ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG: Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải

MỤC LỤC

1

1


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Họ và tên sinh viên: Chu Văn Tuân
Lớp : LĐH6CM
GV hướng dẫn: Th.s Vu Thi Mai

1- Đề xuât sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử
lý nước thai theo các số liệu dưới đây:

- Công suât thai nước: 4000 m3/ngày đêm
- Chỉ tiêu chât lượng nước thai : QCVN40:2011
Chỉ tiêu
Nhiệt độ

Đơn vị đo
0C

Giá trị
29

pH

-

6,3 – 7,2

BOD5

mg/l

500

COD

mg/l

900

Độ màu

mg/l

250Pt-Co

SS

mg/l

456

N-NH4

mg/l

2,02

2. Thể hiện các nội dung nói trên vào :
- Thuyết minh
- Ban vẽ sơ đồ công nghệ
- Ban vẽ tông măt băng khu xử lý
Sinh viên thực hiện

Giảng viên hướng dẫn

-

2

2


1.1 Xác định các chỉ tiêu cần xử lý
Dựa theo QCVN40-2011 ( Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thai công
nghiệp – cột B áp dụng cho xa vào ngu ồn n ước không dung vào m ục đích c âp
nước sinh hoat )
Chỉ tiêu

Đơn vị đo

Giá trị

QCVN40/2011

Nhiệt độ

0C

29

40

pH

-

6,3 – 7,2

5.5 – 9

Đat tiêu chuẩn

BOD5

mg/l

500

<50

Cần xử lý

COD

mg/l

900

<150

Cần xử lý

Độ màu

mg/l

250Pt-Co

<150

Cần xử lý

SS

mg/l

456

<100

Cần xử lý

N-NH4

mg/l

2,02
10

Đat tiêu chuẩn

Theo số liệu cho thây nước thai sinh hoat thường bi nhiễm bẩn bởi chât
hữu cơ và chât rắn lơ lửng lớn. Hàm lượng SS vượt so với tiêu chuẩn, hàm l ượng
BOD, COD vượt so với tiêu chuẩn.
Để lựa chọn phương pháp và công nghệ xử lý thích hợp cần đam bao các
yêu cầu cơ ban:
•
•

Hàm lượng chât lơ lửng (SS) không vượt quá 100 mg/l
Nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD5) không vượt quá 50 mg/l
Đây là 2 chỉ tiêu cơ ban để tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thai.
Mức độ cần thiết xử lý nước thai theo chât rắn lơ lửng
Mức độ cần thiết xử lý nước thai theo BOD5

3

3


Tông lưu lượng nước thai: 4000m3/ngđ
 Lưu lượng nước thai giờ trung bình:
= = 166.6 m3/h
 Lưu lượng nước thai trung bình giây:

= = 46.3 l/s

Lưu lượng tính toán trung bình: Qhtb = 46.3 (l/s) => Kmax = 1,7; Kmin = 0,55
(Theo bang 2_TCVN 7957:2008 )
- Lưu lượng tính toán giờ max:
Qhmax = = 283.4 (m3/h) = 0.08 (m3/s)
qsmax = 80(l/s)
- Lưu lượng tính toán giờ min
Qhmin = = 91.7 (m3/h) = 0.03 (m3/s)
qsmin = 30 (l/s)

4

4


1.2 Đề xuất công nghệ xử lý:
Phương án 1
Máy nghiền rác

Song chắn rác
Bể lắng cát
Bể điều hòa

Bùn

Bể lắng đứng đợt I

Trạm khí nén
Bể mê tan

Bể biofil cao tải

Bể lắng đứng đợt II
Máng trộn

Bùn dư

Clo

Trạm cấp Clo

Sân phơi bùn

Bể tiếp xúc
Phục vụ cho nông nghiệp hoặc chôn lấp
Nguồn tiếp nhận

5

5


Phương án 2
Máy nghiền rác

Song chắn rác
Bể lắng cát
Bể điều hòa

Bùn

Bể lắng hai vỏ đợt I

Trạm khí nén
Bể Aeroten

Bể lắng đứng đợt II
Máng trộn

Bể mê tan

Bùn dư

Clo

Trạm cấp Clo

Sân phơi bùn

Bể tiếp xúc
Phục vụ cho nông nghiệp hoặc chôn lấp
Nguồn tiếp nhận

6

6


 THUYẾT MINH:

Nước thai vào qua song chắn rác có đăt máy nghiền rác, rác nghi ền được

đưa đến bể Metan. Nước sau khi qua bể điều hoa được đưa đến bể lắng đứng
đợt I, tai đây các chât thô không hoà tan trong nước thai được giữ lai. C ăn l ắng
được đưa đến bể Mêtan con nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Biofil cao tai
để xử lý sinh học.
Sau đó bun hoat tính sẽ được lắng ở bể lắng II và thành phần không tan
được giữ ở bể lắng II. Sau đó bun sẽ được đưa tới bể Metan.
Qua bể lắng đợt II, hàm lượng căn và BOD trong nước thai đã đam bao
yêu cầu xử lý xong. Trong nước thai ra ngoài vẫn con chứa một lượng nhât đinh
các vi khuẩn gây hai nên ta phai khử trung trước khi xa ra nguồn. Toàn bộ h ệ
thống thực hiện nhiệm vụ này gồm tram khử trung, máng trộn, bể tiếp xúc. Sau
các công đoan đó nước thai được xa ra nguồn tiếp nhận.
Toàn bộ lượng bun căn của tram xử lý sau khi được lên men ở bể Mêtan
được đưa ra máy ép bun bang tai. Bun căn sau đó được chuyển đến tram xử lý
CTR.

7

7


CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH
1. Ngăn tiếp nhận

Dựa vào lưu lượng nước thai trong giờ lớn nhât Qhmax = 318.75 m3/h .
Chọn 1 ngăn tiếp nhận với các thông số sau (tham khao bang P3.1 trang 319
sách xử lý nước thai đô thi do PGS-TS Trần Đức Ha chủ biên nhà xu ât b an Khoa
học và Kỹ thuật xuât ban năm 2006):
Bảng kích thước ngăn tiếp nhận.
(m3/
h)

Q

Đường
kính ống áp lực
(2 ống)

Kích thước của ngăn tiếp nhận, mm
A

B

H

1

1

1

H

h

1

4

1

4
00
50

250
500

6

000

300

000

h

b

l

6

5

6

l

1

00

50

1

00

00

8
00

Chọn mương dẫn nước thai đến ngăn tiếp nhận là mương hình chữ nhật
B = 300mm
Tra bang tính toán thủy lực của cống và mương thoát nước_GS.TSKH Tr ần
Hữu Uyển ta được:
Thuỷ lực mương dẫn nước thải sau ngăn tiếp nhận
Các thông số tính toán
Độ dốc i
Chiều ngang B(mm)
Độ đầy
Vận tốc v (m/s)

qs

TB

Lưu lượng tính toán (l/s)

= 52.08
qsmax = 90
qsmin = 30
0.8
0.8
0.8
300
300
300
1.3
1.9
0.8
0.46
0.51
0.42

 Tính toán song chắn rác:

Song chắn rác được bố trí nghiêng một góc 60 độ so với phương năm
ngang để tiện khi sửa chữa, bao trì, vận hành ... Song chắn rác làm băng thép
không rỉ, các thanh trong song chắn rác có tiết diện hình tron với bề dày s =
8mm, khoang cách giữa các khe hở là l = 16mm = 0,016m (Trang 66_Xử lý nước
thai đô thi - Trần Đức Ha)
-

Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lây băng độ đầy tính toán của mương

-

dẫn: h1 = hmax = 1,9 (m)

Số khe hở giữa các thanh song chắn rác:
8

8


(CT 3.1_Trang 68_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
Trong đó: q: Lưu lượng lớn nhât của nước thai, qmax= 0,09 m3/s
b: Khoang cách giữa các khe hở, b = 0,02m.
(Mục 8.2.1_TCVN 7957:2008)
vtt: Tốc độ nước chay qua song chắn. vtt = 0,51 m/s.
h1: Chiều sâu lớp nước qua song chắn. h1 = 1,9 m
Kz: Hệ số tính đến mức độ can trở dong chay do hệ thống cào rác của
song chắn cơ giới, Kz = 1,05.
 n = 4,9 khe => Chọn 5 khe
- Chiều rộng song chắn rác:

Bs = d (n-1) +bn = 0,008 (5-1)+0,025 = 0,132 (m). Chọn 0,14 m
(CT 3.2_Trang 68_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
Trong đó: d: Chiều dày của mỗi song chắn, chọn d=0,008m.
Kiểm tra lai vận tốc của dong chay ở phần mở rộng của mương trước
song chắn ứng với lưu lượng nước thai nhỏ nhât nhăm tránh sự lắng đọng căn
trong mương.
 Kết qua thu được thỏa mãn yêu cầu.
- Tôn thât áp lực trong song chắn:

(CT 3.3_Trang 68_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
Trong đó: vmax: Tốc độ chuyển động của nước thai trước song chắn ứng
với lưu lượng lớn nhât, vmax= 0,51 m/s.
K: Hệ số tính đến sự tăng tôn thât do vướng mắc rác ở song chắn.

Chọn K=3. (SGT Trần Đức Ha – 93)
: 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; chọn β
= 2,42 (SGT Trần Đức Ha – 69)
S: Chiều dày mỗi thanh, S=0,008m.
b: Chiều rộng mỗi khe hở, b=0,016m.
α: Góc nghiêng so với măt phẳng ngang, lây α=600
Như vậy:
-

Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn:
9

9


(CT 3.7_Trang 93_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
Trong đó: : Góc mở của mương trước song chắn rác, (Trang 67_Xử lý nước
thai đô thi_ Trần Đức Ha)
Bs , Bm :Chiều rộng của song chắn và của mương dẫn.
-

Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác:
. Chọn L2 = 0,11 (m)

-

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

-

Chiều sâu xây dựng của song chắn rác:

-

Hiệu suât xử lý BOD qua song chắn rác là 4-5%. Chọn H=5% (Sách xử lý n ước
thai đô thi và công nghiệp_Lâm Minh Triết)
+ Hàm lượng BOD con lai:
Hàm lượng chât rắn lơ lửng con lai là:

-

Tông song chắn rác là 2, trong đó 1 công tác, 1dự phong.
STT
1
2

Tên thông số
Chiều rộng
Chiều dài mở rộng trước SCR

Đơn vị
m
m

Giá trị
0,14
0,21

3
4
5

Chiều cao
Số khe hở
Chiều sâu lớp nước qua song chắn. m

m

1,05
5
1,9

10

10

m


1. Tính toán bể lắng cát ngang:

6
2

5

p

1

hct

b

4
3

L

1-Mương dẫn nước thai
2-Phần công tác của bể lắng cát
3-Vung lắng
4-đập tràn sau bể lắng cắt để ôn đinh dong chay
5-Mương dẫn nước thai sau bể lắng cát
6-Thiết bi nâng thủy lực
-

Chiều dài bể lắng cát ngang được tính theo công thức sau :
L = = = 8,1 (m)
(CT 18_TCVN 7957:2008)
Trong đó: : tốc độ chuyển động của nước thai ở bể lắng cát ngang ứng với
lưu lượng lớn băng 0,3 (m/s) (Mục 8.3.4_phần a_TCVN 7957:2008)
: độ cao lớp nước trong bể lắng ngang có thể lây băng độ đầy là 0,5
: kích thước thủy lực của hat cát 0,25 suy ra băng 24,2
(TCVN 7957:2008 bang 26 mục 8.3.3)
K: Hệ số tỉ lệ U0. Tra bang 27_Mục 8.3.3_TCVN 7957:2008 => K=1,3

-

Diện tích măt thoáng F của nước thai trong bể lắng cát ngang được tính theo
công thức :
F = = = 21,1( )

-

Chiều ngang tông cộng của bể lắng cát :
B = = = 2,6 (m)

-

Chọn bể lắng cát ngang gồm 2 đơn nguyên. Chiều ngang mỗi đơn nguyên sẽ là :

-

Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :
= + + = 1,07 + 0,2 + 0,43 = 1,7 (m)
Trong đó: : chiều cao bao vệ chọn băng 0,43m.
Kiểm tra lai tính toán với điều kiện 0,15 m/s (phần a_Mục 8.3.4 TCVN
7957:2008)
= = = 0,15 m/s 0,15 m/s
11

11


Trong đó: : độ sâu lớp nước ứng với ( băng độ đầy h ứng với ) băng 0,52
+ Theo sách xử lý nước thai đô thi và công nghiệp của Lâm Minh Tri ết thì

SS và BOD5 qua bể lắng cát giam 5%
-

Hàm lượng chât rắn lơ lửng con lai sau bể lắng cát:
SS= Cbđ.(100-5)% = 433.(100-5)/100= 411.4 mg/l

-

Hàm lượng BOD con lai sau bể lắng cát:
BODsau= CBOD.(100-5) %= 475.(100-5)/100 = 451.3 mg/l
Thông số
Số lượng bể
Chiều dài
Chiều rộng
Chiều cao xậy dựng

Giá trị
2
8.1
1.3
1.7

Đơn vị
Bể
m
m
m

2. Bể lắng đưng đợt 1.
-

Chọn 2 bể lắng để thiết kế.
Công suât của tram xử lý là: 187.5 m3/h:.
Tính toán bể lắng đứng theo TCVN 7957:2008, mục 8.5.4
- Hàm lượng chât rắn lơ lửng: Co = 433 mg/l, hiệu suât lắng cần thiết để
đam bao hàm lượng căn lơ lửng trong nước thai khi đưa về công trình xử lý sinh
học là C 150mg/l là:
E= = 0,65 = 65 %
a. Bán kính bể lắng đưng

R=
(CT 8.5.4_TCVN 7957:2008)
Trong đó:
Q : lưu lượng tính toán, 93.75 m3/h
v – Tốc độ dong chay trong vung lắng, v = 5 ÷10 (mm/s). Chọn v = 8
(mm/s).
H – Chiều cao công tác của bể lắng H = 3m, chọn băng 3m. (phần a_Mục
8.5.11)
K – Hệ số phụ thuộc vào loai bể lắng, đối với bể lắng đứng K = 0, 35.
Uo – Độ lớn thủy lực của hat căn:
Uo = - 0,03 = 0,52 (mm/s)
(CT 34_TCVN 7957:2008)
Trong đó:
n – Hệ số phụ thuộc vào tính chât của chât lơ lửng, gai thiết giống nước
12

12


thai sinh hoat, n = 0,25. ( Bảng 31 – TCXDVN 7957:2008).

α - Hệ số kể tới anh hưởng của nhiệt độ của nước đối với độ nhớt lây
theo Bang 31, với nhiệt độ trung bình tính theo tháng thâp nhât là 20 0C, thì α =
1.
ω - Thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thai trong bể lây theo Bang
32, với V = 8 (mm/s) thì ω = 0,03
t - chọn theo bang 33. TCVN 7957:2008. n= 0,25, chọn hiệu suât của b ể
lắng là 70%
=> t = 1580 s
Tri số - lây theo Bang 34, ở chiều cao công tác H = 3 m thì l ây băng 1,21.
-

Vậy bán kính bể là:
R = = 4.44 (m), lây R = 4.5m
b. Dung tích cặn lắng
- Dung tích phần chứa căn của 1 bể:
Wc =
(Công thức 3.31, Trang 87, Trần Đức Ha, Kỹ thuật xử lý khí thai, NXB Khoa
Học và Kỹ Thuật, 2006).
Trong đó: Q – Lưu lượng nước thai, m3/ngđ.
T – Thời gian lưu căn, chọn t 1 ngày.
p – Độ ẩm bun căn lắng băng 93,5 ÷ 95%, chọn p = 95%.
γ – Khối lượng thể tích của căn thường lây băng 1 tân/m 3
Co – Hàm lượng căn lơ lửng trong nước thai sinh hoat trước khi qua bể
lắng đứng đợt 1, mg/l.
n – Số bể lắng công tác. Chọn n = 2 bể
Wc = = 28.8(m3)

-

Tư công thức tính toán thể tích hình nón cụt

Wc =
Khi Da = 13.5m : Db = 1m( đường kính phần đáy hố thu căn )
Ha = 1.36m, hb = 0.15m
-

Chiều sâu lớp căn
Hc = (m)

-

Tông chiều sâu bể lắng
ΣH = H1 + H2 + H3 + H4 = 3+0,25 + 0,3 + 1,21 = 4,76 (m).
Trong đó:
H2 – Chiều cao phần bao vệ phía trên măt nước, (m), chọn Hbv = 0,25m.
H3 – Bề dày lớp trung hoa giữa lớp nước công tác và lớp bun trong bể lắng,
13

13


chọn Hth = 0,3m.
-

Hàm lượng căn sau bể lắng I:
C = C0 (100% - 70%) = = 123.5 (mg/l).

-

Hàm lượng BOD sau bể lắng I:
C = C0 (100% - 10%) = = 383.4 (mg/l).

Thông số
Số lượng bể
Đường kính
Chiều cao bể H
Chiều sâu lớp cặn

Giá trị
2
9
4,76
1,21

Đơn vị
Bể
m
m
m

3. Bể lọc sinh học cao tải (Biofin cao tải).

BOD5 đầu ra của bể lọc sinh học cao tai (Lt) là 50mg/l
Vì lượng BOD5 sau bể lắng 1: La = 403,75 mg/l > 250 mg/l

 Cần phai tuần hoàn nước thai.
Hệ số hoat động của bể: (Chú thích trang 62, mục 8.15.3, TCVN
7957:2008)
K===5
Chọn lượng không khí câp B = 12 (m3/m3 theo 8.15.2 TCVN 7957:2008 )
Nước tuần hoàn
(CT 57, mục 8.15.3, TCVN 7957:2008)

Hệ số tuần hoàn :
n=
Dựa vào tri số K = 4,84 tra bang 44, mục 8.15.3 TCVN 7957 với nhiệt độ
trung bình của nước thai về mua đông T = 140C ta có:
+ Tai trọng thủy lực q = 30 (m3/m2/d)
Diện tích bể sinh học:
F = = 236.67 (m2)
Bể lọc cao tai có dang hình tron trên măt băng
Chọn 1 bể
Đường kính bể :
D = = = 17,36 (m)  Chọn D = 17,4m (Thỏa mãn vì D = (15m-30m)_Xử lý
nước thai đô thi_Trang 193_Trần Đức Ha)
14

14


 Bán kính bể: R = D:2 = 11,6 (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 bao vệ, Hbv = 0,5m
0,5 là chiều cao không gian giữa sàn lọc và sàn bể (<0,6m)
0,2 là chiều cao dầm đỡ sàn thu nước
0,1 khoang cách sàn thu nước tới dầm đỡ sàn thu.
 Hbể = 2 + 0,5 + 0,5 + 0,2 + 0,1 = 3,3 (m)

 Thể tích bể:

Wbể = fHbể = 236,67 3,3 = 781,011 (m3)
Chọn vật liệu là đá dăm, cuội sỏi, gach vỡ đường kính 40 – 80 mm, chiều
cao tư 2 m - 4 m có thể tăng lên 6 m – 9 m (Trang 187_Xử lý nước thai đô thiTrần Đức Ha)
•
-

Tính toán hệ thống tưới:
Lưu lượng tính toán của bể: Qb = 4000 m3/ngđ = 0,53 (m3/s)
Đường kính của mỗi ống tưới phan lực:
d = = = 0,175 (m), chọn d = 175mm
(CT 6.19_Trang 194_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
Trong đó: Qb: Lưu lượng nước thai câp cho bể lọc sinh học (m3/s)
v: Vận tốc nước thai trong ống thường được lây nhỏ hơn hoăc băng
1m/s
n: Số nhánh của hệ thống tưới, n thường là 2 hoăc 4. Chọn n=4.

-

Số lỗ trên mỗi ống tưới là:
m=
(CT 6.20_Trang 194_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
Trong đó: DT: Đường kính hệ thống ống tưới, mm.
DT = D – 0,2 = 17,4 – 0,2 = 17,2 (m) = 17200 (mm)
 m = 108 (lỗ)

-

Khoang cách tư một lỗ bât kì tới tâm bể lọc ri là:

ri = = = 827,5 (mm)
(CT 6.21_Trang 194_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
i: số thứ tự của lỗ kể tư trục cánh tưới. Chọn i = 1.

-

Số vong quay của hệ thống trong 1 phút:
n = q1
(CT 6.23_Trang 194_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
15

15


Trong đó: q1: Lưu lượng nước thai cho 1 nhánh ống tưới, l/s.
q1 = = 20 (l/s)
dl: Đường kính lỗ ống tưới, lây băng 10mm-15mm. Chọn d1= 15mm
 n = 20 = 25 (vong/phút)
 Áp lực cần thiết cho hệ thống tưới: (6.22)

h = q12 ( )
(CT 6.22_Trang 194_Xử lý nước thai đô thi_ Trần Đức Ha)
Với K: modul lưu lượng, theo bang 6.7_Trang 194 ta có: K = 209l/s
h = 202 ( ) 200(mm)=0,2(m)  Thỏa mãn điều kiện h = (0,2 1)m (Trang
193_Xử lý nước thai đô thi_Trần Đức Ha)
Vì hiệu suât xử lý BOD5 trong bể Biofil cao tai là (60% - 85%), và khi có
tuần hoàn nước thai ta có thể chọn hiệu suât xử lý là 90%
-

Hàm lượng BOD con lai sau bể Biofil cao tai:

STT
1

Tên thông số
Số bể

Đơn vị

Giá trị
1

2

Đường kính bể

m

17.4

3

Chiều cao xây dựng bể

m

3.3

4

Đường kính hệ thống ống tưới

mm

175

5

Đường kính lỗ ống tưới

mm

15

1. Bể lắng đưng đợt 2
Với công suât tram xử lý trên 4000m3/ngd. Ta lựa chọn bể lắng 2 là bể
lắng đứng theo mục 8.5.1
Bể lắng 2 có nhiệm vụ lắng hỗn hợp nước và bun tư bể biofin .
Tai trọng thủy lực qo được tính theo mục 8.5.6 TCXDVN 7957-2008
  = 3, 6.  0 = 3,6.0,45.1,4 = 2,016 (m3/m2/h)
Trong đó:
+   : Hệ số sử dụng dung tích, theo điều 8.5.7 TCVN7957 thì băng 0,45
đối với bể lắng đứng
16

16


+0: Độ lớn thủy lực hat căn, 0 = 1,4  /
Chọn vận tốc dong chay lớn nhât và thời gian lắng tính toán cho bể lắng 2

theo bang 35/47 TCVN 7957:2008
Ta chọn được thời gian lắng là T= 1,5h và vận tốc dong chay lớn nhât là
0.5mm/s đối với bể lắng đứng sau bể biofin cao tai
Diện tích tiết diện ống trung tâm:
f = = 5.52 (m2)
Trong đó:
Q – Lưu lượng nước lớn nhât/ giây. Q = 0.09 m3/s
n: hệ số tuần hoàn.
v – Vận tốc nước chay trong ống, v = 0.3mm/s hay 0,0003m/s, theo ý C,
8.5.11 TCVN7957:2008 )
diện tích tiết diện ướt của phần lắng:
Fo = = = 180 (m2)
Trong đó:
Q – Lưu lượng nước lớn nhât/ giây. Q = 0.09 m3/s
n: hệ số tuần hoàn.
v – Vận tốc nước chay trong bể, v = 0.5mm/s hay 0,0005m/s, theo ý C,
8.5.11 TCVN7957:2008 )
diện tích tông của bể:
F= FO + F = 180 + 5.52 = 185.52 (m2)
Chọn 3 bể lắng đứng đợt hai. Diện tích mỗi bể 185.52/3 = 62 (m2)
Đường kính bể lắng đứng : D = = = 7.74 m . Lây D = 8m ( thỏa mãn ý C,
điều 8.5.11 TCVN7957:2008 )
- Đường kính ống trung tâm ( tham khao trang 272 XLNT Lâm Minh Tri ết )
Dống tt = = = = 1.54 m
Chiều sâu lớp nước trong bể lắng:
H1 = v.t = 0.0005 x 1.5 x 3600 = 2.7m
Ta chọn được thời gian lắng là T= 1,5h và vận tốc dong chay lớn nhât là
0.5mm/s đối với bể lắng đứng sau bể biofin cao tai
-

Tông chiều sâu bể lắng
ΣH = H1 + H2 + H3 + H4 = 2.7 +0.5 + 0,3 + 1.5 = 5.0 (m).
17

17


Trong đó:
H2 – Chiều cao phần bao vệ phía trên măt nước, (m), chọn Hbv = 0,5m.
H3 – Bề dày lớp trung hoa giữa lớp nước công tác và lớp bun trong bể lắng,
chọn Hth = 0,3m.
H4 – Chiều sâu lớp căn, chọn = 1.5m
Thông số
Số lượng bể
Đường kính
Chiều cao bể H
Chiều sâu lớp cặn

Giá trị
3
8
5
1.5

Đơn vị
Bể
m
m
m

4. KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI

Sau các giai đoan xử lý cơ học, sinh học song song với việc làm giam n ồng
độ các chât ô nhiễm đat tiêu chuẩn quy đinh thì số lượng vi trung cung gi am
đáng kể đến 90-95%. Tuy nhiên lượng vi trung vẫn con cao và theo nguyên tắc
bao vệ vệ sinh nguồn nước là cần thực hiện giai đoan khử trung nước thai. Để
khử trung nước thai có thể sử dụng các biện pháp Clo hóa, ozon hóa, khử trung
băng tia hồng ngoai UV… Thì khử trung nước thai băng clo vì là phương pháp
đơn gian, rẻ tiền và hiệu qua cao.
-

Phan ứng thủy phân giữa Clo và nước thai xay 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

Hoăc có thể phân li ra thành H+ và OClHOCl

H+ và OCl-

HOCl , H+ và OCl-là các chât oxi hóa manh có kha năng tiêu diệt vi trung.
-

Lượng Clo hoat tính cần thiết để khử trung nước thai
Ya =

Trong đó: Ya: Lượng Clo hoat tính cần để khử trung nước thai, kg/h.
Q: Lưu lượng tính toán của nước thai, m3/h
a: Liều lượng hoat tính lây theo mục 8.28.3 của TCVN 7957:2008
3

(a=3g/m )
18

18


+ Lượng Clo hoat tính cần thiết để khử trung nước thai ứng với
Qh,max = 318.75(m3/h)
Ya,max,h = = 0.96 (kg/h)
+ Lượng Clo hoat tính cần thiết để khử trung nước thai ứng với
Qh,TB = 187.5(m3/h)
Ya,TB,h = = 0.56 (kg/h)
+ Lượng Clo hoat tính cần thiết để khử trung nước thai ứng với
Qh,min = 103.13(m3/h)
Ya,min,h = = 0.31 (kg/h)
•

Chọn 2 clorator (1 làm việc, 1 dự phong) với các đăc tính như sau:
Công suât 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 băng thép. Số balon cần thi ết
cho tram:
n = = = 1 (chiếc)
Trong đó: S: Lượng clo lây ra tư một balon trong điều kiện bình thường.
Chọn S = 0,5kg/h. Trong tram khử trung ta dung các Balon có W = 40lit và ch ứa
50kg Clo, chiều dài thung L là 1390mm.

-

Số Balon cần thiết dự trữ cho nhu cầu Clo trong một tháng sẽ là:
N = = = 14.4

15 balon

1. 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

-

hoăc 3 ngăn với các lỗ có d=20-100mm.
Số lỗ trong mỗi ngăn được xác đinh theo công thức:
n = = = 110,49 (lỗ) => Chọn 111 lỗ
Trong đó: : Lưu lượng nước thai lớn nhât (m3/s)

: Đường kính lỗ (m)
19

19


: Tốc độ của nước chuyển động qua lỗ (m/s)
-

Chọn máng trộn có số hàng lỗ theo chiều đứng là nđ = 8 hàng lỗ, và hàng lỗ theo
chiều ngang là nn = 14 hàng lỗ. Khoang cách giữa tâm các lỗ theo chi ều ngang l ây
băng
2d = 2= 0,14(m)

-

Khoang cách giữa 2 lỗ ngoài cung đến các thành trong của máng theo chiều

-

ngang lây băng 1,5d = 0,105 (m)
Chiều ngang máng trộn là :
B = 2d (nn – 1) + 3d = 2 0,07 ( 14 - 1) + 3 0,07 = 2,03 (m)
=> Chọn B = 2,0 (m)

-

Khoang cách giữa tâm các lỗ theo chiều đứng của vách ngăn thứ nhât (tính tư
cuối máng trộn) cung lây băng 2d. Khoang cách tư tâm lỗ của hàng ngang dưới

-

cung đến đáy máng trộn lây băng 1,5d = 0,105 m.
Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ nhât:
H1 = 2d (nd – 1) + 1,5d = 2 0,07 (8 – 1) + 0,105 = 2,03 (m)

-

Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ 2:
H2 = H1 + h
Trong đó: h là tôn thât 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 thai đô thi-Trần Đức Ha)

 H2 = 2,03 + 0,12 = 2,15 (m)
- Khoang cách a giữa các tâm lỗ theo chi ều đứng của vách ngăn th ứ 2:

H2 = a(nd – 1) + b
 a=

Trong đó: b_Khoang cách tư tâm lỗ của hàng ngang dưới cung ở vách ngăn
thứ 2 đến đáy máng trộn, chọn b = 2d = 2 0,07 = 0,14 (m)
-

Khoang cách giữa các vách ngăn:
l = 1,5 B = 1,5 2 = 3 (m)
(CT 7.15_Xử lí nước thai đô thi-Trần Đức Ha)
20

20


-

Chiều dài tông cộng của máng trộn với 2 vách ngăn có lỗ:
L = 3l + 2 = 3 3 + 2 0,2 = 9,4 (m)

-

Chiều cao xây dựng của máng trộn:
H = H2 + Hdp = 2,15 + 0,35 = 2,5 (m)
Trong đó: Hdp: chiều cao dự phong tính tư tâm dãy lỗ ngang trên cung
của vách ngăn thứ 2 đến mép trên cung của máng trộn, Hdp = 0,35m

-

Thời gian nước lưu lai trong máng trộn:
t = = = 74,83 (s) = 1,25 (phút)

 Thỏa mãn (1 – 2 phút) (Trang 247_Xử lý nước thai đô thi_Trần Đức Ha)
 STT

1

Tên thông số
Chiều dài

Đơn vị

m

Giá trị
9.4

2

Chiều cao xây dựng

m

2.5

3

Chiều ngang máng

m

2

4

Đường kính lỗ máng

mm

70

2. Tính toán bể tiếp xúc:

Bể tiếp xúc được thiết kế giống như bể lắng nhưng không có thiết bi thu
gom bun nhăm để thực hiện quá trình tiếp xúc clo và nước thai sau khi xử lý ở
bể lắng đợt II.
Chú ý răng trong quá trình khử trung băng clo ở bể tiếp xúc sẽ xay ra ca
quá trình keo tụ 1 phần các hat lơ lửng nhỏ bé và lắng ở bể, do vậy tốc độ của
nước trong bể tiếp xúc phai được tính toán sao cho kha năng trôi theo nước của
chât lơ lửng là nhỏ nhât. 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 thai trong bể tiếp xúc và trong máng dẫn ra
sông yêu cầu là 30 phút. Như vậy thời gian tiếp xúc riêng trong b ể ti ếp xúc (CT
7.18_Xử lí nước thai đô thi_Trần Đức Ha)
t = 30 - = 30 - = 24,44 (phút)

 Thỏa mãn (15 – 30 phút) (Trang 248_Xử lý nước thai đô thi_Trần Đức Ha)

Trong đó: : tông chiều dài máng dẫn nước thai tư máng trộn đến bể tiếp
xúc và tư bể tiếp xúc đến cống xa nước thai ra nguồn, m. Chọn lm = 200m
21
21


: Vận tốc dong chay trong máng dẫn, không nhỏ hơn 0,5 m/s.
-

Thể tích hữu ích của bể (CT 7.19_Xử lí nước thai đô thi_Trần Đức Ha)
Wbể tx = = = 747,86 (m3)

 Chọn 2 bể tiếp xúc

 Thể tích 1 bể tiếp xúc:

W1 = Wbể tx : 2 = 747,86 : 2 = 373,93 (m3)

 Diện tích 1 bể tiếp xúc:

F1 = = = 93,48 (m2)
Trong đó: H’1: Chiều cao công tác của bể, H’1 = 2,5-5,5m => Chọn H1 = 4m
-

Mỗi bể tiếp xúc ngang sẽ có các thông số như sau:
= 4 8 11,7 (m3)
Thông số
Số lượng bể
Chiều dài
Chiều cao
Chiều rộng

Giá trị
2
11.7
4
8

Đơn vị
Bể
m
m
m

5. Bể Metan.

-

Lượng căn đưa đến bể metan ( trang 158, XLNT đô thi - Lâm Minh Triết)
M1 =

( Lượng căn tươi tư bể lắng 1)

Trong đó:
Ca = 123.5 mg/l: nồng độ chât lơ lửng trong nước thai sau khi ra khỏi bể
lắng 1.
Q = 4000 (m3/ngđ)
E = 70 % (hiệu suât bể lắng)
22

22


K: hệ số tính đến kha năng tăng lượng căn do cỡ hat lơ lửng, K = 1,1 ÷ 1,2 ;
chọn K = 1,1
P: độ ẩm của căn tươi, P = 93% (8.5.5 TCVN 7957:2008)
→ M1 = = 6.4 (m3/ngđ)
-

Lượng bun hoat tính dư:
M2 =
G: Lượng màng vi sinh vật trong bể lắng 2, Lây 28 g/m3.ngđ
P: độ ẩm của bun sau bể Biofill, P = 96 %
Ntt : Lưu lượng theo BOD5

→ M2 = = 14 (m3/ngđ)

-

Lượng rác ở song chắn rác:
M3 = W 1 .
W1 = 1 (m3/ngđ): lượng rác lây ra ở song chắn
P1 = 80%, độ ẩm ban đầu của rác
P2 = 94%, độ ẩm của rác sau khi nghiền
M3 =1 . =3.3 (m3/ngđ)
Lượng rác tông cộng đến bể metan:
M = M1 + M2 + M3 = 6.4 + 14 + 3.3 = 23.7 (m3/ngđ)
Độ ẩm trung bình của hỗn hợp căn (T160,XLNT đô thi và công nghiệp –
Lâm Minh Triết)
= 100
CK: lượng chât khô của căn tươi trong ngày đêm, P = 98%
CK = M1 . = = 0,128 (m3/ngđ)
BK: Lượng chât khô trong bun hoat tính dư với P = 96 %
BK = M2 . = 14 . = 0.56 (m3/ngđ)
RK: lượng rác khô trong rác sau khi nghiền với P = 94%
RK = M3 . = 3.3 . = 0.198 (m3/ngđ)
=> Phh = 100 = 96 %

 Tính toán bể metan

Phh = 96% > 95 % → chọn chế độ lên men âm
Với t = 30 ÷ 350C, chọn t = 330C
Dung tích bể: V =
Trong đó:
W: lượng căn tông cộng dẫn đến bể metan

D: lưu lượng ngày đêm dẫn vào bể, tra bang 53/ TCVN 7957:2008, D = 9 %
→ V = = 264 (m3)
23

23


Kha năng phân hủy chât hữu cơ của bun căn trong bể Metan phụ thuộc
vào D xác đinh theo công thức
Y= a – nD
Trong đó: Y là kha năng phân hủy chât hữu cơ %
a- Kha năng lên men tối đa của CHC có trong căn đưa vào bể phụ thu ộc thành ph ần

hóa học xác đinh theo công thức, lây a= 53% theo 8.26.4
n là hệ số phụ thuộc vào độ ẩm căn tươi lây theo bang 54, chọn chế độ
nóng 550C p= 94% chọn được n= 0,385
Vậy Y= 53% - 0,385.9% = 46,84%
Lượng khí tao thành trong quá trìn phân hủy chât hữu cơ CT 90
G= Y/100 = 0,4684 (m3khí/kg chât khô không tro của bun căn tươi)
Tư V= 1457m3 chọn 1 bể Metan theo thiết kế
Chọn D= 5m, h1= 0.8 m. H=2.5m, h2= 0.7m
Thông số
Số lượng bể
Đường kính
Chiều cao bể H
6. Tính toán sân phơi bùn
-

Giá trị
1

5
2.5

Đơn vị
Bể
m
m

Lượng căn tông cộng dẫn đến sân phơi bun bao gồm căn tư bể Metan và căn tư
bể tiếp xúc (khử trung sau khi lắng ở bể lắng đợt II):
Wtc = Wbể tx + M
Trong đó: M: Lượng căn tư bể Metan (m3/ngđ)
Wbể tx: Lượng bun ở bể tiếp xúc (m3/ngđ)
Wbể tx = 4 (m3/ngđ)
Trong đó: Tiêu chuẩn bun lắng ở bể tiếp xúc (khi dung clo để khử trung)
tính cho 1 người trong ngày đêm có thể lây như sau:

• Khi xử lý cơ học: a = 0,08 0,16 l/ng.ngđ
• Xử lý sinh học ở Aeroten: a = 0,03 0,06 l/ng.ngđ
• Xử lý sinh học ở Biofil: a = 0,05 0,1 l/ng.ngđ
3
 Wtc = 4 + M = 7,4 + 23.7 = 28.4 (m /ngđ)
-

Diện tích hữu ích của sân phơi bun:
F1 = = = 1850 m2
Trong đó: qo: Tai trọng căn trên sân phơi bun, Chọn = 2
n: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậuED
24

24


• Đối với các tỉnh phía Bắc: n = 2,2 ÷ 2,8
• Đối với các tỉnh miền Trung: n = 2,8 ÷ 3,4
• Đối với các tỉnh phía Nam: n = 3 ÷ 4,2 (cần lưu ý đến 6 tháng mua mưa, khi đó
cần có biện pháp rút nước nhanh)

 Chọn n = 2,8
-

Sân phơi bun được chia làm nhiều ô. Mỗi ô có kích thước 10m x 10m x 2,5m

 Số ô sẽ là:1850 /250 = 6 ô

-

Diện tích phụ của sân phơi bun: đường xá, mương máng:
F2 = k × F1 = 0,4 x 1850 = 740 (m2)
(CT phần a) Tính toán sân phơi bun_Trang 165_Sách xử lý nước thai đô thi
và công nghiệp – Lâm Minh Triết)
Trong đó: k là hệ số tính đến diện tích phụ, k = 0,2 ÷ 0,4

-

Diện tích tông cộng của sân phơi bun:
F = F1 + F2 = 1850 + 740 = 2590 (m2), lây = 2600 m2

7. TÍNH TOÁN CAO TRÌNH MỰC NƯỚC
-

Gia thiết cốt măt đât tự nhiên của khu vực này là 15 m, cao trình m ực n ước sông

-

cao nhât vào mua lu là 13 m.
Để nước thai tự chay qua các công trình, mực nước ở công trình đầu tr am x ử lý
phai cao hơn mực nước lớn nhât sông (13 m) cộng với tông tôn thât c ột n ước
qua các công trình của tram xử lý và phai đam bao cột nước dự trữ tai v i trí cửa

xa ra sông là 1m, để nước thai chay tự do tư miệng cống xa ra sông.
a. Giả định khi lấy thiết kế trắc dọc theo nước và theo bùn:
Lây tôn thât qua các công trình theo bang 3.21 trang 182 giáo trình
XLNT_Lâm Minh Triết để tính ngược cao trình mực nước tư mương dẫn ra
nguồn về ngăn tiếp nhận :
Tôn thât qua song chắn rác: 5-20 cm; chọn 10 cm
Tôn thât qua mương dẫn: 5-50 cm, chọn 10cm
Tôn thât qua bể lắng đứng: 20-40 cm. chọn 20 cm
Tôn thât qua Biofil , tưới nước phan lực: Hvl+150 = 200 +150 = 350 cm
Tôn thât qua bể tiếp xúc ; 40-60cm chọn 40cm
b. Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt nước
1) Mực nước đầu tiên tại ống xả ra sông

zn = +1,5 + zmaxsông = +1,50+ 13,00 = +14,50 (m)
2) Mương dẫn

25

25