Tài liệu Thiết kế hệ thống xử lí nước thải bệnh viện chợ rẫy -thành phố hồ chí minh công suất 2000 m3

  • Số trang: 39 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 185 |
  • Lượt tải: 0
hoanggiang80

Đã đăng 20010 tài liệu

Mô tả:

Thiết kế hệ thống xử lí nước thải bệnh viện chợ Rẫy -thành phố Hồ Chí Minh công suất 2000 m3
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỤC LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................39 SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 1 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Phần 1: TỔNG QUAN 1. Nguồn gốc phát sinh chất thải bệnh viện Thông thường chất thải bệnh viện gồm 3 loại: chất thải rắn, nước thải và khí thải với mức độ độc hại khác nhau. Nguy hiểm nhất là các bệnh phẩm gồm các tế bào, các mô bị cắt bỏ trong quá trình phẫu thuật, tiểu phẫu, các găng tay, bông gạc có dính máu mũ, nước lau rửa từ các phòng thiết bị, phòng mổ, khoa lây, khí thoát ra từ các kho hóa chất… Sau đó là các chất thải từ các dụng cụ y tế nhu kim tiêm, ống thuốc, túi oxy… Cuối cùng là nước thải và nước thải sinh hoạt. Nước thải bệnh viện là một dạng nước thải sinh hoạt và chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư. Nước thải bệnh viện phát sinh từ nhiều khâu và quá trình khác nhau: Nước thải sinh hoạt của bác sĩ, y tá, công nhân viên bệnh viện, của bệnh nhân và của bệnh nhân. Nước thải vệ sinh lau chùi các phòng làm việc và phòng bệnh. Nước thải từ quá trình nấu ăn, rửa chén bát, dụng cụ. Nước thải từ giặt quần áo, chăn mền, drap trải giường, khăn lau… Nước thải từ khâu pha chế thuốc. Tùy theo từng khâu và quá trình cụ thể, nước thải sẽ có tính chất và mức độ ô nhiễm khác nhau. 2. Các chất gây ô nhiễm thường có trong nước thải bệnh viện 2.1. Các chất hữu cơ Các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (hay các chất tiêu thụ oxy) là Cacbonhydrat, protein, chất béo… Đây là các chất gây ô nhiễm nặng nhất từ các khu dân cư, khu công nghiệp chế biến thực phẩm. Tác hại cơ bản của các chất này là làm giảm oxy hòa tan trong nước dẫn đến suy thoái tài nguyên thủy sản, giảm chất lượng nước cho sinh hoạt. Các chất khó phân hủy sinh học như Hydratcacbon vòng thơm, các polyme… Các chất này có độc tính cao đối với con người và sinh vật, hơn nữa chúng lại có khả năng tồn tại lâu dài trong môi trường và cơ thể sinh vật. SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 2 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.2. Các chất vô cơ Nước thải bệnh viện nói riêng hay nước thải từ khu dân cư nói chung luôn có một hàm lượng khá lớn các ion Cl- , SO42- , PO43- , Na+. 2.3. Các chất rắn lơ lửng Sự hiện diện của các chất rắn lơ lửng trong nước thải bệnh viện làm cho nước bị đục, bẩn, làm tăng độ lắng đọng gây mùi khó chịu. 2.4. Các chất dinh dưỡng Sự dư thừa các chất dinh dưỡng Nitơ, Photpho trong nước thải bệnh viện nếu không được xử lý thỏa đáng sẽ làm tăng sinh trưởng các loại rong tảo trong nước làm nước bị đục, giảm lượng oxy hòa tan do thối rửa gây nên phú dưỡng hóa nguồn nước mặt. 2.5. Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh Trong nước thải bệnh viện chứa một lượng lớn các loại vi trùng vi khuẩn gây bệnh nhu Salmonella, virut đường tiêu hóa, bại liệt, các loại kí sinh trùng, amip, nấm, Ecoli…Ngoài ra còn có các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ, dịch, đờm, phân của người bệnh 2.6. Các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế phẩm điều trị Theo kết quả phân tích của các cơ quan chức năng, 80% nước thải từ bệnh viện là nước thải bình thường (tương tự nước thải sinh hoạt) chỉ có 20% là những chất thải nguy hại bao gồm chất thải nhiễm khuẩn từ các bệnh nhân, các sản phẩm của máu, các mẫu chẩn đoán bị hủy, hóa chất phát sinh từ trong quá trình giải phẫu, lọc máu, hút máu, bảo quản các mẫu xét nghiệm, khử khuẩn. Với 20% chất thải nguy hại này cũng đủ để các vi trùng gây bệnh lây lan ra môi trường xung quanh. Đặc biệt, nếu các loại thuốc điều trị bệnh ung thư hoặc các sản phẩm chuyển hóa của chúng… không được xử lý đúng mà đã xả thải ra bên ngoài sẽ có khả năng gây quái thai, ung thư cho những người tiếp xúc với chúng. 3. Đặc điểm phân biệt nước thải bệnh viện và nước thải sinh hoạt Thông qua nhiều phân tích và đánh giá, người ta rút ra những kết luận về đặc điểm khác biệt của nước thải bệnh viện với nước thải sinh hoạt như sau: Lượng chất bẩn gây ô nhiễm trên một giường bệnh lớn hơn 2-3 lần lượng chất bẩn gây ô nhiễm tính trên một đầu người. Ở cùng một tiêu chuẩn sử dụng nước thì nước thải bệnh viện có nồng độ cao hơn nhiều. Sự hình thành nước thải bệnh viện trong một ngày và ở những ngày riêng biệt của tuần là không đều (hệ số không điều hòa K=3). Thành phần của nước thải bệnh viện dao động trong ngày do chế độ làm việc của bệnh viện không đều. SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 3 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Trong nước thải bệnh viện, ngoài những chất bẩn thông thường như trong nước thải sinh hoạt, còn chứa những chất bẩn hữu cơ và khoáng đặc biệt (thuốc men, chất tẩy rửa, đồng vị phóng xạ…) còn có một lượng lớn vi khuẩn gây bệnh có khả năng lây lan cao, gây nhiều bệnh truyền nhiễm nguy hiểm. Vấn đề đặt ra là làm sao để kiểm soát các tác nhân nguy hiểm trong nước thải bệnh viện. Để xử lý triệt để mầm mống vi trùng gây bệnh có mặt trong nước thải bệnh viện thì nước thải sau khi qua song chắn rác phải được khử trùng rồi mới đi xử lý tại các công trình tiếp theo. Tuy nhiên, việc làm này là hết sức khó khăn thậm chí là chưa thể thực hiện được, vì nếu khử trùng bằng hóa chất thì đòi hỏi lượng hóa chất phải vừa đủ, không được phép dư, nếu không sẽ ảnh hưởng đến công trình phía sau, nếu khử trùng bằng tia UV thì không đòi hỏi hóa chất, nhưng chi phí cho việc khử trùng rất tốn kém. Nên hầu như người ta đã bỏ qua bước khử trùng lúc đầu mà chỉ sau khi xử lý xong mới khử trùng. 4. Tổng quan về một số công trình xử lý nước thải bệnh viện 4.1. Song chắn rác Song chắn rác được đặt trước hố thu gom nước thải nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi như cỏ, rác, cành cây,…được gọi chung là rác. Các tạp chất này nếu không được loại bỏ sẽ gây tắc nghẽn đường ống, hư hỏng bơm, làm ảnh hưởng đến các công trình sau. Rác tại song chắn rác được vớt ra ngoài bằng phương pháp thủ công. Sau đó công ty vệ sinh môi trường sẽ đến thu gom. 4.2. Hầm tiếp nhận Nước thải sau khi qua song chắn rác được tập trung tại hầm tiếp nhận, nhằm đảm bảo lưu lượng cho bơm hoạt động, giảm diện tích đào sâu không hữu ích cho bể điều hòa. 4.3. Bể điều hòa Bể điều hòa có chức năng điều chỉnh lưu lượng nước thải ổn định trước khi đưa đến các công trình xử lý phía sau. Bể điều hòa được lắp đặt hệ thống phân phối khí nhằm giảm bớt một phần nồng độ các chất ô nhiễm, đồng thời tránh hiện tượng phân hủy yếm khí gây mùi hôi. Sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải sẽ gây ảnh hưởng xấu đến hiệu quả xử lý các công trình phía sau. Đặc biệt là các công trình xử lý sinh học, chế độ làm việc của hệ thống sẽ không ổn định nếu lưu lượng và chất lượng nước thường xuyên thay đổi. Hơn nữa, hàm lượng chất bẩn trong nước thải lúc tăng, lúc giảm sẽ làm giảm hiệu suất xử lý của hệ thống. Đối với các công trình xử lý hóa học khi lưu lượng và nồng độ nước thải thay đổi thì phải tăng hoặc giảm nồng độ, liều lượng hóa chất châm vào. Điều này rất khó thực hiện khi điều kiện tự động hóa chưa cho phép. SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 4 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.4. Bể lắng đứng Bể lắng đứng được thiết kế để loại bỏ bằng trọng lực các hạt cặn có trong nước theo dòng chảy liên tục vào bể và ra bể. Tại bể lắng một phần SS đã được loại bỏ nhằm giảm tải lượng cho các công trình xử lý tiếp theo. 4.5. Bể aerotank Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, gió được cấp liên tục vào để bể trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cung cấp oxy cho vi sinh vật oxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải. Sau đó nước được dẫn qua bể lắng đợt 2 để lắng bông bùn, và từ đây tuần hoàn một phần bùn trở lại bể bể sinh hoc nhằm duy trì nồng độ bùn cần thiết trong bể sinh học. Ưu điểm: − Sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải. − Hiệu suất cao: 85-95%, khoảng 98% cặn lơ lửng được loại bỏ. − Không sinh mùi. Nhược điểm: − Nhu cầu dinh dưỡng cao. − Bùn sinh ra nhiều, phải tuần hoàn bùn. − Phải có bể lắng đợt 2 − Đòi hỏi trình độ vận hành cao. 4.6. Bể hoạt động gián đoạn (SBR) SBR là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn. Quá trình xẩy ra trong SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, có điểm khác là tất cả các quá trình xẩy ra trong cùng một bể lần lượt theo từng bước: (1) làm đầy; (2) phản ứng; (3) lắng; (4) xả cạn; (5) ngưng. Bản chất của quá trình là xử lý sinh học từng mẻ. Hệ thống SBR bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng và tạo các điều kiện cần thiết như môi trường thiếu khí, kị khí, hiếu khí để cho vi sinh vật tăng sinh khối, hấp thụ và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải. Chất hữu cơ (C, N, P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinh khối vi sinh vật. Khi lớp sinh khối này lắng kết xuống sẽ còn lại nước trong đã tách chất ô nhiễm, chu kì xử lý lại tiếp thục cho một mẻ xử lý mới. Đặc trưng của SBR SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 5 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI − Cho phép thiết kế hệ đơn giản với các bước xử lý cơ bản theo quy trình từng mẻ. − Khoảng thời gian cho mỗi chu kì có thể điều chỉnh được và là một quy trình có thể điều chỉnh tự động bằng PLC. − Hiệu quả xử lý có độ tin cậy cao và độ linh hoạt. Ưu điểm − Không cần bể lắng và bể lọc đợt 2 nên tiết kiệm được diện tích và chi phí xây dựng. − Tải lượng xử lý BOD/COD của SBR cao hơn bể Aerotank. − Xử lý được nước thải có hàm lượng nito cao. − Quy trình xử lý đơn giản. − Quy trình ổn định, vì sinh khối được thích nghi với khoảng DO lớn và sự tập trung chất nền, những cú sốc về tải trọng BOD ít hoặc không tác động đến quy trình. − Hiệu quả xử lý cao. − Hệ thống SBR linh động có thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiều thành phần và tải trọng. − Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng các thiết bị (ít thiết bị) mà không cần phải tháo cạn bể. Nhược điểm − Nếu nước thải có hàm lượng COD đầu vào cao thì không đảm bảo chất lượng nước đầu ra theo tiêu chuẩn. − Hệ thống hoạt động theo mẻ nên cần phải có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau. − Công suất xử lý thấp (do hoạt động theo mẻ) 4.7. Bể trung gian Chứa nước thải đã được xử lý sau bể SBR. Đảm bảo lưu lượng xử lý cho bể khử trùng. 4.8. Bể khử trùng Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa rất nhiều vi khuẩn. Nếu xả nước thải ra nguồn nước thì khả năng truyền bệnh sẽ rất lớn, do đó phải có biện pháp khử trùng nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 6 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 7 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Phần 2: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 1. Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện Thông số Đơn vị NTBV TCVN 7382-2004 Mức 1 Mức 2 pH - 7 6,5-8,5 6,5-8,5 SS mg/l 150 50 100 COD mg/l 500 - - BOD5(200C) mg/l 300 20 30 Tổng Nito mg/l 38 30 30 Tổng Photpho mg/l 3,5 4 6 Tổng coliform MPN/100ml 8,5×106 1000 5000 SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 8 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2. Sơ đồ công nghệ: NTBV Song Chắn Rác Hầm Tiếp Nhận Nước ép bùn Máy Thổi Khí Bể Điều Hòa Bể Nén Bùn Máy thổi khí Bể SBR Máy Ép Bùn Xử lý bùn Bể Trung Gian Chlorine Bể Khử Trùng Thải ra cống Đạt tiêu chuẩn 7382 – 2004 mức I SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 9 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng, nước chảy theo mương dẫn vào hầm tiếp nhận có đặt song chắn rác, ở đây nước thải sẽ được loại bỏ các chất hữu cơ hoặc những chất có kích thước lớn như bao ni lông, ống chích, bông băng, vải vụn, …nhằm tránh gây tắc nghẽn các công trình phía sau. Sau đó nước thải được bơm vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau. Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí nhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắng trong bể đồng thời cung cấp O 2 để giảm một phần BOD. Nước thải tiếp tục được đưa qua bể SBR. Tại bể SBR nước được xử lý triệt để nhờ quy trình gián đoạn: làm đầy, phản ứng, lắng, xả cạn, ngưng. Sau đó, nước được dẫn qua bể trung gian để giữ nước lại đảm bảo lưu lượng và sự ổn định cho bể khử trùng. Sau đó, nước được dẫn qua bể khử trùng để loại các vi sinh vật gây bệnh trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Bùn thải của quá trình dùng bể nén bùn và máy ép bùn để ép nước sau đó đem đi xử lý. SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 10 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHẦN III: TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ Lưu lượng nước thải 2000m3/ ngày đêm Lưu lượng trung bình giờ: Qtb,h = 2000 = 83,33(m3 / h) 24 Lưu lượng trung bình giây: Qtb,s = 2000 = 0,02315(m3 / s ) = 23,15(l / s ) 24 × 3600 Hệ số không điều hòa chung Qtb,s(l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 80 1250 0 Kch 3,0 2,5 2,0 1,8 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15 (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, trang 99_TS.Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) Với lưu lượng trung bình giây là 23,15(l/s) chọn Kch= 2,2 3 Lưu lượng lớn nhất giờ: Qmax,h = Qtb,h × K ch = 83,33 × 2,2 = 183,33(m / h) Lưu lượng lớn nhất giây: Qmax, s = Qmax,h 3600 = 183,33 = 0,051(m3 / s ) 3600 1. Tính toán song chắn rác Thiết kế SCR làm sạch bằng thủ công, chế tạo từ thép không gỉ. Ta có các thông số thiết kế song chắn rác như sau: Thông số SCR với biện pháp lấy rác thủ công − Kích thước SCR Chiều rộng (mm) Chiều sâu (mm) 5,08 ÷ 15,24 25,4 ÷ 38,1 − Khoảng cách giữa hai song chắn 25,4 ÷ 50,8 (mm) − Độ dốc đặt thanh song chắn so với 30 ÷ 45 phương thẳng đứng, (độ) − Vận tốc dòng chảy trong mương 0,3048 ÷ 0,60906 dẫn phía trước SCR (m/s) 152,4 − Tổn thất áp lực cho phép (mm) SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 11 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, trang 118 - TS.Lâm Minh Triết_Nguyễn Thanh Hùng_Nguyễn Phước Dân) Kích thước mương dẫn trước SCR: Mương dẫn nước thải hình chữ nhật, có độ dốc i = 0,0008 (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, trang111 - TS.Lâm Minh Triết_Nguyễn Thanh Hùng_Nguyễn Phước Dân) Chọn tốc độ dòng chảy trong mương: Vm = 0,6 (m/s) Góc nghiêng của SCR α = 600 (Công nghệ xử lý nước thải, trang 240 - Nguyễn Đức Lượng_ Nguyễn Thị Thùy Dung) Chọn kích thước mương: Bm × Hm = 0,3m × 0,5m Chiều cao lớp nước trong mương: h= Qmax,s Vm × B = 0,051 = 0,283m 0,6 × 0,3 Kích thước SCR Chọn kích thước của song chắn rác: rộng×dày = b × h = 8 mm × 25mm Chọn khoảng cách giữa 2 thanh chắn: w = 25mm Số khe hở của song chắn: n= Qmax,s V ×w×h × K0 Trong đó: K0: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K0 = 1,05 V: vận tốc nước chảy qua song chắn: V = 0,8 m/s w: khoảng cách giữa 2 thanh chắn: w = 25 mm h: chiều cao lớp nước trong mương, h = 0,283 m n= Qmax,s V ×w×h × K0 = 0,051 × 1,05 = 9,5 0,8 × 0,025 × 0,283 Chọn n = 10 khe hở, 9 thanh Tính bề rộng của SCR: Bsc = n × 0,008 + (n + 1) × 0,025 = 9 × 0,008 + (9 + 1) = 322 (mm) Chọn bề rộng SCR, Bsc = 350 mm SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 12 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Như vậy khoảng hở giữa hai thanh w = 27,8mm Vận tốc nước chảy qua song chắn rác: V= Qmax,s × K 0 n× w× h = 0,051 × 1,05 = 0,68 (m/s) 10 × 0,0278 × 0,283 Thử lại vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác Qmax,s Vkt = Bscr × h = 0,051 = 0,515 (m/s) > 0,4 (m/s) 0,35 × 0,283 Kích thước mương đặt SCR: Chiều sâu xây dựng mương chứa SCR H m = h + hs + hbv Trong đó: Độ đầy của nước thải trong mương dẫn, h = 0,283(m) hs: tổn thất áp lực của SCR, hs = 0,014(m) hbv: chiều cao bảo vệ phía trên mặt nước của song chắn, hbv = 0,3(m) H m = h + hs + hbv = 0,283 + 0,014 + 0,3 = 0,597(m) Chọn Hm = 0,6 (m) Do SCR nằm nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc 60 0 nên chiều cao của song chắn rác là: hscr = Hm 0,6 = = 0,69 ( m) 0 sin 60 3 2 Chọn hscr= 0,7(m) Chiều dài SCR Lscr = Hm 0,6 = = 0,346( m) tg 600 3 Chọn Lscr = 0,35(m) Chiều dài phần mở rộng trước SCR L1 = Bsc − Bm 2tgα Trong đó: Bsc: chiều rộng của SCR, Bsc= 400 (mm) SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 13 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Bm: chiều rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi SCR, Bm = 300mm α: góc mở rộng của buồng đặt SCR, chọn α = 200 L1 = Bsc − Bm 350 − 300 = = 69 (mm) 2tgα 2tg 200 Chiều dài phần thu hẹp sau SCR L2 = L1 69 = = 34,5 ( mm) 2 2 Chiều dài xây dựng của phần mương lắp đặt SCR L = L1 + L2 + Lscr + Ls = 69 + 34,5 + 350 + 800 = 1253,5( mm) = 1,2535(m) Chọn L = 1,3 (m) Trong đó: Ls là khoảng cách giữa phần thu hẹp và phần mở rộng phía trước và sau SCR, chọn Ls = 800 (mm) Tổn thất áp lực qua SCR: hs = 1 Vsc2 − Vm2 × 0,7 2g Trong đó: Vsc: vận tốc nước qua song chắn rác Vm: vận tốc nước trong mương: vm = 0,515 (m/s) g: gia tốc trọng trường, g = 9,81(m/s2) 1 Vsc2 − Vm2 1 0,682 − 0,5152 hs = × = × = 0,014(m) = 14(mm) < 150( mm) 0,7 2g 0,7 2 × 9,81 thỏa điều kiện. Giả sử hàm lượng SS trong nước thải sau khi ra khỏi SCR giảm 4% Hàm lượng cặn lơ lửng(SS) còn lại: SS = 150 × (1 − 0,04) = 144(mg / l ) Bảng các thông số thiết kế SCR STT 1 2 2 3 4 Tên thông số Tốc độ dòng chảy trong mương Bề rộng thanh Bề dày thanh Bề rộng khe Số khe hở SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ Đơn vị m/s mm mm mm Khe Số liệu thiết kế 0,515 8 25 27,8 10 14 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5 6 7 Chiều rộng song chắn m Góc nghiêng đặt song chắn so với Độ phương ngang Tổn thất áp lực sau SCR mm 350 60 14 2. Tính toán hầm tiếp nhận Thể tích hầm bơm tiếp nhận Vb = Qmax,h × t = 83,33m3 / h × 30 phut × 1h = 41,665(m3 ) 60 phut Chọn Vb = 42 m3 Trong đó: t: thời gian lưu nước, t = 10 ÷ 30(phút), chọn t = 30 (phút). (trang 412 xử lý NTDT&CN TS.Lâm Minh Triết). Chọn thời gian lưu nước như vậy để đề phòng trường hợp lưu lượng ít dẫn đến cháy bơm hoặc thời gian lưu ít hơn 30 phút để tránh hiện tượng yếm khí gây ra mùi hôi ở nước thải. Chọn chiều sâu hữu ích h = 3 m Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m Chiều cao của bể: H = h + hbv = 3 + 0,3 = 3,3( m) Diện tích bể: S= Vb 42 = = 14 (m 2 ) h 3 Chọn kích thước bể: L × W = 4 × 3,5 = 14 (m2) 3. Tính toán bể điều hòa Tính toán kích thước bể Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hòa t = 10 h Thể tích bể điều hòa V = Qtb ,h × t = 83,33 × 10 = 833,33(m3 ) ≈ 834(m3 ) 2 Chọn kích thước bể: a × a = 13 × 13 = 169 (m ) Chiều cao làm việc của bể là SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 15 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI H= V 834 = = 4,93m F 169 Xây dựng bể bằng bê tông cốt thép, bề dày thành 300 mm, chọn chiều cao bảo bệ h bv = 0,57 m. Vậy thể tích xây dựng của bể điều hòa V = L xd × Wxd × H xd = 13,3 × 13,3 × 5,5 Thể tích làm việc của mỗi bể: Vlv = 132 × 4,93 = 833,2 (m 3 ) Tính toán lượng khí cần thiết để xáo trộn nước thải Khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí, lượng khí cần thiết cho khuấy trộn. Qk = R × Vlv = 0,012 × 833,2 = 10(m3 / phut ) = 10000(l / phut ) Trong đó: R: tốc độ nén khí, lấy theo bảng sau, chọn R = 12 (l/m3.phut) = 0,012(m3/m3.phut) Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí 4÷8 w/m3 thể tích bể Tốc độ khí nén 10 ÷ 15 l/m3.phút (m3thể tích bể) (Nguồn: bảng 9-7 trang 418 XLNT đô thị và công nghiệp_TS.Lâm Minh Triết_Nguyễn Thanh Hùng_Nguyễn Phước Dân) Thiết bị khuếch tán khí được chọn theo bảng 9-8 trang 419 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp_TS. Lâm Minh Triết_Nguyễn Thanh Hùng_Nguyễn Phước Dân. Chọn ống khuếch tán khí plastic xốp cứng bố trí theo dạng lưới có lưu lượng khí 100 lit/phút, (68 ÷ 113 lit/phút.cái) Số ống khuếch tán khí: n= Qk 10000(l / phut ) = = 100(cái) r 100(l / phut ) Giả sử hiệu quả khử BOD, COD ở bể điều hòa khoảng 10% Hàm lượng BOD còn lại: BOD = 300 × (1 − 0,1) = 270(mg / l ) Hàm lượng COD còn lại: COD = 500 × (1 − 0,1) = 450(mg / l ) SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 16 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4. Tính toán bể SBR Ta có các thông số đầu vào bể SBR như sau: Đại lượng Giá trị Đơn vị BOD 270 mg/l COD 450 mg/l TSS 144 mg/l TKN 38 mg/l Các thông số lựa chọn Giá trị Đơn vị Số lượng bể 2 SVI 100 Nhiệt độ nước 250C - Các chỉ số động học cho bùn hoạt tính ở 200 Chỉ Tên gọi số μm Tốc độ sinh trưởng riêng cực đại Ks Hằng số bán vận tốc Y Hiệu suất tăng trưởng tế bào Kd Hệ số phân hủy nội bào fd Tỉ lệ vụn tế bào Đơn vị gVSS/gVSS.d gbCOD/m Giá trị Giá trị tiêu biểu 0,3-13,2 6,0 5,0-40,0 20,0 0,30-0,50 0,40 0,06-0,20 0,12 0,08-0,20 0,15 3 gVSS/g bCOD g VSS/gVSS.d - Các chỉ số động học vi sinh nitrobacteria Chỉ Tên gọi số Đơn vị Giá trị Giá trị tiêu biểu μmn Tốc độ sinh trưởng riêng cực đại gVSS/gVSS.d 0,20-0,90 0,75 Kn Hằng số bán vận tốc gbCOD/m3 0,50-1,00 0,74 Yn Hiệu suất tăng trưởng tế bào gVSS/gbCOD 0,10-0,15 0,12 Kdn Hệ số phân hủy nội bào g VSS/gVSS.d 0,05-0,15 0,08 SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 17 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI K0 Hệ số sử dụng cơ chất max g/m3 0,40-0,60 0,50 Tính toán các thông số cần thiết cho quá trình thiết kế: Tổng chất rắn lơ lửng trong dòng vào: TSS = VSS + nbVSS + iTSS Hàm lượng chất rắn lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học trong dòng vào: Ta có tỉ số VSS VSS = 0,8 ÷ 0,9 → ta chọn tỉ số = 0,85 TSS TSS → VSS = 0,85 × TSS = 0,85 × 144 = 122,4 (mg/l) Hàm lượng chất rắn lơ lửng không có khả năng phân hủy sinh học trong dòng vào: Ta có nbVSS nbVSS = 0,1 ÷ 0,3 → ta chọn tỉ số = 0,12 TSS TSS → nbVSS = 0,12 × TSS = 0,12 × 144 = 17,28 (mg/l) Hàm lượng chất rắn trơ trong dòng vào: iTSS = TSS − (VSS + nbVSS ) = 144 − (122,4 + 17,28) = 4,32 (mg/l) Tổng hàm lượng COD trong dòng vào: COD = bCOD + nbCOD = 450 (mg/l) Hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học (bCOD): bCOD = 1,6( BOD) = 1,6 × 270 = 432 (mg/l) Hàm lượng COD không có khả năng phân hủy sinh học (nbCOD): nbCOD = COD − bCOD = 450 − 432 = 18 (mg/l) 4.1. Xác định chu kì vận hành của bể SBR Với lưu lượng nước thải 2000 m3/d ,dự trù thiết kế 2 bể SBR làm việc mỗi ngày 3 chu kì, thời gian làm việc của 2 bể lệch nhau 4h. Thời gian 1 bể làm việc như sau: TC : tổng thời gian hoàn thành 1 mẻ TC = t F + t A + tS + t D + t I = 8 (h) tF: thời gian lấp đầy nước vào bể (h) t F = 0,25(TC ) = 0,25 × 8 = 2 (h) tA: thời gian sục khí hay thời gian phản ứng (h) SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 18 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI t A = 0,4(TC ) = 0,4 × 8 = 3,2 (h) tS: thời gian lắng (h) t S = 0,2(TC ) = 0,2 × 8 = 1,6 (h) tD: thời gian rút nước ra khỏi bể (h) t D = 0,15(TC ) = 0,15 × 8 = 1,2 (h) tI: thời gian rút bùn hay thời gian chờ (h) thông thường chiếm 5% tổng thời gian hoàn thành một mẻ. Nhưng đối với bể SBR thì thời gian lưu bùn khá lâu nên có thể bỏ qua thời gian rút bùn (tI = 0h) đồng thời tăng thời gian sục khí để hiệu quả xử lý được cao hơn. Số chu kì một bể hoạt động trong một ngày n1be = 24(h) = 3 (chu ki / ng ) 8(h / chu ki) Số chu kì hai bể hoạt động trong một ngày n2be = 2 × 3 = 6 (chu ki / ng ) Thể tích phần nước lấp đầy của một chu kì VF = 2000 (m3 / ng ) = 333,3 (m3 ) ≈ 334 (m3 ) 6 (chuki / ng ) 4.2. Xác định kích thước bể SBR Ta có: VT = VF + VS Trong điều kiện rút nước lý tưởng ta có tổng khối lượng bùn lúc phản ứng bằng khối lượng bùn lúc lắng. Ta có phương trình sau: VT X = VS X S Trong đó: VT : thể tích của một bể (m3) X: nồng độ MLSS được duy trì trong bể (g/m3) VS: thể tích phần chứa bùn sau khi rút nước (m3) SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 19 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI XS: nồng độ MLSS trong phần chứa bùn lắng (g/m3) Mặt khác ta có: 103 ( mg / g ) × 103 ( ml / l ) 106 XS = = = 104 (mg / l ) = 104 ( g / m3 ) SVI (ml / g ) 100 Chọn nồng độ bùn luôn duy trì trong bể là XMLSS = X = 3500 (g/m3) → VS X 3500 = = = 0,35 VT X S 104 Để đảm bảo bùn không bị cuốn theo dòng nước trong giai đoạn hút nước ra ta phải thêm 20% theo thể tích cho phần chứa bùn. → VS = 1,2 × 0,35 = 0,42 VT → VS = 0,42(VT ) Ta có: VT = VF + VS = VF + 0,42VT ↔ 0,58VT = VF → VT = VF 334 = = 575,9 (m3 ) 0,58 0,58 Chọn VT = 576 (m3) → VS = VT − VF = 576 − 334 = 242 ( m3 ) Với thể tích bể VT = 576 (m3), xây dựng bể hình vuông có diện tích bề mặt là F = a × a = 11 × 11 = 121(m 2 ) Chiều cao của bể H= VT 576 = = 4,76(m) F 121 Chiều cao bảo vệ của bể được chọn hbv = 0,74 (m) Chiều cao xây dựng của bể là: H xd = H + hbv = 4,76 + 0,74 = 5,5(m) SVTH: NGUYỄN THANH SƠN THÂN THỊ TỨ 20
- Xem thêm -