Đồ án: Tính toán thiết kế HTXL nước thải sinh hoạt TTN Bình Thuận

Tham khảo đồ án tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. Luận văn trình bày đầy đủ các bước lựa chọn công nghệ, bản vẽ và dự toán kinh phí.

• Tác giả: Nguyễn Thị Nhã Phương
• Người hướng dẫn: Ts. Võ Lê Phú Trang
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Tính toán, thiết kế Hệ thống xử lý nước thải trung tâm hoạt động Thanh thiếu nhi Bình Thuận
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp

Tóm tắt

I. Khái niệm và tầm quan trọng của hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đóng vai trò vô cùng quan trọng trong bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động hàng ngày của con người như rửa chén, tắm gội, vệ sinh cá nhân và các hoạt động khác. Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế xã hội, lượng nước thải sinh hoạt ngày càng tăng, gây áp lực lớn lên môi trường nước mặt và nước ngầm. Do đó, việc thiết kế và xây dựng các công trình xử lý nước thải hiệu quả là một yêu cầu cấp thiết nhằm đạt được sự cân bằng giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường sinh thái.

1.1. Định nghĩa nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước được sử dụng trong các hoạt động hàng ngày của con người và chứa các chất bẩn, vi khuẩn, hữu cơ. Loại nước thải này bao gồm nước từ nhà vệ sinh, rửa chén, tắm gội, rửa quần áo. Thành phần chính của nước thải sinh hoạt gồm chất hữu cơ (BOD, COD), chất rắn lơ lửng (TSS), chất dinh dưỡng (nitrogen, phosphorus) và các vi khuẩn gây bệnh. Nước thải này cần phải được xử lý hiệu quả trước khi xả ra môi trường để tránh ô nhiễm.

1.2. Tác động của nước thải không được xử lý

Nước thải sinh hoạt không được xử lý sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho các nguồn nước mặt và ngầm, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Các chất ô nhiễm trong nước thải như BOD, chất rắn lơ lửng, amoni và tổng coliform sẽ gây hại cho hệ sinh thái thủy sinh. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải hiệu quả là cách tốt nhất để giảm thiểu các tác động tiêu cực này.

II. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt phổ biến

Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý nước thải khác nhau được áp dụng tùy vào đặc tính nước thải, quy mô dự án và điều kiện địa phương. Các phương pháp chính bao gồm xử lý vật lý, xử lý hóa học và xử lý sinh học. Để lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp, cần phải phân tích chi tiết thành phần nước thải, lưu lượng xả và các tiêu chuẩn chất lượng nước thải theo quy định QCVN 14:2008. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, do đó cần kết hợp nhiều giai đoạn để đạt hiệu quả xử lý tối đa. Việc lựa chọn đúng phương pháp xử lý nước thải sẽ đảm bảo nước thải đầu ra đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường.

2.1. Xử lý vật lý nước thải

Xử lý vật lý là bước đầu tiên trong quy trình xử lý nước thải sinh hoạt, bao gồm các công trình như lưới sàng, vật nuôi, bể lắng. Các công trình này giúp loại bỏ các chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ kích thước lớn, dầu mỡ. Hiệu quả loại bỏ TSS có thể đạt 40-60%. Bể lắng là công trình quan trọng trong giai đoạn này.

2.2. Xử lý sinh học nước thải

Xử lý sinh học sử dụng vi khuẩn để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Phương pháp này bao gồm kỵ khí (lên men) và hiếu khí (lên men hiếu khí). Lên men hiếu khí thường được sử dụng phổ biến hơn vì hiệu quả cao, có thể loại bỏ 85-95% BOD, COD. Để đảm bảo hoạt động hiệu quả, cần kiểm soát tốt các thông số hoạt động như nồng độ oxy hòa tan, pH, nhiệt độ.

III. Quy chuẩn và tiêu chuẩn chất lượng nước thải đầu ra

Theo quy định của Việt Nam, nước thải đầu ra từ các công trình xử lý nước thải phải đạt các tiêu chuẩn được nêu trong QCVN 14:2008/BTNMT. Đối với nước thải sinh hoạt sử dụng vào mục đích tưới cây xanh (cột A), các thông số chính bao gồm pH từ 5-9, BOD₅ không quá 30 mg/l, TSS không quá 50 mg/l, amoni không quá 5 mg/l. Ngoài ra, nước thải đầu ra cũng phải đáp ứng các tiêu chuẩn về photphat, nitrat, chất hoạt động bề mặt và tổng coliform. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng này đảm bảo rằng nước sau xử lý an toàn cho môi trường và có thể tái sử dụng được.

3.1. Tiêu chuẩn BOD COD và TSS

BOD (Biochemical Oxygen Demand) và TSS (Total Suspended Solids) là hai chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng nước thải. BOD₅ phải ≤ 30 mg/l, TSS phải ≤ 50 mg/l theo QCVN 14:2008. Những chỉ tiêu này phản ánh khối lượng chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng trong nước. Hệ thống xử lý phải có khả năng loại bỏ hiệu quả hai chỉ tiêu này để đảm bảo nước thải an toàn.

3.2. Tiêu chuẩn chất dinh dưỡng và vi sinh vật

Nước thải sau xử lý phải kiểm soát nồng độ nitrogen (amoni ≤ 5 mg/l, nitrat ≤ 30 mg/l) và phosphorus (photphat ≤ 6 mg/l). Tổng coliform phải ≤ 3000 MNP/100ml theo QCVN 14:2008. Việc xử lý hiệu quả các chất dinh dưỡng ngăn chặn hiện tượng phú dưỡng hóa nước. Tiêu chuẩn vi sinh vật đảm bảo nước tưới an toàn cho thực vật.

IV. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho các khu dân cư và dự án

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đòi hỏi các bước chuẩn bị và tính toán kỹ lưỡng. Trước tiên, cần xác định lưu lượng nước thải dựa trên dân số, mức tiêu thụ nước bình quân đầu người. Tiếp theo, phân tích thành phần nước thải qua các chỉ tiêu BOD, COD, TSS, chất dinh dưỡng để lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp. Quy trình thiết kế hệ thống bao gồm lựa chọn công nghệ, tính toán kích thước các công trình đơn vị, thiết kế chi tiết, dự toán chi phí xây dựng và vận hành. Hệ thống xử lý nước thải thường gồm các bước: lưới sàng, bể chứa, bể lắng, bể xử lý sinh học, bể lắng thứ hai, bể tiệt trùng, trước khi xả nước đầu ra.

4.1. Tính toán lưu lượng và tải lượng ô nhiễm

Lưu lượng nước thải được tính dựa trên công thức: Q = P × q × K₁ (trong đó P là dân số, q là mức tiêu thụ nước bình quân đầu người, K₁ là hệ số chuyên khí). Tải lượng ô nhiễm được tính bằng cách nhân nồng độ chất ô nhiễm với lưu lượng nước thải. Các thông số tính toán này là cơ sở để xác định kích thước các công trình xử lý và chọn công nghệ xử lý phù hợp.

4.2. Dự toán chi phí xây dựng và vận hành

Chi phí xây dựng hệ thống xử lý nước thải bao gồm chi phí công trình (bê tông, thép, lao động) và chi phí thiết bị (máy bơm, quạt hiếu khí, thiết bị đo kiểm). Chi phí vận hành hàng năm gồm chi phí nhân công, năng lượng, hóa chất, bảo dưỡng thiết bị. Dự toán chi phí chi tiết là cơ sở để đánh giá tính kinh tế và tìm nguồn vốn đầu tư cho dự án.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG THANH THIẾU NHI TỈNH BÌNH THUẬN 1. Giới thiệu chung Tổng diện tích đất dự án là 6,65ha, được bố trí đầu tư, xây dựng như sau : Địa hình khu đất có 2 cốt cao độ chính, phần địa hình phía trên có tầm nhìn hướng ra biển thoáng, rộng thuận tiện để xây dựng các công trình kiến trúc phục vụ cho hoạt động trong nhà của trung tâm, phần địa hình phía dưới tận dụng vườn ao hiện trạng thuận tiện bố trí các sân thể dục thể thao, khu cắm trại dã ngoại, sinh hoạt ngoài trời, các sân bãi thể dục thể thao. - Đất dự án gồm 2 loại: loại do nhà nước quản lý không phải đền bù 2,25ha và loại đất nông nghiệp, lâm nghiệp, đất trồng của dân cần phải đền bù 4,4ha. Đất không phải đền bù có thể tiến hành đầu tư xây dựng các công trình ngay, đất đền bù phải hiệp thương, thoả thuận với nhiều hộ dân cần có thời gian, sẽ tiến hành trong thời gian sau - Nguồn vốn đầu tư cho giai đoạn 1 phù hợp với dự kiến đầu tư của trung tâm đoàn và một phần ngân sách tỉnh.

Giai đoạn 2 sẽ được đầu tư bằng nguồn vốn của ngân sách tỉnh Bình Thuận như sau : * Giai đoạn 1: 2,25ha đồi cát giáp với đất Ban Quản lý Khu du lịch. Giai đoạn 1 xây dựng bãi đậu xe, khối hàng chánh bồi dưỡng năng khiếu, khối nhà nghỉ tập thể, khối căntin 300 chỗ, sân tổ chức lễ hội – sinh hoạt tập thể, tập nghi thức, khu vực cắm trại dã ngoại sinh hoạt nhóm, kè chắn cát. * Giai đoạn 2: 4,4ha đất vườn xoài, đất ao. Giai đoạn 2 xây dựng khu sân bãi TDTT ngoài trời, khu vui chơi thiếu nhi, ngoài ra để từng bước hoàn thiện mô hình hoạt động của trung tâm, dự kiến sẽ xây dựng cụm nhà nghỉ dạng biệt GVHD: TS.Võ Lê Phú Trang 5 SVTH: Nguyễn Thị Nhã Phương Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế HTXLNT trung tâm hoạt động TTN Bình Thuận thự, bungalow nhằm tạo nguồn thu hỗ trợ kinh phí hoạt động đa dạng của công tác Đoàn 1.

Điều kiện tự nhiên: 1. Vị trí địa lý: Trung tâm hoạt động thanh thiếu nhi tỉnh Bình Thuận xây dựng trong khuôn viên khu đất 6,65ha, tại khu phố 5, phường Mũi Né, TP. Đây là khu vực phát triển du lịch mạnh nhất của Tp.Phan Thiết, hiện đã có các khu resot cao cấp vào loại bậc nhất của cả nước. Khu đất có tứ cận: Đông giáp: Biển Đông Tây giáp: đất ban quản lý Khu du lịchvà đường Dt 706 Nam giáp: chùa Suối Hồng và dự án Khu du lịch Suối Hồng Bắc giáp: Đất dự án Khu du lịch Bảo Việt 1.2 Khí hậu: Công trình xây dựng có khí hậu ven biển cực Nam Trung Bộ, có hai mùa rõ rệt: - Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9 - Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau Mùa khô tuy có nắng gắt nhưng dễ chịu do ảnh hưởng gần biển với gió mát chủ đạo từ hướng Tây Hướng gió chính là hướng Đông Tây và ngược lại, quanh năm không có bão lớn, biển lặng nhưng có gió xoáy từng thời gian trong hai mùa - Nhiệt độ trung bình năm: 26.70C - Lượng mưa trung bình năm: 1120 mm - Độ ẩm trung bình năm: 81 % Số giờ nắng mỗi năm từ 2500 – 3000 giờ GVHD: TS.Võ Lê Phú Trang 6 SVTH: Nguyễn Thị Nhã Phương Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế HTXLNT trung tâm hoạt động TTN Bình Thuận 1.

Địa chất: Khu vực xây dựng công trình có cấu trúc địa chấtchỉ có một lớp là cát nhỏ mịn, có nguồn gốc trầm tích biển được tạo hậu sinh do gió, trong điều kiện nhiệt đới nóng ẩm Mực nước ngầm nằm rất sâu, theo điều tra thăm dò các khu vực lân cận thấy lớp đất dày >30m đến độ sâu 30-35m thì có nước ngầm, >35m có tầng sét cách nước. - Dung trọng tự nhiên trung bình : 1.85g/cm2 - Độ ẩm tự nhiên trung bình : 1.60 g/cm2 - Góc ma sátt rong trung bình : 30030 - Lực dính kết : 0.038 kg/cm2 - Modun tổng biến dạng : 84 kg/cm2 - Hệ số rỗng : 0.68 Kết cấu địa chất ở trạng thái chặt vừa, sức chịu tải của đất nền vào khoảng1. Tại khu vực lân cận có suối Hồng, nước ngầm chảy ra có lưu lượng nhỏ nhưng gây xói lở rất lớn. Cần có biện pháp xây kè, mương thoát nước cho nước mặt để chống xói lở, kết hợp với giải pháp trồng cây dương giữ cát.

Điều kiện kinh tế – xã hội: - 1999 Phan thiết được công nhận là thành phố và được chia thành 18 đơn vị hành chính gồm 14 phường và 4 xã. - Dân cư Phan Thiết chủ yếuu là người Việt, có một bộ phận người hoa sinh sống trong trung tâm thành phố. Theo thống kê tỉnh Bình Thuận năm 2004 dân số của Phan Thiết là 205. Mật độ dân số 997 người/km2.Võ Lê Phú Trang 7 SVTH: Nguyễn Thị Nhã Phương Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế HTXLNT trung tâm hoạt động TTN Bình Thuận - Trong những năm đầu thế kỉ 21, nên kinh tế Tp.Phan Thiết tăng trưởng với nhịp độ khá (tốc độ tăng trưởng bình quân mỗi năm là 14.

Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng công nghiệp, dịch vụ du lịch, ngư, nông lâm nghiệp, tiềm năng kinh tế từng bước khai thác có hiệu quả, các thành phần kinh tế được khuyến khích đầu tư phát triển sản xuất kinh doanh. Khu công nghiệp phát triển nằm kế ngay trung tâm thành phố Phan Thiết, trênn giao lộ quốc lộ 1A và quốc lộ 28, cách TPHCM 200km, cách Vũng Tàu 150km, và Đà Lạt 165km. Ngoài ra trong nội thành còn có các cơ sở công nghiệp thực phẩm, chế biến thuỷ hải sản, các sơ sở thủ công mỹ nghệ.1: Bản đồ Phan Thiết - Bình Thuận GVHD: TS.Võ Lê Phú Trang 8 SVTH: Nguyễn Thị Nhã Phương Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế HTXLNT trung tâm hoạt động TTN Bình Thuận CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT & CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt 2.1 Nguồn phát sinh, đặc tính nước thải sinh hoạt Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt chủ yếu là từ quá trình sinh hoạt của dân cư tại: - Khu căn hộ cao cấp; - Khu biệt thự; - Khu khách sạn; - Khu dân cư, thương mại; - Các cán bộ công nhân viên phục vụ; - Hoạt động chế biến thực phẩm của các nhà hàng, khách sạn, nhà ăn… Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD 5/COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, coliform…); Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: - Lưu lượng nước thải - Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào: - Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống - Điều kiện khí hậu Tải trọng chất bẩn theo đầu người được xác định ở Bảng 2.Võ Lê Phú Trang 9 SVTH: Nguyễn Thị Nhã Phương Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế HTXLNT trung tâm hoạt động TTN Bình Thuận Bảng 2.1 Tải trọng chất bẩn theo đầu người. Hệ số phát thải Chỉ tiêu ô nhiễm Các quốc gia gần gũi Theo tiêu chuẩn Việt với Việt Nam Nam Chất rắn lơ lửng (SS) 70 - 145 50 - 55 BOD5 đã lắng 45 - 54 25 - 30 BOD20 đã lắng - 30 - 35 COD 72 - 102 - N-NH4+ 2.7 Dầu mỡ 10 - 30 - Nguồn: Lâm Minh Triết và Cộng sự, 2004.2 Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước thải.

Ngoài ra lượng nước thải ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt. Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại : - Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết con người từ các phòng vệ sinh; - Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ các nhà bếp của các nhà hàng, khách sạn, các chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt từ các phòng tắm, nước rửa vệ sinh sàn nhà… Đặc tính và thành phần tính chất của nước thải sinh hoạt từ các khu phát sinh nước thải này đều giống nhau, chủ yếu là các chất hữu cơ, trong đó phần lớn các loại carbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy. Khi phân GVHD: TS.Võ Lê Phú Trang 10 SVTH: Nguyễn Thị Nhã Phương Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế HTXLNT trung tâm hoạt động TTN Bình Thuận hủy thì vi sinh vật cần lấy oxi hòa tan trong nước để chuyển hóa các chat hữu cơ trên thành CO2, N2, H2O, CH4,… Chỉ thị cho lượng chất hữu cơ có trong nước thải có khả năng bị phân hủy hiếu khí bởi vi sinh vật chính là chỉ số BOD 5. Chỉ số này biểu diễn lượng oxi cần thiết mà vi sinh vật phải tiêu thụ để phân hủy lượng chất hữu cơ có trong nước thải.

Như vậy chỉ số BOD 5 càng cao cho thấy chất hữu cơ có trong nước thải càng lớn, oxi hòa tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụ nhiều hơn, mức độ ô nhiễm của nước thải cao hơn. Nhìn chung thành phần nước thải sinh hoạt đều có tính chất tương đối ổn định và được trình bày trong Bảng 3.2 Thành phần nước thải sinh hoạt chưa xử lý. STT Thành phần nước thải Đơn vị Nồng độ 1 pH - 6,8 – 7,8 2 SS mg/l 100 – 220 3 BOD mg/l 110 – 250 4 COD mg/l 250 – 500 5 N (NO3-) mg/l 20 – 40 6 Photsphat (PO43-) mg/l 10 – 20 7 Tổng Coliform MPN/100ml 106 - 109 Nguồn: Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, 2005 2.2 Các thông số ô nhiễm đạc trưng của nước thải 2.1 Thông số vật lý Hàm lượng chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng trong nước Suspended Solids ( SS) có thể có bản chất là: GVHD: TS.Võ Lê Phú Trang 11 SVTH: Nguyễn Thị Nhã Phương Đồ án tốt nghiệp Tính toán, thiết kế HTXLNT trung tâm hoạt động TTN Bình Thuận - Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét); - Các chất hữu cơ không tan; - Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…). Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý.

Mùi Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H 2S _ mùi trứng thối.