Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt căn hộ feliz en vistar capitaland công suất 1110m3 ngày và tái sử 40%

Mục tiêu đề tài

- Lựa chọn công nghệ phù hợp để xử lý và tái sử dụng nước thải sinh hoạt cho căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND

- Đảm bảo nguồn nước đầu ra, giải quyết vấn đề ô nhiễm liên quan đến nước thải sinh hoạt

- Học tập và áp dụng các công nghệ tiên tiến nhất vào thiết kế Phát huy các kết quả khoa học một cách tốt nhất

- Nâng cao kiến thức, tích lũy kinh nghiệm cho bản thân

- Trau dồi kỹ năng trình bày, tính toán, thiết kế các dự án chuyên ngành

Mục đích của đề tài là thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND, nhằm đảm bảo nước đầu ra đạt tiêu chuẩn cột A của QCVN 14:2008/BTNMT và tiêu chuẩn cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT, với mục tiêu tái sử dụng 40% nước thải Hệ thống này sẽ giúp ngăn chặn ô nhiễm môi trường nước, bảo vệ vệ sinh môi trường xung quanh và sức khỏe cộng đồng, đồng thời góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên nước khỏi nguy cơ cạn kiệt.

Phạm vi và giới hạn của đề tài

Tìm hiểu về thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt là bước quan trọng để thiết kế hệ thống xử lý hiệu quả Bài viết này sẽ tập trung vào việc tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho căn hộ FELIZ EN VISTA của CAPITALAND với công suất 1110 m³/ngày Việc này không chỉ giúp đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

Và Tái sự dụng 40% nước thải.

Nội dung đề tài

Luận văn thực hiện các nội dung sau:

- Tổng quan về dự căn căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND

- Tổng quan về tính chất, thành phần nước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lý nước thải và giảm phát sinh nước thải

- Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp

- Tính toán các công trình đơn vị

- Thực hiện bản vẽ kỹ thuật

- Khái toán kinh phí xây dựng và vận hành

- Quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải

- Tính chi phí tái sự dụng 40% nước thải.

Phương pháp thực hiện đề tài

Phương pháp thu thập số liệu bao gồm việc thu thập thông tin về số lượng công nhân và điều kiện tự nhiên, nhằm đánh giá hiện trạng và xác định tải lượng chất ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt trong quá trình hoạt động của dự án.

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt qua các tài liệu chuyên ngành

Phương pháp so sánh là cách hiệu quả để đánh giá ưu, nhược điểm của các công nghệ xử lý chất thải Qua việc phân tích, chúng ta có thể đề xuất công nghệ xử lý phù hợp với các tiêu chuẩn quy định trong QCVN 08MT:2015/BTNMT và QCVN 14:2008/BTNMT Việc lựa chọn công nghệ phù hợp không chỉ đảm bảo hiệu quả xử lý mà còn đáp ứng yêu cầu về bảo vệ môi trường.

- Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn đề có liên quan

Phương pháp tính toán trong hệ thống xử lý nước thải bao gồm việc áp dụng các công thức toán học để xác định chi phí xây dựng và vận hành các công trình đơn vị.

- Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm Autocad để mô tả kiến trúc các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

Đề tài này xác định rõ các đặc tính và chỉ tiêu cơ bản về hiện trạng nước thải sinh hoạt tại căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND, đồng thời phân tích tác hại của nước thải đến cảnh quan môi trường và sức khỏe con người Từ đó, đề xuất các biện pháp quản lý và phương án xử lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hạn chế xả thải bừa bãi và bảo vệ sự phát triển bền vững Ngoài ra, nghiên cứu cũng góp phần vào việc tiết kiệm năng lượng và bảo tồn nguồn tài nguyên thiên nhiên.

7 Tổng quan về nước thải sinh hoạt căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND

Nước thải sinh hoạt là loại nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các hoạt động hàng ngày như tắm, giặt giũ, và vệ sinh cá nhân Lượng nước thải này trong một khu chung cư phụ thuộc vào số lượng dân cư, tiêu chuẩn cấp nước, và đặc điểm của hệ thống thoát nước Nước thải sinh hoạt được chia thành hai loại chính.

- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh;

- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, cùng với các thành phần vô cơ và vi sinh vật gây bệnh nguy hiểm Việc xử lý nước thải này là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

13 cơ chứa trong chất thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như protein (40 – 50%); hydratcacbon (40 – 50 %) gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo (5-10%)

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC CĂN HỘ FELIZ EN VISTA CAPITALAND

TÊN DỰ ÁN

Căn hộ FELIZ EN VISTA CAPITALAND

- Chủ đầu tư : Công ty TNHH Đầu từ CapitaLand- Thiên Đức- Liên doanh giữa

- Tư vấn kết cấu: THAM & WONG (VIET NAM)

- Tư vấn giám sát: CONSTRUCTION DESIGN & CONSULTANT CORPORATION

- Nhà thầu chính: THE SECOND CONSTRUCTION CO., LTD OF CHINA

CONSTRUCTION THIRD ENGINEERING BUREAU (CSCEC32)

- Địa điểm trụ sở chính : Lầu 19, Kumho Asiana Plaza Saigon, 39 Lê Duẩn, P.Bến

- Website : www.capitaland.com.vn

VỊ TRÍ ĐỊA LÝ CỦA DỰ ÁN

(Nguồn: www.googlemap.com) Hình 1.1: Vị trí địa lý dự án

Căn hộ Feliz En Vista Capitaland nằm tại góc đường Trường Văn Bang và Lê Hiến Mai, Thạnh Mỹ Lợi, quận 2, một vị trí đắc địa với nhiều tiện ích xung quanh như Ủy ban nhân dân Quận 2, trường học quốc tế, bệnh viện quốc tế và hệ thống công viên ven sông rộng hơn 10ha Khu căn hộ này có kết nối giao thông thuận tiện, chỉ mất 5 phút để vào trung tâm quận 1 và 3 phút đến cao tốc Long Thành Dầu Giây.

Khu đất có vị trí tiếp giáp :

- Phía Đông: Giáp đường Phan Văn Bang

- Phía Tây: Giáp đường Lê Hiến Mai

- Phía Tây – Nam: Ủy Ban Nhân Dân Quận 2

- Phía Nam: Giáp đường Phan Văn Bang

- Phía Bắc: Giáp đường Đồng Văn Cống

NỘI DUNG QUY MÔ DỰ ÁN

 Quy hoạch sử dụng đất

- Tổng diện tích : hơn 2.6 ha

- Tổng quy mô toàn khu dự án : 16,939.8 m 2

- Mật độ xây dựng toàn khu : 23.23%

- Diện tích mặt sàn xây dựng : 10,153.57 m 2

- Tổng số Block : 3 block căn hộ, 1 block dịch vụ

- Quy mô dân số : 2,208 người

- Tiện ích cộng đồng tại tầng trệt, tầng 3 và 3A, tầng trên cao 12A và 12B

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI KHU CHUNG CƯ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

THÀNH PHẦN GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Nước thải sinh hoạt là loại nước được thải ra sau khi sử dụng cho các hoạt động hàng ngày như tắm, giặt giũ, và vệ sinh cá nhân Lượng nước thải này trong một khu chung cư phụ thuộc vào số lượng cư dân, tiêu chuẩn cung cấp nước và đặc điểm hệ thống thoát nước Nước thải sinh hoạt được chia thành hai loại chính.

- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh;

- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, cùng với các thành phần vô cơ và vi sinh vật gây bệnh nguy hiểm Thành phần hữu cơ trong nước thải bao gồm protein (40-50%), hydratcacbon (40-50%) như tinh bột, đường và xenlulo, cũng như chất béo (5-10%).

Bảng 2.1: Thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

STT Thành phần gây ô nhiễm Đơn vị Gía trị trung bình

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Lựa chọn phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như quy chuẩn đầu ra, thành phần, lưu lượng và chi phí xử lý Các công nghệ xử lý nước thải có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để đạt hiệu quả tối ưu.

+ Cơ học như: sàng, lọc, lắng để tách các tạp chất thô như cặn bẩn, xơ sợi, rác…

Hóa lý là phương pháp hiệu quả trong việc trung hòa các dòng thải có tính kiềm và axit cao, đồng thời thực hiện quá trình đông keo tụ để loại bỏ màu sắc, tạp chất lơ lửng và các chất khó phân hủy sinh học Ngoài ra, phương pháp oxi hóa và hấp phụ cũng được áp dụng để xử lý ô nhiễm Đối với các chất ô nhiễm hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, phương pháp sinh học là lựa chọn tối ưu để xử lý hiệu quả.

2.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học là bước quan trọng trong các công trình như song chắn rác, bể lắng cát và bể tách dầu mỡ Các thiết bị này thực hiện xử lý sơ bộ, giúp loại bỏ các tạp chất thô, từ đó đảm bảo hệ thống thoát nước và các công trình xử lý nước thải tiếp theo hoạt động hiệu quả và ổn định.

Song chắn rác được lắp đặt trước các công trình xử lý nước thải nhằm loại bỏ tạp chất như thịt vụn, đầu và xương cá Việc này giúp đảm bảo máy bơm và các thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định, nâng cao hiệu quả trong quá trình làm sạch nước.

Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với khe hở từ 16 đến 50mm, được làm từ thép, inox, nhựa hoặc gỗ, có tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip Các thanh chắn rác được đặt song song và nghiêng về phía dòng nước chảy với góc từ 50 đến 90 độ nhằm giữ lại rác Dựa vào kích thước khe hở, song chắn rác được phân loại thành loại thô, loại trung bình và loại mịn.

2.2.1.2 Bể lắng cát Để tách các hạt rắn vô cơ không tan có kích thước từ 0,2-2mm ra khỏi nước thải Đảm bảo cho các thiết bị cơ khí (bơm, cánh quạt, động cơ) không bị cát sỏi bào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn

Bể điều hòa giúp điều chỉnh lưu lượng và nồng độ của dòng thải trước khi vào hệ thống xử lý, đảm bảo sự hoạt động ổn định cho các công trình xử lý phía sau.

Bể điều hòa nâng cao hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học bằng cách giảm thiểu tình trạng quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng và hàm lượng chất hữu cơ, đồng thời giảm diện tích xây dựng bể sinh học Ngoài ra, các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ phù hợp, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của vi sinh vật.

Bể điều hòa được phân loại như sau:

- Bể điều hòa lưu lượng

- Bể điều hòa nồng độ

- Bể điều hòa cả nồng độ và lưu lượng

Nước thải chứa dầu mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nước và thường nổi lên, gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống thoát nước và các công trình xử lý Do đó, việc thu hồi các chất này trước khi xả vào hệ thống thoát nước sinh hoạt và sản xuất là rất cần thiết Nếu không được xử lý, chất mỡ sẽ làm tắc nghẽn lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong bể lọc sinh học và phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể aeroten, gây khó khăn cho quá trình phát triển enzyme cặn.

Nước thải có hàm lượng dầu mỡ cao từ các nguồn như nhà ăn, xưởng chế biến thực phẩm và chế biến thủy sản cần được xử lý qua bể tách dầu mỡ trước khi thực hiện các bước xử lý tiếp theo.

2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, hóa lý

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý và hóa học nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm không thể tách ra bằng lắng Các phương pháp phổ biến bao gồm trung hòa, keo tụ tạo bông, oxi hóa khử, tuyển nổi, hấp phụ và trao đổi ion.

2.2.2.1.1 Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH

Trung hòa nước thải có chứa axit hoặc kiềm là một bước quan trọng trong xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản, vì giá trị pH của nước thải có thể dao động rộng Để đạt được hiệu suất xử lý tối ưu cho các quá trình hóa lý và sinh học, pH cần được điều chỉnh về khoảng 6,5 ÷ 8,5 trước khi đưa vào thiết bị xử lý Có nhiều phương pháp khác nhau để thực hiện quá trình trung hòa này.

- Trộn lẫn dòng thải có tính axit với dòng thải có tính kiềm

- Sử dụng các tác nhân hóa học như H2SO4, HCl, NaOH, CO2

- Lọc nước thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa

- Trung hòa bằng các khí axit

2.2.2.1.2 Phương pháp Oxy hóa-khử

Phương pháp oxi hóa sử dụng các chất oxi hóa như clo ở dạng khí và lỏng để chuyển đổi các chất độc hại trong nước thải thành các hợp chất ít độc hơn và tách chúng ra khỏi nước Tuy nhiên, quá trình này tiêu tốn nhiều hóa chất, nên chỉ nên áp dụng khi các tạp chất gây ô nhiễm không thể loại bỏ bằng các phương pháp khác.

Khử trùng là bước cuối cùng trong quy trình công nghệ nhằm loại bỏ vi sinh vật gây bệnh, đảm bảo nguồn nước đạt chất lượng cao trước khi thải ra hoặc tái sử dụng Các phương pháp khử trùng phổ biến bao gồm clo, dioxyclo, bromide clo và ozone.

Tuyển nổi là phương pháp phổ biến trong việc loại bỏ tạp chất không tan và khó lắng, đồng thời cũng được sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt.

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CƠ SỞ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

3.1.1 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải

Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý dựa vào các yếu tố cơ bản sau:

- Công suất của trạm xử lý

- Thành phần và tính chất của nước thải

- Mức độ cần thiết xử lý nước thải

- Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng

- Điều kiện mặt bằng, địa chất, thủy văn khu vực xây trạm xử lý nước thải

- Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì

3.1.2 Công suất trạm xử lý nước thải

Nước thải sinh hoạt, phát sinh từ các khu vực như nhà vệ sinh và bồn rửa, chứa nhiều chất rắn lơ lửng (SS), chất hữu cơ (BOD, COD), dinh dưỡng (N, P) và vi sinh vật.

 Nước thải cho khu vực căn hộ:

Dự án bao gồm 960 căn hộ với chỉ tiêu dân tương ứng là 2,3 người/căn

Vậy, số dân cư sinh sống trong các căn hộ dự kiến là:

Tiêu chuẩn cấp nước cho dự án là 250L/người/ngày (tham khảo theo TCVN 4513:1988-

Cấp nước bên trong theo tiêu chuẩn thiết kế quy định trong QCXDVN 01:2008 và TCXDVN 33:2006 liên quan đến quy hoạch xây dựng và mạng lưới đường ống Dự án ước tính lượng nước thải phát sinh từ khối căn hộ sẽ được xác định cụ thể nhằm đảm bảo hiệu quả trong việc quản lý và xử lý nước thải.

Qthải căn hộ = 960 căn x 2,3 người/căn x 250L/người/ngày = 552 m 3 /ngày

 Nước thải của khối dịch vụ và trung tâm thương mại :

Khu vực thương mại được bố trí tại khối đế với tổng diện tích sàn 1,211 m², dự kiến sẽ có khoảng 48 nhân viên làm việc, tương ứng với mật độ 1 người/25 m² Chỉ tiêu cấp nước thiết kế cho mỗi nhân viên là 100L/ngày, theo quy định trong QCXDVN 01:2008 về quy hoạch xây dựng.

30 và TCXDVN 33:2006 – Cấp nước, Mạng lưới đường ống và công trình) Vậy, lượng nước cấp cho hoạt động của nhân viên là:

Qthải nhân viên = 48 người x 100L/người/ngày = 4,8 m 3 /ngày

 Nước thải cho khách hàng của khu vực trung tâm thương mại:

Số lượng khách hàng tăng thêm, sử dụng dịch vụ tại các khu vực này dự kiến khoảng

300 người/ngày Chỉ tiêu cấp nước cho đối tượng này là 15L/người/ngày (tham khảo theo

QCXDVN 01:2008 – Quy hoạch xây dựng và TCXDVN 33:2006 – Cấp nước, Mạng lưới đường ống và công trình) Lượng nước thải đối tượng này dự kiến là:

Qthải khách hàng = 300 người x 15L/người/ngày = 4,5 m 3 /ngày

 Nước thải khu vực ban quản lý công trình:

Khu vực này có tổng số 15 nhân viên, với chỉ tiêu cấp nước dự kiến là 100L/người/ngày, dựa trên quy định trong QCXDVN 01:2008 về quy hoạch xây dựng.

TCXDVN 33:2006 – Cấp nước, Mạng lưới đường ống và công trình) Vậy lượng nước thải là:

QBQL = 15 người x 100L/người/ngày = 1,5 m 3 /ngày

 Cấp nước cho khu vực nhà trẻ:

Số lượng trẻ em tham gia hoạt động tại khu vực nhà trẻ được ước tính là 166 trẻ, theo chỉ tiêu quy hoạch của QCXDVN 01:2008 về hệ thống công trình dịch vụ đô thị Để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của trẻ, chỉ tiêu cấp nước cho đối tượng này là 150.

L/trẻ/ngày (tham khảo theo QCXDVN 01:2008 – Quy hoạch xây dựng) Vậy lượng nước cấp cho đối tượng này dự kiến:

Qthải sh trẻ em = 166 trẻ x 150L/trẻ/ngày = 24,9 m 3 /ngày

Số lượng nhân viên và giáo viên tham gia hoạt động tại khu vực nhà trẻ ước tính là 20 người, theo chỉ tiêu quy hoạch của QCXDVN 01:2008 Chỉ tiêu nước thải cho hoạt động sinh hoạt của đối tượng này là 100L/người/ngày Do đó, lượng nước thải dự kiến cho nhóm đối tượng này sẽ được tính toán dựa trên các thông số quy hoạch đã nêu.

Qthải giáo viên = 20 người x 100 l/người/ngày = 2 m 3 /ngày

Diện tích sàn cần vệ sinh tại trung tâm thương mại được xác định là 1.211 m², dựa trên các thông số trong bản vẽ thiết kế Để đảm bảo vệ sinh sàn cho dự án, chỉ tiêu nước cần đáp ứng sẽ được tính toán phù hợp.

0.5 L/m 2 sàn/ngày (tham khảo QCXDVN 01:2008 – Quy hoạch xây dựng) Trong trường hợp dự án hoạt động đạt 100% công suất thiết kế và giả thiết lượng nước thải bằng lượng nước cung cấp, thì lượng nước vệ sinh sàn (tính theo diện tích sàn) là:

Q thải vệ sinh sàn = 100% x Q cấp vệ sinh sàn = 1.211 m 2 × 0,5 L/m 2 /ngày = 0,6 m 3 /ngày

Hoạt động vệ sinh sử dụng nước từ các vòi chung, và toàn bộ nước thải sẽ được thu gom qua hệ thống ống dẫn về hệ thống xử lý nước thải nằm ở tầng hầm của công trình Do đó, việc thải trực tiếp ra môi trường sẽ không xảy ra, giúp kiểm soát ảnh hưởng đến môi trường tiếp nhận từ nguồn thải này.

 Nước vệ sinh thùng rác và điểm tập kết rác

Hoạt động vệ sinh địa điểm tập kết rác và các thùng rác của dự án dẹ kiến được thực hiện hàng tuần, với lưu lượng nước tiêu thụ là 2m³ mỗi lần, tương đương 0,286m³ mỗi ngày.

Qthải vệ sinh = 100% Qcấp vệ sinh = 0,286 m 3 /ngày

Nước thải này chứa nhiều chất cặn lơ lửng và dễ phân hủy sinh học Tất cả lượng nước phát sinh sẽ được thu gom vào hệ thống xử lý nước thải của dự án, không thải ra ngoài, giúp kiểm soát ảnh hưởng đến môi trường.

Vậy, tổng lượng nước thải sinh hoạt của các đối tượng trong dự án là:

Qsinh hoạt = Q thải căn hộ + Q thải nhân viên + Q thải khách hàng + Q BQL + Q thải trẻ em + Q thải sàn +

Với hệ số dùng nước lớn nhất trong ngày là Kmax =1,5 thì:

Q thải max = K max x Q sinh hoạt = 590,586 x 1,5 = 885,879 m 3 /ngày

Vậy lượng nước thải của Dự án là:

Ngoài ra Nước phát sinh từ hoạt động tưới tiêu (chăm sóc cây, rửa đường) ước tính:

3.1.3 Thành phần và tính chất của nước thải

Thành phần và lưu lượng nước thải là hai yếu tố quan trọng hàng đầu, quyết định công nghệ và thiết kế các công trình xử lý nước thải, cũng như việc lựa chọn thiết bị phù hợp.

Bảng 3.1: Thành phần nước thải đầu vào căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND

STT Chỉ Tiêu Đơn vị Kết Quả

QCVN 08MT:201 8/BTNMT Cột B Cột A Cột B1

6 Tổng dầu mỡ ĐTV Mg/l 14,8 20 10 1

Nước thải tại căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND đang bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi các chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng Các chỉ số như SS, BOD5, COD, N-NH4 +, tổng dầu mỡ ĐTV, và coliform đều vượt quá mức quy định của QCVN 14-2008: BTNMT theo cột A.

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND, cần áp dụng công nghệ sinh học hiếu khí nhằm loại bỏ triệt để các thành phần ô nhiễm và ngăn ngừa mùi hôi thối từ nước thải ra môi trường Quy trình công nghệ được thiết kế dựa trên lưu lượng và thành phần nước thải đầu vào, đảm bảo bảo vệ sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Dưới dây là 2 công nghệ được đề xuất để xử lý nước thải cho căn hộ FELIZ EN VISTAR CAPITALAND:

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 1

Nước thải sinh hoạt từ khu chung cư gồm hai thành phần chính: nước thải từ bài tiết của con người và nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt như cặn bã nhà bếp và các chất tẩy rửa.

Nước thải sinh hoạt từ con người được dẫn qua bể tự hoại, nơi các chất thải được giữ lại và phân hủy, trong khi phần nước được chuyển tiếp vào bể điều hòa để xử lý tiếp.

Nước thải sinh hoạt sẽ được xử lý qua song chắn rác để giữ lại các chất thải lớn và vừa Sau đó, nước thải tiếp tục được dẫn qua bể tách dầu, mỡ nhằm loại bỏ các thành phần dầu và mỡ có trong nước.

Nước thải từ bể tách dầu mỡ và bể tự hoại sẽ được chuyển trực tiếp vào bể điều hòa để điều chỉnh lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm Tại bể điều hòa, nước thải sẽ được cung cấp khí liên tục để đảm bảo quá trình xử lý hiệu quả.

Nước tiếp tục được bơm vào bể Điệu chỉnh pH, pH được điều chỉnh dao động từ 7.5 - 8.2

Quá trình xử lý nước thải hiếu khí diễn ra trong bể SBR, nơi nước thải được bơm vào để hệ vi sinh xử lý các chất hữu cơ Sau khi hoàn tất quá trình xử lý, bùn sẽ lắng xuống trong một khoảng thời gian, và cuối cùng, nước sạch cùng bùn sẽ được hút ra khỏi bể.

Nước thải từ bể SBR được chuyển đến bể trung gian, nơi có hai bơm chìm giúp bơm nước thải lên bồn lọc Trong bồn lọc, các lớp sỏi, đá và than hoạt tính được bố trí để giữ lại cặn lơ lửng trong nước thải.

Nước thải sau khi được lọc sạch cặn sẽ được đưa vào bể khử trùng, nơi nước thải được hòa trộn với dung dịch Clorine để tiêu diệt vi khuẩn Sau quá trình này, nước thải đạt tiêu chuẩn QCVN 14-2018: BTNMT cột A và được xả ra môi trường với tỷ lệ 60% Phần còn lại, chiếm 40%, sẽ được lọc qua Màng lọc UF để tái sử dụng, đảm bảo đạt tiêu chuẩn cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

Bùn từ bể SBR sẽ được bơm vào bể chứa bùn, nơi nước sẽ tách khỏi bùn Phần nước này sẽ được tuần hoàn trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý, trong khi bùn sẽ được ép bằng máy ép.

 Hiệu quả xử lý phương án 1

Bảng 3.2: Hiệu quả xử lý phương án 1

Công trình BOD COD TSS Tổng N

Bồn lọc cát, bồn lọc than hoạt tính bùn trục vít

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 2

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 2

Nước thải sinh hoạt từ khu chung cư chủ yếu bao gồm hai thành phần: nước thải từ bài tiết của con người và nước thải từ các hoạt động sinh hoạt hàng ngày, như cặn bã từ nhà bếp và các chất tẩy rửa.

Nước thải sinh hoạt từ con người được xử lý qua bể tự hoại, nơi các chất thải được giữ lại và phân hủy, trong khi nước sẽ được chuyển đến bể điều hòa để tiếp tục xử lý.

Nước thải sinh hoạt sẽ được xử lý qua song chắn rác, nơi giữ lại các chất rắn lớn và vừa, sau đó nước thải tiếp tục được dẫn qua bể tách dầu mỡ để loại bỏ các thành phần dầu và mỡ có trong nước.

Sau khi nước từ bể tách dầu mỡ được kết hợp với nước thải từ bể tự hoại, chúng sẽ được đưa trực tiếp vào bể điều hòa Tại đây, lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm được điều chỉnh, đồng thời nước thải được cung cấp khí liên tục để đảm bảo quá trình xử lý hiệu quả.

Nước tiếp tục được bơm vào bể Điệu chỉnh pH, pH được điều chỉnh dao động từ 7.5- 8.2

Nước thải được đưa vào bể Anoxic để loại bỏ nitơ thông qua quá trình khử Nitrate trong môi trường thiếu khí Sau đó, nước thải tiếp tục được chuyển đến bể Aerotank, nơi diễn ra quá trình xử lý sinh học hiếu khí Tại đây, hệ vi sinh vật sẽ xử lý các chất hữu cơ, đồng thời giảm hàm lượng BOD, COD, cũng như loại bỏ một phần photpho và amoni thông qua bùn hoạt tính hiếu khí.

Nước thải từ bể Aerotank được chuyển đến bể lắng để lắng bùn Sau khi quá trình lắng hoàn tất, một phần bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank, trong khi phần bùn còn lại sẽ được hút ra khỏi bể.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 1

LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN

Lưu lượng trung bình ngày đêm: QTB = 1110 m 3 /ngđ

Lưu lượng trung bình giờ: 𝑄 𝑇𝐵 ℎ = 𝑄 𝑇𝐵

Lưu lượng trung bình giây: 𝑄 𝑇𝐵 𝑠 = 𝑄 𝑇𝐵

Bảng 4.1: Hệ số không điều hòa chung (Nguồn: Điều 3.2, [1])

Hệ số không điều hòa chung K0

Lưu lượng nước thải trung bình (l/s)

Dựa vào bảng 4-1 và lưu lượng trung bình, áp dụng phương pháp nội suy:

Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất: 𝑄 𝑚𝑎𝑥 ℎ = 𝑄 𝑇𝐵 ℎ × 𝐾 0, 𝑚𝑎𝑥

Lưu lượng nước thải theo giờ nhỏ nhất: 𝑄 𝑚𝑖𝑛 ℎ = 𝑄 𝑇𝐵 ℎ × 𝐾 0, 𝑚𝑖𝑛

Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất: 𝑄 𝑚𝑎𝑥 𝑠 = 𝑄 𝑇𝐵 𝑠 × 𝐾 0, 𝑚𝑎𝑥

Lưu lượng nước thải theo giây nhỏ nhất: 𝑄 𝑚𝑖𝑛 𝑠 = 𝑄 𝑇𝐵 𝑠 × 𝐾 0, 𝑚𝑖𝑛

SONG CHẮN RÁC

Song chắn rác có chức năng giữ lại các tạp chất lớn như xương cá và vỏ, giúp tách biệt rác thải trước khi được đưa đi xử lý Đây là công trình đầu tiên trong hệ thống trạm xử lý nước thải, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường.

 Mương dẫn nước thải đến song chắn rác

Chiều cao lớp nước trong mương trước song chắn rác:

𝑄 𝑚𝑎𝑥 ℎ : lưu lượng giờ lớn nhất (m3/h)

𝑉 𝑚 : vận tốc nước chảy trong máng, chọn 𝑉 𝑚 = 0.6 m/s Mương dẫn nước thải có tiết diện vuông mỗi cạnh B = 0.5 m

ℎ 1 = 94.35 0.6 × 0.5 × 3600= 0.0874 m Tiết diện ướt của ngăn tiếp nhận:

𝑉 𝑚 : vận tốc nước chảy trong máng, chọn 𝑉 𝑚 = 0.6 m/s

Hệ số nhám n trong công thức tính toán có giá trị từ 0.012 đến 0.015, tùy thuộc vào vật liệu làm mương, với giá trị chọn là n = 0.0138 cho bê tông Chỉ số mũ y phụ thuộc vào độ nhám, hình dáng và kích thước của mương.

 Tính toán song chắn rác

Số khe hở song chắn rác:

Lưu lượng nước thải tối đa (𝑄 𝑚𝑎𝑥) được tính dựa trên vận tốc nước chảy qua song chắn rác (v), với giá trị v được chọn là 0,6 m/s Khoảng cách giữa các khe hở của song chắn rác (l) là 16 mm, tương đương với 0,016 m Chiều sâu mực nước qua song chắn (h1) thường được lấy bằng chiều sâu mực nước trong mương dẫn Hệ số cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác (k) được xác định là K=1.05.

0.6 × 0.016 × 0.0874× 1.05 = 33 khe Chiều rộng của song chắn rác:

𝐵 𝑠 = s(n − 1) + (𝑙 × 𝑛) Trong đó s: bề dầy của thanh chắn rác, lấy s = 0.008 m

Kiểm tra vận tốc dòng chảy tại phần mở rộng của mương trước song chắn với lưu lượng Qmin là cần thiết để ngăn ngừa hiện tượng lắng đọng cặn, đặc biệt khi vận tốc dưới 0,4 m/s.

Chiều cao lớp nước trong mương trước song chắn rác ứng với Qmin:

𝑄 𝑚𝑖𝑛 ℎ : lưu lượng giờ nhỏ nhất (m 3 /h)

𝑉 𝑚 : vận tốc nước chảy trong máng, chọn 𝑉 𝑚 = 0.6 m/s B: chiều rộng của mương, chọn B = 0.5 m

𝑄 𝑚𝑖𝑛 𝑠 : lưu lượng giây nhỏ nhất (m 3 /h) Bs: Chiều rộng của song chắn rác, m

0.8 × 0.02= 0.375 m/s Tổn thất áp lực ở song chắn rác:

𝐾 1 : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn, 𝐾 1 = 2 −

3, chọn 𝐾 1 = 3 ξ: Hệ số sức cản cực bộ của song chắn được xác định bởi công thức

Trong đó α: góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy, α = 60 0 β: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, dựa vào hình 4.1 chọn β = 1.83

Hình 4.1: Hình dáng thanh chắn rác

0.016) 4/3 sin 60 = 0.629 Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1:

𝐵 𝑆 : Chiều rộng của song chắn rác

𝐵 𝑚 : Chiều rộng của mương dẫn ϕ: góc nghiên chỗ mở rộng, ϕ = 20 0 (Nguồn: Trang 114 [2])

𝐿 1 =0.8 − 0.5 2𝑡𝑎𝑛20 = 0.412 m Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2:

2 = 0.206 m Chiều dài phần mương đặt song chắn rác Ls = 1.5 m (Nguồn: Trang 115 [2]) Chiều dài xây dựng của phần mương lắp đặt song chắn rác:

𝐿 = 𝐿 1 + 𝐿 2 + 𝐿 𝑠 = 0.412 + 0.206 + 1.5 = 2.12 m Chiều sâu xây dựng của phần đặt song chắn:

𝐻 = ℎ 1 + ℎ 𝑠 + 0.5 = 0.0874 + 0.034 + 0.5 = 0.62 m Chiều dài thanh chắn rác:

𝐿 𝑡ℎ =ℎ 1 + ℎ 𝑠 sin 𝛼 =0.0874 + 0.034 sin 60 = 0.14 𝑚 Khối lượng rác lấy ra ngày đêm từ song chắn rác:

48 a: Lượng rác tính cho đầu người trong năm, lấy a = 8 L/ng.năm (Nguồn: Điều 4.1.11 [3])

N: dân số tính toán theo chất lơ lửng, N = 2208 người

Kết quả xử lý nước qua song chắn rác cho thấy hàm lượng chất lơ lửng (TSS) và BOD5 giảm 4%, với hiệu quả xử lý đạt 0.0484 m³/ngđ.

Bảng 4.2: Bảng tóm tắt các thông số song chắn rác

STT Thông số Đơn vị Giá trị

4 Số thanh song chắn Thanh 32

BỂ TÁCH DẦU MỠ

Nước thải từ khu chung cư thường chứa một lượng dầu mỡ, và nếu không được xử lý đúng cách, nó sẽ cản trở hoạt động của vi sinh vật trong nước Vì vậy, việc sử dụng bể tách dầu mỡ là rất cần thiết để đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải.

Dầu mỡ được tách và giữ lại trong bể trước khi vào hệ thống xử lý, nhằm ngăn ngừa nghẹt bơm và đường ống, đồng thời cải thiện hiệu quả xử lý sinh học Chúng được giữ trên bề mặt bể và định kỳ được chuyển về bể chứa bùn để xử lý Nước thải sau khi tách dầu mỡ sẽ được đưa tiếp vào bể điều hòa để tiếp tục quá trình xử lý.

𝑄 𝑚𝑎𝑥 ℎ : lưu lượng giờ lớn nhất (m 3 /h) t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 2 giờ

Chọn chiều cao hữu ích của bể là H= 5.5 m Chiều cao bảo về của bể Hbv = 0.5 m

Chiều cao xây dựng của bể Hxd = 6 m Diện tích bể:

Thể tích xây dựng của bể:

Cứ 1 m3 nước thải có 0.2% lượng dầu cần phải vớt

Vậy lượng dầu trung bình cần phải vớt 1110×0.2% = 2.22 m 3 /ngày

Khoảng cách giữa tấm chắn dòng đến tường: h = 1 m

Tấm chắn cách đáy bể 1 m Đường kính ống dẫn nước vào bể điều hòa:

Qmax: Lưu lượng trung bình cực đại, m 3 /h

𝑉 𝑚 : vận tốc nước chảy trong bể, chọn 𝑉 𝑚 = 0.6 m/s

𝜋 × 0.6 × 3600= 0.236 𝑚 Chọn ống PVC có đường kính D = 250 mm

Kiểm tra lại vận tốc:

Bảng 4.3: Bảng tóm tắt các thông số bể tách dầu

4 Đường kính ống ra mm 250

HỐ THU GOM

Hệ thống thu gom nước thải trong khu chung cư bao gồm cả nước thải sinh hoạt và nước thải từ nhà vệ sinh, được dẫn vào một bể chung Bể thu gom có nhiệm vụ chính là tiếp nhận và chuyển tiếp nước thải từ khu chung cư vào bể điều hòa.

𝑉 = 𝑄 𝑚𝑎𝑥 ℎ × t Trong đó t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 0.5 h

Thể tích xây dựng của bể

𝑊 𝑥𝑑 = F × 𝐻 𝑥𝑑 = 13.5 × 4 = 54 𝑚 3 Bơm nước thải vào bể điều hào

Lưu lượng nước cần bơm: QTB = 94.35 m 3 /h

Cột áp của bơm từ 8 - 10 mH2O, chọn H= 9 mH2O

1000 × 𝜂 Trong đó η: Hiệu suất máy bơm, η = 0.7 - 0.9, chọn η = 0.8 H: cột áp của bơm từ 8 - 10 mH2O, chọn H = 10 mH2O

Để tính toán, ta có công thức: 3600 × 1000 × 0.8 = 2.89 kW Chúng tôi đã chọn 2 bơm chìm SL1.80.100.40.4.50B.C với lưu lượng 94.35 m³/h, cột áp 10 mH2O và công suất 5.5 kW Đường kính ống ra là DN100 và hai bơm sẽ hoạt động luân phiên nhau, theo thông tin từ catalog của công ty GRUNDFOS.

Bảng 4.4: Bảng tóm tắt các thông số hố thu gom

2 Thể tích xây dựng (Vxd) m 3 54

6 Đường kính ống bơm ra mm 114

BỂ ĐIỀU CHỈNH pH

Hầu hết vi khuẩn có pH tối ưu gần trung tính (pH=7), với một số ít có thể hoạt động ở mức pH ± 1 Một số vi khuẩn có khả năng sinh sản ở pH9,5 Các hệ thống xử lý sinh học, như SBR, thường hoạt động hiệu quả trong khoảng pH 6,8 - 7,2 để tối ưu hóa hoạt động của vi khuẩn Khi pH vượt quá giới hạn này, hệ thống xử lý sinh học có thể gặp phải vấn đề trong hoạt động.

Thể tích bể điều chỉnh pH được tính theo công thức:

Q: lưu lượng nước thải từ bể điều hòa: Qh= 94.35 m3/h; t: thời gian lưu nước lại trong bể điều chỉnh pH, chọn t= 0.5 h

Chọn chiều cao của bể h = 3.5 m

Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5 m

Diện tích mặt bằng bể:

Lượng NaOH châm vào bể pHmin = 4.75 => [H]+ = 10 -4.75 mol/l; pHtrung hòa= 8 => [H]+ = 10 -8 mol/l;

Lượng NaOH cần thiết để trung hòa K = (10 -4.75 – 10 -8 ) = 0.00002 mol/l;

Khối lượng phân tử NaOH = 40 g/mol;

Nồng độ dung dịch NaOH = 20 %;

Liều lượng NaOH châm vào =0.00002×40×94.35×1000

Chọn thời gian lưu trong bồn chứa dung dịch là 1 ngày

Thể tích cần thiết của bồn chứa dung dịch là: 24.7 × 24 × 1 = 592.8 l/ngày

Nước thải cho chạy tràng qua bể SBR

Tính toán thiết bị khuấy

Trong bể lắp đặt mấy khuấy trộn để đảm bảo hòa trộn lượng hóa chất vào nước thải Chọn cánh khuấy 4 lá nghiêng 45° Đường kính cánh khuấy 𝐷 = 1

Cánh khuấy đặt cách đáy khoảng cách bằng đường kính cánh khuấy:ℎ = 𝐷 = 1 m Chiều rộng cánh khuấy:

Chọn motor giảm tốc: 150 Hp × 900 RPM là một bộ

Bảng 4.5: Bảng tóm tắt các thông số bể điều chỉnh pH

BỂ ĐIỀU HÒA

4.6.1 Nhiệm vụ Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ, qua đó oxi hóa một phần chất hữu cơ, giảm kích thước các công trình đơn vị phía sau và tăng hiệu quả xử lý nước thải của trạm, tạo chế độ làm việc ổn định và liên tục cho các công trình xử lý, tránh hiện tượng hệ thống xử lý bị quá tải

𝑉 = 𝑄 𝑚𝑎𝑥 ℎ × t Trong đó t: thời gian lưu nước trong bể, t phạm vi từ 4h - 12h, chọn t = 7.5h

Hệ thống cấp khí cho bể điều hòa:

Lượng không khí cần thiết:

𝑄 𝑘ℎí = 𝑉 × 𝑞 𝑘𝑘 Trong đó qkk: Lượng không khí cần thiết để xáo trộn, qkk = 0.01 - 0.015 m 3 /m 3 phút (Nguồn: Trang 418 [2]), chọn qkk = 0.0125 m 3 /m 3 phút

V: Thể tích hữu dụng của bể điều hòa

𝑄 𝑘ℎí = 707.63 × 0.0125 = 9 𝑚 3 /𝑝ℎú𝑡 = 540 𝑚 3 /ℎ Chọn đĩa phân phối khí EDI có thông số dưới bảng 4-2, lưu lượng khí 700 m 3 /h

Bảng 4.6: Thông số đĩa phân phối khí thô EDI

STT Thông số Giá trị

1 Loại đĩa Đĩa thổi khí thô EDI

Số đĩa phân phối khí cần thiết cho khuấy trộn:

𝑄 𝑘ℎí : Lưu lượng không khí cần thiết cho xáo trộn, m 3 /h r: Lưu lượng khí qua đĩa thổi khí, m 3 /h

7 = 77 đĩ𝑎 Chọn n = 80 (hoặc 78,79 gấn con bơm) thiết bị

Với diện tích 14m x 10m, ống phân phối chính từ máy thổi khí đặt dọc theo chiều dài bể, các ống đặt trên giá đỡ cách đáy 10 cm

Số ống nhánh là 10 ống cách nhau 1.5m, cách tường 0.5m Dọc theo chiều dài của mỗi ống nhánh bố trí 8 đĩa, mỗi đĩa cách nhau 1.2 m và cách tường 0.3m

Lưu lượng khí trong ống phân phối chính:

Qkhí = 9 m 3 /phút = 0.15 m 3 /s Đường kính ống dẫn khí chính:

𝑄 𝑘ℎí : Lưu lượng không khí cần thiết cho xáo trộn, m 3 /s v: Vận tốc khí đi trong ống khí được duy trì khoảng (10 - 15) m/s (Nguồn: TCXDVN 51-2008) Chọn v = 12 m/s

Chọn đường kính ống dẫn khí chính là ống INOX SUS304 có D = 140 mm

Lưu lượng khí trong ống khí nhánh:

𝑄 𝑘ℎí : Lưu lượng không khí cần thiết cho xáo trộn, m 3 /s n: số ống nhánh

10 = 0.015 𝑚 3 /𝑠 Đường kính ống dẫn khí nhánh:

𝑞 𝑘ℎí 𝑛 : Lưu lượng không khí trong ống nhánh, m 3 /s v: Vận tốc khí đi trong ống khí nhánh được duy trì khoảng (10 - 15) m/s (Nguồn: TCXDVN 51-2008) Chọn v = 15 m/s

𝜋 × 15 = 0.36 𝑚 Chọn đường kính ống dẫn khí chính là ống PVC có D = 42 mm

Để tính toán áp lực và công suất cho hệ thống phân phối khí, áp lực cần thiết được xác định dựa trên một công thức cụ thể Việc này đảm bảo rằng hệ thống hoạt động hiệu quả và đáp ứng được nhu cầu sử dụng khí.

Áp lực tổng cộng trong hệ thống được tính bằng công thức 𝐻 𝑐𝑡 = ℎ 𝑑 + ℎ 𝑐 + ℎ 𝑓 + 𝐻, với kết quả là 6.9 m Trong đó, 𝑕𝑑 đại diện cho tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, 𝑕𝑐 là tổn thất cục bộ với tổng 𝑕𝑑 + 𝑕𝑐 không vượt quá 0.4 m, và 𝑕𝑓 là tổn thất qua thiết bị phân phối, không vượt quá 0.5 m Chọn 𝑕𝑑 + 𝑕𝑐 = 0.4 m và 𝑕𝑓 = 0.5 m.

10.33 = 1.67 𝑚 Công suất máy thổi khí tính theo công thức (Nguồn: Trang 108, [4])

G: Trọng lượng dòng khí, G = Qk x Pk = 0.1573 x 1.3 = 0.21 kg/s e: Hiệu suất máy thổi khí, e = 0.7 - 0.8, chọn e = 0.8

R: Hằng số khí, R = 8.314 KJ/Kmol.k

T1: Nhiệt độ không khí đầu vào T1 = 298 0 K

P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 =1 atm

P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra

1.68 = 0.4 Công suất máy thổi khí:

Chọn 2 máy thổi khí Model BK-100 có Q = 9.435 m3/min, công suất = 7.48 Kw, đường kính ống DN 100 của hãng Tohin, 2 máy hoạt động luân phiên nhau (Tham khảo catologe công ty Tohin)

Tính toán đường bơm nước vào bể SBR:

Lưu lượng nước cần bơm: QTB = 94.35 m 3 /h

Cột áp của bơm từ 8 - 10 mH2O, chọn H= 9 mH2O

1000 × 𝜂 Trong đó η: Hiệu suất máy bơm, η = 0.7 - 0.9, chọn η = 0.8 H: cột áp của bơm từ 8 - 10 mH2O, chọn H= 9 mH2O

Để tính toán, ta có công thức 3600×1000×0.8 = 2.89 𝐾𝑤z Chúng tôi chọn hai bơm chìm SL1.80.100.40.4.50B.C với lưu lượng 94.35 m³/h, cột áp 10 mH2O và công suất 5.5 kW Đường kính ống ra là DN100, và hai bơm sẽ hoạt động luân phiên nhau (tham khảo catalogue của công ty GRUNDFOS).

Bể điều hòa đã chứng minh hiệu quả trong việc xử lý nước, với hàm lượng chất lơ lửng (TSS) giảm 10% và BOD5 giảm 5%, trong khi COD còn lại cũng giảm đáng kể.

Bảng 4.7: Bảng tóm tắt các thông số bể điều hòa

5 Số đĩa thổi khí đĩa 80

6 Đường kính ống khí chính mm 140

7 Đường kính ống khí nhánh mm 42

8 Đường kính ống nước ra mm 90

BỂ SBR

Bể SBR hiếu khí là công trình xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính, sử dụng quá trình phân hủy hiếu khí để loại bỏ các hợp chất hữu cơ Phương pháp này tận dụng khả năng của vi sinh vật hiếu khí trong việc xử lý các chất hữu cơ có trong nước thải, mang lại hiệu quả cao trong việc cải thiện chất lượng nước.

 Các thông số thiết kế bể SBR:

Nồng độ bùn hoạt tính đầu vào bể X0 = 0

62 Độ tro của cặn: Z = 0.3 mg/mg (Nguồn: Trang 135 [4])

Chỉ số thể tích bùn: SVI0 ml/g (Nguồn: Trang 725 [6])

Nồng độ cặn lắng trung bình dưới đáy bể XS = 8000 mg/l trong đó 0.8×8000 = 6400 mg/l là bùn hoạt tính (Nguồn trang 135 [4])

Chất lơ lửng trong nước thải đầu ra chứa 20 mg/l cặn sinh học và 65% chất có khả năng phân hủy sinh học (Nguồn trang 135 [4])

 Các thông số đầu ra: (Loại A QCVN 14:2008):

Chu kỳ vận hành bể SBR:

Thời gian làm đầy: chọn tF = 4h ( 2 giờ cuối cùng vừa làm đầy vừa sục khí tA=-2) Thời gian lắng, chọn tS = 1 h (Nguồn: mục 7.53 [1])

Thời gian rút nước, chọn tD = 1 h

Thới gian phản ứng của mấy khuấy, tK=1h

Thời gian phản ứng (Nguồn: Mục 6.15.5 [3])

La: BOD5 của nước thải khi đưa vào bể mg/l

BOD5 của nước thải sau khi xử lý đạt mức mg/l, với liều lượng bùn hoạt tính là 4 g/l (theo Bảng 37 mục 6.15.5 [3]) Độ tro của bùn trong một đơn vị khối lượng bùn được xác định là S = 0.3.

𝜌: tốc độ oxy hóa trung bình các chất bẩn, 𝜌 = 26.3 (Nguồn: Bảng 38 mục

4 × (1 − 0.4) × 30.3= 2.74 ℎ Chọn thời gian phản ứng tA =3 h => tA= 3 -2 = 1 h

Tổng thời gian của một chu kỳ hoạt động:

Chọn SBR gồm 2 đơn nguyên hoạt động luân phiên nhau, khi đơn nguyên này làm đầy thì đơn nguyên kia đang phản ứng

Số chu kì hoạt động của 1 đơn nguyên:

8 = 3 𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ/đơ𝑛 𝑛𝑔𝑢𝑦ê𝑛 Tổng số chu kỳ làm đầy trong ngày đêm (24 h)

Thể tích nước làm đầy trong 1 chu kỳ:

Q: Lưu lượng nước vào bể, m 3 /ngđ N: Số chu kỳ

Thể tích bể SBR được tính dựa vào phương trình cân bằng vật chất: Tổng hàm lượng

SS đầu vào = tổng hàm lượng SS sau lắng: (Nguồn: Trang 726 [6])

VT: Thể tích của một bể, m 3 X: Hàm lượng MLSS đầu vào, X= 3500 g/m 3 (Nguồn: Trang 726 [6])

Vb: Thể tích bùn lắng sau rút nước, m 3

Xb: Hàm lượng MLSS trong bùn lắng, mg/l

139 = 7194.25 𝑚𝑔/𝑙 Kiểm tra tỷ lệ thể tích

Gọi K1 là tỷ lệ giữa thể tích bùn lắng và thể tích bể SBR

7194.25= 0.49 = 𝐾 1 Để đảm bảo hàm lượng chất lơ lửng SS không trôi theo nước trong giai đoạn rút nước cần tính thêm 20% thể tích, khi đó: (Nguồn: Trang 727 [6])

Chiều sâu lớp nước hn = 50% H = 0.5 × 5.5 = 2.75 m

Chiều cao phần chứa bùn, hb = 42%H = 0.42 × 5.5 = 2.31 m

Chiều cao an toàn, hat = 0.08H = 0.08 × 5.5 = 0.44 m

Thể tích phần chứa bùn, Vs = 0.42 VT = 0.42 × 451.22 = 189.5 m 3

𝑉 𝑥𝑑 = F × 𝐻 𝑥𝑑 = 82 × 6 = 492 𝑚 3 Thời gian lưu nước của 2 bể trong suốt quá trình:

Q: Lưu lượng nước vào bể, m 3 /ngđ

VT: Thể tích bể SBR, m 3

Tổng lượng bùn sinh ra trong suốt quá trình lưu bùn: (Nguồn: Trang 727 [6])

Px,TSS : Lượng bùn sinh ra mỗi ngày, kgTSS/ngày θc: Thời gian lưu bùn, ngày

VT: Thể tích tổng của 1 bể SBR, m 3

XMLSS: Nồng độ cặn lơ lửng của bùn hoạt tính, g/m 3

A: Sinh khối vi khuẩn tiêu thụ COD B: Sinh khối vi khuẩn tiêu thụ Nitrogen C: Vi khuẩn chết

D: Cặn không phân hủy sinh học E: Cặn trơ

So: Nồng độ bCOD đầu vào của nước thải, g/m 3 S: Nồng độ bCOD đầu ra của nước thải, g/m 3 Giả sử So - S ≈ So Mà So = bCOD = 1.65×BOD5

= 1.65 × 232.416 = 383.5 g/m 3 Q: Lưu lượng trung bình ngày đối với mỗi bể Q = 550 m 3 /ngđ (chia làm 2 bể)

NOx = 0.8(TKN) = 0.8 × 65 = 52 mg/l nbVSS: Hàm lượng VSS không phân hủy sinh học, nbVSS = 0.15 × TSS

Y: Hiệu suất tăng trưởng tế bào của vi khuẩn tiêu thụ COD, Y = 0.4 gVSS/gbCOD

Yn: Hiệu suất tăng trưởng tế bào của vi khuẩn tiêu thụ NOx, Yn = 0.12 gVSS/gNOx

Kd: Hệ số phân hủy nội bào của vi khuẩn tiêu thụ NOx ở 25 0

Kdn: Hệ số phân hủy nội bào của vi khuẩn tiêu thụ NOx ở 25 0

𝐾 𝑑𝑛 = 0.08 × 1.04 (25−20) = 0.097 𝑔𝑉𝑆𝑆/𝑔𝑉𝑆𝑆 𝑑 fd: Tỷ lệ vụn tế bào, fd = 0.15 Thay các giá trị vào phương trình:

Giải phương trình trên ta được SRT = 14 ngày, nằm trong khoảng cho phép SRT 10 - 30 ngày

Xác định nồng độ MLVSS: (Nguồn: Trang 728 [6])

Với Px,VSS: Giá trị thực của bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày (không tính rắn trơ) (KgVSS/d)

Hàm lượng BOD 5 hòa tan của nước thải đầu ra

Hàm lượng chất lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra:

Hàm lượng BOD5 của chất lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra:

14.4 × 0.8 × 1.42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa = 16.36 mg/l

Lượng BOD20 bị chuyển thành cặn tăng lên 1.42 lần, tức là 1 mg BOD20 tiêu thụ 1.42 mg O2 (Nguồn: Trang 136 [4])

Hàm lượng BOD5 của chất lơ lửng ở đầu ra:

Hàm lượng BOD5 hòa tan trong nước thải ở đầu ra:

BOD5ht = BOD5u - BOD5ra = 30 – 11.13 = 18.87 mg/l

Hiệu quả làm sạch theo BOD5 hòa tan

232.416 × 100 = 92 % Hiệu suất xử lý trong bể SBR đạt 92 % thỏa E = 80 - 95% (Nguồn: [6])

Q: Lưu lượng nước thải vào, m 3 /ngđ

So: Hàm lượng BOD5 đầu vào, mg/l

VT: Thể tích bể SBR, m 3 X: Hàm lượng MLSS đầu vào, X= 3500 g/m 3 (Nguồn: Trang 726 [6])

𝑀10 × 232.416 451.22 × 3500 = 0.163 𝑛𝑔à𝑦 −1 Tải trọng thể tích của bể phản ứng:

So: Hàm lượng BOD5 đầu vào, mg/l

VT: Thể tích bể SBR, m 3

𝐿 = 232.416 × 1110 451.22 × 1000 = 0.572 𝑘𝑔𝐵𝑂𝐷 5 /𝑚 3 𝑛𝑔à𝑦 Lượng bùn sinh ra mỗi ngày (Nguồn: Trang 144 [2])

Tốc độ tăng trưởng của bùn:

1 + 0.146 × 10 = 0.163 Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 theo VSS trong 1 ngày:

So: Hàm lượng BOD5 đầu vào, mg/l S: Hàm lượng BOD5 hòa tan, mg/l

Yb: Tốc độ tang trưởng của bùn

𝑃 𝑋 = 0.163 × 1110 × (232.416 − 18.87) = 38.64 𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦 Lượng bùn sinh ra theo SS trong 1 ngày:

Tổng lượng bùn dư cần xử lý hàng ngày được xác định bằng cách tính toán lượng tăng sinh khối tổng cộng theo chỉ số MLSS, trừ đi hàm lượng chất lơ lửng còn lại trong dòng ra.

Thể tích cặn chiếm chổ sau 1 ngày:

Gd: Lượng bùn dư cần xử lý, kg/ngày

Xs: Nồng độ cặn lắng trung bình dưới đáy bể, mg/l

𝑉 𝑠 &.1 × 1000 1.02 × 8000 = 3.2 𝑚 3 /𝑛𝑔à𝑦 Chiều cao cặn lắng trong bể:

Vs: Thể tích cặn chiếm chổ, mg/l F: diện tích bể, m 2

2 × 62= 0.026 𝑚 Thể tích bùn phải xả bỏ ở 2 bể SBR (để lại 20%)

Xác định lượng Nitơ bị oxy hóa thành Nitrate

Dựa vào phương trình cân bằng Nitrogen (Nguồn: Trang 714 - 715 [6])

NOx: Hàm lượng nitơ bị oxy hóa TKN: Tổng nito kendal gồm N-NH4 và nito hữu cơ

Ne: Hàm lượng N-NH4 đầu ra, giả sử Ne = 0.5 g/m3 N-NH4

Px,bio: Hàm lượng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày (không tính rắn trơ và hữu cơ không phân hủy sinh học)

Y: Hiệu suất tăng trưởng tế bào của vi khuẩn tiêu thụ COD, Y = 0.4 gVSS/gbCOD

Yn: Hiệu suất tăng trưởng tế bào của vi khuẩn tiêu thụ NOx, Yn = 0.12 gVSS/gNOx

Kd: Hệ số phân hủy nội bào của vi khuẩn tiêu thụ NOx ở 25 0

Kdn: Hệ số phân hủy nội bào của vi khuẩn tiêu thụ NOx ở 25 0

So: Nồng độ bCOD đầu vào của nước thải, g/m 3

So = bCOD = 1.65×BOD5 = 1.65 × 232.416 = 383.5 g/m 3 μnm: Tốc độ tăng trưởng tối đa

Ks: Hằng số tốc độ, Ks = 20 g/m 3 S: Nồng độ giới hạn phát triển chất nền trong nước thải

𝑆 = 20(1 + 0.146 × 14) 14(8.42 − 0.146) − 1= 0.53 𝑔𝑏𝐶𝑂𝐷/𝑚 3 Giả sử NOx = 0.8(TKN) = 0.8 × 65 = 52 mg/l (Nguồn: Trang 714 [6]) fd: Tỷ lệ vụn tế bào, fd = 0.15 Thay các giá trị trên vào phương trình

550 = 55.4 𝑚𝑔/𝑙 Lượng N-NH4 được oxy hóa trong mỗi chu kỳ làm đầy (Nguồn: Trang 730 [6])

𝑉 𝐹 × 𝑁𝑂 𝑋 = 185 × 55.4 = 10249 𝑔/𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ Lượng N-NH4 còn lại trước khi làm đầy (Nguồn: Trang 730 [6])

Tổng lượng N có thể được oxy hóa trong một chu kỳ: ΣN = 10249 + 133.11= 10382.11 g

Nồng độ ban đầu trong bể phản ứng:

451.22 = 23.01 𝑔/𝑚 3 Thời gian phản ứng cần thiết tính cho Nitơ

Thời gian Nitrate hóa được xác định theo công thức sau (Nguồn: Trang 730 [6])

No: Hàm lượng nitơ trong bể (đã được pha loãng), No = 23.01 mg/l N: Hàm lượng nito sau xử lý, N = Ne = 0.5 mg/l

DO: Hàm lượng oxy hòa tan (mg/l) DO = 2 g oxy/m 3

Yn: Hiệu suất tăng trưởng của vi khuẩn tiêu thụ NOx, Yn = 0.12 gVSS/gNOx μn,m: Tốc độ tăng trưởng cực đại của sinh khối vi khuẩn nitơ

Kn,25: Hằng số bán vận tốc của vi khuẩn tiêu thụ Nox ở 25 0

Ko = 0.5 g/m 3 Nồng độ Nitrate hóa (Nguồn: Trang 730 [6])

0.5 + 2) × t Giải phương trình trên, ta được 𝑡 𝑁𝑂 3 − = 0.0674 ngày = 1.62 h

Thời gian sục khí để khử BOD5 (Nguồn: Trang 82 – 83, [4])

Hàm lượng BOD5 của nước trước và sau khi xử lý là chỉ số quan trọng trong đánh giá chất lượng nước Nồng độ bùn hoạt tính được xác định là X = 3500 g/m³, trong khi tốc độ oxy hóa BOD5 được ghi nhận là ρ mg/l Các thông số này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình xử lý nước thải.

𝜃 𝐶 + 𝐾 𝑑 ) Trong đó θc: Thời gian lưu bùn, θc = 14 ngày

Y = 0.6 (bảng 5.1 trang 71, [4]), Kd = 0.6 (bảng 5.1 trang 71, [4])

14+ 0.6) = 1.12𝑚𝑔/𝑙 Vậy thời gian sục khí để khử BOD5:

𝑡 = 232.416 − 20 1.12 × 3500 = 0.055 ngày = 1.5 h Thời gian khuấy trộn không cần sục khí để khử Nito là 1h (Nguồn: Trang 731 [6])

Mà tổng thời gian sục khí là 3.5h Do đó, cần sục khí trong thời gian làm đầy là 1h

Trong pha làm đầy diễn ra các hoạt động phản ứng theo mẻ nối tiếp nhau: Làm đầy – tĩnh 1 giờ, làm đầy – sục khí 1 giờ

Lượng không khí cần thiết cho một đơn nguyên

Lượng oxy cần thiết cung cấp cho mỗi bể theo điều kiện cần để làm sạch BOD, oxy hóa amoni NH4 + thành NO3 (Nguồn: Trang 683 [6])

OC0: Lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20 0

S0: Nồng độ BOD5 đầu vào (g/m 3 ) S: Nồng độ BOD5 đầu ra (g/m 3 ) 1,42: Hệ số chuyển dổi từ tế bào sang COD

NOx: Lượng Nito bị oxy hóa (g/m 3 ) 4.33: Hệ số sử dụng oxy khi oxy hóa NH4 + thành NO3 -

= 170 𝑘𝑔/𝑛𝑔à𝑦 Thời gian thổi khí của một bể: tối thiểu một nữa thời gian làm đầy nên thổi khí

2 + 2h = 3.75 h Tổng thời gian sục khí một ngày của một bể: 12.8 h

Lượng oxy cần cấp cho một giờ

OC0: Lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý của bể SBR

1.5: Hệ số an toàn để cung cấp đủ lượng O2 khi xử lý cao tải ở giai đoạn nạp nước ban đầu

Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể

𝐶 𝑠 20 0 𝐶 : Nồng độ oxy bão hòa trong nước ở 20, 𝐶 𝑠 20 0 𝐶 = 9.02 mg/l

𝐶 𝑠 40 0 𝐶 : Nồng độ oxy bão hòa trong nước ở 20, 𝐶 𝑠 40 0 𝐶 = 6.41 mg/l C: Nồng độ oxy cần duy trì trong bể, C = 2 mg/l

1.024 (25−20) = 56.5 𝑘𝑔𝑂 2 /ℎ Lưu lượng không khí cần thiết để cung cấp vào bể (Nguồn: Trang 138 [4])

OCt: Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể

Ou: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối khí, Ou = 5.5 grO2/m 3 m (Tham khảo bảng 7.2 [4]) h: Chiều sâu của lớp nước trong bể

5.5 × 5.5 = 1867.8 𝑚 3 /𝑛𝑔à𝑦 = 78.8 𝑚 3 /ℎ Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn một bể

Qkk: Lưu lượng không khí cần thiết để cung cấp vào bể V: Thể tích bể SBR

E: hiệu suất chuyển hóa của thiết bị khuếch tán E %

𝑞 = 1867.8 451.22 × 0.2 × 720 = 29 𝐿/𝑚 3 𝑝ℎú𝑡 Lượng không khí cần thiết cho quá trình

Chọn thiết bị sục khí Ecorator-Jr-F có thông số kỹ thuật dưới bảng 4-7

Bảng 4.8: Thông số kỹ thuật thiết bị đĩa phân phối khí EDI

STT Thông số Giá trị

3 Loại đĩa Đĩa thổi khí thô EDI

Số thiết bị phối khí cần thiết cho khuấy trộn:

𝑄 𝑘ℎí : Lưu lượng không khí cần thiết cho xáo trộn, m 3 /h r: Lưu lượng khí qua đĩa thổi khí, chọn r = 14 m 3 /h

Cách phân phối thiết bị EDI trong bể:

Với diện tích 12m x 7m, ống phân phối chính từ máy thổi khí đặt dọc theo chiều dài bể, các ống đặt trên giá đỡ cách đáy 10 cm

Có 12 ống nhánh được bố trí cách nhau 1m và cách tường 0.5m Mỗi ống nhánh có 8 đĩa, với khoảng cách giữa các đĩa là 0.9m và cách tường 0.35m Đường kính của ống dẫn khí chính vào 2 bể được xác định để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Q: Lưu lượng khí trong ống khí chính, m 3 /s

Vk: Vận tốc khí đi trong ống khí được duy trì khoảng 10 - 15 m/s [1] Chọn v = 13 m/s

Chọn ống Inox SUS304 có đường kính D = 168 mm

Lưu lượng khí trong ống khí nhánh

8 = 0.0273 𝑚 3 /𝑠 Đường kính ống dẫn khí nhánh

Vận tốc khí đi trong ống khí được duy trì khoảng 10 - 15 m/s [1] Chọn v = 15 m/s Chọn đường kính ống dẫn khí chính là ống PVC có D = 60 mm

Máy thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống phân phối khí được xác định theo công thức (Nguồn:

Tổn thất áp lực trong hệ thống ống dẫn bao gồm tổn thất do ma sát dọc theo chiều dài ống (hd) và tổn thất cục bộ (hc), với tổng tổn thất hd + hc không vượt quá 0.4 m, trong đó chọn hd + hc = 0.4 m Ngoài ra, tổn thất qua thiết bị phân phối (hf) không được lớn hơn 0.5 m, vì vậy chọn hf = 0.5 m.

10.33 = 1.62 𝑚 Công suất máy thổi khí tính theo công thức (Nguồn: Trang 108, [4])

G: Trọng lượng dòng khí, G =Qk x Pk = 0.13 x 1.3 = 0.17 kg/s e: Hiệu suất máy thổi khí, e = 0.7 - 0.8, chọn e = 0.8

R: Hằng số khí, R = 8.314 KJ/Kmol.k

T1: Nhiệt độ không khí đầu vào T1 = 298 0 K

P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 =1 atm

P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra

1.395 = 0.283 Công suất máy thổi khí:

Chọn 2 máy thổi khí Model BK-100 có Q = 8.18 m 3 /min, công suất = 13.09 Kw, đường kính ống DN80 của hãng Tohin, 2 máy hoạt động luân phiên nhau (Tham khảo catologe công ty Tohin) Đường kính ống dẫn nước ra của bể SBR:

𝑉 𝑚 : vận tốc nước chảy có áp v = 0.7 - 1.2 m/s, chọn 𝑉 𝑚 = 0.9 m/s Chọn ống nhựa PVC có đường kính D = 315 mm

Kiểm tra lại vận tốc

𝜋 × 0.315 2 × 3600 = 0.7 𝑚/𝑠 Nằm trong khoảng cho phép v = 0.7 - 1.2 m/s

Decanter là thiết bị thu nước mặt trong hệ thống xử lý nước thải công nghệ SBR, bao gồm một phao nổi và hệ thống cơ điện tử tự động điều khiển việc hút nước Thiết bị này được kết nối với ống dẫn nước bằng nhựa dẻo, có khả năng uốn cong theo sự di chuyển của thiết bị Cuối cùng, ống dẫn nhựa dẻo được nối với ống dẫn nước ra cố định bằng nhựa PVC.

Chọn thiết bị Decanter MRD200 có lưu lượng 200 m3/h, Chiều dài ống thu nước 2 m, đường kính ống dẫn nước ra D = 315 mm công suất 0.37 Kw

Hình 4.2: Bảng catalogue thiết bị thu nước Decanter

Tính toán bơm bùn ra khỏi bể SBR

Thể tích bùn xả bỏ trong một ngày: Vb = 3.12 m 3 /ngày

Lượng bùn xả bỏ cho một chu kỳ

Vb: Thể tích bùn xả bỏ trong một ngày n: số chu kỳ trong một bể

3 = 1.04 𝑚 3 /𝑛𝑔à𝑦 Cột áp của bơm từ 8 - 10 mH2O, chọn H= 10 mH2O

Chọn bơm SEG.40.09.2.1.502 có cột áp 10 mH2O, công suất 0.9 Kw, đường kính ống DN50

Tính toán cánh khuấy chìm:

𝑃 𝑘 = 𝑞 × 𝑉 × 0.001 Trong đó q: Công suất khuấy trộn cho bể SBR, q = 10 W/m 3 V: Thể tích hữu ích của bể SBR, m 3

𝑃 𝑘 = 10 × 451.22 × 0.001 = 4.5122 𝐾𝑤 Chọn Máy khuấy chìm Efaflu AGFF1216R-2689, công suất 5.1 Kw, đường kính cách quạt 600 mm, lực đẩy 1040 N, (tham khảo catalogue Efaflu – Bồ Đào Nha)

Bảng 4.9: Bảng tóm tắt các thông số bể SBR

2 Số chu kỳ trong một bể Chu kỳ 3

5 Số thiết bị sục khí Thiết bị 95

6 Đường kính ống khí chính mm 160

7 Đường kính ống khí nhánh mm 60

8 Đường kính ống nước ra mm 315

BỂ TRUNG GIAN

Nước từ bể SBR ra sẽ được chảy qua bể trung gian Trong bể trung gian được bố trí bơm chìm để bơm nước lên bồn lọc áp lực

𝑉 = 𝑄 𝑇𝐵 ℎ × t Trong đó t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1 h

𝑉 𝑥𝑑 = F × 𝐻 𝑥𝑑 = 15 × 4 = 60 𝑚 3 Bơm nước thải lên bồn lọc áp lực

Lưu lượng nước cần bơm: QTB = 46.25 m 3 /h chọn cột áp lên bồn lọc áp lực H= 35 mH2O Công suất của bơm:

1000 × 𝜂 Trong đó η: Hiệu suất máy thổi khí, η = 0.7 - 0.9, chọn η = 0.8 H: cột áp của bơm, chọn H = 35 mH2O

1000 × 0.8 × 3600 = 5.514 𝐾𝑤 Chọn 2 bơm trục ngang Ebara model 3D/I 50-160/7.5, công suất 7.5 Kw, đường kính hộng hút 76 mm, đường kính họng xả 60 mm, 2 bơm hoạt động luân phiên nhau

Bảng 4.10: Bảng tóm tắt các thông số bể trung gian

5 Đường kính ống ra mm 90

BỒN LỌC ÁP LỰC

Các hợp chất hữu cơ và chất từ phân hủy động thực vật có thể được hấp thụ trên bề mặt của vật liệu lọc Vật liệu lọc được chia thành nhiều lớp khác nhau để tối ưu hóa quá trình này.

Lớp cát thạch anh biển trên cùng giúp giảm độ đục và loại bỏ các tạp chất lớn còn sót lại sau quá trình lắng.

Lớp than hoạt tính có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ và huyền phù từ động thực vật, giúp loại bỏ các hợp chất gây mùi trong nước.

Lớp sỏi có tác dụng đỡ các lớp vật liệu trên và thu nước sạch

Số lượng bồn lọc: 2 bồn

Cát thạch anh: đường kính d = 0.5 mm, chiều cao lớp cát hc =0.5 m

Than hoạt tính: đường kính d = 1.2 mm, chiều cao lớp than ht = 0.7 m Sỏi đỡ: đường kính d = 2 - 4 mm, chiều cao lớp sỏi đỡ hđ = 0.2 m Diện tích bề mặt bồn lọc:

Q: Lưu lượng nước vào bồn lọc, m 3 /h V: Vận tốc lọc: v = 10 - 12m/h, chọn v = 12 m/h

H: chiều cao tổng cộng bể lọc, m hđ: chiều cao lớp sỏi đỡ, hđ = 0.2 m hvl: chiều cao lớp vật liệu lọc gồm cát thạch anh và than, hvl = 1.2 m hbv: chiều cao bảo vệ, hbv = 0.5 m hn: Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến phiễu phân phối nước, m

87 e: Độ nở tương đối vật liệu khi rửa ngược, e = 0.5 (Nguồn: Bảng 6.13 [5]) hvl: chiều cao lớp vật liệu lọc gồm cát thạch anh và than, hvl = 1.2 m

Sau một thời gian vận hành phải tiến hành rửa bể lọc (nhằm tránh tăng tổn thất áp lực) khi bể lọc đạt tới tổn thất giới hạn hgh ≥ 6 - 8 m

Phương pháp rửa ngược: Rửa bằng nước thuần túy

Thời gian rửa ngược: t = 5 - 6 phút

Lưu lượng nước rửa ngược 1 bồn lọc

As: Diện tích bề mặt bồn lọc vb: Cường độ rửa ngược: vb = 30 - 35 m/h (Nguồn www.clackcorp.com) chọn vb = 30 m/h

Hệ thống ống dẫn nước rửa lọc:

Lưu lượng nước rửa lọc: Q = 57.9 m 3 /h Vận tốc nước chảy trong ống

Hệ thống ống dẫn nước vào và ra bồn lọc

Lưu lượng nước vào bồn lọc: Q = 25 m 3 /h

Vận tốc nước chảy trong ống

𝜋 × 0.06 2 = 2.46 𝑚/𝑠 Tính bơm nước thải ra vào bồn lọc

Lưu lượng nước cần bơm: QTB = 46.25 m 3 /h Cột áp của bơm lên bồn lọc H= 30 mH2O Công suất của bơm

Công suất của hệ thống bơm được tính toán là 4.73 kW, sử dụng hai bơm trục ngang Ebara model 3D/I 50-160/5.5 với công suất 5.5 kW mỗi bơm Các bơm này có đường kính họng hút 76 mm và họng xả 60 mm, hoạt động luân phiên để đảm bảo hiệu suất tối ưu Áp suất làm việc trong bồn lọc cần được duy trì ổn định để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống.

Áp suất pha khí trong thiết bị, hay còn gọi là áp suất của bơm nước thô, được duy trì ở mức 4 bar, tương đương với 0.4 N/mm2 Điều này là nhờ vào việc sử dụng bơm nước sạch, không chứa tạp chất rắn, đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.

P1: Áp suât thủy tĩnh của cột chất lỏng trong thiết bị

𝑃 𝑡𝑡 = 0.4 + 0.025 = 0.425 𝑁/𝑚𝑚 2 Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc theo công thức Hazen

C: Hệ số nén ép, C = 600 - 1200, chọn C = 1000 T: Nhiệt độ nước, T = 25 0 d: Đường kính hiệu quả, mm v: Vận tốc lọc, m/ngày L: Chiều dày lớp vật liệu lọc, m Đối với cát thạch anh

0.5 2 × 24 = 0.5 m Đối với than hoạt tính

1.2 2 × 24 = 0.052 m Tổn thất qua 2 lớp vật liệu lọc

Bảng 4.11: Bảng tóm tắt các thông số bồn lọc áp lực

5 Đường kính ống dẫn nước m 60

BỂ KHỬ TRÙNG

Nước thải sau khi trải qua quá trình xử lý sinh học vẫn còn chứa vi khuẩn Vì vậy, bể khử trùng có vai trò quan trọng trong việc tiêu diệt lượng vi khuẩn này trước khi nước thải được xả ra môi trường tiếp nhận.

𝑄 𝑇𝐵 ℎ : lưu lượng giờ lớn nhất (m3/h) t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1 h

𝑉 𝑥𝑑 = F × 𝐻 𝑥𝑑 = 15 × 4 = 60 𝑚 3 Chọn bể khử trùng có 3 ngăn, diện tích mỗi ngăn:

Kích thước ngăn L×B×H = 3×1.6×4 m Đường kính ống dẫn nước thải ra:

𝜋 × 0.6 × 3600= 0.165 𝑚 v: vận tốc nước chảy trong ống, chọn v = 0.3 m/s Chọn ống nhựa uPVC có đường kính D = 200 mm

Lượng Cloclorine cần thiết để khử trùng:

Q: Lưu lượng nước thải vào, m 3 /h a: Liều lượng clorine, a = 3 (Nguồn: Mục 6.20.3 - [3]) Lượng Clo sử dụng cho một ngày: m = 0.14 × 24 = 3.36 kg/ngày Lượng Clo sử dụng cho một tháng: m = 3.36 × 30 = 100.8 kg/tháng Dung tích bình Clo:

𝑉 =𝑚 𝑃 Trong đó m: khối lượng clorine trong một tuần P: Trọng lượng riêng của Clo, P = 2.35 kg/L

𝑉 0.82.35 = 43 𝐿 Chọn 1 bơm định lượng MC101 có lưu lượng 0.1 m3/h, công suất 0.3 Kw

Bơm nước lên Màng UF

Lưu lượng nước cần bơm: QTB = 18.5 m 3 /h chọn cột áp lên bồn lọc áp lực H= 35 mH2O Công suất của bơm:

1000 × 0.8 × 3600 = 2.2 𝐾𝑤 Chọn 2 bơm trục ngang Ebara model 3D/I 50-160/7.5, công suất 7.5 Kw, đường kính hộng hút 76 mm, đường kính họng xả 60 mm, 2 bơm hoạt động luân phiên nhau

Bảng 4.12: Bảng tóm tắt các thông số bể khử trùng

5 Số ngăn bể khử trùng Ngăn 3

8 Đường kính ống dẫn nước ra m 200

BỂ CHỨA BÙN

Qb: lưu bượng bùn thải, m 3 /ngày t: Thời gian lưu bùn, t = 15 ngày

𝑉 𝑥𝑑 = F × 𝐻 𝑥𝑑 = 9.5 × 5 = 47.5 𝑚 3 Tính toán bơm bùn lên máy ép bùn

Lưu lượng bùn cần bơm: QTB = 0.15 m 3 /h Cột áp của bơm từ 8 - 10 mH2O, chọn H= 9 mH2O Công suất của bơm:

1000 × 𝜂 Trong đó η: Hiệu suất máy thổi khí, η = 0.7 - 0.9, chọn η = 0.8 H: cột áp của bơm từ 8 - 10 mH2O, chọn H = 10 mH2O

Sử dụng hai bơm chìm SLV.65.65.11.2.1.502 với lưu lượng 0.15 m³/h và cột áp 10 mH₂O, mỗi bơm có công suất 1.1 kW và đường kính ống ra DN65 Hai bơm này hoạt động luân phiên nhau để đảm bảo hiệu suất tối ưu (tham khảo catalogue của công ty GRUNDFOS).

Bảng 4.13: Bảng tóm tắt các thông số bể chứa bùn

6 Đường kính ống bơm bùn ra mm 90

MÀNG UF

Tái Sự dụng 40% nước thải:

Sự dụng Màng UF 8040 Vỏ Nhựa Đường kính 8 inch (200mm) x dài 40 inch (1016mm)

Màng UF 8040 có công suất 5-6 m 3 /giờ

Công suất lọc trong 1 ngày: 5×24= 120 m 3 /ngđ

Số màng lọc cần sự dụng để tái sử dụng: n = 444

Công suất 4 màng lọc: 120×4 = 480 m 3 /ngđ

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN 2

KHÁI TOÁN KINH PHÍ

QUẢN LÝ VẦN VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Căn Hộ Feliz En Vistar Capitaland Công Suất 1110M3/Ngày Và Tái Sử Dụng 40%
Tác giả	Võ Ngọc Hữu
Người hướng dẫn	Tiến Sĩ Nguyễn Quỳnh Mai, Kỹ Sư Huỳnh Tấn Đạt
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	160
Dung lượng	6,65 MB