TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 2

Thuyết Minh Đố Án Môn Học Xử Lý Nước Thải
Chương 5
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN
VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 2
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ DẠNG MẺ
1
(SBR)
Đặt tính nước thải đi vào bể SBR được trình bày trong Bảng 5.1
Bảng 5.1 Thành phần nước thải đi vào bể SBR .
Thông số tính toán Giá trị (g/m
3
)
BOD 140
sBOD 70
COD 264
sCOD 120
rbCOD 80
TSS 140
VSS 120
TKN 30
N-NH
4
30
P 10
1
Quá trình tính toán và các thông số thiết kế theo Metcalf & Eddy, 2004, Wastewater Engineering Treatment &
Reuse
4-1 SVTH: Trần Tư
Dinh
Bể tiếp xúc
Nước thải Song chắn rác Bể lắng cát thổi khí

Bể SBRNguồn tiếp nhận
Bể chứa
bùn
Máy ép
bùn
Sân phơi
bùn
Sân phơi cátThùng chứaXe thu gom rác
Xử lý
Bơm bùn
Nước thải
Thuyết Minh Đố Án Môn Học Xử Lý Nước Thải
Độ kiềm 140
bBOD/COD 1,6
N-NH
4
e 0,6
t
o
C 20
MỘT SỐ THÔNG SỐ BAN ĐẦU
- Lưu lượng thiết kế 49.900 m
3
/ng
- Sử dụng 12 bể , 6 bể trong giai đoạn làm đầy, thì 4 bể còn lại trong giai đoạn thổi khí, lắng, xả
nước và nghỉ ngơi.
- Chọn 2 bể để tính toán, lưu lượng tính toán cho 2 bể này là Q
8317
6
49900

==
m
3
- Tổng chiều cao của lớp nước khi đã làm đầy là 6 m
- Độ sâu lớp nước đệm = 30% độ sâu của bể
- SVI = 150 ml/g
- NO
x
= 80% TKN
- Thiết kế MLSS = 3000 g/m
3

5.1 XÁC ĐịNH CÁC THÔNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ
Tính bCOD
bCOD = S
o
= BOD × 1,6 = 140 × 1,6 = 224 g/m
3

Tính sCODe sau xử lý
sCODe = sCOD – 1,6 × sBOD = 120 – 1,6 × 70 = 8 g/m
3

Tính nbVSS
Ta có:
=
−
−×
=
−

−×
=
110264
)70150(6,1
)(
sCODCOD
sBODBOD
BOD
bCOD
pCOD
bpCOD
0,83
nbVSS = (1 – bpCOD/pCOD) × VSS = (1 – 0,83) × 120 = 26,4 g/m
3

Tính iTSS
iTSS = TSS – VSS = 140– 120 = 20 g/m
3

5.2 XÁC ĐỊNH CHU KỲ VẬN HÀNH SBR
T
c
= thời gian làm đầy (t
f
) + thời gian thổi khí (t
A
) + thời gian lắng (t
s
) + thời gian xả nước (t
D

)
+ thời gian không làm việc (t
I
)
Trong 2 bể, khi một bể trong giai đoạn làm đầy thì bể còn lại ở các giai đoạn: thổi khí, lắng, xả
nước và nghỉ ngơi. Như vậy :
t
f
= t
A
+ t
s
+ t
D

Giả định:
t
A
= 2,0 h
t
s
= 0,5 h
t
D
= 0,5 h
4-2 SVTH: Trần Tư
Dinh
Thuyết Minh Đố Án Môn Học Xử Lý Nước Thải
t
I

= 0.
→ t
f
= 2,0 + 0,5 + 0,5 = 3 h
Tổng thời gian của 1 chu kỳ
T
c
= t
f
+ t
A
+ t
s
+ t
D
= 6,0 h
Số chu kỳ của 1 bể trong 1 ngày đêm =
4
6
24
=
Tổng số chu kỳ trong 1 ngày đêm = 2 × 4 = 8 chu kỳ/ngđ
Thể tích làm đầy trong 1 chu kỳ
693
12
8317
==
F
V
m

3
/chu kỳ
5.3 XÁC ĐỊNH TỶ LỆ V
F
SO VỚI TỔNG THỂ TÍCH V
T
Xác định cân bằng lượng chất rắn trong bể
Lượng chất rắn khi thể tích bể đầy = lượng chất rắn lắng
V
T

×
X = V
s

×
X
s
Trong đó
V
T
: Tổng thể tích, m
3
X: Nồng độ MLSS lúc đầy bể (g/m
3
)
V
s
: Thể tích lắng sau khi xả cạn (m
3

)
X
s
: Nồng độ MLSS của bùn (g/m
3
)
Tính X
s
dựa trên chỉ số SVI
=
×
=
−
LmLgmL
Lmg
X
s
/10/150
/10
3
3
6666,7 g/m
3

X = 3000 g/m
3

Tính V
s
/V

T

45,0
7,6666
3000
===
ST
s
X
X
V
V
Chọn thể tích lớp nước trên lớp bùn lắng bằng 20% V
s
để đảm bảo an toàn khi thu nước, như vậy:
54,045,02,1
=×=
T
s
V
V

Tính V
s
/V
T

V
F
+ V

s
= V
T
0,1
=+
T
s
T
F
V
V
V
V
4-3 SVTH: Trần Tư
Dinh
Thuyết Minh Đố Án Môn Học Xử Lý Nước Thải
46.054,000,1
=−=
T
F
V
V

Chiều cao lớp nước trên lớp bùn là 20%, chiều cao thu nước giả định là 30%, chiều cao thu nước
thực tế là 37 %, như vậy tỉ lệ này chấp nhận được.
Lựa chọn tỉ lệ
3,0
=
T
F

V
V
→ V
T
=
2310
3,0
693
3,0
==
F
V
m
3

Chiều cao bể là 6,0 m → diện tích bề mặt là 385 m
2
Ta chọn chiều rộng bể là 17,5 m, chiều dài bể là 22 m
5.4 XÁC ĐỊNH THỜI GIAN LƯU NƯỚC TỔNG CỘNG (HRT
TC
)
Chiều cao lớp nước trong bể là 6 m
Chiều cao lớp nước xả = 0,3 × 6,0 = 1,80 m
HRT
tc
=
=
××
7561
2423102bê

13,3 h
5.5 XÁC ĐỊNH THỜI GIAN LƯU BÙN (SRT)
(P
X, TSS
)SRT = V
T
.X
MLSS
= 2310 × 3000 = 6930000 g (1)
[ ]
[ ] [ ]
SRTVSSTSSQ
SRTk
SRTSSQYkf
SRTk
SRTNOQY
SRTnbVSSQ
SRTk
SRTSSQY
SRTP
oo
d
odd
dn
xn
d
o
TSSX
)(
85,0)(1

)())((
85,0)(1
)(
)(
85,0)(1
)(
2
,
−+
+
−
+
+
+
+
+
−
=
(2)
Ta biết
nbVSS =26,4 g/m
3
Giả sử S
o
≈ S
o
– S = bCOD = 224 g/m
3
Q = 8317/2bể = 4158,5 m
3

/bể.ngđ
iTSS
o
= 20 g/m
3
NO
x
= 0,8 × 30 = 24 g/m
3

Tra bảng 5.4 và 5.5 (Diệu, 2007-2008, Giáo trình môn học CNXLNT, T 5-9) ta có các thông số sau
Y = 0,40 g VSS/g bCOD
Y
n
= 0,12 g VSS/g NH
4
-N
k
d,20
= 0,12 g/g.ngđ
k
dn, 20
= 0,08 g/g.ngđ
f
d
= 0,15 g/g
4-4 SVTH: Trần Tư
Dinh
Thuyết Minh Đố Án Môn Học Xử Lý Nước Thải
µ

mn, 20
= 0,75 g/g.ngđ
K
n,20
= 0,74 g/g.ng
Thay những thông số trên vào (2), từ (1) và (2), ta có :
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
SRT
SRT
SRT
SRT
SRT
SRT
SRT
SRT
205,4158
85,0)12,0(1
2244,05,415812,015,0
85,0)08,0(1
2412,05,4158
4,265,4158
85,0)12,0(1
2244,05,4158
6930000

2
×+
+
××××
+
+
××
+
××+
+
××
=

Giải phương trình trên ta được SRT = 23 ngày.
5.6 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ MLVSS
[ ] [ ] [ ]
SRTk
SRTSSQYkf
SRTk
SRTNOQY
SRTnbVSSQ
SRTk
SRTSSQY
SRTP
d
odd
dn
xn
d
o

VSSX
)(1
)())((
)(1
)(
)(
)(1
)(
.
2
,
+
−
+
+
++
+
−
=
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
2312,01
232244,05,415812,015,0
2308,01
232412,05,4158
234,265,4158

2812,01
232244,05,4158
2
×+
××××
+
×+
××
+
××+
×+
××
=
= 5844726,1 g
(P
X, VSS
)SRT = V
T
× X
MLVSS
= 5844726,1 g
2310 × X
MLVSS
= 7503201,7 g
→ X
MLVSS
= 2530,2 g/m
3
→
84,0

3000
2,2530
==
MLSS
MLVSS
X
X

5.7 XÁC ĐỊNH LƯỢNG NH
4
-N BỊ OXY HÓA THÀNH NO
X
NO
x
= TKN – N
e
– 0,12 P
X, bio
/Q
P
X, bio

SRTk
SRTSSQYkf
SRTk
NOQY
SRTk
SSQY
d
odd

dn
xn
d
o
)(1
)())((
)(1
)(
)(1
)(
+
−
+
+
+
+
−
=
( ) ( ) ( )
2312,01
232404,05,415812,015,0
2308,01
2412,05,4158
2312,01
2404,05,4158
×+
×××××
+
×+
××

+
×+
××
=
= 154347,8 g/ngđ = 154,35 kg/ngđ
NO
x
= 30 – 0,5 -
3
105,4158
35,15412,0
−
×
×
= 25 g/m
3

4-5 SVTH: Trần Tư
Dinh