Tài liệu Đồ án môn học thiết kế hệ thống nước thải khu dần cư 5000 dân

MUÏC LUÏC Chöông I..............................................................................................................................3 TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT.................................................................3 1. Nguoàn goác nöôùc thaûi sinh hoaït...............................................................................3 2. Thaønh phaàn vaø ñaëc tính nöôùc thaûi sinh hoaït........................................................3 3. Taùc haïi ñeán moâi tröôøng..........................................................................................3 4. Baûo veä nguoàn nöôùc maët khoûi söï oâ nhieãm do nöôùc thaûi........................................4 Chöông II.............................................................................................................................5 TOÅNG QUAN VEÀ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT VAØ XÖÛ LYÙ CAËN..............................................................................................................................5 1. Xöû lyù cô hoïc............................................................................................................5 2. Khöû truøng nöôùc thaûi................................................................................................5 3. Xöû lyù caën nöôùc thaûi.................................................................................................6 Chöông III...........................................................................................................................7 QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ VAØ THUYEÁT MINH..........................................................7 1. Quy trìng coâng ngheä...............................................................................................8 2. Thuyeát minh............................................................................................................8 Chöông IV.........................................................................................................................10 TÍNH TOAÙN CUÏ THEÅ CAÙC COÂNG TRÌNH..................................................................10 1. Song chaén raùc........................................................................................................10 2. Haàm bôm tieáp nhaän..............................................................................................11 3. Beå laéng caùt thoåi khí..............................................................................................12 4. Saân phôi caùt...........................................................................................................14 5. Möông oxy hoaù.....................................................................................................14 6. Beå laéng II..............................................................................................................19 7. Saân phôi buøn.........................................................................................................21 8. Tính toaùn caùc thieát bò phuï.....................................................................................21 Chöông V...........................................................................................................................23 TÍNH TOAÙN KINH TEÁ Ï...................................................................................................23 1. Chi phí ñaàu tö ban ñaàu..........................................................................................23 1 2. Chi phí quaûn lyù vaø vaän haønh................................................................................24 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO................................................................................................25 2 Chöông I. TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT 1. Nguoàn goác nöôùc thaûi sinh hoaït Nöôùc thaùi sinh hoaït laø nöôùc ñöôïc thaûi boû sau khi söû duïng cho caùc muïc ñích sinh hoaït cuûa coäng ñoàng: taém, giaët giuõ,taåy röûa, veä sinh caù nhaân,… Chuùng thöôøng ñöôïc thaæ ra töø caùc caên hoä, cô quan, tröôøng hoïc, beänh vieän, chôï, vaø caùc coâng trình coâng coäng khaùc. Löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa moät khu daân cö phuï thuoäc vaøo daân soá, vaøo tieâu chuaån caáp nöôùc vaø ñaëc ñieåm cuûa heä thoáng thoaùt nöôùc. Tieâu chuaån caáp nöôùc sinh hoaït cho moät khu daân cö phuï thuoäc vaøo khaû naêng cung caáp nöôùc cuûa caùc nhaø maùy nöôùc hay caùc traïm caáp nöôùc hieän coù. Caùc trung taâm ñoâ thò thöôøng coù tieâu chuaån caáp nöôùc cao hôn so vôùi caùc vuøng ngoaïi thaønh vaø noâng thoân, do ñoù löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït tính treân moät ñaàu ngöôøi cuõng coù söï khaùc bieät giöõa thaønh thò vaø noâng thoân. Nöôùc thaûi sinh hoaït ôû caùc trung taâm ñoâ thò thöôøng thoaùt baèng heä thoáng thoaùt nöôùc daãn ra caùc soâng raïch, coøn caùc vuøng ngoaïi thaønh vaønoâng thoân do khoâng coù heä thoáng thoaùt nöôùc neân nöôùc thaûi thöôøng ñöôïc tieâu thoaùt töï nhieân vaøo caùc ao hoà hoaëc thoaùt baèng bieän phaùp töï thaám. 2. Thaønh phaàn vaø ñaëc tính nöôùc thaûi sinh hoaït Thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït goàm 2 loaïi:  Nöôùc thaûi nhieãm baån do chaát baøi tieát cuûa con ngöôøi töø caùc phoøng veä sinh  Nöôùc thaûi nhieãm baån do caùc chaát thaûi sinh hoaït: caën baõ töø nhaø beáp, caùc chaát röûa troâi, keå caû laøm veä sinh saøn nhaø. Nöôùc thaûi sinh hoaït chöùa nhieàu chaát höõu cô deã bò phaân huyû sinh hoïc, ngoaøi ra coøn coù caû caùc thaønh phaàn voâ cô, vi sinh vaät vaø vi truøng gaây beänh raát nguy hieåm. Chaát höõu cô chöùa trong nöôùc thaûi bao goàm caùc hôïp chaát nhö protein(40-50%);hydrat cacbon(4050%). Noàng ñoä chaát höõu cô trong nöôùc thaûi sinh hoaït dao ñoäng trong khoaûng 150450mg/l theo troïng löôïng khoâ. Coù khoaûng 20-40% chaát höõu cô khoù bò phaân huyû sinh hoïc. Ôû nhöõng khu daân cö ñoâng ñuùc, ñieàu kieän veä sinh thaáp keùm, nöôùc thaûi sinh hoaït khoâng ñöôïc xöû lyù thích ñaùng laø moät trong nhöõng nguoàn gaây oâ nhieãm moâi tröôøng nghieâm troïng. 3. Taùc haïi ñeán moâi tröôøng Taùc haïi ñeán moâi tröôøng cuûa nöôùc thaûi do caùc thaønh phaàn oâ nhieãm toàn taïi trong nöôùc thaûi gaây ra.  COD, BOD: söï khoaùng hoaù, oån ñònh chaát höõu cô tieâu thuï moät löôïng lôùn vaø gaây thieáu huït oxy cuûa nguoàn tieáp nhaän daãn ñeán aûnh höôûng ñeán heä sinh thaùi moâi tröôøng nöôùc. Neáu oâ nhieãm quaù möùc, ñieàu kieän yeám khí coù theå hình thaønh. 3 Trong quaù trình phaân huyû yeám khí sinh ra caùc saûn phaåm nhö H2S, NH3, CH4,..laøm cho nöôùc coù muøi hoâi thuùi vaø laøm giaûm pH cuûa moâi tröôøng.  SS: laéng ñoïng ôû nguoàn teáp nhaän, gaây ñieàu kieän yeám khí.  Nhieät ñoä: nhieät ñoä cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït thöôøng khoâng aûnh höôûng ñeán ñôøi soáng cuûa thuyû sinh vaät nöôùc.  Vi truøng gaây beänh: gaây ra caùc beänh lan truyeàn baèng ñöôøng nöôùc nhö tieâu chaûy, ngoä ñoäc thöùc aên, vaøng da,…  Ammonia, P: ñaây laø nhöõng nguyeân toá dinh döôõng ña löôïng. Neáu noàng ñoä trong nöôùc quaù cao daãn ñeán hieän töôïng phuù döôõng hoaù ( söï phaùt trieån buøng phaùt cuûa caùc loaïi taûo, laøm cho noàng ñoä oxy trong nöôùc raát thaáp vaøo ban ñeâm gaây ngaït thôû vaø dieät vong caùc sinh vaät, trong khi ñoù vaøo ban ngaøy noàng ñoä oxy raát cao do quaù trình hoâ haáp cuûa taûo thaûi ra ).  Maøu: maát myõ quan.  Daàu môõ: gaây muøi, ngaên caûn khueách taùn oxy treân beà maët. 4. Baûo veä nguoàn nöôùc maët khoûi söï oâ nhieãm do nöôùc thaûi Nguoàn nöôùc maët laø soâng hoà, keânh raïch, suoái, bieån, … nôi tieáp nhaän nöôùc thaûi töø khu daân cö, ñoâ thò , khu coâng nghieäp hay caùc xí nghieäp coâng nghieäp. Moät soá nguoàn nöôùc trong soá ñoù laø nguoàn nöôùc ngoït quí giaù, soáng coøn cuûa ñaát nöôùc, neáu ñeå bò oâ nhieãm do nöôùc thaûi thì chuùng ta phaûi traû giaù raá t ñaét vaø haäu quaû khoâng löôøng heát. Vì vaäy, nguoàn nöôùc phaûi ñöôïc baûo veä khoûi söï oâ nhieãm do nöôùc thaûi. Oâ nhieãm nguoàn nöôùc maët chuû yeáu laø do taát caû caùc daïng nöôùc thaûi chöa xöû lyù xaû vaøo nguoàn nöôùc laøm thay ñoåi caùc tính chaát hoaù lyù vaø sinh hoïc cuûa nguoàn nöôùc. Söï coù maët cuûa caùc chaát ñoäc haïi xaû vaøo nguoàn nöôùc seõ laøm phaù vôõ caân baèng sinh hoïc töï nhieân cuûa nguoàn nöôùc vaø kìm haõm quaù trình töï laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc. Khaû naêng töï laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc phuï thuoäc vaøo caùc ñieàu kieän xaùo troän vaø pha loaõng cuûa nöôùc thaûi vôùi nguoàn. Söï coù maët cuûa caùc vi sinh vaät, trong ñoù coù caùc vi khuaån gaây beänh, ñe doaï tính an toaøn veä sinh nguoàn nöôù. Bieän phaùp ñöôïc coi laø hieäu quaû nhaát ñeå baûo veä nguoàn nöôùc laø:  Haïn cheá soá löôïng nöôùc thaûi xaû vaøo nguoàn nöôùc.  Giaûm thieåu noàng ñoä oâ nhieãm trong nöôùc thaûi theo qui ñòng baèng caùch aùp duïng coâng ngheä xöû lyù phuø hôïp ñuû tieâu chuaån xaû ra nguoàn nöôùc. Ngoaøi ra, vieäc nghieân cöùu aùp duïng coâng ngheä söû duïng laïi nöôùc thaûi trong chu trình kín coù yù ngiaõ ñaëc bieät quan troïng. 4 Chöông II. TOÅNG QUAN VEÀ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT VAØ XÖÛ LYÙ CAËN. 1. Xöû lyù cô hoïc Xöû lyù cô hoïc laø nhaèm loaïi boû caùc taïp chaát khoâng hoaø tan chöùa trong nöôùc thaûi vaø ñöôïc thöïc hieän ôû caùc coâng trình xöû lyù: song chaén raùc, beå laéng caùt, beå laéng, beå loïc caùc loaïi. Song chaén raùc, löôùi chaén raùc laøm nhieäm vuï giöõ laïi caùc chaát baån kích thöôùc lôùn coù nguoàn goác höõu cô. Beå laéng caùt ñöôïc thieát keá trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi nhaèm loaïi boû caùc taïp chaát voâ cô, chuû yeáu laø caùt chöùa trong nöôùc thaûi. Beå laéng laøm nhieäm vuï giöõ laïi caùc taïp chaát laéng vaø caùc taïp chaát noåi chöùa trong nöôùc thaûi. Khi caàn xöû lyù ôû möùc ñoä cao(xöû lyù boå sung) coù theå söû duïng caùc beå loïc, loïc caùt,.. Veà nguyeân taéc, xöû lyù cô hoïc laø giai ñoaïn xöû lyù sô boä tröôùc khi xöû lyù tieáp theo. 1. Xöû lyù sinh hoïc Cô sôû cuûa phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc nöôùc thaûi laø döïa vaøo khaû naêng oxy hoaù caùc lieân keát höõu cô daïng hoaø tan vaø khoâng hoaø tan cuûa vi sinh vaät – chuùng söû duïng caùc lieân keát ñoù nhö laø nguoàn thöùc aên cuûa chuùng. Caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän töï nhieân goàm coù:  Hoà sinh vaät  Heä thoáng xöû lyù baèng thöïc vaät nöôùc(luïc bình, lau, saäy, rong- taûo,..)  Caùnh ñoàng töôùi  Caùnh ñoàng loïc  Ñaát ngaäp nöôùc Caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän nhaân taïo goàm coù:  Beå loïc sinh hoïc caùc loaïi  Quaù trình buøn hoaït tính  Loïc sinh hoïc tieáp xuùc daïng troáng quay(RBC)  Hoà sinh hoïc thoåi khí  Möông oxy hoaù,…. 2. Khöû truøng nöôùc thaûi Khöû truøng nöôùc thaûi laø giai ñoaïn cuoái cuøngcuûa coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi mhaèm loaïi boû vi truøng vaø virus gaây beänh tröôùc khi xaû vaøo nguoàn nöôùc. 5 Ñeå khöû truøng nöôùc thaûi coù theå söû duïng clo vaø caùc hôïp chaát chöùa clo, coù theå tieán haønh khöû truøng baèng ozoân, tia hoàng ngoaïi, ion baïc, .. nhöng caàn phaûi caân nhaéc kyõ veà maët kinh teá. 3. Xöû lyù caën nöôùc thaûi Nhieäm vuï cuûa xöû lyù caën ( caën ñöôïc taïo neân trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi) laø:  Laøm giaûm theå tích vaø ñoä aåm cuûa caën  Oån ñònh caën  Khöû truøng vaø söû duïng laïi caën cho caùc muïc ñích khaùc nhau Raùc( goàm caùc taïp chaát khoâng hoaø tan kích thöôùc lôùn: caën baõ thöïc vaät, giaáy, gieû lau,..) ñöôïc giöõ laïi ôû song chaén raùc coù theå ñöôïc chôû ñeán baõi raùc( neáu löôïng raùc khoâng lôùn) hay nghieàn raùc vaø sau ñoù daãn ñeán beå meâtan ñeå tieáp tuïc xöû lyù. Caùt töø caùc beå laéng ñöôïc daãn ñeán saân phôi caùt ñeå laøm raùo nöôùc vaø chôû ñi söû duïng vaøo muïc ñích khaùc. Caën töôi töø beå laéng caùt ñôït moät ñöôïc daãn ñeán beå meâtan ñeå xöû lyù Moät phaàn buøn hoaït tính (vi sinh vaät lô löûng) töø beå laéng ñôït 2 ñöôïc daãn trôû laïi aeroten ñeå tieáp tuïc tham gia quaù trình xöû lyù (goïi laø buøn hoaït tính tuaàn hoaøn) , phaàn coøn laïi ( goïi laø buøn hoaït tính dö) ñöôïc daãn ñeán beå neùn buøn ñeå laøm giaûm ñoä aåm vaø theå tích, sau ñoù ñöôïc daãn vaøo beå meâtan ñeå tieáp tuïc xöû lyù. Ñoái vôùi caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi xöû duïng beå biophin vôùi sinh vaät dính baùm, thì buøn laéng ñöôïc goïi laø maøng vi sinh vaø ñöôïc daãn ñeán beå meâtan. Caën ra khoûi beå meâtan coù ñoä aåm 96-97%. Ñeå giaûm theå tích caën vaø laøm raùo nöôùc coù theå öùng duïng caùc coâng trình xöû lyù trong ñieàu kieän töï nhieân nhö: saân phôi buøn, hoà chöùa buøn, hoaëc trong ñieàu kieän nhaân taïo: theát bò loïc chaân khoâng, theát bò loïc eùp, thieát bò li taâmcaën,… Ñoä aåm cuûa caën sau xöû lyù ñaït 55-75%. Ñeå tieáp tuïc xöû lyù caën coù theå thöïc hieän saáy baèng nhieät vôùi nhieàu daïng thieát bò khaùc nhau: thieát bò saáy daïng oáng, daïng khí neùn, daïng baêng taûi,…Sau khi saáy ñoä aåm coøn 2530% vaø caën o83 daïng haït deã daøng vaän chuyeån. Ñoái vôùi caùc traïm xöû lyù coâng suaát nh, vieäc xöû lyù caën coù theå tieán haønh ñôn giaûn hôn: neùn vaø sau ñoù laøm raùo nöôùc ôû saân phôi caën treân neàn caùt. 6 Chöông III. QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ VAØ THUYEÁT MINH Caùc löu löôïng tính toaùn 250l / ng.d * 5000 ng q tc * N Qdtb = = = 1250 m 3 / d 3 3 1000l / m 1000l / m Qdmax = K dmax * Qdtb = 1,3 * 1250 m 3 / d = 1625m 3 / d Qdmin = K dmin * Qdtb = 0,8 * 1250m 3 / d = 1000 m 3 / d Q max 1625m 3 / d Qhmax = K hmax * d  2*  135,42m 3 / h 24h / d 24h / d min Qd 1000 m 3 / d Qhmin = K hmin *  0,5 *  20,83m 3 / h 24h / d 24h / d max 3 Qh 135,42m / h * 1000l / m 3 Qsmax =   37,62l / s 3600 s / h 3600 s / h Qhmin 20,83m 3 / h * 1000 l / m 3 Qsmin =   5,79l / s 3600 s / h 3600 s / h Caùc thoâng soá nöôùc thaûi ñaàu vaøo  BOD5 = 200 mg/l  SS = 120 mg/l  COD = 300mg/l  pH = 7  Nhieät ñoä 300C  Toång ni tô 70 mg/l  Höõu cô 25mg/l  Amonia töï do 45mg/l  Toång photpho 12 mg/l  Höõu cô 4mg/l  Voâ cô 8mg/l  Coliform N0/100 107 MPN/100ml 7 Yeâu caàu nöôùc thaûi ñaàu ra  BOD5  30mg/l  SS  50mg/l  pH = 5- 9  Nitrat(NO3-)  30mg / l  Phosphat(PO4-)  6mg / l  Toång Coliforms  1000 MNP / 100 ml 1. Quy trìng coâng ngheä Error: Reference source not found Quy trình xöû lyù nöôùc thaûi khu daân cö 5000 daân 2. Thuyeát minh  Nöôùc thaûi töø khu daân cö tröôùc khi ñi vaøo beå laéng caùt thoåi khí ñöôïc cho qua song chaén raùc vaø doàn veà haàm bôm tieáp nhaän. Khi qua song chaén raùc, caùc thaønh phaàn nhö nhaùnh caây, goã, nhöïa, giaáy, laù caây, reã caây, gieû raùch,..bò giöõ laïi vaø ñöôïc thu gom baèng thuû coâng cho vaøo thuøng chöùa raùc.  Beå laéng caùt coù nhieäm vuï taïo thôøi gian löu vaø thu giöõ caùc haït caùt soûi coù kích thöôùc lôùn hôn 0,2mm. Heä thoáng coù 2 ñôn nguyeân hoaït ñoäng luaân phieân nhau. Töø ñaây, nöôùc thaûi ñöôïc ñöa thaúng qua möông oxy hoaù maø khoâng caàn qua beå laéng I.  Taïi möông oxy hoaù, döôùi quaù trình phaân huyû cuûa caùc vi sinh vaät , phaàn lôùn caùc hôïp chaát höõu cô deã phaân huyû sinh hoïc ñeàu bò khoaùng hoaùtrong vuøng hieáu khí. Taïi vuøng thieáu khí cuûa möông oxy hoaù, xaûy ra quaù trình khöû caùc nguyeân toá ni tô, phoát pho ñeå ñaûm baûo haøm löôïng khoâng vöôït möùc tieâu chuaån khi thaûi ra moâi tröôøng beân ngoaøi. Möông oxy hoaù hoaït ñoäng theo nguyeân taéc cuûa buøn hoaït tính sinh tröôûng lô löûng keát hôïp vôùi beå laéng ñôït 2 , ñaët ngay phía sau möông.  Beå laéng ñôït 2 ñöôïc xaây döïng theo moâ hình beå laéng ly taâm coù thôøi gian löu nöôùc töø 1,5-3 giôø. Döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc vaø löïc ly taâm caùc haït boâng buøn hoaït tính sa laéng xuoáng ñaùy. Moät phaàn buøn hoaït tính ñöôïc tuaàn hoaøn trôû laïi möông oxy hoaù, phaàn buøn dö ñöôïc ñöa ra saân phôi buøn. Buøn ñöôïc taùch nöôùc vaø ñöa ñi laøm phaân boùn caây.  Nöôùc thaûi sau khi qua heä thoáng coù caùc chæ tieâu thoaõ maõn vôùi yeâu caàu xaû thaûi vaø ñöôïc xaû vaøo nguoàn nöôùc maët cuûa ñòa phöông. 8 Chöông IV. TÍNH TOAÙN CUÏ THEÅ CAÙC COÂNG TRÌNH 1. Song chaén raùc Nhieäm vuï: Khöû caën raén thoâ(raùc) nhö : nhaønh caây, goã, nhöïa, giaáy, laù caây, reã caây, gieû raùch,… Baûo veä bôm, van, ñöôøng oáng , caùnh khuaáy,.. Thoâng soá Kích thöôùc song chaén Roäng ,mm Daøy ,mm Ke hôû giöõa caùc thanh,mm Ñoä doác theo phöông ñöùng, ñoä Toác ñoä doøng chaûy trong möông ñaët song chaén ,m/s Toån thaát aùp löïc cho pheùp ,mm Laøm saïch thuû coâng 5-15 25-38 25-50 30-45 0,3-0,6  150 Tính toaùn thieát keá Caùc thoâng soá tính toaùn cho song chaén raùc Choïn kích thöôùc möông B*H = 0,4m*0,4m Chieàu cao lôùp nöôùc trong möông Qsmax 37,62l / s * 1m 3 / 1000l h = = = 0,24 m 0,4m * 0,4m / s B *U Error: Reference source not found Choïn kích thöôùc thanh w* d = 10mm*30mm vaø b = 30mm Tính soá song chaén raùc (n)  Soá khe hôû n+1 B = n*w + (n+1)b 400 = 10*n + 30(n+1) 400 = 40n + 30  n= 10 thanh Ñieàu chænh khoaûng caùch giöõa caùc thanh 400 = 10*10 + (10+1)*b b= 27,27 mm Toån thaát aùp löïc qua song chaén 9 Toång tieát dieän caùc khe song chaén A = (B – w*n)*h A = (0,4 – 0,01*10)*0,24 = 0,072m2 Vaän toác doøng chaûy qua song chaén 37,62l / s * 1m 3 / 1000l Q max  0,52 m / s V = s = 0,072 m 2 A Toån thaát aùp löïc qua song chaén hl = 1 * V 2  U 2 Ø  = 0,7 * 2 g    1 *  0,52   0,4 2  0,008m  0,15m 0,7 * 2 * 9,81 2 2. Haàm bôm tieáp nhaän Nhieäm vuï: Taïo ñoä saâu nöôùc caàn thieát cho bôm hoaït ñoäng. Tính toaùn thieát keá Theå tích haàm bôm tieáp nhaän Vb = Qhmax*t = 135,42m3/h*15ph*1h/60ph = 33,86m3 (t=10-30ph) Choïn chieàu saâu höõu ích h = 3m. Chieàu cao an toaøn hf = 1m. Chieàu saâu toång coäng H = 3m + 1m = 4 m Choïn haàm bôm hình troøn , ñöôøng kính 4 * Vb 4 * 33,86m 3 D =  4m =  *3 *h Kích thöôùc haàm bôm tieáp nhaän D*H = 4m*4m Choïn bôm nhuùng chìm ñaët taïi haàm bôm coù Qb = Qhmax = 135m3/h, coät aùp H= 8m 3. Beå laéng caùt thoåi khí Nhieäm vuï Loaïi boû caùt soûi coù kích thöôùc haït lôùn hôn 0,2mm. Giaûm caën laéng trong oáng, möông oxy hoaù. 10 Tính toaùn thieát keá Caùc thoâng soá cô baûn thieát keá beå laéng caùt thoåi khí STT Thoâng soá thieát keá 1 Thôøi gian löu nöôùc tính theo löu löôïng giôø lôùn nhaát, (phuùt) Kích thöôùc: Chieàu cao(m) Chieàu daøi(m) Chieàu roäng(m) Tæ soá giöõa chieàu roäng vaø chieàu cao Tæ soá giöõa chieàu daøi vaø chieàu roäng Löôïng khoâng khí cung caáp (m3/phuùt.mdaøi) Löôïng caùt laéng trong beå, m3/103m3 nöôùc thaûi 2 3 4 5 6 Khoaûng giaù trò 2-5 Giaù trò ñaëc tröng 3 2,0-5,0 7,5-2,0 2,4-7,0 1 :1-5 :1 3 :1-5 :1 0,2-0,5 0,004-0,2 1,5 :1 4 :1 0,15 Choïn hai beå laéng caùt. Thôøi gian löu nöôùc choïn t= 3phuùt  Theå tích moät beå V  t * Qsmax  3 phuùt * 60s / phuùt * 37,62l / s * 1m 3 / 1000l  3,4 m 3 2 Choïn chieàu cao nöôùc trong beå : H = 1m Chieàu roäng cuûa beå : B = 1,2*1=1,2m V 3,4 Chieàu daøi beå : L  BH  1,2 * 1  3m  Löôïng khoâng khí caàn caáp cho 1 beå Qkk  LxI  3  0,4  1,2m 3 / phuùt Trong ñoù: I = Cöôøng ñoä khoâng khí cung caáp treân meùt daøi beå, I = 0,4 m3/ phuùt.meùt daøi.  Löu löôïng khoâng khí toång coäng caàn cung caáp cho beå laéng caùt tính theo coâng thöùc: Qkktc  Qkk  n  1,2  2  2,4m 3 / phuùt Trong ñoù : Qkk = löu löôïng khoâng khí cung caáp cho moät ñôn nguyeân, Qkk = 1,2m3/phuùt; n = Soá ñôn nguyeân cong taùc, n = 2  Löôïng caùt trung bình sinh ra moãi ngaøy: Qdtb  qo 1250  0,15 Wc    0,1875m 3 / d 1000 1000 tb Trong ñoù: Qd = Löu löôïng nöôùc thaûi trung bình ngaøy, Qdtb =1250m3/d q0 = löôïng caùt trong 1000 m3 nöôùc thaûi, q0 = 0,15 m3 caùt / 1000 m3 11  Chieàu cao lôùp caùt trong moät ngaøy ñeâm : hc  Wc  t 0,1875  1   0,026m L  B  n 3  1,2  2 Trong ñoù: Wc = Löôïng caùt sinh ra trung bình trong moät ngaøy ñeâm, Wc = 0,1875 m3/d t = chu kyø xaû caùt , t=1d  Chieàu cao xaây döïng cuûa beå laéng caùt thoåi khí ñöôïc tính theo coâng thöùc: H xd  H  hc  hbv  1  0,026  0,4  1,426m Trong ñoù: Hxd = Chieàu cao coâng taùc cuûa beå laéng caùt thoåi khí, H = 1m hc = Chieàu cao lôùp caùt trong beå laéng caùt thoåi khí, hc = 0,026m hbv = Chieàu cao vuùng baûo veä cuûa beå laéng caùt thoåi khí, hbv = 0,4m 4. Saân phôi caùt Nhieäm vuï: Caùt laáy ra khoûi beå laéng caùt coøn chöùa nhieàu nöôùc neân caàn phôi khoâ tröôùc khi söû duïng vaøo nhöõng muïc ñích khaùc nhau. Tính toaùn thieát keá  Dieän tích höõu ích cuûa saân phôi caùt: F N ll P  365 0,02l / ng.d * 5000 * 365d / y   9m 2 3 1000h 1000l / m * 4m / y Trong ñoù: Nll = daân soá tính theo chaát lô löûng, Nll = 5000 daân P = löôïng caùt giöõ laïi trong beå laéng cho moät ngöôøi trong moät ngaøy ñeâm, P laáy theo ñieàu 6.3.5-TCXD-51-84, P = 0,02l/d. H = chieàu cao lôùp buøn caùt trong naêm, h = 4 m/naêm( khi laáy caùt ñaõ phôi khoâ theo chu kyø).  Choïn saân phôi caùt hình vuoâng, caïnh : L F  9  3m 5. Möông oxy hoaù 12 Nhieäm vuï Khöûù BOD, nitô, photpho. Tính toaùn thieát keá Caùc thoâng soá thieát keá F (kgBOD5/kg buøn hoaït tính .ngaøy) M  Tyû soá  Noàng ñoä buøn hoaït tính X(mg/l) 0,04-0,1 2000-5000  QT Heä soá tuaàn hoaøn buøn:   Q  Thôøi gian löu nöôùc trong möông: Q (giôø) 1-2 V 24-36  Thôøi gian löu buøn (ngaøy) 15-50   Toác ñoä nitrat hoaù N (mgTKN/mg buøn ngaøy) 0,2-0,8 0   Toác ñoä khöû nitrat DN (mgNO3 / mg buøn ngaøy ôû 20 C) 0,1-0,4  0 ,25  0,3m / s  Vaän toác cuûa hoãn hôïp chaûy tuaàn hoaøn trong möông v Theå tích möông oxy hoaù laø toång theå tích cuûa vuøng hieáu khí ñeå khöû BOD 5 vaø oxy hoaù NH4+ thaønh NO3-, V1; Vaø theå tích cuûa vuøng thieáu khí ñeå khöû NO3-thaønh khí N2 ,V2. Theå tích vuøng hieáu khí Ñeå khöû BOD5  Qdmax S 0 1625m 3 / d * 200 mg / l V1    1326,53m 3 F X 0,07 * 3500mg / l M   F/M: tæ soá thöùc aên treân sinh khoái, F/M=0,07 S0: BOD5 ñaàu vaøo, S0 = 200mg/l X: noàng ñoä buøn hoaït tính, X = 3500mg/l  Ñeå khöû NH4+   m NH 4vaøo  NH 4ra Qdmax 1 * (70  0,5)mg / l * 1625m 3 / d   330m 3 N XN 1,05 / d * 325,5mg / l V2  m: tæ leä khöû NH4+ thaønh NO3-, m=1  N : toác ñoä oxy hoaù NH4+ thaønh NO3NH 4vao  70 mg / l NH4ra+ = 0,5mg/l(trong nöôùc thaûi ñaàu ra) X N : noàng ñoä buøn hoaït tính ñoái vôùi vi khuaån oxy hoaù NH 4+ , mg/l Vôùi XN fN  : 0,16( NH 3 bòkhöû) 0,16(70  0,5)   0,093 0,6( BOD5 bòkhöû)  0,16( NH 3 bòkhöû) 0,6(200  20)  0,16(70  0,5) X N  f N * X  0,093 * 3500 mg / l  325.5mg / l Vaø  N : 13 Haèng soá baùn baõo hoaø ñoái vôùi nitô K N  10 0,051T 1,158  10 0,051*301,158  2,36 mg / l Toác ñoä taêng tröôûng rieâng cuûa vi khuaån ni traùt hoaù  0 , 098(T 15)  N DO  e  1  0,0833 7,2  pH    K N  N  K O2  DO  70    2  0 , 098* 30 15   0,45 *  * 1  0,833 *  7,2  7  0,96 / d  * *e 2 , 36  70 1 , 3  2       N   N max  Toác ñoä söû duïng NH4+ cuûa vi khuaån ni trat hoaù  0,96 k N   6 /d YN 0,16 YN: heä soá saûn löôïng , YN = 0,16 N  k N 0,5  6*  1,05 / d KN  N 2,36  0,5 Choïn dung tích vuøng laøm thoaùng V1 ñeå xaây döïng möông oxy hoaù vì khi khöû heát BOD5 theo yeâu caàu thì toaøn boä NH4+ seõ ñöôïc oxy hoaù thaønh NO3-. Caùc heä soá ñoäng hoïc cuûa quaù trình nitrat hoaù trong moâi tröôøng buøn hoaït tính lô löûng ôû nhieät ñoä 200C Thoâng soá moâi tröôøng Noàng ñoä NH4+ vaø NO2- Moâ taû söï aûnh höôûng Noàng ñoä NH4+ vaø NO2- aûnh höôûng ñeán toác ñoä taêng tröôûng rieâng max cuûa vi khuaån nitrit hoaù vaø vi khuaån nitrat hoaù. Toác ñoä taêng tröôûng cuûa vi khuaån nitrat hoaù lôùn raát nhieàu so vôùi vi khuaån nitrit hoaù. Vaø toác ñoä taêng tröôûng chung cuûa quaù trình laø : N  N =  N max K N  N , N:toång haøm löôïng ni tô coù trong nöôùc Tyû soá BOD5 /TKN TKN: toång caùc hôïp chaát chöùa ni tô tính theo N Noàng ñoä oxy hoaø tan DO Nhieät ñoä T0C 1 0 Laáy  N max  0,45ngaøy ôû15 C Soá phaàn traêm cuûa caùc hôïp chaát höõu cô bò nitrat hoaù trong quaù trình khöû BOD chòu aûnh höôûng cuûa tyû soá BOD5/TKN. Bieåu thò baèng : 0,16( NH 3 bòkhöû) 0,6( BOD5 bòkhöû)  0,16( NH 3 bòkhöû) DO K  1,3mg / l  N =  N max K O2  DO , O2 fN  Nhieät ñoä aûnh höôûng raát lôùn ñeán quaù trình nitrat hoaù  N =  N max * e 0 , 098(T 15) K N  10 0 , 051T 1,158 14 pH Giaù trò pH ñeå coù toác ñoä taêng tröôûng rieâng cuûa vi khuaån nitrat hoaù chaáp nhaän ñöôïc laø töø 7,2 ñeán 9 ñoái vôùi coâng trình xöû lyù phoái hôïp khöû BOD vaø nitrat hoaù, vaø töø 7,5 -8,6 ñoái vôùi coâng trình xöû lyù taùch bieät  N =  N max [1  0,833(7,2  pH )] 15 Heä soá Ñôn vò ño Khoaûng dao ñoäng Giaù trò ñaëc tröng -1 Ngaøy 0,4-2 0,9 + KN NH4 mg/l 0.2-3 0,5 + YN mg buøn hoaït tính /mgNH4 0,1-0,3 0,16 -1 K dN Ngaøy 0,03-0,06 0,04 Aûnh höoûng cuûa caùc thoâng soá moâi tröôøng trong quaù trình vaän haønh ñeán hoaït ñoäng cuûa vi khuaån nitrat hoaù trong buøn lô löûn g  N max Phöông trình mieâu taû söï aûnh höôûng cuûa taát caû caùc thoâng soá :  0 , 098(T 15)  N DO  e  1  0,0833 7,2  pH       K N  N  K O2  DO     N   N max    Theå tích vuøng thieáu khí n NO3 Qdmax 1 * (70  20)mg / l * 1625m 3 / d V3    85m 3  DN X 0,27 / d * 3500 mg / l   n: tæ leä khöû NO3- thaønh khí N2, n =1    (NO3-): noàng ñoä NO3- caàn khöû, NO3  NO3 vaøo  NO3ra  DN : toác ñoä khöû NO3- thaønh N2 ,  N 2T   N 200 C * 1,09  T 20  * (1  DO)  0,1 * 1,09  30 20  * 1  0,25  0,27 / d   2 : toác ñoä khöû nitraùt ôû 200C ,  N 2 20 0 C  0,1 / d DO: haøm löôïng oxy hoaø tan trong vuøng thieáu khí, DO = 0,25mg/l X : noàng ñoä buøn hoaït tính , X = 3500mg/l  Toång dung tích möông oxy hoaù N 2 20 0 C V  V1  V3  1326,53m 3  85m 3  1411m 3 Moät soá kích thöôùc cô baûn cuûa möông oxy hoaù Noàng ñoä Toång Dieän tích Kích thöôùc cuûa nhieãm chieàu daøi maët caét maùy khuaáy Soá voøng Soá quay/phuùt löôïng 16 Coâng suaát (m3/d) 100 200 400 700 1400 baån cuûa nöôùc thaûi(mg/l) 150 250 400 150 250 400 150 250 400 150 250 400 150 250 400 Chieàu cuûa daøi(m möông(m2) ) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 4,25 4,25 2,5 4,25 4,25 4,25 2,5 4,25 4,25 4,25 2,5 4,25 cuûa MOT(m) 34 56 88 68 110 178 71 130 210 138 230 366 275 450 735 Ñöôøng kính(mm) maùy khuaáy 900 60 1 900 60 1 900 60 900 80 900 80 1 1 2 1 2 4 1 2 4 Töø baûng treân , ta choïn maùy khuaáy kieåu ruloâ truïc ngang, kích thöôùc cuûa maùy khuaáy 2,5m, ñöôøng kính 900mm, soá voøng quay 80, soá löôïng maùy khuaáy 4. Taïi moät vò trí ñaët maùy khuaáy, hai maùy khuaáy ñöôïc gheùp laïi vôùi nhau, taïo thaønh maùy khuaáy coù chieàu daøi 5m. Maët caét möông coù daïng hình chöõ nhaät, chieàu cao cuûa möông(H M) laø 1,2m Ñoä saâu möïc nöôùc trong möông (HN) laø 1m B: chieàu roäng cuûa möông (B) laø5m Theå tích möông V  4 * B * HN * L  1411  4 * 5 * 1 * L  L  58m 3 1 *  R12  r 2 * H N  *  * R32  R22 * H N 2 2         3 1 2 2 2 2 *  *  5,1   0,1 * 1  *  * 10,3   5,3 * 1 2 2 17 6. Beå laéng II Nhieäm vuï: Beå laéng ñôït II laøm nhieäm vuï laéng hoãn hôïp nöôùc – buøn töø möông oxy hoaù daãn ñeán. Tính toaùn thieát keá Beå laéng II ñöôïc xaây döïng theo kieåu beå laéng ly taâm  Dieän tích maët thoaùng cuûa beå laéng ñôït II treân maët baèng öùng vôùi löu löôïng ngaøy trung bình : Qdtb  1,5Qdtb 1250  1,5  1250 F1    142m 2 L1 22 Trong ñoù : Qdtb= löu löôïng trung bình ngaøy ñeâm, Qdtb = 1250m3/d L1= Taûi troïng beà maët öùng vôùi löu löôïng trung bình, laáy theo caùc thoâng soá thieát keá beå laéng ñôït II, L1 = 22m3/m2.d  Dieän tích maët thoaùng cuûa beå laéng ñôït II treân maët baèng öùng vôùi löu löôïng ngaøy lôùn nhaát: Q max  Qdmax 1625  1,5  1625 F 2 d   92m 2 L2 44 Trong ñoù: Qdmax = löu löôïng lôùn nhaát trong ngaøy, Qdmax= 1625 m3/d L2 = Taûi troïng beà maët öùng vôùi löu löôïng lôùn nhaát , L2=44 m3/m2.d 18 Dieän tích maët thoaùng cuûa beå laéng ñôït II treân maët baèng öùng vôùi taûi troïng chaát raén lôùn nhaát : (Qhmax  Qhth )  X  10 3 135,42  1,5  135,42   3500  10 3 F3    121m 2 L3 9,8  Trong ñoù:Qhmax = Löu löôïng lôùn nhaát trong giôø, Qhmax = 135,42 m3/h Qhth = Löu löôïng buøn tuaàn hoaøn lôùn nhaát trong giôø, Qhth = 1,5 Qhmax X = Noàng ñoä VSS trong nöôùc thaûi vaøo beå laéng, X= 3500mg/l Caùc thoâng soá thieát keá beå laéng ñôït II Loaïi coâng trình xöû lyù sinh Taûi troïng beà Taûi troïng chaát 3 2 hoïc maët(m /m .d) raén(kg/m2.h) Trung bình Lôùn nhaát Trung bình Lôùn nhaát Buøn hoaït tính khueách taùn 16,3-32,6 40,7-48,8 3,9-5,9 9,8 baèng khoâng khí Buøn hoaït tính khueách taùn 16,3-32,6 40,7-48,8 4,9-6,8 9,8 baèng oxy nguyeân chaát Beå loïc sinh hoïc 16,3-24,4 24,4-48,8 2,9-4,9 7,8 Beå sinh hoïc tieáp xuùc 16,3-32,6 24,4-48,8 3,9-5,9 9,8 quay(RBC) Chieàu cao coâng taùc(m) 3,7-6,1 3,7-6,1 3,0-4,6 3,0-4,6 Dieän tích maët thoaùng thieát keá cuûa beå laéng ñôït II treân maët baèng seõ laø giaù trò lôùn nhaát trong soá 3 giaù trò cuûa F1, F2 vaø F3 ôû treân. Nhö vaäy, dieän tích maët tboaùng thieát keá chính laø F=F1 = 142m2.  Ñöôøng kính cuûa beå laéng ly taâm ñôït II tính theo coâng thöùc : D  4F  n 4  142  13m 3,14  1 Chieàu cao xaây döïng: H xd  H  hth  hb  hbv  2  0,2  0,5  0,3  3m Kieåm tra taûi troïng maùng traøn theo coâng thöùc: Q max 1625 Lm  d   39,78m 3 / m.d  500 m 3 / m.d Dn 3,14  13  1  Theå tích cuûa beå laéng ly taâm ñôït II tính theo coâng thöùc:  W  F  H  142  2  284m 3 Trong ñoù: F = Dieän tích maët thoaùng toång coäng cuûa beå laéng ñôït II, F = 142m 2 H = Chieàu cao coâng taùc cuûa beå laéng ñôït II, H = 2m  Kieåm tra thôøi gian löu nöôùc trong beå theo coâng thöùc: 19 t W Q tb d 24  1,5 Q tb d  24 1250 284 24  1,51250  2,18h 24 Trong ñoù: W = Theå tích cuûa beå laéng ly taâm Qdtb = löu löôïng nöôùc thaûi trung bình ngaøy 7. Saân phôi buøn Nhieäm vuï: Giaûm theå tích vaø khoái löôïng cuûa caën ñeå söû duïng laøm phaân boùn. Tính toaùn thieát keá Khoái löôïng buøn caën thu ñöôïc töø beå laéng ñôïi 2, theo troïng löôïng caën khoâ: G  Qdtb .( 0,8SS  0,3S )10 3  1250m 3 / d * [0,8 * 120 g / m 3  0,3 * (200  20)g / m 3 ] * 10 3 kg / g  trong ñoù: Qdtb – löu löôïng ngaøy lôùn nhaát, Qdtb =1250m3/d SS - haøm löôïng caën lô löûng, SS = 120mg/l S- löôïng BOD5 ñöôïc khöû, S = (BOD5,vaøo – BOD5,ra) mg/l. Theå tích hoãn hôïp caën: W 187,5kg / d * 1t / 1000 kg V  k   14,35m 3 / d  .P 1,005t / m 3 * 0,013 Trong ñoù: Wk- troïng löôïng caën khoâ, Wk = 187,5kg/d.  - tyû troïng hoãn hôïp caën, laáy  = 1,005t/m3 P – noàng ñoä phaàn traêm cuûa caën khoâ trong hoãn hôïp theo tæ leä thaäp phaân, laáy P = 0,013. Dieän tích saân phôi buøn S Vb 14,35m 3 / d * 365d / y   3492 m 2 K 1,5m 3 / m 2 .y K- taûi troïng beà maët cuûa saân phôi buøn,laáy K = 1,5m3/m2.y Saân phôi buøn ñöôïc chia laøm hai ñôn nguyeân, moãi ñôn nguyeân coù dieän tích laø 3492/2 = 1746m2 vaø choïn hình daïng thieát keá ø hình vuoâng , coù caïnh: L  1746  42m 8. Tính toaùn caùc thieát bò phuï  Bôm buøn Löu löôïng buøn tuaàn hoaøn, choïn   1,5 Qdtb 1250m 3 / d QT   *  1,5 *  78,125m 3 / h  80m 3 / h 24 24h / d Traïm coù hai bôm tuaàn hoaøn buøn thay phieân nhau hoaït ñoäng, thoâng soá moãi bôm: Löu löôïng 80m3/h, coät aùp 10m.  Oáng daãn nöôùc giöõa caùc coâng trình Vaän toác doøng chaûy cuûa nöôùc thaûi trong oáng 0,7m/s, ta choïn loaïi oáng nhöïa PVC vôùi ñöôøng kính: 20