Đồ án Tính toán, thiết kế trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho Khu dân cƣ Mỹ Lợi, xã Phước An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai, công suất 1.500m 3 /ngày.đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU DÂN CƢ MỸ LỢI XÃ PHƢỚC AN, HUYỆN NHƠN TRẠCH, TỈNH ĐỒNG NAI CÔNG SUẤT 1.500 M 3 /NGÀY ĐÊM Ngành: MÔI TRƢỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.TS TRƢƠNG THANH CẢNH Sinh viên thực hiện : LƢƠNG NGUYỄN MỸ CHI MSSV : 09B1080106 Lớp : 09HMT4 TP.HỒ CHÍ MINH, NĂM 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐHKTCN TPHCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÖC KHOA: MT & CN SINH HỌC ---o0o--- NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên : Lƣơng Nguyễn Mỹ Chi MSSV: 09B1080106 Ngành : Môi trƣờng Lớp: 09HMT4 1. Đầu đề Đồ án tốt nghiệp “Tính toán, thiết kế trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho Khu dân cƣ Mỹ Lợi, xã Phƣớc An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai, công suất 1.500m3/ngày.đêm” 2. Nhiệm vụ Giới thiệu khu dân cƣ Mỹ Lợi; Tổng quan về thành phần, tính chất và đặc trƣng nƣớc thải sinh hoạt; Xây dựng phƣơng án công nghệ xử lý nƣớc thải cho khu dân cƣ Mỹ Lợi, xã Phƣớc An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai, công suất 1.500m3/ngày.đêm; Tính toán các công trình đơn vị theo phƣơng án đề xuất; Dự toán kinh tế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt; Bố trí công trình và vẽ mặt bằng tổng thể trạm xử lý theo phƣơng án đã chọn; Vẽ sơ đồ mặt cắt công nghệ (theo nƣớc, cao độ công trình); Vẽ chi tiết các công trình đơn vị hoàn chỉnh. 3. Ngày giao Đồ án tốt nghiệp : 31/05/2011 4. Ngày hoàn thành Đồ án tốt nghiệp : 07/09/2011 5. Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS Trƣơng Thanh Cảnh Nội dung và yêu cầu Đồ án tốt nghiệp đã đƣợc thông qua Bộ môn. Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2011 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Ký và ghi rõ họ tên) Th.S Võ Hồng Thi NGƢỜI HƢỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) PGS.TS Trƣơng Thanh Cảnh PHẦN DÀNH CHO KHOA Ngƣời duyệt (chấm sơ bộ): ................................ Ngày bảo vệ: ...................................................... Điểm tổng kết: .................................................... Nơi lƣu trữ Đồ án tốt nghiệp: ............................. LỜI CAM ĐOAN Sau thời gian theo học tại trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, chuyên ngành Kỹ thuật môi trƣờng, nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài: Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho Khu dân cư Mỹ Lợi, xã Phước An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai, công suất 1.500m 3 /ngày.đêm. Em xin cam đoan: - Tự mình thực hiện đồ án, không sao chép đồ án, luận văn của bất cứ ai dƣới bất kỳ hình thức nào; - Các số liệu sử dụng trong đồ án là số liệu thực đƣợc lấy từ quá trình khảo sát và thực tế ở công ty; - Tài liệu tham khảo đều có trích dẫn nguồn một cách rõ ràng và cụ thể; - Em xin chịu trách nhiệm về sự cam đoan của mình. Tp.HCM, ngày …. tháng ……. năm 2011 Sinh viên Lương Nguyễn Mỹ Chi LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ và ủng hộ rất lớn của các Thầy, Cô, người thân và bạn bè. Đó là động lực rất lớn giúp em hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp. Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Trương Thanh Cảnh đã tận tình hướng dẫn, cung cấp cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp. Em cũng xin gửi lời cám ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. HCM, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường và Công nghệ sinh học, cùng tất cả các thầy cô trong khoa, đã tạo điều kiện để em hoàn thành tốt Đồ án này. Cuối cùng, không thể thiếu được là lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè và những người thân yêu nhất đã động viên tinh thần và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày …. tháng ……. năm 2011 Sinh viên Lương Nguyễn Mỹ Chi i MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................... iv DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. v DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ .................................................................................. vi TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................ 1 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ...................................................................... 2 1.1 LÝ DO TIẾN HÀNH ĐỀ TÀI ..................................................................... 2 1.2 MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU ............................................................... 3 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT ......................................... 4 2.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT .......................................... 4 2.1.1 Định nghĩa nƣớc thải sinh hoạt ............................................................. 4 2.1.2 Thành phần và tính chất của nƣớc thải sinh hoạt .................................. 4 2.2 TÁC ĐỘNG CỦA NƢỚC THẢI SINH HOẠT ĐẾN MÔI TRƢỜNG ...... 6 2.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT ...................... 7 2.3.1 Phƣơng pháp cơ học .............................................................................. 7 2.3.2 Phƣơng pháp hóa lý ............................................................................ 10 2.3.3 Phƣơng pháp xử lý sinh học................................................................ 14 2.3.4 Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hóa học ....................................... 21 CHƢƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƢ MỸ LỢI ................................. 24 VÀ NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................. 24 3.1 TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƢ MỸ LỢI ............................................. 24 3.1.1 Điều kiện tự nhiên tại khu vực ............................................................ 24 ii 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội xã Phƣớc An .............................................. 29 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...................................................................... 30 3.2.1 Dự báo nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ Mỹ Lợi. ................................ 30 3.2.2 Xác định các thông số thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải. ................... 30 3.2.3 Lựa chọn công nghệ xử lý và thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải......... 31 3.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................. 32 3.3.1 Phƣơng pháp thu thập thông tin .......................................................... 32 3.3.2 Phƣơng pháp xác định các thông số thiết kế và lựa chọn công nghệ . 32 3.3.3 Phƣơng pháp thiết kế các công trình đơn vị ....................................... 32 3.3.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu .................................................................. 33 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.............................................................. 34 4.1 DỰ BÁO NƢỚC THẢI KHU DÂN CƢ MỸ LỢI .................................... 34 4.1.1 Tải lƣợng ............................................................................................. 34 4.1.2 Thành phần, tính chất nƣớc thải .......................................................... 34 4.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ ............................................... 35 4.3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT KHU DÂN CƢ MỸ LỢI ................................................................................................. 38 4.3.1 Tính chất nƣớc thải đầu vào. ............................................................... 39 4.3.2 Tiêu chuẩn xả thải. .............................................................................. 39 4.3.3 Đề xuất công nghệ xử lý ..................................................................... 39 4.3.4 Lý do lựa chọn công nghệ. .................................................................. 41 4.3.5 Thuyết minh sơ đồ công nghệ. ............................................................ 41 4.4 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ. ........................ 42 4.4.1 Song chắn rác ...................................................................................... 42 4.4.2 Bể thu gom .......................................................................................... 46 4.4.3 Lƣới chắn rác (lƣới lọc tinh) ............................................................... 48 4.4.4 Bể lắng cát ngang ................................................................................ 48 4.4.5 Sân phơi cát ......................................................................................... 51 4.4.6 Bể điều hòa.......................................................................................... 53 4.4.7 Bể Aerotank ........................................................................................ 58 iii 4.4.8 Bể lắng II ............................................................................................. 69 4.4.9 Bể khử trùng ........................................................................................ 74 4.4.10 Bể nén bùn .......................................................................................... 75 4.4.11 Máy ép bùn ......................................................................................... 78 4.5 DỰ TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG VÀ THIẾT BỊ .................................... 80 4.5.1 Phần xây dựng ..................................................................................... 80 4.5.2 Phần thiết bị ........................................................................................ 81 4.5.3 Tổng dự toán vốn đầu tƣ ban đầu ....................................................... 83 4.5.4 Suất đầu tƣ cho 1m3 nƣớc thải ............................................................ 83 4.5.5 Chi phí xử lý cho 1m3 nƣớc thải ......................................................... 83 4.6 QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƢỠNG HỆ THỐNG .................. 86 4.6.1 Quy trình vận hành .............................................................................. 86 4.6.2 Quy trình vận hành giai đoạn khởi động ............................................ 86 4.6.3 Quy trình bảo dƣỡng ........................................................................... 94 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 97 5.1 KẾT LUẬN ................................................................................................ 97 5.2 KIẾN NGHỊ ............................................................................................... 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 99 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa,mg/l) COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học, mg/l) DO : Dissolved Oxygen (Oxy hòa tan, mg/l) F/M : Food/Micro – organism (Tỷ số lƣợng thức ăn và lƣợng vi sinh vật) KCN : Khu công nghiệp MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid (Chất rắn lơ lửng trong bùn, mg/l) MLVSS : Mixed Liquor Volatite Suspended Solid (Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng, mg/l) N : Nitơ P : Photpho SCR : Song chắn rác SS : Suspended Solid (Chất rắn lơ lửng, mg/l) SVI : Sludge Volume Index (Chỉ số thể tích bùn, ml/g) VSS : Volatite Suspended Solid (Chất rắn lơ lửng bay hơi, ml/g) XLNT : Xử lý nƣớc thải QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng KDC : Khu dân cƣ v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Tải lƣợng và nồng độ chất bẩn trong nƣớc thải sinh hoạt .......................... 6 Bảng 3.1. Diện tích bố trí nhà ở KDC Mỹ Lợi ......................................................... 25 Bảng 4.1. Nhu cầu sử dụng nƣớc .............................................................................. 34 Bảng 4.2. Thành phần và tính chất nƣớc thải sinh hoạt: ........................................... 35 Bảng 4.3. Hệ số không điều hòa chung. .................................................................... 36 Bảng 4.4. Thành phần nƣớc thải sinh hoạt đặc trƣng ............................................... 39 Bảng 4.5. Các thông số thủy lực của mƣơng dẫn nƣớc thải ở SCR .......................... 42 Bảng 4.6. Kết quả tính toán thiết kế SCR ................................................................ 46 Bảng 4.7. Các thông số thiết kế bể thu gom ............................................................. 48 Bảng 4.8. Kết quả tính toán thủy lực mƣơng dẫn nƣớc thải đến bể lắng cát ............ 49 Bảng 4.9. Các thông số thiết kế bể lắng cát .............................................................. 51 Bảng 4.10. Kết quả tính toán các thông số sân phơi cát ........................................... 52 Bảng 4.11. Tổng hợp tính toán bể điều hoà .............................................................. 58 Bảng 4.12. Tổng hợp tính toán bể Aerotank ............................................................. 69 Bảng 4.13. Tổng hợp tính toán bể lắng đợt II ........................................................... 73 Bảng 4.14. Tổng hợp tính toán bể khử trùng ............................................................ 75 Bảng 4.15. Tổng hợp tính toán bể nén bùn ............................................................... 78 Bảng 4.17. Khái toán các công trình hạng mục: ....................................................... 80 Bảng 4.18. Khái toán chi phí thiết bị ........................................................................ 81 Bảng 4.19. Bảng tổng chi phí .................................................................................... 83 Bảng 4.20. Chi phí năng lƣợng ................................................................................. 84 Bảng 4.21. Chi phí hoá chất ...................................................................................... 85 Bảng 4.22. Chi phí công nhân ................................................................................... 85 Bảng 4.23. Các sự cố do nhóm thiết bị xử lý ............................................................ 89 Bảng 4.24. Các sự cố do nhóm thiết bị điều khiển ................................................... 90 Bảng 4.25. Các sự cố do nhóm thiết bị cơ điện ........................................................ 91 vi DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1. Thành phần các chất trong nƣớc thải sinh hoạt ........................................ 5 Sơ đồ 2.2. Sơ đồ chuyển hóa vật chất trong điều kiện kỵ khí. ................................. 19 Hình 4.1. Vị trí Khu dân cƣ Mỹ Lợi ......................................................................... 37 Hình 4.2. Phối cảnh mặt bằng Khu dân cƣ Mỹ Lợi .................................................. 38 Hình 4.3. Dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt đề xuất ........................ 40 Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 1 TÓM TẮT LUẬN VĂN Khu dân cƣ Mỹ Lợi tại xã Phƣớc An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai là dự án xây dựng nằm trong kế hoạch quy hoạch chung đô thị mới Nhơn Trạch. Nƣớc thải từ khu dân cƣ mang đặc tính chung của nƣớc thải sinh hoạt: Bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS), chất hữu cơ hoà tan (BOD), các chất dinh dƣỡng (Nitơ, Photpho), và các vi trùng gây bệnh. Nƣớc thải từ khu dân cƣ sau xử lý thải ra nguồn tiếp nhận, yêu cầu nƣớc thải đạt các chỉ tiêu loại A theo QCVN 14 : 2008/BTNMT. Đề tài “Thiết kế trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu dân cƣ Mỹ Lợi, xã Phƣớc An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai với công suất 1.500m3/ ngày.đêm”, đƣợc thực hiện với sự hƣớng dẫn của Thầy PGS. TS Trƣơng Thanh Cảnh. Thời gian thực hiện từ tháng 06/2011 đến 09/2011. Công trình chung xử lý nƣớc thải sinh hoạt bao gồm: xử lý cơ học (song chắn rác, bể lắng cát); xử lý sinh học (Aerotank); khử trùng nƣớc thải và các công trình xử lý bùn cặn. Tính toán cụ thể các công trình đơn vị: thể tích các bể, các thiết bị thổi khí, khuấy trộn, đƣờng ống. Bố trí hợp lý mặt bằng và cao trình công nghệ, khái toán giá thành xử lý, vận hành và bảo dƣỡng công trình. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 2 CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 LÝ DO TIẾN HÀNH ĐỀ TÀI Theo định hƣớng phát triển hiện nay của t Khu công nghiệp khác đang hình thành tại Nhơn Trạch sẽ thu hút rất nhiều các nhà đầu tƣ. Hiện tƣợng này tạo ra một sự chuyển biến lớn về lƣợng dân cƣ từ các địa phƣơng khác tập trung về đây. Trong thời điểm mà việc quy hoạch chung đô thị mới Nhơn Trạch đang đi vào giai đoạn hoàn tất thì việc triển khai dự án Khu dân cƣ Mỹ Lợi là rất cần thiết và phù hợp với nhu cầu chung. Đây sẽ là khu vực phát triển về thƣơng mại, dịch vụ và là nơi ở tốt cho một bộ phận dân cƣ phục vụ trong các Khu công nghiệp kế cận, phục vụ cho một bộ phận dân cƣ là cán bộ công nhân viên, công nhân và một bộ phận dân cƣ từ các địa phƣơng khác nhập cƣ đến. Dự án Khu dân cƣ Mỹ Lợi có quy mô rộng 47,3 ha thuộc địa phận xã Phƣớc An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai, nằm trong khu quy hoạch tổng thể Thành phố Nhơn Trạch đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 323/TTg ngày 17/5/1996. Với một bố cục quy hoạch tổng thể mặt bằng hợp lý, dự án dự kiến sẽ đáp ứng nhu cầu ở cho 12.500 dân, góp phần vào việc giải quyết nhu cầu nhà ở đang ngày càng gia tăng tại khu vực có hệ thống khu công nghiệp lớn tại tỉnh Đồng Nai. Trong đó có dành riêng khu vực bệnh viện cho cả khu vực Thành phố mới Nhơn Trạch; một trƣờng học cho cả khu vực dân cƣ mới phát triển; một khu vực chợ phục vụ cho các khu dân cƣ xung quanh khu vực. Ngoài ra, hệ thống giao thông kết nối đƣợc tất cả hệ thống giao thông hiện hữu của các khu dân cƣ đã phát triển trƣớc, đồng thời kết nối đƣợc với các tuyến giao thông nằm trong quy hoạch phát triển giao thông của thành phố mới và liên vùng. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 3 Khu dân cƣ Mỹ Lợi tại xã Phƣớc An, huyện Nhơn Trạch . Do đó đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu dân cƣ Mỹ Lợi, xã Phƣớc An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai” đƣợc hình thành. 1.2 MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU Dự báo nƣớc thải Khu dân cƣ Mỹ Lợi tại xã Phƣớc An, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai; lựa chọn công nghệ và thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải công suất 1.500 m 3/ngày.đêm. Nƣớc thải đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT trƣớc khi xả ra nguồn tiếp nhận để bảo vệ môi trƣờng và sức khỏe cộng đồng. Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Mỹ Lợi GVHD: PGS. TS Trương Thanh Cảnh SVTH : Lương Nguyễn Mỹ Chi Trang 4 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 2.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 2.1.1 Định nghĩa nước thải sinh hoạt Nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc đƣợc thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân. Chúng thƣờng đƣợc thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trƣờng học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác. 2.1.2 Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt Thông thƣờng, nƣớc thải sinh hoạt của hộ gia đình đƣợc chia làm hai loại chính: - Nƣớc đen là nƣớc thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. - Nƣớc xám là nƣớc phát sinh từ quá trình rửa, tắm, giặt, với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể. Đặc tính chung của nƣớc thải sinh hoạt là: Bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS), chất hữu cơ hoà tan (BOD5/COD), các ch