xây dựng hệ thống thoát nước cũng như trạm xử lý nứơc thải cho các khu dân cư

du
MỤC LỤC
PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG ĐỒ ÁN:...................................
PHẦN 2: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN:..............
I. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI:.......................................................
II. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BẨN CỦA NƯỚC THẢI:.......................................
III. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI:.......................
IV. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ:............................................................
IV.1. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA TRẠM XỬ LÝ:.....................
IV.2.TÍNH NGĂN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI:..................................................
IV.3. SONG CHẮN RÁC:.....................................................................................
IV.4.BỂ LẮNG CÁT CÓ THỔI KHÍ:..................................................................
IV.5.TÍNH TOÁN BỂ LÀM THOÁNG SƠ BỘ:..................................................
IV.6. BỂ AEROTEN:.............................................................................................
IV.7.TÍNH TOÁN BỂ LY TÂM ĐỢT II:.............................................................
IV.8.TÍNH TOÁN BỂ NÉN BÙN:.......................................................................
IV.9. TÍNH TOÁN BỂ MÊTAN:..........................................................................
IV.10.TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG CẶN:...........
IV.11. TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI – TÍNH TOÁN BỂ TIẾP
XÚC:........................................................................................................................
1
du
PHẦN MỘT: GIỚI THIỆU CHUNG ĐỒ ÁN
ĐẶT VẤN ĐỀ:
Con người và môi trường có quan hệ mật thiết đối với nhau.
Trong lịch sử phát triển của con người, để giải quyết các nhu cầu thiết yếu của cuộc
sống cũng như sự gia tăng dân số một cách nhanh chóng trong thời gian gần đây đã
và đang gây ra nhiều tác động đến sự cân bằng sinh học trong hệ sinh thái.
Thiên nhiên bị tàn phá môi trường ngày càng xấu đi đã ảnh hưởng trực tiếp lên sức
khoẻ con người, mỹ quan đô thị cũng như các loài động thực vật.
Khi khai thác thì ít ai quan tâm đến việc vận chuyển lưu trữ và sử dụng chúng một

cách hợp lý.
Việc xây dựng hệ thống thoát nước cũng như trạm xử lý nứơc thải cho các khu dân
cư trở thành yêu cầu hết sức cần thiết , đặc biệt là với thành phố Hồ Chí Minh đang
trong giai đoạn đô thị hoá và phát triển mạnh mẽ như hiện nay.
MỤC ĐÍCH
Thiết kế hệ thống sử lý nước thải cho một khu vực dân cư có số dân N = 75.000 với:
Tiêu chuẩn thoát nước trung bình: q
tb
= 150L/người ngày đêm
Tiêu chuẩn thoát nước lớn nhất: q
max
= 170SL/người ngày đêm
Hệ số không điều hòa ngày: K
ng
= 1,5
Các số liệu thủy văn và chất lượng nước (nguồn loại A)
Lưu lượng trung bình nhỏ nhất của nước sông là: Qs = 40m
3
/s
Vận tốc dòng chảy trung bình: V
tb
= 0.5m/s
Chiều sâu trung bình: H
tb
= 32 m
Hàm lượng chất lơ lửng trong nước sông: ss = 12mg/L
Hàm lựơng oxi hòa tan: DO = 4,8mg/L
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5: Ls = 4,3 mg/L
Nhiệt độ không quá: T=33
0

C
Nhiệt độ không bé hơn: T=21
0
C
Nhiệt độ trung bình: T=25
0
C
Mực nước ngầm cao nhất tại khu vực xây dựng trạm xử lý nước thải là 9m
Yêu cầu về chất lượng nước sau khi xử lý xả vào nguồn loại A:
PH: 6 – 9
Chất lơ lửng: Không vượt qúa 22mg/L
BOD5: Không vượt qúa 15–20mg/L
Các chất nguy hại không vượt qúa giới hạn cho phép
1
du
PHẦN HAI: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
I. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI
• Lưu lượng trung bình ngày đêm của nước thải sinh hoạt được tính theo công
thức:
Q
tb.ngđ
=
q tb∗N
1000
=
150∗75000
1000
=11250 (m
3
/ngđ )

• Lưu lượng nước trung bình giờ (Q
tb.h
) :
Q
tb.h
=
q tb∗N
1000∗24
=
150∗75000
1000×∗24
=468.75 (m
3
/h )
• Lưu lượng nước trung bình giây (Q
tb.s
) :
Q
tb.s
=
q tb∗N
24∗3600
=
150∗75000
24∗3600
= 130.2 (l/s )
• Lưu lượng lớn nhất giờ (Q
max.h
):
Q

max.h
= Q
tb.h
* K
0 max
= 468.75*1.585 = 742.97 (m
3
/h )
Với K
0 max
là hệ số không điều hoà chung
• Lưu lượng lớn nhất giây (Q
max.s
):
Q
max.s
= Q
tb.s
* K
0 max
= 130.2*1.585 = 206.4 (l/s )
• Lưu lượng nhỏ nhất giây (Q
min.s
):
Q
min.s
= 2*Q
tb.s
- Q
max.s

= 2*130.2 – 206.4 =54 (l/s)
II. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BẨN CỦA NƯỚC THẢI:
 Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt tính theo công thức:
1
du
tb
tl
q
n 1000*
=
sh
C
400
150
1000*60
==
mg/l
Trong đó: n
tl
= 60_Tải lượng chất rắn lơ lửng của nước thải SH
Hàm lượng BOD
20
trong nước thải sinh hoạt tính theo công thức:
tb
NOS
q
n 1000*
=
sh
L

5.274
150
1000*18.41
==
mg/l
NOS = tải lượng chất bẩn theo NOS
20
của nước thải sinh hoạt
III. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI:
 Hàm lượng chất lơ lửng không vượt quá: 22mg/l
 NOS
20
không vượt quá: 15 – 20 mg/l
• Hàm lượng chất lơ lửng (ss): để phục vụ tính toán công nghệ xử lý cơ học
• Hàm lượng BOD: phục vụ cho quá trình tính toán và công nghệ cơ học.
 Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng tính theo công thức:
%100
sh
sh
C
C m
D
−
=
%5.94%100*
400
22400
=
−

=
Trong đó:
• m_ hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn
nước, m =22 mg/l.
• C
sh
_ hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt, C
sh
= 400 mg/l.
 Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD
20
:
1
du
%100.
sh
sh
L
LL
D
t
−
=
%7.92%100.
53.274
2053.274
=
−
=
Trong đó:

• L
t
_ hàm lượng BOD
20
của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn nước,
L
t
= 20 mg/l.
• L
sh
_ hàm lượng BOD
20
trong nước thải sinh hoạt, L
sh
=274.53 mg/l.
IV. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ:
IV.1. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA TRẠM XỬ LÝ
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 đặc tính của nước thải.
 Mức độ cần thiết xử lý nước thải.
 Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận tương ứng.
 Phương pháp xử dụng cặn.
 Điều kiện mặt bằng và các đặc điểm địa chất thuỷ văn khu vực xây dựng
trạm XLNT.
 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác.
Từ những điều kiện đã phân tích ta có thể lựa chọn hai phương án sơ đồ công
nghệ xử lý nước thải sau:
PHƯƠNG ÁN I: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bao gồm các giai đoạn xử
lý và các công trình xử lý đơn vị như sau:

 Xử lý cơ học:
• Ngăn tiếp nhận
• Song chắn rác
• Bể lắng cát có thổi khí
1
du
• Máng đo lưu lượng
• Bể làm thoáng sơ bộ
• Bể lắng ly tâm đợt I
 Xử lý sinh học:
• Bể aeroten
• Bể lắng ly tâm đợt II
 Xử lý cặn:
• Bể metan
• Làm ráo nước ở sân phơi bùn
 Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra sông:
• Khử trùng nước thải
• Máng trộn
• Bể tiếp xúc
• Công trình xả nước thải sau xử lý ra sông ( chọn cách xả ngay
bờ).
Phương án II:
 Xử lý cơ học:
• Ngăn tiếp nhận
• Song chắn rác + máy nghiền rác.
• Bể lắng cát thổi khí + sân phơi cát.
• Bể lắng ngang ( đợt I )
 Xử lý sinh học:
• Biophin cao tải.
• Bể lắng ngang ( đợt II )

 Xử lý cặn:
• Bể nén bùn
• Bể Metan
• Làm ráo nước ở sân phơi bùn
1
du
 Khử trùng và xả nước thải sau xử lý ra song:
• Khử trùng nước thải
• Bể trộn vách ngăn có lỗ
• Bể tiếp xúc
• Công trình xả nước thải sau xử lý ra song
Nhận xét:
Hai phương án trên đều đạt kết quả xử lý. Tuy nhiên, phương án I sẽ kinh tế hơn mà
vẫn đảm bảo được hiệu quả xử lý nước thải. Còn phương án II tuy có hiệu quả xử lý
tốt hơn nhưng không hiệu quả về kinh tế. Do đó, ta chọn phương án I làm phương án
tính toán.
Chọn sơ đồ công nghệ cho phương án I như sau:
1
Máy nghiền rác Ngăn tiếp nhận
Sân phơi cát
Song chắn rác
Bể lắng cát có thổi khí
Bể làm thoáng sơ bộ
Bể lắng ly tâm đợt I
Bể nén bùnBể Mêtan Bể Aeroten
Sân phơi bùn
Bể lắng ly tâm đợt II
Clo
du
IV.2. TÍNH NGĂN TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI

Trạm bơm chính của thành phố sẽ bơm nước thải theo 2 đường ống áp lực, với đường
kính mỗi ống là
∅250
đến ngăn tiếp nhận của trạm xử lý. Ngăn tiếp nhận được đặt ở
vị trí cao để nước thải từ đó có thể tự chảy qua từng công trình đơn vị của trạm xử lý.
Ứng với lưu lượng tính toán Q
tb.h
=468.75 ta được kích thước của ngăn tiếp nhận như
sau: A = 1500mm; B = 1000mm; H = 1300mm; H
1
= 1000mm; h = 400mm; h
1
=
650mm; b = 500mm.
IV.3. SONG CHẮN RÁC:
Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận được dẫn đến song chắn rác theo dạng tiết diện
hình chữ nhật. Song chắn rác được dùng để giữ rác và các tạp chất có kích thước lớn
trong nước thải.
Nội dung tính toán song chắn rác gồm các phần sau:
Tính toán muơng dẫn từ sau ngăn tiếp nhận đến song chắn rác và mương dẫn ở mỗi
song chắn rác.
Tính toán song chắn rác.
1
Máng trộn
Bể tiếp xúc
du
a) Tính mương dẫn: Mương dẫn từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết
diện hình chữ nhật.
Chọn 2 song chắn rác (1 công tác + 1dự phòng)
b) Tính toán song chắn rác

 Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của
mương dẫn ứng với Q
max.s
=206.4 (l/s)
h
1
= h
max
= 0.750 m
 Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức:
K
hlv
Q
*
**
1
max
=n
2.1205,1*
750.0*016.0*465.1
2064.0
==
1
Thông số
thủy lực
Lưu lượng tính toán, L/s
Q
tb
= 130.2 Q
max.s

= 206.4 Q
min.s
= 504.59
Chiều ngang B (m) 1.5 0.32 0.13
Độ dốc i 0.0070 0.0070 0.0070
Vận tốc v (m/s) 1.348 1.475 0.913
Độ đầy h (m) 0.750 0.750 0.750
du
n = số khe hở
Q
max
= lưu lượng giây lớn nhất của nước thải, Q
max
= 0.2064 m
3
/s
v = tốc độ nước chảy qua song chắn, v = 1.475 m/s
l = khoảng cách giữa các khe hở l = 16 mm = 0,016m
k = Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác K= 1.05
 Chiều rộng song chắn rác được tính theo công thức:
B
s
= s(n-1) + (l * n) = 0.008(12-1)+(0.016*12) = 0.28 m
Trong đó s_bề dày hay đường kính của thanh song chắn rác thường
lấy=0,008m.
 Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn
rác ứng với Q
min
để khắc phục khả năng lắng đọng khi vận tốc nhỏ hơn 0.4
m/s

min
min
*hB
Q
V
s
=
min
26,0
750.0*28.0
054.0
==
m/s
Trong đó: Q
min.s
= Lưu lượng nhỏ nhất chảy vào mỗi song chắn rác
Q
min.s
= 54 L/s
 Tổn thất áp lực song chắn rác:
1
max
2
*
2
* K
g
v
h
ξ

=
s
cmm 1.1919,03*
81,9*2
)475.1(
*574.0
2
===
1
du
Trong đó:
v
max
= Vận tốc của nước thải trước song chắn ứng với Q
max.s
là 1.475 m/s
K
1
= 3 Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn

ξ
= Hệ số sức cản cục bộ của song chắn được xác định theo công thức:
αβξ
sin*
3/4







=
l
s
574.060sin
016.0
008,0
*67.1
0
3/4
=






=
Β_Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, chọn hình
dạng tiết diện song chắn rác kiểu “c” như hình vẽ với hệ số β =1.67
 Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L
1
:
ϕ
tg
BB
L
ms
2
1

−
=
m
tg
21.0
202
13.028.0
0
=
−
=

Trong đó: B
s
Chiều rộng của song chắn rác
B
m
Chiều rộng của mương dẫn
φ Góc nghiêng chỗ mở rộng thường lấy 20
o
.
 Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L
2
:
2
1
2
L
L
=

m11.0
2
21.0
==
 Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn:
L = L
1
+ L
2
+ L
s
= 0.21+0.11+ 1,5 = 1.82 m
Trong đó: L
s
= chiều dài phần mương đặt song chắn rác, L
s
= 1.5m
1
du
 Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn:
H = h
max
+ h
s
+ 0,5 = 0.750+0.19+ 0,5 = 1,44 m
Trong đó: h
max
_ Độ đầy ứng với chế độ Q
max.s
, h

max
= 0.750 m
0,5_ là khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước
cao nhất.
h
s
_Tổn thất áp lực ở song chắn rác =0.19m
 Khối lượng rác lấy ra trong ngày đêm từ song chắn rác:
1000*365
*
ll
Na
=
1
W
64.1
1000*365
7500*8
==
m
3
/ngđ
a:lượng rác tính trên đầu người (bảng 20 TCVN 7957:2008), a = 8
N
ll
= 7500 -dân số tính toán theo chất lơ lửng

Trọng lượng rác ngày đêm được tính theo công thức:
P = W1*G = 1.64*750 = 1230 (kg/ngđ) =1.23 ( T/ngđ)
G:khối lượng riêng của rác=750kg ( TCVN 7957:2008)

Trọng lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm
103.02*
24
23.1
*
24
=== k
p
p
T/h
Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác lấy theo (TCVN7957:2008) :40m
3
cho
một tấn rác
Q
n
=40*P = 40 * 1.23 =49.2 m
3
/ngđ
1
du
Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải qua song chắn rác giảm 4% còn lại là:
C
’
sh
= C
sh
*(100-4) % = 400*(100-4) % = 384 (mg/l)
L
’

sh
= L
sh
*(100-4) % = 274.53*(100-4) % = 263.55 (mg/l)
IV.4. BỂ LẮNG CÁC CÓ THỔI KHÍ
NHIỆM VỤ: Là loại bỏ các tạp chất có nguồn gốc vô cơ chủ yếu là cát chứa trong
nước. Bể lắng các có thổi khí là bể hình chữ nhật dài trên mặt bằng. Dọc theo chiều
ngang của tường, cách đáy 20-80 cm. Về cấu tạo bể lắng cát có thổi khí giống bể lắng
cát, chỉ có thêm đường ống có khoan lỗ để thổi khí. Bên dưới ống đó ở đáy bể có
rãnh thu cát.
Hiệu suất làm việc của bể lắng cát có thổi khí khá cao
 Diện tích tiết diện ướt của bể
F =
❑
V ∗n
=
0.2064
0.08∗1
=2.58 m
2
Trong đó:
F_Diện tính tiết diện ướt của một bể (một đơn nguyên)
Q
max.s
_Lưu lượng lớn nhất giây Q
max.s
= 0.264 m
3
/s
V_ Tốc độ của nước thải trong bể ứng với lưu lượng lớn nhất (v= 0.08-0.12

m/s) chọn V= 0.08 m/s.
n_số bể lắng cát.
 Chiều rộng B và chiều sâu H của bể lắng cát có thổi khí được xác định
theo các mối quan hệ sau:
B* H
tt
= F = 2.58 m
2
(1)
B:H = 1.5:1 (2)
H = 2H
tt
(3)
Từ 1, 2, 3 suy ra H
tt
= 0.93m; B = 2.58m; H = 1.85m
Kết quả tính toán cho thấy chiều sâu của bể lắng cát thổi khí H = 1-3m.
 Chiều dài của bể lắng cát thổi khí được tính theo công thức:
L =
1000∗K∗Vmax∗Hmax
Uo
=
1000∗2.08∗0.08∗0.750
18.7
= 6.67 m
Trong đó:
1