đồ án xử lý nước thải chăn nuôi heo 1600M3/NGÀY ĐÊM TP TRÀ VINH

Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Mục Lục
MỞ ĐẦU........................................................................................................................... 3
I.

Lý do chọn đề tài....................................................................................................3

II.

Mục tiêu và nội dung nguyên cứu......................................................................3

III.

Phương pháp nghiên cứu...................................................................................3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI..............................................................................4
1.1.Tổng quan khu vực nghiên cứu.............................................................................4
1.2.Tổng quan ngành chăn nuôi...................................................................................5
1.3.Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................5
1.4 Đặc tính nước thải...................................................................................................5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ – LỰA CHỌN CÔNG
NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH CHĂN NUÔI...................................................6
2.1

.Các phương pháp xử lý.....................................................................................6

2.1.1
2.2

Xử lý cơ học.....................................................................................................6
.Xử lý hóa học......................................................................................................6

2.2.1

Keo tụ - tạo bông..........................................................................................6

2.2.2

Xử lý hóa lý...................................................................................................7

2.2.3

Xử lý sinh học...............................................................................................7

2.3

.Đề xuất dây chuyền xử lý..................................................................................7

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH.............................................10
3.1.Mương dẫn nước...................................................................................................10
3.2.Song chắn rác........................................................................................................12
3.3.Bể lắng cát.............................................................................................................16
3.4.Ngăn tiếp nhận......................................................................................................17
3.5.Bể điều hòa............................................................................................................17
3.6.Tính toán bể sinh học Anoxic................................................................................20
3.7.Bể lắng đợt 1..........................................................................................................21
3.8 Bể UASB................................................................................................................23
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 1


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

3.9.Bể Aerotank...........................................................................................................28
3.10.Bể lắng đợt 2........................................................................................................34
3.11.Tính toán bể khử trùng.......................................................................................35
3.12.Tính toán bể nén bùn..........................................................................................36
3.13.Tính toán máy ép bùn.........................................................................................38
3.14.Tính toán bể chứa bùn........................................................................................38
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH DÂY CHUYỀN XỬ LÝ...........................40
Nhận xét chung về hiện trạng cao trình....................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................42

SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 2


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

MỞ ĐẦU
I.
Lý do chọn đề tài

Là một trong những tỉnh có nền công nghiệp chăn nuôi phát triền bền vững nhất Việt
Nam. Tỉnh Trà Vinh đang tập trung phất triển chăn nuôi theo hướng nâng cao năng suất
và chất lượng.
Tỉnh từng bước cơ cấu lại vùng chăn nuôi, thay đổi hình thức nuôi từ nhỏ lẻ sang quy
mô trang trại góp phần không nhỏ trong việc tăng trưởng kinh tế nước ta.
Tuy nhiên trong quá trình hoạt động, việc chăn nuôi luôn phát sinh ra một lượng lớn
các chất ô nhiễm, ảnh hưởng đến môi trường, đồng thời gây ảnh hưởng tới sức khỏe công
nhân và người dân xung quanh. . Do đặc điểm công nghệ của ngành, ngành giết mổ đã sử
dụng một lượng nước khá lớn trong quá trình chế biến. Loại nước này sau khi sử dụng có
hàm lượng lớn Nito, Photpho, BOD, COD… dễ gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy cần phải
xử lý trước khi xả ra môi trường.
Trước vấn đề trên, cần thiết phải có các biện pháp tối ưu để giảm thiểu nguồn ô nhiễm
phát sinh như: mùi, nước thải, chất thải rắn,…, nhằm cải thiện môi trường, đảm bảo sức
khỏe cho công nhân và người dân sống gần đó. Chính vì vậy em đã chọn đề tài “Thiết kế
hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi gia súc với công suất 16000/ngày đêm”.
II.
Mục tiêu và nội dung nguyên cứu
 Tìm hiểu thành phần, tính chất đặc trưng của nước thải ngành chăn nuôi
 Tìm hiểu tình hình hoạt động, công nghệ sản xuất và các dòng thải ra của cơ sở.
 Từ đó, đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện của cơ sở, đạt tiêu
chuẩn đầu ra theo quy định của Nhà nước.
III. Phương pháp nghiên cứu
 Thu thập thông tin, tài liệu liên quan về ngành chăn nuôi
 Thu thập thông tin, tài liệu liên quan về tình hình chăn nuôi khu vực
 Trao đổi ý kiến với giảng viên.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.
1.1.Tổng quan khu vực nghiên cứu.
Xã Hưng Mỹ huyện Châu Thành tỉnh Trà Vinh, phía bắc là thành phố Trà Vinh và
con sông Cổ Chiên. Huyện có diện tích 348 và dân số là 148.000 người.

SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 3


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Về điều kiện tự nhiên:
Châu Thành có địa hình đặc thù, đó là địa hình đồng bằng ven biển với những
giồng cát chạy dài. Nhìn chung, địa hình tương đối thấp và bằng phẳng. Độ cao trung
bình phỏ biến từ 0.4 -1.2m. Nơi có địa hình cao nhất là các đỉnh giồng thuộc Đa Lộc –
Mỹ Chánh. Nơi có địa hình trũng thuôc các cánh đồng ở xã Thanh Mỹ và rải rác ở các xã
Phước Hảo, Lương Hòa.
Huyện Châu Thành nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa ven biển, có 2 mùa mưa,
nắng rõ rệt trong năm. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng
4 năm sau.
Nhiệt độ tương đối cao và ổn định, trung bình từ 25 -28 độ C, nhiệt độ cao nhất
35.8 độ C vào tháng 4 -5 và thấp nhất là 18.7 độ C vào tháng 1- 2.

Địa điểm đặt nhà máy gần sông Cổ Chiên để thuận lợi cho việc xả nước sau xử lý

1.2.Tổng quan ngành chăn nuôi
Tỉnh từng bước cơ cấu lại vùng chăn nuôi, thay đổi hình thức nuôi từ nhỏ lẻ sang quy
mô trang trại, ứng dụng công nghệ mới nhằm hạn chế dịch bệnh,…Từ năm 2013 -2016,
Trung tâm Khuyến nông – Khuyến ngư tỉnh Trà Vinh đã thực hiện 191 mô hình nuôi lợn
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 4

Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

sử dụng đệm lót sinh học. Mô hình giúp giảm chi phí thức ăn, giảm tỷ lệ mắc bệnh, giảm
mùi hồi gây ô nhiễm không khí.
Sau 3 năm thực hiện tại cơ cấu kinh tế nông nghiệp trong lĩnh vực chăn nuôi, tỉnh đã
phát triển thêm 17 trang trại chăn nuôi.
Mục tiêu đến năm 2020, Trà Vinh phấn đấu có 500.000 con lợn, 200.000 con bò thịt,
970 con trâu, đàn gia cầm 7 triệu con.
1.3.Phương pháp nghiên cứu
 Thu thập thông tin, tài liệu liên quan về ngành chăn nuôi
 Thu thập thông tin, tài liệu liên quan về tình hình chăn nuôi khu vực
 Trao đổi ý kiến với giảng viên.
1.4 Đặc tính nước thải
Nước thải giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD và COD khá cao và luôn luôn
chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất cacbon, nito, photpho. Các
hợp chất hữu cơ này tăng độ phì của nước đồng thời dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật,
gây mùi hôi thối và làm ô nhiễm nguồn nước.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ – LỰA CHỌN CÔNG
NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH CHĂN NUÔI.
2.1 .Các phương pháp xử lý
2.1.1 Xử lý cơ học.
Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất không hòa tan và một phần các
chất ở dạng váng ra khỏi nước thải.
- Song chắn rắc, lưới lọc dùng để giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng
sợi như giấy, rau, cỏ, rác,…gọi chung là rác.

SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 5


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

-

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng, tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối
tích của các công trình xử lý tiếp theo. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải
chăn nuôi khá lớn và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các công
trình xử lý phía sau. Sau khi tách, nước thải được đưa sáng các công trình phía

-

sau, phần chất rắn được đem đi ủ để làm phân bón.
Bể vớt dầu mỡ: thường áp dụng khi nước thải chứa dầu mỡ. Tuy nhiên nếu
hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thường được thực hiện ngay

ở bể lắng nhờ thiết bị gạt nổi.
2.2 .Xử lý hóa học
2.2.1 Keo tụ - tạo bông
- Mục đích nhằm loại bỏ các chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước
nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường
vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Ta có thể áp dụng phương pháp
keo tụ để loại bỏ chúng. Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn
-

sắt,..kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.
Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh ( 2001 ) tại trại chăn nuôi heo 2/9:
Phương pháp keo tụ có thể tách đc 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có trong
nước thải chăn nuôi heo.

2.2.2 Xử lý hóa lý
- Chưng cất: là quá trình chưng cất nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng
bay hơi lên theo hơi nước. Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi sẽ
-

hình thành các lớp riêng biệt và do đó dễ dàng tách các chất bẩn ra.
Tuyển nổi: Là phương pháp dùng để loại bỏ các tạp chất ra khỏi nước bằng

cách tạo cho chúng khả năng dễ nổi lên mặt nước khi bám theo các bọt khí.
2.2.3 Xử lý sinh học
Những công trình xử lý sinh học được phân thành hai nhóm:
- Nhóm những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự
nhiên: Cánh đồng tới, bãi lọc, hồ sinh học,…thường quá trình xử lý diễn ra
chậm.
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 6


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

-

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Nhóm những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện
nhân tạo: bể lọc sinh học, bể làm thoáng sinh học,…do các điều kiện tạo nên
bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn.
Quá trình xử lí sinh học học có thể đạt tới hiệu suất khử trùng 99.9%.
Thông thường giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học.
Trong quá trình xử lý nước thải bằng bất cứ phương pháp nào cũng tạo nên
một lượng cặn bã đáng kể. Nói chung các loại cặn giữ lại ở trên các công trình
xử lý nước thải đều có mùi hôi thối rất khó chịu. Do vậy, nhất thiết phải xử lý
cặn bã. Để gảm lượng chất hữu cơ trong cặn bã và để dạt các chỉ tiêu vệ sinh

thường sử dụng phương pháp xử lý sinh học kị khí trong các hố bùn.
2.3 .Đề xuất dây chuyền xử lý.
Việc xử lý nước thải chăn nuôi nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong
nước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận. Việc lựa
chọn phương pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào
-

các yếu tố như:
Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước
Lưu lượng nước thải
Các điều kiện của trại chăn nuôi
Hiệu quả xử lý
Đối với nước thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phương pháp sau:
Cơ học – Hóa lý – Sinh học
Trong các phương pháp trên, chọn xử lý sinh học là phương pháp chính. Công
trình xử lý sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý cơ học, hóa lý.

SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 7


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Thuyết minh dây chuyền:
Nước thải được đưa qua lưới chắn rác nhằm loại bỏ một phần rác có kích thước lớn, rác
từ đây được thu gom và đem đi chôn lấp. Sau đó nước thải được đưa vào ngăn tiếp nhận
rồi qua bể lắng cát. Tại đây, lượng cát có trong nước thải sẽ lắng xuống và được đem đi
san lấp. Nước từ bể lắng cát tiếp tục chảy sang bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng
độc các chất gây ô nhiễm. Sau đó, nước thải được bơm đến bể anoxic để xử lý nito
photpho sau đó được chuyển tới bể lắng đợt 1 có dạng bể lắng đứng để tách một phần
chất hữu cơ dễ lắng. Bùn thu được tại đây được bơm về bể nén bùn. Nước thải tiếp tục
qua bể UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật kỵ khí ở dạng lơ lửng sẽ phân hủy các chất
hữu cơ có trong nước thải thành các chất vô cơ dạng đơn giản và các khí , ,…Nước thải
sau khi được tách bùn và khí được dẫn sang bể lắng 2, tại đây diễn ra quá trình phân tách
nước thải và bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải ở phía trên được dẫn
qua bể khử trùng. Sau khi khử trùng, nước đạt tiêu chuẩn loại B sẽ được thải ra nguồn
tiếp nhận.
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 8


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Ưu điểm:
-

Hệ thống xử lý nước thải vận hành tương đối dễ
Nước đầu ra đạt tiêu chuẩn
Nhược điểm:
Quá trình vận hành cần phải theo dõi thường xuyên

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH
Thông số tính toán:
BOD = 1912 mg/l
COD = 2300 mg/l
SS = 500 mg/l
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 9


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Tổng N = 300
Tổng P = 40
Q = 16000/ngày đêm
Hệ số không điều hòa = 1.31
Loại

m3/ ngày đêm

m3/h

m3/s

l/s

Lưu lượng

16000

666

0.185

185

20960

873

0.242

242

trung bình
Lưu lượng
tính toán

3.1.Mương dẫn nước
Mương dẫn nước có nhiệm vụ đưa nước thải đến các công trình xử lý, mương dẫn

có tiết diện hình chữ nhật.
Lưu lượng nước thải tính toán vào mương:
Qtt = 873 (m3/h)= 0.242 (m3/s)
Với lưu lượng trung bình và tránh các sự cố xảy ra mà nhà máy vẫn hoạt động bình
thường nên ta chọn số lượng mương dẫn nước là 2.
Suy ra: Lưu lượng đi vào 1 đơn nguyên là
Qtt1= = 436.5 (m3/h)= 0.121 (m3/s)
Vận tốc dòng chảy trong mương: v = 0.1 ÷ 0.5 m/s . Chọn v = 0.5 m/s . Chọn
mương có tiết diện hình chữ nhật
Ta có: Q = A x v
v : vận tốc dòng nước
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 10


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

A: diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn
A= = = 0.242 m2
Kênh tiết diện hình chữ nhật sẽ có B = 2h sẽ có tiết diện lớn nhất về mặt thủy lực ( Thoát
nước tập 2, , Tr522, Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ 2002)
Trong đó: B: chiều rộng mương dẫn nước (m)
h: chiều cao mương dẫn nước (m)
Ta có:   B �h  2 �h �h
h= = = 0.34 (m)= 34 (cm).
B= 2xh= 2x0.34= 0.68m Độ dốc tối thiểu của mương dẫn để tránh quá trình lắng cặn
trong mương: imin= = = 1.47

'
Chiều cao xây dựng mương : H  h  h

Chiều cao xây dựng mương : H = 0.34 + 0.3 = 0.64 m
Với h’=0.3m là chiều cao bảo vệ
Bảng 3.1 : Các thông số tính toán mương dẫn nước thải
Thông số
Vận tốc nước chảy trong mương, v
Chiều cao mực nước trong mương, h
Chiều rộng mương, B
Chiều cao xây dựng, H
Độ dốc, imin

Đơn vị
m/s
M
M
M

Giá trị
0.5
0.2
0.68
0.64
1.47

3.2.Song chắn rác
Song chắn rác có nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thô có kích thước lớn như rác, vỏ,… trước
khi đi vào các công trình xử lý phía sau. Các tạp chất này có thể gây ra sự cố cho quá
trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm hỏng bơm, tắc nghẽn đường ống…

SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 11


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Song chắc rác được làm từ kim loại và đặt dưới đường chảy của nước thải theo phương
thẳng đứng.
Kích thước và khối lượng rác giữ lại ở song chắc rác phụ thuộc vào kích thước khe hở
giữa các thanh đan. Tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực cần thường xuyên làm vệ
sinh song chắn rác.
-

Số khe hở cần thiết của song chắn rác.

Với 2 mương dẫn ta sẽ thiết kế 2 đơn nguyên song chắn rác, với mỗi mương dẫn có 1
SCR thô và 1 SCR tinh.
 Thiết kế song chắn rác thô
o
o
o
Góc nghiêng:   (30 �45 ) chọn   45

Vận tốc trung bình qua song chắc rác: v = ( 0.6 ÷ 1 m/s ) chọn v = 0.8 m/s
Khe hở giữa các thanh chắn rác: b = ( 30 – 200 mm) . Chọn b = 30 mm = 0.03m
Chiều rộng và chiều sâu mương dẫn: B x H = 0.68 x 0.64 m

b
 3 �5
s
Độ dày các thanh:
chọn s = 8 mm = 0,008 m => b = 0.03
Chiều cao lớp nước trong mương h1 :
h1= = = 0.23 (m)
Số khe hở song chắn rác:
n= x kz= x 1,05= 23 (khe)
kz: hệ số tính đến sự thu hẹp dòng chảy. kz = 1,05
Số thanh của song chắn rác:N’= n-1= 23-1= 22 (thanh)
Bề rộng tổng cộng của song chắn rác:
Bs= s.(n-1)+b.n= 0.008.(23-1)+0.03.23= 0.866 (m). Chọn Bs= 0.9m
Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác: l1
l1= = = 0.3 (m)
Trong đó: Bs : Chiều rộng song chắn rác
Bk = B : chiều rộng mương dẫn
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 12


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

 : góc nghiêng đoạn mở rộng mương dẫn ( 15 ÷ 20o ). Chọn = 20
Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác: l2
l2= 0.5xl1= 0.15 (m)
Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

L= l1+l2+ls=2.45 (m). Chọn L= 2.45m
ls = 2 m: chiều dài phần mương đặt song chắn rác
Tổn thấp áp lực qua song chắn rác:
hs= ..K
Trong đó:
vmax là vận tốc nước thải trước song chắn rác ứng với Qmax, chọn vmax = 0,8 m/s
K : hệ số tính tới sự tăng tổn thấp áp lực do rác mắc phải song chắc rác ( k = 2 ÷ 3)
. Chọn K = 2 ( ThS. Lâm Vĩnh Sơn, Giáo trình xử lý nước thải)
: hệ số tổn thất áp suất cục bộ, xác định theo công thức:
= = 2,42x = 0,29
β : hằng số phụ thuộc hình dạng thanh chắn rác, chọn thanh chắn rác có hình dạng
hình chữ nhật, β = 2,42
α : góc nghiêng đặt song chắn rác. α = 45o
hs = = 0,29x = 0,019 (m)
Chiều sâu xây dựng mương:
H = hmax+ hs+ hbv= 0,12+0,019+0,5= 0,639 (m)
Chọn H = 0.64 m
Trong đó:
hmax : độ đầy ứng với chế độ Qmax, hmax = 0,12 m
hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác
hbv: chiều cao bảo vệ: Chọn hbv = 0,5 m
Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua song chắn rác thô:
Chất lơ lửng giảm 4%:
TSS1= TSSx(100-4)%= 500x96%= 480 (mg/l)
BOD5 giảm 4% còn lại:
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 13

Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

L1= BODx(100-4)%= 1912x96%= 1835.5 (mg/l)
COD giảm 4% còn lại:
COD1= CODx(100-4)%= 2300x96%= 2208 (mg/l)
 Thiết kế song chắn rác tinh
o
o
o


(30
�
45
)


45
Góc nghiêng:
chọn

Vận tốc trung bình qua song chắc rác: chọn v = 1,2 m/s ( TCVN 7957 :2015)
Khe hở giữa các thanh chắn rác: b = (5-25 mm). Chọn b = 15 mm = 0.015m
Chiều rộng và chiều sâu mương dẫn qua SCR thô: B x H = 0.6 x 0.65 m

b
 3 �5
s

Độ dày các thanh:
chọn s = 5 mm = 0.005 m
Bề rộng tổng cộng của song chắn rác:
Bs= s.(n-1)+b.n= 0.005.(n-1)+0.015.n= 0.455
n= 23. Với n là số khe hở song chắn rác
Và bố trí SCR tinh ngay sau SCR thô để tiện cho thi công xây dựng và quản lý vận hành.
Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua song chắn rác tinh:
Chất lơ lửng giảm 4%:
TSS2= TSS1x(100-4)%= 480x96%= 460.08 (mg/l)
BOD5 giảm 4% còn lại:
L2= BOD1x(100-4)%= 1835.5x96%= 1762.08 (mg/l)
COD giảm 4% còn lại:
COD2= COD1 x(100-4)%= 2208x96%= 2119.7 (mg/l)
(Theo xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán và thiết kế công trình – Lâm
Minh Triết )
Bảng 4.2: Các thông sốtính toán song chắn rác
Thông số
Song chắn rác thô
Vận tốc qua song chắn rác, v
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 14

Đơn vị
m/s

Giá trị
0.8

Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Khe hở giữa các thanh chắn rác
Độ dày các thanh, s
Số thanh chắn rác
Chiều rộng tổng cộng song chắn rác, Bs
Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác
Chiều sâu xây dựng mương, H
Góc nghiêng đặt song chắn rác, α
Góc mở rộng mương, 

Mm
Mm
Thanh
M
M
M

TSS qua SCR
BOD qua SCR
COD qua SCR

mg/l
mg/l
mg/l

Song chắn rác tinh
Khe hở giữa các thanh chắn rác

Độ dày các thanh, s
Số thanh chắn rác
TSS qua SCR
BOD qua SCR
COD qua SCR

Mm
Mm
Thanh
mg/l
mg/l
mg/l

30
5
23
0.68
2.45
0.64
45o
20o

480
1835.5
2208
15
5
23
460.08
1762.08

2119.7

3.3.Bể lắng cát
Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là 0.15 m/s < v < 0.3 m/s
và thời gian lưu nước trong bể là 30s < t < 60s (Điều 6.3.20 TCXD 51 – 84 )
Chọn thời gian lưu của bể lắng cát ngang: t = 60s
Chọn vận tốc nước trong bể lắng ngang :
Thể tích tổng cộng của bể lắng cát ngang :
W = Q x t = = 14.5
Diện tích mặt cắt ngang của bể lắng ngang: = 72.5
LxB = 10.5x7
Với H: chiều cao công tác của bể lắng cát ngang 0.25-1m ( điều 6.3.4 – TCXD 51 -84 ).
Chọn H = 1 m
Chia bể lắng cát thành 2 đơn nguyên , n = 2
Lượng cát trung bình sau mỗi ngày đêm: = /ngđ
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 15


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 1 ngày đêm:
= 1; chu kỳ lấy cát là 1 ngày đêm
Chiều cao xây dựng của bể: Hxd = h + += 1 + 0.02 + 0.3 = 1.32 m
h: Chiều cao công tác của bể lắng cát
Chiều cao bảo vệ
Bảng 4.3: thống kê thông số bể lắng cát ngang

Thông số
Chiều dài
Chiều rộng
Chiều cao
Đơn nguyên

Đơn vị
Mét
Mét
Mét
Chiếc

Giá trị
10.5
7
1.32
2

3.4.Ngăn tiếp nhận
Thể tích hữu ích của ngăn tiếp nhận được tính theo công thức: V = Q x t = 436 m3
Với: t là thời gian lưu nước trong ngăn tiếp nhận, chọn t = 30 phút.
Kích thước ngăn tiếp nhận: chọn chiều sâu hữu ích h = 2 m, chiều cao bảo vệ = 0.5m
Vậy chiều cao xây dựng ngăn tiếp nhận H = 2.5 m
F = V/H = 174 m2
Vậy, chọn B = 10; L = 17.4
3.5.Bể điều hòa
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều chỉnh pH và lưu lượng nước thải, sử dụng hệ thống
cung cấp khí khuấy trộn nước thải để ngăn sự lắng cặn và quá trình phân hủy các chất
hữu cơ gây mùi.
Thể tích bể:

Vb = x T= 873 x 4= 3500 (m3)
T: thời gian lưu nước ở bể điều hòa ( T = 4 – 8h ) . Chọn T = 4h
Diện tích của bể điều hòa = 700m2
Chọn chiều sâu hoạt động của bể là Hdh= 5m.
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 16


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Chia bể điều hòa thành 4 đơn nguyên => Diện tích mỗi bể là 175m2
Chiều cao xây dựng bể là: h = H + 0.5 = 5.5 (m) ( 0,5 là chiều cao bảo vệ bể)
Thể tích xây dựng của bể điều hòa :
V= L x B x h = 17.5 x 10 x 5.5= 963(m3)
Hệ thống cấp khí cho bể điều hòa
Lưu lượng không khí cần cấp cho 1 bể điều hòa :
Qkk = xV1= 0.012x963= 11.55 (m3/p)= 0.192 (m3/s)
R : tốc độ khí nén 10–15 lít/m3.phút.
Chọn = 12 lít/m3.phút = 0.012 m3/m3.phút
V1 : thể tích hữu ích 1 bể điều hòa.
Đường kính ống phân phối khí chính
D= = = 0.14 (m)= 140 (mm)
V là vận tốc khí trong ống chính = 10 -15 m/s. Chọn v = 12 m/s
Chọn ống có đường kính D = 140 mm
Ống nhánh được đặt dọc theo chiều rộng bể và vuông góc với chiều dài bể. Chọn ống dài
5m, khoảng cách giữa hai ống chọn 1m, chọn đường kính ống nhánh
Số ống nhánh là:

Với lưu lượng khí Qkk = 0.192 => ống nhánh có lưu lượng = 0.192/17 =0.012 m3/s; chọn
vận tốc ống nhánh = 10 m/s => D ống nhánh = 0.035 m. Chọn ống nhánh có đường kính
35 mm
Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén được xác định theo công thức
+5,5 = 6,8m
Trong đó:
m
m
: Tổn thất cục bộ của ống phân phối khí, không vượt quá 0,4m
-

Tính toán tổn thất đường ống dẫn nước chính ra khỏi bể điều hòa:

Chọn đường kính ống ra là D = 175 mm
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 17


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Công suất máy thổi khí :

Pmay

0,283
�
�P2 �

G �R �T �
�

��

1
� �
29,7 �n �e �
P
�
�1 �
�
�

G : trọng lượng dòng không khí, kg/s
G= Qkk x = 0.192 x 1.3= 0.25 (kg/s)
R : hằng số khí, R = 8,314 KJ/K.mol.K
T1 : nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào. T1 = 273 + 25 = 298K
P1 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào. P1 = 1atm
P2 : áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra. P2 = Pm + 1 = 0,58 + 1 = 1,58 atm

n

K 1
 0, 283
K
,( K = 1,395 đối với không khí )

e : hiệu suất của máy, chọn e = 0,8
Pmáy = x = 12.7 KW

Công suất thực của máy nén khí bằng 1,2 công suất tính toán
Pt= 1,2xPmáy= 1.2 x 12.7 = 15.24 (KW)
Tại bể điều hòa đặt 1 máy thổi khí 16 KW
-

Hàm lượng chất bẩn còn lại trong nước thải sau khi qua bể điều hòa
Chất lơ lửng giảm 4%:
Hàm lượng BOD5, COD sau khi thực hiện sục khí giảm còn với hiệu suất khoảng
20% đối với BOD5. Vậy sau khi qua bể điều hòa hàm lượng BOD5 còn lại là:
Hàm Lượng COD còn lại là: COD=CODv(100 – 25)%= 1589.7 mg/l
Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể điều hòa
Thông số
Số lượng bể
Chiều dài, L
Chiều rông, B
Chiều cao tổng, H
Lưu lượng không khí sục vào bể, Qkk
Đường kính ống phân phối khí chính

SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 18

Đơn vị
Bể
m
m
m
m3/phút
mm

Giá trị
4
17.5
10
5,5
11.55
70


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Công suất máy thổi khí
TSS
BOD
COD

KW
mg/l
mg/l
mg/l

16
441.67
1321.56
1589.7

3.6.Tính toán bể sinh học Anoxic

Thông số thiết kế HRT = 2-4h (Metcalf and Eddy, 2003)
Chọn thời gian lưu nước trong bể: HRT = t = 3h
Thể tích của bể:
V = Qx t = 2620 m3
Chọn chiều cao hữu ích của bể hc = 6,0m
Chọn chiều cao bảo vệ của bể hbv = 0,5m
Diện tích bể: F = V/H = 404 m2
Chia làm 2 đơn nguyên, vậy diện tích mỗi đơn nguyên là 202 m2
Chọn L x B = 20 x 10.1
Nước thải từ bể điều hòa, bùn tuần hoàn từ bể lắng sẽ được phân phối đều trên diện tích
đáy bể, ống chính 114mm, ống nhánh 60mm.
Bố trí ống thu mùi ở nắp bể dẫn vào thiết bị hấp thụ mùi bằng dung dích NaOH 10%.
Hiệu quả xử lý khử Nitơ của bể Anoxic là 85%
N tổng ra = 300 x ( 1 – 0.85 ) = 45 (mg/l)
Hiệu quả xử lý Phoypho của bể Anoxic là 75%
Photphora = 40 x (1-0.75) = 10 (mg/l)

3.7.Bể lắng đợt 1
Với Qngđ = 16000 m3 ta sử dụng 8 bể lắng đứng, công suất mỗi bể là Qngđ = 2000/ngđ
Chọn thời gian lưu: t=2h
Diện tích ống trung tâm xác đinh theo lưu lượng giây tối đa:
Trong đó: Q: lưu lượng tính toán trung bình giây
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 19


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

V: Vận tốc chảy trong ống trung tâm. Lấy V=30mm/s (theo TCVN
7957:2015)
Đường kính ống trung tâm:

-

Diện tích của bể:

Trong đó: : lưu lượng tính toán trung bình theo giây
V: Vận tốc chuyển động của nước thải trong bể lắng: Chọn V=0.7mm
- Diện tích tổng cộng của bể lắng:
- Đường kính của bể lắng
Đường kính ống phân phối trung tâm d = 0.25D = 1.625 m
Đường kính và chiều cao của phễu lấy bằng 1.5 đường kính ống trung tâm
= 1.5 x 1.625 = 2.44 m
Đường kính máng thu nước: = 0.8 x D = 5.2 m
Đường kính tấm hắt bằng 1.3 đường kính phễu = 1.3 x 2.44 = 3.172 m . Góc nghiêng
giữa bề mặt tắm hắt với mặt phẳng ngang là 17%. Chiều cao từ mặt dưới tấm hắt đến bề
mặt lớp cặn là 0.3 m ( TCVN 7957:2015 )
-

Chọn :

Chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 3 m.
Chiều cao lớp bùn lắng hb = 0,7 m.
Chiều cao lớp trung hòa hth = 0,2 m.
Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m.

Chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt 1:

- Htc = H + hb + hth + hbv = 3 + 0,7 + 0,2 + 0,3 = 4.2 m.
- Hàm lượng SS và BOD5, COD
Bể lắng đợt 1 có thể loại bỏ được từ 50 ÷ 70% chất rắn lơ lửng và 25 ÷ 50%
BOD5
Chọn lượng BOD5 sau lắng 1 giảm 35%. Vậy lượng BOD5 còn lại sau lắng 1:
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 20


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

BOD5 = 1321.56 x (1 – 0,35) = 859 mg/l
Chọn lượng COD sau lắng 1 giảm 35%. Vậy lượng COD còn lại sau bể lắng 1 là:
COD= 1589.7 x (1 - 0,35) = 1033.3 mg/l
Chọn hiệu quả xử lí SS đạt 70%. Vậy lượng SS còn lại sau lắng 1 là:
SS = 441.67 x (1 – 0,7) = 132.5 mg/l.
Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là:
Mtươi = SS xx E
SS : hàm lượng cặn lơ lửng, SS = 441.67 mg/l = 441.67 g/m3.
: lưu lượng nước thải trung bình ngày, = 16000 m3/ngày.
E : hiệu quả xử lý cặn lơ lửng, E = 70%.
Vậy: Mtươi = 460 (g/m3)x 5500 ( m3/ngày) x 0,7
Trong đó:

= 4946704 gSS/ngày = 4946.7 kgSS/ngày.
Bùn tươi của nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm = 95%).
Tỉ số VSS : SS = 0,75 và khối lượng riêng bùn tươi 1,053 kg/l.

Vậy lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là:
Qtươil/ngày = =93954l/ngày. = 93.954 m3/ngày.
Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học:
Mtươi(VSS) = 4946.7 x 0.75 = 3710 kgVSS/ngày.
Bảng 4.5: Thông số tính toán bể lắng đứng
ST
T
1
2
3
4
5

Tên thông số

Đơn vị

Số liệu thiết kế

m
m
m
m2
n

5.5
1
4.2
33.62
8

Đường kính bể (D)
Đường kính buồng trung tâm
Chiều cao tổng cộng
Diện tích của bể
Số bể

3.8 Bể UASB
Thể tích hữu ích:
=

= 2706

Trong đó: COD là hàm lượng COD đầu vào ( mg/l )

SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 21


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

: tải trọng thể tích. = 8kgCOD/.ng ( Bảng 10-10, “XLNT đô thị và công nghiệp”, Lâm
Minh Triết)
Thể tích thực:
3382.5
E: hệ số hiệu quả, là tỉ số giữa thể tích hữu ích trên thể tích thực phần phản ứng chọn
E = 0.8

Vận tốc nước dâng trong bể khoảng 0,6 – 0,9 m/h chọn v=0,8m/h
Diện tích mặt cắt ngang của bể:
1091
Do A = 1091 m2 nên ta chia làm 4 bể, mỗi bể có A = 273 m2,
Chọn xây dựng bể L= 17.5m, B = 12 m
Chiều cao phần phản ứng trong bể:
12.4 m
Tổng chiều cao trong bể là: H=H1+H2+H3=12.4+1+0.5= 14 m
là chiều cao phần lắng chọn = 1 m, là chiều cao an toàn chọn = 0.5m
Thể tích công tác:
Thể tích xây dựng:
Thời gian lưu nước:
4.4(h)
Thời gian lưu bùn trong bể UASB khoảng (60-100) ngày tùy theo tính chất chất hữu cơ
trong nước thải.
Thời gian lưu bùn: T = 60 ngày
Lượng sinh khối sinh ra mỗi ngày:
70.16 kgVSS/ng
Lượng bùn dư mỗi ngày : 3.11/ng
Hiệu suất khử COD 75%: CODra = 1033 x 0.25 = 258.25 (mg/l)
Hiệu suất khử BOD 80%: BODra = 859 x 0.2 = 171.8(mg/l)
Bảng 4.6: Thống kê kích thước của bể UASB
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 22


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

Thông số

Số lượng bể
Chiều cao bể
Chiều dài
Chiều rộng
Thể tích xây dựng
Thời gian lưu nước

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Ký hiệu
H
L
B
V
t

Đơn vị
Bể
m
m
m
m3
h

Giá trị
4
13.05
17.5
12
2720

4.4

Tính toán phần ngăn lắng
Nước trước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt
nghiêng so với phương ngang một góc từ 45 ÷ 600. Chọn góc này là 600.
-

Bể được chia làm 2 ngăn lắng, chiều rộng mỗi ngăn: b = B/2 = 6m

Chiều cao phần lắng:
Hm + H3 = (b/2) x tan600 = (6/2) x 1,73 = 5,2m.
Hm = 5,2 – 0,5 = 4,7 m.
Chọn Hm = 4,7m.
Kiểm tra chiều cao ngăn lắng: Tỉ số giữa chiều cao máng lắng với chiều cao xây dựng
bể phải ≥ 30%: x 100 = 36 %
Như vậy chiều cao phần máng lắng đảm bảo chiều cao thiết kế.
- Kiểm tra thời gian lưu nước trong ngăn lắng:
Thời gian lưu nước trong ngăn lắng phải đảm bảo ≥ 1 giờ.
T = = 1.31 (h)
Như vậy thời gian lắng trong máng lắng đảm bảo yêu cầu thiết kế.
Tính toán tấm chắn khí và tấm hướng dòng
Chọn khe hở giữa các tấm chắn khí và giữa tấm chắn khí và tấm hướng dòng là như
nhau. Tổng diện tích các khe hở chiếm từ 15 ÷ 20% diện tích bể. Chọn S khe = 16% Sbể.
Trong bể có 4 khe hở, vì vậy diện tích mỗi khe là: Skhe = = 11 m2
Bề rộng một khe hở là: = 910 mm
Tấm chắn khí:
Tính tấm chắn khí 1:
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 23

Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Chiều dài tấm chắn khí bằng chiều rộng bể: l1 = B =12m.
Chiều rộng: = 4.27 m
Tính tấm chắn khí 2:
Chiều dài: l2 = B = 12 m.
Chọn khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí là: Δl = 0,2 m.
Chiều rộng b2 = 1.93 m
Tấm hướng dòng:
Tấm hướng dòng cũng được đặt nghiêng so với phương ngang một góc 600 và cách tấm
chắn khí dưới là rkhe = 910 mm.
Chiều dài tấm hướng dòng: lhd = B = 12 m.
Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hướng dòng đến tấm chắn dưới:
D= =1m
Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10 ÷ 20 cm. Chọn mỗi bên nhô
ra 15 cm.
Như vậy, chiều rộng của tấm hướng dòng là:
D = 2 x d + 2 x 150 = 21000 + 2 150 = 2300 mm.
Tính toán lượng khí mêtan sinh ra và ống thu khí
Tính toán lượng khí mêtan sinh ra
Năng suất sinh khí vào khoảng (0,5-0,55) (m3/kgCOD) (Nguồn :trang 112 “Giáo trình xử
lí nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp sinh học” –PGS.TS Nguyễn Văn
Phước)
Chọn lượng khí sinh ra trên mỗi kg COD bị khử trong một ngày:
p = 0,5 (m3/kgCODloại bỏngày).
SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 24


Đồ án: Công nghệ xử lý nước thải

GVHD: Nguyễn Minh Đức

Tổng lượng khí sinh ra trong bể là: (hỗn hợp khí)
9002320 (m3/ngày)
Thể tích khí metan sinh ra chiếm khoảng 65% hỗn hợp khí.
Vmetan = 9002320 x 0,65 = 5851508 (m3/ngày)
Tính toán ống thu khí
Chọn vận tốc khí trong ống Vkhí = 10 m/s.
Đường kính ống thu khí:
Chọn ống dẫn khí = 50mm
Tính toán ống phân phối nước vào bể UASB
Đường kính ống chính:
Vận tốc nước chảy trong ống chính v = 0,8 ÷ 2 m/s. Chọn v = 2 m/s.

Từ ống chính, chia thành 4 ống nhỏ đi vào 2 ngăn.
Vậy đường kính ống nhánh là:
Tính toán lượng bùn sinh ra
Tính toán lượng bùn sinh ra
Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày:

Trong đó:
Y

: Hệ số sản lượng bùn. Y = 0,04 gVSS/gCOD.

CODv : Nồng độ COD dẫn vào bể UASB, CODv = 859 mg/l.
CODr : Nồng độ COD dẫn ra khỏi bể UASB, CODr = 400 mg/l.
Q

: Lưu lượng nước thải, Q = 5500 m3/ngày.

kd

: Hệ số phân hủy nội bào, kd = 0,025 ngày-1.

SVTH: Nguyễn Quý Tài

Page 25