thiết kế hệ thống xử lí nước thải bệnh viện chợ rẫy -thành phố hồ chí minh công suất 2000 m3

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
MỤC LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 1
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Phần 1: TỔNG QUAN
1. Nguồn gốc phát sinh chất thải bệnh viện
Thông thường chất thải bệnh viện gồm 3 loại: chất thải rắn, nước thải và khí
thải với mức độ độc hại khác nhau. Nguy hiểm nhất là các bệnh phẩm gồm các tế bào,
các mô bị cắt bỏ trong quá trình phẫu thuật, tiểu phẫu, các găng tay, bông gạc có dính
máu mũ, nước lau rửa từ các phòng thiết bị, phòng mổ, khoa lây, khí thoát ra từ các
kho hóa chất… Sau đó là các chất thải từ các dụng cụ y tế nhu kim tiêm, ống thuốc, túi
oxy… Cuối cùng là nước thải và nước thải sinh hoạt.
Nước thải bệnh viện là một dạng nước thải sinh hoạt và chỉ chiếm một phần
nhỏ trong tổng số lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư.
Nước thải bệnh viện phát sinh từ nhiều khâu và quá trình khác nhau:
Nước thải sinh hoạt của bác sĩ, y tá, công nhân viên bệnh viện, của bệnh nhân
và của bệnh nhân.
Nước thải vệ sinh lau chùi các phòng làm việc và phòng bệnh.
Nước thải từ quá trình nấu ăn, rửa chén bát, dụng cụ. Nước thải từ giặt quần áo,
chăn mền, drap trải giường, khăn lau…
Nước thải từ khâu pha chế thuốc.
Tùy theo từng khâu và quá trình cụ thể, nước thải sẽ có tính chất và mức độ ô nhiễm
khác nhau.
2. Các chất gây ô nhiễm thường có trong nước thải bệnh viện
2.1. Các chất hữu cơ
Các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (hay các chất tiêu thụ oxy) là
Cacbonhydrat, protein, chất béo… Đây là các chất gây ô nhiễm nặng nhất từ các khu
dân cư, khu công nghiệp chế biến thực phẩm. Tác hại cơ bản của các chất này là làm
giảm oxy hòa tan trong nước dẫn đến suy thoái tài nguyên thủy sản, giảm chất lượng

nước cho sinh hoạt.
Các chất khó phân hủy sinh học như Hydratcacbon vòng thơm, các polyme…
Các chất này có độc tính cao đối với con người và sinh vật, hơn nữa chúng lại có khả
năng tồn tại lâu dài trong môi trường và cơ thể sinh vật.
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 2
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.2. Các chất vô cơ
Nước thải bệnh viện nói riêng hay nước thải từ khu dân cư nói chung luôn có
một hàm lượng khá lớn các ion Cl
-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
, Na
+
.
2.3. Các chất rắn lơ lửng
Sự hiện diện của các chất rắn lơ lửng trong nước thải bệnh viện làm cho nước bị
đục, bẩn, làm tăng độ lắng đọng gây mùi khó chịu.
2.4. Các chất dinh dưỡng
Sự dư thừa các chất dinh dưỡng Nitơ, Photpho trong nước thải bệnh viện nếu
không được xử lý thỏa đáng sẽ làm tăng sinh trưởng các loại rong tảo trong nước làm
nước bị đục, giảm lượng oxy hòa tan do thối rửa gây nên phú dưỡng hóa nguồn nước
mặt.
2.5. Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh
Trong nước thải bệnh viện chứa một lượng lớn các loại vi trùng vi khuẩn gây

bệnh nhu Salmonella, virut đường tiêu hóa, bại liệt, các loại kí sinh trùng, amip, nấm,
Ecoli…Ngoài ra còn có các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ, dịch, đờm, phân
của người bệnh
2.6. Các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế phẩm điều trị
Theo kết quả phân tích của các cơ quan chức năng, 80% nước thải từ bệnh viện
là nước thải bình thường (tương tự nước thải sinh hoạt) chỉ có 20% là những chất thải
nguy hại bao gồm chất thải nhiễm khuẩn từ các bệnh nhân, các sản phẩm của máu, các
mẫu chẩn đoán bị hủy, hóa chất phát sinh từ trong quá trình giải phẫu, lọc máu, hút
máu, bảo quản các mẫu xét nghiệm, khử khuẩn. Với 20% chất thải nguy hại này cũng
đủ để các vi trùng gây bệnh lây lan ra môi trường xung quanh. Đặc biệt, nếu các loại
thuốc điều trị bệnh ung thư hoặc các sản phẩm chuyển hóa của chúng… không được
xử lý đúng mà đã xả thải ra bên ngoài sẽ có khả năng gây quái thai, ung thư cho những
người tiếp xúc với chúng.
3. Đặc điểm phân biệt nước thải bệnh viện và nước thải sinh hoạt
Thông qua nhiều phân tích và đánh giá, người ta rút ra những kết luận về đặc
điểm khác biệt của nước thải bệnh viện với nước thải sinh hoạt như sau:
Lượng chất bẩn gây ô nhiễm trên một giường bệnh lớn hơn 2-3 lần lượng chất
bẩn gây ô nhiễm tính trên một đầu người. Ở cùng một tiêu chuẩn sử dụng nước thì
nước thải bệnh viện có nồng độ cao hơn nhiều.
Sự hình thành nước thải bệnh viện trong một ngày và ở những ngày riêng biệt
của tuần là không đều (hệ số không điều hòa K=3). Thành phần của nước thải bệnh
viện dao động trong ngày do chế độ làm việc của bệnh viện không đều.
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 3
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Trong nước thải bệnh viện, ngoài những chất bẩn thông thường như trong nước
thải sinh hoạt, còn chứa những chất bẩn hữu cơ và khoáng đặc biệt (thuốc men, chất
tẩy rửa, đồng vị phóng xạ…) còn có một lượng lớn vi khuẩn gây bệnh có khả năng lây
lan cao, gây nhiều bệnh truyền nhiễm nguy hiểm.
Vấn đề đặt ra là làm sao để kiểm soát các tác nhân nguy hiểm trong nước thải

bệnh viện. Để xử lý triệt để mầm mống vi trùng gây bệnh có mặt trong nước thải bệnh
viện thì nước thải sau khi qua song chắn rác phải được khử trùng rồi mới đi xử lý tại
các công trình tiếp theo. Tuy nhiên, việc làm này là hết sức khó khăn thậm chí là chưa
thể thực hiện được, vì nếu khử trùng bằng hóa chất thì đòi hỏi lượng hóa chất phải vừa
đủ, không được phép dư, nếu không sẽ ảnh hưởng đến công trình phía sau, nếu khử
trùng bằng tia UV thì không đòi hỏi hóa chất, nhưng chi phí cho việc khử trùng rất tốn
kém. Nên hầu như người ta đã bỏ qua bước khử trùng lúc đầu mà chỉ sau khi xử lý
xong mới khử trùng.
4. Tổng quan về một số công trình xử lý nước thải bệnh viện
4.1. Song chắn rác
Song chắn rác được đặt trước hố thu gom nước thải nhằm chắn giữ các cặn bẩn
có kích thước lớn hay ở dạng sợi như cỏ, rác, cành cây,…được gọi chung là rác. Các
tạp chất này nếu không được loại bỏ sẽ gây tắc nghẽn đường ống, hư hỏng bơm, làm
ảnh hưởng đến các công trình sau. Rác tại song chắn rác được vớt ra ngoài bằng
phương pháp thủ công. Sau đó công ty vệ sinh môi trường sẽ đến thu gom.
4.2. Hầm tiếp nhận
Nước thải sau khi qua song chắn rác được tập trung tại hầm tiếp nhận, nhằm
đảm bảo lưu lượng cho bơm hoạt động, giảm diện tích đào sâu không hữu ích cho bể
điều hòa.
4.3. Bể điều hòa
Bể điều hòa có chức năng điều chỉnh lưu lượng nước thải ổn định trước khi đưa
đến các công trình xử lý phía sau. Bể điều hòa được lắp đặt hệ thống phân phối khí
nhằm giảm bớt một phần nồng độ các chất ô nhiễm, đồng thời tránh hiện tượng phân
hủy yếm khí gây mùi hôi. Sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải sẽ gây ảnh
hưởng xấu đến hiệu quả xử lý các công trình phía sau. Đặc biệt là các công trình xử lý
sinh học, chế độ làm việc của hệ thống sẽ không ổn định nếu lưu lượng và chất lượng
nước thường xuyên thay đổi. Hơn nữa, hàm lượng chất bẩn trong nước thải lúc tăng,
lúc giảm sẽ làm giảm hiệu suất xử lý của hệ thống. Đối với các công trình xử lý hóa
học khi lưu lượng và nồng độ nước thải thay đổi thì phải tăng hoặc giảm nồng độ, liều
lượng hóa chất châm vào. Điều này rất khó thực hiện khi điều kiện tự động hóa chưa

cho phép.
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 4
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4.4. Bể lắng đứng
Bể lắng đứng được thiết kế để loại bỏ bằng trọng lực các hạt cặn có trong nước
theo dòng chảy liên tục vào bể và ra bể. Tại bể lắng một phần SS đã được loại bỏ
nhằm giảm tải lượng cho các công trình xử lý tiếp theo.
4.5. Bể aerotank
Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, gió được cấp liên tục vào để bể
trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cung cấp oxy cho vi
sinh vật oxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải. Sau đó nước được dẫn qua bể lắng
đợt 2 để lắng bông bùn, và từ đây tuần hoàn một phần bùn trở lại bể bể sinh hoc nhằm
duy trì nồng độ bùn cần thiết trong bể sinh học.
Ưu điểm:
− Sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải.
− Hiệu suất cao: 85-95%, khoảng 98% cặn lơ lửng được loại bỏ.
− Không sinh mùi.
Nhược điểm:
− Nhu cầu dinh dưỡng cao.
− Bùn sinh ra nhiều, phải tuần hoàn bùn.
− Phải có bể lắng đợt 2
− Đòi hỏi trình độ vận hành cao.
4.6. Bể hoạt động gián đoạn (SBR)
SBR là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn.
Quá trình xẩy ra trong SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, có
điểm khác là tất cả các quá trình xẩy ra trong cùng một bể lần lượt theo từng bước: (1)
làm đầy; (2) phản ứng; (3) lắng; (4) xả cạn; (5) ngưng. Bản chất của quá trình là xử lý
sinh học từng mẻ.
Hệ thống SBR bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng và tạo các điều kiện cần

thiết như môi trường thiếu khí, kị khí, hiếu khí để cho vi sinh vật tăng sinh khối, hấp
thụ và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải.
Chất hữu cơ (C, N, P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinh khối vi sinh vật.
Khi lớp sinh khối này lắng kết xuống sẽ còn lại nước trong đã tách chất ô nhiễm, chu
kì xử lý lại tiếp thục cho một mẻ xử lý mới.
Đặc trưng của SBR
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 5
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
− Cho phép thiết kế hệ đơn giản với các bước xử lý cơ bản theo quy trình từng
mẻ.
− Khoảng thời gian cho mỗi chu kì có thể điều chỉnh được và là một quy trình có
thể điều chỉnh tự động bằng PLC.
− Hiệu quả xử lý có độ tin cậy cao và độ linh hoạt.
Ưu điểm
− Không cần bể lắng và bể lọc đợt 2 nên tiết kiệm được diện tích và chi phí xây
dựng.
− Tải lượng xử lý BOD/COD của SBR cao hơn bể Aerotank.
− Xử lý được nước thải có hàm lượng nito cao.
− Quy trình xử lý đơn giản.
− Quy trình ổn định, vì sinh khối được thích nghi với khoảng DO lớn và sự tập
trung chất nền, những cú sốc về tải trọng BOD ít hoặc không tác động đến quy trình.
− Hiệu quả xử lý cao.
− Hệ thống SBR linh động có thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiều
thành phần và tải trọng.
− Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng các thiết bị (ít thiết bị) mà không cần phải tháo cạn
bể.
Nhược điểm
− Nếu nước thải có hàm lượng COD đầu vào cao thì không đảm bảo chất lượng
nước đầu ra theo tiêu chuẩn.

− Hệ thống hoạt động theo mẻ nên cần phải có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời
với nhau.
− Công suất xử lý thấp (do hoạt động theo mẻ)
4.7. Bể trung gian
Chứa nước thải đã được xử lý sau bể SBR. Đảm bảo lưu lượng xử lý cho bể
khử trùng.
4.8. Bể khử trùng
Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa rất nhiều vi
khuẩn. Nếu xả nước thải ra nguồn nước thì khả năng truyền bệnh sẽ rất lớn, do đó phải
có biện pháp khử trùng nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 6
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 7
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Phần 2: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
1. Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện
Thông số Đơn vị NTBV TCVN 7382-2004
Mức 1 Mức 2
pH - 7 6,5-8,5 6,5-8,5
SS mg/l 150 50 100
COD mg/l 500 - -
BOD
5
(20
0
C) mg/l 300 20 30
Tổng Nito mg/l 38 30 30
Tổng Photpho mg/l 3,5 4 6

Tổng coliform MPN/100ml 8,5×10
6
1000 5000
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 8
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2. Sơ đồ công nghệ:
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 9
NTBV
Song Chắn Rác
Bể Điều Hòa
Bể SBR
Máy Thổi Khí
Bể Nén Bùn
Máy Ép Bùn
Xử lý bùn
Nước ép bùn
Hầm Tiếp Nhận
Máy thổi khí
Bể Trung Gian
Thải ra cống
Đạt tiêu chuẩn 7382 – 2004 mức I
Bể Khử TrùngChlorine
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng, nước chảy
theo mương dẫn vào hầm tiếp nhận có đặt song chắn rác, ở đây nước thải sẽ được loại
bỏ các chất hữu cơ hoặc những chất có kích thước lớn như bao ni lông, ống chích,
bông băng, vải vụn, …nhằm tránh gây tắc nghẽn các công trình phía sau. Sau đó nước

thải được bơm vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá
tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và giảm kích
thước các công trình đơn vị tiếp sau. Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí
nhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắng trong bể đồng thời cung cấp O
2
để giảm một phần BOD. Nước thải tiếp tục được đưa qua bể SBR. Tại bể SBR nước
được xử lý triệt để nhờ quy trình gián đoạn: làm đầy, phản ứng, lắng, xả cạn, ngưng.
Sau đó, nước được dẫn qua bể trung gian để giữ nước lại đảm bảo lưu lượng và sự ổn
định cho bể khử trùng. Sau đó, nước được dẫn qua bể khử trùng để loại các vi sinh vật
gây bệnh trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Bùn thải của quá trình dùng bể nén bùn
và máy ép bùn để ép nước sau đó đem đi xử lý.
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 10
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
PHẦN III: TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Lưu lượng nước thải 2000m
3
/ ngày đêm
Lưu lượng trung bình giờ:
3
,
2000
83,33( / )
24
tb h
Q m h= =
Lưu lượng trung bình giây:
3
,
2000

0,02315( / ) 23,15( / )
24 3600
tb s
Q m s l s= = =
×
Hệ số không điều hòa chung
Q
tb,s
(l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 80
0
1250
K
ch
3,0 2,5 2,0 1,8 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15
(Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, trang 99_TS.Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh
Hùng, Nguyễn Phước Dân)
Với lưu lượng trung bình giây là 23,15(l/s) chọn K
ch
= 2,2
Lưu lượng lớn nhất giờ:
3
ax, ,
83,33 2,2 183,33( / )
m h tb h ch
Q Q K m h= × = × =
Lưu lượng lớn nhất giây:
ax,
3
ax,
183,33

0,051( / )
3600 3600
m h
m s
Q
Q m s= = =
1. Tính toán song chắn rác
Thiết kế SCR làm sạch bằng thủ công, chế tạo từ thép không gỉ. Ta có các thông số
thiết kế song chắn rác như sau:
Thông số SCR với biện pháp lấy rác thủ công
− Kích thước SCR
Chiều rộng (mm)
Chiều sâu (mm)
5,08 ÷ 15,24
25,4 ÷ 38,1
− Khoảng cách giữa hai song chắn
(mm)
25,4 ÷ 50,8
− Độ dốc đặt thanh song chắn so với
phương thẳng đứng, (độ)
30 ÷ 45
− Vận tốc dòng chảy trong mương
dẫn phía trước SCR (m/s)
0,3048 ÷ 0,60906
− Tổn thất áp lực cho phép (mm)
152,4
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 11
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
(Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, trang 118 - TS.Lâm Minh Triết_Nguyễn

Thanh Hùng_Nguyễn Phước Dân)
Kích thước mương dẫn trước SCR:
Mương dẫn nước thải hình chữ nhật, có độ dốc i = 0,0008 (Xử lý nước thải đô
thị và công nghiệp, trang111 - TS.Lâm Minh Triết_Nguyễn Thanh Hùng_Nguyễn
Phước Dân)
Chọn tốc độ dòng chảy trong mương: V
m
= 0,6 (m/s)
Góc nghiêng của SCR α = 60
0
(Công nghệ xử lý nước thải, trang 240 - Nguyễn Đức Lượng_ Nguyễn Thị Thùy
Dung)
Chọn kích thước mương: B
m
× H
m
= 0,3m × 0,5m
Chiều cao lớp nước trong mương:
ax,
0,051
0,283
0,6 0,3
m s
m
Q
h m
V B
= = =
× ×
Kích thước SCR

Chọn kích thước của song chắn rác: rộng×dày = b × h = 8 mm × 25mm
Chọn khoảng cách giữa 2 thanh chắn: w = 25mm
Số khe hở của song chắn:
ax,
0
w
m s
Q
n K
V h
= ×
× ×
Trong đó:
K
0
: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K
0
= 1,05
V: vận tốc nước chảy qua song chắn: V = 0,8 m/s
w: khoảng cách giữa 2 thanh chắn: w = 25 mm
h: chiều cao lớp nước trong mương, h = 0,283 m
ax,
0
0,051 1,05
9,5
w 0,8 0,025 0,283
m s
Q
n K
V h

×
= × = =
× × × ×
Chọn n = 10 khe hở, 9 thanh
Tính bề rộng của SCR:
0,008 ( 1) 0,025 9 0,008 (9 1) 322 (mm)
sc
B n n= × + + × = × + + =
Chọn bề rộng SCR, B
sc
= 350 mm
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 12
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Như vậy khoảng hở giữa hai thanh w = 27,8mm
Vận tốc nước chảy qua song chắn rác:
max, 0
0,051 1,05
0,68 (m/s)
10 0,0278 0,283
s
Q K
V
n w h
×
×
= = =
× × × ×
Thử lại vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác
max,

0,051
0,515 (m/s) > 0,4 (m/s)
0,35 0,283
s
kt
scr
Q
V
B h
= = =
× ×
Kích thước mương đặt SCR:
Chiều sâu xây dựng mương chứa SCR
m s bv
H h h h= + +
Trong đó:
Độ đầy của nước thải trong mương dẫn, h = 0,283(m)
h
s
: tổn thất áp lực của SCR, h
s
= 0,014(m)
h
bv
: chiều cao bảo vệ phía trên mặt nước của song chắn, h
bv
= 0,3(m)
0,283 0,014 0,3 0,597( )
m s bv
H h h h m= + + = + + =

Chọn H
m
= 0,6 (m)
Do SCR nằm nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc 60
0
nên chiều cao của
song chắn rác là:
0
0,6
0,69 ( )
sin 60
3
2
m
scr
H
h m= = =
Chọn h
scr
= 0,7(m)
Chiều dài SCR
0
0,6
0,346( )
60
3
m
scr
H
L m

tg
= = =
Chọn L
scr
= 0,35(m)
Chiều dài phần mở rộng trước SCR
1
2
sc m
B B
L
tg
α
−
=
Trong đó:
B
sc
: chiều rộng của SCR, B
sc
= 400 (mm)
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 13
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
B
m
: chiều rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi SCR, B
m
= 300mm
α: góc mở rộng của buồng đặt SCR, chọn α = 20

0
1
0
350 300
69 ( )
2
2 20
sc m
B B
L mm
tg
tg
α
− −
= = =
Chiều dài phần thu hẹp sau SCR
1
2
69
34,5 ( )
2 2
L
L mm= = =
Chiều dài xây dựng của phần mương lắp đặt SCR
1 2
69 34,5 350 800 1253,5( ) 1,2535( )
scr s
L L L L L mm m= + + + = + + + = =
Chọn L = 1,3 (m)
Trong đó: L

s
là khoảng cách giữa phần thu hẹp và phần mở rộng phía trước và sau
SCR, chọn L
s
= 800 (mm)
Tổn thất áp lực qua SCR:
2 2
1
0,7 2
sc m
s
V V
h
g
−
= ×
Trong đó:
V
sc:
vận tốc nước qua song chắn rác
V
m
: vận tốc nước trong mương: v
m
= 0,515 (m/s)
g: gia tốc trọng trường, g = 9,81(m/s
2
)
2 2 2 2
1 1 0,68 0,515

0,014( ) 14( ) 150( )
0,7 2 0,7 2 9,81
sc m
s
V V
h m mm mm
g
− −
= × = × = = <
×
thỏa điều kiện.
Giả sử hàm lượng SS trong nước thải sau khi ra khỏi SCR giảm 4%
Hàm lượng cặn lơ lửng(SS) còn lại:
150 (1 0,04) 144( / )SS mg l= × − =
Bảng các thông số thiết kế SCR
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
1 Tốc độ dòng chảy trong mương m/s 0,515
2 Bề rộng thanh mm 8
2 Bề dày thanh mm 25
3 Bề rộng khe mm 27,8
4 Số khe hở Khe 10
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 14
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
5 Chiều rộng song chắn m 350
6 Góc nghiêng đặt song chắn so với
phương ngang
Độ 60
7 Tổn thất áp lực sau SCR mm 14
2. Tính toán hầm tiếp nhận

Thể tích hầm bơm tiếp nhận
3 3
ax,
1
83,33 / 30 41,665( )
60
b m h
h
V Q t m h phut m
phut
= × = × × =
Chọn V
b
= 42 m
3
Trong đó:
t: thời gian lưu nước, t = 10 ÷ 30(phút), chọn t = 30 (phút). (trang 412 xử lý
NTDT&CN TS.Lâm Minh Triết). Chọn thời gian lưu nước như vậy để đề phòng trường
hợp lưu lượng ít dẫn đến cháy bơm hoặc thời gian lưu ít hơn 30 phút để tránh hiện
tượng yếm khí gây ra mùi hôi ở nước thải.
Chọn chiều sâu hữu ích h = 3 m
Chiều cao bảo vệ h
bv
= 0,3m
Chiều cao của bể:
3 0,3 3,3( )
bv
H h h m= + = + =
Diện tích bể:
2

42
14 ( )
3
b
V
S m
h
= = =
Chọn kích thước bể: L × W = 4 × 3,5 = 14 (m
2
)
3. Tính toán bể điều hòa
Tính toán kích thước bể
Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hòa t = 10 h
Thể tích bể điều hòa
3 3
,
83,33 10 833,33( ) 834( )
tb h
V Q t m m= × = × = ≈
Chọn kích thước bể: a × a = 13 × 13 = 169 (m
2
)
Chiều cao làm việc của bể là
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 15
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
834
4,93
169

V
H m
F
= = =
Xây dựng bể bằng bê tông cốt thép, bề dày thành 300 mm, chọn chiều cao bảo bệ h
bv
=
0,57 m.
Vậy thể tích xây dựng của bể điều hòa
V L = 13,3 13,3 5,5
xd xd xd
W H= × × × ×
Thể tích làm việc của mỗi bể:
2 3
lv
V 13 4,93 833,2 (m )= × =
Tính toán lượng khí cần thiết để xáo trộn nước thải
Khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí, lượng khí cần thiết cho khuấy trộn.
3
0,012 833,2 10( / ) 10000( / )
k lv
Q R V m phut l phut= × = × = =
Trong đó:
R: tốc độ nén khí, lấy theo bảng sau, chọn R = 12 (l/m
3
.phut) = 0,012(m
3
/m
3
.phut)

Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị
Khuấy trộn cơ khí 4 ÷ 8 w/m
3
thể tích bể
Tốc độ khí nén 10 ÷ 15 l/m
3
.phút (m
3
thể tích bể)
(Nguồn: bảng 9-7 trang 418 XLNT đô thị và công nghiệp_TS.Lâm Minh Triết_Nguyễn
Thanh Hùng_Nguyễn Phước Dân)
Thiết bị khuếch tán khí được chọn theo bảng 9-8 trang 419 Xử lý nước thải đô thị và
công nghiệp_TS. Lâm Minh Triết_Nguyễn Thanh Hùng_Nguyễn Phước Dân.
Chọn ống khuếch tán khí plastic xốp cứng bố trí theo dạng lưới có lưu lượng khí 100
lit/phút, (68 ÷ 113 lit/phút.cái)
Số ống khuếch tán khí:
10000( / )
100( ái)
100( / )
k
Q l phut
n c
r l phut
= = =
Giả sử hiệu quả khử BOD, COD ở bể điều hòa khoảng 10%
Hàm lượng BOD còn lại:
300 (1 0,1) 270( / )BOD mg l= × − =
Hàm lượng COD còn lại:
500 (1 0,1) 450( / )COD mg l= × − =
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN

THÂN THỊ TỨ 16
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4. Tính toán bể SBR
Ta có các thông số đầu vào bể SBR như sau:
Đại lượng Giá trị Đơn vị
BOD
COD
TSS
TKN
270
450
144
38
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Các thông số lựa chọn Giá trị Đơn vị
Số lượng bể
SVI
Nhiệt độ nước
2
100
25
0
C
-
Các chỉ số động học cho bùn hoạt tính ở 20
0
Chỉ

số
Tên gọi Đơn vị Giá trị
Giá trị tiêu
biểu
μ
m
K
s
Y
K
d
f
d
Tốc độ sinh trưởng riêng cực đại
Hằng số bán vận tốc
Hiệu suất tăng trưởng tế bào
Hệ số phân hủy nội bào
Tỉ lệ vụn tế bào
gVSS/gVSS.d
gbCOD/m
3
gVSS/g
bCOD
g VSS/gVSS.d
-
0,3-13,2
5,0-40,0
0,30-0,50
0,06-0,20
0,08-0,20

6,0
20,0
0,40
0,12
0,15
Các chỉ số động học vi sinh nitrobacteria
Chỉ
số
Tên gọi Đơn vị Giá trị
Giá trị tiêu
biểu
μ
mn
K
n
Y
n
K
dn
Tốc độ sinh trưởng riêng cực đại
Hằng số bán vận tốc
Hiệu suất tăng trưởng tế bào
Hệ số phân hủy nội bào
gVSS/gVSS.d
gbCOD/m
3
gVSS/gbCOD
g VSS/gVSS.d
0,20-0,90
0,50-1,00

0,10-0,15
0,05-0,15
0,75
0,74
0,12
0,08
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 17
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
K
0
Hệ số sử dụng cơ chất max g/m
3
0,40-0,60 0,50
Tính toán các thông số cần thiết cho quá trình thiết kế:
Tổng chất rắn lơ lửng trong dòng vào:
TSS VSS nbVSS iTSS= + +
Hàm lượng chất rắn lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học trong dòng vào:
Ta có tỉ số
0,8 0,9
VSS
TSS
= ÷
→ ta chọn tỉ số
0,85
VSS
TSS
=

0,85 0,85 144 122,4 (mg/l)VSS TSS→ = × = × =

Hàm lượng chất rắn lơ lửng không có khả năng phân hủy sinh học trong dòng vào:
Ta có
0,1 0,3
nbVSS
TSS
= ÷
→ ta chọn tỉ số
0,12
nbVSS
TSS
=

0,12 0,12 144 17,28 (mg/l)nbVSS TSS→ = × = × =
Hàm lượng chất rắn trơ trong dòng vào:
( ) 144 (122,4 17,28) 4,32 (mg/l)iTSS TSS VSS nbVSS= − + = − + =
Tổng hàm lượng COD trong dòng vào:
450 (mg/l)COD bCOD nbCOD= + =
Hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học (bCOD):
1,6( ) 1,6 270 432 (mg/l)bCOD BOD= = × =
Hàm lượng COD không có khả năng phân hủy sinh học (nbCOD):
450 432 18 (mg/l)nbCOD COD bCOD= − = − =
4.1. Xác định chu kì vận hành của bể SBR
Với lưu lượng nước thải 2000 m
3
/d ,dự trù thiết kế 2 bể SBR làm việc mỗi ngày 3 chu
kì, thời gian làm việc của 2 bể lệch nhau 4h. Thời gian 1 bể làm việc như sau:
T
C
: tổng thời gian hoàn thành 1 mẻ
8 (h)

C F A S D I
T t t t t t= + + + + =
t
F
: thời gian lấp đầy nước vào bể (h)
0,25( ) 0,25 8 2 (h)
F C
t T= = × =
t
A
: thời gian sục khí hay thời gian phản ứng (h)
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 18
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
0,4( ) 0,4 8 3,2 (h)
A C
t T= = × =
t
S
: thời gian lắng (h)
0,2( ) 0,2 8 1,6 (h)
S C
t T= = × =
t
D
: thời gian rút nước ra khỏi bể (h)
0,15( ) 0,15 8 1,2 (h)
D C
t T= = × =
t

I
: thời gian rút bùn hay thời gian chờ (h) thông thường chiếm 5% tổng thời gian hoàn
thành một mẻ. Nhưng đối với bể SBR thì thời gian lưu bùn khá lâu nên có thể bỏ qua
thời gian rút bùn (t
I
= 0h) đồng thời tăng thời gian sục khí để hiệu quả xử lý được cao
hơn.
Số chu kì một bể hoạt động trong một ngày
1
24( )
3 ( / )
8( / )
be
h
n chu ki ng
h chu ki
= =
Số chu kì hai bể hoạt động trong một ngày
2
2 3 6 ( / )
be
n chu ki ng= × =
Thể tích phần nước lấp đầy của một chu kì
3
3 3
2000 ( / )
333,3 ( ) 334 ( )
6 ( / )
F
m ng

V m m
chuki ng
= = ≈
4.2. Xác định kích thước bể SBR
Ta có:
T F S
V V V= +
Trong điều kiện rút nước lý tưởng ta có tổng khối lượng bùn lúc phản ứng bằng khối
lượng bùn lúc lắng. Ta có phương trình sau:
T S S
V X V X=
Trong đó:
V
T
: thể tích của một bể (m
3
)
X: nồng độ MLSS được duy trì trong bể (g/m
3
)
V
S
: thể tích phần chứa bùn sau khi rút nước (m
3
)
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 19
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
X
S

: nồng độ MLSS trong phần chứa bùn lắng (g/m
3
)
Mặt khác ta có:
3 3 6
4 4 3
10 ( / ) 10 ( / ) 10
10 ( / ) 10 ( / )
( / ) 100
S
mg g ml l
X mg l g m
SVI ml g
×
= = = =
Chọn nồng độ bùn luôn duy trì trong bể là X
MLSS
= X = 3500 (g/m
3
)
4
3500
0,35
10
S
T S
V X
V X
→ = = =
Để đảm bảo bùn không bị cuốn theo dòng nước trong giai đoạn hút nước ra ta phải

thêm 20% theo thể tích cho phần chứa bùn.
1,2 0,35 0,42
0,42( )
S
T
S T
V
V
V V
→ = × =
→ =
Ta có:
0,42
T F S F T
V V V V V= + = +
0,58
T F
V V↔ =
3
334
575,9 (m )
0,58 0,58
F
T
V
V→ = = =
Chọn V
T
= 576 (m
3

)
3
576 334 242 ( )
S T F
V V V m→ = − = − =
Với thể tích bể V
T
= 576 (m
3
), xây dựng bể hình vuông có diện tích bề mặt là
2
11 11 121( )F a a m= × = × =
Chiều cao của bể
576
4,76( )
121
T
V
H m
F
= = =
Chiều cao bảo vệ của bể được chọn h
bv
= 0,74 (m)
Chiều cao xây dựng của bể là:
4,76 0,74 5,5( )
xd bv
H H h m= + = + =
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 20

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép với bề dày thành bằng 0,3 (m)
Kích thước xây dựng của bể:
11,6( ) 11,6( ) 5,5( )
xd
V m m m= × ×
4.3. Xác định thời gian lưu nước của bể SBR
3
3
576( ) 24( / )
13,8( )
1000( / )
T
V m h ng
h
Q
m ng
τ
×
= = =
4.4. Xác định thời gian lưu bùn
Tổng lượng bùn sinh ra trong suốt quá trình lưu bùn:
,
( ) 576 3500 2016000( )
X TSS C T MLSS
P V X g
θ
= = × =
Trong đó:
P

X,TSS
: lượng bùn sinh ra mỗi ngày (bao gồm cả rắn trơ) (kgTSS/ng)
θ
C
: Thời gian lưu bùn (ngày)
V
T
: Thể tích tổng cộng 1 bể SBR (m
3
)
X
MLSS
Nồng độ cặn lơ lửng của bùn hoạt tính (bao gồm cả vô cơ và hữu cơ)
(g/m
3
)
Ta có lượng bùn sinh ra mỗi ngày bao gồm:
 A - Sinh khối vi khuẩn tiêu thụ COD
 B - Sinh khối vi khuẩn tiêu thụ Nitrogen
 C - Vi khuẩn chết
 D - Cặn không phân hủy sinh học
 E - Cặn trơ
,
( )
0,85 0,85 0,85
X TSS C
A B C
P D E
θ
→ = + + + +

SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 21
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
[ ]
[ ]
[ ]
0
2
0
( )
1 ( )
( )
1 ( )
( )( )
1 ( )
( )
( )
C
d C
n x C
dn C
d d C
d C
C
C
QY S S
A
K
QY NO
B

K
f k QY S S
C
K
D Q nbVSS
E Q TSS VSS
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
−
=
+
=
+
−
=
+
=
= −
Trong đó:
Giả sử giá trị S
0
– S ≈ S
0
. Với mong muốn lượng cơ chất (bCOD) trong dòng

vào được xử lý được là toàn bộ cũng có nghĩa là hiệu suất sẽ đạt cao nhất có thể.
NO
x
= 0,8(TNK) = 0,8×38 = 30,4 (mg/l)
Q: lưu lượng trung bình ngày đối với mỗi bể (m
3
/d)
Q = 2000/2 = 1000 (m
3
/d)
Y :hiệu suất tăng trưởng tế bào của vi khuẩn tiêu thụ COD
Y = 0,4 (mgVSS/mgbCOD)
Y
n
: hiệu suất tăng trưởng tế bào của vi khuẩn tiêu thụ NO
x
Y
n
= 0,12 (mgVSS/mgNO
x
)
S
0
: nồng độ cơ chất (bCOD) dòng vào của nước thải (g/m
3
)
S: nồng độ cơ chất (bCOD) dòng ra của nước thải (g/m
3
)
K

d
: hệ số phân hủy nội bào của vi khuẩn tiêu thụ bCOD
( 20) 25 20
,25 ,20
0,12( / . ) (1,07) 0,168 ( / . )
T
d d
K K gVSS gVSS d gVSS gVSS d
θ
− −
= = × =
K
dn:
hệ số phân hủy nội bào của vi khuẩn tiêu thụ NO
x
( 20) 25 20
,25 ,20
0,08( / . ) (1,07) 0,112 ( / . )
T
dn d
K K gVSS gVSS d gVSS gVSS d
θ
− −
= = × =
f
d
: tỉ lệ vụn tế bào, f
d
= 0,15
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN

THÂN THỊ TỨ 22
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Tính toán các giá trị A, B, C, D, E ta được bảng số liệu sau:
Đại
lượng
Giá
trị
Đơn vị Thành phần Giá trị
nbVSS 17,28 mg/l
A
[ ]
0
( ) 1000 0,4 432
1 ( ) 1 0,168
C C
d C C
QY S S
K
θ θ
θ θ
− × × ×
=
+ +
172800
1 0,168
C
C
θ
θ
×

+
S
0
- S 432 mg/l
Q 1000 m
3
B
[ ]
( ) 1000 0,12 30,4
1 ( ) 1 0,112
n x C C
dn C C
QY NO
K
θ θ
θ θ
× × ×
=
+ +
3648
1 0,112
C
C
θ
θ
×
+
iTSS 4,32 g/m
3
NO

x
30,4 mg/l
C
[ ]
2
0
( )( )
0,15 0,168
1 ( )
d d C
C
d C
f K QY S S
A
K
θ
θ
θ
−
= × × ×
+
2
4354,56
1 0,168
C
C
θ
θ
×
+

Y 0,4 gVSS/g
bCOD
k
d,25
0,168 g/g.d
D
( ) 1000 17,28
C C
Q nbVSS
θ θ
= × ×
17280
C
θ
×
Y
n
0,12 gVSS/g
NO
x
k
dn,25
0,112 g/g.d
E
( ) 1000 21,6
C C
Q TSS VSS
θ θ
− = × ×
21600

C
θ
×
f
d
0,15 g/g
2
,
172800 3648 4354,56
( ) 17280 21600
(1 0,168 )0,85 (1 0,112 )0,85 (1 0,168 )0,85
C C C
X TSS C C C
C C C
P
θ θ θ
θ θ θ
θ θ θ
× × ×
→ = + + + × + ×
+ + +
2
2
3 2
172800 3648 4354,56
2016000 38880
(1 0,168 )0,85 (1 0,112 )0,85 (1 0,168 )0,85
203294 4291,8 5123
2016000 38880
(1 0,168 ) (1 0,112 ) (1 0,168 )

1312,5 1195,32 302277,
C C C
C
C C C
C C C
C
C C C
C C
θ θ θ
θ
θ θ θ
θ θ θ
θ
θ θ θ
θ θ
× × ×
→ = + + + ×
+ + +
× × ×
↔ = + + + ×
+ + +
↔ + −
8 2016000 0
17,4 (d)
C
C
θ
θ
− =
→ =

Vậy chọn thời gian lưu bùn θ
c
= 17 (d)
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 23
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Xác định nồng độ MLVSS
,
( )
X VSS C T T
P V X
θ
=
Mà:
,
( )
X VSS C
P A B C D
θ
= + + +
0
,25
,25
2
,25 0
,25
( )
1 ( )
( )
1 ( )

( )( )
1 ( )
( )
C
d C
n x C
dn C
d d C
d C
C
QY S S
A
K
QY NO
B
K
f K QY S S
C
K
D Q nbVSS
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
−
=
 

+
 
=
 
+
 
−
=
 
+
 
=
2
,
2
172800 3648 4354,56,4
( ) 17280
(1 0,168 ) (1 0,112 ) (1 0,168 )
172800 3648 4354,56
17280
(1 0,168 ) (1 0,112 ) (1 0,168 )
172800 17 3648 17
(1 0,168 17) (1
C C C
X VSS C C
C C C
C C C
T T C
C C C
T T

P
V X
V X
θ θ θ
θ θ
θ θ θ
θ θ θ
θ
θ θ θ
× × ×
→ = + + + ×
+ + +
× × ×
↔ = + + + ×
+ + +
× ×
↔ = +
+ × +
2
3
4354,56 17
17280 17
0,112 17) (1 0,168 17)
1403307,2
1403307,2 1403307,2
2436,3 (g/m )
576
T T
MLVSS T
T

V X
X X
V
×
+ + ×
× + ×
↔ =
→ = = = =
Tỉ số
2436,3
0,7
3500
MLVSS
MLSS
= =
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 24
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Xác định lượng NH
4
-N được oxy hóa thành NO
X
Dựa vào phương trình cân bằng nitrogen ta có:
,
,
,25 0
0
,
,25 ,25 ,25
,

0,12 /
( ) /
( )
( ) ( )
( )
1 ( ) 1 ( ) 1 ( )
172800 3648 4354,56 17
( )
(1 0,168 17) (1 0,112 17) (1 0,168 17)
(
X e X bio
X bio C
d d C
n x
X bio
d C dn C d C
X bio
X
NO TKN N P Q
P A B C
f K QY S S
QY S S QY NO
P
K K K
P
P
θ
θ
θ θ θ
= − −

= + +
−
−
= + +
     
+ + +
     
×
= + +
+ × + × + ×
,
) 65267,5 (g/d) 65,3 (kg/d)
bio
= ≈
Vì vậy ta suy ra:
3
65267,5
38 0,5 0,12 29,7 (g/m )
1000
X
NO = − − × =
Kiểm tra lại độ nitrat hóa xem NH
4
-N có bị khử tới mức 0,5 g/m
3
trong vòng 3,2h
cung cấp khí:
Ta có: NO
X
= 29,7 (g/m

3
) = NH
4
-N trong dòng thải có thể được oxy hóa
Lượng NH
4
-N được oxy hóa trong mỗi chu kì làm đầy của 1 bể:
V
F
(NO
X
) = 334 (m
3
/chu kì) × 29,7 (g/m
3
) = 9919,8 (g/chu kì)
NH
4
-N còn lại trước khi làm đầy = V
S
(N
e
)
Trong đó: N
e
= 0,5g/m
3
NH
4
-N

→V
S
(N
e
) = N
e
(V
T
– V
F
) = 0,5(g/m
3
) × (576 – 334)m
3
= 121 (g)
Tổng N có thể được oxy hóa trong một chu kì:
V
F
(NO
X
) + V
S
(N
e
) = 9919,8 + 121 = 10040,8 (g)
Nồng độ ban đầu trong bể:
3
0
10040,8 10040,8
17,43 (g/m )

576
T
N
V
= = =
Xác định thời gian phản ứng
Thời gian phản ứng sau khi làm đầy để đạt được nồng độ NH
4
-N đầu ra như mong
muốn được tính toán theo công thức sau.
SVTH: NGUYỄN THANH SƠN
THÂN THỊ TỨ 25