Xử lý nước thải Khu công nghiệp Cái Lân

i năm. Nhu cầu sống của người dân được nâng cao và đồng thời rác thải từ đó ngày càng nhiều lên. Nhận thức được điều đó, các nhà lãnh đạo Việt Nam đang ra sức đẩy mạnh việc nghiên cứu những giải pháp để hạn chế và khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường đồng thời kêu gọi nhân dân ý thức sâu sắc về vấn đề này. Tuy nhiên môi trường vẫn tiếp tục suy thoái nghiêm trọng, đặc biệt là các khu công nghiệp tập trung, các thành phố lớn , nơi có mật độ dân cư tập trung cao, như thành phố Hồ Chí Minh , Hà Nội , Hải Phòng, Quảng ninh... với hệ thống nước ngầm , cống , sông ngòi rất phức tạp. Một trong nhưng nguyên nhân góp phần tạo nên sự ô nhiễm là nước thải từ các khu sinh hoạt và công nghiệp . Do đó việc xử lý nước thải rất cần thiết cho việc chống gây ô nhiễm môi trường . Một trong các biện pháp tích cực để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước thiên nhiên tránh không bị ô nhiễm bởi các chất thải do hoạt động sống và làm việc của con người gây ra là việc xử lý nước thải và chất thải rắn trước khi xả ra nguồn đáp ứng được các tiêu chuẩn môi trường hiện hành. Đồng thời tái sử dụng và giảm thiểu nồng độ chất bẩn trong các loại chất thải này. Thành phố Hạ Long là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá của Tỉnh Quảng Ninh có nhiều tiềm năng về kinh tế xã hội và phát triển du lịch. Sự phát triển của thành phố này này có ý nghĩa rất quan trọng trong khu vực và quốc gia. Với thế mạnh như vậy, thành Phố Hạ Long sớm trở thành một trung tâm kinh tế trọng điểm của tỉnh Quang Ninh và khu vực kinh tế phía bắc. Sự phát triển của khu vực đòi hỏi phải có một cơ sở hạ tầng đồng bộ và đáp ứng được các yêu cầu trong việc bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, hệ thống kỹ thuật hạ tầng của thành phố này còn thiếu đồng bộ, đặc biệt là hệ thống thoát nước còn chưa xây dựng. Vì vậy việc đầu tư các công trình xử lý nước thải cho thành phố này mang tính cấp bách và cần thiết. Với mục đích đó em đã nhận đề tài tốt nghiệp là: “Xử lý nước thải khu công nghiệp Cái Lân ”. Trong quá trình thực hiện đồ án em đã được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Trần Đức Hạ. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, cũng như các thầy cô đã dậy rô em trong suốt thời gian em học tại đây. Với trình độ, kinh nghiệm và thời gian còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội ngày 01 tháng 05 năm 2005 Sinh viên Nguyễn Duy Hưng Phần I CHƯƠNG I Khái quát đặc điểm tự nhiên dân cư kinh tế xã hội khu công nghiệp cái lân I. Đặc điểm hiện trạng khu đất dự án I.1. Vị trí địa lý Khu công nghiệp Cái Lân nằm trên vinh Cửa Lục thuộc thành phố Hạ Long , thủ phủ của tỉnh Quảng Ninh. Nằm tại đỉnh Tây Bắc vịnh Bắc Bộ, vào khoảng vĩ độ 200 vĩ độ Bắc và 1030 Kinh Đông, phía Bắc là vùng đồi núi với các mỏ than vùng Cẩm Phả, Hông Gai cùng dãy núi đá vôi Hoàng Bồ. Phía Nam là Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long. Được Unesco xếp hạng là một trong những kì quan, danh nam tháng cảnh của Thế Giới . Thành phố Hạ Long được hợp thành từ hai khu vực Hồng Gai Đông và Hồng Gai Tây, bị chia cắt bởi Vịnh Cửa Lục. Năm 1995 theo quyết định của chính phủ, thị xã Hồng Gai được nâng cấp thành phố Hạ Long I. 2. điều kiện khí hậu Khí hậu khu công nghiệp Cái Lân thuộc khí hậu vung thành phố Hạ Long mang đặc tính của khí hậu phía Bắc Việt Nam và đặc trưng cho khí hậu ven biển Quang Ninh Nếu nhiệt độ cao, nhiệt độ trung bình năm là 22,50C , tổng nhiệt độ năm đạt trên 8000C song mùa đông khá lạnh và lạnh nhất so với các vùng ven biển cả nước. Hàng năm có 4 tháng ( Từ tháng 12I tháng3) có nhiệt độ dưới 200C, tháng 1 lạnh nhất (Nhiệt độ từ 14,50CI15,50C và nhỏ hơn đồng bằng bắc bộ 10C) . Mùa hè nhiệt độ trung bình đạt tới 280C , nóng nhất vào tháng 7. Cả năm chí có 4I5 ngày là nhiệt độ đạt trên 350C . Biên độ dao động nhiệt độ ngày nhỏ (không quá 6I70C) Chế độ ẩm, lượng mưa và số ngày mưa đều cao (Lượng mưa trung bình đạt tới 1800mm , số ngày mưa đạt 140 ngày) Thời tiết vùng này được chia thành 2 mùa rõ rệt: + Mùa mưa : (Lượng mưa trung bình tháng trên 100mm) bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 10 . Lượng mưa lớn nhất vào các tháng 7 và tháng 8, thường đạt tới 500I700 mm . Lượng mưa lớn nhất thường trùng vào các trận bão . Nhiều trận bão mưa trên 500 mm. Số ngày mưa lớn trên 100 mm thương đạt 4I5 ngày mỗi năm. + Mùa khô lượng mưa nhỏ , tháng ít mưa nhất là tháng 1. Số ngày mưa ít nhất rơi vào tháng 12, còn các tháng khác trong mùa khô đều mưa từ 10I15 ngày, song lượng mưa nhỏ. Độ ẩm không khí cao, trung bình đạt 82I85%, mua khô giam xuống dưới 80% . Tháng 3 có độ ẩm lớn nhất thường đạt trên 90%. Số ngày nắng và giờ nắng cao thường đạt 1700I1800 giờ, nhưng tháng mùa hè trung bình có 100I150 giờ nắng, đặc biệt các tháng 9 và tháng 10 mỗi tháng có gần 200 giờ nắng. Hướng gió thịnh hành trong mùa đông là gió đông bắc (Tần suất tới 40I65%) . Tốc độ gió Đông Bắc là 30 (m/s). Mua hè thịnh hành gió Đông Nam. Tốc độ gió lớn nhất đạt tới trên 45(m/s).Vùng thành phố Hạ Long còn hay có giông bão. Theo số liệu thống kê bão và áp thấp nhiệt đới dọc bờ biển Việt Nam trong 29 năm (Từ năm 1954 đến năm 1982), tần suất đổ bộ trực tiếp vào Quảng Ninh và thành phố Hạ Long là 28% số cơn bão đổ bộ trên toàn quốc. Số cơn bão đổ bộ vào khu vực có ảnh hưởng đến Quảng Ninh là 5I6 trận mỗi năm , thậm chí 8I 9 trận như năm 1964. Thời gian có bão đổ bộ vào từ tháng 6 đến tháng 9. Tốc độ gió lớn nhất đạt 20(m/s). Còn có trận gió đạt tốc độ 40(m/s). Bão thường gây mưa kéo dài 3I4 ngày , có khi 6I7 ngày. Lượng mưa trên 200(mm). Ngoài ra vùng này mỗi năm còn có trên 10 cơn dông. Dông thường xẩy ra vào tháng 7, và tháng 8. Vùng Quảng Ninh nói chung và thành phố Hạ Long nói riêng còn gặp sương mù chủ yếu vào tháng 3, và cũng là vùng ven biển duy nhất ở Việt Nam có sương muối. I.3. điều kiện địa hình và tình trạnh sử dụng đất. I.3.1. Địa hình Thành phố Hạ Long nằm trong vùng duyên hải Quảng Ninh. Mặc dù có chiều dài và diện tích không lớn song địa hình khá đa dạng. Địa hình Cactơ khá phổ biến, chúng có hình thái khá đặc biệt, vách dựng đứng , nhiều hang động lớn, nhiều hẻm sâu, trên hàng nghìn hòn đảo nhỏ trong Vịnh Hạ Long tạo cho Hạ Long một phong cành kì vĩ có biển và núi quyện vào nhau hiếm có trên Thế Giới. Địa hình Cáctơ còn phổ biến ở phía Bắc thành phố (Khu vực Dương Huy – Quảng La). Địa hình núi thấp chạy song song với bờ biển kéo dài theo hướng Đông Tây. Độ cao trung bình 300I400m , sườn dốc góp phần là cho phong cảnh Hạ Long thêm kì vĩ và cung tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển một thành phố du lịch. Địa hình thung lũng hẹp và cung chạy song song với bờ biển cùng với Vịnh Cuốcbê tạo thuận lợi cho việc xây dựng các đường giao thông và vận chuyển than cũng như các sản phẩm khác mà không ảnh hưởng đến phong cảnh và các hoạt động khác của thành phố. Đặc biệt trong vùng còn có một dạng địa hình mới : Đó là địa hình nhân sinh . Vùng hòn Gai – Cẩm Phả là vùng khai thác than quan trọng của đất nước, trong vùng có 6 mỏ lộ thiên với tổng diện tích mở moong là 1518 ha, diện tích bãi thải 1326 ha. Do khai thác lâu nên các moong khá sâu, lượng đất thải rất lớn (gần 200 tỷ m3), đã lấp một khu vực rộng trước đây bị ngập nước do thuỷ triều và các núi đất đá thải cao hàng trăm mét, độ dốc sườn 40I450 . Các đặc điểm địa hình nêu trên không tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích tụ nước nhạt dưới đất. Địa hình Cactơ nằm sát biển đã tạo điều kiện thuận lợi cho nước biển xâm nhập vào các công trình khai thác nước và thực tế cho thấy trong các thành tạo Cacbonat ở đây có mức độ chứa nước tốt song nước bị mặn không thể dùng để cấp nước được. địa hình núi thấp khá dốc, lại bị phân cắt mạnh nên hạ chế nước mưa ngấm xuống bổ sung cho lượng nước dưới đất. Các thung lung hẹp tích tụ thêm cũng không thuận lợi cho quá trình tích trữ nước ngầm. Địa hình nhân sinh có tác dụng làm biến đổi thành phần hoá học của nước dưới đất. I.3.2 tình trạng sử dụng đất Thành phố Hạ Long nẳm trong vùng đồi núi ven biển, quỹ đất xây dựng thuận lợi rất ít. Trong hai giải pháp tạo ra diện tích đất xây dựng là đào núi và lấp biển, chọn giải pháp lấp biển ở những nơi hợp lý nhất không làm biến dạng vùng sinh thái ven biển Tổng diện tích đất tự nhiên của thành phố Hạ Long là 12 285,7 ha (năm 1995) Quỹ đất được phân công theo công năng sử dụng như sau : + Đất nông nghiệp : 442,55 ha + Đất có khả năng canh tác nông nghiệp : 38,20 ha + Đất lâm nghiệp : 4664,20 ha + Đất có khả năng lâm nghiệp : 1187,70 ha + Đất khác : 2597,50 ha I.4. đặc điểm thuỷ văn Quảng Ninh là một tỉnh ven biển có mật độ mạng sông suối lớn (từ1I2km/km2) Toàn tỉnh có trên 30 con sông có chiều dài trên 10(km). Các lưu vực sông đều nhỏ, không có lưu vực nào trên 300(km2). Các sông đều ngắn và dốc, xâm thực sâu mạnh, bồi tụ kém . Hầu hết các sông đều bắt nguồn từ cánh cung Đông Triều . Ngoái ra Hạ Long còn có nhiều suối khác, song đều ngắn và dốc, mùa mưa nước chảy mạnh nhiều khi cuốn trôi cả cầu. Nhưng mùa khô lại hầu như không có nước. Do các đặc điểm lêu trên cho thấy chủ yếu nước cấp cho thành phố Hạ Long là từ các sông suối trong vùng. Nước sông cung cấp cho nước ngầm hầu như không sẩy ra Do xây dựng một số hồ chứa nước nên mực nược ngầm quanh hồ tăng lên. Một số nơi trước đây các giếng của dân khi mua khô đến không có nước thì từ khi có hồ chứa nước, thì các giếng đã có nước quanh năm như hồ Yên Lập. Vùng thành phố Hạ Long có bờ biển khá dài (không kể các bờ biển), toàn vùng phía Đông, Nam của vùng giáp biển, Vịnh Cuốcbê ăn sâu vào đất liền chia cắt thành phố Hạ Long thành 2 phần, càng làm cho chiều dài bờ biển tăng nên. Vùng biển Hạ Long có chế độ nhật triều đều, mỗi ngày có một lần nước cao, một lần nước thấp với hầu hết các ngày trong tháng. Kì nước cường trung bình độ lớn triều khoảng 2,6I3,6m. Trong năm triều mạnh vào các tháng 1, tháng 6, tháng 7 và tháng 12. Nước yếu vào các tháng 3, 4, 8 và tháng 9. Biên độ triều lớn nhất trong chu kì triều 19 năm tại Hòn Gai đạt 435(cm), nhỏ hơn ở Cửa Ông 440(cm) thuộc vùng có biên độ triều lớn nhất Việt Nam, đạt tới 5m. Do vung Hạ Long có nhiều đảo nên chế độ triều lưu rất phức tạp. Tốc độ dòng triều khá lớn, tại Bãi Cháy nước biển chảy vào Vịnh Cuốcbê có thể đạt tới 150(cm/s). Nước biển Hạ Long có độ mặn không cao 250/00 thành phần Natri Clorua, hàm lượng Br từ 21I31 (mg/l). Khi triều lên nhiều bãi sú, vẹt bị ngập mặn chắc chắn có tác động đến nước ngầm vùng ven biển. Nước ngầm vùng sát biển đều bị mặn, đó cũng là lý do làm cho một số lỗ khoan khai thác nước ngầm ở vùng này bị mặn sau một thời gian không lâu. I.5. sự phát triển kinh tế - xã hội -Với diện tích 5938 km2 và là tỉnh cửa ngõ giáp biên thì mật độ dân số của tỉnh tập trung khác đông. Theo “Báo cáo tổng kết công tác dân số của uỷ ban dân số KHHGĐ tỉnh Quảng Ninh 2004 “ thì toàn tỉnh Quảng Ninh có số dân là 1029461 người. Trong đó Thành phố Hạ Long chiếm số dân cao nhất : 267,5 nghìn người. Mật độ dân số trung bình của thành phố vào khoảng 1400 người /km2 . Với vị trí quan trọng ở cửa ngõ Đông Bắc Việt Nam, nơi đây có đủ điều kiện để phất triển kinh tế, xây dựng thành một thành phố “ Công nghiệp và du lịch hiện đại ” . Điều kiện tự nhiên ở đây hoàn toàn đáp ứng điều đó. - Trước hết là khả năng phát triển du lịch. Đây là một vùng có cảnh quan Karst nhiệt đới hấp dẫn. Nhưng khác với cảnh quan Karst khác ở khu vực (như ở Trung Quốc), các hình thái Karst lại nằm sát bờ biển, ngay trên Vinh Hạ Long tạo nên một danh nam thắng cảnh nổi tiếng, thu hút khách di lịch Quốc Tế. - Một thế mạnh của thành phố Hạ Long là các cảng biển, ngoài vị chí các cảng biển nước sâu, cảng Cái Lân còn có năng lực tiếp nhận tầu trọng tải 30.000 (tấn/năm ) là có khả năng trở thành hiện thực. Ngoài ra còn một số tập đoàn cảng khác góp phần thúc đẩy công nghiệp, thương mại và du lịch phát triển ở vùng trọng điểm ven biển này. - Tài nguyên khoáng sản của Quản Ninh khá phong phú và đa dạng. Đến nay đã phát hiện được 80 mỏ và điểm quạng với 17 loại khoáng sản khác nhau. Trong đó nhóm nguyên liệu cháy, than đá Antraxit chiếm một trữ lượng lớn (2,2 tỷ tấn ). Ngoài ra còn sắt, titan, đồng, chì, kẽm, vàng, các loại khoáng sản không kim loại, vật liệu xây dựng, nước khoáng… - Hiện nay thành phố Hạ Long đang có những yêu cầu bức xúc về phát triển Kinh Tế – Xã Hội với các ngành mũi nhọn như du lịch, công nghiệp, thương mại. Việc phát triển kinh tế không thể tách rời việc bảo vệ môi trường. Những dấu hiệu về sự suy thoái và ô nhiễm môi trường đã đến lúc cần phải quan tâm một cách triệt để. ii. định hướng thoát nước và Và CáC PHƯƠNG áN THOáT NƯớC ở khu vực II.1. Cơ sở chọn hệ thống thoát nước . - Đánh giá các điều kiện tự nhiên về địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn. Trong đó cần chú ý đặc biệt đối với điều kiện địa hình, số lượng và chất lượng các sông hồ trong thành phố, điều kiện xả nước thải để làm căn cứ cho việc lựa chọn giải pháp thu gom nước thải phù hợp với điều kiện cụ thể của khu công nghiệp - Phân tích các yêu cầu của quy hoạch tổng thể toàn khu công nghiệp, các yếu tố khống chế, quy hoạch hạ tầng kỹ thuật và các công trình kỹ thuật đầu mối nhằm đặt mối quan hệ hiệu quả đối với công tác thiết kế, xây dựng và quản lý hệ thống thoát nước. - Đánh giá thực trạng sống của người dân đô thị, các số liệu về xã hội, sự phát triển kinh tế ở các mặt, sản xuất công nông nghiệp, các dịch vụ du lịch,...Từ đó đề xuất tiêu chuẩn thoát nước thích hợp. - Phân tích, đánh giá thành phần tính chất nước thải và khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải để xác định mức độ xử lý cần thiết. - Theo chiến lược phát triển thoát nước đô thị Việt Nam và theo chiến lược thoát nước đến năm 2010 của Bộ xây dựng : Tận dụng hệ thống thoát nước cũ và cần tách nước để xử lí nước thải . Với các nơi thiết kế mới thì xây dựng mới hoàn toàn . II.2. Phương hướng lựa chọn hệ thống thoát nước khu công nghiệp Cái Lân Nước thải khu công nghiệp gồm 3 loại nước thải chính : + Nước thải sinh hoạt do các công trình dịch vụ + Nước thải sản xuất từ các khu công nghiệp + Nước mưa Nhiệm vụ của hệ thống thoát nước là thu gom, vận chuyển nhanh chóng mọi loại nước thải ra khỏi khu công nghiệp, đồng thời xử lý và khử trùng đạt yêu cầu vệ sinh trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Từ 2 sơ đồ hệ thống thoát nước sau : - Sơ đồ hệ thống thoát nước chung - Sơ đồ hệ thống thoát nước riêng : + Hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn + Hệ thống thoát nước riêng không hoàn toàn + Hệ thống thoát nước nửa riêng Qua nghiên cứu phân tích các điều kiện cụ thể của khu công nghiệp, thì sơ đố hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn là phù hợp nhất cho giai đoạn 2005-2020 và phù hợp với định hướng của chiến lược phát triển thoát nước, đồng thời bảo vệ được môi trường nguồn tiếp nhận nước thải của khu công nghiệp. II.3. Các hạng mục trong sơ đồ hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn. Hệ thống thoát nước sinh hoạt do các công trình dịch vụ - Hệ thống thu gom bao gồm : Các cống nhánh và cống chính trong các công trình dịch vụ - Hệ thống xử lý bao gồm : Các công trình xử lý cơ học, xử lý sinh học, xử lý bùn ( cả bùn từ các bể phốt và bùn từ các công trình trên trạm xử lý ), cống và cửa xả. 3.2. Hệ thống thoát nước mưa : - Các mương, kênh thoát nước mưa chính. - Các hồ điều hoà, trạm bơm nước mưa và cống xả. 3.3. Hệ thống thoát nước công nghiệp - Hệ thống thu gom, vận chuyển tại mỗi khu công nghiệp, nhà máy - Hệ thống xử lý cục bộ trong các khu công nghiệp, nhà máy, đảm bảo chất lượng nước thải xả ra nguồn tiếp nhận Đây là khu công nghiệp mới chưa có hệ thống thoát nước.Vì vậy mục tiêu lâu dài là xây dựng mới toàn bộ hệ thống thoát nước, đảm bảo tốt việc thoát nước nhanh chóng các loại nước thải để đưa đến trạm xử lí nước thải tập trung, đạt tới tiêu chuẩn cho phép trước khi xả tự nhiên . Trên cơ sở những yêu cầu đảm bảo vệ sinh môi trường ta chọn hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn với lí do sau : + Nước bẩn trong khu công nghiệp được xử lí sơ bộ tới mức độ cần thiết nên việc sử dụng hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn sẽ giảm được quy mô, công suất trạm xử lí nước thải dẫn tới giảm chi phí xây dựng và quản lý, đảm bảo cho các công trình làm việc đạt hiệu quả cao về kinh tế và kĩ thuật. + Xây dựng trạm xử lí nước thải tập trung của toàn khu công nghiệp làm cho nước thải sau xử lí sẽ đạt chỉ tiêu theo quy định của TCVN 5945- 1995. + Khơi thông, nạo vét, kè đá cho các sông hồ, mương để cho việc thoát nước được nhanh chóng . @ Về nguyên tắc khi thiết kế hệ thống thoát nước cho một khu công nghiệp ta phải thiết kế cả ba hệ thống trên. Nhưng trong giới hạn của đồ án chỉ yêu cầu thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp . Phần thiết kế này được trình bày kỹ ở phần sau. Chương II Tính toán các số liệu cơ bản để thiết kế trạm xử lý nước thải I. Các số liệu cơ bản 1.1. Nước thải khu công nghiệp Cái Lân + Khu công nghiệp cơ khí : Tiêu chuẩn thải nước là : qC = 40 (m3/ha – ngđ). + Khu công nghiệp hoá chất : Tiêu chuẩn thải nước là : qC = 50 (m3/ha – ngđ). + Khu công nghiệp thực phẩm : Tiêu chuẩn thải nước là : qC = 70 (m3/ha – ngđ). + Mật độ số công nhân trong một ca : n = 50 (người/ha-ca) Mật độ số công nhân trong một ngày đêm n = 150 (người/ha-ngđ) 1.2. Nước thải các công trình dịch vụ , công trình công cộng + Diện tích đất xây dựng : FCongCong = 74,5432 * 10% = 7,454 (ha) + Tiêu chuẩn thải nước là : qC = 50 (l/ng- ngày) + Tổng số người phục vụ cho các công trình dịch vụ N = 350 người + Số giờ thải nước : (Trong giờ hành chính) II. Xác định lưu lượng tính toán của công nhân II.1. Diện tích Từ bản đồ hiện trạng khu công nghiệp Cái Lân ta xác định được diện tích từng khu vực. 1.1. Khu vực I : Khu công nghiệp cơ khí + Diện tích đất xây dựng : FI = 74,5432 * 25% = 18,636 (ha) + Tiêu chuẩn thải nước : qC = 40 (m3/ha – ngđ.) => = 40 * 18,636 = 745,432 m3/ngđ ) 1.2. Khu vực II : Khu công nghiệp hoá chất + Diện tích đất xây dựng : FII = 74,5432 * 30% = 22,363 (ha) + Tiêu chuẩn thải nước : qC = 50 (m3/ha – ngđ.) => = 50 * 22,363 = 1118,15( m3/ngđ ) 1.3. Khu vực I : Khu công nghiệp thực phẩm + Diện tích đất xây dựng : FIII = 74,5432 * 35% = 26,1 (ha) + Tiêu chuẩn thải nước : qC = 70 (m3/ha – ngđ.) => = 70 * 26,1 = 1826,3 ( m3/ngđ ) 1.4. Tổng lưu lượng nước thải khu công nghiệp = 745,432 + 1118,15 + 1826,3 = 3689,9 ( m3/ng-đ ) II.2. số công nhân tính toán trong khu công nghiệp Ta có : (người) Trong đó : + N : Số công nhân tính toán ở khu vực trong một ca (người) + n : Mật độ số công nhân của khu công nghiệp (người/ha-ca) + F : Diện tích của khu vực (ha) 2.1. Khu vực I : Khu công nghiệp cơ khí Số công nhân làm việc trong một ca (người) Trong đó : + FI = 18,636 (ha) + n = 50 (người/ha-ca) = 931,8 = 932 (người) Số công nhân làm việc trong một ngày đêm : N = NCa * 3(ca) = 932 * 3 = 2796 (người) 2.2. Khu vực II : Khu công nghiệp hoá chất Số công nhân làm việc trong một ca (người) Trong đó : + FII = 22,363 (ha) + n = 50 (người/ha-ca) = 1118,15 = 1118 (người) Số công nhân làm việc trong một ngày đêm : N = NCa * 3(ca) = 1118 * 3 = 3354 (người) 2.3. Khu vực III : Khu công nghiệp thực phẩm Số công nhân làm việc trong một ca (người) Trong đó : + FIII = 26,1 (ha) + n = 50 (người/ha-ca) = 1305 (người) Số công nhân làm việc trong một ngày đêm : N = NCa * 3(ca) = 1305 * 3 = 3915 (người) 2.4. Tổng số công nhân tính toán của toàn khu công nghiệp Tổng số công nhân tính toán trong một ca : = 932+ 1118 + 1305 = 3355 (người) Tổng số công nhân tính toán trong một ngày đêm : = 3355 * 3 = 10065 (người) Tổng dân số tính toán của toàn khu công nghiệp = 10065 + 350 = 10415 (người) II.3. Lưu lượng nước thải các công trình dịch vụ Lưu lượng nước thải sinh hoạt các công trình dịch vụ ( m3/ca ) Trong đó: N: Dân số tính toán N = 350 ( người ). q0: Tiêu chuẩn thải nước, q0= 50 (l/người-ca ). => = 17,5 ( m3/ng-ca ) Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình theo giờ: = 2,18 (m3/ h) Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình giây. = 0,6 (l/s) Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình giây lớn nhất. Vì lưu lượng nước thải quá nhỏ nên ta xem như nước đã được chảy điều hoà nên : KC = 1 => ( l/s ) II.4 . xác định nồng độ chất bẩn của nước thải dịch vụ 4.1. Hàm lượng BOD5 của nước thải dịch vụ Ta có công thức : LDV = ( mg/l ) Trong đó : + q0 : Tiêu chuẩn thải nước ( l/người/ca) Tiêu chuẩn thải nước là : qC = 50 (l/ng- ca) + aBOD : Hàm lượng BOD của nước thải đã lắng tính cho một người thải ra trong một ca . Ta có : aBOD = 10 (g/ng.ca) LDV = = 200 ( mg/l ) 4.2. Hàm lượng cặn lơ lửng của nước thải khu dịch vụ Ta có công thức : CDV = ( mg/l ) Trong đó : + q0 : Tiêu chuẩn thải nước ( l/người/ca ) Tiêu chuẩn thải nước là : qC = 50 (l/người- ca) + aCặn : Hàm lượng cặn lơ lửng của một người thải ra trong một ca Ta có : aCặn = 18 (g/ng.ca) CDV = = 360 ( mg/l ) III. Lưu lượng nước thải từ khu công nghiệp III.1. Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp Theo bản đồ hiện trạng của khu công nghiệp Cái Lân thì toàn khu công nghiệp được chia làm 3 khu công nghiệp chính. Đó là khu công nghiệp cơ khí, khu công nghiệp hoá chất và khu công nghiệp thực phẩm. 1.1. Khu Công nghiệp cơ khí : Có diện tích là : FI = 18,636(ha) Làm việc 3 ( ca/ngày.đêm) Tiêu chuẩn thải của khu công nghiệp cơ khí là : = 40 (m3/ha - ngđ) Lưu lượng nước thải khu công nghiệp cơ khí : = 745,432( m3/ngđ ) 1.2. Khu Công nghiệp hoá chất : Có diện tích là : FII = 22,363 (ha) Làm việc 3 ( ca/ngày.đêm) Tiêu chuẩn thải của khu công nghiệp hoá chất là : = 50 ( m3/ha - ngđ) Lưu lượng nước thải khu công nghiệp hoá chất : = 1118,15( m3/ngđ ) 1.3. Khu Công nghiệp thực phẩm : Có diện tích là : FIII = 26,1 (ha) Làm việc 3 ( ca/ngày.đêm) Tiêu chuẩn thải của khu công nghiệp thực phẩm là : = 70 ( m3/ha - ngđ) Lưu lượng nước thải khu công nghiệp thực phẩm : = 1826,3 ( m3/ngđ ) III.2. Lưu lượng nước thải sản xuất 2.1. Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp cơ khí Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8h. + Ca 1 : + Ca 2 : + Ca 3 : Hệ số không điều hoà giờ của nước thải sản xuất Kh =1 nếu lưu lượng nước thải của các giờ trong ca được phân bố : + Ca 1: ( m3/h) + Ca 2: ( m3/h) + Ca 3: ( m3/h) - Lưu lượng giây lớn nhất , lấy lưu lượng lớn nhất trong các ca 1 ( l/s) 2.2 . Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp hoá chất Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8h. + Ca 1 : (m3/ca) + Ca 2 : (m3/ca) + Ca 3 : (m3/ca) Hệ số không điều hoà giờ của nước thải sản xuất Kh =1 nếu lưu lượng nước thải của các giờ trong ca được phân bố : + Ca 1: ( m3/h) + Ca 2: ( m3/h) + Ca 3: ( m3/h) - Lưu lượng giây lớn nhất lấy lưu lượng lớn nhất trong các ca (l/s) 2.3 . Lưu lượng nước thải sản xuất từ khu công nghiệp thực phẩm Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8h. + Ca 1 : (m3/ca) + Ca 2 : (m3/ca) + Ca 3 : (m3/ca) Hệ số không điều hoà giờ của nước thải sản xuất Kh =1 nếu lưu lượng nước thải của các giờ trong ca được phân bố : + Ca 1: ( m3/h) + Ca 2: ( m3/h) + Ca 3: ( m3/h) - Lưu lượng giây lớn nhất lấy lưu lượng lớn nhất trong các ca (l/s) Vậy tổng lưu lượng nước thải của khu công nghiệp là : = 745,432+ 1118,15 + 1826,3 = 3689,9 ( m3/ngđ ) Tổng hợp các số liệu trên ta có bảng sau : Bảng I – Bảng thống kê lưu lượng nước thải từ khu công nghiệp Khu CN Ca Lưu lượng Kh Qh ( m3/h) (l/s) %Qca Qca (m3/ca) CN Cơ Khí 1 2 3 40% 30% 30% 298,2 223,63 223,63 1 1 1 37,3 27,93 27,93 10,4 Tổng 100% 745,46 93,16 CN Hoá chất 1 2 3 40% 30% 30% 447,3 335,5 335,5 1 1 1 55,9 41,93 41,93 15,53 Tổng 100% 1118,3 139,76 CN Thực Phẩm 1 2 3 40% 30% 30% 730,5 547,9 547,9 1 1 1 913 68,5 68,5 25,4 Tổng 100% 1826 1050 IV. Nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân IV.1. Khu công nghiệp cơ khí: + Số công nhân trong khu công nghiệp cơ khí là: NC.khi=2796 (người) + Lượng nước phân phối cho các ca tương ứng là : 40%, 30%, 30% = 1118,4 = 1118 (người) = 838,8 = 839 (người) = 838,8 = 839 (người) + Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng là 30%, trong đó số công nhân được tắm là 70%. + Tiêu chuẩn nước sinh hoạt : qSH = 45 (l/ng-ca) + Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội là 70%, trong đó số công nhân được tắm là 40% + Tiêu chuẩn nước sinh hoạt : qSH = 25 (l/ng-ca) IV.2. Khu công nghiệp hoá chất : + Số công nhân trong khu công nghiệp hoá chất là: NC.khi= 3354 (người) + Lượng nước phân phối cho các ca tương ứng là : 40%, 30%, 30% = 1341,6 = 1342 (người) = 1006,2 = 1006 (người) = 1006,2 = 1006 (người) + Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng là 30%, trong đó số công nhân được tắm là 70% + Tiêu chuẩn nước sinh hoạt : qSH = 45 (l/ng-ca) + Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội là 70%, trong đó số công nhân được tắm là 40% + Tiêu chuẩn nước sinh hoạt : qSH = 25 (l/ng-ca) IV.3. Khu công nghiệp hoá chất : + Số công nhân trong khu công nghiệp hoá chất là: NC.khi= 3915 (người) + Lượng nước phân phối cho các ca tương ứng là : 40%, 30%, 30% = 1566 (người) = 1174,5 = 1175 (người) = 1174,5 = 1175 (người) + Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng là 30%, trong đó số công nhân được tắm là 60% + Tiêu chuẩn nước sinh hoạt : qSH = 45 (l/ng-ca) + Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội là 70%, trong đó số công nhân được tắm là 40% + Tiêu chuẩn nước sinh hoạt :qSH = 25 (l/ng-ca) Bảng II – Lưu lượng nước thải sinh hoạt và tắm cho công nhân trong các khu công nghiệp Khu Ca PX Công nhân Nước thải sinh hoạt Nước tắm công nhân % Người q0 l/ng-ca Q (m3/ca) Kh % Người q0 l/ng-ca Q (m3/ca) CNCK 1 Nóng 30% 336 45 15,1 2,5 60% 202 60 12,12 Nguội 70% 783 25 19,6 3 40% 313 40 12,52 Tổng 100% 1118 34,7 515 24,64 2 Nóng 30% 252 45 11,34 2,5 60% 151 60 9,03 Nguội 70% 587 25 14,67 3 40% 235 40 10,12 Tổng 100% 839 26,01 386 19,15 3 Nóng 30% 252 45 11,34 2,5 60% 151 60 9,03 Nguội 70% 587 25 14,67 3 40% 235 40 10,12 Tổng 100% 839 26,01 386 19,15 Tổng 2796 86,72 1287 63 CNHC 1 Nóng 30% 403 45 18,14 2,5 60% 242 60 14,52 Nguội 70% 939 25 23,5 3 40% 376 40 15,04 Tổng 100% 1342 41,65 618 29,56 2 Nóng 30% 302 45 13,6 2,5 60% 181 60 10,86 Nguội 70% 704 25 17,6 3 40% 282 40 11,28 Tổng 100% 1006 31,2 463 22,14 3 Nóng 30% 302 45 13,6 2,5 60% 181 60 10,86 Nguội 70% 704 25 17,6 3 40% 282 40 11,28 Tổng 100% 1006 31,2 463 22,14 Tổng 3354 104,05 1544 73,84 CNTP 1 Nóng 30% 470 45 21,15 2,5 60% 282 60 16,92 Nguội 70% 1096 25 27,4 3 40% 438 40 17,52 Tổng 100% 1566 48,55 720 34,44 2 Nóng 30% 353 45 15,9 2,5 60% 212 60 12,72 Nguội 70% 822 25 20,55 3 40% 329 40 13,16 Tổng 100% 1175 36,45 541 25,88 3 Nóng 30% 353 45 15,9 2,5 60% 212 60 12,72 Nguội 70% 822 25 20,55 3 40% 329 40 13,16 Tổng 100% 1175 36,45 541 25,88 Tổng 3916 121,45 1748 86,2 Sự phân bố lưu lượng nước bẩn sinh hoạt của công nhân ở các phân xưởng nóng (với Kh = 2,5) và các phân xưởng nguội (với Kh = 3) thải ra trong các giờ sản xuất bằng % như sau : Bảng III. – Bảng phân phối lưu lượng nước thải sinh hoạt các giờ trong ca giờ Các PX nóng ( K = 2,5 ) Các PX nguội ( K = 3 ) Tổng hợp toàn ca 1 12,5 12,5 25 2 6,25 8,12 14,37 3 6,25 8,12 14,37 4 6,25 8,12 14,37 5 18,75 15,65 34,4 6 37,5 31,25 68,75 7 6,25 8,12 14,37 8 6,25 8,12 14,37 100% 100% 200% Có nghĩa là. Nếu coi lưu lượng nước thải sinh hoạt của công nhân mỗi ca là 200% thì từng giờ trong ca đó theo kết quả cột cuối cùng của bảng II – Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp. - Khi ta đã có hệ số Kh cho các phân xưởng nóng và phân xưởng nguội ta tính được lượng nước thải sinh hoạt thải ra trong các giờ của khu công nghiệp (Bảng III.) V. Tính toán lưu lượng tập trung từ khu công nghiệp: Đối với nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca sản xuất được thu chung với nước tắm của công nhân. Ta tính lưu lượng nước thải sinh hoạt trong giờ nước thải lớn nhất và so sánh với nước tắm của công nhân, lấy giá trị lớn hơn cộng với lưu lượng nước thải sản xuất tính toán ta sẽ được lưu lượng tập trung của khu công nghiệp để tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước của khu công nghiệp . Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất : (l/s) Trong đó : + N1 : Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội tính với ca đông nhất + N2 : Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng tính với ca đông nhất + Kh1 = 3 : Hệ số không điều hoà của phân xưởng nguội + Kh2 = 2,5 : Hệ số không điều hoà của phân xưởng nóng Lưu lượng nước tắm lớn nhất : (l/s) Trong đó : + N3: Số công nhân được tắm ở phân xưởng nguội với ca lớn nhất. + N4 : Số công nhân được tắm ở phân xưởng nóng với ca lớn nhất. So sánh và , lấy giá trị lớn hơn làm lưu lượng tập trung. V.1. Khu công nghiệp cơ khí : - Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất : = 3,35 (l/s) - Lưu lượng nước tắm lớn nhất : = 9,126 (l/s) Vậy lưu lượng tập trung của khu công nghiệp cơ khí là : = 3,35 + 9,126 = 12,48 (l/s) V.2.Khu công nghiệp hoá chất : - Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất : = 4,02 (l/s) - Lưu lượng nước tắm lớn nhất : = 11 (l/s) Vậy lưu lượng tập trung của khu công nghiệp cơ khí là : = 4,02 + 11 = 15,02 (l/s) V.3. Khu công nghiệp thực phẩm : - Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất : = 4,7 (l/s) - Lưu lượng nước tắm lớn nhất : = 12,75 (l/s) Vậy lưu lượng tập trung của khu công nghiệp cơ khí là : = 4,7 + 12,75 = 17,45 (l/s) VI . lưu lượng nước thải từ các công trình dịch vụ khác Lưu lượng nước thải các công trình dịch vụ = 17,5 ( m3/ca ) VII .Tổng lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp = ( + + ) + = (3689,9 + 312,22 +223,98 ) + 17,5 = 4243,6 (m3/n._.g-đ) VIII. bảng tổng hợp lưu lượng nước thải khu công nghiệp VIII.1. Nước thải sinh hoạt các công trình dịch vụ - Các giá trị theo hệ số không điều hoà chung Kch. Ta xác định được lưu lượng nước thải phân bố theo các giờ trong ngày . (Bảng II.5) VIII.2. nước thải từ khu công nghiệp - Toàn bộ nưnước thải sản xuất từ các khu công nghiệp đã được xử lý sơ bộ từ các tiểu khu công nghiệp . Sau khi xử lý sơ bộ nước thải đạt tiêu chuẩn loại C của TCVN 5945 – 1995 về nước thải công nghiệp VIII.3. Nước thải sản xuất - Do nước thải khu công nghiệp thải ra điều hoà theo các giờ trong ca Kh = 1 nên ta xác định được sự phân bố nước thải theo các giờ trong ngày. VIII.4. Nước thải sinh hoạt của công nhân trong ca sản xuất của khu công nghiệp - Sự phân bố lưu lượng nước bẩn sinh hoạt của công nhân ở các phân xưởng nóng (với Kh =2,5 ) và phân xưởng nguội (với Kh = 3 ) ra các giờ trong các ca sản xuất bằng % như sau : VIII. 5. Nước tắm của công nhân theo các ca - Nước tắm của công nhân ca trước được đổ vào mạng lưới thoát nước vào giờ đầu của ca tiếp theo sau đó IX . Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp và có biểu đồ dao động nước thải của thành phố ( bảng II.5 ) Chương III Trạm bơm nước thải tập trung Trạm bơm được dùng để bơm toàn bộ nước thải của khu công nghiệp đưa nên trạm xử lý. Thiết kế trạm bơm cho công trình xử lý : Với lưu lượng thiết kế trạm xử lý là : Q = 4500 (m3/ng.đ) Để đưa nước thải từ mạng lưới lên trạm xử lý ta dùng trạm bơm nước thải . Việc tính toán trạm bơm nước thải được thực hiện dựa theo chỉ dẫn ở Mục 4.1 – 20TCN 51 – 84. I. Xác định công suất trạm bơm Các số liệu để thiết kế trạm bơm (Theo bảng tổng hợp lưu lượng) Lưu lượng trung bình giờ : Lưu lượng trung bình giây Lưu lượng giờ lớn nhất .Lưu lượng giây lớn nhất Lưu lượng giờ nhỏ nhất .Lưu lượng giây nhỏ nhất - Cao trình mặt đất nơi đặt trạm bơm : 1,0 m - Cao trình mực nước ngầm cao nhất : - 1,5 m - Cao trình mực nước ngầm thấp nhất : - 2,5 m - Cao trình đáy ống xả nước tới trạm bơm : - 2,8 m - Mực nước cao nhất trên ngăn tiếp nhận : 4,5 m Công suất thiết kế trạm bơm bằng lưu lượng giờ nước thải lớn nhất Chọn 2 bơm làm việc đồng thời, 1 bơm dự trữ tại trạm, 1 bơm trong kho. Lưu lượng mỗi bơm Trong đó : + n : Số bơm làm việc đồng thời . Chon n = 2. + k : Hệ số giảm lưu lượng khi các bơm làm việc đồng thời, với n = 2 ta có k = 0,9 II. Xác định dung tích bể thu Nước thải chảy đến trạm bơm không điều hoà theo các giờ trong ngày, có giờ nước chảy đến với lưu lượng rất lớn, có giờ nước lại chảy đến với lưu lượng rất nhỏ . Chế độ thải nước không điều hoà nên có ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ làm việc của bơm. Để đảm bảo chế độ làm việc của trạm bơm tương đối điều hoà thì phí trước trạm bơm cần bố trí bể thu. Dung tích bể thu xác định phụ thuộc vào chế độ nước chảy đến, lưu lượng của máy bơm và chế độ làm việc của trạm bơm. Dung tích bể thu cần thoả mãn điều kiện : Wbt < 50% Lưu lượng nước thải chảy đến trạm bơm trong giờ nước thải lớn nhất ( ), để tránh hiện tượng thối giữa, lắng cặn. - Wb > Lưu lượng nước do một tổ máy bơm lớn nhất bơm được trong 5 phút ( Để tránh hiện tượng phải đóng mở bơm nhiều lần ). Dung tích bể thu xác định dựa vào biểu đồ tích luỹ nước giờ, chọn chế độ điều khiển bơm bằng tự động, mỗi giờ bơm được đóng mở 6 lần. Biểu đồ tích luỹ nước thải Theo biểu đồ tích luỹ nước thải ta có : - Kiểm tra điều kiện làm việc của bể ta có Wb =17,55 (m3) > 5’Qb (m3) Ta thấy : 158 (m3) > 17,55 (m3) > 14,62 (m3) Vậy :50%Q > Wb > 5’Qb - Vậy ta có dung tích bể thu là : Wb = 17,55 (m3) Ta xây dựng trạm bơm nước thải kiểu tròn . Trạm bơm được chia làm hai ngăn, một ngăn đặt máy bơm, một ngăn dùng làm bể thu. Chọn chiều sâu mực nước trong bể thu H = 1,5(m) Bố trí tường ngăn nằm chính giữa, tường dày 0,25 (m) Diện tích bể thu là Ta có : Sb =(m2) Mặt khác: Trong đó : + D : Đường kính trạm bơm, => Vậy đường kính của trạm bơm là : D = Vậy đường kính của trạm bơm D = 5,48 (m) Kiểm tra lại thể tích ngăn thu , Đảm bảo yêu cầu - Vậy đường kính của trạm bơm nước thải là : D = 5,48 (m) - Trong ngăn thu có đặt song chắn rác cơ khí (Đã được tính ở phần IV.3.3 Chương IV) Mực nước cao nhất trong ngăn thu lấy bằng cốt đáy dẫn vào ngăn thu Cao độ mặt đất nơi xây dựng trạm bơm, Z = 1,0m Cốt đáy cống dẫn nước vào ngăn thu , Z = - 2,8m Cốt đáy hố thu cặn, Z = - 4,8 – 0,7 = - 5,5m Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép dày 25 (cm) Đáy có độ dốc 5% về phía hố thu cặn Hố hu cặn có độ sâu 0,7m III. Xác định áp lực công tác của máy bơm Cột áp toàn phần của máy bơm được tính theo công thức Htp = Hđh + hh + hđ + hdt Trong đó : + Hđh : Chiều cao bơm nước địa hình, bằng hiệu cao trình mực nước cao nhất trong ngăn tiếp nhận và mực nước thấp nhất trong ngăn thu + hh : Tổn thất áp lực trên đường ống hút của bơm + hđ : Tổn thất áp lực trên đường ống đẩy của bơm + hdt _ Tổn thất áp lực dự trữ, hdt = 1(m) III.1. Xác định Hđh - Cao trình mực nước cao nhất trên trạm xử lý, Z = 4,5m - Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn thu lấy bằng cốt đáy ngăn thu cặn, Z = - 4,8m Hđh = 4,5 – (- 4,8) = 9,3m III.2. Xác định hh - Với , Chọn 2 ống hút có các thông số sau ( ống hút bằng thép) D = 250(mm) ; V = 1,11 (m/s) ; i = 0,00733 (m) Ta có : Trong đó : + hdd : Tổn thất dọc đường theo chiều dài, hdd = i * l + l : Chiều dài ống hút, l = 3m + hcb : Tổn thất cục bộ Trên ống hút có : - 1 van : - 1 côn thuỷ lực : - 1 cút : - 1 Phễu hút : = 1 + 0,1 + 0,5 + 0,15 = 1,75 = 0,132 (m) III.3. Xác định hđ Dùng 2 ống với lưu lượng mỗi ống là ( ống đẩy là ống thép ) Theo bảng 93 _“ Bảng tính toán thuỷ manc MLTN ” ta có số liệu sau D = 200(mm) ; V = 0,844(m/s) ; i = 0,00601 Ta có : hđ = hdd + hcb = Trong đó : + l : Chiều dài ống đẩy , l = 30m + hdd : Tổn thất dọc đường theo chiều dài , hdd = i * l = 0,00601 * 30 =0,1803 (m) + hcb : Tổn thất cục bộ - 1 van : - 1 côn mở : - 5 cút : - 1 van 1 chiều : - 1 tê : = 1 + 0,25 + 2,25 + 0,17 + 1 = 6,45 hd = = 0,415 (m) Vậy cột áp toàn phần của máy bơm là : Htp = 9,3 + 0,132 + 0,415 +1 = 10,84 (m). IV. Chọn máy bơm Sử dụng loại bơm trục đứng Thông số chọn bơm : Qb = 87,74 (l/s) Cột áp toàn phần của máy bơm, Htp = 10,84 (m) ỉ Chọn bơm FA 15-95 – 347 Có số vòng quay n = 950 (vòng/phút), trọng lượng 160 (kg) ỉ Chọn động cơ điện loại T 201 – 6/27 . Với công suất Pn = 11,5 KW; PMax = 47 KW Có số vòng quay n = 950 (vòng/phút), trọng lượng 143 (kg) V. Xác định điểm làm việc của bơm Dựng đường đặc tính của bơm dựa vào loại bơm đã chọn Xây dựng đường đặc tính ống Để bơm làm việc ổn định trong hệ thống , năng lượng do bơm cấp vào phải bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống + Năng lượng do bơm cấp vào được biểu thị qua đường đặc tính bơm. + Năng lượng yêu cầu của hệ thống được biểu thị qua đường đặc tính ống ã Dựng đường đặc tính bơm Từ loại bơm đã chọn có ngay đường đặc tính của nó ã Dựng đường dặc tính ống Dựng đường đặc tính ống cho một đường ống Tổn thất áp lực trên đường ống được tính theo công thức Hô = HđhB + Trong đó : + HđhB : Chiều cao bơm nước định hình HđhB = 10,84 (m) + : Tổng tổn thất thuỷ lực trên đường ống hút và đường ống đẩy Ta có : = S * Q2 Với : + S : Hệ số sức kháng của đường ống + Q : Lưu lượng nước vận chuyển qua đường ống Hô = HđhB + S * Q2 (m) ã Sức kháng của đường ống : - Với lưu lượng trên ống hút và ống đẩy là : Q = 87,74 (l/s) = 0,08774 (m3/s) Ta có tổng tổn thất trên đường ống hút và ống đẩy là: = + = 0,132 + 0,415 = 0,547 (m) Vậy ta có hệ số sức kháng của đường ống : = = 7,1*10-5 - Tổn thất áp lực trên đường ống với các lưu lượng khác nhau được thể hiện trong bảng IV : - Vậy điểm làm việc của bơm là giao điểm của đường đặc tính ống và đường đặc tính bơm . - Khi trạm bơm làm việc bình thường thì 2 bơm làm việc song song trên hai đường ống. Ta có điểm làm việc theo biểu đồ đường đặc tính ống là : Q = 90 (l/s) H = 10,984 (m) So sánh với gia trị lưu lượng và cột áp yêu cầu: Q = 90 (l/s) > QYC = 87,74 (l/s) ; H = 10,984(m) > HYC = 10,84(m) - Do đó bơm đã chọn đảm bảo yêu cầu về lưu lượng và cột áp Tính toán ống đẩy khi có sự cố Khi có sự cố ống đẩy phải đảm bảo việc dẫn nước không dưới 70% lưu lượng tính toán ( Trạm bơm có cống xả sự cố) Lưu lượng cần tải khi có sự cố Qsc = 70%* Tra bảng thuỷ lực ta có : D = 200(mm ) V = 1,19 (m/s) < 1,5(m/s). Do vậy đảm bảo yêu cầu bảo vệ đường ống Kết luận : Chọn bơm FA 15.95 – 347 Với đường kính hút DH = 250 (mm) và ống đẩy DĐ = 200 (mm) là hợp lý và đáp ứng được yêu cầu. VI. Thiết kế thi công trạm bơm VI.1. Tính toán kích thước nhà trạm - Trạm bơm được xây dựng kiểu lửa chìm , phần chìm dưới đất dạng hình tròn với đường kính 5 (m) - Bố trí gian máy bơm kết hợp với bể thu. Phần trên mặt đất có dạng hình vuông trên mặt đất. kích thước (5 x 5 (m) bố trí các bảnh điều khiển, dụng cụ đo lường, các thiết bị phục vụ, sàn lắp đặt máy và cơ cấu nâng đơ máy để sửa chữa - Đường kính nhà trạm đảm bảo các yêu cầu sau : + Trong nhà trạm đặt một bơm công tác và một bơm dự trữ với khoảng cách các bệ bơm ³ 0,7 (m) + Khoảng cách từ bệ bơm đến tường ³ 0,7 (m) + Khoảng cách giữa hai bộ phận chuyển động, giữa hai tổ máy kế nhau ³ 1,5 (m) + Khoảng cách giữa hai bộ phận không chuyển động, giữa hai tổ máy kế nhau ³ 1,5 (m) + Tường ngăn giữa gian máy và bể thu dày 220 (mm) và không thấm nước + Sàn công tác đổ bê tông dày 10 (cm), cách mức nước cao nhất trong bể thu là 0,7 (m) VI.2. Tính toán các thiết bị trong trạm bơm 2.1. ống thông hơi Để giảm bớt mùi hôi do các chất bẩn trong nước thải bị phân huỷ gây ra, ta đặt hai ống thông hơi có đường kính D = 100(mm) bố trí gần tường, cao hơn mái nhà 1(m) 2.2. Cống xả sự cố Cống xả sự cố đặt cuối đoạn cống thoát nước chính trước trạm bơm giếng, giếng thăm sát trạm bơm rồi xả ra sông Đường kính cống xả sự cố được lấy bằng đoạn cống dẫn nước thải đi xử lý. D = 1000mm ; i = 0,006 2.3. ống thu nước Để hút nước rò rỉ trong gian máy dùng ống thu nước D = 100(mm) nối với ống hút của máy bơm đặt trong trạm bơm và hút từ hố tập trung nước trong gian máy 2.4. Song chắn rác Đặt tại cửa ra của ống dẫn nước thải tới. Có nhiệm vụ giữ lại nhưng rác có kích thước lớn có khả năng làm giảm tuổi thọ của máy bơm 2.5. ống sục cặn Để vệ sinh bể thu và song chắn rác , ống này được nối với ống đẩy của bơm . Khi cần người ta dùng ống này để tháo cặn nước trên ống đẩy. Phần II Chương IV Thiết kế trạm xử lý nước thải I. Các tham số tính toán công trình xử lý nước thải I.1 Lưu lượng nước thải 1.1. Tổng lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp = ( + + ) + = (3689,9 + 312,22 +223,98 ) + 17,5 = 4243,6 (m3/ng-đ) Ta lấy tròn là : Q = 4500 (m3/ng-đ) 1.2. Lưu lượng nước thải khu công nghiệp = 3689,9 (m3/ng-đ) 1.3. Lưu lượng nước thải sinh hoạt cho công nhân = 312,22 (m3/ng-đ) 1.4. Lưu lượng nước thải do công nhân tắm = 223,98 (m3/ng-đ) 1.5. Lưu lượng nước thải các công trình dịch vụ = 17,5 (m3/ca) 1.6. Tổng lưu lượng nước thải toàn khu công nghiệp Q = 4243,6 (m3/ng.đ) Ta lấy tròn là : Q = 4500 (m3/ng-đ) I.2 Nồng độ bẩn của nước thải khu công nghiệp Nước thải từ các khu công nghiệp về nguyên tắc được xử lý sơ bộ trước khi xả ra hệ thống xử lý tập chung. Chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn loại C theo TCVN 5945 – 1995 – Nước thải công nghiệp , tiêu chuẩn thải. Tuy nhiên, do nước thải ở một số nhà máy không có chất độc hại, nên chúng không cần xử lý sơ bộ để khử độc mà xả trực tiếp về trạm xử lý nước thải. Vì vậy nước thải đưa đi xử lý có thành phần và tính chất dự kiến nêu trong bảng sau : Bảng V: Thành phần, tính chất nước thải và mức độ xử lý TT Chỉ Tiêu Nước thải trước xử lý Nông độ sau xử lý Cột C của TCVN 5945 - 1995 1 pH 5 –9 6 – 8,5 2 Cặn lơ lửng(mg/l) 200 50 3 BOD5 (mg/l) 100 20 4 COD (mg/l) 400 50 5 Tổng Nitơ (mg/l) 60 15 6 Coliform,MPN/100ml 10000 5000 I.3. Lưu lượng tính toán đặc trưng nước thải Lưu lượng thiết kế trạm xử lý là : Q = 4500 (m3/ng.đ) Lưu lượng trung bình giờ : Lưu lượng trung bình giây Lưu lượng giờ lớn nhất .Lưu lượng giây lớn nhất Lưu lượng giờ nhỏ nhất Lưu lượng giây nhỏ nhất I.4. Xác định nồng độ bẩn của nước thải 4.1. Hàm lượng chất lơ lửng Nước thải các công trình dịch vụ : Tiêu chuẩn thải nước của các công trình dịch vụ là : q01 = 50 (l/ng_ca) - Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải của các công trình dịch vụ: CDV = 360 (mg/l) Nước thải sản xuất : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải công nghiệp . Theo TCVN 5945-1995 , nước thải công nghiệp sau khi sư lý sơ bộ xả vào hệ thống thoát nước trung có : CCNSS < 200 (mg/l) Ta lấy : CCNSS = 200 (mg/l) ứng với hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất trong nước thải công nghiệp Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải được tính = 200,65 (mg/l) 4.2 . Hàm lượng BOD5 của nước thải công nghiệp Nước thải các công trình dịch vụ: Hàm lượng BOD5 của các công trình dịch vụ : LDV = 200 (mg/l) Nước thải sản xuất : - Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải công nghiệp. Theo TCVN 5945-1995 , nước thải công nghiệp sau khi sư lý sơ bộ xả vào hệ thống thoát nước chung có : LBOD < 100 (mg/l) Ta lấy : LCN = LBOD = 100 (mg/l) ứng với hàm lượng cặn lơ lửng lớn nhất tong nước thải công nghiệp Hàm lượng BOD5 trong hỗn hợp nước thải được tính = 100,41(mg/l) Hàm lượng BOD20 trong hỗn hợp nước thải được tính (mg/l) Với : 0,684 là hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20 II. Mức độ cần thiết làm sạch nước thải - Nguồn tiếp nhận là nguồn loại A (Xả ra vùng nước biển ven bờ) Nên mức độ xử lý nước thải được tính theo tiêu chuẩn cột C của TCVN 5945 – 1995 . + Nồng độ chất bẩn trong nước thải xử lý theo BOD5 sau khi xư lý đạt tiêu chuẩn LBOD = 20 (mg/l) + Nồng độ chất bẩn trong nước thải xử lý theo hàm lượng căn lơ lửng sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn CBOD = 50 (mg/l) Theo tiêu chuẩn này, ta có thể xác định được mức độ xử lý nước thải cần thiết (E). Mức độ xử lý theo BOD5 : EBOD = = = 80,08% Mức độ xử lý theo hàm lượng cặn ESS = == 75,08% Vậy dựa vào số liệu tính toán mức độ cần thiết phải xử lý : - Theo hàm lượng cặn lơ lửng: ESS = 75,08% - Theo hàm lượng BOD5 : EBOD = 80,08% - Công suất trạm xử lý : Q = 4500 (m3/ng-đ) III. Dân số tương đương Dân số tương đương tính theo hàm lượng chất lơ lửng : = 13417,8 = 13418 (người) Dân số tương đương tính theo BOD5 : = 12299,6 =12299 (người) Dân số tính toán Dân số toàn khu công nghiệp : N = 10415 (người) Dân số tính toán theo chất lơ lửng NTTSS = 10415 + 13418 = 23833 (người) Dân số tính toán theo BOD5 NTTBOD = 10415 + 12299 = 22714 (người) IV. Chọn phương án xử lý và sơ đồ dây chuyền công nghệ VI.1. Chọn phương án xử lý Dựa vào những kết quả tính toán được ở trên ta tiến hành chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ như sau: Các thông số cần thiết : + Theo hàm lượng cặn lơ lửng: ESS = 75,08% + Theo hàm lượng BOD5 : EBOD = 80,08% + Công suất trạm xử lý : Q = 4500 (m3/ng-đ) - Để đảm bảo vệ sinh nguồn nước, ta quyết định chọn phương pháp xử lý sinh học không hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo . Xử lý nước thải với mức độ làm sạch theo NOSht với D = 80,08%. Tiến hành lựa chọn dây chuyền xử lý. + Để đạt hiệu quả xử lý nước thải thì dây chuyền công nghệ để xử lý phải được lựa chọn trên những cơ sở sau : Lựa chọn quy mô và đặc điểm đối tượng thoát nước Mức độ và các giai đoạn xử lý nước thải cần thiết Điều kiện tự nhiên khu vực Khả năng sử dụng nước thải cho các mục đích kinh tế khác Diện tích , vị trí khu xây dựng trạm xử lý Nguồn tài chính và các điều kiện khác IV.2. lựa chọn dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải Dây chuyền công nghệ trạm xử lý là tổ hợp các công trình trong đó nước thải được xử lý từng bước Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp với điều kiện vị trí địa lý của vùng cũng như điều kiện về kinh tế là rất phức tạp . Tuỳ từng vùng , tuỳ từng điều kiện mà ta áp dụng các dây chuyền công nghệ khác nhau Ta chọn 2 sơ đồ dây chuyền công nghệ, tiến hành tính toán và so sánh chọn ra một dây chuyền tối ưu hơn làm dây chuyền xử lý: Dây chuyền xử lý Nước thải tập trung Q = 4500 (m3/ng-d) (Phương án 1) Trạm cấp khí Sân phơi cát Chuẩn bi hoá chất Máy ép bùn Bể lắng cát ngang Máy nghiền rác Bể lắng đứng đợt II Ngăn tiếp nhận Bể lắng đứng đợt I Bể Aeroten trộn Bể ủ bùn Bể tiếp xúc đứng Bể trộn hoá chất Song chắn rác Trạm bơm NT Bể điều hoà Máng trộn Trạm khử trùng Nước thải Sử dụng cho nông nghiệp Xả ra Biển (nguồn loại A ) Dây chuyền xử lý Nước thải tập trung Q = 4500 (m3/ng-d) (Phương án 2) Sân phơi cát Trạm cấp khí Bể lắng cát ngang Máy nghiền rác Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Trạm bơm NT Bể điều hoà Máy ép bùn Bể lắng đứng đợt II Bể lắng 2 vỏ Bể Biophin Cao tải Trộn hoá chất Bể tiếp xúc đứng Máng trộn Trạm khử trùng Quạt khí Nước thải Sử dụng cho nông nghiệp Xả ra Biển (nguồn loại A ) Dây chuyền xử lý Nước thải tập trung Q = 4500 (m3/ng-d) (Phương án 3) Trạm cấp khí Sân phơi cát Chuẩn bi hoá chất Máy ép bùn Bể lắng cát ngang Máy nghiền rác Bể lắng đứng đợt II Ngăn tiếp nhận Bể lắng đứng đợt I Đĩa lọc sinh học Bể ủ bùn Bể tiếp xúc đứng Bể trộn hoá chất Song chắn rác Trạm bơm NT Bể điều hoà Máng trộn Trạm khử trùng Nước thải Sử dụng cho nông nghiệp Xả ra Biển (nguồn loại A ) phần III tính toán các công trình xử lý I. tính toán theo phương án I . I.1. Tính toán trạm bơm nước thải ( Xem chương III ) I.2. bể điều hoà. Bể điều hoà lưu lượng và nồng độ được thiết kế với thời gian điều hoà chọn là 6 h Thể tích công tác của bể : W = QTB * 6 =187,5 * 6 = 1125 (m3) Ta chia thành 2 bể điều hoà với mỗi bể có thể tích là : W1 – 2 = = 562,5 (m3) Kích thước xây dựng bể : B x H x L = 14 x 10 x 4 I.3. Ngăn tiếp nhận. - Tổng lưu lượng nước thải : Q = 4500 (m3/ng-đ) Lưu lượng nước thải trong một giờ: Qh = = 187,5 (m3/h) Nước thải khu công nghiệp Cái Lân được dẫn từ trạm bơm chính của khu công nghiệp theo đường ống áp lực đến ngăn tiếp nhận trong trạm xử lý Ngăn tiếp nhận được đặt ở trên cao nhằm làm ôn định chế độ tự chảy đến các công trình xử lý tiếp theo Bảng VI : Đường kính ống dẫn và kích thước bể được tính theo bảng sau: Lưu lượng nước thải (m3/h) Kích thước Đường kính ống (mm) A B H H1 h h1 b l l1 Khi 1 đường ống Khi 2 đường ống 250 1500 1000 1300 1000 400 500 350 600 800 250 150 - Với Q= 187,5 (m3/h) ta có QTNhận nằm trong giới hạn 250 từ đó ta có thể xác định kích thước của bể và đường kính ống dẫn nước vào bể Có hai đường ống dẫn nước vào bể, mỗi ống có đường kính D = 400 (mm) Kích thước của bể: Chiều dài ngăn : A = 1500(mm) Chiều rộng ngăn : B = 1000(mm) Chiều cao ngăn tiếp nhận từ đáy : H = 1300 (mm) Khoảng cách từ đáy đến máng dẫn nước : H1 = 1000 (mm) Chiều cao máng dẫn nước : h = 400 (mm) Chiều cao lớp nước trước song chắn rác : h1 = 500(mm) Chiều dài máng trước ngăn : l = 600(mm) Chiều dài máng sau ngăn : l1 =800(mm) Chiều rộng máng dẫn : b = 350(mm) I.4 . Mương dẫn nước thải Chọn mương dẫn nước thải đến ngăn tiếp nhận là mương dẫn hình chữ nhật. Chiều rộng mương B = 350( mm ). Tính toán thuỷ lực ta có bảng số liệu sau: Bảng VII : Các thông số tính toán thuỷ lực mương dẫn. Các thông số tính toán Lưu lượng tính toán ( l/s ) QTB= 52,08 Qmax= 87,74 Qmin=18,81 Độ dốc i 0,004 0,004 0,004 Chiều ngang B ( mm ) 350 350 350 Độ đầy h/d 0,18 0,23 0,15 Vận tốc ( m/s ) 0,81 0,86 0,65 Chiều cao xây dựng mương là : H = hMax + hbv (m) Trong đó : hMax : Chiều cao lớp nước lớn nhất trong mương hMax = 0,23 (m) hbv : Chiều cao bảo vệ mương hbv = 0,3 (m) Chiều cao xây dựng mương : H = 0,23 + 0,3 = 0,53 (m) I.5. Song chắn rác. Song chắn rác là công trình xử lý đầu tiên của trạm xử lý. Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại những vật có kích thước lớn tạo điều kiện cho các công trình xử lý tiếp theo. mặt bằng h hp 1- Song chắn rác 2- Sàn công tác 60 2 1 h bk bs 1 lp l1 hp mặt cắt i-i 20 iâ i sơ đồ bố trí song chắn rác 5.1. Số khe hở của song chắn rác. n= Trong đó: QSMax: Lưu lượng nước thải lớn nhất dược tính theo giây QSMax = qS = 87,74 (l/s) = 0,08774 (m3/s) vP: vận tốc của dòng chảy trước song chắn rác Theo TCN51-84 vP= 0,8á1,0 (m/s) Chọn vP =0,9 (m/s) hP: Chiều cao của lớp nước trước song chắn rác hP = hMax= 0,23 (m) b : Kích thước khe hở giữ các song chắn rác 16(mm) Ê b Ê 24(mm) Chọn : b = 16(mm) =0,016 (m) kZ: Hệ số nén dòng do các thiết bị vớt rác : kZ = 1,05 khi vớt rác cơ giới kZ = 1,1á 1,2 khi vớt rác thủ công Chọn kZ = 1,05 n = == 27,8 (khe) n = 28 (khe) 5.2 Chiều rộng song chắn rác BS = S *(n-1) + b * n Trong đó : S : Chiều dầy của song chắn rác S = 0,009(m) BS = 0,009 *(28-1) + 0,016 * 28 = 0,7(m) 5.3. Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác L = L1 + LP + L2 Trong đó : + L1 : Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác L1 = Với : BS = 0,7 (m) + Bm : Chiều rộng của mương Bm = b = 350(mm) = 0,35 (m) L1 == =0,48 (m) L2 : Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác L2=== 0,24(m) LP: Chiều dài phần hình chữ nhật ngăn song chắn rác LP =L3 + L4 + L5 (m) Trong đó : + L3 : Phần chiều dài máng dẫn phía trước SCR L3 : Phải có độ lớn sao cho SCR xoay quanh trục đặt cao hơn sàn nhà 0,3(m) để sửa chữa thiết bị khi cần L3 = (m) Với : LK _ Chiều dài dự phòng của SCR LK = 0,3 (m) h = 0,23 (m) hbv = 0,27 (m) a = 600 L3 = (m) + L4 : Hình chiếu ngang của SCR L4 = (m) + L5 : Chiều dài hình máng chữ nhật phía sau SCR Lấy L5 = 1 (m) LP = 0,75 + 0,34 + 1= 2,09 (m) Chiều dài mương dẫn : L = L1 + LP + L2 = 0,48 + 2,09 + 0,24 = 2,81 (m) 5.4 Chiều sâu xác định của song chắn rác H = hMax + hS + 0,5 Trong đó : hMax : Là chiều cao của lớp nước công tác hMax= h1 (m) hS: Tổn thất áp lực song chắn rác hS =x* *p (m) Với : x :hệ số tổn thất áp lực cục bộ x = b* ()4/3 Sin(a) Với : b = 2,42 Đối với song sắt hình chữ nhật b = 1,97 Đối với thanh tròn b = 1,67 Đối với thanh thép hình elíp Chọn : b = 2,42 d : Bề dầy song chắn rác d= 0,008á0,01 (m) Chọn d = 0,009 (m) b = 0,016 (m) a : Góc nghiêng của song chắn rác . Chọn a = 600 x = b* ()4/3 Sin(a) = 2,42()4/3 Sin (600) x = 0,973 v2Max: Vận tốc dòng nước chảy trước thiết bị chắn rác v2Max= VP = 0,9 (m/s) p : Hệ số tính đến việc tăng tổn thất áp lực do rác bám p = 3 g: Gia tốc trong trường g = 9,81 (m/s2) hS =x* *p (m) = 0,973*3 = 0,12 (m) Vậy : H = hMax + hS + 0,5 H = 0,23 + 0,12 + 0,5 = 0,85 (m) 5.5. Lượng rác lấy ra từ song chắn rác WR = a : Lượng rác tính toán trên đầu người trong năm Lấy a = 8 (l/người/ ngđ) NSSTT: Dân số tính toán sử dụng hệ thống xử lý nước thải theo cặn NSSTT =23833 (người) WR = = 0,522 (m3/ngđ) Trọng lượng của rác trong ngày là Với dung ẩm của rác ở độ ẩm 80% thì dung trọng của rác là 750 kg/m3 P = 750 * WR = 750 *0,522 = 391,5 (kg/ngày.đ) = 0,391 (T/ngày.đ) Lượng rác trong từng giờ là Kh _ Hệ số không điều hoà giờ, Kh = 2h - Rác được vớt lên theo phương pháp cơ giới, rồi được nghiền nhỏ trước khi đổ trước song chắn rác Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 10 (m3/1T .rác) Q = 10 * P = 10 * 0,391 = 3,91 (m3/T.ngày.đ) Chọn loại máy nghiền rác có công suất 0,2 (tấn/h) . Chọn 2 máy nghiền : 1 máy làm việc , 1 máy dự phòng. 5.6 . lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác Q = 40 * P = 40 * 0,391 = 15,64 (m3/ng-đ)  Trong đó : + 40 : Lượng nước cần dùng cho máy nghiền rác cho một tấn rác (Theo 6.2.4-20 TCN 51-84 ) - Chọn 2 song chắn rác : 1 song làm việc, 1 song dự phòng. I. 6. Bể lắng cát ngang bể lắng cát ngang 1 M ú GHI CH 3 3 2 3 Hố thu cặn uơng dẫn nuớc ra m uơng dẫn nuớc `ào 3 uơng thu nuớc M 5 uong phân phối M 4 3 3 3 3 Bể lắng cát ngang được xây dựng để tách các hợp chất không tan vô cơ chủ yếu là cát ra khỏi nước thải. Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là và thời gian lưu nước trong bể là ( Điều 6.3- 20 TCN 51 – 84 ) Tính toán bể lắng cát được thực hiện theo quy phạm 6-3- 20 TCN 51- 84 Nước thải sau song chắn rác được dẫn đến công trình tiếp theo là bể lắng cát bằng mương dẫn tiết diện chữ nhật. 6.1. Chiều dài của bể lắng cát + Chiều dài bể lắng cát ngang tính theo công thức: L = *v*k (m) Trong đó: + HP : Chiều sâu phần lắng HP = 0,25 á 1,0 Chọn HP = 0, 5 (m) + U0 : Độ thô thuỷ lực của hạt cát. Bể lắng cát thiết kế có khả năng giữ lại hạt cát có độ thô d = 0,2 á 0,25(mm) Theo bảng 24 - 20 TCN 51-84 ị Với đường kính hạt cát bằng 0,2 => U0 =18,7 (mm/s). + K = 1,7. Hệ số lấy theo bảng 24 của 20 -TCN -51 - 84. + V: Tốc độ nước trong bể ứng với lưu lượng lớn nhất. V = 0,3 (mm/s). => (m). 6.2. Diện tích tiết diện ướt của bể lắng cát: (m3). Trong đó : + qmax: Lưu lượng nước thải lớn nhất của nước thải. + n : Số bể hoặc số đơn nguyên : Chọn : n = 1 (bể) + V: Tốc độ nước với lưu lượng lớn nhất trong bể: v = 0,15 á 0,3 (m/s) Chọn v = 0,3 (m/s) => (m3). 6.3. Chiều rộng bể lắng cát: (m) 6.4. Kiểm tra lại tính toán với lưu lượng nước nhỏ nhất. . (m/s). 6.5. Thời gian nước lưu lại trong bể. = 45,3 (s) > 30 (s) ị Đảm bảo yêu cầu về thời gian lưu nước trong bể 6.6. Dung tích của ngăn chứa cát WC = (m3) Trong đó: + a : Lượng cát tính theo đầu người thải ra được giữ lại trong bể trong 1 ngày đêm theo TCXD 51-84 a = 0,02 ( l/ người/ ngđ) + t : Chu kỳ thải cát Chọn t = 2 ngày, theo tiêu chuẩn Ê 2 ngày + NSSTT =23833 (người) => WC == 0,95 (m3) - Cát được dẫn ra khỏi bể lắng cát bằng thiết bị nâng thuỷ lực một lần một ngày và được dẫn đến sân phơi cát - Để hút cát đưa ra ngoài bằng thiết bị nâng thuỷ lực ta cần tỷ lệ nước 20 : 1 , có nghĩa là để đưa 1 m3 cát ra khỏi bể cần 20m3 nước. Lượng nước cần dùng cho thiết bị nâng thuỷ lực trong một ngày là Q = Wc * 20 = 0,95 * 20 = 19 (m3/ngày.đ) 6.7. Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát: (m) 6.8. Chiều cao xây dựng bể: HXD = HCT + HL + hbv (m). Trong đó : + HCT: Chiều cao tính toán của bể lắng cát, HCT = 0,5 (m) + HL : Chiều cao lớp cặn trong bể, hc = 0,1 (m) + hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,3 (m) HXD= 0,5 + 0,116 + 0,3 = 0,916 (m). Chú ý : Khi thiết kế hố thu cát: - Góc nghiêng của đáy ngăn thu cát không nhỏ hơn 600 theo phương ngang (Theo 20TCN 51-84) - Việc đưa cát ra khỏi bể dùng thiết bị cào cát cơ giới về hố cát tập trung ở đầu bể và dùng thiết bị nâng thuỷ lực để dẫn hỗn hợp nước và cát đến sân phơi cát. - Để hút cát đưa ra ngoài bằng thiết bị nâng thuỷ lực ta cần tỷ lệ nước 20 : 1, có nghĩa là để đưa 1 m3 cát ra khỏi bể cần 20m3 nước. I.7. Sân phơi cát Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp nước cát. Thường sân phơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao. Nước thu từ sân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát. mặt bằng sân phơi cát i i - Diện tích của sân phới cát: F = (m2) Trong đó : W = (m3) + P _Lượng cát tính theo đầu người trong một ngày đêm, P = 0,02 (l/người- ngày.đ) + h _ Chiều cao lớp cát trong một năm, h = 4 (m3/m2/năm) + NTT _ Dân số tính toán theo chất lơ lửng 23833 (người) W= = 174 (m3) F = (m2) Kích thước sân phơi cát : B x L x H = 5 x 8,7 x 1 = 43,5 (m2) I.8. Tính toán bể lắng đứng đợt 1 Bể lắng đứng là bể chứa, mặt bằng dạng tròn hoặc vuông , đáy dạng nón hay chóp cụt Bể lắng đứng có kết cấu đơn giản , đường kính của bể không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác và có thể đến 10 (m) Lưu lượng nước thải : QTB = 187,5 (m3/h) Hàm lượng cặn lơ lửng : C0 = 200,65 (mg/l) Theo 6.5.9 – 20TCN 51-84 H = 2,7 á 3,8 (m) .Chọn chiều cao công tác vùng lắng H = 3,8 (m) (từ mặt lớp trung hoà đến mặt thoáng ). Số lượng bể : n = 2 8.1. Bán kính bể lắng: Ta có công thức : R = Trong đó : + Q : Lưu lượng nước thải trong 1 bể(m3/h) QB = 93,75 (m3/ng-đ) + k : Hệ số lấy căn cứ vào loại bể lắng và kết cấu của thiết bị phân phối nước Đối với bể lắng đứng k = 0,35 + U0 : Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng (Tốc độ thuỷ lực ) (mm/s) Độ lớn thuỷ lực của hạt cặn xác định theo công thức : U0 = Trong đó : + ; : Hệ số tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ nhớt của nước thải Theo bảng 2-6 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ Nhiệt độ trung bình của nước thải là 250 =>;= 0,9 + t : Thời gian nước lưu lại trong ống nghiệm với lớp nước h và hiệu suất lắng cho trước Theo bảng phu lục IV GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ t = 900 s + n : Hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào tính chất của chất bẩn + W : Tốc độ rối thành phần đứng Lấy theo bảng 2-7 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ; W = 0 + H : Chiều cao công tác của bể HCT = 3,8 (m) Với H = 3,8 (m) Lấy theo bảng 2- 8 GT “Xử lý nước thải “ của PGS-PTS Hoàng Huệ => = 1,29 U0 = = 1,5 (mm/s) Bán kính bể lắng: R = = = 3,97 (m) 8.2. Đường kính bể lắng đứng : D = R * 2 = 3,97 * 2 = 7,94 (m) 8.3. Diện tích ống trung tâm Ta có công thức : f = Trong đó: + Q : Lưu lượng nước thải trung bình (m3/h) + n : Số bể + v : Vận tốc nước chảy trong ống ; v thường lấy bằng 30 (mm/s) và không quá 100 (mm/s) => f = = 0,86 (m2) 8.4. đường kính ống trung tâm Ta có : d = = = 1,04 (m) 8.5. đường kính miệng ống loe của ống trung tâm d1 = 1,35 * d =1,35 * 1,04 = 1,404 (m) 8.6. Chiều cao phần hình nón Hn = * tg500 = (7,94 – 0,5 )* 1,191 = 4,1 (m) Trong đó: + D : Đường kính bể lắng + d : đường kính ống trung tâm 8.7. Chiều cao tổng cộng của bể HXD = HCT + Hn + Hbv = 3,8 + 4,1 + 0,37 = 8,27 (m) 8.8. hàm lượng chất lơ lửng trôi ra khỏi bể lắng đợt I C1 = Trong đó : + Chh : Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải công nghiệp Chh = 200,65 (mg/l) + E : Hiệu suất lắng của bể lắng ngang đợt I, E = 52% C1 = = 96,31 (mg/l) - Với C1 = 96,31 (mg/l) Đạt yêu cầu khi đưa vào các công trình xử lý sinh họ._.