Đồ án xử lý nước thải - Công suất 500m3/ngày.đêm - DH Tài Nguyên & Môi Trường Hà Nội

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN
VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Họ và tên sinh viên: Nhóm 5
Lớp : DH5M1
Họ và tên giảng viên hướng dẫn: ..... Lê Ngọc Thuấn....
1- Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước thải
theo các số liệu dưới đây:
- Nguồn thải loại:..Nước thải công nghiệp
- Công suất thải nước: …450…m3/ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng nước thải:
Chỉ tiêu

Đơn vị đo

Nhiệt độ

0

Giá trị

C

20-35

pH

-

3.5-6.5

BOD5

mg/l

150

COD

mg/l

400

TS

mg/l

170

SS

mg/l

-

N-NH4

mg/l

10

2- Thể hiện các nội dung nói trên vào :
- Thuyết minh công nghệ (đề xuất hai phương án công nghệ, lựa chọn 1 phương án)
- Vẽ chi tiết hai công trình chính
Sinh viên thực hiện

•
-

Giảng viên hướng dẫn

Lê Ngọc Thuấn
Thành viên nhóm 5:
Trần Duy Cường
Đỗ Vũ Khánh Huyền (Nhóm trưởng)
Nguyễn Tuấn Linh
Lê Thị Thu Phương


STT

Thành Viên

Cho Điểm

1

Đỗ Vũ Khánh Huyền

A

2

Nguyễn Tuấn Linh

A

3

Trần Duy Cường

B+

4

Lê Thị Thu Phương

B+

NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
1.1. Tổng quan về nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất công
nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như nước thải khi
tiến hành vệ sinh công nghiệp hay hoạt động sinh hoạt của công nhân viên. Nước thải công
nghiệp rất đa dạng, khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào
nhiều yếu tố: loại hình công nghiệp, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện đại của công

nghệ, tuổi thọ của thiết bị, trình độ quản lý của cơ sở và ý thức cán bộ công nhân viên.
Tính chất nước thải công nghiệp
Trong sản xuất công nghiệp, nước thải được tạo ra trong quá trình khai thác và chế biến
các nguyên liệu hữu cơ, vô cơ. Trong các quá trình công nghệ, các nguồn nước thải như:
•

Nước tạo thành từ các phản ứng hóa học

•

Nước ở dạng ẩm tự do và liên kết trong nguyên liệu và chất ban đầu, được tách ra
trong quá trình chế biến.

•

Nướ rửa nguyên liệu , sản phẩm, thiết bị

•

Nước chiết, nước hấp thụ

•

Nước làm nguội

Thành phần chính của nước thải

a. Thành phần vật lý
Các chất không hòa tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10 -4mm, có thể ở dạng huyền
phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải.

Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng 10-4-10-6mm.
Các chất bẩn dạng hòa tan có kích thước nhỏ hơn 10 -6mm, có thể ở dạng phân tử hoặc phân
li thành ion.


b. Thành phần hóa học
Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 - 60% tổng các chất. Các chất hữu cơ này
bao gồm chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa quả, giấy và các chất hữu cơ động vật:
chất thải bài tiết của người. Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là
protein (chiếm 40 – 60%), hydratcacbon (25 – 50%), các chất béo, dầu mỡ (10%). Urê cũng là
chất hữu cơ quan trọng trong nước thải. Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác định thông
qua chỉ tiêu BOD, COD. Bên cạnh các chất trên nước thải còn chứa các liên kết hữu cơ tổng hợp:
các chất hoạt động bề mặt mà điển hình là chất tẩy tổng hợp (Alkyl bezen sunfonat- ABS) rất khó
xử lí bằng phương pháp sinh học và gây nên hiện tượng sủi bọt trong các trạm xử lý nước thải và
trên mặt nước nguồn – nơi tiếp nhận nước thải.
Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 - 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, các axit, bazơ vô
cơ,… Nước thải chứa các hợp chất hóa học dạng vô cơ như sắt, magie, canxi, silic, nhiều chất
hữu cơ sinh hoạt như phân, nước tiểu và các chất thải khác như: cát, sét, dầu mỡ. Nước thải vừa
xả ra thường có tính kiềm, nhưng dần dần trở nên có tính axit vì thối rữa.
c. Thành phần vi sinh, vi sinh vật
Trong nước thải còn có mặt nhiều dạng VSV: vi khuẩn, vi rút, nấm, rong tảo, trứng giun sán.
Trong số các dạng vi sinh vật đó, có thể có cả các vi trùng gây bệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn, có khả
năng gây thành dịch bệnh. Về thành phần hóa học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất
hữu cơ.
Khi xét đến các quá trình xử lý nước thải, bên cạnh các thành phần vô cơ, hữu cơ, vi sinh
vật như đã nói trên thì quá trình xử lý còn phụ thuộc rất nhiều trạng thái hóa lý của các chất đó và
trạng thái này được xác định bằng độ phân tán của các hạt. Theo đó, các chất chứa trong nước
thải được chia thành 4 nhóm phụ thuộc vào kích thước hạt của chúng.
- Nhóm 1: Gồm các tạp chất phân tán thô, không tan ở dạng lơ lửng, nhũ tương, bọt. Kích thước hạt

-

của nhóm 1 nằm trong khoảng 10 -1-10-4mm. Chúng cũng có thể là chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật
và hợp cùng với nước thải thành hệ dị thể không bền và trong điều kiện xác định, chúng có thể
lắng xuống dưới dạng cặn lắng hoặc nổi lên trên mặt nước hoặc tồn tại ở trạng thái lơ lửng trong
khoảng thời gian nào đó. Do đó, các chất chứa trong nhóm này có thể dễ dàng tách ra khỏi nước
thải bằng phương pháp trọng lực.
Nhóm 2: Gồm các chất phân tán dạng keo với kích thước hạt của nhóm này nằm trong khoảng 10 4

-

-10-6mm. Gồm 2 loại keo: keo ưa nước và keo kị nước.
Thành phần các chất keo có trong nước thải chiếm 35-40% lượng các chất lơ lửng. Do kích
thước nhỏ bé nên khả năng tự lắng của các hạt keo là khó khăn. Vì vậy, để các hạt keo có thể lắng
được, cần phá vỡ độ bền của chúng bằng phương pháp keo tụ hóa học hoặc sinh học.
Nhóm 3: Gồm các chất hòa tan có kích thước hạt phân tử nhỏ hơn 10 -7mm. Chúng tạo thành hệ

-

một pha còn gọi là dung dịch thật. Các chất trong nhóm 3 rất khác nhau về thành phần. Một số
chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất nước thải: độ màu, mùi, BOD, COD,… được xác định thông qua
sự có mặt các chất thuộc nhóm này và để xử lí chúng thường sử dụng biện pháp hóa lý và sinh
học.
Nhóm 4: Gồm các chất trong nước thải có kích thước các hạt nhỏ hơn hoặc bằng 10 -8mm (phân

tán ion). Các chất này chủ yếu là axit, bazơ và các muối của chúng. Một trong số đó như các
muối amonia, phosphat được hình thành trong quá trình xử lý sinh học.
1.1.1. Tính chất của nước thải sinh hoạt
Tính chất nước thải giữ vai trò quan trọng trong thiết kế, vận hành hệ thống xử lý và quản lý
chất lượng môi trường, sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải quyết định tải trọng thiết

kế cho các công trình đơn vị.


Thành phần và tính chất nhiễm bẩn của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập quán sinh
hoạt, mức sống của sinh viên, mức độ hoàn thiện của thiết bị, trạng thái làm việc của thiết bị thu
gom nước thải. Lưu lượng nước thải thay đổi tuỳ theo điều kiện tiện nghi cuộc sống. Tác hại đến
môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra.
- COD, BOD: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của
nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức,
điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như
H2S, NH3, CH4,.. làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường.
- SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
- Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thuỷ sinh
vật nước.
- Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn,
vàng da…
- Ammonia, phospho: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong nước quá
cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá (sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ
oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban
ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra).
- Màu: mất mỹ quan.
- Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
1.2. Các phương pháp xử lý nước thải
1.2.1. Phương pháp xử lý cơ học
Song chắn rác hoặc lưới chắn rác
Loại bỏ tất cả các tạp chất có thể gây sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước
thải như tắc cống bơm, đường ống hoặc ống dẫn. Có 2 loại song chắn rác: song chắn rác vớt rác
thủ công và song chắn rác vớt rác cơ giới.
Bể điều hòa:
Dùng để duy trì sự ổn định của dòng thải, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động

của lưu lượng dòng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở cuối dây chuyền
xử lý.
- Bể lắng:
Theo chức năng, các bể lắng được phân tích thàn: bể lắng cát, bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ
cấp. Yêu cầu: có hiệu suất lắng cao và xả bùn dễ dàng.
-

Lọc:
Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng
không thể loại chúng được, là quá trình tách các hạt rắn ra khỏi pha lỏng hoặc pha khí bằng cách
cho dòng khí hoặc lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qua lớp ngăn xốp, các hạt rắn sẽ bị giữ lại. Lọc
có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách
ngăn hay áp suất thấp sau vách ngăn.
1.2.2.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong các công trình nhân tạo
Phương pháp dựa trên cơ sở: hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây
nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm
chất dinh dưỡng và tạo năng lượng. Chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh
trưởng, sinh sản nên sinh khối của chúng tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi


-

-

-

-

sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Nước thải được xử lýbằng phương pháp sinh học sẽ

được đặc trưng bằng các chỉ tiêu COD và BOD.
Tự làm sạch: do trong môi trường có các vi khuẩn giúp cho quá trình chuyển hóa, phân hủy
chất hữu cơ nên khi xử lý nước thải cần xem xét nước thải có vi sinh vật hay không để lợi dụng
sự có mặt của nó và nếu có thì tạo điều kiện tốt nhất cho các vi sinh vật phát triển.
Các phương pháp yếm khí
Trong điều kiện không có oxy, các chất hữu cơ có thể bị phân hủy nhờ vi sinh vật và sản
phẩm cuối cùng là CH4, CO2.
Các loại công trình xử lý nước thải kết hợp lên men bùn cặn lắng: trong các công trình này
diễn ra quá trình lắng cặn nước thải (xử lý sơ bộ hoặc xử lý bậc một) và lên men bùn cặn lắng, đó
là các công trình: bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ, bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men đang được ứng
dụng để xử lý nước thải sinh hoạt và các loại nước thải khác có thành phần tương tự.
Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc: nước thải chưa được xử lý được trộn đều với bùn yếm khí
tuần hoàn.
Bể lọc yếm khí: bể này có lắp đặt các giá thể vi sinh vật kỵ khí dính bám là các loại vật liệu
hình dạng, kích thước khác nhau, đóng vai trò như vật liệu lọc. Dòng nước thải có thể đi từ dưới
lên hoặc trên xuống. Các chất hữu cơ được vi khuẩn hấp thụ và chuyển hóa để tạo thành CH 4 và
các chất khí khác. Các khí sinh học được thu gom tại phần trên bể.
Bể phản ứng yếm khí: có dòng nước thải đi qua tầng cặn lơ lửng.
Các phương pháp hiếu khí:
Cơ chế phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí: các quá trình hiếu khí có thể xảy ra
trong điều kiện tự nhiên hay trong các điều kiện xử lý nhân tạo. Trong điều kiện xử lý nhân tạo
người ta tạo ra các điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ
cao và hiệu suất cao hơn.
Lọc sinh học:
Cơ chế xử lý nước thải theo nguyên tắc lọc – dính bám: sau một thời gian, màng sinh vật
được hình thành chia làm 2 lớp: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí được oxy khuếch tán xâm nhập,
lớp trong là lớp thiếu oxy (anoxic). Bề dày màng sinh vật từ 600 - 1000µm trong đó phần lớn là
vùng hiếu khí. Do đó quá trình lọc sinh học thường được xem như là quá trình hiếu khí nhưng
thực chất là hệ thống vi sinh vật hiếu khí – yếm khí.
Thành phần: vi khuẩn (chủ yếu), động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… Sau một thời

gian hoạt động, màng sinh vật dày lên và sau đó màng bị bóc khỏi vật liệu lọc. Hàm lượng cặn
lơ lửng trong nước tăng lên. Sự hình thành các lớp màng sinh vật mới lại tiếp diễn.
Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính
Các vi sinh vật thường tồn tại ở trạng thái huyền phù. Bể được sục khí để đảm bảo yêu cầu
oxy và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng. Huyền phù lỏng của các vi sinh vật trong bể
thông khí được gọi chung là chất lỏng hỗn hợp và sinh khối (MLSS)
Khi nước thải đi vào bể thổi khí (bể aeroten), các bông bùn hoạt tính được hình thành mà
hạt nhân của nó là các phần tử cặn lơ lửng.
Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần cùng với các động vật nguyên sinh,
nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ hòa
tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ.
Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất hữu cơ và chất ding dưỡng (N, P) làm thức ăn để
chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành tế bào mới.
Dẫn đến trong bể aeroten lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng
đợt 2, một phần được quay trở lại đầu bể aeroten để tham gia xử lý nước thải theo chu trình mới.
Quá trình cứ tiếp diễn đến khi chất thải cuối cùng không thể là thức ăn của các vi sinh vật được
nữa.
Nếu trong nước thải đậm đặc chất hữu cơ khó phân hủy, cần có thời gian để chuyển hóa thì


phần bùn hoạt tính tuần hoàn phải được tách riêng và sục khí oxy cho chúng tiêu hóa thức ăn đã
hấp thụ.Đó là quá trình tái sinh bùn hoạt tính.
1.2.3.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên
Các phương pháp xử lý nước thải trong đất: dựa vào mức độ xử lý và tải trọng tưới nước
thải, các phương pháp xử lý nước thải được phân thành ba loại sau: quá trình lọc tưới chậm,
quá trình lọc nhanh, quá trình lọc ngập nước trên mặt.
Các loại công trình xử lý nước thải trong đất: dựa vào đặc điểm xây dựng và khả năng
khảo sát quá trình xử lý người ta chia ra 2 loại công trình là: cánh đồng ngập nước tự nhiên,
cánh đồng ngập nước nhân tạo (gồm cánh đồng ngập nước bề mặt và cánh đồng ngập nước

phía dưới).
1.2.4.
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lý
Phương pháp đông tụ
Mục đích: để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo,... Người ta
dùng phương pháp đông tụ, khi đó nồng độ chất màu, mùi, lơ lửng sẽ giảm xuống. Các chất
đông tụ thường dùng là nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua,...
Phương pháp trung hòa
Trung hòa còn với mục đích làm cho một số muối kim loại nặng lắng xuống và tách ra
khỏi nước.
Phương pháp oxy hóa khử
Các chất bẩn trong nước thải công nghiệp có thể phân ra hai loại: vô cơ và hữu cơ.
Các chất hữu cơ thường là đạm, mỡ, đường, các hợp chất chứa phenol, chứa nitơ,... nên
có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật, do đó có thể dùng phương pháp sinh học để xử lý. Các chất
vô cơ thường là những chất không xử lý bằng phương pháp sinh học được.
Các ion kim loại nặng không thể xử lý bằng vi sinh vật cũng như không loại được dưới
dạng cặn, chỉ 1 phần bị hấp phụ bằng bùn hoạt tính. Thủy ngân, asen,... còn là những chất rất
độc khó xử lý mà còn tiêu diệt các vi sinh vật có lợi trong nước thải.
1.2.5.
Khử trùng và xả nước thải ra nguồn
- Khử trùng nước thải
Sau khi xử lý cơ học, sinh học trong điều kiện nhân tạo, vi khuẩn gây bệnh không bị tiêu
diệt hoàn toàn.Vì vậy, để đảm bảo điều kiện vệ sinh, nước thải đô thị hoặc nước thải sinh
hoạt sau xử lý cơ học hoặc xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo cần phải khử trùng tiếp tục.
- Trộn, bể tiếp xúc và cống xả nước thải ra nguồn
Hóa chất khử trùng được đưa vào máng trộn để trộn đều cùng nước thải, sau đó hỗn hợp
này chuyển qua bể tiếp xúc để thực hiện các quá trình và phản ứng diệt khuẩn.

Chương 1:
ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ

1.Chất lượng nước mặt yêu cầu sau khi xử lý
-Áp dụng QCVN 40:2011/BTNMT ban hành ngày 28 tháng 12 năm 2011 về chất lượng nước thải
công nghiệp .Lấy theo giới hạn tối đa cho phép,ta có bảng so sánh các chỉ tiêu trong đề bài với
quy chuẩn như sau:
BẢNG THÔNG SỐ CHẤT LƯỢNG ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU ĐẦU RA
stt

Chỉ tiêu

Đơn
vị

1

Nhiệt độ

o

C

Giá trị đầu Chỉ tiêu đầu ra
Đánh giá
vào
(40:2011/BTNMT
)
20-35
40
-

2
pH
3,5-6,5
5,5 – 9
Xử lí
3
BOD5
mg/l
150
50
Xử lý
4
COD
mg/l
400
150
Xử lý
5
TS
mg/l
170
100
Xử lý
6
SS
mg/l
85
7
N-NH4
mg/l

10
10
Đạt
8
mg/l
9
mg/l
Từ bảng trên ta thấy:
-Nhiệt độ: thấp nhiều so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
-pH : khoảng giá trị thấp nhiều so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
BOD5: vượt quá gấp 3 lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
COD: vượt quá gấp 2,67 lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
TS: vượt quá gấp 1,7 lần so với quy chuẩn 40:2011/BTNMT
N-NH4: vừa bằng quy chuẩn.
- Đề xuất công nghệ
-Dựa vào bảng phân tích chỉ tiêu nước mặt đầu vào: COD, TS cao nên dây chuyện công nghệ :
điều hòa lắng sơ cấp Xử lí sinh học lắng thứ cấp Khử Trùng
-Qúa trình lắng sơ cấp ta có thể sử dụng , bể lắng đứng, lắng ngang
-xử lí sinh học : có thể dùng bể biofin, hồ sinh học, bể aerotank……
2.Lựa chọn dây chuyền công nghệ
NaOH
a.Đề xuất các phương án
Lựa chọn sơ đồ công nghệ
Phương án 1:
Máy thổi
khí

NT vào

Bể điều

hòa

Song chắn
rác

rác

Chôn
lấp

Bể
metan

Bể lắng
đứng I

Xe hút bùn
định kì

Bể nén bùn
Bùn tuần hoàn

Nước
javen

Khử
trùng

Nước
ra

Bể lắng
đứng II

Bể aeroten


Chú thích:

: đường nước
: đường bùn
: đường khí
: Đường hóa chất

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
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 được dùng bơm đẩy lên mương dẫn và tự chảy vào công trình
đơn vị tiếp theo trong trạm xử lý.
Đầu tiên nước thải được dẫn qua 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 điều hòa, tại bể điều hóa có sử dụng bơm định lượng để bơm hóa chất NaOH để
ổn định pH sao cho đạt yêu cầu để các công trình kế tiếp xử lý đạt hiệu quả cao nhất.
.
Nước thải từ bể đièu hòa tiếp tục được bơm vào bể lắng đứng đợt I,tại đây các chất hữu cơ không
hòa tan trong nước thải được giữ lại, các các chất rắn trong nước. Cặn lắng được đưa đến bể
metan để lên men, nước thải tiếp tục đi vào bể aeroten.
Tại bể aeroten,các vi khuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải trong điều kiện
sục khí liên tục. Qúa trình phân hủy này sẽ làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành bùn
hoạt tính dư, sau đó nước thải được chảy qua bể lắng đợt II ,phần bùn trong hỗn hợp bùn-nước
sau bể aeroten sẽ được giữ lại, một phần sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể aeroten nhằm ổn định

nồng độ bùn hoạt tính trong bể aeroten, phần còn lại sẽ được đưa về bể nén bùn để giảm độ ẩm và
ổn định bùn hoạt tính dư, sau đó đưa qua bể metan.
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 (coliform) vẫn còn 1
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 hơi,nước thải sau khi xử lý sẽ được thải nguồn
tiếp nhận.
Bùn sau khi được nén sẽ đưa vào bể metan để lên men ổn định yếm khí. Nhờ sự khuấy trộn, sấy
nóng sơ bộ bùn cặn nên sự phân hủy chất hữu cơ ở ể metan diễn ra nhanh hơn. Lượng khí thu
được trong bể metan có thể được dự trưc trong bể khí hoặc sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu. Bùn


sau khi lên men sẽ được chuyển ra sân phơi bùn, cuối cùng được đem đi phục vụ cho mục đích
nông nghiệp hoặc chôn lấp.
.
.
.


NaOH
Phương án 2:

NT vào

Máy thổi
khí

Bể điều
hòa

Song chắn
rác

Chôn
lấp

rác

Bể
metan

Bể lắng
đứng

Xe hút bùn
định kì

Bể nén bùn
Bùn tuần hoàn

Nước
javen

Khử
trùng

Bể lắng
đứng

Bể biofin

thường

Nước
ra
Chú thích:

: đường nước
: đường bùn
: đường khí
: Đường hóa chất

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

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 chảy qua bể lắng đợt I như phương án I.Sau đó,nước thải sẽ được dẫn đến bể
biofil thườ.Tại đây nước thải được lọc qua lớp vật liệu có bao bọc lớp màng vi sinh vật.Màng vi
sinh vật đã sử dụng theo nước trôi khỏi bể và được tách khỏi nước thải đã xử lý tại bể lắng đợt


II.Tại bể lắng bùn để giảm độ ẩm và ổn định bùn hoạt tính .Nước thải sau lắng tiếp tục qua máng
trộn clo để đến bể tiếp xúc và thải ra nguồn tiếp nhận.
b.So sánh phương án-lựa chọn công nghệ :
So sánh
Ưu điểm

Nhược điểm

Phương án 1

Bể aerotank:
- Hiệu suất xử lý BOD
lên đến 90% • Loại bỏ
được Nito trong nước thải.
- Vận hành đơn giản, an
toàn, Thích hợp với nhiều
loại nước thải
- Thuận lợi khi nâng cấp
công suất đến 20% mà
không phải gia tăng thể
tích bể.
- Phổ biến rộng dãi, xây
dựng dễ dàng.

Bể aerotank:

Phương án 2
Bẻ lọc sinh học nhỏ giọt:
- Chiếm ít diện tích vè không cần bể
lắng trong
- Đơn giản, dễ dàng cho việc bao
che công trình
- Đảm bảo mỹ quan, ít có khả năng
sinh mùi
- Không cần phải rửa lọc (Vì quần
thể vi sinh vật được cố định trên giá
đỡ cho phép chống lại sự thay đổi
tải lượng của nước thải)
- Dễ dàng trong vận hành, có khả
năng tự động hóa

Bẻ lọc sinh học nhỏ giọt:

Dễ bị tắc nghẽn
Nhân viên vận hành cần được
đào tạo kỹ càng về chuyên - Rất nhạy cảm với nhiệt độ (ảnh
môn.
hưởng trực tiếp tới quá trình sinh
trưởng và phát triển của hệ vi sinh
Chất lượng nước thải sau xử lý vật trong bể)
ảnh hưởng nếu một trong các
công trình đơn vị trong trạm - Không khống chế được quá trình
không được vận hành đúng thông khí, dễ sinh mùi
theo yêu cầu kỹ thuật.
- Bùn dư không ổn định
Không loại bỏ màu từ chất thải
công nghiệp và có thể làm tăng - Giá thành xây dựng cao (Khối
màu sắc thông qua sự hình lượng vật liệu lọc tương đối nặng)
thành các chất trung gian màu
cao thông qua quá trình oxy
hóa.


-Kết luận : Trên cơ sở so sánh trên ta chọn sơ đồ công nghệ dùng bể hiếu khí aerotank và bể lắng
đứng để đơn giản trong quá trình vận hành nhưng hiệu quả xử lý của 2 công nghệ tương đương
nhau

Chương 2 : TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI
1.Mương dẫn nước thải
Nước thải được thu theo mương dẫn chảy qua song chắn rác.

Các thông số tính toán mương dẫn nước thải

 Lưu lượng nước vào mương q= 5,21 x 10-3 (m3/s)
 Vận tốc trung bình qua khe hở của song chắn,theo TCVN 7957:2008 điều 7.2.10 thì V=0,8-1,0
(m/s) do đó chọn vận tốc nước chảy trong mương V= 0,8 (m/s)
 Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật. Ta có Q= WxV
Suy ra ,diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn W = = = 6,5125 x 10-3 (m2)
Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật. Có B=2h sẽ cho tiết diện tốt về mặt thủy lực
[sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 285]
Trong đó:
B: chiều rộng của mương dẫn nước(m)
h: chiều cao mực nước trong mương(m)
Hơn nữa có W=Bxh = 2hxh = 2h2
Suy ra h= = = 0,057 (m)
Lấy h =0,06 (m)
Ta có B=2h=0,06 x2=0,12 (m)
-Độ dốc tối thiếu của mương dẫn để tránh quá trình lắng cặn trong mương dẫn tính theo công
thức :
imin= = = 8,33 %
-Chiều cao xây dựng của mương : H = h + h’
Với h’ là chiều cao bảo vệ của mương h’ : (0,1-0,2)m
Chọn h’= 0,1 (m)

 chiều cao xây dựng của mương là :
H = h + h’ = 0,06 + 0,1 = 0,16(m) = 16 (cm)
Với thông số quá nhỏ, ta thiết kế xây mương sao cho dễ xây dựng và vận hành
Xây bể với kích thước 1x0,5m
Bảng thông số thiết kế mương dẫn nước thải
STT
1

2
3
4
5
6

Thông số
Lưu lượng nước thải vào,Q
Vận tốc nước chảy trong mương, V
Chiều cao mực nước trong mương ,h
Chiều rộng , B
Chiều cao xây dựng , H
Độ dốc , imin

Đơn vị
m3/ngày đêm
m/s
m
m
m
%

Giá trị
450
0,8
0,057
0,5
1
8,33

2.Song chắn rác (tính toán theo mục 8.2-TCVN 7957:2008)
-nhiệm vụ 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 cố đặt cố định,cào rác
bằng cơ giới và có máy nghiền rác.
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 tròn với bề dày 10mm, khoảng cách giữa các khe hở là l = 16mm = 0,016m.
-Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của mương dẫn ứng với q:
h1 = 0,4 m.

- Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức :
n = = . 1,2= 9 khe [Công thức 3.1-sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 68]
Trong đó :
n : là số khe hở .
q : lưu lượng của nước thải q=0,00521(m3/s).
V: vận tốc nước chảy trong song chắn rác, theo mục 7.2.10 TCVN 7957 : 2008, vận tốc nước
chảy qua khe hở song chắn rác cơ giới là v = 0,8– 1m chọn v=0,8 m /s.
b : khoảng cách giữa các khe hở, l=16mm = 0,016m [bảng 19-TCXD 7957:2008]
k: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác,

cào rác thủ công chọn k=1,2,

[sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 68].
-Chiều rộng của song chắn rác:
Bs = d(n+1) + n.b = 0,01 x ( 9+ 1) + 0,016 x 9 = 0,244 m. Chọn Bs = 0,25 m
[Công thức 3.2-sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 68]

trong đó:
d: bề dày của thanh song chắn rác lấy s = 0,01 m

b:là chiều rộng khe hở của song chắn rác (16-20mm).chọn 16 mm =0,016 m
-Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn rác với lưu lượng
nước thải nhỏ nhất nhằm tránh lắng cặn tại đó.Vận tốc này phải >0,4 m/s.


v= x k = x 1,2 = 0,76 (m/s). Thỏa mãn yêu cầu tránh lắng cặn

- Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1:
L1 = =1,37(BS – Bm )= 1,37 x (0,25 – 0,12) = 0,1781 m.Chọn Ll = 0,18m
[Công thức 3.7-sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 69]
m: chiều rộng máng nước trước SCR (m)
B
-Độ dài phần thu hẹp song chắn rác:
L2 = 0,5 x L1 = 0,5 x 0,18 = 0,09 (m)
-Chiều dài hình chữ nhật ngăn SCR Lp là:
Lp=L3+L4+L5 (m)
[Công thức 3.8-sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 69]
L4: hình chiếu ngang của SCR và xác định như sau:
L4= ==0,0924 m
Trong đó:
hp: chiều cao lớp nước trong máng đặt SCR (m)
h’: chiều cao từ mặt nước lên mặt mương (m)
hp+h’=H: chiều cao xây dựng (m)
: góc nghiêng của SCR: bằng 60o.
L3 là phần chiều dài máng dẫn phía trước SCR. L 3 phải có độ lớn sao cho SCR xoay quay trục đặt
cao hơn mặt mương 0,3m để sửa chữa thiết bị khi cần thiết.
L3=+Lk-L2=+0,3-0,09=0,74 m
Trong đó:
Lk: chiều dài dự phòng của SCR để cố định với trục quay để sữa chữa khi cần thiết, lấy bằng 0,3m
L5: chiều dài phần máng hình chữ nhật phía sau SCR, lấy bằng 1m

 Lp=0,74+0,0924+1=1,8324 m
Chiều dài của máng được xác định theo công thức: L = L1+L2+Lp
• L = 0,18+0,09 + 1,8324=2,1024 (m)
[ theo sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 69]
- Tổn thất áp lực qua song chắn rác:
h = = =0,037m
[ theo sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 68]

Trong đó:
+ v : vận tốc của nước thải trước song chắn rác =0,8 m/s.
+ p: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn rác, xác định theo công
thức:
p=3,36v-1,32=1,37

+ ξ: hệ số sức cản cục bộ của song chắn :


= sin=sin=0,828

Trong đó:

+ = 1,79 đối với thanh hình tròn
α:góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy, α = 60o
Bảng: các thông số thiết kế SCR
STT Thông số
Đơn vị
Giá trị
1
Chiều dài mương, L
m

2,1024
2
Chiều rộng mương dẫn, Bs
m
0,25
4
Số khe
khe
9
5
Kích thước khe
mm
16
 Hiệu quả xử lý qua song chắn rác là TS, BOD5, COD, N-NH4 giảm 4%
Hàm lượng các chất sau song chắn rác là :
TS = 170 × 96% = 163,2 (mg/l)
BOD5 = 150 × 96% = 144 (mg/l)
COD = 400 × 96% =384 (mg/l)
N-NH4 = 10 × 96% = 9,6 (mg/l)
3.Bể điều hòa
Bể điều hoà được xây dựng nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm của nước thải từ
nhà máy, tạo điều kiện cho hệ vi sinh vật hoạt động tốt trong các giai đoạn xử lý sinh học.

• Thể tích bể điều hoà: Wdh(lt)= Qh× t =18,75× 2 = 37,5(m3)
Trong đó:

• Qh là lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qh = 18,75 m3/ h
t : thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 2 h.

• Thể tích thực tế của bể điều hoà:

W

dh(tt)

= Vdh(lt) / 0,7 [sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 292]

Wdh(tt)=37,5/0,7= 55 (m3)
Chọn chiều cao Hdh của bể là 3,5 m

• Diện tích bể điều hoà:
F = = = 15,8 m2
Chọn bể điều hòa có L × B =4 m × 4 m.
Hxd = Hdh + Hbv = 3,5 + 0,5 = 4 m

• Thể tích xây dựng của bể điều hoà:


L × B × Hxd = 4 × 4 × 4 = 64 (m3)

• Lưu lượng khí cần cung cấp cho bể điều hoà:
Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hoà cần cung cấp một lượng khí
thường xuyên
Qkk = qkk × V × 60 = 0,015 × 55 × 60 = 49,5 (m3/h)
qkk là lượng không khí cần thiết để xáo trộn 0,01-0,015m 3/m3phút (trang 42 Tính toán thiết kế
công trình xử lí nước thải - Trịnh Xuân Lai)

• Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh.
Q(ống) = = = 12,4 (m3/h)
n: số ống nhánh
• Đường kính ống chính dẫn khí vào bể điều hoà

Dc = = = 0,042(m)
Chọn Dc =42 mm (Bảng thông số kỹ thuật ống nhựa PVC Tiền Phong />V =10 m/s vận tốc khí trong ống (10-15 m/s) : [sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 267]
Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể điều hoà
Dn = = = 0,021 (m)
Chọn Dn = 21 mm (Bảng thông số kỹ thuật ống nhựa PVC Tiền Phong />• Không khí được phân phối qua hệ thống châm lỗ với đường kính từ 5mm, chọn d lỗ =5 mm, nằm ở
mặt dưới ống, cách nhau 30-60 mm; chọn 50mm nên khoảng cách giữa các tâm lỗ là 53 mm.(điều
8.4.7 TCVN 7957 :2008). Khi đó, số lỗ phân phối trên mỗi ống nhánh là:
nlỗ = +1= + 1 =73 lỗ
Ống chính đặt trên mặt bể chạy dọc theo thành bể.
Khoảng cách giữa các ống nhánh là 1 m, các ống cách tường là 0,5m

• 0,2: đuôi của ống nhánh cách mép tường 0,2m  chiều dài mỗi ống nhánh: 3,8 (m)
• Số ống nhánh được phân phối là:
n = L- 2x0,5 +1= 4-2x0,5+1= 4 (ống)
vừa đủ với số ống nhánh đã chọn bên trên.
Bảng 5: Thông số thiết kể bể điều hòa
STT
1
2
3
4
6
7

Thông số
Lưu lượng (q)
Thời gian lưu (t)
Thể tích (v)
Chiều cao (htt)
Chiều dài (L)

Chiều rộng (B)

Đơn vị
m3/h
h
m3
m
m
m

Giá trị
18,75
2
64
3,5
4
4


8
Chiều cao (Hxd)
m
4
9
Đường kính ống chính (Dống)
mm
42
10
Đường kính ống nhánh (Dn)
mm

21
11
Số ống nhánh
ống
4
12
Số lỗ trên mỗi ống nhánh
Lỗ
73
13
Chiều dài mỗi ống nhánh
m
3,8
 Hiệu quả xử lý qua bể điều hòa.
Hàm lượng chất BOD, COD, N sau bể điều hòa giảm 20 %
BOD5 = 144× 80% = 115,2 (mg/l)
N-NH4 = 0,96 × 80% = 0,688 (mg/l)
COD= 384 x 80% = 307,2 (mg/l)
4.Bể lắng đứng I
Nguyên tắc làm việc: Nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi đi xuống dưới qua bộ phận
hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi vào bể lắng. Trong bể lắng đứng nước chuyển động
theo chiều từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy bể. Nước đã lắng trong được thu vào máng
vòng bố trí xung quanh thành bể và được đưa sang công trình kế tiếp.
- Theo chức năng làm việc, bể chia làm hai vùng là vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở
phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc hình chóp ở phía dưới. Cặn tích lũy ở
vùng chứa nén cặn được thải ra ngoài theo chu kỳ bằng ống và van xả cặn
Với công suất Q< 1.000 m3/ngđ thì ta sử dụng bể lắng đứng I tính toán bể lắng ngang theo mục
8.5-trang 44-TCVN 7957:2008
*Thiết kế:

• Bán kính bể lắng đứng I (m):
R=
[công thức 33-mục 8.5.4-trang 44-TCVN 7957:2008]
Trong đó:
Q - Lưu lượng tính toán của nước thải (m3/h) Q= 18,75 m3/h
K - hệ số phụ thuộc loại bể lắng và cấu tạo của thiết bị phân phối và thu nước: K= 0,35 đối với bể
lắng đứng.
N – Số bể: chọn 2 bể làm việc đồng thời song song, thỏa mãn 8.5.2 TCVN 7957:2008
Uo – Độ lớn thủy lực của hạt cặn (mm/s)
Uo tính theo công thức 34-mục 8.5.4-trang 45-TCVN 7957:2008:
Uo= = = 0,3 (mm/s)
Trong đó:
– Hệ số kể tới ảnh hưởng của nhiệt độ của nước đối với độ nhớt lấy theo bảng 31 - trang
45-TCVN 7957:2008; với nhiệt độ trung bình theo tháng thấp nhất là 20oC thì = 1
– Thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thải trong bể lấy theo bảng 32- trang 45-TCVN
7957:2008; với V=15mm/s thì =0,1 mm/s.
t – Thời gian lắng (s) của nước thải trong bình thí nghiệm hình trụ với chiều sâu lớp nước
h, đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả lắng tính toán, lấy theo bảng 33- trang 45-TCVN
7957:2008
Với n = 0,25 , hiệu quả lắng 60% và nồng độ chất lơ lửng 170mg/l => t = 3020 s)


n - Hệ số kết tụ, phụ thuộc vào tính chất lơ lửng của các loại hạt chủ yếu, xác định bằng
thực nghiệm phụ thuộc vào tính chất của cặn trong nước thải. Khi thiếu số liệu thực
nghiệm có thể lấy sơ bộ như sau:
n lấy 0,25 đối với hạt lơ lửng có khả năng kết tụ trong nước thải có khả năng dính kết.
n lấy 0,4 đối với các hạt khoáng rắn có khối lượngriêng 2 - 3 g/ cm3;
n lấy 0,5 cho các hạt cặn nặng có khối lượng riêng 5 - 6 g/ cm3.
Chọn n = 0,25

Trị số

 KH 


 h 

n

khi tính toán các bể lắng đợt một đối với nước thải sinh hoạt có thể lấy theo

 KH 


 h 

n

Bảng 34 :
= 1.21 ứng với H = 3 m cho bể lắng đứng
Vậy bán kính của bể lắng đứng I là:

•
•

•

•

R= =2,81 (m)

Đường kính của bể: D=2R = 5,62 (m) (thỏa mãn D=4-9m mục 8.5.11 TCVN 7957:2008)
Đường kính ống trung tâm:
Theo mục 8.5.11 TCVN 7957:2008 yêu cầu vân tốc nước trng ống trung tâm không lớn
hơn 30mm/s, chọn vận tốc nước trong ống trung tâm là 10mm/s:
Đường kính ống trung tâm:
Dtt= ==0,58 m
Với N: số bể
Chọn đường kính ống trung tâm là 0,6m
- Ống trung tâm có chiều dài bằng chiều cao tính toán của vùng lắng có miệng phễu và tấm
hắt cố định ở dưới  chiều cao ống trung tâm là 2m
- Đường kính và chiều cao của phễu lấy bằng 1,5 lần đường kính ống trung tâm:
1,5x0,6=0,9m
- Đường kính tấm hắt bằng 1,3 đường kính miệng phễu =1,3x0,9=1,17m. Góc nghiêng
giữa bề mặt tấm hắt với mặt phẳng ngang: 17o. Chiều cao từ mặt dưới của tấm hắt đến bề
mặt lớn cặn là 0,3m.
Chiều cao hình nón:
hn=tan=tan50=3,23 (m)

Góc nghiêng của bể lắng so với phương ngang không nhỏ hơn 50o, chọn =50o
Dn : đường kính phần đáy hình nón hặc chóp (m) theo 8.5.10 TCVN 7957:2008
Dn>200mm lấy Dn=200mm = 0,2m
Chọn đường kính ông xả cặn bằng áp lực có đường kính 200mm
 Chiều cao xây dựng của bể lắng đứng:
H=Hlắng + hn + hbv=3+3+0,5=6,5 (m)
• Máng thu nước:
Chọn vận tốc nước chảy trong máng là 0,3m/s
Diện tích mặt cắt ướt của máng:
A= = =0,018 m2
q: lưu lượng nước chảy trong 1 bể lắng m3/s. q=0,00521m3/s
Xây máng có kích thước 200 x 200mm (không kế phần răng cưa)

Nước từ bể trộn vào phần ống trung tâm có tốc độ nước chảy trong ống là (quy phạm 0,8-1)
Suy ra ta có đường kính ống dẫn nước vào bể phản ứng xoáy hình trụ là
Chọn đường kính trong của ống dẫn nước vào là 60 mm

• Hiệu quả xử lí sau bể lắng
Nồng độ chất bẩn còn lại sau lắng là:
TS = Cbđ(100 – 60)%= 163,2(100-60)/100=65,28 mg/l
STT
Thông số
Đơn vị
Giá trị
1
Đường kính bể
m
5,62
2
ống trung tâm
m
0,6
3
Chiều cao vùng lắng
m
3
4
Chiều cao xây dựng
m
6,5
5

Bể
Số lượng bể
2

-

5. Bể Aerotank
Tính theo mục 8.16 – TCVN 7957:2008
BOD đầu vào aerotank là 115,2 mg/l, qua các công trình phía trước BOD đã được xử lí
một phần nhỏ
 BOD của nước thải đưa vào aerotank La< 150mg/l
 Theo 8.16.3 Ta chọn loại bể aerotank đẩy không có ngăn tái sinh bùn hoạt tính.
Với các thông số đầu vào như đề cho, ta có thể tính toán thiết kể bể xử lí nước thải công
nghiệp như đối với nước thải sinh hoạt.
Các thông số thiết kế:
- Lưu lượng nước thải: Q= 450 m3/ngày đêm
- Nhiệt độ nước thải 25oC
- Hàm lượng BOD đầu vào: 115,2 mg/l
- Hàm lượng chất rắn đầu vào TS= 65,28 mg/l
- Hàm lượng BOD đầu ra 15 mg/l
Đối với nước thải đô thị ta chọn:
ρmax = 85 , Kl = 33, K0 = 0,625,φ = 0,07 , Tr = 0,3 Bảng 46- TCVN 7959:2008
- Thời gian cấp khí nước thải t(h) trong AEROTEN không có ngăn tái sinh xác định theo công
thức sau đây:
t=[(C0+K0)(Lhh-Lt)+ KlC0ln]Kp
(Công thức 64 trang 65-TCVN 7957:2008)

-

Trong đó : BOD của hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính tuần hoàn vào bể aerotank:

Lhh = = = 70,05 (mg/l)
(Công thức 65 trang 65-TCVN 7957:2008)
: BOD5 của nước thải sau khi xử lý ( mg/l); Lt =15 mg/l
Tr: độ tro của bùn hoạt tính = 0,3 (Bảng 46 trang 65-TCVN 7957)
: tốc độ OXH riêng lớn nhất trong 1h = 85( mgBOD 5/g chất khô không tro bùn); (Bảng 46_
trang 65-TCVN 7957)
Kl : Hằng số đặc trưng cho tính chất của chất bẩn hữu cơ trong nước thải = 33 (mg BOD/l )
(Bảng 46 trang 65-TCVN 7957).
K0 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của oxy hòa tan = 0,625 (mgO 2/l ) (Bảng 46 trang 65-TCVN
7957).


- φ : Hệ số kể đến sự kìm hãm quá trình sinh học bởi các sản phẩm phân hủy bùn hoạt tính
( l/h ) = 0,07 (Bảng 46 trang 65-TCVN 7957).
C0 : nồng độ oxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong aerotank thực tế lấy từ 2-4mg/l chọn
C0=3mg/l
Kp : Hệ số tính đến ảnh hưởng của quá trình trộn dọc theo bể lấy bằng 1,5 với L t =15 mg/l
(<20mg/l )
La : BOD5 của nước thải trước khi xử lý (mg/l ) = 115,2 mg/l
.
R: Tỉ lệ tuần hoàn bùn :
R = = = 0,82 (Công Thức 61_ TCVN 7957)
I : chỉ số bùn ( 100 – 200 ml/g ). Chọn 150 ml/g
a : Liều lượng bùn hoạt tính theo chất khô ( g/l) Chọn 3 g/l (Mục 8.16.4_ TCVN 7957).
 t=[(3+0,625)(70,05-15)+ 33.3.ln]1,5 = 1,19 (h)
Theo 8.16.4 TCVN 7957: 2008 – thời gian thổi khí không nhỏ hơn 2h, chọn t=2h
- Thể tích bể AEROTEN :
W = Qtt ( 1 + R ) ×t = 18,75 × ( 1 + 0.82 ) × 2 = 68,25 (m3)
Chọn 2 bể hoạt động nối tiếp
Thể tích 1 bể AEROTEN :

= = 34,125 m3
Trong đó :
Qtt : lưu lượng tính toán = 18,75 (m3/h )
R = 0,82
t = 2h
thời gian lưu nước:T=== 3,64h
- Chọn chiều cao của bể H = 3m theo 8.16.8 TCVN 7967:2008 H = 3-6m
Diện tích của bể: F = = = 11,375 m2
Chọn kích thước 1 bể AEROTEN là : B x L x H = 3 x 4 x 3 ( m)
- Lưu lượng không khí đơn vị D (m3 không khí/m3 nước thải) khi xử lí nước thải trong các
aeroten cấp khí nén từ máy thổi khí, xác định theo công thức : Mục 8.16.13_CT 74_TCVN 7957
D = = = 5,35 (m3 không khí / m3 nước thải)
Công thức 75 mục 8.16.1-TCVN 7957
Trong đó :
Z – Lưu lượng oxy đơn vị tính bằng mg để xử lý 1mg BOD 5 = 1,1 mg ôxy/mg BOD5 đối với
bể aeroten xử lí sinh học hoàn toàn
K1 – Hệ số kể đến thiết bị nạp khí : thiết bị tạo bọt khí cỡ nhỏ và hệ thống nạp khí áp lực.
Lấy K1 = 1,47 (Bảng 47- TCVN 7957).
K2 – Hệ số phụ thuộc vào độ sâu đặt thiết bị phân phối khí với H = 3m Chọn K2= 2,08
n1 – Hệ số kể đến nhiệt độ của nước thải
n1 = 1+ 0,02 ( Ttb – 20 ) = 1 + 0,02 (25 – 20 ) = 1,1 (CT75-TCVN 7957).
Trong đó :
Ttb : Nhiệt độ trung bình của nước thải trong tháng mùa hè = 25oC
n2 – Hệ số kể đến sự thay đổi tốc độ hòa tan oxy trong nước thải so với trong nước sạch = 0,85
( đối với nước thải sinh hoạt – nước thải công nghiệp chọn sấp xỉ)
Cp – Độ hòa tan của oxy không khí trong nước :
Cp = = 9,2( mg/l)
Trong đó :

CT Độ hòa tan của oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất.
Theo bảng P2.2 trang 316– Giáo trình xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ ta có : Với T = 25 0C
⇒ CT = 8,02 (mg/l).
C – Nồng độ trung bình của oxy trong bể aeroten lấy = 2mg/l
Lưu lượng không khí cần thổi vào hệ thống Aeroten trong một đơn vị thời gian là:
Qk = D × Q = 5,35 × 18,75 = 100,4 (m3/h)
-Lưu lượng khí cần cấp cho 1 bể :
Qn = D × = 5,35 × = 50,2 (m3/h )
- Cường độ sục khí :
J = = = 8,025 m3/m2.h (CT77-TCVN 7957:2008)
Lưu lượng không khí cần thổi vào hệ thống Aeroten trong một đơn vị thời gian là:
V = D × Q = 8,025 × 18,75 = 150,5 (m3/h)

 Hệ thống phân phối khí
Theo giáo trình Xử lý nước thải đô thị - Trần Đức Hạ (T268)
- Áp lực thổi khí P
P = 98066,5(1+) =98066,5(1+) =126546,6 (Pa)
- Công suất máy thổi khí
Trong đó:
Hs: độ ngập của thiết bị phân tán khí trong nước
Qk: tổng lưu lượng khí nén cấp vào hệ thống (aeroten+bể điều hòa=100,4+49,5), m3/h
Qk=149,9 m3/h
η: Hệ số sử dụng hữu ích của máy thổi khí, η = 0,5 ÷ 0,75. Chọn η = 0,5
chọn 2 máy hoạt động luân phiên, mỗi máy có công suất 5 kW
Để phân phối không khí trong bể aeroten ta dùng các đĩa phân phối khí đặt dưới đáy bể.
Chọn đĩa phân phối khí ltd 270 – longtech ( )
Thông số kỹ thuật:
Đĩa phân phối khí LTD 270 (Đĩa phân phối khí LTD có các loại kích thước khác nhau: 7 inch – 9 inch
– 12 inch) chọn loại 7 inch.  D=177,8mm
– Lưu lượng thiết kế : q=2.5 – 5 m3/h

– Lưu lượng thổi: 0 – 12 m3/h
– Vật liệu màng: EPDM hoặc Polymer đặc biệt.

- Số đĩa phân phối khí trong 1 bể
nđ==


Mỗi bể 20 đĩa chia cho 4 ống nhánh, mỗi ống nhánh có 5 đĩa thổi khí trên chiều dài ống nahsnh
2,8m.  khoảng cách giữa các tâm đĩa =0,7m. đường kính 177,8mm  mỗi đĩa cách nhau 700177,8=522,2mm
Theo Trang 267 sách XLNTĐT- Trần Đức Hạ: Vận tốc chuyển động của dòng khí trong tuyến
ống phân phối thường lấy băng 10-15m/s. Chọn vận tốc phân phối khí vào là Vv = 10m/s
- Đường kính ống phân phối khí chính vào 1 bể :
D = = = 0,042 (m ) Chọn D = 42 mm
Kiểm tra vận tốc : Vk = = = 10,06 m/s (Thỏa mãn)
Chọn D =42 mm (Bảng thông số kỹ thuật ống nhựa PVC Tiền Phong />
• Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh.
Q(ống) = = = 12,55 (m3/h)
n: số ống nhánh
V =10 m/s vận tốc khí trong ống (10-15 m/s) : [sách XLNTĐT-Trần Đức Hạ –trang 267]
Đường kính ống nhánh dẫn khí vào bể điều hoà
Dn = = = 0,021 (m)
chọn vận tốc phân phối khí trong ống nhánh là Vv = 10 m/s
Chọn Dn = 21 mm (Bảng thông số kỹ thuật ống nhựa PVC Tiền Phong />- Đường ống dẫn nước thải ra khỏi bể :
Chọn vận tốc nước thải trong ống = 0,8 m/s
Lưu lượng nước thải ra khỏi 1 bể AEROTEN : = 0,0026 (m3/s )
Đường kính ống dẫn nước thải ra khỏi 1 bể AEROTEN :
D = = = 0,064 ( m )
Chọn D =75 mm (Bảng thông số kỹ thuật ống nhựa PVC Tiền Phong />
Bố trí đường ống thổi khí :
Đường ống dẫn khí chính 42mm đặt trên mặt bể chạy dọc theo chiều dài bể.

Có 4 ống nhánh,. Mỗi ống cách nhau 1 m, ống nhánh đầu và cuối ống chính cách tường 0,5m,
mỗi đầu ống nhánh tường 0,2m.  chiều dài ống nhánh nằm dưới đáy bể : 3-0,2=2,8m
Trên ống nhánh bố trí các đĩa thổi khí
Thông số thiết kế bể AEROTEN


STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị

1

Số bể ( n )

bể

2

2

Chiều dài bể ( L )

m

4

3

Chiều rộng bể ( B )

m

3

4

Chiều cao xây dựng bể ( Hxd )

m

3,5

5

Thời gian lưu nước

h

3,64

6

Lưu lượng khí cần cấp 1 bể

m3/h

50,2

7

Đường kính ống dẫn khí chính

mm

42

8

Đường kính ống dẫn nước thải ra,
mm
vào bể

75

9

Đường kính ống nhánh dẫn khí

21

10

Số đĩa thổi khí trên một ống
Chiếc
nhánh

mm

5

11
Đường kính đĩa thổi khí
mm
177,8
6. Bể lắng đứng II
Nguyên tắc làm việc: Nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi đi xuống dưới qua bộ phận
hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi vào bể lắng. Trong bể lắng đứng nước chuyển động
theo chiều từ dưới lên trên, bùn vi sinh từ bể aerotank rơi từ trên xuống đáy bể. Nước đã lắng
trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và được đưa sang công trình kế tiếp.
- Theo chức năng làm việc, bể chia làm hai vùng là vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở
phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc hình chóp ở phía dưới. Bùn tích lũy ở
vùng chứa nén cặn được bơm tuần hoàn hoặc thải bùn ra ngoài theo chu kỳ bơm chìm đặt dưới
đáy bể

Với công suất Q< 1.000 m3/ngđ thì ta sử dụng bể lắng đứng I tính toán bể lắng ngang theo mục
8.5-trang 44-TCVN 7957:2008
Tính toán theo tải trọng thủy lực đối với bể aeroten.
Áp dung công thức 38_TCVN 7957:2008 ta có:
q0 =
Trong đó : Mục 8.5.7- TCVN 7957:2008
Ks – Hệ số sử dụng dung tích của vùng lắng Chọn = 0,35 đối với bể lắng li tâm
a – Nồng độ bùn hoạt tính trong bể AEROTEN Chọn = 10g/l
at –Nồng độ bùn hoạt tính sau lắng Chọn = 10 mg/l
H chiều sâu tính toán vùng lắng H không nhỏ hơn 1,5m : chọn H = 3mMục 8.5.11- TCVN
7957:2008
Trong đó :

I :chỉ số bùn ( 100 – 200 ml/g ) Chọn 150 ml/g
Vậy q0 = = = 0,51 (m3/m2.h )


- Chọn vận tốc dòng chảy lớn nhất = 0,5mm/s, thời gian lắng = 2h sau Aeroten làm sạch hoàn
toàn (Bảng 35- TCVN 7957:2008)
Kiểm tra lại :
Thời gian lắng 2h hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải sinh hoạt sau lắng II khi BOD của
nước thải làm sạch bằng 15mg/l ta có hàm lượng chấ lơ lửng còn lại là 12mg/l Bảng 36 - TCVN
7957:2008
chọn 2 bể làm việc đồng thời song song, thỏa mãn 8.5.2 TCVN 7957:2008
F= = = 36,76 m2
Chọn chiều cao bể lắng đứng là H = 3 m
*Thiết kế:
Đường kính của bể lắng :
D = = = 4,84(m )

• Đường kính của bể: D= 4,84(m) (thỏa mãn D=4-9m mục 8.5.11 TCVN 7957:2008)
• Đường kính ống trung tâm:
Theo mục 8.5.11 TCVN 7957:2008 yêu cầu vân tốc nước trng ống trung tâm không lớn
hơn 30mm/s, chọn vận tốc nước trong ống trung tâm là 10mm/s:
Đường kính ống trung tâm:
Dtt= ==0,58 m
Với N: số bể
• Chọn đường kính ống trung tâm là 0,6
- Ống trung tâm có chiều dài bằng chiều cao tính toán của vùng lắng có miệng phễu và tấm
hắt cố định ở dưới  chiều cao ống trung tâm là 2m
- Đường kính và chiều cao của phễu lấy bằng 1,5 lần đường kính ống trung tâm:
1,5x0,6=0,9m
- Đường kính tấm hắt bằng 1,3 đường kính miệng phễu =1,3x0,9=1,17m. Góc nghiêng

giữa bề mặt tấm hắt với mặt phẳng ngang: 17o. Chiều cao từ mặt dưới của tấm hắt đến bề
mặt lớn cặn là 0,3m.
• Chiều cao hình nón:
hn=tan=tan50=2.9 (m)
Góc nghiêng của bể lắng so với phương ngang không nhỏ hơn 50o, chọn =50o
Dn : đường kính phần đáy hình nón hặc chóp (m) theo 8.5.10 TCVN 7957:2008
Dn>200mm lấy Dn=800mm = 0,8m phục vụ cho việc đặt bơm để bơm tuần hoàn bùn vi
sinh
 Chiều cao xây dựng của bể lắng đứng:
H=Hlắng + hn + hbv=3+2,9+0,5=6,4 (m)
• Máng thu nước:
Chọn vận tốc nước chảy trong máng là 0,3m/s
Diện tích mặt cắt ướt của máng:
A= = =0,018 m2
q: lưu lượng nước chảy trong 1 bể lắng m3/s. q=0,00521m3/s


Xây máng có kích thước 200 x 200mm (không kế phần răng cưa) Thiết kế tấm chắn bùn
rộng 300mm đặt cách máng răng cưa 0,2m, mép trên của tấm chắn bùn cao hơn ngọn của
phần răng cưa 0,1m
STT
1
2
3
4
5

Thông số
Đường kính bể
ống trung tâm

Chiều cao vùng lắng
Chiều cao xây dựng
Số lượng bể

Đơn vị
m
m
m
m
Bể

Giá trị
4,84
0,6
3
6,4
2

7. Bể khử trùng
Khử trùng bằng Clo.
• Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải.
Ya = = = 1,35 kg/ngày đêm
Với –Q: lưu lượng nước thải Q=450 m3/ngày đêm
-a : liều lượng Clo hoạt tính,nước thải sau khi xử lý sinh học hoàn toàn. a=3g/m 3 ( theo
8.28.3 TCVN 7957: 2008)
Dùng clorua vôi để khử trùng, tỉ lệ clo hoạt tính p chỉ chiếm 45%  lượng clorua vôi cần dùng:
X===3kg/ngày đêm
Dung tích hữu ích cho bồn hóa chất pha Clorua vôi để sử dụng:
W===0,09 m3
Chọn bồn hóa chất 100 lít để sử dụng

Trong đó:
n: số ngày sử dụng cho 1 lần pha, chọn 7 ngày.
b: nồng độ dung dịch clorua vôi, 21%
D: khối lượng riêng của dung dịch Clorua voi 21%, D=1110 kg/m3
• tính toán bể tiếp xúc –kiểu bể lắng ngang.
Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc được tính theo công thức :
V=Q x t = 18,75 x = 18,75 (m3)
[2,tr178]
Với –t:thời gian lưu nước ,chọn t=60 phút
- Q =18,75 (m3/h) : lưu lượng nước trong1h.
-chọn chiều cao hữu ích của bể Hi = 3 m
-chiều cao bảo vệ : hbv =0,5 m
 chiều cao xây dựng 3,5m
Diện tích bề mặt :
F= = =5,4 (m2) [2,tr178]
-chọn chiều rộng của bể B=1,5m
=>chiều dài của bể:
L= = = 3,6 (m)
Chọn 1 bể khử trùng loại ziczac ,chiều dài bể 3,6 m, gồm 3 ngăn, mỗi ngăn dài 1,2 m
Bảng 3.8.các thông số thiết kế bể khử trùng
stt
Tên thông số
Đơn vị
Số liệu
1
Chiều dài bể
m
3,6
2
Chiều rộng bể

m
1,5
3
Chiều cao bể
m
3,5
4
Thời gian lưu nước
Giờ
1