Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngà

khí vào bể điều hòa. Chọn hệ thống cấp khí bằng ống sắt tráng kẽm gồm 1 ống dẫn khí chính và 4 ống nhánh để cung cấp khí cho bể điều hòa Lượng khí qua mỗi ống nhánh sm Q q kkkhí /81,65 4 25,263 4 3 - Đường kính ống nhánh dẫn khí vk : vận tốc khí trong ống nhánh, vk = 10 ÷ 15 m/s, chọn vk = 12 m/s md 044,0 360012 81,654 Chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, có đường kính  49 mm - Cường độ sục khí trên 1 m chiều dài ống mhm L q q khí ./06,5 13 81,65 3 với L : chiều dài ống khí tối đa Sử dụng đĩa phân phối khí dạng tròn có đục lỗ để cung cấp khí liên tục cho bể, với mỗi ống nhánh ta bố trí 10 đĩa phân phối khí. V.3.6. 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 í4 kh k q d v Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 49 - Áp lực không khí P = = = 1,47 atm - Công suất máy thổi khí Với G : Trọng lượng dòng không khí (kg/s), skgOG K /0492,0041,02,1 R : Hằng số khí, đối với không khí R = 8,314 kJ/kmol0K T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào ( 0 K) = 273 + 35 = 308 0 K P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào = 1 atm P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí ra = 1 + = 1 + = 1,47 atm n = (k-1)/k = 0,283 29,7 : hệ số chuyển đổi : hiệu suất máy, = 0,7 kwN 52,21 1 47,1 7,0283,07,29 308314,80492,0 283,0 Chọn 2 máy nén khí, mỗi máy công suất 5Hp hoạt động luân phiên. Hàm lượng SS, COD và BOD5 của nước thải sau khi qua bể điều hòa giảm 5%, còn lại: lmgCODCOD lmgBODBOD lmgSSSS v trc trc /38095,0400%95 /22895,0240%95 /64,20095,02,211%95 55 0,283 1 2 1 1 29,7 G R T P N n P Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 50 Bảng 5.4. Thông số tính toán thiết kế bể điều hòa Thông số thiết kế Giá trị Đơn vị Chiều dài bể 13000 mm Chiều rộng bể 5000 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 vào và ra 90 mm Đường kính ống khí chính 110 mm Số ống khí nhánh 4 Ống Đường kính ống khí nhánh 49 mm Số đĩa trên 1 ống nhánh 10 đĩa Số máy thổi khí 2 Cái Công suất 1 máy thổi khí 5 Hp V.4. BỂ AEROTANK V.4.1. Chức năng Nước thải sau khi qua bể lắng và phân hủy bùn có chứa các chất hoà tan là các chất lơ lửng đi vào bể phản ứng hiếu khí (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 hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoà 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 II 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 II được xả qua bể nén bùn. V.4.2. Thông số thiết kế - Lưu lượng nước thải Qtb = 1.000m 3/ngày đêm = 41,67 m3/h - Lượng BOD đầu vào = lượng BOD đầu ra của bể điều hòa : La= 228 mg/l Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 51 - Tỉ số BOD5/COD = 0.68 - Nhiệt độ nước thải 270C. - Hàm lượng chất rắn lơ lửng dẫn vào bể Aerotank C3 = 200,64 mg/l - Hàm lượng BOD5 trong nước thải cần đạt sau khi xử lý: Lt =30 mg/l - Hàm lượng cặn lơ lửng (SS) trong nước thải sau khi xử lý: Cs= 50 mg/l. Giả sử rằng cặn lơ lửng trong nước thải đầu ra là chất rắn sinh học (bùn hoạt tính), trong đó có 80% là chất dễ bay hơi và 60% là chất có thể phân huỷ sinh học. - Lượng cặn bay hơi ra khỏi bể lắng là 80% độ tro là 20%. - Chế độ xáo trộn hoàn toàn. V.4.3. Tính toán bể Aerotank V.4.3.1. Xác định nồng độ BOD5 của nước thải đầu và đầu ra của bể Aerotank: BOD5v = BOD5 điều hòa ra = 228 mg/l BOD5r = 30 mg/l (QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A) Tính nồng độ hoà tan trong nước thải đầu ra theo quan hệ sau: BOD5r = BOD5 hoà tan nước đầu vào + BOD5 của chất lơ lửng đầu ra. + BOD5 chất lơ lửng trong nước thải đầu ra tính như sau:  Phần có khả năng phân huỷ sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là: 0.6*50 = 30 mg/l;  BOD hoà tan của chất rắn có khả năng phân huỷ sinh học ở đầu ra là: 30 mg/l * 1.42 mg O2 tiêu thụ/ mg tế bào bị Oxy hoá = 42.6 mg/l; (Lượng BOD5 bị oxy hoá chuyển thành cặn tăng lên 1.42 lần, 1 mg BOD5 tiêu thụ 1.42 mgO2) ( T.S Trịnh Xuân Lai- Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải) BOD của chất lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra BOD5ll = 42.6 x 0,68 = 28,968 mg/l 30 mg/l = BOD5 ht +28,968 mg/l BOD5 ht = 30-28,968 = 1,032 mg/l (Lâm Minh Triết - Xử Lý Nước Thải Đô Thị Và Công Nghiệp Tính Toán Và Thiết Kế Công Trình ) - Xác định hiệu quả xử lý E 100* 5 55 v ht v BOD BODBOD E Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 52 - Hiệu quả xử lý theo BOD5 hoà tan %55,99100* 228 032,1228 E - Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng 100* 228 30228 E 86.84% V.4.3.2. Thể tích làm việc của bể Thể tích bể Aerotank được xác định theo công thức: 30 297 )1006,01(2000 )30228(86,01000 )1( )( m KX SSYQ W cd rac ng tb Trong đó: : Thời gian lưu bùn đối với nước thải sinh hoạt, = 5-15 ngày. Chọn = 8 ngày; Qtb ng : Lưu lượng trung bình ngày, Q = 1000 m3/ng.đ; Y : Hệ số sản lượng bùn, Y = 0,4-0,8 mg VSS/mgBOD5. Chọn Y = 0,6 mg VSS/mgBOD5; X : Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính. Đối với nước thải sinh hoạt có thể lấy X=2000 mg/l ; Kd : Hệ số phân huỷ nội bào. Kd = 0,06 ngày -1 (Lâm Minh Triết, nnc – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán thiết kế công trình, NXB ĐHQG Tp HCM, 2006, trang 144) Thời gian lưu nước của bể: 24* 1000 297 24* ng tbQ 7,128 giờ = 0,297 ngày V.4.3.3. Xác định kích thƣớc của bể Aerotank * Chiều cao xây dựng của bể Aerotank Hxd = H + hbv = 4 + 0.5 = 4.5 m Với: hbv : Chiều cao bảo vệ của bể, chọn hbv = 0.5m c c c Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 53 H : Chiều cao hữu ích của bể, chọn H = 4m Diện tích mặt thoáng của bể 4 297 * nH W F 74,25 m 2 Trong đó: n: Số đơn nguyên, chọn n=1 W: Thể tích bể Aerotank H : Chiều cao hữu ích của bể Aerotank, H = 4m Chiều rộng của bể Aerotank B : H = 1.5 : 1 B = 6 m Chiều dài của bể Aerotank 6 25,74 B F L 12,375 m, Chọn L = 12,7m Vậy thể tích thực bể: Wtt =12,5*6*4.5 =337,5 m 3 V.4.3.4. Tính toán lƣợng bùn dƣ thải bỏ mỗi ngày - Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính theo công thức: 8*06.01 6.0 *1 cd obs K Y Y 0.405 Trong đó: Y: Hệ số sản lượng bùn, đây là một thông số động học được xác định bằng thực nghiệm.trường hợp thiếu số liệu thực nghiệm, đối với nước thải sinh hoạt có thể lấy theo kinh nghiệm của các nước như sau Y = 0.40.8 mg VSS/ mgBOD5, chọn Y = 0.6 mgVSS/ mgBOD5; Kd: Hằng số phân huỷ nội bào, lấy Kd = 0.06 ngày -1 đối với nước thải sinh hoạt c : Tuổi của bùn hoạt tính, c = 8 ngày ứng với khuấy trộn hoàn chỉnh (Lâm Minh Triết, nnc – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán thiết kế công trình, NXB ĐHQG Tp HCM, 2006, trang 144). Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 54 - Lượng bùn hoạt tính sinh ra do BOD5 trong ngày Px = Yobs * Qtb ngày (La – Lht) *10 -3 = 0.405 * 1000 (228– 1,032) * 10-3 = 91,922 Kg/ngày đêm - Tổng lượng cặn sinh ra theo độ tro của cặn 8.0 922,91 8.0 )( x ssx P P 114,90 kg/ngày - Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi Pxả = Px(ss) – Q * 50 * 10 -3 = 114,90 – 1000 * 50 * 10-3 = 64,9 kg/ngày V.4.3.5. Xác định lƣu lƣợng bùn thải Giả sử bùn dư được dẫn quay trở lại bể lắng và phân hủy bùn từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn, Qra = Q và hàm lượng chất rắn dễ bay hơi (VSS) trong bùn ở đầu ra chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS). Khi đó lưu lượng bùn dư thải bỏ được tính toán xuất phát từ công thức: rarab c XQXQ WX ** (Lâm Minh Triết, nnc – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán thiết kế công trình, NXB ĐHQG Tp HCM, 2006, trang 145) Trong đó: W = Thể tích thực của bể Aerotank, W= 337,5m3; X = Nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính ở bể Aerotank, X = 2000÷3000 mg/l, đối với nước thải sinh hoạt có thể lấy X = 2000 mg/l; Xra = Nồng độ VSS trong SS ra khỏi bể, Xra = 0.8*50 = 40 mg/l; Qb = Lưu lượng bùn thải, m 3 ; Qra = Lưu lượng nước thải ra khỏi bể, Qra = Q =1000 m 3 /ngày - Từ đó tính được: ./m 18,22 2000*8 40*1000*82000*5,337 * *** 3 ng X XQXW Q c rarac b đ Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 55 (Lâm Minh Triết, nnc – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán thiết kế công trình, NXB ĐHQG Tp HCM, 2006, trang 145) V.4.3.6.Xác định lƣu lƣợng tuần hoàn Qt Để nồng độ bùn hoạt tính trong bể không đổi luôn giữ giá trị X = 2000mg/l Cân bằng vật chất trong bể Aerotank QX0 + Qt*Xt = (Q + Qt)X Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải trung bình ngày, Q = 1000 m3/ngđ; Qt : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn; X0: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể Aerotank, mg/l; X : Nồng độ VSS ở trong bể Aerotank, X = 2000 mg/l; Xt : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn (cặn không tro), Xt = 8000 mg/l Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xth do đó phương trình cân bằng vật chất ở trên có thể bỏ đại lượng Q.X0, khi đó phương trình cân bằng vật chất sẽ có dạng: X * (Q + Qt) = Qt* Xt Chia hai vế phương trình này cho Q và đặt tỉ số Qt/Q =  (: gọi là tỷ số tuần hoàn), ta được: Xt = X + X Hay  = XX X t 20008000 2000 0.333 Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qt = α * Q = 0.333 * 1000 = 333 m 3 /ngày = 13,875 m 3 /h V.4.3.7. Xác định đƣờng kính ống dẫn nƣớc ra khỏi bể Aerotank v Q D n n **3600*24 *4 Bể lắng Aerotank Q + Qt,X Q,Xr Q, X0 Qt, Xt Qr, Xt Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 56 Trong đó  vn : Vận tốc nước tự chảy trong ống dẫn do chênh lệch cao độ vn = 0,8 – 1,2 m/s; chọn vn =1,2 m/s m v Q D n n 110,0 2,1**3600*24 1000*4 **3600*24 *4 Chọn ống nhựa PVC dẫn nước ra khỏi bể Aerotank có Φ 114 mm V.4.3.8. Đƣờng kính ống dẫn bùn tuần hoàn v Q D n th b **3600*24 *4 Trong đó  Qth : Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qth = 333 m 3 /ngày.  vb : Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện bơm, vb = 1 – 2 m/s, chọn vb = 1m/s. → )(07,0 1**3600*24 333*4 mDn Chọn ống dẫn bùn là ống nhựa PVC, đường kính Φ 75 mm V.4.4. Tính bơm bùn tuần hoàn Công suất bơm )(472,0 8,0*1000 10*81,9*00385,0*1000 *1000 *** KW HgQ N t  Qt : Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qt = 333 m 3 /ngày = 3,85* 10 -3 m 3 /s.  H : Chiều cao cột áp, H = 10 m  η : Hiệu suất máy bơm, chọn η = 0,8 (quy phạm η = 0,7÷0,9) Công suất thực của bơm lấy bằng 120% Công suất tính toán Nthực = 1,2* N = 1,2* 0,472 = 2.6 KW  Chọn công suất bơm 3.7Kw  V.4.5. Kiểm tra lại tỉ số F/M và tải trọng chất hữu cơ theo thể tích - Tỉ số F/M xác định theo công thức sau: 2000*297.0 228 * X L M F a 0.384 ngày -1 Tải trọng chất hữu cơ theo thể tích Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 57 ngàymkgBOD W QL nagya ./878,010. 5,337 1300.228 10. . 3 5 33max Nhận xét : Tỷ số F/M và tải trọng thể tích nằm trong giới hạn cho phép đối với điều kiện làm việc Aerotank : F/M = 0,2÷0,6 ngày-1 và Tải trọng theo thể tích = 0,8÷1,92 kgBOD5/m 3 .ngày. V.4.6. Lƣợng Oxy cần thiết Theo lý thuyết, lượng Oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng sinh học bao gồm lượng Oxy cần để làm sạch BOD, oxy hóa NH4 + thành NO3 -, khử NO3 - Tính lượng oxy cần thiết để khử BOD5 kg/ngd 11,274 1000 )525(1000.57,4 39,106*42.1 68.0 10*032,12281000 1000 )(57,4 *42.1 10* 3 0 0 3 0 0 OC NNQ P f SSQ OC tbx tb (TS. Trịnh Xuân Lai – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, công thức 6-15, trang 105) Trong đó: f: Hằng số chuyển đổi từ BOD5 sang COD, thường f = 0,45÷0,68, lấy f = 0,68 So : Nồng độ BOD5 đầu vào = 228 mg/l S : Nồng độ BOD5 hòa tan trong nước thải đầu ra = 1,032 mg/l 1,42: Hằng số chuyển đổi từ tế bào sang COD N0 : Nồng độ NH4 + đầu vào (mg/l), N0 = 25 mg/l N : Nồng độ NH4 + đầu ra (lấy theo QCVN 14:2008/BTNMT-Cột A), N = 5 mg/l 4,57 : Hệ số sử dụng oxy khi oxy hóa NH4 - thành NO3 - Qtb : Lưu lượng nước thải cần xử lý (m 3 /ngày) - Lượng không khí cần thiết trong điều kiện thực tế ở 300C 1 * 024.1 1 * . * 20T s s ot CC C OCOC (TS. Trịnh Xuân Lai – Tính Toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, công thức 6- 16, trang 106) Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 58 OCt = ngay/kgO18,396 7.0 1 * 024.1 1 * 202.9 02.9 *11,274 22030 Trong đó: β : Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy β = 1. Cs: Nồng độ bão hoà oxy trong nước sạch, ta có Cs = 9.02 (mg/l) C: Nồng độ oxy hoà tan cần duy trì trong công trình, khi xử lý nước thải thường lấy Cl = 1.5 – 2 (mg/l) chọn C = 2 (mg/l) T: Nhiệt độ bất lợi nhất 20oC : Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, hình dạng bể, thiết bị làm thoáng Có giá trị = 0.6 – 0.94. Chọn = 0.7 V.4.7. Lƣợng không khí cần thiết f OU OC Q tkk * (TS. Trịnh Xuân Lai – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, công thức 6- 17, trang 107) Trong đó: OCt :Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể = 396,18 (kgO2/ngày) OU : Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 200(mm) diện tích bề mặt F = 0.02 (m2), cường độ khí 200 (l/phút đĩa) Khi dùng hệ thống thổi khí, chiều sâu của bể lấy từ 3 – 7 m để tăng cường tăng cường khả năng hoà tạn của khí. Với thể tích cần thiết của bể là 243 m3, ta chọn độ ngập nước của thiết bị phân phối h1= 3.8 (m). Trong đó độ sâu hữu dụng của bể = 4 (m) Với nồng độ bùn hoạt tính < 4000 (mg/l) thì hệ số = 0.7 (TS.Trịnh Xuân Lai-Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, trang 112) Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 59 Công suất hoà tan oxy vào nước của thiết bị bọt khí mịn ở điều kiện trung bình Ou= 7 (gr O2/m 3 .m) Suy ra OU = Ou*h = 7 * 3.8 = 26.6gO2/m 3 f: Hệ số an toàn. Thường từ 1.5 – 2 , chọn f = 1.5 148945.1* 10*6.26 18,396 3kk Q m 3 /ngày Q kk trungbinh = 620,58 (m 3 /h) = 0.1723 (m 3 /s) Lưu lượng khí qua mỗi đĩa 6-8m3/h (Chọn 8m3/h) - Số đĩa cần phân phối trong bể là 620,58 : 8 = 67.8 đĩa (chọn 72 đĩa) V.4.8. Bố trí hệ thống sục khí Với các số liệu đã tính như trên, hệ thống phân phối khí được chia làm 6 ống nhánh bằng sắt tráng kẽm đặt theo chiều dài của bể, mỗi nhánh có 12 đĩa phân phối khí. Chọn vận tốc khí trong ống là 10 – 15 (m/s) chọn v= 15 m/s các đường kính ống được tính như sau (TS. Trịnh Xuân Lai- Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, trang 115) V.4.8.1. Đường kính ống phân phối khí chính 14.3*15 1509.0*4 * *4 1 v Q D kk 0.113 m Chọn D1= 114 (mm) V.4.8.2. Đường kính ống nhánh phân phối khí  Vs : Vận tốc ống khí trong điều kiện, vs = 6 – 9 m/s, chọn vs = 9m/s. Ống D1 lại chia làm 6 nhánh nhỏ để gắn đĩa sục khí đường kính là: 4,188 1509.0*4 14.3*10*9 *4 2 kkQD 0.0596 m Chọn D2 = 60 (mm) Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 60 V.4.8.3. Công suất máy khí nén cần thiết để cho bể Aerotank được xác định như sau *102 *)1(*34400 29,0 qp N (Nguồn : PGS.TS Hoàng Huệ - Giáo trình Xử lý nước thải, trang 112 ) Trong đó : q: Lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s), q = 0,1509 m3/s : Hiệu suất máy bơm = 0.7 p: Áp suất của khí nén (atm) được tính theo công thức )(43.1 33.10 5.433.10 33.10 33.10 atm H p c Trong đó áp lực yêu cầu trong Hc khi tạo bọt khí được tính pcdc hhhhH hc = 4 (m) là mực nước công tác của bể. hd + hc + hp là tổn thất áp lực theo chiều dài, cục bộ và của ống phân phối khí, có thể chọn sơ bộ 0.5(m). Vậy áp lực cần thiết Hc = 4 + 0.5 = 4.5 (m) Công suất máy thổi khí 7.0*102 1509.0*143.1*34400 *102 *1*34400 29.029.0 qp N 3.7 (KW) Chọn công suất máy nén khí là 5 HP Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 61 Bảng 5.5. Các thông số thiết kế bể Aerotank STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều dài (m) 12,7 2 Chiều rộng (m) 6 3 Chiều cao xây dựng (H) (m) 4,5 4 Chiều cao công tác (m) 4 5 Thời gian lưu nước h 8 6 Thời gian lưu bùn ngày 8 7 Cường độ sục khí (Qkk) m 3 /h 620,58 8 Số đĩa thổi khí cái 72 9 Tỷ số F/M mg BOD5/mg bùn ngày 0,384 10 Công suất máy nén khí hp 5 V.5. BỂ LẮNG II V.5.1. Chức năng Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ trong nước thải đã bị phân hủy tạo thành sinh khối VSV. Bể lắng II có nhiệm vụ tách lượng bùn sinh học sinh ra trong bể Aerotank ra khỏi dòng thải, một phần dòng bùn lắng được tuần hoàn trở lại bể Aerotank để duy trì lượng bùn sinh học trong bể, phần còn lại được bơm vào bể chứa bùn. Chọn bể lắng 2 là bể lắng đứng. V.5.2. Vật liệu Bể lắng đợt II được xây dựng bằng bê tông cốt thép Sàn công tác bằng thép không gỉ V.5.3. Tính toán bể lắng 2 - Diện tích mặt thoáng của bể lắng 2 trên mặt bằng ứng với lưu lượng trung bình: 1L Q F ngày tb L : tải trọng bề mặt, ứng với lưu lượng trung bình, lấy theo bảng sau: Bảng 5.6. Các thông số thiết kế bể lắng đợt 2 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 62 Loại công trình xử lý sinh học Tải trọng bề mặt (m 3 /m 2.ngđ) Tải trọng chất rắn (kg/m 2 .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 (GS.TS. Lâm Minh Triết (chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân – 2006 – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp ; NXB ĐHQG Thành Phố Hồ Chí Minh) chọn L1 = 24,4m 3 /m 2 .ngày đêm 2984,40 4,24 1000 mF - Đường kính bể lắng 2 m n F D 23,7 1 984,4044 ; chọn D = 7,5 m Với n : số đơn nguyên, chọn n = 1 - Đường kính ống trung tâm d = 20% x D = 20% x 7,5 = 1,5 m - Đường kính phần loe của ống trung tâm dL = 1,35 x d = 1,35 x 1,5 = 2,025 m - Đường kính tấm chắn dch = 1,3 x dL = 1,3 x 2,025 = 2,6 m - Diện tích buồng phân phối trung tâm 2 22 8,1 4 5,1 4 m d f - Diện tích vùng lắng của bể Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 63 FL = F – f = 40,984 – 1,8 = 39,184 m 2 - Chiều cao tổng cộng của bể HTC = H + Hb + Hbv H : Chiều cao hữu ích của bể, chọn H = 4,5 m Hb : Chiều cao lắng bùn, Hb = 2,7 m Hbv : Chiều cao bảo vệ, Hbv= 0,3 m HTC = 4,5 + 2,7 + 0,3 = 7,5 m - Chiều cao ống trung tâm Htt = 60% x H = 60% x 4,5 = 2,7 m - Chiều cao phần loe ống trung tâm HL = 30% x Htt = 30% x 2,7 = 0,81 m Phần chóp đáy bể có độ dốc 5% - Thể tích phần chứa bùn Vb = FL x Hb = 39,2 x 2,7 = 66,64 m 3 - Nồng độ bùn trung bình trong bể : 2 tL tb CC C Với Ct : nồng độ bùn tuần hoàn trong bể, Ct = 7000÷15000 mg/l, lấy Ct = 8000 mg/l, CL = = 4000 mg/l  Ctb = 6000 mg/l = 6 kg/m 3 - Lượng bùn chứa trong bể lắng Gb = Vb . Ctb = 66,64 . 6 = 399,84 kg - Thể tích bể lắng V = F x HTC = 40,984 x 6,5 = 266,396 m 3 - Lượng nước đi vào bể lắng Ql = (1+α) x Q = (1 + 0,8) x 41,67 = 75,006 m 3 /h - Thể tích phần lắng VL = FL x H = 39,184 x 4,5 = 176,328 m 3 - Thời gian lưu nước trong bể lắng Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 64 h Q V t h tb L 16,4 75,067,41 329,176 > 1,5 h (theo điều 6.5.6 TCXD 51 – 84) nên thể tích tính toán là hợp lý. - Lưu lượng bùn xả ngmQQ Wxa /07,26 3 V.5.4. Bơm bùn Sau thời gian lắng, bùn trong bể được bơm bùn đưa về bể chứa và nén bùn. Chọn đường kính ống bơm bùn Db = 100mm Chọn 2 bơm bùn hoạt động luân phiên - Lưu lượng bùn xả trong 1 ngày Q = 26,07 m3/ngày - Thời gian làm việc trong ngày của bơm : 8h - Cột áp bơm bùn H =10 m - ρ : khối lượng riêng của bùn, ρ = 1053 kg/m3 - Công suất bơm bùn: kw HgQ N 07,1 36007,01000 1081,9105307,26 1000 Hiệu suất của bơm lấy bằng 0,7 - Công suất thực tế của bơm lấy bằng 200% công suất tính toán: Ntt = N x 2 = 1,07 x 2 = 2,14 kw Chọn bơm có công suất 3 HP V.5.5. Tính toán máng thu nƣớc Chọn máng thu nước có : Chiều ngang bm = 0,4 m Chiều cao hm = 0,3 m Bề dày bê tông 0,15 m - Đường kính máng thu nước Dm = D – 2x(bm + 0,15) = 7,5 -2x(0,4 + 0,15) = 6,4 m - Chiều dài máng thu nước đặt theo chu vi bể lm = π x Dm = π x 6,4 = 20,1 m - Tải trọng máng thu nước trên 1 m dài của máng ngàymm l Q a m ngày tb ./75,49 1,20 1000 3 Tính toán máng răng cưa - Số răng cưa trên toàn bộ máng 5,1681 12,0 1,20 1 12,0 R R l N chọn NR = 170 răng - Chiều cao của răng cưa có thể chọn h = 100mm - Khoảng cách giữa các răng b = 60 mm - Số răng cưa trên 1m dài máng Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 65 46,8 1,20 170 R R l N n chọn n = 8 cái Bảng 5.7. Tổng hợp các thông số thiết kế bể lắng 2 Thông số Giá trị Đơn vị Đường kính bể 7,5 m Đường kính ống trung tâm 1,5 m Đường kính phần loe của ống trung tâm 2,025 m Đường kính tấm chắn 2,6 m Chiều cao bể 7,5 m Chiều cao ống trung tâm 2,7 m Số bơm bùn 2 Cái Công suất 1 bơm bùn 3 hp V.6. BỂ KHỬ TRÙNG V.6.1. Chức năng Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 – 106 vi khuẩn trong 1 ml. Bể khử trùng có chức năng tiêu diệt các loại vi khuẩn này trước khi thải ra môi trường. Người ta thường sử dụng Clo hơi, dùng hypoclorit – canxi dạng bột (Ca(ClO)2), hypoclorit – natri, nước zavel (NaClO),...Trong đồ án này, đề xuất sử dụng NaOCl, dùng CaOCl2 là dạng rắn phải có thùng hòa trộn để khuấy trộn. 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. V.6.2. Tính toán bể Khử trùng V.6.2.1. Lƣợng Chlorine cần sử dụng - Lượng Chlorine cần thiết cho 1 m3 nước thải : h = 3 g/m3 (TCXD 33:2006) - Lượng Chlorine cần thiết để khử trùng trong 1 ngày : Mmax = h . Q = 3 (g/m 3 )x 1000 (m 3 /ngày) = 3000 g/ngày = 3 kg/ngày - Lượng Chlorine cần dùng trong 1 ngày ngàykgMX MaxMax /10 30 100 3 30 100 - Là lượng Clo nguyên chất, dd NaOCl cần dùng : ngàykgNaOClKg /100 %10 %100 10 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 66 V.6.2.2. Tính toán kích thƣớc bể - Thời gian lưu nước t = 30 phút - Thể tích của bể 38,20 60 3067,41 mtQV htb Chọn kích thước của bể như sau - Chiều dài : L = 5,3 m - Chiều rộng : B =2 m - Chiều cao : H = 2,5 m - Chiều dài vách ngăn mBlv 3,12 3 2 3 2 - Chọn bể có 3vách ngăn, khoảng cách giữa các vách ngăn (n=3) - Chọn ngăn cuối cùng L=1,6 - Chiều rộng mỗi ngăn: (L-3xb)/n+1=1,25m - Trong đó: b : Chiểu dày xây dựng vách ngăn (m), chọn b=0,1m Bảng 5.8. Các thông số thiết kế bể khử trùng Thông số Giá trị Đơn vị Chiều dài bể 5,3 m Chiều rộng bể 2 m Chiều cao bể 2,5 m Số vách ngăn 3 m Chiều dài vách 1,3 m Khoảng cách giữa các vách 1,25 m V.7. BỂ LỌC ÁP LỰC V.7.1. Chức năng Bể lọc áp lực là một loại bể lọc kín, thường được chế tạo bằng thép có dạng hình trụ đứng và hình trụ ngang, trong đồ án này chọn bể lọc áp lực hình trụ đứng. Bể lọc áp lực được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước thải (cuối dây chuyền công nghệ), dựa theo nguyên tắc : Nước được đưa vào bể thông qua một phểu bố Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 67 trí ở đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào hệ thống thu nước trong, đi vào đáy bể và ra ngoài. V.7.2. Tính toán bể lọc áp lực Các thông số thiết kế : - Qtb h = 41,67 m 3 /h - Chiều cao lớp sỏi, hs = 0,2m - Chiều cao lớp cát, hc = 0,3m, đường kính hiệu quả của hạt cát dc = 0,5mm, hệ số đồng nhất u = 1,6 - Chiều cao lớp than, hth = 0,5m, đường kính hiệu quả của than dth = 1,2mm, hệ số đồng nhất u = 1,5 - Tốc độ lọc v = 9 m/h, số bể lọc n = 2 Diện tích bề mặt lọc : S = m 2 Đường kính bồn lọc áp lực : D = = m Chọn D = 1,8 m Khoảng cách từ bề mặt vật liệu lọc đến miệng phễu thu nước rửa lọc : h = Hvl .e +0,25 = (0,4 + 0,8).0,41 + 0,25 = 0,742 m Trong đó : - Hvl : Chiều cao lớp vật liệu lọc, bao gồm chiều cao lớp cát và chiều cao lớp than. - e : Độ giãn nở của vật liệu khi rửa, e = 0,25÷0,5, ta chọn e = 0,41 để tính toán Chiều cao tổng cộng của bể lọc áp lực : H = h + Hvl + Hnắp + Hđáy = 0,742 + 1,2 +0,3 +0,3 = 2,542m V.7.3. Tính lƣu lƣợng khí rửa lọc Dựa vào bảng 9-14 (Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị, trang 427) Tốc độ rửa nước vr = 0,35 m 3 /m 2 .phút Tốc độ rửa khí vk = 1 m 3 /m 2 .phút Rửa ngược chia làm 03 giai đoạn: Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 68 - Rửa khí với vk = 1 m 3 /m 2 .phút trong 1÷2 phút - Rửa khí và nước trong 4÷5 phút - Rửa ngược bằng nước trong 4÷5 phút với vr = 0,35 m 3 /m 2 .phút - Lượng nước rửa lọc cần thiết cho 1 bồn lọc/1 lần rửa Wn = S . vn . t = m 3/bồn - Lưu lượng bơm nước rửa ngược Qn = S . vn = (m 3 /h) - Lưu lượng máy thổi khí rửa ngược Qk = S . vk = .1 = 2,1 (m 3 /phút) = 126 m 3 /h - Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc h = .v Trong đó : - c : Hệ số nén ép, c = 600 ÷ 1200, chọn c = 1000 - T0 : Nhiệt độ nước thải, T = 270C - de : Đường kính hiệu quả của vật liệu lọc (mm) - v : Vận tốc lọc, v = 9 m/h = 216 m/ngày - L : Chiều dày lớp vật liệu lọc (m) Đối với lớp cát: hc = = 0,172 m/ngày Đối với lớp than: hth = = 0,032 m/ngày Tổng tổn thất qua 2 lớp vật liệu lọc Htt = hc + hth = 0,172 + 0,032 = 0,204 m/ngày Bảng 5.9. Các thông số thiết kế bể lọc áp lực Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 69 Thông số Giá trị Đơn vị Số lượng bồn lọc 2 cái Đường kính bồn lọc áp lực 1.8 m Chiều cao bồn lọc 2.542 m Chiều cao lớp sỏi 0.4 m Chiều cao lớp cát 0.2 m Chiều cao lớp than Antraxit 0.8 m V.8. BỂ NÉN BÙN V.8.1. Nhiệm vụ Bùn hoạt tính dư ở ngăn lắng có độ ẩm cao (99,4%) Nhiệm vụ của bể nén bùn là làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư, khoảng 50% lượng bùn hoạt tính từ bể lắng được tuần hoàn trở lại bể Aerotank, 50% còn lại được dẫn đến bể nén bùn. V.8.2. Tính toán * Lượng bùn hoạt tính dư dẫn đến bể nén bùn : Qbd = 0,5.Wb Trong đó : - 0,5 : % lượng bùn dẫn đến bể nén bùn - Wb : Lưu lượng bùn hoạt tính sinh ra trong ngăn lắng được tính theo công thức : Wb = = 1,1112 m 3 /h Với b : Lượng bùn hoạt tính dư, lấy theo bảng 3-34, ứng với BOD5 = 15 mg/l ( Lâm Minh Triết – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp : Tính toán thiết kế công trình, trang 217), b = 160 g/m 3 P : Độ ẩm của bùn hoạt tính dư, P = 99,4% Q : Lưu lượng nước thải theo giờ, Q = 41,67 m3/h  Qbd = 0,5.1,1112 0,56 m 3 /h * Diện tích hữu ích của bể nén bùn: F = = = 1,56 m 2 Trong đó Qbd : Lưu lượng bùn hoạt tính dư dẫn vào bể nén bùn, Qbd = 0,56 m 3 /h V1 : Tốc độ chảy của chất lỏng ở vùng lắng trong bể nén bùn kiểu lắng đứng, lấy theo điều 6.10.3 – TCXD 51-84, V1 = 0,1 mm/s - Diện tích ống trung tâm của bể nén Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 70 F2 = = = 0,0056 m 2 Trong đó V2 : Tốc độ chuyển động của bùn trong ống trung tâm, V2 = 28÷30 mm/s, chọn V2 = 28 mm/s để tính toán. - Diện tích tổng cộng của bể nén bùn F’ = F + F2 = 1,5656 m 2 - Đường kính của bể nén bùn D = = = 1,41 m, chọn D = 1,5m - Đường kính ống trung tâm d = = = 0,08 m - Đường kính ống trung tâm d = 20%D.= 20%. 1.5 = 0,3 m - Chiều cao ống trung tâm Htt = 0,6 hvùng lắng = 0,6x.3,6 = 2,16 m - Chiều cao phần lắng của bể nén bùn H1 = V1 . t . 3600 = 0,0001.10.3600 = 3,6m Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 450, đường kính bể D = 1,5m, đường kính đáy bể d = 0,3m : H2 = = 0,6 m Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn : Htc = H1 + H2 + H3 = 3,6 + 0,6 + 0,3 = 4,5 m Trong đó H3 : Khoảng cách từ mực nước trong bể đến thành bể, chọn H3 = 0,3m Nước tách ra trong quá trình nén bùn được dẫn trở lại bể Aerotank để tiếp tục xử lý. Bảng 5.10. Các thông số thiết kế bể nén bùn Thông số Giá trị Đơn vị Đường kính bể nén bùn 1,5 m Đường kính ống trung tâm 0,3 m Chiều cao bể 4,5 m Chiều cao ống trung tâm 2,16 m Chiều cao phần hình nón 0,6 m Chiều cao bảo vệ 0,3 m V.9. MÁY ÉP BÙN Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 71 a. Nhiệm vụ Dùng để khử nước ra khỏi bùn vận hành dưới chế độ cho bùn liên tục vào thiết bị. Về nguyên tắc, để tách nước ra khỏi bùn thì áp dụng các công đoạn sau: - Ổn định bùn bằng hoá chất - Tách nước dưới tác dụng của trọng lực - Tách nước dưới tác dụng của lực ép dây đai nhờ truyền động cơ khí b. Tính toán Khối lượng cặn cần xử lý từ bể nén bùn trọng lực Lưu lượng bùn cần đưa vào máy: Qb = 26,07m 3/ngày Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính sau nén có C = 50kg/m3(Nguồn: Trang 502 sách Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân.(2006).Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp.Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh) Khối lượng bùn cần ép trong 1 ngày M = Qb x C = 26,07 m 3/ngày x 50 kg/m3 = 1 303.5 kg/ngày Bùn trước khi được ép có tạo điều kiện bằng châm polymer: liều lượng polymer sử dụng 4,5kg/tấn DS. Lượng polymer sử dụng trong một ngày Mp = M Cpolymer = 1 303.5 4,5 =5,865 Kg Máy ép làm việc 10h/ngày Lượng cặn đưa vào máy trong một giờ Gh =M/10= 1,303 5/10=130,35 kg/h Chỉ tiêu thiết kế : máy ép bùn trên thị trường có chiều rộng băng từ 0,5 – 3,5m. Tải trọng trên 1m rộng của băng tải dao động từ 90 – 680 Kg/m chiều rộng băng.giờ, lượng nước lọc qua băng từ 1,6 – 6,3 L/m rộng.giây Chiều rộng băng tải nếu chọn băng tải có năng suất 90 Kg/m.rộng.giờ b=Gh/90 = 130,35/90=1,448m (chọn b=1,5m) Chọn máy ép có chiều rộng băng là 1,5 m có năng suất là 130,35 Kgcặn/m.h Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 72 CHƢƠNG VI. DỰ TOÁN GIÁ THÀNH – CHI PHÍ XỬ LÝ NƢỚC THẢI 6.1 . Bảng tổng hợp các hạng mục xây dựng Stt Hạng mục Đơn vị Số lƣợng Thể tích 01 Mƣơng đặt SCR Cái 01 m 3 02 BỂ THU GOM – TK 01 Kích thước xây dựng: - Dài : L = 3 m - Rộng : W = 3 m - Cao : H = 3,5 m - Vật liệu: BTCT, M200 Bể 01 31.5 m 3 03 BỂ ĐIỂU HOÀ – TK 02 Kích thước xây dựng: - Dài : L = 13 m - Rộng : W = 5 m - Cao : H = 4,5 m - Vật liệu: BTCT, M200 Bể 01 292.5 m 3 04 BỂ Aeroten – TK 03 Kích thước xây dựng: - Dài : L = 12,7 m - Rộng : W = 6 m - Cao : H = 4,5 m - Vật liệu: BTCT, M200 Bể 01 342.9 m 3 05 BỂ LẮNG 2 – TK 04 Kích thước xây dựng: - Đường kính : D = 7,5 m - Cao : H = 7,5 m - Vật liệu: BTCT, M200 Bể 01 56.25 m 3 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 73 06 BỂ KHỬ TRÙNG – TK 05 Kích thước xây dựng: - Dài : L = 5,3 m - Rộng : W = 2,0 m - Cao : H = 2,5 m - Vật liệu: BTCT, M200 Bể 01 26.5 m 3 07 BỂ NÉN BÙN – TK 07 Kích thước xây dựng: - Đường kính : D = 1.5m - Cao : H = 4,5 m - Vật liệu: BTCT, M200 Bể 01 21m 3 6.2. MÔ TẢ THIẾT BỊ VÀ ĐẶT TÍNH KỸ THUẬT 6.2.1- Phƣơng pháp chọn lựa thiết bị Để thiết kế một hệ thống xử lý nước thải đạt hiệu quả, việc chọn lựa thiết bị phù hợp với yêu cầu thiết kế và phải đảm bảo được chất lượng hoạt động bền theo thời gian là rất quan trọng. Do đó, đơn vị thiết kế áp dụng các phương pháp sau để đánh giá và chọn lọc thiết bị: Tổng quan tài liệu : Tiếp cận với nhiều tài liệu về vận hành các thiết bị tại các nhà máy xử lý nước thải hiện hữu, kết hợp với kinh nghiệm thiết kế của các nước tiên tiến. Thống kê : Thu thập kinh nghiệm và sự cố vận hành của các nhà máy xử lý hiện hữu. So sánh, phân tích : Phân tích và so sánh các số liệu nhằm hiểu rõ đối tượng đang hoạt động và cuối cùng là có thể hình thành được nhu cầu của đối tượng rồi đưa ra một hệ thống các thiết bị hoạt động ổn định. Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 74 Bảng 6.2. Bảng tổng hợp các thiết bị chính trong hệ thống STT THIẾT BỊ ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT XUẤT XỨ SL ĐV I HỐ THU GOM (TK 01) Bơm chìm - Loại: Chìm - Model: CN80 - Hiệu: ShinMaywa - Công suất: 1.2m3/min - Cột áp: 6m - Điện năng: 3.7kW/3phase/380/50Hz Japan 02 Cái Song chắn rác - Loại: Cố định - Kích thước: 250x250mm - Khe hở: 11mm - Vật liệu: SUS 304 Việt Nam 01 Cái II BỂ ĐIỀU HÕA (TK 02) Bơm vận chuyển - Loại: Chìm - Model: CN80 - Hiệu: ShinMaywa - CS: 1.0m3/min - Cột áp:@10m - Điện năng: 3.7kW/3ph/380/50Hz Japan 02 Cái Máy thổi khí - Model: ARS125 - Hiệu: ShinMaywa - Cột áp:55kPa - Điện năng: 3.7kW/3ph/380/50Hz Japan 01 Cái Đĩa phân phối khí - Loại: Đĩa - Kiểu: Bọt khí mịn - Hiệu: Kingoad Taiwan 40 Cái Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 75 - Đường kính: 270mm III BỂ AEROTEN (TK 03) Máy thổi khí - Model: ARS125 - Hiệu: ShinMaywa - Công suất: 2.04m3/min - Cột áp: 55kPA - Điện năng: 3.7kW/3ph/380/50Hz Japan 02 Cái Đĩa phân phối khí - Loại: Đĩa - Kiểu: Bọt khí mịn - Hiệu: Kinggoad - Đường kính: 270mm Taiwan 72 Cái 4- BỂ LẮNG 2 (TK 04) Bơm bùn tuần hoàn - Loại: Chìm - Model: CN80 - Hiệu: ShinMaywa - Công suất: 0.6m3/min - Cột áp: @8m - Điện năng: 2.2kW/3ph/380/50Hz Japan 02 Cái Bơm bùn dư - Loại: Chìm - Model: CR501T - Hiệu: ShinMaywa - Công suất: 0.1m3/min - Cột áp: @8m - Điện năng: 0,25kW/3ph/380/50Hz Japan 02 Cái Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 76 Ống trung tâm - Vật liệu: SUS304 - Độ dày: 1.2mm Việt Nam 01 Bộ Máng răng cưa thu nước & tấm chắn bọt - Kích thước: - LxH= 2 x 0.25m - Vật liệu: SUS304 - Độ dày: 1.2mm Việt Nam 01 Bộ 5- BỂ KHỬ TRÙNG (TK 05) Bơm đẩy lọc - Loại: Trục ngang - Model: DWO 150 - Hiệu: Ebara -Italy - Công suất: 1.0m3/min - Cột áp: @12m - Điện năng: 3.7kW/3ph/380/50Hz Italy 02 Cái 6- BỒN LỌC NHANH (B-01A và B-01B) Thân bồn - Loại: Lọc áp áp lực - Kích thước: 1.8x2.5m - Vật liệu: Thép CT3 - Độ dày: 3mm Việt Nam 02 Bồn Vật liệu lọc - Sỏi đỡ - Cát thạch anh - Than Antraxit Việt Nam 01 Hệ 7- BỂ NÉN BÙN (TK 07) Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 77 Bơm bùn nén - Loại: Trục ngang - Model: CDX 70/05 - Hiệu: Ebara -Italy - Cột áp @6m - Điện năng: 0.25kW/3ph/380/50Hz Italy 02 Cái Ống trung tâm - Kiểu:tròn - Kích thước: DxH=0.3x2.16m - Vật liệu: SUS304 - Độ dày: 1.2mm Việt Nam 01 Bộ Máng răng cưa thu nước & tấm chắn bọt - Vật liệu: SUS304 - Độ dày: 1.2mm Việt Nam 01 Bộ 8- HỆ THỐNG XỬ LÝ BÙN Máy ép bùn - Loại: Ép băng tải - Model: NBD-120E - Hiệu: Chin-Shun - Công suất: 3m3/h - SS: 2% - Điện năng: 1/4 kW/3ph/380/50Hz Taiwan 01 Cái 9- HỆ THỐNG ĐỊNH LƢỢNG HÓA CHẤT Bơm định lượng Chlorine - Loại: Màng - Hiệu: OBL - Công suất: 0-55L/h - Điện năng: 0,25- Italia 01 Cái Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 78 0,18kW/1ph/220/50Hz Bơm định lượng polyme - Loại: Màng - Hiệu: OBL - Công suất: 0-35L/h - Điện năng: 0,18kW/3ph/380/50Hz Italia 01 Cái Bơm định lượng NaOH - Loại: Màng - Hiệu: OBL - Công suất: 0-55L/h - Điện năng: 0,25- 0,18kW/1ph/220/50Hz Italia 01 Cái Máy khuấy - Kiểu: Mặt bích trục đứng - Hiệu: Tecco - Tốc độ: 1/25-V/phút - Điện năng: 0,55HP/3ph/380/50Hz Taiwan 03 Bộ Bồn chứa (polymer,NaOH, NaOCl) - Kiểu: Bồn đứng - Hiệu: Đại Thành - Vật liệu: PVC - Thể tích: 1000L Việt Nam 03 Cái 10- THIẾT BỊ CẢM BIẾN Đồng hồ đo lưu lượng - Kiểu: Đo điện từ - Lưu lượng 0-100m3/h - Đường kính: 114mm - Bộ truyền: Trong nhà - Điện năng: AC-230V EU/G7 01 Bộ Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 79 Cảm biến mực nước (nước thải) - Loại: Điện cực đơn Gerrmany 03 Bộ 11- NHỮNG THIẾT BỊ KHÁC Tủ điện điều khiển - Loại: Trong nhà, thiết kế theo tiêu chuẩn Singapore - Linh kiện chính trong tủ: Nhật, Châu Âu - Các linh kiện phụ trong tủ: Hàn Quốc - Vỏ tủ: Thép Sơn Tĩnh điện- Việt Nam - Hoạt động ở hai chế độ “Auto” & “Manual”. - PLC điều khiển ở chế dộ tự động-Omron - Màng hình cảm ứng: Mô phỏng và hiển thị toàn bộ hệ thống Omron-Nhật Japan hoặc tương đương 01 Hệ Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 80 6.3 . Dự toán chi phí cho phần xây dựng và phần thiết bị Bảng 6.3. Dự toán chi phí cho phần xây dựng VII. S TT Công trình Khối lƣợng hạng mục ĐVT Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 01 Bể thu gom 31.5 m 3 1 800 000 56 700 000 02 Bể điều hoà 292.5 m 3 1 800 000 526 500 000 03 Bể aerotank 342.9 m 3 1 800 000 617 220 000 04 Bể lắng 2 56.25 m 3 1 800 000 101 250 000 05 Bể khử trùng 26.5 m 3 1 500 000 39 750 000 06 Bể nén bùn 21 m 3 1 800 000 37 800 000 07 Nhà điều hành 15 m 2 5 000 000 75 000 000 Tổng cộng 1.454.220.000 Bảng 6.4. Dự toán chi phí cho phần Thiết bị STT THIẾT BỊ ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT SL Đơn giá VNĐ Thành tiền VNĐ I- HỐ THU GOM (TK 01) 1 Bơm vận chuyển - Loại: Chìm - Model: CN80 - Hiệu: ShinMaywa - Công suất: 1.2m 3 /min - Cột áp: @6m 02 21 000 000 42 000 000 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 81 - Điện năng: 3.7kW/3ph/380/50 Hz 2 Song chắn rác thô - Loại: Cố định - Vật liệu: SUS 304 02 2 000 000 4 000 000 II- BỂ ĐIỀU HÕA (TK 02) 3 Bơm vận chuyển - Loại: Chìm - Model: CN80 - Hiệu: ShinMaywa - CS: 1.0m3/min - Cột áp:@10m - Điện năng: 3.7kW/3ph/380/50 Hz 02 21 000 000 42 000 000 4 Máy thổi khí - Model: ARS125 - Hiệu: ShinMaywa - Cột áp:55kPa - Điện năng: 5Hp/3ph/380/50Hz 01 25 600 000 25 600 000 5 Đĩa phân phối khí - Loại: Đĩa - Kiểu: Bọt khí mịn - Hiệu: Kingoad - Đường kính: 270mm 40 372 000 14 880 000 III- BỂ AEROTANK (TK 03) 7 Máy thổi khí - Model: ARS125 2 32 750 000 65 500 000 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 82 - Hiệu: ShinMaywa - Công suất: 2.04m 3 /min - Cột áp: 55kPA - Điện năng: 5Hp/3ph/380/50Hz 8 Đĩa phân phối khí - Loại: Đĩa - Kiểu: Bọt khí mịn - Hiệu: Kingoad - Đường kính: 270mm - 72 372 000 26 784 000 IV BỂ LẮNG 2 (TK 04) 8 Bơm bùn tuần hoàn - Loại: Chìm - Model: CN80 - Hiệu: ShinMaywa - Công suất: 0.6m 3 /min - Cột áp: @8m - Điện năng:2.2kW/3ph/38 0/50Hz 02 8 000 000 16 000 000 9 Bơm bùn dư - Loại: Chìm - Model: CR501T - Hiệu: ShinMaywa - Công suất: 0.1m 3 /min - Cột áp: @8m - Điện 02 8 000 000 16 000 000 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 83 năng:2.2kW/3ph/38 0/50Hz 10 -Ống trung tâm + Máng răng cưa thu nước & tấm chắn bọt - Vật liệu: SUS304 - Độ dày: 1.2mm 01 bộ 15 000 000 15 000 000 V BỂ KHỬ TRÙNG (TK 05) 11 Bơm đẩy lọc - Loại: Trục ngang - Model: DWO 150 - Hiệu: Ebara - Italy - Công suất: 1.0m 3 /min - Cột áp: @12m - Điện năng: 3.7kW/3ph/380/50 Hz 01 10 000 000 20 000 000 VI BỒN LỌC NHANH (TK 06) 12 Thân bồn - Loại: Lọc áp áp lực - Kích thước: 1.8x2.5m - Vật liệu: Thép CT3 - Độ dày: 3mm 02 18 000 000 36 000 000 13 Vật liệu lọc - Sỏi đỡ - Ct thạch anh - Than Anthracite 4m 3 2 000 000 8 000 000 14 Máy nén khí - Model: ARS50 01 40 000 000 40 000 000 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 84 - Hiệu: ShinMaywa - Điện năng: 5Hp/3ph/380/50Hz VII BỂ NÉN BÙN (TK 07) 14 Bơm bùn nén - Loại:Trục ngang - Model: CR501T - Hiệu: ShinMaywa - Cột áp @6m - Điện năng: 0.25kW/3ph/380/5 0Hz 02 5 200 000 10.400 000 15 -Ống trung tâm + Máng răng cưa thu nước & tấm chắn bọt - Vật liệu: SUS304 - Độ dày: 1.2mm 01 bộ 17 000 000 17 000 000 VIII HỆ THỐNG XỬ LÝ BÙN 16 Máy ép bùn - Loại: Ép băng tải - Model: NBD-120E - Hiệu: Chin-Shun - Công suất: 3m3/h - SS: 2% - Điện năng: 1/4 kW/3ph/380/50Hz 1 168 000 000 168 000 000 IX HỆ THỐNG ĐỊNH LƢỢNG HÓA CHẤT 17 Bơm định lượng Chlorine - Loại: Màng - Hiệu: OBL - Công suất: 0-55L/h 02 8 000 000 16 000 000 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 85 - Điện năng: 0,25- 0,18kW/1ph/220/5 0Hz 18 Bơm định lượng polyme - Loại: Màng - Hiệu: OBL - Công suất: 0-35L/h - Điện năng: 0,18kW/3ph/380/5 0Hz 02 7 000 000 14 000 000 19 Bơm định lượng NaOH - Loại: Màng - Hiệu: OBL - Công suất: 0-55L/h - Điện năng: 0,25- 0,18kW/1ph/220/5 0Hz 02 8 000 000 16 000 000 20 Máy khuấy - Kiểu: Mặt bích trục đứng - Hiệu: Teco - Tốc độ: 1/25- V/phút - Điện năng: 0,55HP/3ph/380/5 0Hz 3 2 300 000 6 900 000 21 Bồn chứa (polymer,NaOH, NaOCl) - Kiểu: Bồn đứng - Hiệu: Đại Thành - Vật liệu: PVC - Thể tích: 1000L 03 1 600 000 4 800 000 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 86 X THIẾT BỊ CẢM BIẾN 22 Đồng hồ đo lưu lượng - Kiểu: Đo điện từ - Lưu lượng 0- 100m 3 /h - Đường kính: 114mm - Bộ truyền: Trong nhà - Điện năng: AC- 230V 01 26 000 000 26 000 000 23 Cảm biến mực nước (nước thải) - Loại: Điện cực đơn 03 39 000 000 117 000 000 24 Tủ điện điều khiển - Loại: Trong nhà, thiết kế theo tiêu chuẩn Singapore - Linh kiện chính trong tủ: Nhật, Châu Âu - Các linh kiện phụ trong tủ: Hàn Quốc - Vỏ tủ: Thép Sơn Tĩnh điện-Việt Nam - Hoạt động ở hai chế độ “Auto” & “Manual”. - PLC điều khiển ở chế dộ tự động- 01 209 000 000 209 000 000 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 87 Omron - Màng hình cảm ứng: Mô phỏng và hiển thị toàn bộ hệ thống Omron-Nhật XI CÁC CHÍ PHÍ KHÁC 25 Hệ thống van, đường ống & phụ kiện STK, uPVC hệ 80 000 000 80 000 000 26 Chi phí vận chuyển, lắp đặt & chuyển giao công nghệ hệ 70 000 000 70 000 000 27 Chi phí thiết bị phụ trợ nhà điều hành, nhà ép bùn, hành lang công tác, hóa chất vận hành thử và nghiệm thu môi trường hệ 120 000 000 120 000 000 Tổng cộng 1.616.064.000 Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 88 6.6. TỔNG NGUỒN VỐN ĐẦU TƢ VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 6.6.1. Tổng vốn đầu tƣ STT NỘI DUNG THÀNH TIỀN (VNĐ) 1 Phần thiết bị 1 616 064 000 2 Xây dựng cơ bản (giá tạm tính) 1 454 220 000 TỔNG CỘNG 3.070.284.000 Bằng chữ: Ba tỷ, bảy mươi triệu, hai trăm tám mươi bốn ngàn Ghi chú: - Chi phí trên chưa bao gồm thuế GTGT. - Chi phí trên là chi phí phần xây dựng cơ bản, chưa bao gồm chi phí xây dựng các hạng mục phụ. 6.6.2. Tiến độ thực hiện: Tổng thời gian thực hiện : 150 Ngày (5 tháng) Trong đó: - Giai đoạn chuẩn bị : 1.0 tháng 1. Thiết kế kỹ thuật thi công, lập dự toán 2. Thẩm định thiết kế kỹ thuật thi công - Giai đoạn thi công : 4.5 tháng 1. Thi công phần xây dựng 2. Thi công phần công nghệ - Giai đoạn hoàn thiện : 0.5 tháng 1. Khởi động hệ thống, nuôi cấy vi sinh, chạy chế độ ổn định công nghệ 2. Đào tạo chuyển giao công nghệ Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 89 CHƢƠNG VII KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ VII.1. KẾT LUẬN Hệ thống xử lý nước thải Khu dân cư Vĩnh Phú II, xã Vĩnh Phú, huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương khi đưa vào hoạt động sẽ góp phần giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường, mà đặc biệt là môi trường nước của Rạch Cùng. Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A như đã lựa chọn và tính toán ở trên. Hệ thống xử lý nước thải nói trên phục vụ cho việc xử lý nước thải sinh hoạt của Khu dân cư mới với số dân là 5.500 người, mang tính điển hình trong quá trình phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường của huyện Thuận An nói riêng và của tỉnh Bình Dương nói chung. Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu về nước thải sinh hoạt, nhận thấy thành phần, tính chất của nước thải sinh hoạt tương đối ổn định, cũng như mức độ ô nhiễm của các thông số trong nước thải sinh hoạt thấp nên đồ án đưa ra công nghệ với cụm công trình Sinh học hiếu khí – Aerotank kết hợp với quá trình Lắng. Với việc áp dụng công nghệ này, nó 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. Tổng diện tích của Hệ thống xử lý nước thải theo tính toán của đồ án thấp (khoảng 600m2), đáp ứng được quỹ đất của Khu dân cư và thuận lợi cho công tác vận hành, kiểm tra hệ thống mỗi khi có sự cố xảy ra. Việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho Khu dân cư mới Vĩnh Phú II là 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 dân cư mới như Khu dân cư Vĩnh Phú II không những làm giảm bớt nguy cơ ô nhiễm môi trường mà nó còn thể hiện nhận thức của cộng đồng về vấn đề môi trường ngày càng cao. Thực tế cho thấy ở đâu sự quan tâm của người dân 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. Tính toán thiết kế HTXLNT cho KDC Vĩnh Phú II, Công suất 1000 m3/ngày GVHD : Th.S Võ Hồng Thi SVTH : Nguyễn Thị Kim Hoan Trang 90 VII.2. KIẾN NGHỊ Cùng với sự phát triển về kinh tế, nhu cầu nguồn lao động của các tỉnh phía Nam ngày càng lớn, do đó tỷ lệ gia tăng dân số cơ học ngày càng cao, để đáp ứng cho nguồn lao động nhập cư đó thì việc phát triển các Khu dân cư mới là điều tất yếu, kéo theo vấn đề môi trường càng thêm phức tạp. Để có thể giải quyết hiệu quả vấn đề dân số và vấn đề bảo vệ môi trường, đồ án xin đưa một số kiến nghị như sau : Nên quy hoạch lại cấu trúc ngành nghề kinh tế ở từng địa phương, tạo công ăn việc làm cho người dân ngay tại địa phương nơi họ sinh sống, tránh tình trạng di dân về các vùng kinh tế lớn. Triển khai các chương trình giáo dục bảo vệ môi trường sâu rộng đến người dân, ví dụ : phân loại rác tại nguồn, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất, nước, Sớm triển khai xây dựng, hoàn hiện cơ sở hạ tầng của Khu dân cư mới Vĩnh Phú II, đưa hệ thống xử lý nước thải vào hoạt động sẽ góp phần giải quyết vấn đề môi trường.