Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Thể loại khác Chưa phân loại Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lưu lượng 10000 m3ngày theo công ngh...

Tài liệu Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lưu lượng 10000 m3ngày theo công nghệ aao.

.DOCX
65
626
117

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG ______________________________________________________________ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT LƯU LƯỢNG 10000 m3/ngày THEO CÔNG NGHỆ AAO Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đức Long Lớp : Kỹ thuật Môi trường Khóa : 52 Giáo viên hướng dẫn: ThS. Trần Ngọc Tân HÀ NỘI - 11/2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ________________ ______________ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Họ và tên: Nguyễn Đức Long Số hiệu sinh viên: 20071777 Lớp: Kỹ thuật môi trường Khoá: 52 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường Ngành: Kỹ thuật môi trường 1.Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lưu lượng 10000 m3/ngày theo công nghệ AAO 2. Các số liệu ban đầu: Q = 10000 m3/ngày = 417 m3/h = 7 m3/min = 0,116 m3/s 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý - Tính toán các thiết bị chính - Tính toán các thiết bị phụ - Tính chi phí xử lý 4. Các bản vẽ và đồ thị: - Bản vẽ sơ đồ công nghệ đầy đủ - Bản vẽ bố trí tổng mặt bằng - Bản vẽ bố trí cao trình - Bản vẽ chi tiết thiết bị chính 5. Cán bộ hướng dẫn ThS. Trần Ngọc Tân 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án chuyên ngành: 28/9/2011 7. Ngày hoàn thành đồ án chuyên ngành: Hà Nội, ngày tháng năm CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) Nguyễn Đức Long Lời cảm ơn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Trần Ngọc Tân đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành Đồ án chuyên ngành “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lưu lượng 10000 m3/ngày theo công nghệ AAO”. Tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn lớp Kỹ thuật môi trường khóa 52 vì những trao đổi sôi nổi liên quan đến Đồ án chuyên ngành. Hà Nội, 12/2011 Nguyễn Đức Long Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt theo công nghệ AAO Mục Lục Chương 1. Phân tích lựa chọn công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt............................1 1. Nước thải sinh hoạt........................................................................................................1 2. Phân tích lựa chọn công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt......................................3 3. Phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO..............4 3. 1. Xác định dữ liệu thiết kế.......................................................................................4 3. 2. Thuyết minh phương án xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO.............6 Chương 2. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt theo công nghệ AAO......................8 2. 1. Thiết kế các công trình chính.....................................................................................8 2. 1. 1. Song chắn rác.....................................................................................................8 2. 1. 2. Bể lắng cát thổi khí...........................................................................................11 2. 1. 3. Bể diều hòa.......................................................................................................13 2. 1. 4. Bể lắng sơ cấp-Bể làm thoáng sơ bộ................................................................14 Thiết kế vùng phân phối nước thải sinh hoạt vào:...........................................................17 Thiết kế máng thu nước thải ra:.......................................................................................18 2. 1. 5. Cụm bể AAO....................................................................................................18 a) Bể aerobic................................................................................................................18 b) Bể anoxic.................................................................................................................22 c) Bể anaerobic.............................................................................................................25 Tính toán cấp khí cho bể aerobic:................................................................................26 Tính toán khuấy trộn cho bể anoxic và bể anaerobic:..................................................31 Thiết kế đập chảy tràn nước thải:.................................................................................32 2. 1. 6. Bể lắng thứ cấp.................................................................................................33 2. 1. 7. Bể khử trùng.....................................................................................................35 2. 1. 8. Bể nén bùn trọng lực........................................................................................36 2. 1. 9. Bể methane.......................................................................................................40 2. 1. 10. Bể chứa bùn....................................................................................................44 2. 1. 11. Máy ép bùn băng tải.......................................................................................45 Hình 2. 22. Máy ép bùn băng tải......................................................................................46 2. 2. Thiết kế cao trình......................................................................................................47 + Cao trình mương dẫn nước thải đầu ra:....................................................................47 + Cao trình bể tiếp xúc khử trùng:...............................................................................47 + Cao trình bể lắng thứ cấp:.........................................................................................48 + Cao trình các bể AAO:..............................................................................................48 + Cao trình bể lắng sơ cấp:...........................................................................................48 + Cao trình bể làm thoáng sơ bộ:.................................................................................48 + Cao trình bể điều hòa:...............................................................................................48 4 Nguyễn Đức Long + Cao trình bể lắng cát thổi khí:...................................................................................49 + Cao trình hố thu gom –song chắn rác – mương dẫn nước thải đầu vào....................49 + Cao trình các công trình xử lý bùn thải.....................................................................49 2. 3. Tính toán bơm nước thải và bùn thải.......................................................................49 2. 4. Tính toán ống dẫn nước thải và bùn thải..................................................................50 + Ống dẫn nước thải từ hố thu gom lên bể lắng cát thổi khí.......................................51 + Ống dẫn nước thải từ bể lắng cát thổi khí xuống bể điều hòa..................................51 + Ống dẫn nước thải từ bể điều hòa lên bể lắng sơ cấp-bể làm thoáng sơ bộ..............51 + Ống dẫn nước thải từ bể lắng sơ cấp qua bể anaerobic.............................................52 + Ống dẫn nước thải từ bể aerobic qua bể lắng thứ cấp, từ bể lắng sơ cấp qua bể tiếp xúc khử trùng và từ bể tiếp xúc khử trùng qua mương xả thải....................................52 + Ống dẫn bùn hoạt tính tuần hoàn..............................................................................52 + Ống dẫn dòng nước bùn nội tuần hoàn.....................................................................52 + Các ống dẫn bùn khác lấy đường kính D = 140 mm................................................52 2. 5. Mặt bằng tổng thể.....................................................................................................52 Tài liệu tham khảo................................................................................................................54 Nguyễn Đức Long Chương 1. Phân tích lựa chọn công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt 1. Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt được sinh ra từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học và các nơi tương tự khác. Lượng phát sinh nước thải sinh hoạt rất lớn, tùy thuộc vào mức thu nhập, thói quen của dân cư và điều kiện khí hậu. Đối với các nước phát triển chẳng hạn như Mỹ thì một gia đình ba người sử dụng lượng nước 400 l/người.ngày[2], còn mức sử dụng nước trùng bình của thế giới là 35 – 90 l/người.ngày[1] và ở Việt Nam tiêu chuẩn cấp nước cho các đô thị trung bình và nhỏ ở mức 75 – 80 l/người.ngày, các đô thị lớn ở mức 100 – 150 l/người.ngày, vùng nông thôn ở mức 50 l/người.ngày[3]. Có thể ước tính 60 – 90% lượng nước cấp cho sinh hoạt trở thành nước thải sinh hoạt tùy theo vùng và thời tiết[1]. Đặc trưng ô nhiễm của nước thải sinh hoạt chủ yếu là các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng và các chất rắn lơ lửng. WHO (1993)[4] đưa ra tải trọng các chất ô nhiễm tính cho một người dân để xác định nồng độ các chất ô nhiễm đầu vào cho hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt như Bảng 1. 1. Bảng 1. 1. Tải trọng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt đô thị Chất ô nhiễm BOD5 COD TOC TS SS Dầu mỡ Độ kiềm (CaCO3) Chlorides TN (N) Org – N Ammonia − NO 3 Tải lượng (g/ người.ngày) 45 – 54 (1,6 – 1,9)BOD5 (0,6 – 1,0)BOD5 170 – 220 70 – 145 10 – 30 20 – 30 4–8 6 – 12 0,4TN 0,6TN - − NO 2 (0,0 – 0,05)TN TP (P) Org – P Inorg – P Tổng Coliform 0,6 – 4,5 0,3TP 0,7TP 6 10 – 109 MNP/100ml Nguồn: [4] ~1~ Nguyễn Đức Long Đối với các đô thị ở Việt Nam thì tải trọng các chất ô nhiễm tính cho một người dân có thể tham khảo theo Bảng 1. 2. Bảng 1. 2. Tải trọng các chất ô nhiễm tính cho một người dân Việt Nam Chất ô nhiễm SS BOD5 Tải trọng (g/người.ngày) 60 – 65 30 – 35 8 −N NH 4 3−− P PO 4 1,44 Chất hoạt động bề mặt Dầu mỡ Cl- 3,3 2 – 2,5 10 Nguồn: [6] Giá trị điển hình của nồng độ các chất ô nhiễm của nước thải sinh hoạt được cho trong Bảng 1. 3. Bảng 1. 3. Tính chất điển hình của nước thải sinh hoạt đô thị Chất ô nhiễm BOD5 COD TOC TS SS Dầu mỡ Chlorides TN Org – N Ammonia − NO 3 − NO 2 TP Org – P Inorg – P Tổng Coliform Loãng Nồng độ Vừa phải Đậm đặc mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 110 250 80 390 120 50 30 20 8 12 0 190 430 140 720 210 90 50 40 15 25 0 350 800 260 1230 400 100 90 70 25 45 0 mg/l 0 0 0 mg/l mg/l mg/l MNP/100ml 4 1 3 106 - 108 7 2 5 107 - 109 12 4 10 107 - 1010 Đơn vị Nguyễn Đức Long Nguồn: [1] Nước thải sinh hoạt nếu không được xử lý trước khi thải ra các nguồn tiếp nhận thì sẽ gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường và sức khỏe. Nước thải sinh hoạt chứa các chất dinh dưỡng (N, P) có thể gây hiện tượng phú dưỡng các thủy vực nước ngọt. Các nguồn tiếp nhận (sông, hồ) bị ô nhiễm tức là suy giảm cả về chất và lượng đối với tài nguyên nước vốn đã rất hạn chế. Ô nhiễm nguồn nước được cho là nguyên nhân gây ra các bệnh như tiêu chảy, lỵ, tả, thương hàn, viêm gan A, giun, sán. Ở Việt Nam cấp nước sạch sinh hoạt và xử lý nước thải sinh hoạt đang là một vấn đề nan giải. Theo BTN&MTVN (2005) [3] năm 2004 lượng nước sạch sinh hoạt cấp cho đô thị là 3450000 m 3/ngày với tỷ lệ thất thoát 35 – 50%, lượng nước sạch sinh hoạt cấp cho nông thôn mới đạt 40 – 60%, và hầu hết nước thải sinh hoạt chưa được xử lý. Cũng theo BTN&MTVN (2010) [5] thì lượng nước sạch sinh hoạt cấp ở thành phố Hồ Chí Minh là 1200000 m 3/ngày, cùng với quy hoạch 9 nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt, tuy nhiên dự kiến đến 2015 tỷ lệ nước thải sinh hoạt được xử lý cũng chỉ khoảng 50%. 2. Phân tích lựa chọn công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt Cơ sở chung lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có thể kể ra theo 6 yếu tố sau đây [2]: - Tính chất của nước thải đầu vào; Yêu cầu xử lý nước thải theo tiêu chuẩn môi trường; Độ tin cậy của hệ thống; Giới hạn thiết bị; Tuổi thọ thiết kế; Chi phí đầu tư và vận hành. Có rất nhiều công nghệ có thể lựa chọn để xử lý nước thải sinh hoạt cho từng trường hợp cụ thể như: aeroten truyền thống, SBR, MBR, AO, AAO,…. Trong số đó công nghệ AAO có khả năng được chấp nhận trong nhiều trường hợp. Công nghệ AAO được xem là tiên tiến so với công nghệ aeroten truyền thống nhờ khả năng xử lý đồng thời chất hữu cơ, N và P, sinh ra ít bùn hơn và bùn lắng tốt, vận hành đơn giản và tiết kiệm năng lượng [1]. Hiện tại ở Việt Nam xử lý nước thải bằng công nghệ AAO đã được triển khai ở một số nơi như Trung tâm Hội nghị quốc gia, Khu đô thị Mỹ Đình 2 (Hà Nội). Giới thiệu về công nghệ AAO: Sơ đồ công nghệ AAO mô tả như Hình 1. 1 ~3~ Nguyễn Đức Long Hình 1. 1. Sơ đồ công nghệ AAO Công nghệ AAO bao gồm ba vùng liên kết với nhau: anaerobic (yếm khí), anoxic (thiếu khí) và oxic (hiếu khí). Thông thường mỗi vùng được chia làm vài ngăn. Hệ thống các điều kiện môi trường khác nhau như vậy cho phép xử lý đồng thời các chất hữu cơ, N và P. Bùn hoạt tính được tuần hoàn về vùng anaerobic. Hỗn hợp lỏng nội tuần hoàn từ cuối vùng oxic chứa − NO 2 −  và NO 3 đến vùng anoxic để thực hiện quá trình denitrate hóa. Các thông số thiết kế của công nghệ AAO được cho như trong Bảng 1. 3. Bảng 1. 3. Các thông số thiết kế của công nghệ AAO SRT = 5 – 25 ngày MLSS = 3000 – 4000 mg/l HRT của các vùng: Anaerobic: 0,5 – 1,5 h Anoxic: 0,5 – 1 h Oxic: 4 – 8 h RAS = 25 – 100% dòng nước thải đầu vào Hỗn hợp lỏng nội tuần hoàn = 100 – 400% dòng nước thải đầu vào Tuổi thọ thiết kế > 15 năm Nguồn: [1, 2] Công nghệ AAO thường sử dụng cánh khuấy chìm để khuấy trộn trong các vùng anaerobic và anoxic. Có nhiều kiểu thiết bị thổi khí được sử dụng để đáp ứng DO ở vùng oxic. Công nghệ AAO có thể đạt được chất lượng nước đầu ra đến ≤ 1 mg/l TP và  NH 4 . Tuy nhiên NOx – N dòng ra thường giới hạn khoảng 6 – 10 mg/l và phụ thuộc vào dòng vào cũng như hỗn hợp lỏng nội tuần hoàn. 3. Phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO 3. 1. Xác định dữ liệu thiết kế a) Lưu lượng nước thải sinh hoạt Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình: Nguyễn Đức Long Q = 10.000 m3/ ngày = 417 m3/h = 7 m3/min = 0,116 m3/s = 116 l/s Giả sử tiêu chuẩn cấp nước sạch sinh hoạt qc = 200 l/người.ngày và tiêu chuẩn thoát nước thải sinh hoạt bằng 80% lượng đó qt = 160 l/người.ngày. Ước tính dân số: N Q.1000 10000.1000  62500 người qt 160 Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất: Qmax = QKomax ở đây Komax = hệ số không điều hòa lưu lượng lớn nhất = 1,62 (theo TCVN 7957: 2008 với Qtb = 116 l/s). Qmax = 10000.1,62 = 16200 m3/ngày = 675 m3/h = 11,25 m3/ min = 0,188 m3/s = 188 l/s Lưu lượng nước thải sinh hoạt nhỏ nhất: Qmin = QKomin ở đây Komin = hệ số không điều hòa lưu lượng lớn nhất = 0,5924 (theo TCVN 7957: 2008 với Q = 116 l/s). Qmin = 10000.0,5924 = 5924 m3/ngày = 246,83 m3/h = 4,11 m3/ min = 0,07 m3/s = 68,56 l/s b) Tính chất nước thải sinh hoạt đầu vào  Hàm lượng SS của nước thải sinh hoạt đầu vào: i SS  n SS .1000 60.1000  375 mg  l qt 160 với nSS – tải trọng SS tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo TCVN 7957: 2008.  BOD5 của nước thải sinh hoạt đầu vào: BODi5  n BO D .1000 65.1000   406,25 qt 160 5 với nBOD5 – tải trọng BOD5 tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo TCVN 7957: 2008.  Nồng độ NH4 – N của nước thải sinh hoạt đầu vào: NH 4− N  n NH −N .1000 8.1000  50 mg  l qt 160 4 ~5~ Nguyễn Đức Long với n NH − N – tải trọng NH4-N tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo TCVN 4 7957: 2008.  Nồng độ TKN của nước thải sinh hoạt đầu vào: TKN  nTKN .1000 10.1000  62,5 mg  l qt 160 với nTKN – tải trọng TKN tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo WHO (1993).  Nồng độ TP của nước thải sinh hoạt đầu vào: TP với nTP n P .1000 2.1000  12,5 mg  l qt 160 – tải trọng TP tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo WHO (1993)  Độ kiềm của nước thải sinh hoạt đầu vào: Alk  với n Alk n Akl .1000 30.1000  187,5 mg CaCO 3  l qt 160 – tải trọng độ kiềm tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo WHO (1993). c) Yêu cầu nước thải sinh hoạt đầu ra Giả sử nguồn tiếp nhận nước thải sinh hoạt đầu ra là sông có mục đích sử dụng cho cấp nước sạch sinh hoạt. Khi đó nước thải sinh hoạt đầu ra cần đáp ứng cột A của QCVN 14: 2008/BTNMT. Cụ thể: pH = 5 – 9, BOD 5 ≤ 30mg/l, SS ≤ 50 mg/l, NH4-N ≤ 5 mg/l, PO4 - P ≤ 6 mg/l, tổng Coliforms ≤ 3000 MNP/100ml. Dữ liệu thiết kế được tổng hợp lại như sau: Nước thải đầu vào: Nước thải đầu ra: Q = 116 l/s; Q = 116 l/s; pH = 7,5 pH = 5 – 9 SSi = 375 mg/l; SSe ≤ 50 mg/l; BOD5i = 406,25 mg/l; BOD5e ≤ 30 mg/l; NH4-Ni = 50 mg/l; NH4-Ne ≤ 5 mg/l; TKNi = 62,5 mg/l PO4-Pe ≤ 6 mg/l; PO4-Pi = 12,5 mg/l; Độ kiềm = 187,5 mg CaCO3/l ; Tổng Coliforms = 5,5.106 MNP/100 ml Nhiệt độ tối thiểu = 20oC 3. 2. Thuyết minh phương án xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO Phương án xử lý nước thải sinh hoạt banừg công nghệ AAO được mô tả như trên Hình 1. 2. Nguyễn Đức Long Nước thải sinh hoạt đầu vào qua tách rác thô đi vào trạm bơm và được bơm qua bể lắng cát thổi khí, rồi tự chảy qua bể lắng sơ cấp và qua phần xử lý sinh học bằng công nghệ AAO với 3 vùng anaerobic, anoxic và oxic liên kết nhau. Phần xử lý sinh học là công nghệ lõi có nhiệm vụ xử lý chất hữu cơ và đặc biệt là N và P. Tiếp tục nước thải sinh hoạt tự chảy qua bể lắng thứ cấp, qua khử trùng bằng clo trước khi thải ra sông. Rác thô tách được chứa tạm thời ở thùng chứa rồi chuyển đi bãi chôn lấp. Cát từ bể lắng cát thổi khí chuyển đến sân phơi cát để tái sử dụng. Bùn từ bể lắng sơ cấp được đưa đến bể lên men yếm khí, rồi tới bể chứa. Bùn hoạt tính từ bể lắng thứ cấp được trạm bơm bùn hoạt tính bơm một phần tuần hoàn vào bể anaerobic, còn lại được bơm đến bể lắng trọng lực, rồi tới bể methane cho lên men yếm khí thu biogas và giảm lượng bùn thải. Bùn ở bể methane được chứa tạm thời ở bể chứa rồi được tách nước bằng máy ép bùn băng tải. Bùn khô được xe tải chuyển đi bãi chôn lấp hợp vệ sinh hoặc sản xuất phân compost. ~7~ Nguyễn Đức Long Hình 1. 2. Phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO ~8~ Nguyễn Đức Long Chương 2. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt theo công nghệ AAO 2. 1. Thiết kế các công trình chính 2. 1. 1. Song chắn rác Trong trường hợp thiết kế không nhất thiết cần song chắn rác tinh mà chỉ cần song chắn rác thô vì đã có bể lắng sơ cấp [1]. Chọn song chắn rác thô cào rác cơ khí, thanh chắn có tiết diện diện mặt sau hình chữ nhật và mặt trước hình bán nguyệt, kích thước của thanh chắn: rộng w = 10 mm; dày d = 25 mm; khoảng trống thanh chắn b = 20 mm, đặt nghiêng góc θ = 60o so với phương ngang, vận tốc nước thải trước song chắn rác thô v = 0,8 m/s, tổn thất áp suất cho phép 105 – 600 mm. Tổn thất áp suất qua song chắn rác thô tính toán theo công thức của Krischmer (1926) [2]: w 4 3 v2  sinθ b 2g h L B  ở đây w, b, θ và v đã biết, còn B = hệ số tiết diện thanh chắn = 1,83, g = gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2. 4 10 3 0,82  . . sin 60o 20 2.9,81 h L 1,83.   0,0205 m  20,52 mm Vận tốc nước thải chảy qua song chắn rác thô: 1 V 2−v 2 hL    0,7 2g ở đây V = vận tốc nước chảy qua song chắn rác thô. 0,0205 1 0,7  V 0,96 m s V 2 −0,82 2.9,81  Tiết diện nước thải chảy qua song chắn rác thô: A Qmax 0,188  0,196 m 2 V 0,96 Chọn độ sâu nước thải trước song chắn rác thô = D = 0,5 m Tổng khoảng trống của song chắn rác thô: ~9~ Nguyễn Đức Long A 0,196  0,40 m D 0,5 B Số khoảng trống của song chắn rác thô: n B 0,40   20 b 0,02 Vậy cần dùng 19 thanh chắn. Bề rộng của song chắn rác thô:  W w  n−1  bn  10  20−1  20.20 590 mm  0,59 m Chiều cao của song chắn rác thô: H D sinθ  0,5 sin 60o  0,58 m Cốt sàn nhà đặt song chắn rác thô phải cao hơn mức nước cao nhất của nước thải trước song chắn rác thô 0,5 m. Do đó, có thể chọn chiều cao của song chắn rác thô = H = 1,08 m. Chọn chiều dài phần mương đặt song chắn rác thô = Ls = 1 m Chọn chiều rộng của mương dẫn = Wm = 0,4 m, góc nghiêng chỗ mở rộng trước song chắn rác thô = φ = 20o. Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác thô: L1   W −W m 2tanφ 0,59−0,4 o 2. tan 20  0,26 m Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác thô: L 2 L1 2  0,26 2  0,13 m Chiều dài xây dựng mương để đặt song chắn rác thô: L = L1 + Ls + L2 = 0,26 + 1+ 0,13 = 1,39 m Thể tích rác trong ngày: ~ 10 ~ Nguyễn Đức Long Vr nr N 365.1000 ở đây N đã biết, nr = lượng rác tính cho đầu người trong năm, lấy theo TCVN 7957: 2008 = 8 l/người.năm. Vr 8.62500 365.1000 3 1,37 m  ngày Khối lượng riêng của rác = ρr = 750 kg/m3 Khối lượng rác trong ngày: Gr V r ρr 1,37.750 1027,5 kg  ngày Khối lượng rác từng giờ trong ngày: gr  Gr K 24 h ở đây Kh = hệ số không điều hòa giờ của rác = 2. gr  1027,5 .2 24 85,63 kg  h Hình 2. 1. Song chắn rác thô Phần rác hữu cơ nghiền nhỏ bằng máy nghiền rác công suất 0,1 T/h (2 máy nghiền rác, 1 máy nghiền rác làm việc và 1 máy nghiền rác dự phòng) sau chuyển đến bể lên men yếm khí cùng với bùn sơ cấp, còn phần rác còn lại (gỗ tấm, nilon, …) thì chứa tạm trong thùng chứa chờ đem chôn lấp. ~ 11 ~ Nguyễn Đức Long Quanh song chắn rác thô có lối đi rộng 1,2 m, còn phía trước song chắn rác thô để lối đi rộng 1,5 m theo TCVN 7957: 2008. 2. 1. 2. Bể lắng cát thổi khí Để đảm bảo vận hành cần 2 bể lắng cát thổi khí, trong đó 1 bể lắng cát thổi khí để dự phòng. Bể lắng cát thổi khí có thể loại bỏ cát có kích thước từ 0,21 mm trở lên với hiệu quả gần 100 %, còn cát có kích thước 0,1 – 0,2 mm thì hiệu quả chừng 65 – 75%, và cát thu được khá sạch với không quá 10% thành phần hữu cơ [1,2]. Bể lắng cát thổi khí có thiết kế hình học dài và hẹp, tiết diện ngang kiểu bóng đèn hình giúp tăng cường hiệu quả lắng cát và dễ vận hành. Theo [1] thời gian lưu nước thải sinh hoạt trong bể lắng cát thổi khí có thể chọn τ = 4 phút. Thể tích bể lắng cát thổi khí: V Q max τ  0,188.4.60  45,12 m 3 Cũng theo Metlcalt & Eddy, Inc (2003) chọn chiều sâu và chiều rộng tương ứng là D = 2 m và W = 3 m. Chiều dài: L V 45,12  7,52 m DW 2.3 L nằm trong khoảng 7,5 – 27,5 m, được chấp nhận. Kiểm tra các tỷ lệ: W: D = 1,5 :1, được chấp nhận L: W = 2,51: 1, được chấp nhận Tiêu chí thiết kế cơ bản của bể lắng cát thổi khí là vận tốc dòng ngang qua đáy bể, có thể theo phương trình Albrecht (1967) (Mackenlzie L. David, 2010): vb   S Af K db  1 2 ở đây: vb = vận tốc dòng ngang qua đáy bể, m/s; Af = tốc độ thổi khí trên đơn vị chiều dài, m3/s.m; db = chiều cao khe, m; ~ 12 ~ Nguyễn Đức Long S = D – db = độ ngập nước, m; K = hệ số kích thước, m/s Theo Melcatl & Eddy (2003), Mackenlzie L. David (2010) thì K = 0,7 m/s và có thể chọn Af = 0,0075 m3/s.m và db = 0,6 m. Kiểm tra vb: vb    2−0,6  .0,0075 0,7.0,6  1 2  0,158 m s vb nằm trong khoảng 0,03 – 0,45 m/s, được chấp nhận. Tổng cường độ thổi khí = AfL = 0,0075. 7,52 = 0,0564 m3/s Đầu sục khí đặt cách đáy = 0,8 m. Trong trường hợp xấu nhất tải trọng cát trong nước thải sinh hoạt = 0,2 m /1000m3. Thể tích cát được loại bỏ: 3 V g 0,2 .162003,24 m3  ngày 1000 Cát có thể được lấy ra khỏi bể lắng cát thổi khí bằng máy vít tải, ưu điểm là cát thu được có độ ẩm nhỏ. Chiều dài máng thu cát = L g = L. Giả sử chiều rộng máng thu cát W g = 1 m với các bên theo chiều dài. Chiều sâu máng thu cát = Dg: Dg Vg 3,24  0,431 m W g L 1.7,52 Độ dốc ngang của đáy bể i = 0,4 (TCVN 7957: 2008) về phía máng thu cát. Hệ thống sục khí gồm các đầu sục khí tạo bọt khí thô đặt thành một hàng cách đáy 0,8 m. Theo Mackenzie L. David (2010) cường độ cấp khí 0,0019 – 0,0125 m3 air/ m chiều dài.s, chẳng hạn ta chọn = 0,005 m3 air/ m chiều dài.s. Do đó cần chọn máy thổi khí có năng suất Q air = 0,005.7,52 = 0,0376 m3 air/s = 135,36 m3 air/h và áp suất làm việc thích hợp. Vách ngăn theo chiều dọc đặt cách thành gần đầu sục khí 1 m để kiểm sóat dòng nước cuộn. Ngoài ra bể lắng cát thổi khí còn có các vách ngăn ở đầu nước thải sinh hoạt vào, ra và ngang giữa để giảm các xoáy rối. Tốc độ dòng nước thải chuyển động tịnh tiến theo chiều dọc bể lắng cát thổi khí = v = 0,08 – 0,12 m/s, ở đây chọn v = 0,1 m/s để thiết kế cửa nước ra tiết diện hình chữ nhật. Tiết diện cửa nước ra: ~ 13 ~ Nguyễn Đức Long  Q 0,116  1,16 m2 v 0,1 Hình 2. 2. Bể lắng cát thổi khí Chọn chiều dài cửa nước ra = 2,5 m; Chiều cao cửa nước ra = 1,16/ 2,5 = 0,464 m 2. 1. 3. Bể diều hòa Giả thiết bể điều hòa chỉ điều hòa về lưu lượng. Vì không có biểu đồ dao động nước thải sinh hoạt theo giờ trong ngày nên chọn thời gian lưu nước thải sinh hoạt trong bể điều hòa = 3 h. Thể tích bể điều hòa: 3  417.31251 m Thể tích bể điều hòa thực tế lấy dư 20% thể tích bể lý thuyết [1,2]: 1251.1,201501 m 3 Chọn thiết kế bể điều hòa có tiết diện bề mặt hình tròn, chiều sâu = 4,5 m, đường kính = 20,5 m. Mực nước tối thiểu trong bể điều hòa tùy theo phương thức làm thoáng nhưng thường mong muốn duy trì ở 1,5 – 2,0 m. Độ dốc đáy bể điều hòa khoảng 3:1 – 2:1. Bể điều hòa xây dựng bằng bê-tông. ~ 14 ~ Nguyễn Đức Long Bể điều hòa được làm thoáng cưỡng bức bằng hệ thống sục khí với đầu sục khí tạo bọt khí thô. Theo [2] cường độ sục khí = 1,8 – 2,9 m 3 air/ m3 nước thải.h, giả sử thiết kế với cường độ sục khí = 2,0 m 3 air/ m3 nước thải.h. Theo đó, cần chọn máy thổi khí có năng suất: 3 1251.2 2502 m air  h và áp suất thích hợp Hệ thống sục khí gồm các đĩa phân phối khí thô đặt ở đáy bể điều hòa theo dạng như Hình Hình 2. 3. Bể điều hòa Sử dụng loại đĩa phân phối khí thô Airflex ® Cap:AFC75 (Stamford Scientific International, Inc) với các thông số kỹ thuật: tải trọng khí thiết kế = 7 – 10 Nm3/h, tải trọng khí khi làm việc cao tải = 17 Nm 3/h, số lượng khe hở = 10 lỗ × Φ 5mm, vật liệu nhựa acrylic chống tia cực tím. Số đĩa phân phối khí thô cần thiết:  2502 250 10 2. 1. 4. Bể lắng sơ cấp-Bể làm thoáng sơ bộ Số bể lắng sơ cấp = 2, làm việc đồng thời. Theo [1, 2] chọn tải trọng = OR = 40 m 3/m2.ngày. Ở lưu lượng trung bình, diện tích tiết diện ngang cần thiết: A Q 10000 2   250 m  40 ~ 15 ~
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan