Tài liệu môn Nước thải đô thị

Nội dung text: Tài liệu môn Nước thải đô thị

1. NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ I. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN 1. Tính toán lưu lượng: 1.1. Nước thải sinh hoạt Lưu lượng trung bình ngày đêm: sh N.qt N.0,8.qc 180000.120 3 Qtb,ng = 21600m /ngđ. 1000 1000 1000 Trong đó: q (l/ng.ngđ): tiêu chuẩn thoát nước trung bình, qt = (0,65 – 0,8).qc t qt = 0,8qc = 0,8.150 = 120 (l/ng.ngđ) N: dân số của thành phố, N = 180000(người) sh sh Q 21600 3 Lưu lượng trung bình giờ: q tb,h = = = 900 m /h 24 24 Lưu lượng trung bình giây : 900.1000 q sh = = 250 l/s tb,s 3600 1.2.1 Lưu lượng nước thải bệnh viện Bệnh viện có N= 350 giường. Tiêu chuẩn dùng nước cho 1 giường là: 500l/giường.ngđ Bảng 3.11: Tính toán lưu lượng thiết kế hệ thống XLNT và rác thải cho bệnh viện gồm N giường Số lượng, Nhu cầu tiêu thụ nước, Đối tượng người/ngày lít/ngđ/người Bệnh nhân N giường (300-350)N CBCNV (0,8-1,1)N (100-150)N Người nhà bệnh nhân (0,9-1,3)N (50-70)N Sinh viên thực tập và (0,7-1,0)N (20-30)N khách vãng lai Tổng số (3,4-4,4)N (470-600)N Chọn 500l/giường.ngđ) 1.2.2 Lưu lượng nước thải công nghiệp - Đối với nhà máy chế biến thủy sản: . Giả thiết chế độ thải nước là điều hoà trong các giờ làm việc. Nước thải của nhà máy sau khi đã được xử lý sơ bộ, đạt được các tiêu chuẩn thải trong QCVN 11:2008 thì cho chảy vào hệ thống thoát nước thải chung của thành phố. Lưu lượng trung bình ngày đêm làm việc ở nhà máy chế biến thủy sản: Thủy sản 3 QTBngđ =50 . 35=1750[m /ngđ] Lưu lượng trung bình giờ làm việc ở nhà máy Thủy sản:
2. B Thủy sản QTBngd 1750 3 qTBh = = = 109,375[m /h] T 16 Trong đó: T- thời gian làm việc của nhà máy chế biến Thuỷ sản trong một ngày đêm, 16h. Lưu lượng tổng cộng của nước thải Lưu lượng tổng cộng của nước thải đô thị bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải từ nhà máy chế biến thủy sản và nước thải bệnh viện. Sự phân bố lưu lượng thải theo giờ được ghi ở bảng dưới đây: Nhà máy Nước thải sinh thủy Bệnh Lưu lượng tổng giờ hoạt sản viện cộng %Qsh m3 m3 m3 m3 %Qtc 0 – 01 1,35 291,6 7,292 299 1,27 01_02 1,35 291,6 7,292 299 1,27 02_03 1,35 291,6 7,292 299 1,27 03_04 1,35 291,6 7,292 299 1,27 04_05 2,35 507,6 7,292 515 2,19 05_06 3,35 723,6 7,292 731 3,11 06_07 4,65 1004,4 109,375 7,292 1.121 4,77 07_08 5,8 1252,8 109,375 7,292 1.369 5,82 08_09 6,325 1366,2 109,375 7,292 1.483 6,30 09_10 6,025 1301,4 109,375 7,292 1.418 6,03 10_11 5,725 1236,6 109,375 7,292 1.353 5,75 11_12 6,025 1301,4 109,375 7,292 1.418 6,03 12_13 5,6 1209,6 109,375 7,292 1.326 5,64 13_14 5,6 1209,6 109,375 7,292 1.326 5,64 14_15 5,50 1188 109,375 7,292 1.305 5,55 15_16 5,55 1198,8 109,375 7,292 1.315 5,59 16_17 5,7 1231,2 109,375 7,292 1.348 5,73 17_18 5,8 1252,8 109,375 7,292 1.369 5,82 18_19 4,28 924,48 109,375 7,292 1.041 4,43 19_20 4,65 1004,4 109,375 7,292 1.121 4,77 20_21 4,15 896,4 109,375 7,292 1.013 4,31 21_22 3,5 756 109,375 7,292 873 3,71 22_23 2,5 540 7,292 547 2,33 23_24 1,52 328,32 7,292 336 1,43 Tổng cộng 100 21600 1750 175 23525 100
3. II.Xác định nồng độ bẩn của nước thải : 1 . Xác định hàm lượng chất lơ lửng: a) Trong nước thải sinh hoạt: TH (a nSS b n SS ) .1000 Csh = qtb - a là % số người không sử dung bể tự hoại,a = 20% - b là % số người sử dụng bể tự hoại, b = 80% - qtb=0,8.qc=0,8 .150 = 120 - nSS : hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người trong một ngày đêm, nSS = 60 - 65 g/ng.ngđ (theo bảng 25- TCVN 7957:2008),chọn nSS =65 (g/ng.ngđ) TH - n SS : lượng chất lơ lửng của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người trong một ngày đêm đối với số hộ gia đình có sử dụng bể tự hoại thì nồng độ SS giảm khoảng 55-65% (theo chú thích bảng 25-TCVN 7957:2008), ta chọn SS giảm 60%. TH => n SS = nSS 40% = 65 0,4 = 26 (g/ng.ngđ) (0,2.65 0,8.26).1000 => Csh = = 281,67 (mg/l) 120 b) Trong nước thải sản xuất: * Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải nhà máy thủy sản 1: CTS = 1582 (mg/l) Nhà thuỷ sản khi chưa qua xử lí vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào mạng lưới thoát nước thành phố nên nhà máy cần xử lí sơ bộ. Sau khi được xử lí sơ bộ nước thải của nhà máy đạt tiêu chuẩn xả thải đối với nước thải công nghiệp thủy sản vào mạng lưới thoát nước thành phố là:Cts =100 mg/l (lấy theo tiêu chuẩn thải QCVN 11:2008 – cột B ). c) Trong nước thải bệnh viện: - Nước thải bệnh viện bao gồm 2 thành phần là nước thải từ các giường bệnh và nước thải do quá trình sinh hoạt của các công nhân viên. - Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải bệnh viện: nll .N bv 65.700 Cbv = 260(mg/l) Qbv 175 nll: lượng chất lơ lửng tiêu chuẩn tính cho 1 người (bảng 25 TCN 7957-2008), nll = 65 g/ng.ngđ 3 Qbv: Lưu lượng thải của bệnh vịên, Qbv = 175 (m /ng.đ) Nbv: số người trong bệnh viện kể cả bệnh nhân và nhân viên( hệ số phục vụ là 1:1) Nbv = 350+1.350 =700(người.)
4. Nước thải bệnh viện khi chưa qua xử lí vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào mạng lưới thoát nước thành phố nên cần xử lí sơ bộ. Sau khi được xử lí sơ bộ nước thải của bệnh viện đạt tiêu chuẩn thải vào mạng lưới thoát nước thành phố là:C bv =100 mg/l (lấy theo tiêu chuẩn thải QCVN 28:2010- cột B ). d) Nồng độ chất lơ lửng tổng cộng : Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải của mạng lưới thoát nước là: Q sh .C Q .C Q .C Qi .Ci tb.ngd sh TS TS bv bv Ctc = sh Q Qtb.ngd QTS Qbv = 21600.281,67 1750.100 175.100 = 266,80(mg/l) 21600 1750 175 2. Xác định hàm lượng BOD trong nước thải : a)Trong nước thải sinh hoạt: - Hàm lượng BOD5 của nước thải sinh hoạt: CL ĐL (a nNOS b nNOS ) 1000 Lsh = qt Trong đó: a là % số người không sử dung bể tự hoại,a = 20% b là % số người sử dụng bể tự hoại, b = 80% CL n NOS : tải lượng chất bẩn theo BOD 5 chưa lắng của nước thải sinh hoạt tính CL cho một người trong ngày đêm lấy theo bảng 25 TCVN 7957-2008,n NOS = 65(g/ng.ngđ). ĐL n NOS : tải lượng chất bẩn theo BOD5 đã lắng của nước thải sinh hoạt tính cho một người trong ngày đêm đối với số hộ có sử dụng bể tự hoại lấy theo bảng 25 ĐL TCVN 7957-2008,n NOS = 30-35 (g/ng.ngđ), chọn nNOS = 35 (g/ng.ngđ).  L =(0,2.65 0,8.35).1000 = 341,67 (mg/l) sh 120 b) Trong nước thải sản xuất: * Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải nhà máy thủy sản: LTS = 1080 (mg/l) Nhà máy thuỷ sản khi chưa qua xử lí vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào mạng lưới thoát nước thành phố nên các nhà máy cần xử lí sơ bộ. Sau khi được xử lí sơ bộ nước thải của nhà máy đạt tiêu chuẩn xả thải đối với nước thải công nghiệp vào mạng lưới thoát nước thành phố là:L =50 mg/l (lấy theo tiêu BOD5 chuẩn thải QCVN 11:2008 – cột B ). c)Trong nước thải bệnh viện: Nước thải bệnh viện bao gồm 2 thành phần là nước thải từ các giường bệnh và nước thải do quá trình sinh hoạt của các công nhân viên.
5. Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải bệnh viện: n .N 30.700 Lbv BOD bv = 120(mg/l) BOD5 Qbv 175 nBOD: lượng chất hữu cơ tiêu chuẩn tính cho 1 người (Bảng 25 TCN 7957- 2008), nBOD5 = 30 g/người.ngày 3 Qbv: Lưu lượng thải của bệnh vịên, Qbv = 175 (m /ng.đ) Nbv: số người trong bệnh viện kể cả bệnh nhân và nhân viên( hệ số phục vụ là 1:1) Nbv = 350+350 =700(người.) Hàm lượng BOD5 trong nước thải của bệnh viện ban đầu chưa qua quá trình xử lí sơ bộ lớn hơn tiêu chuẩn thải cho phép vào mạng lưới thoát thành phố. Sau quá trình xử lí sơ bộ, ta có hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải bệnh viện có giá trị Lbv = 50mg/l ( lấy theo tiêu chuẩn thải QCVN 40:2011/BTNMT – mục B) BOD5 d) Nồng độ chất hữu cơ trong hỗn hợp nước thải : Nước thải trong hệ thống thoát nước bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải nhà máy thủy sản 1 , bia và nước thải bệnh viện. Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải của mạng lưới thoát nước là: Q sh .L Q .L Q .L Qi .Li tb.ngd sh TS TS bv bv Ltc = sh Q Qtb.ngd QTS Qbv 21600.341,67 1750.50 175.50 = 293,01 (mg/l) 21600 1750 175 III.Xác định mức độ làm sạch cần thiết của nước thải: Nguồn tiếp nhận là giao thông thuỷ : Chất rắn lơ lửng: SS 100(mg/l) BOD5 50(mg/l) Theo TCVN 6986:2001 1.Mức độ làm sạch tính theo hàm lượng chất lơ lửng: Ctc C nt 266,80 100 ESS x100% x100%= 62,52% Ctc 266,80 Ctc= 266,80mg/l : nồng độ chất lơ lửng có trong thành phần nước thải hỗn hợp. Cnt= 100 mg/l : nồng độ chất lơ lửng cho phép khi thải nước thải vào nguồn tiếp nhận 2.Mức độ làm sạch tính theo hàm lượng BOD: L L 293,01 50 E tc nt x100% x100%= 65,87% BOD20 Ltc 293,01
6. Ltc= 293,01 mg/l : nồng độ BODht có trong thành phần nước thải hỗn hợp. Ltc=50: hàm lượng BODht cho phép khi thải nước vào nguồn tiếp nhận - Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng ly tâm đợt I hay là hàm lượng chất lơ lửng có trong nước thải sau khi đi qua bể lắng ly tâm đợt I là: C1.(100 E1 ) 266,80(100 60) Csslg = = 106,72(mg/l) 100 100 C1 = 266,80 mg/l : hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải khi đưa vào xử lý ( xem nước thải khi đi qua các công trình cơ học có hàm lượng lơ lửng giảm không đáng kể). E1 = 60% : hiệu suất lắng của bể lắng ly tâm đợt I Nước thải sau khi qua bể lắng ly tâm đợt I hàm lượng chất lơ lửng còn lại trong nước thải là Csslg=106,72(mg/l) 250mg/l (theo 8.15 TCVN 7957:2008). Do vậy nước thải chưa đảm bảo vào bể lọc sinh học. Do vậy sẽ có tuần hoàn nước từ sau bể lắng II về trước bể lọc sinh học. -Giả sử hiệu suất của bể lắng ly tâm đợt II là 60% C2 .(100 E2 ) 106,72(100 60) Csslg1 = =42,688(mg/l) 100 100 C1 = 106,72 mg/l : hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải khi đưa vào xử lý ( xem nước thải khi đi qua các công trình cơ học có hàm lượng lơ lửng giảm không đáng kể). E2 = 60% : hiệu suất lắng của bể lắng ly tâm đợt II BOD5: Chọn hiệu suất làm việc của bể lọc sinh học cao tải là 82%, BOD 5 của nước thải sau khi qua bể lọc sinh học là: dau (1 n)LBOD (1 0,82)293,01 Lsauloc 5 44,99(mg / l) BOD5 nE 1 0,21.0,82 1 CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÍ VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CỒNG NGHỆ I.Lựa chọn sơ đồ công nghệ cho trạm xử lý : Để lựa chọn cho trạm xử lý một sơ đồ công nghệ với các biện pháp xử lý nước thải qua các giai đoạn có hiệu quả, ta căn cứ vào các đặc điểm như sau : + Công suất của trạm xử lý. + Thành phần và đặc tính của nước thải. + Mức độ cần làm sạch cần thiết của nước thải khi thải ra nguồn tiếp nhận. + Tiêu chuẩn xả thải vào nguồn. + Các điều kiện về mặt bằng, địa hình của nơi đặt trạm xử lý. + Các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật khác. -Các thông số cần thiết: Hiệu suất xử lý theo hàm lượng lơ lửng là 62,52 % Hiệu suất xử lý theo hàm lượng BOD là 65,87% Công suất trạm: Q = 23600 m3/ngđ Chọn công nghệ xử lý như sau: Xử lý cơ học:
7. - Ngăn tiếp nhận. - Song chắn rác + máy nghiền rác. - Bể lắng cát + sân phơi cát - Thiết bị đo lưu lượng - Bể lắng ly tâm đợt I - Bể lắng ly tâm đợt II. Xử lý sinh học - Bể lọc sinh học cao tải Xử lý cặn: - Bể mêtan. - Làm ráo nước ở sân phơi bùn.
8. II.Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải : Căn cứ vào các cơ sở trên, ta có sơ đồ công nghệ như sau : Nước thải Nước hồi lưu Ngăn tiếp nhận Nước th Rác Song chắn rác Ép , làm ráo nước Máng đo lưu lượng Cát Bể lắng cát ngang Sân phơi cát lí nướ Vận chuyển GVHD:Bể điều hòaTS.Tr GVHD: TS.Tr Cặn tươi Bể lắng ly tâm đợt I Nước tuần hoàn Nước hồi lưu Cấp khí Bể lọc sinh hoc cao tải Cặn tươi Bể mê tan Khí Bể lắng ly tâm đợt II Đốt Nguồn tiếp nhận(Dùng cho mục đích GTT) Sân phơi bùn B = 1,06m L = 15,8m Vận chuyển H = 1,6 B = 14 m Hình 1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ B = 14 m
9. Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Nước thải với hàm lượng chất lơ lửng C = 266,80 mg/l và hàm lượng BOD5 = 293,01 mg/l được dẫn đến lên ngăn tiếp nhận, qua song chắn rác, phần rác được tách ra sẽ được tập trung lại và được vận chuyển đến bãi rác. Còn nước thải tiếp tục qua bể lắng cát ngang, tại đây các tạp chất vô cơ không tan (chủ yếu là cát)sẽ được giữ lại. Sau đó nước thải sẽ được dẫn đến bể lắng ly tâm đợt I. Ở đây sẽ xảy ra quá trình lắng cặn và đồng thời phân huỷ cặn sau đó bơm cặn đến sân phơi bùn. Hiệu suất tại bể lắng I là 60% nên hàm lượng SS còn lại sau bể lắng I là 106,72(mg/l). Phần nước sau lắng sẽ được dẫn đến bể lọc sinh học cao tải. Với hiệu suất lắng của bể sinh học là 60-85%, cộng thêm quá trình tuần hoàn nước thì hàm lượng BOD đảm bảo <50 mg/l. Bể này có nhiệm vụ phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ vào các màng vi sinh vật. Phần màng vi sinh vật đã “chết” sẽ cùng với nước thải ra khỏi bể và được giữ lại ở bể lắng đợt II,tại bể lắng II hàm lượng SS còn lại là 42,688mg/l đảm bảo <100mg/l. Và cuối cùng, nước thải được đưa ra sông phục vu cho giao thông thủy.Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại cột B QCVN 14-2008/BTNMT.