Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu du lịch Bình quới I công suất 80m3/ngày

t(NO3-)
mg/l
30
5
Phosphat(PO43-)
mg/l
6
6
Dầu mỡ
mg/l
20
7
Tổng coliform
MPN/100ml
1000
Nhận xét: Các thông số ô nhiễm trong nước thải của đơn vị là tương đối lớn. Các thông số này vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép của Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường (TCVN6772 - 2000); BOD5 gấp hơn 15,7 lần, SS gấp hơn 2 lần. Nhưng nhìn chung đặc trưng cơ bản của nước thải tại khu du lịch là ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao.
Phương án xử lý nước thải đề xuất
Hình 5.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải đề xuất cho khu du lịch Bình Quới 1
Thuyết minh công nghệ
Song chắn rác
Song chắn rác là công đoạn xử lý sơ bộ đầu tiên trong hệ thống xử lý nhằm loại bỏ tạp chất bẩn có kích thước lớn để tránh ảnh hưởng đến các công trình xử lý sau, đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc của hệ thống.
Bể tách mỡ
Trong nước thải của khu du lịch chứa nhiều váng dầu mỡ làm ngăn cản sự hoà tan oxy vào nước. Bể tách mỡ có tác dụng loại bỏ các váng dầu mỡ này. Sau khi qua bể tách mỡ, nước được đưa đến công trình xử lý tiếp theo.
Hầm tiếp nhận
Nước thải sau khi qua bể tách mỡ được tập trung tại hầm tiếp nhận. Từ đây, nước được bơm lên bể điều hoà nhờ bơm nhúng chìm.
Bể điều hòa
Nước thải từ hầm tiếp nhận được vào bể điều hòa. Trong bể điều hòa phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng, vi sinh vật kị khí phát triển trong bể.
Bể Aeroten làm thoáng kéo dài
Nước thải sau khi qua bể điều hoà, được bơm lên bể Aeroten xử lý bằng vi sinh vật hiếu khí.
Bể lắng II
Nước thải từ bể Aerotank đưa sang bể lắng II, tại đây lượng bùn hoạt tính dư có trong nước thải một phần sẽ được hoàn lưu về bể lắng II, một phần khác sẽ được đưa về bể nén bùn và cuối cùng sẽ được tập trung ở sân phơi bùn.
Bể khử trùng
Sau khi qua bể lắng II, nước thải đã được kiểm soát các chỉ tiêu về hóa, lý, giảm được phần lớn các vi sinh vật gây bệnh nhưng vẫn chưa an toàn cho nguồn tiếp nhận. Do đó, cần có khâu khử trùng trước khi thải ra ngoài.
Bể chứa bùn
Bùn sau lắng ở bể lắng II được định kì bơm lên bể chứa bùn. Tại đây, bùn được nén lại và định kì bơm ra dùng bón cây trong khu du lịch.
TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH
Song chắn rác
Chức năng
Song chắn rác có nhiệm vụ tách rác và các tạp chất thô có kích thước lớn ở trong nước thải, tạo điều kiện cho các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác sẽ tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và hư hỏng bơm do rác gây ra.
Tính toán
Tính mương dẫn nước thải đầu vào trước song chắn rác
Mương dẫn nước thải từ nguồn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật. Tính toán thuỷ lực mương dẫn dựa vào bảng tính thuỷ lực. Ta được kết quả sau:
Bảng 5.3: Kết quả tính toán thuỷ lực mương dẫn nước thải
Thông số thuỷ lực
Lưu lượng tính toán (l/s)
Qstb= 0,93
Qsmax=3,864
Chiều rộng (B)
Độ dốc i
Vận tốc v(m/s)
Độ đầy h (m)
200
0,08
0,1
0,02
200
0,08
0,19
0,06
Chọn 2 song chắn rác. Trong đó, một song làm việc và một song dự phòng.
Mương dẫn nước thải ở song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật, bề rộng mương Bk = 200mm.
Tính song chắn rác
Lưu lượng nước thải theo giờ trung bình
Q= = = 3,5 (m3/h) = 0,97(l/s)
Hệ số không điều hoà chung
Kc = 1,5 + 2,5 (theo Trần Đức Hạ)
Trong đó: Qtb : lưu lượng trung bình (l/s)
Kc= 1,5 + 2.5= 3,965
Kng = 1,13 – 1.3, chọn Kng = 1,25
Hệ số không điều hoà giờ
Kh == = 3,172
Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất
Q = Q* Kh = 3,5 * 3,172 = 10,945(m3/h)
Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất
Q = Q* Kc = 0,97 * 3,965 = 3,846 (l/s)
Số lượng khe hở giữa các thanh
+ Q: Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất, l/s
+ b: bề rộng khe hở giữa các thanh, m ; b = 16 – 50 mm, chọn b = 16 mm
+ h1: Chiều sâu lớp nước trước song chắn, m h1 =hmax = 0,06 m
+ v: Vận tốc trung bình qua khe hở, m/s ; vtb ³0,4 m/s, chọn v = 0,4 m/s
+ Kz: Hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, Kz = 1,05
=> = 10.05 (khe), chọn n = 10 khe
Không lấy 2 thành làm thanh, số thanh làm lưới: 10 + 1 = 11 (thanh).
Bề rộng thiết kế song chắn rác
BS = S(n+1)+b*n
Trong đó:
+ b: chiều rộng khe hở, m
+ S: chiều dày song chắn rác, m (chọn S = 10 mm)
+ n: số khe
=> BS = 10.10-3(10+1)+16.10-3*10= 0,27 (m)
Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn rác
Trong đó:
+ BK: Bề rộng của mương, m. BK = 200m m
+ : Góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác, = 200
=> = 0,12 (m)
Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác
l2 = 0,5 * l1 = 0,5 * 0.12 = 0,06 (m)
Tổn thất áp lực qua song chắn rác
hS =
Trong đó:
+ v: Vận tốc dòng chảy trước song chắn, v= 0,4 m/s
+ K: Hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám, K =3
+ : Hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được tính bằng công thức:
Với:
+ : Góc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang,
(chọn = 600)
+ : Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh đan, chọn thanh đan có tiết diện hình chữ nhật, = 2,42
+ S: Chiều dày song chắn rác, m
+ b: Khoảng cách giữa các thanh, m
=> = 1,12
Do đó: hS = = 0,0274 (m)
Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác
H = h1 + hS + hbv
Trong đó:
+ h1: Chiều cao của mương dẫn nước thải, h1 = 0,06 m
+ hS: Tổn thất áp lực của song chắn rác, hS = 0,0274 m
+ hbv: Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3 m
=> H = 0,06 + 0,0274 + 0,3 = 0,3874 (m),
Chiều dài mỗi thanh
l == = 0,45 (m)
Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác
L = 11 + l2 + lS
Trong đó:
+ l1: Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác, m
+ l2: Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác, m
+ lS: Chiều dài buồng đặt song chắn, m (chọn lS =0,5 m)
=> L = 0,12 + 0,06 + 0,5 = 0,68 (m)
Vật liệu:
Song chắn rác được làm bằng các thanh có tiết diện hình chữ nhật, vật liệu là inox.
Bảng 5.4: Số liệu thiết kế song chắn rác
STT
Tên thông số (ký hiệu)
Đơn vị
Số liệu
1
Chiều dài mương (L)
m
0,68
2
Bề rộng mương (BS)
m
0.2
3
Chiều cao mương (H)
m
0,39
4
Số khe hở giữa các thanh (n)
khe
10
5
Chiều rộng khe hở (b)
mm
16
6
Chiều dày song chắn rác (S)
mm
10
Hình 5.2: Hình vẽ sơ bộ song chắn rác
Hầm bơm tiếp nhận
Chức năng
Hầm bơm tiếp nhận là nơi tập trung nước thải từ nguồn tiếp nhận để bảo đảm lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động bơm nước thải lên bể tách mỡ.
Tính toán
Thể tích hầm bơm tiếp nhận
Vb =
Trong đó:
+ : Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, m3/h
+ t: Thời gian lưu nước, h (chọn t = 10 phút)
=> Vb = 10,945 * 1,82 (m3)
Chọn chiều cao phần nước của hầm bơm tiếp nhận (h) là 1,5 m; do đó chiều dài và chiều rộng tương ứng của bể là 1,2 x 1
Bảng 5.5: Số liệu thiết kế hầm bơm tiếp nhận
STT
Tên thông số
Đơn vị
Số liệu
1
Chiều dài hầm bơm
m
1,2
2
Chiều rộng hầm bơm
m
1
3
Chiều cao hầm bơm
m
1,5
4
Chiều cao tổng cộng của bể
m
2,0
Bể tách mỡ
Chức năng
Bể tách mỡ có nhiệm vụ giữ lại phần mỡ váng nổi lên trên bề mặt nước thải, đảm bảo cho công trình vi sinh hoạt động tốt. Phần mỡ nổi lên trên mặt bể sẽ theo đường ống thu mỡ chảy đến thùng chứa, sau đó được giao cho công ty môi trường đô thị thu gom và xử lý.
Bể được chia thành 2 ngăn, ngăn thứ nhất có nhiệm vụ tách các hạt cặn lơ lửng và chất bẩn, ngăn thứ 2 có nhiệm vụ thu mỡ.
Tính toán
Theo quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình [2], dung tích công tác bể tách mỡ được tính như sau:
Wct = K*N*a*T*10-3 (m3)
Trong đó:
+ K: hệ số không điều hoà, phụ thuộc vào loại bếp ăn và giờ hoạt động. Chọn bếp ăn hoạt động 8h, K = 1
+ N: số suất ăn tại giờ cao điểm, chọn N = 300 suất.
+ a: lượng nước thải tính cho 1 suất ăn, phụ thuộc vào từng loại bếp ăn và trang thiết bị trong đó. Chọn a = 23 lít = 0,023 (m3) (nhà ăn dịch vụ không có máy rửa bát đĩa).
+ T: thời gian lưu nước thải trong ngăn thu mỡ của bể, chọn T = 1,5h.
=> Wct = 1*300*0,023*1,5 = 10,35 (m3)
Diện tích mặt thoáng của bể
Fbể =Wct *fđv = 10,35 * 0,6 = 6,21 (m2)
Với fđv: diện tích mặt thoáng đơn vị. fđv= 0,6 m2/m3 dung tích công tác của bể.
Chọn chiều dài và chiều rộng của bể: d * r = 3 * 2,07 (m).
Chiều sâu công tác của bể
Hct =
Chiều sâu công tác của bể tách mỡ nằm trong phạm vi cho phép theo quy chuẩn cấp thoát nước cho nhà và công trình.
Chiều cao bảo vệ (chiều cao lớp khí trên mặt váng mỡ) là 0,3m.
Dung tích phần không khí
Wkk = 6,21* 0,3 = 1,8 (m3)
Tổng dung tích của bể tách mỡ
Wbể = 10,35 + 1,8 = 12,15 (m3)
Tổng chiều sâu của bể
Hbể =Hct +hbv =1,67 + 0,3 = 1,97 (m)
hbv: chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3(m)
Theo quy chuẩn cấp thoát nước trong nhà và công trình [2], để đủ thời gian tách được mỡ khỏi nước, ngăn thu mỡ có dung tích tối thiểu là 1250 lít.
Dung tích ngăn thu mỡ
W1 = 2/3 * Wbể = 2/3 * 12,15= 8,1 (m3)
Dung tích ngăn thu cặn
W2 = Wbể – W1 = 12,15 -8,1= 4,05 (m3)
Chọn kích htước ngăn thu cặn như sau: d *r * c = 2,07 * 1,5 * 1,3 (m).
Bảng 5.6: Số liệu thiết kế bể tách mỡ
STT
Tên thông số
Đơn vị
Số liệu
1
Chiều sâu bể
m
1,97
2
Chiều dài bể
m
3
3
Chiều rộng bể
m
2,07
4
Chiều sâu ngăn thu cặn
m
1,3
5
Chiều dài ngăn thu cặn
m
2,07
6
Chiề...