Thiết kế nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ SBR đạt tiêu chuẩn loại A,B cho khu du lịch Thiên Cầm Hà Tĩnh. Công suất 2800 m3ngđêm

MỤC LỤC

PHỤ LỤC BẢNG

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 1


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BÃI BIỂN THIÊN CẦM
1.1 Nhiệm vụ thiết kế:
Thiết kế nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ SBR đạt tiêu chuẩn loại A,B cho
khu du lịch Thiên Cầm- Hà Tĩnh. Công suất 2800 m3/ngđêm.
Chất lượng nước thải như sau:
Bảng 1: Thông số nước thải sinh hoạt điển hình
Tên số liệu

Giá trị
pH
6,6
BOD5
324
COD
400
TSS
298
Tổng nito
40
Tổng phốtpho
10
Fecal coliform

9x108
1.2 Sơ lược về khu du lịch Thiên Cầm:
a. Vị trí địa lý

Đơn vị
Mg/l
Mg/l
Mg/l
Mg/l
Mg/l
MPN/l

QCVN 14:2008
5-9
50
150
100
60
6
3x106

Hình 1: Bản đồ vị trí bãi biển Thiên Cầm

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 2


Là một bãi biển thuộc huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh, cách thành phố Hà Tĩnh
20km về phía Đông Nam theo quốc lộ 1A. Thiên Cầm kéo dài từ ranh giới xã Cẩm

Hòa đến bãi Cu Kỳ xã Kỳ Xuân, Kỳ Anh. Phía Đông Nam kéo dài đến xã Cẩm
Nhượng và phía Bắc từ đỉnh núi xuống bờ biển.
b. Đặc điểm
Là một bãi biển hình cánh cung trải dài 3km cùng các danh lam thắng cảnh như
núi Thiên Cầm, đảo nhỏ Hòn Én, chùa Yên Lạc,…thu hút hơn 10 ngàn khách du lịch
mỗi năm.
c. Khí hậu
Hà Tĩnh nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng của khí hậu chuyển
tiếp miền Bắc và miền Nam, với đặc trưng khí hậu nhiệt đới điển hình của miền Nam
và có một cái mùa đông giá lạnh của miền Bắc. Vì vậy, Hà Tĩnh sở hữu cái nóng ran
người của gió nồm mùa hè và cái lạnh run người trong các tháng mùa đông.
→ Thời điểm đông khách du lịch thường là tháng 3,4 và 9,10.
d. Lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy
Với ưu thế gần biển và sông lớn như sông Lạc Giang cùng địa hình bằng phằng dễ
xây dưng nhà máy.

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 3


CHƯƠNG II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
2.1 Nguồn gốc thành phần và tính chất nước thải:
Nước thải khu du lịch có tính chất tương đồng như nước thải sinh hoạt thường
được thải bỏ sau các hoạt động như: tắm, giặt, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân. Chúng chủ
yếu phát sinh từ các nhà nghỉ và các công cộng khác. Lượng nước thải phụ thuộc vào
lượng khách du lịch, tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
Cũng giống với nước thải sinh hoạt, nước thải du lịch chứa nhiều chất hữu cơ dễ
phân hủy sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, VSV và vi trùng gây
bệnh rất nguy hiểm.

Nước thải du lịch có nguồn gốc phát sinh từ nhu cầu sử dụng nước cũng giống như
sinh hoạt hằng ngày của con người, có các tính chất đặc trưng: thải từ các thiết bị vệ
sinh trong khu nghỉ và các công trình công cộng như bồn tắm, chậu rửa, nhà xí,…
chứa nhiều chất ô nhiễm hữu cơ và vi trùng
Lựa chọn dây chuyền công nghệ:

Nguồn thải
Thùng chứa rác
Máy thổi khí

Song chắn rác

Sân phơi bùn

Bể điều hòa
Nén bùn
Bể SBR

Châm clo

Bể khử trùng
Nguồn tiếp
nhận

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 4


2.2 Thuyết minh dây chuyền:

Nước thải từ hệ thống thoát nước của khu du lịch được trạm bơm đưa về nhà máy
xử lý, nước theo hệ thống mương dẫn đi qua song chắn rác để loại bỏ các chất có kích
thước lớn. Nước thải sinh hoạt sau khi qua song chắn tiếp tục qua ngăn tiếp nhận
trước khi qua bể điều hòa.
Tại đây, bể sẽ gắn hệ thống sục khí nhằm giảm bớt sự dao động của hàm lượng
các chất bẩn trong nước do quá trình thải ra không đều, ổn định lưu lượng và nồng độ,
tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn
định đồng thời giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp theo.
Tiếp theo, nước thải được đưa vào bể SBR: là một dạng công trình xử lý sinh học
nước thải bằng bùn hoạt tính, trong đó diễn ra quá trình thổi khí, lắng bùn và gạn
nước thải. Bùn hoạt tính thực chất là các vi sinh vật vì vậy khi được trộn với nước thải
với không khí có Ôxi, chúng sẽ phân hủy các chất hữu cơ tạo thành cặn và sẽ lắng
xuống ở tại bể SBR. Nước trong bể SBR được gạn ra khỏi bể bằng thiết bị thu nước
bề mặt sau khi ra khỏi bể và cuối cùng trước khi xả ra nguồn tự nhiên nước được cho
vào bể khử trùng để khử trùng nước.
Sau khi qua bể SBR nước thải được dẫn thẳng tới bể khử trùng mà không cần
phải qua bể lắng. Ta khử trùng bằng cách cho tác chất khử trùng Chlorine vào. Phần
bùn cần xử lý được đưa vào bể chứa và nén bùn. Bùn sinh ra có độ ẩm rất cao. Nhiệm
vụ của bể nén bùn là làm giảm độ ẩm của bùn bằng cách lắng (nén) cơ học để đạt độ
ẩm thích hợp (94 – 96%) phục vụ cho việc xử lý bùn ở phía sau.
Trong công nghệ này sử dụng phương pháp nén bùn trọng lực bùn được đưa vào
ống phân phối bùn ở trung tâm bể. Dưới tác dụng của trọng lực, bùn sẽ lắng và kết
chặt lại. Sau khi nén, bùn sẽ được tháo ra ở đáy bể. Phần nước tách bùn được đưa trở
lại ngăn tiếp nhận. Bùn từ bể nén bùn được đưa về máy ép. Sau khi ra khỏi máy ép
bùn, bùn có dạng bánh và sau đó được đem đi chôn lấp. Nước từ máy ép bùn trở lại
hố thu gom để được tái xử lý.

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 5


CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ
3.1 Tính toán các công trình sơ bộ
3.1.1
Mương dẫn nước:
Mương dẫn nước có nhiệm vụ đưa nước thải đến các công trình xử lý có tiết diện
hình chữ nhật.
Lưu lượng nước thải lớn nhất vào mương:
Qmax = 2800.1,35=3780 (m3/ngày) = 157,5 (m3/h)=0,044 (m3/s)
Vận tốc dòng chảy trước song chắn rác với vớt rác thủ công: v = 0,6 – 1 m/s. Chọn
V = 0,8 m/s. Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật
Ta có: Q= A x V
−
−

V: vận tốc dòng nước
A: diện tích mặt cắt ướt của mương dẫn
A =Qmax/V = = 0,055 m2

Kênh tiết diện hình chữ nhật có B= 2h sẽ có tiết diện lớn nhất về mặt thủy lực
(Thoát nước tập 2, Tr 522, Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ 2002)
Trong đó:
−
−

B: chiều rộng mương dẫn nước (m)
H: chiều cao mương dẫn nước

Ta có ω= B.h=2.h.h
H= = = 0,16 (m) = 16 cm
B= 2.h = 2.0,16 = 0,32 (m) = 32 cm
Độ dốc tối thiểu của mương để tránh quá trình cặn lắng trong mương:
Imin= = = 3,125
Chiều cao xây dựng mương: H= h+ h’
Với h’ = 0,1 -0,2m. Chọn h’ =0,2m
Chiều cao xây dựng mương: H = 0,16+0,2 = 0,36 m
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 6


Bảng 2: Thông số mương dẫn
Thông số tính toán

Giá trị

Đơn vị

Vận tốc, Vmax

0,8

m/s

Chiều cao lớp nước, h

0,16

m

Bề rộng, B

0,32

m

Chiều cao xây dựng, H

0,36

m

Độ dốc, Imin

3,125

3.1.2

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…
Song chắn 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 chắn rác phụ thuộc vào kích thước
khe hở giữa các thanh đan. Tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực thường xuyên làm

vệ sinh song chắn rác.
Góc nghiêng α =(30-450) chọn α = 450
Vận tốc trung bình qua song chắn rác: v =0,6-1 m/s, chọn v= 0,8m/s
Khe hở giữa các thanh chắn rác: b = 16-25mm. Chọn b=20mm = 0,02m
Chiều rộng và chiều sâu mương dẫn: B x h= 0,32 x 0,36 m
Độ dày các thanh = 3-5. Chọn s = 6mm= 0,006m
Chiều cao lớp nước trong mương h1
h1= = = 0,17 (m)
Số khe hở song chắn rác
N = .kz = .1,05 = 16,98~ 17 khe
Kz: hệ số tính đến sự thu hẹp dòng chảy = 1,05
Số thanh của song chắn rác: N’ = n-1= 17-1 =16 (thanh)
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 7


Bề rộng tổng cộng của song chắn rác:
Bs= s.(n-1)+b.n=0,006.(17-1)+0,02.17=0,44 (m)
Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác: l1
l1= = = 0,16 (m)
Trong đó Bs: chiều rộng song chắn rác
−

φ: góc nghiêng đoạn mở rộng mương dẫn (15-200). Chọn φ = 200. Chiều dài
đoạn thu hẹp sau song chắn rác, l2
l2= 0,5.l1 = 0,5. 0,16 =0,08 (m)

Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:
l=l1+l2+ls=0,16+0,08+1,5 =1,74 (m)

− ls =1,5m. Chiều dài phần mương đặt song chắn rác
Tổn thất áp lực qua song chắn rác: hs = ξ. . K
−
−
−
−
−

Vmax là vận tốc nước thải trước song chắn rác ứng với Qmax, chọn Vmax
= 0,8m/s
K: hệ số tính tới sự tăng tổn thất áp lực do rác mắc phải song chắn rác (k=23). Chọn K=2 (Giáo trình xử lý nước thải- ThS. Lâm Vĩnh Sơn)
ξ hệ số tổn thất áp suất cục bộ, xác định theo công thức
ξ = β..sinα = 2,42..sin 450 =0,35
β: hằng số phụ thuộc hình dạng thanh chắn rác, chọn thanh chắn rác có hình
dạng HCN, β =2,42g
α: góc nghiêng đặt song chắn rác. Α=450
hs= ξ..K = 0,35. . 2 = 0,022 (m)

Chiều sâu xây dựng mương:
H=hmax +hs +hbv = 0,42+0,022+0,5 = 0,942 (m)
Chọn H= 1m
−
−
−

hmax: độ dày ứng với chế độ Qmax, hmax = 0,42m
hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác
hbv: chiều cao bảo vệ. Chọn hbv =0,5m

Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua song chắn rác:

Chất lơ lửng giảm 4%
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 8


TSS1 =TSS.(100-4)% = 298.0,96 =286 (mg/l)
BOD5 giảm 4% còn
L1 = BOD5.(100-4)% = 324.0,96 =310(mg/l)
(“Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán và thiết kế công trình-Lâm Minh Triết)
Bảng 3: Thông số tính toán song chắn rác
Thông số
Vận tốc qua song chắn rác,v
Khe hở giữa các thanh chắn rác
Độ dày các thanh, s
Số thanh chắn rác
Chiều rộng tổng cộng SCR, Bs
Chiều dài xây dựng mương đặt SCR
Chiều sâu xây dựng mương, H
Góc nghiêng đặt SCR, α
Góc mở rộng mương, φ
3.2 Bể điều hòa

Giá trị
0,8
17
6
16
0,44
1,74

1
450
200

Đơn vị
m/s
mm
thanh
m
m
m

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.
Chọn thời gian lưu nước của bể điều hòa t = 4h (4-12h).
Thể tích cần thiết của bể:
Chọn chiều cao hữu ích của bể : H= 4,5 (m).
Diện tích mặt bằng:
Chọn kích thước của bể điều hòa là : 17,5x8, Diện tích là : 140 m2 .
Chiều cao xây dựng bể:
−

Hbv – Chiều cao bảo vệ; chọn Hbv = 0,5(m).

Thể tích thực của bể điều hòa :
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 9

Đường kính ống dẫn nước vào bể.
D = = = 0,19 m =190 mm
Chọn ống dẫn nước vào bể là ống sắt tráng kẽm có đường kính = 200mm
Công suất máy bơm nước
Công suất bơm :
N = = = 5,4 kw
− h : chiều cao cột áp h = 10m

η

η

: hiệu suất máy bơm.
=80%
Công suất thực của máy bơm lấy bằng 120% công suất tính toán.
Nthực = 1,2× 5,4 = 6,48 kw
Cần bơm công suất 6,48 KW với 1 bơm dự phòng
Lưu lượng không khí cần cấp cho 1 bể điều hòa :
Qkk = R×Vb = 0,012×700 = 8,4 m3/p = 0,14 m3/s
− R : tốc độ khí nén 10 – 15 lít/m3.phút. Chọn R = 12 lít/m3.phút = 0.012
m3/m3.phút
−

Vb

: thể tích hữu ích bể điều hòa.
Đường kính ống phân phối khí chính
D = = =0,133 m = 133 mm
Chọn ống có đường kính D = 150 mm

Chiều dài đường dẫn khí chính L = 17,5 – 2 = 15,5 m (khoảng cách 2 đầu mút và
lối đi xuống bể là 2m)
Chọn hệ thống ống cấp khí bằng nhựa PVC sử dụng đĩa phân phối khí thô có
đường kính 170mm, lưu lượng 0,08 (m3/phút), kích thước hạt bọt 3 (mm).
−

Chọn khoảng cách giữa các nhánh phân phối khí 1,25 m
Chọn khoảng cách giữa các đĩa phân phối khí trên 1 nhánh 0,9 m
Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí

H k = hd + hc + h f + H
−

hd : tổn thấp áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, h d
hd = 0,3 mhc

≤

−

tổn thất cục bộ, hc

−

hf : tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf

SVTH: Trần Bá Phúc

≤

0,4 m , chọn

0,4 m , chọn hc = 0,3 m

Page 10

≤

0,5m , chọn hf = 0,4 m


H : chiều sâu hữu ích của bể điều hòa, H = 4,5m
Hk = 0,3 + 0,3 + 0,4 + 4,5 = 5,5 m
Đường kính ống dẫn nước ra ở bể là:
−

−
−

Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1 (m/s)
Lưu lượng nước ra ở mỗi đơn nguyên là: Q = 157,5 (m3/h).

Hiệu quả xử lý BOD, COD, SS khi đi qua bể điều hòa:
Chọn hiệu suất xử lý BOD ở bể điều hòa là 5%.
Lượng BOD còn lại sau khi qua bể điều hòa là :
Chất lơ lửng còn lại sau khi qua bể điều hòa
TSS2=TSS1(100-5)% = 286 95% = 271,7 (mg/l)
(“Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán và thiết kế công trình-Lâm Minh Triết)
Bảng 4: Thông số tính toán bể điều hòa
Thông số

Ký hiệu

Giá trị

Đơn vị

Chiều rộng

B

8

m

Chiều dài

L

17,5

m

Chiều cao xây dựng

Hxd

5

m

Thể tích

W

700

m3

Đường kính dẫn khí chính

Dk

150

mm

Đường kính dẫn nước ra

D

250

mm

Đường kính ống dẫn nước vào bể

D

200

mm

3.3 Bể SBR

Các thông số đầu vào của bể SBR:
− Công suất thiết kế: Q=3780m3/ngđ.
− BOD5 = 294,5 mg/l.
Các thông số đầu ra: (Theo tiêu QCVN 14 – 2008, cột A)
− BOD5≤ 30 mg/l
− N-NH4 ≤5mg/l
− SS<50mg/l
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 11


Các thông số thiết kế:
( Theo Giáo Trình, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai)
− Nồng độ bùn hoạt tính ở đầu vào của bể X0 =0.
− Thời gian lưu bùn (tuổi của bùn) θ c=10 – 30 ngày, chọn 10 ngày
− Tỷ số F/M = 0,04-0,1 gBOD/g bùn hoạt tính
− Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng trong bể: X=2000 – 5000 mg/l, chọn
X=3500 mg/l.
− Độ tro của cặn: Z = 0,3 mg/mg.
− Chỉ số thể tích bùn: SVI = 150 ml/g
− BOD5 = 0,65COD
− Tỷ số MLVSS: MLSS= 0,68
− Nhiệt độ nước thải: t= 25oC
− Nồng độ cặn lắng trung bình dưới đáy bể XS=10000mg/l.

− Cặn lơ lửng ở đầu ra là SS=20mg/l trong đó có 65% cặn hữu cơ phân hủy
BOD20
Xác định kích thước bể SBR:
Tổng thời gian của một chu kì hoạt động
T = tF + tA + tS + tD + t1= 3 + 2 + 0,5 + 0,5 = 6h
Trong đó:
− Thời gian làm đầy: tF = 3h.
− Thời gian phản ứng: tA = 2h.
− Thời gian lắng: tS = 0,5h.
− Thời gian rút nước: tD = 0,5h.
− Thời gian pha chờ: t1 = 0
Chọn SBR gồm 2 đơn nguyên, khi đơn nguyên này đang làm đầy thì đơn nguyên
khác đang phản ứng.
Số chu kì hoạt động của 1 đơn nguyên trong 1 ngày
24h
n = 6h = 4 (chu kì/đơn nguyên.ngày)

→Tổng số chu kỳ của hai bể là 8
Thể tích bể làm đầy trong 1chu kì
VF = = = 472,5 m3
Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong thể tích bùn lắng
Xs =

1000 ×1000 1000 ×1000
=
= 6666, 67
SVI
150

Xét sự cân bằng khối lượng

VTxX =VSxXS
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 12

mg/l


Vs
X
3500
=
=
= 0,525
VT X s 6666, 67

Trong đó:
− Vs: Thể tích lắng sau khi rút nước, (m3)
− Vt: Thể tích tổng của bể, m3.
− X: Nồng độ bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong toàn thể tích.
− XS: Nồng độ bùn hoạt tính trong phần lắng, mg/l
Cần cung cấp thêm 20% chất lỏng phía trên để bùn không bị rút ra theo khi rút
nước.
Vs
= 0,525 ×120% = 0, 63
VT

Ta có:

Vs + VF = VT

VF
= 1 − 0, 63 = 0,37
VT

→Lấy

VF
= 0, 3
VT

. Vậy thể tích nước trong được tháo đi mỗ ngày bằng 30% thể tích

bể.
Thể tích của bể SBR:
VT = = = 1575 m3
Chọn:
Chiều cao của bể, H = 5 m
Chiều cao bảo vệ bể, hbv = 0,5 m
Chiều cao xây dựng bể
Hxd = H + hbv = 5 + 0,5 = 5,5 m
Diện tích của bể
S = = = 315 m2
Vậy kích thước bể SBR: L x B x H = 21m x 15m x 5,5m
Thể tích hữu ích của 1 bể SBR là 21x15x5=1575
Thời gian lưu nước trong suốt quá trình:
θ = = = 0,83 ngày = 20h
Xác định hàm lượng BOD5 hoà tan trong nước thải ở đầu ra:
Tổng BOD5ra = BOD5hoà tan + BOD5 của cặn lơ lửng
Hàm lượng chất lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra:
20x 0,65 = 13 (mg/l)

−
−

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 13


Hàm lượng BOD của chất lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra: 13
mg/l x 1,42 mg O2tiêu thụ/mg tế bào bị oxi hoá = 18,46 mg/l ( Lượng BOD20 khi bị
oxy hóa hết chuyển thành cặn tăng thêm 1,42 lần (1mg BOD20 tiêu thụ 1,42 mg oxy)
Hàm lượng BOD5 của chất lơ lửng ở đầu ra:
BOD5 = 18,46 x 0,68 = 12,55 (mg/l)
Hàm lượng BOD5 hoà tan trong nước thải ở đầu ra:
BOD5-ra=20-12,55=7,45mg/l
Tính toán lượng bùn sản sinh ra mỗi ngày
Tính tốc độ tăng trưởng của bùn.
Yb =

Y
0, 46
=
= 0, 29
1 + θ c × K d 1 + 10 × 0, 06

Lượng bùn hoạt tính sinh ra do phân hủy BOD5
Px = Yb×Q×(S0-S) ×10-3 =0,29×3780×(294,5-7,45) ×10-3 = 314,6 kg/ngày
=>Tổng bùn theo chất rắn lơ lửng sinh ra trong một ngày
Px1 = = = 450 kg/ngày
Trong đó:

− Z: Là độ tro của cặn =0,3 ( Giáo trình Xử Lí nước thải, PGS.TS Hoàng Văn
Huệ)
− Kd: Hệ số phân hủy nội bào, Kd=0,06l/ngày
− θc=10 ngày: Thời gian lưu bùn.
− Y: hệ số sản lượng cực đại, Y= 0,46mg VSV/mgBOD5.
Tổng lượng bùn cần xử lý mỗi ngày:
Lượng bùn dư cần xử lý (Gd) = tổng lượng bùn – lượng cặn trôi qua bể
= 450– 20 x 3780 x 10-3 = 374,4 kg/ngày
Thể tích cặn chiếm chỗ sau 1 ngày:
Vb = = =36,7 m3/ngày
Chiều cao cặn lắng trong bể:
Hb = = = 0,058 m
Thể tích bùn phải xả một bể (để lại 20%):
Vb = 0,8×hb×F = 0,8.0,058.31,5.10 =14,6 m3
Xác định lượng không khí cần thiết cho một đơn nguyên:
Lượng oxi cần thiết cung cấp cho mỗi bể theo đk chuẩn của phản ứng ở 200C
OCo = Q/2(So-S) -1,42.Px
=1890.(294,5-7,45).10-3-1,42.314,6/2 =320 kg/ngày
Thời gian thổi khí của một bể: tối thiểu một nửa thời gian làm đầy nên thổi khí
3/2+2=3,5 h
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 14


Tổng thời gian sục khí một ngày của một bể:
3,5.4=14h
Tỷ lệ chuyển hóa oxi trung bình:
320kgO2/ngày : 14 = 22,85 kg/h
Lượng oxi thực tế

22,85kg/h . 2 = 45,7 kg/h
Ta chọn
− Hiệu suất chuyển hóa oxi là 9%
− Không khí có 23,2% trọng lượng O2
− Khối lượng riêng không khí là 1,2 kg/m3
Lượng không khí cần cấp:
Mkk = = 1824 m3/h
Chọn q =25 L/m3.phút
Lượng không khí cần thiết cho quá trình:
Mkk = 25l/m3phút.1575m3= 39375 L/phút = 0,65 m3/s
Số lượng đĩa = 39375/Q trên đĩa = 287,6~288 đĩa (Q =120l/phút.đĩa)
Cách phân phối đĩa thổi khí
Khí từ đường ống dẫn chính phân phối ra 9 đường ống phụ( đặt dọc theo chiều dài
bể) để cung cấp cho mỗi bể SBR
Trêm mỗi đường ống dẫn khí phụ lắp đặt 16 đầu ống thổi khí dạng đĩa cách nhau
0,9m và cách thành bể 0,5
Khoảng cách giữa 2 đường ống dẫn khí phụ đặt gần nhau là 2,15 m
Khoảng cách giữa 2 đường ống ngoài cùng đến thành bể là 0,75m
Tính toán đường ống, bơm bùn, bơm nước thải:
• Đường ống dẫn nước vào và ra khỏi bể SBR:
Vận tốc dòng chảy trong ống có áp là v =0,7-1,5m/s. Chọn v =1m/s
Đường kính ống dẫn nước:
D = = = 0,23 m
Chọn ống nước PVC D= 250mm
Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống
V = = = 0,9~ 1m/s
• Tính toán bơm nước thải vào bể SBR:
Một chu kì bơm hút 25m3 nước vậy
Lưu lượng mỗi bơm Q = 25/0,5 = 50 m3/h = 1200 m3/ngày
Cột áp mỗi bơm: H=10m

Công suất mỗi bơm:
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 15


N = = = 1,6 kW
• Đường ống dẫn bùn ra khỏi bể SBR:
Thể tích bùn xả trong 1 ngày Vw = 14,6 m3
Chọn xả bùn không liên tục, thời gian xả bùn cho mỗi chu kì là 0,5h
Lưu lượng bùn xả trong mỗi chu kì hoạt động:
Q = = = 8,1.10-3 m3/s
Chọn vận tốc bùn chảy trong ống v =0,5 m/s
Đường kính ống xả bùn
D = = = 0,14 m
Chọn ống nhựa D = 150m
Kiểm tra lại vận tốc bùn trong ống
V = = = 0,45 m/s
• Tính toán bơm bùn ra khỏi bể SBR:
Lưu lượng bơm: Qw = 8,1 .10-3 m3/s
Chiều cao cột áp: H =10m
Công suất bơm
N = = =1,07
Với
− ρ: Khối lượng riêng của bùn thải lấy bằng khối lượng riêng của bùn,
ρ = 1080 kg/m3
− η: hiệu suất hữu ích của bơm. Chọn η = 0,8.
• Đường ống dẫn khí vào bể SBR:
Đường ống chính( cung cấp cho 2 bể SBR)
Dk = = = 0,3 m

Với:
− Vk: vận tốc khí trong ống dẫn chính = 9m/s
Chọn ống dẫn khí chính là ống sắt tráng kẽm D = 300mm
Kiểm tra vận tốc trong ống:
Vkhí = = = 9,1 ~ 9 m/s
Đường ống nhánh, Lượng khí qua mỗi ống nhánh
qk = = = 0,108 m3/s
Đường kính ống nhánh dẫn khí
dk = = = 0,15 m
Chọn ống nhánh D =0,15m
Kiểm tra lại vận tốc trong ống:
vkhí = = = 6,1 m/s

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 16


Bảng 5: Thông số bể SBR
Thông số

Giá trị

Đơn vị

Lưu lượng thiết kế, Q

3780

m3/ngày

Thời gian làm đầy, tF

3

h

Thời gian phản ứng, tA

2

h

Thời gian lắng, tS

0,5

h

Thời gian rút nước, tD

0,5

h

Số đơn nguyên

2

Số chu kì

4

Chiều cao bể, h

5

m

Chiều cao bảo vệ, hbv

0,5

m

Chiều cao xây dựng, H

5,5

m

Chiều dài bể, L

21

m

Chiều rộng bể, B

15

m

Thời gian lưu nước

20

h

3.4 Bể khử trùng

Tính kích thước bể
Chọn thời gian tiếp xúc của bể khử trùng t =15 phút =0,25h
Thể tích khử trùng: V= Qh.t = 157,5.0,25= 39 (m3)
Chọn chiều cao hữu ích của bể hc = 3 m
Chọn chiều cao bảo vệ của bể hbv = 0,5m
Diện tích bể F= = = 13 m2
Chọn chiều rộng của bể: W= 2 m → L = = = 6,5 m
Kích thước bể: L x W x H = 6,5m x 2m x 3,5m
Lượng clo tiêu thụ trong 1 ngày:
M = Q.C = 3780.5 = 18900 (g/ngày)
Trong đó:
−

Q: Lưu lượng nước thải Q =3780 m3/ngày = 157,5 m3/h

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 17

−

C: Liều lượng clo hoạt tính, liều lượng clo cho vào khử đối với nước thải
sau xử lý bùn hoạt tính là 2-8g/m3. Chọn C =5 g/m3

Đường kính ống dẫn nước thải:
D = = = 0,28 = 0,3 m = 300 mm
Trong đó:
−
−

V: vận tốc chảy trong ống v =0,7m/s
Q: Lưu lượng nước thải = 157,5 m3/h

Chọn ống PVC 300
Bảng 6: Thông số bể khử trùng
Thông số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Chiều rộng

B

m

2

Chiều dài

L

m

6,5

Hxd

m

3,5

D

mm

300

Chiều cao xây dựng
Đường kính dẫn nước ra
3.5 Bể nén bùn
Tính toán kích thước bể

Lượng bùn từ bể SBR: P = 374,4 (kg/ngày)
Lượng bùn cực đại trong bể nén bùn: Pmax=1,15.P=374,4.1,15=430,56 (kg/ngày)

-

k: hệ số không điều hòa tháng của bùn hoạt tính dư, chọn k = 1,15

Lượng bùn tách ra trong quá trình nén:
q= . = . =0,28 (tấn/ngày)
-

p1, p2 độ ẩm của bùn hoạt tính dư trước khi và sau khi nén , p1= 99%, p2 =
97%

Thể tích bùn trong bể nén : = = 1,15 (m3/ngày)
Diện tích bề mặt của bể nén bùn là:
F= = =7,2 (m2)
-

a: tải trọng cặn bề mặt bể nén bùn, a = 60 kg/m 2.ngày ( quy phạm từ 35 – 75
kg/m2.ngày. Lâm Minh Triêt)

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 18


Đường kính bể nén bùn:
D= = = 3 (m)
Chiều cao phần công tác của bể:
H ct = v × t = 0,1× 8 × 3600 = 2880( mm) = 2,88( m)

-

v: là vận tốc nước bùn dâng lên; v = 0,1 mm/s
t: thời gian nén bùn; lấy t = 8h

Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 450. Chọn hn = 1,5(m)
Đường kính đáy bể lấy d = 0,5m
Chiều cao tổng cộng của bể:
H = hct + hn + hbv = 2,88+1,5+0,3 = 4,68 m
Thể tích thực của bể nén bùn
V= F.H =7,2.4,68 =35,7~36(m3)
Diện tích sân phơi bùn: (thời gian lưu bùn 2 ngày)
S= = 24 (m2)
K- tải trọng bề mặt của sân phơi bùn,lấy K = 1,5m3/m2
Chọn sân phơi bùn có kích thước L x B x H = 6 (m)x 4 (m)x 1,5(m)
Bảng 7: Thông số bể nén bùn
Thông số thiết kế
Đường kính bể
Chiều cao bể
Thời gian nén bùn

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 19

Đơn vị

Kích thước

m
m

h

3
4,68
8


CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH
4.1 Bố trí cao trình
Khu đất được chọn làm vị trí đặt trạm xử lý: hiện nay cốt mặt đất tự nhiên của khu
vực này là 15ft = 5m. Để nước tự chảy qua các công trình, mực nước ở công trình đấu
trạm xử lý phải cao hơn mực nước cống trong hệ thống thoát nước thành phố ( 2m)
cộng với tổn thất cột nước qua các công trình của trạm xử lý và phải đảm bảo cột
nước dự trữ tại vị trí cửa xả ra cống là 2,5m, để nước thải chảy tự do từ miệng cống xả
ra các con kênh.
Tổn thất áp lực của hệ thống xử lý nước thải gồm:
1) Tổn thất áp lực theo chiều dài khi nước chảy trong ống dẫn, kênh mương nối

các công trình, thiết bị với nhau;
2) Tổn thất áp lực qua máng tràn, cửa sổ ở chỗ dẫn nước thải vào/ra khỏi các

công trình, thiết bị và đầu đo;
3) Tổn thất áp lực qua từng công trình, thiết bị.
4.2 Những giả thiết khi thiết kế trắc dọc theo đường nước, bùn

Tổn thất qua song chắn rác: đã được xác định theo thiết kế SCR: hs = 10cm
Tổn thất qua mương dẫn: lấy từ 5-50cm, chọn 10cm
Tổn thất qua bể điều hòa: chọn 20 cm
Tổn thất qua bể SBR là 1m
Tổn thất qua bể khử trùng là 0,45-0,9

(Theo trang 182 sách Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đô thị và công
nghiệp do GS-TS Lâm Minh Triết chủ biên nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố
Hồ Chí Minh xuất bản năm 2000):
4.3 Tính toán cao trình các công trình đơn vị theo mặt cắt nước

+ Cao trình mương dẫn nước thải đầu ra:
Cao trình mực nước Z = 5
Mực nước đầu tiên tại ống xả ra sông:
Zn = 2,5 + Zmaxsong = 2,5 + 5 = 7,5 m
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 20


+ Mương dẫn
Zm = Zn + hm = 7,5 + 0,1 = 7,6 m
+ Cao trình bể khử trùng:
Cao trình mực nước trong bể khử trùng:
Zktmn = Zm + hkt = 7,6 + 0,5 = 8,1 m
Cao trình đỉnh bể khử trùng:
Zktđ = 8,1 + 0,5 = 8,6 m
Cao trình đáy bể khử trùng:
Zktđáy = 8,6 – 3,5 = 5,1 m
+ Cao trình bể SBR:
Cao trình mặt nước trong bể SBR
ZSBRmn = Zktmn + hSBR = 8,1 + 1 = 9,1m
Cao trình đỉnh bể SBR
ZSBRđ = 9,1 + 0,5 = 9,6m
Cao trình đáy bể SBR
ZSBRđáy = 9,6 – 5,5 = 4,1m

+ Cao trình bể điều hòa
Cao trình mực nước bể điều hòa
Zđhmn = ZSBRmn +hdh = 9,1 + 0,2 = 9,3m
Cao trình đỉnh bể điều hòa
SVTH: Trần Bá Phúc

Page 21


Zđhđ = 9,3 + 0,5 = 9,8m
Cao trình đáy bể điều hòa
Zđhđáy = 9,8 – 5 = 4,8 m
+ Cao trình song chắn rác
Cao trình mực nước sau khi qua song chắn rác
Zscrsau = Zđhmn + hscr = 9,3 + 0,1 = 9,4 m
Cao trình mực nước trước song chắn rác
Zscrtr = Zscrsau + hvr = 9,4 + 0,5 = 9,9m
Cao trình đáy mương đặt song chắn rác
Zscrđáy = 9,9 – 1 =8,9m
Tính toán cao trình các công trình theo đường bùn.
Bể nén bùn đứng
Chọn cao trình đáy bể nén bùn: Znbđ= 5(m)
Cao trình đỉnh bể nén bùn
Znbđinh = znbđ + H = 5 + 4,68= 9,68 (m)
Cao trình công tác bể nén bùn
Znbct = znbđáy + hct = 5+2,88= 7,88 (m)
Sân phơi bùn
Chọn cao trình đáy của sân phơi bùn: Zđáy= 4 m
Cao trình đỉnh của sân phơi bùn là: Zđỉnh= 4 + 1,5+0,5=6 m
Trong đó: 1,5m: Chiều cao hữu ích của sân phơi bùn

0,5m: Chiều cao bảo vệ của sân phơi bùn (dự trữ).
Bảng 8: Cao trình các công trình
Công trình
Song chắn rác
Bể điều hòa
Bể SBR
Bể khử trùng
SVTH: Trần Bá Phúc

Cốt mực nước cao
nhất
9,4
9,3
9,1
8,1
Page 22

Cao trình mặt
công trình
9,9
9,8
9,6
8,6

Cao trình đáy
công trình
8,9
4,8
4,1
5,1

Bể nén bùn
Sân phơi bùn

9,68
6
Cốt mặt đất xây dựng nhà máy xử lý là hmb = 5m
4.4 Các công trình phụ trợ

5
4

Bảng 9: Thông số công trình phụ trợ
Tên công trình phụ

Đơn vị

Giá trị

Nhà hành chính

m2

60

Nhà nghỉ công nhân

m2

40

Nhà để xe

m2

40

Nhà bảo vệ

m2

10

Nhà để hóa chất

m2

20

Trạm điện

m2

8

Phòng thí nghiệm

m2

20

Xưởng cơ khí, sửa chữa

m2

30

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng,Nguyễn Phước Dân. “Xử lý nước thải đô thị

2.
3.
4.
5.

và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình”, NXB ĐH Quốc gia TPHCM,
2004.
Trịnh Xuân Lai, “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải”, NXB Xây
dựng, 2000.
QCVN 14: 2008/BTNMT, Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.
Bộ xây dựng, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7957 : 2008 – Thoát nước - mạng lưới
và công trình bên ngoài – tiêu chuẩn thiết kế.
PGS.TS Hoàng Văn Huệ,Trần Đức Hạ “Thoát nước tập 2: Xử lý nước thải” ,
NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2002.

SVTH: Trần Bá Phúc

Page 23