệm vụ : Bể chứa trung gian được thiết kế sau bể lắng đợt II. Nhiệm vụ của bể chứa trung gian là là chứa nước tạm thời để bơm lên thiết lọc áp lực. b) Tính toán : Với lưu lượng Qmaxh = 15m3/h, thời gian rửa lọc thiết bị lọc áp lực cũng chính là thời gian lưu nước, t = 10 phút = 0.17h. Thể tích bể chứa : m3 Cấu tạo : H x B x L = 2 x 1 x 1.5 4.5.10. Mương khử trùng : a) Nhiệm vụ : Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 - 106 vi khuẩn trong 1ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải bệnh viện đều là vi khuẩn gây bệnh. Nếu xả nước thải ra nguồn tiếp nhận thì khả năng lan truyền bệnh là rất lớn, do đó phải có biện pháp tiệt trùng. Biện pháp tiệt trùng nước thải là dùng hợp chất chlorine ở dạng bột calcium hypochloride Ca(OCl)2 với hàm lượng A = 3-15mg/l b) Tính toán : Lượng Clo hoạt tính cần dùng trong một ngày: g/ngày = 1.44kg/ngày Hàm lượng Clo hoạt tính trong Ca(OCl)2 là 30%, đã tính đến tổn thất bảo quản. Vậy lượng Ca(OCl)2 cần dùng trong một ngày : kg/ngày Thể tích hữu ích của bồn pha hoá chất Trong đó: t : Thời gian giữa hai lần pha hoá chất, chọn t = 3ngày b: nồng độ Clorine cần thiết trong thùng pha trộn, b = 20% Thể tích thực bồn pha hóa chất cần dùng (phần thể tích bồn dự phòng lấy bằng 15% dung tích hữu ích) Vt = (1 + 0,15)* Vbồn = (1 + 0,15)* 72 = 82.8 (lít) Sử dụng 2 bồn luân phiên nhau trong quá trình họat động mỗi bồn có thể tích 83lít, bằng Inox có bán trên thị trường. Thể tích bể : Trong đó: t : thời gian lưu nước trong bể, t = 30 phút Kích thước bể : Chọn chiều cao làm việc H = 1m, chiều cao bảo vệ 0.5m L* B = 3* 1.25(m) Thể tích thực của bể Chiều dài vách ngăn : Chọn 2 vách ngăn chảy ziczac, bề dày mỗi vách ngăn 10cm. Khoảng cách giữa 2 vách ngăn là 1m. Bảng 4.13 - Các thông số thiết kế mương khử trùng STT Tên thông số Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài mương khử trùng (L) m 3 2 Chiều rộng mương khử trùng (B) m 1.25 3 Chiều cao mương khử trùng (H) m 1.5 4 Thời gian lưu nước phút 30 5 Chiều dài vách ngăn(l) m 0.84 6 Lượng Ca(OCl)2 cần dùng kg/ngày 4.8 4.5.11. Bể nén bùn : SS = 180mg/l = 0.18kg/m3 BOD5 = 160mg/l = 0.16kg/m3 Qua bể lắng 1, lượng BOD5 giảm : ; 1) Cặn của bể lắng đợt 1: kg/ngày = 0.0171T/ngày Cặn của bể lắng đợt 2: G2 = tổng cặn – G1 kg/ngày = 0.01751T/ngày Lượng cặn đưa vào bể nén bùn : G = G1 + G2 = 17.05 + 17.51 = 34.56kg/ngày Thể tích cặn đưa vào bể nén bùn mỗi ngày: m3/ngày Trong đó: d : tỷ trọng của cặn sau nén, d = 1.005 C : nồng độ cặn, C = 1% ( Theo Giáo trình TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NXB Xây dựng – TS. Trịnh Xuân Lai ) Thể tích cặn lưu trong bể nén bùn trong 10 ngày: m3 Trong đó: t : thời gian lưu bùn, chọn t = 10 ngày (t = 0.5 1 20 ngày) Kích thước bể nén bùn : Chọn chiều cao bùn nén hb = 4m Diện tích hồ chứa bùn cần : m2 Suy ra : B x L = 2.5 x 3.5 Chọn chiều cao lắng (lớp nước trên mặt bùn), hl = 1m Thể tích phần lắng : m3 Thời gian lưu nước để lắng : ngày Chiều cao bể nén bùn : m Trong đó: h0 : chiều cao dự trữ, h0 = 0.2m Thể tích hữu ích của bể : m3 Tải trọng bùn trên một đơn vị thể tích bể : (kg/m3.ngày) 4.5.12. Bể ổn định bùn : Lưu giữ bùn trước khi xe tải đến thu gom. Thêm vôi để khử mùi Chọn thời gian lưu giữ bùn là 10 ngày m3 Chọn kích thước bể : H x B x L = 4 x 3 x 3 4.5.13. Tính toán các công trình phụ: 1) Đường ống dẫn nước thải trong dây chuyền công nghệ : Vậy chọn ống dẫn nước thải bằng nựa PVC F = 90mm 2) Bơm nước thải : Bơm nước thải từ bể tiếp nhận đến bể điều hòa D = 90mm V = 0.8m/s Q = 180m3/ngày đêm = 0.0021m3/s Áp lực toàn phần : H = H3 + H tổn thất Trong đó: H3 : độ cao địa hình từ mực nước ở bể tiếp nhận đến mực nước của bể điều hòa, H3 = 1.5m. H tổn thất : tổng tổn thất áp lực qua đường ống và bơm, bao gồm tổn thất dọc đường trên đường ống và tổn thất cục bộ. ( Theo Giáo trình XỬ LÝ NƯỚC CẤP – TS Trịnh Xuân Lai ). Tổn thất dọc đường trên đường ống : hdđ = Trong đó: l : chiều dài đường ống, l = 7m D : đường kính ống, D = 90mm v : vận tốc nước trong ống, v = 0.8 m/s g : gia tốc trọng trường : hệ số tổn thất dọc đường Tính : Re = : dộ nhớt động học Ta thấy : Re > 104 Chế độ chảy rối thành nhám thủy lực, nên ta có hệ số tổn thất dọc đường ( Theo Giáo trình CƠ LƯU CHẤT – Antersun ): : độ nhám tuyệt đối, = 0.2 ( ống PVC ) Suy ra: hdđ = m Tổn thất cục bộ : hcb = : tổng hệ số tổn thất Ống hút máy bơm : = 5.5(có gắn van 1 chiều) Đầu ra của ống đẩy : = 1 Van 1 chiều : = 2.5 Khủy cong 90o : = 0.29 4 cái Cửa vào bể lắng : = 1 Cửa ra ( thu hẹp đột ngột ) : = 0.5 = 11.66 hcb = = 0.38 (m) H tổn thất = hdđ + hcb = 0.25 + 0.38 = 0.63 (m) Vậy H = 1.5 + 0.63 = 2.13 (m) Suy ra công suất N = 1HP. Tương tự tính được bơm cho các công trình khác : Bơm nước thải từ bể chứa trung gian sang bể lọc áp lực với N = 1HP Bơm nước thải từ bể điều hòa sang bể lắng I với N = 1HP Bơm nước rửa lọc từ bể chứa nước sạch vào thiết bị lọc áp lực,N = 1HP 3) Bơm bùn : Bơm bùn tuần hoàn từ bể lắng II đến bể Aerotank với N = 1.5HP Bơm bùn từ bể nén bùn sang bể ổn định bùn với N = 1.5HP. Bơm bùn từ bể lắng I, II sang bể nén bùn với N = 1.5HP 4.6. Chi phí đầu tư xây dựng : 4.6.1. Chi phí xây dựng : Bảng 4.14 – Chi phí xây dựng STT Tên công trình Đơn vị Số lượng Đơn giá (VND) Thành tiền (VND) 1 Song chắn rác m3 0.32 2,200,000 704,000 2 Bể tiếp nhận nước thải m3 3.13 2,200,000 6,886,000 3 Bể điều hòa m3 11.1 -nt- 24,420,000 4 Bể lắng đứng 1 m3 4 -nt- 8,800,000 5 Bể Aerotank m3 13.3 -nt- 29,260,000 6 Bể lắng đứng 2 m3 4.9 -nt- 10,780,000 7 Bể chứa trung gian m3 2.3 -nt- 5,060,000 9 Mương khử trùng m3 3.3 -nt- 7,260,000 10 Bể nén bùn m3 14.16 -nt- 31,152,000 11 Bể ổn định bùn m3 10.8 -nt- 23,760,000 12 Bể chứa nước sạch m3 2.3 -nt- 5,060,000 Tổng cộng (A) 153,142,000 4.6.2. Chi phí thiết bị : Bảng 4.15 – Chi phí thiết bị STT Thiết bị Đơn vị Số lượng Đơn giá (VND) Thành tiền (VND) 1 Lưới chắn rác cái 1 1,000,000 10,000,000 2 Bơm hóa chất cái 1 10,000,000 10,000,000 3 Thùng đựng hóa chất bằng nhựa cái 2 20,000,000 40,000,000 5 Máy bơm nước thải bộ 4 15,000,000 60,000,000 6 Máy bơm bùn bộ 4 20,000,000 80,000,000 7 Máy nén khí 1HP bộ 2 6,000,000 12,000,000 8 Máy nén khí 1.5HP bộ 1 10,000,000 10,000,000 9 Đĩa phân phối khí cái 14 80,000 1,120,000 10 Tủ điều khiển 1 30,000,000 30,000,000 11 Van + phụ tùng + đường ống kỹ thuật 15,000,000 12 Máng thu nước 2,000,000 13 Thiết bị lọc áp lực bồn 2 35,000,000 70,000,000 Tổng cộng (B) 280,120,000 4.6.3. Chi phí khác : Bảng 4.16 – Chi phí khác STT Chi phí Ký hiệu Cách tính Thành tiền 1 Chi phí thiết kế A1 2.1%(A+B)1.1 5,301,000 2 Chi phí phân tích và khảo sát mẫu 3,000,000 3 Chi phí lập thuyết minh và chọn phương án xử lý 10%A1 22,949,000 4 Chi phí chuyển giao công nghệ 3.5%(A+B) 8,032,000 Tổng cộng (C) 39,282,000 4.6.4. Chi phí tận dụng những thiết bị của công trình cũ : Bảng 4.17 – Chi phí tận dụng STT Thiết bị Đơn vị Số lượng Thành tiền 1 Lưới lọc rác cái 1 1,000,000 2 Máy nén khí bộ 2 16,000,000 3 Đĩa phân phối khí cái 8 640,000 4 Bơm hóa chất cái 1 10,000,000 5 Bình đựng hóa chất cái 1 20,000 6 Ống uPVC + phụ kiện 2,000,000 Tổng cộng (D) 29,660,000 Vậy tổng kinh phí đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải là : A + B + C – D = 442,884,000 (VND) 4.7. Chi phí quản lý vận hành : 4.7.1. Chi phí hóa chất : - Lượng Ca(OCl)2 nguyên chất cần sử dụng : 4.8kg/ngày Chi phí hóa chất = 4.8 30,000 = 144,000(VND/ngày) ( 1 kg Ca(OCl)2 : 30,000 VND ) Chi phí hóa chất tính trên 1m3 nước thải : (VND/m3) 4.7.2. Chi phí điện năng : Bảng 4.18 – Chi phí điện năng STT Thiết bị Công suất tiêu thụ (KW) Thời gian làm việc (h/ngày) Điện năng tiêu thụ 1 Bơm nước thải 1.865 12 22.38 2 Bơm bùn 0.746 3 2.238 3 Bơm hóa chất 0.05 24 1.2 4 Máy nén khí 2.074 24 49.776 Tổng điện năng tiêu thụ trong 1 ngày (KWh/ngày) 75.594 Chi phí điện cho 1 ngày (VND/ngày)(1 KWh : 890VND) 67,278VND Chi phí điện VND/ 1m3 nước thải 400VND 4.7.3. Chi phí nhân công : Mỗi ngày chỉ cần trực ở hệ thống xử lý nước thải 2 giờ Công nhân vận hành : 450,000 VND/tháng Tổng cộng : 450,000 VND/tháng = 15,000 VND/ngày = 750 VND/m3 nước thải. 4.8. Chi phí xử lý nước thải : - Khấu hao công trình trong 15 năm, lãi suất 8%/năm. Vậy chi phí xử lý cho 1m3 nước thải là: VND/m3 - Chi phí xử lý cho 1m3 nước thải không kể đến chi phí đầu tư xây dựng công trình ( chi phí mỗi ngày phải trả để xử lý 1m3 nước thải ) là : 800 + 400 + 750 = 1,950 VND /m3 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận : Môi trường đang là vấn đề ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Việc xả các chất ô nhiễm như nước thải ra môi trường có ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái trên trái đất. Do vậy, Chính Phủ các nước đều ban hành Luật và các quy định về việc hạn chế xả thải của tất cả các ngành nói chung và ngành Y tế nói riêng. Theo đề nghị của Sở Y tế TP.HCM tại công văn số 4991/SYT – KHTH ngày 16/8/2006, kinh phí thực hiện chương trình đầu tư hệ thống xử lý nước thải cho các bệnh viện ở Thành phố là 62.20 tỷ đồng gồm : đầu tư xây dựng 19 hệ thống xử lý nước thải tại 12 bệnh viện, 1 viện, 3 trung tâm không giường bệnh, 3 trung tâm y tế; sữa chữa, nâng cấp 14 hệ thống xử lý nước thải tại 10 bệnh viện, 1 khu điều trị, 3 trung tâm y tế; bảo trì hệ thống xử lý nước thải cho 58 cơ sở khám chữa bệnh. Đề nghị này đã được Sở Tài nguyên Môi trường thông qua và trình lên Ủy Ban Nhân Dân TP.HCM. Điều đó chứng tỏ vấn đề xử lý nước thải Y tế, bảo vệ môi trường đang rất được Nhà Nước quan tâm giải quyết. Hệ thống xử lý nước thải hiện thời của Bệnh viện 115 hoạt động không tốt, bơm hóa chất định lượng đã hư, bể sinh học hiếu khí và lắng 2 không có bùn hoạt tính, công nghệ xử lý chưa phù hợp do không có thiết bị lọc áp lực, không thể đáp ứng được yêu cầu tiêu chuẩn xả thải hiện hành. Vì vậy, việc thiết kế một hệ thống xử lý nước thải mới cho bệnh viện là một yêu cầu hết sức cần thiết. Đề tài được thực hiện với mục tiêu tính toán thiết kế một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả cho bệnh viện 115. Qua quá trình nghiên cứu, mô hình xử lý nước thải cải tạo đề xuất là sử dụng phương pháp sinh học hiếu khí và thiết bị lọc áp lực với kinh phí xây dựng dưới 450 triệu đồng, một chi phí đầu tư thỏa đáng cho một hệ thống xử lý triệt để phù hợp với tình hình chung hiện nay. Do đó, phương án xây dựng lại một hệ thống xử lý nước thải mới cho Bệnh viện 115 với những công nghệ được đề xuất là một biện pháp khả thi và có thể làm cơ sở tham khảo để các bệnh viện khác đầu tư xây dựng, nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường, sức khỏe cộng đồng và đạt yêu cầu xả thải. Kiến nghị : - Bệnh viện 115 nằm xen lẫn với các hộ dân cư, nếu lượng nước thải không được xử lý thích hợp, nó sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường sống của người dân một cách nghiêm trọng. Chính vì yêu cầu cấp bách đó, Bện viện 115 cần sớm triển khai xây dựng một hệ thống xử lý nước thải mới hiệu quả hơn. - Do lưu lượng 180m3/ngày đêm nên trong công nghê đề xuất có công trình bể nén bùn và hút bỏ bùn định kỳ thông qua công ty môi trương đô thị Thành phố . Nếu sau này lượng nước thải của bệnh viện lớn thì nên thay công trình trên bằng công trình bể phân hủy bùn hiếu khí. Vì công trình này ít gây mùi hôi, khả năng lắng bùn cao rất phù hợp với yêu cầu vệ sinh của bệnh viện. - Hướng dẫn, giảng giải cho công nhân vận hành về cấu tạo, chức năng của từng công trình đơn vị, kỹ thuật quản lý, khắc phục sự cố và an toàn lao động. - Cần xây dựng rào ngăn xung quanh khu vực xử lý nước thải để tránh những rủi ro cho các bệnh nhân nhi. - Kiểm tra chất lượng nước thải đầu ra cũng như đại tu, bảo dưỡng các thiết bị định kì mỗi năm.