xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN 14:2008/BTNMT.

Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Chương 1
Giới thiệu chung
1.1 Nhiệm vụ đồ án môn học
Nước thải sinh hoạt là nước sau khi được dùng cho các nhu cầu sống và sinh hoạt của con người thải ra
như: nước từ các nhà bếp, nhà ăn, phòng vệ sinh, nước tắm rửa và giặt giũ, nước cọ rửa nhà cửa và các
đồ dùng sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt có thể đã qua các bể tự hoại của từng nhà hoặc không, chảy vào
hệ thống cống dẫn của đô thị, tập trung về các trạm xử lý.
Nước thải sinh hoạt là một tổ hợp hệ thống phức tạp các thành phần vật chất, trong đó chất ô nhiễm bẩn
thuộc nguồn gốc hữu cơ và vô cơ thường tồn tại dưới dạng không hòa tan, dạng keo và dạng hòa tan. Do
tính chất hoạt động của đô thị mà chất nhiễm bẩn có trong nước thải thay đổi theo thời gian.Vì vậy nếu
như nồng độ chất hữu cơ có trong nước thải đưa vào nguồn quá nhiều thì quá trình ôxy hóa diễn ra
nhanh, nguồn oxy trong nước nguồn nhanh chống bị cạn kiệt và quá trình oxy hóa bị ngừng lại dẫn đến
quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra làm ô nhiễm nguồn nước.
Do đó nhiệm vụ của đồ án môn học là xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi
trường theo QCVN 14:2008/BTNMT.
1.2 Nội dung thực hiện
_ Giới thiệu lưu vực thiết kế
_ Lựa chọn công nghệ xử lý
_ Tính toán thiết kế
_ Tính toán kinh tế
_ Hoàn thành bản vẽ, gồm các bản vẽ:
1 bản vẽ mặt bằng
1 bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ
10 bản vẽ chi tiết công trình tự chọn.
Giới thiệu sơ lược khu vực thiết kế:

1
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
1.2.1 Về địa lý
Thành phố ABC có hình dạng như một cù lao tam giác với tổng diện tích 4,181km

2
. Các hướng giáp với
các quận của Tp.HCM.
Tổng số dân khoảng 109.000 người, mật độ dân số là 48.791 người/km
2
.
Phía Đông Bắc giáp Quận 2;
Phía Tây Bắc giáp Quận 1;
Phía Nam giáp Quận 7.
1.2.2 Khí hậu
Thành phố ABC nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, một năm có hai mùa mưa – khô rõ rệt.
Mùa mưa được bắt đầu từ tháng 5 tới tháng 11, còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau. Nhiệt đó
trung bình 27 °C, cao nhất lên tới 40 °C, thấp nhất xuống 13,8 °C. Lượng mưa trung bình của thành phố
đạt 1.949 mm/năm, trung bình, độ ẩm không khí đạt bình quân/năm 79,5%.
Thành phố ABC chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính là gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Ðông
Bắc. Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương, tốc độ trung bình 3,6 m/s, vào mùa mưa. Gió Gió Bắc –
Ðông Bắc từ biển Đông, tốc độ trung bình 2,4 m/s, vào mùa khô. Ngoài ra còn có gió tín phong theo
hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng 3 tới tháng 5, trung bình 3,7 m/s.
1.2.3 Thủy văn
Thành phố ABC có 3 mặt đều là thủy đạo:
Phía Đông Bắc là sông Sài Gòn dài 2.300m, bờ bên kia là Quận 2;
Phía Tây Bắc là kênh Bến Nghé dài 2.300m, bờ bên kia là Quận 1;
Phía Nam là kênh Tẻ dài 4.400m, bờ bên kia là Quận 7.
1.2.4 Tính chất nguồn nước thải
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 pH - 6
2 Alk - 600
3 SS mg/l 300
4 VSS mg/l 210
5 Ca

2+
mg/l 200
6 COD
tc
mg/l 2500
7 sCOD mg/l 2200
8 SO
4
2-
mg/l 9
9 Coliform MPN/100 ml 2 x 10
5
2
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Chương 2
Tính toán lưu lượng thiết kế mạng lưới thoát nước
2.1 Tính toán lưu lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư
ày
.
120 214215
1000 1000
ng
tc
TB
Q N
Q
×
×
= =
= 25705,8 (m

3
/ngđ)

s
TB
Q
=
ày
25705,8
24 3,6 24 3,6
ng
TB
Q
=
× ×
= 297,5 (l/s)
 K
c
= 1,35

max
1,35 297,5 401,6
s s
c TB
Q K Q= × = × =
(l/s)
Bảng 2.1 Hệ số không điều hòa chung của nước thải sinh hoạt.
Q
TB
(l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250 và lớn hơn

K
c
3,1 2,2 1,8 1,7 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15
2.2 Tính toán lưu lượng công cộng
2.2.1 Bệnh viện
Có 1 bệnh viện với 100 giường bệnh, tiêu chuẩn xả thải: 490 - 908 l/ngđ/giường
 chọn tiêu chuẩn 450 l/ngđ/giường.
uong
.
450 100
1000 1000
gi
tc
bv
Q N
x
Q = =
= 45 (m
3
/ngđ)
Bệnh viện có 30 nhân viên phục vụ, tiêu chuẩn xả thải : 19 – 56 l/người/ngày
 chọn tiêu chuẩn 38 l/người/ngày.
ân viên
.
38 30
1000 1000
nh
tc
bv
Q N

x
Q = =
= 1,14 (m
3
/ngđ)

ng ân viêngiuo nh
bv bv bv
Q Q Q= + =
45 + 1,14 = 46,14 (m
3
/ngđ)
2.2.2 Trường học
Thành phố ABC có 5 trường học với số lượng học sinh là 20394.
Tiêu chuẩn xả thải: 20 l/người.ngđ
.
20 20394
1000 1000
tc
TH
Q N
x
Q = =
= 407,88 (m
3
/ngđ)
3
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
2.2.3 Khách sạn
Giả sử có 2 khách sạn.

Tiêu chuẩn xả thải dành cho khách: 180 l/người.ngày
Tiêu chuẩn xả thải dành cho nhân viên: 38 l/người.ngày
Khách sạn 1:
có 20 nhân viên và 50 phòng ứng với 50 người khách.
ách
ks
.
180 50
1000 1000
kh
tc
Q N
x
Q = =
= 9 (m
3
/ngđ)
nhân viên
ks
.
38 20
1000 1000
tc
Q N
x
Q = =
=0,76 (m
3
/ngđ)
Khách sạn 2:

có 25 nhân viên và 70 phòng ứng với 70 người khách.
khách
ks
.
180 70
1000 1000
tc
Q N
x
Q = =
= 12,6 (m
3
/ngđ)
nhân viên
ks
.
38 25
1000 1000
tc
Q N
x
Q = =
= 0,95 (m
3
/ngđ)

ks ks 1 ks 2
Q Q Q= +
= 9 + 0,76 + 12,6 + 0,95 = 15,21 (m
3

/ngđ)
 Q
cc
= Q
bv
+ Q
TH
+ Q
ks
= 46,14 + 407,88 + 15,21 = 469,23 (m
3
/ngđ)
2.3 Tính toán lưu lượng cho nhà máy sản xuất gang
Giả sử thành phố có 1 nhà máy với 5000 công nhân chia làm 3 ca.
Số công nhân trong mỗi ca.
Ca 1: 5.000 x 50% = 2500 (công nhân)
Ca 2: 5.000 x 30% = 1500 (công nhân)
Ca 3: 5.000 x 20% = 1000 (công nhân)
Nhà máy có 20% công nhân (1000 CN) ở phân xưởng nguội và 80% công nhân (4000 CN) ở phân
xưởng nóng.
Tiêu chuẩn nước thải ở phân xưởng nóng:
q
1
= 45 l/ca/người
Tiêu chuẩn nước thải ở phân xưởng nguội:
q
2
= 25 l/ca/người.
Tiêu chuẩn nước tắm cho phân xưởn nóng:
q

3
= 60 l/ng/lần
Tiêu chuẩn nước tắm cho phân xưởn nguội:
q
4
= 40 l/ng/lần
4
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
2.3.1 Lưu lượng nước thải sản xuất.
Nhà máy có công suất 500 tấn/ngày, tiêu chuẩn xả thải 25 – 50 m
3
/ tấn sp
 chọn m = 25 m
3
/tấn sp.
ngày
tb
500 25Q M m= × = ×
=12500 ( m
3
/ngày)
Lưu lượng nước thải trong từng ca:
Ca 1: 12500 x 50% = 6250 ( m
3
/ngày)
Ca 2: 12500 x 30% = 3750 ( m
3
/ngày)
Ca 3: 12500 x 20% = 2500 ( m
3

/ngày)
2.3.2 Lưu lượng nước thải sinh hoạt:
Ca 1:
có 2500 CN trong đó 80% (2000 CN) ở phân xưởng nóng và 20% (500 CN) ở phân xưởng nguội
nóng
NTSH
2000 45
1000
Q
×
=
= 90 m
3
/ca
nguôi
NTSH
500 25
1000
Q
×
=
= 12,5 m
3
/ca
Ca 2:
có 1500 CN trong đó 80% (1200 CN) ở phân xưởng nóng và 20% (300 CN) ở phân xưởng nguội
nóng
NTSH
1200 45
54

1000
Q
×
= =
m
3
/ca
nguôi
NTSH
300 25
1000
Q
×
= =
7,5 m
3
/ca
Ca 3:
có 1000 CN trong đó 80% (800 CN) ở phân xưởng nóng và 20% (200 CN) ở phân xưởng nguội
nóng
NTSH
800 45
36
1000
Q
×
= =
m
3
/ca

nguôi
NTSH
200 25
5
1000
Q
×
= =
m
3
/ca
=>
a1 a2 a3NTSH c c c
Q Q Q Q= + +
= 90 + 12,5 + 54 + 7,5 + 36 + 5 = 205 m
3
/ngày.

5
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
2.3.3 Lưu lượng nước tắm của công nhân
Trong mỗi ca số công nhân được tắm ở phân xưởng nóng là 80% và ở phân xưởng nguội là 20 %.
Ca1:
nóng
tam
60 1600
96
1000
Q
×

= =
m
3
/ngđ
nguôi
tam
40 100
4
1000
Q
×
= =
(m
3
/ngđ)
Ca2:
nóng
tam
960 60
57,6
1000
Q
×
= =
(m
3
/ngđ)
nguôi
tam
60 40

2,4
1000
Q
×
= =
(m
3
/ngđ)
Ca3:
nóng
tam
640 60
38,4
1000
Q
×
= =
(m
3
/ngđ)
nguôi
tam
40 40
1,6
1000
Q
×
= =
(m
3

/ngđ)
=>
a1 a2 a3tam c c c
Q Q Q Q= + +
= 96 + 4 + 57,6 + 2,4 + 38,4 + 1,6 = 200 (m
3
/ngđ)
2.3.4 Tổng lưu lượng của nhà máy
nm sh sx tam
Q Q Q Q= + +
= 205 + 12.500 + 200 = 12.905 (m
3
/ngđ)
2.4 Tổng lưu lượng nước thải của thành phố
tc sh cc nm
Q Q Q Q= + +
= 25.705,8 + 469,23 + 12.905 = 39.080 (m
3
/ngđ)
6
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Chương 3
Lựa chọn dây chuyền công nghệ
3.1 Thành phần nước thải
Nước thải sinh hoạt của khu vực có đặc tính được thể hiện ở bảng sau
Bảng 3.1 Kết quả phân tích mẫu nước thải sinh hoạt của khu vực
STT Thông số Đơn vị Giá trị
QCVN - 14/2008
C
Giá trị

K
Giá trị
C
max
1 pH - 6 5 - 9 - 5 - 9
2 Alk - 600 - 1 -
3 SS mg/l 300 50 1 50
4 VSS mg/l 210 35 1 35
5 Ca
2+
mg/l 200 1
6 COD
tc
mg/l 2500 50 1 50
7 sCOD mg/l 2200 50 1 50
8 SO
4
2-
mg/l 9 0,2 1 0,2
9 Coliform MPN/100 ml 2 x 10
5
3000 - 3000
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn nước tiếp
nhận nước thải không vượt quá giá trị C
max
được tính toán như sau:
C
max
= C x K
Trong đó:

C
max
là nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong n ước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn nước
tiếp nhận, tính bằng miligam trên lít nước thải (mg/l);
C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định.
K là hệ số tính tới quy mô, loại h.nh cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư
Không áp dụng công thức tính nồng độ tối đa cho phép trong n ước thải cho thông số pH và tổng
coliforms.
Theo bảng 3.1 thì thành phần nước thải cần xử lý là: chất rắn lơ lửng (SS) có nồng độ cao, các chất trong
nước đa phần là chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, Cloliform. Do đó công trình xử lý chủ đạo là các
công trình xử lý sinh học. Ngoài ra, còn có các thành phần khác cẩn xử lý như các loại chất rắn có kích
cỡ khác nhau như bao bì chất dẻo, gỗ, giấy, gạch, sỏi, cát….
Hàm lượng SS = 300 mg/l > 150 mg/l phải đi qua các công trình xử lý sinh học. Trước khi đi qua công
trình xử lý sinh học cần đi qua bể lắng đợt 1 để đảm bảo SS không được lớn hơn 150 mg/l vì sẽ làm ảnh
hưởng hiệu quả của quá trình xử lý sinh học. Qua bể lắng đợt 1 lượng SS được xử lý với hiệu quả xử lý
là 53%.
Công trình xử lý sinh học với yêu cầu xử lý với hiệu quả từ 80% - 98%.
E = (300 – 30)/300
×
100% = 90%.
Các công trình xử lý sinh học có hiệu quả xử lý đạt yêu cầu là: bể lọc nhỏ giọt (65% - 90%), UASB
(85% - 95%, Diệu, 2008), hồ hiếu khí (60% - 80%, Diệu, 2008), bể thổi khí (80% - 98%, Lai, 2000).
SO
4
2-
được xử lý ở các công trình xử lý sinh học. Vi sinh vật gây bệnh được xử lý ở bể khử trùng.
7
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
3.2 Các phương án lựa chọn công nghệ
Với những đặc tính nước thải như hàm lượng SS cao (SS = 300 mg/l), hàm lượng BOD, Sunfat (SO

−
2
4
)
không đạt tiêu chuẩn xả thải, để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng của nước thải trước khi xả ra nguồn
tiếp nhận nên cần xử lý qua một số qua một số quá trình như cơ học, hóa học, sinh học.
Xử lý cơ học : nhằm tách các chất lơ lửng, chất rắn dễ lắng ra khỏi nước thải. Rác, cặn có kích thước lớn
được loại bỏ bằng song chắn rác. Cặn vô cơ (cát, sạn, mảnh kim loại…) được tách ra khi qua bể lắng cát.
Trong giai đoạn xử lý này thường có các thiết bị sau: song chắn rác, bể điều hòa, bể lắng đợt 1. Ngoài ra,
việc xử lý cơ học này cũng nhằm bảo vệ máy bơm và loại bỏ các cặn lớn, nặng tránh làm cản trở cho các
công trình xử lý tiếp theo.

Xử lý sinh học: là giai đoạn xử lý sinh học các chất hữu cơ, chuyển chất hữu cơ có khả năng phân hủy
thành chất vô cơ và chất hữu cơ. Các công trình và thiết bị dùng trong công đoạn xử lý sinh học: bể lọc
sinh học, bể sục khí bùn hoạt tính lơ lửng (bể thổi khí) và bể lắng đợt 2, hồ hiếu khí và hồ lắng, bể
UASB.
Khử trùng: là công đoạn tiếp sau xử lý tiếp theo sau khi xử lý sinh học. Các phương pháp khử trùng
thường dùng: Clo, Ozon, tia cực tím. Mục đích của quá trình nhằm đảm bảo nước trước khi xả ra nguồn
tiếp nhận không còn vi trùng, virut gây bệnh, khử màu, khử mùi và giảm nhu cầu oxy hóa của nguồn tiếp
nhận.
3.2.1 Phương án 1
NT: nước thải
Hình 3.1 Dây chuyền xử lý nước thải sinh hoạt theo phương án 1.
8
Song Chắn Rác
Bể thổi khí
Bể lắng đợt 2
Bể Lắng Cát Bể Lắng Đợt 1
Nguồn tiếp nhận Bể tiếp xúc
Bể UASB

Bể điều hòa
Sân phơi cát
Sân phơi
bùn
Xây dựng
Tuần hoàn
bùn
Thiết bị châm
hóa chất
Máy thổi khí
Bãi chôn lấp
NT
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Nước thải qua song chắn rác để loại chất thải có kích thước lớn, tránh tắc nghẽn bơm, đường ống, kênh
dẫn và đảm bảo an toàn cho toàn hệ thống. Đặt song chắn rác làm sạch bằng cơ giới nhằm tự động hóa
dây chuyền. Trong dây chuyền công nghệ không sử dụng máy nghiền rác, để không gia tăng hàm lượng
SS trong nước thải, để tránh nâng cao công suất các trạm xử lý, và có thể gây tắc nghẽn hệ thống phân
phối khí của bể điều hòa.
Lượng cát sau khi qua bể lắng sẽ được phơi ở sân phơi cát cho đến khi khô ráo và được sử dụng lại cho
mục đích xây dựng.
Tại bể điều hòa dòng nước thải được ổn định lưu lượng và nồng độ các chất bẩn, để dễ dàng cho các quá
trình xử lý sau. Trong bể điều hòa có tiến hành sục khí để tránh các quá trình sa lắng và phân hủy kỵ khí
chất hữu cơ.
Bể lắng đợt 1 dùng để tách các cặn lơ lửng sẵn có trong nước thải. Do đó trong công trình này với công
suất Q = 39080 m
3
/ngđ nên thiết kế xây dựng bể lắng ngang vì hiệu quả xử lý cao và vận hành đơn giản.
Hàm lượng SS = 300 mg/l nên ta cho qua bể lắng đợt 1 để đảm bảo SS không lắng trong công trình xử lý
sinh học làm ảnh hưởng đến quá trình xử lý. Yêu cầu ở bể lắng đợt 1 là phải xử lý được hơn 50% lượng
SS đầu vào, để hàm lượng SS đi vào các công trình xử lý sinh học không lớn hơn 150 mg/l (triết, 2008)

Nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1 sẽ qua bể UASB để xử lý các chất hữu cơ có trong nước thải với
hiệu quả xử lý E = 90%. Sau khi qua bể UASB thì hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải đầu ra là: 10%
x 2200 = 220 mgCOD/l, nên ta sẽ cho qua bể Aeroten để xử lý tiếp. Với hiệu quả xử lý của bể Aeroten
đạt 90% thì lượng COD còn lại trong nước thải đầu ra là: 10% x 220 mg/l = 22 mg/l < 30 mg/l, đạt yêu
cầu.
Bể lắng đợt 2 dùng tách các cặn từ quá trình xử lý sinh học. Một phần bùn trong bể lắng đợt 2 được tuần
hoàn lại bể thổi khí bởi vì bùn này vi sinh vật đã thích nghi được với chất hữu cơ và môi trường sống
nên tiết kiệm được chi phí mua bùn mới và 1 phần chi phí xử lý bùn.
Nước thải sau khi qua bể lắng đợt 2 cần xử lý VSV để đạt chỉ tiêu xả thải ra môi trường, giai đoạn này
được thực hiện ở bể khử trùng. Các phương pháp khử trùng thường dùng Clo, Ozon, tia cực tím. Trong
phương án xử lý này không dùng ozon, tia cực tím để khử trùng do chi phí cao, do đó lựa chọn Clo để
khử trùng vừa tiết kiệm được chi phí vừa đảm bảo được tiêu chuẩn xả thải.
Ngoài ra, còn có các công trình phụ trợ khác như bể nén bùn, sân phơi cát và các thiết bị đi kèm để xử lý
phần chất thải còn lại của hệ thống xử lý.
Ưu điểm:
• Hiệu quả xử lý nước thải cao.
• Ít tiêu tốn năng lượng trong vận hành.
• Ít bùn dư, nên giảm được chi phí xử lý bùn.
• Bùn sinh ra dễ tách nước.
• Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung dinh dưỡng.
• Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí metan.
• Có khả năng hoạt động theo mùa vì bùn kỵ khí có thể phục hồi và hoạt động sau một thời gian ngưng
không nạp liệu.
Nhược điểm:
• Chi phí cao cho việc thổi khí liên tục duy trì điều kiện hiếu khí.
• Thời gian cho việc vận hành bể UASB ban đầu khó khăn.
• Khó tạo bùn hạt tốt.
3.2.2 Phương án 2
9
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu

NT : nước thải
Hình 3.2 Dây chuyền xử lý nước thải sinh hoạt theo phương án 2.
Đối với xử lý cơ học ta vẫn chọn các công trình đơn vị như phương án 1. Trong phương án 2 ta chọn bể
RBC để thay thế cho bể thổi khí. Nước thải sau khi qua bể SCR, bể lắng cát, qua bể điều hòa, qua bể
lắng đợt 1 và được đưa vào bể UASB để xử lý chất hữu cơ có trong nước thải sau đó nước thải sẽ được
dẫn vào bể RBC để tiếp tục xử lý để đạt tiêu chuẩn xả thải ra nguồn tiếp nhận, nước thải sau khi ra khỏi
bể RBC sẽ được được dẫn tới bể lắng đợt 2 để tách cặn, sau đó sẽ được dẫn tới bể khử trùng trước khi
xả ra nguồn tiếp nhận.
Ưu điểm:
• Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung dinh dưỡng.
• Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí metan.
Nhược điểm:
• Tốn năng lượng cho việc vận hành các máy quay đĩa sinh học.
• Đảm bảo việc phân phối đều nước trong bể chứa đĩa sinh học để đạt được hiệu quả xử lý cao.
• Chi phí đầu tư ban đầu cũng như vận hành cao cho việc xử lý bùn.
10
Song Chắn Rác
Bể RBC
Bể lắng đợt 2
Bể Lắng Cát Bể Lắng Đợt
1
Nguồn tiếp
nhận
Bể tiếp xúc
Bề UASB
Bể điều hòa
Sân phơi cát
Sân phơi bùn
Xây dựng
Tuần hoàn

nước
Thiết bị châm
hóa chất
Máy thổi khí
Bãi chôn lấp
NT
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Chương 4
Tính toán thiết kế các công trình đơn vị theo phương án 1
4.1 Tính toán ngăn tiếp nhận nước thải
Lựa chọn kích thước ngăn tiếp nhận dựa vào lưu lượng tính toán của trạm xử lý.
Tra bảng 3 – 4 (Triết, 2006) ta được các thông số thiết kế ngăn tiếp nhận như sau:
Đường kính ống áp lực từ trạm bơm đến ngăn tiếp nhận là 500 mm.
Bảng 4.1 Các thông số thiết kế của ngăn tiếp nhận
Thông số Kích thước
Thể tích 1 ngăn 11,04 m
3
Rộng
×
dài 2300mm
×
2400mm
Chiều cao lớp nước 1600 mm
Chiều cao xây dựng 2000 mm
4.2 Tính toán thiết kế song chắn rác
4.2.1 Tính toán mương dẫn nước thải đến Song chắn rác
Nước thải được dẫn từ ngăn tiếp nhận đến SCR qua mương dẫn hình chữ nhật.
Tiết diện ướt của ngăn tiếp nhận:
0,635
0,79

0,8
Q
w
v
= = =
(m
2
)
Trong đó:
Q: lưu lượng trung bình tính toán (m
3
/s)
v: vận tốc nước chảy qua SCR, v = 0,8 m/s (0,6 m/s < v < 1 m/s)
Thiết kế mương dẫn với chiều rộng mương là B = 1 m.
Chiều sâu mực nước trong mương dẫn:
0,79
0,79
1
w
h
B
= = =
(m)
Chu vi ướt:
P = (B + h)
×
2 = (1 + 0,79)
×
2 = 3,58 (m)
Bán kính thủy lực:

0,79
0,22
3,58
w
R
P
= = =
(m)
Hệ số Sezi:
y
R
n
C
1
=
Trong đó:
n: hệ số độ nhám = 0,012 – 0,015 phụ thuộc vào vật liệu làm ống và kênh
y: chỉ số mũ, phụ thuộc vào độ nhám, hình dáng và kích thước của ống
11
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Chọn n = 0,0138 (bê tông)
→
y =
2,5 0,13 0,75 ( 0,1)n R n− − −
= 0,158
0,158
1 1
0,22 57,05
0,0138
y

C R
n
= = =
Độ dốc thủy lực:
2 2
2 2
0,8
0,0009
57,05 0,22
v
i
C R
= = =
× ×
; chọn i = 1
Với lưu lượng là 635 l/s, độ dốc thủy lực i = 1. Tra bảng 35 (Uyển, 2003) và bằng cách nội suy ta tính
được v = 1,2 m/s, độ đầy h/H = 0,74 m.
Bảng 4.2 Kết quả tính toán thủy lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận
Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Lưu lượng tính toán Q
max
0,635 m
3
/s
Độ dốc thủy lực 1000i 1
Chiều rộng B 1 m
Chiều sâu h 0,79 m
Vận tốc u
m
1,02 m/s

Độ đầy h/H 0,74 m
4.2.2 Tính toán thiết kế Song chắn rác
Song chắn rác (SCR) đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước thải chảy vào bơm, nhiệm vụ giữ lại
các tạp chất có kích thước lớn. Song chắn rác gồm các thanh kim loại (thép không rỉ), dễ dàng trượt lên
xuống dọc theo 2 khe hở của thành mương dẫn, vận tốc nước qua song v
max
≤ 1 m/s (ứng với Q
max
). (Lai,
2000)
Bảng 4.3 Các thông số ban đầu phục vụ tính toán thiết kế (Triết, 2006).
Thông số thủy lực
Lưu lượng tính toán
Q
min
= 0,219 m
3
/s Q
tb
= 0,452 m
3
/s Q
max
= 0,635 m
3
/s
Chiều ngang B (m) 1 1 1
Độ dốc thủy lực i 1 1 1
Vận tốc 0,79 0,96 1,02
Độ đầy h/D (m) 0,38 0,58 0,74

Chọn SCR lấy rác bằng cơ giới, góc nghiêng đặt SCR là 80
0
.
Số lượng khe hở qua SCR:
max
0
0,635
1,05 67
0,8 0,62 0,02
Q
n k
v h b
= × = × =
× × × ×
(khe)
Với:
v: vận tốc nước chảy qua SCR, chọn v = 0,8 m/s (0,6 m/s
≤
v
≤
1 m/s) (Diệu, 2008)
h: độ sâu nước ở chân SCR,
0,635
0,62
1 1,02
Q
h
B u
= = =
× ×

m.
12
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
b: khe hở giữa các thanh chắn, chọn b = 0,02 m (SCR
mịn
= 10 – 25 mm) (Diệu, 2008)
k: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K = 1,05.
Tổng chiều rộng khe:
B
k
= 67
×
0,02 = 1,34 (m)
Chiều rộng buồng đặt SCR:
B
s
= S
×
(n – 1) + B
k
= 0,008
×
(67 – 1) + 1,34 = 1,868 (m)
S là bề dày của thanh song chắn thường lấy 0,008.
Góc mở rộng của buồng đặt SCR lấy bằng 20
0
(Huệ, 2004) thì chiều dài đoạn mở rộng trước SCR được
tính là:
1
1,868 1

1,2
2 20 2 20
s
o o
B B
L
tg tg
−
−
= = =
× ×
(m)
Chiều dài đoạn thu hẹp sau SCR:
L
2
= ½ L
1
= 0,6 (m)
Tổng chiều dài xây dựng:
L = L
1
+ L
2
+ L
o
= 1,2+ 0,6 + 1,5 = 3,3 (m)
L
o
: Chiều dài đoạn mương đặt SCR, chọn L
o

= 1,5 m (L
o
không nhỏ hơn 1 m, Huệ, 2004)
Tổn thất áp lực qua SCR:
4/ 3
4/ 3
2 2
0,01 0,55
sin 2,42 sin80 0,015
2 0,02 2 9,8
o
L
W u
h
b g
β θ
   
 
 
= × × × = × × =
 ÷  ÷
 ÷
 ÷
×
 
 
   
(m)
Trong đó:
h

L
: tổn thất áp lực (m)
W = 0,01: chiều rộng lớn nhất của thanh chắn (m)
b = 0,02: khe hở nhỏ nhất giữa các thanh chắn (m)
u: vận tốc dòng chảy trong kênh dẫn (m/s)
1,02 1
0,55
1,868
m
s
u B
u
B
×
×
= = =
(m/s)
θ
= 80
0
: góc nghiêng của thanh chắn so với phương ngang (lấy rác bằng cơ khí, Diệu, 2008)
g: gia tốc trọng trường (m/s
2
)
β
= 2,42: hệ số phụ thuộc vào hình dạng của thanh chắn (thanh chắn hình chữ nhật, Diệu, 2008)
Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy qua SCR sạch ứng với lưu lượng min:
min
min
0,219

0,58
1,34 0,28
k hd
Q
v
B h
= = =
× ×
(m) ; (thỏa vì 0,4 m/s < v
min
< 1 m/s)
13
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Trong đó:
min
min
min
0,219
0,277
1 0,79
Q
h
B u
= = =
× ×
(m)
Chiều cao lớp nước hữu dụng min:
min
0,28
0,28

sin sin80
hd
o
h
h
θ
= = =
(m)
θ
= 80
0
: góc nghiêng của thanh chắn so với phương ngang (lấy rác bằng cơ khí, Diệu, 2008)
Kiểm tra lại vận tốc của dòng chảy qua SCR sạch ứng với lưu lượng max:
max
max
0,635
0,75
1,34 0,63
k hd
Q
v
B h
= = =
× ×
(m) (thỏa vì 0,4 m/s < v
min
< 1 m/s)
Trong đó:
max
max

max
0,635
0,62
1 1,02
Q
h
B u
= = =
× ×
(m)
Chiều cao lớp nước hữu dụng max:
max
0,62
0,63
sin sin80
hd
o
h
h
θ
= = =
(m)
Chiều cao của mương:
0,62
0,84
/ 0,74
h
H
h H
= = =

(m)
Chiều cao thực của SCR:
0,84
0,85
sin80 sin80
t
o o
H
H = = =
(m)
Tổng chiều cao xây dựng của mương đặt SCR:
H
xd
= H + h
L
+ H
o
= 0,84 + 0,015 + 0,5 = 1,355
≈
1,4(m)
H
o
: chiều cao an toàn của mương, chọn H
o
= 0,5 m.
Ta chọn chiều cao xây dựng là 1,4 m.
Chiều rộng SCR = chiều rộng mương + 2 x chiều rộng khe = 1,4 + (2 x 0,2) = 1,8 (m)
Lượng rác lấy ra từ SCR:
8 214215
4,69

365 1000 365 1000
m N
W
× ×
= = =
× ×
(m
3
/ngđ)
14
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Trong đó:
m: lượng rác giữ lại theo tiêu chuẩn trên đầu người, m = 8 l/người.năm (Triết, 2008)
N: Số dân cư sử dụng hệ thống, người.
Trọng lượng rác ngày đêm tính theo công thức
P = W
t
+ G = 4,69 x 750 = 3517,5 (kg/ngđ) = 3,5175 (tấn/ngđ)
G: khối lượng riêng của rác, G = 750 (kg/m
3
) - TCXD 51-2008.
Trọng lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm:
.
3,5175 2
0,29
24 24
h
h
P K
P

×
= = =
(tấn/giờ)
K
h
: hệ số không điều hòa của rác, lấy =2 - TCXD 51-2008.
Các thông số thiết kế và xây dựng SCR được tóm tắt trong bảng 4.4.
Bảng 4.4 Các thông số thiết kế song chắn rác
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Lưu lượng thiết kế m
3
/s 0,635
2 Độ dốc thủy lực - 1
3 Chiều rộng mương dẫn m 1
4 Độ đầy h/H m 0,74
5 Vận tốc u
m
m/s 1,02
6 Góc nghiêng đặt SCR - 80
o
7 Số lượng khe khe 67
8 Số lượng thanh đan thanh 66
9 Chiều rộng mỗi khe m 0,02
10 Chiều rộng mỗi thanh đan m 0,01
11 Chiều rộng buồng đặt SCR m 1,868
12 Góc mở rộng của buồng đặt SCR 20
o
13 Chiều dài đoạn mở rộng trước SCR m 1,2
14 Chiều dài đoạn thu hẹp sau SCR m 0,6
15 Chiều dài buồng đặt SCR m 1,5

16 Chiều dài xây dựng m 3,3
17 Tổn thất áp lực qua SCR m 0,015
18 Vận tốc dòng nước trước SCR m/s 0,55
19 Vận tốc kiểm tra dòng chảy qua SCR sạch ứng với Q
min
m/s 0,58
20 Vận tốc kiểm tra dòng chảy qua SCR sạch ứng với Q
max
m/s 0,75
21 Chiều cao bảo vệ m 0,5
22 Chiều cao thực SCR m 0,85
23 Chiều cao xây dựng m 1,4
24 Chiều cao lớp nước cực đại m 0,63
25 Chiều cao lớp nước cực tiểu m 0,277
26 Lượng rác lấy ra từ SCR m
3
/ngđ 4,69
15
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
4.3 Tính toán thiết kế bể lắng cát
Bể lắng cát đặt sau song chắn rác, đặt trước bể điều hòa lưu lượng và chất lượng, đặt trước bể lắng đợt
1. Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước SCR, tuy nhiên việc đặt sau SCR có lợi cho việc quản lý bể
lắng cát hơn. Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ, lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của
chúng. Chúng ta phải tính toán làm thế nào cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống
còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi.
Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, mảnh kim loại, tro
tàn, than vụn, vỏ trứng… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, lắng cặn trong các kênh hoặc ống
dẫn, giảm. Có nhiều loại bể lắng cát phụ thuộc vào đặt tính dòng chảy: bể lắng cát có dòng chảy ngang
trong mương tiết diện hình chữ nhật, bể lắng cát có dòng chảy dọc theo máng tiết diện hình chữ nhật đặt
theo chu vi của bể tròn, bể lắng cát sục khí, bể lắng cát có dòng chảy xoáy, bể lắng cát ly tâm. Ở đây ta

chọn bể lắng cát thổi khí để tính toán thiết kế.
Bể lắng cát thổi khí có dạng hình chữ nhật, có hệ thống sục khí bằng ống nhựa khoan lỗ, lấy cát ra khỏi
bể bằng bơm phun tia để dồn cát về mương thu cát.
Tính toán kích thước bể lắng cát ngang
Lưu lượng nước thải qua bể lắng cát:
Q
tb
= 0,452 (m
3
/s), Q
max
= 0,635 (m
3
/s)/
Chọn đường kính hạt d = 0,2 mm
→ u
0
= 17,8 (mm/s) = 0,0178 (m/s) (Diệu, 2008)
Diện tích bể lắng ngang:
max
0
.
1,3 0,635
46,4
0,0178
K Q
F
v
×
= = =

(m
2
)
Trong đó: hạt d
≤
0,2 mm K = 1,3
d > 0,2 mm K = 1,1
d > 0,25 mm K = 1
Chiều dài bể lắng cát:
L = 18h
max
(h
max
= 0,25 – 1 m, Triết - 2008)
Chọn h
max
= 1 (m) → L = 18 (m)
Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát:
46,4
2,6
18
F
B
L
= = =
(m)
Chia làm 3 ngăn → chiều rộng mỗi ngăn B’ = 0,87 (m)
Vận tốc dòng nước trong bể lắng:
0,635
0,24

2,6 1
Q
v
F
= = =
×
m/s
16
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Kiểm tra lại vận tốc tính toán với điều kiện v
min
≥ 0,15 (m/s)
min
min
min
0,219
v 0,22
2,6 0,38
Q
B H
= = =
× ×
(m/s) > 0,15 (m/s)
Thời gian lưu nước của bể:
1 ê
18 0,87 1
74,6
0,21
b
V

HRT
Q
× ×
= = =

≈
75 (s) thỏa điều kiện HRT 60 – 120 s
Chiều rộng cửa tràn thu hẹp từ B xuống b.
3 3
2 2
2 2
3 3
max
1 2,6 0,24 2,6 0,24 1 0,34
0,27
1 0,635 1 0,34
2 0,356 2 9,8
B v B v K
b
Q K
m g
   
× × − × × −
 ÷  ÷
= × × = × × =
 ÷  ÷
− −
× × ×
   
(m)

Trong đó:
min
max
0,219
0,34
0,635
Q
K
Q
= = =
Chọn góc tới
θ
= 45
0
=> cotg
θ
=1 => m = 0,356 (tra bảng 2.2 , Diệu, 2008)
Đáy bể tràn chênh với đáy bể lắng cát
P∆
:
1 1
3 3
min
2 2
3 3
1 0,219 1 0,34
0,3
2,6 0,24
1 1 0,34
Q K

P
B v
K
− −
− −
∆ = × = × =
× ×
− −
(m)
Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát:
214215 0,02 1
1000 1000
tt
c
N P t
W
× ×
× ×
= =
= 4,28 (m
3
)
N
tt
: Dân số tính toán. N
tt
= 214215 người
P: Lượng cát giữa lại trong bể cho một người trong ngày đêm. P = 0,02 l/ng.ngđ (TCXD 51 – 2008)
t: Chu kỳ xả cát. t = 1 ngày đêm (Quy phạm t < 2 ngày đêm)
Chiều cao lớp cát trong bể trong 1 ngày đêm:

4,28
0,092
18 2,6
c
c
W
h
L B
= = =
× ×
(m)
Chiều cao xây dựng bể:
H
xd
= H
max
+ h
c
+ h
bv
= 1 + 0,092 + 0,4 = 1,492 m ≈ 1,5 (m)
H
bv
: chiều cao bảo vệ bể
17
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Mương thu cát
Dưới hệ thống thổi khí là mương thu cát. Góc nghiêng thành bên là 60
o
(Quy phạm

≥
60
o
).
Lưu lượng cát a = 0,02 l/ng.ngđ = 0,48.10
-3
m
3
/người.h (Triết, 2008)
Số dân cư tính toán là N
tt
= 214215 người
Thu cát liên tục sau 3 phút = 0,05 giờ
Thể tích mương chứa cát:
3
0,48.10 214215 0,05 5,14V a N t
−
= × × = × × =
(m
3
)
Diện tích hình thang mương thu cát:
5,14
0,29
18
V
F
L
= = =
(m

2
)
Chiều dài L = 18 m
Chiều cao h
m
= 1 m
Đáy bé: 0,2 m
Đáy lớn: 0,38 m
Sân phơi cát
Chiều cao bờ chắn H = 1 m (Quy phạm 1 – 2 m)
Dân số tính toán N
tt
= 214215 người
Lượng cát tính theo đầu người a = 0,02 l/người.ngđ
Chiều cao lớp cát 4 m/năm (Quy phạm 4 – 5 m/năm; Triết, 2006)
Diện tích hữu ích sân phơi:
365
0,02 214215 365
391
1000 1000 4
tt
a N
F
h
× ×
× ×
= = =
× ×
(m
2

)
Chiều dài = 22 m
Chiều rộng = 18 m
Chiều cao = 1 m
Chia thành 4 ngăn, mỗi ngăn dài 11 m, rộng 9 m.
Bố trí 4 đường ống thu nước rỉ từ cát có đường kính d
1
= 100 mm dọc theo chiều dài sân phơi cát, độ
dốc đường ống i = 0,003. Các đường ống cách thành chắn 3 m (mỗi ngăn lắp 2 ống). Trên ống có đục lỗ,
đường kính lỗ d
2
= 5 mm và phủ một lớp đá mỏng.
Tường thành chắn dày 500 mm.
Ống dẫn cát từ bể lắng cát sang sân phơi cát có đường kính d
3
= 200 mm.
Máng phân phối cát kích thước 200 mm
×
200 mm có độ dốc i = 0,01 .
Đáy của các ngăn có độ dốc i = 0,01 dốc về phía ống thu nước rỉ của cát.
18
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Bảng 4.5 Các thông số thiết kế Bể lắng cát
STT Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị
1 Lưu lượng m
3
/s 0,635
2 Thời gian lưu nước s
75
3 Thể tích 1 ngăn m

3
15,66
4 Chiều cao lớp nước m 1
5 Chiều rộng của 1 ngăn m 0,87
6 Chiều dài của 1 ngăn m 18
7 Độ dốc i - 0,2
8
Chiều cao xây dựng bể
m 1,5
9 Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát m
3
4,28
10 Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát m 2,6
11 Diện tích bể lắng ngang: m
2
46,4
Bảng 4.6 Các thông số thiết kế Sân phơi cát
Cơ sở tính toán
Thông số thiết kế
Kích thước sân phơi Kích thước 1 ngăn Ống thu nước rỉ từ rác
N
tt
= 214215 người Chiều cao H = 1 m Chiều cao 1 m Có 4 đường ống
a = 0,02 l/người.ngđ Chiều dài 22 m Chiều dài 11 m d
1
= 100 mm
F = 391 m
2
Chiều rộng 18 m Chiều rộng 9 m Cách thành chắn 3 m
Chia thành 4 ngăn Độ dốc i = 0,01 Độ dốc i = 0,003

Chiều cao lớp cát
là 4m/năm
Tường thành chắn dày 500
mm
Bố trí 2 đường ống
thu nước rĩ từ cát
Khoan lỗ có đường kính
lỗ là d
2
= 5 mm
4.4 Bể điều hòa
Giờ Q
mạng luới
% Q q
bơm
% Q
bơm
q
vào
q
ra
q
tích lũy
0 – 1 586.2 1.5 1629.636 4.17% -1043.44 7855.08
1 – 2 586.2 1.5 1629.636 4.17% -1043.44 -1043.44
2 – 3 586.2 1.5 1629.636 4.17% -1043.44 -1043.44
3 – 4 586.2 1.5 1629.636 4.17% -1043.44 -1043.44
4 – 5 977 2.5 1629.636 4.17% -652.636 -652.636
5 – 6 1367.8 3.5 1629.636 4.17% -261.836 0
6 – 7 1758.6 4.5 1629.636 4.17% 128.964 128.964

7 – 8 2149.4 5.5 1629.636 4.17% 519.764 648.728
8 – 9 2442.5 6.25 1629.636 4.17% 812.864 1461.592
9 – 10 2442.5 6.25 1629.636 4.17% 812.864 2274.456
10 – 11 2129.86 5.45 1629.636 4.17% 500.224 3087.32
11 – 12 2442.5 6.25 1629.636 4.17% 812.864 3900.184
12 - 13 1954 5 1629.636 4.17% 324.364 4713.048
13 - 14 1954 5 1629.636 4.17% 324.364 5525.912
14 - 15 2149.4 5.5 1629.636 4.17% 519.764 6338.776
15 - 16 2344.8 6 1629.636 4.17% 715.164 7151.64
16 - 17 2344.8 6 1629.636 4.17% 715.164 7964.504
17 - 18 2149.4 5.5 1629.636 4.17% 519.764 8777.368
18 - 19 1954 5 1629.636 4.17% 324.364 9590.232
19
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
19 - 20 1758.6 4.5 1629.636 4.17% 128.964 10403.1
20 - 21 1875.84 4.8 1629.636 4.17% 246.204 11215.96
21 - 22 1172.4 3 1629.636 4.17% -457.236 10758.72
22 - 23 781.6 2 1629.636 4.17% -848.036 9910.688
23 - 24 586.2 1.5 1598.372 4.09% -1012.17 8898.516
TC 100
Thể tích bể biều hòa:
V
ĐH
= 11215,96 + | -1043,44 | = 12259,4 (m
3
)
Lớp nước đệm trong bể điều hòa:
V
đ
= 10%V

ĐH
= 10% 12259,4= 1225,94 (m
3
)
Thể tích bể điều hòa:
V = V
ĐH
+ V
đ
= 12259,4+1225,94 = 13485,34 (m
3
)
Thiết kế 2 bể điều hòa:
V
1b
=
2
34,13485
= 6742,67 m
3
= 6743 (m
3
)
Diện tích bề mặt mỗi bể:
6743
1124
6
V
W
H

= = =
(m
2
)
Ta thiết kế bể điều hòa hình chữ nhật, chiều rộng dài và cao mỗi bể là:
Chọn chiều cao bể là 6 m
Chiều cao xây dựng H
xd
= H + 0,5 = 6,5 (m)
Chiều dài bể là 38 m
Chiều rộng bể là 30 m
Thời gian lưu nước trong bể điều hòa :
2281
34,13485
==
Q
V
θ
= 5,9 (giờ)
Bể điều hòa, sử dụng máy khuấy để xáo trộn nước thải, tránh hiện tượng lắng cặn, phân hủy kị khí, sinh
mùi. Bể lắp đặt 2 máy khuấy.
Công suất máy khuấy :
6743 0,008
26,972
2 2
V
p
η
× ×
= = =

(kW)
η
: năng lượng khuấy trộn cần thiết.
η
= 0,008 kW/m
3
. (Quy phạm 0,004 – 0,008)
Nước từ bể điều hòa, cho tự chảy sang bể lắng đợt 1, sử dụng van điều chỉnh lưu lượng để đảm bảo, khi
mực nước trong bê điều hòa thay đổi thì lượng nước đi vào bể lắng 1 vẫn giữ nguyên, không dao động
Bảng 4.8 Các thông số thiết kế bể điều hòa
STT Thông số Đơn vị Giá trị
20
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
1 Lưu lượng thiết kế m
3
/ngđ 39080
2 Thể tích mỗi bể điều hòa m
3
6743
3 Diện tích bề mặt mỗi bể m
2
1124
4 Chiều cao lớp nước đệm m 1
5 Chiều cao thiết kế m 6,5
6 Chiều rộng bể m 30
7 Chiều dài bể m 38
8 Thời gian lưu nước của bể h 5,9
9 Công suất cánh khuấy kW 26,972
4.5 Tính toán thiết kế bể lắng đợt 1 (bể lắng ngang)
Vùng lắng

Q = 0,635 m
3
/s , hiệu quả lắng R = 53%.
U
0
= 0,55 mm/s (Quy phạm từ 0,83 – 2,5 m/h hay 0,22 – 0,7 mm/s ,Lai 2004).
Hàm lượng cặn lơ lửng SS = 300 mg/l
Diện tích vùng lắng :
3
0
0,635
577,3
2 0,55 10
Q
F
u
−
= = =
× ×
(m
2
)
Chọn: Chiều rộng của bể: B = 9 (m)
Chiều cao vùng lắng : H = 3 (m) (H = 1,5 – 5 m, TCXD 51-2008)
Chiều dài của bể :
577,3
64,14
9
F
L

B
= = =
(m)
64,14
21,38
3
L
H
= =
> 15 ( Lai, 2004)
Bán kính thủy lực :
9 3
1,8
2 9 2 3
B H
R
B H
× ×
= = =
+ + ×
(m)
Vận tốc nước chảy trong bể:
0
0,635
0,0117
2 9 3
Q
v
B H
= = =

× × ×
(m/s) = 11,7 (mm/s) < 16,3 (mm/s)
Kiểm tra hệ số Re, Fr:
0
6
0,0117 1,8
Re 20851
1,01 10
v R
ν
−
×
×
= = =
×
> 20000
2
2
5 5
0
(0,0117)
0,775 10 10
9,81 1,8
r
v
F
g R
− −
= = = × <
× ×

21
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Để giảm trị số của chuẩn số Re và tăng giá trị của Fr, ta giữ nguyên chiều rộng bể B = 9 m nhưng đặt
thêm 1 vách chịu lực, chia bể ra thành 2 ngăn, mỗi ngăn có có chiều rộng B
’
= 4,5 m, với vận tốc dòng
chảy không đổi
0
v
= 11,7 mm/s
Bán kính thủy lực :
4,5 3
1,28
2 4,5 2 3
B H
R
B H
× ×
= = =
+ + ×
(m)
Kiểm tra hệ số Re, Fr:
0
6
0,0117 1,28
Re 14828
1,01 10
v R
ν
−

×
×
= = =
×
< 20000
2
2
5 5
0
(0,0117)
1,09 10 10
9,81 1, 28
r
v
F
g R
− −
= = = × >
× ×
Độ dốc đáy bể 0,01 (Quy phạm 0,01 – 0,02) dốc về phía mương xả cặn.
Chiều cao xây dựng:
H
xd
= H + h
1
+ h
2
+0,5 = 3 + 0,4 + 0,4 + 0,5 = 4,3 (m)
h
1

: chiều cao lớp trung hòa, h
1
= 0,4 m (Triết, 2008)
h
2
: chiều cao phần chứ cặn, h
2
=0,4 m (Triết, 2008)
0,5 : chiều cao phần bảo vệ.
Với E = 53% thì hàm lượng chất lắng lo lửng trôi theo nước thải ra khỏi bể lắng đợt 1:
(100 )
300 (100 53)
141
100 100
tc
ll
C E
C
× −
× −
= = =
(mg/l)
Độ dốc của đáy bể i=0,01 (độ dốc của đáy bể không nhỏ hơn 0,005, TCXD 51-2008)
Thời gian lưu nước trong bể lắng:
9 64,14 3
1,51
1143
B L H
T
Q

× × × ×
= = =
(giờ)
Vùng phân phối nước vào
Đặt tấm phân phối cách cửa đưa nước vào là l = 1,5 m (Quy phạm từ 1,5 ÷ 2,5 m).
Hàng lỗ cuối cùng của vách phân phối cao hơn mức cặn 0,3 m.
Diện tích công tác vách phân phối:
( 0,3) 9 (3 0,3) 24,3
n o
F b H= × − = × − =
( m
2
)
Lưu lượng qua 1 ngăn:
22
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
0,635
0,159
4 4
n
Q
q = = =
(m
3
/s)
Tổng diện tích lỗ ở vách ngăn phân phối nước:
0,159
0,53
0,3
n

lo
lo
q
f
v
∑ = = =
(m
2
)
lo
v
= 0,3 m/s (quy phạm 0,2-0,3 m/s, Dung 2005)
Đường kính của 1 lỗ:
0,05
lo
d m=
(quy phạm
lo
d
= 0,05 – 0,15 m, Dung 2005)
2 2
3
0,05
1,9634 10
4 4
lo
d
f
π π
−

× ×
= = = ×
(m
2
)
Số lỗ trên vách ngăn phân phối nước:
3
1
0,53
270
1,9625 10
lo
lo
f
n
f
−
∑
= = =
×
( lỗ )
Ở vách ngăn phân phối bố trí thành 15 hàng dọc và 18 hàng ngang.
Khoảng cách giữa trục lỗ theo hàng dọc là (3 – 0,3) : 15 = 0,18 m
Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là 4,5: 18 = 0,25m
Phù hợp với quy phạm khoảng cách giữa tâm các lỗ là từ 0,25 ÷ 0,45 m ( Diệu, 2008 )
Máng thu nước
Chọn tải trọng máng thu a = 3 (l/s.m) = 3.10
-3
(m
3

/s.m) (Quy phạm 2 – 3 l/s.m)
Tổng chiều dài mép máng thu trong 1 bể ngăn:
L =
n
q
a
=
3
0,159
53
3 10
−
=
×
(m)
L = 53 m >
5. .
n
o
q
H U
=
3
0,159
5 3 0,55 10
−
× × ×
= 19,27 (m) → thỏa
Mỗi bể đặt 6 máng thu nước, chiều dài 1 máng: L = 17,67 (m).
Thiết kế máng có chiều rộng b = 0,5 m

Khoảng cách giữa các tâm máng: 1,5 m
Khoảng cách giữa tâm máng với tường: 0,75 m
Sử dụng máng tràn hình chữ V, góc đáy 90
o
, chiều cao hình chữ V là 6 cm, đáy chữ V là 12 cm, khoảng
cách giữa các đỉnh lá 20cm, cứ mỗi mét chiều dài có 5 khe chữ V.
Lưu lượng qua khe chữ V:
q
o
=
3
3 10
5
−
×
=

0,6.10
-3
(m
3
/s)
q
o
= 1,4
2
5
h
×
23

Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
→
h = 0,045 m = 4,5 cm < 5 cm đạt yêu cầu
Vận tốc giới hạn trong vùng lắng:
1
1
4
2
2
8 ( 1) 8 0,05 (1,2 1) 9,8 10
0,02
H
k gd
V
f
ρ
−
 
 
− × × − × ×
= =
 ÷
 ÷
 
 
= 0,062 (m/s)
Trong đó
k = 0,05 đối với nước thải sinh hoạt
g: gia tốc trọng trường = 9,8 m/s
2

d: đường kính tương đương của hạt cặn (m), d = 10
-4
(m)
f: hệ số ma sát phục thuộc vào đặc tính bề mặt hạt và Re, f = 0,02 (f = 0,02 – 0,03, Diệu 2008)
Vận tốc nước chảy trong vùng lắng với Q
max
:
max
0,635
0,0235
9 3
Q
V
B H
= = =
× ×
(m/s) < V
H
Chọn tốc độ trong máng thu v
m
= 0,6 m/s (quy phạm v
m
= 0,6 – 0,8 m/s, Dung, 2005)
Lưu lượng nước vào một máng:
3
1
3 10 17,67 0,053
máng
Q
−

= × × =
(m
3
/s)
Tiết diện của 1 máng thu:
1
0,053
0,088
0,6
máng
Q
F
ν
= = =
(m
2
)
Chiều sâu của máng:
0,088
0,176
0,5
m
m
F
h
b
= = =
(m)
Vận tốc nước chảy vào máng:
max

0,053
0,006
17,67 0,5
Q
V
F
= = =
×
(m/s) < V
H
Kiểm tra tải trọng máng tràn:
0,053
0,0029
17,67
Q
a
L
= = =
(l/s.m) = 2,9 (m
3
/s.m) ; (thỏa điều kiện 1 – 3 m
3
/s.m)
24
Đồ án Hệ thống xử lý nước thải GVHD: Trần Thị Mỹ Diệu
Vùng xả cặn
Lượng cặn được giữ lại trong bể lắng:
M = m
v
– m

r
= 300 – 141 = 159 (mg/l)
Thể tích vùng chứa cặn:
W =
c
MQT
δ
..
=
3 1143 159
20000
× ×
= 27,26 (m
3
)
T: thời gian thu cặn giữa 2 lần xả. T = 3 giờ
Q: lưu lượng nước vào. Q = 1143 m
3
/h
m
v
: Lượng cặn đi vào bể lắng. m
v
= 300 mg/l
m
r
: Lượng cặn ra khỏi bể lắng. m
r
= 141 mg/l
c

δ
: nồng độ cặn đã nén sau 3 giờ.
c
δ
= 20.000 mg/l
Thiết kế vùng chứa cặn có chiều cao h = 1m, chiều rộng b = 9 m, chiều dài l = 3 m
Bảng 4.9 Các thông số thiết kế bể lắng đợt 1
Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị
Kích thước bể lắng
Lưu lượng nước thải
m
3
/s
0,635
Vận tốc lắng của hạt
mm/s
0,55
Diện tích vùng lắng m
2
577,3
Chiều rộng của bể
m 9
Chiều cao vùng lắng
m 3
Chiều dài của bể
m 64,14
Vận tốc nước chảy trong bể mm/s 11,7
Chiều cao xây dựng
m 4,3
Thời gian lưu nước trong bể lắng

h 1,51
Vách phân phối
Diện tích công tác vách phân phối: m
2
24,3
Lưu lượng qua 1 ngăn m
3
/s
0,159
Tổng diện tích lỗ ở vách ngăn phân phối nước m
2
0,53
Đường kính của 1 lỗ
m 0,05
Số lỗ trên vách ngăn phân phối nước
lỗ 270
Mươ
Tải trọng thu nước l/s.m 3
Chiều dài 1 máng thu m 17,67
Lưu lượng qua khe chữ V m
3
/s 0,6.10
-3
Lưu lượng nước vào một máng m
3
/s
0,053
Tiết diện của máng thu m
2
0,088

Chiều sâu của máng:
m 0,176
Vùng
Lượng cặn được giữ lại trong bể lắng
mg/l 159
Thể tích vùng chứa cặn m
3
27,26
Chiều cao vùng chứa cặn
m 1
Chiều rộng
m 9
Chiều dài m 3
Tthời gian thu cặn giữa 2 lần xả h 3
25