Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Họ và tên sinh viên

:

Lớp

: LĐH4CM

Họ tên GVHD

:Lê Ngọc Thuấn

1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống
xử lý nước thải sinh hoạt theo các số liệu dưới đây:
- Nguồn thải loại : Nuoc thải sản xuất nước ngọt
- Công suất thải nước :

1500 m3/ngày đêm

- Chỉ tiêu chất lượng nước thải :
STT Chỉ tiêu
1

Nhiệt độ

2

pH

3

Đơn vị đo
0

Giá trị

C

25

-

6.0 – 7.5

BOD5

mg/l

1000

4

COD

mg/l

1350

5

TS

mg/l

-

6

SS

mg/l

750

7

N-NH4

mg/l

15

2. Thể hiện các nội dung nói trên vào :
- Thuyết minh công nghệ ( đề xuất hai phương án công nghệ,lựa chọn 1
phương án)
- Bản vẽ sơ đồ công nghệ theo cao trình,lớp nước.
-Vẽ chi tiết 3 công trình chính.
- Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý.
Sinh viên thực hiện

Giảng viên hướng dẫn


CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ NGUỒN
THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ.
1, Nguồn gốc của nguồn thải.

-

Trong sản xuất công nghiệp, nước thải được tạo ra trong quá trình khai
thác và chế biến các nguyên liệu hữu cơ, vô cơ. Trong các quá trình công
nghệ, các nguồn nước thải như:
Nước tạo thành từ các phản ứng hóa học
Nước ở dạng ẩm tự do và liên kết trong nguyên liệu và chất ban đầu, được
tách ra trong quá trình chế biến.
Nước rửa nguyên liệu , sản phẩm, thiết bị
Nước chiết, nước hấp thụ
Nước làm nguội

2, Thành phần, phân loại, tác hại.
-

-

Nước thải bị ô nhiễm bởi các chất khác nhau. Theo WHO, các chất ô nhiễm
hóa học nước được phân loại như sau:
Chất hữu cơ không bền sinh học
Các muối vô cơ ít độc
Các hợp chất gen sinh học
Các chất độc đặc biệt bao gồm các kim loại nặng, các hợp chất tổng hợp hữu

cơ không phân hủy sinh học.
Nước thải trong nhiều ngành sản xuất, ngoài các chất hữu cơ và vô cơ hòa
tan còn chưa tạp chất keo cũng như tạp chất phân tán lơ lửng thô và mịn mà
khối lượng riêng của chúng có thể lớn hơn hay nhỏ hơn khối lượng riêng của
nước.
Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại
trong nước thải gây ra.
• COD, BOD. Sự khoánghóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn
và gây ra thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh
thái môi trường nước. Trong phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như
H2S, NH3, CH4…làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi
trường.


• SS: Lắng đọng ở đầu cống xả có thể gây cản trở dòng chảy, thay đổi kích
thước và chế độ thủy lực sông hồ,hiên tượng cặn lắng hữu cơ kèm theo quá
trình hô hấp vi sinh trong lớp bùn gây thiếu oxi tạo nên các chất độc hại
gây mùi và màu đen.
• Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến
đời sống thủy sinh vật nước.
• Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyên bằng đường nước như tiêu
chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da…
• Các hợp chất hữu cơ: Quá trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ trong nước
thường tạo nên sự thiếu hụt oxi làm mất cân bằng sinh thái trong nguồn
nước tạo ra điều kiện kị khí, gây ra ô nhiễm bởi các sản phẩm mùi độc hại
làm giảm pH của môi trường nước.
• Màu, mùi: Gây mất mỹ quan, mùi hôi thối khó chịu.
• Tổng Nitocao: là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, nếu nồng độ quá
cao gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa gây ô nhiễm môi trường nước.

3, Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp.
Các phương pháp xử lý nước thải được phân loại như sau :
-

-

Theo đặc tính của quy trình xử lý, được chia ra :
 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học,
 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý,
 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
Theo công đoạn xử lý được chia ra :
 Tiền xử lý
 Xử lý sơ bộ
 Xử lý bậc 2
 Tiệt trùng
 Xử lý cặn
 Xử lý bậc 3

3.1. Xử lý cơ học.


Quá trình xử lý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi tiến hành các quá
trình xử lý tiếp theo.
Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất
không hoà tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30%. Để tăng hiệu
suất của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ
bộ… Hiệu quả xử lý có thể lên tới 75% chất lơ lửng và 40 ÷ 50% BOD
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,..

3.2. 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,….

3.3.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.
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. 4. Xử lý cặn 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

•

Ổn định 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 bị lọc chân không, thết bị lọc ép, thiết
bị 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 bị khác
nhau: thiết bị sấy dạng ống, dạng khí nén, dạng băng tải,…Sau khi sấy độ ẩm còn 2530% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển.
Đối với các trạm xử lý công suất nhỏ, 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.
Bảng1.: Gia trị các thông số ô nhiễm
TT

Chỉ tiêu

1

Nhiệt độ

2

pH

3

Gía trị

Đơn
vị
o

21

QCVN40:2011/
BTNMT
(Cột B)

Yêu cầu xử
lý

C

-

6.0-7.5

-

5-9

Không

BOD5

1000

mg/l

50

Có

4

COD

1350

mg/l

150

Có

5

TS

-

mg/l

-

6

SS

750

mg/l

100

Có

7

N-NH4

15

mg/l

40

Không

So sánh với QCVN 40:2011/BTNMT cột B cần phải xử lý BOD5, COD,SS.

Thành phần nước thải đầu vào có tỷ lệ = = 0,74 > 0,5 ( phải xử lí sinh học)


Mức độ xử lý đối với hàm lượng BOD5
BOD5 = × 100 = × 100 = 95%
Trong đó:
: Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào, (mg/l)




: Hàm lượng BOD5 trong nước thải xử lý cho phép xả thải nguồn nước,

(mg/l)theo tiêu chuẩn
Mức độ xử lý đối với hàm lượng COD
COD = × 100 = × 100 = 88,88%
Trong đó:
CODV: Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào, (mg/l)



CODtc: Hàm lượng COD trong nước thải xử lý cho phép xả thải nguồn nước,
(mg/l) theo tiêu chuẩn
Mức độ xử lý đối với hàm lượng SS
SS = × 100 = × 100 =86,67%
Trong đó:
SSv: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, (mg/l)
SStc: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải xử lý cho phép xả thải nguồn nước,
(mg/l) theo tiêu chuẩn

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN, ĐỀ XUẤT
CÔNG NGHỆXỬ LÝ PHÙ HỢP
Sơ đồ công nghệ xử lí nước thải:Phương án 1


Thuyết minh:Nước thải cần xử lí đi qua song chắn rác,tại đây 2/3 rác được giữ
lại, rác được đưa đến thùng rác và xử lí.Nước thải tiếp tục được đưa đến bể điều
hòa khuấy trong cơ khí do hàm lượng BOD5 lớn.Sau đó nước thải tiếp tục được
đưa đến bể keo tụ tạo bông kết hợp với bể phán ứng sử dụng phèn nhôm để xử lí
sơ bộ về độ đục,và hàm lượng cặn lơ lửng.Rồi nước thải tiếp tục được đưa đến bể
lắng 2 lớp vỏ để xử lí sơ bộ COD,BOD5 và SS.Bùn thải được đưa sang bể chứa
bùn ,đến bể ép bùn và máy nén bùn. Nước thải tiếp tục qua bể SBR ,bể SBR có
nhiệm vụ như 3 bể( lắng 1 , aeroten và lắng 2)tại đây hàm lượng COD,BOD5,SS

được xử lí và giảm một cách nhanh chóng.Nước tiếp tục qua bể tiếp xúc(bể tiếp
xúc có nhiệm vụ khử trùng) sử dụng clo để xử lý, thải ra nguồn tiếp nhận
Ưu điểm:


Tiết kiệm diện tích xây dựng
Nhược điểm;
Chất lượng nước xử lí không triệt để
Vận hành phức tạp
Cần người có chuyên môn cao
Nước sau xử lí không thải trực tiếp ra môi trường

Sơ đồ công nghệ phương án 2


Nước thải

Song chắn rác

Thùng rác

Bể lắng cát ngang

Khuấy trộn cơ học

Bểđiều hoà

Sân phơi cát

BểUASB

Thùng chứa phèn nhôm

Bể keo tụ tạo bông

Bể lắng 2 vỏ

Bể nén bùn
Tuần hoàn bùn

Thùng chứa clo

Bể Aeroten

Bể tiếp xúc ( Khử trùng)


Nguồn tiếp nhận:QCVN:40-2011/BTNMT( Cột B)

Thuyết minh: Nước thải được thu gom qua song chắn rác,để loại bỏ các tạp chất
thô có kích thước lớn như rác, giấy nilon…có trong nước thải nhằm đảm bảo cho
máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý hoạt động ổn định. Sau đó, rác thải
được đưa đến thùng rác và mang đi chôn lấp
Nước thải được đưa đến bể lắng cát ngang để lắng các tạp chất vô cơ đảm bảo
cho quá trình xử lý sau, cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước
và đem đi san lấp hoặc dải đường. Sau đó đưa qua bể điều hoà, bể này giữ chức
năng điều hoà nước thải về lưu lượng và nồng độ. Nước thải tiếp tục được đi vào
các công trình xử lý sinh học
Do lượng BOD5,COD trong nước thải cao nên áp dụng quy trình xử lý 2 bậc. Bậc
1 xử lý yếm khí, bậc 2 xử lý hiếu khí để tăng hiệu quả xử lý

Tại bể kị khí UASB nhờ hoạt động phân hủy của các vi sinh vật kị khí biến đổi
các chất hữu cơ đơn giản thành các chất vô cơ đơn giản và các khí sinh học.
Chính các chất hữu cơ có trong nước thải là nguồn thức ăn và năng lượng cho vi
sinh vật hoạt động. Hiệu quả hoạt động của bể phụ thuộc vào nhiều yếu tố như
pH, nhiệt độ, độ kiềm, hàm lượng kim loại nặng,...
Sau khi đi qua bể kị khí UASB nước thải tiếp tục được dẫn đến bể bể keo tụ
tạo bông để xử lí sơ bộ SS .Sau đó nước thải được dẫn sang bể lắng 2 vỏ ,xử lí
SS,COD,BOD5. Rồi dẫn sang bể Aeroten nhằm xử lý triệt để COD và BOD.Tại
bể Aeroten, các chất hữu cơ còn lại sẽ được phân hủy bởi các vi sinh vật hiếu khí,
xử lý tiếp phần BOD5, COD còn lại vừa làm giảm mùi hôi có trong nước thải.. Ở
đây khí được cung cấp nhờ các đĩa phân phối khí giúp cho quá trình hòa tan oxy
được hiệu quả. Các vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất
dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa
tan và thành tế bào mới.
Hiệu quả xử lý của bể đạt tử 75% -90%. Nước thải sau khi đi qua bể aeroten, các
chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học hoàn toàn.Sau khi xử lý ở bể Aeroten nước thải
từ bể lắng tiếp tục chảy qua bể khử trùng nhằm tiêu diệt vi trùng và mầm bệnh có


trong nước thải.Nước thải sau xử lí đạt quy QCVN40/2011/BTNM (cột B) sẽ thải
ra môi trường.

Ưu điểm:
•
•
•

Chất lượng nước xử lí đạt yêu cầu
Vận hành đơn giản
Bùn có thể sử dụng nhiều mục đíchkhác nhau

Nhược điểm:
•
•

Tốn diện tích
Cần người vận hành máy móc thường xuyên

So sánh 2 PA
Bảng 2: So sánh 2 phương án
Phương án 1

Phương án 2

Diện tích xây
dựng

Tiết kiệm diện tích

Tốn nhiều diện tích hơn

Chất lượng
nước

Chưa xử lí triệt để

Xử lí triệt để

Vận hành

Phức tạp

Đơn giản

Bùn

Cần xử lí và thu gom định kỳ

Sử dụng nhiều mục đích(phân
bón..)

Lưu lượng
nước thải

Quy trình xử lý nước thải chỉ
phù hợp cho lưu lượng nước
thải thấp

Xử lý nước thải với lưu lượng
nước thải lớn

Nước sau xử lí

Thải ra cổng thoát nước

Thải trực tiếp ra môi trường

Nhận xét: Sau khi so sánh 2 công nghệ xử lý thấy rằng: Phương án 2 có nhiều
ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nước thải về quy mô, kinh

tế, quản lý và vận hành. Chính vì vậy chọn phương án 2 để tính toán thiết kế công
trình xử lý nước thải công nghiệp công suất 1.500m3/ ngày đêm.

C: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
THEO PHƯƠNG ÁN 2
I. Tính toán mương dẫn nước thải

Nước thải được thu theo mương dẫn chảy qua song chắn rác
Tính toán
Các thông số tính toán mương dẫn nước thải
+lưu lượng nước vào mương Qmax=0,036 (m3/s)
+vận tốc trung bình qua khe hở của song chắn,theo TCVN 7957:2008
điều 7.2.10 thì
V=0,8-1,0 (m/s) do đó chọn vận tốc nước chảy trong mương
V=0,9(m/s)
+chọn mương có tiết diện hình chử nhật. Ta có Q= WxV
Suy ra ,diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn W = = = 0,04(m2)
Chọn mương có tiết diện hình chử nhật. Có B=2h sẽ cho tiết diện tốt về mặt thủy
lực
Trong đó:
B: chiều rộng của mương dẫn nước(m)
h: chiều cao mực nước trong mương(m)
Hơn nữa có W=Bxh = 2hxh = 2h2
Suy ra h = = = 0,14 (m)
Lấy h =0,14 (m)=14 (cm)
Ta có B=2h=14x2=28(cm)


-

Độ dóc tối thiếu của mương dẫn để tránh quá trình lắng cặn trong mương
dẫn tính theo công thức

imin= = = 4%
-

Chiều cao xây dựng của mương : H = h + h’
Với h’ là chiều cao bảo vệ của mương h’ : (0,1-0,2)m



Chn h’ = 0,12 (m)
Chiều cao xây dựng của mương là :
H = h + h’ = 0,14 + 0,12 = 0,26 (m) = 26 (cm)
Vậy kích thước tính toán cơ bản của mương dẫn là
+chiều rông B = 28 (cm)
+chiều cao H = 26 (cm)
+độ dốc : imin = 4%
Bảng 3: Thông số thiết kế mương dẫn nước thải

STT
1

Lưu lượng nước thải vào,Q

2

Vận tốc nước chảy trong
mương, V

3

Chiều cao mực nước trong
mương ,h

4

Kích thước của mương

5

Đơn vị
m3/ngày đêm

Giá trị
1500

m/s

0,9

m

0,14

Chiều rông , B

m

0,28

6

Chiều cao xây dựng , H

m

0,26

7

Độ dốc , imin

%

4

1)


Thông số

Tính toán song chắn rác

Nhiệm vụ


Loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn như bao ni lông, ống hút,
… nằm lẫn trong nước thải. Nhờ đó tránh làm tắc nghẽn và bào mòn

bơm, đường ống hoặc kênh dẫn.


Tính toán
Các thông số tính toán song chắn rác
Q = 1500 (m3/ngày đêm)
BOD5 = 1000 (mg/l)
COD = 1350 (mg/l)
SS = 750 (mg/l)
Độ sâu của lớp nước ở sông chắn rác lấy bằng độ đầy của mương
dẫn h = 0,14 (m)

•

Số khe hở của song chắn rác là:
n = × Ko
[3-1 trang 68 sách xử lí nước thải đô thị của ts.Trần Đức Hạ]
Trong đó:
- Ko = 1.05: hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cản rác,
: lưu lượng lớn nhất giây, = 0,036 m3/s
- b = 16÷20mm : khoảng cách giữa các khe hở của song chắn rác, chọn b =
16 mm = 0,016 m [7.2.9 TCVN 7957]
- V = 0,8÷1 m/s: vận tốc nước chảy qua song chắn rác [7.2.10 TCVN 7957]
Chọn V = 0,9 m/s (song chắn rác làm sạch bằng cơ giới)
- h: chiều sâu lớp nước qua song chắn, h1 = h = 0,14 (m)
n = × 1,05 = 18 khe
Chọn số khe là 18, thì số song chắn là 17
Chiều rộng của song chắn rác
Bs = S × (n – 1) + b × n [3.2 trang 68 sách xử lí nước thải đô thị]
Bs = 0,008 × (18 – 1) + 0,016 × 18 = 0,424 (m)

Chọn Bs = 0,5 m
Trong đó:


•

S: chiều dày song chắn, S = 0,008 m (trang 66 sách xử lí nước thải đô thị_
Ths.Lâm Minh Triết)
n: số khe hở của song chắn rác
b: khoảng cách giữa các khe hở, b = 16 mm = 0,016 m
Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác ứng
với để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc nhỏ hơn 0,4 m/s
V kt =
Trong đó:
: lưu lượng giây nhỏ nhất chảy vào mỗi song chắn rác, = 8,42.(m3/s)
- hmin: chiều sâu nhỏ nhất của lớp nước qua song chắn rác,
hmin = hmax x kmin /kmax =0,14 x0,485/2,08 = 0,033 (m)
Bs: chiều rộng của song chắn rác, Bs = 0,65m
Vkt = = 0,51 m/s >0,4 m/s (Thoả mãn yêu cầu)
Tổn thất áp lực qua song chắn rác
-

•

hs = ξ × × p (3.3 trang 68 xử lí nước thải đô thị)

ξ = β × × sin α (3.4 trang 69 xử lí nước thải đô thị)
-

-

Trong đó:
hs là tổn thất áp suất, m
Vmax = 0,9 m/s là vận tốc nước ở kênh trước song chắn ứng với lưu lượng
lớn nhât
p: Hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do mắc rác vào song chắn.
P = 3,36v-1,32 (3.4 trang 68 xử lí nước thải đô thị)
P = 1.7
g là gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2
ξ: Trở lực cục bộ của song chắn
s là chiều dày thanh chắn, lấy s = 0,008m
b: Khoảng cách giữa các thanh, b = 0,016 m
β: Yếu tố hình dạng của thanh chắn, chọn hình dạng tiết diện của song chắn
rác kiểu hình chữ β = 2,42(trang 69 sách xử lí nước thải đô thị)
α: Góc nghiêng đặt song chắn rác so với phương ngang, chọn α = 60o [trang
66]


ξ = β × × sin α = 2,42 × × sin 60o = 0,83

-

Vậy tổn thất áp lực qua song chắn rác:

•

hs = 0,83 × × 1,7= 0,06 m
Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác
L1 = = = 0,302 (m) [3.7 trang 69 xử lí nước thải đô thị]
Trong đó:

- Bs: chiều rộng của song chắn rác, Bs = 0,5 m
- Bm: chiều rộng của mương dẫn, Bm = B = 0,28 m
- : góc nghiêng chỗ mở rộng, = 20o (trang 67 xử lí nước thải đô thị)
Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác

•

L2 = = = 0,151 m
Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác

•

LXD = L1 + L2 + Ls = 0,302 + 0,151 + 1,5 = 1,953 (m)
Chọn Lxd = 2 m
•

Ls: chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls = 1,5 m
Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác
HXD = hmax + hs +hf = 0,14 + 0,06 + 0,5 = 0,7(m)
Trong đó:
hmax = 0,14: độ đầy ứng với chế độ Qmax
hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác, hs = 0,06 m
hf: chiều cao phía trên mặt nước của song chắn rác, lấy hf = 0,5

-

Bảng 4: Thông số thiết kế song chắn rác
STT

Thông số thiết kế

Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

1
2
3
4
5

Chiều rộng
Chiều dài
Chiều sâu
Tổn thất áp lực
Số khe hở

B
L
H
hs
n

m
m
m
m
khe

0,5
2
0,7
0,06
18


Hiệu quả khử SS qua SCR là 15% ; BOD5 , COD qua SCR là 5%
Hàm lượng SS , COD ,BOD5 sau SCR đạt:
SS = 750 * 85% = 637,5 (mg/l)
BOD5 = 1000 * 95% = 950(mg/l)
2)




COD = 1350 * 95% =1282,5(mg/l)
Tính toán bể lắng cát (bể lắng cát ngang)
Nhiệm vụ : Bể lắng cát ngang được thiết kể để loại bỏ các tạp chất vô cơ
không hòa tan như cát sỏi ,xỉ và các vật liêu rắn khác có vận tốc lắng (hay
trọng lượng riêng) lớn hơn các chất hữu cơ có thế phân huỷtrong nước thải
Tính toán bể lắng cát ngang

Chiều dài bể lắng cát ngang tính theo công thức
(công thức 18 điều 8.3.3 TCVN 7957:2008)
L = = = 5,02(m) chọn L =5(m)
Trong đó K :là hệ số lấy theo bảng 27 TCVN 7957:2008 ,với bể Lắng cát
ngang K=1,3
v :vận tốc chuyển động của nước trong bể (bảng 28 TCVN 7957:2008 trang

39),
v = 0,15m/s
H chiều sâu tính toán của bể lắng cát .chọn H=1.5(m)
tiêu chuẩn 0,5-2 bảng 28 TCVN 7957 :2008 trang 39
Uo :độ lớn thủy lực của hạt cát , Uo = 18 – 24.( bảng 27 TCVN 7957:2008)
,chọn Uo =18,7 mm/s
Diện tích mặt thoáng của bể lắng cát ngang:
F = = =1,925 (m2)


Chiều rộng của bể lắng cát ngang:
= = 0,385 (m)
Chọn bể lắng cát ngang gồm 2ngăn
Chiều ngang mỗi ngăn = = 0,193 (m)
Thời gian lưu nước trong bể lắng cát ngang
= = 33,33 (s). (Thoả mãn Đ 8.34.TCVN 7957:2007).Thời gian lắng cát không
nhỏ hơn 30s khi lưu lượng là lớn nhất.
Lượng cát trung bình sau mỗi ngày đêm Là :
= = 0,225 (m3/ngày đêm)
Trong đó :Qtb là lưu lượng nước thải trung bình: Qtb=1500 (m3/ngày đêm)
qo :là lưu lượng cát trong 1000 m3 nước thải :qo =0,15 (m3cát)
(trang 70 sách xử lí nước thải đô thị _ Lâm Minh Triết)
Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 1 ngày đêm là:
hc = = = 0,058 (m)
-

Trong đó:
Wc lượng cát sinh ra trung bình một ngày đêm, Wc = 0,225 m3/ ngày đêm
L chiều dài bể lắng cát ngang
B chiều rộng bể lắng cát ngang

t là chu kỳ xả cặn, t ≤ 2 ngày đêm, chọn t = 1 ngày đêm
n : số ngăn công tác, n = 2

Chiều cao xây dựng của bể lắng cát
Hxd = H + hc + hbv = 0,5+ 0,058 + 0,5 = 1,058 (m)
Chọn Hxd = 1,1 m, với hbv là chiều cao bảo vệ của bể, chọn hbv = 0,5 m
Bảng 5: Thông số bể lắng cát ngang
STT

Tên thông số

Đơn vị

Số liệu thiết kế

1

Chiều dài (L)

m

5


2

Chiều rộng (B)

m

0,385

3

Chiều cao (H)

m

1,1

Hiệu quả khử SS qua Bể lắng cát ngang là 5% ; BOD5 , COD là
5%
Hàm lượng SS , COD ,BOD5 sau bể lắng còn:
SS = 637 x 95% =605,625 (mg/l)
BOD5 = 950 x 95% =902.5 (mg/l)

•

COD = 1282,5 x 95% =1218,375(mg/l)
4. Bể điều hoà
 Nhiệm vụ: Bể điều hoà 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 hoà: Vdh(lt)= × t =130 × 2 = 260 (m3)
-

Trong đó:
là lưu lượng lớn nhất của nước thải, = 130 m3/ h
t : thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 2h

Thể tích thực tế của bể điều hoà:
Vdh(tt) = (1,1 ÷ 1,2) x Vdh(lt) (trang 69 –lâm vĩnh sơn –bài giảng kỹ thuật
xử lí nước thải)
Vdh(tt)=1,2 x 260 = 312 (m3)

-

Chọn chiều cao Hdh của bể là 4 m (trang 69 –lâm vĩnh sơn )
Diện tích bể điều hoà:
F = = = 78 m2
Chọn bể điều hòa có L x B =10m x 7,8m

-

Hxd = Hdh + Hbv = 4 + 0,5 = 4,5 m
Thể tích xây dựng của bể điều hoà:


L x B x Hxd = 10 x 7,8 x 4,5 = 351 (m3)>312 (m3) thỏa mãn
Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà:
Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hoà cần
cung cấp một lượng khí thường xuyên
Qkk = qkk x V = 0,015 x 351 = 5,265 (m3/phút)

•

qkk là lượng không khí cần thiết để xáo trộn 0,01-0,015m 3/m3phút
(trang 42 tính toán thiết kế công trình xử lí nước thải Trịnh Xuân Lai)
- Lưu lượng khí trong mỗi ống
Q(ống) = = = 0,5265 (m3/phút)

V =10 m/s vận tốc khí trong ống (10-15 m/s) : (trang 77 –Lâm Vĩnh Sơn )
Đường kính ống chính dẫn khí vào bể điều hoà
Dc = = = 0,0136(m) = 13,6(mm)

•

Chọn Dc =14 mm
Đường kính ông nhánh dẫn khí vào bể điều hoà
Dn = = = 0,0432 (m) = 4,32 (mm)
•

Chọn Dn = 5 mm

Không khí được phân phối qua hệ thống châm lỗ với đường kính 5mm ,cách
nhau 6cm nên khoảng cách giữa các tâm lỗ là 11cm.(điều 8.4.7 TCVN 7957 :
2008) Khi đó, số lỗ phân phối trên mỗi ống nhánh là

-

nlỗ = – 1= - 1 = 70 lỗ
Khoảng cách giữa các ống nhánh là 2m, các ống cách tường là 1m
Số ống nhánh được phân phối là:
n = n = + 1 = 5 (ống)

Bảng 6: Thông số thiết kể bể điều hòa
STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị


1

Lưu lượng (qmax)

m3/h

130

2

Thời gian lưu (t)

h

2

3

Thể tích (v)

m3

351

m

4

4

Chiều cao (h)
Kích thước

6

Chiều dài (L)

m

10

7

Chiều rộng (B)

m

7,8

8

Chiều cao (H)

m

4,5

9

Đường kính ống chính (Dống)

mm

14

10

Đường kính ống nhánh (Dn)

mm

5

11

Số ống nhánh

ống

5

12

Số lỗ trên mỗi ống nhánh

Lỗ

70

Hàm lượng BOD5 ,COD,SS sau khi ra khỏi bể điều hòa là:
BOD5 = 80% x 92,5=722 (mg/l)
COD = 80% x 1218,375 = 974,7(mg/l)
SS = 95% x 605,625 = 575,34(mg/l)
5.Bể UASB
• Nhiệm vụ: được áp dụng để xử lý cặn ổn định và xử lý nước thải có nồng độ
BOD, COD
 Tính toán bể UASB ( tính toán thiết kế các công trình xử lý nước
thải_Trịnh Xuân Lai)
Yêu cầu sau bể UASB : COD còn lại 500mg/l để đưa sang xử lý tiếp theo quy
trình hiếu khí
Hiệu quả làm sạch: E= =73,13%
Lượng COD cần khử 1 ngày:
G=500 x (1860,48-500) x 10-3 =680,24(kg/ngày)
Tải trọng khử COD của bể lấy theo bảng 12-1( tính toán các công trình xử lý
nước thải_Trịnh Xuân Lai)
→a= 8kgCOD/m3.ngày


Dung tích xử lý yếm khí cần thiết:
V= = = 85,03(m3)
Tốc độ nước đi lên trong bể: v=0,6-0,9(m/h)(tính toán các công trình xử lý
nước thải_ Trịnh Xuân Lai).
Chọn v=0,8(m/h)
Diện tích bể cần thiết:
F= = =78,125(m2)
Chiều cao phần xử lý yếm khí:

H1= = =1,1(m)
Tổng chiều cao của bể H=H1+ H2+ H3=1,1+ 1,2+0,3
=2,6(m)
Trong đó: H1: chiều cao phần thể tích xử lý yểm khí
H2: chiều cao vùng lắng, chọn H2=1,2(m)( chiều cao phần lắng_tính toán các
công trình xử lý nước thải của Trịnh Xuân Lai)
H3: chiều cao bảo vệ, H1=0,3(m)
Kích thước bể: F=LxB= V/H = 85,03/ 2,6= 32,7=6,6x5
Tính toán phần máng lắng cặn: chọn góc nghiêng của máng lắng cặn
α=60o(α550- tính toán các công trình xử lý nước thải_ Trịnh Xuân Lai)
Thể tích bể toàn bộ bể UASB:
V=HxF= 2,6 x 32,7=85,02(m3)
Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể:
T= = x24=1,36(h)
Bể được chia làm 2 ngăn lắng:
Chiều rộng mỗi máng: b=B/2=5/2=2,5(m)
Chiều cao phần máng lắng:
HL= = x tg60o = 2,16(m)
Kiểm tra chiều cao ngăn lắng: tỷ số giữa chiều cao máng lắng so với chiều cao
xây dựng bể 30%
= = 83,1% 30%
→ Chiều cao phần máng lắng đảm bảo chiều cao thiết kế
Kiểm tra thời gian lưu nước trong ngăn lắng, thời gian lưu nước trong ngăn
lắng phải đảm bảo h
t1= = = = = 0.97(h)
Trong đó: t1: thời gian lưu nước trong ngăn lắng
V1: thể tích ngăn lắng, =
F: diện tích bể cần thiết
HL: chiều cao ngăn lắng
H3: chiều cao bảo vệ

→ Thời gian lắng trong máng lắng đảm bảo yêu cầu thiết kế.


Bảng 7: Thông số thiết kế bể UASB
Thông số



Đơn vị

Giá trị

Diện tích bể

M2

32,7

Chiều cao tổng
cộng

M

2,6

Chiều rộng

M

5

Chiều dài

M

6,6

Các thông số sau khi đi qua bể UASB
• Hàm lượng SS sau khi đi qua bể UASB giảm 30%
SS4=SS3x(100-30)%=575,34 x70%=423,93(mg/l)
• Hàm lượng COD sau khi đi qua bể UASB giảm 75% còn lại
COD4=COD3x(100-75)%=1218,375 x25%=304,5(mg/l)
• Hàm lượng BOD5 sau khi đi qua bể UASB giảm 60% còn lại:
BOD5(4)=BOD5(3) x (100-60)%= 902,5 x40%=361 (mg/l)



-

6. Bể keo tụ tạo bông
Nhiệm vụ : Bể keo tụ tạo bông xây dựng chủ yếu xử lí độđục,và hàm
lượng cặn lơ lửng trong nước thải
Tính toán
xây dựng bể gồm 3 ngăn có kích thước như nhau
chọn thời gian lưu nước 1 ngăn 15 phút
thể tích 1 ngăn là
V = t x Qsmax = 15 x 60 x 0,036 = 32,4 (m3 )
kích thước 1 ngăn
chọn chiều cao H = 1,2 m
Tiết diện : F = = = 27m2

chọn ngăn có tiết diện hình vuông : B x L = F ,(B =L)


-

B = L = = 5,2 m
Hxd = H + Hbv = 1,2 + 0,5 = 1,7 m
Vậy thể thích thực tế của 1 ngăn là :
B x L x H = 5,2 x 5,2 x 1,7 = 46 (m3)
Mỗi ngăn lắp đặt 1 động cơ điện tốc độ quay giảm dần :
buồng 1 :40 vòng/phút
buồng 2 :20 vòng/phút
buồng 3 :10 vòng/phút
Bảng8: Các thông số thiết kể bể keo tụ tạo bông
STT
1
2
3
4

Tên thông số
Chiều dài (L)
Chiều rộng (B)
Chiều cao (H)
Thời gian lưu nước (t)

Đơn vị
m
m
m

phút

Giá trị
5,2
5,2
1,7
15

Hàm lượng SS xử lí đạt 80%. COD,BOD5 đạt 5%
• Hàm lượng SS sau khi qua bể keo tụ tạo bông
SS = 20% * 432,93= 84,786 (mg/l)
Bể keo tụ tạo bông xử lí độ đục gần như hoàn toàn. (Dùng khoảng 70
mg/l Al2(SO4)3 khan (trang 69 –Lâm Vĩnh Sơn)
• BOD5 = 95% * 361=342,95 (mg/l)
• COD = 95% * 304,59 = 289,36 (mg/l)




7) Bể lắng 2 vỏ
Nhiệm vụ :Loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải khi qua
bể điều hòa,bể keo tụ tạo bông. Ở đây chất lơ lửng có tỉ trọng lớn hơn tỉ
trọng nước sẽ lắng xuống.Hiệu quả lắng đạt 55 - 60% (trang 113 xử lí
nước thải đô thị)
Tính toán

Bể lắng 2 vỏ được tính làm 2 phần :máng lắng và ngăn lên men
Thể thích hữu ích của máng lắng
Wm=Q x t x 3600 =0,036 x 1,5 x 3600 = 194,4(m3)