Đồ án môn học: Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà ở An Đông, phường An Đông, thành phố Huế với công suất 600 m3 ngày đêm.

Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Với tốc độ đô thị hóa ngày càng phát triển nhanh và sự gia tăng dân số mạnh trong thời
gian qua đã hình hành nhiều khu dân cư tập trung và khu đô thị mới. Khi một khu dân cư
hay khu đô thị mới ra đời thì ngoài việc xây dựng hệ thống hạ tầng kỹ thuật trong đó hệ
thống thoát nước và xử lý nước là một yêu cầu tiên quyết cần phải được tổ chức và đầu tư
xây dựng một cách đồng bộ và hoàn chỉnh nhằm góp phần vào công tác bảo vệ môi
trường bền vững hơn.
Để đáp ứng một trong những yêu cầu trên, trong dự án quy hoạch chi tiết xây dựng khu
nhà ở An Đông, phường An Đông, thành phố Huế cũng cần thiết phải có một hệ thống xử
lý nước thải hoàn chỉnh nhằm đảm bảo không gây ảnh hưởng đến chất lượng môi trường
sống của người dân tại khu dân cư nói riêng và môi trường sống nói chung.
1.2 MỤC TIÊU THỰC HIỆN
Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở An Đông, phường An Đông, thành
phố Huế với công suất 600m
3
/ ngày đêm đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt các chỉ
tiêu loại A theo QCVN 14 : 2008/BTNMT trước khi xã ra nguồn tiếp nhận nhằm bảo vệ
môi trường và sức khỏe cộng đồng.
1.3 ĐỐI TƯỢNG THỰC HIỆN
Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà ở An Đông, phường An Đông,
thành phố Huế với công suất 600 m
3
/ ngày đêm.
1.4 GIỚI HẠN PHẠM VI THỰC HIỆN
Khu vực thực hiện: Khu nhà ở An Đông, phường An Đông, thành phố Huế.
Thời gian thực hiện:
1.5 NỘI DUNG THỰC HIỆN
Nội dung thực hiện của đồ án tập trung vào các vấn đề sau:
1
- Tổng quan về nước thải sinh hoạt

- Tìm hiểu về điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội tại khu vực nghiên cứu.
- Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
- Đề xuất các phương án xử lý nước thải sinh hoạt
- Lựa chọn phương án xử lý tối ưu
- Tính toán và thiết kế các công trình đơn vị
- Tính toán chi phí xây dựng, chi phí vận hành và chi phí xử lý 1m
3
nước thải
- Kết luận và kiến nghị
- Thực hiện các bản vẽ thiết kế
1.6 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
Các phương pháp thực hiện gồm có:
- Phương pháp tham khảo tài liệu: Tìm hiểu các tài liệu có liên quan, các đề tài hay đồ
án tương tự đã thực hiện trước đó để tham khảo.
- Phương pháp lựa chọn, phân tích và đánh giá số liệu: Chọn lựa các số liệu điển hình,
phù hợp với mục tiêu và nội dung của đồ án.
- Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: Tham khảo ý kiến của Thầy Cô hướng
dẫn.
2
Chương 2
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN KHU NHÀ Ở AN ĐÔNG, PHƯỜNG AN ĐÔNG,
THÀNH PHỐ HUẾ
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG
2.1.1 Vị trí , quy mô và phạm vi ranh giới quy hoạch
Vị trí: Khu nhà ở An Đông được quy hoạch đặt tại phường An Đông, thành phố Huế.
Quy mô:
- Khu đất quy hoạch 1/500 có diện tích khoảng 16 ha.
- Dân số dự kiến trong khu quy hoạch: 4000 người.
Phạm vi ranh giới quy hoạch:
- Phía Bắc giáp khu tái định cư (do Ban Đầu tư Xây dựng thành phố Huế đang triển

khai và khu dân cư hiện hữu).
- Phía Nam giáp khu dân cư hiện hữu và đường Quốc lộ 1A
- Phía Đông giáp đài phát sóng Thuỷ Dương và khu nhà ở tập trung cho học sinh, sinh
viên.
- Phía Tây giáp khu dân cư hiện hữu.
2.1.2 Đặc điểm khí hậu
Khí hậu thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa, mang tính chuyển tiếp từ á xích đạo đến nội chí
tuyến gió mùa, chịu ảnh hưởng khí hậu chuyển tiếp giữa miền Bắc và miền Nam nước ta.
Chế độ nhiệt: Thành phố Huế có mùa khô nóng và mùa mưa ẩm lạnh. Nhiệt độ trung bình
hàng năm vùng đồng bằng khoảng 24°C - 25°C.
- Mùa nóng: từ tháng 5 đến tháng 9, chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam nên khô nóng,
nhiệt độ cao. Nhiệt độ trung bình các tháng nóng là từ 27°C - 29°C, tháng nóng nhất
(tháng 5, 6) nhiệt độ có thể lên đến 38°C- 40°C.
- Mùa lạnh: Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông bắc
nên mưa nhiều, trời lạnh. Nhiệt độ trung bình về mùa lạnh ở vùng đồng bằng là 20°C -
22°C.
3
Chế độ mưa: Lượng mưa trung bình khoảng 2500mm/năm. Mùa mưa bắt đầu từ tháng
9 đến tháng 2 năm sau, tháng 11 có lượng mưa lớn nhất, chiếm tới 30% lượng mưa cả
năm.
Độ ẩm trung bình 85%-86%.
Đặc điểm mưa ở Huế là mưa không đều, lượng mưa tăng dần từ Đông sang Tây, từ
Bắc vào Nam và tập trung vào một số tháng với cường độ mưa lớn do đó dễ gây lũ lụt,
xói lở.
Gió bão: Chịu ảnh hưởng của 2 hướng gió chính:
- Gió mùa Tây Nam: Bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 8, gió khô nóng, bốc hơi mạnh gây
khô hạn kéo dài.
- Gió mùa Đông Bắc: Bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau, gió thường kèm theo
mưa làm cho khí hậu lạnh, ẩm, dễ gây lũ lụt.
- Bão thường xuất hiện từ tháng 8 đến tháng 9 -10.

2.2 QUY MÔ CÔNG SUẤT XỬ LÝ
2.2.1 Chỉ tiêu cấp nước
Chỉ tiêu cấp nước:
- Chỉ tiêu cấp nước: 180 lít/người/ngày.đêm.
- Các nhu cầu nước thường xuyên khác đảm bảo theo quy định.
Nguồn nước: lấy từ đường ống cấp nước của thành phố chạy dọc đường Hùng Vương đi
Phú Bài, đấu nối từ nhà máy nước Vạn Niên.
Mạng lưới: đường ống trong khu vực quy hoạch được thiết kế mạng vòng nhánh cụt, bố
trí theo các trục đường thuận tiện cho các công trình kết nối. Các công trình cao tầng sẽ
được cấp nước thông qua trạm bơm, bể chứa phục vụ riêng để đảm bảo áp lực nước.
2.2.2 Lưu lượng nước thải
Dân số dự báo trong khu nhà ở là 4000 người, chỉ tiêu cấp nước dài hạng 180 lít/ người/
ngày đêm.Vậy lượng nước thải sinh hoạt tính toán lấy 80% lượng nước ấp sinh hoạt đầu
4
vào:
Q
thải
= (4000× 180×80)/ (100×1000) = 576 (m
3
/ngày đêm)
Xây dựng nhà máy xử lý nước thải với công suất 600 (m
3
/ngày đêm)
2.2.3 Thành phần tính chất nước thải
2.2.3.1 Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước xã bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt cộng đồng:
tắm, giặt giũ, vệ sinh cá nhân, tẩy rửa, vv
2.2.3.2 Thành phần của nước thải sinh hoạt
Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt là: Bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS), chất hữu
cơ hòa tan ( BOD

5
/ COD ), các chất dinh dưỡng ( Nitơ, phospho), các vi trùng gây bệnh
( E,coli, coliform)
Chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50-60% tổng các chất bao gồm các
chất hữu cơ thực vật: Cặn bã thực vật, rau quả, giấy,…và các chất hữu cơ động vật: Chất
bài tiết của người và động vật, xác động vật,…Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc
tính hóa học gồm chủ yếu là protein (40-50%), hydrat cacbon (40-50%) gồm tinh bột,
đường, xenlulo và các chất béo (5-10%). Urê cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước
thải sinh hoạt. Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-
450 mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học.
Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40-42% gồm chủ yếu: Cát, đất sét, các axit, bazơ vô
cơ, dầu khoáng,…
Trong nước thải có nhiều dạng vi sinh vật: Virut, vi khuẩn, nấm, rong tảo, trứng giun sán,
…Trong số các dạng vi sinh vật đó có thể có cả vi trùng gây bệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn,
…có khả năng gây thành dịch bệnh. Về thành phần hóa học thì các loại vi sinh vật thuộc
nhóm các chất hữu cơ.
2.2.3.3 Đặc tính nước thải khu nhà ở An Đông
5
Nước thải vào cống chung khu nhà ở An Đông, phường An Đông, thành phố Huế
Bảng 2.1 Tính chất nước thải khu nhà ở An Đông, phường An Đông, thành phố Huế.
Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Tiêu chuẩn xã thải
QCVN 14:2008
pH
COD
BOD
5
SS
Tổng Nitơ
Tổng Phospho
Tổng coliform

_
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MPN/100ml
6.8
400
260
268
47
11
4 × 10
7
5-9
50
30
50
30
6
1000
( Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường khu nhà ở An Đông, phường An đông,
thành phố Huế)
Nhận xét tính chất nước thải khu nhà ở An Đông:
Hàm lượng SS trong nước thải vượt tiêu chuần 5,36 lần
BOD
5
vượt tiêu chuẩn 8,67 lần
Hàm lượng chất dinh dưỡng trong nước thải: Phospho vượt chuẩn 3,67 lần; Nitơ vượt

chuẩn 1,57 lần.
Đặc trưng tỷ lệ BOD/COD nước thải sinh hoạt luôn > 0,5 nên công nghệ xử lý phù hợp là
công nghệ xử lý sinh học.
Do nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt tương đối thấp BOD
5
là 260 mg/l nên
công nghệ xử lý sinh học được lựa chọn là công nghệ hiếu khí.
Ngoài ra, trong nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn có hàm lượng vi sinh cao, nó là
nguồn lây truyền bệnh khi thải ra môi trường. Vì vậy phải có hệ thống khử trùng nước
thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
Nhìn chung mức ô nhiễm ở mức trung bình nên công nghệ xử lý sẽ không quá phức tạp
và nhiều công trinh đơn vị nhằm giảm tối đa chi phí xây dựng.
2.2.4 Nguồn tiếp nhận nước thải và điều kiện xã thải
6
Nước thải sau khi qua trạm xử lý được thải vào khu vực có nguồn nước cấp cho mục đích cấp
nước sinh hoạt.
Điều kiện xã thải yêu cầu nước thải đầu ra phải đạt chuẩn cột A QCVN 14 : 2008/ BTNMT
Bảng 2.2 Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước
thải sinh hoạt
STT Thông số Đơn vị Giá trị nồng độ cho phép
QCVN 14:2008
A B
1 pH _ 5 -9 5-9
2 BOD
5
(20
0
C) mg/l 30 50
3 TSS mg/l 50 100
4 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 500 1000

5 Sunfua mg/l 1.0 4.0
6 Amoni mg/l 5 10
7 NO
3
-
mg/l 30 50
8 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 10 20
9 Tổng các chất hoạt động bề
mặt
mg/l 5 10
10 PO
4
3-
mg/l 6 10
11 Tổng Coliform MPN/100ml 3000 5000
2.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.3.1 Phương pháp cơ học
Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hòa tan và một
phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải.
Song chắn rác: Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có khích thước lớn hay ở dạng
sợi: giấy, rau cỏ, rác, được gọi chung là rác. Song chắn rác được chia làm 2 loại di động
hoặc cố định. Song chắn rác được đặt nghiêng môt góc 60-90
0
theo hướng dòng chảy.
Bể lắng cát: Bể lắng cát dung để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng của nước
như xỉ than, cát,…ra khỏi nước thải.
7
Bể lắng: Bể lắng dung để tách các chất lơ lững có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng
riêng của nước.
Bể vớt dầu mỡ: Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ

( nước thải công nghiệp), nhằm tách tạp chất nhẹ.
Bể lọc: Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thải lơ lững kích thước nhỏ bằng cách cho nước
thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc.
2.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý
Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình
vật lý và hóa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các hợp
chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan
nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường.
Những phương pháp hóa lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: Keo tụ, tuyển nổi,
đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc,…vv.
Phương pháp đông tụ và keo tụ: Quá trình trung hòa điện tích thường được gọi là quá
trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo
tụ.
Tuyển nổi: Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất ( ở dạng rắn
hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong xử lý nước thải,
tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lững và làm đặc bùn sinh học
Hấp thụ: Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp
và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ ( tro, rỉ, mạt cưa,…).
Phương pháp trao đổi ion: Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của
chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau.
Các quá trình tách bằng màng: Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch
qua màng bán thẩm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lọc.
8
Phương pháp điện hóa: Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân
tán trong nước thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hóa dương cực, khử âm cực, đông
tụ điện và điện thẩm tích.
2.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học
Các phương pháp hóa học dung trong xử lý nước hải gồm có: trung hòa, oxy hóa khử.
Phương pháp trung hòa: Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa
đưa pH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước khi vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử

lý tiếp theo.
Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau:
- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm
- Bổ sung các tác nhân hóa học
- Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa
- Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước axit.
Phương pháp oxy hóa khử: Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm
độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải. Thường
sử dụng các chất oxy hóa như: Clo khí và lỏng, nước Javen NaOCl, KMnO
4
, Ca(ClO)
2
,
H
2
O
2
, Ozon,…
Khử trùng nước thải: Để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử
trùng Chlor hóa, Ozon hóa, điện phân, tia cực tím,…
2.3.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Phương pháp xử lý sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân
hủy các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải.
2.3.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên
Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hòa tan trong điều kiện tự nhiên người ta xử lý
nước thải trong ao, hồ ( hồ sinh vật) hay trên đất ( cánh đồng tưới, cánh đồng lọc,…)
9
Hồ sinh vật: Là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo còn gọi là hồ oxy hóa, hồ
ổn định nước thải, là hồ để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
Cánh đồng tưới – cánh đồng lọc: Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể

tiếp nhận và xử lý nước thải.
2.3.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên
Bể lọc sinh học: Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua
vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật.
Bể hiếu khí có bùn hoạt tính – Bể Aerotank: Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt
tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lững trong
nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải.
Quá trình xử lý sinh học kỵ khí – Bể UASB: Quá trình này thường được ứng dụng để
xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao.
2.4 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
Khi lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt cho Khu nhà ở An Đông phải dựa vào
các yếu tố sau:
- Công suất trạm xử lý: Tùy theo lưu lượng nước thải của khu nhà ở sẽ quyết định quy mô
xây dựng trạm xử lý.
- Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt khu nhà ở.
- Chất lượng nước sau khi xử lý: Nước thải đầu ra cả trạm xử lý phải tuân thủ theo quy
chuẩn xử lý nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT.
- Những quy định xã vào cống chung và vào nguồn nước
- Diện tích đất sẵn có của khu nhà ở: Tùy thuộc diên tích đất khu nhà ở dành cho trạm lớn
hay nhỏ mà từ đó lựa chọn đề xuất công nghệ phù hợp nhất.
- Yêu cầu về năng lượng, hóa chất, các thiết bị sẵn có trên thị trường
10
2.5 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.5.1 Phương án 1
11
Nước thải vào
Song chắn rác
Ngăn tiếp nhận
Sân phơi cát
Bể lắng cát thổi khí

Bể điều hòa

Hình 2.1 Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bể SBR
2.5.2 Phương án 2
12
Bể lắng 1
Sục khí nén
Bùn
tuần
hoàn
Bể SBR
Bể lắng ly tâm
Bể trung gian
Bể nén bùn
Châm dung dịch
CaOCl
2
Bể lọc áp lực
Nguồn tiếp nhận
Bể tiếp xúc khử
trùng
Bãi chôn lấp
Máy ép bùn
Nước thải vào
Song chắn rác
Ngăn tiếp nhận
Bể lắng cát thổi khí
Sân phơi cát
Bể điều hòa
Sục khí nén

Hình 2.2 Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bể Aerotank
2.5.3 So sánh các phướng án xử lý nước thải
Bảng 2.3 So sánh tính khả thi của hai phương án xử lý nước thải
Các tiêu chí Phương án 1 Phương án 2
Công suất trạm xử lý Đáp ứng được công suất xử
lý lớn
Đáp ứng được công suất xử
lý lớn
Hiệu quả xử lý Hiệu quả xử lý đạt loại A, Hiệu quả xử lý đạt loại A
nhưng đảm bảo hơn.
Chi phí xây dựng, vận
hành
Chi phí năng lượng thấp hơn
vì tuy cung cấp khí nén cho
cả 3 bể lắng cát, bể điều
hòa,bể SBR nhưng bể SBR
hoạt động có thời gian nghỉ
Chi phí năng lượng cao hơn
do phải cung cấp khí nén cho
3 bể lắng cát, bể điều hòa và
bể Aerotank
13
Bể Aerotank
Bùn
tuần
hoàn
Bể nén bùn
Bể lắng đứng
Châm dung dịch
CaOCl

2
Bãi chôn lấp
Máy ép bùn
Bể trung gian
Bể lọc áp lực
Bể tiếp xúc khử
trùng
Nguồn tiếp nhận
Có nhiều công trình hơn nên
chi phí cao
Diện tích xây dựng Có nhiều công trình đơn vị
hơn, tốn nhiều diện tích xây
dựng
Có ít công trình đơn vị hơn,
nên tốn ít diện tích xây dựng
hơn
Yêu cầu vận hành Vận hành phức tạp, việc tự
động hóa hệ thống hết sức
phức tạp
Vận hành đơn giản có thể tự
động hóa
Dựa trên các chỉ tiêu nhằm đánh giá 2 phương án xử lý nước thải, thì phương án số 2 chi
phí thấp hơn và ít tốn diện tích hơn. Phương án 2 lại vận hành lại đơn giản hơn và không
đòi hỏi cán bộ kỹ thuật có trình độ cao nên khi có sự cố kỹ thuật cũng có thể dễ dàng giải
quyết được. Vì vậy phương án số 2 được lựa chọn làm phương án xử lý nước thải sinh
hoạt cho dự án khu nhà ở An Đông.
2.5.4 Thuyết minh phương án xử lý nước thải
Nước thải từ hệ thống thoát nước được dẫn vào mương dẫn nước thải có chứa song chắn
rác thô. Tại đây, những loại rác có kích thước lớn sẽ được giữ lại ở đây, nước thải sau khi
qua song chắn rác thô sẽ được dẫn vào hẩm tiếp nhận nước thải.

Nước thải trong hầm sẽ được đưa sang bể lắng cát thổi khí, quá trình sục khí cung cấp
năng lượng tách chất hữu cơ khỏi cát giúp nâng cao hiệu quả tách cát và cát được lắng lại
tại bể lắng cát nhằm bảo vệ các công trình phía sau và bào vệ thiết bị tránh bị ăn mòn. Cát
được tháo bỏ định kì và được đem đến sân phơi cát. Sau đó nước thải được đưa sang bể
điều hòa nước thải.
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ. Tại đây nước thải được cấp khí
nén từ máy thổi khí, qua hệ thống đĩa phân phối khí, nhằm khuấy trộn nước thải điều hòa
lưu lượng và tránh hiện tượng phân hủy kỵ khí. Sau khi lưu lại trong bể một thời gian
nước thải được đưa sang bể Aerotank. Tại bể Aerotank nước thải được xử lý bằng quá
trình sinh học lơ lững hiếu khí. Quá trình hiếu khí được duy trì bằng hệ thống phân phối
khí được bố trí trong máy thổi khí.
14
Nước sau khi ra khỏi bể Aerotank được vận chuyển sang bể lắng đứng. Khi hổn hợp nước
thải và bùn hoạt tính đi qua bể lắng thì bùn hoạt tính được lắng xuống đáy bể. Phần bùn
hoạt tính lắng ở đáy một phần được xã định kỳ qua bể nén bùn, một phần được dẫn tuần
hoàn lại bể Aerotank.
Phần nước thu được ở máng thu trên bề mặt sau khi qua bể lắng sẽ được đưa qua bể trung
gian và sau đó được đưa sang bể lọc áp lực nhằm tách hoàn toàn lượng SS ra khỏi nước
thải.
Sau đó nước thải được đưa vào bể chứa để khử trùng. Dung dịch Clo cho vào bể chứa,
nước tiếp tục quá trình tiếp xúc xáo trộn qua các ngăn tại bể chứa. Nước sau xử lý nước
thải đạt tiêu chuẩn cột A QCVN 14:2008. Nước sẽ được xã thải vào nguồn tiếp nhận khi
được sự đồng ý của cơ quan quản lý môi trường.
Một phần bùn hoạt tính hoạt tính trong bể lắng được dẫn đến bể nén bùn và được ép thành
bánh bằng máy ép bùn và được vận chuyển đem đến địa điểm chôn lấp.
15
Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH TRONG CÔNG
NGHỆ
3.1.1 Xác định lưu lượng tính toán

Q
tb
= 600 (m
3
/ngày đêm)
Q
h
tb
= = 25 (m
3
/h)
Q
h
max
= Q
tb
h
× K
h
= 25 × 3,5 = 87,5 (m
3
/h)
K
h
: Hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất, K
h
= 1,5 – 3,5, chọn K
h
= 3,5 (Giáo trình Kỹ thuật
xử lý nước thải_ Lâm Vĩnh Sơn, năm 2010)

=> Q
s
max
= = 0,024 (m
3
/s)
3.1.2 Tính toán song chắn rác
Việc tính toán SCR bao gồm việc tính toán hệ thống mương dẫn nước tháo từ hệ thống
cống thoát nước đến SCR và việc tính toán các thông số của SCR.
Tính mương dẫn:
Diện tích ướt mương dẫn:
F = = = 0,04 (m
2
)
Trong đó:
F: Tiết diện mương dẫn
v: Vận tốc nước thải trong mương, (0,6 – 1 m/s), chọn v = 0,6 (m/s) (Giáo trình KT
XLNT_Lâm Vĩnh Sơn, năm 2010)
Chọn mương dẫn tiết diện hình vuông có B
k
= h
B
k
: Chiều rộng mương
h: Chiều cao lớp nước trong mương
Ta có: F = B
k
× h = h
2
=> h = = = 0,2 (m) => B

k
= 0,2 (m)
16
Độ dốc thủy lực: i= 0,008
Tính song chắn rác:
Chọn h=0,2 (m), B
k
=0,2 (m)
Số khe hở song chắn rác:
n= = × 1,05 = 9,844 (khe) ≈ 10 (khe)
Trong đó:
n: Số khe
Q
s
max
: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, (m
3
/s)
v
s
: Vận tốc nước qua khe song chắn rác, (0,6-1m/s), chọn v
s
=0,8 (m/s)
b: Kích thước khe SCR (16-25mm), chọn b = 16 (mm) = 0,016 (m)
h: Chiều cao lớp nước trong mương, (m)
K
z
: Hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, k
z
= 1,05

(Các thông số chọn trong giáo trình KT XLNT_Lâm Vĩnh Sơn, năm 2010)
Bề rộng thiết kế SCR:
B
s
= s×(n-1) + b×n = 0,008×(10-1) + 0,016×10 = 0,232 (m)
Chọn B
s
= 0,3 (m)
Trong đó:
B
s
: Chiều rộng SCR (m)
s: Bề dày thanh đan hình chữ nhật (mm), s = 8-10 (mm), chọn s=8 (mm) = 0,008 (m)
n: Số khe
b: Bề rộng khe hở giữa các thanh SCR (mm), b=16-25 (mm)
Kiểm tra lại số thanh song chắn và số khe:
Từ công thức: B
s
= s×(n-1) + b×n
 n=12,83 , chọn 13 khe => số thanh song chắn là 12 thanh
s: bề dày thanh SCR, chọn tiết diện song chắn hình chữ nhật có s×l = 8×50 (mm)
17
( Giáo trình KT XLNT_Lâm Vĩnh Sơn, năm 2010)
Chiều dài phần mở rộng trước SCR:
L
1
= = = 0,154 (m), chọn L
1
= 0,2 (m)
Với:

α: là góc nghiêng chỗ mỡ rộng, α=15 - 20
0
, chọn α=20
0
( Giáo trình KT XLNT_lâm Vĩnh
Sơn, năm 2010)
Chiều dài phần thu hẹp sau SCR:
L
2
= 0,5 L
1
= 0,5× 0,2= 0,1 (m)
Chiều dài xây dựng mương đặt SCR:
L= L
1
+ L
2
+ L
s
= 0,2 + 0,1+ 1,5 = 1,8 (m), chọn L=2 (m)
Với:
L
s
: Chiều dài phần mương đặt SCR, L
s
= 1,5m (Giáo trình KT XLNT_ Lâm Vĩnh
Sơn, năm 2010)
Tổn thất áp lực qua SCR:
H
s

= ξ× = 1,25× × 3 = 0,07 (m) chọn H
s
= 0,1 (m)
Trong đó:
g: Gia tốc trọng trường, 9,81(m/s
2
)
v
max
:Vận tốc nước thải trước song chắn ứng với Q
max
, v
max
= 0,6 (m/s)
k: Hệ số tính đến sự tăng tồn thất áp lực do rác bám, k = 2-3, chọn k=3
ξ: Hệ số tổn thất áp lực cục bộ, được xác định theo công thức:
ξ= β×× sin α = 2,42×× sin 60
0
=1,25
Với: α: Góc nghiệng đặt song chắn rác, chọn α= 60
0
β: Hệ số phụ thuộc hình dạng thành đan, β= 2,42
18
Hình 3.1 Hệ số phụ thuộc hình dạng thành đan
Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR:
H= H
max
+ H
s
+ 0,5 = 0,2 + 0,1 + 0,5 = 0,8 (m)

Trong đó:
H
max
= h = 0,2 (m) : Độ đầy mực nước ứng với Q
s
max
H
s
: Tổn thất áp lực qua song chắn.
0,5 : Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất.
Chiều dài thanh SCR:
L
t
= = = 0,92 (m)
Lượng rác lấy ra trong một ngày đêm từ SCR:
W
t
= = = 0,088(m
3
)
Trong đó:
a: Lượng rác tính cho đầu người trong năm, a=8 (l/năm)
N
tt
: Dân số tính toán, N
tt
= 4000 (người)
Trọng lượng rác ngày đêm được tính theo công thức:
P= W
t

×G = 0,088×750 = 66 (kg)
Trong đó:
19
G: Khối lượng riêng của rác, G= 750 (kg/m
3
) (Theo điều 7.2.12 TCXD 7957-2008)
Trọng lượng rác tính theo từng giờ trong ngày:
P
h
= ×K
h
= × 2 = 5,5 (kg/h)
Với K
h
là hệ số không điều hòa giờ của rác, K
h
=2
Hàm lượng chất lơ lững SS (C
tc
) và BOD
5
(L
tc
) của nước thải sau khi qua SCR:
C
tc
giảm 4% sau khi qua SCR:
C = C
SCR
× (100-4)% = = 257,28 (mg/l)

L
tc
giảm 4% sau khi qua SCR:
L= L
SCR
×(100-4)% = = 249,6 (mg/l)
Bảng 3.1 Tóm tắt một số thông số thiết kế mương và SCR
ST
T
Tên thông số Đơn vị Số lượng
1 Chiều dài mương (L) m 2
2 Chiều rộng mương (B
s
) m 0,2
3 Chiều sâu mương (H) m 0,8
4 Số thanh song chắn Thanh 12
5 Số khe (n) Khe 13
6 Kích thước khe (b) mm 16
7 Bề dày thanh (s) mm 8
8 Bề rộng thanh (l) mm 50
9 Chiều dài thanh m 0,92
3.1.3 Ngăn tiếp nhận
Thể tích bể:
V
tt
= Q
h
max
× t = =21,875 (m
3

)
Trong đó:
20
t: Thời gian lưu nước trong bể (15-30 phút), chọn t = 15 (phút)
Thể tích thực của bể tiếp nhận bằng 1,2 thể tích tính toán:
V = 1,2×V
tt
= 1,2×21,875 = 26,25 (m
3
)
Trong đó:
V
tt
: Thể tích tính toán của bể
V: Thể tích thực tế của bể
Chiều sâu xây dựng bể:
H = h
i
+ h
bv
= 3 (m)
Chọn chiều cao mực nước trong bể là h
i
= 2,5 (m)
h
bv
: chiều cao an toàn là 0,5 (m)
Tiết diện bể:
F = = = 8,75 (m
2

)
Chọn tiết diện bể hình vuông cạnh a
F = a
2
=> a = 2,96 ; chọn a =3 (m)
Ống dẫn nước thải sang bể lắng cát thổi khí
Nước thải được bơm sang bể điều hòa nhờ một bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong
ống là 2 (m/s).
Tiết diện ướt của ống:
A = = = 0,012 (m
2
)
Đường kính ống dẫn nước thải ra:
D = = = 0,12 (m) , chọn D=120 (mm)
Chọn máy bơm:
21
Q
max
= 87,5 (m
3
/h) = 0,024 (m
3
/s), cột áp H= 10 (m)
Công suất bơm:
N= = = 2,943 (kW)
Trong đó:
ɳ : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn ɳ=0,8
ρ: Khối lượng riêng của nước 1000 (kg/m
3
)

Chọn bơm có công suất 4HP
Bảng 3.2 Tóm tắc một số các thông số thiết kế ngăn tiếp nhận
STT Tên thông số Đơn vị Số lượng
1 Chiều dài (L) m 3
2 Chiều rộng (B) m 3
3 Chiều cao (H) m 3
4 Đường kính ống dẫn nước thải sang
bể lắng cát
mm 180
3.1.4 Bể lắng cát thổi khí
Bể lắng cát thổi khí có hình chữ nhật dài, dọc theo chiều ngang của tường, cách đáy bể
20-80cm, có bố trí hệ thống có khoan lổ để thổi khí. Bên dưới có rảnh để thu cát.
Hiệu suất của bể lắng cát thổi khí khá cao, do việc thổi khí sẽ tạo được chuyển động vòng
của dòng chảy đồng thời kết hợp được với phương thẳng đứng của trọng lực sẽ làm cho
cát hạt cát có khả năng lắng tốt trong khi các chất lơ lững không lắng ở bể này.
Thành phần chủ yếu 90-95% là cát, sỏi, cặn vô cơ,…nên ít gây ra thối rửa.
Ưu điểm:
- Hiệu quả không phụ thuộc vào lưu lượng;
- Quá trình sục khí cung cấp năng lượng tách chất hữu cơ khỏi cát;
- Hiệu quả tách cát cao;
- Tránh quá trình phân hủy chất hữu cơ khi vận tốc dòng chảy nhỏ.
Việc tính toán BLC thổi khí chủ yếu dựa trên các thông số cơ bản cho trong bảng:
22
Bảng 3.3 Thông số thiết kế BLC ngang thổi khí
STT Thông số thiết kế Khoảng Giá trị điển hình
1 Thời gian lưu nước theo lưu lượng
giờ Max, phút
2-5 4
2 Khích thước:
3 Chiều cao, m 2-5

4 Chiều dài,m 7,5-20
5 Chiều rộng, m 2,4-7,0
6 Tỷ số giữa chiều cao và rộng 1:1 - 1:5 1,5:1
7 Tỷ số giữa chiều dài và rộng 3:1 - 5:1 4:1
8 Lượng không khí cung cấp,
m
3
/ph.m
0,2 0,5
9 Lượng cát lắng trong bể, m
3
/10m
3
nướ thải
0,004 – 0,2 0,15
(Nguồn: Wastewater Engineering Treatment Disposal Reuse, Metcalf and Eddy, page
462)
Thể tích BLC thổi khí:
V = = = 5,83 (m
3
)
Trong đó:
Q
max, h
: Lưu lượng giờ max, Q = 87,5 (m
3
/h)
t: Thời gian lưu nước trong bể, t=4(phút)
Chiều rộng BLC thổi khí:
b= 1,5×H = 1,5×1= 1,5 (m)

Trong đó:
H: chiều cao công tác BLC thổi khí, H=1 (m)
Chiều dài BLC thổi khí:
L = = = 3,89 (m), chọn L= 4(m)
Với n là số đơn nguyên, n=1
Kiểm tra lại thể tích BLC thổi khí:
V= L×B×H = 4×1,5×1=6 (m
3
)
Thời gian lưu nước:
23
t = = = 4 (phút)
Lưu lượng không khí cần cung cấp:
Q
kk
= L× I = 4×0,5 = 2 (m
3
/phút.m)
Trong đó:
I: Cường độ không khí cung cấp trên một m chiều dài bể, I=0,5 (m
3
/phút)
Lượng cát sinh ra mỗi ngày:
W
c
= = = 0,09 (m
3
/ngày đêm)
Trong đó:
Q

tb, ngđ
: Lưu lượng nước thải trung bình ngày, Q
tb,ngđ
= 600 (m
3
/ngày đêm)
q
0
: Lượng cát trong 1000 (m
3
) nước thải, q
0
=0,15 (m
3
cát/ 1000m
3
nước)
Chiều cao lớp cát trong BLC thổi khí:
h
c
= = = 0,03 (m)
Trong đó:
t: là chu kỳ xả cát, t=2 (ngày)
Chiều cao xây dựng BLC:
H
xd
= H + h
c
+ h
bv

= 1 + 0,03 + 0,5 = 1,53 (m)
Trong đó:
H: Chiều cao công tác BLC thổi khí, H=1 (m)
h
c
: Chiều cao lớp cát trong BLC thổi khí, h
c
=0,03 (m)
h
bv
: Chiều cao vùng bảo vệ trong BLC thồi khí, h
bv
=0,5 (m)
Chọn vận tốc khí đi trong ống phân phối V
ống

= 15 (m/s)
Ta có đường ống phân phối được tính như sau:
D= = = 0,059 (m)
Chọn ống có đường kính: Ø =60 (mm)
Dọc theo chiều dài bố trí 2 ông nhánh, vận tốc khí trong mỗi ông nhánh v
1
= 15 (m/s)
24
Các ống phân phối khí đặt cách đáy bể 0.5m. (Quy phạm 0,45 ÷ 0,6 m)
Đường kính mỗi ống nhánh là:
d
ống
= = = 0,042 (m)
Chọn đường kính ốn nhánh: Ø= 42 (mm)

Khí được phân phối qua hệ thống đục lỗ là 5 (mm).
Chọn vận tốc khí qua lỗ v
khí
= 16 (m/s)
Ống nhánh đặt cách đáy bể 80 (cm)
Lưu lượng khí qua lỗ:
q
lỗ
k
= v
k
×S
lỗ
= 16× = 16× = 3,14×10
-4
(m
3
/s) = 1,13 (m
3
/h)
Tổng số lỗ phân phối khí cần thiết:
n= = =132 (lỗ)
Số lỗ trên mỗi nhánh:
n’= = = 66 (lỗ)
ống nhánh có chiều dài 3 (m), mỗi tâm lỗ cách nhau 45 (mm)
Kiễm tra lại vận tốc khí ra khỏi lỗ:
q
k
= = = 1,13 (m
3

/h)
v
k
= = = 57579 (m/h) =16(m/s)
Vận tốc vẫn đảm bảo theo lựa chọn ban đầu.
Tổng lưu lượng khí cần cung cấp là:
Q
khí
= q
lỗ
k
×n = 3,14×10
-4
×132 =0,042 (m
3
/s)
Xây một vách ngăn thu nước ở cuối bể, cách đáy bể 0.5m, chiều dày vách ngăn là 0,1m.
Chiều rộng vách ngăn 0,5m. vách ngăn thấp hơn mực nước 0,2m.
Áp lực cần thiết của máy thổi khí là:
H
m
= h
c
+ h
d
+ h
f
+H= 0,4 + 0,5 + 1 = 1,9(mH
2
O) = 0,19 (at)

Trong đó:
25