Tải bản đầy đủ

đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho chợ Vĩnh Tân

Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Chương 4
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CHO CH VĨNH TÂN
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 64
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
4.1 CƠ SỞ ĐỂ ĐƯA RA PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ
4.2PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4.3GIẢI TRÌNH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
4.4 TÍNH TOÁN
4.5 DỰ TOÁN KINH PHÍ
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Chương 4: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CH VĨNH TÂN
4.1. Cơ sở để đưa ra phương án xử lý
Việc lựa chọn phương án xử lý là một bước hết sức quan trọng trong việc
quyết đònh sự thành công hay thất bại của công trình xử lý nước thải. Vì vậy khi
lựa chọn phương án xử lý cần quan tâm đến các vấn đề sau:

• Thành phần, tính chất, lưu lượng của nước thải
Mỗi loại nước thải có tính chất hoá lý, sinh học khác nhau, các thông số ô
nhiễm khác nhau. Tính chất của nước thải phụ thuộc vào từng loại hình sản xuất
riêng biệt, từng loại sản phẩm khác nhau. Tính chất của nước thải quyết đònh lớn
nhất đến khả năng xử lý và phương pháp xử lý. Thành phần nước thải bao gồm
những chất ô nhiễm nào và hàm lượng, nồng độ dòng thải sẽ ảnh hưởng rất lớn
đấn việc lựa chọn phương pháp xử lý.
• Tiêu chuẩn thải ra ngoài
Mỗi loại nước thải đều được giới hạn bởi một mức độ thải nhất đònh. Tiêu
chuẩn môi trường quy đònh cụ thể cho mỗi loại nước thải riêng biệt. Trong quá
trình lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý cần xác đònh mục tiêu cần đạt
được để đề xuất công nghệ cho hợp lý vì mỗi tiêu chuẩn xả thải khác nhau sẽ
làm thay đổi yêu cầu công nghệ.
• Điều kiện tự nhiên, khí hậu, đòa chất, thuỷ văn hay điều kiện xã hội
tại khu vực mà công trình xây dựng.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 65
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Vấn đề này là vấn đề cần quan tâm khi quyết đònh lựa chọn công trình xử
lý. Có thể công nghệ xử lý là phù hợp và đạt kết quả tốt trên mô hình nhưng khi
xây dựng thực tế lại không đạt được hiệu quả như mong muốn; đó là do chòu sự
ảnh hưởng của các điều kiện tự nhiên. Ngoài ra, các yếu tố tự nhiên còn ảnh
hưởng lớn đến độ bền của công trình theo thời gian.
• Tính khả thi của công trình khi xây dựng cũng như khi hoạt động.
• Quy mô và xu hướng phát triển
• Khả năng đáp ứng thiết bò cho hệ thống xử lý.
• Đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải. Tình hình thực tế và khả năng
tài chính (ví dụ như: chi phí đầu tư, chi phí hoá chất, xây dựng, quản lý vận hành
và bảo trì).
Bất kì một loại nước thải nào cũng có thể xử lý được. Tuy nhiên, xử lý với
công nghệ nào để phù hợp với điều kiện kinh tế của đối tượng là điều đáng quan
tâm. Phải xây dựng hệ thống xử lý sao cho nước thải sau xử lý nằm trong giới
hạn cho phép với chi phí sao cho có thể chấp nhận được.
4.2. Phương án xử lý nước thải
4.2.1. Sự cần thiết của việc xử lý nước thải
Nùc thải của khu chợ Vónh Tân có hàm lượng dầu mỡ và tải lượng ô
nhiễm cao, vượt quá TCVN 5945:2005 nhiều lần. Vì khu chợ nằm trong vùng
khu dân cư sinh sống nên nước thải và mùi hôi từ khu chợ sẽ ảnh hường đến sinh
hoạt của người dân xung quanh, nên cần phải có biện pháp kiểm soát ô nhiễm


nước thải, trong đó xử lý nước thải là một yêu cầu hết sức cần thiết.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 66
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
4.2.2. Đề xuất phương án xử lý nước thải
• Các thông số tính toán thiết kế
Lưu lượng nước thải ngày đêm : 50 m
3
/ngày đêm
Bảng 4.1: Các thông số đầu vào của nước thải tại chợ Vónh Tân
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1
ng
tb
Q
m
3
/ngày.đêm 50
2 pH 6,8
3 BOD
5
mg/l 400
4 SS mg/l 580
5 COD mg/l 650
6 Tổng Nitơ mg/l 70
7 Tổng Photpho mg/l 6
8 Amoni mg/l 30
9 Dầu mỡ mg/l 100
10 Coliform MPN/100ml 4,3.10
3
Bảng 4.2: Các thông số đầu ra của nước thải cột A (TCVN 5945 : 2005)
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1 pH 6 ÷ 9
2 BOD
5
mg/l 30
3 SS mg/l 50
4 COD mg/l 50
5 Tổng Nitơ mg/l 15
6 Tổng Photpho mg/l 4
7 Amoni (tính theo N) mg/l 5
8 Dầu mỡ mg/l 5
9 Coliform MPN/100ml 3000
Nhận xét:
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 67
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Các thông số ô nhiễm trong nước thải của chợ Vónh Tân là tương đối lớn.
Các thông số này vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép của Bộ Khoa
học Công nghệ và Môi trường (TCVN 5945 - 2005); BOD
5
gấp 13 lần, SS gấp 12
lần, COD gấp 13 lần so với tiêu chuẩn cho phép. Nhưng nhìn chung đặc trưng cơ
bản của nước thải tại khu chợ là ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao.
Theo Quyết Đònh số 22/2006/QĐ-BTNMT của Bộ Trưởng BTNMT quy
đònh: Nồng độ tối đa cho phép các chất ô nhiễm trong nước thải của các cơ sở
sản xuất, chế biến, kinh doanh, dòch vụ thải ra các vực nước được tính:
C
max
= C x K
q
x K
f

Trong đó : + C
max
: nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm trong nước
thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dòch vụ thải ra các vực nước,
tính bằng mg/l.
+ C : giá trò nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm quy đònh
trong Tiêu Chuẩn Việt Nam TCVN 5945:2005.
+ K
q
: hệ số theo lưu lượng/dung tích nguồn tiếp nhận nước thải
+ K
f
: hệ số theo lưu lượng nguồn thải.
Dựa vào công thức trên, ta tính nồng độ tối đa cho phép trong nước thải ra
cho các thông số: BOD, COD, SS, dầu mỡ, tổng Nitơ, amoni, tổng Phốtpho.(Với
K
f
= 1,2 và K
q
= 1.
Bảng 4.3 : Nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm trong nước thải của
chợ Vónh Tân.
STT Tên thông số Đơn vò C C
max
1 BOD
5
mg/l 30 36
2 SS mg/l 50 60
3 COD mg/l 50 60
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 68
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
4 Tổng Nitơ mg/l 15 18
5 Tổng Photpho mg/l 4 4,6
6 Amoni (tính theo N) mg/l 5 6
7 Dầu mỡ mg/l 5 6
• Phương án xử lý nước thải đề xuất
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 69
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
4.3. Giải trình sơ đồ công nghệ
Nước thải từ hoạt động kinh doanh và vệ sinh chợ theo mương thu nước chảy
đến song chắn rác. Đây là công trình xử lý sơ bộ đầu tiện, tại đây các chất thô có
kích thước lớn sẽ được giữ lại ở các song chắn này, chất lơ lửng được loại bỏ 1
phần. Sau khi qua song chắn rác nước thải được tập trung ở hầm tiếp nhận rồi
được bơm qua bể lắng cát và tách mỡ nhờ bơm nhúng chìm đặt bên trong bể.
Tại bể lắng cát và tách mỡ, hàm lượng chất lơ lửng và dầu mỡ được tách và
thu gom riêng. Nước thải được tiếp tục dẫn đến bể điều hoà bằng hình thức tự
chảy, bể điều hoà có nhiệm vụ khuấy trộn đều nước thải và giúp ổn đònh lưu
lượng, làm cho hoạt động của công trình sau hiệu quả hơn. Bể điều hoà được
thiết kế với hệ thống phân phối khí dạng ống có đục lỗ lắp đặt ở đáy bể giúp cho
việc xáo trộn nước được tốt hơn và tăng cường lượng oxy hoà tan trong nước thải.
Hơn nữa, việc cung cấp oxy sẽ làm giảm bớt lượng BOD, COD trong nước thải
với thời gian lưu nước trong bể là 4 h. Nước thải từ bể điều hoà sẽ được bơm
sang bể keo tụ tạo bông nhờ bơm nhúng chìm. Đồng thời với quá trình này là
dung dòch chất keo tụ tạo bông là phèn Al
2
(SO
4
)
3
, được châm vào với liều lượng
nhất đònh từ các thiết bò pha chế thông qua bơm đònh lượng.
Sau khi thực hiện quá trình trung hòa và keo tụ tạo bông, nước thải được chảy
qua bể lắng 1. Tại đây xảy ra quá trình lắng, những hạt cặn có trọng lượng lớn
hơn lực đẩy của nước sẽ lắng xuống đáy bể. Ngược lại những hạt cặn nào có
trọng lượng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước. Thời gian lưu nước trong bể lắng I
là 1.5h. Cặn lắng ở đáy bể được bơm vào bể chứa bùn theo đònh kỳ.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 70
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Sau đó nước thải được dẫn sang bể Aerotank, với chế độ khuấy trộn hoàn
toàn ( dưới áp lực của hệ thống phân phối khí dạng đóa) và khả năng xử lý tốt
các chất hữu cơ của bùn hoạt tính tuần hoàn, hầu hết các chất hữu cơ được phân
huỷ thành các bông bùn. Hỗn hợp nước - bùn từ bể Aerotank sẽ được đưa vào bể
lắng đợt 2, bể này có nhiệm vụ lắng và tách bùn ra khỏi nước dước tác dụng của
trọng lực. Bể lắng đợt 2 được thiết kế theo dạng bể lắng đứng với tiết diện tròn,
nước thải sẽ được phân phối vào bể từ ống trung tâm và ra ngoài theo máng lắng
đặt ở thành trong của bể. Bể lắng đợt 2 được thiết kế với thời gian lưu nước là
1.5 h. Bùn sau khi lắng, một phần sẽ được bơm tuần hoàn về bể Aerotank, phần
còn lại sẽ được đưa vào bể chứa bùn và lưu ở đó trong 30 ngày sau đó xe hút bùn
chuyên dùng sẽ hút đem đi xử lý đúng nơi quy đònh. Và cuối cùng nước thải được
đưa đến bể tiếp xúc để khử trùng trước khi cho vào nguồn tiếp nhận. Lượng Clo
sử dụng trong bể khử trùng là 3 g/m
3
nước thải nhằm loại bỏ những vi khuẩn gây
bệnh.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 71
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
4.4. Tính toán
− Lưu lượng nước thải trung bình theo ngày là : Q
ng
tb
= 50 m
3
/ngày đêm.
− Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ là (Q
h
tb
):
Q
h
tb
=
24
ng
tb
Q
=
24
50
= 2,083 m
3
/h (Theo Lâm Minh Triết, 2006, Xử lý
nước thải đô thò và công nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM), [4A]
− Hệ số không điều hoà chung (K
c
):
K
c
= 1,5 + 2,5.
s
tb
Q
(Theo Trần Đức Hạ, 2002, Xử lý nước thải sinh
hoạt qui mô vừa và nhỏ, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật), [7A]
Trong đó: + Q
s
tb
: lưu lượng nước thải trung bình theo giây, l/s
Q
s
tb
=
3600
10.083,2
3
= 0,58 l/s
⇒ K
c
= 1,5 + 2,5.
58,0
= 3,404
− Hệ số không điều hoà ngày (K
ng
):
K
ng
= 1,13 ÷ 1,3 ; chọn K
ng
= 1,25 (Theo Trần Đức Hạ, 2002, Xử lý
nước thải sinh hoạt qui mô vừa và nhỏ, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật).
− Hệ số không điều hoà giờ (K
h
):
K
h
=
ng
c
K
K
=
25,1
404,3
= 2,723 (Theo Lâm Minh Triết, 2006, Xử lý
nước thải đô thò và công nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM).
− Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất (Q
h
max
):
Q
h
max
= Q
h
tb
. K
h
= 2,083 . 2,723 = 5,67 m
3
/h [4A]
− Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất (Q
s
max
):
Q
s
max
= Q
s
tb
. K
c
= 0,58 . 3,404 = 1,97 l/s [4A]
TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 72
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
4.4.1. Song Chắn Rác
4.4.1.1. Chức năng:
Song chắn rác là công đoạn xử lý sơ bộ đầu tiên trong hệ thống xử lý
nhằm loại bỏ tạp chất bẩn có kích thước lớn để tránh ảnh hưởng đến các công
trình xử lý sau, đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc của hệ thống. Việc sử
dụng song chắn rác sẽ tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương
dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra.
4.4.1.2. Vật liệu:
Song chắn rác được làm bằng các thanh có tiết diện hình chữ nhật, vật
liệu là inox. Chọn 2 song chắn rác, trong đó 1 song làm việc và 1 song dự phòng.
4.4.1.3. Tính toán:
− Nước thải từ khu vực xả thải đến song chắn rác, nước thải đi qua hệ
thống mương dẫn.
− Chiều cao mực nước chứa trong mương dẫn (h):
h =
k
m
B
S
[5A]
Trong đó: + S
m
: tiết diện mương dẫn, m
2
S
m
=
v
Q
h
max
[5A]
 Q
h
max
: lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, m
3
/h
 v: vận tốc nước qua song chắn rác ; chọn v = 0,6 m/s
S
m
=
v
Q
h
max
=
3600.6,0
67,5
= 2,625.10
-3
m
2
= 0,0026 m
2
+B
k
: bề rộng mương dẫn, m ; chọn B
k
= 0,2m
Vậy h =
k
m
B
S
=
2,0
0026,0
= 0,013 m.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 73
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Số khe hở giữa các thanh chắn (n):
n=
z
s
K
hbv
Q
.
..
max
[4A]
+ Q
s
max
: lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất, l/s
+ v : vận tốc nước chảy qua khe, m/s ; chọn v = 0,6 m/s
+ b : bề rộng khe hở giữa các thanh chắn, m ; b = 16mm ÷ 50
mm ; chọn b = 16mm = 0,016m
+ h : chiều sâu lớp nước trước song chắn rác, m
+ K
z
: hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, K
z
= 1,05
n =
05,1.
013,0.016,0.6,0
10.97,1
3

= 16,57 khe
Chọn n = 17 khe.
− Bề rộng thiết kế của song chắn rác (B
s
):
Lấy bờ làm song chắn
B
s
= b.n + (n-1).δ [4A]
Trong đó : + δ : chiều dày song chắn rác,m ; chọn δ = 8mm = 0,008m
B
s
= 0,016.17 + (17-1).0,008 = 0,4m
− Chiều dài đoạn kênh mở trước song chắn rác (l
1
):
l
1
=
ϕ
tg
BB
ks
.2

[4A]
Trong đó : + ϕ : góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác; chọn ϕ =
20
0
l
1
=
0
20.2
2,04,0
tg

= 0,27m
− Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác (l
2
):
l
2
=
2
1
. l
1
=
2
1
. 0,27 = 0,135m [4A]
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 74
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Tổn thất áp lực qua song chắn rác (h
s
):
h
s
=
K
g
v
.
.2
.
2
ξ
[4A]
Trong đó : + ξ : hệ số tổn thất, phụ thuộc vào kiểu song chắn rác
ξ =
α
δ
β
sin..
3
4






b
[4A]
 β : hệ số phụ thuộc vào hình dạng thanh chắn ; chọn thanh
chắn có tiết diện hình chữ nhật, nên β = 2,24.
 α : góc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm
ngang ; chọn α = 60
0
⇒ ξ =
0
3
4
60sin.
016,0
008,0
.42,2






= 0,83
+ g : gia tốc trọng trường ; g = 9,81
+ K : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác vướng mắc của
song chắn rác , K = 3 [4A]
⇒ h
s
=
3,0.
81,9.2
6,0
.83,0
2
= 0,0457 m
− Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác (H):
H = h
1
+ h
s
+ h
bv
Trong đó : + h
1
: chiều cao mực nước chứa trong mương dẫn nước
thải,m
+ h
s
: tổn thất áp lực qua song chắn rác, m
+ h
bv
: chiều cao bảo vệ, m
H = 0,013 + 0,0457 + 0,3 = 0,36 m
− Chiều dài mỗi thanh chắn (l):
l =
α
sin
H
=
0
60sin
36,0
= 0,42 m
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 75
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác (L):
L = l
1
+ l
2
+ l
s
[4A]
Trong đó: + l
s
: chiều dài buồng đặt song chắn rác ; chọn l
s
= 1,2m
⇒ L = 0,27 + 0,135 + 1,2 = 1,6 m
 Số liệu thiết kế song chắn rác:
Bảng 4.4: số liệu thiết kế song chắn rác
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1 Chiều dài mương (L) m 1,6
2 Bề rộng mương (B
s
) m 0,4
3 Chiều cao mương (H) m 0,36
4 Số khe hở giữa các thanh (n) khe 17
5 Chiều rộng khe hở (b) mm 16
6 Chiều dày song chắn rác (δ) mm 8
− Hàm lượng chất ô nhiễm sau khi qua song chắn rác:
+ Hàm lượng BOD
5
giảm 5% còn lại :
400 – (400 x 5%) = 380 mg/l.
+ Hàm lượng chất lơ lửng SS giảm 10%, còn lại:
580 – (580 x 10%) = 522 mg/l.
4.4.2. Hầm Tiếp Nhận
4.4.2.1. Chức năng:
Nước thải sau khi qua song chắn rác được tập trung tại hầm tiếp nhận. Tại
đây, nước thải sẽ được bơm vào hệ thống xử lý nhờ bơm chìm. Bơm được điều
khiển tự động bằng hệ thống phao nổi.
4.4.2.2. Vật liệu:
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 76
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Hầm tiếp nhận được xây dựng bằng betông, có dạng hình chữ nhật. Trong
hầm tiếp nhận có bố trí 1 bơm chìm. Thiết kế rổ chắn rác bằng inox đặt bao
quanh bơm có tác dụng ngăn không cho rác làm tắc nghẽn bơm.
4.4.2.3. Tính toán:
− Chọn thời gian lưu nước trong hầm tiếp nhận là t = 20 phút.
− Thể tích của hầm tiếp nhận(V
h
):
V
h
= Q
h
max
.t =
60
20
.67,5
= 1,89 m
3
− Chọn chiều cao của hầm là H = 1,5 m
− Chiều dài (L) và chiều rộng (B) tương ứng là: L = 1,3m và B =1m
− Tính bơm:
+ Lựa chọn bơm ứng với lưu lượng Q
h
max
= 5,67 m
3
/h.
+ Tổng chiều cao áp lực (H
t
):
H
t
= H + h
tt
Với h
tt
: tổng tổn thất gồm tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường; h
tt
= h
c
+ h
d
Mà h
c
+ h
d
≤ 0,4m (Theo Lâm Minh Triết, 2001, Xử lý nước thải đô thò
và công nghiệp, Viện Tài Nguyên Môi Trường.) Nên chọn h
tt
= 0,4 m
H
t
= 1,5 + 0,4 = 1,9m
− Công suất máy bơm (L
w
):
L
w
= 0,163 .
γ
.Q
h
max
.H
t
[8A]
Trong đó : + γ : trọng lượmg riêng của chất lỏng, kg/l
L
w
= 0,163.1.5,67.1,9 = 1,76 kW.
 Số liệu thiết kế hầm tiếp nhận:
Bảng 4.5: Số liệu thiết kế hầm tiếp nhận
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 77
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1 Chiều dài hầm tiếp nhận (L) m 1,3
2 Chiều rộng hầm tiếp nhận (B) m 1
3 Chiều cao hầm tiếp nhận (H) m 1,5
4.4.3. Bể Lắng Cát Và Tách Dầu
4.4.3.1. Chức năng:
Trong nước thải của khu chợ chứa nhiều váng dầu mỡ và cặn cát làm ngăn
cản sự hoà tan oxy vào nước. Bể lắng cát và tách dầu có tác dụng loại bỏ các
váng dầu mỡ và cặn cát này. Sau khi qua bể lắng cát và tách dầu, nước được đưa
đến công trình xử lý tiếp theo. Bể tách mỡ có nhiệm vụ giữ lại phần mỡ váng nổi
lên trên bề mặt nước thải, đảm bảo cho công trình phía sau hoạt động tốt. Phần
mỡ nổi lên trên mặt bể sẽ theo đường ống thu mỡ chảy đến thùng chứa, sau đó
được giao cho công ty môi trường đô thò thu gom và xử lý.
Bể được chia thành 2 ngăn, ngăn thứ nhất có nhiệm vụ thu mỡ, ngăn thứ 2
có nhiệm vụ tách các hạt cặn lơ lửng và chất bẩn.
4.4.3.2. Vật liệu:
Bể được xây dựng bằng bêtông
4.4.3.3. Tính toán:
− Chọn thời gian lưu nước trong bể là t = 2h.
− Thể tích của bể (V
bể
):

V
bể
= Q
h
max
.t = 5,67 . 2 = 11,34 m
3
; chọn 12m
3
− Xây dựng bể có chiều cao làm việc là H = 1,5m ; chiều cao bảo
vệ h
bv
= 0,3 m.
− Diện tích của bể :
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 78
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
F =
2
8
5,1
12
m
H
V
==
− Chọn chiều dài (L) và chiều rộng (B) của bể là : L = 4 m,
B = 2 m.
− Chia bể ra làm 2 buồng bằng các vách ngăn hướng dòng theo
phương thẳng đứng. Khoảng cách giữa các ngăn như sau:
 Ngăn 1: chiều dài L
1
= 2 (m); ngăn này có chức năng giữ lại các hạt
dầu nổi trên mặt nước.
 Ngăn 2 : chiều dài L
2
= 2 (m) ; ngăn này có chức năng lắng cát và
giữ lại những hạt dầu nổi sau khi qua ngăn 1. Rồi sau đó nước ở ngăn 2
này được chuyển đến công trình xử lý tiếp theo.
− Chọn mực nước thấp nhất trong bể là 0,5m
− Thể tích cần thiết của bể là :
V
ct
= 0,5 x 8 + 12 = 16 m
3
− Mực nước cao nhất trong bể là :
h =
F
V
ct
=
12
16
= 1,3 m
 Số liệu thiết kế bể lắng cát và tách dầu:
Bảng 4.6: Số liệu thiết kế bể lắng cát và tách mỡ
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1 Chiều dài bể (L) m 4
2 Chiều rộng bể (B) m 2
3 Chiều cao của bể (H) m 1,8
4 Mực nước thấp nhất trong bể m 0,5
5 Mực nước cao nhất trong bể m 1,3
− Hàm lượng chất ô nhiễm qua bể lắng cát, tách mỡ, giảm còn:
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 79
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
+ Hàm lượng BOD
5
giảm 5%, còn lại :
380 – (380 x 5%) = 361 mg/l.
+ Hàm lượng chất lơ lửng SS giảm 4%, còn lại:
522 – (522 x 4%) = 313,2 mg/l.
+ Hàm lượng dầu mỡ giảm 85%, còn lại:
100 – (100 x 85% ) = 15 mg/l.
4.4.4. Bể Điều Hoà
4.4.4.1. Chức năng:
Nước thải từ bể lắng cát và tách dầu được đưa vào bể điều hòa. Trong
bể điều hòa phải có hệ thống thiết bò khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều
nồng độ chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng, vi sinh vật kò khí
phát triển trong bể. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa cả về lưu lượng và nồng
độ cho nước thải, tạo chế độ làm việc ổn đònh cho các công trình phía sau.
4.4.4.2. Vật liệu:
Xây dựng bằng bêtông , dạng hình chữ nhật. Có hệ thống sục khí bên
trong
4.4.4.3. Tính toán:
− Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hoà là t = 4h
− Thể tích lý thuyết của bể điều hoà là (V
lt
):
V
lt
= Q
h
max
.t = 5,67 . 4 = 22,68 m
3
− Thể tích thực tế của bể (V
tt
):
V
tt
= 120% . V
lt
= 120% . 22,68 = 27,216 m
3
[4A]
− Chọn chiều sâu của bể là 2,0m
− Chiều cao bảo vệ là h
bv
= 0,5m
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 80
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Vậy chiều cao tổng cộng của bể là
H = 2,0 + 0,5 = 2,5 m
− Diện tích của bể (F):
F =
H
V
lt
=
5,2
216,27
= 10,886 m
2
− Chọn kích thước bể: chọn chiều dài (L) và chiều rộng (B) tương
ứng là L = 4 m , B = 2,7m.
− Chọn mực nước thấp nhất trong bể điều hoà để đảm bảo mực nước
cho bơm hoạt động là h
min
= 0,5m.
− Vậy thể tích cần thiết là (V
ct
):
V
ct
= 0,5. F + V
lt
= 0,5. 10,886 + 27,22 = 32,66 m
3
− Mực nước cao nhất cách đáy bể là (h
max
):
h
max
=
F
V
ct
=
886,10
66,32
= 3,0 m
− Chọn chiều cao an toàn của bể là 0,5m nên chiều cao xây dựng
của bể (H
xd
):
H
xd
= h
max
+ 0,5 = 3,0 + 0,5 = 3,5 m
− Thể tích xây dựng bể điều hoà là :
V = L x B x H = 4 x 2,7 x 3,5 = 37,8 m
3
 Lượng khí cần thiết sục khí cho bể điều hoà:
Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hoà cần
cung cấp 1 lượng không khí thường xuyên.
− Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà (L
kk
):
L
kk
= V
bể
. V
kk
[4A]
Trong đó : + V
bể
: thể tích xây dựng bể điều hoà.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 81
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
+ V
kk
: tốc độ cấp khí trong bể điều hoà (m
3
/m
3
.h), thì V
kk

= 0,01 ÷ 0,015; chọn V
kk
= 0,01 m
3
/m
3
.phút.
⇒ L
kk
= 36,4.0,01.0,6 = 21,84 m
3
/h = 0,364 m
3
/phút = 0,006 m
3
/s.
− Đường kính ống dẫn khí vào bể (d
ống
):
d
ống
=
ong
kk
v
L
.
.4
π
[4A]
với v
ống
: vận tốc khí đi vào ống dẫn chính ( v
ống
= 10 ÷ 15 m/s) ; chọn
v
ống
= 10m/s.
d
ống
=
10.14,3
006,0.4
= 0,027m = 27mm
− Chọn d
ống
= 30mm.
− Đặt ống dẫn khí chính chạy dọc theo chiều dài bể, ống nhánh đặt
vuông góc với bể và chạy dọc theo chiều rộng của bể, chiều dài của ống
nhánh bằng chiều rộng của bể. Chọn khoảng cách giữa 2 ống nhánh là
1m.Khoảng cách của ống nhánh với thành bể là 450mm.
− Số ống nhánh là (N
ống
):
N
ống
=
( )
1,4245,01
1
=













+
x
L
ống ⇒ chọn 4 ống
− Đường kính các lỗ trên ống nhánh θ
lỗ
= 2mm ÷ 5mm ; chọn θ
lỗ
=
3mm.
− Vận tốc khí qua lỗ v
lỗ
= 5 ÷ 20m/s ; chọn v
lỗ
= 10m/s.
− Diện tích 1 lỗ trên ống nhánh (f
lỗ
):
f
lỗ
=
4
.
2
lo
d
π
=
4
003,0.14,3
2
= 7,065.10
-6
m
2
− Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh (F
lỗ
):
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 82
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
F
lỗ
=
lo
kk
v
L
=
3600.10
84,21
= 6,07.10
-4
m
2
− Vậy số lỗ trên ống nhánh (n
lỗ
):
n
lỗ
=
lo
lo
f
F
=
6
4
10.065,7
10.07,6


= 85,9 lỗ
− Vậy n
lỗ
= 86 lỗ
− Số lỗ trên 1 ống nhánh (m):
m =
4
lo
n
=
4
86
= 21 lỗ.
− Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí:
H
ct
= h
d
+ h
c
+ h
f
+ H
Trong đó : + h
d
: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường
ống dẫn khí.
+ h
c
: tổn thất cục bộ
+ h
f
: tổn thất áp lực qua thiết bò phân phối, h
f
<0,5m ; chọn h
f

= 0,4m
+ h
c
+ h
d
≤ 0,4m ; chọn h
c
+ h
d
= 0,3m.
+ H : chiều sâu lớp nước trong bể, m
⇒ H
ct
= 0,3 + 0,4 + 3,5 = 4,2 m
− Áp lực của khí nén (P
kk
):
P
kk
=
33,10
33,10
ct
H
+
=
33,10
2,433,10
+
= 1,4 at [4A]
− Công suất máy nén khí (N)
N =
( )
kk
L
p
.
.102
1.34400
29,0
η

[4A]
Trong đó : + η : hiệu suất máy sục khí ; chọn η = 70% = 0,7
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 83
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
N =
( )
006,0.
7,0.102
14,1.34400
29,0

= 0,3 kW.
− Tính bơm:
+ Lựa chọn bơm ứng với lưu lượng Q
h
max
= 5,67 m
3
/h.
+ Tổng chiều cao áp lực (H
t
):
H
t
= H + h
tt
Với h
tt
: tổng tổn thất gồm tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường; h
tt
= h
c
+ h
d
Mà h
c
+ h
d
≤ 0,4m (Theo Lâm Minh Triết, 2001, Xử lý nước thải đô thò
và công nghiệp, Viện Tài Nguyên Môi Trường.) Nên chọn h
tt
= 0,4 m
H
t
= 3,5 + 0,4 = 3,9m
− Công suất máy bơm (L
w
):
L
w
= 0,163 .
γ
.Q
h
max
.H
t
[8A]
Trong đó : + γ : trọng lượmg riêng của chất lỏng, kg/l
L
w
= 0,163.1.5,67.3,9 = 3,6 kW.
 Số liệu thiết kế bể điều hoà:
Bảng 4.7: Số liệu thiết kế bể điều hoà
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1 Chiều dài bể điều hoà (L) m 4
2 Chiều rộng bể điều hoà (B) m 2,7
3 Chiều cao tổng cộng (H) m 3,5
4 Đường kính ống dẫn khí vào bể (d
ống
) mm 30
5 Số ống nhánh (N
ống
) ống 4
6 Số lỗ trên 1 nhánh (n
lỗ
) lỗ 21
7 Đường kính 1 lỗ trên ống nhánh (θ
lỗ
) mm 3
8 Khoảng cách tâm lỗ m 0,1
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 84
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Hàm lượng chất ô nhiễm qua bể điều hoà, giảm còn:
+ Hàm lượng BOD
5
giảm 35%, còn lại :
361 – (361 x 35%) = 234,65 mg/l.
+ Hàm lượng COD giảm 10%, còn lại :
650 – (650 x 10%) = 585 mg/l
4.4.5. Bể keo tụ tạo bông:
4.4.5.1. Chức năng:
Vai trò của quá trình keo tụ và tạo bông nhằm loại bỏ huyền phù, chất
keo có trong nước thải. Quá trình keo tụ sẽ phá vỡ tính bền vững của các hạt
keo, bằng cách đưa thêm chất phản ứng, gọi là chất đông tụ. Và quá trình kết
bông là tích tụ các hạt “ đã phá vỡ độ bền” thành các cụm nhỏ sau đó kết thành
các cụm lớn hơn và có thể lắng
4.4.5.2. Vật liệu:
Được xây dựng bằng bê tông, có hệ thống khuấy trộn bằng cánh
khuấy có gắn động cơ. Và cho thêm vào bể phèn nhôm nhờ bơm đònh
lượng.
4.4.5.3. Tính toán:
− Thời gian lưu nước trong bể là 15 ÷ 30 phút ; chọn t = 30 phút.
− Dung tích bể :
W = Q
h
max
.t = 5,67 .
60
30
= 2,835 m
3

− Xây dựng 1 ngăn phản ứng có kích thước: H x B = 1m x 1m
− Chọn chiều cao bảo vệ : h
bv
= 0,3 m
− Chiều cao tổng cộng của bể : H
xd
= H + h
bv

= 1 + 0,3 = 1,3m
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 85
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Tiết diện ngang của bể là :
F = B x H = 1 x 1 = 1 m
2
− Chiều dài của bể :
L =
F
W
=
85,2
1
835,2
=
m
− Theo chiều lài của bể, ta chia ra làm 3 buồng bằng các vách ngăn
hường dòng theo phương thẳng đứng.
− Khoảng cách các ngăn và dung tích các buồng như sau:
L
1
= 0,95 m W
1
= B x H x L
1
= 1 x 1 x 0,95 = 0,95m
2
L
2
= 0,95m ⇒ W
2
= B x H x L
2
= 1 x 1 x 0,95 = 0,95m
2
L
3
= 0,95m W
3
= B x H x L
3
= 1x 1 x 0,95 = 0,95m
2
− Tính toán hệ thống cánh khuấy :
− Cấu tạo của buồng khuấy gồm 1 trục quay và 4 cánh khuấy đặt
đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng.
− Tổng diện tích cánh khuấy : lấy bằng 15% ÷ 20% diện tích mặt
cắt ngang bể ; chọn bằng 15%.
F
c
= F x 15% = 1 x 15% = 0,15 m
2
− Diện tích của một bản cánh khuấy:
0375,0
4
15.0
=
m
2
− Chiều dài cánh khuấy : tính từ trong trục quay nhỏ hơn bề rộng bể
là 0,4m ÷ 0,45m ; chọn 0,4 m
⇒ L
c
= 0,95 – 0,4 = 0,55m
− Chiều rộng của bản :
b =
c
c
xL
F
4
=
m
x
0625,0
6,04
15,0
=
− Tỷ lệ cánh khuấy so với tiết diện ngang của bể :
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 86
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
1515,0
1
15,0
===
F
F
c
%
− Khoảng cách từ mép ngoài đến tâm quay: R = 0,4m
− Mỗi buồng bố trí đặt 1 động cơ điện, tốc độ quay lần lượt như sau:
+ Buồng 1 : 7 vòng/phút
+ Buồng 2 : 6 vòng/phút
+ Buồng 3 : 4 vòng/phút.
− Cường độ khuấy trộn: 90S
-
; 70S
-
; 40S
-
− Kiểm tra chỉ tiêu làm việc:
+ Buồng 1:
− Dung tích : W
1
= 0,95m
3
− Tốc độ khuấy : n
1
= 7vòng/phút
− Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước:
v
1
=
22,0
60
75,074,014,32
60
75,02
1
==
xxxx
xxRxn
π
m/s
− Công suất cần thiết để quay cánh khuấy :
N
1
= 51 x C x F x v
1
= 51 x 1,5 x 1 x 0,22
3
= 0,8 kW
Trong đó : C = 1,5 ( tỷ lệ thước cánh khuấy ; chọn 1,5)
− Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m
3
nước:
84,0
95,0
8,0
1
1
1
===
W
N
ω
kW/m
3
− Giá trò Gradien vận tốc :
G
1
= 10 x
1
1
5,95
0092,0
84,0
.10

==
S
µ
ω
< 100S
-1
Trong đó : µ = 0,0092 kgm
2
/s – độ nhớt động lực của nước ở 25
0
C.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 87
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Giá trò Gradien tốc độ lớn hơn so với giả thuyết nên ta giảm tốc độ
khuấy xuống còn 6,6 vòng/phút. Tính lại các chỉ tiêu:
v
1
=
207,0
60
75,06,64,014,32
60
75,02
1
==
xxxx
xxRxn
π
m/s
N
1
= 51 x C x F x v
1
= 51 x 1,5 x 1 x 0,207
3
= 0,68 kW
714,0
95,0
68,0
1
1
1
===
W
N
ω
kW/m
3
G
1
= 10 x
1
1
1,88
0092,0
714,0
.10

==
S
µ
ω
< 100 S
-1
+ Buồng 2:
− Dung tích : W
2
= 0,95m
3
− Tốc độ khuấy : n
2
= 6vòng/phút
− Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước:
v
2
=
188,0
60
75,064,014,32
60
75,02
2
==
xxxx
xxRxn
π
m/s
− Công suất cần thiết để quay cánh khuấy :
N
2
= 51 x C x F x v
2
= 51 x 1,5 x 1 x 0,188
3
= 0,508 kW
Trong đó : C = 1,5 ( tỷ lệ thước cánh khuấy ; chọn 1,5)
− Năng lượng tiêu hao cho việc khuấy trộn 1m
3
nước:
54,0
95,0
508,0
2
2
2
===
W
N
ω
kW/m
3
− Giá trò Gradien vận tốc :
G
2
= 10 x
1
2
6,76
0092,0
54,0
.10

==
S
µ
ω
< 100S
-1
Trong đó : µ = 0,0092 kgm
2
/s – độ nhớt động lực của nước ở 25
0
C.
− Giá trò Gradien tốc độ lớn hơn so với giả thuyết nên ta giảm tốc độ
khuấy xuống còn 6,6 vòng/phút. Tính lại các chỉ tiêu:
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 88
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×