Đồ án Xử Lý Nước Thải Tập Trung Khu Công Nghiệp, Công Suất 6000 m3 ngày đêm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------o0o----------

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
BỘ MÔN KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Tính Tốn Thiết Kế Cụm Bể Xử Lý Hóa Lý 1 (bể keo tụ, bể tạo bơng, bể lắng
hóa lý 1) Và Cụm Bể Xử Lý Sinh Học (bể hiếu khí (liên tục) + bể lắng sinh học)
Xử Lý Nước Thải Tập Trung Khu Công Nghiệp, Công Suất 6000 m3/ngày đêm

SVTH: Nguyễn Đăng Khoa
Hàng Kim Định

MSSV:

1711777

MSSV:

1811927

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. ĐẶNG VIẾT HÙNG

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2021

1


LỜI CẢM ƠN

Xun suốt q trình thực hiện và hồn thành đồ án môn học, chúng em đã học hỏi và
tiếp thêm nhiều kiến thức mới và bổ ích. Chúng em xin chân thành gởi lời cảm ơn sâu sắc
đến giáo viên hướng dẫn là thầy Đặng Viết Hùng, thầy đã tận tình hướng dẫn và cung cấp
cho em thêm nhiều kiến thức bổ ích để hồn thành tốt đồ án này. Đồng thời chúng em cũng
xin cảm ơn đến quý thầy cô khoa Môi trường và Tài nguyên – trường đại học Bách Khoa
TPHCM đã cung cấp kiến thức và những kinh nghiệm để chúng em có thể áp dụng vào đồ
án và phục vụ cho công việc của em sau này.
Mặc dù bản thân đã rất cố gắng nhưng do kiến thức, kinh nghiệm còn hạn chế, và đây cũng
là lần đầu tiên được tiếp xúc, thực hiện đồ án nên bài tính tốn, bản vẽ của chúng em khơng
tránh khỏi những nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự thơng cảm và những ý
kiến đóng góp của thầy cơ.

2


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................

Giảng Viên Hướng Dẫn

3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................

Giảng Viên Phản Biện

4


MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................... 7
DANH MỤC BẢNG............................................................................................................ 7
1. Đặt Vấn Đề ...................................................................................................................... 8
2. Nội Dung .......................................................................................................................... 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC THẢI VÀ QUY TRÌNH................... 10
1.1 Giới thiệu chung [1]: ................................................................................................ 10
1.2 Các ngành nghề hoạt động ....................................................................................... 10
1.3 Nước Thải Tại KCN ................................................................................................ 10
1.3.1 Tổng quan về nước thải. ................................................................................... 10

1.3.2 Tính chất của nguồn nước thải khu cơng nghiệp .............................................. 11
1.4 Quy Trình Cơng Nghệ Xử Lý Tương Ứng .............................................................. 17
1.4.1 KCN Vĩnh Lộc 2 ................................................................................................... 17
1.4.2 KCN Nhựt Chánh ............................................................................................. 18
1.4.3 KCN Long Hậu ................................................................................................. 19
1.5 Đề Xuất Công Nghệ Xử Lý Nước Thải ................................................................... 20
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN .................................... 22
2.1 Bể Keo Tụ - Tạo Bơng ................................................................................................. 22
2.1.1 Bể Trộn Cơ Khí [3]: .................................................................................................. 22
2.1.2 Bể Phản Ứng Tạo Bơng Cơ Khí : [3] .............................................................. 24
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH............................................................. 33
3.1 Bể Trộn Cơ Khí........................................................................................................ 33
3.1.1 Sơ Đồ Tính ........................................................................................................ 33
3.1.2 Tính Tốn Chi Tiết ........................................................................................... 34
3.2 Bể Phản Ứng ............................................................................................................ 37
3.2.1 Sơ Đồ Tính ........................................................................................................ 37
3.2.2 Tính Tốn Chi Tiết ........................................................................................... 38
3.3 Bể Lắng Hóa Lý ....................................................................................................... 41

5


3.3.1 Sơ Đồ Tính ........................................................................................................ 41
3.3.2 Tính Tốn Chi Tiết [4] ...................................................................................... 42
3.4 Bể Aerotank ............................................................................................................. 49
3.4.1 Sơ Đồ Tính ........................................................................................................ 49
3.4.2 Tính Tốn Chi Tiết ........................................................................................... 50
3.5 Bể Anoxic ................................................................................................................ 64
3.5.1 Sơ Đồ Tính ........................................................................................................ 64
3.5.2 Tính Tốn Chi Tiết ........................................................................................... 65

3.6 Bể Lắng Sinh Học .................................................................................................... 72
3.6.1 Sơ Đồ Tính ........................................................................................................ 72
3.6.2 Tính Tốn Chi Tiết ........................................................................................... 73
4. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 80

6


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Thơng số kỹ thuật máy thổi khí hãng Anlet ......................................................... 61
Hình 2 Lưu lượng nước vào, ra và tuần hoàn các bể sinh học ......................................... 70
Hình 3 Các kích thước của máng răng cưa ...................................................................... 77

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Thông số nước thải đầu vào KCN Cầu cảng Phước Đơng ............................. 11
Bảng 2: Tính chất của nước thải đầu vào KCN VISIP Bắc Ninh ............................... 12
Bảng 3: Tính chất của nước thải đầu vào KCN Bình Chiểu ........................................ 14
Bảng 4 Mối liên hệ giữa kích thước bể và đường kính cánh khuấy............................. 25
Bảng 5 Các thơng số thiết kế cơn trình tham khảo: ..................................................... 30
Bảng 6 Nồng độ trung bình của cặn đã nén tính bằng g/m3 sau thời gian ................... 46
Bảng 7 Hiệu suất của hệ thống qua các cơng trình xử lý sinh học............................... 50
Bảng 8 Các hệ số động học bùn hoạt tính đối với vi khuẩn dị dưỡng ở 20oC ............. 52
Bảng 9 Các hệ số động học nitrat hóa bùn hoạt tính ở 20oC ....................................... 53
Bảng 10 Kết quả tính tốn bể Aerotank ....................................................................... 63
Bảng 11 Kết quả tính tốn bể Anoxic .......................................................................... 70
Bảng 12 Chỉ tiêu thiết kế bể lắng 2 ............................................................................. 73
Bảng 13 Các thông số đặc trưng cho bể lắng ly tâm ................................................... 75
Bảng 14 Tóm tắt thiết kế bể lắng sinh học ................................................................... 79

7


MỞ ĐẦU
1. Đặt Vấn Đề
Trong các chiến lược dài hạn, Việt Nam đang thực hiện cơng cuộc cơng nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nước, đưa đất nước ta kế thừa và phát triển ngang tầm với thời đại cách mạng
công nghiệp lần thứ tư. Để thực hiện được điều đó, việc phát triển các khu công nghiệp
phục vụ cho nhu cầu sản xuất và dịch vụ hậu cần là hết sức cần thiết. Các khu công nghiệp
được thành lập và đi vào hoạt động đã đóng góp các thành tựu rất lớn trong cải thiện đời
sống của nhân dân, cũng như là cơ sở hạ tầng của địa phương.
Tính đến thời điểm cuối năm 2019, cả nước đang có 330 khu cơng nghiệp được thành
lập với tổng diện tích đất tự nhiên lên đến 97 ngàn hécta. Trong đó, có 258 khu công nghiệp
đã đưa vào hoạt động với tổng diện tích đất tự nhiên khoảng 68,8 nghìn ha và 72 khu cơng
nghiệp đang xây dựng với tổng diện tích khoảng 28,1 ngàn hécta. Tỉ lệ lấp đầy của các khu
công nghiệp đang hoạt động đạt 74,3%.
Tuy nhiên trong hoạt động công nghiệp đã làm phát sinh một lượng lớn chất thải cần
được xử lý, vượt quá khả năng tự làm sạch của môi trường, gây ô nhiễm và mất cân bằng
cho hệ sinh thái mơi trường xung quanh.
Vì vậy, đứng trước các yêu cầu về phát triển kinh tế một cách bền vững, mỗi doanh
nghiệp phải có trách nhiệm với cộng đồng và môi trường. Các khu công nghiệp phải có hệ
thống xử lý tập trung đảm bảo đạt tiêu chuẩn đầu ra đã được nhà nước ban hành trước khi
thải ra mơi trường tiếp nhận. Do đó việc xây dựng nhà máy xử lý nước thải thật sự rất cần
thiết và đó cũng là lý do để thực hiện đề tài này.

8


2. Nội Dung
Tên đề tài: Tính tốn thiết kế cụm bể xử lý hóa lý 1 (bể keo tụ, bể tạo bơng, bể lắng hóa lý

1) và cụm bể xử lý sinh học (bể hiếu khí (liên tục) + bể lắng sinh học) cho xử lý nước thải
tập trung khu công nghiệp, công suất 6000 m3/ngày đêm.
Nhiệm vụ
Chương 1: Tổng quan về nước thải và qui trình cơng nghệ xử lý tương ứng.
Chương 2: Lý thuyết và phương pháp tính tốn các cơng trình đơn vị trong đồ án.
Chương 3: Tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị theo nước thải và công suất được giao
và triển khai từ 3 – 4 bản vẽ (qui trình cơng nghệ, thiết kế các bể).

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC THẢI VÀ QUY TRÌNH
CƠNG NGHỆ XỬ LÝ TƯƠNG ỨNG
1.1 Giới thiệu chung [1]:
Khu cơng nghiệp là khu vực có ranh giới địa lý xác định, chuyên sản xuất hàng công
nghiệp và cung ứng dịch vụ cho sản xuất công nghiệp.
Khu công nghiệp gồm nhiều loại hình khác nhau, bao gồm: Khu chế xuất, khu công
nghiệp hỗ trợ, khu công nghiệp sinh thái.
Sự ra đời và hoạt động của khu công nghiệp tạo ra cơ hội việc làm cho hàng ngàn lao
động, thúc đẩy q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, đem lại rất nhiều lợi ích về kinh tế,
đời sống của nhân dân ở địa phương. Tuy nhiên, gắn liền với sự phát triển đó là việc phát
sinh một lượng nước thải khá lớn, có nguy cơ gây ơ nhiễm mơi trường, ảnh hưởng đến chất
lượng nguồn nước xung quanh khu công nghiệp.
1.2 Các ngành nghề hoạt động
Các ngành nghề hoạt động chủ yếu trong bao gồm
+ Công nghiệp công nghệ cao
+ Công nghiệp viễn thông, linh kiện điện tử
+ Láp ráp, sản xuất linh kiện phụ tùng ô tô, xe máy
+ Sản xuất trang thiết bị công nghiệp
+ Logistic và các ngành công nghiệp hỗ trợ khác.

1.3 Nước Thải Tại KCN
1.3.1 Tổng quan về nước thải.
Nước thải công nghiệp được tạo ra sau khi đã được sử dụng trong các quá trình cơng
nghệ sản xuất của các xí nghiệp cơng nghiệp. Đặc tính ơ nhiễm và nồng độ của nước thải
cơng nghiệp rất nhau, phụ thuộc vào loại hình cơng nghiệp và cơng nghệ lựa chọn. Loại
nước thải này có thể bị ơ nghiễm do các tạp chất có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ. Trong
10


thành phần của chúng có thể chứa cá dạng vi sinh vật (đặc biệt là nước thải của các nhà
máy giết mổ, nhà máy sữa, bia, dược phẩm), các chất có ích cũng như các chất độc hại.
Trong khu cơng nghiệp, nước thải được quy ước như sau:
- Nước thải công nghiệp được quy ước sạch: là loại nước thải sau khi được sử dụng để
làm nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà.
- Loại nước thải công nghiệp nhiễm bẩn đặc trưng của công nghiệp đó và cần xử lý cục bộ
trước khi đưa vào mạng lưới thoát nước tập trung hoặc vào nguồn nước thùy theo mức độ
xử lý.
1.3.2 Tính chất của nguồn nước thải khu công nghiệp
Một số nguồn nước thải đầu vào của nhà máy xử lý nước thải khu công nghiệp:
Khu công nghiệp Cầu cảng Phước Đông
-Công xuất xử lý 3000 m3/day.
Bảng 1: Thông số nước thải đầu vào và quy chuẩn xả thải KCN Cầu cảng Phước Đông
STT

Thông số

Đơn vị

1
2

3
4
5
6

Độ màu
pH
BOD5 (20oC)
COD
TSS
Tổng dầu mỡ
khống
Tổng nitơ
Amoni (theo N)
Tổng photpho
(tính theo P)
Coliform

Pt-Co
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

7
8
9
10

Thơng số đầu vào QCVN40-MT:

2011/BTNMT Cột A
<150
50
7
6-9
<200
30
<600
75
<200
50
<120
5

mg/L
mg/L
mg/L

<65
<41,5
<20

20
5
4

Vi khuẩn/100ml

9.106

3000

(Nguồn: Tài liệu nội bộ KCN)

11


Khu cơng nghiệp VSIP Bắc Ninh
Cơng suất 5000m3/day
Bảng 2: Tính chất của nước thải đầu vào KCN VISIP Bắc Ninh
No.

Thông số

1

Temperature

2

Odour

3

Colour, Co-Pt ở pH=7

4

pH

5

Đơn vị
o

Nồng độ đầu vào

C

40

-

50

-

6 to 9

BOD5 (20oC)

mg/l

400

6

COD

mg/l

600

7

Total suspended solids

mg/l

400

8

Arsenic (As)

mg/l

0,05

9

Mercury (Hg)

mg/l

0,005

10

Lead (Pb)

mg/l

0,1

11

Cadmium (Cd)

mg/l

0,05

12

Chromium VI (Cr+6)

mg/l

0,05

13

Chromium III (Cr+3)

mg/l

0,2

14

Copper (Cu)

mg/l

2

15

Zinc (Zn)

mg/l

3

16

Nickel (Ni)

mg/l

0,2

17

Manganese (Mn)

mg/l

0,5

18

Feric(Fe) or iron

mg/l

1,0

19

Tin

mg/l

-

12


No.

Thông số

Đơn vị

Nồng độ đầu vào

20

Cyanide (CN-)

mg/l

0,07

21

Phenol

mg/l

0,1

22

Total mineral oil and fat

mg/l

5

23

Grease (Animal-Vegetable fat and
oil)

mg/l

60

24

Residual Chlorine

mg/l

1

25

Total PCB

mg/l

0,003

26

Pesticides: organic phosphorus

mg/l

0,3

27

Pesticides: organic Chlorine

mg/l

0,05

28

Sulfide

mg/l

0,2

29

Flouride (F-)

mg/l

5

30

Chloride (Cl-)

mg/l

500

31

Ammonium (As nitrogen)

mg/l

16

32

Total Nitrogen

mg/l

60

33

Total Phosphorus

mg/l

20

34

Coliform

MPN/100ml

5.000

35

Bioassay

36

Total Radioactivity α

Bq/l

0,1

37

Total Radioactivity β

Bq/l

1,0

-

(Nguồn: Theo Hồ sơ mời thầu do chủ đầu tư cung cấp)

13


Khu cơng nghiệp Bình Chiểu
Cơng suất 1200m3/day
Bảng 3: Tính chất của nước thải đầu vào KCN Bình Chiểu
QCVN

STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Kết quả

40:2011/BTNMT
Cột A

1

Nhiệt độ

2

o

C

28.9

40

pH

-

6.31

6–9

3

Mùi

-

4

Màu sắc

Pt-Co

157

50

5

BOD5

mg/l

318

30

6

COD

mg/l

539

75

7

Chất rắn lơ lửng

mg/l

426

50

8

Sắt

mg/l

25.9

1

9

Clo dư

mg/l

0.48

1

10

Clorua

mg/l

169

500

mg/l

37.4

5

11

Ammoni
(Tính theo N)

Khơng khó
chịu

-

12

Tổng Nito

mg/l

54

20

13

Tổng Photpho

mg/l

17

4

14

Dầu mỡ khống

mg/l

14.2

5

15

Dầu động thực vật

mg/l

39.4

-

16

Coliforms

MPN/100ml

2.4x106

3000

17

Crom VI

mg/l

0.01

0.05

18

Crom III

mg/l

0.012

0.2

19

Đồng

mg/l

0.79

2

14


20

Kẽm

mg/l

6.42

3

21

Niken

mg/l

0.09

0.2

22

Mangan

mg/l

0.28

0.5

23

Chì

mg/l

0.07

0.1

24

Thiếc

mg/l

0.08

-

25

Xianua

mg/l

0.04

0.07

26

Phenol

mg/l

0,1

0.1

27

Thủy ngân

mg/l

0.0001

0.005

28

Sunfua

mg/l

0.04

0.2

29

Florua

mg/l

0.92

5

30

Asen

mg/l

0.013

0.05

31

Cadimi

mg/l

0.037

0.05

(Nguồn Sổ tay vận hành hệ thống xử lý nước thải KCN Bình Chiểu )

15


Nhận xét:
Từ những thông số trên, ta nhận thấy nguồn nước thải của các khu công nghiệp đa số
đều được xử lý sơ bộ, xử lý một những thành phần đặc trưng của ngành sản xuất trước khi
đưa vào hệ thống xử lý nước thải tập chung.
Nguồn nước thải đầu vào bị ô nhiễm, chưa đạt chuẩn các thông số BOD5(20oC), COD,
Total suspended solids, Ammonium (As nitrogen), Total Nitrogen, Total Phosphorus,
coliforms và một số kim loại nặng.
Nước thải cần được xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
thải công nghiệp QCVN 40: 2011/BTNMT, cột A .
Tính chất của nguồn nước thải đầu vào được nhóm tóm tắt trong bảng sau
STT

Thơng số

Đơn vị

Thơng số đầu vào

1
2
3
4
5

pH
BOD5 (20oC)
COD

TSS
Tổng dầu mỡ
khống
Tổng nitơ
Amoni (theo N)
Tổng photpho
(tính theo P)
Coliform

mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

5-9
200-400
300-600
200-400
30- 120

QCVN40-MT:
2011/BTNMT Cột A
(*)
6-9
30
75
50
5

mg/L

mg/L
mg/L

<65
20-41,5
15-20

20
5
4

Vi khuẩn/100ml

5-9.106

3000

6
7
8
9

16


1.4 Quy Trình Cơng Nghệ Xử Lý Tương Ứng
1.4.1 KCN Vĩnh Lộc 2
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của KCN Vĩnh Lộc 2
Nước thải vào

Hố thu gom TK-101

Lọc rác TK-102

Bể điều hịa TK-103

PAC

Bể keo tụ TK-202

Bể tạo bơng TK-203

Bể lắng 1 TK-204

Bể trung gian TK- 205

Bể anoxic TK-301
Bùn thải
Bùn nước tuần hoàn

Bể MBBR TK-302

NaOCl

Bể nén bùn TK-501

Bể khử trùng TK-401

Nước đầu ra

17

Máy ép bùn M-503


1.4.2 KCN Nhựt Chánh
Thông số cơ bản:
Lưu lượng nước thải thiết kế: 1500m3/ngày.đêm.
Xử lý đạt quy chuẩn thải QCVN 40:2011/BTNMT, cột A với Kq=1, Kf=1

Nước thải từ các
Bể tiếp nhận
Hóa chất
chỉnh pH

Bể trung hòa
Thùng chứa

Bể tách dầu
Bể điều hòa
Máy sục
Bùn
tuầ
n

Mương oxy hóa
Bể lắng

Bể chứa bùn

Bùn dư
Clorine

Bể khử trùng

Máy ép bùn

Nguồn tiếp nhận

Bùn khô

Ưu điểm: Sử dụng công nghệ bể bùn hoạt tính hiếu khí. Cơng nghệ đơn giản, dễ vận hành.
Nhược điểm: Khơng đề phịng được sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn.

18


1.4.3 KCN Long Hậu
Thông số cơ bản:
Lưu lượng nước thải thiết kế: 3000m3/ngày.đêm.
Xử lý đạt quy chuẩn thải QCVN 40:2011/BTNMT, cột A

Hố thu gom + SCR
Bể tách dầu
Bể điều hịa
Hóa chất
PAC
Máy khuấy chìm

NaOH/HCl

Bể keo tụ tạo
bơng
Bể lắng sơ cấp
Bể Anoxic
Bể Aerotank

Bể phân hủy bùn

Bể anoxic 2

Polyme
r

Bể đuổi khí Nito
Bể lắng sinh học
NaOCl

Bể khử trùng

19

Máy ép bùn


1.5 Đề Xuất Công Nghệ Xử Lý Nước Thải
Dựa vào thành phần ơ nhiễm và tính chất nước thải đã và một số quy trình xử xử khu
cơng nghiệp đã nêu ở trên, nhóm đưa ra đưa ra cơng nghệ xử lý như sau:
Phương án

20


Thuyết minh công nghệ:
Đầu tiên là giai đoạn tiền xử lý, nước thải sẽ được đi qua song chắn rác thô trước khi vào
hố thu gom, qua song chắn rác tinh để loại bỏ các cặn mịn có kích thước lớn hơn 1mm như
sỏi, cát, ni lông, cặn lơ lửng. Sau đó qua bể vớt dầu để loại bỏ các tạp chất nổi, dầu mỡ rồi
đi vào bể điểu hòa để cân bằng lưu lượng và ổn định nồng độ trước khi đi vào các cơng
trình phía sau.
Tiếp đó nước thải sẽ đến cụm bể xử lý hóa lý (keo tụ, tạo bơng và lắng hóa lý): các
thơng được xử lý trong quá trình này là TSS, độ màu, kim loại nặng, và một số chất dinh
dưỡng. Bùn sinh ra từ q trình keo tụ, tạo bơng được tách ra bằng cách lắng trọng lực.
Sau đó là q trình xử lý sinh học: Các thành phần ô nhiễm cao như Tổng Nitơ, tổng
Photpho và chất hữu cơ (COD và BOD) đươc loại bỏ hiệu quả nhờ quá trình kết hợp cơng
nghệ xử lý sinh học thiếu khí và hiếu khí.
- Bể anoxic là nơi tiếp nhận nước thải sau cụm hóa lý, dịng dung dịch xáo trộn (bùn hoạt
tính + nước thải) Trong điều kiện thiếu khí, q trình phân huỷ hợp chất hữu cơ và khử
Nitrat diễn ra nhờ các vi sinh vật sử dụng Nitrat, Nitrite làm chất oxy hóa
-Bể aerotank (sinh học hiếu khí) là nơi diễn ra quá trình phân huỷ hợp chất hữu cơ trong
điều kiện cấp khí nhân tạo bằng máy thổi khí. Trong bể sinh học hiếu khí các vi sinh vật
(VSV) hiếu khí sử dụng oxi được cung cấp chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan trong nước
thải một phần thành vi sinh vật mới, một phần thành khí CO2 và NH3
- Bể lắng sinh học có nhiệm vụ phân tách hỗn hợp nước và bùn, giữ lại lượng bùn trôi
qua từ bể sinh học vật liệu đệm. Một phần bùn sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể anoxic để
giữ ổn định mật độ cao vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ. Lượng bùn dư
còn lại sẽ được bơm về bể nén bùn.
Cuối cùng nước thải sẽ được đưa đến bể khử trùng nhằm loại bỏ vi sinh gây bệnh ra khỏi
nước thải. Chất khử trùng như chlorine sẽ tiêu diệt các mầm bệnh, coliform và các chất ô
nhiễm trong nước thải.
Nước thải sau khi khử trùng sẽ được đưa đến hồ trung gian và đi vào nguồn tiếp nhận.

21


CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN
2.1 Bể Keo Tụ - Tạo Bơng
2.1.1 Bể Trộn Cơ Khí [3]:
So với lượng nước cần xử lý, lượng hóa chất thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, khoảng
vài chục phần triệu. Mặt khác phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay sau khi tiếp
xúc với nước. Vì vậy cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và đều hóa chất ngay sau khi
cho chúng vào nước, nhằm đạt hiệu quả xử lý cao nhất.
Mục tiêu của quá trình trộn là đưa các phân tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong
môi trường nước trước khi phản ứng sảy ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa
chúng với các phần tử tham gia phản ứng, việc này được thực hiện bằng cách khuấy trộn
để tạo ra các dòng chảy rối trong nước. Hiệu quả của quá trình trộn phụ thuộc vào cường
độ và thời gian khuấy trộn khi pha phèn vào nước, nếu cường độ khuấy trộn q nhỏ thì
khơng đạt u cầu phân phối hóa chất, nếu quá lớn sẽ làm các phần tử trượt khỏi nhau khi
tiếp xúc. Cường độ khuấy trộn phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng tiêu hao tạo ra dòng chảy
rối. trong kỹ thuật xử lý nước dùng Gradien vận tốc để biểu thị cường độ khuấy trộn [5].
G=
Trong đó
G – gradien vận tốc (s-1)
µ - độ nhớt động học của nước (N.s/m2), ở 20°C thì µ = 0,001 N.s/m2
P – năng lượng tiêu hao tổng cộng ( J/s), (1W=1000J/s)
V – dung tích bể trộn (m3)

22


Trộn cơ khí dùng năng lượng cánh khuấy tạo ra dịng chảy rối, cánh khuấy có nhiều dạng

khác nhau, năng lượng cần thiết để chuyển động được tính theo cơng thức:
P = Np (n)3(Di)3 ρ
Trong đó:
P – Năng lượng tiêu hao (W)
ρ - Khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3)
Di – Đường kính cánh khuấy (m)
n – Số vịng quay trong 1s (v/s)
Np: hệ số số tùy thuộc vào loại cánh khuấy
Năng lượng cánh khuấy phu thuộc vào đường kính bản cánh và tốc độ chuyển động của
cánh khuấy. Vì vậy điều chỉnh tốc độ cánh khuấy sẽ điều chỉnh được cường độ khuấy trộn.
Đối với khuấy trộn cơ khí G=600÷1000 s-1, thời gian khuấy trộn chỉ từ 1 đến 7s.
Việc khuấy trộn được tiến hành trong bể hình vng hoặc hình trịn. Nước và hóa chất
đi vào phần đáy bể, sau khi hòa trộn được thu lại trên mặt bể và chuyển sang bể phản ứng.
Hai loại cánh khuấy thường được xử dụng là radial và axial. Cánh khuấy có thể làm bằng
hợp kim, thép khơng rỉ. Thường thì cánh khuấy sẽ được đặt ở vị trí cách đáy một khoảng
bằng 1/3 chiều cao của bể.

23


2.1.2 Bể Phản Ứng Tạo Bơng Cơ Khí : [3]
Bể phản ứng cơ khí dùng năng lượng chuyển động của cánh khuấy trong nước để tạo ra
sự xáo trộn dòng chảy. Cánh khuấy thường có dạng bản phẳng đặt đối xứng qua trục quay
và được đặt theo phương ngang hoặc thẳng đứng. Kích thước và loại cánh khuấy được
chọn phụ thuộc vào bể.
Thời gian lưu nước thường từ 10 đến 30 phút. Theo chiều dài, mỗi ngăn được chia làm
nhiều buồng bằng các vách thẳng đứng. Mỗi buồng đặt một cánh khuấy được thiết kế sao
cho cường độ khuấy giảm dần từ bể đầu tiên đến bể cuối cùng, tương ứng với sự lớn dần
của bông cặn. Thực tế, gradien tốc độ ở buồng đầu tiên thường là 60 – 70 s -1, ở buống
cuối cùng là 30–20 s-1. Đề đạt được vậy cần phải chia thành nhiều buồng. Tuy nhiên nếu

quá nhiều buồng sẻ tăng giá thành và vận hành phức tạp. Vì thế số buồng thường là 3 đến
4 và sự chênh lệch gradien tốc độ giữa 2 buồng thường la 15 – 20s-1.
Cánh khuấy có nhiều dạng khác nhau, năng lượng cần thiết để chuyển động được tính
theo cơng thức [5]:
P = Np (n)3(Di)5 ρ
Trong đó:
P – năng lượng tiêu hao (W)
ρ - khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3)
Di – đường kính cánh khuấy (m)
n – số vòng quay trong 1s (v/s)
Np: hệ số số tùy thuộc vào loại cánh khuấy
Tỉ lệ hình học

Khoảng giá trị

D/T (radial)

0,14–0,5

24


D/T (axial)

0,17–0,4

H/D (either)

2–4

H/T (axial)

0,34–1,6

H/T (radial)

0,28–2

B/D (either)

0,7–1.6

Bảng 4: Mối liên hệ giữa kích thước bể và đường kính cánh khuấy
Trong đó:
D: đường kính cánh khuấy (m)
T: đường kính tương đương của bể =( )

,

A: diện tích bề mặt (m2)
B: độ sâu mực nước bên dưới cánh quạt (m)
Tốc độ chuyển động của nước không nên vượt quá 1 m/s và không nhỏ hơn 0,25 m/s.
Để nước tự chảy từ ngăn phản ứng này sang ngăn phản ứng khác thì tiết diện tự chảy
được tính theo cơng thức :
=
Trong đó :
A : tiết diện tự chảy (m)
Q : Công xuất xử lý (m3/s)
v : vận tốc dòng nước (m /s)

25