Báo cáo Bài tập nhóm Kỹ thuật xử lý nước thải

Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
Thành viên nhóm 4:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Nguyễn Thị Hương (DC00202833)
Nguyễn Thị Hương (DC00202830)
Hoàng Thị Khuyên
Phạm Thị Lý
Nguyễn Thị Hậu
Lưu Thị Hồng Phượng
Mai Khánh Hà
Nguyễn Thu Hường
Lương Thị Lan

1


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
I.

Tính toán số liệu đầu vào
 Dân số: N = 400000 người.
 Tiêu chuẩn thải: q = 80 l/ng.ngđ.

Tổng lưu lượng nước thải của khu dân cư:



Xử nước thải đầu ra đạt nguồn loại A.
Xác định nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt (Theo 8.1.7-Tr36-TCVN
7957:2008)
- Chất rắn lơ lửng (SS) : 65g/người.ngày
- BOD của nước thải đã lắng: 35g/người.ngày
Lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải khu dân cư là:

Nước thải ra từ các họ gia đình đã qua bể tự hoại nên nồng độ SS giảm khoảng
55-65%. Chọn 60%

Lượng BOD5 trong nước thải:

II.

Đề xuất dây chuyền công nghệ
 Phương án 1:

2
Bón ruộng


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải



Phương án 2:

Nước thải
Nước thải
Song chắn rác

Máy ngiền rác

Song chắn rác

Máy ngiền rác

Bể lắng cát ngang

Sân phơi cát

Bể lắng cát ngang

Sân phơi cát

Bể lắng ngang đợt I
Bể lắng ngang đợt I
Trạm thổi khí

Bể Biofin cao tải

Trạm khí nén

Bể Aeroten
Bể lắng ngang đợt II
Bể lắng ngang đợt II

Bùn hoạt tính
tuần hoàn
Bể nén bùn đứng

Máng trộn

Bể Mêtan

Máng trộn

Bể Mêtan

Trạm Clo

Bể tiếp xúc

Sân phơi bùn

Trạm Clo

Bể tiếp xúc

Sân phơi bùn

Xả ra nguồn
Xả ra nguồn

3

Bón ruộng


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
Thuyết minh:
 Phương án 1:

Ở phương án này, 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 tác loại các rác lớn tiếp tục được đưa
đến bể lắng cát. Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đứng 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 hoà tan trong nước thải được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể Mêtan còn
nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Biofin
Bùn hoạt tính sẽ được lắng ở bể lắng II và thành phần không tan được giữ ở bể lắng I.
Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu
xử lý xong. Trong nước thải ra ngoài vẫn còn 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). Bùn cặn sau đó được dùng cho mục
đích nông nghiệp.
 Phương án 2:

Nước thải vào 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 các rác lớn tiếp tục được đưa đến bể
lắng cát. Sau một thời gian, cát lắng 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 hoà tan trong nước thải được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến bể Mêtan còn

nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Aerôten
Để ổn định nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerôten giúp tăng hiệu quả xử lý, tuần
hoàn lại một phần bùn hoạt tính về trước bể, lượng bùn hoạt tính dư được đưa lên bể
nén giảm dung tích, sau đó đến bể metan
Bùn hoạt tính sẽ được lắng ở bể lắng II và thành phần không tan được giữ ở bể lắng I.

4


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu
xử lý xong. Trong nước thải ra ngoài vẫn còn 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 Mêtan được đưa ra
sân phơi bùn. Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông nghiệp.
Lựa chọn dây chuyền công nghệ:
-

Phương án 1: Bể lọc sinh học Biofin cao tải chịu được thay đổi lưu lượng đột
ngột nhưng chi phí đầu tư cao vì phải mua vật liệu lọc.

-

Phương án 2: Bể sinh học Aerotank đẩy dùng khi trạm xử lý nước thải có công
suất lớn hơn 10000 m3/ngđ. Ở đây, bùn hoạt tính được tiếp xúc dần với nước
thải theo chiều dài công trình. Bùn hoạt tính được phục hồi tại ngăn tái sinh.

Kết luận: Tính toán theo phương án 2 dùng bể sinh học Aerotank vì có mức độ

làm sạch cao hơn và chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn.

III.
1.

Tính toán các công trình trong hệ thống
Tính toán song chắn rác.
5


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
Tra bảng 2, tr8, TCVN 7957:2008, ta có hệ số không điều hòa chung K0
K0 max = 1,53
K0 min = 0,634
Thông số tính
toán
Độ dốc i, 0/00
Chiều ngang B, m
Tốc độ v, m/s
Độ đầy, h/D
-

q

TB
s

= 370,4
1,0
1

0,9
0,51

Lưu lượng tính toán, l/s
qsmax = 566,7
1,0
1
0,99
0,63

qsmin = 234,8
1,0
1
0,81
0,4

Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của
mương dẫn: h1 = hmax = 0,63 (m)
Số khe hở giữa các thanh song chắn rác:


Chọn 48 khe hở.

Trong đó: q: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, qmax= 0,567 m3/s
b: Khoảng cách giữa các khe hở, b = 0,02m.
(Theo TCVN 7957:2008)
vtt: Tốc độ nước chảy qua song chắn. vtt = 0,99 m/s.
h1: Chiều sâu lớp nước qua song chắn.
Kz: Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác
của song chắn cơ giới, Kz = 1,05.

-

Chiều rộng song chắn rác:
Bs = d (n-1) +b.n = 0,008. (48-1)+0,02.48 = 1,336 m.
Trong đó: d: Chiều dày của mỗi song chắn, chọn d=0,008m.
Kiểm tra lại vận tốc của dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song
chắn ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng đọng cặn
trong mương.


Kết quả thu được thỏa mãn yêu cầu.
6


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
-

Tổn thất áp lực trong song chắn:

Trong đó: vmax: Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn ứng với
lưu lượng lớn nhất, vmax= 0,99 m/s.
K: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn,
K=2÷3. Chọn K=3.
: Hệ số sức kháng cục bộ của song chắn, tính theo công thức:

Trong đó: β: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, với
tiết diện hình chữ nhật, chọn β=2,42.
S: Chiều dày mỗi thanh, S=0,008m.
b: Chiều rộng mỗi khe hở, b=0,02m.

α: Góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, lấy α=600
Như vậy:

-

Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn:

-

Trong đó: : Góc mở của mương trước song chắn rác,
Bs , Bm :Chiều rộng của song chắn và của mương dẫn.
Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác:

-

Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác:

-

Trong đó: ls: Chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác, chọn ls=1,5m.
Chiều sâu xây dựng của song chắn rác:

7


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
-

Lượng rác lấy ra từ song chắn :

-

Trong đó: a: Lượng rác lấy ra từ song chắn rác tính cho 1 người. Theo bảng
20 TCVN 7957:2008 với chiều rộng khe hở của song chắn rác là 20mm thì
a=8 l/ng.năm.
Ntt: Dân số tính toán theo chất rắ lơ lửng, Ntt=400000 người.
Với khối lượng riêng của rác khoảng 750 kg/m3, trọng lượng riêng của rác:

-

Lượng rác trong từng giờ:

-

Trong đó: Kh: Hệ số không điều hòa giờ, Kh=2(Theo TCVN 7957:2008)
Lượng nước dùng để nghiền rác là 40m3/h.

-

Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền, sau đó dẫn trực tiếp đến bể metan.
Độ ẩm của rác khoảng 80%
Hiệu suất xử lý BOD qua song chắn rác là 4-5%. Chọn H=4%
Hàm lượng BOD còn lại:
Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là:

-

2.

Tổng song chắn rác là 2, trong đó 1 công tác, 1dự phòng.

Quanh song chắn rác cơ giới có bố trí lối đi lại rộng 1,2 m; phía trước song
chắn rác 1,5m.

Tính toán bể lắng cát ngang và sân phơi cát.
Các thông số tính toán
Độ dốc i/1000
Chiều ngang B (m)
Vận tốc, m/s
Độ đầy, h/D

qmax =566.7 (l/s)
1
1
0.99
0.63

Tính toán bể lắng cát ngang.
Chiều dài bể lắng cát ngang được tính theo công thức sau :
a.

-

Qmin=233.3 (l/s)
1
1
0.81
0.4

L=

= = 10,15 (m)

8


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
Trong đó: : tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với
lưu lượng lớn bằng 0,3 (m/s)
: độ cao lớp nước trong bể lắng ngang có thể lấy bằng độ đầy là 0,6
: kích thước thủy lực của hạt cát 0,25 suy ra bằng 24,2
(TCVN 7957:2008 bảng 26 mục 8.3.3)
-

Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong bể lắn cát ngang được tính theo
công thức :
F=

-

= = 23,4

Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát :
B=

= = 2,3m

-

Chọn bể lắng cát ngang gồm 3 đơn nguyên , trong đó 2 đơn nguyên công
tác, 1 đơn nguyên dự phòng . Chiều ngang mỗi đơn nguyên sẽ là :

-

Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát ngang được tính theo công thức :
W= =

= 8m3

Trong đó : N : dân số
P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày đêm lấy
theo TCVN 7957-2008
t : chu kì xả cát t 2 ngày đêm ( để tránh sự phân hủy cặn cát )
Chọn t = 1 ngày đêm.
-

Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngag trong 1 ngày đêm:
=

= = 0,7 (m)

Trong đó: n : số đơn nguyên công tác
9


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
-

Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :
= + + = 0,6 + 0,7 + 0,5 = 1,8 (m)

Trong đó: : chiều cao bảo vệ chọn bằng 0,5m.
Kiểm tra lại tính toán với điều kiện 0,15 m/s

= = = 0,25 m/s

0,15 m/s

Trong đó: : độ sâu lớp nước ứng với ( bằng độ đầy h ứng với ) bằng 0,4

b.

Tính toán sân phơi cát :

Diện tích hữu ích của sân phơi cát :
F=

= = 584 m2

Trong đó: : chiều cao lớp bùn cát trong năm chọn từ 4-5m
-

Chọn sân phơi cát gồm 4 ô , kích thước mỗi ô trong mặt bằng 10 x 14,6m
Tổng diện tích của sân phơi cát là 20 x 29,2 m = 584 m2

Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại sau bể lắng cát:
SS= Cbđ.(100-5)% = 312.(100-5)= 296,4 mg/l
Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:
BODsau= CBOD.(100-5) %= 420(100-5) = 399 mg/l
3.

Tính toán bể lắng ngang đợt I

- Chọn 2 bể lắng để thiết kế
- Công suất của trạm xử lý là: 32000 m3/ngđ:2 =16000 m3/ngđ.
- Tính toán bể lắng ngang theo TCVN 7957:2008, mục 8.5.

10


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng: Co = 325 mg/l, hiệu suất lắng cần thiết để đảm bảo
hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải khi đưa về công trình xử lý sinh học là C
150mg/l là:
E= (325- 150) /325 = 53,84 %
a.

Chiều dài bể lắng ngang
L=

v.H
K.U 0

(m)

Trong đó:
v – Tốc độ dòng chảy trong vùng lắng, v = 5 ÷10 (mm/s). Chọn v = 8 (mm/s).
H – Chiều cao công tác của bể lắng chọn H = 1,5 – 3m, chọn bằng 3m.
K – Hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng, đối với bể lắng ngang K = 0,5.
Uo – Độ lớn thủy lực của hạt cặn:
Uo = - 0,03 = 1,187 (mm/s)

Trong đó:
n – Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, đối với nước thải sinh hoạt, n =
0,25. ( Bảng 31 – TCXDVN 7957:2008).
α - Hệ số kể tới ảnh hưởng của nhiệt độ của nước đối với độ nhớt lấy theo Bảng
31, với nhiệt độ trung bình tính theo tháng thấp nhất là 200C, thì α = 1.
ω - Thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thải trong bể lấy theo Bảng 32, với V
= 8 (mm/s) thì ω = 0,03
t - chọn theo bảng 33. TCVN 7957:2008. n= 2,5, chọn hiệu suất của bể lắng là
60%
=> t = 933,75 s
Trị số - lấy theo Bảng 34, ở chiều cao công tác H = 3 m thì lấy bằng 1,32.
-

Vậy chiều dài bể là:
11


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
L = = 40,438 (m) => chọn L= 40m
-

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:
W=

-

=

= 35,4 (m2)

Chiều rộng của bể lắng ngang:
B = (m)≈ 12 m
Trong đó: H – Chiều cao công tác của bể lắng, H = 3m.
Chọn số ngăn lắng của bể lắng n = 2.

-

Khi đó chiều rộng mỗi ngăn lắng:
b = (m).
(Chọn chiều rộng của mỗi ngăn lắng từ 6÷9m theo Lâm Minh Triết)

- Kiểm tra vận tốc thực tế ứng với kích thước đã chọn:
vtt = = = 7,87 (m/s)
Nhận thấy, vận tốc chọn trong bể lắng và vận tốc thực trong bể là gần bằng nhau,
chênh lệch nhau không đáng kể. Như vậy, kích thước của bể lắng đã chọn là hợp
lý.
b. Dung tích cặn lắng
- Dung tích phần chứa cặn của bể:
Wc =
(Công thức 3.31, Trang 87, Trần Đức Hạ, Kỹ thuật xử lý khí thải, NXB Khoa Học
và Kỹ Thuật, 2006).
Trong đó: Q – Lưu lượng nước thải, m3/ngđ.
T – Thời gian lưu cặn, chọn t =8h=0,33 ngày.
p – Độ ẩm bùn cặn lắng bằng 93,5 ÷ 95%, chọn p = 95%.
12


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
γ – Khối lượng thể tích của cặn thường lấy bằng 1 tấn/m3
Co – Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải sinh hoạt trước khi qua bể

lắng ngang đợt 1, mg/l.
Wc = = 18,79(m3)
-

Thể tích cặn trong 1 ngăn lắng là:

= == 9,4 m3
-

Chiều cao lớp cặn
Hc = = (m). Lấy Hc= 0,04

-

Hố thu cặn

Chọn hố thu cặn có diện tích:
F1 – Diện tích đáy hố thu cặn, F1=0,8×0,8= 0,64 m2.
F2 – Diện tích miệng hố thu cặn, F2= 1,2 x 1,2 = 1,44 m2.
Chiều cao hố thu cặn Hxả= 1,5 ( theo Xử lý nước thải _ PGS –TS Hoàng Huệ)
Góc nghiêng của thành hố thu cặn lấy bằng 50 o(theo 8.5.11 TCXDVN 79572008).
-

Tổng chiều sâu bể lắng
ΣH = H + Hc + Hbv + Hth = 3+0,04 + 0,46 + 0,3 = 3,8 (m).

Trong đó:
H – chiều cao vùng lắng, (m).
Hc – Chiều cao lớp cặn, (m).
Hbv – Chiều cao phần bảo vệ phía trên mặt nước, (m), chọn Hbv = 0,46m.

Hth – Bề dày lớp trung hòa giữa lớp nước công tác và lớp bùn trong bể lắng, chọn
Hth = 0,3m.
13


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
Kiểm tra tỷ lệ chiều dài và chiều sâu của bể lắng:
L : ΣH = 40 : 3,8 = 10,5 (thỏa mãn).

-

Hàm lượng cặn sau lắng là:
C = C0 (100% - 60%) = = 118,56 mg/l.

-

Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng ngang:
BODsau= CBOD.(100-5) %= 399(100-20)% = 319 mg/l
c.

Vùng phân phối nước vào.

Đặt tấm chắn cách thành tràn (cửa vào ) là 1 m và hàng lỗ cuối cùng của máng
phân phối cao hơn mức cặn là 1 m.
Diện tích công tác của vách phân phối:
Fn = b.(Hct-1) = 6.(3-1) =12 m2
Lưu lượng qua 1 ngăn:
qn = == 0,1417 (m3)
Tổng diện tích lỗ ở vách ngăn phân phối nước:
∑flỗ = = = 0,4723 m2

(vlỗ =0,3m/s. Quy phạm 0,2-0,3 m/s . Dung 2005)
Đường kính lỗ: dlỗ= 0,05 m (quy phạm 0.05- 0.15)
flỗ= = 1,9625.10-3 (m2)
Số lỗ trên vách ngăn phân phối nước:
n= = 0,472/1,9625.10-3 = 240 lỗ
Ở vách phân phối bố trí : 10 hàng dọc
24 hàng ngang
14


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải

Khoảng cách giữa rục lỗ theo hàng dọc là:
(3-1):10 = 0,2m
Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là
6:24 = 0,25 m.
Đáy bể lắng dùng thiết bị gạt bùn cặn được xây dựng có độ dốc bằng 0.02 . Và dốc
về phía hố thu cặn.
4.

Tính toán bể Aeroten
Do công suất Qtb= 32000 m3/ngđ > 10000 m3/ngđ => Chọn aeroten đẩy
(theo TCXD 7957:2008)
Aeroten được tính toán thiết kế có giá trị BOD5 dẫn vào aeroten là:
La = 319,2 mg/l > 150 mg/l => cần tái sinh bùn hoạt tính
• Qtb1 bể = 1333,33 m3/h
a.
•

Xác định thời gian làm việc của các ngăn aeroten

t_Thời gian oxy hóa các chất hữu cơ (h)

(CT 66 – TCXD 7957/2008 – Trang 64)
Trong đó:
- La _lượng BOD5 đầu vào, La = 319,2 mg/l
- Lt _ lượng BOD5 sau xử lý, Lt = 30 mg/l
- R _ Tỷ lệ tuần hoàn bùn (CT 61 – TCXD 7957/2008 – Trang 64)

- ar _ liều lượng bùn hoạt tính trong ngăn tái sinh, g/l

(CT 67 – TCXD 7957/2008 – Trang 66)
15


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
+ a =2 – 3 g/l, liều lượng bùn hoạt tính chất khô cho aeroten có tải trọng bùn cao,
chọn a = 2 g/l ,(Trang 64 – TCXD 7957/2008)
+ l_Chỉ số bùn, từ 100 – 200 ml/g, chọn l = 100 ml/g
Theo bảng 46 – TCXD 7957/2008 – Trang 65, với nước thải đô thị, ta có:
+mg BOD5/g chất khô không tro của bùn_tốc độ oxy hóa riêng lớn nhất trong 1h
-

+ Kl =33 mg BOD/l_hằng số đặc trưng cho tính chất của CHC trong nước thải
+ K0 =0,625 mgO2/l_hằng số kể đến ảnh hưởng của oxy hòa tan
+ ϕ = 0,07 l/h _hệ số kể đến sự kìm hãm quá trình sinh học bởi các sản phẩm phân
hủy bùn hoạt tính
+ Tr = 0,3_độ tro của bùn hoạt tính
- ρ_tốc độ oxy hóa riêng các chất hữu cơ (mgBOD5/g chất khô không tro của bùn
trong 1h)

+C0 = 4mg/l_nồng độ oxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong aeroten (Lấy theo
TCVN38/2011)



Thay số vào (2)
t = 8,85 (h)
Thời gian cấp khí trong ngăn aeroten ta



Thời gian cần thiết để tái sinh bùn hoạt tính




b.


Thể tích aeroten

Thể tích của ngăn aeroten Wa
Wa = ta(1+R)Qtb = 1,82×(1+0,25)×1333,33 =3033m3
• Thể tích của ngăn tái sinh
Wts = tts R Qtb = 7,03×0,25×1333,33 = 2343 m3
• Tổng thể tích aeroten
W = Wa + Wts =3033 +2343 =5376 m3
Chọn H = 3m => ∑F = 1792 m2
Có Q = 32000 m3/ngđ < 50000 m3/ngđ
16

Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải



Chọn 5 bể (theo mục 8.16.15 – TCXD33/2006)
F1 bể = 1792/5 = 358,4 m2

Do tỉ số Wts/W = 2343/5476 = 43 % => Chọn 50% => có 2 hành lang
Diện tích 1 hành lang: F1hành lang = 358,4/2 =180 m2 = 20 × 9


Lưu lượng không khí đơn vị D
Trong đó:
- z_lưu lượng oxy đơn vị tính bằng mg để xử lý 1mg BOD5, khi xử lý sinh học
hoàn toàn => z = 1,1 mg oxy/mg BOD5
- K1_hệ số kể đến thiết bị nạp khí, chọn thiết bị nạp khí tạo bọt khí cỡ nhỏ lấy
theo tỉ số giữa diện tích vùng nạp khí và diện tích aeroten
f/F = 3033/5376=0,56
=> K1 = 2,03
- K2_hệ số phụ thuộc vào độ sâu đặt thiết bị phân phối khí H = 3m => K2 =2,08
(Mục 8.16.13 – TCXD 7957/2008)
- n1_hệ số xét tới ảnh hưởng của nhiệt độ của nước thải
n1 = 1+ 0,02(Ttb – 20) = 1,1
+ Ttb_nhiệt độ trung bình của nước thải trong tháng mùa hè, Ttb = 25
- n2_hệ số xét tới quan hệ giữa tốc độ hòa tan của oxy vào hỗn hợp nước và bùn
với tốc độ hòa tan của oxy trong nước sạch, nước sinh hoạt không có các chất
hoạt động bề mặt, n2=0,85
- Cp_Độ hòa tan của oxy không khí trong nước

+CT_độ hòa tan của oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp
suất, CT =8,02mg/l (Bảng P2.2 – Giáo trình XLNT Đô thị - Trang 317)
+ H = 3m
 Cp= 9,19 mg/l
- C_Nồng độ trung bình của oxy trong aeroten, lấy C = 2mg/l
 Thay số: D = 11,21 m3 kk/m3 nước thải
 Lưu lượng nước thải theo giờ Qh = 1333,33 m3/h
 Lượng oxi cần thiết cho 1h = Qh×D = 14946,6 (m3 oxi/giờ)
 Lượng khí cần cấp cho bể trong 1 giờ
Vkhí = 14946,6 /21% = 71174 m3 kk/h
 Giả thiết hiệu quả chuyển hóa oxy vào nước đạt 8%
 Wkhí = 71174/0,08 = 889675 m3
Chọn đĩa phân phối khí EDI bọt khô => lưu lượng khí: 26 m3/h
 Số đĩa trong bể = Wkhí/26 = 34219 đĩa
17


Bi tp K thut x lý nc thi

5.

Din tớch 1 b F1hnh lang= 180 m2 = 20 ì 9
S a theo chiu ngang b: chn 22a => khong cỏc gia cỏc a
Kớch thc theo chiu di b = 20/0,127 = 158 khong hay 157 a
(0,127m l ng kớnh a)
S a 1 hnh lang: 157ì22 = 3454 a
S a trong b: 3454 ì 5 ì2= 34540 (tha món)

Tớnh toỏn b lng ngang t II

- Hn hp nc thi sau khi ra khi b Aeroten lm sch hon ton s c dn
sang b lng ngang t II.g
- B lng 2 lm nhim v lng hn hp nc v bựn (bựn hot tớnh v mng vi
sinh vt) t b aeroten n v bựn lng õy c gi l bựn hot tớnh, ng thi
tun hon bựn hot tớnh cn thit ó lng quay tr v b aerotank tip tc quỏ
trỡnh phõn gii cỏc hp cht hu c.
i vi b lng t II, ta tớnh toỏn kớch thc b theo phng phỏp ti trng thu
lc b mt.
- Ti trng thy lc qo c tớnh theo mc 8.5.7 TCXDVN 7957-2008
Sơ đồ bể lắng ngang đợt II
Mặt cắt A -a
h bv
h ct
h th

3

Mặt bằng

1. m ơng dẫn n ớc vào

1

3. hố thu cặn

a

4xb

a

2. m ơng phân phối n ớc

4

5

2
l

18

4. m ơng thu n ớc
5. m ơng dẫn n ớc ra


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải



Tải trọng thủy lực bề mặt được tính theo công thức:
q=

4,5 × K S × H 0,8

( 0,1× I × a )

0 , 5 − 0 , 01 aT

(m3/m2.h)

Trong đó:
Ks - Hệ số sử dụng dung tích bể, Ks = 0,4 (đối với bể lắng ngang).
at - Nồng độ bùn hoạt tính sau khi ra khỏi bể lắng1 không dưới 10, at = 15 mg/l.
a- Nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerôten không quá 15g/l, ta chọn a= 5 g/l.
Ia - Chỉ số bùn(thường từ 100-200ml/g), lấy I = 100 cm3/g.
H - Chiều cao lớp nước trong bể lắng H =3m.
q = (4,5×0,4×30.8)/(0,1×100×5)0.5-0.01×15
= 1,1 m3/m2.h



Diện tích mặt thoáng của bể lắng

F = = = 1212 (m2)


Diện tích mặt cắt ướt của bể:

W = = 74 (m2)
Trong đó:
Q – Lưu lượng nước, m3/h.
v – Vận tốc nước chảy trong bể, v = 5÷10mm/s, chọn bằng 5mm/s hay 0,005m/s


Chiều rộng bể:

B = W : H = 74 : 3 = 24,67 (m)

- Chọn số ngăn lắng n = 8.

- Chiều rộng một ngăn lắng: b = B : n = 24,67 : 8 = 3,08 (m). Chọn b = 3m.
- Tổng chiều rộng bể là:B= 3 . 8 = 24 (m)


Chiều dài bể lắng ngang đợt II là:
L = F : B = 1212: 24 = 50,5 (m)



Thời gian nước lưu lại trong bể lắng ngang đợt II là:
19


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
t = = = 2,8 (h)
Trong đó:
L – Chiều dài bể lắng, m.
v – Vận tốc dòng nước trong bể lắng, m/s
Vượt thời gian lắng của bể lắng ngang đợt II sau aeroten làm sạch hoàn toàn (t =2
h). Để đảm bảo thời gian lưu nước trong bể lắng,ta có chiều dài bể lắng ngang đợt
2 là:
L = v. T = 0,005 . 2 . 3600 = 36 (m).


Tốc độ thực tế

Vth = = = 5 mm/s.
Nhận thấy vth = 0,005 trùng khớp với v đã chọn, vậy kích thước đã chọn là hợp lý.


Thể tích vùng chứa nén cặn:
Wc =

( B − b ) × Qtb × 100 × t
(100 − p )10 6 × n

(m3)

Trong đó:
B – Lượng bùn hoạt tính dư g/m3; Là lượng bùn hoạt tính dư trước khi lắng, phụ
thuộc vào hàm lượng các chất lơ lửng và hữu cơ có trong nước thải, hiệu suất của
bể lắng đợt I và bể aeroten:
Độ tăng sinh khối bùn trong các ngăn aeroten:
Pr = 0,8C1 + 0,3La

(CT73-7957)

= 0,8×118,56 + 0,3×319 = 190,5 mg/l
B = 118,56 + 190,5(mg/l) = 309,06(g/m3)
b – Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau bể lắng hai. Theo bảng 36 với L t =
15 mg/l, thời gian lắng t = 2 h, ta có b = 12 (mg/l) = 12 (g/m3)
Q – Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Q = 1333,33 (m3/h).
20


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
T – Thời gian giữa hai lần xả cặn, t = 2 (h)
P – Độ ẩm của cặn, p = 99,4%.
n – Số đơn nguyên, n = 8.

Wc1 = = 16 (m3)


Chiều cao hố thu cặn:
Hc = Wc / L.b = 16/36.3 = 0,15 (m)



Hố thu cặn

- Chọn hố thu cặn có diện tích:
F1 – Diện tích đáy hố thu cặn, F1 = 0,5×0,5 = 0,25 m2.
F2 – Diện tích miệng hố thu cặn, F2= 0,75 x 0,75 = 0,562 m2.
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 xây dựng bể:
HXD= hbv + H + hth + Hc (m)

Trong đó:
hbv – Chiều cao bảo vệ hbv = 0,4 (m).
H – Chiều cao công tác của bể, H = 3,0 m.
hth – Chiều cao lớp nước trung hoà của bể hth = 0,3 m.
Hxd = 0,4 + 3,0 + 0,3 + 0,15=3,85 (m), chọn Hxd = 3,9m.
- Kiểm tra tỷ lệ chiều dài và chiểu sâu bể:
L : b = 36 : 3,9 = 9,2 (thỏa mãn trong khoảng từ 8÷12)
KL: Bể lắng đợt 2 gồm 8 đơn nguyên. Các thông số thiết kế của một đơn nguyên
là:
Hxd

H

hbv

hth

Hc

L

b

3,9

3

0,4

0,3

0,15

36

3

Đơn vị : m
21

Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
-

Áp lực thủy tĩnh của bể là 0,9-1,2m , chọn bằng 1m
Đường kính ống dẫn bùn ra chọn = 200mm
Chiều cao thành bể lắng tính từ mực nước trở lên là 0,3m
Máng tràn thu nước đã lắng làm theo dạng răng cưa với tải trọng thủy lực
không nhỏ hơn 10 l/s.m

6. Khử trùng nước thải:

Sau các giai đoạn xử lý cơ học, sinh học song song với việc làm giảm nồng
độ các chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng
kể đến 90-95%. Tuy nhiên lượng vi trùng vẫn còn cao và theo nguyên tắc bảo vệ
vệ sinh nguồn nước là cần thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải. Để khử trùng
nước thải có thể sử dụng các biện pháp Clo hóa, ozon hóa, khử trùng bằng tia
hồng ngoại UV… Thì khử trùng nước thải bằng clo vì là phương pháp đơn giản,
rẻ tiền và hiệu quả cao.
- Phản ứng thủy phân giữa Clo và nước thải xảy ra như sau:
Cl2 + H2O HCl + HOCl
HOCl là một axit yếu, không bền dễ phân hủy thành HCl và Oxi nguyên tử:
HOCl HCl + O
Hoặc có thể phân li ra thành H+ và OClHOCl

H+ và OCl-

HOCl , H+ và OCl-là các chất oxi hóa mạnh có khả năng tiêu diệt vi trùng.
-

Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải

Ya =
Trong đó:

Ya: Lượng Clo hoạt tính cần để khử trùng nước thải, kg/h.

Q: Lưu lượng tính toán của nước thải, m3/h
a: Liều lượng hoạt tính lấy theo mục 8.28.3 của TCVN
7957:2008
(a=3g/m3)
+ Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải ứng với
Qh,max = 2040,12(m3/h)
22


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
Ya,max,h = = 6,12 (kg/h)
+ Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải ứng với
Qh,TB = 1333,33(m3/h)

Ya,TB,h = = 4 (kg/h)
+ Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải ứng với
Qh,min = 840(m3/h)

Ya,min,h = = 2,52 (kg/h)
•

Chọn 2 clorator (1 làm việc, 1 dự phòng) với các đặc tính như sau:
Công suất theo clo hơi: 1,28 8,1 kg/h

•

Áp lực nước trước Ejector: 3 3,5 kg/cm3

•
•
-

Trọng lượng: 37,5 kg
Lưu lượng nước: 7,2 m3/h.
Để phục vụ cho 2 Clorator chọn 3 Balon chứa Clo bằng thép. Số balon
cần thiết cho trạm:
n = = = 8 (chiếc)
Trong đó: S: Lượng clo lấy ra từ một balon trong điều kiện bình thường.
Chọn S = 0,5kg/h. Trong trạm khử trùng ta dùng các Balon có W = 40lit
và chứa 50kg Clo, chiều dài thùng L là 1390mm.
Số Balon cần thiết dự trữ cho nhu cầu Clo trong một tháng sẽ là:
N = = = 57,6 58 balon

-

7. Tính toán máng trộn (máng trộn vách ngăn có lỗ)
-

Chọn máng trộn vách ngăn có lỗ để tính toán thiết kế. Máng này thướng gồm 2
hoặc 3 ngăn với các lỗ có d=20-100mm.
- Số lỗ trong mỗi ngăn được xác định theo công thức:

n = = = 94 (lỗ)

Trong đó:

: Lưu lượng nước thải lớn nhất (m3/s)
: Đường kính lỗ (m)
23


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
: Tốc độ của nước chuyển động qua lỗ (m/s)
-

Chọn máng trộn có số hàng lỗ theo chiều đứng là nđ = 7 hàng lỗ, và hàng lỗ theo
chiều ngang là nn = 14 hàng lỗ. Khoảng cách giữa tâm các lỗ theo chiều ngang lấy
bằng
2d = 2= 0,18(m)
-

-

Khoảng cách giữa 2 lỗ ngoài cùng đến các thành trong của máng theo chiều
ngang lấy bằng 1,5d = 0,135 (m)
Chiều ngang máng trộn là:
B = 2d (nn – 1) + 3d = 2 0,09 ( 14 - 1) + 3 0,09 = 2,61 (m)

Khoảng cách giữa tâm các lỗ theo chiều đứng của vách ngăn thứ nhất( tính từ cuối
máng trộn) cũng lấy bằng 2d. Khoảng cách từ tâm lỗ của hàng ngang dưới cùng
đến đáy máng trộn lấy bằng 1,5d = 0,135 m.
- Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ nhất:
H1 = 2d (nd – 1) + 1,5d = 2 0,09 (7 – 1) + 0,135 = 1,215 (m)

-

Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 2:
H2 = H1 + h

Trong đó: h là tổn thất áp lực qua các lỗ của vách ngăn thứ 2, được tính theo
công thức:

h = = = 0,12 (m)
Trong đó: _ hệ số lưu lượng = 0,62
(CT 7.14_Xử lí nước thải đô thị-Trần Đức Hạ)

-

H2 = 1,215 + 0,12 = 1,335 (m)
Khoảng cách a giữa các tâm lỗ theo chiều đứng của vách ngăn thứ 2:
H2 = a(nd – 1) + b
 a=
Trong đó: b_Khoảng cách từ tâm lỗ của hàng ngang dưới cùng ở vách ngăn

thứ 2 đến đáy máng trộn, chọn b = 2d = 2 0,09 = 0,18 (m)
-

Khoảng cách giữa các vách ngăn:
24


Bài tập Kỹ thuật xử lý nước thải
l = 1,5 B = 1,5 2,61 = 3,915 (m)

(CT 7.15_Xử lí nước thải đô thị-Trần Đức Hạ)
-

Chiều dài tổng cộng của máng trộn với 2 vách ngăn có lỗ:
L = 3l + 2 = 3 3,915 + 2 0,2 = 12,145 (m)

-

Chiều cao xây dựng của máng trộn:
H = H2 + Hdp = 1,335 + 0,35 = 1,685 (m)

Trong đó: Hdp: chiều cao dự phòng tính từ tâm dãy lỗ ngang trên cùng
của vách ngăn thứ 2 đến mép trên cùng của máng trộn, Hdp = 0,35m

-

Thời gian nước lưu lại trong máng trộn:
t = = = 67,96 (s) = 1,13 (phút)

8. Tính toán bể tiếp xúc:

Bể tiếp xúc được thiết kế giống như bể lắng nhưng không có thiết bị thu
gom bùn nhằm để thực hiện quá trình tiếp xúc clo và nước thải sau khi xử lý ở bể
lắng đợt II.
Chú ý rằng trong quá trình khử trùng bằng clo ở bể tiếp xúc sẽ xảy ra cả quá
trình keo tụ 1 phần các hạt lơ lửng nhỏ bé và lắng ở bể, do vậy tốc độ của nước
trong bể tiếp xúc phải được tính toán sao cho khả năng trôi theo nước của chất lơ
lửng là nhỏ nhất. Thường thì tốc độ này không lớn hơn tốc độ của nước trong bể
lắng đợt II.
Thời gian tiếp xúc của Clo với nước thải trong bể tiếp xúc và trong máng

dẫn ra sông yêu cầu là 30 phút. Như vậy thời gian tiếp xúc riêng trong bể
tiếp xúc (CT 7.18_Xử lí nước thải đô thị_Trần Đức Hạ)
t = 30 - = 30 - = 24,44 (phút)
Trong đó: : tổng chiều dài máng dẫn nước thải từ máng trộn đến bể tiếp
xúc và từ bể tiếp xúc đến cống xả nước thải ra nguồn, m.
: Vận tốc dòng chảy trong máng dẫn, không nhỏ hơn 0,5 m/s.
- Thể tích hữu ích của bể (CT 7.19_Xử lí nước thải đô thị_Trần Đức Hạ)
-

25