Đồ án Xử lý nước thải khu công nghiệp Cái Lân

tập trung ở đầu bể và dùng thiết bị nâng thuỷ lực để dẫn hỗn hợp nước và cát đến sân phơi cát. - Để hút cát đưa ra ngoài bằng thiết bị nâng thuỷ lực ta cần tỷ lệ nước 20 : 1, có nghĩa là để đưa 1 m3 cát ra khỏi bể cần 20m3 nước. I.7. Sân phơi cát Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp nước cát. Thường sân phơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao. Nước thu từ sân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát. mặt bằng sân phơi cát i i - Diện tích của sân phới cát: F = (m2) Trong đó : W = (m3) + P _Lượng cát tính theo đầu người trong một ngày đêm, P = 0,02 (l/người- ngày.đ) + h _ Chiều cao lớp cát trong một năm, h = 4 (m3/m2/năm) + NTT _ Dân số tính toán theo chất lơ lửng 23833 (người) W= = 174 (m3) F = (m2) Kích thước sân phơi cát : B x L x H = 5 x 8,7 x 1 = 43,5 (m2) I.8. Tính toán bể lắng đứng đợt 1 Bể lắng đứng là bể chứa, mặt bằng dạng tròn hoặc vuông , đáy dạng nón hay chóp cụt Bể lắng đứng có kết cấu đơn giản , đường kính của bể không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác và có thể đến 10 (m) Lưu lượng nước thải : QTB = 187,5 (m3/h) Hàm lượng cặn lơ lửng : C0 = 200,65 (mg/l) Theo 6.5.9 – 20TCN 51-84 H = 2,7 á 3,8 (m) .Chọn chiều cao công tác vùng lắng H = 3,8 (m) (từ mặt lớp trung hoà đến mặt thoáng ). Số lượng bể : n = 2 8.1. Bán kính bể lắng: Ta có công thức : R = Trong đó : + Q : Lưu lượng nước thải trong 1 bể(m3/h) QB = 93,75 (m3/ng-đ) + k : Hệ số lấy căn cứ vào loại bể lắng và kết cấu của thiết bị phân phối nước Đối với bể lắng đứng k = 0,35 + U0 : Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng (Tốc độ thuỷ lực ) (mm/s) Độ lớn thuỷ lực của hạt cặn xác định theo công thức : U0 = Trong đó : + ; : Hệ số tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ nhớt của nước thải Theo bảng 2-6 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ Nhiệt độ trung bình của nước thải là 250 =>;= 0,9 + t : Thời gian nước lưu lại trong ống nghiệm với lớp nước h và hiệu suất lắng cho trước Theo bảng phu lục IV GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ t = 900 s + n : Hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào tính chất của chất bẩn + W : Tốc độ rối thành phần đứng Lấy theo bảng 2-7 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ; W = 0 + H : Chiều cao công tác của bể HCT = 3,8 (m) Với H = 3,8 (m) Lấy theo bảng 2- 8 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ => = 1,29 U0 = = 1,5 (mm/s) Bán kính bể lắng: R = = = 3,97 (m) 8.2. Đường kính bể lắng đứng : D = R * 2 = 3,97 * 2 = 7,94 (m) 8.3. Diện tích ống trung tâm Ta có công thức : f = Trong đó: + Q : Lưu lượng nước thải trung bình (m3/h) + n : Số bể + v : Vận tốc nước chảy trong ống ; v thường lấy bằng 30 (mm/s) và không quá 100 (mm/s) => f = = 0,86 (m2) 8.4. đường kính ống trung tâm Ta có : d = = = 1,04 (m) 8.5. đường kính miệng ống loe của ống trung tâm d1 = 1,35 * d =1,35 * 1,04 = 1,404 (m) 8.6. Chiều cao phần hình nón Hn = * tg500 = (7,94 – 0,5 )* 1,191 = 4,1 (m) Trong đó: + D : Đường kính bể lắng + d : đường kính ống trung tâm 8.7. Chiều cao tổng cộng của bể HXD = HCT + Hn + Hbv = 3,8 + 4,1 + 0,37 = 8,27 (m) 8.8. hàm lượng chất lơ lửng trôi ra khỏi bể lắng đợt I C1 = Trong đó : + Chh : Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải công nghiệp Chh = 200,65 (mg/l) + E : Hiệu suất lắng của bể lắng ngang đợt I, E = 52% C1 = = 96,31 (mg/l) - Với C1 = 96,31 (mg/l) Đạt yêu cầu khi đưa vào các công trình xử lý sinh học bậc hai tiếp theo 8.9. dung tích hố thu cặn WC = Trong đó : + Q : Lưu lượng nước thải ngày đêm, Q = 4500 (m3/ng.đ) + Chh : Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu, Chh = 200,65 (mg/l) + E : Hiệu suất lắng của bể lắng ngang đợt I, E = 52% + P : Độ ẩm của cặn lắng, P = 95% + T : Chu kỳ xả cặn, T = 1ngày + pc : Trọng lượng thể tích của cặn, pc = 1 (T/m3) = 106 (g/m3) => 8.10. Thời gian nước lưu lại trong bể là Ta có : t = (giờ) Trong đó : + H = 3,8 (m) là chiều cao vùng lắng + V = 0,0005 (m/s) tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng (Lấy theo quy phạm) t = = 2,11(giờ) I.9. Tính toán bể Aeroten trộn - Nước thải sau khi được dẫn tới bể Aeroten .Ta thấy hàm lượng BOD5 =100,41 < 150 (mg/l) . Do vậy thiết kế bể aeroten không có ngăn tái sinh khôi phục bùn hoạt tính - Do đó việc tính toán bể Aeroten dựa theo mục 6-15 quy phạm 20 TCN 51 – 84 9.1. Thời gian nạp khí của hỗn hợp nước thải và bùn tuần hoàn ở nhiệt độ nước thải 250C là : Ta có : Trong đó : Vì nhiệt độ trung bình năm của nước thải T = 250C > 150C nên thời gian lạp khí phải nhân với hệ số (Theo điều 6.15.5 –20 TCN 51-84 ) + La : BOD5 của nước thải trước khi vào bể Aeroten, La = 100,41 (mg/l) + Lt : BOD5 của nước thải sau khi ra khỏi bể Aeroten, Lt = 20 (mg/l) + a : Liều lượng bùn hoạt tính theo chất thô (g/l) aa = 1,5 (g/l) + Zb : Độ tro của bùn , lấy bằng phần đơn vị Độ tro của bùn trong một liều lượng đơn vị khối lượng AEROTEN làm sạch không hoàn toàn Zb = 0,3 + r :Tốc độ ôxy hoá, mg BOD20 tính trên 1(gr) chất không tro trong 1 giờ Theo bảng 38-20TCN 51 - 84 Với : La = 100,41 (mg/l) ; Lt = 20 (mg/l) => r = 22 9.2. thể tích của Aeroten Ta có : W = Q *t Trong đó : + Q : Lưu lượng trung bính lớn nhất trong thời gian thổi khí Q = 315,884 (m3/h) => W = 315,884 * 2,09 = 660,2 (m3) - Kích thước của Aeroten theo mục 6-15-13 :20 TCN 51-84 . Quy định số đơn nguyên không được nhỏ hơn 2 ( Ta chọn là 2 đơn nguyên ) Chiều sâu công tác của bể lấy từ 3 á 6 (Ta chọn H = 3,5 ) 9.3. thể tích một đơn nguyên W1-2 = = = 330,1 (m3) 9.4. Diện tích bặt bằng Aeroten Ta có : F = (m3 ) Với : H là chiều sâu công tác của bể . H = 3,5 (m) =-> F1 = = 94,3 (m3 ) ã Chọn kích thước bể AEROTEN trộn là : B x L = 6,3 x 15 9.5. Chiều cao của bể. H = HCT + hbv Trong đó : + HCT : Chiều cao lớp nước công tác trong bể HCT = 3,5 (m) + hbv : Chiều cao lớp nước bảo vệ hbv = 0,4 (m) H = 3,5 + 0,4 = 3,9 (m) Vậy kích thước của bể : B x L x H = 6,3 x 15 x 3,9 9.6. Hệ thống phân phối nước vào bể - Nước từ kênh dẫn tới ngăn phân phối nước của AEROTEN . Diện tích ngăn phân phối nước được tính theo công thức : q = v * B * H (1) Trong đó : + q : Lưu lượng nước thải lớn nhất (m3/s) qMaxS = 0,08774 (m3/s) + v : Vận tốc nước chảy trong ngăn phân phối : v = 0,1 (m/s) + B , H : Chiều rộng và chiều sâu ngăn phân phối Từ (1) => B *H = Chọn B = 1 (m) => H = 0,8774 (m) Kích thước của ngăn phân phối nước là : B x H = 1 x 0,8774 9.7. Độ tăng sinh khối bùn Ta có : P = 0,8 * C1 + 0,3 * La Trong đó : + C1 : Hàm lượng chất lơ lưng của nước thải vào bể C1 = 200,65 (mg/l) + La : Hàm lượng BOD5 của nước thải vào bể La = 100,41 (mg/l) => P = 0,8 * 200,65 + 0,3 * 100,41 = 190,64 (mg/l) 9.8. tính toán hệ thống cấp khi cho Aeroten Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1m3 nước thải Trong đó : + z : Lượng oxy đơn vị tính bằng (mg) để làm sạch 1mg (NOS)ht , z = 1,1 mg/mg (khi làm sạch hoàn toàn) + K1 : Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí, lấy theo bảng 39 – 20 TCN 51 – 84. Với thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡ nhỏ lấy theo tỷ số giữa vùng được nạp khí và diện tích Aeroten (f/F = 0,1 và Lmax =10 m3/m2- giờ), K1 = 1,47 + K2 : Hệ số phụ thuộc vào độ sâu đặt thiết bị nạp khí lấy theo bảng 40 – 20 TCN 51 – 84 (với h = 4m, Imin = 3,5 m3/m2 – giờ ), K2 = 2,52 + C : Nồng độ trung bình của oxy trong Aeroten, C = 2 (mg/l) + n1 : Hệ số xét tới ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải n1 = 1 + 0,02( ttb – 20) = 1 + 0,02*(30 – 20 ) = 1,2 Trong đó : + ttb : Nhiệt độ trung bình của tháng mùa hè, ttb = 300C + n2 : Hệ số xét tới quan hệ giữa tốc độ hoà tan của oxy vào hỗn hợp nước và bùn với tốc độ hoà tan của oxy trong nước sạch, n2 = 0,7 + Cp : Độ hoà tan của oxy không khí trong nước tuỳ thuộc vào chiều sâu lớp nước trong bể . Được xác định theo công thức : Trong đó : + CT : Độ hoà tan của oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Theo bảng 2 – 1 “ Xử lý nước thải ĐHXD – 1978 ), Với t0 = 250C thì CT = 9,35 (mg/l) Vậy ta có : 9.9. Cường độ nạp khí yêu cầu. Ta có Imin = 3,5 (m3/m2- giờ) < I = 4 (m3/m2- giờ) < Imax = 10 (m3/m2- giờ) . Vậy đảm bảo yêu cầu thiết kế . Lưu lượng không khí cần thổi vào Aeroten trong một đơn vị thời gian - Để phân phối không khí trong Aeroten ta dùng hệ thống phân phối khí nhỏ mịn kiểu đĩa - Sử dụng hệ thống phân phối khí kiểu xương cá , với các ống nhánh phân phối D50 . Sử dụng đĩa bằng vật liệu cao su tổng hợp với các lỗ xả khí , diện tích bề mặt đĩa cao su f = 0,2 (m2) . Lưu lượng khí qk = 81(l/phút) cho một đĩa diện tích phục vụ của một đĩa bằng Fpv = 0,06 (m2). ã Đường kính phục vụ dpv = (m) - Để phân phối khí đều trên toàn bộ mặt bằng bể, ta chia đường ống thành 4 hệ thống đối xứng . Đường kính ống phân phối khí sử dụng ống thép D100 , đường ống nhánh dẫn khí đến các đĩa cao su tổng hợp sử dụng ống thép D50 Trong mỗi bể AEROTEN chia thành 2 ngăn : ã Khoảng cách giữa các ống phân phối D100 trong một ngăn lPP = (m) Với : 0,15 :Là khoảng cách từ ống phân phối đến thành bể ã Số lượng các ống nhánh D50 (ống) Trong đó : + 3,15 : Là 1/2 chiều rộng của bể + 0,276 :Là đường kính phục vụ của một đĩa ã Số lượng đĩa trên một nhánh ống là 4,5 = 5 (Đĩa) I.10. Tính toán bể lắng đứng đợt II Bể lăng đứng đợt II được thiết kế giông bể lắng đứng đợt I nhưng có chiều cao công tác bé hơn Chọn : n = 2 (bể) 10.1. Chiều cao bể lắng đứng đợt II Ta có : h = v * t * 3600 Trong đó : + h : Chiều cao công tác của bể + v :Vận tốc nước dâng (m/s) + t : Thời gian lưu nước trong bể (Thời gian lắng) - Với bể lắng đứng đặt sau bể aeroten xử lý không hoàn toàn khi nồng độ BOD5 giảm đến 80% . Thì v Ê 0,5 và t = 2 (giờ) Chọn v = 0,5 (mm/s) h1 = 0,5 * 2 * 3600 = 3600 (mm) = 3,6 (m) 10.2. Diện tích tiết diện ướt của phần lắng Ta có : F0 = (m2) Trong đó : + qSMax : lưu lượng nước thải (m3/ng-đ) qSMax = 0,08774 (m3/s) => F0 = = 175,48 (m2) 10.3. diện tích ướt của ống trung tâm Ta có : f = (m2) Trong đó : + v2 : là vận tốc nước chảy trong ống trung tâm Theo 6.5.9 – 20 TCN 51-84 . v2 = 0,03 (m/s) f = = 2,92 (m2) 10.4. Diện tích tổng cộng của bể lắng. F = F0 + f = 175,48 + 2,92 = 178,4 (m2 ) - Xây dựng bể lắng đứng hình tròn trên mặt bằng . Chon đường kính bể lắng đứng đợt 2 có cùng bán kính với bể lắng đứng đợt 1 D = 7,94(m) ã Đường kính ống trung tâm d = ã Đường kính miệng phễu của ống trung tâm Dm = 1,35 * d = 1,35 * 1,36 = 1,83 (m) ã Đường kính tấm chắn Dc = 1,3 * Dm = 1,3 * 1,83 = 2,47 (m) ã Chiều cao phần hình nón h2 = (m) Trong đó : + a : Góc nghiêng ở đáy a = 500 => h2 = = 3,92(m) ã Chiều cao tổng cộng của bể HXD = h1 + h2 + hbv Trong đó : + hbv : Chiều cao bảo vệ (chiều cao từ mực nước đến thành ) hbv = 0,37 (m) HXD = 3,6 + 3,92 + 0,37 = 7,9 (m) 10.5. hàm lượng chất lơ lửng trong nước ra khỏi bể lắng Ta có : Bt = Trong đó : + B0 : Hàm lượng bùn hoạt tính ở thời điểm bắt đầu lắng ( Sau 5á6 phút ) Theo số liệu thực nghiệm khi xử lý không hoàn toàn : B0 =2000 (mg/l) + t : thời gian lắng ( phút) t = 60 (phút) + b : BOD5 của hỗn hợp nước thải và bùn sau xử lý Theo bảng 3-12 "GT Xử lý nước thải" b = 24 => Bt = =157,35 (mm/l) 10.6. dung tích hố thu cặn WC = Trong đó : + Q : Lưu lượng nước thải ngày đêm, Q = 4500 (m3/ng.đ) + Chh : Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu, Chh = 200,65 (mg/l) + E : Hiệu suất lắng của bể lắng ngang đợt I, E = 52% + P : Độ ẩm của cặn lắng, P = 95% + T : Chu kỳ xả cặn, T = 1ngày + pc : Trọng lượng thể tích của cặn, pc = 1 (T/m3) = 106 (g/m3) Trong phần chứa bùn của bể lắng đợt 2 có bố chí máy bơm bùn tuần hoàn . Với : Lưu lượng : q = 25 (m3/h) Cột áp máy bơm : H = 10 (m) I.11. Tính toán bể ủ bùn - Bể ủ bùn được thiết kế với lưu lượng nước thải là : Q = 4500 (m3/ng-đ) - T0Hè = 300C - T0Đông = 150C - T0TB(NT) = 250C - Hàm lượng cặn lơ lửng CSS = 200,65 (mg/l) - Hàm lượng BOD5 =100,41 (mg/l) Cặn vô cơ chiếm 40% 11.1. Tổng lượng cặn. G = = =857,9 (kg/ng-đ) Trong đó : Lượng cặn hưu cơ chiếm 60% , lượng cặn vô cơ chiếm 40% => Lượng cặn hưu cơ : GHC = 0,6*857,9 = 514,74 (kg/ng-đ) => Lượng cặn vô cơ : GVC = 0,4*857,9 = 343,16 (kg/ng-đ) Lượng cặn từ bể lắng đứng đợt I G1 = Q * E * CSS Trong đó: + Q : Lưu lượng nước thải (m3/ng-đ) Q = 4500 (m3/ng-đ) + E : Hiệu suất lắng E = 52% + CSS : Hàm lượng căn lơ lửng CSS = 200,65 (mg/l) => G1 = 4500 * 0,52 * 200,65 = 469521 (mg/ng-đ) = 469,521 (kg/ng-đ) Lượng cặn vô cơ : G1VC = 40%* G1 = 0,4 * 469,521 = 187,81 ( kg/ng-đ) Lượng cặn hữu cơ : G1HC = 60%* G1 = 0,6 * 469,521 = 281,71 ( kg/ng-đ) 11.2. thể tích bể I. V1 = (m3/ng-đ ) Trong đó: + S1 : Tỷ trọng cặn lắng trong bể lắng S1 = 1,02 + P1 :Nồng độ cặn tươi P1 = 0,05 => V1 = = 9,21 (m3/ng-đ ) Lượng cặn từ bể lắng đứng đợt II G2 = G - G1 = 857,9 - 469,521 = 388,38 (kg/ng-đ) Lượng cặn vô cơ : G2VC = 40%* G2 = 0,4 * 388,38 = 155,35 ( kg/ng-đ) Lượng cặn hưu cơ : G2HC = 60%* G2 = 0,6 * 388,38 = 233,03 ( kg/ng-đ) 11.3. thể tích bể II. V2 = (m3/ng-đ ) Trong đó: + S1 : Tỷ trọng cặn lắng trong bể lắng _ S1 = 1,005 + P1 :Nồng độ cặn tươi _ P1 = 0,01 => V2 = = 38,64 (m3 /ng-đ) - Tổng lượng cặn hữu cơ : GHC = 514,74 (kg/ng-đ) - Tổng lượng cặn vô cơ : GVC = 343,16 (kg/ng-đ) Tổng thể tích cặn : V = V1 + V2 = 9,21 + 38,64 = 47,85 (m3/ng-đ ) Chon thời gian lưu cặn T = 3 (tháng) => thể tích tổng cộng của cặn là : VVC = 3 * 30 * 343,16 = 30884,4 (kg/3-tháng) = 30,88 (Tấn/3-Tháng) VHC = 3 * 30 * 514,74 = 46326,6 (kg/3-tháng) = 46,33 (Tấn/3-Tháng) Hàm lượng cặn còn lại sau 3 tháng GHC* = GHC *e-0,41*0,25 = 514,74 * e-0,41*0,25 = 41,813 (Tấn) GVC* = GHC* + G*V.Chuyển Với : G*V.Chuyển = VVC = 30,88 (Tấn) GVC* = 14,813 + 30,88 =72,69 (Tấn) Thể tích cặn sau 3 tháng: V* = = Chọn chiều cao bể ủ : H = 4 (m) Chọn chiều cao lớp nước lắng : h = 1 (m) Diện tích tổng cộng của bể ủ : F = = (m2) Xây dựng 3 bể ủ có kích thước : L x B x H = 10 x 7 x 4 Đường kính ống hút bùn : DH =150 (mm) Đường kính ống xả nước sau khi lắng Dx = 150 (mm) I.12. Trạm khử trùng Trạm khử trùng có tác dụng khử trùng triệt để các vi khuẩn gây bệnh mà chúng ta chưa thể xử lý được trong các công trình xử lý cơ học, sinh học trước khi xả ra sông . Để khử trùng nước thải, ta dùng phương pháp Clorua hoá bằng Clo hơi . Việc tính toán trạm khử trùng được thực hiện theo điều 6.20 – 20 TCN 51 – 84 Quá trình phản ứng giữa Clo và nước thải xảy ra như sau : CL2 + H2O = HCL + HOCL Axít hypoclord một phần bị ion hoá . HOCL và đặc biệt OCL- với nồng độ xác định sẽ tạo điều kiện oxy hoá mạnh có khả năng tiêu diệt vi khuẩn HOCL là axít không bền, dễ bị phân huỷ tạo thành axít Clohyđric và oxy nguyên tử Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải, được tính theo : Trong đó : + : Lưu lượng đặc trưng của nước thải, + a: Liều lượng Clo hoạt tính, a = 3 (g/m3).Theo điều 6.20.3- 20TCN 51- 84. ứng với từng lưu lượng đặc trưng ta có lưu lượng Clo hoạt tính cần thiết như sau : Lượng Clo lớn nhất trong 1 giờ : Lưu lượng clo sử dụng trong một ngày : yngàyMax =0,95 * 24 = 22,65 (kg/ ng-đ) Lượng Clo trung bình trong 1 giờ : Lưu lượng clo sử dụng trong một ngày : yngàyTB = 0,5625 * 24 = 13,5 (kg/ ng-đ) Lượng Clo nhỏ nhất trong 1 giờ : Lưu lượng clo sử dụng trong một ngày : yngàyMin = 0,203 * 24 = 4,87 (kg/ ng-đ) - Để định lượng Clo, xáo trộn Clo hơi với nước công tác, điều chế và vận chuyển đến nơi sử dụng ta dùng Cloratơ chân không kiểu 10HUN – 100. Theo bảng 3.10 “ Xử lý nước thải – Tính toán và thiết kế các công trình” ĐHXD–1974. Ta chọn 1 Cloratơ 10HUN – 100 loại PC – 5 làm việc và một Cloratơ dự phòng có các đặc tính kỹ thuật như sau : - Công suất theo Clo hơi : 0,08 0,72 (kg/h) - Loại lưu lượng kế : PC – 3 - áp lực trước ejector : 2,5 (kg/cm3) - Trọng lượng : 37,5 kg - Lưu lượng nước : 2 (m3/h) Để phục vụ cho 2 Cloratơ, ta chọn 3 ban lông trung gian bằng thép để tiếp nhận Clo nước để chuyển thành Clo hơi và dẫn đến Cloratơ. Trong trạm khử trùng ta dùng các thùng chứa Clo có dung tích 512 (l) và chứa 500 kg Clo. - Đường kính thùng chứa là : D = 0,64m - Chiều dài thùng : L = 1,8m - Lượng Clo lấy ra từ 1m2 bề mặt bên thùng chứa là 3(kg/h) - Bề mặt bên thùng chứa Clo là 3,6m2. Lượng Clo lấy ra từ một thùng chứa là Số thùng chứa Clo cần thiết là Số thùng chứa Clo cần thiết là 1 thùng. Chọn một thùng công tác và một thùng dự trữ trong kho Số thùng chứa Clo cần thiết dự trữ cho nhu cầu Clo trong một tháng là (thùng) Lấy N = 1 (thùng) Lưu lượng Clo lớn nhất được tính theo công thức Trong đó : + b: Nồng độ Clo hoạt tính trong nước, lấy bằng độ hoà tan của Clo trong nước của ejectơ, phụ thuộc vào nhiệt độ, b = 0,15% => Lượng nước tổng cộng cần cho nhu cầu của trạm Cloratơ được tính theo công thức Trong đó : + V1 : Độ hoà tan Clo trong nước (phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thải), với nhiệt độ nước thải t = 250C ta có V1 = 1 (l/g) + V2 : Lưu lượng nước cần thiết để bốc hơi Clo, sơ bộ lấy V2 = 300(l/kg) => Nước Clo được dẫn ra máng trộn bằng ống cao su mềm nhiều lớp, đường kính ống : D = 70mm ; v = 1,5 (m/s) I.13. Tính toán máng trộn Hình 13_ Sơ đồ máng trộn vách ngăn đục lỗ 1 0,91 5,46 1 3 2 2 1 - Máng dẫn nước vào 2 - Máng thu nước ra 3 - Vách ngăn đục lỗ - Để xáo trộn nước thải với Clo ta dùng máng trộn vách ngăn có lỗ với thời gian xáo trộn được thực hiện trong vòng 1 2 phút. Sơ đồ máng trộn vách ngăn có lỗ thường gồm 2 3 vách ngăn với các lỗ có đường kính từ 20 100 (mm). Chọn máng trộn hai vách ngăn với đường kính lỗ là 90(mm) Số lỗ trong một vách ngăn được tính (Lỗ) Trong đó : + : Lưu lượng nước thải giây lớn nhất, = 87,74 (l/s) = 0,08774 (m3/s) + d : Đường kính lỗ, d = 0,035 (m) + V : Vận tốc của nước chuyển động qua lỗ, V = 1 (m/s) =91,2 =91(lỗ) Chọn 7 hàng lỗ theo chiều đứng và 13 hàng lỗ theo chiều ngang. Khoảng chách các lỗ theo chiều đứng và theo chiều ngang lấy bằng : Chiều ngang máng trộn là Chiều cao lớp nước trước vách ngăn cuối là Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ ba là Trong đó : + h : Tổn thất áp lực qua lỗ ở vách ngăn thứ nhất Với : Hệ số lưu lượng, = 0,62 Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ hai là Chiều cao lớp nước trước vách ngăn cuối là Khoảng cách giữa các tâm lỗ theo chiều đứng của vách ngăn thứ ba là Khoảng cách giữa các vách ngăn được tính Chiều dài tổng cộng với vách trộn hai vách ngăn là Thời gian nước lưu lại trong bể I.14. Tính toán bể tiếp xúc đứng - Bể tiếp xúc đứng là công trình dùng để nước thải và Clo có đủ thời gian tiếp xúc là : 30 phút ( Kể cả thời gian nước chảy từ máng xáo trộn tới bể tiếp xúc và từ bể tiếp xúc ra họng xả vào hồ chứa ). Bể tiếp xúc được thiết kế giống như bể lắng nhưng không có thiết bị vét bùn . Nước thải sau khi xử lý ở bể tiếp xúc được dẫn ra tới giếng theo mương dẫn, l = 250m với tốc độ dòng chảy, V = 0,8 (m/s) Thời gian tiếp xúc riêng trong bể tiếp xúc là Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc là Chọn 1 bể : W = 130,6 (m3) ã Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm f = (m2) Trong đó: + qMax : lưu lượng lớn nhất + v : Vận tốc chuyển động trong ống trung tâm ; v= 0,03 (m/s) f = = 2,92 (m2) ã Diện tích tiết diện ướt của bể tiếp xúc đứng F1 = (m2) Với : v1 là vận tốc chuyển động của nước thải ; v = 0,001 (m/s) F1 = = 87,74(m2) Diện tích tổng cộng của bể tiếp xúc trên mặt bằng là F = F1 + f = 87,74 + 2,92 = 90,66 (m2) Đường kính của bể tiếp xúc Với : n là số bể ; Chọn n = 2 (Bể) ã Đường kính của ống trung tâm d = = 1,86 (m) ã Chiều cao phần hình nón của bể tiếp xúc đứng hN = =3,42 (m) ã Chiều cao lắng của bể tiếp xúc đứng Hl = t * v1 = 24,8 * 0,001* 60 = 1,48 (m) ã Chiều cao tổng cộng của bể tiếp xúc đứng H = Hl + hN + hbv Với hbv = 0,3 (m) là chiều cao từ mực nước đến thành bể => H = 1,48 + 3,42 + 0,3 = 5,2 (m) Độ ẩm của cặn ở bể tiếp xúc là 96%, cặn từ bể tiếp xúc được bơm đến bể nén bùn. Wc = (m3/ng-đ) Trong đó : + a :Lượng cặn trong bể tiếp xuc đứng (Theo điều 6.20.7 – 20TCN 51-84 ) a = 0,05 (l/ng) + NSS : Dân số tính toán theo hàm lượng cặn => Wc = (m3/ng-đ) I.15. tính toán thiết bị làm khô cặn bằng lọc chân không Lượng cặn làm khô được nấy bằng lượng cặn tải vào bể ủ bùn W = VU.bùn = 47,85 (m3/ng-đ ) 15.1. Thể tích cặn làm khô. Ta có : WK = (m3/ng-đ ) Trong đó: + P1 : Độ ẩm của cặn sau khi ra khỏi bể P1 = 97% + P2 : Độ ẩm của cặn sau khi làm khô P2 = 80% => WK = = 7.18 (m3/ng-đ ) 15.2. Chọn lọc chân không và thiết bị phụ kiện. Chọn thiết bị lọc ép chân không : Thiết bị lọc chân không là trụ quay đặt nằm ngang , bề mặt có lưới thép làm sườn cho các tấm vải thô thấm lọc. Trụ quay đặt ngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính. Diện tích bề mặt của bể lọc chân không W = 7,18 (m2). Tốc độ quay trung bình tính bằng 1 (vòng/phút) . Với công suất ép cặn q = 6,6 (m3/h) Chọn thiết bị ép cặn loại Press filter Lắp đạt 2 máy bơm cho thiết bị ép cặn co các thông số sau: q = 6,6 (m3/h) H = 5(m) N = 3 kW I.16. Thiết bị đo lưu lượng Để đảm bảo cho các công trình xử lý nước hoạt động đạt hiệu quả. Ta cần biết lưu lượng nước thải chảy vào từng công trình và sự dao động lưu lượng theo các giờ trong ngày Để xác định lưu lượng nước ta dùng mang “ Pác – san ” Hình 16 _Sơ đồ máng Pac – san B l1 l2 l3 A W E Kích thước máng được định hình theo tiêu chuẩn và được chọn tuỳ thuộc vào lưu lượng nước Với giá trị lưu lượng tính toán của trạm là : Theo bảng 9.4 trang 340 giáo trình ²Xử lý nước thải -ĐHXD -1978 ta chọn máng Pac -san có các kích thước sau: P Khả năng vận chuyển lớn nhất : 100 l/s P Khả năng vận chuyển nhỏ nhất : 5 l/s b = 25cm L1 =132,5 cm L2 = 60 cm B = 55 cm L3 =90 cm A = 78 cm C = 22,5 cm 2/3L1 =88,3 cm I.17. Công trình xả nước gần bờ Với điều kiện khu công nghiệp Cái Lân nằm trên vịnh Cửa Lục với địa hình bờ Biển tương đối dốc ta chọn công trình xả nước gần bờ. Khả năng xáo trộn giữa nước thải với nước Biển trong trường hợp này thấp hơn so với công trình xả nước xa bờ. Nhưng nó cấu tạo đơn giản và rẻ tiền. 7,0 MNTN MNCN 18,17 18,17 18,80 II. Tính toán công nghệ và thuỷ lực phương án 2 II.1. Trạm bơm nước thải. (Giống phương án 1) II.2. Tính toán ngăn tiếp nhận. (Giống phương án 1) II.3. Tính toán mương dẫn nước thải. (Giống phương án 1) II.4. Tính toán song chắn rác. (Giống phương án 1) II.5. Tính toán trạm bơm nước thải (Giống phương án 1) II.6. Tính toán bể lắng cát (Giống phương án 1) II.7. Tính toán sân phơi cát (Giống phương án 1) II.8. Tính toán bể lắng hai vỏ - Bể lắng ngang hai vỏ có cấu tạo hình tròn hoặc hình chữ nhật có đáy dạng hình nón hoặc hình chóp, phần trên là máng lắng còn phần dưới là buồng tự hoại. Nước chuyển động qua máng lăng theo nguyên tắc bể lắng ngang. - Nước thải sau khi qua song chắn rác và bể lăng cát ngang được dẫn đến bể lắng hai vỏ . Bể lắng hai vỏ hoàn thành 2 nhiệm vụ sau : + Làm trong nước bằng cách lắng cặn + Chế biến cặn bằng cách lên men yếm khí . - tính toán bể lắng hai vỏ gồm 2 phần : Tính toán máng lắng và tính toán ngăn bùn. Việc tính toán theo mục 6.6 – 20 TCN 51-84. 8.1. Tính toán mương lắng. Thể tích hưu ích của toàn bộ máng lắng Wm = QMax * t (m3) Trong đó : + Lưu lượng giây lớn nhất của nước thải QMax = 0,08774 (m3/s) + t : Thời gian lắng : Theo 6.5.3 – 20 TCN – 51-84 : Chon t = 1,5 (h) Wm = 0,08774 * 1,5 *3600 = 473,8 (m3) • Diện tích ướt của bể lắng Ta có : w = b * h1 + (m2) Với : = 0,3 * b2 => w = b * h1 + 0,3 * b2 Trong đó : + b : Chiều ngang máng lắng Chon : b = 2,5 (m) + h1 : Chiều cao lớp nước phần hình chữ nhật chọn : h1 = 0,8 (m) (Góc nghiêng của thành máng lắng so với phương nằm ngang thiết kế là 480) => w = 2,5 * 0,8 + 0,3 * 2,52 = 3,875 (m2) • Chiều cao lớp nước phần hình tam giác Ta có: h2 = = = 1,5 (m) • Chiều dài của máng lắng Ta có: L = Trong đó : + n : Số bể lắng hai vỏ Chọn : n = 6 (Bể) + n1 : Số máng lắng trong bể Chọn : n1 = 2 (Máng) L = = 10,2 (m) - Chọn bể lắng hai vỏ có dạng hình tròn trên mặt bằng. Đường kính bể bằng chiều dài của máng lắng : D = L = 10,2 (m) • Tốc độ lắng của hạt cặn qua mang lắng. Ta có : U = (mm/s) Trong đó : + H : Chiều cao trung bình của lớp nước trong máng lắng H = h1 + = 0,8 + = 1,55(m) U = = 0,29 (mm/s) • Hàm lượng chất lơ lưng trôi theo nước ra khỏi máng lắng Ta có: C = (mg/l) Trong đó: + E : Hiệu suất lắng chất lơ lửng của bể Theo 6.6.2 – 20 TCN – 51-84. Hiệu suất lắng chất lơ lửng của bể E = 50% + CSS : Hàm lượng cặn lơ lửng CSS = 200,65 C = =100,325 (mg/l) - C = 100,325 (mg/l) < 150(mg/l) Đảm bảo yêu cầu vệ sinh chất lượng nước thải trước khi dẫn vào bể lọc sinh học Biôphin cao tải. • Diện tích mặt nước ngoài máng lắng (%) - Mặt nước thuộc phạm vi ngoài màng lắng có diện tích từ 20 á50% Diện tích mặt nước tổng thể của bể lắng hai vỏ, để tránh sự tích động màng vi sinh vật quá nhanh và để tạo 1 thể tích dung dịch đệm của nước bùn đủ cho quá trình hoạt động của bể. Ta có : F = = = 37,55 % 8.2. tính toán ngăn bùn - Thể tích ngăn bùn phụ thuộc vào thời gian lên men phần cặn hữu cơ và phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình năm của không khí Nhiệt độ trung bình năm : T =25 0C • Thể tích tổng cộng của ngăn bùn Ta có : W = (m3) Trong đó : + Wb : Thể tích ngăn bùn tính cho đầu người Theo bảng 31 – 20 TCN 51-84: Wb = 30 (l/người) + N : Dân số tính toán theo chất lơ lửng N = 23833 (người) + K: Hệ số tăng thể tích bùn đến 70% khi bùn từ bể lắng đợt II sau công trình Biôphin. K = 1,7 W = = 1215,48 (m3) • Thể tích một ngăn bùn Ta có : W1 = = = 202,58 (m3) • Chiều cao phần hình nón (với đáy nghiêng 300) Ta có: hN = 0,29 * D – 0,2 * tg300 = 0,29 * 10,2 – 0,2 * tg300 = 2,842 (m) • Thể tích phần hình nón Ta có: WN = * hN * = * 2,842 * = 77,37 (m3) • Thể tích phần hình trụ Ta có: WT = - WN = - 77,37 = 125,21 (m3) • Chiều cao phần hình trụ Ta có: hT = = = 1,53 (m) • Chiều cao xây dựng của bể Ta có: HXD = h1 + h2 + h3 + h4 + hN + hT (m) Trong đó: + h3 : Chiều cao lớp nước trung gian từ khe hở của máng lắng đến mức bùn cao nhất h3 = 0,5 (m) + h4 : Khoảng cách từ mực nước đến mép thành bể Chọn : h4 = 0,4 (m) HXD = 0,8 + 1,5 + 0,5 + 0,4 + 2,842 + 1,53 = 7,57 (m) II.9. Tính toán bể Biophin Sơ đồ bể biophin cao tải - Nước thải sau khi qua bể lắng hai vỏ sẽ theo mương dẫn tới lọc sinh vật cao tải. Bể Biôphin cao tải là công trình xử lý nước thải sinh học trong điều kiện nhân tạo, nhằm xử lý nước thải đạt đến mức độ sạch hoàn toàn trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Tính toán bể biophin cao tải tuân theo các qui định trong điều 6.16 - 20TCN51-84 Sau khi nước thải qua bể lắng hai vỏ BOD20 giảm 15%. Vậy BOD20 của nước thải trước khi vào bể Biophin cao tải là: La= 0,85 * 146,2 = 124,3(mg/l) < 300(mg/l) (Với : BOD20 = 146,2 (mg/l) ) Xác định hệ số làm việc của bể lọc sinh học cao tải: Trong đó: + La: BOD20 của nước thải đưa vào bể, La = 124,3 (mg/l) + Lt: BOD20 của nước thải được làm sạch, Lt = 20/0,684 = 29,24 (mg/l) Với nhiệt độ trung bình của nước thải là T = 250C và giá trị của hệ số K = 4,709 tra bảng 36-20TCN51-84 ta chọn các thông số : Lưu lượng cấp khí B = 8 (m3/ m3 nước thải) Chiều cao công tác của bể là H = 2 m Tải trọng thủy lực q = 30 (m3/ m2.ngđ) Vậy tra bảng ta có K1 = 4,709 . Vì K < K1 nên không phải tuần hoàn lại nước thải. Diện tích của bể là: Ta có: (m2) Trong đó : + Q : Lưu lượng nước thải + q : Tải trọng thuỷ lực của bể q = 20 (m3/ m2.ngđ) => = 150 (m2) Thể tích của bể là: Ta có: W = F * H = 150 * 2 = 300 (m3) Bể lọc sinh học cao tải có dạng tròn trên mặt bằng. Chọn 2 bể. Diện tích mặt bằng của một bể là: Ta có : F1 = Đường kính của mỗi bể lọc sinh học là: Ta có: = 9,77 (m) Chiều cao xây dựng bể: HXD = hbv + H + hs+h Trong đó: + hbv : chiều cao bảo vệ, hbv= 0,3(m) + H : chiều cao công tác của bể, H = 2 (m) + hs : chiều dày của sàn thu nước, hs = 0,1(m) + h : chiều cao của không gian dưới vật liệu lọc, h =0,6(m) HXD= 0,3 + 2 + 0,1 + 0,6 = 3 (m) 9.1. Kích thước vật liệu lọc Theo bảng 34 - 20 TCN -51-84, đối với bể lọc sinh học cao tải kích thước lớp vật liệu lọc (đá dăm) là: 40 70 (mm) . Trong đó % theo trọng lượng của vật liệu lọc bị giữ lại trên dàn có đường kính lỗ : d =70 (mm) là: 0 5% d =55 (mm) là: 40 70% d = 40 (mm) là: 95 100% Lớp vật liệu đỡ ở đáy bể có đường kính 70-100 (mm), có chiều dày 0,2(m). Vật liệu lọc phải thoả mãn các yêu cầu ghi trong điều 6.14.5-6.14.7-20TCN-51-84 9.2. Lượng khí cần thiết để làm thoáng. Chiều cao của bể Biophin H = 2 (m). Do vậy ta không cần tiến hành thông gió nhân tạo cho bể Biophin. 9.3. Tính toán hệ thống tưới phản lực. Điều quan trọng để bể Biophin làm việc bình thường là nước phải được phân phối đều trên bề mặt lớp vật liệu lọc. Đối với bể Biophin có dạng hình tròn trên mặt bằng ta dùng hệ thống tưới phản lực. Việc tính toán dựa trên điều 6.14.8-20TCN-51-84 ã Lưu lượng tính toán của một bể Ta có: q0 = ã Đường kính của hệ thống tưới: Dt = Db - 0,2 = 9,77 - 0,2 = 7,77 (m) ã Đường kính ống trung tâm: D = (m) Trong đó : + : Lưu lượng nước thải lớn nhất giây (m3/s) + n : Số ống ; n = 4 + v : Vận tốc chuyển động của chất lỏng ở đầu ống v = 0,6 1,0 (m/s) . Lấy v = 0,6 (m/s) D = (m) Vậy lấy D = 200 (mm) Chọn số ống tưới của mỗi bể là 4 ống ã Đường kính mỗi ống là D0 (mm) Trong đó : + v : Vận tốc chuyển động của chất lỏng ở đầu ống v = 0,6 1,0 (m/s) . Lấy v = 0,6 (m/s) + q0 : Lưu lượng nước thải tính toán cho 1 ống, q0 = 0,044 (m3/s) ã Vận tốc nước chảy trong ống là: = 0,62 (m/s) . Thoả mãn v = 0,6 1,0 (m/s) Đạt yêu cầu ã Số lỗ trên mỗi ống tưới: = 48,8 = 49 (lỗ) ã Khoảng cách từ mỗi lỗ đến trục ống đứng là: Trong đó: + i : Số thứ tự của lỗ kể từ trục cánh tưới Lỗ 1 : = 555 (mm) Lỗ 2 : = 784,8 (mm) Lỗ 3 : = 961,3 (mm) ________________________ Lỗ 49 : = 3885 (mm) ã Số vòng quay của hệ thống trong một phút (vòng/phút) Trong đó: + d1: Đường kính lỗ trên ống tưới d1 = 15 (mm) (Theo chỉ dẫn ở điều 6.14-20TCN 51-84) + q0:: Lưu lượng của mỗi ống tưới, có tất cả 4 ống tưới; ` Vậy = 8,908 (vòng /phút) ã áp lực cần thiết của hệ thống tưới: h = Trong đó: + K : Modul lưu lượng, với D0 = 100 (mm) thì K = 43 (l/s) (tra bảng 7.5 giáo trình xử lý nước thải ĐHXD 1974) h = Như vậy, h > 0,5 ị đạt yêu cầu (theo điều 6.14.8 -20 TCN 51-84) II.10. Tính toán bể lắng đứng đợt II (Giống phương án 1) II.11. Trạm khử trùng (Giống phương án 1) II.12. Tính toán máng trộn (Giống phương án 1) II.13. Tính toán bể tiếp xúc đứng (Giống phương án 1) II.14. Tính toán thiết bị làm khô cặn bằng lọc chân không (Giống phương án 1) II.15. Thiết bị đo lưu lượng (Giống phương án 1) II.16. Công trình xả nước gần bờ (Giống phương án 1) III. Tính toán công nghệ và thuỷ lực phương án 3 @ Do thời gian có hạn em chỉ nêu hai phương án Phần IV IV.1. Khái toán kinh tế trạm xử lý_ Phương án 1. IV.1.1. giá thành xây dựng công trình Cơ sở tính toán kinh tế dựa vào các tài liệu hiện hành sau định mức dự toán cấp thoát nước ( Ban hành theo quyết định số 41/BXD ngày 29/6/1996 của Bộ Xây Dựng) Theo tính toán sơ bộ giá thành xây dựng các công trình tính theo khối lượng xây lắp trong trạm xử lý là : - Giá thành xây 1 m3 công trình bằng BTCT : + Với công trình có dung tích < 500m3 , đơn giá 100.000 đồng/m3 + Với công trình có dung tích từ 500 – 1000m3, đơn giá 800.000 đồng/m3 + Với công trình có dung tích > 1000m3, đơn giá 1.000.000 đồng/m3 - Giá thành xây 1 m3 công trình bằng bê tông là : 500.000 đồng/m3 - Giá thành xây 1 m2 tường gạch 220 (mm) là : 100.000 đồng/m2 Bảng VIII : Khai toán giá thành xây lắp trạm xử lý phương án I TT Công trình Đơn vị K/Lượng Đơn giá 1000 (đ/m3) Mua thiết bị 1000 đồng Thành tiền (VNĐ) 1 Ngăn tiếp nhận (m3) 1,95 1000 1,95 2 Song chắn rác Nhà đặt song chắn rác (m3) 1,68 1000 2,52 (m2) 8,4 100 3 Bể điều hoà (m3) 1125 1000 1125 4 Bể lắng cát ngang (m3) 7,48 1000 1.500 8,980 5 Bể lắng đứng đợt I (m3) 289,5 1000 200.000 489,5 6 Bể Aeroten trộn (m3) 368,5 1000 300.000 668,5 7 Bể lắng đứng II (m3) 281,52 1000 200.000 481,52 8 Máng trộn (m3) 13,61 1000 13,61 9 Bể tiếp xúc đứng (m3) 130,6 1000 20.000 150,6 10 Bể ủ bùn (m3) 280 1000 280 11 Sân phơi cát (m3) 43,5 1000 43,5 12 Trạm bơm (m3) 43,57 1000 60.000 103,57 13 Thiết bị làm khô cặn (m3) 47,85 1000 5272 53,20 14 Trạm CLO (m3) 3 1000 200000 209,3 (m2) 63 100 15 Trạm khí nén (m2) 120 100 108000 120 Tổng 3631,75 IV.2. giá thành quản lý 2.1. Chi phí điện năng Chi phí cho trạm bơm nước thải Trong đó : + : Lưu lượng trạm bơm, = 315,884 (m3/h) + H0 : áp lực bơm, H0 = 10,84 (m) + T : Thời gian hoạt động, T = 24 (h) + a : giá điện, a = 1500 đ/KWh + : Hiệu suất bơm, = 0,78 + : Hiệu suất động cơ, = 0,65 = 241680518,7 (đồng) Lấy : E1 = 245 000 000 (Đồng) Điện thắp sáng : Lấy chi phí điện thắp sáng bằng 2% điện sản xuất = 4900 000 (đồng) 2.2. Chi phí hoá chất Lượng Clo cần để khử trùng trong một năm Vtb = yhTB * 24 * 365 Vtb = 0,5625 * 24 * 365 = 4927,5 (kg/năm) giá tiền 1 kg Clo là 4500 (đồng) Tổng số tiền chi phí cho hoá chất là Khc =4927,5 * 4500 = 22173750 = 22,2 (triệu đồng) 2.3. Chi phí quản lý + Lương công nhân Công nhân vận hành quản lý trạm bơm nước thải : 5 ( người) Công nhân vận hành trạm xử lý : 30 (người) Lương công nhân : 800.000 đ/tháng = 35 * 800.000 *12 = 336 (triệu đồng/năm) 2.4. Chi phí khấu hao a. Chi phí khấu hao cơ bản của công trình Chi phí khấu hao lấy bằng 10% giá thành xây dựng Kkh = 10% * Gxd = 0,1 * 3631,75 = 363,175 (triệu đồng) b. Chi phí sửa chữa Chi phí sửa chữa lấy bằng 3% giá thành xây dựng Ksc = 3% * Gxd = 0,03 * 3631,75 =108,9525 (triệu đồng) Tổng chi phí quản lý hàng năm = E1 + E2 + Khc + L + Kkh + Ksc = 245 + 4,9 + 22,2 + 336 + 363,175 + 108,9525 = 1080,2275 (triệu đồng) giá thành xử lý 1m3 nước thải (đồng/m3) Vốn đầu tư xây dựng tính cho 1m3 nước thải (đồng/m3) IV.2. Khái toán kinh tế trạm xử lý_ Phương án II. IV.2.1. giá thành xây dựng công trình Bảng IX : Khai toán giá thành xây lắp trạm xử lý phương án II TT Công trình Đơn vị K/Lượng Đơn giá 1000 (đ/m3) Mua thiết bị 1000 đồng Thành tiền (VNĐ) 1 Ngăn tiếp nhận (m3) 1,95 1000 1,95 2 Song chắn rác Nhà đặt song chắn rác (m3) 1,68 1000 2,52 (m2) 8,4 100 3 Bể điều hoà (m3) 1125 1000 1125 4 Bể lắng cát ngang (m3) 7,48 1000 1.500 8,980 5 Bể lắng hai vỏ (m3) 473,8 1000 250.000 723,8 6 Bể Biôphin (m3) 300 1000 300.000 600 7 Bể lắng đứng II (m3) 281,52 1000 200.000 481,52 8 Máng trộn (m3) 13,61 1000 13,61 9 Bể tiếp xúc đứng (m3) 130,6 1000 20.000 150,6 10 Sân phơi cát (m3) 43,5 1000 43,5 11 Trạm bơm (m3) 43,57 1000 60.000 103,57 12 Thiết bị làm khô cặn (m3) 47,85 1000 5.272 53,20 13 Trạm khí nén (m2) 120 100 108.000 120 14 Trạm CLO (m3) 3 1000 200.000 209,3 (m2) 63 100 3631,75 120 Tổng 3637,55 IV.2. giá thành quản lý 2.1. Chi phí điện năng Chi phí cho trạm bơm nước thải Trong đó : + : Lưu lượng trạm bơm, = 315,884 (m3/h) + H0 : áp lực bơm, H0 = 10,84 (m) + T : Thời gian hoạt động, T = 24 (h) + a : giá điện, a = 1500 đ/KWh + : Hiệu suất bơm, = 0,78 + : Hiệu suất động cơ, = 0,65 = 241680518,7 (đồng) Lấy : E1 = 245 000 000 (Đồng) Điện thắp sáng : Lấy chi phí điện thắp sáng bằng 2% điện sản xuất = 4900 000 (đồng) 2.2. Chi phí hoá chất Lượng Clo cần để khử trùng trong một năm Vtb = yhTB * 24 * 365 Vtb = 0,5625 * 24 * 365 = 4927,5 (kg/năm) giá tiền 1 kg Clo là 4500 (đồng) Tổng số tiền chi phí cho hoá chất là Khc =4927,5 * 4500 = 22173750 = 22,2 (triệu đồng) 2.3. Chi phí quản lý + Lương công nhân Công nhân vận hành quản lý trạm bơm nước thải : 5 ( người) Công nhân vận hành trạm xử lý : 30 (người) Lương công nhân : 800.000 đ/tháng = 35 * 800.000 *12 = 336 (triệu đồng/năm) 2.4. Chi phí khấu hao a. Chi phí khấu hao cơ bản của công trình Chi phí khấu hao lấy bằng 10% giá thành xây dựng Kkh = 10% * Gxd = 0,1 * 3637,55 = 363,755 (triệu đồng) b. Chi phí sửa chữa Chi phí sửa chữa lấy bằng 3% giá thành xây dựng Ksc = 3% * Gxd = 0,03 * 3637,55 =109,1265 (triệu đồng) Tổng chi phí quản lý hàng năm = E1 + E2 + Khc + L + Kkh + Ksc = 245 + 4,9 + 22,2 + 336 + 363,755 + 109,1265 = 1080,9815 (triệu đồng) giá thành xử lý 1m3 nước thải (đồng/m3) Vốn đầu tư xây dựng tính cho 1m3 nước thải (đồng/m3) IV.3. So sánh lựa chọn phương án Về kỹ thuật thì cả 2 phương án đều đảm bảo xử lý nước thải Về chỉ tiêu kinh tế được xét theo bảng sau : TT Chỉ tiêu Phương án I (Triệu đồng) Phương án II (Triệu đồng) 1 Gxd 3631,75 3637,55 2 g 657,67 658,132 3 V 807,05 808,34 Như vậy phương án I có tính kinh tế hơn, nên ta chọn phương án I để thi công Tổng giá thành vận chuyển và xử lý 1m3 nước thải G = V + gxl Trong đó : + V : giá thành vận chuyển 1(m3) nước thải, V = 174,5 (đ/m3) + gxl : giá thành xử lý 1m3 nước thải, gxl = 657,67 (đ/m3) G = 174,5 + 657,67 = 832,17 (đ/m3) Chương V Thiết kế công trình đơn vị V.1. Bể lắng đứng đợt I Sơ đồ cấu tạo bể lắng ( Phần tính toán sơ bộ ) Theo phần tính toán sơ bộ ta có - Đường kính bể lắng, D = 7,94 (m) - Chiều cao công tác, H = 4 (m) - Số đơn nguyên là : n = 2 - Dung tích ngăn chứa cặn, Wc = 9,39 (m3) - Chiều cao xây dựng bể : Hxd = HCT + Hn + hbv (m) Trong đó : + hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,37 (m) + HCT : chiều cao công tác, H = 4(m) + Hn _ Chiều cao phần hình nón, Hn = 4,43 (m) => Hxd = 4 + 4,43 + 0,37 = 8,8 (m) Hố thu cặn được xây dựng có dạng hình chóp cụt Cặn lắng xuống phần chứa tĩnh với dung tích lưu lại không quá 2 ngày. Cặn được xả ra ngoài bể bằng ống xả bùn dưới áp suất thuỷ tĩnh 1,5 á2 (m) Đường kính ống trung tâm , D = 1,04 (m), đường kính miệng loe của ống là 1,404 (m) Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, chiều dày thành bể bằng 250mm V.2. Thiết kế chi tiết bể Aeroten trộn Theo tính toán sơ bộ ta có các số liệu cơ bản của bể Aeroten : Số đơn nguyên, N = 2 Chiều dài bể L = 15 (m) Chiều rộng bể B = 6,3 (m) - Chiều cao của bể : H = HCT + hbv Trong đó : + HCT : Chiều cao lớp nước công tác trong bể HCT = 3,5 (m) + hbv : Chiều cao lớp nước bảo vệ hbv = 0,4 (m) H = 3,5 + 0,4 = 3,9 (m) Lưu lượng không khí đơn vị, D = 3,48 (m3/m2.h) Cường độ nạp khí, I = 4 (m3/m2) - Bể được xây dựng hình chữ nhật, tường bằng bê tông cốt thép với chiều dày là 250 (mm) a. Tính toán hệ thống phân phối nước vào bể - Nước từ kênh dẫn tới ngăn phân phối nước của AEROTEN. Diện tích ngăn phân phối được tính theo công thức. q = v * B * H (1) Trong đó : + q : Lưu lượng nước thải lớn nhất (m3/s) qMaxS = 0,08774 (m3/s) + v : Vận tốc nước chảy trong ngăn phân phối : v = 0,1 (m/s) + B , H : Chiều rộng và chiều sâu ngăn phân phối Từ (1) => B *H = Chọn B = 1 (m) => H = 0,8774 (m) Kích thước của ngăn phân phối nước là : B x H = 1 x 0,8774 b. Độ tăng sinh khối P = 0,8 * C1 + 0,3 * La Trong đó : + C1 : Hàm lượng chất lơ lưng của nước thải vào bể C1 = 200,65 (mg/l) + La : Hàm lượng BOD5 của nước thải vào bể La = 100,41 (mg/l) => P = 0,8 * 200,65 + 0,3 * 100,41 = 190,64 (mg/l) c. Tính toán cấp khí cho AEROTEN trộn - Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1m3 nước thải Trong đó : + z : Lượng oxy đơn vị tính bằng (mg) để làm sạch 1mg (NOS)ht , z = 1,1 mg/mg (khi làm sạch hoàn toàn) + K1 : Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí, lấy theo bảng 39 – 20 TCN 51 – 84 . Với thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡ nhỏ lấy theo tỷ số giữa vùng được nạp khí và diện tích Aeroten (f/F = 0,1 và Lmax =10 m3/m2- giờ), K1 = 1,47 + K2 : Hệ số phụ thuộc vào độ sâu đặt thiết bị nạp khí lấy theo bảng 40 – 20 TCN 51 – 84 (với h = 4m, Imin = 3,5 m3/m2 – giờ ), K2 = 2,52 + C : Nồng độ trung bình của oxy trong Aeroten, C = 2 (mg/l) + n1 : Hệ số xét tới ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải n1 = 1 + 0,02( ttb – 20) = 1 + 0,02*(30 – 20 ) = 1,2 Trong đó : + ttb : Nhiệt độ trung bình của tháng mùa hè, ttb = 300C + n2 : Hệ số xét tới quan hệ giữa tốc độ hoà tan của oxy vào hỗn hợp nước và bùn với tốc độ hoà tan của oxy trong nước sạch, n2 = 0,7 + Cp : Độ hoà tan của oxy không khí trong nước tuỳ thuộc vào chiều sâu lớp nước trong bể . Được xác định theo công thức : Trong đó : + CT : Độ hoà tan của oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất . Theo bảng 2 – 1 “ Xử lý nước thải ĐHXD – 1978 ), Với t0 = 250C thì CT = 9,35 (mg/l) Vậy ta có : ã Cường độ nạp khí yêu cầu Ta có Imin = 3,5 (m3/m2- giờ) < I = 4 (m3/m2- giờ) < Imax = 10 (m3/m2- giờ) . Vậy đảm bảo yêu cầu thiết kế . Lưu lượng không khí cần thổi vào Aeroten trong một đơn vị thời gian - Để phân phối không khí trong Aeroten ta dùng hệ thống phân phối khí nhỏ mịn kiểu đĩa - sử dụng hệ thống phân phối khí kiểu xương cá, với các ống nhánh phân phối D75. Sử dụng đĩa bằng vật liệu cao su tổng hợp với các lỗ xả khí, diện tích bề mặt đĩa cao su f = 0,2 (m2) . Lưu lượng khí qk = 81(l/s) cho một đĩa diện tích phục vụ của một đĩa bằng Fpv = 0,06 (m2). ã Đường kính phục vụ dpv = (m) - Để phân phối khí đều trên toàn bộ mặt bằng bể, ta chia đường ống thành 6 hệ thống đối xứng . Đường kính ống phân phối khí sử dụng ống thép D100, đường ống nhánh dẫn khí đến các đĩa cao su tổng hợp sử dụng ống thép D50 ã Khoảng cách giữa các ống phân phối D100 lPP = (m) ã Số lượng các ống nhánh là (ống) Trong đó : + 2,5 : Là 1/2 chiều rộng của bể + 0,276 :Là đường kính phục vụ của một đĩa ã Số lượng đĩa trên một nhánh ống là 5,7 = 6 (Đĩa) V.3. hệ thống điều khiển và kiểm tra sự hoạt động của các công trình - Do tiếp nhận nước thải từ nhiều nguồn khác nhau . việc kiểm tra chất lượng nước đầu vào cũng như hiệu quả hoạt động của các công trình trong dây chuyền xử lý nước thải là rất cần thiết. Trong trạm xử lý sẽ bố trí và lắp đặt các hệ thống, thiết bị theo dõi và điều chỉnh hiệu quả xử lý như sau : - Phòng kiểm nghiệm nước có tranh thiết bị phân tích các chỉ tiêu cần thiết như : pH, OXY hoà tan, hàm lượng cặn lơ lửng, độ dẫn điện ,BOD, COD, TN, TP, Coliform... - pH và OXY hoà tan được kiểm tra thường xuyên tại công trình. - Để đảm bảo pH = 6,5 á 8,5 và tỷ lệ BOD : TN : TP = 100 : 5 : 1 cho bể AEROTEN hoạt động, trong trạm bố rí hệ thống bổ sung hoá chất như: Sút, axit sunfuric (Để điều chỉnh độ pH ). Hệ thống các thiết bị cung cấp hoá chất này làm việc tự động - Do trạm xử lý nước thải làm việc theo chế độ tự chảy, trên sơ đồ công nghệ bố trí 2 điểm đo lưu lượng nước thải bằng đập tràn tam giác vuông + Điểm 1 : Trên máng dẫn nước thải sau bể điều hoà + Điểm 2 : Trên máng dẫn nước thải sau trạm xử lý, trước khi xả vào cống thoát nước của khu công nghiệp. - Ngoài ra lưu lượng nước thải hằng ngày còn được kiểm tra qua thời gian hoạt động của các máy bơm. V. 4. quy hoạch và bố trí các công trình trong trạm xử lý - Trạm xử lý nước thải có diện tích 1,2 ha được quy hoạch thành 2 khu vực : khu vực xây dựng các công trình xử lý nước thải và khu vực nhà điều hành, quản lý và kiểm nghiệm nước sau xử lý. - Do các công trình trong trạm xử lý hoạt động theo nguyên tắc tự chảy, nên khu vực 1 được tôn nền để đặt máng dẫn nước thải về các công trình xử lý - Giữa các khối công trình có xây dựng đường giao thông đi lại, đảm bảo cho các xe ô tô có thể vào lấy bùn cặn . Trong khu vực cũng bố trí đường đi lại vận hành , theo dõi sự hoạt động của trạm xử lý nước thải. - Trong trạm xử lý có bố trí trạm biến áp , xưởng sửa chữa cơ khí, gara, phòng bảo vệ . Trạm xử lý nước thải đước ngăn cách với khu vực xung quanh bằng tường rào , cổng ra vào và hệ thống cây xanh bao quanh. - Các công trình như nhà điều hành , nhà hoá chất , nhà ép bùn cặn, nhà clo, thiết bị dập bọt của AEROTEN ... được cấp nước để đảm bảo cho sự hoạt động. Hệ thống cấp khí nén đước cấp cho bể AEROTEN và bể điều hoà. Nước bùn và các loại nước thải sự cố, xả làm khô bể và các loại nước thải khác được chảy về trạm bơm để đưa đi xử lý lại. Nước mưa được thu gom theo các rãnh xây và đưa ra các hệ thống thoát nước chung của khu vực. - Phía trước trạm bơm nước thải có bố trí giếng xả sự cố khi trạm bơm và các công trình xử lý không hoạt động. Mục lục Phần I : Thiết kế hệ thống xử lý NƯớc thải khu công nghiệp Cái lân Chương I : Khái quát đặc điểm tự nhiên dân cư kinh tế xã hội khu công nghiệp Cái Lân I. Đặc điểm hiện trạng khu đất dự án 3 I.1. Vị trí địa lý 3 I. 2. Điều kiện khí hậu 3 I.3. Điều kiện địa hình và tình trạnh sử dụng đất 5 I.3.1. Địa hình 5 I.3.2 Tình trạng sử dụng đất 6 I.4. Đặc điểm thuỷ văn 6 I.5. Sự phát triển kinh tế - xã hội 8 II. Định hướng thoát nước và các phương án thoát nước ở khu vực 9 II.1. Cơ sở chọn hệ thống thoát nước 9 II.2. Phương hướng lựa chọn hệ thống thoát nước khu công nghiệp Cái Lân. 9 II.3. Các hạng mục trong sơ đồ hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn. 9 Chương II Tính toán các số liệu cơ bản để thiết kế trạm xử lý nước thải I. Các số liệu cơ bản 12 I.1. Nước thải khu công nghiệp Cái Lân 12 I.2. Nước thải các công trình dịch vụ , công trình công cộng 12 II. Xác định lưu lượng tính toán của công nhân 12 II.1. Diện tích 12 II.2. Số công nhân tính toán trong khu công nghiệp 13 II.3. Lưu lượng nước thải các công trình dịch vụ 14 II.4 . Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải dịch vụ 15 III. Lưu lượng nước thải từ khu công nghiệp 16 III.1. Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp 16 III.2. Lưu lượng nước thải sản xuất 16 IV. Nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân 20 IV.1. Khu công nghiệp cơ khí: 20 IV.2. Khu công nghiệp hoá chất 21 IV.3. Khu công nghiệp hoá chất 21 V. Tính toán lưu lượng tập trung từ khu công nghiệp 23 V.1. Khu công nghiệp cơ khí 24 V.2.Khu công nghiệp hoá chất 24 V.3. Khu công nghiệp thực phẩm 25 VI . Lưu lượng nước thải từ các công trình dịch vụ khác 25 VII .Tổng lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp 25 VIII. Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải khucông nghiệp 25 VIII.1. Nước thải sinh hoạt các công trình dịch vụ 25 VIII.2. Nước thải từ khu công nghiệp 25 VIII.3. Nước thải sản xuất 26 VIII.4. Nước thải sinh hoạt của công nhân trong ca sản xuất 26 VIII. 5. Nước tắm của công nhân theo các ca 26 IX . Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp và có biểu đồ dao động nước thải của thành phố 26 Chương III Trạm bơm nước thải tập trung I. Xác định công suất trạm bơm 27 II. Xác định dung tích bể thu 28 III. Xác định áp lực công tác của máy bơm 31 IV. Chọn máy bơm 33 V. Xác định điểm làm việc của bơm 33 VI. Thiết kêt thi công trạm bơm 36 Phần II Chương IV: Thiết kế Trạm xử lý nước thải I. Các tham số tính toán công trình xử lý nước thải 38 I.1 Lưu lượng nước thải 38 I.2 Nồng độ bẩn của nước thải khu công nghiệp 38 I.3. Lưu lượng tính toán đặc trưng nước thải 39 I.4. Xác định nồng độ bẩn của nước thải 40 II. Mức độ cần thiết làm sạch nước thải 41 III. Dân số tương đương 42 IV. Chọn phương án xử lý và sơ đồ dây chuyền công nghệ 42 VI.1. Chọn phương án xử lý 43 IV.2. Lựa chọn dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải 43 Phần III Tính toán các công trình xử lý. I. Tính toán theo phương án I 47 I.1. Tính toán trạm bơm nước thải 47 I.2. Bể điều hoà. 47 I.3. Ngăn tiếp nhận. 47 I.4 . Mương dẫn nước thải 49 I.5. Song chắn rác. 50 I. 6. Bể lắng cát ngang 55 I.7. Sân phơi cát 58 I.8. Tính toán bể lắng đứng đợt 1 .59 I.9. Tính toán bể Aeroten trộn 63 I.10. Tính toán bể lắng đứng đợt II .69 I.11. Tính toán bể ủ bùn 73 I.12. Trạm khử trùng .76 I.13. Tính toán máng trộn 79 I.14. Tính toán bể tiếp xúc đứng 81 I.15. Tính toán thiết bị làm khô cặn bằng lọc chân không 84 I.16. Thiết bị đo lưu lượng 85 I.17. Công trình xả nước gần bờ 86 II. Tính toán công nghệ và thuỷ lực phương án 2 II.1. Trạm bơm nước thải 87 II.2. Tính toán ngăn tiếp nhận. 87 II.3. Tính toán mương dẫn nước thải 87 II.4. Tính toán song chắn rác 87 II.5. Tính toán trạm bơm nước thải 87 II.6. Tính toán bể lắng cát 87 II.7. Tính toán sân phơi cát 87 II.8. Tính toán bể lắng hai vỏ 87 II.9. Tính toán bể Biophin 92 II.10. Tính toán bể lắng đứng đợt II 97 II.11. Trạm khử trùng 97 II.12. Tính toán máng trộn 97 II.13. Tính toán bể tiếp xúc đứng 97 II.14. Tính toán thiết bị làm khô cặn bằng lọc chân không 97 II.15. Thiết bị đo lưu lượng 97 II.16. Công trình xả nước gần bờ 97 III. Tính toán công nghệ và thuỷ lực phương án 3 Phần IV IV.1. Khái toán kinh tế trạm xử lý_(Phương án 1). 98 IV.1.1. Giá thành xây dựng công trình 98 IV.1.2. Giá thành quản lý 100 IV.2. Khái toán kinh tế trạm xử lý_ (Phương án 2) 102 IV.2.1. Giá thành xây dựng công trình 102 IV.2.2. Giá thành quản lý 103 IV.3. So sánh lựa chọn phương án 105 Chương V Thiết kế công trình đơn vị V.1. Bể lắng đứng đợt I 106 V.2. Thiết kế chi tiết bể Aeroten trộn 106 V.3. Hệ thống điều khiển và kiểm tra sự hoạt động của các công trình 110 V. 4. Quy hoạch và bố trí các công trình trong trạm xử lý 111 Các tài liệu tham khảo Tiêu chuẩn ngành thoát nước : Mạng lưới bên ngoài và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế 20 TCN – 51 – 84 NXB Xây Dựng 1997. Xử lý nước thải – PGS. PTS Hoàng Huệ – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội XLNT – GS. TS Trần Hiếu Nhuệ – Lâm Minh Triết – Trường ĐHXD 1978. XLNT và thiết kế các công trình – Lâm Minh Triết – Trường ĐHXD 1978. Hướng dẫn thiết kế môn học XLNT thành phố – Trường ĐHXD. Xử lý nước thải công nghiệp – GS. TS Trần Hiếu Nhuệ Giáo trình công nghệ xử lý nước thải – NXB KHKT 1999 – Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga. Máy bơm và Trạm bơm – Thạc sỹ . Lê Thị Dung – Trường ĐHXD 1994 Sổ tay máy bơm – Thạc sỹ . Lê Thị Dung – Trường ĐHXD 1991