Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thành phố Phan Thiết – tỉnh Bình Thuận

øi.ngđ , Qsh, Qkhác: lưu lượng nước thải tổng cộng, sinh hoạt (năm 2006), và các lĩnh vực khác. =11360m3/ngđ; Qsh=3488m3/ngđ; Qkhác=7872m3/ngđ. Hàm lượng chất rắn lơ lửng vào năm 2010: = 190 mg/l Với: Ltc : Hàm lượng BOD5 trong nước thải năm 2010 Lkhác: Hàm lượng BOD5 trong các lĩnh vực khác Lkhác = 88 mg/l Lsh : Hàm lượng BOD5 trong nước thải sinh hoạt = 300 mg/l Trong đó: n: Lượng BOD5 tính cho một người trong ngày đêm lấy theo điều 6.1.6 (TCXD-51-84), n = 25 ¸ 30 g/người.ngđ, lấy n = 30 g/người.ngđ : Tiêu chẩu thải nước = 100 l/người.ngđ , Qsh, Qkhác: lưu lượng nước thải tổng cộng, sinh hoạt (năm 2006), và các lĩnh vực khác. =15191m3/ngđ; Qsh=7319m3/ngđ; Qkhác=7872m3/ngđ. 5.3. XÁC ĐỊNH DÂN SỐ TÍNH TOÁN: 5.3.1. Dân số tính toán theo chất lơ lửng: = 92713 người Với: NSS : Dân số tính toán theo chất lơ lửng Nsh : Dân số của khu vực tính toán sử dụng hệ thống thoát nước thải, chiếm 80% dân số khu vực tính toán = 73190 người Ckhác: Nồng độ chất lơ lửng trong các lĩnh vực khác Ckhác= 124 mg/l Qkhác: Lưu lượng nước thải trong các lĩnh vực khác Qkhác = 7872 m3/ngđ n : Lượng chất lơ lửng tương đương trên một người n = 50 g/người.ngđ 5.3.2. Dân số tính toán theo BOD5: = 96281 người Với: NSS : Dân số tính toán theo chất lơ lửng Nsh : Dân số của khu vực tính toán sử dụng hệ thống thoát nước thải, chiếm 80% dân số khu vực tính toán = 73190 người Lkhác: Nồng độ BOD5 trong các lĩnh vực khác Lkhác= 88 mg/l Qkhác: Lưu lượng nước thải trong các lĩnh vực khác Qkhác = 7872 m3/ngđ n : Lượng BOD5 tính tương đương trên một người n = 30 g/người.ngđ Bảng 8: Các thông số tính toán Thông số Đơn vị Năm 2006 Năm 2010 Dân số Người 87200 91487 Tỷ lệ sử dụng hệ thống thoát nước % 50 80 Tiêu chuẩn thải nước l/ng.ngđ 80 100 Lưu lượng nước thải sinh hoạt m3/ngđ 3488 7319 Lưu lượng nước thải khác (công nghiệp, nước thẩm thấu, dịch vụ ) m3/ngđ 7872 7872 Lưu lượng nước thải trung bình ngày m3/ngđ 11360 15191 Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ m3/h 773,45 1013,76 Lưu lượng nước thải nhỏ nhất giờ m3/h 285,2 374 Hàm lượng BOD5/người/ngày g/ngày 30 30 Hàm lượng BOD5 mg/l 176 190 Dân số tính toán theo BOD5 Người 66691 96281 Hàm lượng chất lơ lửng/người/ngày g/ngày 50 50 Hàm lượng chất lơ lửng (SS) mg/l 278 305 Dân số tính toán theo SS Người 63123 92713 Tiêu chuẩn cần đạt loại A theo TCXD 188: 1996 BOD5 £ 20 mg/l SS £ 50 mg/l Các thông số dùng để tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thảiđược lấy vào năm 2010 Chương VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý được dựa vào các yếu tố sau: Công suất của trạm xử lý là 15191 m3/ngđ Thành phần và đặc tính của nước thải: BOD5 = 190 mg/l, SS = 305 mg/l Mức độ cần xử lý đạt loại A Điều kiện mặt bằng yêu cầu nhỏ gọn do khu vực tính toán có diện tích nhỏ. Và các yếu tố khí hậu, thủy văn Sau khi phân tích các yếu tố trên, đã chọn ra sơ đồ công nghệ thích hợp để xử lý nước thải cho khu vực tính toán, được thể hiện ở hình 1: Thuyết minh: Nước thải từ trạm bơm tập trung của khu vực được đưa đến ngăn tiếp nhận bằng ống áp lực, sau đó nước chảy trong mương dẫn đến song chắn rác có kích thước khe 16 mm. Tại song chắn rác các chất rắn có kích thước lớn sẽ được giữ lại và đưa vào máy nghiền rác để nghiền nhỏ trước khi đưa vào bể mêtan. Khi qua song chắn rác nước thải được dẫn vào bể lắng cát ngang để lắng các chất rắn lơ lửng có kích cỡ lớn không được giữ lại ở song chắn (chủ yếu là cát), cát được lấy ra khỏi kênh thường xuyên bằng bơm sục khí được lắp trên cầu công tác đặt ở trên kênh lắng cát. Cầu công tác thường di chuyển theo chiều dài của kênh, cát từ đáy kênh sẽ được thổi lên theo khí và nước nhờ hệ thống ống và máy bơm khí. Các ống sẽ thải hỗn hợp cát và nước vào máng chuyển cát đặt gần kênh lắng, rồi sau đó chảy vào ngăn chứa. Tại đây, nước sẽ chảy lại vào trạm xử lý nhưng cát thì được tích tụ lại ở trong ngăn, băng tải cát trục vít được lắp đặt trong ngăn để đưa cát từ ngăn chứa ra thùng chứa cát để mang đi xử lý, vít chuyển cát được vận hành bằng tay. Từ bể lắng cát, nước được đưa đến bể lắng 1 để lắng các cặn lơ lửng nhẹ hơn. Bể lắng đợt 1 được thiết kế là bể lắng ly tâm đưa nước vào từ cột trung tâm, và qua máng răng cưa để ra khỏi bể. Trong bể có lắp thiết bị cào cặn tự động để đưa cặn tập trung về hố thu. Ngoài ra, trong bể còn lắp một tấm ngăn chất nổi và cần gạt để gom chất nổi vào hộp thu chất nổi được lắp ngay trong bể. Nước sau khi lắng sẽ được trộn với bùn hoạt tính tuần hoàn đổ vào bể aeroten, sử dụng loại bể aeroten làm thoáng bằng khí nén, thiết bị phân phối khí là các đĩa xốp. Tại bề aerotank quá trình xử lý sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính diễn ra và loại bỏ gần như hoàn toàn các chất hữu cơ, sau đó, hỗn hợp nước bùn được đưa vào bể lắng 2. Bể lắng 2 được thiết kế là bể ly tâm, và có cấu tạo cơ bản giống như bể lắng 1. Bùn lắng được hút ra ngoài bằng bơm, một phần sẽ đưa trở lại vào bể aeroten, một phần đưa vào bể nén bùn đứng. Nước sạch sau khi lắng sẽ dẫn vào máng trộn kiểu lượn để hòa trộn đều nước và lượng Clo được đưa vào để khử trùng. Sau đó sẽ vào bể tiếp xúc để thực hiện quá trình tiếp xúc giữa Clo và nước thải, bể tiếp xúc được xây dựng có hình chữ nhật như bể lắng ngang nhưng không có thiết bì cào cặn. Nước thải sau khi khử trùng sẽ đưa ra nguồn tiếp nhận là sông Cái hoặc được cấp làm nước tưới cho các vùng nông nghiệp lân cận. Bùn dư ở bể lắng 2 sẽ được cô đặc bằng bể nén bùn đứng, nước lắng được bơm trở lại vào bể aeroten, còn bùn cùng với cặn ở bể lắng 1 và rác đã nghiền vào bể Mêtan để thực hiện quá trình ổn định cặn. Hỗn hợp cặn sau đó được đưa đến sân phơi để làm khô và được vận chuyển đến các vùng nông nghiệp làm phân bón hoặc đưa đến bãi chôn lắp. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ: Ngăn tiếp nhận: Ngăn tiếp nhận là nơi tiếp nhận nước thải từ trạm bơm chính của khu vực, và từ đây nước thải được đưa đến các công trình xử lý. Dựa vào lưu lượng lớn nhất giờ 1013,76 m3/h (tra bảng 3-4, sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp _ Lâm Minh Triết) , ta có kích thước của ngăn như sau: Đường ống áp lực gồm 2 ống, với đường kính mỗi ống d = 300 mm Kích thước của ngăn: A= 2000 mm, B= 2300 mm, H= 2000 mm, H1= 1600 mm, h= 750 mm, h1= 750 mm, b= 600 mm Song chắn rác: Song chắn rác có nhiệm vụ giữ lại các chất rắn có kích thước lớn chủ yếu là rác. a). Mương dẫn: Mương dẫn có nhiệm vụ dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác. Kích thước mương được lấy như sau: Chiều cao mương: H= 750 mm Chiều rộng mương: B= 800 mm Độ dốc của mương: i= 0,0008 Kết quả tính toán thủy lực được thể hiện như sau: Thông số thủy lực Lưu lượng tính toán = 176 l/s = 281,6 l/s = 103,84 l/s Chiều rộng B (m) 0,8 0,8 0,8 Độ dốc i 0,0008 0,0008 0,0008 Vận tốc v (m/s) 0,54 0,68 0,48 Độ đày h (m) 0,41 0,52 0,26 b). Song chắn rác: Số khe hở của song chắn rác: = 44,42 @ 44 khe Với : n : Số khe hở b : Khoảng cách giữa các khe b = 0,016 m q : Lưu lượng tối đa của nước thải: q = = 0,2816 m3/s vtt : Vận tốc nước chảy qua các khe hở vtt= 0,8 ¸ 1,0 m/s, chọn vtt= 0,8 m/s h : Chiều sâu lớp nước trước song chắn rác, lấy bằng chiều cao mực nước ở mương h = 0,52 m kz : Hệ số nén dòng do các thiết bị vớt rác, kz = 1,05 Chiều rộng toàn bộ thiết bị chắn rác: BS = d(n-1) + bn = 0,008(44 – 1) + 0,016.44 = 1,048 @ 1,05 m Với: d : Bề dày các thanh song chắn rác, chọn d = 0,008 m Tổn thất áp lực qua thiết bị chắn rác: = 0,026 m Với: : Hệ số tổn thất áp lực cục bộ = 0,63 Trong đó: : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn. Dựa vào bảng 3-7 – sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp _ Lâm Minh Triết chọn kiểu b Þ = 1,83 : Vận tốc dòng chảy trước song chắn rác Ứng với chế độ = 0,2816 m3/s = 0,52 m/s : Hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám = 2 ¸ 3, chọn = 3 Chiều dài đoạn mở rộng: = 0,34 m Với: BS : Chiều rộng của song chăn Bm : Chiều rộng của mương dẫn nước từ ngăn tiếp nhận đến song chắn 200 : Góc mở rộng của buồng đặt song chăn rác, lấy bằng 200 Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn: = 0,5.0,34 = 0,17 m Chiều dài xây dựng của phần mương đặt song chắn rác: L = l1 + l2 + l3 = 0,34 + 0,17 + 2 = 2,51 m l3 : chiều dài phần mương đặt song chắn và sàn công tác, chọn l3 = 2m chiều sâu xây dựng phần mương đặt song chắn H = hmax + hS + 0,5 = 0,52 + 0,026 + 0,5 = 1,046 m @ 1,05 m Với: hmax: độ đầy ứng với , hmax = 0,52 m hS : Tổn thất áp lực qua thiết bị chắn rác 0,5 : Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất Lượng rác giữ lại ở song chắn: = 1,27 m3/ngđ Với: a : Lượng rác tính theo đầu người trong năm (theo bảng 2.1, sách Xử lý nước thải _ Hoàng Huệ) Chọn a= 5 l/người/năm NSS: Dân số tính toán theo chất lơ lửng NSS = 92713 người Hàm lượng chất lơ lửng (CS) và BOD5 (LS) của nước thải lại sau khi qua song chắn rác, với hiệu suất 4%: CS = Ctc(100 – 4)% = 305(100 – 4)% =292,8 mg/l LS = Ltc(100 – 4)% = 190(100 – 4)% = 182,4 mg/l Bảng 9 : Các thông số thiết kế song chắn rác Thông số Đơn vị Giá trị Chiều dài m 2,51 Chiều rộng m 1,05 Chiều cao m 1,05 Số thanh chắn Cái 43 Kích thước mỗi khe hở m 0,016 6.2.3. Bể lắng cát ngang: Bể lắng cát được thiết kế để loại bỏ những hạt cặn lớn trong nước thải mà cát là chủ yếu. Thiết kế bể lắng cát ngang có 2 ngăn, kích thước hạt cặn muốn giữ là 0,2 mm (Việc tính toán thiết kế sách Công nghệ xử lý nước thải đô thị _ Andé Lamouche). Thiết diện ước lớn nhất của 1 ngăn: = 0,47 m2 (1) Với: Q : Lưu lượng lớn nhất trong từng ngăn m3/s = 0,1408 m3/s : lưu lượng lớn nhất giây = 0,2816 m3/s : Vận tốc nước chảy trong bể lắng cát ứng với lưu lượng lớn nhất = 0,3 m/s, theo điều 6.3.4.-TCXD-51-84) h : Độ sâu tính toán l : chiều rộng của từng ngăn Diện tích bề mặt ngang của mỗi ngăn để hạt cát có kích thước 0,2 mm nằm ở mặt nước có thể lắng xuống đáy bể = 8,8 m2 (2) Với: : Vận tốc lắng của các phân tử khi vận tốc ngang của chất lỏng = 30 cm/s. Tra bảng 18, ta có: = 0,016 m/s L : chiều dài của bể lắng cát Ta có: = 10 (3) Từ 1, 2, 3 suy ra: l= 0,94 m; L= 9,4 m; h= 0,5m Chiều cao của bể: H = h + h1 + h2 = 0,5 + 0,4 + 0,3 = 1,2 m Với: h1 : Khoảng cách từ mực nước đến thành bể h1 = 0,4 m h2 : Chiều cao lớp chứa bùn h2 = 0,3 m Hàm lương chất lơ lửng (CC), và BOD5 (LC) sau khi qua bể lắng cát, với hiệu suất 5% CC = CS(100 – 5)% = 292,8(100 – 5)% = 278,16 mg/l LC = LS(100 – 5)% = 182,4(100 – 5)% = 173,28 mg/l Với : CS, LS : hàm lượng chất lơ lửng và BOD5 khi qua song chắn rác. Bảng 10 : Các thông số thiết kế bể lắng cát (2 đơn nguyên) Thông số Đơn vị Giá trị Chiều dài m 9,4 Chiều rộng m 0,94 Chiều cao m 1,2 6.2.4. Bể lắng 1: (Chọn bể lắng ly tâm) Nhiệm vụ của bể lắng 1 là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước sau khi qua các công trình xử lý trước đó, bể có thiết kế thêm hệ thống cần gạt chất nổi và họp thu chất nổi để thu những chất nhẹ hơn nước như dầu mỡ Bán kính bể lắng ly tâm = 15,2822 @ 15,28 m (CT17, TCXD 51 – 84) Với: : lưu lượng lớn nhất giờ của nước thải = 1013,76 m3/ngđ K : Hệ số lấy theo kiểu bể lắng, quy định như sau: - K = 0,5 đối với bể lắng ngang - K = 0,4 đối với bể lắng ly tâm - K = 0,3 đối với bể lắng đứng : Độ thô thủy lực của hạt cặn = 0,96 (CT18, TCXD 51 – 84) Trong đó: n : Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng đối với các loại hạt chủ yếu, lấy sơ bộ như sau: n = 0,25 :cho cặn có khả năng kết tụ (chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt) n = 0,4 :cho các hợp chất khoáng thuộc hệ khuếch tán có khối lượng riêng 2 ¸ 3 g/m3 n = 0,5 : cho các hạt cặn nặng và khối lượng riêng 5 ¸ 6 g/m3 Chọn n = 0,25 t : Thời gian lắng (s) của nước thải trong bình hình trụ cao 500mm. Dựa vào n = 0,25 và nồng độ chất lơ lửng trong nước thải C = 278,16 mg/l, tra bảng 27 - TCXD 51 – 84, ta có t = 1028 s a : Hệ số tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ trong nước thải đối với độ nhớt, với nhiệt độ nước thải 25oC, tra bảng 25 - TCXD 51 – 84 ta có: a = 0,9 : Thành phần thẳng đứng của tốc độ của nước thải, phụ thuộc vào v Đối với bể lắng ngang và ly tâm v = 5 ¸ 10 m/s Đối với bể lắng đứng v= 5 ¸ 8 m/l Chọn v = 10 m/s, tra bảng 26 - TCXD 51 – 84 ta có: w = 0,05 : Trị số tính toán đối với bể lắng phụ thuộc vào chiều cao tính toán (H) của bể và kiểu bể. Với bể lắng ly tâm và H = 3m, tra bảng 28 - TCXD 51 – 84 ta có = 1,29 Xây dựng 2 bể lắng với Bán kính R’ = = 7,64 m Đường kính D = R’.2 = 7,64.2 = 15,28 m Diện tích vùng lắng của bể: = 183,28 m3 Thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã tính toán: = 1,085 h Với: H : Chiều sâu tính toán của vùng lắng, theo điều 6.5.9.TCXD 51 – 84: đối với bể ly tâm H= 1,5 ¸ 5 m, chọn H= 3m : Lưu lượng nước thải lớn nhất giờ = 1013,76 m3/ngđ N : Số đơn nguyên Tốc độ lắng thực tế của bể: = 0,768 mm/s Ứng với u = 0,768 mm/s, hàm lượng chất lơ lửng C= 278,16 mg/l, (tra bảng 3 – 10 sách Xử lý nước thải Đô thị và công nghiệp_Lâm Minh Triết), ta có: Hiệu suất lắng: E = 47% Hàm lượng chất lơ lửng (C1) sau khi qua bể lắng 1: C1 = CC(100 – 5)% = 278,16(100 – 47)% = 147,42 mg/l < 150 mg/l, thỏa mãn điều 6.5.3. TCXD – 51 – 84. Hàm lượng BOD5 (L1) sau khi qua bể lắng 1, với hiệu xuất xử lý 15% L1 = LC(100 – 15)% = 173,28(100 – 15)% = 147,3 mg/l Kiểm tra tốc độ thực tế vtt trong phần lắng = 6,14 m/s nằm trong quy định TCXD – 51 – 84 Tính toán, thiết kế xây dựng bể lắng 1: Cột cấp nước có hình trụ tròn, được xây dựng bằng bê tông với độ dày 100 mm. Các lỗ được phân bố đều xung quanh cột. Vận tốc của nước trong cột vc ³ 0,4 m/s Diện tích mặt cắt ngang của cột = 0,1299 m2 Với: : Lưu lượng nước thải nhỏ nhất giờ N : Số đơn nguyên N=2 vc : Vận tốc nước trong cột, chọn vc = 0,4 m/s Đường kính cột: = 0,406 @ 0,4 m Đường kính thực của bể: DB= D’ + (dc + 0,1.2) = 15,28 + (0,4 + 0,1.2) = 15,88 m 0,1: độ dày của cột Đường kính buồng phân phối: db = (0,2 ¸ 0,25) DB = 0,25.15,88 = 3,97 m Hệ thống máng thu nước, xây dựng máng thu nước trong bể có hình răng cưa, đường kính máng chiếm 90% đường kính bể Đường kính máng thu: dm = 90%.DB = 0,9.15,88 = 14,292 m Bán kính máng thu: rm = dm/2 = 7,146 m Chiều cao bể lắng 1 HB = H + h1 + h2 + h3 = 3 + 0,4 + 0,3 + 0,3 = 4 m Với: H : chiều cao tính toán phần lắng H= 3m h1 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể h1 = 0,4 m h2 : Chiều cao lớp nước trung hòa, theo TCXD – 51 – 84 h2 = 0,3 ¸ 0,5 m, chọn h2 = 0,3 m h3 : Chiều cao của lớp cặn trong bể h3 = 0,3 m Kiểm tra: Tải trọng của máng thu = 169,25 m3/m2.ngđ Tải trọng bề mặt: Thời gian lưu nước trong bể: = 2,085 h Với: : Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm = 15191 m3/ngđ N : Số đơn nguyên N= 2 F’ : diện tích vùng lắng của bể F’ = 183,28 h : Chiều cao phần chứa nước của bể h = H + h2 + h3 = 3 + 0,6 + 0,6 = 3,6 m So sánh các thông số trên với bảng TK – 4 sách: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_Lâm Minh Triết, ta thấy giá trị tính toán đạt yêu cầu Bảng 11 : Các thông số thiết kế bể lắng 1 (2 đơn nguyên) Thông số Đơn vị Giá trị Đường kính bể m 15,88 Đường kính máng thu nước m 14,292 Chiều cao m 4 Đường kính buồng phân phối m 3,97 Đường kính cột nước m 0,4 6.2.5. Bể Aeroten: (tính toán thiết kế theo sách: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải_ Trịnh Xuân Lai) Tóm tắt các số liệu tính toán: Lưu lượng trung bình của nước thải trong một ngày: = 15191 m3/ngđ Hàm lượng BOD5 trong nước thải ở đầu vào: LO= 147,3 mg/l Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải đầu vào: CO= 147,42 mg/l Hàm lượng BOD5 trong nước thải cần đạt sau xử lý: Lra £ 20 mg/l Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải cần đạt sau xử lý: Cra £ 50 mg/l, chọn C = 30mg/l. Hàm lượng cặn hữu cơ trong cặn lơ lửng chiếm 60% Tỷ lệ BOD5/COD = 0,68 Nhiệt độ nước thải t = 25oC Các thông số vận hành như sau: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể X= 2800 mg/l Độ tro của cặn z= 0,3 Nồng độ bùn lắng ở đáy bể lắng 2 và cũng là bùn tuần hoàn 10000mg/l Thời gian lưu bùn qC= 10 ngày Hệ số năng suất sử dụng chất nền (hệ số sản lượng bùn): Y = 0,6 Hệ số phân hủy nội bào: Kd = 0,06 ngày-1 Nồng độ BOD5 hòa tan trong nước thải ở đầu ra: Hàm lượng BOD5 trong nước thải ở đầu ra: Lượng chất hữu cơ trong nước thải ra khỏi bể lắng II: 0,6.30 = 18 mg/l BOD5 hoàn toàn có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra: 18.1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa = 25,56 mg/l Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng: 25,56.0,68 = 17,38 mg/l Lượng BOD5 hòa tan trong nước ở đầu ra: 20 – 17,38 = 2,62 mg/l 2. Hiệu suất xử lý theo BOD5 hòa tan: = 98,22 % Với: L : Nồng độ BOD5 hòa tan trong nước ở đầu ra 3. Thể tích bể Aeroten (theo CT5-21): = 2944 m3 4. Thời gian lưu nước trong bể: = 0,194 ngày = 4,656 giờ 5. Lượng cặn dư phải xả hành ngày sau khi nhà máy hoạt động ổn định: - Hệ số sinh trưởng của bùn: (theo CT 5 – 2 4) = 0,375 - Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày: = 824,2 kg/ngđ - Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra do độ tro z = 0,3 = 1177,43 kg/ngđ - Lượng cặn dư hàng ngày phải xả đi: Pxả = = 1173,43 – 15191.30.10-3 = 721,7 kg/ngđ Cra: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải ở đầu ra Cra= 30 mg/l 6. Lưu lượng bùn xả Qxa hàng ngày từ bể lắng 2: (theo CT 5 – 15 và 5 – 16) = 72,187 m3/ngđ Với: Qra : Lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng 2 Qra = = 15191 m3/ngđ Xra : Nồng độ VSS trong SS khi ra khỏi bể lắng Xra = (1 – z).30 = 21 mg/l XT : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn XT = (1 – z).10000 = 7000 mg/l V : Thể tích bể aeroten V = 2944 m3 X : Nồng độ VSS trong hỗn hợp ở bể aeroten X= 2800 mg/l qC : Thời gian lưu bùn qC = 10 ngày 7. Xác định lượng bùn tuần hoàn QT: Cân bằng vật chất trong bể aeroten: .Xo + QT.XT = ( + QT).X Xo thường rất nhỏ, do đó có thể bỏ giá trị .Xo . Khi đó phương trình có dạng: QT.XT = (+ QT).X Chia 2 vế cho và đặt tỷ số = a. Ta có: aXT = X + a.X Þ = 0,67 (a: hệ số tuần hoàn) Lưu lượng bùn tuần hoàn: QT = a. = 0,67.15191 = 10177,97 m3/ngđ 8. Kiểm tra: - Tốc độ sử dụng chất nền (BOD5) của 1g bùn hoạt tính trong 1 giờ: = 11,1 mgBOD5/1gbùn - Tỉ số F/M: = 0,27 mgBOD5/mgbùn.ngày - Tải trong thể tích: = 0,789 kgBOD5/m3.ngày Với: LO : Nồng độ BOD5 đầu vào LO = 147,3 mg/l L : Nồng độ BOD5 hòa tan ra khỏi bể L = 2,62 mg/l X : Nồng độ bùn hoạt tính trong bể X = 2800 mg/l q : Thời gian lưu nước trong bể q = 0,194 ngày = 4,656 giờ : Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm = 15191 m3/ngđ V : Thể tích của bể V= 2944 m3 So sánh các thông số trên với bảng 6 – 1, ta thấy giá trị tính toán đạt yêu cầu 9. Xác định kích thước xây dựng bể: - Chiều cao bể: HB = Htt + 0,4 = 4 + 0,4 = 4,4 m Với: Htt : Chiều cao tính toán của bể 0,4 : Khoảng cách từ mực nước đến thành bể - Diện tích tổng cộng: = 736 m2 Aeroten gồm có 4 đơn nguyên - Diện tích từng bể: = 184 m2 - Kích thước mỗi bể: Chiều cao: HB = 4,4 m Chiều dài: LB = 18,4 m Chiều rộng: BB = 10 m 10. Xác định lượng khí cần cấp cho bể aeroten: - Lượng ôxy cần thiết: (theo CT 6 – 15) = 2062 kg/ngđ Với: OCO : Lượng ôxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20oC Q : Lưu lượng nước thải cần xử lý Q = 15191 (m3/ngđ) LO : Nồng độ BOD5 đầu vào LO = 147,3 mg/l L : Nồng độ BOD5 đầu ra L = 2,62 mg/l : Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD = 0,68 1,42 : Hệ số chuyển đổi từ tế bào sanh COD PX : Lượng bùn hoạt tính si nh ra trong một ngày PX = 824,2 kg/ngđ - Lượng oxy thực tế: = 3942 kg/ngđ Với: b : Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy b = 1 CS20 : Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở 20oC CS20 = 9,08 mg/l Csh : Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ t = 25oC Csh = 8,027 mg/l Cd : Nồng độ oxy cần duy trì cho công trình. Khi xử lý nước thải thường lấy Cd = 1,5 ¸ 2 mg/l. Chọn Cd= 2 mg/l a : Hệ số hiệu chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, loại thiết bị làm thoát, hình dáng bể Đối với hệ thống phân phối khí bọt nhỏ, mịn a = 0,51 ¸ 0,75. Chọn a = 0,7 - Lượng không khí cần thiết: = 296390 m3/ngđ Với: OU : Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối khí OU = Ou.h = 7.3,8 = 26,6 gO2/m3 Trong đó: Ou: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối khí, ở độ sâu ngập nước là 1m. Tra bảng 7-1, ta có Ou= 7 gO2/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 : Hệ số an toàn, thường lấy 1,5 – 2. Chọn = 2 11. Thiết kế hệ thống phân phối khí ở mỗi bể: Sử dụng thiết bị làm thoáng bằng khí nén, tạo ra các bọt khí nhỏ, và mịn qua các đĩa xốp loại DP 230, có đường kính 03m, cường độ khí qua đĩa 0,7 ¸ 1,4 l/s, tổn thất lưu lượng 0,03 bar. Các đĩa xốp này được gắn trên dàn ống được bố trí hình xương cá. - Số đĩa cần trong mỗi bể: đĩa Với: OK : Lượng không khí cần thiết OK = 296390 m3/ngđ N : Số bể N=4 qd : Cường độ khí qua đĩa Ứng với: = 1,4 l/s =626 đĩa = 0,7 l/s =1251 đĩa Như vậy số đĩa cần dùng trong bể 626 £ nd £ 1251 Tại mỗi bể, ta bố trí khoảng cách giữa các đĩa (tính từ tâm đĩa) 0,5 m, như vậy: Số đĩa bố trí theo chiều ngang B(trừ cho khoảng cách giữa đĩa với thành bể và ống trung tâm): = 18 đĩa Số đĩa bố trí theo chiều dài L (trừ cho khoảng cách giữa đĩa và thành bể) : = 36 đĩa Số đĩa sử dụng trong mỗi bể : nd = 18.36 = 648 đĩa ( nằm trong khoảng yêu cầu) Kích thước ống dẫn khí: Đường ống chính (vc = 9 ¸ 15 m/s) Diện tích ống: 0,08576 m2 Đường kích ống: = 0,33 m Chọn DCtk = 0,3 m Þ= 0,07065 m2 Þ vCttế == 12 m/s Chiều dài ống : LC= 18 m Đường ống nhánh (vn = 4 ¸ 6 m/s) Diện tích ống: = 0,00298 m2 Đường kính ống: = 0,062 m Chọn Dntk = 0,06 m Þ= 0,0028 m2 Þ vnttế == 4,25 m/s Chiều dài của ống: Ln = 4,6 m 12. Xác định độ tăng nhiệt độ trong quá trình nén khí của máy nén: 33o (theo sách: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_Lâm Minh Triết) Trong đó: T1: Nhiệt độ không khí xung quanh vào mùa nóng nhất (35oC): oK h : Hiệu suất của máy nén khí (0,65 ¸ 0,8), chọn h = 0,7 P1: Aùp suất tuyệt đối đầu vào, m cột nước: P1= 760 mmHg = 10,33 mH2O P2: Aùp suất tuyệt đối đầu ra: P2 = 10,33 + 3 = 13,33 m n = (k-1)/k = 0,283 (đối với không khí k = 1,395) Nhiệt độ không khí ở đầu đẩy máy nén: T = 35 + 33 = 68oC 13. Xác định tổn thất áp lực của hệ thống phân phối khí: (theo sách: Thông gió_Nguyễn Hữu Chí) Ống chính: = 72,576 + 656,64 = 729,216 Pa Với: - : Tổn thất do ma sát Ta có: Trong đó: l = 0,31Re-0,25: Hệ số trở kháng ma sát, phụ thuộc độ nhám và chế độ dòng khí trong ống, được xác định bằng chỉ số Re: q: Lưu lượng nước trong ống l/s d: Đường kính ống d = 300 mm u: Độ nhớt động học của không khí u = (170 + 0,5toC)10-4 (toC: nhiệt độ trung bình trong ống) = (170 + 0,5 x 50)10-4 = 195.10-4 (giả sử nhiệt độ từ máy nén đến ống chính còn 50oC) Þ 224005 Þ l = 0,31 x 224005-0,25 = 0,014 l: Chiều dài của ống dẫn l = 18 m r: Mật độ không khí (lấy r = 1,2 kg/m3) v: Vận tốc khí chảy trong ống Þ 72,576Pa - DPcb: Tổn thất cục bộ Ta có: Trong đó: x : Hệ số sức cản thủy lực cục bộ (tra bảng phụ lục 4 – TL5) r: Mật độ không khí (lấy r = 1,2 kg/m3) v: Vận tốc khí chảy trong ống v = 12 m/s Þ 656,64 Pa x1 (co 90o) = 0,4 x’ = 0,1 (mối nối giữa ống chính với ống phụ) Ống nhánh: Giả sử nhiệt độ của khí vào ống nhánh không thay đổi bằng nhiệt độ ống chính: 50oC Ống 1: 24,184 Pa 23,1 Pa 15556 Þ l = 0,31 x 15556-0,25 = 0,0278 u1 = (170 + 0,5 x 50)10-4 = 195.10-4 1,084 Pa Do các ống nhánh đều có kích thước như nhau nên: Tổng tổn thất qua ống nhánh: 1741,248 Pa Tổng tổn thất qua hệ thống ống: 2470,464 Pa = 18,53 mmHg = 0,01853 mH2O 14. Xác định công suất máy nén: Aùp lực cần thiết của máy nén khi tính theo mH2O: Hm= hO + h1 + Hđ + hL= 0,01863 + 4,2 + 0,612 x 72 + 0,05 = 48,3 mH2O Trong đó: hO: tổng tổn thất qua hệ thống ống dẫn khí, hO = 0,0354 mH2O h1 : áp lực theo chiều cao của bể, h1= 4,2 mH2O Hđ: Tổn thất qua vòi đĩa (1 đĩa xốp có tổn thất hđ= 0,06 bar = 6000 Pa = 0,612 mH2O) hL : tổn thất qua ống tập trung đưa khí từ máy nén đến bể aeroten. Cho hL = 0,05 mH2O Aùp lực máy nén khí tính theo Atmotphe: 4,78 atm Công suất máy nén khí theo quá trình nén đoạn nhiệt: 28,79 kW Trong đó: G:Trọng lượng của dòng không khí (kg/s), G =r x OK = 1,2x = 1,029 kg/s R: Hằng số khí, đối với không khí R= 8,314 KJ/KmoloK T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào oK = 273 + 35 = 308 oK P1: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu vào = 1 atm P2: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu ra = 1 + 4,78 = 5,78 atm n = (K – 1)/K = 2,83 vì đối với không khí K= 1,395 29,7 : Hệ số chuyển đổi h : Hiệu suất máy = 0,7 Bảng 12 : Các thông số thiết kế bể aeroten (4 đơn nguyên) Thông số Đơn vị Giá trị Chiều dài L m 18,4 Chiều rộng B m 10 Chiều cao H m 4,4 Đường kính đĩa phân phối mm 300 Số đĩa Cái 684 Ống dẫn khí chính L x D m 18 x 0,3 Ống nhánh L x D (72 ống) m 4,2 x 0,06 6.2.6. Bể lắng 2: ( Sử dụng bể lắng ly tâm) Tính toán thiết kế theo sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải_Trịnh Xuân Lai - Diện tích mặt bằng của bể lắng: = 1208 m2 (theo CT 9 – 8) Với: Q : Lưu lượng nước thải trung bình ngày Q= 15191 m3/ngđ a : Hệ số tuần hoàn a= 0,67 CO : Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten (X= 2800 mg/l) = 4000 mg/l = 4000 g/m3 Ct : Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn CT= 10000 mg/l =10000 g/m3 vl : Vận tốc lắng = 0,35 m/h Trong đó: vmax = 7 m/h K: 600 Cl = = 5000 g/m2 Xây dựng 2 bể lắng, diện tích mặt bằng mỗi bể: = 604 m2 Diện tích bồn phân phối : = 0,1 x 604 = 60,4 m2 Diện tích của bể: = 604 + 60,4 = 664,4 m2 Đường kính bể: 29,1 m Đường kính tấm chắn hướng dòng: 8,77 m Diện tích cột cấp nước: =0,367 m2 Với: Q : Lưu lượng nước thải Q = 15191 m3/ngđ a : Hệ số tuần hoàn v : Vận tốc nước chảy trong cột nước v³ 0,4 m/s , chọn v = 0,4 m/s Đường kính cột nước: = 0,68 m Tải trọng thủy lực : 21 m3/m2.ngày Vận tốc nước đi lên trong bể: 0,875 m/h Hệ thống máng: (máng trong) Đường kính máng: Dm = (80%¸90%)D = 0,9 x 29,1 = 26,19 m Chiều dài máng thu: Lm = 3,14 x 29,19 = 82,237 m Tải trọng thu nước trên 1 m chiều dài máng: =92,36 m3/m.ngày Tải trọng bùn: = 3,5 kg/m2.h Chiều cao bể: Hb = h1 + h2 + h3 + h4 = 6 m Trong đó: h1: Chiều cao phần nước trong (1,5 ¸ 3 m), chọn h1= 3m h2: Chiều cao phần chóp đáy bể (với độ dốc 0.1 về tâm) h2 = 1,455 m h3: Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng: h3 = 0,3 m h4: Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: h h4 = Hb – (h1 + h2 + h3) = 6 – (3 + 1,455 + 0,3) = 1,245 m Thể tích bể: V= SB x H = 604 x 4,455 = 2690,82 m3 H: chiều cao công tác = h1 + h2 + = 4,455 m Thời gian lưu nước trong bể: = 0,212 ngày = 5,09 giờ Bảng 13 : Các thông số thiết kế bể lắng 2 (2 đơn nguyên) Thông số Đơn vị Giá trị Đường kính bể m 29,1 Đường kính máng thu nước m 26,19 Chiều cao m 6 Đường kính buồng phân phối m 8,77 Đường kính cột nước m 0,68 6.2.7. Bể nén bùn: 1. Bể chứa bùn: Bể chứa bùn gồm 2 ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn, và ngăn chứa bùn dư. Lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn tuần hoàn là 10177,97 m3/ngày, lượng bùn dư chảy sang ngăn chứa bùn dư là 72,187 m3/ngày. Thời gian lưu bùn tại ngăn chứa bùn tuần hoàn là 10 phút, tại ngăn chứa bùn dư là 5 giờ Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn: = 70,68 m3 Thể tích ngăn chứa bùn dư: = 15,04 m3 Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn: L x B x H = 8,835 x 2 x 4 m Kích thước ngăn chứa bùn dư: L x B x H = 2 x 1,88 x 4 m 2. Bể nén bún: Dùng bể lắng đứng nhằm cô đặc bùn bằng trọng lực để giảm độ ẩm và thể tích của bùn (Tính toán thiết kế theo sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp _ Lâm Minh Triết) Lưu lượng bùn xả ra hàng ngày từ bể lắng 2, như đã tính ở phần trên Qxa = 72,187 m3/ngđ Diện tích hữu ích của bể nén bùn: = 8,355 m2 Với: v1 : Tốc độ chảy của chất lỏng ở vùng lắng trong bể nén bùn kiểu lắng đứng, theo điều 6.10.3 – TCXD – 51 – 84 v1 = 0,1 mm/s Diện tích ống trung tâm của bể nén bùn: = 0,03 m2 Với: v2 : Tốc độ chuyển động của bùn trong ống trung tâm, v2= 28 ¸ 30 mm/s chọn v2= 28 mm/s Diện tích tổng cộng của bể: m2 Đường kính bể: D = = 3,3 m Đường kính ống trung tâm: = 0,2m Đường kính miệng loe của ống trung tâm dl = 1,35d = 1,35 ´ 0,2 = 0,27 m Chiều cao phần lắng của bể nén bùn đứng: = 3,6 m Với: t :thời gian lắng bùn, theo điều 6.10.3 – TCXD – 51 – 84 t= 10 giờ Chiều cao phần hình nón của bể: = 1,67 m Với: dn :Đường kính đáy nhỏ hình nót cụt dn = 0,2m : Góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang ³ 500, chọn a= 500 Chiều cao tổng cộng của bể: HB = Hl + Hn + 0,3 = 3,6 + 1,67 + 0,3 = 5,57 m Chiều cao ống trung tâm: htt = Hl = 3,6 m Kích thước hệ thống máng thu nước (sử dụng máng trong): - Đường kính máng: Dm = 80%D = 0,8 x 3.3 = 2,64 m - Chiều dài máng: Lm = pDm = 3,14 x 2,64 = 8,29 m Kích thước tấm hắt: Đường kính tấm hắt: = 0,351 m Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang: b = 17o Khoảng cách giữa miệng loe và tấm hắt: = 0,015 m Với: vk : tốc độ nước chảy qua khe hở giữa miệng loe của ống trung tâm với bề mặt tấm hắt, vk20 mm/s, chọn vk = 20 mm/s Bảng 14: Các thông số thiết kế cơ bản của bể nén bùn (1 đơn nguyên) Thông số Đơn vị Giá trị Đường kính bể m 3,3 Đường kính máng thu nước m 2,68 Chiều cao m 5,57 Đường kính ống trung tâm m 0,2 Chiều cao ống trong tâm m 3,9 Đường kính miệng loe m 0,27 Đường kính tấm hắt m 0,351 Khoảng cách giữa miệng loe và tấm hắt m 0,017 6.2.8. Bể Mêtan: Nhằm ổn định cặn và tiêu diệt các loại vi sinh vạât gây bệnh. (Tính toán thiết kế theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp _ Lâm Minh Triết): Xác định lượng cặn và bùn dẫn vào trong bể mêtan Lượng cặn tươi từ bể lắng 1: = 31,21 m3/ngđ Với: CC : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải đến với bể lắng 1 CC = 278,16 mg/l Q : Lưu lượng nước thải Q = 15191 m3/ngđ E : Hiệu suất lắng của bể lắng 1 E = 47% K : Hệ số tính khả năng tăng lượng cặn do có cơ sở hạt lơ lửng lớn, K = 1,1 ¸ 1,2. Chọn K= 1,1 P : Độ ẩm của căn tươi P = 93% Lượng bùn hoạt tính dư ra khỏi bể nén: Lượng bùn trong bể lắng có 67% được tuần hoàn lại bể aeroten, 33% đưa về bể nén bùn. = 31,59 m3/ngđ Với: Ctr : Hàm lượng bùn hoạt tính trôi khỏi bể lắng 2 Ctr= 12 mg/l : Hệ số tính đến khả năng tăng trưởng không điều hòa của bùn hoạt tính trong quá trình xử lý sinh học, a = 1,1 ¸1,2 chọn a= 1,15 P : Độ ẩm của bùn hoạt tính sau khi nén , P = 97,5% Lượng rác ở song chắn rác: Rác trước khi nghiền có độ ẩm 80%, sau khi nghiền có độ ẩm 94 ¸ 95 % = 4,23 m3/ngđ Với: WS : Lượng rác thu được trong ngày tại song chắn rác WS = 1,27 m3/ngđ P1 : Độ ẩm ban đầu của rác, P1 = 80% P2 : Độ ẩm của rác sau khi nghiền nhỏ, P2 = 94% Tổng lượng cặn bùn và rác: WT = WC + WR + WB = 31,21 + 4,23 + 31,59 = 67,03 m3.ngđ Độ ẩm trung bình của hỗn hợp cặn: = 95,18% CK: Lượng chất khô trong cặn tươi P = 93% = 2,185 m3/ngđ BK: Lượng chất khô trong bùn hoạt tính dư với P = 97,5% = 0,79 m3/ngđ RK: Lượng chất khô trong rác sau khi nghiền P = 94% = 0,2538 m3/ngđ Kích thước bể Mêtan: Vì độ ẩm của hỗn hợp cặn Phh = 95,18% > 94%, chọn chế độ lên men ấm với t = 30 ¸ 35oC. Chọn t = 33oC Dung tích bể mêtan: = 744,78 m3 Với: d : Liều lượng cặn dẫn vào mêtan, tra bảng 42 – TCXD – 51 – 84, với độ ẩm 95% chế độ lên men ấm d = 9 Xây dựng 2 bể, thể tích mỗi bể: = 372,39 m3 Kích thước bể lấy theo thiết kế mẫu với dung tích bể 500 m3, tra bảng 3 – 15, ta có: D = 10m, h1 = 1,45m. H= 5m, h2= 1,7m Xác định lượng khí đốt: Lượng các chất không tro trong cặn CKT, rác RKT, bùn hoạt tính BKT = 1,52 T/ngđ = 0,1852 T/ngđ = 0,557 T/ngđ Với: AC, AR, AB: Độ hút ẩm của cặn tươi, rác và bùn hoạt tính. Lấy AC = 5%, AR = 4%, AB = 6% ZC, ZR, ZB: Độ tro của các chất khí của cặn tươi, rác, bùn hoạt tính. Lấy ZC = 27%, ZR= 24%, ZB= 25% Khả năng lên men lớn nhất của chất không tro trong hỗn hợp cặn vào bể mêtan (Điều 6.18.5 – TCXD – 51 – 84) a = (0,92.M + 0,62.C + 0,34.A)100% Với : M, C, A: tương ứng hàm lượng mỡ, cacbuahydro, và abumin tính bằng gam cho 1 gam chất hữu cơ của cặn Do không có số liệu về các thành phần ta lấy giá trị a như sau: cặn và rác a= 53%, bùn hoạt tính a= 44%. = 50,78% Lượng khí đốt thu được, m3/kg chất không tro = 0,443 m3/ngđ Với: n : Hệ số phụ thuộc vào độ ẩm của cặn và chế độ lên men lấy theo bảng 43 – TCXD – 51 – 84, với t = 33o, độ ẩm 95%, tra: n = 0,72 d : Liều lượng cặn dẫn vào bể d = 9 Lượng khí đốt tổng cộng: = 1002,2 m3/ngđ 6.2.9. Khử trùng nước thải: Sử dụng clo lỏng để khử trùng nước thải, trước khi ra nguồn tiếp nhận nhằm tiêu diệt các loại vi sinh vật có hại. Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải: Với: Y: Lượng clo hoạt tính cần để khử trùng nước thải, kg/h a : Liều lượng hoạt tính quy định theo điều 6.20.3 – TCXD – 51 – 84, nước thải sau khi xử lý sinh học hoàn toàn a= 3 g/m3 Q: Lưu lượng nước thải tính toán: Ứng với: Qmax,h = 1013,76 m3/h Þ= 3,04 kg/h Qtb,h = 633 m3/h Þ = 1,9 kg/h Qmin,h = 374 m3/h Þ = 1,12 kg/l Tính toán máng trộn: (chọn kiểu máng trộn lượn vì qmax= 281,6 l/s < 400 l/s) Diện tích thiết diện của máng trộn: = 0,352 m2 Với: Qmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất v : Tốc độ nước chảy trong máng trộn v ³ 0,8 m/s Chọn v= 0,8 m/s Với Q = 281,6 l/s , (dựa vào bảng 4 – 6 sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_Lâm Minh Triết) ta có kích thước cơ bản của máng trộn kiểu lượn như sau: L = 4500mm b = 1000 mm b4 = 610 mm l = 3620 mm b1 = 930 mm h1= 1000 mm b2 = 790 mm h2 = 1330 mm b3= 690 mm Chiều sâu lớp nước sau máng trộn: = 0,352 m Tổn thất áp lực qua mỗi khe lượn: = 0,08 m Với: x : Hệ số kháng cục bộ, phụ thuộc vào cách bố trí của đuôi lượn. Nếu đuôi lượn đặt vuông góc với dòng chảy x = 3;thuộc chiều dòng chảy x= 2,5; ngược chiều dòng chảy x= 3,5. Chọn x = 2.5 v1 : Vận tốc chuyển động của nước qua khe hẹp v1 ³ 0,8 m/s Chọn v1= 0,8 m/s Diện tích tiết diện ngang của mỗi khe lượn = 0,352 m2 Chiều sâu của lớp nước trước các khe lượn: Trước khe 1: = 0,38 m Trước khe 2: = 0,45 m Trước khe 3: = 0,51 m Trước khe 4: = 0,58 m Tính toán bể tiếp xúc: Chọn bể tiếp xúc ngang Bể tiếp xúc nhằm để nước thải và clo có đủ thời gian tiếp xúc 30 phút (kể cả thời gian nước chảy từ máng xáo trộn và từ bể tiếp xúc ra hồ chứa) Thể tích của bể: = 426,46 m3 Với: t : Thời gian lưu nước trong bể = 25,24 phút Trong đó: L : Chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc đến điểm xả L= 200m v : Vận tốc dòng chảy trong mương v = 0,7 ¸ 0,8 m/s Diện tích của bể tiếp xúc ngang: m2 Với: H là chiều cao tính toán của bể H = 1,5 ¸ 3 m, chọn H= 3m Cho kích thước mỗi ngăn trong bể tiếp xúc như sau: L x b = 14 x2,55 Số ngăn trong bể: ngăn Thể tích cặn lắng trong bể tiếp xúc = 2,78 m3 Với: a : Lượng cặn lắng trong bể tiếp xúc khi dùng clo lỏng để khử trùng tính cho 1 người trong ngày, theo điều 6.20.7 – TCXD – 51 – 84 a= 0,03 l/người.ngđ Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = 92712 người 6.2.10. Sân phơi bùn: Lượng cặn và bùn tổng cộng đưa đến sân phơi bùn: WTC = Wm + Wtx = 67,03 + 2,78 = 69,81 m3/ngđ Wm: Lượng bùn cặn từ bể mêtan Wm =67,03 m3/ngđ Wtx: Lượng cặn từ bể tiếp xúc Wtx = 2,78 m3/ngđ Diện tích của sân phơi: = 3640 m2 Với: q0 : Tải trọng lên sân phơi bùn theo bảng 3 – 17 sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_Lâm Minh Triết q0 = 2 m3/m2 n : Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu Đối với các tỉnh miền Bắc: n = 2,2 ¸ 2,8 Đối với các tỉnh miền Trung: n = 2,8 ¸ 3,4 Đối với các tỉnh miền Nam: n = 3,0 ¸ 4,2 Diện tích môi ô phơi bùn: L x B = 26 x 14 = 364 m2 Số ô phơi bùn n = 10 ô Diện tích phụ của sân phơi bùn: đường xá, mương dẫn F2= k x F =0,2 x 3640 = 728 m2 k: Hệ số tính đến diện tích phụ k = 0,2 ¸ 0,4. chọn k= 0,2 Tổng diện tích của sân phơi bùn: FT = F + F2 = 3640 + 728 = 4368 m2 VỊ TRÍ XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ: Việc chọn lựa vị trí của trạm xử lý nước thải dựa vào các điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, so sánh với các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật và cũng chú ý những yếu tố sau: Đặt ở phía hạ lưu của dòng sông chảy ngang khu vực Đặt ở cuối hướng gió chỉ đạo Và đảm bảo khoảng cách lý vệ sinh theo điều 1.16 – TCXD – 51 – 84 Kết hợp với quy hoạch của chung của thành phố và mở rộng của thành phố Phan Thiết trong tương lai Tiện lợi cho việc vận chuyển Dựa vào các yêu cầu trên, cộng với khảo sát thực tế ,trạm dựa kiến đặt tại khu vực phía đông bắc thành phố, thuộc địa phận phường Phú Thủy, gần khu vực sông Cấu Ké Chương VII: DỰ TOÁN CHI PHÍ Dự toán chi phí là xác định chi phí đầu tư xây dựng các công trình, mua sắm các trang thiết bị, và chi phí vận hành hệ thống. Từ đó xác định được giá thành cho 1m3 nước thải. CHI PHÍ ĐẦU TƯ XÂY DỰNG: - Chi phí vật liệu cơ bản: HẠNG MỤC ĐƠN VỊ KHỐI LƯỢNG ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) Vật liệu bê tông cốt thép Ngăn tiếp nhận m3 4,576 2.000.000 9.152.000 Song chắn rác m3 1,58 2.000.000 3.160.000 Bể lắng cát m3 16,05 2.000.000 32.100.000 Bể lắng 1 m3 201 2.000.000 402.000.000 Bể Aeroten m3 386,87 2.000.000 773.740.000 Bể lắng 2 m3 583,2 2.000.000 1.166.400.000 Ngăn chứa bùn m3 15,2 2.000.000 30.400.000 Bể nén bùn m3 38 2.000.000 76.000.000 Bể mêtan m3 114,6 2.000.000 229.200.000 Sân phơi bùn m3 174,6 2.000.000 3.494.400.000 Bể tiếp xúc m3 113,25 2.000.000 226.500.000 Máng trộn m3 2,6 2.000.000 5.200.000 Vật liệu gạch Nhà điều hành m3 80 1.500.000 120.000.000 Trạm cơ khí m3 20 1.500.000 30.000.000 Kho hóa chất m3 16 1.500.000 24.000.000 Trạm khí nén m3 20 1.500.000 30.000.000 Thép Song chắn rác kg 16 6.000.000 96.000.000 Máng răng cưa kg 210 6.000.000 1.260.000.000 Máng ngăn chất nổi kg 150 6.000.000 900.000.000 Que hàn 50.000.000 Sắt (Lan can, sàn công tác) 500.000.000 Khối lượng đất đào Bể lắng 1 m3 504 10.000 5.040.000 Bể Aeroten m3 1.550 10.000 15.500.000 Bể lắng 2 m3 4.126 10.000 41.260.000 Ngăn chứa bùn m3 45,26 10.000 452.600 Bể nén bùn m3 57 10.000 570.000 Bể mêtan m3 865 10.000 8.650.000 Sân phơi bùn m3 2.185 10.000 21.850.000 Bể tiếp xúc m3 232 10.000 2.320.000 Khối lượng đắp đất m3 1.200 15.000 18.000.000 TỔNG CỘNG (Cvlcb) 9.571.896.400 - Các chi phí phụ (đinh ốc, sắt) bằng 15% tổng chi phí vật liệu cơ bản: CP = 15% x 9.571.896.400 = 1.435.784.460 VNĐ - Chi phí công nhân (chi phí công nhân, máy móc thi công) bằng 25 % tổng chi phí vật liệu cơ bản: CCN = 25% x 9.571.896.400 = 2.392.974.100 VNĐ - Chi phí đền bù giải tỏa: Với tiền đền bù cho 1 m2 đất là 300.000 VNĐ, và diện tích toàn bộ trạm xử lý là 2,3 ha. CĐB = 2,3.104 x 300.000 = 6.900.000.000 VNĐ Tổng chi phí xây dựng trạm xử lý: Cxd = Cvlcb + CP + CCN + CĐB = 9.571.896.400 + 1.435.784.460 + 2.392.974.100 + 6.900.000.000 = 20.300.654.496 VNĐ @ 20.300.655.000 VNĐ CHI PHÍ ĐẦU TƯ TRANG THIẾT BỊ: HẠNG MỤC ĐƠN VỊ SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ (VNĐ) THÀNH TIỀN (VNĐ) Hệ thống điện Bộ 4 60.000.000 240.000.000 Tủ điều khiển Bộ 8 25.000.000 200.000.000 Máy nén khí Cái 5 56.000.000 280.000.000 Đĩa phân phối khí Cái 2592 300.000 777.600.000 Máy bơm Cái 6 18.000.000 108.000.000 Máy bơm bùn Cái 8 21.000.000 168.000.000 Hệ thống cào Bộ 4 140.000.000 720.000.000 Nồi hơi Bộ 1 250.000.000 250.000.000 Bơm sục khí (hút cát) Bộ 2 18.000.000 36.000.000 Bơm trục vít Cái 2 5.000.000 10.000.000 Hệ thống ống dẫn 1.500.000.000 TỔNG CỘNG (CTB) 4.289.600.000 CHI PHÍ QUẢN LÝ HỆ THỐNG: Chi phí điện năng: Giá thành điện năng tiêu thụ được dự tính tương đối là 1 kwh/kg COD, và đơn giá cho 1 kwh điện là 800 đồng Với BOD5 = 190 mg/l và Þ COD = 279,4 mg/l = 4244,4 kg/ngày Chi phí điện tiêu thụ trong một ngày: 800 x 4244,4 = 3.395.520 VNĐ Chi phí điện tiêu thụ trong một năm: CĐ= 365 x 3.395.520 = 1.239.364.800 VNĐ Chi phí hóa chất: Trạm chỉ sử dung Clo lỏng để khử trùng, với đơn giá 2.700 VNĐ/kgClo Như đã tính ở phần trên, lượng Clo khử trùng trong 1 giờ là 3,04 kg/h Khối lượng Clo sử dụng trong một ngày: 3,04 x 24 = 72,96 kg/ngày Chi phí sử dụng Clo trong một ngày: 72,96 x 2.700 = 196.992 VNĐ Chi phí sử dụng Clo trong một năm: CHC = 196.992 x 365 = 71.902.080 VNĐ Chi phí nhân công: Để điều hành trạm cần 10 nhân viên trong đó có 6 công nhân và 4 kỹ sư Lương cơ bản của công nhân là 1.500.000 VNĐ Lương cơ bản của kỹ sư là 2.000.000 VNĐ Tiền thưởng cho nhân viên bằng 10% tiền lương trong một năm Chi phí nhân công trong 1 năm CNC = (1.500.000 x 6 + 2.000.000 x 4) x 12 x 1,1 = 224.400.000 VNĐ Chi phí bảo trì và bảo dưỡng thiết bị trong một năm: Chi phí này bằng 2% chi phí đầu tư trang thiết bị: CBD = CTB x 10% = 4.289.600.000 x 0,02 = 85.792.000 VNĐ Tổng chi phí vận hành và quản lý trong một năm: CQL = CĐ + CHC + CNC + CBD = 1.239.364.800 + 71.902.080 + 224.400.000 + 85.792.000 = 1.621.458.880 VNĐ @ 1.621.459.000 VNĐ 7.4. GIÁ THÀNH CHO 1 m3 NƯỚC THẢI: Ta có: - Thời gian khấu hao các công trình xây dựng là 20 năm Thời gian khấu hao thiết bị là 7 năm Giá thành xử lý 1 m3 nước thải: = 600 VNĐ/m3 nước thải Chương VIII: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 KẾT LUẬN: Hiện nay, tại Thành phố Phan Thiết chưa có một hệ thống xử lý nước thải tập trung nào, nước thải từ sinh hoạt, sản xuất, dịch vụ được thải ra sông hoặc biển. Tuy hiện nay, hiện trạng môi trường tại thành phố chưa xuất hiện các dấu hiệu ô nhiễm nghiêm trọng, nhưng nếu tình hình trên vẫn tiếp diễn lâu dài thì ô nhiễm môi trường và những hậu quả của nó sẽ xuất có khi ở mức độ rất nghiêm trọng và khó khắc phục. Việc xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung cho thành phố là điều rất cần thiết, mà tốt nhất là xử lý nước thải tập trung theo từ vùng riêng biệt để vừa tiết kiệm được chi phí đường ống thoát nước, vừa làm tăng hiệu quả xử lý. Khu vực tính toán trong đồ án này là vùng trung tâm thành phố, đây là khu vực đặc trưng cho thành phố Phan Thiết. Lưu lượng nước thải dự đoán đến năm 2010 là 15191 m3/ngày, và lưu lượng nước thải trong giờ cao điểm nhất là 1013 m3/h, nồng độ các chất ô nhiễm BOD5 = 190 mg/l, SS = 305 mg/l. Dây chuyền công nghệ được đưa ra trong đồ án này là dây chuyền có hiệu quả xử lý tốt,và thích hợp với điều kiện tự nhiên và xã hội của của thành phố. 8.2. KIẾN NGHỊ: Thành phố nên tổ chức xây dựng và nâng cấp hệ thống thoát nước, vì hệ thống này hiện nay đã quá cũ Tiến hành giám sát các cơ sở sản xuất trong việc xử lý nước thải, đặc biệt là các cơ sở sản xuất thủy sản và du lịch. Thành phố nên có kế hoạch xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung cho khu vực trung tâm, đồng thời tái sử dụng lại nguồn nước thải này đặc biệt tái sử dụng cho sản xuất nông nghiệp. Vì thành phố nằm trong vùng có lượng mưa rất thấp việc thiếu nước cho sản xuất nông nghiệp ở các vùng ngoại thành thường xuyên xảy ra nên việc tái sử dung nước thải này cũng là giải pháp tốt cho vấn đề này. Tại các khu vực ngoại thành, không thể xây dựng trạm xử lý tập trung thì cần phải tiến hành xây dựng hệ thống xử lý nước thải sơ bộ trong từng hộ gia đình như công trình hàm tự hoại, bể biogas Đồng thời tiến hành các chương trình tuyên truyền, giáo dục nâng cao ý thức bảo vệ môi trường trong người dân của thành phố, để người dân có thể cùng đồng hành với thành phố trong việc bảo vệ và giữ gìn vệ sinh môi trường, xây dựng thành phố xanh, sạch, đẹp, và đưa thành phố trở thành một đô thị phát triển bền vững trong tương lai. TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] – 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. [2] – PGS.TS. Hoàng Huệ – 2005 – Xử lý nước thải – Nhà xuất bản Xây Dựng [3] – TS. Trần Đức Hạ – 2002 – Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ và vừa – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật [4] – TS. Trịnh Xuân Lai – 2000 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Nhà xuất bản Xây Dựng [5] – André Lamouche – 2006 – Công nghệ xử lý nước thải đô thị – Nhà xuất bản Xây Dựng [6] – 2003 – Tiêu chuẩn xây dựng TCXD – 51 – 84 – Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [7] – Trần Văn Ngân, Ngô Thị Nga – 2005 – Giáo trình công nghệ xử lý nước thải – Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật [8] – Hoàng Kim Cơ – 2001 – Kỹ thuật Môi trường - Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật [9] – Nguyễn Hữu Trí – 2000 – Thông gió – Nhà xuất bản Xây Dựng [10] – Niên giám thống kê – 2005 – Phòng Thống Kê thành phố Phan Thiết [11] – PGS.TS. Nguyễn Hữu Lân – 2002 – Thủy lực đại cương – Đại học Kỹ Thuật Cộng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh [12] – So å tay xử lý nước – tập 1 và 2 – Nhà Xuất Bản Xây Dựng [13] – TS. Trần Đức Long – 2006 – Công nghệ xử lý nước thải ở các đô thị của Việt Nam – PMU415 [14] – Trang web: www.binhthuan.gov.vn, www.google.com.cn, và một số tài liệu khác.