Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất - Quảng Ngãi

khối A-B và C-D. - Đã đưa vào sự dụng công trình A-B. - Yêu cầu trạm xữ lí phải là công trình ngầm, tránh phá vỡ mỹ quan kiến trúc của công trình. II. THÔNG TIN NGUỒN NƯỚC THẢI: 1. Thông tin nguồn thải: - Mỗi khối nhà có 4 bể tự hoại nằm 4 góc công trình. - Nước từ thiết bị vệ sinh (bồn cầu, tiểu treo) được đưa vào ngăn chứa bể tự hoại và qua quá trình xử lý sơ bộ trước khi đưa về trạ xử lí tập trung. - Nước bẩn từ thiết bị về sinh (lavabo, phiểu thu..) được thu gom và đưa ra hố ga sau bể tự hoại. - Nước thải từ nhà bếp qua bể tách dầu sơ bộ và được bơm ra hố ga thoát nước thải sinh hoạt dẫn về trạm xử lí tập trung. 2. Công suất trạm xử lí Tính tổng lưu lượng nước thải. A.Lưu lượng trung bình lớn nhất ngày đêm 4753.6 m 3 /ngđ B. Lưu lượng lớn nhất giờ 198 m 3 /h C. Lưu lượng lớn nhất giây 55 l/s Công suất trạm xử lý nước can thiết kế là 5000 m 3 /ngày đêm Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 33 Bảng3: phân bố lưu lượng trong ngày STT Giờ trong ngày %Qtb ngay Lưu lượng nước thải (m3/h) 1 0--1 2.8 140 2 1--2 2.8 140 3 2--3 2.8 140 4 3--4 2.8 140 5 4--5 3.2 160 6 5--6 5.3 265 7 6--7 5.5 275 8 7--8 5.3 265 9 8--9 5.1 255 10 9--10 4.1 205 11 10--11 4.3 215 12 11--12 4.5 225 13 12--13 4.7 235 14 13--14 4.1 205 15 14--15 3.9 195 16 15--16 3.9 195 17 16--17 5.1 255 18 17--18 4.9 245 19 18--19 5.5 275 20 19--20 5.2 260 21 20--21 4.8 240 22 21--22 3.8 190 23 22--23 2.8 140 24 23--24 2.8 140 Tổng 100 5000 - Giờ dùng nước nhiều nhất Qhmax=275 (m 3 /h) - Giờ dùng nước ít nhất Qhmin=140 (m 3 /h) Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 34 3. Thông số đầu vào và giá trị đầu ra của hệ thống xử lý: Tính chất nước thải đầu ra phải đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B. Bảng 4: Thông số đầu vào, đầu ra của nước thải. TT Thông số Giá trị Giá trị Trung bình Cột B - QCVN 14: 2008/BTNMT 1 Nhiệt độ ( 0 C ) 25 ÷ 28 26 - 2 pH 5,5 ÷ 7,5 6.5 5 - 9 3 COD 396 ÷ 561 478.5 4 BOD5 ( 20 0 C ) ( mg/l ) 247.4 ÷ 297 272.2 50 5 Chất rắn lơ lững ( mg/l ) 194 ÷ 386 290 100 6 Coliform ( MNP/100ml ) 10 4 ÷ 10 6 10 5 5.000 7 Dầu mỡ phi khoáng 55 ÷ 165 110 20 8 Ni trat ( NO3 - ) 33 ÷66 49.5 50 9 Tổng Photpho 4.4 ÷ 22 33 10 10 Amoni 23.2 ÷ 26.4 24.8 10 Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 35 III. Tổng quan về phương pháp xử lý nước hiện nay: 1. Phương pháp vật lý (cơ học) - Là các phương pháp sử dụng các thiết bị, máy móc nhằm xử lý một phần các chất ô nhiễm có trong nước thải. Ví dụ như quá trình tách rác ra khỏi nước thải, lắng cặn, lọc - Các thiết bị thông dụng loại này như máy tách rác, song chắn rác, máy nghiền rác, máy ép bùn, các loại thiết bị lắng, lọc ( lọc cát, lọc than ). 2. Phương pháp hóa lý: - Là phương pháp ứng dụng các quá trình hoá lý để xử lý nước thải, nhằm giảm một phần các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. - Phương pháp hoá lý chủ yếu là phương pháp keo tụ ( keo tụ bằng phèn, polymer ), phương pháp đông tụ, phương pháp tuyển nổi dùng để loại các chất lơ lửng ( SS ), độ màu, độ đục, COD, BOD, dầu mỡ, có trong nước thải. 3. Phương pháp hóa học: - Là các phương pháp dùng các phản ứng hoá học để chuyển các chất ô nhiễm thành các chất ít ô nhiễm hơn, chất ít ô nhiễm thành các chất không ô nhiễm. - Ví dụ như dùng các chất oxi hoá như Ozone, H2O2, O2, Cl2 để oxi hoá các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải. - Phương pháp này thường có giá thành xử lý cao nên có hạn chế sử dụng. Thường chỉ sử dụng khi trong nước thải tồn tại các chất hữu cơ, vô cơ khó phân huỷ sinh học. Thường áp dụng cho các loại nước thải như: nước thải rò rỉ rác, nước thải dệt nhuộm, nước thải giấy - Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 36 4. Phương pháp sinh học: - Là phương pháp xử lý nước thải nhờ tác dụng của các loài vi sinh vật. - Phương pháp này chủ yếu chia làm hai loại là sinh học hiếu khí ( có mặt các loài vi sinh vật hiếu khí ) và sinh học kị khí ( có mặt các loài vi sinh vật kị khí ), ở hai dạng lơ lửng và dính bám. - Đây là phương pháp phổ biến và thông dụng trong các quy trình xử lý nước thải vì có ưu điểm là giá thành thấp, dễ vận hành. - Các công trình đơn vị xử lý sinh học hiếu khí như: Aerotank, bể lọc sinh học hiếu khí có giá thể không ngập nước, bể lọc sinh học hiếu khí có giá thể ngập nước, bể lọc sinh học tiếp xúc quay – RBC ( Rotating biological contact ). - Các công trình đơn vị xử lý sinh học kị khí như: UASB ( Upflow Anaerobic Sludge Blanket ), bể sinh học kị khí dòng chảy ngược, bể sinh học kị khí dòng chảy ngược có tầng lọc ( Hybrid Digester ), bể kị khí khuấy trộn hoàn toàn, bể mê tan. Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 37 IV. Đề xuất dây chuyền xử lý: NƯỚC THẢI VÀO BỂ LẮNG ĐỨNG BỂ THU GOM BỂ AEROTANK BỂ LẮNG LI TÂM 2 NGUỒN TIẾP NHẬN MÁY THỔI KHÍ SONG CHẮN RÁC BỂ THU BÙN TUẦN HOÀN BÙN MÁY ÉP BÙN BÙN CHÔN LẤP RÁC CHÔN LẤP NƯỚC TUẦN HOÀN HOẶC BÓN RUỘNG (MÁY VỚT RÁC) KHỬ TRÙNG CLO SỤC KHÍ BỂ NÉN BÙN Hình 3: Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 38 V. Tính toán các hạng mục công trình trong dây chuyền xử lý: 1. Bể thu gom: a. Mô tả công trình - Nước thải hoạt phát sinh ở tất cả các hộ gia đình trong khu kí túc xá sau khi được xử lý cục bộ bằng các bể tự hoại, hố ga kết hợp lắng cặn và tách dầu mỡ sẽ được thu gom qua hệ thống ống tự chảy dẫn vào bể thu gom của hệ thống xử lý nước thải tập trung. - Bể thu gom là công trình đơn vị đầu tiên của hệ thống xử lý nước thải tập trung, có chức năng thu gom nước thải từ mọi nhà trong khu dân cư Z để cung cấp cho các công trình đơn vị phía sau. - Tại đầu vào của bể thu gom, ta đặt thiết bị lượt rác thô để loại bỏ những vật rắn có kích thước lớn trôi theo dòng nước thải vào hệ thống xử lý. - Trên thành phía cuối bể thu gom, ta đặt ống tự chảy dẫn nước thải sang bể điều hoà. - Bể thu gom được xây dựng âm dưới đất, trên mặt bể có hành lang công tác và lang cang bảo vệ. b. Tính toán công trình - Cao trình miệng bể so với mặt đất : -1.5m - Thời gian lưu nước ( tính theo Qmax ) :chọn T = 48phút = 0,8h - Thể tích nước lưu trong bể :V = T x Qmax = 0,8 x 275 = 220m 3 - Chọn kích thước: L x B x H=8x8x3.5 (m) - Chọn vận tốc nước vào bể bằng 0,5m/s thì đường kính của ống dẫn nước vào bể bằng 0,2m - Chọn vận tốc nước ra khỏi bể: v = 0,9m/s ( tính theo Qmax ) - Đường kính ống thông sang bể điều hoà: 329.0 3600.9,0.785,0 275 3600..785,0 max v Q D Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 39 Chọn ống nhựa PVC þ 350mm - Thiết bị lượt rác thô :01 thiết bị, khe lỗ 5mm, tổn thất áp lực bằng 0,2m  Đặt chân thiết bị lượt rác thô cách mặt dưới của ống dẫn nước vào bể thu gom một khoảng 0,2m. 2. Ngăn tiếp nhận: - Nước thải được tập trung ở bể thu gom và sau đó bơm lên ngăn tiếp nhận. Ngăn tiếp nhận được bố trí ở vị trí cao để nước thải từ đó có thể tự chảy qua các công trình của trạm xử lý. - Kích thước của ngăn tiếp nhận phụ thuộc vò công suất của trạm xử lý, chọn theo bảng sau : Bảng 5: Kích thướng ngăn tiếp nhận. Lưu lượng nước thải Kích thước cơ bản Đường kính ống áp lực m 3 /h A B H H1 h h1 b l l1 Một ống Hai ống 100-160 1500 1000 1500 1000 400 400 250 600 800 150-250 150 250 1500 1000 1500 1000 400 500 350 600 800 250 150 300-650 1500 1000 1500 1000 400 650 500 600 800 400 250 1000-1400 2000 2300 2000 1600 750 750 600 1000 1200 600 250 1600-2000 2000 2300 2000 1600 750 900 800 1000 1200 700 400 2300-2800 2400 2200 2000 1600 750 900 800 1000 1200 800 500 3000-3600 2800 2500 2000 1600 750 900 800 1000 1200 900 600 3800-4200 3000 2500 2500 1800 800 1000 900 1200 1400 1000 800 - Lưu lượng lớn nhất trong giờ của khu là 275 (m3/h) nên chọn ngăn tiếp nhận có kích thước:AxBxH=1500x1000x1500 Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 40 3. Song chắn rác: a. Mô tả: - Nước thải được dẫn qua song chắn rác với vận tốc V < 1 m/s, rác được giữ lại ở phía trước song chắn rác và ứ đọng dần dần gây ra tổn thất áp lực. - Kích thước rác được giữ lại ở phía trước song chắn rác tùy thuộc vào khe hở giữa các thanh song chắn rác. - Để tránh tổn thất cột áp cần phải thường xuyên lấy rác ra khỏi song chắn rác. - Rác sau khi vớt lên có thể thu gom và chuyển đến bãi rác hoặc nghiền nhỏ bằng máy nghiền chuyên dùng. - Lượng nước công tác phục vụ cho máy nghiền rác phụ thuộc vào chế độ hoạt động của máy và vào khoảng 6 ÷ 12 m3/ tấn rác. - Ta chọn song chắn rác kết hợp với máy vớt rác. b. Tính toán song chắn rác: Nước từ mạng dẫn về công trình xử lý nước thải chia làm 2 hướng nên công trình xây dựng 2 song chắn rác. - Số khe hở giữa các thanh Vhb kq n l o .. .m ax Trong đó : qmax : Lưu lượng lớn nhất của nước thải (m 3 /s ); qmax=0.07639 (m 3 /s ); b : Chiều rộng khe hở giữa các thanh ( m ); chọn b = 0.01 mm hl : chiều sâu lớp nước qua song chắn rác ( m ); chọn hl = 0.4 ( m ). V : Tốc độ nước qua song chắn rác ( m/s ); chọn V = 0,5 ( m/s ). Ko : Hệ số kể đến độ thu hẹp dòng chảy khi dùng cào cơ giới ;k0=1.05 Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 41 80 5.02.001.0 05.107639.0 .. .max Vhb kq n l o (khe) Có 2 thanh chắn rác công tác nên số khe mỗi song sẽ là: n1=80/2=40 khe - Chiều rộng tổng cộng của song chắn rác: Bs = (n – 1)s + b.n Trong đó : S : Bề dày của thanh song chắn rác ,chọn thanh hình tròn đường kính s = 1 ( cm ) = 0,01 ( m ) Bs = (40 – 1)0,01 + 0,01.40 = 0,79 ≈ 0.8 ( m ) chọn 1.2m - Chiều dài đoạn mương mở rộng phía trước song chắn rác: )(824.0 202 6.02.1 2 0 1 m tgtg BB L ms Trong đó : Bm :Chiều rộng của mương dẫn; Chọn Bm = 60 ( cm )(ống nước dẫn vào có DN=500) : góc nghiên chổ mở rộng - Chiều dài ngăn mở rộng phía sau song chắn rác : )(3.0 2 6.0 2 1 2 m L L - Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác là : )(95.115.05.13.021 mLLLL s chon 2m Ls :chiều dài đặt song chắn rác, Ls=1.5m - Tổn thất áp lực qua song chắn rác là : )(06.03 81.92 5.0 52.1 2 2 1 2 max mk g v hs Trong đó : k1 : hệ số tính đến tăng tổn that do vướng song chắn rác, k1=2÷3 Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 42 : hệ số sức cản cục bộ,=1.52 52.160sin.) 01,0 01,0 .(79,1sin)( 03/44/3 l s Vmax : Tốc độ nước qua song chắn rác ( m/s ); chọn Vmax = 0,5 ( m/s ). - Chiều cao xây dựng song chắn rác là : )(76.05.002.06.05.01max mhhH s - Lượng rác lấy ra từ song chắn rác : )/(194.0 1000365 101287 1000365 . 3 ngdm Na W ttr Trong đó : a : lượng rác tính cho đầu người trong năm; a = 7 ( l/người/năm ) Ntt : số người sử dụng hệ thống ; Ntt = 10128 ( người ) Với dung trọng của rác : 750 kg/m3, trọng lượng rác sẽ là : P = 750x0.194 = 145.5 ( kg/ngày.đêm ) Sau khi song chắn rác, hàm lượng chất lơ lững (Cll=368mg/l) và BOD (Lbd=272.2mg/l) của nước thải giảm 4%. Hàm lượng cặn lơ lững và BOD là: )/(4.278290%4290%41 lmgCCC llll )/(3.2612.272%42.272%41 lmgLLL bdbd 4. Bể lắng đứng đợt 1: a. Mô tả công trình - Nhiệm vụ bể lắng đứng đợt I là loaị bỏ các tạp chất lơ lững còn lại trong nước thải sau khi các đã qua các công trình xử lý trước đó.Ở nay các chất lơ long có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỉ trọng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước và sẽ được thiết bị gait căn tập trung đến hố ga đặt ở ngoài bể. - Hàm lượng chất lơ lững sau bể lắng đợt 1 cần đạt nhỏ hơn hoặc bằng 150 mg/l. Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 43 b. Tính toán công trình - Diện tích ướt của ống trung tâm tính theo công thức: )(6.2 03.0 07639.0 2max m v Q f tt s Trong đó: sQm ax : lưu lượng lớn nhất giây, )/(07639.0 3 max smQ s Vtt: vận tốc chuyển đọng của nước trong ống trung tâm lấy không lớn hơn 30mm/s (0,03 m/s) . - Diện tích ướt của bể lắng đứng tính theo công thức: )(5.95 0008.0 07639.0 2max m v Q F s Trong đó: V : vận tốc chuyển đôïng của nước trong bể ;v= 0.5-0.8 chọn v=0.8mm/s (0,0008 m/s) . Chọn 2 bể công tác và diện tích của mỗi bể sẽ là: )(49 2 6.25.95 2 1 m n fF F Trong đó: n : số bể lắng đứng - Đường kính của bể lắng được xác định heo công thức: )(8)(9.7 14.3 4944 mm F D Chọn đường kính bể là D=8m - Đường kính ống trung tâm được xác định heo công thức: )(3.1)(28.1 14.3 3.144 1 mm f d Trong đó: f1 =f : 2=1.3 (m 2 ) Chọn đường kính bể là d=1.3m - Chiều cao tính toán của vùng lắng: Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 44 )(4.436005,10008.0 mtvhtt Trong đó: t : thời gian lắng t=1.5h - Chiều cao phần nón của bể lắng đứng: )(4.450 2 6.08 2 032 mtgtg dD hhh nn Trong đó: H1 : chiều cao lớp trung hòa H2: chiều cao giả định của lớp cặn trong bể D: đường kính của bể lăng; D=8m Dn :đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, dn=0.6m :góc nghiên của đay bể với phương ngang,khong nhỏ hơn 50 0 ,lấy bằng 50 0 - Chiều cao ống trung tâm lấy bằng chiêu cao của vùng lắng và băng 4.32m. Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao cuả phần ống loe và bằng 1.35 đường kính ống trung tâm. )(8.13.135.135,1 mdhd - Đường kính tấm hắt lấy bằng 1.3 lần đường kính miệng loe và bằng: 1.3 x 1.775=2.3m, goc nghiên giữa tấm hắt so với mặt phẳng ngang là 17 0 . - Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe đến mép ngoài cùng của tấm hắt theo mặt phẳng ngang qua trục được tính theo công thức: )(6.0 )6,08(24.302.0 07639.04 ( 4 ) max m dDv Q L nk s Trong đó: Vk : vận tốc nước qua khe hở, vk <20mm/s chon vk=2mm/s - Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng là: )(02.93.04.432.4)( 0320 mhhhhhhhH ttntt Trong đó: Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 45 Ho : khoảng cách từ nước đến thành bể, h0 =0.3m - Hàm lượng chất lơ lững trôi theo nước ra khỏi bể lắng đứng là: )/(6.147 100 )47100(4.278 100 )100( 1 1 lmg EC C hh Hiệu suất lắng của hạt cặn lơ lững tong nước thải ở bể lắng 1phụ thuộc vào vận tốc lắng của hạt cặn lơ lững trong nước thải(U=0.7mm/s) và hàm lượng ban đầu của chất lơ lững (C1=278.4mg/l). Xem bảng 6 Với C1 =278.4mg/l (sau song chắn rác) và U=0.7mm/s ta nội suy ra được hiệu suất lắng E=47% - Theo tiêu chuẩn xây dựng TCVN 51:1984 qui định rằng: nồng độ chất lơ lững trong nước thải ở bể lắng đợt 1 đưa vào bể Aerotank làm sạch sinh học hoàn toàn không được vượt quá 150mg/l. Theo tính toán trên nồng độ cặn lơn lững đạt tiêu chuẩn cho phép khi qua bể Aerotank. Bảng 6: Hiệu suất lắng. Hiệu suất lắng của chất lơ lững (%) Tốc độ lắng của các hạt cặn lơ lững, U(mm/s) ứng với hàm lượng chất lơ lững C (mg/l) 150 200 250 >300 30 1.3 1.8 2.25 3.2 35 0.9 1.3 1.9 2.1 40 0.6 0.9 1.05 1.4 45 0.4 0.6 0.75 0.95 50 0.25 0.35 0.45 0.6 55 0.15 0.2 0.25 0.4 60 0.05 0.1 0.15 0.2 Thể tích phần chứa cặn tươi: )(76.5 210001000)95100( 16472754.278 10001000)100( 3m nP tEQC W tcbun Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 46 Ctc: hàm lượng cặn trước khi vào bể lăng 1, Ctc=278.4 Q: lưu lượng theo giờ, Q=275 m 3 /h Hiệu suất lắng E=47% P: độ ẩm cặn tươi; P=95% T: thời gian tích lũy căn, t=16h n: số bể công tác; n=2 Nồng độ bùn trong bể: )/(6)/(6000 2 80004000 33 mkgmg C Ctb 2 C L Lượng bùn chứa trong bể lắng )(6.3476.56 kgVCG buntb 5. Bể xử lý sinh học Aerotank: a. Mô tả công trình: - Bể Aeroten hoạt động theo phương pháp xử lí sinh học hiếu khí, các vi sinh sử dụng oxy hoà tan để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước. - Nước thải có một lượng lớn các chất hữu cơ, do đó chúng được đưa vào bể Aeroten để các vi sinh vật phân huỷ chúng thành các chất vô cơ như CO2, H2O, và tạo thành sinh khối mới, góp phần làm giảm COD, BOD của nước . b. Tính toán công trình - Đặc tính của dòng nước thải trước khi vào bể aeroten : COD = 478.5 mg/l BOD5 (L1) = 261.3 mg/l SS (C2) = 147.6 mg/l - Các thông số thiết kế : Lưu lượng nước thải Q = 5.000m3 / ngày đêm Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 47 Nhiệt độ nước thải duy trì trong bể 20oC Nồng độ chất rắn bay hơi hay bùn hoạt tính ( MLVSS) được duy trì trong bể là X=3500mg/l Nước thải khi vào bể aeroten có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (bùn hoạt tính) ban đầu không đáng kể: Xo = 0 Tỷ số chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) và chất rắn lơ lửng (MLSS) trong hỗn hợp cặn ra khỏi bể lắng là 0,8 Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn là 8000mg/l Thời gian lưu của bùn hoạt tính ( tuổi bùn ) trong bể là 8 ngày Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 là : 0,68 Hệ số phân huỷ nội bào Kd = 0,06 ngày -1 Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại : Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5. Nước thải đã được điều chỉnh sao cho BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 Tỉ số F/M : 0.2 đến 0.6 kg/kg.ngày - Nước thải sau khi xử lí : BOD5 (L2)đầu ra = 50 mg/l COD đầu ra = 300 mg/l SS đầu ra (C3) = 100 mg/l, trong đó có 60% cặn có thể phân huỷ sinh học - Tính toán nồng độ BOD5 trong nước đầu ra: llht LLL2 Trong đó: L2: nồng độ BOD5 đầu ra Lht: nồng độ BOD5 hòa tan Lll: nồng độ BOD5 của chất rắn lơ lững ở đầu ra. Như giả thuyết ở trên khả năng phân hủy sinh học của chất lơ lững là 60%, nên Lll=60%xC3x 1.42mg O2 tiêu thụ= 60%x100x1.42=85.2(mg/l) Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 48 Suy ra : Lht=100-85.2=14.8(mg/l) - Xác định hiệu quả xử lý: Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan: %4.94100 3.261 8.143.261 100 1 1 L LL E ht Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng: %7.61100 3.261 1003.261 100 1 21 L LL E - Xác định thể tích bể Aerotank: Thể tích bể được tính theo công thức : )1.( ).(.. 1 cd htc KX LLYQ V Trong đó: Q :Lưu lượng nước thải 5.000m 3 /ngày Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5 c : tuổi bùn, 8 ngày L1 : hàm lượng BOD5 ở đầu vào, L1=261.3 (mg/l) Lht :hàm lượng BOD5 hòa tan ở đầu ra, Lht=14.8 (mg/l) )3(1142 )806.01(3500 )8.143.261(86.05000 mV Chọn chiều cao chứa nước trong bể: H=4m Diện tích bề mặt bể : )2(5.285 4 1142 m H V F Chia làm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có diện tích bề mặt là: )(144(75.142 2 5.285 2 2)2 21 mm F FF Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 49 Vậy kích thước bể Aeroten : LxBxH=18x8x4.5m Trong đó chiều cao dự trữ là 0,5m - Xác định thời gian lưu nước: )(5.5)(2284.0 5000 1142 hngay Q V T - Tính lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày: Hệ số tăng trưởng của bùn : 4054,0 8*06,01 6,0 1 cd obs K Y Y Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày tính theo MLVSS: )/(500 1000 )8.143.261(50004054.0 1000 )( 1 ngaykg LLQY P htobsx Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS trong một ngày : )/(625 8.0 500 8.0 ngaykg P P xc Lượng bùn thải bỏ mỗi ngày = lượng tăng sinh khối tổng tính theo MLSS – hàm lượng SS còn lại trong dòng ra Pc– (Q x C3 x 10 -3 ) =625-(5000x100x10 -3 )= 125 kg/ngày Lượng bùn xả ra hàng ngày được tính : rrTxa c XQXQ XV Trong đó: V : thể tích bể aeroten, = 1142 m 3 X : nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể aeroten, 3500mg/l Qr : lưu lượng nước ra khỏi bể lắng 2, xem như bằng lưu lượng vào của bể ( nước theo bùn không đáng kể )=5000 m 3 /ngày Xt : nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn tuần hoàn lại bể Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 50 Xt = 0,8 * 8000 = 6400mg/l Xr : nồng độ chất rắn bay hơi VSS có trong bùn hoạt tính SS trong nước ra khỏi bể lắng 2 , = 0,8 * 100 = 80 mg/l )/(6.15 86400 880500035001142 3 ngdemm X XQXV Q cT crr xa - Xác định lưu lượng bùn tuần hoàn lại bể : Ta có phương trình cân bằng vật chất như sau : XQQXQXQ ththth )(0 Trong đó: Q: lưu lượng nước thải Qth : lưu lượng bùn tuần hoàn X0=0 theo giả thuyết X : nồng độ vi sinh trong bể; X=3500(mg/l) Xth : Nồng độ vi sinh trong bùn tuần hoàn, Xth =8000(mg/l) Phương trình có dạng: XQQXQ ththth )( Chia 2 vế cho Q ta đặt Q Qth (tỉ số tuần hoàn) XXX th Suy ra: 78.0 35008000 3500 XX X th - Kiểm tra tỉ số F/M và tải trọng thể tích của bể: 3269.0 35002284.0 3.2611 XT L M F thỏa với điều kiện ban đầu Tải trọng thiết kế của bể : )./(144.1 11421000 50003.261 1000 3 5 1 ngaymkgBOD V QL - Xác định lượng oxy cần cung cấp, chọn máy khí nén: Khối lượng BOD20 cần xử lý mỗi ngày: Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 51 )/(5.1812 68.01000 5000)8.143.261( 68.01000 )( 2 ngaykg QLL G th Khối lượng cần mỗi ngày: )/(5.1002)50042.1(5.1812)42.1( ngaykgPGM x Thể tích không khí can mỗi ngày: Giả sữ không khí chưa 23.2%O2 theo trọng lượng và trọng lượng riêng của không khí là 0.0118kN/m 3 =1,18 kg/m 3 Suy ra thể tích không khí: )/(3662 232.018.1 5.1002 3 ngaym Lượng không khí yêu cầu với hiệu quả vận chuyển la 10% sẽ là: )/(8.1525)/(36620 1.0 3662 33 hmngaym Lưu lượng máy khí nén: )/(30528.15252 3 hm Aùp lực cần thiết của máy nén khí: Hm = hl + hd + H Trong đó: hl : Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m hd : Tổn thất qua lỗ khuếch tán khí hd = 0,5m H : Độ sâu ngập nước của ống khuếch tán khí H = 4m Hm = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m Công suất của máy thổi khí : 1 7,29 283,0 1 2 P P ne GRT P máy Trong đó : Pmáy: Công suất yêu cầu của máy khí nén, kW G: trọng lượng của dòng không khí, kg/s G = 0.848 x 1,3 = 1,1021 kg/s R: Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.moloK Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 52 T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1= 298 o K P1: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm P2: Aùp suất tuyệt đối của không khí đầu ra atmP 47,1 33,10 9,433,10 2 283.0 1 K K N (K= 1,395 đối với không khí) e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7 )(5.531 1 47.1 7.0283.07,29 298314.81021.1 283,0 kwP máy Ta chọn 2 máy nén khí (1 hoạt động, 1 dự phòng) với: Q=52m 3 /phut, H=15m, P=53.5 kw Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 53 - Tính toán đường ống dẫn khí: Sơ đồ ống phân phối khí như sau : ống chính ống nhánh đứng ống nhánh ngang Các ống dẫn khí được làm bằng sắt tráng kẽm. Ống phân phối khí bố trí dọc theo thành chiều dài bể. Vận tốc khí đi trong các ống được duy trì trong khoảng 15 – 20 m/s. Chọn vận tốc để tính toán là 20 m/s. Lưu lượng khí đi trong ống chính là Qkk= 0,848 m3/s Đường kính ống chính : )(274.0 14.320 848.044 m v Q D kk c Chọn ống chính có đường kính 300mm Từ ống chính khí đi vào hai ống cho 2 bể. Lưu lượng khí trong ống trung gian : )(424.0 2 848.0 mQtg Đường kính ống trung gian : )(175.0 14.320 424.044 m v Q D kk c Chọn ống trung gian có đường kính 200mm Trong mỗi bể có 2 ống chính với D=140 Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 54 Sử dụng dàn ống xương cá: Số ống phân phối D100 dài 1m , với q=10.8 m 3 /h Số ống trong bể: )(142)(3.141 8.10 1526 ongong q Q n kk Số ống trên 1 nhánh trong bể: )(71 2 142 2 21 ong n nn Khoảng cách giữa các ống, chiều dài bể 18m )(5.0 71 2182 1 m n h b Chọn kích thước lỗ phân phối = 0,1 mm; diện tích bề mặt 0,15m2 Kích thước trụ đỡ là : D x R x C = 0,2 m x 0,2 m x 0,2 m. Lúc này, khoảng cách từ đáy bể đến đầu khuếch tán khí 0,45m. - Tính toán đường ống dẫn nước thải vào và ra bể: Vận tốc nước thải trong ống ở bể Aeroten cần được duy trì trong khoảng 0,8 – 1 m/s, chọn vận tốc này là 1m/s. Đường kính các ống vào và ra mỗi bể là: )(220.0 14.31 0382.044 m v Q D - Tính toán ống dẫn bùn xả và bùn tuần hoàn: Ống thải bùn của mỗi bể là 78.0QQth )(195.0 14.31 78.00382.0478.04 m v Q D Chọn ống thải bùn D200mm Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 55 6. Bể lắng đợt 2 (lắng li tâm): a. Mô tả công trình: - Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải bị loại hoàn toàn. Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có trong nước thải là rất lớn, do vậy bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng sẽ được tách ở bể lắng đợt II trước khi khủ trùng và thải ra nguồn tiếp nhận. b. Tính toán công trình - Thời gian lắng tương ứng với Qmax là 2h - Hàm lượng chất lơ lững trôi theo nước ra khỏi bể lắng II ứng với BOD5 sau xử lí(50 mg/l) là 45mg/l - Thể tích bể lắng li tâm đợt 2: )(5502275 3max mtQW h - Chọn 2 bể công tác và thể tích của mỗi bể sẽ là: ))(275 2 550 2 3 1 m W W - Diện tích của mỗi bể: )(125 2.2 275 2 1 1 m H W F Trong đó: H1 : chiều sâu vùng lắng của bể lắng li tâm có thể lấy từ 1,5 đến 5m. Tỉ lệ giữa đường kính D và chiêu cao vùng lắng(D : H2 ) lấy trong khoảng 6 đến 12. Ta chọn H1=2.2m - Đường kính của bể lắng li tâm được xác định heo công thức: )(6.12 14.3 12544 m F D Chọn đường kính bể là D=14m - Chiều cao xây dựng của bể là: Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 56 )(4.34.05.03.02.21 mhhhHH bvbth Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0,9 đường kính bể. Máng răng cưa được bố trí sao cho điều chỉnh được chế độ chảy, lượng nước tràn qua để vào máng máng thu. Đường kính máng thu nước: )(6.12149.09.0 mDD bemang Chiều dài máng thu nước: )(6.396.1214.3 mDL mangmang Tải trọng thu nước trên 1 mét chiều dài máng: )./(5.63 6.392 5000 3 ngdmm Ln Q a mang Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 5% về hướng tâm: )(35.0 2 14 05.005.03 mh 2 D bể Thể tích phần chứa bùn: )(2.2 210001000)4.99100( 2100275)1006.147( 10001000)100( 100)( 3m nP tQCC V trbbun Cb: hàm lượng cặn trước khi vào lắng 2, Ctc=139.2(mg/l) Ctr : hàm lượng cặn ra khoi bể lắng; Ctr=100(mg/l) Q: lưu lượng theo giờ P: độ ẩm cặn tươi; P=99.4% T: thời gian tích lũy căn, t=2h n: số bể công tác; n=2 Diện tích phần chứa căn: chon H=1 m suy ra D=1.6m Nồng độ bùn trong bể: )/(6)/(6000 2 80004000 33 mkgmg C Ctb 2 C L Lượng bùn chứa trong bể lắng Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 57 )(2.132.26 kgVCG buntb Thời gian lưu nước: )(5.1)(062.0 19502500 275 hngay Q t th be Q V Thời gian lắng: )(64.2)(11.0 2500 2.21252 1 hngay Q hF Q t beL V Thời gian lưu giữ bùn trong bể: )(53.1)(064.0 8.71950 11254 2 hngay QQ hS QQ t xath be xath bun V Việc xả bùn hoạt tính khỏi bể lắng đợt II được thực hiện bằng bơm, bơm bùn tuần hoàn lại Aeroten, và bơm bùn dư về bể nén bùn. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính bể, = 2,5m. Đường kính ống dẫn nước ra 180mm. Bơm bùn tuần hoàn bể lắng II sang bể aeroten: Chọn 2 máy bơm hoạt động luân phiên. Lưu lượng bơm bùn tuần hoàn Qt = 4000m 3 /ngày = 167 m 3 /h Cột áp bơm là 4m và tổn thất là 4m, H = 4 +4 = 8m Công suất bơm: )(10 8.01000 881.920000463.0 1000 kw HgQ N : hiệu suất của bơm = 0,8 Chọn bơm có công suất 3,25 (kW) Bơm bùn dư từ bể lắng II sang bể nén bùn: Chọn 2 máy bơm hoạt động luân phiên. Lưu lượng bơm bùn dư Qd = Q xa = 15.6 m 3 /ngày Cột áp bơm là 4m và tổn thất là 4m, H = 4 +4 = 8m Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 58 Công suất bơm: Chọn bơm có công suất N=0.75 (kW) Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn vào bể aeroten: đã tính ở phần trước. Đường kính ống dẫn bùn dư: Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện có bơm là 1 – 2 m/s Vận tốc bùn dư được chọn là 1 m/s. Lưu lượng bùn dư là 15.6 m3/ngày Đường kính ống Þ42 7. Bể nén bùn: a. Mô tả công trình - Bể nén bùn giúp làm giảm thể tích của hỗn hợp bùn cặn bằng cách gạn một phần lượng nước có trong hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lí phía sau và giảm khối lượng phải vận chuyển. - Bùn cặn trong bể nén bùn có nguồn gốc từ: Lượng bùn hoạt tính dư từ song chắn rác Lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng I Lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng II b. Tính toán công trình - Lượng bùn thải ra của song chắn rác: )/(16.16 10001000)95100( 45000290 10001000)100( 3 ngaym P EQC V tcr Ctc: hàm lượng cặn đầu nguồn, Ctc=(290mg/l) Q: lưu lượng ngày đêm Hiệu suất lắng E=4% P: độ ẩm cặn tươi; P=95% - Lượng bùn thải ra của bể lắng 1: )/(4.9 10001000)93100( 4750004.278 10001000)100( 3 1 ngaym P EQC V tcl Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 59 Cr: hàm lượng cặn trước khi vào bể lăng 1, Ctc=(278.4mg/l) Q: lưu lượng ngày đêm Hiệu suất lắng E=47% P: độ ẩm cặn tươi; P=93% - Lượng bùn thải ra cua bể lắng 2 )/(7.39 10001000)4.99100( 1005000)1006.147( 10001000)100( 100)( 3 2 ngaym P QCC V trbl Cb: hàm lượng cặn trước khi vào lắng 2, Ctc=147.6(mg/l) Ctr : hàm lượng cặn ra khoi bể lắng; Ctr=100(mg/l) Q: lưu lượng ngày đêm P: độ ẩm cặn tươi; P=99.4% - Tổng lượng bùn : )/(50)/(2.507.394.916.1 3321 ngaydemmngaymVVVV llr - Diện tích của bể nén bùn li tâm: )(9.6 3.024 50 2 0 m V V F  Vo: tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng của bể nén bùn, m3/m2.h và được lựa chọn phụ thuộc vào nồng độ bùn dẫn vào bể nén bùn. Trường hợp này chọn vo = 0,3 m 3 /m 2 .h - Đường kính bể: )(9.2 14.3 9.644 m F D Chọn D = 3.0m - Đường kính ống trung tâm d = 20%D = 0.2x3.0= 0,6m - Chiều cao ống trung tâm chọn là h = 1m. - Chiều cao công tác của vùng nén bùn: mtVH 4.283.00 t : Thời gian nén bùn, chọn t = 8 giờ Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 60 - Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn li tâm: Htc = H + h1 + h2 + h3 = 2,4 + 0,3 + 0,3 + 0,8 = 3,8m Với: h1 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể h2: chiều cao lớp bùn và lắp đặt thiết bị gạt bùn ở đáy. Khi dùng hệ thống thanh gạt bùn thì h2 = 0,3m h3: chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn, h3 = 0,8m - Dung tích phần chứa bùn của bể : )(55.58 97100 99100 08.2t P100 P100 W 3 2 1 b mV Trong đó V : Lưu lượng bùn dư dẫn vào bể V =2.08 m 3 /h P1 : Độ ẩm ban đầu của bùn P1 = 99%. P2 : Độ ẩm của bùn sau khi nén P2 = 97%. t : Thời gian giữa hai lần lấy bùn t = 8 h - Chiều cao phần chứa bùn : )(8.0 9.6 55.5W h b3 m F - Tải trọng cặn trên bề mặt bể cô đặc : )/(5.436 9.6 50V A 2ngaymkgC F tb Với Ctb =6 (kg/m 3 ) - Lượng bùn sinh ra sau nén: )/(7.16 97100 99100 50 P100 P100 Q 3 2 1 b ngaymV - Trong bể đặt máy gạt cặn để gạt cặn ở đáy bể về hố thu trung tâm , độ dốc đáy bể i = 5%. Tốc độ quay của hệ thống thanh gạt là 0,75 - 4 h -1 , chọn là 2h -1 . Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 61 - Bùn được lấy ra khỏi bể bằng ống D = 200 mm đặt dưới áp lực thủy tĩnh khoảng 2,0 – 2,5 m. - Đường kính máng tràn thu nước sau nén: Dmáng = 0.8 x D = 0.8 x 3.0m = 2,4m. - Lưu lượng nước tách ra từ bể nén bùn )/(3.33 97100 9799 50 100 3 2 21 ngaym P PP qqx Trong đó P1 : Độ ẩm ban đầu của bùn P1 = 99% P2 : Độ ẩm của bùn sau khi nén P2 = 97 % q : Lưu lượng bùn xả hàng ngày q = 50 m3/ngày )./(10161.0 4.2360024 3.33 33 smm D q l mang x mang - Bên thành máng gắn máng tràn chữ V làm bằng thép tấm inox dày 1mm. 1m dài xẻ 10 chữ V, cách nhau 60 mm, đáy chữ V rộng 40mm, chiều cao khổ chữ V là 20mm, góc chữ V là 90 o . 8. Bể chứa bùn - Lượng bùn sinh ra sau nén: Qb = 0.6125 m 3 /h - Chọn thời gian lưu bùn là 2 ngày ½, tức 60 h, - Thể tích cần thíêt là: V3 = Qb x t3 = 0.6125 x 60 = 36.75 m 3 . - Ngăn được thiết kế dạng hình vuông trên mặt bằng, phần đáy bể có độ dốc 45% để tiện lợi cho quá trình tháo bùn. - Thể tích thực của bể ứng với kích thước chọn là: V3thuc = 4m x 4m x 3m = 48 m3. - Tính toán đường ống dẫn bùn từ bể chứa bùn đến máy ép bùn: Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 62 - Chọn vận tốc bùn trong ống v=0,4 m/s - Lưu lượng bùn đưa vào máy trong 1 tuần là : G = 7 x24x 0.6125 = 102.9 m 3 /tuần - Xem như máy lọc ép làm việc 4 giờ trên ngày , một tuần làm việc 5 ngày. - Lượng bùn đưa vào máy trong một giờ : )/(001429.0)/(145.5 45 9.102 33 smhmG - Đường kính ống dẫn bùn : mmD 0675.0 14,34,0 001429,04 Chọn ống PVC D80 - Bơm bùn từ bể chứa bùn sang máy ép bùn : 2 bơm bùn (1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng) - Lưu lượng bùn sau nén để đi đến lọc ép dây đai: hm P P qQb /62.0 97100 99100 24 44 100 100 3 2 1 - Lưu lượng bùn đưa vào máy trong 1 tuần là : Gt = 7 x24x 0,62 = 102.7 m 3 /tuần - Lượng bùn đưa vào máy trong một giờ : )/(2.5 45 7.102 3 hmG - Cột áp bơm là 4m và tổn thất đường ống là 4m, H = 4 + 4 = 8m Công suất bơm: )(2.0 8.010003600 881.910002.5 1000 kw HgQ N : hiệu suất của bơm = 0,8 Chọn bơm có công suất 0,2(kW) Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 63 9. Khử trùng nước: a. Mô tả công trình - Khử trùng là giai đoạn cuối cùng trong quá trìnhxử lý nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận, khử trùng nằm trong mục đích phá huỷ, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh huy hiểm chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải thông thường. Chỉ một phần ít hoá chất khửtrùngđưa vào là được khử dùng để phá huỷ tế bào vi khuẩn , còn phần lớn sẽ dùng oxi hoá các chất hữu cơ và gây phản ứng cùng với nhiều hợp chất tan tan khác nhau có chứa trong nước thải. - Hoá chất khử trùng được chọn là clo lỏng. Đây là một dạng clo nguyên chất có màu vàng xanh trọng lượng riêng là 1,47 kg/l. clo lỏng được sản xuất trong các nhà máy hoá chất và đựng trong bìmh chứa có dung tích từ 50 – 500 lit, áp suất trong bình từ 6-8 at. Khi sử dụng để pha clo lỏng dưới áp suất cao vào nước. Người ta dùng thiết bị giảm áp suất, lúc đó clo bóc thành hơi và hoà vào trong nước . - Thiết bị chuyên dùngđể đưa clo vào nước:Gạt cloratơ có chức năng pha chế và định lượng clo hơi vào nước được chia làm hai loại sau: Cloratơ áp lực Cloratơ chân không. Đối với cloratơ áp lực, clo được đưavào nước với áp suất cao nên hay bị bay hơi , clo gây ra huy hiểm nên sẽ sử dụng cloratơ chân không. Trong đó áp lực khí cho hoà tan vào nước thấp hơn áp lực khí clo hoà vào nước hơn áp lực khí quyễn Nước clo từ cloratơ sẽ được dẫn Clo trực tiếp trên đường ống. Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 64 b. Tính toán thiết bị và lượng Clo sữ dụng - Xác định clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải theo công thức. tb hMAX QaV * Trong đó: a : lượng clo hoạt tính (g/m3) được xác định dựa theo quy phạm. Đối với nước thải sau khi được xử lý sinh học hoàn toàn, ta lấy a= 10g/m3 (TCVN 51-84) Vmax = 10x275=2750 g/h.=2,75(kg/h) - Sử dụng Chlorine có nồng độ Clo 75% để pha nước Clo khử trùng - Chọn lưu lượng bơm định lượng : 3(lít/phút)=180(l/h), chọn 02 bơm hoạt động luân phiên nhờ hệ thống phao rađa và CB điều khiển tự động - Suy ra nồng độ pha loãng nước Chlorine : %03.2 18075,0 75.2 , cần lắp đầu dò trên đường ống châm Chlorine vào bể tiếp xúc khử trùng để kiểm tra điều chỉnh lượng Chlorine pha vào bồn - Chọn bồn chứa nước Chlorine bằng nhựa PVC dung tích 2000lít ( 03 bồn mắc nối tiếp ), suy ra chu kỳ ( T ) pha Chlorine: )(4.33 180 2000.3 h giờ chọn T = 30giờ ( trừ 10%, chiều cao bảo vệ và phần cặn đáy ) - Lượng Chlorine pha vào mỗi bồn mỗi lần: 2000 x 90% x 2.03% = 36kg - Tại mỗi bồn chứa nước Chlorine, lắp 01 đĩa phân phối khí nối với ống khí ra của máy nén khí ( có van chắn ) để tạo lực khoấy trộn mỗi lần pha Chlorine, nguồn nước để pha Chlorine lấy từ hệ thống ống dẫn nước cấp ( có lắp van chắn và đồng hồ đo lưu lượng ) - Đường kính ống dẫn nước Chlorine : þ = 21mm ( nhựa PVC ) Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 65 VI. Quy trình vận hành - Dòng chảy của nước thải trong hệ thống: + Nước thải từ các nguồn thải trong khu kí túc xá sau khi qua các công trình xử lý cục bộ ( hố ga kết hợp tách dầu mở và lắng bớt cặn, bể tự hoại, ... ) sẽ chảy vào năn tiếp song chắn rác ở đây nước thải được vớt rác rồi tự chảy qua ống thông sang bể điều hoà. + Tại bể điều hoà, dòng nước thải được bơm nước thải nhúng chìm đưa vào bể lắng đợt 1 đặt trên cao. + Dựa vào cao trình thiết kế, dòng nước thải sẽ tự chảy song song qua các ống dẫn từ 02 ngăn của bể Aerotank. Ơû đây nước được xử lí sinh học và tiếp tục chảy về bể lắng li tâm 2. + Và cũng nhờ cao trình thiết kế, dòng nước thải sẽ tự chảy qua các ống dẫn tập trung thải ra ngoài công trình. Trên đường ống dẫn nước ra ta châm Clo khử trùng trực tiếp trên đường ống. + Do chênh lệch cao độ nên mỗi khi ta mở các van chắn thì bùn cặn từ song chắn rác,bể lắng ly tâm 1, bể Aerotank và bể lắng li tâm 2 sẽ tự gom về bể nén bùn. Tại đây xảy ra hiện tượng nén trọng lực và tách nước, lượng nước đó được tuần hoàn lại bể điều hoà nhờ hệ thống bơm nước thải nhúng chìm và đường ống di động. - Các thiết bị máy móc có CB điều khiển tự động đặt trong tủ điện điều khiển: + 02 bơm nước thải nhúng chìm ( 10Hp ) đạt tại bể điều hoà. + 06 máy nén khí đặt tại nhà điều hành ( 02 cái 2Hp, 04 cái 20Hp ). + 05 motor giảm tốc ( 2Hp ) đặt tại 05 bể lắng ly tâm. + 01 đầu dò nồng độ đặt trên đường ống châm nước Chlorine vào bể tiếp xúc khử trùng. - Các thiết bị máy móc phải điều khiển bằng tay khi cần thiết: Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 66 + 01 thiết bị lượt rác tinh đặt tại song chắn rác. + 06 van xả bùn từ 1 của song chắn rác, 4 cho bể lắng li tâm 1 và 1 cho bể lắng li tâm 2 bể lắng ly tâm về bể chứa và nén bùn. + 01 máy bơm nước thải nhúng chìm di động ( 1Hp ) để tuần hoàn lớp nước trong từ bể chứa và nén bùn về bể điều hoà. + 03 van khí dẫn vào 02 bồn chứa Clo. + 03 van nước dẫn vào 02 bồn chứa Clo. + 03 bồn chứa Clo. - Công việc của nhân viên vận hành : có 03 ca trực, mỗi ca 02 người + Vệ sinh các hố ga : 02 ( lần/tuần ) + Vệ sinh các thiết bị lượt rác : 02 ÷ 03 ( lần/ca ) + Pha Chlorine vào bồn chứa : 30 ( giờ/lần ) “ với liều lượng 36kgChlorine/2000lítH2O/1bồn ” + Xả bùn cặn lắng từ 02 ngăn của bể lắng ly tâm về bể chứa và nén bùn: 02 ÷ 03 ( lần/ca ) + Bơm tuần hoàn lớp nước trong ở bể chứa và nén bùn về bể điều hoà: 03 ÷ 05 ( ngày/lần ) + Theo dõi chất lượng nước sau xử lý: thường xuyên + Kiểm tra, bảo trì thiết bị máy móc: thường xuyên + Định kỳ 30 ngày gọi đơn vị có chức năng đến hút bùn và vệ sinh bể chứa và nén bùn Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 67 Phần IV KHÁI TOÁN KINH PHÍ TOÀN CÔNG TRÌNH Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 68 Phần III TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI I. Khái toán kinh phí xây dựng hệ thống thoát nước: STT DIỄN GIẢI VẬT TƯ NHÂN CÔNG LẮP ĐẶT ĐƠN VỊ TÍNH TỔNG ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN HỆ THỐNG ỐNG THOÁTNƯỚC 1 Ống BTCT DN200 m 1800 110.000 198.000.000 2 Ống BTCT DN250 m 400 150.000 60.000.000 3 Ống BTCT DN300 m 350 270.000 94.500.000 4 Ống BTCT DN400 m 250 325.000 81.250.000 5 Ống BTCT DN500 m 100 420.000 42.000.000 TỔNG 475.750.000 Bốn trăm bảy mươi lăm triệu bay trăm năm mươi nghìn đồng Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 69 II. Khái toán kinh phí cho công trình xử lí nước thải: STT DIỄN GIẢI VẬT TƯ NHÂN CÔNG LẮP ĐẶT ĐƠN VỊ TÍNH TỔNG ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1 Ngăn tiếp nhân cái 2 50.000 100.000.000 2 Song chắn rác cái 2 20.000 40.000.000 3 Bể điều hòa cái 1 200.000 200.000.000 4 Bể lắng li tâm 1 cái 4 200.000 800.000.000 5 Bể Aerotank cái 2 400.000 800.000.000 6 Bê lắng li tâm 2 cái 1 400.000 400.000.000 7 Bể nén bùn cái 1 80.000 80.000.000 8 Bê thu bùn cái 1 60.000 60.000.000 9 Máy ép bùn cái 2 20.000 40.000.000 10 Bồn nhựa 2000L cái 3 5.000.000 15.000.000 11 Bơm khí nén cái 6 15.000.000 90.000.000 12 Bơm chìm nước thải cái 3 50.000.000 150.000.000 13 Máy vớt rác cái 2 7.000.000 14.000.000 14 Oáng thép tráng kẽm m 200 1600000 32.000.000 15 Đọng cơ giảm tốc cái 6 10.000.000 60.000.000 Nhà điều hành cái 1 200.000.000 200.000.000 16 Vật tư phụ bo 1 40.000.000 40.000.000 TỔNG 3.121.000.000 Ba tỉ một trăn hai mươi mốt triệu đồng Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 70 III. Tổng kinh phí xây dựng hệ thống: 1. Tổng các chi phí đầu tư ban đầu : 4.429.964.000VNĐ - Chi phí xây dựng : 3.595.750.000VND - Chi phí quản lí dự án(10%) : 359.575.000VND - Chi phí thiết kế(2%) : 71.915.000VND - Tổng chi phí trước thuế : 4.027.240.000 VND - Thuế VAT ( 10% ) : 402.724.000 VND 2. Chi phí vận hành mỗi ngày : 1.333.000VNĐ/ngày-đêm - Nhu cầu hoá chất ( Chlorine ) : 29(kg/ngày đêm - Giá thành hoá chất ( Chlorine ) : 25000đ/kg  Chi phí hóa chất sử dụng mỗi ngày : 720.000đ/ ngày-đêm - Nhu cầu năng lượng ( điện ) : Tổng nhu cầu sử dụng điện của hệ thống xử lý nước thải ( không kể lượng điện chiếu sáng ) là 800KW/ngày-đêm. - Giá thành điện ( điện công nghiệp ) : 2000đ/kw  Chi phí điện sử dụng mỗi ngày : 1.600.000đ/ ngày-đêm - Lương nhân viên vận hành : 3 ca làm x 2 nhân viên x 100.000 đ/ca = 600.000 đ/ ngày-đêm - Chi phí thuê hút bùn bình quân : 20.000đ/ ngày-đêm Vậy bình quân chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu kí túc xá công nhân là là: 2.320.000VNĐ/ngày-đêm Vậy chi phí bình quân để xử lý 1m3 nước thải sinh hoạt cho khu là: 464 VNĐ/mt Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước khu kí túc xá Dung Quất- Quảng Ngãi GVHD: Lâm Vĩnh Sơn SVHT : Nguyễn Ngoc Hùng Trang 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tiêu chuẩn dùng nước – TCVN 4513 : 1988 2. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt - QCVN 14: 2008/BTNMT, cột B. 3. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS. Trịnh Xuân Lai – NXB Xây Dựng ( 1999 ) 4. Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – Tái bản lần thứ hai – GSTS. Lâm Minh Triết ( chủ biên ), TS. Nguyễn Thanh Hùng, TS. Nguyễn Phước Dân – NXB ĐHQG TP.HCM ( 2006 ) 5. Giáo trình môn học công nghệ xử lý nước thải – ThS. Đặng Hướng Minh Thư ( 2006 ) 6. Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải – ThS. Lâm Vĩnh Sơn ( 2008 )