chỉnh sửa đồ án cs 35000

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN: KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Đề bài:Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho đô thị

SVTH :
LỚP

:

MSV :
GVHD :

Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2016
1


LỜI 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, song song với đó các vấn
đề môi trường cũng đang ngày một gia tăng, vì vậy chúng ta càng phải đối mặt
nhiều hơn với các thách thức môi trường. Một trong những nguyên nhân gây ra
ô nhiễm nguồn nước là 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 đô thị được hình thành”.

2. Mục tiêu của đồ án
Thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệpcho khu đô thị để nước thải sau khi
qua hệ thống xử lý đạt QCVN 40/2011,cột B trước khi thải ra hệ thống thoát
nước chung của khu vực, góp phần kiểm soát ô nhiễm do nước thải công nghiệp
sinh ra.

2


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án 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.
Em 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 .Em xin
chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đồ
án này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đồ án 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.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, tháng 5 năm 2017.
Sinh viên

3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
BOD

: Nhu cầu oxi sinh học

NTCN

: Nước thải công nghiệp

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TSS

: Chất rắn lơ lửng

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

SGK

: Sách giáo khoa

CT

: Công thức

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH
4


1.

Danh mục bảng biểu
Bảng biểu
Bảng 1: Kích thước của ngăn tiếp nhận
Bảng 2. Các thông số thiết kế SCR
Bảng 3. Các thông số thiết kế bể lắng cát
Bảng 4. Thông số thiết kế sân phơi cát
Bảng 5. Thông số thiết kế bể điều hòa
Bảng 6. Thông số thiết kế bể lắng ngang 1
Bảng 7. Thông số thiết kế bể làm thoáng
Bảng 8. Thông số thiết kế bể Biofin cao tải
Bảng 9. Thông số thiết kế bể lắng ngang đợt II
Bảng 10. Thông số thiết kế máng trộn
Bảng 11. Thông số thiết kế bể tiếp xúc
Bảng 12. Thông số thiết kế bể metan
Bảng 13. Thông số thiết kế sân phơi bùn
Bảng 14. Thông số thiết kế UASB
Bảng 15. Thông số đĩa phân phối khí
Bảng 16. Thông số thiết kế aeroten đẩy

2.

Danh mục hình ảnh
Danh mục hình ảnh
Hình 1: Sơ đồ cấu tạo ngăn tiếp nhận

Hình 2: Các loại thanh song chắn rác
Hình 3: Sơ đồ cấu tạo bể lắng cát ngang

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I.
Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp
I.1.
Phương pháp cơ học
Mục đích của xử lý cơ học là loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn và đầu
ra khỏi nước thải, cân bằng lưu lượng và hàm lượng nước thải đi vào hệ thống
xử lýnước thải tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo.
Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất không hòa tan và một
phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải.
a.

Song Chắn Rác Và Lưới Lọc Rác
5


Song chắn rác làm bằng sắt tròn hoặc vuông đặt nghiêng theo dòng chảy
một góc 60onhằm giữ lại các vật thô. Vận tốc dòng nước chảy qua thường lấy
0,3-0,6m/s.Lưới lọc giữ lại các cặn rắn nhỏ, mịn có kích thước từ 1mm 1,5mm. Phảithường xuyên cào rác trên mặt lọc để tránh tắc dòng chảy.
Lắng Cát
Bể lắng cát có dạng là các loại bể, hố, giếng cho nước chảy vào theo
nhiềucách khác nhau: Theo tiếp tuyến, theo dòng ngang, theo dòng từ trên
xuống và toảra xung quanh dưới tác dụng của trọng lực cát nặng sẽ lắng
xuống đáy.Dùng để xử lý các loại hạt lơ lửng. Nguyên lý làm việc dựa trên cơ
sở trọng lực.
b.

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bể lắng là nồng độ chất lơ lửng
vàtính chất vật lý của chúng, kích thước hạt, động học quá trình nén cặn, độ
ẩm củacặn sau lắng và trọng lượng riêng của cặn khô.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: Lưu lượng nước thải, thời
gianlắng (khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng), tải trọng
thủy lực, sựkeo tụ các chất rắn, vận tốc, dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc,
nhiệt độ nước thảivà kích thước bể lắng.
Bể Vớt Dầu Mỡ
Công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công
nghiệp,nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây
ảnh hưởngxấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử
lý). Vì vậy ta phảithu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau.
Các chất này sẽ bịt kínlỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học và
chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn
trong quá trình lên men cặn.
c.

Lọc Cơ Học
Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ
bằngcách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu
cho 1 sốloại nước thải công nghiệp.Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học
có thể loại bỏ khỏi nước thải được60% các tạp chất không hòa tan và 20%
BOD.Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 3035%theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh
học.Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi xử lý cơ học nước thải được
khửtrùng và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử
lý sơ bộtrước khi cho qua xử lý sinh học.Các loại thiết bị lọc: Lọc chậm, lọc
nhanh, lọc kín, lọc hở. Ngoài ra còn cólọc ép khung bản, lọc quay chân không,
các máy vi lọc hiện đại.
d.

6


Phương pháp hóa lý
Dùng để xử lý nước thải có nhiều chất lơ lửng, chất độc hại, độ màu cao và
là tiền đề cho xử lý sinh học phía sau.

I.2.

a.

Keo Tụ
• Có hai dạng keo
- Keo kị nước (Hidropholic): Không kết hợp với nước để tạo ra vỏ bọc
hydrat, các hạt keo mang điện tích lớn và khi điện tích này được trung hoà
thì độ bền của hạt keo bị phá vỡ.
- Keo háo nước (Hidrophilic): Kết hợp với các phân tử nước tạo thành vỏ
bọc hydrat các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng của
các chất điện phân không bị keo tụ.

Quá trình keo tụ xảy ra theo hai giai đoạn
Chất keo tụ thủy phân khi cho vào nước, hình thành dung dịch keo và
ngưng tụ.
- Trung hoà, hấp phụ, lọc, các tạp chất trong nước.
Các loại hoá chất keo tụ
-

Phèn nhôm Al2( SO4)3
Phèn sắt ( Fe2SO4) Ferrous sulfate
Phèn sắt Ferric chloride – FeCl3

Hoá chất trợ keo tụ: Dùng để tạo bông căn lớn, ổn định nhanh bảo đảm quá
trình keo tụ đạt hiệu quả cao. Bản chất trợ keo tụ là liên kết các bông cặn được
tạo thành trong quá trình keo tụ.
-

Hấp Phụ
Chất bẩn lỏng hoặc rắn được giữ lại trên bề mặt chất rắn, dùng để hấp phụ:
Chất tẩy rửa , thuốc nhuộm, hợp chất chlorinated, dẫn xuất phenol hoặc
hydroxyl, hợp chất sinh mùi và vị, chất ô nhiễm vi lượng, kim loại nặng.
b.

Các loại hấp phụ
Hấp phụ lý học: Một phân tử qua bề mặt chất hấp phụ đi vào khe rỗng và
dính lên bề mặt bằng các lực lý học.
Hấp phụ hoá học: Lực hoá học gây nên sự dính bám do các phản ứng
hoá học giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.
I.3.
Phương pháp hóa học
Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng
nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng
hoặc tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi
trường. Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải
công nghiệp. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép,
phương pháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai
đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải.
•
-

7

Phương Pháp Trung Hòa
Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng
thái trung tính pH = 6,5 - 8,5. Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều
cách; trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hóa học,
lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa.
•

Phương pháp oxy hóa khử
Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ôxy hóa như clo ở dạng
khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat
kali, bicromat kali, peoxythyro (H2O2), ôxy của không khí, ôzon, pyroluzit
(MnO2),... Trong quá trình ôxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được
chuyển thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn
một lượng lớn các tác nhân hóa học, do đó quá trình ôxy hóa hóa học chỉ được
dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không
thể tách bằng những phương pháp khác. Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan
của asen.
•

Phương Pháp Điện Hoá Học: Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong
nước bằng cách oxy hoá điện hoá trên cực anốt hoặc dùng để phục hồi các
chất quý.
I.4. Phương pháp sinh học
Phương pháp này sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phânhủy
những chất bẩn hữu cơ trong nước thải. Các sinh vật sử dụng các chất khoángvà
hữu cơ để làm dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng
chúngnhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản
nên sinhkhối tăng lên.Quá trình sau là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ còn lại
thành chất vô cơ(sunfit, muối amon, nitrat...), các chất khí đơn giản (CO2,

N2,...) và nước. Quátrình này được gọi là quá trình oxy hóa.Căn cứ vào hoạt
động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành3 nhóm chính như
sau:
•

Các Phương Pháp Hiếu Khí
Phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí
phânhủy các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy.
•

Chất hữu cơ + O2H2O + CO2 + NH3 + ...
Các phương pháp xử lý hiếu khí thường hay sử dụng: Phương pháp bùn
hoạttính: dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật. Và phương pháp
lọcsinh học: dựa trên quá trình sinh trưởng bám dính của vi sinh vật.
Phương pháp bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn,kết lại
thành các bông với trung tâm là các hạt chất rắn lơ lửng trong nước (cặn
•

8


lắngchiếm khoảng 30 – 40% thành phần cấu tạo bông, nếu hiếu khí bằng thổi
khí vàkhuấy đảo đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30%, thời
gian dàikhoảng 35%, kéo dài tới vài ngày có thể tới 40%). Các bông này có màu
vàng nâudễ lắng có kích thước từ 3 – 100μm.
Bùn hoạt tính có khả năng hấp phụ (trên bề mặtbùn) và oxy hóa các chất hữu cơ
có trong nước thải với sự có mặt của oxy.Quá trình xử lý nước thải bằng bùn
hoạt tính bao gồm các bước:
Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịch thể (nước thải) tới bề mặt

các tếbào vi sinh vật.
- Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ bề mặt ngoài các tế bào
quamàng bán thấm.
- Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế
bào
vi sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào.
-

Phương pháp lọc sinh học
Là phương pháp dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng
sinhhọc, oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước. Các màng sinh học là
các vi sinhvật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi. Các vi khuẩn
hiếu khí được tậptrung ở màng lớp ngoài của màng sinh học. Ở đây chúng
phát triển và gắn với giámang là các vật liệu lọc (được gọi là màng sinh
trưởng gắn kết hay sinh trưởng bámdính).
•

Các Phương Pháp Kỵ Khí
Dựa trên sự chuyển hoá vật chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy nhờ
rấtnhiều loài vi sinh vật yếm khí tồn tại trong nước thải. Sản phẩm của quá
trình làCH4, CO2, N2 , H2S, NH3 trong đó CH4 chiếm nhiều nhất.Phân hủy
kị khí có thể chia làm 6 quá trình. Quá trình lên men Metan gồm 3 giai đoạn:
•

-

-

-

Pha phân hủy: Chuyển các chất hữu cơ thành hợp chất dễ tan trong
nước.
Pha chuyển hóa axit: các vi sinh vật tạo thành axit gồm cả vi sinh vật
kỵkhí và vi sinh vật tùy nghi. Chúng chuyển hóa các sản phẩm phân
hủytrung gian thành các axít hữu cơ bậc thấp, cùng các chất hữu cơ khác
như axit hữu cơ, axit béo, rượu, axit amin, glyxerin, H2S, CO2, H2.
Pha kiềm: Các vi sinh vật Metan đích thực mới hoạt động. Chúng
lànhững vi sinh vật kỵ lhí cực đoan, chuyển hóa các sản phẩm của pha
axit thành CH4 và CO2. Các phản ứng của pha này chuyển pH của môi
trườngsang kiềm.
I.5.
Khử trùng nước thải
Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùngcủa công nghệ xử lý nước thải
mhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh trước khi xả vào nguồn nước.
9


-

-

Để khử trùng nước thải có thể sử dụng clo và các hợp chất chứa clo, có
thể tiến hành khử trùng bằng ozôn, tia hồng ngoại, ion bạc, .. nhưng cần
phải cân nhắc kỹ về mặt kinh tế.
I.6.
Xử lý cặn thải
Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước
thải) là:

•

Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn

•

Ổn định cặn

•

Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau
˗

˗
˗
˗

˗
˗

˗

˗

Rác ( gồm các tạp chất không hoà tan kích thước lớn: cặn bã thực vật,
giấy, giẻ lau,..) được giữ lại ở song chắn rác có thể được chở đến bãi
rác( nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan
để tiếp tục xử lý.
Cát từ các bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi
sử dụng vào mục đích khác.
Cặn tươi từ bể lắng cát đợt một được dẫn đến bể mêtan để xử lý

Một phần bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt 2 được dẫn trở
lại Aeroten để tiếp tục tham gia quá trình xử lý (gọi là bùn hoạt tính tuần
hoàn) , phần còn lại ( gọi là bùn hoạt tính dư) được dẫn đến bể nén bùn để
làm giảm độ ẩm và thể tích, sau đó được dẫn vào bể mêtan để tiếp tục xử
lý.
Đối với các trạm xử lý nước thải xử dụng bể biophin với sinh vật dính
bám, thì bùn lắng được gọi là màng vi sinh và được dẫn đến bể mêtan.
Cặn ra khỏi bể mêtan có độ ẩm 96-97%. Để giảm thể tích cặn và làm ráo
nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như:
sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo: thết bị lọc chân
không, thết bị lọc ép, thiết bị li tâm cặn,… Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt
55-75%.
Để tiếp tục xử lý cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng thiết
bị khác nhau: thiết bị sấy dạng ống, dạng khí nén, dạng băng tải,…Sau
khi sấy độ ẩm còn 25-30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển.
Đối với các trạm xử lý công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn
giản hơn: nén và sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát

10


Trạm nén khí

Ngăn tiếp nhận
Bể điều hòa

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Phương án 1:

Bể lắng ngang II

Bể lắn

Làm thoáng sơ bộ
11

Bể biofil cao t


Thuyết minh:
Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác
nghiền được đưa đến bể metan 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 điều hòa nhằm ổn định lưu lượng
và nồng đô các chất trong nước thải. sau đó nước thải được đưa đến bể lắng
ngang đợt I kết hợp với làm thoáng để tăng hiệu quả xử lý, 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, tại đây hiệu quả xử lý BOD rất
cao, có thể đạt đến 85%. Tiếp đó nước thải được đưa từ bể biofil sang bể lắng
12


ạm khí nén

ngang 2 nhằm tăng hiệu quả xử lí và xử lý được triệt để hơn. Bùn hoạt tính sẽ
được lắng ở bể lắng II và thành phần không tan được giữ ở bể lắng I.Một lượng
bùn hoạt tính ở bể lắng 2 sẽ tuần hoàn về bể làm thoáng sơ bộ để tăng hiệu quả
xử lí cặn cho bể lắng I,còn lượng bùn còn lại sẽ được đưa về bể metan để lên
men bùn cặn. Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn và BOD 5 trong nước thải

đã đảm bảo yêu cầu xử lý xong.
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. Bùn cặn sau đó được dùng cho mục đích nông
nghiệp.
Bùn
tuần hoàn

Phương án 2:

13


Thuyết minh:
Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác
nghiền được đưa đến bể metan 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 điều hòa nhằm ổn định lưu lượng
và nồng đô các chất trong nước thải. sau đó nước thải được đưa đến bể UASB
để tăng hiệu quả xử lý BOD và xử lí COD, TS. Sau đó nước thải được đưa về hệ
thống aeroten đẩy. tại đây bùn hoạt tính được tiếp xúc dần với nước thải theo
chiều dài công trình nhằm giảm lượng lớn BOD và SS.Cặn lắng được đưa đến
14


bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể bể lắng ngang đợt 2. Qua bể
lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn và BOD 5 trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu
xử lý xong.

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.
So sánh 2 phương án
Phương án 1
-

-

Bể lọc sinh học cao tải: Q có thể lên
tới 50000 m3/ngđ; chịu được thay đổi
lưu lượng đột ngột
Chi phí kinh tế thấp hơn phương án 2

-

-

Phương án 2
Hiệu suất xử lý BOD của aeroten
không cao bằng biofil. Vận hành
UASB phức tạp, tốn diện tích hơn
phương án 1
Chi phí kinh tế cao hơn phương án 1
.

Chọn phương án 1

CHƯƠNG III:TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH
THEO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN
I.

-

Ngăn tiếp nhận.
Công suất nước thải: 35000m3/ngđ = 1458,33 m3/h= 405,1 l/s = 0,4051
m3/s

15


-

Trạm bơm chính của thành phố sẽ bơm nước thải theo đường ống áp lực
đến ngăn tiếp nhận của trạm xử lý. Ngăn tiếp nhận nước thải được đặt ở
vị trí cao để nước thải từ đó có thể tự chảy qua từng công trình đơn vị của
trạm xử lý.

-

Lưu lượng nước thải Q = 1458,3 m3/h. Dựa vào bảng số liệu thực
nghiệm về kích thước của ngăn tiếp nhận trang 110 – GT XLNT đô thị
công nghiệp của Lâm Minh Triết ta có ngăn tiếp nhận với các thông số
sau:
Bảng 1: Bảng kích thước ngăn tiếp nhận

Q
(m3/h)

D ống
áp lực
(mm)
–2
ống

1458,3

300

Kích thước của ngăn tiếp nhận (mm)
A

B

H

H1

h

h4

b

2000

2300

2000

1600

750

900

800

Hình 1: Cấu tạo ngăn tiếp nhận
16


II.

Song chắn rác.

Tính toán mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác và mương
dẫn ở mỗi song chắn rác + tính toán song chắn rác
Q = 405,1 l/s = 0,4051 m3/s
Chọn tốc độ nước chảy trong máng là v = 1m/s
Chiều rộng của mương b = 800mm
Độ đầy: h = = = 0,506 m , chọn = 0,5m
Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác = độ đầy tính toán của mương dẫn
 h1 = h = 0,5

+ Số lượng khe hở của song chắn rác (khe):
n= = = 53,1(khe)
Lấy tròn n = 53 khe

Trong đó :
q – lưu lượng nước thải tính toán (m3/s); 0,4051 m3/s
b – chiều rộng khe hở giữa các thanh đan (m); chọn 0,016 m
(theo TCVN 7957:2008; mục 8.2.1 quy định b = 15-20 mm
h1 – chiều sâu lớp nước trong song chắn rác,lấy bằng độ đầy tính toán ở
mương dẫn 0,5 m
vtt – vận tốc trung bình qua các khe hở, theo tiêu chuẩn 7957-2008,
vtt = 0,8 – 1.0 m/s , vtt = 1m/s
kz – hệ số nén dòng do các thiết bị vớt rác, lấy bằng 1,05
+ Chiều rộng toàn bộ thiết bị chắn rác :
Bs = d ( n - 1) + b.n ( m )
17


Trong đó :
d chiều dày của mỗi song chắn, chọn d = 0.008 m
Bs = 0,008 ( 53 - 1 ) + 0,016.53 = 1,264 (m); lấy tròn 1,3 m
Kiểm tra lại vận tốc của dòng chảy tại phần mở rộng của mương trước song
chắn rác ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng đọng cặn
trong mương, vận tốc 0,4 m/s
vm = = =0,62 (m/s)
Kết quả thu được thỏa mãn yêu cầu
Tổn thất áp lực
Hs = ξ.
Trong đó :
vmax – tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn ứng với lưu lượng lớn
nhất, vmax = 0.96 m/s
K – hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn , lấy K = 3
ξ – hệ số sức cản cục bộ của song chắn và được tính theo công thức :
ξ= β.( sin α = 2,42 ( sin 600 = 0.8

Trong đó:
β – hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh song chắn rác, với tiết diện hình
chữ nhật, tra bảng β = 2,42
S – chiều dày mỗi thanh, S= 0,008 m
b- chiều rộng mỗi khe hở , b= 0,016 m
α – góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, α = 600

Hình 2: cấu tạo các loại khe song chắn rác
Vậy:
hs = 0,83. . 3 = 0,12 ( m)
+ Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác :
L1 = = = 0,68 (m)
Trong đó :
18


: Góc mở ở mương trước song chắn rác; = 20o
: Chiều rộng của song chắn rác và mương dẫn
+ Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác là:
L2 = = = 0,34 (m)
+ Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác là:
L= L1+L2+Ls = 0,68 + 0,34 + 1,5 = 2,52(m); lấy tròn 2,5 m
Trong đó: Ls là chiều dài cần thiết của ô đăt song chắn rác,chọn Ls = 1,5 m
+ Chiều sâu đặt mương chắn rác là :
H = hmax +hs +0.5 = 0,5 + 0,12 + 0,5 = 1,12(m); lấy tròn 1,2 m
+ Lượng rác lấy từ song chắn là :
Wr = = = 7,67 (m3/ ngđ)
Trong đó:
a – lượng rác tính cho đầu người trong năm, theo bảng 20 trong TCVN
7957:2008, khi lấy rác bằng cơ giới và với khoảng cách giữa các khe hở b=

16 cm lấy a= 8 m3/ng năm;
Ntt- Dân số tính toán theo chất lơ lửng, Ntt =Qx 1000/qthải
= 35000 . 1000/100
=350000 người
3
- Với dung trọng của rác 750kg/m ,trọng lượng của rác là:
P= 750.7,67 = 5753,4 ( kg/ngđ ) = 5,75 ( tấn/ngđ )
- Lượng rác trong từng giờ của ngày đêm:
P1 = = .2 = 0.48 ( tấn/ ngđ)
Trong đó :
Kh – hệ số không điều hòa giờ, lấy Kh = 2
+ Lượng nước dùng để nghiền rác là 40m3/tấn.
+ 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 và SS qua song chắn rác là 4-5%. Chọn H=5%
+ Hàm lượng BOD còn lại:
+ Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là:
19


Tổng song chắn rác là 2, trong đó 1 công tác, 1dự phòng.
Bảng 2: Bảng thống kê các thông số thiết kế của song chắn rác
Tên công
trình

Số lượng

H mương
(m)

B (m)

L (m)

Song chắn rác

2

1,2

2,3

2,5

1) Tính toán bể lắng cát ngang:
-

Chiều dài bể lắng cát ngang được tính theo công thức sau :
L = = = 8,06 (m), chọn L = 8m
Trong đó:
K: hệ số tỷ lệ Uo:U chọn theo bảng 27 mục 8.3.3 TCVN
7957:2008; tra được K=1,3
: tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với
lưu lượng lớn bằng 0,3 (m/s); TCVN 7957:2008 bảng 28 mục
8.3.3
: độ cao lớp nước trong bể lắng ngang có thể lấy bằng độ đầy là
0,5
: 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 = = = 16,74)

-

Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát :
B = = = 2,1 (m)
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 :
20


Wc = = = 14 m3
Trong đó :
N : dân số tính toán chất lơ lửng = 350000 người
P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày đêm lấy
theo bảng 28 mục 8.3.3/[1]; P = 0,02 l/ng.ngđ
t : chu kì xả cát t 2 ngày đêm ( để tránh sự phân hủy cặn cát )
Chọn t = 2 ngày đêm.
-

Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngag trong 1 ngày đêm:
= = = 0,83 (m)

Trong đó:n : số đơn nguyên công tác

-

Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :
= + + = 0,5 + 0,83 + 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
= = = 0,38 m/s 0,15 m/s
Trong đó: : độ sâu lớp nước ứng với ( bằng độ đầy h ứng với ) bằng 0,5
Bảng 3: Bảng kết quả tính toán bể lắng cát ngang
Đơn vị
M
M
M
M

Chiều dài
Chiều rộng
Chiều cao
Số bể

21

Kích thước
8
2,1

1,8
1


mÆt c¾t 1-1
hbv
hn
h1
hc
B

mÆt b»ng
B

I

B

I

B
L

Hình 3: Sơ đồ cấu tạo bể lắng cát ngang

3.

Tính toán sân phơi cát:
Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp bùn cát, được
xây dựng ở gần vị trí bể lắng cát.

- Diện tích hữu ích của sân phơi cát:
F = = = 2555 (m2)
Trong đó:
hc là chiều cao lớp bùn cát trong năm, lấy hc = 5 m/năm.
Chon sân phơi cát gồm 6 ô, kích thước mỗi ô trong mặt bằng: 20 m x
22 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)% = 427,5.(100-5)%= 406,125 mg/l
Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:
BODsau= CBOD.(100-5) % = 1900.(100-10)% = 1710 mg/l
Bảng 4: Bảng tính toán kích thước sân phơi cát

Chiều dài sân phơi cát

Đơn vị

Kích thước

M

22

22


4.

Chiều rộng sân phơi cát

M

20

Số ô

Ô

6

Tính toán bể điều hòa

Từ số liệu về lưu lượng nước thải tại công ty, ta chọn thời gian lưu nước trong
bể điều hòa là t =2 giờ
Thể tích bể điều hòa là
W = Q. t = 1458,3 . 2= 2916,6 m3
Chia bể điều hòa làm 2 ngăn thông nhau
Chọn kích thước mỗi ngăn là Lx BxH= 15 x 15 x 7m
Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa bằng khí nén
Lượng không khí cần thiết:
Lkhí = Qgiờ. a
Trong đó: Qgiờ = lưu lượng nước thải trung bình theo giờ, Q = 1458,3 m3/h
a = lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a = 3,74m3 khí/m3
nước thải


Lkhí = 1458,3 . 3,74 = 5454,042 m3/h

Chọn hệ thống cấp khí bằng thép có đục lỗ, mỗi ngăn bao gồm 5 ống đặt dọc
theo chiều dài bể (15m), các ống cách nhau 3m

Lưu lượng khí trong mỗi ống là:
qống = = = 72,72 m3/h
trong đó: Vống = vận tốc khí trong ống nằm trong khoảng 10÷ 15 m/s( trang 481/
Lâm Minh Triết)
chọn Vống = 15 m/s
đường kính ống dẫn khí là:
dống = = = 0,05m = 50 mm
chọn đường kính ống là 50mm, đường kính các lỗ từ 2 ÷ 5mm, chọn = 4mm =
0,004m.
vận tốc khí qua lỗ chọn Vlỗ = 15m/s ( thay đổi từ 5 ÷ 20 m/s)
23


lưu lượng khí qua một lỗ là:
q lỗ = × = 15 × × 3600 = 0,68 m3/h
số lỗ trên một ống la:
N = = = 107 lỗ
Số lỗ trên 1m chiều dài ống là:
n = = = 7 lỗ
Chọn n = 7 lỗ/ ống
Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại sau bể lắng cát:
SS= CSS.(100-25)% = 406,125.(100-25)%= 304,6 mg/l
Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:
BODsau= CBOD.(100-25) % = 1710.(100-25)% = 1282,5 mg/l

Bảng 5: Bảng tính toán kích thước bể điều hòa

Đơn vị

Kích thước

Chiều dài 1 ngăn điều hòa

M

15

Chiều rộng 1 ngăn điều hòa

M

15

Chiều cao ngăn điều hòa

Ô

7

Số ngăn

ngăn

2

4) Tính toán bể lắng ngang 1:
Chọn hiệu suất cho bể lắng 1: 60%
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).
24


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:
Uo = – 0,05 = 1,17 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 = 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:
L = = 41(m)

-

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:
W = = = 50,6 (m2)

-

Chiều rộng của bể lắng ngang:

B = (m); lấy tròn 17 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 = = = 7,94 (m/s)
25