Luận Văn Thiết kế chế tạo mô hình nghiên cứu hệ thống thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt cho các khu tập thể

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình nghiên cứu hệ thống thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt cho các khu tập thể của trường Đại Học Nha Trang


LỜI NÓI ĐẦU . 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ Ô NHIỄM NƯỚC
THẢI SINH HOẠT . 2
I.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt . 2
I.1.1 Ô nhiễm môi trường nước. 2
I.1.2 Nước thải sinh hoạt và hàm lượng của nó. . 3
I.1. 3 Những thông số đánh giá chất lượng nước thải 5
I.2 Tổng quan về việc sử dụng nước thải ở Đai Học Nha Trang 8
I.2.1 Tình hình chung về việc sử dụng nước sinh hoạt . 8
I.2.2-Chất lượng nước cấp: 8
I.2.3-Chất lượng nước thải: . 9
I.3 Yêu cầu và tính cấp thiết của đề tài. 10
I.3.1 Cách tiếp cận: . 10
I.3.2 Phương pháp nghiên cứu: . 14
I.3.3 Phạm vi nghiên cứu: . 15
CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT . 16
II.1 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt. . 16
II.1.1: Xử lý bằng phương pháp cơ học 16
II.1.2 xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học . 16
II.1.3 Xử lý bằng phương pháp sinh học . 17
II.2 Công nghệ sinh học xử lý nước thải . 17
II.2.1 Nhóm các phương pháp sinh học xử lý nước ô nhiễm và nước thải trong
các điều kiện tự nhiên 18
II.2.1.1 Phương pháp đồng tưới công cộng và đồng tưới nông nghiệp 18
II.2.1.2 Hồ sinh vật . 20
II.2.2 Nhóm các phương pháp sinh học xử lý nước ô nhiễm và nước thải trong
các điều kiện nhân tạo . 25
II.2.2.1. Các phương pháp hiếu khí 26
II.2.2.2. Các phương pháp yếm khí . 45
II.3 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống thiết bị 51
II.3.1: Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống thiết bị 51
II.3.2: Yêu cầu chất lượng nước thải sau khi qua hệ thống thiết bị . 52
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ
LÝ NƯỚC THẢI . 54
III.1. Điều kiện phù hợp thiết kế mô hình hệ thông xử lý nước thải sinh hoạt tại Đại
Học Nha Trang. . 54
III.2. Các mô hình sinh học xử lý nước thải trong thực tế. 54
III.2.1 Mô hình Hybrit kị khí và hiếu khí kết hợp . 55
III.2.1.1 Giới thiệu công nghệ Hibrit. 55
III.2.1.2. Cơ sở ứng dụng công nghệ Hybrit để xử lý nước thải sinh hoạt . 56
III.2.1.3 Đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ Hybrit để sử lý nước thải tại
Đại Học Nha Trang 57
III.2. 2 Xử lý nước thải bằng phương pháp yếu khí tùy nghi (công nghệ APT) 57
III.2.2.1 Giới thiệu quy trình công nghệ 57
III.2.2.2 Tìm hiểu và đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ xử lý nước thải
bằng phương pháp yếm khí tùy nghi vào thực tế Đại Học Nha Trang. . 58
93
III.3 Lựu chọn phương án thiết kế. . 59
III.4. Xây dựng phương án thiết kế thiết bị 60
III.4.1.Hệ thống được đề xuất. 60
III.2.2.1.Sơ đồ bố trí hệ thống 60
III.2.2.2 cấu tạo của hệ thống. . 60
III.2.2.3. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống thiết bị . 61
III.5. Các thiết bị phụ trợ trong công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt . 62
III.5.1. Thiết bị sục khí. . 62
III.5.2. Thiết bị lọc sinh học. 62
III.6. Tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản . 64
III.6.1. Thể tích các bể trong hệ thống 64
III.6.2.Các thông số kỹ thuật của đương ống và van 65
III.6.2.1. Các thông số kỹ thuật của đường ống 65
III.6.2.2. Các thông số kỹ thuật của van 66
III.6.3. Công suất máy sục khí và hàm lượng khí cần thiết . . 66
III.6.4 Hàm lượng các vi sinh cho vào hệ thống. 67
III.7.Xây dựng bản vẽ kỹ thuật toàn bộ hệ thống . 67
CHƯƠNG IV: KHẢO NGHIỆM VÀ HOÀN CHỈNH MÔ HÌNH 68
IV. 1. Khảo nghiệm mô hình đã thiết kế nhưng mật độ giá thể lọc sinh học nhỏ, sử
dụng EM và Pmet. . 68
IV.1.1. Mô hình khảo nghiệm. 68
IV.1.2. Quá trình khảo nghiệm 68
IV.1.2.1. Giai đoạn khảo nghiệm không có phân bò và bùn ao để ủ vi sinh 68
IV.1.2.2. Giai đoạn xử lý có phân bò và bùn ao cấy vào để nuôi vi sinh 70
IV.2. Giai đoạn khảo nghiệm hệ thống với mật độ lọc sinh học ở bể hiếu kh í cao (
mô hình hoàn chỉnh ) . 71
IV.2.1. Mô hình khảo nghiệm. . 71
IV.2.2. Quá trình khảo nghiệm 71
IV.3. Kết luận quá trình khảo nghiệm. . 78
IV.4. Đánh giá và lựu chọn các thông số tối ưu. . 79
IV.4.1. Xử lý số liệu. . 79
IV.4.2. Lựu chon thông số phù hợp. 83
CHƯƠNG V:ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU KTX
K4 CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG . 85
V.I Tính cấp thiết của hệ thống xử lý nước thải tại Đại Học Nha Trang. . 85
V.2. Điều kiện phù hợp của mô hình hệ thống với tính chất của Đại Học Nha
Trang. . 85
V.3. Mô hình đề xuất phù hợp với điều kiện của trường Đại Học Nha Trang 85
5.4. Lựa chọn khu ký túc xá K4 để thiết kế hệ thông xử lý nước thải theo mô hình
thí nghiệm. . 87
5.4.1 Mô hình cấp thoát nước của Đại Học Nha Trang.( bản vẽ ) 87
5.4.2 Thiết kế mô hình. 87
5.4.3. Tính toán các thông số cơ bản. 88
CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN . 90
VI.1 Kết luận 90
VI.2 Đề xuất ý kiến 90


LỜI NÓI ĐẦU
Trải qua 50 năm xây dựng và phát triển trường Đại học Nha Trang đã trưởng thành
về mọi mặt. Từ chỗ hàng năm chỉ tuyển sinh 200-300 sinh viên hệ chính quy, đến nay đã
nên đến 3000 sinh viên; về cơ sở hạ tầng trước những năm 1990 toàn trường chỉ có 03 nhà
học với số lượng 18 phòng; KTX sinh viên có 60 phòng ở, với số lượng 600 sinh viên, đến
nay số lượng phòng học đã tăng gấp 5 lần (90 phòng); KTX có 6 khu với 240 phòng với số
lượng 2400 sinh viên. Ngoài ra hệ thống các phòng thí nghiệm, các phòng thực hành, khu
vui chơi giải trí, vườn hoa cây cảnh được mở rộng và tăng về qui mô.
Việc phát triển nhanh về diện tích và qui mô xây dựng nhưng hệ thống cấp thoát
nước và xử lý nước thải chưa được chuẩn bị tốt: Với diện tích gần 20ha; cán bộ viên chức
trên 600 người; 19.000 sinh viên, với 2400 sinh viên ở Ký túc xá, hàng tháng tiêu thụ
khoảng 23.000m
3
nước ngọt và trên 600m
3
nước biển để phục vụ cho việc học tập, nghiên
cứu khoa học, sinh hoạt tại ký túc xá và tưới cây. Song, toàn bộ khối lượng nước thải nói
trên chưa được xử lý để tận dụng cho việc tưới cây và đạt các tiêu chuẩn quy định khi thải
ra môi trường, Điều đó, không chỉ gây lãng phí về kinh tế mà còn gây ô nhiễm môi trường
khu vực.
Nhận thấy việc cấp thiết của vấn đề xử lý nước thải sinh hoạt của trường Đại Học
Nha Trang, vì vậy BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY – KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NHA TRANG đã giao cho chúng tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài :
“Thiết kế chế tạo mô hình nghiên cứu hệ thống thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt cho
các khu tập thể của trường Đại Học Nha Trang”
Nội dung thực hiện :
1. Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt .
2. Thiết kế chế tạo mô hình nghiên cứu hệ thống thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt .
3. Khảo nghiệm và hoàn chỉnh mô hình.
4. Đề xuất thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho một khu tập thể.
5. Kế luận và đề xuất .


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ Ô NHIỄM
NƯỚC THẢI SINH HOẠT
I.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt
I.1.1 Ô nhiễm môi trường nước.
Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hoá học
– sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn
nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong
nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề
đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất.
Hình 1.1 Nước có thể bị phù dưỡng do ô nhiễm
Nước bị ô nhiễm là do sự phù dưỡng xảy ra chủ yếu ở các khu vực nước ngọt
và các vùng ven biển, vùng biển khép kín. Do lượng muối khoáng và hàm lượng
các chất hữu cơ quá dư thừa làm cho các quần thể sinh vật trong nước không thể
đồng hoá được. Kết quả làm cho hàm lượng ôxy trong nước giảm đột ngột, các khí
độc tăng lên, tăng độ đục của nước, gây suy thoái thủy vực. Ở các đại dương là
nguyên nhân chính gây ô nhiễm đó là các sự cố tràn dầu Ô nhiễm nước có nguyên
nhân từ các loại chất thải và nước thải công nghiệp được thải ra lưu vực các con
sông mà chưa qua xử lí đúng mức; các loại phân bón hoá học và thuốc trừ sâu ngấm
vào nguồn nước ngầm và nước ao hồ; nước thải sinh hoạt được thải ra từ các khu
dân cư ven sông.
3
I.1.2 Nước thải sinh hoạt và hàm lượng của nó.
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân, chúng thường
được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình
công cộng khác. Lượng nước thải cử khu dân cư phụ thuộc vào dân số vào tiêu
chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
Thành phần của hệ thống nước thải bao gồm 2 loại.
 Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.
 Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất
rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ rễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra
còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. chất
hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt bao gồm các chất như protein ( 40 – 50 )%;
hydrat cacbon ( 40 – 50 )% gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo ( 5 – 10
)%. Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng (150 –
450)% mg/l theo trọng lượng thô. Có khoảng (20 - 40 % ) chất hữu cơ khó phân hủy
sinh học. Ở các khu dân củ đông đúc điều kiện sinh hoạt thấp kém, nước thải sinh
hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm nghiêm
trọng.
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào
mức sống và các thói quen của người dân, có thể ước lượng bằng 80% lượng nước
được cấp. Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các
chất lắng hoặc BOD có một mối tương quan nhất định. Tải trọng chất thải trung
bình tính theo đầu người ở điều kiện ở đức với nhu cầu cấp nước 150l/ngày được
trình bày ở bảng sau


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trần Trọng Tải
Nghiên cứu quy hoạch hệ thống cấp thoát nước tại khu vực đồi La San trường Đại
Học Nha Trang.
Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – Đại Học Nha Trang.
[2]. Phạm Thị Minh Hải
Bài giảng công nghệ sinh học môi trường.
[3] Lương Đức Phẩm, 2002.
Giáo trình xử lý nước thải bằng hương pháp sinh học.
Nhà Xuất Bản Giáo Dục.
[4] Lê Đức Khải, Lâm Minh Triết.
Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt trên mô hình Hybrit kị khí và hiếu
khí kết hợp.
Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học – ĐH khoa học tự nhiên, TP Hồ Chí Minh.
[5]. Trần An Xuân
Giáo trình vẽ kỹ thuật