KLTN nước thải luộc gỗ

Chương 3:
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC CÁC VẤN ĐỀ
MÔI TRƯỜNG
VI.3.1 Môi trường không khí.
1. Đối với khí thải.
Khi lò luộc hoạt động thải ra một lượng khí và bụi đáng kể, trong đó nồng độ
các loại khí thải ra (CO, SO2, NO2) và bụi. Tại lò luộc thiết kế tháp hấp thụ dạng đệm
và dạng sủi bọt được sử dụng để giảm nồng độ ô nhiễm của các chất khí.

Hơi dung môi từ
xưởng hoàn thiện

Khí thải từ lò luộc

Miệng hút và đường ống
Tháp hấp thụ dạng đệm

Hệ thống xử lý nước thải

Quạt hút
Ống khói

Khí thải đạt chuẩn
QCVN19/2009 BTNMT

Hình IV.3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý khí thải lò sấy
Khí thải sinh ra từ lò đốt được giải nhiệt và thu gom nhờ hệ thống quạt hút khí đi
vào tháp. Dung dịch nước được hệ thống ống dẫn bơm lên phía trên than trụ và


được đĩa phân phối tưới đều lên lớp vật liệu đệm, cả 2 tiếp xúc với nhau va xảy

ra quá trình hấp thụ. Dung dịch sau quá trình hấp thụ được đưa đến hệ thống xử
lý nước thải. khí thải ra khỏi tháp được đẩy ra ngoài qua ống khói cao để phát
tán.
Các phản ứng xảy ra trong tháp:
CO + H2O + O2 = H2CO3

Hình IV.3.1 : Cấu tạo tháp hấp thụ dạng đệm
Nguyên lý hoạt động của tháp hấp thụ như sau:
-

Dòng khí được dẫn vào đáy tháp, nước được phun ở đỉnh tháp.

-

Dòng khí cần xử lý tiếp xúc với nước, chất cần xử lý được giữ lại trong
dung dịch hấp thụ và được thi ở đáy tháp. Dòng không khí sạch thoát ra
ngoài trên đỉnh tháp.

2 Đối với bụi.
Vệ sinh nhà xưởng sau mỗi ca làm việc.
Bê tông hóa để giảm lượng bụi phát sinh trong quá trình vận chuyển.
Trang bị khẩu trang cho công nhân làm việc trong các nhà máy.
Cần thay thế các đường ống hút bụi đã cũ hoạt động kém hiệu quả.


Cải tiến thiết bị lọc bụi túi vải đã cũ, lắp thêm quạt hút để lọc sạch không khí
trước khi thải ra ngoài.
Cần thường xuyên thu gom bụi trong nhà chứa bụi tránh để tình trạng bụi bay
khắp nơi.

Hình IV.3.2: Quy trình xử lý bụi của hệ thống hút bụi
Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý sau:
Không khí mang bụi từ thiết bị Cyclon được quạt hút đẩy vào cụm tụi vải. Tại
đây, bụi được giữ lại trên thành túi lọc, không khí sạch qua túi lọc từ trong ra ngoài.
Sau khoảng thời gian khi bụi đã bám nhiều trên bề mặt vải lọc làm cho sức cản của
chúng tăng làm lưu lượng khí qua chúng giảm ảnh hưởng đến năng suất lọc, khi đó ta
tiến hành giũ bụi. Động cơ hút và van gió chính đóng lại, van rũ bụi mở ra. Khí nén
với áp lực lớn qua buồng làm sạch xả vào túi lọc làm rùn các túi lọc hay ta dung
phương pháp rung lắc thủ công hoặc cơ khí để rung lắc túi vải. Hạt bụi được rơi xuống
ỏ đáy buồng thu bụi. Sau khi giũ xong van thu hồi liệu mở ra, hạt bụi được thu hồi.
Tiếp đến van gió chính và động cơ hút làm việc, quá trình hoạt động tương tự cho các
chu trình tiếp theo.


Loại gỗ phải tiến hành luộc là các loại gỗ như luộc gỗ dầu, chò chỉ và cóc đá,
ước tính chiếm khoảng 10% tổng lượng gỗ tiêu thụ của nhà máy khoảng 0.22
tấn/ngày.
Tải lượng ô nhiễm nước thải luộc gỗ ước tính dựa trên định mức ô nhiễm của
WHO – 1993.
Bảng IV.3.1 Bảng ước lượng tải lượng ô nhiễm của nước thải đầu vào
Đơn vị

Thông số

STT
1
2
3
4
5

6
7

Lưu lượng
BOD5
TSS
Lignin
Oil
Cr
Phenol

m3/ ngày
kg/ ngày
kg/ ngày

Tải lượng ô
nhiễm
119,68
69,08
43,12

kg/ ngày
kg/ ngày
kg/ ngày

42,02
0,2926
0,0484

(WHO –1993)

Lưu lượng nước thải trung bình : Q = 120 m3/ngày = 5 m3/h = 0,0014 m3/s
Chọn hệ số không điều hòa chung là 1.5
Q hmax = Qtb x1.5 = 7,5m³/ h = 0.002 m³/ s = 13.05 l/s

Do vậy:

Nồng độ ô nhiễm của nước thải đầu vào là:

Bảng IV.3.2: Bảng nồng độ ô nhiễm của nước thải đầu vào
STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị

-

7,78 – 8,4

1

pH

2

BOD

mg/l

577,2

3

COD

mg/l

1860

4

TSS

mg/l

360,3

5

Lignin

mg/l

1190

6

Oil

mg/l

351,1

7

Cr

mg/l

2,4

8

Phenol

mg/l

0,4

(WHO –1993; Trung tâm kiểm nghiệm và phân tích –2005)


Nồng độ ô nhiễm của nước thải đầu ra cần thiết để xử lý:
Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải để lựa chọn phương pháp và công
nghệ xử lý nước thải thích hợp đảm bảo hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn loại B – QCVN
40–2011 (hoặc tương đương).
Bảng IV.3.3:Nồng độ chất ô nhiễm đầu ra
STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị đầu ra

-

5-9

1

pH

2

BOD5 (200C)

mg/l

≤ 50

3

COD

mg/l

≤ 150

4

TSS

mg/l

≤ 100

5

Lignin

mg/l

6

Oil

mg/l

≤10

7

Cr

mg/l

≤1

8

Phenol

mg/l

≤ 0,5

(QCVN 40–2011)
Mức độ cần thiết xử lý nước thải được xác định theo:
o Tỷ lệ BOD5/ COD
BOD 5 577,2
=
= 0,31
COD 1860

Vì BOD5/ COD ≤ 0.6 nên ta không thể chọn phương pháp xử lý sinh học ngay từ
đầu cho dòng nước thải mà phải tiến hành các phương pháp xử lý cơ học và hóa lý
trước khi xử lý sinh học.
o Dựa theo TCVN 7957-2009 BOD5 khi đưa vào bể lọc sinh học hoặc aeroten
đẩy không quá 500 mg/l và khi aeroten kiểu phân phối nước phân tán, không
quá 1000 mg/l.
o Hàm lượng chất lơ lửng (phục vụ tính toán công nghệ xử lý cơ học) được tính
theo công thức :
L1 =

C tc −m 360,3 − 100
=
= 0,72 = 72%

Ctc
360,3


Trong đó :
Ctc : Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải - Ctc = 360,3 mg/l;
m : Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý cho phép xả vào nguồn
nước - m = 100 mg/l.
o Hàm lượng lignin trong nước thải rất cao cần tiến hành các biện pháp xử lý
oxy hóa để loại bỏ hợp chất này trong nước thải
o Hàm lượng BOD5 (phục vụ cho tính toán công trình và công nghệ xử lý sinh
học ) :
D=

L tc − Lt 577,2 − 50
=
= 0,91 = 91%
Ltc
577,2

Kết quả tính toán trên cho thấy cần thiết phải tiến hành xử lý hóa lý trước quá trình xử
lý sinh học hoàn toàn.
Nước thải từ quá trình sản
luộc gỗ

Hố thu gom và tách dầu

Bể điều hoà
Bể keo tụ tạo bông

Bể lắng

Bể oxy hóa
Bể sinh học
Nước từ tháp
đệm ở lò luộc gỗ

Bể lắng
Bể khử trùng, chứa
nước

Xả ra nguồn tiếp nhận

Nước thải sinh
hoạt
Sân
phơi bùn


Hình IV.3.4: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải luộc gỗ
 Thuyết minh công nghệ
Nước thải sẽ đi qua song chắn rác trước khi chảy vào hố thu gom: Song chắn rác
có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải, giúp
tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm.
Nhiệm vụ của hố thu là tập trung nước thải giảm lưu lượng lên đường ống và công
trình xử lý phía sau kết hợp với bể tách dầu (thu gom váng dầu nổi lên bề mặt nước
thải luộc gỗ).
Sau đó nước thải sẽ chảy sang bể điều hòa, bể có chức năng điều hòa lưu lượng và
nồng độ nước thải nhằm kiểm soát và giảm thiểu sự giao dao động về tính chất nước
thải, tạo điều kiện tối ưu cho các công trình xử lí phía sau. Trong bể có tiến hành sục

khí xáo trộn đều nước thải và tránh sự lắng của các chất bẩn xảy ra trong bể, cung cấp


oxy vào nước thải nhằm tránh sinh mùi hôi thối tại đây và làm giảm khoảng 20 – 30%
hàm lượng COD, BOD có trong nước thải.
Nước thải từ bể điều hòa bơm lên bể phản ứng. Hóa chất keo tụ và hóa chất hiệu
chỉnh môi trường được châm vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt
chẽ bằng máy pH. Dưới tác dụng của hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn được lắp đặt
trong bể, hóa chất keo tụ và hóa chất hiệu chỉnh môi trường được hòa trộn nhanh và
đều vào trong nước thải. Trong điều kiện môi trường thuận lợi cho quá trình keo tụ,
hóa chất keo tụ và các chất ô nhiễm trong nước thải tiếp xúc, tương tác với nhau, hình
thành các bông cặn nhỏ li ti trên khắp diện tích và thể tích bể. Hỗn hợp nước thải này
tự chảy qua bể keo tụ tạo bông. Tại bể keo tụ tạo bông, hóa chất trợ keo tụ được châm
vào bể với liều lượng nhất định. Dưới tác dụng của hóa chất này và hệ thống motor
cánh khuấy với tốc độ chậm, các bông cặn li ti từ bể phản ứng sẽ chuyển động, va
chạm, dính kết và hình thành nên những bông cặn tại bể keo tụ tạo bông có kích thước
và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá
trình lắng ở bể lắng.
Hỗn hợp nước và bông cặn hữu dụng tự chảy sang bể lắng. Bể này dùng để tách
các chất lơ lửng có khả năng lắng được dưới tác dụng của trọng lực, giúp loại bỏ cặn
lơ lửng có thể ảnh hưởng xấu đến công trình tiếp theo là bể sinh học hiếu khí. Bùn
được giữ lại ở đáy bể lắng và được xả vào bể chứa bùn, nước sau xử lý tại bể tự chảy
sang bể oxy hóa.
Nhiệm vụ của bể oxy hóa phân hủy các hợp chất hữu cơ khó phân hủy còn sót
lại trong nước thải bằng chất oxy hóa mạnh H2O2 kết hợp với ozon .Việc dùng dư thừa
H2O2 sẽ gây ảnh hưởng đến chỉ số COD của nước thải sau xử lý. Vì vậy, cần phải tính
chính xác H2O2 đưa vào oxy hoá để đạt hiệu quả cao nhất.
Tại bể xử lý sinh học SBR, vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ trong nước
thải như là nguồn thức ăn cung cấp hàng ngày và chuyển hóa chúng thành các tế bào
vi sinh vật. Vì ở trong nước thải có chứa nhiều các hợp chất hữu cơ, chứa nhiều các vi

sinh vật khác nhau do vậy điều kiện đảo trộn là cần thiết cho quá trình xử lý hoàn toàn
các hợp chất hữu cơ. Mỗi một loại vi sinh vật tồn tại trong điều kiện đảo trộn khác


nhau để thực hiện quá trình trao đổi chất. Các dưỡng chất (thức ăn cho vi sinh vật) sẽ
được cho vào bùn hoạt tính để nâng cao hiệu quả xử lí như độ màu, độ đục, và các chất
không phân hủy sinh học COD như là cellulose…Sử dụng máy thổi khí cung cấp
không khí cho bể thổi khí thông qua các đĩa phân phối khí được lắp dưới đáy bể. Sau
khi qua bể sinh học SBR nước thải tự chảy bể oxy hóa trước khi qua bể lắng bùn sinh
học.
Bùn sau khi lắng ở bể này được vớt lên đem đi phơi ở sân phơi bùn và bán cho
người dân làm phân bón, nước thải sẽ tự chảy qua bể khử trùng, chứa nước để xử dụng
tuần hoàn lại cho việc luộc gỗ.
1.Song chắn rác.
Lưu lượng nước thải vận chuyển qua song chắn rác 0,002 m3/s
Số khe hở của song chắn rác: n =

Q
.k 0
vs .h1 .b

Trong đó:
n – số khe hở.
Q - Là lưu lượng nước thải cần xử lý đi qua song, Q = 0,002 (m3/s).
vs - Vận tốc đi qua song chắn, ta chọn: vs = 0,8 (m/s).
h1 - Là chiều cao lớp nước tại song chắn (m). Chọn h = h1 = 0,02 (m).
b - Khoảng cách giữa hai thanh (m).
ko - Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do rác bị kín; ko = 1,05
n=

0.002
x1.05 = 13,125 ≈ 13 khe
0.8 x0.02 x0.01

Số thanh có trong song chắn rác là:
N = n + 1 = 13 + 1 = 14 thanh.

Chiều rộng của song chắn.
Bs = S . (n - 1) + (b.n)
Bs = 0,008 . (14 - 1) + 0,01.14 = 0,244(m)

Với:


S - Bề dày của thanh để làm song chắn, thanh này thường được làm bằng
kim loại không rỉ và có bề dày S = 0,008 (m)
Chiều dài phần mở rộng trước song chắn (L1)
L1 =

Bs − B 0,244 − 0,02
=
= 0,0408 ≈ 0,04 m
2tgψ
2tg 20 0

Trong đó:
Bs - Chiều rộng của song chắn rác, m.
B - Chiều rộng của mương dẫn, m.
ψ - Góc nghiêng chỗ mở rộng của mương dẫn, chọn ψ = 20o.

Chiều dài phần thu hẹp sau song chắn rác (L2)
L2 = L1/2 =0,4/2=0,2 m

Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn:
L = L1 + L2 + Ls = 0,4+0,2+1,0 = 1,6 m

Trong đó:
Ls - chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls ≥1m, chọn Ls = 1m
Chiều sâu xây dựng mương đặt song chắn:
H xd = hmax + 0,5 = 0,3 + 0,5 = 0,8m

Trong đó:
hmax: độ đầy ứng với Qmax , hmax = hs = 0,3 m
0.5: khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt SCR và mực nước cao nhất.
Chiều cao của SCR:
H SCR =

H xd
0,8
=
≈ 0,9m
0
Sin60
Sin60 0


Hình IV.3.5: Chi tiết lắp đặt song chắn rác điển hình
Như vậy, song chắn rác có các kích thướt như sau: 14 khe hở, khoảng cách giữa
các khe hở là 20cm; chiều rộng song chắn 240 mm; Chiều dài đặt song chắn rác 1,6m;
Chiều sâu đặt mương là 0,9m.

2. Hố thu gom.
Chọn thời gian lưu nước trong bể 30 phút
Thể tích hố thu gom: V = Q . t = 7,5 . 0,5 = 15 m3
Chọn kích thướt xây dựng hố thu gom: BxLxH = 3x2,5x2,5 m
Hố thu gom được đặt 2 bơm chìm hoạt động luân phiên với các thông số như
sau:
- Lưu lượng: Qbơm = Qmax = 7,5 m3/h
- Cột áp: H= a + b + c +d
Trong đó:
-

a: áp suất thủy tĩnh; a = 2,5 m

-

b: áp lực yêu cầu đầu ra; b = 2 m

-

c: Trở lực qua đường ống; c = 0.013*45 = 0,59m

-

d: trở lực qua phụ kiện ống; d = 30% *c = 0,18 m
H = 2,5 + 2 + 0,59 + 0,18 = 5,27 m ≈ 6 m

Chọn H = 6 m
Công suất :

N=

QρgH
0.002 x1000 x9.81x8
= 0,2 kW
=
1000η
1000 x0.8

η: hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8
Hố bơm được đặt 1 bộ công tắc mức nước với 3 mức thấp, trung bình và báo
động và bơm được hoạt động theo công tắc mức này.
3. Bể tách dầu.


Chọn thời gian lưu trong bể là t = 2h
Dung tích bể tách mỡ: V = Qmax . t = 7,5 . 2 = 14 m3
Chọn chiều dài bể L = 6 m
Kích thướt xây dựng bể tách dầu: BxLxH = 1,6x6x2 m
Chia làm 3 ngăn với chiều dài mỗi ngăn: LN = 2 m.
4. Bể điều hòa.
Chọn thời gian lưu nước trong bể là: t = 6h.
Thể tích cần thiết của bể là: V = Qmax . t = 7,5 . 6 = 45 m3
Kích thướt xây dựng bể: BxLxH = 3 x 5 x 3,5 m
Đối với bể điều hòa, nếu dùng hệ thống sục khí thì lượng khí cần từ 0,01 ÷
0,015m3 khí/ m3 dung tích bể trong một phút 0,6 ÷ 0,9 m 3 khí/ m3bể. giờ. Chọn I
= 0,8 m3 khí/ m3bể. giờ.
Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn trong bể:
Qkhí = I . Vct = 0,8 . 45= 36 m3/h
Lượng khí nén cần thiết để chọn máy thổi khí:
Qct = f . Qkhí = 2 . 36 = 72 m3/h

Áp lực cần thiết của máy thổi khí: H= a + b + c + d + e
Trong đó:
-

a: áp suất thủy tĩnh; a = 3,5 m

-

b: áp lực yêu cầu đầu ra; b = 3 m

-

c: Trở lực qua đường ống; c = 0.013*15 = 0,195m

-

d: trở lực qua phụ kiện ống; d = 30% *c = 0,06 m

-

e: tổn thất qua lỗ phân phối khí, e = 0,5m
H = 3,5 + 3 + 0,195 + 0,06 +0,5 = 7,255 m ≈ 8 m

Chọn H = 8 m
Bơm nước thải từ bể điều hòa sang bể keo tụ


- Lưu lượng: Qbơm = Qmax = 7,5 m3/h
- Cột áp: H= 8 m
Công suất :

N=

QρgH
0.002 x1000 x9.81x8
= 0,2 kW
=
1000η
1000 x0.8

η: hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93 , chọn = 0,8
Bể điều hòa được đặt 1 bộ công tắc mức nước với 3 mức thấp, trung bình và
báo động và bơm được hoạt động theo công tắc mức này.
5. Bể keo tụ và tạo bông.
 Bể hòa trộn phèn
Hóa chất sử dụng ở đây là phèn nhôm Al 2(SO4)3 khan. Để xác định nồng độ phèn
thích hợp, ta có thể dựa theo TCXD 33 - 2006:
• Xử lý nước đục:
Bảng IV.3.4: Liều lượng phèn để xử lý nước
Hàm lượng cặn (mg/l)
Al2(SO4)3 khan (mg/l)
<100
25 - 35
101 – 200
30 - 45
201 – 400
40 – 60
401 – 600
45 – 70
601 – 800

55 - 80
801 – 1000
60 – 90
101 – 1400
65 – 105
1401 – 1800
75 – 115
1801 – 2200
80 – 125
2201 – 2500
80 – 130
• Xử lý nước màu:
+ Lượng phèn nhôm: PAl = 4 M ,
Trong đó: M: độ màu của nước nguồn (Co- pt)
+ Hàm lượng SS đầu vào của nước thải SS = 360,2, vậy chọn hàm lượng phèn
nhôm PAl = 60 mg/l.
Nước thải luộc gỗ có độ màu thường khoảng M = 750 (Co- Pt).
Vậy PAl = 4 750 = 109,5mg / l


+ Lượng phèn nhôm dùng xử lý độ đục lớn hơn xử lý màu, chọn PAl = 60 mg/l.
+ Thực tế lượng hóa chất cho vào thường lớn hơn 20%.
Vậy PAl = 60 + 60 x20% = 72 mg/l.
• Lượng axit châm vào bể
+ Nước thải đầu vào có pH = 8,4 , do đó cần điều chỉnh pH về 7,0 để vi sinh vật
có thể hoạt động tốt. Axit điều chỉnh pH ở đây là H2SO4.- em không hiểu.
+ Ta có: pH + pOH = pKW
Trong đó:
pKW : Tích số ion của nước ( ở 25oC , pKW = 14 )
pH = -lg (H+)

pOH = -lg (OH-)
Vậy
+ pOH của nước thải khi chưa bổ sung axit:
pOH = pKW – pH = 14 – 8,4= 5,6
Nồng độ OH có trong 1 lít nước thải ban đầu :
OH- v = 10-pOH = 10-5,6 = 2,5.10-6
+ pOH của nước thải sau khi bổ sung axit:
pOH = pKW –pH = 14-7= 7
Nồng độ ion OH- trong 1lít nước thải sau khi bổ sung axit:
OH- r = 10-pOH = 10-7 = 1.10-7
Vậy nồng độ ion OH- giảm:
OH- = OH- v - OH- r = 2,5.10-6 - 0,1.10-6 = 1,5.10-6
Phương trình trung hòa nước thải:
H+
+
OH- =
H2O
n: 1,5.10-6 1,5.10-6
1,5.10-6
Để trung hòa 1,5.10-6 ion OH- cần 1,5.10-6 ion H+, sử dụng H2SO4 để điều
chỉnh pH.
Cho H2SO4 vào nước có phân ly:
H2SO4
2H+
+
SO4 2n:
1
2
1
1,5.10-6/2

1,5.10-6
1,5.10-6/2
nH2SO4 = nH+ /2 = 7,5.10-7 mol/l


Lượng H2SO4 có trong 1 lít nước thải :
mH2SO4 = MH2SO4 × nH2SO4 = 98 × 7, 5.10-7 = 73,5.10-6
axit/lít)
Lượng H2SO4 khan cần bổ sung vào trong nước thải 1 ngày là:
mH2SO4 = Q × m’H2SO4 = 7,5 .103 x 73,5.10-6 = 0,55 g/ngày
Lượng axit (nồng độ 98%) cấp vào trong 1 ngày:
Q H2SO4 =

mH 2 SO4
m% xa

(gr

lít/ngày .

Trong đó: a là trọng lượng riêng của dung dịch, a= 1,84; m (98%) = 980gam/lít
Q H2SO4 =

0,55
= 5,6.10 −4 lít/ngày = 5,6 ml/ngày
980 x1,84

+ Dung tích bể trộn phèn: W =

Q.n.Pp

bh .γ

Trong đó:
Q: lưu lượng nước xử lý, m3/h. Q = 7,5 m3/h.
n : Thời gian giữa 2 lần hòa trộn phèn, h. Chọn n = 24 h.
Pp: Liều lượng phèn dự tính cho vào nước, g/m3. Pp = 60 g/m3.
bh : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn, %. Chọn b =16%
γ : Khối lượng riêng của dung dịch, tấn/m3. γ = 1 tấn/m3
V=W=

7,5.24.60
= 0,0675 m 3 ≈ 0,07 m 3
0.16 x10 6

Bể phản ứng
Thể tích bể:
V= t.Q
+ Chọn thời gian lưu t = 10 phút,
V = 10.

7,5
= 1,25m 3
60

+ Tốc độ khuấy ngăn phản ứng chọn G = 200 v/p
1. Bể tạo bông
+ Chọn thời gian lưu t = 15 phút.
Thể tích bể: V = 15.

7,5

= 1,875m 3 = 1,875m 3
60

+ Tốc độ khuấy chọn G = 30v/p
6. Bể lắng.


Cặn chỉ lắng được khi tốc độ lắng U0 lớn hơn tốc độ nước dâng Ud (U0> Ud)
Fl =

- Diện tích mặt lắng:

q
, m2 .
v

Trong đó: q: Lưu lượng nước vào bể, m3/s. q = 0,002 m3/s
v: Vận tốc lắng của các hạt. Chọn v = 0,8mm/s.
0,002
= 2,5 m2
0,8 x10 −3

Fl =

- Đường kính ngăn lắng tính toán: Dl =

F .4
2,5.4
=
= 1,78 ≈ 2m

π
3,14

Chọn thời gian lắng 30p, thể tích ngăn lắng
Vl = Ql .t =

7,5.30
= 3,75m 3
60

- Chiều cao toàn phần ngăn lắng H l =
- Diện tích ống trung tâm: Fttl =

Vl 3,75
=
= 1,5m
Fl
2,5

q
vtt

Với vtt: vận tốc nước đi vào ống trung tâm, chọn vtt = 30 mm/s
Ftt =

0,002
= 0,067m
30.10 −3

- Đường kính ống trung tâm:

Dtt =

F .4
0,067.4
=
= 0,29m
π
3,14

- Đường kính và chiều cao ống loe:
d loe = h loe = 1,35. D tt = 1,35. 0,29 = 0,39 m

- Đường kính tấm chắn trước miệng ống loe:
d tc = 1,3. d loe = 1,3 .0,39 ≈ 0,5 m

- Chiều cao ống trung tâm:
h tt = (H - 0,3) + h loe = (1,5 - 0,3) + 0,39 = 1,59 m

(Với 0,3 là khoảng cách giữa tấm chắn và miệng ống loe).
- Chiều cao phần hình nón chứa cặn: H c =

Dn − d
tgα , m
2


Trong đó: Dn : Đường kính phần hình nón phía trên. Chọn Dn = Dl = 2 m.
d:

Đường kính phần đáy xả cặn. Chọn d = 1 m

α : Góc nghiêng của phần hình nón so với mặt phẳng nằm ngang. Chọn

α =50o : H c =

2 −1
tg50 ≈ 0,6 m
2

- Chiều cao xây dựng của bể lắng:
H xd = H l + H c + H bv = 1,5 + 0,6 + 0,5 = 2,6 m

Trong đó: hbv - chiều cao bảo vệ từ mực nước đến thành, hbv = 0,5 (m).
Hiệu quả khử SS: Thông thường bể lắng liên hợp với bể keo tụ, tạo bông có khả
năng xử lý SS từ 60 -70%.
Chọn hiệu suất xử lý SS = 60% thì hàm lượng SS ra = 360,3 – 360,3.60% = 144
mg/l.
7. Bể oxy hóa.
Chọn thời gian lưu nước trong bể: t = 2h
h
3
Vậy thể tích cần thiết của bể là: Vct = Q tb . t = 5 . 2 = 10 m

Chọn kích thướt bể xây dựng: BxLxH = 2 x 2,5 x 3,5 m.
8. Bể sinh học.
 Tính toán theo thời gian phản ứng Nitrat hóa
Tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn Nitrat hóa trong điều kiện vận hành bể
ổn định:
 N 0 
DO  0,098(T −15)
.e


µ N = µ N m 
.[1 − 0,833(7,2 − pH ]

K
+
N
K
+
DO
0 
O2
 0


Trong đó:
: Tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn Nitrat hóa (ngày)-1.
µ N m : Tốc độ tăng trương riêng cực đại của vi khuẩn Nitrat hóa (ngày)-1.

Lấy µ mN = 0,45 (ngày)-1 ở nhiệt độ 150C.
N 0 : Tổng Nitơ có trong nước thải ở đầu vào (mg/l).

DO : Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải, để đảm bảo cho quá trình xử lý sinh

học, lấy DO = 2 (mg/l)


:

Hệ số hòa tan của oxy trong nước thải, lấy K O = 1,3 (mg/l).

2

T : Nhiệt độ trung bình của nước thải, T = 250C.
pH :

pH của nước thải, lấy trung bình pH = 8,4.

KN :

Hệ số Nitrat hóa, K n = 10 0,051.T −1,148 = 10 0, 051.1, 25−1,148 = 1,34

 200
 2  0,098( 25−15)

µ N = 0,45
.[1 − 0,833(7,2 − 8,4)] = 1,44 Ngày −1
.e
 1,34 + 200  1,3 + 2 

- Tốc độ sử dụng NH 4+ của vi khuẩn Nitrat hóa để làm giảm hàm lượng tổng
Nitơ từ 200 mg/l xuống còn 25 mg/l.
ρ=

K .N
K .S
thay S bằng lượng NH4+ đầu ra ρ N =
KS + S
KN + N

Trong đó:

ρ N - Tốc độ sử dụng NH 4+ của vi khuẩn Nitrat hóa (mg/mg).

S - Cơ chất (mg/l).
KS - Hệ số sử dụng cơ chất (mg/mg).
N - Hàm lượng NH4+ trong nước thải ở đầu ra, N = 50 (mg/l).
K - Hệ số, K =

µ N 1,44
=
= 9 Ngày −1
YN
0,16

YN - Hệ số sử dụng cơ chất của vi khuẩn Nitrat hóa, lấy Y N = 0,16 (mg
bùn hoạt tính/mg NH 4+ ).
ρ=

9.50
= 8,7mgNH + 4 /mg bùn N. ngày
1,57 + 50

- Xác định thành phần hoạt tính (nồng độ) của vi khuẩn Nitrat hóa trong bùn
hoạt tính.
XN = fN . X
Trong đó:
XN - Thành phần hoạt tính của vi khuẩn Nitrat hóa có trong bùn hoạt tính
(mg/l).
X - Nồng độ bùn hoạt tính có trong bể SBR, lấy X = 2000 (mg/l).

fN - Hệ số f N = 0,089
XN = 0,089 . 2000 = 178 (mg/l).
- Thời gian cần thiết để thực hiện quá trình Nitrat hóa
θ=

V N v − N r 200 − 50
=
=
≈ 0,19ngày ≈ 4,5h
Q
ρ N .X N
4,5.178
1

- Thời gian lưu bùn (NH4+) : θ = Y .ρ N − K dN
CN
θ CN =

1
1
=
= 0,68ngày
Y .ρ N − K dN 0,16.9,5 − 0,06

 Tính toán theo điều kiện khử BOD5
- Tốc độ oxi hóa BOD5 cho 1mg/l bùn hoạt tính trong 1 ngày:
ρ=


1 1

 + K d 
Y  θc


Trong đó:
ρ : Tốc độ oxy hóa BOD5 cho 1 mg/l bùn hoạt tính trong một ngày (mg

BOD5/mg bùn ngày).
Y : Hệ số sử dụng cơ chất của vi sinh vật, thường có giá trị từ 0,4 đến 0,8
(mg bùn hoạt tính/mg BOD5), lấy giá trị tiêu biểu Y = 0,6
Kd : Hệ số phân hủy nội bào, thường có giá trị từ 0,02 đến 0,1 (ngày) -1, chọn
giá trị tiêu biểu Kd = 0,06.
θ c : Thời gian lưu bùn trong bể aeroten lấy theo thời gian lưu bùn của quá trình

Nitrat hóa, chọn θ c = 0,68 ngày
ρ=

1  1

+ 0,06  = 2,55 (mg BOD5/mg bùn ngày).

0,6  0,68


- Thời gian cần thiết để khử BOD5 từ 360,3 mg/l xuống còn 50 mg/l
θ=

V BOD5 vào − BOD5 ra 360,3 − 50
=
=

= 0,06ngày ≈ 2,0h
Q
ρ.X
2,55.2000

Vậy thời gian sục khí cần thiết khử BOD 5 để đảm bảo tiêu chuẩn thải, ta lấy t ck =
8h giờ.
- Thời gian lưu nước trong bể : Tlưu = 8,0 (h).


- Thể tích bể SBR tính theo thời gian lưu: VSBR = Tlưu . Q = 8.7,5 ≈ 60 m3