Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN 14:2008/BTNMT

Chương 1 Giới thiệu chung 1.1 Nhiệm vụ đồ án môn học Nước thải sinh hoạt là nước sau khi được dùng cho các nhu cầu sống và sinh hoạt của con người thải ra như: nước từ các nhà bếp, nhà ăn, phòng vệ sinh, nước tắm rửa và giặt giũ, nước cọ rửa nhà cửa và các đồ dùng sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt có thể đã qua các bể tự hoại của từng nhà hoặc không, chảy vào hệ thống cống dẫn của đô thị, tập trung về các trạm xử lý. Nước thải sinh hoạt là một tổ hợp hệ thống phức tạp các thành phần vật chất, trong đó chất ô nhiễm bẩn thuộc nguồn gốc hữu cơ và vô cơ thường tồn tại dưới dạng không hòa tan, dạng keo và dạng hòa tan. Do tính chất hoạt động của đô thị mà chất nhiễm bẩn có trong nước thải thay đổi theo thời gian.Vì vậy nếu như nồng độ chất hữu cơ có trong nước thải đưa vào nguồn quá nhiều thì quá trình ôxy hóa diễn ra nhanh, nguồn oxy trong nước nguồn nhanh chống bị cạn kiệt và quá trình oxy hóa bị ngừng lại dẫn đến quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra làm ô nhiễm nguồn nước. Do đó nhiệm vụ của đồ án môn học là xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN 14:2008/BTNMT. 1.2 Nội dung thực hiện _ Giới thiệu lưu vực thiết kế _ Lựa chọn công nghệ xử lý _ Tính toán thiết kế _ Tính toán kinh tế _ Hoàn thành bản vẽ, gồm các bản vẽ: 1 bản vẽ mặt bằng 1 bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ 10 bản vẽ chi tiết công trình tự chọn. Giới thiệu sơ lược khu vực thiết kế: 1.2.1 Về địa lý Thành phố ABC có hình dạng như một cù lao tam giác với tổng diện tích 4,181km2. Các hướng giáp với các quận của Tp.HCM. Tổng số dân khoảng 109.000 người, mật độ dân số là 48.791 người/km2. Phía Đông Bắc giáp Quận 2; Phía Tây Bắc giáp Quận 1; Phía Nam giáp Quận 7. 1.2.2 Khí hậu Thành phố ABC nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, một năm có hai mùa mưa – khô rõ rệt. Mùa mưa được bắt đầu từ tháng 5 tới tháng 11, còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau. Nhiệt đó trung bình 27 °C, cao nhất lên tới 40 °C, thấp nhất xuống 13,8 °C. Lượng mưa trung bình của thành phố đạt 1.949 mm/năm, trung bình, độ ẩm không khí đạt bình quân/năm 79,5%. Thành phố ABC chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính là gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Ðông Bắc. Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương, tốc độ trung bình 3,6 m/s, vào mùa mưa. Gió Gió Bắc – Ðông Bắc từ biển Đông, tốc độ trung bình 2,4 m/s, vào mùa khô. Ngoài ra còn có gió tín phong theo hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng 3 tới tháng 5, trung bình 3,7 m/s. 1.2.3 Thủy văn Thành phố ABC có 3 mặt đều là thủy đạo: Phía Đông Bắc là sông Sài Gòn dài 2.300m, bờ bên kia là Quận 2; Phía Tây Bắc là kênh Bến Nghé dài 2.300m, bờ bên kia là Quận 1; Phía Nam là kênh Tẻ dài 4.400m, bờ bên kia là Quận 7. 1.2.4 Tính chất nguồn nước thải STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH - 6 2 Alk - 600 3 SS mg/l 300 4 VSS mg/l 210 5 Ca2+ mg/l 200 6 CODtc mg/l 2500 7 sCOD mg/l 2200 8 SO42- mg/l 9 9 Coliform MPN/100 ml 2 x 105 Mục lục Chương 1 Giới thiệu chung 1.1 Nhiệm vụ đồ án môn học 1 1.2 Nội dung thực hiện 1 1.2.1 Về địa lý 1 1.2.2 Khí hậu: 2 1.2.3 Thủy văn: 2 1.2.4 Tính chất nguồn nước thải: 2 Chương 2 Tính toán lưu lượng thiết kế mạng lưới thoát nước 2.1 Tính toán lưu lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư 3 2.2 Tính toán lưu lượng công cộng 3 2.2.1 Bệnh viện 3 2.2.2 Trường học 3 2.2.3 Khách sạn 4 2.3 Tính toán lưu lượng cho nhà máy sản xuất gang 4 2.3.1 Lưu lượng nước thải sản xuất. 4 2.3.2 Lưu lượng nước thải sinh hoạt: 5 2.3.3 Lưu lượng nước tắm của công nhân 5 2.3.4 Tổng lưu lượng của nhà máy 5 2.4 Tổng lưu lượng nước thải của thành phố 5 Chương 3 Lựa chọn dây chuyền công nghệ 3.1 Thành phần nước thải 7 3.2 Các phương án lựa chọn công nghệ 8 3.2.1 Phương án 1 8 3.2.2 Phương án 2 10 Chương 4 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị theo phương án 1 4.1 Tính toán ngăn tiếp nhận nước thải 11 4.2 Tính toán thiết kế song chắn rác 11 4.2.1 Tính toán mương dẫn nước thải đến Song chắn rác 11 4.2.2 Tính toán thiết kế Song chắn rác 12 4.3 Tính toán thiết kế bể lắng cát 16 4.4 Bể điều hòa 19 4.5 Tính toán thiết kế bể lắng đợt 1 (bể lắng ngang) 21 4.6 Tính toán thiết kế bể UASB 26 4.6.1 Tính thể tích và kích thước bể UASB 26 4.6.2 Xác định thời gian lưu nước, chiều cao phần chứa nước của bể UASB 27 4.6.3 Xác định thời gian lưu bùn 27 4.6.4 Xác định VSS 28 4.6.5 Tốc độ sinh khí CH4 28 4.6.6 Năng lượng thu được từ CH4 29 4.6.7 Nhu cầu độ kiềm 29 4.6.8 Thiết kế bể UASB 30 4.7 Tính toán thiết kế bể thổi khí 34 4.7.1 Điều kiện thiết kế và giả thiết 34 4.7.2 Các thông số sử dụng trong thiết kế 34 4.8 Tính toán thiết kế bể lắng đợt 2 40 4.8.1 Diện tích của bể lắng 40 4.8.2 Xác định chiều cao bể 41 4.8.3 Thời gian lưu nước trong bể lắng 42 4.9 Tính toán thiết kế bể tiếp xúc 43 4.9.1 Khử trùng nước thải bằng Clo 43 4.9.2 Tính toán bể tiếp xúc 45 4.9.3 Tính toán máng trộn vách ngăn 46 4.9.4 Tính toán công trình xả nước thải sau xử lý vào sông 47 4.10 Tính toán công trình xử lý bùn 48 Chương 5 Thiết kế phương án 2 5.1 Xác định trục cho RBC bậc 1 50 5.2 Chọn số dãy và số bậc xử lý. 50 5.3 Tính nồng độ sBOD sau mỗi bậc xử lý của mỗi dãy 50 5.4 Kiểm tra tải trọng hữu cơ và thủy lực. 51 Chương 6 Tính toán kinh tế 6.1 Chi phí xử lý theo phương án 1 52 6.1.1 Vốn đầu tư 52 6.1.2 Chi phí hóa chất và năng lượng 53 6.1.3 Nhân công vận hành 54 6.1.4 Chi phí xử lý 55 6.1.5 Thời gian hoàn vốn 55 6.2 Chi phí xử lý theo phương án 2 55 6.2.1 Vốn đầu tư 55 6.2.2 Chi phí hóa chất và năng lượng 56 6.2.3 Nhân công vận hành 57 6.2.4 Chi phí xử lý 58 6.2.5 Thời gian hoàn vốn 58 Chương 7 Kết luận và kiến nghị 7.1 Kết luận 59 7.2 Kiến nghị 59 Tài liệu tham khảo 60

doc60 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 25/04/2013 | Lượt xem: 2055 | Lượt tải: 40download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN 14:2008/BTNMT, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
iều cao lớp cát 4 m/năm (Quy phạm 4 – 5 m/năm; Triết, 2006) Diện tích hữu ích sân phơi: (m2) Chiều dài = 22 m Chiều rộng = 18 m Chiều cao = 1 m Chia thành 4 ngăn, mỗi ngăn dài 11 m, rộng 9 m. Bố trí 4 đường ống thu nước rỉ từ cát có đường kính d1 = 100 mm dọc theo chiều dài sân phơi cát, độ dốc đường ống i = 0,003. Các đường ống cách thành chắn 3 m (mỗi ngăn lắp 2 ống). Trên ống có đục lỗ, đường kính lỗ d2 = 5 mm và phủ một lớp đá mỏng. Tường thành chắn dày 500 mm. Ống dẫn cát từ bể lắng cát sang sân phơi cát có đường kính d3 = 200 mm. Máng phân phối cát kích thước 200 mm 200 mm có độ dốc i = 0,01 . Đáy của các ngăn có độ dốc i = 0,01 dốc về phía ống thu nước rỉ của cát. Bảng 4.5 Các thông số thiết kế Bể lắng cát STT Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị 1 Lưu lượng m3/s 0,635 2 Thời gian lưu nước s 75 3 Thể tích 1 ngăn m3 15,66 4 Chiều cao lớp nước m 1 5 Chiều rộng của 1 ngăn m 0,87 6 Chiều dài của 1 ngăn m 18 7 Độ dốc i - 0,2 8 Chiều cao xây dựng bể m 1,5 9 Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát m3 4,28 10 Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát m 2,6 11 Diện tích bể lắng ngang: m2 46,4 Bảng 4.6 Các thông số thiết kế Sân phơi cát Cơ sở tính toán Thông số thiết kế Kích thước sân phơi Kích thước 1 ngăn Ống thu nước rỉ từ rác Ntt = 214215 người Chiều cao H = 1 m Chiều cao 1 m Có 4 đường ống a = 0,02 l/người.ngđ Chiều dài 22 m Chiều dài 11 m d1 = 100 mm F = 391 m2 Chiều rộng 18 m Chiều rộng 9 m Cách thành chắn 3 m Chia thành 4 ngăn Độ dốc i = 0,01 Độ dốc i = 0,003 Chiều cao lớp cát là 4m/năm Tường thành chắn dày 500 mm Bố trí 2 đường ống thu nước rĩ từ cát Khoan lỗ có đường kính lỗ là d2 = 5 mm 4.4 Bể điều hòa Giờ Q mạng luới % Q qbơm % Qbơm qvào qra qtích lũy 0 – 1 586.2 1.5 1629.636 4.17% -1043.44 7855.08 1 – 2 586.2 1.5 1629.636 4.17% -1043.44 -1043.44 2 – 3 586.2 1.5 1629.636 4.17% -1043.44 -1043.44 3 – 4 586.2 1.5 1629.636 4.17% -1043.44 -1043.44 4 – 5 977 2.5 1629.636 4.17% -652.636 -652.636 5 – 6 1367.8 3.5 1629.636 4.17% -261.836 0 6 – 7 1758.6 4.5 1629.636 4.17% 128.964 128.964 7 – 8 2149.4 5.5 1629.636 4.17% 519.764 648.728 8 – 9 2442.5 6.25 1629.636 4.17% 812.864 1461.592 9 – 10 2442.5 6.25 1629.636 4.17% 812.864 2274.456 10 – 11 2129.86 5.45 1629.636 4.17% 500.224 3087.32 11 – 12 2442.5 6.25 1629.636 4.17% 812.864 3900.184 12 - 13 1954 5 1629.636 4.17% 324.364 4713.048 13 - 14 1954 5 1629.636 4.17% 324.364 5525.912 14 - 15 2149.4 5.5 1629.636 4.17% 519.764 6338.776 15 - 16 2344.8 6 1629.636 4.17% 715.164 7151.64 16 - 17 2344.8 6 1629.636 4.17% 715.164 7964.504 17 - 18 2149.4 5.5 1629.636 4.17% 519.764 8777.368 18 - 19 1954 5 1629.636 4.17% 324.364 9590.232 19 - 20 1758.6 4.5 1629.636 4.17% 128.964 10403.1 20 - 21 1875.84 4.8 1629.636 4.17% 246.204 11215.96 21 - 22 1172.4 3 1629.636 4.17% -457.236 10758.72 22 - 23 781.6 2 1629.636 4.17% -848.036 9910.688 23 - 24 586.2 1.5 1598.372 4.09% -1012.17 8898.516 TC 100 Thể tích bể biều hòa: VĐH = 11215,96 + | -1043,44 | = 12259,4 (m3) Lớp nước đệm trong bể điều hòa: Vđ = 10%VĐH = 10% 12259,4= 1225,94 (m3) Thể tích bể điều hòa: V = VĐH + Vđ = 12259,4+1225,94 = 13485,34 (m3) Thiết kế 2 bể điều hòa: V1b = = 6742,67 m3 = 6743 (m3) Diện tích bề mặt mỗi bể: (m2) Ta thiết kế bể điều hòa hình chữ nhật, chiều rộng dài và cao mỗi bể là: Chọn chiều cao bể là 6 m Chiều cao xây dựng Hxd = H + 0,5 = 6,5 (m) Chiều dài bể là 38 m Chiều rộng bể là 30 m Thời gian lưu nước trong bể điều hòa : = 5,9 (giờ) Bể điều hòa, sử dụng máy khuấy để xáo trộn nước thải, tránh hiện tượng lắng cặn, phân hủy kị khí, sinh mùi. Bể lắp đặt 2 máy khuấy. Công suất máy khuấy : (kW) : năng lượng khuấy trộn cần thiết. = 0,008 kW/m3. (Quy phạm 0,004 – 0,008) Nước từ bể điều hòa, cho tự chảy sang bể lắng đợt 1, sử dụng van điều chỉnh lưu lượng để đảm bảo, khi mực nước trong bê điều hòa thay đổi thì lượng nước đi vào bể lắng 1 vẫn giữ nguyên, không dao động Bảng 4.8 Các thông số thiết kế bể điều hòa STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Lưu lượng thiết kế m3/ngđ 39080 2 Thể tích mỗi bể điều hòa m3 6743 3 Diện tích bề mặt mỗi bể m2 1124 4 Chiều cao lớp nước đệm m 1 5 Chiều cao thiết kế m 6,5 6 Chiều rộng bể m 30 7 Chiều dài bể m 38 8 Thời gian lưu nước của bể h 5,9 9 Công suất cánh khuấy kW 26,972 4.5 Tính toán thiết kế bể lắng đợt 1 (bể lắng ngang) Vùng lắng Q = 0,635 m3/s , hiệu quả lắng R = 53%. U0 = 0,55 mm/s (Quy phạm từ 0,83 – 2,5 m/h hay 0,22 – 0,7 mm/s ,Lai 2004). Hàm lượng cặn lơ lửng SS = 300 mg/l Diện tích vùng lắng : (m2) Chọn: Chiều rộng của bể: B = 9 (m) Chiều cao vùng lắng : H = 3 (m) (H = 1,5 – 5 m, TCXD 51-2008) Chiều dài của bể : (m) > 15 ( Lai, 2004) Bán kính thủy lực : (m) Vận tốc nước chảy trong bể: (m/s) = 11,7 (mm/s) < 16,3 (mm/s) Kiểm tra hệ số Re, Fr: > 20000 Để giảm trị số của chuẩn số Re và tăng giá trị của Fr, ta giữ nguyên chiều rộng bể B = 9 m nhưng đặt thêm 1 vách chịu lực, chia bể ra thành 2 ngăn, mỗi ngăn có có chiều rộng B’ = 4,5 m, với vận tốc dòng chảy không đổi = 11,7 mm/s Bán kính thủy lực : (m) Kiểm tra hệ số Re, Fr: < 20000 Độ dốc đáy bể 0,01 (Quy phạm 0,01 – 0,02) dốc về phía mương xả cặn. Chiều cao xây dựng: Hxd = H + h1 + h2 +0,5 = 3 + 0,4 + 0,4 + 0,5 = 4,3 (m) h1: chiều cao lớp trung hòa, h1= 0,4 m (Triết, 2008) h2: chiều cao phần chứ cặn, h2=0,4 m (Triết, 2008) 0,5 : chiều cao phần bảo vệ. Với E = 53% thì hàm lượng chất lắng lo lửng trôi theo nước thải ra khỏi bể lắng đợt 1: (mg/l) Độ dốc của đáy bể i=0,01 (độ dốc của đáy bể không nhỏ hơn 0,005, TCXD 51-2008) Thời gian lưu nước trong bể lắng: (giờ) Vùng phân phối nước vào Đặt tấm phân phối cách cửa đưa nước vào là l = 1,5 m (Quy phạm từ 1,5 ÷ 2,5 m). Hàng lỗ cuối cùng của vách phân phối cao hơn mức cặn 0,3 m. Diện tích công tác vách phân phối: ( m2) Lưu lượng qua 1 ngăn: (m3/s) Tổng diện tích lỗ ở vách ngăn phân phối nước: (m2) = 0,3 m/s (quy phạm 0,2-0,3 m/s, Dung 2005) Đường kính của 1 lỗ: (quy phạm = 0,05 – 0,15 m, Dung 2005) (m2) Số lỗ trên vách ngăn phân phối nước: ( lỗ ) Ở vách ngăn phân phối bố trí thành 15 hàng dọc và 18 hàng ngang. Khoảng cách giữa trục lỗ theo hàng dọc là (3 – 0,3) : 15 = 0,18 m Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là 4,5: 18 = 0,25m Phù hợp với quy phạm khoảng cách giữa tâm các lỗ là từ 0,25 ÷ 0,45 m ( Diệu, 2008 ) Máng thu nước Chọn tải trọng máng thu a = 3 (l/s.m) = 3.10-3 (m3/s.m) (Quy phạm 2 – 3 l/s.m) Tổng chiều dài mép máng thu trong 1 bể ngăn: L = = (m) L = 53 m > = = 19,27 (m) → thỏa Mỗi bể đặt 6 máng thu nước, chiều dài 1 máng: L = 17,67 (m). Thiết kế máng có chiều rộng b = 0,5 m Khoảng cách giữa các tâm máng: 1,5 m Khoảng cách giữa tâm máng với tường: 0,75 m Sử dụng máng tràn hình chữ V, góc đáy 90o, chiều cao hình chữ V là 6 cm, đáy chữ V là 12 cm, khoảng cách giữa các đỉnh lá 20cm, cứ mỗi mét chiều dài có 5 khe chữ V. Lưu lượng qua khe chữ V: qo = = 0,6.10-3 (m3/s) qo = 1,4 h = 0,045 m = 4,5 cm < 5 cm đạt yêu cầu Vận tốc giới hạn trong vùng lắng: = 0,062 (m/s) Trong đó k = 0,05 đối với nước thải sinh hoạt g: gia tốc trọng trường = 9,8 m/s2 d: đường kính tương đương của hạt cặn (m), d = 10-4 (m) f: hệ số ma sát phục thuộc vào đặc tính bề mặt hạt và Re, f = 0,02 (f = 0,02 – 0,03, Diệu 2008) Vận tốc nước chảy trong vùng lắng với Qmax: (m/s) < VH Chọn tốc độ trong máng thu vm = 0,6 m/s (quy phạm vm = 0,6 – 0,8 m/s, Dung, 2005) Lưu lượng nước vào một máng: (m3/s) Tiết diện của 1 máng thu: (m2) Chiều sâu của máng: (m) Vận tốc nước chảy vào máng: (m/s) < VH Kiểm tra tải trọng máng tràn: (l/s.m) = 2,9 (m3/s.m) ; (thỏa điều kiện 1 – 3 m3/s.m) Vùng xả cặn Lượng cặn được giữ lại trong bể lắng: M = mv – mr = 300 – 141 = 159 (mg/l) Thể tích vùng chứa cặn: W = = = 27,26 (m3) T: thời gian thu cặn giữa 2 lần xả. T = 3 giờ Q: lưu lượng nước vào. Q = 1143 m3/h mv: Lượng cặn đi vào bể lắng. mv = 300 mg/l mr: Lượng cặn ra khỏi bể lắng. mr = 141 mg/l : nồng độ cặn đã nén sau 3 giờ. = 20.000 mg/l Thiết kế vùng chứa cặn có chiều cao h = 1m, chiều rộng b = 9 m, chiều dài l = 3 m Bảng 4.9 Các thông số thiết kế bể lắng đợt 1 Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị Kích thước bể lắng Lưu lượng nước thải m3/s 0,635 Vận tốc lắng của hạt mm/s 0,55 Diện tích vùng lắng  m2 577,3 Chiều rộng của bể m 9 Chiều cao vùng lắng m 3 Chiều dài của bể  m 64,14 Vận tốc nước chảy trong bể mm/s 11,7 Chiều cao xây dựng m 4,3 Thời gian lưu nước trong bể lắng h 1,51 Vách phân phối Diện tích công tác vách phân phối: m2 24,3 Lưu lượng qua 1 ngăn m3/s 0,159 Tổng diện tích lỗ ở vách ngăn phân phối nước m2 0,53 Đường kính của 1 lỗ m 0,05 Số lỗ trên vách ngăn phân phối nước lỗ 270 Mương thu nước Tải trọng thu nước l/s.m 3 Chiều dài 1 máng thu m 17,67 Lưu lượng qua khe chữ V m3/s 0,6.10-3 Lưu lượng nước vào một máng m3/s 0,053 Tiết diện của máng thu m2 0,088 Chiều sâu của máng: m 0,176 Vùng chứa cặn Lượng cặn được giữ lại trong bể lắng mg/l 159 Thể tích vùng chứa cặn m3 27,26 Chiều cao vùng chứa cặn m 1 Chiều rộng m 9 Chiều dài m 3 Tthời gian thu cặn giữa 2 lần xả h 3 4.6 Tính toán thiết kế bể UASB Q = 39080 m3/ngđ S0 = 2200mg/l = 2,2 kg/m3 4.6.1 Tính thể tích và kích thước bể UASB Vn = Chọn Lorg = 7 kgsCOD/m3.ngđ Vn = Lượng COD cần khử mỗi ngày: 39080 (kgCOD/ngđ) Thể tích tổng cộng phần chứa nước của bể: VL= Diện tích bề mặt bể UASB: A = ( chọn v=1.5m/h) A = Trong trường hợp Q tăng đột ngột và gấp 1,5 lần so với Q đã cho V=≈ (2,25m/h) vẫn thỏa mãn khoảng vận tốc thích hợp với bể UASB Chiều cao của lớp nước trong thiết bị được tính theo công thức sau: HL= Chọn bể hình tròn: D=38m Ta thấy kích thước bể quá lớn nên ta chia ra làm 8 bể,mỗi bể có D=4,75m ≈ 4,8m Diện tích 1 bể =18m2 Chiều cao bể: HT = HL + H Theo tiêu chuẩn chụp thu khí từ 2,5 (m): HT = 13,3 + 2,5 = 15,8 (m) 4.6.2 Xác định thời gian lưu nước, chiều cao phần chứa nước của bể UASB Ở Việt Nam t0 260C thì thời gian lưu nước là 6 8h với UASB HRT = Ở Việt Nam nhiệt độ >260C thì thời gian lưu nước là 6 8h là phù hợp yêu cầu đề ra. Nhưng ở dây thời gian lưu nước là 8,9h là bảo đảm tính an toàn cho hệ thống. 4.6.3 Xác định thời gian lưu bùn QXe = Px.vss Q = 39080 m3/ngđ ; Xe = 210g/m3 Do SS = 300 VSS = 0,7= 210g/m3 S0 : tổng lượng CODin có khả năng phân hủy sinh học. Giả sử rằng 50% pCOD và VSS bị phân hủy, 90% SO4 trong nước thải bị phân hủy sinh học và nồng độ VSS trong nước thải xử lý đạt 210g/m3 S0 = sCOD + 50% pCOD = sCOD + 50% (COD – sCOD) = 2200 + 50% (2500 – 2200) = 2350g/m3 S là COD hòa tan trong dòng ra: S = (1 – 0,9) Tính nbVSS = 0,5 Y = 0,1 gVSS/gCOD Kđ = 0,03 ngđ Fd = 0,15ngđ nguồn metcalf and eddy 2003 Ks = 360 Vậy thời gian lưu bùn của bể là 28 ngày đêm. Kiểm tra lại các giá trị SRT: Do ở nhiệt độ t0 = 300C thì KS= 360mg/l Ta có : → S = 90 mg/l Tỉ lệ sCOD còn lại sau xử lý: 10% Chấp nhận giá trị SRT=50ngày 4.6.4 Xác định VSS SRT= Qw : lưu lượng xả bùn Xr : VSS trong đường xả bùn Vì bùn xả theo nước sau xử lý SRT = 4.6.5 Tốc độ sinh khí CH4 CH4 + 2 O2 CO2 + 2H2O 1mol 2×32gO2 Ở đktc (00C,1atm): Ở đktc (30oC,1atm): Lượng COD bị phân hủy: COD = bCOD - CODe = 2350 – 220 = 2130 (g/m3) Lượng COD bị tiêu thụ trong quá trình khử SO42- Nếu sử dụng CH3OH như chất cho electron: 119 SO42- +167CH3OH +10CO2 + 3NH4+ +3HCO3- 178H+ =3C5H7O2N +60HS- + 331H2 Nếu là chất hữu cơ trong nước thải: 0,67 (gCOD/gSO ) (số thực nghiệm) → CODsulfate removal =0,9×9mg/l ×0,67=5,43g/m3 Lượng COD được chuyển hóa thành CH4: CODCH4 =(2130-5,43) (g/m3) × 39.080 (m3/ngđ) = 83.028.195,6 (g/ngđ) Tốc độ phát sinh khí CH4: 4.6.6 Năng lượng thu được từ CH4 Khối lượng riêng của CH4 ở 35oc = 0,6346 (g/l) Khối lượng riêng của CH4 ở 30oc là : 0,6364 (g/l) x Năng lượng sinh ra từ CH4: 2200 × 0,647 × 50,1 (kj/g) = 71.312,34 4.6.7 Nhu cầu độ kiềm CH4 chiếm 70% tổng lượng khí sinh ra,vậy CO2 chiếm 30% tổng lượng khí sinh ra.độ kiềm cần thiết là 1600mg/l(tra bảng) Độ kiềm cần bổ sung: 1600 – 600=1000mg CaCO3/l 4.6.8 Thiết kế bể UASB Tính máng thu nước Máng thu nước được đặt dọc theo thành bể.chọn chiều rộng máng bm=0,2m Tốc độ trong máng: vm=0,8 m/s (quy phạm 0,6-0,8m/s) Tiết diện của máng thu: fm= Chiều sâu của máng: hm= Máng thu răng cưa có dạng hình chữ V, tạo thành 1 góc 900. Chiều cao hình chữ V là 5cm, đáy hình chữ V là 10cm. Chu vi của máng: 2R=2(2,2)=13,8 (m) Số khe trên máng: (khe) Lưu lượng qua 1 khe chữ V là: (m3/s) mà h= 0,038 (m)=3,8cm < 5cm đạt yêu cầu Lượng khí sinh ra và ống thu khí trong 1 bể Lượng khí sinh ra: 0,4 (m3/kgCOD) (metcajf &eddy) Qkhí = 0,4 × 7737,84 (kgCOD/ngđ) = 3095,13 (m3/ngđ) = 35,82 (l/s) Theo metcajf &eddy,lượng khí metan chiếm 60-70%.chọn 70% Lượng khí metan: 3095,13×70%=2166,58 m3/ngd Tính ống thu khí Chọn vận tốc khí trong ống vkhí=10m/s Đường kính ống dẫn khí: =Fống= Dống==0,068m = 68 mm Tính lượng bùn sinh ra và ống xả bùn của 1 bể Lượng bùn sinh ra trong bể: 0,05-0,1Gvss/gCOD (metcajf &eddy) Chọn 0,08 (gSS/gCOD) × 7737,84 (kgCOD/ngđ) = 619,02 (kgVSS/ngđ) Ta có 1m3 bùn tương đương 260 kgVSS (lâm minh triết) Vậy thể tích bùn sinh ra trong 1 ngày của bể: Vbùn==2,38(m3/ngđ) Lượng bùn sinh ra trong 1 tháng: 30×2,38=71,42 m3/tháng Chiều cao lớp bùn trong 1 tháng: hbùn==0,65m Thể tích bùn sinh ra trong 3 tháng: Vbùn=71,42×3=214,2(m3) Chọn thời gian xả bùn là 3h Lưu lượng bùn xả là : =71,4(m3/ngd) Với lưu lượng 714 (m3/ngđ) = 19,8(l/s) Ta tra bảng thủy lực cống và mương,tìm được đường kính ống xả là 300mm,độ dốc 0,04%,vận tốc trong ống 0,2m/s. Hệ thống phân phối nước trong bể Với dạng bùn hạt có tải trọng 7kgCOD/m3 thì diện tích cần thiết để lắp đường ống phân phối nước thải vào bể UASB >2m2 (metcajf &eddy) Số đầu phân phối vào là 4: Vận tốc trong ống vào bể (1,5-2,5m/s) Chọn Vchính=2m/s Đường kính ống: D== 0,19m Sử dụng ống có đường kính ngoài là 190mm Vận tốc trong ống nhánh (1 – 3m/s) ; Chọn v = 2m/s Lưu lượng vào mỗi ống nhánh: Qnhánh= 3/ngđ) Đường kính ống nhánh: Dnhánh==0,09m Tính toán chụp thu khí Với Chọn diện tích bề mặt phần khe hở là 10% diện tích bể. Vậy diện tích phần chụp thu khí bằng 90% diện tích bể: Đường kính chụp: → Dchụp = 4,5m Vậy chiều rộng của khe hở: Ta đặt tấm chắn khí nghiêng 1 góc 450 Chiều dài tấm chụp : Chiều cao của vách hướng hình côn 0,25m Chọn góc nghiêng của côn 600 Chiều cao chụp thu khí: Thông số thiết kế bể UASB Stt Thông số Đơn vị Giá trị 1 Lưu lượng m3/ngđ 39080 2 Diện tích bề mặt bể UASB m2 1086 3 Chiều cao lớp nước (HL) m 13,3 4 Chiều cao bể (HT) m 15,8 5 Đường kính bể m 38 6 Đường kính 1 bể nhỏ (8 bể nhỏ) m 4,8 7 Thời gian lưu nước Giờ 8,9 8 Thời gian lưu bùn ngày 50 9 Tiết diện máng thu m2 0,07 10 Chiều sâu máng thu m 0,35 11 Chiều cao hình chữ V cm 5 12 Khoảng cách 2 đầu chữ V cm 10 13 Chu vi máng m 13,8 14 Lưu lượng qua 1 khe m3/s 0,0004 15 Số khe trên máng - 138 16 Chiều cao lớp nước trong khe m 3,8 17 Lượng khí sinh ra l/s 35,82 18 Lượng bùn sinh ra 1 ngày m3/ngd 2,38 19 Đường kính ống dẫn khí mm 68 20 Đường kính ống phân phối nước mm 190 21 Đường kính ống nhánh(4) mm 90 22 Đường kính chụp thu khí m 4,5 23 Chiều rộng khe hở giữa côn và chụp m 0,15 24 Chiều dài chụp thu khí m 3,2 25 Chiều cao vách hướng hình côn m 0,25 26 Chiều cao giữa đầu côn và tấm chắn khí của chụp m 0,09 27 Chiều cao chụp thu khí m 2,3 4.7 Tính toán thiết kế bể thổi khí 4.7.1 Điều kiện thiết kế và giả thiết 1. Sử dụng hệ thống khuếch tán khí có hiệu quả truyền oxy trong nước sạch bằng 35%. 2. Độ sâu của lớp nước trong bể thổi khí là 4 m. 3. Khí được giải phóng ra ở vị trí cách đáy bể 0,5 m. 4. Nồng độ DO trong bể thổi khí là 2 g/m3. 5. Cao độ của vị trí xây dựng hệ thống là 500 m. 6. Hệ số α trong bể thổi khí là 0,5 đối với trường họp chỉ khử BOD, hệ số β = 0,95 cho cả hai điều kiện và hệ số làm tắt hệ thống khuếch tán khí là 0,9. 7. Sử dụng các thông số động học trong các bảng 5 – 4, 5 – 5 (Diệu, 2008) µmn = 0,75 g VSS/g VSS.ngđ; kdn = 0,08 g VSS/g VSS.ngđ; kd = 0,12 g VSS/g VSS.ngđ; µm = 6 g VSS/g VSS.ngđ; Ko = 0,5 g/m3. 8. Thiết kế MLSS = 2000 g/m3, có thể chọn giá trị trong khoảng 2000 g/m3 – 3000 g/m3. 9. Thời gian lưu bùn trong trường họp chỉ khử BOD là 5 ngày. 4.7.2 Các thông số sử dụng trong thiết kế Thiết kế 4 bể thổi khí Q1b = 0,159 (m3/s) = 572,4 (m3/h) SSv = 141(mg/l) CODv = 220 (mg/l) Nồng độ bùn duy trì trong bể X = 2000 mg/l (Quy phạm 1000 – 3000 mg/l) Thời gian lưu bùn: = 10 ngày. (Quy phạm 5 – 15 ngày) Tỉ số F/M: 0,2 – 0,6 (kg/kg.ngày) Tải trọng: 0,32 – 0,64 (kgBOD5/m3.ngày) Tỷ lệ tuần hoàn nước: 0,25 – 1 Tỷ số BOD5 /BODht (COD) = 0,68 (BOD5 /BODht (COD) = 0,45 – 0,68, Lai, 2009) Hàm lượng chất rắn lơ lưởng sau xử lý: không vượt quá 22 mg/l (Triết, 2008) BOD hoàn toàn sau xử lý: không vượt quá 15 – 20 mg/l (Triết, 2008) Xác định nồng độ BOD5 của nước thải đầu vào và đầu ra của bể thổi khí: BOD5 vào = 0,68 CODvào = 0,68 220 = 149,6 (mg/l) Giả sử hệ thống bể thổi khí xử lý hiệu quả đạt 90%: BOD5 ra = 0,1 149,6 = 14,96 (mg/l) Tính nồng độ BOD5 hòa tan trong trong nước ở đầu ra BOD5 ra = BOD5 hòa tan trong nước thải đầu ra + BOD5 của chất lơ lửng trong đầu ra BOD5 của chất lơ lửng trong nước thải đầu ra tính như sau: Phần có khả năng phân hủy sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là: (Giả sử hàm lượng cặn lơ lưởng sau xử lý là 20 mg/l trong đó 60% hàm lượng cặn lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học) 0,60 20 = 12 (mg/l) BOD hoàn toàn của chất rắn có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra là: 0,60 20 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa = 17,04 mg/l BOD5 của chất rắn lơ lửng ở đầu ra là: 0,68 17,04 = 11,59 (mg/l) BOD5 hòa tan trong nước ở đầu ra xác định như sau: BOD5 ra = 14,96 – 11,59 = 3,37 (mg/l) Bảng 4.10 Các thông số đặc tính nước thải STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH - 6 2 Alk - 600 3 SS mg/l 300 4 VSS mg/l 210 5 Ca2+ mg/l 200 6 CODtc mg/l 2500 7 sCOD mg/l 2200 8 SO42- mg/l 9 9 Coliform MPN/100 ml 2 x 105 Thể tích bể thổi khí: = 7792,7(m3) : Thời gian lưu bùn. = 10 ngày Q: Lưu lượng trung bình ngày. Q = 39080 m3/ngđ Y: Hệ số sản sinh bùn. Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5. (quy phạm 0,4 – 0,8 mg VSS/mg BOD5) La: BOD5 của nước thải đầu vào. La = 149,6 mg/l Lt: BOD5 hòa tan của nước thải sau khi ra khỏi bể thổi khí. Lt = 3,37 mg/l X: nồng độ vi sinh vật duy trì trong bể. X = 2000 mg/l Kd: Hệ số phân hủy nội bào. Kd = 0,12. Chọn xây dựng 4 bể với thể tích mỗi bể là 1340 m3. Diện tích mỗi bể: (m2) Chọn H = 4 m, chiều cao xây dựng là 4,5 m, trong đó chiều cao an toàn là 0,5 m. Chiều rộng của mỗi bể: B = 20 m; chiều dài mỗi bể: L = 24,5 m. Lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày: = 0,273 (mgVSS/mg BOD5) Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS: = 1560,1 kg/ngày Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS: = 1950,125 kg/ngày Lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày = Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLVSS – Hàm lượng chất lơ lửng còn lại trong dòng ra = 1950,125 – ( 39080 x 20 x 10-3) = 1168,525 kg/ngày Xác định lượng bùn thải Giả sử bùn dư được xả bỏ từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn. Qra = Q và hàm lượng VSS trong bùn ở đầu ra chiếm 80% hàm lượng SS. Lượng bùn dư thải bỏ: = 505,71 m3/ngđ V: Thể tích bể. V = 5357,5 m3 X: Nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính. X = 2000 mg/l Xra: Nồng độ VSS ra trong hỗn hợp bùn hoạt tính. Xra = 0,7 20 = 14 mg/l Q: Lưu lượng trung bình ngày (m3/ngđ) Qra: Lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng. Qra = Q : Thời gian lưu bùn. = 10 ngày Xác định tỷ số tuần hoàn Cân bằng vật chất trong bể thổi khí: QXo + QthXth = (Q + Qth)X Q: Lưu lượng nước thải.Q = 39080 m3/ngđ Qth: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn Xo: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể thổi khí. Xo 0 mg/l X: Nồng độ VSS duy trì trong bể thổi khí, X = 2000 mg/l Xth : Nồng độ VSS có trong bùn tuần hoàn, Xth = 8000 mg/l (Xth trong khoảng 4000 – 12.000 mg/l) QthXth = (Q + Qth)X = 0,33 = 33 % → thỏa (Quy phạm 0,25 – 1, Lai , 2009) Thời gian lưu nước trong bể: = 0,19 ngày = 4,79 (giờ) Lượng oxy cần cung cấp cho bể Khối lượng BOD hoàn toàn cần xử lý mỗi ngày: = 8403,92 (kg/ngày) Q: Lưu lượng. Q = 39080 m3/ngđ So: BOD đưa vào bể thổi khí. So = 149,6 mg/l S: BOD ra khỏi bể thổi khí. S = 3,37 mg/l f: tỷ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD. f = 0,68. Lượng oxy yêu cầu: = 8403,92 – ( 1,422143) = 5360,86 (kg/ngày) Px: Bùn dư sinh ra hằng ngày. Px = 2143 kg/ngày 1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD Giả sử hiệu quả vận chuyển của thiết bị thổi khí: 8%, hệ số an toàn: 2 (giả sử không khí cấp chứa 23,2 % O2 theo trọng lượng). Khối lượng riêng của không khí ở 250C: 1,18 kg/m3. Lượng không khí yêu cầu: = 19582,33 (m3/ngđ) Lượng không khí yêu cầu với hiệu quả 8%: = 244779,1 (m3/ngày) = 170 (m3/phút) Lượng không khí thiết kế cho máy nén khí: 170 2 = 340 m3/phút 5,67 (m3/s) Cung cấp khí bằng 4 máy nén khí (có 2 bơm dự phòng): Q1b = 1,42 (m3/s) Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo cộng thức: Hct = hd + hc + hf + H Trong đó: hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn (m) hc: Tổn thất cục bộ (m) hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m) H: Chiều sau hữu ích của bể, H = 4 (m) Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4 m, tổn thất hf không vượt quá 0,5 m. Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hct = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 (m) Áp lực không khí là: (atm) Công suất 1 máy nén khí tính theo công thức: = 67 (kW) Chọn vận tốc trong ống dẫn khí v = 20 m/s (Quy phạm Vtối ưu = 15 – 20 m/s, Lai 2008) Diện tích tiết diện của ống thổi khí chính: (m2) Chọn ống thổi khí nhựa chịu được sự thay đổi của nhiệt độ và áp suất. Đường kính ống dẫn khí chính: (m) Chọn D = 300 mm. Kiểm tra lại vận tốc trong ống: = 20,08 m/s ; tối ưu 15 – 20 m/s) Theo chiều dài bể chia thành 2 dãy ống chính, khoảng cách giữa các ống chính là 10 m. Các ống nhánh thổi khí đặt cách nhau 0,5 m. Chọn đường kính ống nhánh 100 mm. Tổng số ống nhánh trong một dãy: (ống) Lượng khí đi qua một ống nhánh: (m3/s) 1,07 (m3/phút) Trên các ống nhánh đặt các đĩa thổi khí có đường kính 0,3 m, khoảng cách giữa các tâm đĩa là 0,5 m, chọn kích thước lỗ 0,1 mm (thường 0,1 mm) (Lai, 2008). Các ống nhánh đặt cách tường 1 cm. Chiều dài mỗi ống nhánh: (m) Số đĩa trên một ống nhánh: (đĩa) Lưu lượng khí qua một đĩa: (m3/phút) Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng hữu cơ Tỷ số F/M: = 0,4 (mgBOD/mg bùn.ngày) (Quy phạm 0,2 – 0,6) Tải trọng thể tích: = 0,8 (kgBOD/m3.ngày) (Quy phạm 0,8 – 1,9) Bảng 4.11 Các thông số thiết kế bể thổi khí STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Thể tích bể m3 7792,7 2 Thởi gian lưu bùn ngày 10 3 BOD5 của nước thải đầu vào mg/l 149,6 4 BOD5 hòa tan ra khỏi bể mg/l 3,37 5 Nồng độ vi sinh vật duy trì trong bể mg/l 2000 6 Số bể thổi khí bể 4 7 Diện tích mỗi bể m3 487 8 Chiều rộng bể m 20 9 Chiều dài bể m 24,5 10 Chiều cao lớp nước m 4 11 Lượng bùn dư thải mỗi ngày kg/ngày 1168,525 12 Px kg/ngày 1560,1 13 Px (ss) kg/ngày 1950,125 14 Yobs mgVSS/mg BOD5 0,273 15 Lưu lượng bùn dư thải bỏ m3/ngđ 505,71 16 Nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính, X mg/l 2000 17 Tỷ số tuần hoàn % 33 18 Lượng oxy cần cung cấp cho bể kg/ngày 5360,86 19 Lượng không khí thiết kế cho máy nén khí m3/phút 340 20 Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén m 4,9 21 Công suất 1 máy nén khí kW 67 22 Diện tích tiết diện của ống thổi khí chính m2 0,071 23 Đường kính ống dẫn khí chính m 0,3 24 Số ống chính ống 4 25 Số ống nhánh 1 dãy ống 36 26 Lượng khí qua 1 ống m3/phút 0,6 27 Đường kính đĩa thổi khí m 0,3 28 Kích thước lỗ mm 0,1 29 Chiều dài mỗi ống nhánh m 4,95 30 Số đĩa trên 1 ống nhánh đĩa 10 31 Lưu lượng khí qua một đĩa m3/phút 0,06 32 F/S mgBOD/mg bùn. Ngày 0,4 33 Tải trọng thể tích kgBOD/m3.ngày 0,8 4.8 Tính toán thiết kế bể lắng đợt 2 4.8.1 Diện tích của bể lắng Diện tích mặt thoáng của bể lắng (tính luôn phần phân phối trung tâm): (m2) Trong đó L = 30 m3/m2.ngđ, là tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng trung bình (Triết và cộng sự, 2008). Chọn 4 bể lắng làm việc song song. Diện tích mỗi bể lắng: (m2) Đường kính bể mỗi bể lắng: (m) 21 (m) ; (thường từ 6 – 40m; Lai, 2008) Kiểm tra tải trọng thủy lực: (m3/m2.ngđ) (thỏa) Quy phạm từ 16,4 – 32,8 (m3/m2.ngđ) (Lai, 2008) Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể: (m/h) Kiểm tra tải trọng chất rắn: Tải trọng chất rắn A: diện tích bể lắng = (m2) R: tỷ số tuần hoàn Tải trọng chất rắn 3,12 (kg MLSS/m2.h) Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0,8 đường kính bể. (m) Chiều dài máng thu nước: (m) Kiểm tra lại tải trọng máng tràn: (m3/m.ngđ) < 500 (m3/m.ngđ) 4.8.2 Xác định chiều cao bể Chọn chiều cao bể 4 m. Thể tích bể lắng đợt 2: (m3) Chiều cao dự trữ trên mặt thoáng h1 = 0,3 m. Chiều cao cột nước trong bể 3,7 m. Chiều cao phần nước trong: h2 = 1,5 m Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 2% về tâm. (m) Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: (m) Thể tích phần chứa bùn: (m3) Chọn nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn Ct = 8.000 g/m3. Nồng độ cặn tại mặt phân chia phân giới giữa vùng lắng trong và vùng nén cặn (Lai, 2008) (g/m3) Nồng độ bùn trung bình trong bể: (g/m3) = 6 kg/m3 Lượng bùn chứa trong 1 bể lắng: (kg) Lượng bùn cần thiết trong 1 bể thổi khí: mg/l = 6494 (kg) 4.8.3 Thời gian lưu nước trong bể lắng Dung tích bể lắng: (m3) Nước đi vào bể lắng: (m3/h) R: tỷ số tuần hoàn Thời gian lưu nước của bể lắng: (h) Đường kính buồng phân phối trung tâm Ta chọn d = 0,25D (buồng phân phối có đường kính d = 0,25 – 0,3 đường kính bể; Lai, 2008) (m) Diện tích buồng phân phối trung tâm: (m2) Diện tích vùng lắng của bể: (m2) Đường kính loe = 1,35Dtrung tâm = 1,355,25 = 7,1 (m) Đường kính tấm hắt = 1,3Dloe = 1,37,1 = 9,23 (m) Góc nghiêng giữa tấm hắt so với phương ngang là 17o, Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm: (m2) Đường kính ống trung tâm: (m) Bảng 4.12 Các thông số thiết kế bể lắng đợt 2 STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Diện tích mỗi bể lắng m2 325,67 2 Số bể lắng đơn nguyên 4 3 Đường kính bể lắng m 21 4 Đường kính buồng phân phối nước vào m 5,25 5 Đường kính máng thu nước m 16,8 6 Chiều dài máng thu m 52,8 7 Tải trọng thu nước m3/m2.ngđ 208 8 Tải trọng bùn kg/m2.h 28,8 9 Chiều cao bể m 4 10 HRT của bể lắng 2 h 2,23 11 Đường kính ống trung tâm m 0,35 12 Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm m2 0,096 13 Đường kính loe m 7,1 14 Đường kính tấm hắt m 9,23 15 Diện tích vùng lắng của bể m2 304,02 16 Chiều cao phần chóp đáy bể m 0,42 17 Chiều cao chứa bùn phần hình trụ m 1,78 18 Thể tích phần chứa bùn m3 579,7 4.9 Tính toán thiết kế bể tiếp xúc 4.9.1 Khử trùng nước thải bằng Clo Sau các giai đoạn xử lý: cơ học, sinh học…, song song với việc làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể. Tuy nhiên thì lượng vi trùng vẫn còn cao và theo nguyên tắc bảo vệ vệ sinh nguồn nước là cần giai đoạn thực hiện khử trùng nước thải. Để thực hiện việc khử trùng nước thải, ta có thể sử dụng các biện pháp như: Clo hóa, ozone hóa, khử trùng bằng tia UV….Ở đây ta chọn khử trùng bằng phương pháp Clo hóa vì phương pháp này rẻ tiền, đơn giản và hiệu quả có thể chấp nhận được. Lượng Clo cần thiết để khử trùng: (kg/h) (kg/h) (kg/h) Trong đó: Ya: Lượng Clo hoạt tính cần để khử trùng, (kg/h) a: Hàm lượng Clo để khử trùng lấy đơn vị nước thải là 3 mg/l (Triết và cộng sự, 2008) Ta sử dụng 2 Clorator (1 công tác và một dự phòng) và cần hai bình chứa trung gian bằng thép để tiếp nhận Clo nước. Ở trạm khử trùng chứa Clo có đặc tính kỹ thuật như sau: (Tra bảng 3 – 19, Triết 2008) Dung tích là 400 lít và có chứa 500 kg Clo Đường kính thùng là D = 820 mm Chiều dài thùng là L = 1070 mm Chiều dày của thùng là = 10 mm Trọng lượng của thùng 438 kg Lượng Clo lấy ra mỗi giờ từ 1 m2 diện tích mặt bên của thùng chứa là 3kg/h (Triết và cộng sự, 2008). Diện tích mặt bên của thùng chứa : F = () 0,8 L = 3,14 820 0,8 1070 = 2,2 (m2) Lượng Clo có thể lấy ra trong 1 giờ: q = 2,2 3 = 6,6 (kg/h) Số lượng thùng chứa Clo cần là: (thùng) Ta chọn 1 thùng chứa và 1 thùng dự phòng. Số thùng chứa Clo dự trữ cho nhu cầu dùng Clo trong một tháng: (thùng) 8 thùng Trong đó: q là trọng lượng clo trong thùng chứa, q = 500 kg Số thùng chứa Clo được cất giữ trong kho, kho được bố trí trong cùng trạm Cloratơ có từng ngăn độc lập. Lưu lượng nước Clo lớn nhất trong mỗi giờ được tính theo công thức: (m3/h) a: Liều lượng clo hoạt tính, a = 9g/m3 (Triết, 2008) b: Nồng độ Clo hoạt tính trong nước Clo (%), phụ thuộc vào nhiệt độ, b = 0,12 - 0,15%, chọn b = 0,15% Lượng nước tổng cộng cho nhu cầu của trạm Clorator: Qn = (m3) Trong đó: Qh: Lưu lượng nước cần thiết để làm bốc hơi Clo. Khi tính sơ bộ lấy bằng 300 – 400 l/kg (Triết,2008) chọn Qh = 350 l/kg. : Lưu lượng nước cần thiết để hòa tan 1g Clo, lít nước/g Clo ở 250C (Triết và cộng sự, 2008). Nước Clo từ Clorator được dẫn đến máng xáo trộn bằng loại đường ống cao su mềm nhiều lớp, đường kính ống là 60 – 70 mm với vận tốc 1,5 m/s. 4.9.2 Tính toán bể tiếp xúc Ta chọn bể tiếp xúc dạng bể lắng đứng nhưng không có thiết bị thu gom bùn. Thời gian tiếp xúc giữa Clo và nước thải là 30 phút kể cả thời gian tiếp xúc ở mương dẫn nước từ bể lắng tiếp xúc ra sông. Trong quá trình khử trùng bằng Clo ở bể tiếp xúc có thể xảy ra quá trình keo tụ một phần các hạt lơ lửng nhỏ bé và lắng ở bể, vì vậy tốc độ chuyển động của nước trong bể tiếp xúc phải được tính sao cho khả năng trôi theo nước của chất lơ lửng là nhỏ nhất. Tốc độ chuyển động không lớn hơn tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đợt 2. Thời gian tiếp xúc riêng trong bể tiếp xúc: (phút) L: chiều dài mương dẫn từ bể tiếp xúc đến sông, chọn L = 180 m v: vận tốc nước chảy trong mương dẫn từ bể tiếp xúc ra sông, v = 0,5 m/s.(Triết, 2008) Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc: W = Q t = 2284,5 24/60 = 914 (m3) Chọn 2 bể tiếp xúc với thể tích mỗi bể: Wn = (m3) Diện tích mỗi bể: (m2) = 9 m 10,2 m. Hn: Chiều cao công tác của bể tiếp xúc, Hn = 5 m. Lượng bùn sinh ra ở bể tiếp xúc: (m3/ngđ) Trong đó: a: tiêu chuẩn bùn lắng ở bể tiếp xúc tính cho một người trong một ngày đêm theo xử lý sinh học ở bể thổi khí là 0,05 l/người.ngđ. N: dân số tính toán của quận, người. Độ ẩm cặn lắng ở bể tiếp xúc khoảng 96%. Lượng cặn này sẽ được dẫn đến sân phơi bùn để làm ráo nước. 4.9.3 Tính toán máng trộn vách ngăn Công suất trạm xử lý: Q = 39080 m3/ngđ, Qmax = 0,635 m3/s Diện tích máng: 1,1 (m2) 0,6 m/s và tốc độ nước qua cửa thu hẹp = 1 m/s (Dung, 2005) Chọn chiều cao lớp nước cuối bể: hc = 0,5m (quy phạm hc = 0,4 - 0,5m) Chiều rộng máng: = 2,2 (m) Tổn thất áp lực qua các cửa thu hẹp lấy h = 0,13m (Dung, 2005) Kích thước của cửa thu hẹp Cửa vách giữa gồm 2 cửa, diện tích 1 cửa là: = 0,32 (m2) (quy phạm =1 m/s, Dung, 2005) Chiều cao lớp nước sau vách ngăn giữa: h2 = 0,5 + 0,13 = 0,63 (m) Nếu lấy khoảng cách của mép trên cửa thu hẹp với bề mặt của lớp nước trên nó là 0,13m (quy phạm là 0,1 – 0,15m) thì chiều cao của cửa thu hẹp ở ngăn giữa là: hc2 = 0,63 – 0,13 = 0,5 m Chiều rộng cửa: bc2 = = 0,64 (m) Cửa thu hẹp ở vách ngăn đầu và cuối. Mỗi vách ngăn có 1 cửa, diện tích mỗi cửa: (m2) Chiều cao lớp nước sau vách ngăn 3: hc = 0,5m Khoảng cách giữa đỉnh cửa thu hẹp và mặt nước trên nó lấy 0,13m. Chiều cao cửa thu hẹp: hc3 = 0,5 – 0,13 = 0,37 (m) Chiều rộng cửa thu hẹp 3: = 1,72 (m) Chiều cao lớp nước sau vách ngăn đầu: h1 = 0,5 + 0,13 + 0,13 = 0,76 (m) Lấy khoảng cách đỉnh cửa thu hẹp và mặt nước là 0,13m hc1 = 0,76 – 0,13 = 0,63 (m) = 1 (m) Khoảng cách giữa các vách ngăn là: l = 2b = 2 x 2,2= 4,4 (m) Diện tích cửa ra của bể trộn: (m2) = 0,8 (m) x 1,2 (m) (vận tốc cuội máng : 0,6 – 0,7 m/s , Trịnh Xuân Lai) 4.9.4 Tính toán công trình xả nước thải sau xử lý vào sông Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc được dẫn ra sông theo mương hở với 1 đoạn dài 180 m. Mương dẫn này kết thúc ở hố ga bờ sông và từ đó xả trực tiếp vào sông. Ta chọn phương án xả nước ngay cạnh bờ sông. Ứng với lưu lượng tính toán ta có các thông số thiết kế mương xả (Tra bảng 36, Uyên 2003). Bảng 4.13 Các thông số tính toán mương xả Thông số tính toán Giá trị ứng với lưu lượng Qmax = 0,635 m3/s Độ dốc thủy lực i 1 Chiều rộng mương dẫn B (m) 1 Độ đầy h/H (m) 0,65 Vận tốc um (m/s) 0,98 Hệ số sức kháng cục bộ của họng xả: Hệ số sức kháng lối vào họng xả xv = 0,5 Hệ số sức kháng chỗ ra họng xả xr = 2 Hệ số sức kháng chỗ phân dòng xp = 0,75 Hệ số sức kháng của 1 họng xả x = 3,25 Chọn 5 họng xả: Hệ số sức cản cục bộ của 5 họng xả = 5 x 3,25 = 16,25 (m) Tính toán ống dẫn nước vào bể tiếp xúc Lưu lượng nước vào 1 bể tiếp xúc: (m3/s) = 212 (l/s). Bố trí ống dẫn nước vào bể tiếp xúc với đường kính 500 mm, với vận tốc 1,08 m/s. Bảng 4.14 Các thông số thiết kế trạm khử trùng nước thải STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Lượng clo cần thiết kg/h 6,9 2 Số lượng thùng chứa clo thùng 1 3 Số thùng clo dự trữ dùng trong 1 tháng thùng 8 4 Lưu lượng nước tổng cộng cho nhu cầu của trạm Clorator m3 9,32 5 Diện tích máng trộn m2 1,1 6 Chiều rộng máng trộn m 2,2 7 Chiều dài máng trộn m 13,2 8 Thời gian tiếp xúc phút 24 9 Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc m3 914 10 Số bể tiếp xúc bể 3 11 Diện tích mỗi bể tiếp xúc m2 101,53 12 Chiều dài bể tiếp xúc m 11,28 13 Chiều rộng bể tiếp xúc m 9 14 Lượng bùn sinh ra ở bể tiếp xúc m3/ngđ 10,71 4.10 Tính toán công trình xử lý bùn Nồng độ bùn vào 5%, bùn khô ra là 25% (Triết, 2009) Trọng lượng bùn đưa ra phơi hằng ngày là 1168,525 kg, tỷ trọng bùn ướt 1,02 t/m3, tỷ trọng bùn khô 1,07 t/m3. Sân phơi có mái che, làm việc 365 ngày trong năm. Thể tích dung tích bùn 5% đưa vào sân phơi bùn mỗi ngày: (m3) Chọn chiều dày bùn 25% là 10 cm sau 28 ngày, 1 m2 sân phơi được lượng cặn: tấn = 26,75 kg/ 28 ngày V = 1 m2 0,1 = 0,1 (m3) Skhô = 1,07, P = 0,25 Lượng bùn cần phơi trong 28 ngày: G = 28 x 1168,525 = 32718,7 kg Diện tích sân phơi bùn: (m2) Đó là diện tích các ô phơi, diện tích đường bao quanh, hố thu nước, trạm bơm đưa nước về đầu khu xử lý lấy bằng 50% diện tích ô phơi. Tổng diện tích sân phơi F = 1,5 x 1223,2 = 1834,8 (m2) Có thể bố trí 24 ô. Diện tích 1 ô phơi: (m2) Ô có kích thước 4 m x 20 m Chiều cao thành sân phơi H = h1 + h2 + h3 + h4 = 0,2 + 0,2 + 0,39 + 0,5 = 1,29 (m) Trong đó h1 : chiều cao lớp sỏi = 0,20 cm h2 : chiều cao lớp cát = 0,20 cm h3 : chiều cao lớp bùn h3 = m h4 : chiều cao bảo vệ = 0,5 m Chương 5 Thiết kế phương án 2 Thiết kế bể RBC 5.1 Xác định trục cho RBC bậc 1 Chọn tải trọng chất hữu cơ cực đại cho phần xử lý bậc 1 là sBOD =15 (g/m2.ngđ) (tra bảng) Ta có sCOD dòng ra = 220g/m3 Tải trọng BOD cần xử lý: Diện tích bề mặt đĩa tiếp xúc cần: Chọn mật độ diện tích đĩa trục chuẩn: 9.300 m2/trục. Số trục cần = = 42 trục. 5.2 Chọn số dãy và số bậc xử lý. Chọn 42 dãy và 3 bậc xử lý (Chọn sao cho đạt tiêu chuẩn xử lý và chi phí rẻ nhất) Lưu lượng của mỗi dãy (ngăn) Lưu lượng mỗi ngăn = (m3/ngđ) 5.3 Tính nồng độ sBOD sau mỗi bậc xử lý của mỗi dãy Sn : là nồng độ sBOD ở bậc n (ng/L) As : là diện tích bề mặt đĩa ở bậc n (m2) Q : lưu lượng (m3/ngđ) + Bậc 1: + Bậc 2: S2 = 15 (g/m3) + Bậc 3: S3 = 9 (g/m3) Nước thải sau xử lý là 10 (g/m3) nên đạt yêu cầu. 5.4 Kiểm tra tải trọng hữu cơ và thủy lực. + Tải trọng hữu cơ của bậc 1 : Lorg (1) = + Tải trọng hữu cơ tổng cộng: Ta có COD đầu vào 2.500 (g/m3) Hiệu quả xử lý qua UASB = 90% → = 250 (g/m3) BODđầu ra = 170 (g/m3) Lorg = = 5,7 gBOD/m2.ngđ Tải trọng thủy lực: = 0,033 (m3/m2.ngđ) + Các thiết bị cơ khí cho đĩa sinh học: _ Trục quay ta chọn chiều dài 8,23 m trục. Diện tích bề mặt thấp9.300 m2/8,23m trục. _ Đĩa sinh học : sản xuất từ nhựa PE có nhiều nếp gấp để tăng diện tích bề mặt. Ta chọn loại có diện tích bề mặt thấp 9.300 m2/8,23m. _ Thiết bị truyền động: dùng motor truyền động gắn trực tiếp với trục để quay đĩa sinh học. _ Bể chứa đĩa sinh học. Chương 6 Tính toán kinh tế 6.1 Chi phí xử lý theo phương án 1 6.1.1 Vốn Đầu Tư Vốn đầu tư là yếu tố quan trọng nhất trong bất cứ dự án nào bất kể là của tư nhân hay doanh nghiệp nhà nước. Vì thế, việc tính toán vốn đầu tư ban đầu của Trạm xử lý nước thải cũng cần thiết, tính toán vốn đầu tư cho các phương án để lựa chọn phương án kinh tế nhất, tiết kiệm chi phí xử lý. Những hạng mục, đặc tính kỹ thuật và số tiền đầu tư được tóm tắt trong bảng 6.1. Bảng 6.1 Chi phí cho việc xây dựng và đầu tư máy móc thiết bị STT Tên hạng mục Đặc tính kỹ thuật Số lượng Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 01 Nhà điều khiển Diện tích 15m 10m 150 m2 1.000.000/m2 150.000.000 02 Nhà bảo vệ 25 m2 2 phòng 1.000.000/m2 25.000.000 03 Nhà nghỉ công nhân - Giường, tủ, ghế… - Phòng vệ sinh Diện tích 50m2 Bằng nhựa, gỗ 1 phòng 20 bộ 2 phòng 1.000.000/m2 500.000/bộ 5.000.000 50.000.000 10.000.000 10.000.000 04 Nhà ăn công nhân - Bàn ăn - Ghế - Vật dụng nấu bếp Diện tích 50m2 Bằng nhựa gỗ 30 bàn 120 ghế 5 bộ 1.000.000/m2 60.000 20.000 600.000 50.000.000 1.800.000 2.400.000 3.000.000 05 Phòng hành chính - Thiết bị trong phòng Diện tích 200 m2 1 phòng 1.000.000m2 10.000.000 200.000.000 10.000.000 06 Phòng y tế 50 m2 1 phòng 1.000.000/m2 50.000.000 07 Phòng thí nghiệm 25 m2 1 phòng 1.000.000/m2 25.000.000 08 Nhà giữ xe 150m2 1 nhà 1.000.000/m2 150.000.000 09 Trạm bơm nước thải 30 m2 1.000.000/m2 30.000.000 10 Buồng đặt SCR Song chắn rác Thể tích 2,3m Bằng thép 5.5 m2 1.000.000/m2 2.500.000/bộ 5.500.000 2.500.000 11 - Bể lắng cát - Sân phơi cát V = 182,61,5 m 22 m 46,8 m2 391m2 1.000.000/m2 1.000.000 m2 46.800.000 391.000.000 12 Bể điều hòa - máy khuấy V1b = 6743 m3 26,972 Kw 1124m2 1 800.000/m2 10.000.000 880.000.000 2.000.000 10.000.000 13 Bể lắng 1 Chi phí khác V =64 m 577 m2 1.000.000/m2 577.000.000 5.000.000 14 Bể UASB chi phí mua bùn A=1086 m2 1.000.000/m2 1.086.000.000 20.000.000 Bảng 6.1 Chi phí cho việc xây dựng và đầu tư máy móc thiết bị (tiếp theo) 15 Bể thổi khí F= 487m2 4 1.000.000/m2 1.948.000.000 16 Bể lắng 2 Chi phí khác 1302,7 m2 1.000.000/m2 1.302.670.000 10.000.000 17 Công trình khử trùng - Clorator - Thùng chứa Clo - Máng trộn - Bể tiếp xúc - Chi phí khác Bằng thép F=102m2 Diện tích 50m2 2 2 216 kg 3 5.000.000 12.000.000 800.000 tấn/cuộn thép 1.000.000/m2 1.000.000/m2 10.000.000 24.000.000 25.600.000 102.000.000 50.000.000 18 Bể chứa bùn Máy ép bùn Bơm bùn Diện tích 50 m2 1950 kg/ngd 44m3/h 6 1.000.000/m2 2.000.000 50.000.000 20.000.000 12.000.000 19 Lắp đặt và vận hành 40 nhân công60 ngày 100.000/ng.ngđ 240.000.000 Tổng chi phí cho việc xây dựng và đầu tư thiết bị máy móc thiết bị là: 7.587.270.000 VNĐ. 6.1.2 Chi phí hóa chất và năng lượng a. Hóa chất Lượng Clo cho việc khử trùng được sử dụng hàng ngày khoảng 500kg/ngđ. Giá thành trên thị trường 5000 VNĐ/kg. Chi phí cho việc khử trùng tính trên một năm khoảng: 500 5000365 = 912.500.000 VNĐ. Ngoài ra trong trạm xử lý còn dùng hóa chất để phục vụ cho việc chùi rửa sàn nhà và thiết bị. Các loại hóa chất này là: xà phòng, dung dịch tẩy rửa…, giả sử mỗi tuần làm vệ sinh một lần, mỗi lần dùng 2kg hóa chất, giá thành mỗi kg khoảng 10.000 VNĐ. Chi phí cho việc tẩy rửa tính trong một năm khoảng: 210.00048 = 960.000 VNĐ. Vậy chi phí tổng cộng cho hóa chất mỗi năm là: 912.500.000 + 960.000 = 913.460.000 VNĐ. b. Năng lượng (Điện) Điện sản xuất: 3.000 kW/ngđ Đơn giá: 4.500 VNĐ/ kW Giá thành sử dụng điện cho sản xuất 13.500.000 VNĐ. Điện sinh hoạt: 100 kW/ngđ Đơn giá: 1.500 VNĐ/kW Giá thành sử dụng điện cho sinh hoạt: 1.500100 = 150.000 VNĐ/ngđ. Chi phí sử dụng điện trong một ngày: 13.650.000 VNĐ/ngđ. Tổng chi phí sử dụng điện trong 1 năm: 13.650.000365 = 4.982.250.000 VNĐ/năm 6.1.3 Nhân công vận hành a. Chi phí lao động Số lượng công nhân vận hành trong nhà máy là 30 người và 6 quản lý. Bảo vệ là 6 người (thay phiên 3 ca, mỗi ca 2 người). Chi phí cho nhân công vận hành và quản lý hàng tháng được liệt kê trong Bảng 6.2. Bảng 6.2 Thống kê chi phí cho nhân công vận hành Các khoản lương Số lượng Mức lương (VNĐ/tháng) Tiền trả (VNĐ/tháng) Mức lương quy chế 6 quản lý 30 công nhân 6 bảo vệ 5.000.000 3.000.000 3.000.000 30.000.000 90.000.000 18.000.000 Phụ cấp ngoài giờ 10 công nhân 400.000 4.000.000 Phụ cấp độc hại 42 người 100.000 4.200.000 Bảo hiểm 42 người 40.000 1.680.000 Công đoàn 36 người 20.000 720.000 Tổng chi phí cho nhân công trong một tháng: 148.600.000 VNĐ. Tổng chi phí cho nhân công trong một năm: 1.783.200.000 VNĐ. b. Chi phí vận hành, sửa chữa Khấu hao thiết bị Tuổi thọ của công trình bằng bê tông cốt thép là 50 năm, thiết bị máy móc là 10 năm. Ta lấy tuổi thọ chung của hệ thống là 20 năm. Chi phí khấu hao hàng năm lấy bằng 5% vốn đầu tư. Vậy chi phí khấu hao tính cho một năm là: 7.587.270.0000,05 = 379.363.500 VNĐ. Chi phí sửa chữa Sửa chữa nhỏ: lấy bằng 1% vốn đầu tư = 7.587.270.0000,01 = 75.872.700VNĐ Sửa chữa lớn: lấy bằng 5% vốn đầu tư = 7.587.270.0000,05 = 379.363.500 VNĐ Tổng chi phí sửa chữa trong một năm là 455.236.200 VNĐ. Chi phí dự phòng Lấy bằng 10% (Khấu hao thiết bị + Chi phí sửa chữa) = 0,1 (379.363.500 + 455.236.200) = 83.459.970 VNĐ. Tổng chi phí cho việc vận hành trong một năm là 918.059.670 VNĐ. 6.1.4 Chi phí xử lý Chi phí hoạt động của cả hệ thống trong một năm 913.460.000 + 4.982.250.000 + 1.783.200.000 + 918.059.670 = 8.596.969.670 VNĐ Công suất xử lý của Trạm xử lý nước là 39.080 m3/ngđ Công suất xử lý của Trạm xử lý nước trong một năm là 14.264.200 m3/năm. Chi phí cho việc xử lý 1 m3 nước thải là: (VNĐ/m3 nước thải) 6.1.5 Thời gian hoàn vốn Hiện nay, theo Nhà nước giá thành cho 1 m3 nước thải là 1.000 m3 Số tiền lợi nhuận thu được từ 1 m3 nước là 1.000 – 603 = 347 VNĐ. Tổng số tiền thu được trong một năm = 347 14.264.200 = 4.949.677.400 VNĐ. Vậy thời gian hoàn vốn là: năm = 1 năm 5 tháng 3,2 tuần. 6.2 Chi phí xử lý theo phương án 2 6.2.1 Vốn đầu tư Những hạng mục, đặc tính kỹ thuật và số tiền đầu tư sẽ được tóm tắt trong Bảng 6.3. Bảng 6.3 Chi phí cho việc xây dựng và đầu tư máy móc thiết bị cho phương án 2 STT Tên hạng mục Đặc tính kỹ thuật Số lượng Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 01 Nhà điều khiển Diện tích 15m 10m 150 m2 1.000.000/m2 150.000.000 02 Nhà bảo vệ 25 m2 2 phòng 1.000.000/m2 25.000.000 03 Nhà nghỉ công nhân - Giường, tủ, ghế… - Phòng vệ sinh Diện tích 50m2 Bằng nhựa, gỗ 1 phòng 20 bộ 2 phòng 1.000.000/m2 500.000/bộ 5.000.000 50.000.000 10.000.000 10.000.000 04 Nhà ăn công nhân - Bàn ăn - Ghế - Vật dụng nấu bếp Diện tích 50m2 Bằng nhựa gỗ 30 bàn 120 ghế 5 bộ 1.000.000/m2 60.000 20.000 600.000 50.000.000 1.800.000 2.400.000 3.000.000 05 Phòng hành chính - Thiết bị trong phòng Diện tích 200 m2 1 phòng 1.000.000m2 10.000.000 200.000.000 10.000.000 06 Phòng y tế 50 m2 1 phòng 1.000.000/m2 50.000.000 07 Phòng thí nghiệm 25 m2 1 phòng 1.000.000/m2 25.000.000 08 Nhà giữ xe 150m2 1 nhà 1.000.000/m2 150.000.000 09 Trạm bơm nước thải 30 m2 1.000.000/m2 30.000.000 10 Buồng đặt SCR Song chắn rác Thể tích 2,3m Bằng thép 5.5 m2 1.000.000/m2 2.500.000/bộ 5.500.000 2.500.000 11 Bể lắng cát - Sân phơi cát V = 182,61,5 m 22 m 46,8 m2 391m2 1.000.000/m2 1.000.000 m2 46.800.000 391.000.000 12 Bể điều hòa - máy khuấy V1b = 6743 m3 26,972 Kw 1124m2 1 800.000/m2 10.000.000 880.000.000 2.000.000 10.000.000 13 Bể lắng 1 Chi phí khác V =64 m 577 m2 1.000.000/m2 577.000.000 5.000.000 14 bể UASB chi phí mua bùn A=1086 m2 1.000.000/m2 1.086.000.000 20.000.000 15 Bể RBC F= 30m2 42 1.000.000/m2 1.260.000.000 16 Bể lắng 2 Chi phí khác 1302,7 m2 1.000.000/m2 1.302.670.000 10.000.000 17 Công trình khử trùng - Clorator - Thùng chứa Clo - Máng trộn - Bể tiếp xúc - Chi phí khác Bằng thép F=102m2 Diện tích 50m2 2 2 216 kg 3 5.000.000 12.000.000 800.000 tấn/ thép 1.000.000/m2 1.000.000/m2 10.000.000 24.000.000 25.600.000 102.000.000 50.000.000 18 Bể chứa bùn Máy ép bùn Bơm bùn Diện tích 50 m2 1950 kg/ngd 44m3/h 6 1.000.000/m2 2.000.000 50.000.000 20.000.000 12.000.000 19 Lắp đặt và vận hành 40 nhân công60 ngày 100.000/ng.ngđ 240.000.000 Tổng chi phí cho việc xây dựng và đầu tư thiết bị máy móc thiết bị là 6.659.270.000VNĐ 6.2.2 Chi phí hóa chất và năng lượng a. Hóa chất Lượng Clo cho việc khử trùng được sử dụng hàng ngày khoảng 500kg/ngđ. Giá thành trên thị trường 5000 VNĐ/kg. Chi phí cho việc khử trùng tính trên một năm khoảng: 500 5000365 = 912.500.000 VNĐ. Ngoài ra trong trạm xử lý còn dùng hóa chất để phục vụ cho việc chùi rửa sàn nhà và thiết bị. Các loại hóa chất này là: xà phòng, dung dịch tẩy rửa…, giả sử mỗi tuần làm vệ sinh một lần, mỗi lần dùng 2kg hóa chất, giá thành mỗi kg khoảng 10.000 VNĐ. Chi phí cho việc tẩy rửa tính trong một năm khoảng: 210.00048 = 960.000 VNĐ. Vậy chi phí tổng cộng cho hóa chất mỗi năm là: 912.500.000 + 960.000 = 913.460.000 VNĐ b. Năng lượng (Điện) Điện sản xuất: 3.000 kW/ngđ Đơn giá: 4.500 VNĐ/ kW Giá thành sử dụng điện cho sản xuất 13.500.000 VNĐ. Điện sinh hoạt: 200 kW/ngđ Đơn giá: 1.500 VNĐ/kW Giá thành sử dụng điện cho sinh hoạt là: 1.500200 = 300.000 VNĐ/ngđ. Chi phí sử dụng điện trong một ngày là: 13.800.000 VNĐ/ngđ. Tổng chi phí sử dụng điện trong 1 năm là: 13.800.000365 = 5.037.000.000 VNĐ/năm 6.2.3 Nhân công vận hành a. Chi phí lao động Số lượng công nhân vận hành trong nhà máy là 30 người và 6 quản lý. Bảo vệ là 6 người (thay phiên 3 ca, mỗi ca 2 người). Chi phí cho nhân công vận hành và quản lý hàng tháng được liệt kê trong Bảng 6.2. Bảng 6.2 Thống kê chi phí cho nhân công vận hành Các khoản lương Số lượng Mức lương VNĐ/tháng Tiền trả (VNĐ/tháng) Mức lương quy chế 6 quản lý 30 công nhân 6 bảo vệ 5.000.000 3.000.000 3.000.000 30.000.000 90.000.000 18.000.000 Phụ cấp ngoài giờ 10 công nhân 400.000 4.000.000 Phụ cấp độc hại 42 người 100.000 4.200.000 Bảo hiểm 42 người 40.000 1.680.000 Công đoàn 36 người 20.000 720.000 Tổng chi phí cho nhân công trong một tháng là: 148.600.000 VNĐ. Tổng chi phí cho nhân công trong một năm là: 1.783.200.000 VNĐ. b. Chi phí vận hành, sửa chữa Khấu hao thiết bị Tuổi thọ của công trình bằng bê tông cốt thép là 50 năm, thiết bị máy móc là 10 năm. Ta lấy tuổi thọ chung của hệ thống là 20 năm. Chi phí khấu hao hàng năm lấy bằng 5% vốn đầu tư. Vậy chi phí khấu hao tính cho một năm là: 7.587.270.0000,05 = 379.363.500 VNĐ. Chi phí sửa chữa Sửa chữa nhỏ: lấy bằng 1% vốn đầu tư = 7.587.270.0000,01 = 75.872.700VNĐ Sửa chữa lớn: lấy bằng 5% vốn đầu tư = 7.587.270.0000,05 = 379.363.500 VNĐ Tổng chi phí sửa chữa trong một năm là 455.236.200 VNĐ. Chi phí dự phòng Lấy bằng 10% (Khấu hao thiết bị + Chi phí sửa chữa) = 0,1 (379.363.500 + 455.236.200) = 83.459.970 VNĐ. Tổng chi phí cho việc vận hành trong một năm là 918.059.670 VNĐ. 6.2.4 Chi phí xử lý Chi phí hoạt động của cả hệ thống trong một năm 913.460.000 + 5.037.000.000 +1.783.200.000 + 918.059.670 = 8.651.719.670 (VNĐ) Công suất xử lý của Trạm xử lý nước là 39.080 (m3/ngđ). Công suất xử lý của Trạm xử lý nước trong một năm là 14.264.200 (m3/năm). Chi phí cho việc xử lý 1 m3 nước thải là: (VNĐ/m3 nước thải) 6.2.5 Thời gian hoàn vốn Hiện nay, theo Nhà nước giá thành cho 1 m3 nước thải là 1.000 m3 Số tiền lợi nhuận thu được từ 1 m3 nước là 1.000 – 607 = 393 VNĐ. Tổng số tiền thu được trong một năm = 393 14.264.200 = 5.605.830.600 VNĐ. Vậy thời gian hoàn vốn là: năm = 1 năm 1 tháng 8 tuần. Chương 7 Kết luận và kiến nghị 7.1 Kết luận Qua việc đề xuất đã đưa ra 2 phương án và lựa chọn 1 phương án để tính toán các công trình xử lý nước thải thì ta thấy sơ đồ dây chuyền công nghệ trong phương án 1 ( hình 7.1) là tối ưu nhất về mặt kỹ thuật cũng như kinh tế phù hợp với thực tế hơn phương án 2. Song Chắn Rác Bể thổi khí Bể lắng đợt 2 Bể Lắng Cát Bể Lắng Đợt 1 Nguồn tiếp nhận Bể tiếp xúc Bể UASB Bể điều hòa Sân phơi cát Sân phơi bùn Xây dựng Tuần hoàn bùn Thiết bị châm hóa chất Máy thổi khí Bãi chôn lấp NT Hình 7.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ tối ưu. 7.2 Kiến nghị Để phương án này có thể khả thi và đi vào thực tiễn sử dụng thì cần phải xem xét đến 1 số vấn đề sau: Cần phải tiến hành kiểm tra định kì, đảm bảo các công trình và thiết bị trong nhà máy luôn hoạt động bình thường. Cần bảo trì và bảo dưỡng các thiết bị, hệ thống thường xuyên. Kiểm tra định kì các thiết bị đo đếm. Tẩy rửa định kì các công trình và thiết bị. Lập kế hoạch kiểm tra và sữa chữa định kì. Xem xét khả năng mở rộng của hệ thống trong tương lai khi đô thị phát triển mạnh, nhu cầu dùng nước ngày càng nhiều do đó hệ thống phải mở rộng, nâng công suất để đáp ứng cho mọi đối tượng dùng nước. Cần có cán bộ vận hành, quản lý có tay nghề cao. Tài liệu tham khảo Trần Thị Mỹ Diệu, giáo trình môn học công nghệ xứ lý nước thải, năm 2008. Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, 2008. Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, 2009. Nguyễn Thị Hồng, các bảng tính toán thủy lực, 2001. Trần Hữu Uyển, các bảng tính toán thủy lực cống và mương thoát nước, 2003.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docXLNT nhom.doc
  • dwgbe dieu hoa hc.dwg
  • dwgbe lang 2.dwg
  • dwgbe lang cat hc.dwg
  • dwgbe lang đợt 1 hc.dwg
  • dwgbe thoi khi hc.dwg
  • dwgbe trộn clo.dwg
  • dwgBỂ U trung hoàn chỉnh.dwg
  • docdia chỉ Hoi Bao ve NTD va VP Khieu nai.doc
  • dwgsong chan rac hc.dwg
  • dwgsơ đồ công nghệ.dwg
  • dwgmặt bằng trạm xử lý - 11111.dwg
  • xlsthong ke Q nước thải.xls
  • docXLNT - muc luc.doc
  • docXLNT bia.doc