Đồ án nước thải sinh hoạt

ĐỒ ÁN NƯỚC THẢI
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
I.

Tổng quan về nguồn nước

1. Giới thiệu về nguồn nước
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con người. Nước trong tự nhiên
bao gồm toàn bộ các đại dương, biển vịnh sông hồ, ao suối, nước ngầm, hơi nước
ẩm trong đất và khí quyển. Trên Trái Đất nước ngọt chiểm một tỷ lệ rất nhỏ so với
nước mặn. Nước ngọt cần cho mọi sự sống và phát triển, nước giúp cho các tế bào
sinh vật trao đổi chất, tham gia vào các phản ứng sinh hóa và tạo nên các tế bào
mới. Vì vậy có thể nói rằng ở đâu có nước ở đó có sự sống.
Nước được dùng cho đời sống , sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ.
Sau khi sử dụng nước trở thành nước thải, bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau.
Ngày nay cùng với sự bùng nổ dân số và tốc độ phát triển cao của công, nông
nghiệp… đã để lại nhiểu hậu quả phức tạp, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường
nước. Vấn đề này đang được nhiều sự quan tâm của mọ người, mọi quốc gia trên
thế giới.
2. Giới thiệu về nguồn nước thải
Định nghĩa:
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh
hoạt như tắm giặt, vệ sinh cá nhân…được thải ra từ các khu dân cư, trường học,
bệnh viện, cơ quan…Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào
dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung
cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có.
 Đặc điểm:
Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng cao các chất hữu cơ
không bền sinh học ( như cabohydrat, protein, mỡ), chất dinh dưỡng ( photpho,
nito), vi trùng, chất rắn, màu và mùi.

 Nguồn gốc phát sinh nước thải.
Nước thải sinh hoạt là nước đã được dùng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt,
tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịch



vụ,... Nước thải từ nhà bếp, nhà tắm, nhà vệ sinh, chuống trại có chứa phân, nước
tiểu, thực phẩm thừa, chất thải chăn nuôi gọi là nước đen.
3. Thành phần tính chất của nguồn thải.
 Thành phần nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra
còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất
hữu cơ chứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như protein (40 –
50%); hydrat cacbon (40 - 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo, và các chất béo
(5 -10%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao động trong khỏang
150 – 450%mg/l.
 Tính chất của nước thải
- Các chất lơ lửng là chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước thải. Căn cứ
vào chỉ tiêu này để tính toán hệ thống xử lý.
- Các chất lắng: chiếm một phần chất lơ lửng, đây là những hạt có kích
thước lớn hơn 10-4 mm, có khả năng lắng xuống bể lắng sau 2 giờ nên dễ
dàng tách ra khỏi nước thải.
- Các chất không lắng: đó là những hạt có kích thước rất nhỏ gần bằng kích
thước hạt keo, không lắng trong thời gian qui định, khối lượng của các chất
này tương đối lớn.
- Các chất tan: ngoài các muối hòa tan còn có các chất khác như NH3, Urê,
các chất tẩy rửa hòa tan.
- BOD : nhu cầu oxy sinh học (Biological Oxygen Demand): là lượng oxy
cần thiết (mg) cung cấp cho các vi sinh vật chuyển hóa sinh học các chất
hữu cơ trong 1 lít nước thải thành CO2 và nước dưới điều kiện 20 0C trong

5 ngày hoặc 20 ngày tương ứng có ký hiệu BOD5 hoặc BOD20. Chỉ số
BOD đặc trưng cho mức độ ô nhiễm của nước thải, BOD càng cao nước
càng bị ô nhiễm.
- COD là lượng oxy hóa học(mg)
- Thông thường phương pháp xử lý sinh học được áp dụng để xử lý nước
thải khi tỉ số BOD/COD > 0.5
- Nhiệt độ của nước thải tăng, tốc độ lắng của tạp chất tăng, đồng thời hoạt
động sống của vi sinh vật phát triển mạnh.
- Màu của nước thải đục, có màu xám đục hoặc đen, mùi hôi thối. Màu và
mùi của nước thải là kết quả của sự phân hủy các tạp chất vi sinh vật.


4. Tác động đến môi trường và sức khỏe con người.
Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần tồn tại trong nước gây
ra:
- BOD, COD: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây
thiếu hụt oxi của nguồn dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước.
Nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí sẽ hình thành sinh ra các sản phẩm
CH4, H2S, NH3 … gây mùi hôi thối và giảm pH của môi trường.
- SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
- Vi trùng gây bệnh: gây các bệnh về đường nước như: ỉa chảy, kiết lị, thương
hàn…gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và sinh vật.
- N, P: những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng.Nếu nồng độ quá cao thì sẽ gây ra
hiện tượng phú dưỡng…
5. Tình hình ô nhiễm nước thải sinh hoạt ở Việt Nam
Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong
việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô
nhiễm về nước thải sinh hoạt là vấn đề rất đáng lo ngại.
Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tê thế giới (WHO) công bố cho
thấy: mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 tử vong do điều kiện nước sạch và vệ sinh

nghèo nàn thấp kém . Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền
nhiễm ở nước ta lien quan đến nguồn nước, người dân ở cả nông thôn lẫn thành thị
đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước ngày một ô nhiễm
trầm trọng.
Hầu hết các sông hồ ở các thành phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, nơi có
dân cư đông đúc và nhiều khu công nghiệp lớn này đều bị ô nhiễm. Phần lớn lượng
nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000 mỗi ngày, với khoảng 250 tấn rác được thải ra
các sông ở khu vực Hà Nội) và công nghiệp (khoảng 260.000 và chỉ có 10% được
xử lý) đều không được xử lý mà đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con
sông lớn tại vùng Châu thổ Sông Hồng và Sông Mê Kông. Ngoài ra nhiều nhà máy
và cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay cả bệnh viện (khoảng 7000 mỗi ngày và
chỉ 30% được xử lý) cũng không được trang bị hệ thống xử lý nước thải.
II.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1. Xử lý cơ học




Mục đích của phương pháp xử lý cơ học

+ Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn đưa chúng ra
khỏi nước thải.
+ Loại bỏ cặn bẩn ra khỏi nước thải.
+ Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ở mức ổn
định dễ xử lý.
+ Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo.
Các công trình xử lý cơ học xử lý nước thải thông dụng:







Song chắn rác
Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các
miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước
lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nylon, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời
bảo vệ các công trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn.
Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại:
– Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷ 100 mm.
– Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷ 25 mm.
Bể lắng
Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc
trọng lực. Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt có thể loại
bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước thải. Vì vậy đây là quá trình quan
trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau xử lý sinh học.
Để có thể tăng cường quá trình lắng ta thể thêm vào chất đông tụ sinh học.
Bể lắng được chia làm 3 loại:
– Bể lắng ngang
– Bể lắng đứng: mặt bằng hình tròn hoặc hình vuông. Trong bể lắng hình tròn
nước chuyển động theo phương bán kính (radian).
– Bể lắng ly tâm: mặt bằng là hình tròn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều
từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập tring rồi dẫn ra ngoài.
. Bể lọc
Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải
với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các
vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ…Bể

lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho


các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng cần thu hồi một số thành phần quý
hiếm có trong nước thải. Các loại bể lọc được phân loại như sau:
– Lọc qua vách lọc
– Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt
– Thiết bị lọc chậm
– Thiết bị lọc nhanh
2. Các phương pháp hóa lý
Sau khi nước thải qua giai đoạn xử lý cơ học -> nước thải qua giai đoạn xử lý hóa
lý.
-

-

Phương pháp hóa lý bao gồm: Keo tụ, tuyển nổi, trao đổi ion…các phương
pháp hóa lý thường được ứng dụng để tách các chất ô nhiễm ở dạng keo, hòa
tan chất hoạt động hay, chất hoạt động bề mặt hay kim loại nặng trong nước
thải. Trong đó keo tụ là phương pháp đơn giản, xử lý hiệu quả nước thải có hàm
lượng cặn lơ lửng lớn.
Tác nhân keo tụ là polime hữu cơ, đây là chất khá phổ biến, rẻ tiền, dễ sử dụng
và đặc biệt không gây ô nhiễm thứ cấp do nó dễ phân hủy trong thời gian ngắn .
Nhờ tác dụng tương hỗ giữa các tác nhân keo tụ và hạt rắn tạo thành tập hợp hạt
có kích thước và tỷ trọng lớn nên dễ dang tách loại nhờ quá trình lắng.

3. Các phương pháp sinh học
-

Phương pháp sinh học là phương pháp đặc biệt hiệu quả để xử lý nước thải có hàm

lượng chất hữu cơ có.
Cơ sở phương pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật để phân giải các chất ô
nhiễm, chủ yếu là chất hữu cơ, làm sạch nước thải.
Phương pháp sinh học tương đối đơn giản, rẻ tiền, hiệu quả chuyển hóa BOD cao,
không gây ô nhiễm thứ cấp và có thể thu khí gas làm nhiên liệu đốt.
Xử lý sinh học hiếu khí: Là phương pháp dung xử lý nước thải khi trong nước có
hàm lượng BOD khoảng 500mg/l, dưới tác dụng của vi sinh vật hiếu khí. Ưu điểm
của xử lý hiếu khí là tốc độ oxi hóa nhanh, thời gian lưu nước thấp, không gây mùi
như xử lý yếm khí. Nhưng có nhược điểm là tốn năng lượng để sục khí và chỉ xử lý
được nước thải có hàm lượng hữu cơ thấp.


I.

CHƯƠNG II : ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TRẠM XỬ LÝ
NƯỚC THẢI
Các số liệu tính toán
1. Dân số
Dân số của khu vực tính toán: 190600 người.
Lưu lượng nước thải
Tiêu chuẩn thải nước theo đề bài: 170 l/ng.ngđ
 Lưu lượng nước thải của toàn khu vực:
Qngđ = N x q = 190600 x 170 = 32.402.000 l/ng.đ = 32402 m3/ngđ.
Trng đó: N là số dân ( người )

q là tiêu chuẩn thải nước ( l/ng.ngđ )
Chọn lưu lượng nước thải thiết kế của nhà máy xử lý là 33000 m3/ngđ.
Ta có: Qngđ = 33000 m3/ngđ.
 Lưu lượng nước thải trung bình giờ
m3/h

 Lưu lượng nước thải giây
m3/s) = 382( l/s)
qsTB

Với
= 382 l/s tra bảng 2 mục 4.1.2 TCXDVN 7957:2008 và điều kiện
khu vực dự án và lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không
điều hòa ngày của nước thải đô thị Kngđ=1,15 ( 1,15÷1,3), hệ số không điều
hòa chung giờ max là k0 max=1,53 , giờ min ko min =0,64.
 Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất :
Qmax_ngđ = Qngđ x Kngđ = 33000 x 1,15 = 37950 m3/ngđ
 Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất :
= k0 max = 1375 x 1,53 = 2103,75 (m3/h)
 Lưu lượng nước thải giây lớn nhất :
= x k0 max = 382 x 1,53 = 584,46 ( l/s)
 Lưu lượng nước thải giờ thấp nhất :
= k0 min = 1375 x 0,64 = 880 (m3/h)
 Lưu lượng nước thải giây thấp nhất :


= x k0 min = 382 x 0,64 = 244,48 ( l/s)
Hàm lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt được lấy theo bảng 25 của
TCXD 7957 : 2008. x
 Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt:
= = = 202 (mg/l)


Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD) trong nước thải đã qua bể tự
hoại:
= = = 347 (mg/l)



Hàm lượng tổng N_NH4+:
= = = 46 (mg/l)



Hàm lượng tổng P:
= = = 17 (mg/l)



Hàm lượng Clorua
= = = 58 (mg/l)
Chất hoạt động bề mặt
= = = 12 (mg/l)

Trong đó : N : Số dân, N = 190600 (người)
-

aSS : Tải lượng chất lơ lửng của tính cho một người trong ngày đêm theo
bảng 25, TCXDVN 7957 : 2008. aSS = 35 g/ng.ngđ.
nBOD : Tải lượng chất bẩn theo BOD5 của nước thải tính cho một người
trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. Theo đề ra nBOD = 60
g/ng.ngđ.
a ΣN −NH4

-

: Tải lượng chất bẩn theo Nito của các muối amoni tính cho một
a ΣN −NH 4

người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008.

= 8 g/ng.ngđ.


aP2O5

: Tải lượng chất bẩn theo Photphat tính cho một người trong ngày

-

đêm theo TCXDVN 7957: 2008.
aCl −
-

aP2O5

= 3 g/ng.ngđ.

Tải lượng chất bẩn theo Clorua trong nước thải tính cho một người
aCl −

-

2.

trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008.

= 10 g/ng.ngđ.
là hàm lượng chất hoạt động bề mặt có trong nước thải tính cho một

người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008.
Xác định mức độ làm sạch cần thiết
 Tính chất nước thải đầu vào
STT
1
2
3
4
5
6

Chỉ tiêu phân tích
SS
BOD5
Tổng N
Tổng P
ClChất hoạt động bề
mặt

Đơn vị tính
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

achdbm

= 2 g/ng.ngđ.

Kết quả
202
347
46
17
58
12

Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra
Nước thải sau quá trình xử lý được xả vào nguồn tiếp nhận loại A, yêu
cầu chất lượng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận phải đảm bảo
có các giá trị nồng độ chất ô nhiễm nhỏ hơn hoặc bằng các giá trị quy
định tại cột A, QCVN 14 : 2008/BTNMT ứng với hệ số k = 1.



Bảng 2.4 Tính chất nước thải sinh hoạt và công cộng đầu ra
(QCVN 14:2008,cột A, k=1):
STT
1
2
3
4
5

Chỉ tiêu phân tích

SS
BOD5
Tổng N
Tổng P
Cl-

Đơn vị tính
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

Kết quả
50
30
5
6
-


6



II.

Chất hoạt động bề
mặt

mg/l



Mức độ cần thiết làm sạch theo các chỉ số

-

SS : E =

-

BOD5 : E =

5

Để đảm bảo vệ sinh nguồn nước, ta quyết định chọn phương pháp xử lý sinh
học hoàn toàn theo điều kiện nhân tạo. Xử lý nước thải với mức độ làm sạch
theo BOD5 với mức độ xử lý 92,6%.

Đề xuất dây chuyền công nghệ
1. Phương án 1
Nước thải

Song chắn rác

Máy nghiền rác

Bể lắng cát ngang

Sân phơi cát

Bể lắng ngang đợt I

Bể Aeroten đẩy

Bể mêtan


Trạm cấp khí
Bể nén bùn
Bùn hoạt tính
Bể lắng ngang đợt II
Trạm Clo
Máng trộn

Bể tiếp xúc

Thải ra nguồn

Sân phơi bùn

Sủ dụng cho các
mục đích khác

Thuyết minh phương án 1: Ở phương án này, nước thải từ hệ thống
thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải bơm đến
trạm xử lý bằng ống dẫn có áp. Nước thải qua song chắn rác có đặt máy
nghiền rác, rác nghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn, còn nước thải đã
được tách, loại rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát ngang. Sau một

thời gian, cát từ bể lắng cát ngang được đưa đến sân phơi cát. Nước sau
khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I. Tại đây, các chất
thô không hòa tan trong nước thải như chất hữu cơ … được giữ lại. Cặn
lắng được đưa đến bể Mê tan, còn nước sau lắng được đưa đến bể
Aerotank. Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank giúp tăng


hiệu quả xử lý, tuần hoàn lại một phần bùn hoạt tính lên trước bể, lượng
bùn hoạt tính dư được đưa lên bể nén giảm thể tích, sau đó đưa đến bể
Mê tan.
Nước sau bể Aerotank được đưa vào bể lắng ngang II. Ở đây, bùn hoạt
tính sẽ được lắng lại.
Qua bể lắng ngang II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã giảm,
đảm bảo yêu cầu xử lý, xong vẫn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn
gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn. Toàn bộ hệ thống
thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc. Sau
các công đoạn đó, nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận.Toàn bộ lượng
bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mê tan được đưa ra
sân phơi bùn hoặc thiết bị làm khô bùn cặn. Sau đó bùn cặn được sử
dụng cho mục đích nông nghiệp và các mục đích khác.

2.

Phương án 2

3.
Nước thải
4.
Song chắn rác

Bể lắng cát ngang

Bể lắng ngang đợt I

Máy nghiền rác

Sân phơi cát

Bể mêtan


Trạm cấp khí
Bể lọc sinh học cao
tải

Bể nén bùn
Bùn hoạt tính

Bể lắng ngang đợt II
Trạm Clo
Máng trộn

Bể tiếp xúc

Thải ra nguồn

Sân phơi bùn

Sủ dụng cho các
mục đích khác

Thuyết minh phương án 2: : Ở phương án này, nước thải từ hệ thống
thoát nước đường phố được máy bơm ở trạm bơm nước thải bơm đến
trạm xử lý bằng ống dẫn có áp. Nước thải qua song chắn rác có đặt máy
nghiền rác, rác nghiền được đưa đến sân phơi bùn cặn, còn nước thải đã
được tách, loại rác lớn tiếp tục được đưa đến bể lắng cát ngang. Sau một
thời gian, cát từ bể lắng cát ngang được đưa đến sân phơi cát. Nước sau
khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I. Tại đây, các chất
thô không hòa tan trong nước thải như chất hữu cơ … được giữ lại. Cặn
lắng được đưa đến bể Mê tan, còn nước sau lắng được đưa đến bể lọc
sinh học cao tải (Biofin). Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể lọc
sinh học cao tải giúp tăng hiệu quả xử lý, tuần hoàn lại một phần bùn
hoạt tính lên trước bể, lượng bùn hoạt tính dư được đưa lên bể nén giảm
thể tích, sau đó đưa đến bể Mê tan.


Nước sau bể lọc sinh học cao tải được đưa vào bể lắng ngang II. Ở đây,
bùn hoạt tính sẽ được lắng lại.
Qua bể lắng ngang II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã giảm,
đảm bảo yêu cầu xử lý, xong vẫn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn
gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn. Toàn bộ hệ thống
thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc. Sau
các công đoạn đó, nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận.Toàn bộ lượng
bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mê tan được đưa ra
sân phơi bùn hoặc thiết bị làm khô bùn cặn. Sau đó bùn cặn được sử
dụng cho mục đích nông nghiệp và các mục đích khác.

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TRẠM
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
I.

Tính toán song chắn rác (SCR)

a) Xác định chiều cao xây dựng mương dẫn nước thải đến song chắn rác
Nước thải được dẫn đến từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo bằng
mương có tiết diện hình chữ nhật. Dựa vào : Bảng tính toán thuỷ lực cống và
mương thoát nước - GS.TSKH. Trần Hữu Uyển, ta có kết quả sau:
Bảng 3.2 - Kết quả tính toán thủy lực của mương
Thông số
tính toán

Lưu lượng tính toán (l/s)
= 382
= 584,46

= 244,48


Độ dốc i
Chiều ngang B (mm)
Tốc độ v(m/s)
Độ đầy h(m)

0,001
1000
0,87
0,44

0,001
1000

0,96
0,61

0,001
1000
0,77
0,32

- Chiều cao xây dựng mương:
H = hmax +hbv (m).
Trong đó:
+ hmax - Chiều cao xây lớp nước lớn nhất
trong mương,
hmax = 0,61 (m)
+ hbv - Chiều cao bảo vệ mương, hbv = 0,5 m
⇒ Chiều cao xây dựng mương: H = 0,61 + 0,5 = 1,11 m. Làm tròn : H=1,2m
b) Tính toán song chắn rác
Nước thải theo mương chảy đến song chắn rác. Mỗi song chắn được chọn sẽ
có một mương dẫn riêng và lưu lượng tính toán sẽ chia đều cho số mương tương
ứng.
Dựa vào kết quả tính toán, ta chọn hai song chắn rác trong đó một song làm
việc và một song dự phòng.
Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng chiều sâu lớp nước trong mương
dẫn ứng với vận tốc max.
h1 = hmax = 0,61(m)
- Số khe hở ở song chắn rác được tính:
n=

q max
× k0

v × b × h1

Trong đó:
+ n: Số khe hở.
+ k0 = 1,05 - hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy, cào rác bằng cơ
giới.
+ qmax : lưu lượng giây lớn nhất của nước thải. qsmax = 584,46 (l/s)=
0,58446 (m3/s).
+ v : tốc độ nước chảy qua song chắn rác lấy theo 7.2.10 TCXDVN 7957
– 2008 (0,8 ÷ 1 m/s); chọn v = 0,9 (m/s).


+ b : khoảng cách giữa các khe hở của song chắn, b = 0,016 m. Theo 8.2.1
TCXDVN 7957-2008
n = = 66,54 khe
Lấy làm 67 khe
-

Chiều rộng song chắn được tính theo công thức:
Bs = d(n - 1) + b.n

Trong đó:
+ d - Chiều dày thanh song chắn (chọn song hình tròn d = 0,01 (m))
Vậy Bs = 0,01×(67 - 1) + 0,016×67 = 1,732 (m).
Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn ứng
với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng cặn tại đó. Vận tốc này phải >
0,4 m/s.
Với qmin = 244,48 (l/s) = 0,24448 (m3/s), hmin = 0,32 m.
= = = 0,44 (m/s)
Kết quả trên thoả mãn yêu cầu tránh lắng cặn.

- Độ dài phần mở rộng l1 được tính:
=
Với: + Bm - Chiều rộng mương dẫn, B = 1,0 (m)
+ Bs - chiều rộng thanh chắn, Bs = 1,732 (m)
+ ϕ - Góc mở rộng của mương; ϕ = 45 0, tg450 =1
l1 = 0,366 (m)
- Độ dài phần thu hẹp l2 được tính theo cấu tạo:
l2 = 0,5×l1 = 0,5 × 0,366 = 0,183 (m)
- Chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác l p = 1,5 m.Vậy chiều dài mương
đặt song chắn rác là:
LXD = l1 + lp + l2 = 0,366 + 1,5 + 0,183 = 2,049 (m).
Lấy LXD= 2,1 (m).
- Tổn thất áp lực qua song chắn rác theo CT 3.3 trang 68 – Giáo trình Trần Đức Hạ
h=ξ
Trong đó:


+ Vmax = 0.96 m/s, vận tốc nước ở kênh trước song chắn ứng với lưu lượng
lớn nhất.
+ p : hệ số tính đến hệ số tổn thất áp lực do vướng mắc rác ở song chắn,
chọn p=3.
+ ξ: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn, phụ thuộc vào loại song chắn (hình
dáng, tiết diện, cách đặt song chắn).
ξ = β x sinα
Với: + β = 1,79 - Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn rác
với tiết diện tròn d = 0,01m.
+ α = 600 - góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang.
ị ξ = 1.79× = 0.83
Tổn thất qua song chắn rác:
hs=0.83 = 0,12 m

- Chiều cao xây dựng đặt song chắn rác:
HXD = hmax + hs + hbv = 0,61 + 0,12 + 0,45 = 1,18 1,2 (m)
Với hbv = 0,45 - Chiều cao bảo vệ.
- Theo sách xử lí nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết qua
song chắn rác hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD5 giảm 4%
+ Hàm lượng chất lơ lửng khi đi qua song chắn rác:
= – ( x 4%) = 202 – (202 x 4%) = 194 mg/l
+ Hàm lượng BOD khi đi qua song chắn rác:
= – ( = 347 – (347x 4%) = 333 mg/l
c) Xác định kiểu SCR, số SCR, loại máy nghiền rác và lượng nước cần
cung cấp cho máy nghiền rác
- Lượng rác lấy ra từ song chắn được tính:
Wr =

a.N TT
365 × 1000

Với: + a - Lượng rác tính theo đầu người trong 1 năm, theo bảng 3.1 SGT Xử
lý nước thải đô thị Trần Đức Hạ với có a = 8 (l/người.năm).
+ Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = 190600 (người).


( theo T.32 SGT Xử lý nước thải đô thị Trần Đức Hạ )
= 4.18 > 0,1 (m3/ngày)
Vậy theo 7.2.9 TCXDVN 7957-2008 thì ta phải sử dụng SCR cơ giới.
Và theo bảng 19 mục 7.2.9 TCXDVN 7957-2008 với khe hở SCR 16 mm chọn 2
SCR làm việc và 2 SCR dự phòng.
- Với khối lượng riêng của rác là 750 kg/m3 thì trọng lượng rác trong ngày sẽ là:
P = 750 × 4.18 = 3135 (kg/ngđ) = 3,135 (T/ngđ)
Lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm:

P1 = = = 0,13(T/h)
+ Kh : hệ số không điều hòa giờ của rác đưa tới trạm bơm lấy sơ bộ K h =
2 (theo 7.2.12 TCXDVN 7957-2008).
+ Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền sau đó dẫn vao bể Metan
- Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 10 m3 cho 1 tấn rác
Q = 10 .P = 10×3,135 = 31,35 (m3/ngđ)

Kết luận: Chọn 2 SCR làm việc và 2 SCR dự phòng và các thông số thiết kế như
sau:
h1(m) hS(m) hxd(m) Bm(m) BS(m) L1(m) L2(m) Lp(m) Lxd(m)
0,61

II.

0,12

1,2

1,00

1,732

0,366

0,183

1,5

2,1

Bể lắng cát ngang

Bể lắng cát ngang được xây dựng để tách các hợp phần không tan vô cơ chủ
yếu là cát ra khỏi nước thải.
Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là 0,15 m/s ≤
v ≤ 0,3 m/s và thời gian lưu nước trong bể là 30” ≤ t ≤ 60”.
Việc tính toán bể lắng cát ngang được thực hiện theo chỉ dẫn ở mục 8.3.3
TCXDVN 7957-2008.
- Mương dẫn nước thải vào bể có tiết diện hình chữ nhật.
Có kích thước giống như mương dẫn nước vào song chắn rác.
- Chiều dài của bể lắng cát ngang:


L = k.

1000.H n .V
( m).
u0

Trong đó:
+ Hn - Chiều cao tính toán của bể lắng cát H n = 0,8m (Theo 8.3.4 TCXDVN
7957-2008, Hn = 0,25-1 m).
+ u0 - Độ thô thuỷ lực của hạt cát (mm/s).
+ Với điều kiện bể lắng cát giữ lại các hạt cát có đường kính lớn hơn 0,25
mm. Theo bảng 27 mục 8.3.3 TCXDVN 7957-2008, ta có u0 = 24,2 (mm/s)
+ K - Hệ số lấy theo bảng 27 mục 6.3.3 TCXDVN 7957-2008, với bể lắng cát
ngang K = 1,3.
+ V - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với U o và qsmax , V = 0,3 m/s (Theo
bảng 28 mục 8.3.3 TCXDVN 7957-2008).
L = 1,3. = 12,9 ≈ 13 (m)

-

Diện tích tiết diện ướt
W=

Qmax
n.v

(m2)

Trong đó:
+ v: Vận tốc của nước trong bể, v = 0,3 m/s
+ : Lưu lượng lớn nhất của nước thải, = 0,58446 /s
+n: Số bể, chọn 2 bể làm việc và 1 bể dự phòng
à W = = 0,97 (m2)
- Chiều ngang của bể là:
B= W/h = 0,97/0,8 = 1,213 (m)
Chọn B = 1,3(m)
- Kiểm tra chế độ làm việc của bể tương ứng với lưu lượng nhỏ nhất.
qsmin = 244,48 (l/s) = 0,24448 (m3/s).
vmin = (m/s).


Với hmin là chiều sâu lớp nước trong bể ứng với lưu lượng nước thải nhỏ
nhất. (Lấy bằng chiều sâu lớp nước nhỏ nhất trong mương dẫn). hmin = 0,32 m.
Vmin = = 0,29 > 0,15 (m/s).
Đảm bảo yêu cầu về vận tốc tránh lắng cặn.
- Thời gian nước lưu lại trong bể ứng với qmax:
t=

L 13,0
=
= 43,33( s ) > 30( s ).
V
0,3

Đảm bảo yêu cầu về thời gian lưu nước trong bể.
- Thể tích phần cặn lắng của bể:
Wc = (m3).
\
Trong đó:
+ P: Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong một ngày
đêm giữ lại trong bể; P = 0,04 (l/ng.ngđ) (Theo 8.3.5 TCXDVN 79572008)
+ Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng; Ntt = 190600 (người).
+ T: Chu kỳ thải cát, để tránh thối cặn gây mùi khó chịu ta chọn chu kỳ T
= 1 ngày.
WC = 7,624 (m3)
- Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát:
= = = 0,23 (m)
- Chiều cao xây dựng của bể:
HXD = hn+ hc+ hbv (m).
Trong đó:
Hn - Chiều cao công tác của bể lắng cát; hn = 0,8 (m).
hc - Chiều cao lớp cặn trong bể; hc = 0,23 (m).
hbv - Chiều cao bảo vệ; hbv = 0,5 (m).
Vậy
HXD = 0,8 + 0,23 +0,5 = 1,53 (m).
Lấy HXD = 1,60 m
Để đưa cát ra khỏi bể, dùng thiết bị cào cát cơ giới về hố tập trung và dùng
thiết bị nâng thủy lực đưa cát về sân phơi cát.

Để vận chuyển bằng thủy lực 1 m3 cặn cát ra khỏi bể cần 20 m3 nước.
⇒ Lượng nước cần dùng cho thiết bị nâng thủy lực trong một ngày là:
Q = Wc . 20 = 7,624 × 20 = 152,48 (m3/ngđ).
Kết luận: Bể lắng cát gồm có 3 bể trong đó 2 bể làm việc và 1 bể dự phòng.
Các thông số thiết kế của một bể là:
hbv(m)
hn(m)
hc(m)
hxd(m)
L(m)
B(m)
0,5

0,8

0,23

1,6

13,0

1,3

Theo sách xử lí nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết qua bể
lắng cát ngang hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD5 giảm 5%
Hàm lượng chất rắn lơ lửng sau khi qua bể lắng cát :
=– (x 5%) = 194 – (194 x 5%) = 184 mg/l
Hàm lượng BOD sau khi qua bể lắng cát :

= – ( = 333 – (333 x 5%) = 316 mg/l
Tính toán sân phơi cát
Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp nước cát. Thường sân
phơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao. Nước thu
từ sân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát.
Diện tích sân phơi cát được tính theo công thức:
(m2).
Trong đó:
p = 0,04 (l/ng - ngđ): lượng cát tính theo đầu người trong một ngđ
h = 5 (m/năm) : chiều cao lớp cát trong một năm.
NTT = 190600 (người) : dân số tính toán theo chất lơ lửng.
Chọn sân phơi cát gồm 2 ô, kích thước mỗi ô trong mặt bằng : 22 x 13 m,
tổng diện tích của sân phơi cát 22 x 13 x 2 = 572 m2
III.

Tính toán bể lắng ngang đợt I

Để loại bỏ các tạp chất thô, trong thực tế người ta thường dùng phương pháp
lắng, các chất chìm sẽ lắng xuống đáy bể, còn các tạp chất nổi sẽ tập trung lại bằng


thiết bị gạt cặn và được dẫn đến các giếng tập trung đặt bên ngoài bể.Bể lắng
ngang được dùng để giữ lại các tạp chất thô không tan trong nước.
Việc tính toán bể lắng ngang đợt I được tiến hành theo chỉ dẫn điều 8.5.4
TCXDVN 7957-2008
- Chiều dài bể lắng ngang được tính:
L=

Trong đó:
+ V : Tốc độ dòng chảy trong vùng lắng - theo quy phạm v = 5 ÷10 (mm/s).

Chọn v = 6 (mm/s).
+ H : Chiều cao công tác của bể lắng chọn H = 3,0m.(nằm trong khoảng
1,5 – 3m)
+ K : Hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng, đối với bể lắng ngang K = 0,5.
+ U0 : Độ thô thuỷ lực của hạt cặn, được xác dịnh theo công thức:
1000.K .H

U0 =

 K .H 
α .t.

 h 

n

−ω

Trong đó:
+ n : Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, đối với nước thải sinh
hoạt, n = 0,25.
+ α : Hệ số tính đến ảnh hưởng nhiệt độ của nước thải.
Theo bảng 31 TCXDVN 7957-2008, với nhiệt độ nước thải là t = 20 0C, ta có
α = 1.
+ t : Thời gian lắng của nước thải trong bình hình trụ t = 1060s
( Theo bảng 33 TCXDVN 7957-2008 với Chh= 184 mg/l, n= 0,25, hiệu suất lắng
E = 50%).

Trị số

 K .H 


 h 

n

tra theo bảng 34 TCXDVN 7957-2008.

Với H = 3,0m, ta có

 K. H 


 h 

n

= 1,32.


+ ω : Vận tốc cản của dòng chảy theo thành phần đứng. Tra theo bảng 32
TCXDVN7957-2008 với v = 6 (mm/s) ⇒ ω = 0,01 (mm/s)
⇒ Uo = (mm/s).
Vậy chiều dài bể là:
L = = 33,9 (m). Chọn L = 34m
-Thời gian nước lưu lại trong bể:
t = (giờ) (Đảm bảo thời gian lắng)
- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:
W

= 97,41 (m2).
- Chiều ngang tổng cộng của bể lắng ngang:
B
= 32,47 (m).
Trong đó:
H = 3m : Chiều cao công tác của bể lắng.
Chọn số ngăn của bể lắng n = 6. Khi đó chiều rộng mỗi ngăn:
b = 5,412 (m).
Chọn chiều rộng của mỗi ngăn là b = 5,5 m.
- Kiểm tra thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã chọn
≈

ttt
1,57 (giờ).
Trong đó: W - Thể tích bể ứng với kích thước đã chọn (m3).
Qhmax - Lưu lượng giờ lớn nhất; Qhmax = 2103,75 (m3/h).
- Kiểm tra vận tốc thực tế ứng với kích thước đã chọn:
Vtt 5,9 ≈ 6 (mm/s)
≈

Vậy vận tốc chọn v 6 (mm/s) và vận tốc thực tế là bằng nhau nên các thông số
kích thước của bể lắng ngang đợt 1 đã chọn là hợp lý.
- Hàm lượng chất lơ lửng theo nước trôi ra khỏi bể lắng đợt I là:
C1 = 92 (mg/l) < 150mg/l (đạt yêu cầu).
Trong đó:
C: Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải khi vào bể lắng I: C = 184
mg/l.
E1 : hiệu suất của bể lắng ngang đợt 1; E1 = 50%

Hàm lượng BOD còn lại trong nước thải sau bể lắng đợt 1 xác định theo công
thức: Sau khi nước thải qua làm thoáng sơ bộ và bể lắng ngang đợt I , BOD 5 giảm
15%, vậy BOD5 của nước thải là:
L’HH = LHH 0.85 = 316 x 0,85 = 267 (mg/l).
+ LHH : Hàm lượng BOD trong hỗn hợp nước thải trước khi vào bể lắng 1.
+ L’HH: Hàm lượng BOD trong hỗn hợp nước thải khi ra khỏi bể lắng 1.
Vậy L’HH= 267(mg/l).
Dung tích cặn lắng
Wc =

Q tb h .C HH .E.T
(100 − p ).ρ c

m3/ngđ

Trong đó:
CHH là hàm lượng chất lơ lửng trước bể lắng 1, CHH = 184 (mg/l)
p là độ ẩm của cặn, do xả cặn bằng tự chảy nên lấy p = 95% ( Theo 8.5.5
TCXDVN 7957-2008).
T là chu kì xả cặn, T = 8h (Theo 8.5.10 TCXDVN 6957-2008)
ρc

ρc

là trọng lượng riêng của cặn, = 1 tấn/m3 = 106 g/m3
Qhtb - Lưu lượng nước thải giờ trung bình; Qhtb= 1375 (m3/h)

-

- E : Là hiệu suất lắng của bể lắng đợt I: E = 50%.

= = 20,24 ()
- Lượng cặn chứa trong một ngăn lắng là:
- Chiều cao hố thu cặn:

hc =

Wc1
F1 + F2 + B × b

m

(


Trong đó: F1 là diện tích đáy hố thu cặn, F1 = 0,5 x 0,5 = 0,25 m
F2 là diện tích miệng hố thu cặn, F2 =5,5×5,5=30,25 m2
 = = 0,1m
Đáy bể lắng dùng thiết bị gạt cặn được xây dựng có độ dốc 0,01 (theo 8.5.11
TCXDVN 7957-2008) về phía hố thu cặn, chiều cao từ mép trên hố thu cặn đến
lớp nước trung hoà là:
h1 = (L - b) × 0,01 = (34 – 5,5) × 0,01 = 0,285 (m). Chọn h1 = 0,3m.
- Chiều cao xây dựng bể:
HXD = hct + hth + h1 + hbv+hc
Trong đó:

+ hct - Chiều cao công tác của bể; hct = H = 3,0 (m).
+ hth - Chiều cao lớp nước trung hoà của bể; chọn hth = 0,3 (m).
+ hbv - Chiều cao bảo vệ; lấy hbv = 0,5 (m).
Vậy HXD= 3 + 0,3 + 0,3 + 0,5 + 0,1 = 4,2 (m).
Kết luận: Bể lắng ngang đợt 1 gồm 6 ngăn. Các thông số của một ngăn là:

hbv(m)
hct(m)
hth(m)
h1(m)
Hc(m)
hxd(m)
L(m)
b(m)
0,5

3,0

0,3

0,3

0,1

4,2

34

5,5

Aerotank đẩy
Aerotank đẩy là loại bể thổi khí xử lí nước thải theo nguyên lí bùn hoạt tính,
trong đó nước thải và bùn hoạt tính được đưa vào cùng một phía và quá trình xử
lý nước thải diễn ra giống như trong bể phản ứng đẩy. Oxy được cung cấp qua
hệ thống tấm phân phối khí nén bố trí dọc theo chiều dài bể. Bể Aeroten đẩy
dùng cho các trạm xử lý công suất lớn.

IV.

Tính toán Aerotank xử lý nước thải sinh hoạt với các thông số sau:
-

BOD của nước thải trước khi vào Aerotank: La = = 267 mg/l
BOD yêu cầu của nước thải khi ra khỏi Aerotank : Lt = 30 mg/l
Vì La > 150 mg/l. Chọn Aerotank đẩy, có ngăn tái sinh bùn.
Sơ bộ lấy liều lượng bùn theo chất khô a = 3 g/l, chỉ số bùn I = 100 cm3/g
Tính tỉ lệ bùn hoạt tính tuần hoàn R theo biểu thức 61 TCVN 7957-2008


R=

a
3
=
= 0,43
1000
1000
−a
−3
I
100

-

Nồng độ BOD của nước thải và bùn tuần hoàn vào bể xác định theo công
thức
= = 196 mg/l

-

Thời gian cấp khí trong ngăn Aeroten :
= lg = lg = 1,37 (h) < 2h => chọn = 2h

1)

Liều lượng bùn trong ngăn tái sinh, tính theo biểu thức 67 TCVN 7957 –
2008
ar = a (

1
1
+ 1) = 3(
+ 1) = 6, 49 g / l
2R
2 × 0.43
ρ

2)

Tốc độ oxy hóa chất hữu cơ được tính bằng mgBOD5/g chất khô không
tro của bùn trong 1h. Xác định theo biểu thức 63 TCVN 7957-2008
r = rmax

Trong đó:
+ = 30 mg/l
+rmax là tốc độ oxy hóa riêng lớn nhất trong 1h ( mgBOD5/g chất khô không
tro của bùn. Chọn rmax = 85

+ C0 là nồng độ oxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong bể ( mg/l) C0 tối
thiểu = 2mg/l
+ K1 là hằng số đặc trung cho tính chất của chất bẩn hữu cơ ( mgBOD/l)
+ K0 là hằng số kể đến ảnh hưởng của oxy hòa tan ( mgO2/l).
ϕ

+ là hệ số kể đến sự kìm hãm quá trình sinh học bởi các sản phẩm phân
hủy bùn hoạt tính ( l/h )
Các giá trị trên được xác định theo bảng 46 TCVN 7957- 2008
rmax= 85; K1= 33; K0= 0,625 và

ϕ

= 0,07

 ρ = 85. = 25,6
3)

Thời gian oxy hóa các chất hữu cơ xác định theo công thức 66 TCVN
7957- 2008