BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP, BỂ LẮNG THỨ CẤP VÀ BỂ TUYỂN NỔI pot

TÊN SV: ĐOÀN HỒNG NHUNG
MSSV:1090869
LỚP :MT0957A1
BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP, BỂ LẮNG THỨ CẤP VÀ BỂ TUYỂN NỔI
 SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP:
Số liệu cần thiết Tiêu chuẩn tuân theo
1
Bắt đầu
Xác định hiệu suất loại bỏ SS của bể
lắng sơ cấp sẽ thiết kế
E =
Tính hàm lượng SS đầu vào
C
ss
=
C
sssx
, C
sssh
: hàm
lượng SS trong
nước thải sản
xuất và nước thải
sinh hoạt.
Q
sx
, Q
sh
: lưu
lượng nước thải

sản xuất và nước
thải sinh hoạt
C
ss
, C
ssra
: hàm
lượng SS ra sau
khi lắng
Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ
giữa hiệu suất lắng và SOR :
để đạt được hiệu suất là E % thì lưu
lượng nạp nước trên đơn vị diện tích
bề mặt là: SOR m
3
/m
2
*ngày
E, đồ thị biểu diễn
mối quan hệ giữa
hiệu suất lắng và
SOR
Tính diện tích bề mặt phần lắng
A
lắng
=
Tính diện tích bồn phân phối nước
A
phân phối nước
=

15%A
lắng
Q, SOR
Tính đường kính bể lắng
D =
A
lắng
A
lắng
2
Tính đường kính bồn phân phối nước
d = 30 – 40% D
D
Tính tổng diện tích bể lắng sơ cấp
A
tổng
= A
lắng
+ A
phân phối nước
A
lắng
, A
phân phối nước
Tính chiều sâu của bể phần hình trụ
H
b
= H
hđ
+ H

mt
H
hđ
, H
mt
H
hđ
= 3,6 – 3,7 m
H
mt
= 0,5 – 0,6 m
Chọn
Tính thể tích nước trong phần bể hình trụ
V
hình trụ
= A
tổng
* H
hđ
H
hđ
, A
tổng
Tính chiều sâu của phần nón cụt
H
nóncut
=
R
bể
, chọn R

hố
:
bán kính hố
chứa bùn.
Chọn độ dốc
đáy 1 : 12
Tính thể tích hình nón cụt
V
nón cụt
=
H
nón cụt
, R
bể
, R
hố
Tính thể tích tổng cộng của bể
V = V
hình trụ
+V
nón cụt
V
hình trụ,
V
nón cụt
Tính thời gian lưu tồn nước:
V, Q
Tính khối lượng chất rắn trong bùn trong một
ngày
S

m
= Q*C
ss
*E (kg)
Q, C
ss
, E:
hiệu suất loại
SS của bể
lắng sơ cấp
E = 40 – 70%
Chọn
3
Tính khối lượng bùn trong một ngày
M
bùn
= S
m
*
Tính thể tích bùn trong 1 ngày :
V
bùn
=
S
m
M
bùn
, G
bùn
= 1030

kg/m
3
: khối lượng
riêng của bùn
Tính thể tích hố thu bùn :
V
hố
=
V
bùn
, N: số lần
bơm bùn trong 1
ngày
Tính chiều cao hố thu bùn :
H
hố
=
V
hố
, R
hố
Tính hiệu suất khử BOD
5
, COD, SS
R= (%)
a,b: hằng số thực
nghiệm,: thời
gian lưu nước,
Bảng : Giá tri
hằng số thực

nghiệm a,b ở
t20
0
c
Tính nồng độ COD và BOD
5
đầu vào:
C
CODvào
=
C
BOD5vào
=
C
CODsx
, C
CODsh
,
C
BOD5sx
, C
BOD5sh
,
Q
sx
, Q
sh
Tính nồng độ COD,BOD
5
,SS đầu ra của

bể lắng sơ cấp (mg/l)
C
BOD5ra
= C
BOD5vào
* (1- R
BOD5
)
C
CODra
= C
CODvào
* (1- R
COD
)
C
SSra
= C
SSvào
* (1 – R
SS
)
Tính vận tốc vùng lắng :
v = (m/s)
C
BOD5vào
, R
BOD5
,
C

CODvào
, R
COD
,
C
SSvào,
R
SS
Q, A
lắng
 Thiết kế bể lắng sơ cấp:
Bảng : Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp:
Thông số
Giá trị
Khoảng biến
thiên
Giá trị thiết kế
Thời gian lưu tồn θ (giờ) 1,5 ÷ 2,5 2
Tải nạp bề mặt SOR (m
3
/m
2
.d) 31 ÷ 50 50
Lưu lượng qua băng phân phối
nước (m
3
/m dài.d)
124,2 ÷ 496,8 248
Hiệu suất loại SS (%) 40 ÷ 70 55
Hiệu suất loại BOD,COD (%) 30 ÷ 40 35

( theo Bài giảng Xử Lý Nước Thải_ Lê Hoàng Việt)
Ta có: - Lượng nước thải sản xuất hàng ngày là 1600 m
3
.
- Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 170 m
3

- Lượng SS trong nước thải sản xuất là: 480mg/l
- Lượng SS trong nước thải sinh hoạt là: 729,2 mg/l
→ Hàm lượng SS đầu vào là: C
SS
=
1701600
170*2,7291600*480
+
+
= 503,93 mg/l
Chọn nồng độ SS trong nước thải sau khi lắng: 350mg/l
Hiệu suất của bể lắng sơ cấp cần thiết kế là:
E =
%5,30100*
93,503
35093,503
=
−
4
Tính vận tốc giới hạn trong vùng lắng :
V
H
=

k: Hằng số phụ
thuộc vào tính chất
căn, :Tỷ trọng hạt,
g: Gia tốc trọng
trường g =
9,81m/s
2
,d: Đường
kính tương đương
của hạt,f: Hệ số ma
sát, hệ số này phụ
thuộc vào đặc tính
bề măt của hạt và
hệ số Reynol của
hạt khi lắng.

Kết thúc
Kiểm tra và xuất bản vẽ
Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR để đạt được hiệu suất là 30,5%
thì lưu lượng nạp nước trên đơn vị diện tích bề mặt là: 47m
3
/m
2
*ngày
Diện tích bề mặt phần lắng:
A
lắng
=
2
7,37

47
1770
m
SOR
Q
==
Ta thiết kế bể lắng hình trụ tròn:
A
phân phối nước
= 15%A
lắng
=
2
66,5
100
7,37*15
m=
Đường kính bể lắng
D =
π
lang
A*4
=
m9,6
14,3
7,37*4
=
Đường kính bồn phân phối nước ( 30 – 40% đường kính phần lắng_theo Bài giảng Xử Lý
Nước Thải_Lê Hoàng Việt)
d = 30%*D =

m07,2
100
9,6*30
=
Miệng dưới của buồng phân phối nước đặt ngay mực phân cách của lớp nước trong.
Chọn chiều sâu bồn phân phối nước so với mực nước hoạt động của bể là: 1,5m
Chiều cao tổng cộng của bồn phân phối nước:1,8m
→ buồng phân phối nước đặt nổi lên khỏi mực nước 0,3. Ngập 1,5m
Tổng diện tích của bể lắng sơ cấp:
A
tổng
= A
lắng
+ A
phân phối nước
= 37,7 + 5,66 = 43,36m
2
Chiều sâu hoạt động của nước ở phần hình trụ trong khoảng 3,6 – 3,7 m.
→Chọn H
hđ
= 3,6m
Chiều cao của mặt thoáng khoảng 0,5 – 0,6 m → chọn H
mt
= 0,5 m
Tổng chiều sâu của bể (phần hình trụ): H
b
= H
hđ
+ H
mt

= 3,6 + 0,5 = 4,1m
Suy ra thể tích nước trong phần bể hình trụ là: V
hình trụ
= 43,36 * 3,6 = 156,1m
3
Chọn độ dốc đáy là 1:12
Chọn đường kính hố chứa bùn là: D
hố
=

1m → R
hố
= 0,5m
Ta có chiều sâu của phần nón cụt là :
H
nóncut
=
m
RR
hobe
25,0
12
5,0
2
9,6
12
=
−
=
−

V
nón cụt
=
)*(*
3
1
22
ho
RR
be
H
RR
hobenoncut
++
π
=
14,3*
3
1
*0,25*( 3,45
2
+ 3,45*0,5 + 0,5
2
)
= 3,63m
2
Thể tích tổng cộng của bể là:
V = V
hình trụ
+ V

nón cụt
= 156,1 + 3,63 = 159,73 m
3
5
Thời gian lưu tồn nước:

17,2
1770
24*73,159
===
Q
V
θ
giờ
Hố thu bùn:
- Ta có: R
hố
= 0,5m
- Khối lượng riêng của bùn: G
bùn
= 1030 kg/m
3
- E = 55 % = 0,55
- Thời gian lấy bùn ra : t = 3 giờ
- C
ss
= 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l
- Chất rắn chiếm 3% trọng lượng bùn .
Khối lượng chất rắn trong bùn trong một ngày
S

m
= Q*C
ss
*E = 1770* 0,50393* 0,55 = 490,58 kg
Khối lượng bùn trong một ngày
M
bùn
= S
m
*
3
100
= 490,58 *
3
100
= 16352,7 kg .
⇒
Thể tích bùn trong 1 ngày :
V
bùn
=
88,15
1030
7,16352
==
bùn
bùn
G
M
m

3
.
Khoảng 3 tiếng bơm bỏ bùn một lần vậy 1 ngày ta bơm bỏ bùn 8 lần
Thể tích hố thu bùn :
V
hố
=
985,1
8
88,15
8
==
bùn
V
m
3
.
Chiều cao hố thu bùn :
H
hố
=
53,2
5,014,3
985,1
2
=
∗
=
ho
ho

A
V
m
Tính hiệu suất khử BOD
5
, COD, SS
R=
θ
θ
*ba +
(%)
R: hiêu suất khử BOD
5
, COD, SS
a,b: hằng số thực nghiệm
θ
: thời gian lưu nước
Bảng : Giá tri hằng số thực nghiệm a,b ở t
≥
20
0
c
6
Chỉ tiêu a b
Khử BOD
5
0,018 0,02
Khử SS 0,0075 0,014
• Hiệu suất khử BOD
5

, COD :
R
BOD5
= R
COD
=
34,35
17,2*02,0018,0
17,2
=
+
%
• Hiệu suất khử SS :
R
SS
=
%3,57
17,2*014,00075,0
17,2
*
=
+
=
+
θ
θ
ba
Nồng độ COD, BOD
5
đầu vào là:

C
CODvào
=
1701600
170*7501600*1350
+
+
= 1292,37 mg/l
C
BOD5vào
=
1701600
170*75,4681600*980
+
+
= 930,9 mg/l
• Tính nồng độ COD,BOD
5
,SS đầu ra của bể lắng sơ cấp (mg/l)
- C
BOD5ra
= 930,9 * (1- 0,3534) = 601,92 (mg/l )
- C
CODra
= 1292,37 * (1- 0,3534) = 835,65 (mg/l)
- C
SSra
= 503,93 * (1 – 0,573 ) = 215,18 (mg/l )
Vận tốc vùng lắng :
v =

86400*7,37
1770
=
lang
A
Q
= 5,43.10
-4
(m/s)
Vận tốc giới hạn trong vùng lắng :
V
H
=
1/ 2
1/ 2
4
8 ( 1) 8*0,06(1,25 1)9,81*10
0,0686 /
0,025
k gd
m s
f
ρ
−
 
 
− −
= =
 
 

 
 
Trong đó:
 k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất căn, chọn k = 0,06

ρ
:Tỷ trọng hạt, chọn là 1,25
 g: Gia tốc trọng trường g =9,81m/s
2
 d: Đường kính tương đương của hạt,chọn d=10
-4
m
 f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề măt của hạt và hệ số
Reynol của hạt khi lắng,chọn f = 0,025.
Máng thu nước được bố trí sát thành bể chạy dọc theo đường kính bể.
Vậy chiều dài của máng thu nước (L
n
)
L
n
=
( )
dDD
mangthu
+= **
ππ
= 3,14 * (6,9 + 2,07) = 28,17 (m)
Chọn chiều rộng máng thu nước là 0,4 m,chiều sâu 0,5 m.
Thể tích máng thu nước là :
V =L

n
* B * H = 28,17 * 0,4 * 0,5 = 5,634 (m
3
)
Tải trọng thủy lực máng thu nước :
7
b =
17,28
1770
=
n
L
Q
= 62,83 (m
3
/m
2
.ngày) <125 (m
3
/m
2
.ngày) (Theo Trịnh Xuân Lai –Tính toán
thiết kế các công trình xử lý nước thải )
Ngoài ra khi thiết kế bể lắng sơ cấp cần chú ý:
• Đập tràn răng cưa ( tam giác hoặc hình thang ), cắt thép cho đều để đảm bảo lưu
lượng nước qua các răng cưa là như nhau.
• Miếng cản bọt hình chữ nhật
• Bố trí máng thu bọt và thanh gạt bọt sao cho thanh gạt vừa chạm mặt nước.
• Ống co của máng thu bọt được thiết kế xéo để dễ thu bọt (tránh làm ngẹt ống khi bọt
quá nhiều) và dễ sữa chữa. Bên ngoài làm thêm hố để chứa bọt.

 SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ TUYỂN NỔI:
Số liệu cần thiết tiêu chuẩn tuân theo
8
Bắt đầu
Tính toán hàm lượng các chất trong
nước thải đầu vào:
C
CODvào
=
C
BOD5vào
=
C
SSvào
=
C
Nvào
=
C
Pvào
=
Q
sx
, Q
sh
, C
CODsx
,
C
CODsh

, C
BOD5sx
,
C
BOD5sh
, C
SSsx
,
C
SSsh
, C
Nsx
, C
Nsh
,
C
Psx
, C
Psh
Tính hàm lượng các chất hữu cơ sau bể
lắng cát: ( giảm X%)
C
BOD5ra
= C
BOD5vào
- C
BOD5vào
*X%
C
CODra

= C
CODvào
- C
CODvào
*X%
C
SSra
= C
SSvào
- C
SSvào
*X%
C
Nra
= C
Nvào
C
Pra
= C
Pvào
X% : phần trăm
chất hữu cơ giảm
sau bể lắng cát,
C
BOD5vào,
C
CODvào
,
C
SSvào

, C
Nvào
, C
Pvào
Tính bồn tạo áp:
→ áp suất tuyệt đối của bồn tạo áp (P)
→ áp suất cần thiết kế cho bồn tạo áp
A/S tỉ lệ (ml) khí trên (mg)
chất rắn ở áp suất khí
quyển,P
a
: áp suất khí
quyển (P
a
= 1 atm), Q,
R:lưu lượng hoàn lưu,f
:mức bão hòa không khí
của nước trong thùng tạo
áp suất,P: áp suất tuyệt
đối,S
a :
hàm lượng dầu hay
chất rắn trong nước
thải,s
a
: Khả năng hòa tan
của không khí trong nước
ở 20
0
C, áp suất 1 atm

9
Tính thể tích nước của bồn tạo áp là:Q, t: thời gian lưu
nước trong bồn tạo
áp
Tính thể tích của bồn tạo áp
V
b
= 3/2 V
n
V
n
Tính đường kính bồn tạo áp là:
D =
Bồn tạo áp hình
trụ, V
b
, h: chiều
cao bồn tạo áp
Tính thể tích bể tuyển nổi:
V = ( Q+R )*
Q, R, : thời gian
tồn lưu nước
trong bể
Tính diện tích bề mặt phần tuyển nổi:
S =
Q, R, Q
n
: Lưu
lượng nạp nước
Q

n
= 61 – 163
l/m
2
*phút
Chọn
Tính chiều sâu ngập nước bể tuyển nổi:
H
ngn
=
V, S
Tính chiều rộng của bể tuyển nổi
B = a* H
ngn
H
ngn
, : tỷ lệ
rộng/sâu của bể
Chọn
= =
Tính chiều dài bể:
L =
S, B
10
Tính chiều dài tổng cộng của bể tuyển
nổi:
L
Tổng
= L + L
v

+ L
t
L
v
: chiều dài
vùng phân phối
vào, L
t
: chiều
dài vùng thu
nước
Kiểm tra tỉ số dài/rộng: > 3 : 1
L
tổng
, B
Tính chiều cao tổng của bể tuyển nổi:
H
Tổng
= H
ngn
+ h
bv
H
ngn
, h
bv
Kiểm tra lưu lượng nạp chất rắn:
Q, S
a
, S

L
s
< 235,2
(kg/m
2
*ngày)
Tính lượng không khí phóng thích
khi đưa nước ở áp suất cao về áp
suất khí quyển:

s
a
, P, P
a
,
Tính lượng không khí cần thiết phải
hòa tan vào nước khi áp suất là P
atm:
s
a
, P, P
a
, f
Tính lượng không khí cần thiết phải
hòa tan vào nước mỗi ngày là:
S
k
= b* S
c
*Q

B: hệ số an
toàn, S
c
,Q
 Thiết kế bể tuyển nổi bằng cách hòa tan không khí ở áp suất cao:
• Lượng nước thải sản xuất hàng ngày là 1600 m
3
.
Bảng . Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất chưa được xử lý
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm
pH - 7,15
BOD
5
mg/l 980
COD mg/l 1350
SS mg/l 480
Tổng Nitơ mg/l 72,8
Tổng Photpho mg/l 31,7
N-NH
3
mg/l 1,5
Dầu mỡ mg/l 48,3
Coliform 100MPN/100ml 480.000
( Nguồn: Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Thuận Hưng - Phường Ba Láng – Quận
Cái Răng – TP.Cần Thơ)
11
Tính nồng độ COD, BOD
5
, SSđầu ra theo
công thức

C
ra
= C
vào
*( 1 – E )
C
CODvào
, E
COD
:
hiệu suất xử lý
COD, C
BODvào
,
E
BOD5
: hiệu suất
xử lý BOD
5
,
C
SSvào
, E
SS
Tính lượng chất lơ lửng mỗi ngày
SS = C
SSvào
*E
SS
*Q*10

-3
(kg/ngày)
C
SSvào
, E
SS
, Q
Tính thể tích bùn cần xử lý mỗi ngày
V
bun
=
Giả sử lượng
váng nổi có
hàm lượng chất
rắn Y%, tỉ
trọng của bùn
là 1,03, SS



Kết thúc
Kiểm tra và xuất bản vẽ
• Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 170 m
3

Bảng. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của nhà máy
Chất ô nhiễm Đơn vị tính Nồng độ chất ô nhiễm
BOD
5
mg/l 468,75

COD mg/l 750
SS mg/l 729,2
Tổng Nitơ mg/l 62,5
Tổng Phospho mg/l 6,25
Amoniac (NH
3
) mg/l 25
Dầu mỡ mg/l 104,2
Coliform 100MPN/100ml 10
6
Ta tính toán hàm lượng các chất trong nước thải đầu vào:
C
BOD5vào
=
1701600
170*75,4681600*980
+
+
= 930,9 mg/l
C
CODvào
=
1701600
170*7501600*1350
+
+
= 1292,37 mg/l
C
SSvào
=

1701600
170*2,7291600*480
+
+
= 503,93 mg/l
C
Pvào
=
1701600
170*25,61600*7,31
+
+
= 29,26 mg/l
C
Nvào
=
1701600
170*5,621600*8,72
+
+
= 71,81 mg/l
C
Coliformvào
=
mlMPN 100/10*3,5
1701600
170*101600*480000
5
6
=

+
+
Giả sử qua bể lắng cát hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải giảm 5% ( không làm
giảm hàm lượng N và P).Ta có hàm lượng chất hữu cơ còn lại sau bể lắng cát là:
C
BOD5ra
= 930,9 -
36,884
100
5*9,930
=
(mg/l)
C
CODra
= 1292,37 -
75,1227
100
5*37,1292
=
(mg/l)
C
SSra
= 503,93 -
73,478
100
5*93,530
=
(mg/l)
C
Pra

= 29,26 mg/l
C
Nra
=71,81 mg/l.
12
Ta có:
Bảng thông số nước thải đầu vào như sau:
Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải sản xuất Nước thải sinh hoạt Tổng
Lưu lượng m
3
/ngày 1600 170 1770
BOD
5
mg/l
980 468,75
884,36
COD mg/l
1350 750
1227,75
SS mg/l
480 729,2
478,73
Tổng N mg/l
72,8 62,5
29,26
Tổng P mg/l
31,7 6,25
71,81
Bảng. Các thông số thiết kế bể tuyển nổi
Thông số cần thiết Đơn vị Tiêu chuẩn Giá trị

chọn
thiết kế
Lưu lượng nạp nước (Q
n
) L / m
2
*phút
61÷163 (theo Giáo
Trình Phương Pháp
Xử Lý Nước Thải_
Lê Hoàng Việt)
80
Lưu lượng nạp chất rắn (L
s
) kg / m
2
*ngày < 235.2
Khả năng hòa tan của không khí
trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm
( s
a
)
ml /L 18.7 18.7
Tỉ lệ
S
A
ml KK/mg chất
rắn

0,005 ÷ 0,06
0.02
Ta thiết kế bể tuyển nổi có hoàn lưu bùn.
• Tính bồn tạo áp:
13








−= 1
*
*
**3,1
aa
a
P
Pf
QS
Rs
S
A
(1)
Trong đó :
- A/S tỉ lệ (ml) khí trên (mg) chất rắn ở áp suất khí quyển.
Ta chọn A/S = 0,02 ml/mg
- P

a
: áp suất khí quyển (P
a
= 1 atm)
- Q: lưu lượng nước thải (Q = 1770 m
3
/ngày)
- R: lưu lượng hoàn lưu .Ta chọn hoàn lưu 100 % (R = 1770 m
3
/ngày)
- f : mức bão hòa không khí của nước trong thùng tạo áp suất
 Ta lấy f = 0,5 ( theo Bài Giảng Xử Lý Nước Thải_Lê Hoàng Việt)
- P: áp suất tuyệt đối (lực nén trong bình tạo áp)
- S
a :
hàm lượng dầu hay chất rắn trong nước thải (S
a
= 478,73 mg/ l)
- 1,3: 1(ml) oxi nặng 1,3 (mg)
- s
a
: Khả năng hòa tan của không khí trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm
Thế tất cả giá trị vào (1) ta được:
)
1
1
*5,0
(

177073,478
1770*7,18*3,1
02,0 −
∗
=
P

→ Áp suất tuyệt đối : P = 2,79 atm
Ta chọn thiết kế bồn tạo áp có áp suất 3 (atm)
• Tính kích thước bồn tạo áp:
Chọn thời gian lưu nước trong bồn tạo áp là: t = 3 (phút)
Thể tích nước của bồn tạo áp là:
)(69,3
60*24
3*1770
*
3
mtQV
n
===
Trên thực tế, thể tích nước (V
n
) chỉ chiếm 2/3 thể tích bồn tạo áp (V
b
):
V
n
= 2/3 V
b
 V

b
= 3/2 V
n
= 3/2 * 3,69 = 5,54(m
3
)
Ta thiết kế buồng tạo áp hình trụ
Chọn chiều cao buồng là: h = 2,5 (m)
Đường kính bồn tạo áp là:
Ta có: D =
h
V
b
*
*4
π
=
5,2*14,3
54,5*4
= 1,68 (m)
• Tính kích thước bể tuyển nổi:
14
Chọn thời gian tồn lưu nước trong bể là:
( )
phút30=
θ
Chọn chiều cao bảo vệ là: h
bv
= 0,5(m)
Thể tích bể tuyển nổi:

V = ( Q+R )*
θ
=
( )
60*24
30*17701770 +
= 73,75 (m
3
)
Diện tích bề mặt phần tuyển nổi:
S =
n
Q
RQ +
=
73,30
10*60*24*80
17701770
3
=
+
−
(m
2
)
Trong đó: Q
n
= 61÷163 (l/m
2
*phút), chọn Q

n
= 80(l/m
2
*phút)
Chiều sâu ngập nước bể tuyển nổi:
H
ngn
=
)(4,2
73,30
75,73
m
S
V
==
Tỉ số chiều rộng/ chiều sâu
ngn
H
B
từ 1: 1 đến 2,25 : 1 (Theo Lê Hoàng Việt, Phương pháp xử
lý nước thải,2003)
Chọn
ngn
H
B
=
1
11,1

Suy ra: B = 1,11* H

ngn
= 1,11* 2,4 = 2,67 (m)
Chiều dài bể: L =
)(5,11
67,2
73,30
m
B
S
==
Chọn chiều dài vùng phân phối vào: L
v
= 1m
Chọn chiều dài vùng thu nước: L
t
= 1 m
Vách tường ngăn vùng thu nước được đặt cách thành bể đầu ra 1m, cách đáy bể 0,3m và cao
hơn mực nước trong bể khoảng 0,2m
Chiều dài tổng cộng của bể tuyển nổi:
L
Tổng
= L + L
v
+ L
t
= 11,5 + 1 +1 = 13,5 (m)
Kiểm tra tỉ số dài/rộng:
06,5
67,2
5,13

==
B
L
tong
> 3:1 (thỏa)
Chiều cao tổng của bể tuyển nổi:
H
Tổng
= H
ngn
+ h
bv
= 2,4 + 0,5 = 2,9 (m)
Kích thước máng thu váng nổi:
Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2,67 (m)
Chiều rộng: B = 0,4m
Chiều sâu: h = 0,4 m
15
Kích thước máng thu nước đầu ra:
Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2,67 (m)
Chiều rộng: B = 0,3 m
Chiều sâu: h = 0,3 m
Kiểm tra lưu lượng nạp chất rắn:

)*/(57,27
73,30
10*10*73,478*1770
*
2
36

ngàymKg
S
SQ
L
a
s
===
−
Từ kết quả trên, ta có L
S
< 235,2 (kg/m
2
*ngày) (thỏa )
Lượng không khí phóng thích khi đưa nước ở áp suất cao về áp suất khí quyển:

)/(4,377,18
1
37,18
lmls
P
Ps
S
a
a
a
=−
∗
=−
∗
=

Với P
a
là áp suất khí quyển (atm)
P là áp suất tuyệt đối trong buồng tạo áp (atm)
s
a
là lượng không khí bão hòa trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm (ml/l)
Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước khi áp suất là 3atm:

)/(35,91
1
35,0
7,181
*
lml
P
Pf
sS
a
ac
=






−

∗
∗=








−∗=
Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước mỗi ngày là:
Chọn hệ số an toàn là: 3
S
k
= 3* S
c
*Q = 3*9,35*1770*10
3
*10
-6
= 49,65 (m
3
/ngày)
Để tăng hiệu suất của quá trình tuyển nổi, ta dùng phèn với một lượng là 60 (mg/l).
Theo thực nghiệm thực tế _ (Huỳnh Long Toản, Luận văn tốt nghiệp, Hiệu suất của bể tuyển
nổi trong việc loại bỏ chất rắn lơ lửng một số loại nước thải _ 2004; và Trần Tự Trọng,
Luận văn tốt nghiệp _ 2003) ta có bảng sau :
Bảng: Hiệu suất xử lý của bể tuyển nổi:
Chỉ tiêu Đơn vị Hiệu suất

SS mg /l 86%
BOD
5
mg /l 83,7%
Tổng N mg /l 86%
Tổng P mg /l 84,1%
Ta tính nồng độ các chỉ tiêu đầu ra dựa vào công thức :
C
ra
= C
vào
*( 1 – E )
Trong đó :
C
ra
: nồng độ đầu ra (mg/l)
16
C
vào
: nồng độ đầu vào (mg/l)
E :Hiệu suất xử lý (%)
Bảng: Kết quả tính toán đầu ra
Chỉ tiêu Đơn vị Đầu vào Đầu ra
Hiệu suất
xử lý E (%)
thiết kế
BOD
5
mg / L
884,36

144,15 83,7
COD mg / L
1227,75
526,87 83,7
SS mg / L
478,73
67,02 86
Tổng N mg / L
29,26
4,1 86
Tổng P mg / L
71,81
11,42 84,1
Riêng COD được tính theo tỉ số:
72,0
75,1227
36,884
==
vào
vào
COD
BOD
Suy ra: COD
ra
=
21,200
72,0
15,144
72,0
==

ra
BOD
(mg/l)
Hiệu suất loại COD =
%7,83100
75,1227
21,20075,1227
=∗
−

Lượng chất lơ lửng mỗi ngày là:
SS = 478,73*0,86*1770*10
-3
= 728,72( kg/ngày)
Giả sử lượng váng nổi có hàm lượng chất rắn 4%
Thể tích bùn cần xử lý mỗi ngày là:( tỉ trọng của bùn là 1,03)
V
bun
=
69,17
1000*03,1*04,0
72,728
1000*03,1*%4
==
SS
(m
3
/ngày)
• Những thiết bị hỗ trợ cho bể tuyển nổi:
- Bồn tạo áp có khả năng chịu được áp suất > 5atm, thời gian tồn lưu nước trong bồn

tạo áp từ 1 – 3 phút, bồn tạo áp phải có van an toàn.
- Bơm định lượng để bơm hoàn lưu nước thải về bồn tạo áp
- Bộ phận chỉnh lưu để điều chỉnh lưu lượng từ bể tạo áp suất về bể tuyển nổi.
17
- Bơm nén khí có áp suất hoạt động > 5atm để nén khí vào bồn tạo áp
- Hệ thống gạt váng (có thể sử dụng bánh xích gắn với thanh gạt di chuyển ngược với
chiều dòng chảy) có các thanh gạt bằng với chiều rộng của bể.
 Thiết kế bể lắng thứ cấp
Bể lắng thứ cấp thường đặt sau bể xử lý sinh học nhằm loại bỏ các tế bào vi khuẩn nằm ở
dạng các bông cặn.
Bể lắng thứ cấp có 2 dạng: trụ tròn và chữ nhật nhưng thường là bể tròn vì bể chữ nhật hiệu
quả lắng thấp hơn, cặn lắng tích luỹ ở góc bể thường bị máy gạt cặn khuấy động trôi theo
dòng nước đi vào máng thu ra bể.
Bảng : Thông số tham khảo thiết kế bể lắng thứ cấp
Thông số tham khảo Giá trị Đơn vị
Tải trọng nạp nước (SOR) 16,3
÷
32,6 m
3
/m
2
.ngày
Lượng nạp chất rắn 3,9
÷
5,9 kg/m
2
.h
Chiều sâu của bể 3,66
÷
6,1 m

Đường kính buồng phân phối nước 30%
÷
40% D
L
m
Nồng độ chất rắn lơ lửng trong bùn hoàn lưu 8000÷10000 mg/l
Thời gian tồn lưu nước θ (giờ) 2 ÷ 6 h
(Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, reuse, disposal, 1999)
Thông số đầu vào:
Q = 1770(m
3
/ngày)
R = 0,67*1770 = 1185,9 (m
3
/ngày) (giả sử hoàn lưu 67%)
Thiết kế bể lắng đứng hình trụ tròn:
Chọn tải lượng nạp bề mặt bể là: SOR = 30 (m
3
/m
2
.ngày)
Diện tích bề mặt vùng lắng;
53,98
30
9,11851770
=
+
=
+
=

SOR
RQ
A
L
(m
2
)
Đường kính vùng lắng:
2,11
14,3
53,984
4
=
∗
=
∗
=
π
L
L
A
D
(m)
Bán kính vùng lắng:
6,5
2
2,11
2
===
L

L
D
R
(m)
18
Chọn đường kính bồn phân phối nước (D
bpp
): D
bpp
= 30%D
L
36,32,113,03,0 =∗=∗=
Lbpp
DD

(m)
Diện tích bồn phân phối:
86,8
4
36,3
14,3
4
2
2
=∗=∗=
bpp
bpp
D
A
π

(m
2
)
Tổng diện tích bể lắng cần thiết kế:
A
bể
= A
L
+ A
bpp
= 98,53 +8,86 = 107,39 (m
2
)
Tổng đường kính bể cần thiết kế là:
7,11
14,3
39,1074
4
=
∗
=
∗
=
π
be
bê
A
D
(m)
Giả sử lượng MLSS đầu ra là: 3500mg/l

Tải lượng nạp nước bề mặt bể:
52,27
39,107
9,11851770
'
=
+
=
+
=
bê
A
RQ
SOR
(m
3
/m
2
.ngày)
Kiểm tra tải lượng nạp chất rắn
34,93
100039,107
3500)9,11851770()(
=
∗
∗+
=
∗+
=
bê

bùn
A
MLSSRQ
U
(kg/m
2
.ngày)
⇒ U
bùn
= 4,01(kg/m
2
.giờ) thuộc khoảng cho phép ( thỏa)
Chọn đường kính hố thu bùn là: D
htb
= 2(m)
Xác dịnh chiều cao bể lắng:
Chọn:
Chiều cao cột nước ở sát tường của bể là: h
1
= 3,6 (m)
Chiều cao phần mặt thoáng: h
2
= 0,5(m)
Chiều cao phần nước trong là: h
3
= 1,5 (m)
Thể tích phần hình trụ của bể:
V
h.trụ
= A

bể
∗
h
1
= 107,39 * 3,6 = 386,6(m
3
)
Chọn độ dốc đáy là 1:12
Chiều sâu phần nón cụt là:
4,0
2
27,11
12
1
212
1
=






−
∗=







−
∗=
htbbê
nc
DD
h
(m)
Thể tích phần nón cụt là:
19
( )
3
22
22
12,24
4
227,117,11
4,014,3
3
1
43
1
m
DDDD
hV
htbhtbbêbê
ncnc
=









+∗+
∗∗=








+∗+
∗∗∗=
π
Tổng thể tích hữu dụng của bể lắng là:
V
hd
= V
h.trụ
+V
nc
= 386,6 + 24,12 = 410,72(m
3
)
Thời gian tồn lưu nước trong bể là:

33,3
9,11851770
24*72,410
=
+
=
+
=
RQ
V
hd
θ
(giờ)
Thể tích vùng lắng của bể là:
V
L
= A
L
* h
3
= 98,53 * 1,5 = 147,8 (m
3
)
Thời gian lắng là:
2
1770
248,147
=
∗
==

Q
V
T
L
L
(giờ)
Chiều cao bể phần chứa bùn:
h
4
= h
1
- h
3
= 3,6-1,5 = 2,1(m)
Thể tích bể phần chứa bùn:
V
bùn
= A
bể
∗
h
4
= 107,39
∗
2,1= 225,5 (m
3
)
Thiết kế máng thu nước:
Ta thiết kế máng thu nước vòng tròn.
Chọn vị trí đặt máng thu nước có đường kính trong bằng đường kính bể.

(Theo Lê Hoàng Việt, Phương pháp xử lý nước thải _ 2003)
Chiều dài máng thu nước:
74,367,11*14,3 ==∗=
bêmáng
DL
π
(m)
Chọn chiều rộng máng thu nước là 0,5 (m)
Đường kính ngoài của máng thu nước là:
D
ngoài
= D
be
+0,5= 11,7+ 0,5 = 12,2(m)
Ta thiết kế máng thu nước có các răng cưa hình thang cân, dày 0,15(m).
Chọn :
Chiều rộng mỗi răng cưa: (chiều rộng đáy lớn = 0,15m; chiều rộng đáy nhỏ = 0,1m)
Chiều cao mỗi răng cưa: 0,2m
Khoảng cách giữa các đỉnh răng cưa: b
đỉnh
= 0,15m
Khoảng cách giữa các đáy răng cưa: b
đáy
= 0,1m
 Như vậy mỗi mét chiều dài máng bố trí 4 răng cưa
Tính tổng số răng cưa trên máng thu nước:
N = L
máng
* 4= 36,74*4=146,96 (răng cưa)
≈

147 (răng cưa).
Tính tải trọng máng thu nước trên 1m dài của máng:
20
)/(41,120
1,0147
1770
3
ngàymm
bN
Q
U
day
mang
∗=
∗
=
∗
=
Ngoài ra, ta xây thêm hành lang công tác có chiều rộng là 2(m) và chiều cao lang cang là 1
(m) trên miệng bể, nhằm thuận lợi cho nhân viên kiểm tra, giám sát trong lúc bể vận hành.
21