Xử lý nước thải khu đô thị 22 Gia Lâm

tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong các thầy, cô giáo và các bạn nhận xét, góp ý, giúp đỡ để em được hoàn thiện thêm kiến thức chuyên ngành và tiếp cận với công việc thực tế một các tốt hơn. Hà Nội, Ngày 22 tháng 6 năm 2003 Sinh viên Nguyễn Minh Huệ Phần mở đầu Khu đô thị Gia Lâm thuộc huyện ngoại thành Hà Nội là điểm dân cư đã hình thành và phát triển từ lâu đời, là trung tâm chính trị và văn hoá của khu vực. Trong công cuộc đổi mới của đất nước, khu đô thị Gia Lâm trở thành cửa ngõ quan trọng của thủ đô Hà Nội, đời sống nhân dân được nâng cao một cách nhanh chóng, quá trình đô thị hoá, công nghiệp hoá là những tác động không tốt về môi trường sinh thái và ảnh hưởng trực tiếp tới cuộc sống cộng đồng con người tại đó. Nhu cầu dùng nước và lượng nước thải không ngừng tăng. Mặt khác, hầu hết nước thải các thành phố, thị xã, thị trấn và khu dân cư nói chung được xử lý, xả trực tiếp ra sông hồ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khoẻ nhân dân. Vì vậy, hiện nay và trong tương lai việc xử lý nước thải thành phố nói chung và khu đô thị Gia Lâm nói riêng là rất cần thiết và cấp bách. Nhiệm vụ đồ án chỉ xử lý nước thải cho khu đô thị Gia Lâm. Nước thải ở đây được thu gom vào hệ thống tập trung để xử lý, sau xử lý đạt tiêu chẩn nước thải loại B của tiêu chuẩn TCVN 5945 – 1995 trước khi xả vào hồ. Chương I Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội và định hướng quy hoạch hệ thống thoát nước khu đô thị 22 gia lâm I.1. Điều kiện tự nhiên. I.1.1. Vị trí địa lý. ỉ Khu đô thị Gia Lâm nằm ở phía Tây huyện Gia Lâm, với diện tích quy hoạch là 1555 ha, được giới hạn bởi: Phía Bắc là đê Hữu Đuống, tiếp đó là đường liên xã Ngọc Thụy nối đê sông Đuống về thị trấn dài 1,4 km và sau cùng là đoạn sắt từ ga Gia Lâm đến đầu đường quốc lộ 5 dài 1,5 km. Phía Đông là đường quốc lộ 5 dài 3,9 km từ ngã ba Cầu Chui đến cầu Bảy. Phía Đông Nam là đường liên xã Thạch Bàn dài 1,7 km nối quốc lộ 5 với đê sông Hồng. Phía Tây và Tây Nam là đê Tả sông Hồng dài 7,5 km bắt đầu từ đầu đê Hữu Đuống và kết thúc ở ngã ba đê sông Hồng, Thạch Bàn. ỉ Khu đô thị Gia Lâm là cửa ngõ phía Bắc của thành phố Hà Nội, nối với nội thành bằng cầu Long Biên và cầu Chương Dương, là đầu mối giao thông quốc gia quan trọng từ khắp nơi đổ về. Do địa thế thuận lợi nên tốc độ phát triển đô thị ngày một đi lên. I.1.2. Đặc điểm khí hậu. Khu đô thị Gia Lâm nằm trong huyện ngoại thành của Hà Nội nên khí hậu ở đây cũng như khí hậu của Hà Nội, là khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa nóng (mùa hè) và mùa lạnh (mùa đông) rõ rệt. * Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình mùa Đông là : 170 C. Nhiệt độ trung bình mùa Hè là : 300 C. Nhiệt độ trung bình cả năm là : 23,50 C. * Độ ẩm: Độ ẩm trung bình : 81%. Độ ẩm cao nhất : 100%. Độ ẩm thấp nhất : 16%. * Mưa: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm 70 ( 80 % tổng lượng mưa hàng năm. Lượng mưa trung bình từ 1200 mm đến 2000 mm, lượng mưa bình quân nhiều năm 1672,2 mm. Nắng: Số giờ nắng trung bình năm 1469 giờ. Tháng có số giờ nắng bình quân lớn nhất 187,6 giờ (tháng 7). Tháng có số giờ nắng bình quân nhỏ nhất 44,7 giờ (tháng 2). Gió: Gió mùa Đông Bắc và gió Bắc từ tháng 11 đến tháng 3. Gió mùa Đông Nam từ tháng 5 đến tháng 10. Tốc độ gió bình quân nhiều năm 2 m/s. Tốc độ gió lớn nhất 42 m/s. I.1.3. Địa hình. Khu đô thị Gia Lâm nằm trong vùng châu thổ sông Hồng và sông Đuống nên địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ trung bình từ 4 - 9 m. Mặc dù địa hình có dạng bằng phẳng nhưng nó vẫn có xu hướng nghiêng dần theo chiều dòng chảy, từ Đông Bắc xuống Tây Nam I.1.4. Đặc điểm thuỷ văn, hệ thống sông hồ. Khu đô thị Gia Lâm có hệ thống sông ngòi, ao hồ rất phong phú do vậy tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc tưới tiêu cũng như thoát nước, nổi bật đó là sông Hồng, là sông lớn thứ hai của Việt Nam, bắt nguồn từ cao nguyên Vân Nam (Trung Quốc) chảy vào địa phận Việt Nam. Sông Hồng có diện tích lưu vực 155080 km2 dài 1176 km có 556 km chảy đến địa phận Việt Nam. Thứ hai là sông Đuống: là một dải lớn cửa sông Hồng, bắt đầu từ xã Xuân Canh chảy qua cầu Đuống theo hướng Đông chảy về Phả Lại nhập vào sông Thái Bình. Ngoài các sông lớn kể trên, khu đô thị Gia Lâm còn có một số ao, hồ phân bố ở các khu vực dân cư, và một số mương phân bố ở đó tiện cho việc thoát nước và tưới tiêu. I.1.5. Địa chất thuỷ văn và địa chất công trình. Địa chất khu vực phía tây và tây bắc huyện Gia Lâm (là khu vực nghiên cứu của đồ án ) khu vực này thuộc vùng đất bồi châu thổ sông hồng , được đánh giá là thuận lợi , có mức độ thuận lợi cho xây dựng . tuy nhiên đánh giá mức độ từng vùng có khác nhau . song vùng đất ngoài đê sông hồng và sông Đuống được đánh giá là không thuận lợi cho xây dựng -Cấu tạo địa chất từ trên xuống phổ biến là Lớp đất trồng : 0,5m I1m. Lớp đất sét : 3m I 10m dọc theo ven Sông Hồng đôi chỗ á sét và cát dày 4I6 m. Độ sâu nước ngầm 2I5m tại các vùng trũng mực nước nằm sát đất từ 0,5I1m I.1.6. Chế độ thuỷ văn khí tượng -Hướng gió chủ đạo : Đông Nam -Nhiệt độ trung bình của không khí trong năm : C -Lượng mưa trung bình năm :1600mm -Số ngày mưa trung bình trong năm là :142ngày -Độ ẩm tương đối trung bình trong năm :81-85% -Số giờ nắng146 9giờ / năm - Sông Hồng là một sông lớn chảy qua phía Bắc của khu vực với mức nước dao dộng từ +2 +8,5m năm , năm 1971 , mực nước nên tới +12m . Độ chênh lệch mực nức Sông Hồng với địa hình từ 2 4m . I.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội Sự phát triển kinh tế của khu đô thị trong cả nước nói chung và Gia Lâm nói riêng đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội và chính trị cho đất nước. Việc phát triển kinh tế xã hội có quan hệ với diện tích và phân bố dân cư của khu đô thị. Theo kết quả cuộc điều tra dân số và nhà ở thì khu đô thị Gia Lâm có số dân 225.000 người, mật độ dân số 150 người/ha. Diện tích đất tự nhiên của khu đô thị 1500 ha, ngoài ra đất còn sử dụng cho thương nghiệp chính như khu công nghiệp Sài Đồng A với tổng diện tích đất 420 ha là khu công nghiệp liên doanh giữa Công ty Điện tử Hà Nội (Hanel) với tập đoàn DEAWOO Corporation (Hàn Quốc). Trong đó có 277 ha đất dùng để xây dựng các nhà máy công nghiệp sản xuất đồ điện tử, điện gia dụng, máy móc, cơ khí. Diện tích đất còn lại dùng làm khu vui chơi, giải trí công cộng … Trong khu đô thị này còn có nhà máy xe lửa diện tích 18 ha. Các khu công nghiệp nói trên đã và đang xây dựng và sản xuất kinh doanh, đưa nền kinh tế của khu đô thị ngày một đi lên và phát triển mạnh nhất so với các tỉnh ngoại thành Hà Nội. Cùng với sự đô thị hoá, nhu cầu phát triển các công trình công cộng, dịch vụ đòi hỏi phải được nâng cấp phù hợp với thời kỳ hiện đại hoá - công nghiệp hoá. Như là xây dựng công viên, cung văn hoá, bệnh viện, trường học … để phục vụ nhu cầu vui chơi giải trí … nâng cao đời sống của nhân dân. I.3. Hiện trạng cấp thoát nước và vệ sinh môi trường 1.3.1. Hiện trạng hệ thống cấp nước vTình hình cung cấp nước -Do vị trí đặc biệt nằm trên vùng đất phù sa bồi đắp được kiến tạo giữa hai dòng sông Hồng và sông Đuống nên nguồn nước ngầm dàn trải trên toàn huyện và hết sức là phong phú - Do đặc điểm của các thị trấn , các khu vực và cụm công nghiệp xen lẫn vào vùng đất nông nghiệp và làng xóm nên hình thái cấp nước cũng khác nhau và chia ra làm 3 loại hình cấp nước : Hệ thống cấp nước do nhà nước đầu tư xây dựng , quản lý và khai thác. Nước được cung cấp đến nơi tiêu thụ theo hợp đồng sử dụng với chất lượng đảm bảo . Hệ thống tự cung cấp nước của các cơ quan xí nghiệp Hệ thống cấp nước tự quản của hộ gia đình v Hệ thống cấp nước cho khu vực đô thị -Trên địa bàn huyện gia lâm hiện có hai nhà máy khai thác , xử lý nước ngầm cung cấp cho thị trấn Gia Lâm -Sài Đồng và một vài xã như Bồ Đề -Gia Thuỵ - Thượng Thanh -Việt Hưng -Nhà máy nước gia lâm cũ xây dựng năm 1985 tại Sân Bay Gia Lâm , công suất Q= 4.000/ngđ, 2 giếng và một trạm bơm . trạm này hiện nay không còn xử dụng -Nhà máy nước Gia Lâm mới xây dựng năm 1994 tại xã Gia Thụy . Thời gian đưa vào hoạt động 7/1997 Công suất giai đoạn I : 30.000/ngđ Công suất giai đoạn II: 60.000/ngđ Số lượng giếng :12giếng , có 8 giéng ở bãi sông Hồng và 4 giếng ở xã Gia Thuỵ -Chất lượng nước sau xử lý đạt TCCN33-85 v Hệ thống cấp nước cho cơ quan ,XNCN -Đây là các trạm khai thác nước ngầm từ các giếng khoan cỡ nhỏ lấy nước ở độ sâu trung bình 45-70m -Với trình độ quản lý và trang thiết bị có hạn của các công trình xử lý nội bộ nên chấ lương nước phục vụ cho sinh hoạt không đảm bảo , tuy nhiên đã phần nào đã đáp ứng được cho việc sản xuất các mặt hàng công nghiệp không đòi hỏi chất lượng cao - Đa phần các đơn vị đều mong muốn được sử dụng nguồn nước do nhà máy nươc sản xuất của thành phố đầu tư 1.3.2. Hiện trạng thoát nước Đặc điểm của hệ thống thoát nước, thành phần và tính chất nước thải ảnh hưởng rõ rệt đến các sông hồ, các kết quả nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm môi trường nước cho thấy. Tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở đô thị, khu công nghiệp của Việt Nam đã đến mức độ mức động. Các nguồn nước – nơi tiếp nhận nước thải đều có giá trị vượt quá tiêu chuẩn cho phép. ở một số đô thị, khu công nghiệp, các nguồn nước còn có chứa các kim loại nặng là những nguyên tố rất độc hại. Nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở đô thị – khu công nghiệp Việt Nam nói chung và khu đô thị Gia Lâm nói riêng là: ỉ. Quá trình đô thị hoá, công nghiệp hoá ngày càng phát triển, dân số gia tăng nhanh. Trong khi đó với việc xây dựng các công trình hạ tầng kỹ thuật nói chung và đặc biệt là các công trình cấp thoát nước xử lý nước thải – bảo vệ môi trường nước còn chưa kịp với sự mở rộng phát triển đô thị công nghiệp. ỉ ở hầu hết các đô thị Việt Nam đều không có trạm xử lý nước thải tập trung nguồn tiếp nhận một lượng lớn nước thải sinh hoạt, công nghiệp không qua xử lý hoặc chỉ xử lý cục bộ sơ bộ ở một số bể tự hoại. Kết quả vượt quá khả năng tự làm sạch của nguồn nước. ở một số vùng của đô thị tuy có bể tự hoại nhưng do bảo dưỡng kém nên hiệu quả xử lý nước thải rất thấp. ỉ Việc quản lý đô thị chưa chặt chẽ và đồng bộ nên việc xả rác thải bừa bãi xuống lòng kênh mương hở, làm cặn lắng đọng. Cặn lắng xuống lại phân huỷ tạo ra các khí CO2, CH4, H2S, … tan trong nước hoặc gây ô nhiểm không khí. Từ hiện trạng nói trên thì nước thải trước khi thải ra sông hiện nay và trong tương lai cần được xử lý. 1.3.3.Hiện trạng hệ thống thoát nước mưa Hệ thống thoát nước trong khu vực đô thị cũng như trong toàn huyện chủ yếu dựa vào hệ thống tiêu nước nông nghiệp . -Nước từ các khu đô thị và các điểm dân cư được thu gom lại hoặc xả tự nhiên vào kênh mương tiêu nước nông nghiệp -Trong khu vực đô thị đã có một số cụm nông nghiệp đã xây dựng được hệ thống thoát nước mưa v Hệ thống tưới tiêu nông nghiệp . Hiện nay trên địa bàn huyện có 14 trạm bơm tưới và hệ thống kênh dẫn . Hệ thống tưới tiêu này phục vụ chủ yếu cho 8.583ha đất canh tác của huyện ( riêng trạm bơm Kim Đức hỗ trợ cho các xã Xuân Giao , Huyện Văn Giang -Hải Dương ) -Hệ thống tưới thuỷ nông này không chỉ phụ thuộc vào điều kiện thuỷ văn của các con sông , kênh , mương mà còn phụ thuộc vào cơ quan quản lý chúng (Trạm bơm Như Quỳnh không thuộc sự quản lý của huyện Gia Lâm mà thuộc sự quản lý của huyện Gia Thuận -Bắc Ninh , sông Bác Hưng Hải chụi sự chi phối chung của toàn bộ thuỷ nông sông Bắc Hưng Hải v Hệ thống tiêu thuỷ nông ỉ Huyện được chia thành hai khu vực tiêu nước + Khu vực Bắc Đuống : vào mùa mưa nước sông Đuống thường cao và cao độ đồng ruộng thấp hơn đất bãi nên nước phải tiêu bằng cách bơm ra sông qua 4 trạm bơm tiêu ( 3trạm bơm tiêu ra sông Đuống và 1 tiêu ra sông Ngữ Huyện Khê ) +Khu vực Nam Đuống : do mực nước sông Bắc Hưng Hải tại cống xuân Thuỷ và Tân Quang ở những năm gần đây thường giữ cao độ lớn nhất là +3,50m . Bởi vậy thoát nước khu vực này chủ yếu là tự chảy -Trên địa bàn khu vực có 4 tuyến sông , mương tiêu thuỷ nông chính được xả vào sông Bắc Hưng Hải . Đó là sông cầu Bây Kênh Kiên Thành , sông Giàng , mương Cầu Đen - Gia Cốc v Tình trạng ngập lụt Do điều kiện phía Nam Sông Đuống thoát nước bằng tự chảy , phụ thuộc hoàn toàn vào cao độ mực nước khống chế vào mùa mưa tại các điểm xả nên việc tiêu nước hoàn toàn bị động và vào thời điểm mưa lớn trên diện rộng , cao trình mực nước trên sông Bắc Hưng Hải tại cống Xuân Thuỷ và Tân Quang ở mức 3,8m nên thường xảy ra úng ngập tại các khu vực có cao độ nền thấp hơn 3,5m 1.3.4. Hiện trạng thoát nước bẩn và vệ sinh môi trường Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt trong các khu vực đô thị và các điểm dân cư là thoát chung với nước mưa , Tại 4 thị trấn và khu vực huyện lỵ đã có hệ thống cống thoát nước mưa và nước thải sinh hoạt , gồm các đoạn cống D < 600(5.026 m ) và D < 1000(382m ) .rãnh được xây nắp đan hoặc để hở Những công trình Xây Dựng trong những năm gần dây đã có bể tự hoại và bán tự hoại để xử lý nước thải sinh hoạt trước khi đổ ra hệ thống cống và mương thoát nước của khu vực . - Huyện có 2 Bệnh Viện nhưng cả hai đều không có hệ thống xử lý nước thải và rác thải riêng bệt . Hiện không kiểm soát được điều kiện vệ sinh của nước thải và rác thải ra môi trường lân cận -Ngay trong các XNCN việc xử lý chất thải sản xuất còn có nhiều vấn đề , đặc biệt là trong các XNCN cũ + Hiện nay rác thải trong các khu vực đô thị đã được thu gom lại dể xí nghiệp môi trường huyện chuyển tới các bãi rác , song vẫn còn phổ biến hiện tượng rác thải đổ xuống các ao hồ và bãi rác , không có biện pháp thu gom và xử lý riêng cho các bệnh viện Trong một số khu tập thể vẫn còn tồn tại khu vệ sinh công cộng gây ô nhiễm môi trường . Tại các điểm dân cư nông nghiệp vẫn phổ biến hố xí thùng 1.4. Định hướng quy hoạch tổng thể huyện- Gia Lâm 1.4.1. Định hướng phát triển không gian Chọn đất phát triển chủ yếu tại các khu vực Đông Bắc thành phố Hà Nội trên cơ sở 3 thị trấn Gia Lâm , Đức Giang , Sài Đồng lấy đường 1 và đường 5 làm trọng tâm phát triển đô thị . Định hướng phát triển quy mô nhỏ các điểm đô thị khác -Mặt bằng phát triển đô thị theo sơ đồ mở , đáp ứng được yêu cầu trước mắt cũng như lâu dài . Trong điều kiệ n đầu tư nước ngoài vào các khu công nghiệp tăng đột biến thì mặt mặt bằng đầu tư được mở rộng -Việc hình thành các khu công nghiệp tập trung dân cư đô thị dọc theo đường 5 sẽ có nhiều thuận lợi cho đầu tư phát triển biết cơ cấu hạ tầng , giao thông Tạo sự linh hoạt và thuận tiện cho đầu tư nhiều giai đoạn 1.4.2. Cơ cấu không gian quy hoạch Quy hoạch lấy 2 trục đường số 1 và số 5 làm hành lang phát triển trong đó các công trình công cộng và dịch vụ được bố trí dọc theo trục đường chính khu vực - nằm ở phía sau tuyến đường quốc lộ tạo ra mạch giao thông vòng Bắc -Nam , Đông -Tây -Cây xanh và mặt nước bố trí theo trục Đông Nam -Tây Bắc , tạo điều kiện thông thoáng , cải tạo vi khí hậu tại vùng trung tâm v Hệ thống đô thị hình thành phát triển theo các khu chức năng Nhà ở .Xây dựng nhà ở tập trung với những nhà cao tầng độc lập sẽ tỏ ra dơn điệu và nhàm chán không phù hợp với tình hình hiện nay , khu nhà ở những tuyến phố kết hợp vừa ở vừa kinh doanh dịch vụ . Tuy nhiên việc tổ chức phải thực hiện rất linh hoạt . Bề dày phía trong cấu tạo ra các khu vực yên tĩnh cụm dân cư gắn liền với trường học , bệnh viện và cây xanh + Dạng nhà cải tạo : Tập trung chủ yếu ở khu vực thị trấn +Dạng nhà xây mới : Nằm trong vùng đất trống , được dự kiến xây dựng mới hoàn toàn +Khu công nghiệp : Tập trung phát triển , tập trung ở các khu công nghiệp Công nghiệp khu vực thị trấn đã có :cải tạo theo hướng hiện đại hoá và đảm bảo nghiêm ngặt các yếu tố và tác động môi trường vì khu thị trấn sẽ là trọng điểm , trung tâm để phát triển đô thị v Tổ chức trung tâm và hệ thống dịch vụ Tổ chức trung tâm và hệ thống dịch vụ Tổ chức trung tâm và hệ thống các công trình dịch vụ được tổ chức theo hình chuỗi, bố trí dọc theo trục đường chính khu vực. v Cơ quan trường học Được giữ nguyên vị trí cũ trên cơ sở rà sóat laị và có điều chỉnh cho phù hợp với quy hoạch . Hầu hết giữ nguyên chức năng và cải tạo lại trên cơ sở hiện có , Dự kiến xây dựng mới một số công trình dọc theo quốc lộ 1,5 v Cây xanh , mặt nước ,dịch vụ văn hoá Đặc điểm của khu vực là hệ thống tiêu thoát nước đều được chảy về sông hồng. Trong quy hoạch dự kiến hệ thống mương thoát nước được kết hợp với dải cây xanh cách ly an toàn tuyến điện tạo hành lang cây xanh theo hướng Đông Nam - Tây Bắc vừa là hành lang cách ly giữa khu công nghiệp và dân dụng v Bố cục kiến trúc đô thị Do đặc điểm phát triển đô thị là xự kết hợp giữa các công trình hiện có (tại 4 thị trấn )và xây mới nên không gian kiến trúc có những đặc điểm sau -Tại khu vực thị trấn hiện có thì giải pháp kiến trúc chủ yếu là cải tạo , chú trọng đến các công trình trên mặt đường Chiều cao công trình giới hạn 2,5-3 tầng -Khu vực xây mới : để tiết kiệm đất và trục không gian kiến trúc hiện đại các công trình chủ yếu xây dựng cao tầng (trung bình khoảng 8 tầng ) - Các công trình như trung tâm công cộng , dịch vụ khách sạn , trụ sở cơ quan được bố trí dọc theo tuyến giao thông đôi ngoại . không gian kiến trúc thay đổi dẫn từ ngoài vào trong , trong là những công trình thấp tầng có mật độ xây dựng giảm dần (nhà trẻ , trường học ) Theo quy hoạch chi tiết huyện Gia Lâm khu vực đô thị hoá ( phần quy hoạch sử dụng đất và quy hoạch hệ thống giao thông được phê duyệt tại Quyết định số 74/1999/QDUBngày 1/9/99 của UBND thành phố Hà Nội Toàn huyện sẽ chia thành các khu vực Khu vực đô thị hoá : gồm 2 phần + Khu vực đô thị thuộc Hà Nội trung tâm ( bao gồm Gia Lâm - Đức Giang - Yên Viên - Sài Đồng ) +Với diện tích là 4.583 ha Kể cả sân bay Gia Lâm +Tại dây hình thành 5 khu đô thị 22, 23,24,25 và khu đô thị 34 .( Trong đó khu đô thị 22 là khu vực nghiên cứu trong đồ án ) +Được giới hạn : -Phía Đông giáp với trường ĐHNN I Phía Bắc và Tây giáp với sông đuống (gồm cả khu Yên Viên ) + Khu vực đô thị Châu Quỳ -Diện Tích 606 ha -Được giới hạn *Phía Bắc là ga Cổ Bi ( ga dự kiến ) * Phía Nam giáp với ĐHNN I *Phía Tây giáp với đô thị Gia Lâm - Sài Đồng *Phía Đông giáp với ga Phú Thuỵ 2.Khu vực ven đê Sông Hồng và Sông Đuống + Diện tích 1.869 ha chủ yếu là vùng ngoài đê + Nằm kẹp giữa các khu vực đô thị hoá Gia Lâm - Sài Đồng và Sông Hồng và Sông Đuống 3. Khu vực Nông thôn : được chia thành khu vực Bắc Đuống và Nam Đuống - Diện tích khoảng 10.234ha - Ngoài các điểm dân cư hiện có dự kiến xây dựng các trung tâm tại cáckhu vực nông thôn , chức năng thu gom ,tiếp nhận sản phẩm nông nghiệp để cung cấp cho khu vực đô thị I.5:Định hướng quy hoạch hệ thống hạ tầng kỹ thuật khu đô thị huyện gia lâm đến 2020 I.5.1. Hệ thống cấp nước * Trong phạm vi quy hoạch sẽ chia thành hai khu vực cấp nước Hệ thống cấp nước của khu vực đô thị Hệ thống cấp nước của khu vực nông thôn - Quan điểm về cấp nước đô thị Hệ thống cấp nước đô thị bao gồm 2 hệ thống : hệ thống cấp nước sinh hoạt , hệ thống cấp nước công nghiệp Trong đó việc cấp nước cho công nghệp có thể thực hiện theo 2 phương án sau : Phương án 1 : Mỗi KCN , cụm CN có một hệ thống cấp nước riêng , từ đây nước sẽ được cấp đến từng XNCN, tại mỗi XNCN có một trạm xử lý riêng để cung cấp nước sinh hoạt cho công nhân và cho sản xuất theo đặc thù công nghệ sản xuất Phương án 2: Mỗi khu công nghiệp , cụm công nghiệp có một hệ thống cấp nước riêng , chỉ cung cấp nước sản xuất còn nước sinh hoạt cho công nhân sẽ lấy từ hệ thống nước sinh hoạt của thành phố Trong điều kiện Việt Nam các doanh nghiệp CN đều có quy mô vừa và nhỏ , việc mỗi một xí nghiệp công nghiệp phải xây dựng một trạn XLN cho sinh hoạt sẽ làm tăng trở ngại cho quá trình đầu tư . Vậy để linh hoạt ứng dụng cả hai phương án, Trong trường hợp khu công nghiệp và cụm công nghiệp nào đó xử dụng phương án 1 thì tuyến cấp nước sinh hoạt sẽ không phải xây dựng nữa * Đối với các trạm khai thác lẻ + Các trạm khai thác lẻ của cơ sở không phải là công nghiệp sẽ không được phép khai thác . Nhu cầu về nước sẽ được đáp ứng từ mạng lưới cấp nước đô thị + Các trạm khai thác lẻ phục vụ cho sản xuất của các cơ sở công nghệ được phép tồn tại * Đối với các khu vực nông thôn Các trạm khai thác lẻ của cơ sở không phải là công nghiệp sẽ không được phép khai thác . Nhu cầu về nước sẽ được đáp ứng từ mạng nưới cấp nước đô thị các trạm khai thác lẻ phục vụ cho sản xuất của các cơ sở công nghiệp được phép tồn tại * Đối với khu vực nông thôn - Tại các khu vực nông thôn lân cận khu đô thị sẽ được cấp nước từ các tuyến ống của các đô thị Các khu vực dân cư tập trung sẽ được xây dựng các trạm công suất nhỏ 500-1000/ngđ - Các khu vực quá phân tán thì tiếp tục sử dụng theo phương pháp truyền thống I.5.2. Định hướng hệ thống thoát nước mưa * Hệ thống thoát nước mưa khu vực nhằm đảm bảo hai điều kiện Bảo đảm thoát nước triệt để và không gay úng ngập cho khu vực Có thể kiểm soát được mực nước trên các đoạn mương để phục vụ cho công tác tưới và tiêu nước cho nông nghiệp trong cả trước mắt và lâu dài . Do vậy việc phâm chia các lưu vực tiêu nước còn được gắn với các lưu vực tiêu nước nông nghiệp . *Hệ thống kênh mương được giữu nguyên hiện trạng , một số được nạo vét cho phù hợp với hệ thống . Việc tiêu úng cho các mương được thự hiện bằng các trạm bơm cưỡng bức Trong hệ thông kênh mương , hồ sẽ được kết nối với nhau hình thành chuỗi hồ với chức năng tiếp nhận , điều hoà , xử lý , hình thành hệ sinh thái hồ góp phần tạo nên cân bằng sinh thái trong quá trình phát triển đô thị bền vững I.5.3: Định hướng thoát nuớc bản và vệ sinh môi trường Hệ thống thu gom nước thải của khu vực đô thị trong huyện Gia Lâm được thết kế tách riêng khỏi hệ thống thoát nước mưa Nước thải sau khi được tạp trung xử lý tại các trạm xử lý đạt tiêu chuẩn mới được xả vào sông , hồ. Các trạm xử lý nước công nghiệp được tách riêng ra khỏi hệ thống xử lý nước thải trong khu vực (riêng khu vực Sài Đồng A theo dự án đã được phê duyệt thì hệ thống xử lý nước thải bao gồm cả hệ thống xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt) _Việc thu gom nước thải được phân chia thành các lưu vực và hướng tiêu nước phù hợp với hướng thoát nước mưa Nước thải Công Nghiệp sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn (TCVN 5745- 95)nước được xả ra nguồn nước mặt của đô thị -Với XNCN nằm riêng lẻ trong khu dân cư phải có hệ thống xử lý cục bộ trước khi xả vào hệ thống thoát nước mưa . Chương II: Tổ chức thoát nước và các phương án Xử Lý Nước Thải II.1. Chọn hệ thống thoát nước và vạch tuyến mạng lưới thoát nước II.1.1. lựa chọn hệ thống thoát nước Khu dân cư Việc cải tạo và mở rộng mạng lưới thoát nước cho khu đô thị nhằm mục đích không gây úng ngập trong đô thị, cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường, tức là mạng lưới thoát nước phải đảm bảo thoát nước tốt khi có mưa, thu nhận tối đa lượng nước thải từ khu dân cư, các xí nghiệp,trung tâm dịch vụ công công … và tập trung nước thải đưa về trạm xử lý, làm sạch trước khi xả ra nguồn. còn riêng đối với nước thải đối với các khu công nghiệp thì đã được xử lý sơ bộ tại các nhà máy và đạt tiêu chuẩn thì mới được xả ra nguồn. xử lý sơ bộ Trường học Bệnh viện TXL nguồn tiếp nhận Trung tâm dịch vụ công cộng, NM, XN riêng lẻ xử lý sơ bộ Khu công nghiệp xử lý triệt để nguồn tiếp nhận II.1.2. Chọn hệ thống thoát nước và vạch tuyến mạng lưới thoát nước. Sau khi nghiên cứu điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, hiện trạng cơ sở hạ tầng của khu đô thị Gia Lâm, em xin được đề xuất hai phương án thoát nước như sau: Phương án 1: Hệ thống thoát nước tập trung trạm xử lý đặt ở phía Nam của khu vực nghiên cứu, cách khu dân cư 600m. Hai đường ống dẫn nước thải chạy từ Bắc xuống Nam, ven theo quốc lộ 5 và ven theo đê Sông Hồng. Hai đường ống chính này thu toàn bộ nước thải của khu vực, sau đó tập trung tại trạm bơm nước thải và bơm lên trạm xử lý nước thải sau khi đã xử lý thì được xả vào hồ đắp nếp rồi bơm qua đê ra sông Hồng. Phương án 2: Hệ thống thoát nước phân tán chia khu vực nghiên cứu thành 2 khu vực xử lý nước thải riêng. Mỗi khu vực có hệ thống thu nước thải bằng 2 tuyến ống kính và xử lý ở 2 trạm xử lý nước thải riêng. Từ 2 phương án trên thì phương án 1 kinh phí đầu tư xây dựng ít hơn phương án 2. Mặt khác phương án 1 quản lý vận hành đơn giản hơn. Vì vậy chọn phương án 1 để tập trung nước thải cho khu vực. II. 2. tính toán lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải. II.2.1. Số dân khu đô thị 22: Khu đô thị 22-6 : 8,31 nghìn người. Khu đô thị 22-7 : 12,67 nghìn người. Khu đô thị 22-8 : 7,34 nghìn người. Khu đô thị 22-9 : 6,63 nghìn người. Khu đô thị 22-10 : 11,12 nghìn người. Khu đô thị 22-11 : 6,15 nghìn người. Khu đô thị 22-12 : 12,74 nghìn người. Khu đô thị 22-13 : 10,66 nghìn người. Tổng số dân khu đô thị là: 75,620 nghìn người II.2.2. Tiêu chuẩn nước thải: + Khu vực đô thị 22 tiêu chuẩn thải nước: q0 = 180 l/ng.ngđ. II.2.3. Nước thải các công trình công cộng Trường học: Tổng số học sinh của 12 trường phổ thông. Trong đó: Có 6 trường cấp I mỗi trường là: 800 học sinh Có 4 trường cấp II mỗi trường là: 1.000 học sinh. Có 2 trường cấp III mỗi trường là: 1.400 học sinh. Tổng số học sinh của 12 trường là: 11.600 học sinh. Tiêu chuẩn thải nước là : 20 l/ngđ Hệ số không điều hoà giờ : Kh = 1,8. Số giờ thải nước : 12 h/ng Bệnh viện: có 2 bệnh viện Bệnh viện Gia Lâm có 400 giường bệnh. Bệnh viện Đường Sắt có 200 giường bệnh. Tiêu chuẩn thải nước là : 300 l/ngđ Hệ số không điều hoà giờ : Kh = 1,25. Số giờ thải nước : 24 h/ng II. 2.4. Xác định lưu lượng tính toán của khu dân cư: * Xác định lưu lượng tính toán Lưu lượng nước thải trung bình ngày áp dụng công thức: Q= N x q0 (m3/ngđ) 1000 Trong đó: N: dân số tính toán 75,620 q0: là tiêu chuẩn thải nước (q0 = 180 l/ng.ngđ) Lưu lượng nước thải vùng dân cư. - Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm được tính Qtb = N x q0 = 180 x 75.620 = 13.612 m3/ngđ 1000 1000 Lưu lượng nước thải trung bình giây: qtbs = Qtbng = 13.612 24 x 3,6 24 x 3,6 = 158 Qtb: lưu lượng nước thải trung bình ngày (m3/ng.đ) Lưu lượng nước thải giây lớn nhất của khu đô thị. áp dụng công thức: qmaxs = qtbs x kch Trong đó: qmaxs : lưu lượng lớn nhất qtbs : lưu lượng trung bình ( l/s) : 158 kch : Hệ số không điều hoà : 1,35 qmaxs = 158 x 1,35 = 213,3 (l/s) Xác định lưu lượng tập trung: Lưu lượng tập trung đổ vào hệ thống thoát nước bao gồm nước thải bệnh viện trường học và các trung tâm công cộng khác. * Bệnh viện: Toàn khu đô thị có 2 bệnh viện có 600 giường bệnh. Lưu lượng trung bình ngày Qtbng = B x q0 = 600 x 300 = 180 m3/ngđ 1000 1000 Với q0 = 300 (l/ng.ngđ) là tiêu chuẩn thải nước của mỗi bệnh nhân. Lưu lượng trung bình giờ Qtbh = Qtbng = 180 = 7,5 m3/h 24 24 - Lưu lượng lớn nhất giờ: Qmaxh = Qtbh x kch (m3/h) Trong đó: kch: hệ số không điều hoà chung đối với bệnh viện thì kch = 2,5 Qmaxh = 7,5 x 2,5 = 18, 75 m3/l Lưu lượng giây lớn nhất qmaxs = 18,75 = 5,2 l/s 3,6 * Trường học: có 12 trường học. Tổng số học sinh là : H = 11.600 học sinh. Tiêu chuẩn thải nước : q0 = 20 l/người/ng. + Lưu lượng trung bình ngày: Qtbng = H x q0 = 11.600 x 20 = 232 m3/ngđ 1000 1000 + Lưu lượng trung bình giờ: Qtbh = Qtbng = 232 = 19,33 m3/h 12 12 Lưu lượng nước thải ra trong 12 giờ mỗi ngày Lưu lượng lớn nhất giờ: Hệ số không điều hoà giờ đối với trường học thì kch = 1,8. Vậy: Qmaxh = Qtbh x kch = 19,33 x 1,8 = 35 (m3/h) Lưu lượng giây lớn nhất: qmaxs = Qmaxh = 35 = 9,6 l/s 3,6 3,6 Bảng thống kê lưu lượng nước thỉa của các công trình công cộng: Nơi thải nước Số người Giờ làm việc Q0 l/ng.ng Kch Lưu lượng Qtbng m3/ngđ Qtbh (m3/h) Qhmax (m3/h) Qsmax (m3/h) Bệnh viện 1 400 24 300 2.5 120 5 12,5 3,472 Bệnh viện 2 200 24 300 2.5 60 2,5 6,25 1,74 12 trường học 11600 12 20 1.8 232 19,3 34,8 9,6 6 trường cấp 1 800 12 20 1.8 96 8 4,4 4 4 trường cấp 2 1000 12 20 1.8 80 6,67 12 3,33 2 trường cấp 3 1400 12 20 1.8 56 4,67 8,4 2,33 * Trung tâm công cộng thương mại: - Lưu lượng trung bình ngày Qtb = N x q0 = F x q0 = 27,34 x 40 = 1.094 m3/ngđ 1000 1000 1000 Trong đó : F: diện tích 27,34 ha q0: tiêu chuẩn thải nước là 40 lng/ng.đ *Khu cơ quan Viện nghiên cứu Trong đó : F: diện tích 43,32 ha q0: tiêu chuẩn thải nước là 30 lng/ng.đ Qtb = 43,32 x 30 = 1.300 m3/ngđ 1000 Tổng lưu lượng nước thải của trung tâm công cộng thương mại cơ quan Viện nghiên cứu là Qngđtb = Qtb1 + Qtb2 = 1.094 + 1.300 = 2.394 m3/n - Lưu lượng trung bình giờ Qtbh = Qngđtb = 2,394 = 0,2 m3/h 12 12 Lưu lượng nước thải trong 12 giờ mỗi ngày. Lưu lượng giờ lớn nhất. Hệ số không điều hoà kch = 2,5 Vậy Qhmax = Qtbh x kch = 0,2 x 2,5 = 0,5 m3/h Lưu lượng max giây: qmaxs = Qmaxh = 0,5 = 0,14 l/s 3,6 3,6 II.2.5. Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước thải toàn thị xã Nước thải sinh hoạt khu dân cư. Căn cứ về hệ thống không điều hoà kch = 1,35 ta xác định lượng nước phân bố nước thải theo các giờ. Nước thải bệnh viên. Với hệ số không điều hoà giờ kch = 2,5 ta xác định được lượng phân bố nước thải theo giờ. Nước thải trường học: Kch = 1,8 Nước thải khu bệnh viện: Kch = 2,5 Nước thải khu công cộng thương mại: Kch = 1,8 Từ những số liệu trên ta có bảng sau giờ nước sinh hoạt bệnh viện trờng học trung tâm cc tổng hợp trong kch = 1.4 kh = 2.5 kh = 1.8 kh = 2.5 lưu lợng ngày % (m3 ) % (m3 ) % (m3 ) % (m3 ) q(m3 ) 0-1 1.65 224.60 0.2 0.36 224.96 1-2 1.65 224.60 0.2 0.36 224.96 2-3 1.65 224.60 0.2 0.36 224.96 3-4 1.65 224.60 0.2 0.36 224.96 4-5 1.65 224.60 0.5 0.90 225.50 5-6 4.2 571.70 0.5 0.90 572.60 6-7 5.8 789.50 3 5.40 8.42 19.53 8.42 0.20 814.63 7-8 5.8 789.50 5 9.00 7.55 17.52 7.55 0.18 816.19 8-9 5.85 796.30 8 14.40 7.55 17.52 7.55 0.18 828.40 9-10 5.85 796.30 10.4 18.72 7.55 17.52 7.55 0.18 832.72 10-11 5.85 796.30 6 10.80 7.55 17.52 7.55 0.18 824.80 11-12 5.05 687.41 9.6 17.28 7.55 17.52 7.55 0.18 722.38 12-13 4.2 571.70 9.4 16.92 15.2 35.26 15.2 0.36 624.2._.5 13-14 5.8 789.50 6 10.80 7.55 17.52 7.55 0.18 817.99 14-15 5.8 789.50 5 9.00 7.55 17.52 7.55 0.18 816.19 15-16 5.8 789.50 8.1 14.58 7.55 17.52 7.55 0.18 821.77 16-17 5.8 789.50 5.5 9.90 7.55 17.52 7.55 0.18 817.09 17-18 5.75 782.69 5 9.00 8.43 19.56 8.43 0.20 811.45 18-19 5.2 707.82 5 9.00 716.82 19-20 4.75 646.57 5 9.00 655.57 20-21 4.1 558.09 3.7 6.66 564.75 21-22 2.85 387.94 2 3.60 391.54 22-23 1.65 224.60 1 1.80 226.40 23-24 1.65 224.60 0.5 0.90 225.50 cộng 100 13612 100 180.00 100 232 100 2.39 14026.39 II.3. các số liệu tính toán Do điều kiện thời gian không cho phép, nên trong phạm vi đồ án này chỉ thiết và tính toán một trạm xử lý nước thải cho một khu vực đô thị tiêu biểu. Đó là trạm xử lý nước thải khu vực đô thị 22 - Gia Lâm. II.3.1. Xác định lưu lượng nước thải. Nước thải cần phải xử lý trước khi xả vào sông là nước thải sinh hoạt, không có nước thải công nghiệp. Q = 14.026m3/ngđ Trong đó Lưu lượng nước thải sinh hoạt. Qsh= 13.612 (m3/ng.đ) Lưu lượng nước thải bệnh viện. Qbv= 180 (m3/ng.đ) Lưu lượng nước thải trường học. Qth= 232 (m3/ng.đ) Nước thải từ các trung tâm dịch vụ công cộng = 2,394 m3/ngđ. II.3.2. Số liệu địa chất thuỷ văn và chất lượng nước sông Hồng: Nước thải được xử lý đến mức độ cho phép rồi xả vào nước sông Hồng. Sông Hồng thuộc nguồn loại B với tính chất như sau: Độ pH: 7,8 Nhu cầu ôxy sinh hoá hoàn toàn: Ls = BOD20 = 10 mg/l. Nhu cầu ôxy hoá học: COD = 20 mg/l. Hàm lượng chất lơ lửng: Cs = 200 mg/l. Hàm lượng oxy hoà tan trong nước: DO = 6mg/l. Số liệu địa chất thuỷ văn sông Hồng. Lưu lượng trung bình nhỏ nhất của nước sông: Q = 1.500 m3/s. Vận tốc trung bình của dòng chảy: V = 1,5 m/s. Độ sâu trung bình của sông: Htb = 6m Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán Theo lạch sông = 2.000 m. Theo đường thẳng = 1.500 m. II.4. Các thông số thiết kế công trình xử lý nước thải II.4.1. Lưu lượng tính toán đặc trưng của nước thải. Lưu lượng thiết kế. Q = 14026 (m3/ng.đ) Lưu lượng trung bình giờ Qtbh = Qngđ = 14.026 = 584,43 m3/h 24 24 Lưu lượng trung bình giây. qtbs = Qtbh = 584,43 = 126,34 l/s 3,6 3,6 Lưu lượng lớn nhất giờ. Qhmax = 823,72 (m3/h) Lưu lượng lớn nhất giây.. qsmax = 229 (l/s) Lưu lượng nhỏ nhất giờ. Qhmin = 224,96 (m3/h) Lưu lượng nhỏ nhất giây. qmins = 62,48 (l/s) II.4.2. Xác định nồng độ bẩn của nước thải. 1. Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải. Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sinh hoạt. Csh = a x 1000 = 55 x 1000 = 305,56 mg/l q0 180 Trong đó: q0 : Tiêu chuẩn thải nước, q0= 180 (l/s). a : Hàm lượng chất lơ lửng của 1 người thải ra trong 1 ngày đêm, theo bảng 23 TCN 51-84 ta có a = 55 (g/ng.ngđ). 2. Hàm lượng BOD20 của nước thải. Hàm lượng BOD20 của nước thải sinh hoạt xác định theo công thức. Lsh = L0 x 1000 q0 Theo bảng 23 - 20 TCN 51-84 ta có a0 = 35 g/người/ngđ (Tính theo nước thải lắng sơ bộ). a: Hàm lượng BOD của 1 người thải ra trong 1 ngày đêm, a = 35 (g/ng.ng.đ) Vậy Lsh = 35 x 1000 = 194,44 mg/l 180 II.4.3. Dân số tính toán. Trong khu vực này không phải xử lý nước thải công nghiệp, nên dân số tính toán chính là dân số sống trong khu vực. Dân số tính toán: Ntt = N2 = 75.620 người. II.4.4. Xác định mức độ cần thiết làm sạch của nước thải Để lựa chọn phương án xử lý thích hợp và đảm bảo nước thải khi xả ra nguồn đạt yêu cầu vệ sinh (theo 20 - TCN 51-84) ta cần tiến hành xác định mức độ cần thiết làm sạch. Nước thải sau khi xử lý được xả vào sông Hồng nên ta cần xét tới khả năng làm sạch của sông. II.4.5. Mức độ cần thiết làm sạch của nước thải. Để lựa chọn phương án xử lý thích hợp và đảm bảo nước thải khi xả ra nguồn đạt các yêu cầu vệ sinh ta cần tiến hành xác định mức độ cần thiết làm sạch. Nước thải sau khi xử lý được xả vào kênh trong về mùa khô nhằm cung cấp nưới cho nông nghiệp, về mùa mưa nước thải sau khi được xử lý bơm ra sông nên ta cần xét tới khả năng tự làm sạch của sông. a. Mức độ xáo trộn và pha loãng: Để tính toán lưu lượng nước sông tham gia vào quá trình pha loãng ta xác định hệ số xáo trộn a. - Theo V.A.Frôlốp và I.D.Rodzille thì hệ số xáo trộn a được tính theo công thức: a = Trong đó: + a : Hệ số tính toán đến các yếu tố thuỷ lực trong quá trình xáo trộn được tính toán theo công thức: +j: Hệ số tính toán đến độ khúc khuỷ của sông: +L: Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán theo lạch sông: L = 2000 m +L0: Khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán theo đường thẳng: L0 = 1500m. j = +: Hệ số phụ thuộc vào vị trí cống xả đặt giữa lòng hồ không có tầu bè qua lại =1,5. + E: Hệ số dòng chảy rối. Ta coi như suốt dọc đường từ cống xả đến điểm tính toán, kênh có chiều sâu và vận tốc thay đổi không đáng kể. Do vậy E được tính theo công thức: E = = q: Lưu lượng trung bình giây của nước thải q = 0,1623 (m3/s). Từ đó ta có: a = = 1,27 Vậy: a = = 0,1 Số lần pha loãng nước thải với nước sông được tính: n = = = 925 (lần). b. Mức độ cần thiết làm sạch theo chất lơ lửng: Hàm lượng chất lơ lửng cho phép của nước thải khi xả vào nguồn được tính: m = Trong đó: a = 0,1 q = 0,16234 (m3/l) Q = 1500 (m3/s). b = 2 mg/l: hàm lượng chất lơ lửng tăng cho phép trong nước nguồn - đối với nguồn loại B (Bảng 47-20 TCN 51-84). (b = 1,5 – 2,0 mg/l) bs = Cs = 200 mg/l: hàm lượng chất lơ lửng trong nước sông trước khi xả nước thải vào. Từ đó ta có lượng chất lơ lửng cho phép sau khi xả nước thêm vào nguồn: m = 2 ´= 40,48 (mg/l). Mức độ cần thiết làm sạch theo chất lơ lửng được tính theo công thức: D1 = ´100% = ´100% = 86,7 %. Trong đó CHH = Css = 305,56 mg/l. c. Mức độ cần thiết làm sạch theo BODht của hỗn hợp nước thải và nước nguồn: - BOD của nước thải sau khi xử lý vào nguồn không được vượt quá giá trị nêu ra trong ²Nguyên tắc vệ sinh khi xả nước thải ra sông-20TCN-51-84” Theo phụ lục 1-20TCN 51-84 thì nước thải sau khi hoà trộn với nước sông BOD5 của sông không được vượt quá 2mg/l. Hay NOSht không vượt quá 6 mg/l. *Chỉ tính đến quá trình tiêu thụ ôxy: - BOD20 của nước thải cần đạt sau khi xử lý (LT) được tính theo: LNOST = Trong đó: + a = 0,1 q = 0,16234 m3/s. + Q =1500 (m3/s). Ls =10 mg/l LCP = 25 mg/l. ( Theo tiêu chuẩn áp dụng cho nguồn loại B ). K1 : hằng số tốc độ nhu cầu ôxy của hỗn hợp nước thải và nước nguồn K1 = K1(210C) * 1,047 = 0,1* 1,047(27 - 20) = 0,138 t: thời gian dòng chảy từ vị trí xả đến điểm tính toán tính theo ngày đêm. t = = = 0,0154 (ngđ). Từ đó ta có: LT NOS == 25(mg/l) Trong tính toán thiết kế công trình làm sạch ta lấy giá trị LT = 25 mg/l Mức độ cần thiết làm sạch theo NOSht được tính: D2 = ´100% = ´100% =87%. Trong đó LHH = Lsh = 194,44 mg/l. *Tính theo ôxy có sẵn trong nước sông, nước thải: LTDO = Trong đó: + a = 0,146 q =0,1623 m3/s. + Ls = 10 (mg/l) Q =1500 (m3/s). Trong đó: Lng = Ls =10mg/l Os: là hàm lượng ôxy hoà tan nước nguồn. Os = DO = 6 mg/l. 0,4: là hệ số biến đổi NOS20 thành NOS2. Oyc=2: là hàm lượng oxy hoà tan nhỏ nhất cho phép trong nước nguồn. = = 14,3 (mg/l) Mức độ cần thiết làm sạch theo lượng oxy hoà tan D = LHH - LT x 100% = 194,44 -14,3 x 100% = 92% LHH 194,44 II.5. Chọn phương án xử lý và sơ đồ dây chuyền công nghệ. II.5.1. Chọn phương pháp xử lý. - Các thông số cần thiết: + Theo NOSht : D = 87% + Theo C : D = 86,7 % + DO : D = 92 % - Công suất trạm : Q =14.026 m3/ngđ. Để đảm bảo vệ sinh nguồn nước, ta quyết định chọn phương pháp xử lý sinh học hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo. Xử lý nước thải với mức độ làm sạch theo D = 92 %. II.5.2. Chọn dây chuyền xử lý. Sơ đồ và các công trình xử lý thành phần trong trạm xử lý nước thải phụ thuộc vào các yếu tố sau: Mức độ cần thiết làm sạch nước thải, điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn, các yếu tố địa phương và các tính toán kinh tế kỹ thuật của khu vực. Ta chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ như sau: sơ đồ trạm xử lý nước thải phương án I Bơm nước thải Ngăn tiếp nhận Song chắn rác Máy nghiền rác Sân phơi cát Bể lắng cát ngang Bể lắng ngang đợt I Bể Mê tan Bể nén bùn ly tâm Bể Aeroten Bể lắng ngang II Máng trộn Bể tiếp xúc li tâm Sân phơi bùn Ra sông Bón ruộng sơ đồ trạm xử lý nước thải phương án iI Bơm nước thải Ngăn tiếp nhận Máy nghiền rác Song chắn rác Sân phơi cát Bể lắng cát ngang Bể Mê tan Bể lắng ngang đợt I Bể biophin cao tải Bể lắng ngang đợt II sân phơi bùn Máng trộn Bể tiếp xúc li tâm Bón ruộng Bón ruộng Ra sông chương iii thiết kế công trình đơn vị của trạm XLNT III.1. Tính toán dây chuyền công nghệ xử lý nước thải theo phương án I III.1.1. Ngăn tiếp nhận nước thải. - Nước thải của thành phố được bơm từ ngăn thu nước thải trong trạm bơm lên ngăn tiếp nhận nước thải theo đường ống áp. Ngăn tiếp nhận được bố trí ở vị trí cao để từ đó nước thải có thể tự chảy qua các công trình của trạm xử lý - Từ lưu lượng tính toán của nước thải q = 229 l/s được dẫn đến trạm xử lý theo hai đường ống áp lực D = 400 mm. Kích thước ngăn tiếp nhận được lấy như sau: + v = 1,49 l/s + d = 400mm i = 0,003 Theo bảng 9.3-Bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước -ĐHXD Với Qhmax= 823,72 m3/h. + Ta chọn kích thước ngăn tiếp nhận như sau: A =1500 H1 = 1000 l1 = 800 B = 1000 h = 400 l = 600 H = 1300 h1 = 650 b = 500 III.1.2.Mương dẫn nước thải. Nước thải được dẫn đến từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo bằng mương có tiết diện hình chữ nhật. Bảng IV.1 - Kết quả tính toán thủy lực của mương Thông số tính toán Lưu lượng tính toán (l/s) qtb= 162,34 qmax = 231,31 qmin = 62,49 Độ dốc i (%o) 2 2 2 Chiều ngang, B(m) 500 500 500 Tốc độ v(m/s) 0,9 0,96 0,7 Độ đầy h(m) 0,71 0,97 0,35 - Chiều cao xây dựng mương: H = hmax +hbv (m). Trong đó: hmax - Chiều cao xây lớp nước lớn nhất trong mương, hmax = 0,97m. hbv - Chiều cao bảo vệ mương, hbv = 0,3 m. ị Chiều cao xây dựng mương: H = 0,97+ 0,3 = 1,27 m. III.13. Tính toán song chắn rác. Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận được dẫn tới song chắn rác (SCR) theo mương hở. Chọn hai song chắn rác công tác, một song dự phòng. Trong đó ta sử dụng SCR cơ giới. + Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều cao lớp nước cửa cống dẫn nước thải h = hm = 0,97 m. - Số khe hở ở song chắn rác được tính: Trong đó: n: Số khe hở qmax = 231,31l/s = 0,23131m3/l (lưu lượng giây lớn nhất của nước thải). vs = 0,96m/s - tốc độ nước chảy qua song chắn rác. b = 0,016 m - khoảng cách giữa các khe hở của song chắn. k = 1,05 - hệ số kể đến sự tích luỹ rác trong quá trình hoạt động. n = = 16 (khe). Chọn một song chắn công tác, và một song dự phòng. - Chiều rộng mỗi song chắn được tính theo công thức: Trong đó: s - Chiều dày của thanh song chắn rác, s = 0,01m. Vậy Bs = 0,01´(16 - 1) + 0,016´16 = 0,406 (m). Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng cặn tại đó. Vận tốc này phải > 0,4 m/s. Với qmin = 62,49 l/s = 0,0625 m3/s. = = 0,44 (m/s). Với hmin = 0,35 m. Kết quả trên thoả mãn yêu cầu tránh lắng cặn. - Độ dài phần mở rộng l1 được tính: chọn góc mở rộng của mương j = 200. = 1,37´ (0,406 - 0,4) = 0,0082 (m). Với Bm - Chiều rộng mương dẫn, Bm = 0,4 m. - Độ dài phần thu hẹp l2 được tính theo cấu tạo: l2 = 0,5´l1 = 0,5 ´ 0,0082 = 0,0041(m). - Chiều dài đoạn mương mở rộng chọn theo cấu tạo l = 2m. Vậy chiều dài mương chắn rác là: lXD = l1 + l + l2 = 0,0082 + 2 + 0,0041 =2,01(m). - Tổn thất áp lực qua song chắn: Trong đó: vk =0,96m/s, vận tốc nước ở kênh trước song chắn ứng với lưu lượng lớn nhất. k = 2- hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do rác mắc vào song chắn. - hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn. Với: = 1,79 - Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn theo bảng 3.4 ²Xử lý nước thải - tính toán thiết kế công trình - Trường đại học xây dựng 1974” với tiết diện tròn d = 0,01m. = 600 - góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang. ị z=sin600 = 0,83 - Tổn thất qua song chắn rác: = 0,07 (m) = 7 (cm) - Chiều cao xây dựng đặt song chắn rác: HXD = hmax + hs + hbv = 0,97 + 0,07 + 0,3 = 1,34 (m). Với hbv = 0,3 - Chiều cao bảo vệ. - Lượng rác lấy ra từ song chắn được tính: Trong đó: a - Lượng rác tính theo đầu người trong 1 năm, theo bảng 17-20TCN 51-84 với b = 0,016 (m) có a = 8 l/người/năm. Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = 75620 (người). (m3/ngày - đêm). Với dung trọng rác là 750 kg/m3 thì trọng lượng rác trong ngày sẽ là: P = 750 ´ 1,6 = 1200 (kg/ngđ) = 1,2 (T/ngđ). Lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm: P1 = = = 0,1 (T/h). - Kh = 2 : Hệ số không điều hoà giờ. - Rác 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 ´ 1,2 = 12 (m3/ngđ). - Chọn loại máy nghiền rác công suất 0,3 tấn/h III.1.4.Tính toán Bể lắng cát. Bể lắng cát ngang được xây dựng để tách các hợp phần 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 0,15m/s Ê v Ê 0,3m/s và thời gian lưu nước trong bể là 30” Ê t Ê 60” (Điều 6.3 20 TCN51-84). Việc tính toán bể lắng cát ngang khí được thực hiện theo chỉ dẫn ở mục 6.3-20TCN 51-84. - Chiều dài của bể lắng cát : Trong đó: Htt - Chiều sâu tính toán của bể lắng cát Htt = 0,6 (m). U0 - Độ thô thuỷ lực của hạt cát (mm/s). Với điều kiện bể lắng cát giữ lại các hạt cát có đường kính từ 0,2 ữ 0,25 mm. Theo bảng 24- 20TCN51-84, ta có U0 = 18,7ữ 24,2 mm/s. Ta chọn cỡ hạt 0,2mm ị U0 = 24,2 mm/s K - Hệ số lấy theo bảng 24- 20TCN51-84, với bể lắng cát ngang K = 1,3. V - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với qsmax : V = 0,25 m/s. - Diện tích tiết diện ướt của bể , w (m2) được tính: qsmax - Lưu lượng tính toán lớn nhất của nước thải qsmax = 231,31 l/s = 0,23131 m3/s. V - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với lưu lượng lớn nhất Vr = 0,25 m/s. n - Số đơn nguyên công tác, n = 2. Vậy: + Diện tích mặt thoáng của bể: Trong đó: U - Tốc độ lắng trung bình của hạt cát và được tính theo công thức: Với W là thành phần vận tốc chảy rối theo phương thẳng đứng. W = 0,05. Vmax = 0,0125 (m/s). U0 - Vận tốc lắng tĩnh, U0 = 24,2 (mm/s). Vậy Chiều ngang của bể lắng cát là: Xây bể lắng cát gồm 2 ngăn công tác và một ngăn dự phòng, kích thước mỗi ngăn là: L = 8,1 (m) và B = 0,7(m). * Kiểm tra chế độ làm việc của bể tương ứng với lưu lượng nhỏ nhất. qsmin = 62,49 (l/s) = 0,06249 (m3/s). Vmin = (m/s) Với Hmin là chiều sâu lớp nước trong bể ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất. (Lấy bằng chiều sâu lớp nước nhỏ nhất trong mương dẫn). Hmin = 0,35m. (m/s) > 0,15 (m/s) Đảm bảo yêu cầu về vận tốc tránh lắng cặn. - Thời gian nước lưu lại trong bể: Đảm bảo yêu cầu về thời gian lưu nước trong bể. - Thể tích phần lắng cặn của bể: Trong đó: Ntt = 75620 (người): Dân số tính toán theo chất lơ lửng. p = 0,02 l/ng.ngđ : Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong một ngày đêm. T = 2 ngày : Thời gian giữa hai lần xả cặn. (Theo tiêu chuẩn T=2- 4 ngày) - Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát: (m). - Cát được dẫn ra khỏi bể bằng thiết bị nâng thủy lực một lần một ngày và được dẫn đến sân phơi cát. - Để vận chuyển bằng thủy lực 1 m3 cặn cát ra khỏi bể phải cần tới 20 m3 nước. Lượng nước cần dùng cho thiết bị nâng thủy lực trong một ngày là: Q = Wc . 20 = = 60,4(m3/ngđ). - Chiều cao xây dựng của bể: HXD = Htt+ hC + hbv (m). Trong đó: Htt - Chiều cao tính toán của bể lắng cát Htt = 0,6 (m). hbv - Chiều cao bảo vệ hbv = 0,4 (m). hC - Chiều cao lớp cặn trong bể hC = 0,12 (m). Vậy HXD = 0,6 + 0,4 + 0,14 = 1,12(m). lấy HXD=1,12m III.1.5. Tính toán 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. - Diện tích sân phơi cát được tính theo công thức: . Trong đó: p = 0,02 (l/ng - ngđ): lượng cát tính theo đầu người trong một ngày đêm. h = 5 (m/năm) : chiều cao lớp cát trong một năm. NTT = 75620 (người) : dân số tính toán theo chất lơ lửng. Chọn sân phơi cát gồm 2 ô với kích thước mỗi ô là 12 m ´ 5,5m III.1.6. Tính toán bể lắng ngang đợt I. Bể lắng ngang được dùng để giữ lại các tạp chất thô không tan trong nước thải. Sơ đồ bể lắng ngang đợt I Việc tính toán bể lắng ngang đợt I được tiến hành theo chỉ dẫn điều 6.5-20TCN-51-8 - Chiều dài bể lắng ngang được tính: Trong đó: v = 6 mm/s : Tốc độ dòng chảy - lấy theo quy phạm (v= 5-10 mm/s). H = 3 m : Chiều cao công tác của bể lắng. K - Hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng, đối với bể lắng ngang K = 0,5.( tra 20TCN 51-84 trang 68) U0 - Độ thô thuỷ lực của hạt cặn, được xác dịnh theo công thức: U0 = Trong đó: n- Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, đối với nước thải sinh hoạt, n = 0,25. a- Hệ số tính đến ảnh hưởng nhiệt độ của nước thải. Theo bảng 25 - 20 TCN 51-84, với nhiệt độ nước thải là t = 270C, ta có a=0,86 t - Thời gian lắng của nước thải trong bình hình trụ với chiều sâu lớp nước đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả lắng tính toán và được lấy theo bảng 27- 20 TCN 51-84. Với CHH = 305,56 (mg/l) ta có t = 636 (s), hiệu suất lắng E = 52 %. Trị số tra theo bảng 28 - 20 TCN 51-84. Với H = 3m, ta có = 1,32. : Vận tốc cản của dòng chảy theo thành phần đứng tra theo bảng 26 -20 TCN 51-84. = 0,02 (mm/s) (mm/s). Chiều dài bể là: (m). - Thời gian nước lưu lại trong bể: (giờ). Không đảm bảo thời gian lắng trong bể lắng ngang đợt I. Để đảm bảo thời gian lắng ta lấy t = 1,5 (giờ), ta tăng chiều dài bể lắng ngang lên. L = V . t (m). Trong đó: V - Vận tốc tính toán trung bình của vùng lắng, v = 6 (mm/s) t - Thời gian lắng, t = 1,5 (giờ). Vậy chiều dài bể lắng xây dựng là: L = 0,006 ´ 5400 = 32,4 (m). - Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang: w = = 38,55 (m2). - Chiều ngang tổng cộng của bể lắng ngang: = 12,85 (m). Trong đó: H = 3m : Chiều cao công tác của bể lắng. Chọn số đơn nguyên của bể lắng n = 4. Khi đó chiều rộng mỗi đơn nguyên: (m). - Thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã chọn: (giờ). Trong đó: W - Thể tích bể ứng với kích thước đã chọn (m3). Qhmax - Lưu lượng giờ lớn nhất (m3/h). Qhmax = 823,72 m3/h +Tốc độ lắng của hạt cặn trong bể lắng: U = (mm/s). ứng với U = 0,55 mm/s và nồng độ hỗn hợp chất lơ lửng ban đầu CHH = 305,56 (mg/l). Theo bảng 4.6 giáo trình “Xử lý nước thải - ĐHXD 1978” ta có hiệu suất lắng là khoảng 52% . - Hàm lượng chất lơ lửng theo nước trôi ra khỏi bể lắng đợt I là: C1=146 (mg/l) <150(mg/l). Đạt yêu cầu khi đưa nước thải vào bể lọc sinh học hoặc AEROTEN khi xử lý sinh học hoàn toàn không được vượt quá 150mg/l. Do đó cần tiến hành làm thoáng sơ bộ nước thải bằng bể làm thoáng sơ bộ. Sau khi làm thoáng sơ bộ và lắng hiệu suất đạt E1 = 65%. Khi đó hàm lượng cặn trôi ra khỏi bể lắng. Để đảm bảo yêu cầu tránh lắng cặn kết quả này phù hợp với yêu cầu trước khi BOD20 đưa nước thải vào bể AEROTEN hoặc BIOPHIN. Do sự làm thoáng sơ bộ và lắng nên BOD20 giảm với hệ số 0,9. như vậy BOD20 của nước thải sau lắng sẽ là: BOD20 = 194,44 x 0,9 = 175 mg/l - Dung tích hố thu cặn được tính: (m3/ngđ). Trong đó: CHH - Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu CHH = 305,56 (mg/l). E - Hiệu xuất lắng của bể lắng ngang đợt I, E = 65%. p - Độ ẩm của cặn lắng, p = 92%. ( Theo tiêu chuẩn p = 90-92% ). T - Chu kỳ xả cặn, T = 2 (ngày). Q - Lưu lượng nước thải ngày đêm, Q = 14026 (m3/ngđ). PC - Trọng lượng thể tích của cặn, PC = 1 (T/m3) =1. 106 (g/m3). (m3/ngđ). - Chiều cao vùng chứa nén cặn: (m). - Chiều cao xây dựng bể: HXD = hbv + H + hth + hc Trong đó: hbv - Chiều cao xây dựng hbv = 0,4 (m). H - Chiều cao công tác của bể H = 3 (m). hth - Chiều cao lớp nước trung hoà của bể. Chọn hth=0,3 (m). hc - Chiều cao lớp cặn lắng hc = 0,16(m) Vậy HXD= 0,4 +3 +0,3 + 0,16 = 3,86 (m). III.1.7. Tính toán bể làm thoáng sơ bộ: Thể tích bể làm thoáng sơ bộ được tính theo công thức: Wt = Qmaxh.t = 823,72 x 15 = 205,93 (m3) 60 60 Trong đó: Qmaxh: 823,72. Lưu lượng giờ max Chọn t = 15 phút. Thời gian thổi khí (t = 10 - 20p') Lượng khí cần cung cấp cho bể làm thoáng được xác định theo công thức: Vk = DxQmaxh = 0,5 x 823,72 = 411,86 m3/h Trong đó: D: lưu lượng riêng của không khí trên 1m3 nước thải, D = 0,5 m3/m3 nước thải. Diện tích bể làm thoáng trên mặt bằng F1 = Vk = 411,86 = 102,965 (m2) I 4 Trong đó: I. Cường độ thổi khí lên 1m2 mặt nước trong 1h, I = 4-7m3/m2.h, chọn I = 4 m3/m2.h Chiều cao công tác của bể làm thoáng sơ bộ Ht = Wt = 205,93 = 2 (m) F1 102,965 Chọn bể làm thoáng sơ bộ bao gồm hai ngăn, kích thước mỗi ngăn trên mặt bằng. LtBt = 5 x 9,6 (m) Chiều cao xây dựng bể làm thoáng sơ bộ HtXD = Ht + hbv = 2 + 0,4 = 2,4 Trong đó: hbv = 0,4m chiều cao bảo vệ. III.1. 8. Tính toán bể AEROTEN Theo quy phạm 20 TCN 51-84 mục 6.15 và phụ lục VII, do BOD20 của nước thải trước khi vào bể vượt quá 150mg/l nên ta thiết kế AEROTEN có ngăn khôi phục bùn. . ỉ Tính toán các thông số cơ bản. Dùng bể AEROTEN kết hợp với ngăn khôi phục bùn để xử lý nước thải. Thời gian nạp khí của hỗn hợp nước thải và bùn tuần hoàn ở nhiệt độ nước thải 200C là ta = 2,5 .lg La . 15 giờ a0,5a Lt T Trong đó: aa: Nồng độ bùn duy trì trong AEROTEN aa = 1,5 (g/l) La: NOSht của nước thải khi vào AEROTEN La = 175 (mg/l) Lt: NOSht của nước thải sau khi ra khỏi AEROTEN Lt 15 (mg/l) ta = 2,5 .lg 175 . 15 =1,62giờ 1,50,5 15 20 Theo quy phạm thời gian nạp khí của hỗn hợp nước thải luôn luôn trong mọi trường hợp đều phải không nhỏ hơn 2 giờ . Thời gian nạp khí của hỗn hợp nước thải ở nhiệt độ 270C là không đảm bảo được tiêu chuẩn theo quy phạm . Nên ta chọn thời gian nạp ta = 2 giờ. Tỉ lệ bùn hoạt tính tuần hoàn so với lưu lượng tính toán của nước thải là: Trong đó: aa: Nồng độ bùn trong ngăn khôi phục bùn aa = 4 (g/l) Thời gian cần thiết giờ để oxy hoá chất bẩn là: to = x x giờ Trong đó: S: Độ tro của bùn trong bể AEROTEN, S = 0,3 p: Tốc độ ôxy hoá chất bẩn tính bằng mg BOD20 trên 1g chất không tro trong một giờ. Theo bảng 38-20TCN 51-84. Với La = 175 mg/l, LT = 15 mg/l ta có p = 19,6 mg BOD20/lg. Vậy: giờ Thời gian cần thiết để khôi phục bùn tuần hoàn là: tk = t0 - ta = 3,65 - 2 = 1,65 giờ. Thể tích riêng phần bể AEROTEN được tính: Wa = ta . (1 + a). Qh = 2 x (1 + 0,6) x 823,72 = 26359 m3 Qh: Lưu lượng trung bình của 2 giờ liên tục thải nước lớn nhất từ 10h đến 15h, ta có Qh = 823,72 m3/h. + Thể tích ngăn khôi phục bùn là: Wk = tk x a x Qh = 1,65 x 0,6 x 823,72 = 815,5 m3 + Thể tích chung của bể AEROTEN là: Wtc = Wa + Wk = 2635,9 + 815,5 = 3451,4 m3 + Thời gian xử lý nước thải tính toán là: t = ta . (1 + a). tk x a = 2 x (1 + 0,6) x 1,65 x 0,6 = 4,19 m3 - Kiểm tra lại kết quả tính toán theo công thức 27 trang 94 quy phạm 20. TCN 51-84 với a = atb. Ta có t = La - LT . 15 giờ atb (1 - S).p T Với atb - Liều lượng bùn trung bình của hệ thống. atb = = 2,09 g/l Ta có: : t = x = 4,18 giờ Vậy kết quả trên là giống nhau nên thời gian tính toán để làm sạch nước thải là t = 4,18 giờ. * Xác định kích thước bể AEROTEN: Chọn bể AEROTEN với số hành lang trong một đơn nguyên là 4 hành lang: ba hành lang làm nhiệm vụ oxy hoá các chất bẩn còn một hành lang làm nhiệm vụ tái sinh bùn. Thông số lựa chọn bể AEROTEN như sau: Chiều rộng hành lang: b = 4m Số đơn nguyên là: N = 4 đơn nguyên. Chiều sâu công tác: H = 4m Wtc = 3451,4 m2 là tổng thể tích chung của bể AEROTEN. Kích thước một đơn nguyên: Dung tích mỗi đơn nguyên: Diện tích mặt bằng mỗi đơn nguyên là: Chiều dài tổng cộng của các hành lang là : Chiều dài xây dựng của một hành lang: la = Fa == 216 = 27 m n.b 4 x 2 Kích thước bể AEROTEN là: B.L.H = 4m x 54m x 4m. Số đơn nguyên b = 2 n=4 số hành lang trong mỗi dơn nguyên Độ tăng sinh khối của bùn: Pr = 0,8C1 + 0,3 La Trong đó: C1: Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải vào bể C1 = C1 = 106,95 mg/l, La = 175 mg/l. Vậy: Pr = 0,8 x 106,95 + 0,3 x 175 = 138.06 mg/l III.1.9 Tính toán hệ thống cấp khí cho EAROTEN: - Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1m3 nước thải. D= Trong đó: z: Lượng ô xy đơn vị tính bằng mg để giảm 1mg NOSht, z = 1,1 mg/l (với bể AEROTEN làm sạch hoàn toàn). K1: Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí, lấy theo bảng 39-20 TCN 51-84. Với thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡ nhỏ lấy theo tỷ số giữa vùng nạp khí và diện tích AEROTEN. K1 = 1,47 (với f/F = 0,1 và Imax = 10m3/m2.h) K2: Hệ số kể đến chiều sâu đặt thiết bị, K2 = 2,52 (với h = 4m và 3,5m3/m2.h). n1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải n1 = 1 + 0,02. (ttb - 27) = 1 + 0,02 (27-20) = 1,14 Với ttb = 270C là nhiệt độ trung bình trong tháng về mùa hè. n2: Hệ số kể đến sự thay đổi tốc độ hoà tan oxy trong nước thải so với trong nước sạch n2 = 0,85. Cp: Độ hoà tan oxy của không khí vào trong nước tuỳ thuộc vào chiều sâu lớp nước trong bể, được xác định theo công thức: CT: Độ hoà tan của oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Theo bảng 2-1: Xử lý nước thải 1978 ta có: Với T = 270C, CT = 7,6. Vậy: + C: Nồng độ trung bình của oxy trong AEROTEN. Ta có C = 2mg/l. Vậy ta có: Cường độ nạp khí yêu cầu: 6,85/.h Ta có: Imin = 3,5 m3/m2h < I = 6,58 m3/m2h < Imax = 10 m3/m2h Đảm bảo yêu cầu thiết kế: + Lưu lượng không khí cần thổi vào AEROTEN trong một đơn vị thời gian là: V = D . Qh = 6,9 x 584,43 = 4032,56 Chọn máy nén khí áp lực cao loại TB 175-1,6 công suất động cơ 210 Kw. Để phân phối không khí trong AEROTEN ta dùng các tấm xốp có kích thước 0,3 x 0,3 x 0,04m. + Số lượng tấm xốp với kích thước 0,3 x 0,3 x 0,04m là tấm Trong đó: D: Lưu lượng riêng của không khí đối với tấm xốp D = 100 l/phút. + Số lượng tấm xốp trong một hành lang là: tấm Bố trí hai tấm xốp trong mỗi hành lang. Mỗi hành lang gồm 42 tấm. III.1.10. Bể lắng ngang đợt II. + Tính toán theo quy phạm 20 TCN 51-84. Bảng 29, 30-20 TCN 51-84 Sơ đồ cấu tạo bể lắng ngang đợt II Tải trọng thuỷ lực bề mặt được tính theo công thức. K = 0,5: Hệ số sử dụng dung tích bể (đ/V bể lắng ngang). at: Nồng độ BOD5 sau khi ra khỏi bể lắng , at= 15 (mg/l). aa : Nồng độ bùn trong bể Aeroten. aa= 1,5 (g/l) J: Chỉ số bùn Mohlman, lấy J = 80 (cm3/g). H: Chiều cao lớp nước trong bể lắng (cm). H = 3,5 (m) Tổng diện tích mặt thoáng của bể. Qtbh (m3/h): Lưu lượng nước thải trung bình theo bảng tổng hợp lưu lượng Qmaxh= 823,72 (m3/h). Chọn vận tốc nước chảy trong bể V = 5 (mm/s) = 0,005 (m/s). Xây dựng bể có 6 ngăn hoạt động (n = 6). Thời gian nước lưu lại trong bể t = 2 (h) vì sau bể Aeroten làm sạch hoàn toàn t = 7200 (s). Diện tích mặt cắt ướt của bể. Không đảm bảo thời gian lắng của bể lắng ngang đợt II sau AEROTEN làm sạch hoàn toàn (t = 1,5 - 2h). Để đảm bảo thời gian nước lưu lại trong bể lắng, ta có chiều dài của bể lắng ngang đợt II là: L = v ´ t = 0,005 x 1,8 x 3600 = 32,4 (m) Chiều rộng của bể lắng ngang đợt II. Chiều rộng mỗi ngăn của bể. + Chọn số đơn nguyên n = 6: Vậy bể lắng ngang đợt II có kích thước. B x L x H = 13,1 m x 32,5 m x 3,5 m Thời gian nước lưu lại trong bể lắng ngang đợt II là: - Thể tích vùng chứa nén cặn. B: Lượng bùn hoạt tính dư (trước khi lắng) từ bể Aeroten, B= 138,06 (mg/l). b: Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng II. Theo bảng 30 – 20 TCN 51 – 84 với Lt= 15 (l). Thời gian lắng t = 1,8 h ta có b = 15 (mg/l) = 15 (g/m3). Qtb: Lưu lượng nước thải trung bình, Qtb= 584,4 (m3/h). t: Thời gian giữa 2 lần xả cặn t = 2 (h). P: Độ ẩm của cặn P = 99%. n: Số bể lắng n = 6. Chiều cao lớp bùn trong bể lắng ngang đợt II. Chiều cao xây dựng bể lắng ngang đợt II. HXD= hbv + H + hth + hb Trong đó: hth = 0,5 (m): Chiều cao lớp nước trung hoà của bể. hbv - Chiều cao bảo vệ bể, hbv = 0,46 m. H - Chiều cao công tác của bể, H = 3,5 m. hb - Chiều cao lớp bùn, hb = 0,04 m HXD= 0,46 + 3,5 + 0,5 + 0,04 = 4,5 (m) Kích thước xây dựng của 1 bể lắng đợt II. H2 x B2 x L2 = 4,5 m x 2,2 m x 32,5 m III.1.11. Bể nén bùn đứng. Bùn hoạt tính bị giữ lại ở bể lắng đợt II có độ ẩm cao 99% được dẫn vào bể nén bùn đến độ ẩm 97%. Một phần lớn bùn này được cho qua tái sinh và trở về bể Aeroten, phần bùn hoạt tính dư có độ ẩm cao nên đưa về bể nén bùn trước khi đưa về bể mêtan. Thời gian nén bùn t = 10-12 giờ Hàm lượng bùn hoạt tính dư sau khi Aeroten làm sạch hoàn toàn. Pmax = K.Pb mg/l Trong đó: Pb - Độ tăng sinh khối của bùn từ bể AEROTEN, Pb = Pr= 138,06 (mg/l) K: Hệ số không điều hoà tháng của bùn hoạt tính dư, lấy K = 1,3 (theo điều 6.15.9-20TCN51-84). Vậy: Pmax = K.Pb = 1,3 x 138,06 = 179,48 mg/l Lượng bùn hoạt tính dư lớn nhất được dẫn đến bể nén bùn. Trong đó: Q Lưu lượng nước thải tính bằng m3/ngđ, Q = 14026 (m3/ng.đ) C = 6000 (mg/l) : Nồng độ bùn hoạt tính dư với độ ẩm 99%. Diện tích bể nén bùn ly tâm. v1: Tốc độ chuyển động của bùn từ dưới lên, v1= 0,1 (mm/s) = 0,0001m/s. qmax = 17,5 Diện tích của ống trung tâm. v2: Tốc độ chuyển động của bùn trong ống trung tâm, v2 = 28 (mm/s) = 0,028 (m/s). Diện tích tổng cộng của bể nén bùn. F = F1 + F2 = 48,6 + 0,173 =48,77 (m2). Xây dựng 2 bể nén bùn ly tâm, diện tích 1 bể. Đường kính mỗi bể nén bùn. Đường kính ống trung tâm. Đường kính phần loe của ống trung tâm. d1= 1,35 x d = 1,35 x 0,33 = 0,45 (m) Đường kính tấm chắn: dc= 1,3 x d1 = 1,3 x 0,45 = 0,58 (m) Chiều cao phần lắng của bể nén bùn: ht = Bt x t x 3600m Trong đó: t: Thời gian lắng bùn, t = 10h Vậy: h1 = 0,0001 x 10 x 3600 = 3,6m Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 450. Với d là đường kính đáy bể: d = 0,5m Chiều cao bùn hoạt tính đã nén được tính theo công thức: hb = h2 - h3 - hth ,m Trong đó: h3: Khoảng cách từ đáy ống loe tới tấm chắn, h3 = 0,5m hth: Chiều cao lớp nước trung hoà hth = 0,3m. Vậy: hb = 2,55 - 0,5 -0,3 = 1,75 (m) + Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn H = hbv + h1+ h2 = 0,4 + 3,6 + 2,55 = 6,55 (m) h1: Chiều cao lớp bùn lắng đọng ở thanh gạt (m). hbv: Chiều cao bảo vệ (._.