Đồ án Xử lý nước thải sinh hoạt từ các căn hộ của Khu căn hộ cao tầng Phú Thạnh – CIENCO 5

thải vào tuyến cống thoát nước chung của Đô Thị. Chọn vị trí xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung của khu căn hộ là ở hướng Đông Nam của Khu căn hộ cao tầng (giáp với khu dân cư và đường Thoại Ngọc Hầu). Các thông số phục vụ tính toán thiết kế trạm xử lý tập trung Xác định lưu lượng tính toán đặc trưng của nước thải: Lưu lượng trung bình: Qtbng = 750 m3/ ngày đêm = 31.25 m3/h = 8.7 l/s Tính hệ số không điều hòa đối với nước thải sinh hoạt là: k = 1,35 + = 1,35 + = 1,76 (Theo: Trần Đức Hạ, 2002) Trong đó: Q: lưu lượng trung bình, m3/giờ Lưu lượng lớn nhất theo ngày: Q = Q * k = 750 * 1,76 = 1320 m3/ngày.đêm Lưu lượng lớn nhất theo giờ: Q = = 55 m3/h Lưu lượng lớn nhất theo giây: Q = = 0,015 m3/s = 15 l/s – Các thông số tính toán pH : 5-9 BOD5: 200mg/l COD : 350 mg/l SS : 220 mg/l – Yêu cầu xử lý đạt tiêu chuẩn mức I, TCVN 6772 – 2000 pH : 5-9 BOD5: 30 mg/l SS : 50 mg/l Lựa chọn công nghệ Công nghệ xử lý của trạm xử lý nước thải tập trung được lựa chọn trên cơ sở các số liệu đầu vào và đầu ra, công suất thiết kế, điều kiện mặt bằng, cơ sở khoa học và tình hình đầu tư vào của khu căn hộ. Công nghệ của trạm xử lý nước thải tập trung được phân chia thành 3 giai đoạn: Xử lý bậc 1, xử lý bậc 2 và xử lý bùn. Giai đoạn 1: Bao gồm các công trình sau xử lý cơ học Song chắn rác Bể điều hòa Bể lắng I Giai đoạn 2: Chủ yếu tập trung vào quá trình xử lý sinh học nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải. Quá trình xử lý sinh học được ứng dụng để tính toán thiết kế công nghệ trong trường hợp này là quá trình bùn hoạt tính. Công trình đơn vị thực hiện chức năng này là bể Aerotank kết hợp lắng đợt II. Ưu điểm của quá trình bùn hoạt tính là hiệu quả loại bỏ BOD cao và dễ thích ứng trong xử lý với tải trọng tăng đột ngột do tính chất chung của nước thải sinh hoạt là không ổn định theo từng giờ trong ngày. Nước thải sau khi xử lý được đưa thải ra cống thoát nước chung của khu Đô Thị. Xử lý bùn: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong qúa trình xử lý sinh học, sau khi lắng ở bể lắng II được tuần hoàn một phần về bể Aerotank, phần bùn dư được đưa ra bể chứa bùn và sau đó dùng xe tải hút bùn đem đi xử lý đúng nơi qui định. Sự lựa chọn công nghệ của trạm xử lý nước thải sinh hoạt phải đáp ứng được các yêu cầu: Đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 6772:2000; Đảm bảo mức độ an toàn cao khi có sự thay đổi về lưu lượng và nồng độ; Đảm bảo tính đơn giản để vận hành, ổn định, vốn đầu tư, chi phí vận hành thấp; Phù hợp với điều kiện Việt Nam mang tính hiện đại và sử dụng lâu dài. Tính toán thiết kế Bùn tuần hoàn Bùn dư Bể khử trùng Hoá chất Bể điều hoà Bể lắng I Bể Aerotank Bể lắng II Đem xử lý Máy thổi khí Bể chứa bùn Đem xử lý Hố thu Song chắn rác Nước vào Nguồn tiếp nhận Qui trình công nghệ xử lý nước thải tập trung khu căn hộ Ghi chú: Đường nước Đường hoá chất Đường bùn Đường rác Đường khí Hình1: Sơ đồ công nghệ hệ thống XLNT tập trung của khu căn hộ cao tầng Phú Thạnh-Cienco5 Thuyết minh quy trình công nghệ Nước thải từ bể tự hoại của khu căn hộ theo ống dẫn chảy tự nhiên vào hố thu. Trước khi vào hố thu nước thải được chảy quasong chắn rác được thiết kế với kích thước khe hở 5mm, vận tốc qua song chắn bằng 0,6m/s. Tại đây sẽ giữ lại các chất lơ lửng và các tạp chất có kích thước lớn hơn 5mm trong nước thải, và thu gom chất thải bằng thủ công. Sau đó, công ty môi trường đô thị vận chuyển đến bãi chôn lấp an toàn. Từ hố thu, nước thải được bơm lên bể đều hòa bằng bơm chìm. Thông thường, nước thải tại các chu kỳ khác nhau cũng khác nhau do đó mục đích của việc xây dựng bể đều hòa để điều hoà lưu lượng và nồng độ, giảm chất ô nhiễm hữu cơ, nhằm ổn định dòng chảy giúp cho hoạt động của các công trình phía sau hiệu quả hơn. Bể điều hoà được thiết kế với hệ thống phân phối khí, giúp cho việc xáo trộn nước thải được tốt hơn nhằm tăng cường sự hoà trộn của oxy trong nước thải. Để hòa trộn đều nước thải trong bể đều hòa (tránh quá trình lên men yếm khí gây mùi hôi), không khí được thổi vào bể đều hòa từ máy thổi khí thông qua các lỗ phân phối khí đặt chìm dưới đáy bể. Hơn nữa, với việc cấp khí này sẽ giảm được phần nào hàm lượng (BOD5, COD, tổng Nitơ, tổng Phospho) trong nước thải. Được thiết kế với thời gian lưu nước là 6h, nước thải từ bể điều hoà được hai bơm hoạt động luân phiên nhau bơm lên bể lắng I. Bể lắng I được thiết kế là bể lắng đứng, có ngăn lắng hình trụ có dạng hình tròn trên bề mặt và đáy có dạng hình nón hay chóp cụt. Nước được phân phối từ ống trung tâm vào vùng lắng, sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải vào tấm chắn và đổi hướng từ đứng sang ngang rồi dâng lên theo thân bể. Nước đã lắng tràn vào máng thu đặt xung quanh chu vi bể. Cặn lắng được tập trung ở đáy và được bơm ra bể chứa bùn, những chất lơ lửng có tỷ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên mặt nước và được thu lại bằng máng thu đặt xung quanh bể. Bể lắng I được thiết kế với thời gian lưu nước là 90 phút. Dòng nước sau khi qua bể lắng I tiếp tục chảy vào bể Aerotank, còn bùn sinh ra ở bể lắng I được đưa đến bể chứa bùn và sau đó dùng xe tải hút bùn đem đi xử lý đúng nơi qui định. Bể Aerotank có chức năng loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học nhờ vi sinh vật hiếu khí. Tại đây dưới áp lực của hệ thống phân phối khí, khí được cấp vào bể liên tục để khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính, cung cấp khí oxy để vi sinh vật phân huỷ chất hữu cơ. Trong điều kiện đó, vi sinh vật tăng trưởng sinh khối và kết thành các bông bùn. Hỗn hợp bùn hoạt tính và nuớc thải sẽ chảy sang bể lắng II và bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy bể. Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn từ bể lắng II về bể Aerotank để giữ cho mật độ vi sinh cao, nhằm tạo điều kiện phân huỷ nhanh chất hữu cơ. Bể Aerotank được thiết kế với thời gian lưu nước là 6h. Bể lắng II có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính đã xử lý trong bể Aerotank. Bùn sau khi lắng một phần được bơm trở lại bể Aerotank nhằm đảm bảo lượng bùn trong bể, phần bùn còn lại được đưa sang bể chứa bùn và sau đó được đem đi xử lý đúng nơi qui định. Bể lắng II được thiết kế hình tròn, nước thải được phân phối ở trung tâm bể và được thu ở máng thu đặt xung quanh chu vi bể lắng. Sau khi qua bể lắng II nước chảy vào bể khử trùng. Tại bể khử trùng ta sử dụng dung dịch Clorua vôi (với liều lượng 3g/m3 nước thải) nhằm loại bỏ hầu hết các vi khuẩn, vi khuẩn Ecoli có trong nước thải sau đó nước được thải ra nguồn tiếp nhận. Bùn tươi ở bể lắng I và bùn dư ở bể lắng II được bơm về bể chứa bùn có độ ẩm tương đối cao (99 – 99,2% đối với bùn hoạt tính và 92 – 96% đối với cặn tươi). Bể chứa bùn được thiết kế với thời gian lưu bùn là 72 giờ. Nước sau khi khử trùng được thải ra hệ thống cống chung của khu đô thị là loại nước đạt tiêu chuẩn Mức I, TCVN 6772:2000 (Chất lượng nước– Nước thải sinh hoạt – Giới hạn ô nhiễm cho phép). Tính toán các công trình đơn vị Song chắn rác tinh Nhiệm vụ lọc cặn lơ lửng và được đặt bên trong hố thu. Để khử các tạp chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị thường sử dụng song chắn rác tinh có chiều rộng khe 0,5 – 1 mm. Được thiết kế dạng hình hộp chữ nhật với vận tốc từ 0,1 – 0,6m/s, nước thải được lọc qua bên trong hình hộp, lấy lên bằng cách kéo thủ công, các vật thải được cào ra bên ngoài sau đó công ty môi trường vận chuyển đến bãi chôn lấp an toàn. Chọn song chắn rác tinh được mua trên thị trường có chiều dài và chiều rộng là 0,7m, chiều cao của khung sông chắn rác tinh là 0,5m. Bảng 3: Các thông số song chắn rác tinh STT Tên thông số Đơn vị Số liệu dùng thiết kế 2 Kích thước khe hở m 0,005 3 Chiều cao khung chắn rác m 0,5 4 Chiều rộng thanh song chắn m 0,7 5 Chiều dài thanh song chắn m 0,7 Hố thu Thể tích hố thu V = Q * t Trong đó: t: Thời gian lưu nước, t = 10 – 30 phút. Chọn t = 30 phút Q: Lượng nước thải lớn nhất theo giờ V = 55*0,5=27,5(m3) Chọn: Chiều cao h = 3m Chiều dài L = 3,5m Chiều rộng w= = 2,5m Chiều sâu an toàn 0,5(m) Chiều cao tổng cộng của hố thu: Hh = 3,5 + 0,5 = 4 m Bảng 4: Thông số thiết kế hố thu STT Thông số Đơn vị Số liệu dùng thiết kế 1 Chiều cao hố thu m 3 2 Chiều rộng (B) m 2.5 3 Chiều dài (L) m 3,5 Bể điều hòa Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải. Bể điều hòa thiết kế theo nguyên tắc xáo trộn bằng khí nén có tác dụng: Tham gia làm thoáng sơ bộ Tránh hiện tượng lắng cặn Oâxy hóa một phần chất hữu cơ Tăng hiệu quả lắng ở bể lắng I Thể tích bể điều hòa: W = Q maxh * t Trong đó: W: Thể tích bể điều hòa (m3) Qmaxh : Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Qmaxh =55(m3/h) t : Là thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 6 giờ Vậy: W = 55 * 6 = 330(m3) Kích thước bể điều hòa: V = L * B * H = 8,25m * 8m * 5m Chiều cao xây dựng của bể điều hòa: Hxd = H + Hbv Trong đó: H: Chiều cao công tác của bể, H = 5m Hbv: Chiều cao bảo vệ của bể điều hòa, chọn Hbv = 0,3m Hxd = 0,3 + 5 = 5,3 (m) Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa: qk = W * vk Trong đó: qk: Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa (l/s) W: Thể tích bể điều hòa, W = 350(m3) vk: Tốc độ cấp khí trong bể điều hòa, vk = 0,01 – 0,015(m3/m3.phút), chọn vk = 0,015 (m3/m3.phút). (Theo tài liệu Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải của Trịnh Xuân Lai, trang 42, NXBXD Hà Nội, 2000) Vậy qk = 350 * 0,015 = 5,25 (m3/ phút) = 0,0875 (m3/s) = 87,5 (l/s) Không khí được phân phối qua hệ thống ống khoan lỗ có đường kính 5mm để cấp khí cho bể điều hòa. Đường kính ống khí dẫn gió vào bể : Với: D: Đường kính ống dẫn khí vào bể (m) qk: Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa (m3/s) v: Là vận tốc khí trong đường ống v= 10 – 15 (m/s), chọn v = 10( m/s) Ống nhánh đặt vuông góc với bể và cho chạy dọc theo chiều rộng. Chọn ống nhánh dài 8 m. Khoảng cách giữa các 2 ống cách nhau 0,5m. Vậy: = 0,1055 (m) Số ống nhánh: Trong đó: n: Số ống nhánh trong bể điều hòa (ống) L: Chiều dài bể điều hòa (m), L = 8,25m Vậy: (ống), chọn n = 15 ống Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh: Trong đó: Fl: Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh (m2) qk: Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa (m3/s) v: Là vận tốc khí trong đường ống v= 10 – 15 (m3/s), chọn v = 10( m/s) Vậy: (m2) Diện tích một lỗ: Trong đó: fl: Diện tích một lỗ (m2) d: là đường kính lỗ khí, d = 0,005m Vậy : (m2) Số lỗ trên ống nhánh : Trong đó: m: Số lỗ trên ống nhánh (lỗ) Fl: Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh, Fl = 0,00875 (m2) fl: Diện tích một lỗ, fl = 2.10-5 (m2) Vậy: (lỗ) Chọn m = 438 (lỗ) Khoảng cách giữa các lỗ trên ống : Trong đó: l: Khoảng cách giữa các lỗ trên ống (m) B: Chiều rộng bể điều hòa, B = 8m M: số lỗ trên ống nhánh, m = 438 lỗ Vậy: (m) Áp lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén được xác định theo công thức : Trong đó: Hc: Áp lực yêu cầu chung khi tạo bọt khí (m) Hc = hd + hc + hf + H H: chiều cao công tác của bể, H = 5m hd,: Tổn thấy áp lực do ma sát dọc theo chiềi dài ống (m) hc:Tổn thất cục bộ qua thiết bị phân phối, hc không vượt quá 0,5m hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m) Tổng hd và hf không vượt quá 0,4 m Vậy: Hc = 0,5 +0,4 +5 = 5,9 (m) Vậy áp lực khí nén trong bể điều hòa: (atm) Công suất của máy nén khí: Trong đó: N: Công suất của máy nén khí (KW) qk: Lưu lượng khí cấp cho bể, qk = 0,1875 (m3/s) p: áp lực không khí, p = 1,571 (atm) : Công suất của bơm, chọn = 80% Vậy: (KW) Bảng 5: Thông số thiết kế bể điều hoà STT Tên thông số Đơn vị Số liệu dùng thiết kế 1 Chiều dài bể (L) m 8,25 2 Chiều rộng bể (Bs) m 8 3 Chiều cao (H) m 5,3 4 Thời gian lưu nước h 6 5 Công suất máy nén khí kw 5,163 6 Thể tích xây dựng m3 350 7 Diện tích xây dựng m2 66 8 Đường kính ống mm 5 9 Lượng không khí cần cung cấp (qk) m3/s 0,0875 Bể lắng I Chọn thông số thiết kế : Chọn thời gian lưu nước trong bể t = 1,5h Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn là 0,25 – 0,5 (m), chọn = 0,4 (m). ) [Theo tài liệu XLNT của PGS.PTS Hoàng Huệ, NXBXD Hà Nội, 1996] Tính bể lắng đứng đợt I Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm: Với: F1: Diện tích ống trung tâm (m2) Qtbh: lưu lượng nước thải trung bình giờ, Qtbh = 31,25 (m3/h) V: Vận tốc nước chảy trong ống trung tâm thường V = 0,03 – 0,1 m/s, chọn V = 0,03 (m/s) (Theo tài liệu của PGS.TS Hoàng Huệ, NXBXD Hà Nội, 1996) Vậy : (m2) Chọn F1 = 0,289 m2 Đường kính ống trung tâm: Trong đó: d: Đường kính ống trung tâm (m) F1: Diện tích ống trung tâm, F1 = 0,289m2 Vậy: Chọn d = 0,6 (m) Đường kính phần loe của ống trung tâm: DL = 1,35 * d Trong đó: DL: Đường kính phần loe ống trung tâm (m) d: Đường kính ống trung tâm, d =0,6 (m) Vậy: DL = 1,35 *0,6 = 0,81(m) Chọn DL = 0,81m Đường kính tấm chắn: Dc = 1,3 * DL Trong đó: Dc: Đường kính tấm chắn (m) DL: Đường kính phần loe ống trung tâm, DL = 0,81(m) Vậy : Dc = 1,3 * 0,81 = 1,053 (m) Chọn Dc = 1,053m Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng được tính theo công thức: Trong đó: F2: Diện tích của bể lắng (m) v: Tốc độ nước dâng trong bể lắng, thường v = 0,0005 -0,0008 m/s, chọn v = 0,0005m/s (Theo giáo trình công nghệ XLNT của Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, NXBKHKT Hà Nội, 1999) Qtbh: lưu lượng nước thải trung bình giờ (m3/h) Vậy : (m2) Diện tích tổng cộng của bể lắng : F = F1 + F2 Trong đó: F: Diện tích tổng cộng của bể lắng (m2) F1: Diện tích ống trung tâm, F1 = 0,289 (m2) F2: Diện tích của bể lắng, F2 = 12,4 (m2) Vậy: F = 0,289 + 12,4 = 12,689 (m2) Chọn F = 12,689 (m2) Đường kính trong của bể lắng : Trong đó: D: Đường kính của bể lắng (m) F: Diện tích tổng cộng của bể lắng, F = 12,689 (m2) Vậy: m Chọn D = 4 (m) Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng được tính theo công thức: htt v * t Trong đó: htt: Chiều cao tính toán của vùng lắng (m) v: Tốc độ nước dâng trong bể lắng, thường v = 0,0005 -0,0008 m/s (Theo giáo trình công nghệ XLNT của Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, NXBKHKT Hà Nội, 1999), chọn v = 0,0007m/s t: thời gian lắng, t = 1,5h Vậy: htt = 2,52 * 1,5 =3,78 (m) Chiều cao phần hình nón của bể lắng : Với: hn:Chiều cao phần hình nón (m) D: Đường kính của bể lắng, D =4 (m) dn:Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,6m a: Là góc tạo bởi đáy và mặt ngang, chọn a = 500 Vậy: (m) Vậy hn = 1,43m Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 3,78m. Chiều cao tổng cộng : H = htt + hn + hbv Trong đó: H: Chiều cao tổng cộng của bể lắng (m) htt: Chiều cao vùng lắng, h = 3,78 (m) hn:Chiều cao phần hình nón, hn = 1,43(m) hbv: Chiều cao bảo vệ của bể lắng (m), Chọn hbv = 0,3 (m) Vậy : Hxd = 3,78+ 1,43+0,3 = 5,51 (m) Chọn Hxd = 5,5 (m) Ống xả bùn Sử dụng ống nhựa PVC có đường kính bằng 60 mm với sự hỗ trợ của bơm hút bùn. Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính 0,8 đường kính bể máng thu có d = 0,7 – 0,8 m đường kính bể Đường kính máng thu dm = 0,8 * D = 0,8 *4 = 3,2m chọn dm = 3,2m Chiều dài máng thu nước L = * dm = 3,14 * 5= 15,7m Chiều rộng máng thu nước rm = = = 0,4m Chiều cao máng thu nước hm = 0,5m Diện tích mặt cắt ngang cuae máng Wm =3,14*dm = 3,14* 3,2 = 10m Tải trọng thu nước trên 1 m chiều dài máng aL = = = 75( m3/m2.dài.ngày) Tính hiệu quả khử SS và BOD Hiệu quả khử SS và BOD5 ở bể lắng đứng đợt I được tính theo công thức thực nghiệm sau: Trong đó: R: Hiệu quả lắng SS và BOD (%) t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1,5 (giờ) a,b: Là hằng số thực nghiệm chọn theo bảng 4.5 (Theo tài liệu “Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải của PGS.TS Hoàng Huệ, NXBXD Hà Nội, 2000”) Chỉ tiêu A đơn vị tính (h) b Khử BOD5 Khử SS 0,018 0,0075 0,02 0,014 Hiệu quả khử BOD5: RBOD Hiệu quả khử SS: RSS Như vậy, hàm lượng BOD5 và SS còn lại khi ra khỏi bể lắng I là: SSra = 47,37% * SSvào = 47,37% * 220 = 104,214 mg/l BOD5 ra = 68,75% * BOD5 vào = 68,75% * 200= 137,5 mg/l Bảng 6: Bảng thông số thiết kế bể lắng đứng đợt I STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 2 3 4 5 6 7 Đường kính bể lắng (D) Đường kính ống trung tâm (d) Chiều cao vùng lắng (htt) Chiều cao phần hình nón (hn) Chiều cao thiết kế bể lắng (Hxd) Đường kính phần loe ống trung tâm (DL) Đường kính tấm chắn (Dc) m m m m m m m 4 0,6 3,78 1,43 5,5 0,81 1,053 hàm lượng chất lơ lửng tính đến bể lắng đợt I, SSvào = 220 (mg/l) E1: hiệu suất lắng, với Cra = 104,214 (mg/l) < 150 (mg/l) như vậy thỏa mãn (Điều 6.5.3 – TCXD- 51 - 84) rằng nước thải dẫn đến công trình xử lí sinh học hàm lượng chất lơ lửng không vượt quá 150 mg/l Bể aerotank Các thông số thiết kế Lượng nước thải trung bình ngày đêm Q = 750(m3/ngày.đêm) Lượng BOD5 đầu vào bể Aerotank bằng lượng BOD đầu ra ở bể lắng I là 137,5 mg/l. Tỷ lệ f = BOD5 / COD = 0.68 Nước thải xử lý xong đạt tiêu chuẩn BOD5 = 20 mg/l Hàm lượng cặn lơ lửng 50 mg/l gồm có 65% cặn hữu cơ Lượng bùn hoạt tính hữu cơ ở đầu vào bể X0 = 0 Nồng độ bùn họat tính trong bể Aerotank, X = 3000 mg/l Độ tro Z = 0,3. Nồng độ cặn tuần hoàn 10.000 mg/l Nồng độ bùn họat tính tuần hoàn lại bể Aerotank là : Xt = (1 - Z) * 10.000 Xt = (1 – 0,3) * 10.000 = 7000 (mg/l) : Thời gian lưu bùn, chọn = 10 ngày Giá trị các thông số động học: Y = 0,6 . Kd = 0,055/ngày Nhiệt độ nước thải t = 260C Tính bể Aerotank Tính nồng độ BOD5 hoà tan trong nước đầu ra Lượng cặn hữu cơ trong nước thải ra khỏi bể lắng: b = a * BODra = 0,65 * 20 = 13 (mg/l) Với: a: Hàm lượng phần trăm cặn hữu cơ, a = 65% BOD5ra = 20 mg/l Lượng cặn hữu cơ tính theo COD là: c = 1,42* b (1 – Z ) = 1,42 * 13* (1 – 0,3) = 12,922 (mg/l) Với: Z: Độ tro 1,42: Hệ số chuyển đổi từ sinh khối ra COD Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng : d = f * c = 0,68 * 12,922 = 8,78696 (mg/l) Lượng BOD5 hòa tan còn lại trong nước khi ra khỏi bể lắng bằng tổng BOD5 cho phép đầu ra trừ đi BOD5 có ở cặn lơ lửng: e = 20 – 8,78696 = 11,21304 (mg/l) Tính hiệu quả làm sạch : Hiệu quả xử lý tính theo COD: COD = Hiệu quả làm sạch tính theo BOD5 hòa tan: Thể tích bể Aerotank: (m3) Trong đó: Q: Lưu lượng nước cần xử lý (m3/ngày) S0: Hàm lượng BOD5 trong nước thải, S0 = 137,5mg/l) S: Hàm lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng, S = 11,21304 mg/l Y:Hằng số động học , chọn Y = 0,6 : Thời gian lưu bùn hoạt tính trong bể, chọn = 10 ngày ứng với khuấy trộn hoàn chỉnh - X: Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng trong bể (mg/l), trong bể có dòng chảy đều X = 1000 ÷ 3000 mg/l(theo giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Ts.Trịnh Xuân Lai) chọn X = 3000 mg/l Kd: Hệ số phân hủy nội bào (ngày -1), Kd = 0,055/ngày Vậy (m3) Chọn V =183 (m3) Kích thước bể Aerotank : Chiều sâu bể Aerotank từ 3 – 5m, chọn H = 4 m (Theo tài liệu “Tính toán thiết kế công trình XLNT của PGS.TS Hoàng Huệ, NXBXD Hà Nội, 2000”) Chiều cao xây dựng bể Aerotank: Hxd = H + hbv Trong đó: Hxd: Chiều cao xây dựng bể Aerotank (m) H: Chiều cao công tác của bể (m) hbv: Chiều cao bảo vệ của bể, Chọn hbv = 0,5m Vậy: Hxd = 4 + 0,5 = 4,5m Chiều rộng bể Aerotank là B = 6 m Chiều dài Chọn L =7,5 m Thời gian nước lưu lại trong bể: (ngày, giờ) Trong đó: t: Thời gian nước lưu lại trong bể (giờ) V: Thể tích của bể Aerotank, V = 183(m3 ) Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm Q = 750 (m3/ngày đêm) Vậy: (ngày ) = 5,856 (h) Chọn thời gian lưu nước t = 5h 50’ (theo giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Ts.Trịnh Xuân Lai), h = 4 ÷ 8 h Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính : (Theo công thức 5 – 24/ 67 tài liệu TTTKCTXLNT của TS. Trịnh Xuân Lai, NXBXD Hà Nội, 2000) Trong đó: Yb: Tốc độ tăng trưởng của bùn họat tính Y: Hệ số sinh trưởng cực đại (mg bùn hoạt tính / mg BOD5 tiêu thụ), chọn Y = 0,6 (0,4÷ 0,8)mg BOD5 : Tuổi của bùn, chọn 10 ngày (ứng với bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn theo bảng 6.2 “Tài liệu tính toán thiết kế công trình XLNT của TS. Trịnh Xuân Lai, NXBXD Hà Nội, 2000”) Kd: Hệ số phân hủy nội bào (ngày -1), chọn Kd = 0,055/ngày Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày : Abùn = Yb . Q (S0 - S) Trong đó: Abùn: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày (kg/ ngày.đêm) Yb: Tốc độ tăng trưởng của bùn họat tính, Yb = 0,387 Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm, Q = 750 (m3/ngày đêm) S0: Lượng BOD5 đầu vào, S0 = 137,5(mg/l) S: Lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng, S = 11,21304 (mg/l) Vậy: Abùn = 0,387* 750*(137,5 –11,21304) =36654,79 gr = 36,654 (kg/ngày. đêm) Tổng lượng cặn sinh ra theo độ tro của cặn : PSS = Abùn / (1 - Z) Trong đó: PSS: Tổng lượng cặn sinh ra theo độ tro (kg/ngày) Abùn: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày (kg/ ngày.đêm) Z: Độ tro, Z = 0,3 Vậy: PSS = 36,654 / (1 – 0,3) = 52,36 (kg/ngày) Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi: Pxả = PSS – Q * 20 * 10-3 Trong đó: Pxả: Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi (kg/ngày) PSS: Tổng lượng cặn sinh ra theo độ tro, PSS = 52,36 (kg/ngày) Q:Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm, Q= 750 (m3/ngày đêm) Vậy: Pxả = 52,36 –750 * 20 *10-3 = 37,36 (kg/ngày) Tính lưu lượng xả bùn ra hằng ngày từ đáy bể lắng II theo đường tuần hoàn bùn : (theo công thức 5 -15 và 5 – 16/ 65 tài liệu TTTKCTXLNT của TS. Trịnh Xuân Lai) Suy ra (m3/ngày) Trong đó: Qra: Lưu lượng bùn thải ra (m3) V: Thể tích bể Aerotank , V = 183(m3 ) X: Nồng độ bùn hoạt tính cần duy trì trong bể Aerotank , chọn X = 3000 mg/l Xra: Nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng (mg/l), Xr = 13 * 0,7 = 9,1 mg/l (0,7 là tỷ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số trong tổng số cặn hữu cơ, cặn không tro). XT: Nồng độ bùn hoạt tính từ đáy bể lắng để tuần hoàn lại bể Aerotank, XT = 7000 (mg/l) Qra: Lưu lượng nước đã xử lý đi ra khỏi bể lắng 2 Qra = Qvào = 750 (m3/ngày) Thời gian lưu bùn trong bể, chọn 10 ngày Vậy: (m3/ngày) Xác định lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn QT: (Theo công thức 6.5/93 – Tài liệu TTTK các công trình XLNT của TS.Trịnh Xuân Lai) Trong đó: X: Nồng độ bùn hoạt tính cần duy trì trong bể Aerotank, X = 3000 mg/l. XT: Nồng độ bùn hoạt tính từ đáy bể lắng để tuần hoàn lại bể Aerotank, XT = 7000 (mg/l) QT:Lưu lượng hỗn hợp bùn tuần hoàn lại (m3/h) QV: Lưu lượng nước thải đi vào công trình xử lý Qvào = 750(m3/ ngày đêm) Vậy: = = 0,75 (Theo Tài liệu TTTK các công trình XLNT của TS.Trịnh Xuân Lai, tỷ lệ bùn tuần hoàn = 0,25 ÷ 0,75) Suy ra: QT =0,75* Qv = 0,75* 750= 562(m3/ngày.đêm) = 23 (m3/h) Kiểm tra gía trị của tốc độ sử dụng chất nền BOD5 cho một đơn vị khối lượng (gr) bùn hoạt tính trong một đơn vị thời gian được xác định theo công thức: Trong đó: : Gía trị sử dụng chất nền cho một đơn vị khối lượng bùn hoạt tính trong một đơn vị thời gian (mg BOD5/ 1 gr bùn hoạt tính) S0: Lượng BOD5 đầu vào ,S0 = 137,5(mg/l) S: Lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng, S = 11,21304 (mg/l) X: Nồng độ bùn hoạt tính cần duy trì trong bể Aerotank, X = 3000 mg/l. t: Thời gian nước lưu lại trong bể, t = 5,856 (giờ) Vậy: (mg BOD5/1 gr bùn.h) Xác định tỷ số khối lượng chất nền trên khối lượng bùn hoạt tính F/M được xác định theo công thức: Trong thực tế, khi thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải thông số được dùng để kiểm tra là tỷ số F/M Trong đó: S0: Lượng BOD5 đầu vào, S0 = 137,5 (mg/l) X: Nồng độ bùn hoạt tính cần duy trì trong bể Aerotank, X = 3000 mg/l. t: Thời gian nước lưu lại trong bể, t = 0,244 ngày Vậy: (Ngày-1) Lượng ôxy cần thiết: (Tính theo công thức 6 -15/ 105, theo tài liệu Tính toán thiết kế các công trình XLNT của TS. Trịnh Xuân Lai) OC0= (kg O2/ngày) Trong đó: OC0: Lượng ôxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C Q: lưu lượng nước thải cần xử lý, Qvào = 750 (m3/ngày) S0: Nồng độ BOD5 đầu vào, S0 =137,5mg/l S: Nồng độ BOD5 đầu ra, S = 20 mg/l f: Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20 Px:Phần tế bào dư xả ra ngoài theo bùn dư, Px = Abùn =36,654 kg/ngày.đêm 1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD Vậy: (kg/ngày.đêm) Vậy: OC0 = 77,547 (kg/ngày.đêm) Lượng ôxy thực tế cần trong điều kiện thực tế ở 260C : (Tính theo công thức 6 -16 / 106, tài liệu Tính toán thiết kế các công trình XLNT của TS. Trịnh Xuân Lai) Trong đó: OCt: Lượng oxy thực tế cần, (kg/ngày) OC0: Lượng ôxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn, OC0 = 66,4(kg/ngày.đêm) Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy = 1 Csh: Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở 260C Csh =8,22 mg/l Cs: Nồng độ ôxy bão hòa trong nước sạch ở 200C = 9,08 mg/l Cd: Nồng độ ôxy cần duy trì trong bể. Khi xử lý nước thải thường lấy Cd = 1,5 – 2 mg/l, chọn Cd = 2 mg/l (Theo tài liệu “Tính toán thiết kế công trình XLNT của TS.Trịnh Xuân Lai, NXBXD Hà Nội, 2000”) a: Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng và kích thước bể, có giá trị từ a = 0,6 – 0.94, chọn a= 0,8 Vậy: (kg O2/ngày) =5,1 (kg O2 /h) Tính lượng không khí cần thiết (Tính theo công thức 6 -17 / 107, tài liệu Tính toán thiết kế các công trình XLNT của TS. Trịnh Xuân Lai) Trong đó: Qk: Lưu lượng khí cần thiết, (m3/ngày OCt: Lượng ôxy cần thiết, OCt = 122,73 (kg/ngày) f: Hệ số an toàn, thường từ f =1,5 – 2, chọn f =1,5 OU: Công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam ôxy cho 1m3 không khí OU = Ou . h Với : Ou: Công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam ôxy cho 1m3 không khí, ở độ sâu ngập nước h = 4 m có thể chọn theo bảng (7 -1) đến (7-4).Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ, tra bảng 7.1 (Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai. NXBXD Hà Nội, 2000). Ta có Ou = 7 gr O2 /m3.m. Bể sâu h1 = 4.5m và độ ngập nước h = 4m. Vậy công suất hòa tan thiết bị. OU = 7 * 4 = 28 gr O2 /m3 Vậy lượng không khí cần thiết. (m3/ngày) = 273,95 (m3/h) = 0,076(m3/s) Đường kính ống chính dẫn khí: (m) Chọn D = 0,1 m Với: Qk: Lưu lượng khí cần thiết, QK = 6574(m3/ngày) v: Vận tốc chuyển động của không khí trong ống phân phối, v =10 – 15 m/s, chọn v = 10m/s. (Theo giáo trình Trịnh Xuân Lai) Từ ống dẫn khí chính, phân ra làm 4 ống phụ. Lưu lượng khí qua mỗi ống: qkhí = Qk / 4 = 0,076/ 4 = 0,019 (m3/s) Chọn D = 0,021 m Đường kính ống nhánh: m Chọn Dn = 0,49 (m) Số ống phân phối khí: Chọn N = 25 ống Với: q: Lưu lượng không khí trong ống phân phối, theo quy phạm q =10,8 –21,6 m3/h, chọn q = 10,8 m3/h = 0,003(m3/s). Đường kính ống nhánh dẫn khí theo cường độ cho phép của mỗi ống: m, chọn D = 21mm Lượng không khí cần thiết để chọn máy nén khí: q = 2* qk = 2 * 0,076 = 0.152(m3/s) Tính áp lực máy nén khí Vận tốc khí ra khỏi khe hở: 5 -10 m/s Aùp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: Hd = H + hd + hc + hf Với: H: Chiều cao hữu ích của bể, H = 4 (m) hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn (m) hc: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m) hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m). Giá trị này không vượt quá 0.5m. Tổng tổn thất hc và hd không vượt quá 0.4m. Vậy : Hd = 0,4 + 0,5 +4 = 4,9 m Aùp lực không khí: (atm) Công suất máy nén khí: (KW) Trong đó: q: Lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s) : Hiệu suất máy bơm, chọn 80% Bảng 7: Thông số thiết kế bể Aerotank Stt Thông số Đơn vị Số liệu thiết kế 1 Chiều dài bể (L) m 7,5 2 Chiều rộng bể (B) m 6 3 Chiều cao xây dựng bể (Hxd) m 4,5 4 Chiều cao công tác bể (H) m 4 5 Thời gian lưu nước (t) giờ 5 6 Thời gian lưu bùn ngày 10 7 Cường độ sục khí m3/s 0,152 8 Tỷ số F/M Ngày -1 0,196 Bể lắng đợt II Tính toán bể lắng II Diện tích ống trung tâm (m2) Chọn F1 = 0,289(m2) Với : F1: Diện tích ống trung tâm của bể (m2) Qhtb: Lưu lượng nước thải trung binhg ngày đêm. Qhtb = 750 (m3/ngày đêm) V: Vận tốc nước chảy trong ống trung tâm thường V = 0,03 – 0,1 m/s, chọn V = 0,03 (m/s) (Theo tài liệu XLNT của PGS.TS Hoàng Huệ, NXBXD Hà Nội, 1996) Đường kính ống trung tâm Trong đó: d: Đường kính ống trung tâm (m) F1: Diện tích ống trung tâm , F1 = 0,289m2 Chọn d = 0,6(m) Đường kính phần loe ống trung tâm Dl = 1,35 *d Trong đó: DL: Đường kính phần loe ống trung tâm (m) d: Đường kính ống trung tâm , d =0,6 (m) DL = 1,35 * 0,6 = 0,81 (m) Chọn DL = 0,81m Đường kính tấm chắn Dc = 1,3 * DL Trong đó: Dc: Đường kính tấm chắn (m) DL: Đường kính phần loe ống trung tâm, DL = 0,81(m) Vậy: Dc = 1,3 * 0,81 = 1,053 (m) Chọn Dc = 1,053m Chiều cao làm việc của bể Hlv = Vd * t * 3,6 Với : Hvl: Chiều cao làm việc của bể lắng (m) Vd: Tốc độ dâng nước, chọn Vd = 0,3 mm/s t: Thời gian lưu nước, chọn t = 2h Vậy : Hlv = 0,3 * 2 * 3,6 = 2,16 m Thể tích công tác của bể lắng W = Qh * t = 31,25* 2 = 62,5(m3) Trong đó: W:Thể tích công tác của bể lắng, (m3) Qh: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm. Qh =750 (m3/ngày đêm) t: Thời gian lưu nước, chọn t = 2h Diện tích làm việc của bể lắng II Trong đó: F2: Diện tích làm việc của bể lắng (m2) W:Thể tích công tác của bể lắng, W =62,5 (m3) Hvl: Chiều cao làm việc của bể lắng, Hlv = 2,16 (m) Vậy: (m2) Chọn F2 = 29 (m2) Diện tích tổng cộng của bể lắng F = F1 + F2 Trong đó: F: Tổng diện tích của bể lắng (m2) F2: Diện tích làm việc của bể lắng, F2 = 29 (m2) F1: Diện tích ống trung tâm của bể, F1 = 0,289(m2) F = 29 + 0,289= 29,289 (m2) Chọn F = 30 m2 Đường kính bể lắng II Trong đó: D: Đường kính của bể lắng đứng đợt II (m) F: Tổng diện tích của bể lắng (m2) Vậy: (m) Chọn D = 6,18 m Chiều cao phần đáy nón của bể hn (m) Chọn hn = 2,341 (m) Chiều cao tổng cộng của bể lắng II Hxd = Hlv + hn + hbv Với: Hxd: chiều cao tổng cộng của vùng lắng, (m) hbv: Chiều cao bảo vệ của bể, chọn hbv = 0,3 m Vậy: Hxd = 2,16 + 2,6+ 0,3 = 5,06(m) Chọn Hxd = 5 m Thể tích ngăn chứa bùn của bể lắng II được tính theo công thức: Trong đó: Cb: Hàm lượng bùn hoạt tính ra khỏi bể Aerotank, xử lý sinh học hoàn toàn ứng với BOD5 đầu ra bằng 20 mg/l thì Cb = 200 g/m3 (Theo giáo trình Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết) Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng đợt II, Ctr = 12 mg/l Thời gian tích lũy bùn hoạt tính, t = 2h P: Độ ẩm của bùn hoạt tính, P =99,4% Qh: Lưu lượng trung bình giờ của nước thải Vậy:W= (m3) Ống xả bùn Sử dụng ống nhựa PVC có đường kính bằng 60 mm với sự hỗ trợ của bơm hút bùn. Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính 0,8 đường kính bể máng thu có d = 0,7 – 0,8 m đường kính bể dm = 0,8 * D = 0,8 *6,18 = 4,944m chọn dm = 5m Chiều dài máng thu nước L = * dm = 3,14 * 5= 15,7m Chiều rộng máng thu nước rm = = = 0,59m Chiều cao máng thu nước hm = 0,5m Tải trọng thu nước trêm một m chiều dài máng aL = = = 47,7( m3/m2.dài.ngày) Bảng 8: Thông số thiết kế bể lắng II STT Thông số Đơn vị Kích thước 1 Đường kính bể lắng m 6,18 2 Đường kính ống trung tâm m 0,6 3 Chiều cao vùng lắng m 2,16 4 Chiều cao phần hình nón của bể lắng II m 2,6 5 Chiều cao tổng cộng của bể lắng II m 5,06 6 Đường kính tấm chắn dòng m 1,053 7 Đường kính miệng ống loe m 0,81 8 Chiều dài phần ống loe m 1,625 9 Chiều dài tấm chắn dòng m 0,18 10 Chiều rộng máng thu nước m 0,59 11 Chiều cao của máng m 0,5 Bể chứa bùn Tính toán bể chứa bùn Hàm lượng bùn hoạt tính có dư có thể xác định theo công thức sau: (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán và thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) Bd = ( * Cll) – Ctr = (1,3 * 104,214) – 12 = 123,478 (mg/l) Trong đó: Bd: hàm lượng bùn hoạt tính dư, mg/l : hệ số tính toán lấy bằng 1,3 (khi bể Aerotank xử lý ở mức độ hoàn toàn) Cll: hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng I, Cll = 104,214mg/l Ctr: hàm lượng bùn hoạt tính trôi theo nước ra khỏi bể lắng II, Ctr = 12mg/l Lượng tăng bùn hoạt tính lớn nhất (Bd.max) có thể tính theo công thức sau: (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán và thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) Bd.max = K * Bd = 1,15 * 123,478 = 142 mg/l Trong đó: K: là hệ số tăng trưởng không điều hoà tháng (chọn K = 1,15) Lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất theo giờ được tính theo công thức: (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán và thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) qmax = = = 0,85(m3/h) Trong đó: qmax: lưu lượng bùn hoạt tính lớn nhất, m3/h Cd: nồng độ bùn hoạt tính dư phụ thuộc vào đặc tính của bùn (điều 6.10 TCXD – 51 – 84) và được lấy theo bảng 3.12 (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán và thiết kế công trình – Lâm Minh Triết), Cd = 3000 P: phần trăm bùn hoạt tính tuần hoàn về bể Aerotank (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán và thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) P = = = 42% Trong đó: QT: lưu lượng trung bình của hỗn hợp bùn hoạt tính Chọn thời gian lưu nước trong bể, t = 72 giờ Như vậy thể tích bể chứa bùn cần: W = qmax * t = 0,85* 72 = 61,2(m3) Chọn kích thước bể: D * R * H = 5 * 4 * 3,1(m) Chọn đường kính ống dẫn bùn vào bể: D = 150 Chọn đường kính ống dẫn nước sau bể lắng trở lại bể bơm: d = 100 Bể khử trùng Để thực hiện khử trùng nước thải, có thể sử dụng các biện pháp như: Clo hoá, ozon, khử trùng bằng tia cực tím. Ở đây dùng phương pháp khử trùng bằng Clo vì phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả có thể chấp nhận được. Phản ứng thuỷ phân giữa Clo và nước thải xảy ra như sau: Cl2 + H2O HCl + HOCl Axit hypocloric (HOCl) rất yếu và dễ dàng phân huỷ thành HCl và Oxy nguyên tử: HOCl HCl + O Hoặc có thể phân ly thành H+ và OCL- Cả HOCl, OCL- và O là các chất oxy hoá mạnh có khả năng tiêu diệt vi trùng. Tính toán bể khử trùng Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán và thiết kế công trình – Lâm Minh Triết) Ya = Trong đó: Ya: lưu lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải, kg/h Q: lưu lượng tính toán của nước thải, m3/h Q = 55 m3/h Q = 31,25 m3/h a: liều lượng hoạt tính lấy theo điều 6. 20. 3 – TCXD – 51 – 84: nước thải sau khi xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3g/ m3 Ứùng với từng lưu lượng tính toán, xác định Clo cần thiết tương ứng cần thiết để khử trùng: Ya = = = 0,165 (kg/h) Ya = = = 0,0937 (kg/h) Để xáo trộn nước thải với Clo ta chọn bể trộn có vách ngăn hướng dòng (dòng chảy Zích Zắc). Thời gian lưu nước trong bể khử trùng t = 30 phút. Thể tích của bể khử trùng: W = Q * t = =27,5 m3 Kích thước của bể: D*B*H = 5*3*2 KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Vốn đầu tư cho từng hạn mục công trình Phần xây dựng Hệ thống xử lý nước thải là một công trình xây dựng bằng bê tông cốt thép, có sơn phụ gia chống thấm nên có thể ước tính theo sức chứa của công trình. Giá thành xây dựng dùng để tính sơ bộ là 2.000.000(VNĐ/ m3xây dựng). STT Tên công trình Đơn vị tính Thể tích (m3) Đơn giá (triệu VNĐ/ m3) Thành tiền (triệuVNĐ) 1 Hầm bơm nước thải m3 27,5 2 55.000.000 3 Bể điều hòa m3 350 2 700.000.000 4 Bể lắng I m3 56,65 2 113.300.000 5 Bể Aerotank m3 180 2 360.000.000 6 Bể lắng II m3 86 2 172.000.000 7 Khử trrùng m3 27,5 2 55.000.000 8 Bể chứa bùn m3 61,2 2 122.400.000 TỔNG CỘNG 1.577.700.000 Phần thiết bị STT Tên công trình Số lượng Đơn giá (triệu VNĐ) Thành tiền (triệuVNĐ) 1 Bơm bùn tuần hoàn từ bể lắng II đến bể Aerotank 1 20.000.000 20.000.000 2 Bơm định lượng 2 5.500.000 11.000.000 3 Bồn hóa chất 1 20.000.000 20.000.000 4 Bơm cặn 2 20.000.000 40.000.000 5 Bơm thổi khí(bể đều hòa,bể Aerotank) 4 30.000.000 120.000.000 6 Bơm nước thải 4 20.000.000 80.000.000 7 Các đường ống dẫn nước, hệ thống van, các loại phụ kiện, . 1 45.000.000 45.000.000 8 Hệ thống điều khiển tự động 1 35.000.000 35.000.000 TỔNG CỘNG 371.000.000 Vậy tổng vốn đầu tư xây dựng cơ bản cho từng hạn mục công trình là: E = 1.577.700.000 + 371.000.000 = 1.948.700.000 đồng Chi phí quản lý và vận hành Chi phí công nhân Với hệ thống xử lý nước thải như vậy cần có 2 kỹ sư và 4 công nhân và 1 bảo vệ vận hành với mức lương là: - Kỹ sư : 3.000.000 ( đồng / tháng) - Công nhân :1.500.000 (đồng/ tháng) - Bảo vệ : 2.000.000 (đồng/ tháng) Vậy tổng số tiền phải trả trong 1 năm cho công nhân là: 12 * 1.500.000 * 4 = 72.000.000 đồng/năm Vậy tổng số tiền phải trả trong 1 năm cho kỹ sư là: 3.000.000 * 2 * 12 = 72.000.000 đồng/năm Vậy chi phí trả cho bảo vệ trong một năm là: 12 * 1 * 2.000.000 = 24.000.000 (đồng /năm) Vậy tổng chi phí công nhân là: Scn = 72.000.000 + 72.000.000 + 24.000.000 = 168.000.000 đồng/năm Chi phí điện năng Điện năng tiêu thụ cho toàn bộ trạm xử lý nước thải khu căn hộ trong 1 năm ước tính vào khoảng 90.819 KW. Mà đơn giá Nhà nước tính cho sản xuất là 1000đồng/ KW Vậy chi phí điện năng trong một năm là: Sđ = 90.819* 1000 = 90.819.000 đồng/năm Chi phí hóa chất Hoá chất dùng để khử trùng nước thải là Clo vôi Khối lượng Clo vôi sử dụng trong 1 giờ Xmax = = = 550 (g/h) = 13,2 (kg/ngày) = 4.818 (kg/năm) Trong đó: Qn: lưu lượng nước thải trong 1 giờ a: hàm lượng Clo, a = 3 g/m3 p: hàm lượng Clo hoạt tính, % trong Clorua vôi, thường lấy bằng 30% có tính đến tổn thất trong bảo quản Giá thành 1kg Ca(ClO)2 ngoài thị trường khoảng 8000đ, số tiền sử dụng hóa chất trong 1 năm là: 4.818 * 8000 38.540.000 Đ – Chi phí bảo dưỡng định kỳ:quá trình vận hành nàh máy không thể không tính đến chi phí bảo dưỡng định kỳ, có thể tính chi phí bảo dưỡng là 20.000.000 Đ/năm Tổng chi phí quản lý hàng năm S1 = chi phí công nhân + chi phí điện năng + chi phí hóa chất + chiphí bảo dưỡng S1 = 168.000.000 + 90.819.000 + 38.540.000 + 20.000.000 = 317.359.000 đồng Giá trị khấu hao trong một năm S2 = S1 / 20 = 317.359.000 / 20 = 15.867.950 đồng Tổng chi phí quản lý hằng năm Schi phí quản lý = S1 + S2 = 333.226.950 đồng Tổng chi phí đầu tư Schi phí đầu tư = tổng chi phí xây dựng + Schi phí quản lý Schi phí đầu tư = 1.948.7000.000 + 333.226.950 = 2.317.926.950 đồng Với lãi suất ngân hàng tính 2,5% Vậy tổng vốn đầu tư cho trạm xử lý nước thải là: S0 = (1 + 0,025) * 2.317.926.950 = 2.375.875.124 đồng Giá thành xử lý cho 1m3 nước thải là: G = S0 / Q ngày đêm * 365 = 2.375.875.124 / 750* 365 = 8799,5 đồng /m3 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận Căn cứ vào kết quả thực hiện luận văn, có thể đưa ra một số kết luận sau: Khu căn hộ cao tầng được quy họach ở địa chỉ 53 Nguyễn Sơn, P. Phú Thạnh, Q. Tân Phú, TP.HCM phù hợp với nhu cầu kinh tế xã hộ, có địa hình bằng phẳng dễ xây dựng, nằm gần các dân cư lân cận, cấp thóat nước thuận lợi. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải tập trung cho Khu căn hộ đáp ứng được các yêu cầu về mặt kinh tế và hiệu quả xử lý, đảm bảo xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường theo TCVN 6772:2000 với mức I, trước khi thải ra hệ thống cống rãnh chung của Đô Thị. Các hạng mục công trình đơn vị sẽ được xây dựng, lắp đặt nhanh trong khỏang thời gian ngắn nhờ các đơn vị thi công trong nước. Các thiết bị sử dụng thuộc lọai phổ biến, dễ mua ở ngay tại Việt Nam nên rất thuận lợi cho khâu bảo trì, bảo hành về sau. Hệ thống xử lý nước thải được vận hành với chi phí vừa phải (8799,5 đồng/1m3 nước thải) nên Chủ dự án sớm có khả năng thu hồi vốn đầu tư. Các hạng mục công trình được thiết kế nhỏ gọn trên diện tích không quá lớn, góp phần tăng hiệu quả sử dụng đất của khu căn hộ. Kiến nghị Đối với việc ảnh hưởng của nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng ảnh hưởng rất lớn đến môi trường và con người, với hiện trạng như hiện nay thì em có một số kiến nghị sau: Nghiên cứu và phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải đối với tất cả các ngành công nghiệp cũng như nước thải sinh hoạt nhằm đưa ra các phương án xử lý trong từng điều kiện hiện tại đối với từng hoàn cảnh cụ thể. Đối với khu căn hộ, chung cư cũ thì phải quy hoạch hệ thống thu gom và xử lý nước thải ngay để tránh hiện tượng nước thải sinh hoạt làm ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm ngày càng trầm trọng hơn. Đối với các khu căn hộ, khu chung cư mới thì phải quy hoạch và thiết kế hệ thống thu gom và xử lý ngay từ đầu để việc thi công và vận hành được dễ dàng và hiệu quả hơn. Tiến tới xây dựng hệ thống xử lý hoàn chỉnh cho các công ty, nhà máy, xí nghiệp, chợ, trung tâm thương mại nhằm giúp môi trường sống ngày một trong lành hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ xây dựng, tiêu chuẩn xây dựng TCXD – 51 – 84, Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình, Tp.HCM, 2003; Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga – 1999 – Giáo trình công nghệ xử lý nước thải – Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật; Trần Hiếu Nhuệ – 1996 – Cấp thoát nước – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật; Trần Đức Hạ – 2002 – Xử lý nước thải sinh hoạt qui mô vừa và nhỏ – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội; PGS.PTS Hoàng Huệ – 1996 – Xử Lý Nước Thải– Nhà xuất bản Xây Dựng Hà Nội; Trịnh Xuân Lai – 2000 – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Nhà xuất bản Hà Nội; Lương Đức Phẩm – 2002 – Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học – Nhà xuất bản giáo dục; Trung tâm Đào tạo ngành nước và môi trường – 1999 – Sổ tay xử lý nước tập 1, 2 – Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội; GS.TS Lâm Minh Triết– 2003– Bảng tra thuỷ lực mạng lưới thoát nước– Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp. HCM; Lâm Minh Triết – 2004 – Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh;  PHỤ LỤC TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6772: 2000 Chất lượng nước thải- Nước thải sinh hoạt – Giới hạn ô nhiễm cho phép Water quality – Domestic wastewater standrds Phạm vi ứng dụng - Tiêu chuẩn này áp dụng đối với nước thải của các loại cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư trong bản 2 (sau đây gọi là nước thải sinh hoạt) khi thải vào vùng nước quy định. - Tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho nước thải sinh hoạt tại các khu vực chưa có hệ thống thuôgm, xử lý nước thải tập trung. - Tiêu chuẩn này không áp dụng cho nước thải công nghiệp như quy định trong TCVN 5945 -1995 Giới hạn ô nhiễm cho phép Các thông số và nồng độ thành phần ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra các vùng nước quy định, không được vượt quá giới hạn trong bảng 1. Bảng 1 – Thông số ô nhiễm và nồng độ giới hạn cho phép Thông số ô nhiễm Đơn vị giới hạn cho phép Mức I Mức II Mức III Mức IV Mức V 1. pH mg/l 5 - 9 5 - 9 5 - 9 5 - 9 5 - 9 2. BOD mg/l 30 30 40 50 200 3. Chất rắn hữu cơ mg/l 50 50 60 100 100 4. Chất rắn có thể lắng được mg/l 0.5 0.5 0.5 0.5 KQĐ 5. Tổng chất rắn hòa tan mg/l 500 500 500 500 KQĐ 6 . Sunfua(theo H2S) mg/l 1.0 1.0 3.0 4.0 KQĐ 7. Nitrat (NO3-) mg/l 30 30 40 50 KQĐ 8 . Dầu mỡ(thực phẩm) mg/l 20 20 20 20 9. Phosphat (PO43-) mg/l 6 6 10 10 KQĐ 10 . Tổng colíom MPN/100ml 1000 1000 5000 5000 10000 KQĐ: không quy định Các mức giới hạn nêu trong bảng 1 nước được xác định bằng các phương pháp phân tích quy định trong các tiêu chuẩn tương ứng hiện hành. Tùy theo loại hình quy mô và diện tích sử dụng của cơ sở dịch vụ, công cộng và chung cư mức giới hạn các thành phần ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt được áp dụng cụ thể thêo bảng 2 Bảng 2 Loại hình cơ sở dịch vụ/ Công cộng/ Chung cư Qui mô, diện tích sử dụng của cơ sở dịch vụ, công cộng, chung cư Mức áp dụng cho phép theo bảng 1 Ghi chú 1. Khách sạn Dưới 60 phòng Từ 60 đến 200 phòng Trên 200 phòng Mức III Mức II Mức I 2. Nhà trọ, nhà khách Từ 10 đến 50 phòng Từ 50 đến 250 phòng Trên 200 phòng Mức IV Mức III Mức II 3. Bệnh viện nhỏ, trạm xá Từ 10 đến 30 phòng Trên 30 phòng Mức II Mức I Phải khử trùng nước thải. Nếu có các thành phần ô nhiễm ngòai nhũng thông số nêu trong bảng 1 của tiêu chuẩn này, thì áp dụng giới hạn tương ứng đối với các thông số đó quy định trong TCVN 5945-1995 4. Bệnh viện đa khoa Mức I 5. Trụ sở cơ quan nhà nước, doanh nghiệp, cơ quan nước ngoài, ngân hàng, văn phòng Từ 5000 m2 đến 10.000 m2 Trên 10.000m2 đến 50.000 m2 Trên 50.000m2 Mức III Mức II Mức I Diện tích là khu vực làm việc 6. Trường học, viện nghiên cứu & các cơ sở tương tự Từ 5.000m2 đến 25.000m2 Trên 25.000m2 Mức II Mức I Các viện nghiên cứu chuyên ngành đặc thù liên quan đến nhiều hóa chất & sinh học, nước thải có các thành phần ô nhiễm ngòai các thông số nêu trong bảng 1 của tiêu chuẩn này, thì áp dụng giới hạn tương ứng đối với các thông số đó quy định trong TCVN 5945-1995 7. Cửa hàng bách hóa, siêu thị Từ 5.000m2 đến 25.000m2 Mức II Mức I 8. Chợ thực phẩm tươi sống Từ 500m2 đến 1.000m2 Trên 1.000m2 đến 1.500m2 Trên 1.500m2 đến 25.000m2 Trên 25.000m2 Mức IV Mức III Mức II Mức I 9. Nhà hàng ăn uống, nhà ăn công cộng, cửa hàng thực phẩm Dưới 100m2 Từ 100m2 đến 250m2 Trên 250m2 đến 500 Trên 500 đến 2.500m2 Trên 2.500m2 Mức V Mức IV Mức III Mức II Mức I Diện tích tính là diện tích phòng ăn 10. Khu chung cư Dưới 100 căn hộ Từ 100 đến 500 căn hộ Trên 500 căn hộ Mức III Mức II Mức I