tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải công đoạn xeo giấy của nhà máy giấy để giảm thiểu các tác hại đến môi trường”

Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 2
1.Đặt vấn đề 2
2.2. So sánh lựa chọn phương án 7
2. Tính toán bể thu gom nước thải 13
4.Tính toán bể trộn đứng 15
6. Tính toán bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp với bể lắng đứng 1 18
b.Bể lắng đứng 1 19
7. Tính toán bể Aeroten 21
8. Tính toán bể lắng 2 (Nguồn: Mục 11.5.12 - Xử lý nước thải công nghiệp và
đô thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết &8.5.11c – TCVN
7957:2008 –Tiêu chuẩn thiết kế.) 24
a.Tính toán máng trộn – Máng trộn vách ngăn lỗ 33
b.Tính toán bể tiếp xúc khử trùng 33
KẾT LUẬN 34
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 35
1
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.Đặt vấn đề
Như chúng ta đã biết rằng công nghiệp giấy đã, đang và sẽ phát triển ở Việt
Nam. Công nghiệp sản xuất giấy ra đời vừa đáp ứng được nhu cầu trong nước,
vừa giải quyết việc làm cho một bộ phận đáng kể công dân. Giấy đáp ứng được
các nhu cầu bức thiết trong cuộc sống của con người để phục vụ nhiều mục đích
khác nhau: giấy viết, giấy báo, giấy in, sử dụng cho nhiều mục đích khác…
Nhưng không phải ai cũng biết nghành công nghiệp giấy là một ngành tiêu
tốn rất nhiều tài nguyên rừng và gây ô nhiễm môi trường. Ngày nay giấy có thể
sản xuất từ các nguyên liệu như: gỗ, tre, nứa hoặc các nguyên liệu chứa nhiều
xenlulo hoặc tái chế lại giấy đã qua sử dụng. Trung bình cứ một tấn giấy cần từ

200 - 500 m
3
nước, điều này cũng có nghĩa là có lượng tương tự nước thải như
vậy được thải ra môi trường. Mặt khác nước thải từ nhà máy giấy có độ ô nhiễm
cao. Do đó nếu không được xử lý, chúng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
2
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu
về các sản phẩm giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn
về kinh tế - xã hội, nghành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi
trường bức xúc cần phải giải quyết. Cần có biện pháp xây dựng các hệ thống xử
lý ô nhiễm môi trường cho quá trình sản xuất giấy đặc biệt là quá trình xeo giấy.
Nước thải của công đoạn xeo giấy chứa chủ yếu là bột giấy và các chất phụ gia.
Vì vậy cần phải thay thế và đổi mới công nghệ xử lý để phù hợp với các giai
đoạn phát triển của quá trình sản xuất theo hướng thân thiện với môi trường.
2. Mục tiêu của đồ án: Do đó trong phạm vi hẹp của đồ án em xin chọn đề tài: “ Đề
xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý
nước thải công đoạn xeo giấy của nhà máy giấy để giảm thiểu các tác hại đến
môi trường”
3. Giới thiệu sơ lược về nước thải quá trình xeo giấy
Công đoạn xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng và các
chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh. Dòng nước thải từ công nghệ
xeo giấy chứa chủ yếu là bột giấy và các chất phụ gia, gọi là nước trắng. Nước
này được tách ra từ các bộ phận của máy xeo giấy như khử nước, ép giấy. Phần
lớn dòng thải này được sử dụng trực tiếp cho công đoạn tạo hình giấy hay cho
công đoạn chuẩn bị nguyên liệu vào máy xeo hoặc có thể gián tiếp sau khi nước
thải được đưa qua bể lắng để thu hồi giấy và xơ sợi. Nước thải ở công đoạn này
đôi khi cũng chiếm tới 90% lưu lượng tổng cộng của nhà máy nhưng tương đối
sạch nồng độ nhiễm bẩn không cao, BOD trung bình, độ màu thấp, pH trung

tính, không chứa lignin, hàm lượng chất rắng lơ lửng cao, chủ yếu là do bột giấy
và chất độn thất thoát. Lượng chất rắn này có thể dễ dàng được thu hồi bằng
phương pháp lắng.
CHƯƠNG II: CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ CÔNG
NGHỆ
3
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
Xử lý nước thải ở công đoạn xeo của nhà máy giấy với lưu lượng trung bình
ngày đêm là 2000m
3
/ ngày đêm, yêu cầu về chất lượng nước thải xả vào nguồn
tiếp nhận đạt loại B( theo QCVN 40 : 2011). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
nước thải công nghiệp.
1. Hiệu quả xử lý cần thiết.
 Đối với các chất lơ lửng
%76100
409
100409
%100
=×
−
=×
−
=
hh
thh
ss
C
CC

D
 Đối với BOD
%90100
523
50523
%100
=×
−
=×
−
=
hh
thh
BOD
C
CC
D
2. Chọn phương pháp xử lý và sơ đồ dây truyền công nghệ
2.1. Chọn phương pháp xử lý
STT Thông số Đơn vị Nước vào
Mức độ xử lý
(QCVN 40:2011, loại B)
1 Nhiệt độ
0
C 30
0
C 40
2 pH - 6,2 – 7,1 5,5 đến 9
3 BOD
5

(20
0
C) mg/l 523 50
4 COD mg/l 1234 150
5 Độ màu Pt-Co 360 150
6 SS mg/l 409 100
7 NH
4
mg/l 1,02 10
* Thành phần và tính chất nước thải công đoạn xeo giấy
4
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
Dựa vào hàm lượng nước thải đầu vào và mức độ làm sạch cần thiết của
nước thải với công suất Q=2000m
3
/ngđ, ta quyết định chọn phương pháp xử lý
sinh học hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo.
a. Chọn dây truyền xử lý
Sơ đồ và các công trình xử lý phụ thuộc vào các yếu tố sau: Mức độ cần
thiết làm sạch nước thải, điều kiện địa chất và địa chất thủy văn, các yếu tố địa
phương và các tính toán kinh tế kỹ thuật của khu vực.
Ta chọn 2 sơ đồ dây chuyền công nghệ tiến hành tính toán và so sánh chọn
ra một dây truyền tối ưu hơn làm dây truyền xử lý.
Phương án 1:
5
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Nguồn tiếp nhận ( Loại B)
Nước thải quá trình xeo giấy
Bể tiếpxúc khử trùng

Song chắn rác
Bể thu gom
Máng trộn
Bể điều hòa
Nguồn tiếp nhận
Bể trộn hóa chất
Bể aerotenBể lắng đứng 2Bể lắng đứng 1
Bể nén
bùn
Bể mê
tan
Xử lý
định kỳ
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
Phương án 2:
6
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Máy thổi
khí
Nước thải quá trình xeo giấy
Bể tiếpxúc khử trùng
Song chắn rác
Bể thu gom
Máng trộn
Bể điều hòa
Nguồn tiếp nhận
Bể trộn hóa chất
Bể lọc sinh họcBể lắng đứng 2
Bể lắng đứng 1
Bể nén

bùn
Bể mê
tan
Xử lý
định kỳ
Máy thổi
khí
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
2.2. So sánh lựa chọn phương án
Phương án 1 Phương án 2
Bể aeroten
- Phương pháp xử lý bằng vi sinh
- Quản lý đơn giản
- Dễ khống chế các thông số vận
hành
- Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh
vật.
- Cấu tạo đơn giản hơn bể lọc sinh
Bể lọc sinh học
- Phương pháp xử lý bằng vi sinh
- Quản lý đơn giản
- Khó khống chế các thông số vận
hành
- Cần có thời gian nuôi cấy vsv, hình
thành màng vi sinh vật
- Cấu tạo phức tạp hơn bể aerotank
7
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
học

- Không tốn vật liệu loc
- Cần cung cấp không khí thường
xuyên cho vsv hoạt động.
- Phải có chế độ hoàn lưu bùn về
bể aerotank
- Không gây ảnh hưởng đến môi
trường.
- Tốn vật liệu loc
- Áp dụng phương pháp thoáng gió tự
nhiên, không cần có hệ thống cấp
không khí.
- Không cần chế độ hoàn lưu bùn
- Đối với vùng khí hậu nóng ẩm về
mùa hè nhiều loại ấu trùng nhỏ có
thể xâm nhập và phá hoại bể. Ruồi
muỗi sinh sôi gây ảnh hưởng đến
công trình và môi trường xung
quanh.
 Như vậy: sau khi so sánh các công trình xử lý trong hai phương án đưa ra thì ta
thấy cả 2 phương án đều cho hiệu quả xử lý tốt, nước thải sau khi xử lý đạt yêu
cầu tuy nhiên phương án 1 lại có cấu tạo đơn giản, không tốn vật liệu lọc, không
ảnh hưởng đến môi trường, do đó chọn phương án 1 là phương án chính.Trong
đồ án này chọn phương án 1 làm phương án tính toán.
2.3. Thuyết minh sơ đồ ( theo phương án 1) như sau:
Nước thải từ quá trình sản xuất qua song chắn rác chảy vào hố thu gom,
song chắn rác nhằm giữ lại những tạp chất thô bảo vệ bơm, van, đường ống Hố
thu gom có nhiệm vụ tập trung nước thải đảm bảo lưu lượng đủ cho bơm hoạt
động sau đó nước thải được đưa sang bể điều hòa tại đây nước thải được hòa trộn
bởi hệ thống thổi khí để nước thải luôn luôn ổn định cả về lưu lượng và nồng độ
chất ô nhiễm trong nước thải trước khi chảy vào hệ thống xử lý sinh học phía

sau.
Nước thải từ bể điều hòa sau khi nồng độ chất bẩn cân bằng và ổn định sẽ
được bơm trực tiếp sang bể trộn hóa chất (trộn phèn) nhằm keo tụ giảm lượng
chất rắn lơ lửng và sau đó đưa xuống bể lắng 1 loại bỏ các cặn sinh ra trong quá
trính keo tụ tạo bông bùn, bùn được đưa sang bể nén bùn, nước được đưa sang bể
8
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Nguồn tiếp nhận ( Loại B)
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
aerotank. Tại bể aerotank diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ
không khí cấp từ các máy thổi khí. Tại đây các vsv dạng hiếu khí (bùn hoạt tính)
sẽ phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng
đơn giản như: CO
2
, H
2
O theo PTPƯ
Sự oxi hóa tổng hợp:
CHONS + O
2
+ dinh dưỡng  CO
2
+ NH
3
+ C
5
H
7
NO
2

+ các sản phảm khác.
• Phân hủy nội bào
C
5
H
7
NO
2
+ O
2
 CO
2
+ NH
3
+ H
2
0 + năng lượng
Hiệu quả xử lý BOD của bể Aerotank đạt từ 90 – 95 %
Từ bể Aerotank , nước thải được dẫn sang bể lắng, tại đây diễn ra quá trình
phân tách giữa nước và bùn hoạt tính, 1 phần bùn ở bể lắng 2 được dẫn trở lại bể
arotank để tiếp tục tham gia vào quá trình xử lý, phần còn lại được dẫn đến bể
nén ùn và ép bùn nhằm làm giảm độ ẩm và thế tích sau đó đưa đến bể mêtan để
xử lý lượng bùn còn lại rồi đem chôn lấp hoặc dùng làm phân bón. Phần nước
thải sau khi qua bể khử trùng đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 40:2011)
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN
VỊ CỦA PHƯƠNG ÁN 1 VÀ KẾT LUẬN
 Lưu lượng thiết kế dây truyền xử lý là: Q = 2000m
3
/ngđ
 Lưu lượng trung bình giờ:

hm
Q
Q
ngđ
TB
h
/3,83
24
2000
24
3
===
 Lưu lượng trung bình giây:
slsm
Q
Q
tb
h
TB
s
/23/023,0
6,3
3,83
6,3
3
====
 Hệ số giờ cao điểm :
0,2
max
=

h
K
(theo bảng 3.1 TCVN 7957 : 2008)
 Hệ số giờ nhỏ nhất :
5,0
min
=
h
K
(theo bảng 3.1 TCVN 7957 : 2008)
9
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
 Lưu lượng giờ lớn nhất:
)/(6,1660,2*3,83*
3maxmax
hmQKQ
TB
hhh
===
 Lưu lượng giây lớn nhất:
)/(046,0
3600
6,166
3600
3
max
max
sm
Q

Q
h
s
===
 Lưu lượng giờ nhỏ nhất:
)/(423,83*5,0*
3minmin
hmQKQ
TB
hhh
===
 Lưu lượng giây nhỏ nhất:
)/(012,0
3600
42
3600
3
min
min
sm
Q
Q
h
s
===
1. Tính toán song chắn rác
 Nhiệm vụ :
• Loại bỏ các chất thải rắn khô như nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy,rễ cây
• Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy
 Thiết kế:

a) Số lượng khe hở ở song chắn rác:
o
s
k
hbv
q
n
×
××
=
1
max

)(1605,1
2,0016,09.0
0,046
khen
=×
××
=

Trong đó:
• n: số khe hở
• q
max
: lưu lượng lớn nhất của nước thải ( m/s)
10
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
• v

s
: tốc độ nước qua khe song chắn, chọn v
s
= 0,9 m/s
• b = 16 mm = 0,016 m: khoảng cách giữa các khe hở của song chắn (m)
• k
o
= 1,05 hệ số tính đến sự tích lũy rác trong quá trình hoạt động
• Độ đầy h = 0,2m, chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy mương dẫn
h= h
max
= 0,2m chiều sâu ngập nước của song chắn rác.
b) Chiều rộng mỗi song chắn rác được tính theo công thức:
nbnsB
s
×+−=
)1(
Trong đó: s: là bề dày thanh song chắn, s = 0,008(m)
Vậy B
s
= 0,008*(16 – 1) + 0,016*16 = 0,4 (m)
Kiếm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn.
smsm
hB
q
V
s
kt
/4,0/575,0
2,04,0

046,0
>=
×
=
×
=
( thỏa mãn yêu cầu)
c) Tổn thất áp lực qua song chắn rác
k
g
V
h
s
×=
.2
max
.
2
ξ
Trong đó:
• V
max
= 0.9 m/s vận tốc nước ở kênh trước song chắn ứng với lưu lượng lớn nhất.
• k: hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do rác mắc vào song chắn k = 2÷ 3 chọn
k = 2 ( Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị - Lâm Minh Triết)
11
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
•
ξ

: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn rác:
αβξ
sin**
3
4






=
b
S

• β: hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, chọn tiết diện hình chữ
nhật (d = 0,008mβ= 2,42 ) theo bảng 3.4 “ Xử lý nước thải – Tính toán thiết kế
công trình – Trường đại học xây dựng 1974”
• α: góc nghiêng đặt song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang, α = 60
0
83,060sin*
3
4
016.0
008.0
*.42,2
0
=
′







=
ζ
 Tổn thất qua song chắn rác.
)(7)(07,02*
81,9*2
9,0
*83,0
2
cmmh
s
===

d) Độ dài phần mở rộng l
1
được tính: chọn góc mở rộng của mương ϕ=20
0
L
1
= 1,73 ( B
s
– B
k
) = 1,73 ( 0,4 – 0,3 ) =0,173(m)
Trong đó:
• B

s
: chiều rộng song chắc rác B
s
= 0,4( Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp –
Lâm Minh Triết)
• B
k
: bề rộng mương dẫn, chọn B
k
= 0,3m
e) Độ dài phần thu hẹp l
2
được tính theo cấu tạo.
L
2
= 0,5 * l
1
= 0,5*0,14 = 0,07 ( m)
f) Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:
12
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
L = L
1
+ L
2
+ L
s
= 0,14 + 0,07 + 1,5 = 1,71 (m).
L

s
: chiều dài phần mương đặt song chắn rác, l
s
= 1,5m ( chọn l
s
≥1,0m, Xử lý nước
thải PGS.TS Hoàng Huệ, trang 33)
g) Chiều cao xây dựng đặt song chắc rác
H = h
max
+ h
s
+ 0,5 = 0,2 + 0,07 + 0,5 = 0,77 (m)
Trong đó:
• h
max
= h: độ đầy ứng với chế độ q
max
• h
s
: tổn thất áp lực qua song chắn rác
• 0,5: khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất.
2. Tính toán bể thu gom nước thải
 Nhiệm vụ: Thu gom nước thải tập trung, thu gom triệt để nước thải từ công đoạn
xeo giấy và đảm bảo các điều kiện tối thiểu cho bơm hoạt động an toàn.
 Tính toán:
 Chọn thời gian lưu nước là 20 phút. Thế tích bể thu gom được tính như sau:
2max
55
60

20
6,116 mtQV
h
=×=×=
 Chọn chiểu cao hữu ích của bể là: h= 4m
 Chiều cao bảo vệ H
bv
= 0,5m
 Chọn chiều cao cần thiết để tạo dòng chảy tự nhiên từ cống xả đến bể thu, chọn
h
f
= 0,5
Chiều sâu tổng cộng: H = 4m +0,5m + 0,5m = 5m
Hầm bơm có dạng hình chữ nhật, có tiết diện:
13
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
2
11
5
55
. m
H
V
F ===

Vậy chọn kích thước hầm bơm tiếp nhận: L*B*H = 4,5*2,5*5 = 56,3m
3
Bể bằng bê tông cốp thép chiều dày là: 0,2m
3. Tính toán bể điều hòa.

 Nhiệm vụ: Bể điều hòa được xây dựng nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ chất
ô nhiễm của nước thải từ nhà máy, tạo điều kiện cho hệ vi sinh vật hoạt động tốt
trong các giai đoạn xử lý sinh học.
 Tính toán:
+ Thể tích bể điều hòa :
tQV
h
×=
max
Q
max
: Lưu lượng giờ lớn nhất của nước thải
t : Thời gian lưu nước trong bể (chọn t = 2h)
Vây: V=166,6 * 2= 333.2m
3
Chọn thiết kế bể là hình chữ nhật và hệ thống sục khí kéo dài để trộn đều nồng
độ và tránh lắng cặn
+ Chiều dài chứa nước: H =4,0m
+ Chiều cao bảo vệ: H
bv
=0,5m
Tổng chiều cao: H
xd
= H + H
bv
= 4+0,5 = 4,5(m)
 Diện tích bề mặt:
2
3,83
4

2,333
m
H
V
F ===
 Chiều rộng của bể: B= 6,45m
 Chiều dài của bề: L= 13m
Kích thước của bể: L.B.H = 13: 6,45: 4,5
14
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
 Thể tích thực = 1,2.V= 400m
3
 Hiệu quả xử lý
* Sau khi đi qua các công trình xử lý sơ bộ tải lượng các chất ô nhiễm của dòng
thải giảm: 10% BOD, 10% COD, 10% SS
Các thông số ước tính khi đi vào bể keo tụ, tạo bông.
Q (m
3
/ngày đêm) BOD
5
(mg/l) COD (mg/l) SS (mg/l)
2000 470,7 1106 368,1
4.Tính toán bể trộn đứng
a. Tính toán lượng phèn.
Ta có thể chọn phèn nhôm hay phèn sắt nhưng để đạt hiêu suất cao ta nên
sử dụng hỗn hợp phèn nhôm và phèn sắt theo tỷ lệ 1 :1( FeCl
3
: Al
2

(SO
4
)
3
=1:1)
Dựa vào hàm lượng cặn trong nước ta chọn lượng phèn cần dùng là 60 mg/l
Hàm lượng cặn của nước
nguồn (mg/l)
Liều lượng phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
không chứa nước (mg/l)
Đến 100
101-200
201-400
401-600
601-800
801 -1000
25-35
30-45
40-60
45-70
55-80
60-90
15
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai

1001 -1400 65-105
- Liều lượng phèn sắt cần sử dụng là
M =2000*10
3
*30*10
-6
= 60 kg/ngđ
- Lượng phèn nhôm cần sử dụng là 60 kg/ngđ
- Lượng dung dịch phèn nhôm 10% cần dùng là
M
dd10%
= M/C% = 60/10% =600 kg/ ngđ
C: nồng độ dung dịch phèn (c= 10 – 15 %)
- Lượng phèn nhôm dùng trong một ngày
Q
phèn
= M
dd10%
/
γ
= 600/1000 = 0,6 m
3
/ngày = 25 l/giờ
- Lưu lượng phèn sắt cần thiết là 25 l/ giờ
- Lượng nước cần thiết để pha phèn
(600 - 60)*2/1000 = 1.08 m
3
/ngđ
b. Tính toán bể trộn đứng
 Nhiệm vụ: Bể trộn được đặt ngay sau bể điều hòa để trộn nước thải với hóa chất

keo tụ.
 Tính toán: ( theo mục 11.5.8, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh
Triết)
- Diện tích tiết diện ngang của bể:
16
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
2
92,0
025,0
023,0
m
v
Q
f
d
tb
s
t
===
Trong đó: Q= Lưu lượng nước xử lý, Q= 0,023m
3
/s
V
d
= vận tốc nước dâng, chọn v
d =
0,025m/s
-
Xây dựng bể trộn có tiết diện hình vuông

-
Chiều dài mỗi cạnh
mfb
tt
95.092,0 ===
- Chọn b
t
=1m
Chọn đường kính ống dẫn nước thải vào bể D = 168mm, Kiểm tra lại vận
tốc dòng nước đưa vào phía đáy bể.
smsm
D
Q
v
d
/5,1/0,1
168,014,3
023,04
14,3
4
22
<=
×
×
=
×
×
=
- Diện tích đáy bể( chỗ nối với ống)
f

d
=
2
0324,018,018,0 m=×
- Chọn góc hình chóp ở đáy
C
o
40=
α
, chiều cao phần hình chop đáy bể:
mgbbh
o
dtd
13,1747,2)18,01(
2
1
2
40
cot)(
2
1
=×−=×−=
Trong đó: b
t
– chiều rộng phần trên của bể, b
t
=1m
b
d
- chiều rộng phần đáy của bể, b

d
= 0,18m
 Thể tích phần hình chóp của bể trộn
17
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
3
42.0)0324,092,00324,092,0(13.1
3
1
)(
3
1
mffffhW
dtdtdd
=×++××=×++=
 Thể tích toàn phần của bể với thời gian lưu nước trong bể là 1,5 phút = 90s
3
07,290023,0 mtQW
=×=×=
 Thể tích phần trên (phần hình hộp) của bể
3
65,142.007.2 mWWW
dt
=−=−=
 Chiều cao phần trụ phía trên của bể
m
f
W
h

t
t
t
8,1
92.0
65.1
===
- Chọn chiều cao bảo vệ h
bv
=0,3m
 Chiều cao toàn phần của bể
mhhhh
bvdt
23.33.013.18.1
=++=++=
6. Tính toán bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp với bể lắng đứng 1.
a. Tính toán bể phản ứng: ( theo mục 11.5.9 Xử lý nước thải công nghiệp và
đô thị - Lâm Minh Triết.)
 Nhiệm vụ: Hoàn thành nốt quá trình keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình
tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo với cặn bẩn.
 Tính toán:
- Chiều cao tính toán của vùng lắng:
mtvh 57200107,0
3
21
=××=×=
−
Trong đó: t - là thời gian lắng (chọn t = 2h)
V
2

: vận tốc của nước trong vùng lắng (vận tốc nước dâng)
v
2
=0,7mm =0,7*10
-3
m/s
18
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
- Diện tích ngăn phản ứng hay diện tích ống trung tâm:
2
62,4
5,460
153,83
60
m
H
tQ
f
f
b
=
×
×
=
×
×
=
Trong đó: H
f

: Chiều cao tính toán của bể phản ứng, lấy bằng 0,9 chiều cao vùng
lắng của bể lắng: H
f
= 0,9 * 5 = 4,5 m
t: Thời gian lưu nước trong bể, t = 15 phút.
b. Bể lắng đứng 1
Việc tính toán bể lắng đứng đợt 1 được tiến hành theo chỉ dẫn điều 6.5.4 –
20TCXDVN 51 -84 và TCXDVN 7957:2008 Thoát nước – Mạng lưới bên ngoài
công trình – Tiêu chuẩn thiết kế.
• Nhiệm vụ:
 Loại bỏ các bông cặn sinh ra trong quá trình keo tụ
 Loại bể lắng sử dụng là bể lắng đứng.
• Tính toán
 Diện tích bề mặt ướt của bể lắng
)2
3
(9,38
107,0
023,0
m
v
Q
F
u
=
×
==
−
Q: Lưu lượng nước thải, Q = 0,023m
3

/s
V: Vận tốc nước chuyển động trong bể lắng ( v ≤ 0,7mm/s chon v = 0,6 mm/s)
 Diện tích mặt bằng của bể lắng
F = F
n
+ f = 38,9 + 4,62 = 43,52 (m
2
)
 Đường kính của bể lắng
19
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
Chọn số đơn nguyên là 2
)(6
2
52,434
2
4
m
F
D
=
∏×
×
=
∏
=
 Đường kính ống trung tâm
)(2
2

62,44
2
4
m
f
D
=
∏×
×
=
∏
=
 Chiều cao phần chóp cụt
)(3,245
2
5,05
2
0
mtgtg
dD
h
n
c
=
−
=×
−
=
α
d

n
: đường kính phần đáy bể chọn d
n
=0,5m
 Chiều cao xây dựng bể lắng 1
H = H
l
+ h
c
+ h
k
( cho h
k
=0,5)
= 5 + 2,3 + 0,5 = 7,8(m)
 Hiệu quả xử lý:
Theo sách: Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS Trịnh Xuân
Lai trang 48 thì:
* Hiệu suất xử lý của bể lắng 1:
tba
R
×+
=
1
Trong đó t: Thời gian lưu nước, t = 2,2 h
20
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
a,b là các hằng số thực nghiệm ( chọn theo Bảng 4.5 Tính toán thiết kế các
công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai) Đối với BOD

5
thì a = 0,018, b=0,020,
đối với SS thì a = 0,0075, b = 0,014)
%4,35
2,2020,0018,0
2,2
=
×+
=
BOD
R

%4,57
2,2014,00075,0
2,2
=
×+
=
ss
R
7. Tính toán bể Aeroten
Việc tính toán bể aeroten dựa (theo mục 8.16 TCVN 7957:2008 Thoát
nước- Mạng lưới bên ngoài và công trình). Có 2 loại bể aeroten, loại aeroten đẩy
dùng khi lưu lượng lớn hơn 10000, aeroten trộn dùng khi lưu lượng nhỏ. Với lưu
lượng 2000m
3
/ngđ lựa chọn bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn.
a. Các thông số thiết kế ( Nguồn: Xử lý nước thải công nghiệp và đô thị, tính toán
thiết kế công trình - Lâm Minh Triết)
1. Lưu lượng nước thải Q =2000 m

3
/ngđ = 83,3 m
3
/h
2. Hàm lượng BOD
5
đầu vào 523mg/l
3. BOD
5
đầu ra 50mg/l
4. Cặn lơ lửng đầu ra SS = 60 mg/l (gồm 65% là cặn lơ lửng có thể phân hủy sinh
học)
5. Nước thải khi vào bể aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi ( nồng
độ VSV ban đầu) X
0
= 0
6. Tỉ số giữa chất rắn lơ lửng dễ hơi (MLVSS) với lượng chất rắn lơ lửng (MLSS)
có trong nước thải là 0.7 (MLVSS/MLSS = 0.7), với độ trơ của bùn hoạt tính là Z
=0.3
7. Nồng độ bùn hoạt tính ( tính theo chất rắn lơ lửng) 10000mg/l
21
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
8. Nồng độ bùn hoạt tính hay chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) duy trì trong bể là
X = 3200 mg/l
9. Thời gian lưu của tế bào trong hệ thống là
θ
= 10 ngày
10.Hệ số chuyển đổi giữa BOD
5

và BOD
20
là f = 0.068
11.Hệ số phân hủy nội bào k
d
= 0.072/ngày
12.Hệ số sản lượng tối đa Y = 0.5
13.Loại và chức năng bể: bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh
b. Tính kích thước bể Aerotank (Nguồn: Xử lý nước thải công nghiệp và đô
thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết)
+ Nồng độ BOD
5
hòa tan trong nước thải ở đầu ra của hệ thống tính theo công
thức:
BOD
5
ra = BOD
5
hòa tan đi vào bể + BOD
5
chứa trong lượng cặn lơ lửng ở đầu ra
+ Lượng cặn có thể phân hủy sinh học: 0.65 * 60 = 39 mg/l
+ BOD
l
của cặn lơ lửng dể phân hủy sinh học sau bể lắng II:
39 mg/l * ( 1.42 mg O
2
tiêu thụ/mg tế bào) = 55 mg/l
+ BOD
5

của cặn lơ lửng của cặn lơ lửng sau lắng II:
BOD
5
= BOD
l
* 0.68 = 55 * 0.68 = 37 mg/l
+ BOD
5
hòa tan của nước thải sau lắng II:
50 = S + 37  S = 13 mg/l
+ Hiệu quả xử lí tính theo BOD
5
hòa tan
%5,97%100*
523
13523
%100*
0
0
=
−
=
−
=
s
ss
E
+ Thể tích bể aerotank
3
0

5,750
)10*072,01(3200
446*10*405,0*2000
)1(
)(
m
kX
ssQY
V
d
=
+
=
+
−
=
θ
θ
Trong đó:
V: thể tích bể aeroten, m
3
22
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
Q: lưu lượng nước đầu vào, Q = 2000m
3
/ngđ
Y: hệ số sản lượng cực đại, Y = 0.4045
S
0

: BOD
5
của nước thải vào bể aeroten, S
0
= 523 mg/l
S: nồng độ BOD
5
sau lắng II
X: là nồng độ chất rắn bay hơi được duy trì trong bể aeroten, X=3200mg/l
K
d
: Hệ số phân hủy nội bào
ɵ
c
: Thời gian lưu của tế bào.
+ Thời gian lưu nước trong bể
h
Q
V
t
tb
ng
924*
2000
5,750
===
Chọn chiều cao hữu ích của bể là 5m
Chọn chiều cao bảo vệ của bể 0.5m
 h = h
hi

+ h
bv
= 5 + 0.5 = 5.5m
Chia bể làm 2 ngăn, thể tích mỗi ngăn
L * b * h = 18 * 8 * 5.5
+ Lượng bùn phải xả ra 1 ngày
ngàym
X
XQXV
Q
th
rr
x
/3,22
10*7000
10*42*20003200*5,750
*
***
3
=
−
=
−
=
θ
θ
Q
x
: lưu lượng bùn phải xả ra trong một ngày (m
3

/ngày)
Q
r
: lưu lượng nước đầu ra của hệ thống (m
3
/ngày)
Q
r
= Q = 2000m
3
/ngày (coi lượng nước theo bùn là không đáng kể)
X
r
: nồng độ chất rắn bay hơi ở đầu ra của hệ thống,
X
r
= 0.7*SS
ra
= 0.7 * 60 = 42 mg/l
X
th
: nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn hoạt tính tuần hoàn
23
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
X
th
= 0.7 * 10000 = 7000 mg/l
c. Tính Hệ Số Tuần Hoàn Bùn α
Từ phương trình cân bằng vật chất viết cho bể lắng II, ta có:

X(Q + Q
th
) = X
th
(Q
th
+ Q
x
)
hmngđm
XX
QXXQ
Q
th
xth
th
/5,68/1643
32007000
3,22*70002000*3200
33
==
−
−
=
−
−
=
82,0
2000
1643

===
Q
Q
th
α
Q
th
: lưu lượng bùn tuần hoàn
8. Tính toán bể lắng 2 (Nguồn: Mục 11.5.12 - Xử lý nước thải công nghiệp và đô
thị, tính toán thiết kế công trình - Lâm Minh Triết &8.5.11c – TCVN
7957:2008 –Tiêu chuẩn thiết kế.)
* Nhiệm vụ:
Lắng trong nước ở phần trên, loại bỏ lớp cặn lơ lửng từ bể Aerotank
Nước thải sau khi qua bể aerotank, sẽ tự chảy về bể lắng, lượng cặn được thu
dứơi đáy bể
* Tính toán
Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm của bể lắng II được tính theo công thức:
2
max
53,1
03,0
046,0
m
v
Q
f
tt
s
===
Trong đó : v

tt
= tốc độ dòng chảy trong ống trung tâm, v
tt
= 30mm/s hay
0,03 m/s ( Điều 6.5.9a – Bể lắng đứng – TCVN -51 – 84).
- Diện tích ướt của phần lắng của bể:
24
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Vũ Thị Mai
2
2
0
92
0005,0
046,0
m
v
Q
F
tt
===
Trong đó : v
2
= tốc độ dòng chảy trong bể lắng đứng (sau bể aeroten),
v
2
= 0,5mm/s hay bằng 0,0005m/s (Điều 6.5.6 – TCXD – 51 – 84)
- Diện tích tổng cộng của bể lắng II:
F = F
0

+ f = 92 + 1,53 = 93,53 m
2
Chọn đường kính của bể lắng đứng: D bằng 9m, Diện tích của bể là:
2
22
1
5,63
4
914,3
4
m
D
F
=
×
=
×
=
π
Số lượng bể lắng được tính theo công thức:
Đường kính của ống trung tâm:
Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đợt II:
h
tt
= v × t = 0,0005 × 2 × 3600 = 3,6m
Trong đó t : thời gian lắng của bể lắng đợt II: t = 2h (Điều 6.5.6 – TCXD – 51 –
84), v = 0,0005m/s = 0,5 mm/s.
- Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định:
25
Sinh viên thực hiện : Mã Thị Gái – LDH1KM2

2
5,63
53,93
1
===
F
F
n
m
n
f
d
tt
1
4
=
×
×
=
π