thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 5000 dân

1

MỤC LỤC
Chương I 3

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3

1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt 3

2. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt 3
3. Tác hại đến môi trường 3
4. Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải 4
Chương II 5
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ XỬ
LÝ CẶN 5
1. Xử lý cơ học 5
2. Khử trùng nước thải 5
3. Xử lý cặn nước thải 6
Chương III 7
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THUYẾT MINH 7
1. Quy trìng công nghệ 8
2. Thuyết minh 8
Chương IV 10
TÍNH TOÁN CỤ THỂ CÁC CÔNG TRÌNH 10
1. Song chắn rác 10
2. Hầm bơm tiếp nhận 11
3. Bể lắng cát thổi khí 12
4. Sân phơi cát 14
5. Mương oxy hoá 14
6. Bể lắng II 19
7. Sân phơi bùn 21

8. Tính toán các thiết bò phụ 21
Chương V 23
TÍNH TOÁN KINH TẾ Ï 23
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
2

1. Chi phí đầu tư ban đầu 23
2. Chi phí quản lý và vận hành 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO 25
















TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
3

Chương I.

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt

Nước thái sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt
của cộng đồng: tắm, giặt giũ,tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,… Chúng thường được th ra từ
các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác.
Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn
cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một
khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm
cấp nước hiện có. Các trung tâm đô thò thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với
các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu
người cũng có sự khác biệt giữa thành thò và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở các trung
tâm đô thò thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng
ngoại thành vànông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được
tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm.
2. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt

Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
• Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ
sinh
• Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các
chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bò phân huỷ sinh học, ngoài ra còn có cả
các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ
chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như protein(40-50%);hydrat cacbon(40-
50%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-
450mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bò phân huỷ sinh

học. những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt
không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng.
3. Tác hại đến môi trường

Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước
thải gây ra.
• COD, BOD: sự khoáng hoá, ổn đònh chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây
thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi
trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành.
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
4

Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H
2
S, NH
3
,
CH
4
, làm cho nước có mùi hôi thúi và làm giảm pH của môi trường.
• SS: lắng đọng ở nguồn tếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
• Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời
sống của thuỷ sinh vật nước.
• Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy,
ngộ độc thức ăn, vàng da,…
• Ammonia, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong
nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá ( sự phát triển bùng phát của
các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt

thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao
do quá trình hô hấp của tảo thải ra ).
• Màu: mất mỹ quan.
• Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
4. Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải

Nguồn nước mặt là sông hồ, kênh rạch, suối, biển, … nơi tiếp nhận nước thải từ khu dân
cư, đô thò , khu công nghiệp hay các xí nghiệp công nghiệp. Một số nguồn nước trong
số đó là nguồn nước ngọt q giá, sống còn của đất nước, nếu để bò ô nhiễm do nước
thải thì chúng ta phải trả giá rấ t đắt và hậu quả không lường hết. Vì vậy, nguồn nước
phải được bảo vệ khỏi sự ô nhiễm do nước thải.
nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu là do tất cả các dạng nước thải chưa xử lý xả vào
nguồn nước làm thay đổi các tính chất hoá lý và sinh học của nguồn nước. Sự có mặt
của các chất độc hại xả vào nguồn nước sẽ làm phá vỡ cân bằng sinh học tự nhiên của
nguồn nước và kìm hãm quá trình tự làm sạch của nguồn nước. Khả năng tự làm sạch
của nguồn nước phụ thuộc vào các điều kiện xáo trộn và pha loãng của nước thải với
nguồn. Sự có mặt của các vi sinh vật, trong đó có các vi khuẩn gây bệnh, đe doạ tính
an toàn vệ sinh nguồn nướ.
Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước là:
• Hạn chế số lượng nước thải xả vào nguồn nước.
• Giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải theo qui đòng bằng cách áp dụng
công nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước. Ngoài ra, việc nghiên
cứu áp dụng công nghệ sử dụng lại nước thải trong chu trình kín có ý ngiã đặc
biệt quan trọng.

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
5


Chương II.

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ XỬ LÝ CẶN.

1. Xử lý cơ học

Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hoà tan chứa trong nước thải và được
thực hiện ở các công trình xử lý: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc các loại.
Song chắn rác, lưới chắn rác làm nhiệm vụ giữ lại các chất bẩn kích thước lớn có
nguồn gốc hữu cơ.
Bể lắng cát được thiết kế trong công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ các tạp chất vô
cơ, chủ yếu là cát chứa trong nước thải.
Bể lắng làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất lắng và các tạp chất nổi chứa trong nước
thải. Khi cần xử lý ở mức độ cao(xử lý bổ sung) có thể sử dụng các bể lọc, lọc cát,
Về nguyên tắc, xử lý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi xử lý tiếp theo.
1. Xử lý sinh học
Cơ sở của phương pháp xử lý sinh học nước thải là dựa vào khả năng oxy hoá các liên
kết hữu cơ dạng hoà tan và không hoà tan của vi sinh vật – chúng sử dụng các liên kết
đó như là nguồn thức ăn của chúng.
Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm có:
• Hồ sinh vật
• Hệ thống xử lý bằng thực vật nước(lục bình, lau, sậy, rong- tảo, )
• Cánh đồng tưới
• Cánh đồng lọc

• Đất ngập nước
Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo gồm có:
• Bể lọc sinh học các loại
• Quá trình bùn hoạt tính
• Lọc sinh học tiếp xúc dạng trống quay(RBC)
• Hồ sinh học thổi khí
• Mương oxy hoá,….
2. Khử trùng nước thải

Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùngcủa công nghệ xử lý nước thải mhằm loại bỏ
vi trùng và virus gây bệnh trước khi xả vào nguồn nước.
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
6

Để khử trùng nước thải có thể sử dụng clo và các hợp chất chứa clo, có thể tiến hành
khử trùng bằng ozôn, tia hồng ngoại, ion bạc, nhưng cần phải cân nhắc kỹ về mặt
kinh tế.

3. Xử lý cặn nước thải

Nhiệm vụ của xử lý cặn ( cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải) là:
• Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn
• n đònh cặn
• Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau
Rác( gồm các tạp chất không hoà tan kích thước lớn: cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau, )
được giữ lại ở song chắn rác có thể được chở đến bãi rác( nếu lượng rác không lớn) hay
nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý.
Cát từ các bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào
mục đích khác.

Cặn tươi từ bể lắng cát đợt một được dẫn đến bể mêtan để xử lý
Một phần bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt 2 được dẫn trở lại aeroten
để tiếp tục tham gia quá trình xử lý (gọi là bùn hoạt tính tuần hoàn) , phần còn lại ( gọi
là bùn hoạt tính dư) được dẫn đến bể nén bùn để làm giảm độ ẩm và thể tích, sau đó
được dẫn vào bể mêtan để tiếp tục xử lý.
Đối với các trạm xử lý nước thải xử dụng bể biophin với sinh vật dính bám, thì bùn
lắng được gọi là màng vi sinh và được dẫn đến bể mêtan.
Cặn ra khỏi bể mêtan có độ ẩm 96-97%. Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể
ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: sân phơi bùn, hồ chứa bùn,
hoặc trong điều kiện nhân tạo: thết bò lọc chân không, thết bò lọc ép, thiết bò li
tâmcặn,… Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55-75%.
Để tiếp tục xử lý cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng thiết bò khác
nhau: thiết bò sấy dạng ống, dạng khí nén, dạng băng tải,…Sau khi sấy độ ẩm còn 25-
30% và cặn o83 dạng hạt dễ dàng vận chuyển.
Đối với các trạm xử lý công suất nh, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nén
và sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát.











TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
7

Chương III.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THUYẾT
MINH

Các lưu lượng tính toán
tb
d
Q =
3
/
1000
*
m
l
Nq
tc
=
3
/
1000
5000
*
.

/
250
m
l
ng
d
ng
l
= dm /1250
3

max
d
Q =
tb
dd
QK *
max
= dm /1250*3,1
3
= dm /1625
3

min
d
Q =
tb
dd
QK *
min

= dm /1250*8,0
3
= dm /1000
3

max
h
Q =
hm
dh
dm
dh
Q
K
d
h
/42,135
/
24
/1625
*2
/
24
*
3
3
max
max
==
min

h
Q =
hm
dh
dm
dh
Q
K
d
h
/83,20
/
24
/1000
*5,0
/
24
*
3
3
min
min
==

max
s
Q =
sl
hs
mlhm

hs
Q
h
/62,37
/
3600
/1000*/42,135
/
3600
33
max
==
min
s
Q =
sl
hs
mlhm
hs
Q
h
/79,5
/
3600
/1000*/83,20
/
3600
33
min
==

Các thông số nước thải đầu vào
•
5
BOD
= 200 mg/l
•
SS
= 120 mg/l
•
COD
= 300mg/l
• pH = 7
• Nhiệt độ 30
0
C
• Tổng ni tơ 70 mg/l
 Hữu cơ 25mg/l
 Amonia tự do 45mg/l
• Tổng photpho 12 mg/l
 Hữu cơ 4mg/l
 Vô cơ 8mg/l
• Coliform N
0
/100 10
7
MPN/100ml
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
8

Yêu cầu nước thải đầu ra
• BOD
5

≤
30mg/l
• SS
≤
50mg/l
• pH = 5- 9
• Nitrat(NO
3
-
)
l
mg
/
30
≤

• Phosphat(PO
4
-
)
l
mg
/
6
≤

• Tổng Coliforms
ml
MNP
100
/
1000
≤


1. Quy trìng công nghệ


Quy trình xử lý nước thải khu dân cư 5000 dân

2. Thuyết minh

• Nước thải từ khu dân cư trước khi đi vào bể lắng cát thổi khí được cho
qua song chắn rác và dồn về hầm bơm tiếp nhận. Khi qua song chắn rác,
các thành phần như nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy, lá cây, rễ cây, giẻ
rách, bò giữ lại và được thu gom bằng thủ công cho vào thùng chứa rác.
• Bể lắng cát có nhiệm vụ tạo thời gian lưu và thu giữ các hạt cát sỏi có
kích thước lớn hơn 0,2mm. Hệ thống có 2 đơn nguyên hoạt động luân
phiên nhau. Từ đây, nước thải được đưa thẳng qua mương oxy hoá mà
không cần qua bể lắng I.
• Tại mương oxy hoá, dưới quá trình phân huỷ của các vi sinh vật , phần
lớn các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học đều bò khoáng hoátrong
vùng hiếu khí. Tại vùng thiếu khí của mương oxy hoá, xảy ra quá trình
khử các nguyên tố ni tơ, phốt pho để đảm bảo hàm lượng không vượt
NƯỚC
THẢI

1

2

3

3
’

5
’

5

4

NƯỚC
SAU XỬ
LÝ
1
’

1: SONG CHẮ
N RÁC THÔ 3
’
: SÂN PHƠI CÁT

1
’
:THÙNG CHỨA RÁC 4: MƯƠNG OXY HOÁ

2: HẦM BƠM 5:BỂ LẮNG LY TÂM
3:BỂ LẮNG CÁT THỔI KHÍ 5
’:
SÂN

PHƠI BÙN

TUẦN HOÀN BÙN

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
9

mức tiêu chuẩn khi thải ra môi trường bên ngoài. Mương oxy hoá hoạt
động theo nguyên tắc của bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng kết hợp với
bể lắng đợt 2 , đặt ngay phía sau mương.
• Bể lắng đợt 2 được xây dựng theo mô hình bể lắng ly tâm có thời gian
lưu nước từ 1,5-3 giờ. Dưới tác dụng của trọng lực và lực ly tâm các hạt
bông bùn hoạt tính sa lắng xuống đáy. Một phần bùn hoạt tính được tuần
hoàn trở lại mương oxy hoá, phần bùn dư được đưa ra sân phơi bùn.
Bùn được tách nước và đưa đi làm phân bón cây.
• Nước thải sau khi qua hệ thống có các chỉ tiêu thoã mãn với yêu cầu xả
thải và được xả vào nguồn nước mặt của đòa phương.

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
10

Chương IV.

TÍNH TOÁN CỤ THỂ CÁC CÔNG TRÌNH

1. Song chắn rác

Nhiệm vụ:
Khử cặn rắn thô(rác) như : nhành cây, gỗ, nhựa, giấy, lá cây, rễ cây, giẻ rách,…
Bảo vệ bơm, van, đường ống , cánh khuấy,













Tính toán thiết kế
Các thông số tính toán cho song chắn rác

Chọn kích thước mương B*H = 0,4m*0,4m
Chiều cao lớp nước trong mương

h
=
UB
Q

s
*
max
=
smm
lmsl
/4,0*4,0
1000/1*/62,37
3
=
m
24
,
0



Thông số Làm sạch
thủ công
Kích thước song chắn
Rộng ,mm 5-15
Dày ,mm 25-38
Ke hở giữa các thanh,mm 25-50
Độ dốc theo phương đứng, độ 30-45
Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn ,m/s 0,3-0,6
Tổn thất áp lực cho phép ,mm
≤
150
w
b

d
b : khe hơ
û giữa các thanh chắn

d: bề dày
thanh chắn
w: bề rộng
thanh chắn

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
11



Chọn kích thước thanh w* d = 10mm*30mm và b = 30mm
Tính số song chắn rác (n)  Số khe hở n+1
B = n*w + (n+1)b
400 = 10*n + 30(n+1)
400 = 40n + 30  n= 10 thanh
Điều chỉnh khoảng cách giữa các thanh
400 = 10*10 + (10+1)*b b= 27,27 mm
Tổn thất áp lực qua song chắn
Tổng tiết diện các khe song chắn
A = (B – w*n)*h
A = (0,4 – 0,01*10)*0,24 = 0,072m
2

Vận tốc dòng chảy qua song chắn

V
=
A
Q
s
max
=
sm
m
lmsl
/52,0
072,0
1000/1*/62,37
2
3
=
Tổn thất áp lực qua song chắn
l
h
=
(
)
g
UV
Ø
2*7,0
*1
22
−
=

(
)
(
)
[
]
mm 15,0008,0
81,9*2*7,0
4,052,0*1
2
2
<=
−


2. Hầm bơm tiếp nhận

Nhiệm vụ:
Tạo độ sâu nước cần thiết cho bơm hoạt động.
Tính toán thiết kế
Thể tích hầm bơm tiếp nhận
V
b
= Q
h
max
*t = 135,42m
3
/h*15ph*1h/60ph = 33,86m
3

(t=10-30ph)
Chọn chiều sâu hữu ích h = 3m. Chiều cao an toàn h
f
= 1m. Chiều sâu tổng cộng
H = 3m + 1m = 4 m
Chọn hầm bơm hình tròn , đường kính

D
=
h
V
b
*
*4
Π
=
m
m
4
3*
86,33*4
3
=
Π

Kích thước hầm bơm tiếp nhận D*H = 4m*4m
Chọn bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có
Q
b
= Q

h
max
= 135m
3
/h, cột áp H= 8m

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
12



3. Bể lắng cát thổi khí

Nhiệm vụ
Loại bỏ cát sỏi có kích thước hạt lớn hơn 0,2mm.
Giảm cặn lắng trong ống, mương oxy hoá.
Tính toán thiết kế
Các thông số cơ bản thiết kế bể lắng cát thổi khí

Chọn hai bể lắng cát. Thời gian lưu nước chọn t= 3phút
• Thể tích một bể

3
3
max
4,3
2
1000/1*/62,37*/60*3
* m

lmslphútsphút
QtV
s
===
Chọn chiều cao nước trong bể : H = 1m
Chiều rộng của bể : B = 1,2*1=1,2m
Chiều dài bể :
m
BH
V
L 3
1*2,1
4
,
3
===

STT Thông số thiết kế Khoảng giá
trò
Giá trò
đặc trưng
1 Thời gian lưu nước tính theo lưu lượng giờ lớn
nhất, (phút)
2-5 3
2 Kích thước:
Chiều cao(m)
Chiều dài(m)
Chiều rộng(m)

2,0-5,0

7,5-2,0
2,4-7,0


3 Tỉ số giữa chiều rộng và chiều cao 1 :1-5 :1 1,5 :1
4 Tỉ số giữa chiều dài và chiều rộng 3 :1-5 :1 4 :1
5 Lượng không khí cung cấp (m
3
/phút.mdài) 0,2-0,5
6 Lượng cát lắng trong bể, m
3
/10
3
m
3
nước thải 0,004-0,2 0,15
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
13

• Lượng không khí cần cấp cho 1 bể
phútmLxIQ
kk
/2,14,03
3
=×==
Trong đó: I = Cường độ không khí cung cấp trên mét dài bể, I = 0,4 m
3
/ phút.mét
dài.

• Lưu lượng không khí tổng cộng cần cung cấp cho bể lắng cát tính theo công
thức:
phútmnQQ
kk
tc
kk
/4,222,1
3
=×=×=
Trong đó : Q
kk
= lưu lượng không khí cung cấp cho một đơn nguyên,
Q
kk
= 1,2m
3
/phút;
n = Số đơn nguyên cong tác, n = 2
• Lượng cát trung bình sinh ra mỗi ngày:
dm
qQ
W
o
tb
d
c
/1875,0
1000
15,01250
1000

3
=
×
=
×
=
Trong đó: Q
d
tb
=

Lưu lượng nước thải trung bình ngày, Q
d
tb
=1250m
3
/d
q
0
= lượng cát trong 1000 m
3
nước thải, q
0
= 0,15 m
3
cát / 1000 m
3

• Chiều cao lớp cát trong một ngày đêm :
m

nBL
t
W
h
c
c
026,0
22,13
1
1875
,
0
=
××
×
=
××
×
=
Trong đó: W
c
= Lượng cát sinh ra trung bình trong một ngày đêm, W
c
= 0,1875
m
3
/d
t = chu kỳ xả cát , t=1d
• Chiều cao xây dựng của bể lắng cát thổi khí được tính theo công thức:
m

h
h
H
H
bvcxd
426
,
1
4
,
0
026
,
0
1
=++=++=
Trong đó: H
xd
= Chiều cao công tác của bể lắng cát thổi khí, H = 1m
h
c
= Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát thổi khí, h
c
= 0,026m
h
bv
= Chiều cao vúng bảo vệ của bể lắng cát thổi khí, h
bv

= 0,4m

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
14

4. Sân phơi cát
Nhiệm vụ:
Cát lấy ra khỏi bể lắng cát còn chứa nhiều nước nên cần phơi khô trước khi sử dụng
vào những mục đích khác nhau.
Tính toán thiết kế
• Diện tích hữu ích của sân phơi cát:
2
3
9
/4*/1000
/
365
*
5000
*
.
/
02
,
0
1000
365

m
ymml
y
d
d
ng
l
h
P
N
F
ll
==
××
=
Trong đó: N
ll
= dân số tính theo chất lơ lửng, N
ll
= 5000 dân
P = lượng cát giữ lại trong bể lắng cho một người trong một ngày đêm, P lấy
theo điều 6.3.5-TCXD-51-84, P = 0,02l/d.
H = chiều cao lớp bùn cát trong năm, h = 4 m/năm( khi lấy cát đã phơi khô
theo chu kỳ).
• Chọn sân phơi cát hình vuông, cạnh :

mFL 39 ===
5. Mương oxy hoá

Nhiệm vụ

Khửù BOD, nitơ, photpho.
Tính toán thiết kế
Các thông số thiết kế
• Tỷ số
M
F
(kgBOD
5
/kg bùn hoạt tính .ngày) 0,04-0,1
• Nồng độ bùn hoạt tính X(mg/l) 2000-5000
• Hệ số tuần hoàn bùn:
Q
Q
T
=
1-2
• Thời gian lưu nước trong mương:
Q
V
(giờ) 24-36
• Thời gian lưu bùn (ngày) 15-50
• Tốc độ nitrat hoá
N
(mgTKN/mg bùn ngày) 0,2-0,8
• Tốc độ khử nitrat
DN
(mgNO
3
-
/

mg bùn ngày ở 20
0
C) 0,1-0,4
• Vận tốc của hỗn hợp chảy tuần hoàn trong mương v
s
m
/
3
,
0
25
,
0
−
≥

Thể tích mương oxy hoá là tổng thể tích của vùng hiếu khí để khử BOD
5
và oxy hoá
NH
4
+
thành NO
3
-
,

V
1

; Và thể tích của vùng thiếu khí để khử NO
3
-
thành khí N
2
,V
2
.
Thể tích vùng hiếu khí
• Để khử BOD
5


( )
3
3
0
max
1
53,1326
/3500*07,0
/200*/1625
m
lmg
lmgdm
X
M
F
SQ
V

d
===
F/M: tỉ số thức ăn trên sinh khối, F/M=0,07
S
0
: BOD
5
đầu vào, S
0
= 200mg/l
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
15

X: nồng độ bùn hoạt tính, X = 3500mg/l
• Để khử NH
4
+


(
)
3
3
max
44
2
330
/5,325*/05,1
/1625*/)5,070(*1

m
lmgd
dmlmg
X
QNHNHm
V
NN
dravào
=
−
=
−
=
++

m: tỉ lệ khử NH
4
+
thành NO
3
-
, m=1
N
: tốc độ oxy hoá NH
4
+
thành NO
3
-
lmgNH

vao
/70
4
=
+

NH
4ra
+
= 0,5mg/l(trong nước thải đầu ra)

:
N
X
nồng độ bùn hoạt tính đối với vi khuẩn oxy hoá NH
4
+
, mg/l
Với
N
X
:
=
N
f
093,0
)5,070(16,0)20200(6,0
)
5
,

0
70
(
16
,
0
)(16,0)(6,0
)
(
16
,
0
35
3
=
−+−
−
=
+ bòkhửNHbòkhửBOD
bòkhử
NH


l
mg
l
mg
X
f
X

NN
/
5
.
325
/
3500
*
093
,
0
*
===
Và
N
:
Hằng số bán bão hoà đối với nitơ
lmgK
T
N
/36,21010
158,130*051,0158,1051,0
===
−−

Tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn ni trát hoá

Tốc độ sử dụng NH
4
+
của vi khuẩn ni trat hoá

6
16,0
96
,
0
===
N
N
Y
k /d
Y
N
: hệ số sản lượng , Y
N
= 0,16

d
NK
N
k
N
N
/05,1

5,036,2
5
,
0
*6 =
+
=
+
=
Chọn dung tích vùng làm thoáng V
1
để xây dựng mương oxy hoá vì khi khử hết BOD
5

theo yêu cầu thì toàn bộ NH
4
+
sẽ được oxy hoá thành NO
3
-
.
Các hệ số động học của quá trình nitrat hoá trong môi trường bùn hoạt tính lơ lửng ở
nhiệt độ 20
0
C
( )
( )
[ ]
( )
( )

de
pHe
DOK
DO
NK
N
T
ON
NN
/96,072,7*833,01**
23,1
2
*
7036,2
70
*45,0
2,70833,01
1530*098,0
)15(098,0
max
2
=−−






+







+
=
−−








+








+
=
−
−
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO

MOITRUONGXANH.INFO
16



Thông số môi
trường
Mô tả sự ảnh hưởng
Nồng độ NH
4
+
và
NO
2
-

Nồng độ NH
4
+
và NO
2
-
ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng riêng
max của vi khuẩn nitrit hoá và vi khuẩn nitrat hoá. Tốc độ tăng
trưởng của vi khuẩn nitrat hoá lớn rất nhiều so với vi khuẩn nitrit
hoá. Và tốc độ tăng trưởng chung của quá trình là :
N
=
NK
N

N
N
+
max
, N:tổng hàm lượng ni tơ có trong nước
Lấy Cởngày
N
01
max
1545,0
−
=

Tỷ số BOD
5
/TKN Số phần trăm của các hợp chất hữu cơ bò nitrat hoá trong quá trình
khử BOD chòu ảnh hưởng của tỷ số BOD
5
/TKN.

TKN: tổng các
hợp chất chứa ni
tơ tính theo N
Biểu thò bằng :
=
N
f
)(16,0)(6,0
)
(

16
,
0
35
3
bòkhửNHbòkhửBOD
bòkhử
NH
+

Nồng độ oxy hoà
tan DO
N
=
DOK
DO
O
N
+
2
max
,
l
mg
K
O
/
3
,
1

2
=
Nhiệt độ T
0
C Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nitrat hoá
N
=
)15(098,0
max
*
−T
N
e
158,1051,0
10
−
=
T
N
K
pH Giá trò pH để có tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn nitrat hoá
chấp nhận được là từ 7,2 đến 9 đối với công trình xử lý phối hợp
khử BOD và nitrat hoá, và từ 7,5 -8,6 đối với công trình xử lý tách
biệt
N
=
)]
2
,
7

(
833
,
0
1
[
max
pH
N
−−


TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
17

nh hưỏng của các thông số môi trường trong quá trình vận hành đến hoạt động của vi
khuẩn nitrat hoá trong bùn lơ lửn g






Phương trình miêu tả sự ảnh hưởng của tất cả các thông số :




• Thể tích vùng thiếu khí

(
)
3
3
max
3
3
85
/3500*/27,0
/1625*/)2070(*1
m
lmgd
dmlmg
X
QNOn
V
DN
d
=
−
==
−

n: tỉ lệ khử NO
3
-
thành khí N
2
, n =1

(NO
3
-
): nồng độ NO
3
-
cần khử,
(
)
−−−
−=
ravào
NONONO
333


:
DN
tốc độ khử NO
3
-
thành N
2
,

(
)
(
)
(

)
dDO
T
CN
TN
/27,025,01*09,1*1,0)1(*09,1*
203020
20
0
2
2
=−=−=
−−


CN
0
2
20
: tốc độ khử nitrát ở 20
0
C ,
d
CN
/
1
,
0
0
2

20
=

DO: hàm lượng oxy hoà tan trong vùng thiếu khí, DO = 0,25mg/l
X : nồng độ bùn hoạt tính , X = 3500mg/l
• Tổng dung tích mương oxy hoá

333
31
14118553,1326 mmmVVV =+=+=

Một số kích thước cơ bản của mương oxy hoá
Kích thước của
máy khuấy
Công
suất
(m
3
/d)
Nồng độ
nhiễm
bẩn của
nước
thải(mg/l)

Tổng
chiều dài
của
MOT(m)

Diện tích
mặt cắt
của
mương(m
2
)

Chiều
dài(m)

Đường
kính(mm)

Số vòng
quay/phút

Số
lượng
máy
khuấy
100 150
250
34
56
2,5
2,5

2,5

900

60

1
Hệ số Đơn vò đo Khoảng dao động Giá trò đặc trưng
maxN

Ngày
-1
0,4-2 0,9
N
K

NH
4
+
mg/l 0.2-3 0,5
N
Y

mg bùn hoạt tính /mgNH
4
+

0,1-0,3 0,16
dN
K

Ngày
-1

0,03-0,06 0,04
( )
( )
[ ]
pHe
DOK
DO
NK
N
T
ON
NN
−−








+









+
=
−
2,70833,01
)15(098,0
max
2
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
18

400 88 2,5
200 150
250
400
68
110
178
2,5
2,5
2,5

2,5

900

60

1
400 150

250
400
71
130
210
4,25
4,25
4,25

2,5

900

60
1
1
2
700 150
250
400
138
230
366
4,25
4,25
4,25

2,5

900

80
1
2
4
1400 150
250
400
275
450
735
4,25
4,25
4,25

2,5

900

80
1
2
4


Từ bảng trên , ta chọn máy khuấy kiểu rulô trục ngang, kích thước của máy khuấy
2,5m, đường kính 900mm, số vòng quay 80, số lượng máy khuấy 4. Tại một vò trí đặt
máy khuấy, hai máy khuấy được ghép lại với nhau, tạo thành máy khuấy có chiều dài
5m.

Mặt cắt mương có dạng hình chữ nhật, chiều cao của mương(H
M
) là 1,2m
Độ sâu mực nước trong mương (H
N
) là 1m
B: chiều rộng của mương (B) là5m
Thể tích mương

(
)
(
)
NNN
HRRHrRLHBV ***
2
1
**
2
3
***4
2
2
2
3
22
1
−+−+=

( ) ( )

[
]
( ) ( )
[
]
1*3,53,10**
2
1
1*1,01,5**
2
3
*1*5*41411
2222
−+−+= L

m
L
58
=


TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
19


6. Bể lắng II
Nhiệm vụ:
Bể lắng đợt II làm nhiệm vụ lắng hỗn hợp nước – bùn từ mương oxy hoá dẫn đến.
Tính toán thiết kế

Bể lắng II được xây dựng theo kiểu bể lắng ly tâm
• Diện tích mặt thoáng của bể lắng đợt II trên mặt bằng ứng với lưu lượng ngày
trung bình :

2
1
1
142
22
12505,11250
5,1
m
L
QQ
F
tb
d
tb
d
=
×+
=
+
=

Trong đó : Q
d
tb
= lưu lượng trung bình ngày đêm, Q
d

tb
= 1250m
3
/d
L
1
= Tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng trung bình, lấy theo các thông
số thiết kế bể lắng đợt II, L
1
= 22m
3
/m
2
.d
• Diện tích mặt thoáng của bể lắng đợt II trên mặt bằng ứng với lưu lượng ngày
lớn nhất:

2
2
maxmax
2
92
44
16255,11625
m
L
QQ
F
dd
=

×+
=
+
=

Trong đó: Q
d
max
= lưu lượng lớn nhất trong ngày, Q
d
max
= 1625 m
3
/d
L
2
= Tải trọng bề mặt ứng với lưu lượng lớn nhất , L
2
=44 m
3
/m
2
.d



TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
20

• Diện tích mặt thoáng của bể lắng đợt II trên mặt bằng ứng với tải trọng chất
rắn lớn nhất :
(
)
2
3
3
3max
3
121
8,9
10350042,1355,142,135
10)(
m
L
XQQ
F
th
hh
=
×××+
=
××+
=
−
−

Trong đó:Q

h
max
= Lưu lượng lớn nhất trong giờ, Q
h
max
= 135,42 m
3
/h
Q
h
th
= Lưu lượng bùn tuần hoàn lớn nhất trong giờ, Q
h
th
= 1,5 Q
h
max
X = Nồng độ VSS trong nước thải vào bể lắng, X= 3500mg/l
Các thông số thiết kế bể lắng đợt II
Tải trọng bề
mặt(m
3
/m
2
.d)
Tải trọng chất
rắn(kg/m
2
.h)
Loại công trình xử lý sinh

học
Trung bình Lớn nhất Trung bình Lớn nhất

Chiều cao
công
tác(m)
Bùn hoạt tính khuếch tán
bằng không khí
16,3-32,6 40,7-48,8 3,9-5,9 9,8 3,7-6,1
Bùn hoạt tính khuếch tán
bằng oxy nguyên chất
16,3-32,6 40,7-48,8 4,9-6,8 9,8 3,7-6,1
Bể lọc sinh học 16,3-24,4 24,4-48,8 2,9-4,9 7,8 3,0-4,6
Bể sinh học tiếp xúc
quay(RBC)
16,3-32,6 24,4-48,8 3,9-5,9 9,8 3,0-4,6

Diện tích mặt thoáng thiết kế của bể lắng đợt II trên mặt bằng sẽ là giá trò lớn nhất
trong số 3 giá trò của F
1,
F
2
và F
3
ở trên. Như vậy, diện tích mặt tboáng thiết kế chính
là F=F
1
= 142m
2
.

• Đường kính của bể lắng ly tâm đợt II tính theo công thức :
m
n
F
D 13
114,3
14244
=
×
×
=
×Π
=
• Chiều cao xây dựng:
mhhhHH
bvbthxd
33,05,02,02 =+++=+++=
• Kiểm tra tải trọng máng tràn theo công thức:
dmmdmm
Dn
Q
L
d
m
./500./78,39
11314,3
1625
33
max
<=

××
=
Π
=
• Thể tích của bể lắng ly tâm đợt II tính theo công thức:
3
2842142 mHFW =×=×=
Trong đó: F = Diện tích mặt thoáng tổng cộng của bể lắng đợt II, F = 142m
2

H = Chiều cao công tác của bể lắng đợt II, H = 2m

• Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể theo công thức:
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
21

h
QQ
W
t
tb
d
tb
d
18,2
24
1250
5,1
24

1250
284
24
5,1
24
=
+
=
+
=
Trong đó: W = Thể tích của bể lắng ly tâm
Q
d
tb
= lưu lượng nước thải trung bình ngày

7. Sân phơi bùn


Nhiệm vụ:
Giảm thể tích và khối lượng của cặn để sử dụng làm phân bón.

Tính toán thiết kế
Khối lượng bùn cặn thu được từ bể lắng đợi 2, theo trọng lượng cặn khô:
kggkgmgmgdmSSSQG
tb
d
5,187/10*]/)20200(*3,0/120*8,0[*/125010)3,08,0.(
33333
=−+=+=

−−
trong đó: Q
d
tb
– lưu lượng ngày lớn nhất, Q
d
tb
=1250m
3
/d
SS - hàm lượng cặn lơ lửng, SS = 120mg/l
S- lượng BOD
5
được khử, S = (BOD
5,vào
– BOD
5,ra
) mg/l.
Thể tích hỗn hợp cặn:

dm
mt
kg
t
d
kg
P
W
V
k

/35,14
013,0*/005,1
1000
/
1
*
/
5
,
187
.
3
3
===

Trong đó: W
k
- trọng lượng cặn khô, W
k
= 187,5kg/d.
- tỷ trọng hỗn hợp cặn, lấy = 1,005t/m
3

P – nồng độ phần trăm của cặn khô trong hỗn hợp theo tỉ lệ thập phân,
lấy P = 0,013.
Diện tích sân phơi bùn

2
23
3

3492
./5,1
/365*/35,14
m
ymm
yddm
K
V
S
b
===

K- tải trọng bề mặt của sân phơi bùn,lấy K = 1,5m
3
/m
2
.y
Sân phơi bùn được chia làm hai đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có diện tích là
3492/2 = 1746m
2
và chọn hình dạng thiết kế ø hình vuông , có cạnh:

mL 421746 ==

8. Tính toán các thiết bò phụ

• Bơm bùn
Lưu lượng bùn tuần hoàn, chọn
5
,

1
=

hmhm
dh
dm
Q
Q
tb
d
T
/80/125,78
/
24
/1250
*5,1
24
*
33
3
≈===

Trạm có hai bơm tuần hoàn bùn thay phiên nhau hoạt động, thông số mỗi bơm:
Lưu lượng 80m
3
/h, cột áp 10m.
• ng dẫn nước giữa các công trình
Vận tốc dòng chảy của nước thải trong ống 0,7m/s, ta chọn loại ống nhựa PVC
với đường kính:
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO

MOITRUONGXANH.INFO
22

mmm
smhsdh
dm
V
Q
d
TB
d
200179,0
/7,0**/3600*/24
/1520*4
**3600*24
4
3
≈===

• Máy thổi khí
Trạm có 2 máy thổi khí thay phiên nhau hoạt động, lưu lượng mỗi máy là
144m
3
/h, cột áp 4m.

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
23

Chương V.

TÍNH TOÁN KINH TẾ Ï


1. Chi phí đầu tư ban đầu

• Phần xây dựng.

STT
Công trình
đơn vò
Thể tích
(m
3
)
Số lượng Đơn giá
(đồng )
Thành tiền
(đồng )
1 Hầm bơm 33,86 1 1.000.000 33.860.000
2 Bể lắng cát
thổi khí
3,4*2 2 1.000.000 6.800.000
3 Mương oxy
hoá
1411 1 1.000.000 1.411.000.000

4 Bể lắng II 142 1 1.000.000 142.000.000
Tổng cộng : 1.593.480.000đ

• Phần thiết bò

Tổng :142.000.000
STT Hạng mục- quy cách

Đặc tính kỹ

thuật
Số
lượng
Đơn
giá(đồng)
Thánh
tiền(đồng)
1


2

3


4


5
Bơm nước thải từ
hầm bơm sang bể
lắng cát thổi khí
Máy khuấy kiểu
rulô trục ngang
Bơm bùn từ bể lắng
tuần hoàn trở lại
mương oxy hoá
Máy thổi khí cung
cấp khí cho bể lắng
cát thổi khí

ng dẫn nước thải
52m
3
/h;6m;5hp


10hp

80m
3
/h;10m;7hp



144m
3
/h,4m;2hp



200
∅
nhựaPVC

2


4

2

2


100m
20.000.000


10.000.000

25.000.000


5.000.000


20.000
40.000.000


40.000.000

50.000.000


10.000.000


2.000.000

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
24




2. Chi phí quản lý và vận hành
• Chi phí nhân công
Công nhân: 1 người *800.000đồng/tháng*12tháng =9.600.000đồng
Cán bộ: 1người*1.000.000đồng/tháng*12tháng= 12.000.000đồng
Tổng cộng:21.600.000đồng
• Chi phí điện năng
Bơm
Bơm nước thải: 5hp*0,7457kwh/hp*24h/d*1000đ/kwh=90.000đ/d
Bơm bùn tuần hoàn : 7hp*0,7457kwh/hp*24h/d*1000đ/kwh=125.000đ/d
Hai máy khuấy :2*10hp/h*0,7457kwh/hp*24h/d*1000đ/kwh=358.000đ
Máy thổi khí : 2hp*0,7457kwh/hp*24h/d*1000đ/kwh = 36.000đ/d
Tổng : 609.000đ/d

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
25










TÀI LIỆU THAM KHẢO




• Xử lý nước thải - PGS,TS.HOÀNG VĂN HUỆ

• Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – TS. TRỊNH XUÂN LAI
• Tài liệu hướng dẫn học tập – TS.NGUYỄN PHƯỚC DÂN
• Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thò và công nghiệp – LÂM
MINH TRIẾT, NGUYỄN THANH HÙNG, NGUYỄN PHƯỚC DÂN.

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO