Đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế trạm XLNT KĐT Mỹ Dinh, Cần Giuộc 160m3/ngày

Tài liệu đồ án tốt nghiệp thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt công suất 160m3/ngày, bao gồm thuyết minh, tính toán chi tiết và bản vẽ kỹ thuật.

• Tác giả: Nguyễn Thị Dung
• Người hướng dẫn: Th.S Võ Hồng Thi
• Đề tài: Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu tái định cư Mỹ Dinh - Cần Giuộc, công suất 160m3/ngày
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đồ Án Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt 160m³

Đồ án thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt 160m³/ngày là một công trình quan trọng trong lĩnh vực cấp nước và xử lý môi trường. Dự án này nhằm xử lý nước thải từ các khu dân cư, đảm bảo đạt các tiêu chuẩn môi trường quốc gia trước khi xả ra môi trường. Trạm xử lý có công suất vừa đủ cho các cộng đồng nhỏ đến vừa, sử dụng công nghệ xử lý hiện đại. Thiết kế bao gồm các hệ thống tiền xử lý, xử lý sinh học, và xử lý sau.

1.1. Mục Đích Và Ý Nghĩa Của Dự Án

Mục đích chính là loại bỏ các chất ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt, bao gồm chất hữu cơ, dinh dưỡng, và vi sinh vật gây bệnh. Dự án có ý nghĩa lớn trong bảo vệ môi trường nước, cải thiện chất lượng sống cộng đồng, và tuân thủ các quy định pháp luật về xử lý chất thải.

1.2. Công Suất Và Quy Mô

Trạm xử lý với công suất 160m³/ngày có khả năng xử lý nước thải từ khoảng 500-800 người. Đây là quy mô phù hợp cho các khu vực dân cư nhỏ, khu công nghiệp nhẹ, hoặc các tổ chức công cộng. Thiết kế linh hoạt cho phép mở rộng công suất trong tương lai nếu cần.

II. Quy Trình Xử Lý Nước Thải Trong Trạm 160m³

Quy trình xử lý nước thải bao gồm nhiều giai đoạn liên tiếp. Đầu tiên, nước thải được thu nhập và đi qua giai đoạn tiền xử lý để loại bỏ các vật chất rắn lớn. Sau đó, nước được xử lý sinh học thông qua các bể phản ứng hoạt tính bùn. Tiếp theo là giai đoạn lắng cơ học để tách bùn khỏi nước. Cuối cùng, nước được xử lý hóa học và khử trùng trước khi xả ra môi trường.

2.1. Giai Đoạn Tiền Xử Lý

Bao gồm lưới sàng, bể cát và bể dầu mỡ. Các thiết bị này loại bỏ các vật thể cứng, cát và chất béo từ nước thải. Giai đoạn này rất quan trọng để bảo vệ các thiết bị xử lý phía sau khỏi hư hỏng và cải thiện hiệu quả xử lý chung.

2.2. Xử Lý Sinh Học Và Lắng Cơ Học

Nước qua bể hoạt tính bùn nơi các vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ. Bùn lắng xuống, nước sạch tràn qua. Quy trình này loại bỏ hiệu quả BOD, COD và các chất dinh dưỡng. Các bể lắng thứ cấp giúp tách hoàn toàn bùn khỏi nước trong.

2.3. Khử Trùng Và Xử Lý Cuối Cùng

Sử dụng phương pháp khử trùng bằng Clorine, UV hoặc Ozone để loại bỏ vi khuẩn gây bệnh. Nước sau cùng phải đạt các tiêu chuẩn QCVN 14:2008 trước khi xả ra sông, suối hoặc nước ngầm.

III. Thiết Kế Kỹ Thuật Trạm Xử Lý Nước Thải 160m³

Thiết kế kỹ thuật yêu cầu tính toán chi tiết về các bể, máy móc, hệ thống thông hơi, và điều khiển tự động. Trạm được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN và các hướng dẫn kỹ thuật quốc tế. Các thông số thiết kế bao gồm thời gian lưu, tải lượng hữu cơ, tỷ lệ phun, và năng lượng cần thiết. Vật liệu xây dựng phải chịu được tác động của nước thải và môi trường ẩm ướt.

3.1. Tính Toán Các Bể Phản Ứng

Kích thước bể hoạt tính bùn được tính dựa trên thời gian lưu (8-10 giờ) và tải lượng MLSS (2000-3000 mg/l). Với công suất 160m³/ngày, thể tích bể thường từ 50-80m³. Bể lắng thứ cấp có thể tích 20-30m³. Các bể phải có thiết kế thích hợp để tối ưu hóa chu trình nước.

3.2. Hệ Thống Thông Hơi Và Động Lực

Sử dụng máy thổi khí cho bể hoạt tính với công suất 100-150 m³/giờ. Hệ thống thông hơi cung cấp oxy cho vi khuẩn xử lý hữu cơ. Máy bơm tuần hoàn bùn từ bể lắng về bể hoạt tính. Tổng công suất điện thường 20-30 kW.

3.3. Vật Liệu Và Cấu Trúc Xây Dựng

Các bể được xây bằng bê tông cốt thép, lớp đáy chống thấm. Bề mặt trong phủ sơn epoxy chống ăn mòn. Hệ thống ống nước dùng PVC hoặc gang dẻo. Công trình cần có hệ thống thoát nước mưa, thông gió, và cấp điện an toàn.

IV. Lợi Ích Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Trạm xử lý nước thải 160m³/ngày mang lại nhiều lợi ích cho cộng đồng và môi trường. Giảm ô nhiễm nước mặt, bảo vệ sức khỏe công cộng, và tạo việc làm địa phương. Nước xả ra có chất lượng tốt, an toàn cho môi trường nước tự nhiên. Dự án có thể được áp dụng rộng rãi ở các khu dân cư, chợ, bệnh viện nhỏ, và khu công nghiệp. Chi phí vận hành hợp lý, dễ bảo trì và quản lý.

4.1. Lợi Ích Môi Trường Và Sức Khỏe

Nước thải được xử lý hiệu quả ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước, giảm bệnh tình liên quan đến nước bẩn. Cải thiện chất lượng nước sông, suối giúp cộng đồng địa phương. Trạm xử lý hợp lý góp phần vào phát triển bền vững và tuân thủ các hiệp ước môi trường quốc tế.

4.2. Ứng Dụng Và Khả Năng Mở Rộng

Dự án áp dụng cho các khu dân cư phía ngoài thành phố, khu công nghiệp nhẹ, và các cơ sở công cộng. Thiết kế linh hoạt cho phép nâng cấp công suất từ 160m³ lên 200-250m³/ngày. Chi phí đầu tư ban đầu vừa phải, thích hợp cho các dự án cấp xã, huyện.

4.3. Quản Lý Và Bảo Trì Dài Hạn

Trạm được trang bị hệ thống điều khiển tự động giám sát chất lượng nước. Nhân viên kỹ thuật có thể dễ dàng vận hành và bảo trì thiết bị. Chi phí hàng năm bao gồm điện, hóa chất, và nhân công. Dự án sinh bùn xử lý có thể tái sử dụng làm phân bón nông nghiệp hoặc xử lý chôn lấp an toàn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt 1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt (NTSH) phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày của con người như tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn… Ở Việt Nam lượng nước thải này trung bình khoảng 120 - 260 lít/người/ngày. NTSH được thu gom từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, cơ sở kinh doanh, chợ, các công trình công cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản xuất. NTSH ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm. Khối lượng nước thải của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào: - Quy mô dân số - Tiêu chuẩn cấp nước - Khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nước Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: - Lưu lượng nước thải - Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người Mà tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào: - Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống.

- Điều kiện khí hậu Nước thải sinh hoạt gồm 2 loại: - Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh. SVTH: Nguyễn Thị Dung 4 MSSV: 107108018 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi - Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt khác như : cặn từ nhà bếp, các chất thối rữa, kể cả từ làm vệ sinh sàn nhà.2 Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc nước thải. Đặc điểm chung của nước thải sinh hoạt là thành phần của chúng tương đối ổn định. Các thành phần này bao gồm 52% chất hữu cơ, 48% chất vô cơ, ngoài ra nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng.

Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải là các vi khuẩn và vi rut gây bệnh như: các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn… Thành phần nước thải được phân chia như sau: Theo thành phần vật lý: Biểu thị dạng các chất bẩn có trong nước thải ở các kích thước khác nhau, được chia thành 3 nhóm:  Nhóm 1: gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải, giấy, cành lá cây, sạn, sỏi, cát, da, lông…) ở dạng lơ lửng (  > 10-1 mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt ( = 10-1 – 10-4 mm)  Nhóm 2: gồm các chất bẩn dạng keo ( = 10-4 – 10-6 mm)  Nhóm 3: Gồm các chất bẩn ở dạng hoà tan có  < 10-6 mm; chúng có thể ở dạng ion hoặc phân tử. Theo thành phần hoá học: Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải có các tính chất hoá học khác nhau, được chia thành 2 nhóm:  Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axit vô cơ, các ion của muối phân ly… (khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt );  Thành phần hữu cơ: Các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn bã bài tiết…(chiếm khoảng 58%)  Các chất chứa Nitơ:Urê, protêin, amin, acid amin… SVTH: Nguyễn Thị Dung 5 MSSV: 107108018 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi  Các hợp chất nhóm hydrocacbon: mỡ, xà phòng, cellulose…  Các hợp chất có chứa phosphor, lưu huỳnh. Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn… Thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt được trình bày ở bảng 1.1 Thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt Các chất (mg/l) Mức độ ô nhiễm Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn 1000 500 200 Chất rắn hòa tan 700 350 120 Chất rắn không hòa tan 300 150 80 Tổng chất rắn lơ lửng 600 350 120 Chất rắn lắng 12 8 40 BOD5 300 200 100 DO 0 0 0 Tổng Nitơ 85 50 25 Nitơ hữu cơ 35 20 10 Nitơ amoniac 50 30 15 NO2 0,1 0,05 0 NO3 0,4 0,2 0,1 Clorua 175 100 15 Độ kiềm 200 100 50 Chất béo 40 20 0 Tổng photpho - 8 - (Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết, 2004) Như vậy, đặc tính chung của NTSH thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD, COD), các chất dinh dưỡng (nitơ phospho), các vi trùng gây bệnh (Ecoli, coliform…). SVTH: Nguyễn Thị Dung 6 MSSV: 107108018 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.3 Tác hại của nước thải sinh hoạt đến môi trường nước Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt là do các thành phần tồn tại trong nước thải gây ra.

- Nhu cầu oxy hóa học(COD) và nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như: H2S, NH3, CH4,… làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường. - Chất rắn lơ lửng (SS): Lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.

- Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,… - Nitơ, Phốt pho: Đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong nước quá cao sẽ dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa (sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các vi sinh vật, trong khi đó nồng độ oxy ban ngày rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra). - Màu: gây mất mỹ quan. - Dầu mỡ; gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.

Sự có mặt của các chất độc hại xả vào nguồn nước sẽ làm phá vỡ cân bằng sinh học tự nhiên của nguồn nước và kìm hãm quá trình tự làm sạch của nguồn nước. Sự có mặt của các vi sinh vật, trong đó có các vi khuẩn gây bệnh, đe dọa tính an toàn vệ sinh của nguồn nước. Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước là: - Hạn chế số lượng nước thải xả vào nguồn nước. SVTH: Nguyễn Thị Dung 7 MSSV: 107108018 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi - Giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải theo quy định bằng cách áp dụng công nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước.

Việc xây dựng trạm xử lý nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng là cần thiết đối với hầu hết các nguồn thải, nhằm làm sạch nước trước khi đưa trở lại môi trường. Tuỳ theo điều kiện nội tại của mỗi địa phương sẽ có những yêu cầu khác nhau về mức độ xử lý. Tuy nhiên, tối thiểu phải đảm bảo khi nước thải trở ra môi trường thì nguồn tiếp nhận phải có khả năng hồi phục, nghĩa là môi trường có khả năng tự trở lại trạng thái cân bằng tự nhiên, có thể đồng hoá lượng chất ô nhiễm có trong nước thải được thải vào. Trong mọi trường hợp cần cân nhắc khả năng tự làm sạch của các nguồn tiếp nhận trong điều kiện tự nhiên để quyết định mức độ cần xử lý.

Xét về khía cạnh môi trường, để duy trì cân bằng sinh thái bảo vệ môi trường thì việc xử lý nước thải ô nhiễm là hết sức cần thiết nhằm tránh những hậu quả tiêu cực đối với môi trường. Đó chính là mục đích chính yếu mà hệ thống xử lý nước thải cần đạt được.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Có thể phân loại các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính của quy trình xử lý như: xử lý cơ học, xử lý hóa học, xử lý sinh học.1 Xử lý cơ học Trong nước thải thường có các loại tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo, như rơm cỏ, gỗ mẫu, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ, dầu mỡ nổi, cát, sỏi, vv… Ngoài ra còn có các loại hạt lơ lửng ở dạng huyền phù rất khó lắng. Xử lý cơ học nhằm loại bỏ các tạp chất không hoà tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp. Phương pháp cơ học được thực hiện ở các công trình xử lý sau.1 Song chắn rác, lưới chắn rác Song chắn hoặc lưới chắn rác đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước thải chảy vào hầm bơm.

SVTH: Nguyễn Thị Dung 8 MSSV: 107108018 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định. Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến 50mm, các thanh có thể bằng thép, inox, nhực hoặc gỗ. Tiết diện của các thanh này là hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip. Bố trí song chắn rác trên máng dẫn nước thải.

Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước chảy để giữ rác lại. Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc 50 đến 900. Lưới chắn rác thường đặt nghiêng 45 - 60o so với phương thẳng đứng, vận tốc qua lưới vmax  0,6m/s. Khe rộng của mắt lưới thường từ 10 -20mm.

Làm sạch song chắn và lưới chắn bằng thủ công, hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hay bán tự động.2 Bể lắng cát Được thiết kế trong quy trình xử lý nước thải nhằm tách các tạp chất vô cơ không tan có trọng lượng riêng và kích thước lớn từ 0,2 đến 2mm ( như cát, sỏi, xỉ than…) ra khỏi nước thải, do các tạp chất này không có lợi đối với các quá trình làm trong, xử lý sinh hoá nước thải và xử lý cặn cũng như không có lợi đối với các thiết bị công nghệ trong quy trình do có khả năng gây tắc nghẽn hệ thống. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi sau đó có thể tận dụng lại cho những mục đích xây dựng.