Khóa luận Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu chung cư định mức sử dụng nước là 100m3 / ngàyđêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ------------------------------- ISO 9001:2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Phạm Thủy Tiên Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Cẩm Thu HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ----------------------------------- THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU CHUNG CƢ ĐỊNH MỨC SỬ DỤNG NƢỚC LÀ 100M3/NGÀYĐÊM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Phạm Thủy Tiên Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Cẩm Thu HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Phạm Thủy Tiên Mã SV: 1312301033 Lớp : MT 1701 Ngành : Kĩ thuật môi trƣờng Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu chung cƣ định mức sử dụng nƣớc là 100m3/ngàyđêm NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất Họ và tên: Nguyễn Thị Cẩm Thu Học hàm, học vị: Thạc sĩ Cơ quan công tác: Trƣờng Đại Học Dân Lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn: Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu chung cƣ định mức sử dụng nƣớc là 100m3/ngàyđêm. Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hƣớng dẫn: Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2017 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng năm 2017 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Phạm Thủy Tiên ThS. Nguyễn Thị Cẩm Thu Hải Phòng, ngày ... tháng ... năm 2017 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NSƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 2. Đánh giá chất lƣợng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu): ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ): ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Hải Phòng, ngày tháng năm 2017 Cán bộ hướng dẫn (họ tên và chữ ký) ThS. Nguyễn Thị Cẩm Thu MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 7 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT ............................. 2 1.1. Khái niệm nƣớc thải sinh hoạt ..................................................................... 2 1.2. Lƣu lƣợng nƣớc thải sinh hoạt ..................................................................... 2 1.3. Tác hại của nƣớc thải sinh hoạt đến môi trƣờng ......................................... 2 1.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt .................................. 3 1. Tổng chất rắn (TS) .......................................................................................... 3 2. Mùi .................................................................................................................. 3 3. Độ màu ............................................................................................................ 3 4. Độ đục ............................................................................................................. 4 5. Nhiệt độ ........................................................................................................... 4 6. pH .................................................................................................................... 4 7. Nhu cầu oxy sinh hóa (Bioceical Oxygen Demand, BOD) ............................ 4 8. Nhu cầu oxy hóa (Chemical Oxygen Demand, COD) ................................... 5 9. Oxy hòa tan (Dissolved oxygen, DO) ............................................................. 5 10. Chất hoạt động bề mặt ................................................................................. 5 11. Nitơ .............................................................................................................. 5 12. Photpho ........................................................................................................ 6 13. Vi khuẩn và sinh vật khác ............................................................................ 6 1.5. Hiện trạng xử lý nƣớc thải sinh hoạt tại Việt Nam ...................................... 6 CHƢƠNG II. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT ....... 8 2.1. Phƣơng pháp cơ học .................................................................................... 8 2.1.1. Song chắn rác và lƣới chắn rác ................................................................. 8 a. Song chắn rác. ................................................................................................. 8 b. Lƣới chắn rác. ................................................................................................. 8 2.1.2. Bể lắng cát ................................................................................................ 8 2.1.3. Bể điều hòa ............................................................................................... 9 2.1.4. Bể tách dầu mỡ ............................................................................................ 9 2.1.5. Bể lằng ...................................................................................................... 9 2.1.6. Bể lọc ...................................................................................................... 10 2.2. Phƣơng pháp hóa lý ................................................................................... 10 2.3. Phƣơng pháp xử lý sinh học ...................................................................... 11 2.3.1. Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên ................................................. 11 2.3.1.1. Cánh đồng tƣới, cánh đồng lọc .............................................................. 11 2.3.1.2. Hồ sinh học ............................................................................................. 12 a. Hồ hiếu khí. ................................................................................................... 12 b. Hồ kỵ khí. ...................................................................................................... 12 c. Hồ tùy nghi.................................................................................................... 12 2.3.2. Công công trình xử lý sinh học nhân tạo .................................................. 12 2.3.2.1. Các công trình xử lý sinh học hiếu khí .................................................. 13 a. Bể aeroten ..................................................................................................... 13 b. Bể lọc sinh học .............................................................................................. 14 c. Đĩa quay sinh học RBC (Rotating biological contactors) ............................ 14 d. Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor) .................................. 15 2.3.2.2. Các công trình xử lý sinh học kị khí ...................................................... 16 CHƢƠNG III. ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU CHUNG CƢ LƢU LƢỢNG NƢỚC THẢI 1OO M 3 /NGÀY ........................................................................................................... 18 3.1 .Thông số tính toán hệ thống xử lý nƣớc thải ............................................ 18 3.1.1. Tính toán lƣu lƣợng nƣớc thải khu chung cƣ ............................................ 18 3.1.2. Nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc thải ...................................................... 18 3.1.3. Mức độ cần xử lý của nƣớc thải ................................................................ 20 3.2. Đề xuất, lựa chọn phƣơng án xử lý nƣớc thải sinh hoạt .............................. 20 3.2.1. Phƣơng án I: .............................................................................................. 21 3.2.2. Phƣơng án II: ............................................................................................ 22 CHƢƠNG IV. TÍNH TOÀN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU DÂN CƢ CÔNG SUẤT 100M3/NGÀY ................... 28 4.1. Tính toán các công trình đơn vị xử lý nƣớc thải.[1,3,8,10] ......................... 28 4.1.1. Bể thu gom: ............................................................................................... 28 4.1.2. Bể điều hòa ................................................................................................ 29 4.1.3. Bể aeroten .................................................................................................. 34 4.1.4. Bể lắng thứ cấp .......................................................................................... 41 4.1.5. Bể nén bùn ................................................................................................. 44 4.1.7. Bể tiếp xúc khử trùng ................................................................................ 45 4.2. Dự toán sơ bộ kinh phí đầu tƣ, vận hành công trình xử lý nƣớc thải .......... 47 4.2.1. Sơ bộ chi phí đầu tƣ xây dựng .................................................................. 47 a. Chi phí xây dựng ............................................................................................. 47 b. Phần thiết bị .................................................................................................. 47 4.2.2. Chi phí quản lý và vận hành ...................................................................... 49 a. Chi phí nhân công ............................................................................................ 49 b. Chi phí sử dụng điện năng ............................................................................ 49 c. Chi phí hóa chất ............................................................................................ 50 4.3. Bản vẽ kỹ thuật ............................................................................................. 50 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 52 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Hệ số không điều hòa chung .......................................................... 18 Bảng 3.2. Thành phần tính chất nƣớc xám và nƣớc đen ................................. 19 Bảng 3.2. Đặc tính nƣớc thải sinh hoạt ........................................................... 25 Bảng 3.3. bảng so sánh bể Aeroten và bể lọc sinh học. ................................... 26 Bảng 4.1. Tóm tắt các thông số thiết kế bể thu gom nƣớc thải ....................... 29 Bảng 4.2. Các thông số thiết kế bể điều hòa .................................................... 33 Bảng 4.3. Các thông số tính toán bể aeroten.................................................... 41 Bảng 4.4. Các thông số thiết kế bể lắng ........................................................... 43 Bảng 4.5. Thông số thiết kế bể nén bùn ........................................................... 45 Bảng 4.6. Thông số thiết kế bể khử trùng ....................................................... 45 Bảng 4.7. Tóm tắt các thông số tính toán bể khử trùng ................................... 46 bảng 4.8. Dự toán phần xây dựng .................................................................... 47 Bảng 4.9. Tính toán chi phí thiết bị ................................................................. 47 Bảng 4.10. Chi phí nhân công .......................................................................... 49 Bảng 4.11. Chi phí sử dụng điện năng ............................................................. 49 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ bể aeroten .......................................................... 14 Hình 2.2. Quá trình vận hành bể SBR .......................................................... 16 Hình 2.3. Bể UASB ...................................................................................... 17 Hình 4.1. Sơ đồ tuần hoàn bùn ..................................................................... 37 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp một cách hoàn chỉnh bên cạnh sự nỗ lực của cố gắng của bản thân còn có sự hƣớng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cô, cũng nhƣ sự động viên của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu đề tài. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến ThS. Nguyễn Thị cẩm Thu, ngƣời đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành khóa luận này. Tôi xin chân thành cảm ơn đến toàn thể quý thầy cô trong khoa Môi trƣờng – Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng đã luôn giúp đỡ cũng nhƣ tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu và sẽ là hành trang giúp tôi vững bƣớc trong tƣơng lai. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè những ngƣời luôn kịp thời động viên và giúp đỡ tôi vƣợt qua những khó khăn trong cuộc sống. Một lần nữa tôi xin chân trọng cảm ơn! Hải phòng, ngày 01 tháng 09 năm 2017 Sinh viên Phạm Thuỷ Tiên Khoá luận tốt nghiệp Trƣờng ĐH Dân Lập Hải Phòng Sinh viên: Phạm Thủy Tiên - MT1701 1 MỞ ĐẦU Môi trƣờng là một trong những vấn đề mà hầu hết các quốc gia đều quan tâm. Trong nhiều thập niên qua tình trạng ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt ô nhiễm môi trƣờng nƣớc ngày càng trở nên nghiêm trọng, nguyên nhân do sự phát thải bừa bãi các chất ô nhiễm vào môi trƣờng mà không qua xử lý, gây nên hậu quả nghiêm trọng tác hại đến đời sống toàn cầu. Để phát triển mà không làm suy thoái môi trƣờng thì việc đầu tƣ xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải phù hợp là việc làm cần thiết. Hiện nay, tại các đô thị lớn, rất nhiều chung cƣ đƣợc xây dựng nhƣng hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt còn nhiều yếu kém. Do đó việc đầu tƣ xây dựng trạm xử lý nƣớc thải cho các khu dân cƣ trƣớc khi xả ra kênh rạch thoát nƣớc tự nhiên là một yêu cầu cấp thiết, nhằm mục tiêu phát triển bền vững môi trƣờng bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Chính vì vậy “Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu chung cƣ định mức sử dụng nƣớc là 100m3/ngàyđêm” là việc làm cần thiết, đáp ứng đòi hỏi của thực tiễn, góp phần bào vệ môi trƣờng. Khoá luận tốt nghiệp Trƣờng ĐH Dân Lập Hải Phòng Sinh viên: Phạm Thủy Tiên - MT1701 2 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.1. Khái niệm nƣớc thải sinh hoạt [4,5] Theo Quy Chuẩn Việt Nam QCVN 14:2008/BTNMT: Nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc thải của hoạt động sinh hoạt từ các khu dân cƣ, khu vực hoạt động thƣơng mại, khu vực công sở, trƣờng học và các cơ sở tƣơng tự khác. Nƣớc thải sinh hoạt gồm 2 loại:  Nƣớc đen: nƣớc thải có độ nhiễm bẩn rất cao do chất bài tiết của con ngƣời từ nhà vệ sinh, thƣờng đƣợc xử lý sơ bộ qua bể tự hoại. Tuy nhiên, hầu nhƣ chất lƣợng đầu ra sau bể tự hoại vẫn chƣa đạt tiêu chuẩn, nhƣng nhờ bể tự hoại mà một lƣợng lớn các chất ô nhiễm đƣợc xử lý.  Nƣớc xám: Nƣớc thải có độ ô nhiễm bẩn thấp hơn so với nƣớc đen, phát sinh từ các hoạt động tại nhà bếp, tắm, giặt, vệ sinh sàn nhà... Nƣớc xám hầu nhƣ chƣa đƣợc xử lý mà thải thẳng ra ngoài môi trƣờng. 1.2. Lƣu lƣợng nƣớc thải sinh hoạt [8,10] Nƣớc thải sinh hoạt thƣờng chiếm từ 65% đến 90% lƣợng nƣớc cấp đi qua đồng hồ các hộ đân, cơ quan, trƣờng học, khu thƣơng mại(65% áp dụng cho nơi khô nóng, nƣớc cấp dùng cho