Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu dân cư được hình thành

-Đồ án XLNTLỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa trên phạm vi cả
nước đang gia tăng mạnh mẽ. Nhu cầu khai thác và sử dụng tài nguyên thiên nhiên
của con người cũng không ngừng tăng lên, các vấn đề môi trường ngày một gia tăng,
vì vậy chúng ta càng phải đối mặt nhiều hơn với các thách thức môi trường. Nước
thải chưa qua xử lý thải vào môi trường đang là vấn đề gây bức xúc, gây ô nhiễm
nghiêm trọng đến môi trường, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của cộng đồng.
Xử lý nước thải đã, đang và sẽ trở thành vấn đề nan giải đối với Việt Nam nói riêng
và thế giới nói chung.Để góp phần vào việc bảo vệ môi trường Việt Nam cũng như
môi trường nhân loại và giảm bớt nỗi lo về hậu quả của ô nhiễm môi trường, đồ
án”Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu dân cư được hình thành”.
2. Mục tiêu của đồ án
Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư để nước thải sau khi qua hệ
thống xử lý đạt QCVN 14/2008,cột B trước khi thải ra hệ thống thoát nước chung
của khu vực,góp phần kiểm soát ô nhiễm do nước thải sinh hoạt sinh ra từ khu dân
cư.

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 1


-Đồ án XLNTLời cảm ơn
Để hoàn thành bài tập lớn này,em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tận tình
hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện ở Trường
Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn công
nghệ - khoa môi trường, đặc biệt là cô giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Thu Huyền. Các

thành viên trong em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo đã giúp
đỡ nhóm hoàn thành đồ án này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện bài tập lớn một cách hoàn chỉnh nhất, tuy
nhiên không thể tránh nổi những thiếu sót. Kính mong quý thầy giáo, cô giáo cùng
toàn thể bạn bè góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, tháng 4 năm 2016.
Sinh viên

Hoàng Văn Nam

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 2


-Đồ án XLNTCHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CƠ BẢN
1.1.
-

Lưu lượng nước tính toán
Lưu lượng nước thải sinh hoạt :

Qsh = = = 26943,7 (m3/ngđ).
- Lưu lượng nước thải bệnh viện :
+ Tiêu chuẩn thải nước cho 1 giường bệnh tối thiểu là 500l/ ngày theo sách xử lý
nước thải bệnh viện.
 Lưu lượng nươc thải bệnh viện là :

Qbv = = = 100 (m3/ngđ)
-

Lưu lượng nước thải công nghiệp là :
Qcn = diện tích x lượng nước thải = 345 x 60 = 20700 (m3/ngđ).

-

Lưu lượng nước thải trạm xử lý là :
QTXL = Qsh + Qbv + Qcn = 26943,7 + 100 + 20700 = 47743,7 (m3/ngđ)
 Chọn QTXL = 48000 (m3/ngđ) = 2000 (m3/h) = 560 (l/s).
Tra bảng 2 [1] ta được :
kmax = 1,5 => Qmax = QTXL x kmax = 1990x 1,5 = 2983,98 (m3/h)
840 (l/s).
Kmin= 0,66 => Qmin = QTXL x kmin = 1990 x 0,66 = 1313,4 (m3/h)
370 (l/s).
Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nước thải

1.2.

-

Nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt – Bảng 25 [1]
+ Hàm lượng cặn lơ lửng : aSS = 60 (g/ng.ngày).
+ Hàm lượng BOD5 : aBOD5 = 35 (g/ng.ngày).
+ Hàm lượng Nito của muối amoni (N-NH4) : aN =3,3(g/ng.ngđ).
+ Hàm lượng phốt phát (P2O5) aP2O5 = 3,3(g/ng.ngđ).
1.2.1. Nước thải sinh hoạt

 Hàm lượng cặn lơ lửng có trong nước thải sinh hoạt

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 3


-Đồ án XLNT= = = 600 (mg/l)
 Hàm lượng BOD có trong nước thải sinh hoạt :

Lsh = = = 650 (mg/l)
 Hàm lượng N có trong nước thải sinh hoạt:
= = = 80(mg/l)
 Hàm lượng P có trong nước thải sinh hoạt:
= = = 33 (mg/l)
1.2.2. Nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp đã xử lý sơ bộ theo tiêu chuẩn nguồn loại B_QCVN 40:2011
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng có trong nước thải: = 100 (mg/l)
- Hàm lượng BOD5 có trong nước thải: LSX = 50 (mg/l)
1.2.3. Nước thải bệnh viện
Nước thải bệnh viện đã xử lý sơ bộ theo tiêu chuẩn nguồn loại B_QCVN28 :2011:
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng có trong nước thải: = 100 (mg/l)
- Hàm lượng BOD5 có trong nước thải: LBV = 50 (mg/l)
1.2.4. Hỗn hợp nước thải
=
= 382,2 (mg/l).

1.3.

=

= 219,3 (mg/l).
Xác định dân số tính toán
Dân số tính toán: Ntt = Nthực + Ntđ
Trong đó:
+ Nthực: dân số thực của thành phố, Nthực = 269437 (người)
+ Ntđ : dân số tương đương, là dân số được quy đổi của thành phố:
 Quy đổi theo hàm lượng cặn lơ lửng:
= + = + = 34667 (người)
⇒ = 269437 +34667 = 299152 (người)
 Quy đổi theo hàm lượng BOD5:

1.4.

= + = + = 29715 (người)
⇒ = 269437 + 29715 = 299152 (người)
Hiệu quả xử lý
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 4


-Đồ án XLNT-

Hiệu quả xử lý theo cặn lơ lửng :
ESS = =

-

Hiệu quả xử lý theo BOD5 :
EBOD5 = =

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 5


-Đồ án XLNTCHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
 PHƯƠNG ÁN I:

Nước thải

Song chắn rác

Bể lắng cát ngang

Máy nghiền rác

Sân phơi cát

Bể lắng ngang đợt I

Trạm khí nén

Làm thoáng sơ bộ

Aeroten đẩy có ngăn

tái sinh kết hơp lắng
đợt II

bùn hoạt tính tuần
hoàn
Bể nén bùn đứng

Máng trộn
Bể Mêtan

Trạm Clo

Bể tiếp xúc ngang

Xả ra nguồn

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 6

sân phơi bùn

Trạm xử lý CTR


-Đồ án XLNT PHƯƠNG ÁN II:
Nước thải

Song chắn rác

Trạm khí nén

Máy nghiền rác

Bể lắng cát ngang

Sân phơi cát

Bể lắng ngang đợt I

Bể Mêtan

Biofil cao tải

Bể lắng ngang đợt II

xử lý cơ khí
Máng trộn

Bón ruộng
Trạm Clo

Bể tiếp xúc

Xả ra nguồn

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1

GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 7


-Đồ án XLNT THUYẾT MINH:
PHƯƠNG ÁN I:
-

-

-

-

Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng đường
ống áp lực. Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình đơn vị
tiếp theo trong trạm xử lý.
Đầu tiên nước thải được dẫn qua mương dẫn có đặt song chắn rác. Tại đây, rác và
cặn có kích thước lớn được giữ lại, sau đó được thu gom, đưa về máy nghiền rác.
Sau khi qua song chắn rác, nước thải được tiếp tục đưa vào bể lắng cát.Cát sau khi
lắng sẽ được đưa ra khỏi bể bằng thiết bị nâng thủy lực và vận chuyển đến sân phơi
cát.
Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ngang đợt I. Tại đây các chất hữu cơ không hòa
tan trong trong nước thải được giữ lại. Cặn được đưa đến bể mê tan để xử lý tiếp.
Nước thải tiếp tục đi vào bể Aeroten đẩy có ngăn tái sinh kết hơp lắng đợt II để xử lý
sinh học. Tại bể Aerotan đẩy, các vi khuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có
trong nước thải trong điểu kiện sục khí liên tục. Quá trình phân hủy này sẽ làm sinh
khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành lượng bùn hoạt tính dư. Sau đó nước thải được
chảy qua bể lắng đợt II, 1 phần bùn trong hỗn hợp bùn được đưa trở lại bể Aroten

phần còn lại dẫn đến bể nén bùn để xử lý tiếp
Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độ BOD trong nước
thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vi khuẩn
(điển hình là coliform) vẫn còn một lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến hành khử
trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Nước thải được khử trùng bằng hệ
thống clo bao gồm máng trộn và bể tiếp xúc.Nước thải sau khi xử lý đạt quy chuẩn
sẽ được thải ra sông tiếp nhận. Phần bùn cặn được đưa đến bể nén bùn ly tâm sau đó
qua bể mê tan và được xử lý bằng biện pháp cơ học.
PHƯƠNG ÁN II:

-

-

Nước thải được thu gom từ mạng lưới thoát nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng đường
ống áp lực. Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình đơn vị
tiếp theo trong trạm xử lý.
Đầu tiên nước thải được dẫn qua mương dẫn có đặt song chắn rác. Tại đây, rác và
cặn có kích thước lớn được giữ lại, sau đó được thu gom, đưa về máy nghiền rác.
Sau khi qua song chắn rác, nước thải được tiếp tục đưa vào bể lắng cát.Cát sau khi

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 8


-Đồ án XLNT-

-

lắng sẽ được đưa ra khỏi bể bằng thiết bị nâng thủy lực và vận chuyển đến sân phơi
cát.
Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ngang đợt I. Tại đây các chất hữu cơ không hòa
tan trong trong nước thải được giữ lại. Cặn được đưa đến bể mê tan để xử lý tiếp.
Nước thải tiếp tục đi vào bể Biofil cao tải để xử lý sinh học hiếu khí.
Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độ BOD trong nước
thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vi khuẩn
(điển hình là coliform) vẫn còn một lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến hành khử
trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Nước thải được khử trùng bằng hệ
thống clo bao gồm máng trộn và bể tiếp xúc.Nước thải sau khi xử lý đạt quy chuẩn
sẽ được thải ra sông tiếp nhận. Phần bùn cặn từ bể lắng I, bể lắng II và máy nghiền
rác được đưa đến bể mê tan rồi được chuyển đến sân phơi bùn.

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 9


-Đồ án XLNTCHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN
CÔNG NGHỆ

A. TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN II
1. Ngăn tiếp nhận
-

Dựa vào bảng phụ lục 3 _P.3.1 [2] với lưu lượng lớn nhất là Q max = 2985 (m3/h) ta

xác định được :
Bảng 1 : Kích thước ngăn tiếp nhận
Q(m3/h) A
30003600

B

H

H1

h

2800 2500 2000 1000 750

h1

b

l

l1

Dống

900

800

1000 1200 2 ống

600

2. Mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận :
-

Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật.
Tính toán thủy lực của mương dẫn (xác định: độ dốc i, vận tốc v, độ đầy h) dựa vào
bảng tính bảng tính toán thủy lực cống và mương thoát nước của PGS.TS Trần Hữu
Uyển.
Bảng 2: Kích thước và thông số thủy lực máng dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận.
Thông số tính
toán

Qmin = 370 (l/s)

Qtb = 560
(l/s)

Qmax = 840 (l/s)

Độ dốc i,

1,2

1,2

1,2

Chiều rộng B,(m)

800

800

800

Vận tốc v, (m/s)

0,92

1

1,073

Độ đầy h, (m)

0,63

0,87

1,22

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 10


-Đồ án XLNT-

3. Song chắn rác
-

-

Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các loại rác thô có kích thước lớn trong nước
thải, tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoạt động của xử lý phía sau.Chọn bộ song
chắn rác loại đặt cố định, cào rác bằng cơ giới và có máy nghiền rác.
Tính toán :
Song chắn rác được bố trí nghiêng một góc 60 0 so với phương nằm ngang để tiện khi
sửa chữa, bảo trì, vận hành ... Song chắn rác làm bằng thép không rỉ, các thanh trong
song chắn rác có tiết diện hình chữ nhật với bề dày d= 8mm, khoảng cách giữa các
khe hở là b = 20 mm.

Hình 1 : Sơ đồ bố trí song chắn rác
-

Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của mương dẫn:
h1 = hmax = 1,39 (m)
Số khe hở giữa các thanh song chắn rác xác định theo công thức 3.1 trang 68 [2] :
Trong đó: q: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, qmax= 0,840 m3/s
b: Khoảng cách giữa các khe hở, b = 0,016 m. (Mục 8.2.1_[1])
vtt: Tốc độ nước chảy qua song chắn (vtt = 0,8 ÷ 1m/s). Chọn vtt = 1 m/s.
h1: Chiều sâu lớp nước qua song chắn. h1 = 1,22 m
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 11

-Đồ án XLNTKz: Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác của song chắn cơ
giới, Kz = 1,05.

 n = = 45,1 Chọn n = 45 khe hở.
-

Chiều rộng song chắn rác:
Bs = d (n-1) +bn = 0,008 (45-1)+0,01645 = 1,1 (m).
(CT 3.2_Trang 68_[2])
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.
- Tổn thất áp lực trong song chắn:

(CT 3.3_Trang 68_[2])
Trong đó: vmax: Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn ứng với lưu
lượng lớn nhất, vmax= 1,073 m/s.
K: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn, K=2÷3.
Chọn K=3. ( Trang 68-69 _[2])
: Hệ số sức kháng cục bộ của song chắn, tính theo công thức:

Trong đó: β là hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh chắn chon theo bảng
3.7 trang 115_[3]; chọn β = 2,4
S: Chiều dày mỗi thanh, S=0,008m.
b: Chiều rộng mỗi khe hở, b=0,016m.
α: Góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, lấy α=600

Như vậy:

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 12


-Đồ án XLNT-

-

Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn:
(CT 3.7_Trang 69_[2])
Trong đó: : Góc mở của mương trước song chắn rác, (Trang 67_[2])
Bs , Bm :Chiều rộng của song chắn và của mương dẫn.
Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác:
. => L2 = 0,2 (m)
Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác:

-

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

-

 Lấy H = 2m

- 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_[1]
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=304 104 người.
Với khối lượng riêng của rác khoảng 750 kg/m3, trọng lượng riêng của rác:

-

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=5% _[3]
+ Hàm lượng BOD còn lại:

-

Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là:
-

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

4.

Bảng 3 : Bảng thông số song chắn rác

STT
1

Tên thông số
Chiều dài mương đặt SCR

2
Chiều rộng SCR
3
Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR
4
Số thanh song chắn
5
Số khe
6
Kích thước khe
7
Đường kính thanh chắn rác
Bể lắng cát ngang và sân phơi cát
a) Bể lắng cát ngang :
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 13

Đơn vị
m

Số lượng

2,1

m
m
thanh
khe
mm
mm

1,1
1,9
46
45
16
8


-Đồ án XLNTTheo điều 8.3.1 trang 51 TCVN 7957:2008 thì với trạm xử lý nước thải công suất lớn
hơn 1000m3/nđ thì cần phải có bể lắng cát. Sử dụng 2 bể lắng cát , 1 bể hoạt động 1
bể dự phòng.
Bể lắng cát phải được tính toán với vận tốc dòng chảy trong đó đủ lớn để các phần tử
hữu cơ nhỏ không lắng được và đủ nhỏ để cát và các tạp chất rắn vô cơ giữ lại được
trong bể. bể thường được cấu tạo để giữ lại các hạt cát có đường kính bằng 0.25mm
và lớn hơn
-

Chiều dài phần công tác của bể lắng cát:
L=

(18 – TC 7957 )

Trong đó: + h : chiều sâu công tác (0.25 – 1 m), chọn h = 1 m
+ v = 0,3m/s ,
+U 0 : độ lớn thủy lực với của cát với đường kính 0,2 – 0,25 mm giữ lại
trong bể , chọn U0 = 24,2 mm/s
+K =1,3 ( tra bảng 27 – TCVN_ 7957 )
 L = = 16,1 (m)
- Chọn bể lắng cát gồm 2 bể công tác: diện tích ướt mỗi bể là
W = = = 1,4 (m2 )
-

Chiều rộng của bể : B = = = 1,4 (m)
Kiểm tra thời gian lắng :
t = = = 53,67s > 30s . ( đạt yêu cầu )

-

Thể tích phần lắng cát.
Wc =
Trong đó :
+ T : thời gian giữa hai lần xả cặn. T = 1 ngày
+ P : lượng cát đầu người thải vào trong một ngày đêm tra TC- 7957 => P = 0,02
l/ng.nd
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 14

-Đồ án XLNT+ N : dân số tính toán của khu vực tính theo hàm lượng SS,N = 304104
Wc = = 6,08 (m3)
-

Chiều cao lớp cát:
Hc = = = 0,185 (m)

-

Chiều cao xây dựng :
Hblcxd = h + hc + hbv = 1+0,185+0,5 = 1,685 (m)

b) Sân phơi cát
Fspc = = = 444 ()
Hk = là lượng cát đã phơi khô trong 1 năm : hk = 5 (m/năm)
Chọn kích thước sân phơi cát là n=4 sân kích thước mỗi sân là 1011,1 (m)
Bảng 4 :Thông số thiết kế bể lắng cát ngang:
Thông số

stt
1

Giá trị

Đơn vị

2

Bể

16,1

m

1

m

1,4

m

Số bể
Chiều dài

2

Chiều cao tính toán

3

Chiều rộng 1 bể

4

Chiều cao lớp cát trong bể

0,185

m

5

Chiều cao xây dựng

1,685

m

Bảng 5: Thông số thiết kể sân phơi cát
stt
1

Thông số

Giá trị

Đơn vị

Diện tích hữu ích

444

m2

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 15

-Đồ án XLNT2

Số ô

4

ô

3
4

Chiều dài
Chiều rộng

11,1
10

m
m

Sau khi đi qua bể lắng cát thì SS và BOD giảm 5%
Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại sau bể lắng cát:
SS= CSS.(100-5)% = 363,1.(100-5)%= 344,95 mg/l
Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:
BODsau= CBOD.(100-5) % = 28,3.(100-5)% = 197,89 mg/l

5. Bể lắng ngang đợt I
-

Nhiệm vụ của lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi
đa qua các công trình xử lý trước đó. Ở đây các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ
trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất lơ lửng có tỷ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên
mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể. hàm
lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt I cần đạt được 150 mg/l.
- Công suất của trạm xử lý là: 48000 m3/ngđ
- Tính toán bể lắng ngang theo TCVN 7957:2008, mục 8.5.
E= %

-

Mà hiệu suất bể lắng ngang đạt được là: 50-60%. vậy nên không cần bể làm thoáng
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 = 10 (mm/s).
H – Chiều cao công tác của bể lắng;h 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:
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 16


-Đồ án XLNTUo = – 0,05 = 1,4 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 =
10 (mm/s) thì ω = 0,05
t - chọn theo bảng 33. TCVN 7957:2008. n= 2,5, chọn hiệu suất của bể lắng là 60%
=> t phút
Trị số - lấy theo Bảng 34, ở chiều cao công tác H = 3 m thì lấy bằng 1,32.
-

Vậy chiều dài bể là:
L = = 43 (m)

-

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:
W = = = 84 (m2)

-

Chọn 2 bể lắng
Chiều rộng của bể lắng ngang:
B = (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:
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 17


-Đồ án XLNTvtt = = = 10 (m/s)
Nhận thấy, vận tốc chọn trong bể lắng và vận tốc thực trong bể là bằng nhau. Như
vậy, kích thước của bể lắng đã chọn là hợp lý.

 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. 48000 m3/ngđ
T – Thời gian lưu cặn, chọn t = 1 ngày.
p – Độ ẩm bùn cặn lắng bằng 93,5 ÷ 95%, chọn p = 95%.
γ – Khối lượng thể tích của cặn thường lấy bằng 1 tấn/m 3
Co – Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải sinh hoạt trước khi qua bể lắng ngang
đợt 1, mg/l.
E: hiệu suất lắng 57%
n là số bể lắng công tác

Wc = = 47,2(m3)
- Chiều cao lớp cặn
Hc = = (m)
- Hố thu cặn
Chiều cao hố thu cặn Hxả= 1,3
Góc nghiêng của thành hố thu cặn lấy bằng 50 o(theo 8.5.11 TCXDVN 7957-2008).
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 18


-Đồ án XLNT-

Tổng chiều sâu bể lắng
ΣH = H + Hc + Hbv + Hth = 3+0,16+ 0,5+ 0,3 = 4 (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 = 0,5m.
Hth – Bề dày lớp trung hòa giữa lớp nước công tác và lớp bùn trong bể lắng, chọn H th
= 0,3m.
Kiểm tra tỷ lệ chiều dài và chiều sâu của bể lắng:
L : ΣH = 43 : 4 = 10,75 (thỏa mãn). ).( 8-12)
Hàm lượng cặn sau lắng 1 là:

C = C0 (100% - 57%) = = 148,3 mg/l. < 150 mg/l (TM)
-

Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng ngang:
BODsau= CBOD.(100-5) %= 197,89(100-10)% = 188,1 mg/l
Đường kính ống thu cặn là 200mm
Bảng 6: Thông số thiết kế bể lắng ngang I :
sst

Thông số

1
2
3

số bể
chiều dài
Chiều rộng 1 bể

4
5
6
7

Chiều cao công tác

Giá trị

Đơn vị

2
43

14

bể
m
m

3
0,16
1,3
2

m

chiều cao lớp cặn
chiều cao hố thu cặn
số ngăn trong 1 bể

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 19

m
m
m


-Đồ án XLNT-

6. Bể lọc sinh học cao tải
-

Hiệu quả khử BOD là 60-85%.
Vật liệu lọc thường là: than, đá cục, cuội sỏi, đá ong…
Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng ngang:
BODsau= 188,1 mg/l



-

BODvào : 188,1 mg/l = La
Hiệu quả xử lý 83%
BODra =50mg/l =Lt .
BODvào < 250mg/l => không phải tuần hoàn bùn -> K = = = 3,76
K= 4,76 tra bảng 44 TCVN - 7957:

•
•
•
-

Lưu lượng cấp khí : B =8 (m3/m3 nước thải ) kể cả lưu lượn nước tuần hoàn.
Chiều cao lớp vật liệu lọc của bể : H=3m
Tải tọng thủy lực : q =30 (m3/m2.ngày )
Diện tích bể : F = = =1600 (m2)
Bể lọc cao tải có dạng hình tròn trên mặt bằng ,
Chọn 4 bể
Diện tích mỗi bể f= = = 400 (m2)

Đường kính mỗi bể : D = = =22,6 (m)
Chiều cao bể lọc:
Hbể = Hlv + Hbv + 0,5 + 0,2 + 0,1
Trong đó:
Hlv - chiều cao lớp vật liệu lọc 2 (m)
Hbv – chiều cao bảo vệ, Hbv = 0,5m
0,5 là chiều cao không gian giữa dầm đỡ sàn thu và sàn bể (<0,6m)
0,2 là chiều cao dầm đỡ sàn thu nước
0,1 khoảng cách từ đáy lớp vật liệu tới dầm đỡ sàn thu.
 Hbể = 3 + 0,5 + 0,5 + 0,2 + 0,1 = 4,3 (m)
- Thể tích bể:
Wbể = f.Hbể = 400 . 4,3 = 1720 m3
Chọn vật liệu là đá dăm, cuội sỏi, gạch vỡ đường kính 40 – 70 mm
 Tính toán hệ thống tưới:
- Lưu lượng tính toán của bể: Qb = 4800 m3/ngd = 0,56 (m3/s);
mỗi bể là 0,14 (m3/s)
- Đường kính hệ thống tưới:
Dt = Db – 0,2 = 22,4 (m)
Chọn số ống tưới của bể là 4. Ta có:
Lưu lượng nước trong 1 ống là: q = = 0,035 (m3/s)
Ta chọn đường kính ống tưới D=150mm, vận tốc nước chảy trong ống là:
v = = = 0,603 (m/s)
v=0,603 < 1 m/s => đường kính thích hợp
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 20

-Đồ án XLNT-

Số lỗ trên mỗi ống tưới: theo (6.20) - xử lý nước thải – TS.Trần Đức Hạ
số lỗ trên ống
m = = = 140 (lỗ)
- Khoảng cách từ một lỗ bất kì tới tâm bể lọc r i là: theo CT (6.21) – xử lý nước thải –
TS.Trần Đức Hạ
ri =
i: số thứ tự của lỗ kể từ trục cánh tưới.
Với lỗ 1 từ trục cánh tưới:
r1 = = 946,6 (mm)
- Số vòng quay của hệ thống trong 1 phút:
n = .q0
Trong đó:
q0 : lưu lượng của mỗi ống tưới, 0,035 m3/s = 35 l/s
m= 140 lỗ, d1: đường kính lỗ trên ống tưới, (10-15mm), chọn 10mm.
Dt = 22,4 . 103mm.
n = .35 4 (vòng/phút)
- Áp lực cần thiết cho hệ thống tưới: (6.22)
h = q1 2 ( )
 h = 152 ( ) = 1,853 (m)
h > 0,5m => hệ thống tưới quay được
- Trong đó: K là moodul lưu lượng, xác định theo bảng 6.7 (xử lý nước thải – TS.Trần
Đức Hạ) với d=150mm; tra bảng ta được K=134 l/s
Bảng 7 : Thông số bể lọc sinh học cao tải :
stt
1
2
3
4

5

thông số
số bể
đường kính
chiều cao xây đựng
chiều cao lớp vật liệu
số cánh tưới

giá trị
4
22,6
4,3
3
4

đơn vị
bể
m
m
m
cánh

7. Bể lắng ngang đợt II
-

Tải trọng thủy lực qo được tính theo mục 8.5.6 TCXDVN 7957-2008
(m3/m2/h)
Trong đó:
+ : Hệ số sử dụng dung tích, theo điều 8.5.7 TCVN7957 thì bằng 0,45 đối với bể

lắng ngang
: Độ lớn thủy lực hạt cặn,
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 21


-Đồ án XLNT-

Diện tích mặt thoáng của bể lắng
F = = = 992,1 (m2)

-

Diện tích mặt cắt ướt của bể:
W = = 111,1 (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 = 111.1 : 4 28 (m)
Chọn 4 bể lắng
Chiều rộng một bể lắng: b = B : 4 = 28 : 4 = 7 (m).
Chiều dài bể lắng ngang đợt II là:
L = F : B = 992,1 : 28 = 35.4 (m)

-

Thời gian nước lưu lại trong bể lắng ngang đợt II là:
t = = = 1,97 (h)
Trong đó:
L – Chiều dài bể lắng, m.
v – Vận tốc dòng nước trong bể lắng, m/s

-

Tốc độ thực tế
Vth = = = 4,96 mm/s5mm/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

Trong đó:
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 22

(m3)


-Đồ án XLNTB – Lượng bùn hoạt tính dư g/m 3; 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 biofil: 148,3mg/l = 148,3 (g/m3)
b – Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau bể lắng hai. Theo bảng 36 (TCVN
7957:2008) với Lt = 50 mg/l, thời gian lắng t = 1,5 h, ta có b = 51 (mg/l) = 51 (g/m3)
Q – Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Q = 2000 (m3/h).
T – Thời gian giữa hai lần xả cặn, t = 10 (h)
P – Độ ẩm của cặn, p = 99,4%.
n – Số đơn nguyên, n = 4.
Wc1 = = 81 (m3)
-

Chiều cao hố thu cặn:
Hc = Wc / L.b = = 0,33 (m)

-

Chiều cao xây dựng bể:
HXD= hbv + H + hth + Hc (m)
Trong đó:
hbv – Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 (m).
H – Chiều cao công tác của bể, H = 4,0 m.
hth – Chiều cao lớp nước trung hoà của bể hth = 0,3 m.
Hxd = 0,5 + 4,0 + 0,3 + 0,33=5,03 (m).
Bảng 8 : Các thông số thiết Bể lắng ngang đợt II là:
stt
1

2
3
4
5

thông số
Số bể
chiều cao xây dựng
chiều cao công tác
chiều cao bảo vệ
chiều cao lớp nước trung hòa

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 23

giá trị
4
5,03
4
0,4
0,3

đơn vị
Bể
m
m
m

m


-Đồ án XLNT6
7
8

chiều cao lớp cặn
chiều dài
chiều rộng 1 bể

0,33
35,4
7

m
m
m

-

Đường kính ống dẫn bùn ra chọn = 200mm
8. Bể metan :
-

Bể metan là công trình được xây dựng để lên men ổn định yếm khí các loại bùn cặn
trong nước thải. Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép hoắc bằng thép, có dạng
hình tròn trên mặt bằng. Sản phẩm của quá trình lên men chủ yếu là CH4 chiếm
khoảng 60% lượng khí tạo thành vì vậy công trình này được metan. Ngoài ra còn
một số sản phẩm như CO2, NH3, H2...trên thực tế, quá trình lên men phân hủy được

60 – 80% chất hữu cơ. Khí tạo thành trong bể có thể sử dụng làm nhiên liệu.
Có hai chế độ lên men: Lên men ấm (30 - 35 độ C), lên men nóng (50-55 độC).
Nhiệt độ là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình lên men, nhiệt độ càng cao thời
gian lên men càng giảm.

-

Lượng cặn tươi từ bể lắng đợt I :
Wc = = = 207,6 (m3/ngd)
Trong đó:

-

+ C1 là hàm lượng chất lơ lửng dẫn đến bể lắng đợt I. C1 = 344,95 mg/l.
+ Q = Qtb là lưu lượng nước thải ngày đêm. Qtb = 48000 m3/ngd
+ P là độ ẩm của cặn tươi. P = 95%
+ E là hiệu suất lắng. E = 57%
+ K là hệ số tính đên sự tăng trưởng cặn do cỡ hạt lơ lửng . K= 1,1 – 1,2
theo TCVN_7957_2008 chọn K = 1,1.
Lượng bùn hoạt tính dư từ bể lắng ngang đợt II :
Lượng bùn hoạt tính dư sinh ra trong bể lắng II
Wb =
= = 319,2 (m3/ngd)
Trong đó:

SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 24

-Đồ án XLNT-

-

+ α :là hệ số tính toán đến khả năng tăng trưởng không điều hoà của bùn hoạt tính
trong quá trình xử lý sinh học α = 1,1 – 1,2 theo TCVN 7957_2008 chọn α = 1,2
+ P độ ẩm của bể bùn hoạt tính khi nén P = 98%
+ Ctr là hàm lượng bùn hoạt tính theo nước ra bể lắng đợt II. Ctr = 15 mg/l
E là hiệu suất của bể lắng ngang đợt I. E = 57%
Lượng bùn từ máy nghiền rác đổ vào bể metan
Rác được giữ lại ở song chắn rác được nghiền nhỏ bởi máy nghiền rác với độ ẩm ban
đầu là 80% đến độ ẩm sau nghiền là 94 ÷ 95 %. Lượng rác sau khi nghiền nhỏ được
xác định theo công thức:
Wr = W1 = 4,99 = 16,66 (m3/ngd)
Trong đó:

-

+ W1 lượng rác lấy ra trong một ngày đêm ở song chắn rác. W1 = 4,99 m3/ngày đêm.
+ P1 là độ ẩm của rác ban đầu. P1 = 80%
+ P2 là độ ẩm của rác sau khi nghiềm P2 nằm trong khoảng 94 – 95%. Chọn P 2 =
94%
Lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể mêtan
W= Wc + Wb + Wr = 207,6+ 391,2 + 16,66 = 615,46 (m3 /ngd)
Độ ẩm trung bình của bùn hoạt tính
Phh = 100× (1- ) = 100 – (1- ) = 97 %
Trong đó:
CK là lượng chất khô trong cặn tươi với độ ẩm là 95%

CK = = 10,38( tấn/ngd)
BK là lượng chất khô trong bùn hoạt tính dư với độ ẩm
BK = = 7,824 (tấn/ngd)
RK là lượng chất khô của rác thải khi nghiền rác tại song chắn rác.
Rk = = 1 (tấn/ngd)

-

Tính toán kích thước bể metan.
Khi độ ẩm hỗn hợp cặn P hh lớn hơn 94% thì chọn chế độ lên men ấm với nhiệt độ từ
30 – 35 độ C. Chọn t = 33 oC

-

Dung tích bể metan.
Wm = = 5595,1 ( m3)
Trong đó:
SVTH : Hoàng Văn Nam
Lớp : DH3CM1
GVHD : Nguyễn Thu Huyền

Page 25