Đồ nán môn học thiết kế trạm xử lý nước thải

-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIBỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Họ tên: PHẠM THỊ LÝ.
Lớp : DH2CM2.
Mã SV: DC00202936.
GVHD: NGUYỄN THU HUYỀN.

1


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIMỤC LỤC

Số liệu
Mặt bằng số 4
Khu vực 1:
•
Mật độ dân số: 25929 (người/km2)
Diện tích
: 9247064,35 (m2) = 9.25 (km2)

Dân số: N1 = 25929 x 9,25 = 239767 (người)
Khu vực 2:
•
Mật độ dân số: 39094 (người/km2)
Diện tích: 1794726,80 (m2) = 1,795 (km2)

Dân số: N2 = 39094 x 1,795= 70174(người)

Số công nhân : 780 người
Phân xưởng nóng chiếm 25% số công nhân

Số công nhân phân xưởng nóng là: 25% x 780 = 195 (người)
Phân xưởng nguội chiếm 75% số công nhân

Số công nhân phân xưởng nguội là: 75% x 780 = 585 (người)
Số ca làm việc: 3 ca
Lượng nước thải sản xuất : 753 (m3/ca)
Số giường bệnh: 105 (giường)
Số học sinh: 1120 (học sinh)


CHƯƠNG I.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ CỦA TXL.
1.
•
-

Lưu lượng tính toán của TXL nước thải.
Lưu lượng nước thải từ các công trình :
Bệnh viện: 168 m3/ngđ
Trường học: 35,84 m3/ngđ
Các xí nghiệp: + nước thải sản xuất: 4518 m3/ngđ
+ nước thải sinh hoạt của cn: 69,312 m3/ngđ

2


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢITa có : Dân số của toàn thành phố là: N= 239767+70174 = 309941 người.

Tiêu chuẩn thải nước: qo = 100 (l/người.ngđ).
o Lưu lượng nước thải sinh hoạt: QSH = N× qo/1000 = 30994,1 m3/ngđ
 Tổng lưu lượng nước thải của toàn thành phố là:
Q = QSH + QTH + QBV + QCN = 30994,1+168+35,84+4518+69,312
= 35785,25 m3/ngđ
o Lưu lượng thiết kế của TXL :
Qngđ = 35786 m3/ngđ.
o Lưu lượng nước thải giờ trung bình:
QhTB = = =1491 m3/h.
o Lưu lượng nước thải giây trung bình:
qsTB = = = 415 m3/s.
Từ lưu lượng nước thải trung bình giây, tra bảng 2
TCVN7957:2005:
Ta được Ko max = 1,52.
Ko min = 0,64.
o Lưu lượng nước thải giờ max:
Qhmax = QhTB × Ko max = 1491 × 1,52 = 2266,32 m3/h.
o Lưu lượng nước thải giây max:
qsmax = = 629,5 m3/s.
o Lưu lượng nước thải giờ min:
Qhmin = QhTB × Ko min = 1491 × 0,64 = 954,24 m3/h
o Lưu lượng nước thải giây min:
qsmax = = 265 m3/s.
2. Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nước thải:


Nồng độ chất bẩn trong hỗn hợp nước thải sinh hoạt, tra theo 8.1.7Tr36-TCVN 7957:2008)
+ Hàm lượng chất lơ lửng : ass = 60 g/người.ngày.
+ Nhu cầu oxy sinh hóa của nước thải đã lắng: aBOD =
33g/người.ngày.

Nồng độ chất bẩn của nước thải sản xuất từ các xi nghiệp công
nghiệp đã được xử lý sơ bộ trước khi đưa ra hệ thống thải nước
chung của thành phố.
Chất lượng nước xả vào nguồn loại A.
Theo QCVN 40:2008, ta có các thông số tính toán cho các công
trình xử lý ở giá trị giới hạn max:
- Tổng chất rắn lơ lửng: 50mg/l
- BOD5 = 30mg/l.
 Xác định nồng độ chất bẩn của nước thải:

3


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI-

Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt:
CshSS = (aSS x 1000)/qo = (60 x 1000)/ 100 = 600 (mg/l)

Trong đó :
aSS : Tải lượng chất lơ lửng của NTSH tính cho một người trong
ngày đêm theo bảng 25, TCXDVN 7957 : 2008. aSS = 60 g/ng.ngđ.
Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sản xuất : CCN = 50 mg/l


Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải sản xuất và sinh hoạt :
Chh = = = 530,56 mg/l.
Qsh = 30994,1+168+35,84+69,312 = 31267,25 m3/ngđ.
Qcn = 4518 m3/ngđ.

-

Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD) trong nước thải:
Trong nước thải sinh hoạt:
aSHBOD × 1000
q0

Lsh =
Trong đó :

= = 300 (mg/l)

aBOD : Tải lượng chất bẩn theo BOD5 của NTSH tính cho một người
trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. aBOD = 30 g/ng.ngđ.
Hàm lượng BOD5 của nước thải sản xuất: Lcn = 30mg/l


-

Hàm lượng BOD5 của hỗn hợp nước thải:
Lhh = = = 266 mg/l.
Hàm lượng tổng N_NH4+:

4


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢITrong nước thải sinh hoạt:
Csh =( aN × 1000)/100= = 80 (mg/l)
Trong đó :
aN : Tải lượng chất bẩn theo N tổng của NTSH tính cho một người
trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. aN= 8 g/ng.ngđ.

Hàm lượng N của nước thải sản xuất:20mg/l


Hàm lượng N của hỗn hợp nước thải:
Chh = = = 72,4 mg/l.

-

Hàm lượng tổng P:
Trong nước thải sinh hoạt:

Csh =( aP × 1000)/100= = 33 (mg/l)
Trong đó :
aP : Tải lượng chất bẩn theo P tổng của NTSH tính cho một người
trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. aP= 3,3 g/ng.ngđ.
Hàm lượng P của nước thải sản xuất: 4mg/l


Hàm lượng P của hỗn hợp nước thải:
Chh = = = 29,3 mg/l.

3. Xác định dân số tính toán
Dân số tính toán: Ntt = Nthực + Ntđ
Trong đó:
+ Nthực: dân số thực của thành phố, Nthực = 309941 (người)
+ Ntđ : dân số tương đương, là dân số được quy đổi của thành phố:
•

Quy đổi theo hàm lượng cặn lơ lửng:

Nsstd = = = 3765 (người)

5


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI⇒ Ntt = 309941 + 3765 = 313706 (người)
Quy đổi theo hàm lượng BOD:
NBODtd = = = 3873(người)

⇒ Ntt = 309941+ 3873 =313814 (người)

CHƯƠNG II. LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ CHO
TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1. Lựa chọn vị trí đặt trạm xử lý:
Khu xử lý nước thải phải được đặt ở hạ lưu sông, cuối hướng
gió, nằm ngoài và cách khu dân cư một khoảng đảm bảo theo điều 3.16
trang 7 TCVN 7957 : 2008. Với công suất trạm xử lý nhỏ hơn 50.000
m3/ngđ thì khoảng cách vệ sinh là 400m (theo bảng 1 trang 10 TCVN
7957-2008) nhằm tránh tình trạng mùi hôi của khu xử lý ảnh hưởng
đến cuộc sống của khu vực dân cư xung quanh mà đặc biệt là khi có sự
cố.
2. Tính chất nước thải đầu vào, yêu cầu cầu đầu ra:
 Tính chất nước thải đầu vào :
Bảng 1. Tính chất nước thải sinh hoạt và công cộng đầu vào
STT
1

Các chỉ
tiêu phân
tích

pH

Đơn vị
tính

Kết
quả

2

Tổng các
chất rắn lơ
lửng SS

mg/l

530,56

3

BOD5

mg/lO2

266

4

Tổng N

mg/l

72,4

5

Tổng P

mg/l

29,3

 Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra

6


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢINước thải sau quá trình xử lý được xả vào nguồn tiếp nhận loại
A, yêu cầu chất lượng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận
phải đảm bảo có các giá trị nồng độ chất ô nhiễm nhỏ hơn hoặc bằng
các giá trị quy định tại cột A, QCVN 14 : 2008/BTNMT.
Bảng 2 Tính chất nước thải sinh hoạt và công cộng đầu ra
(QCVN 14:2008,cột A, k=1):
STT
1
2
3

Các chỉ tiêu phân
tích

pH
Tổng các chất
rắn lơ lửng SS
BOD5

Đơn vị tính

Kết
quả
5-9

mg/l

50

mg/lO2

30

4

Tổng N

mg/l

5

5

Tổng P

mg/l

6

3. Đề xuất các công nghệ xử lý
Sơ đồ công nghệ và thành phần các công trình đơn vị của trạm
xử lý nước thải sinh hoạt được lựa chọn phụ thuộc vào :
- Công suất trạm xử lý.
- Thành phần và tính chất nước thải đầu vào.
- Mức độ cần thiết xử lý nước thải.
- Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận tương ứng. (xả vào nguồn
loại A theo QCVN 14 – 2008)
- Điều kiện cụ thể của địa phương (khí hậu, địa chất, mặt bằng xây
dựng ...)
- Phương pháp sử dụng cặn.
- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác.

Phương án1:
Ngăn tiếp nhận

7


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI-

Máy nghiền rác Song chắn rác
Bể lắng cát

Sân phơi cát

Bể lắng đợt 1
Thổi khí

Bể aeroten thổi
khí kéo dài
Bể lắng đợt 2

Bể nén
bùn

Bể metan

Máng trộn
Trạm clo

Bể tiếp
xúc
Xả

Ép bùn băng
tải
Bón ruộng

Thuyết minh:

nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được đưa đến
sân phơi bùn cặn còn nước thải đã được tác loại các rác lớn tiếp tục được đưa
đến bể lắng cát. Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đứng được đưa đến
sân phơi cát.

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I, tại đây các
chất thô không hoà tan trong nước thải được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến
bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể aeroten thổi khí kéo dài.
Bùn hoạt tính sẽ được lắng ở bể lắng II .
Qua bể lắng ngang đợt II, một phần bùn hoạt tính được tuần hoàn lại bể
aeroten để tăng hiệu quả xử lý, hàm lượng cặn và BOD trong nước thải đã
đảm bảo yêu cầu xử lý xong. Trong nước thải ra ngoài vẫn còn chứa một
lượng nhất định các vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra
nguồn. Toàn bộ hệ thống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng
trộn, bể tiếp xúc. Sau các công đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp
nhận.

8


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIToàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mê tan
được đưa ra sân phơi bùn (hoặc thiết bị làm khô bùn cặn). Bùn cặn sau đó
được dùng cho mục đích nông nghiệp.

Phương án 2 :
Ngăn tiếp nhận
Máy nghiền rác Song chắn rác
Bể lắng cát

Sân phơi cát

Bể làm thoáng
sơ bộ
Bể lắng đợt 1
Thổi khí

Bể biophin cao tải
Bể lắng đợt 2

bùn hoạt
tính tuần
hoàn

Bể metan

wetland
Trạm clo

Máng trộn
Bể tiếp xúc

Xả

Bể nén bùn
cơ khí
Bón ruộng

Thuyết minh:
Nước thải vào qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được
đưa đến bể metan còn nước thải đã được tách loại các rác lớn tiếp tục được
đưa đến bể lắng cát. Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát ngang được
đưa đến sân phơi cát.

9

-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢINước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I, tại đây các
chất thô không hoà tan trong nước thải được giữ lại. Cặn lắng được đưa đến
bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Biophil cao tải.
Sau khi đi ra khỏi bể biophil. Tiếp đến bể lắng 2.
Sau đó, nước thải được đưa vào hệ thống wetland để tăng hiệu quả xử lý nito
và photpho.
Trong nước thải ra ngoài vẫn còn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây
hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn. Toàn bộ hệ thống thực hiện
nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc. Sau các công
đoạn đó nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận.
Toàn bộ lượng bùn cặn của trạm xử lý sau khi được lên men ở bể Mêtan
được đưa ra hệ thống nén bùn cơ khí. Bùn cặn sau đó được dùng cho mục
đích nông nghiệp.
Lựa chọn dây chuyền công nghệ:
Tính toán theo phương án 2.

CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN , THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH
TRONG HỆ THỐNG.

1.

Ngăn tiếp nhận.
Nước thải của Thành phố được dẫn đến trạm xử lý bằng ống dẫn có
áp. Để thu nước trong trường hợp này người ta phải xây dựng
những ngăn tiếp nhận có nắp đậy

Lưu lượng
nước thải
(m3/h)

2300-

KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
A
2400

B
2200

H
2000

10

H1
1600

h
750

h1
900

b
800

l
1000

l1

1200


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI2800
Kích thước ngăn tiếp nhận được chọn căn cứ vào lưu lượng nước thải
max giây của Thành phố, theo tính toán ở trên ta có Q hMAX(TP) =2266,32
(m3). Vì vậy chọn ngăn tiếp nhận có kích thước cơ bản như sau:
(Theo Xử lí nước thải của P gs.Ts Trần Đức Hạ)

Chọn mương dẫn nước thải đến ngăn tiếp nhận là mương hình chữ
nhật.
Chọn đường kính ống dẫn b = 750 (mm), tính toán thủy lực ta có bảng
số liệu như sau:
Các thông số tính toán
Độ dốc i
Chiều ngang
B(mm)
Độ đầy
Vận tốc v
(m/s)

2.

Lưu lượng tính toán (l/s)
qs = 415
qsmax = 629,5
1,0
1,0
TB

qsmin = 265
1,0

1

1

1

0,94

1,017

0,835

0,55

0,735

0,425

Song chắn rác.

11


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI-

Tra bảng 2, tr8, TCVN 7957:2008, ta có hệ số không điều hòa
chung K0

Ko max = 1,52.
Ko min = 0,64
Lưu lượng tính toán, l/s
Thông số tính
TB
toán
qs = 415
qsmax = 629,5
qsmin = 265
Độ dốc i, 0/00
1,0
1,0
1,0
Chiều ngang B, m
1
1
1
Tốc độ v, m/s
0,94
1,017
0,835
Độ đầy, h/D
0,55
0,735
0,425
Sử dụng song chắn rác cơ giới.
- Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của
mương dẫn: h1 = hmax = 0,735 (m)
- Số khe hở giữa các thanh song chắn rác:


Chọn 59 khe hở.

Trong đó: q: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, qmax= 0,629 m3/s
b: Khoảng cách giữa các khe hở, b = 0,016m.
(Theo TCVN 7957:2008 là 15-20mm)
vtt: Tốc độ nước chảy qua song chắn. vtt = 0,95 m/s.( 0,81 m/s. 7.2.10 TCVN7957)

12


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI-

-

h1: Chiều sâu lớp nước qua song chắn.
Kz: Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống
cào rác của song chắn cơ giới, Kz = 1,05.( 3.1.2 t68 XLNT đô thị
Trần Đức Hạ)
Chiều rộng song chắn rác:
Bs = d (n+1) +b.n = 0,008. (59+1)+0,016. 59 = 1,424 m.
Trong đó: d: Chiều dày của mỗi song chắn( 8-10mm), chọn
d=0,008m.
Kiểm tra lại vận tốc của dòng chảy ở phần mở rộng của mương
trước song chắn ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh
sự lắng đọng cặn trong mương.
Kết quả thu được thỏa mãn yêu cầu.
Tổn thất áp lực trong song chắn:


-

Trong đó: vmax: Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn
ứng với lưu lượng lớn nhất, vmax= 1,017 m/s.
K: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở
song chắn. Chọn K=3.(8.2.6-TCVN 7957)
: Hệ số sức kháng cục bộ của song chắn, tính theo công thức:
Trong đó: β: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song
chắn, với tiết diện hình chữ nhật, chọn β=2,42.
S: Chiều dày mỗi thanh, S=0,008m.
b: Chiều rộng mỗi khe hở, b=0,016m.
α: Góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, lấy α=600
Như vậy:

-

Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn:

-

Trong đó: : Góc mở của mương trước song chắn rác,
Bs , Bm :Chiều rộng của song chắn và của mương dẫn.
Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác:

-

Lấy l2 = 0,3m; l1 = 0,6 m.
Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác:

13

-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI-

-

Trong đó: ls: Chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác không nhỏ
hơn 1m, chọn ls=1,5m.
Chiều sâu xây dựng của song chắn rác:
( 0,5 là chiều cao bảo vệ)

-

Lượng rác lấy ra từ song chắn :

-

Trong đó: a: Lượng rác lấy ra từ song chắn rác tính cho 1 người.
Theo bảng 20 TCVN 7957:2008 với chiều rộng khe hở của song
chắn rác là 20mm thì a=8 l/ng.năm.
Ntt: Dân số tính toán theo chất rắ lơ lửng, Ntt=313706
người.
Với khối lượng riêng của rác khoảng 750 kg/m3, trọng lượng riêng của rác:

-

Lượng rác trong từng giờ:

-

Trong đó: Kh: Hệ số không điều hòa giờ, Kh=2(Theo 7.2.12 TCVN
7957:2008)
Lượng nước dùng để nghiền rác là 40m3/h.

-

Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền, sau đó dẫn trực tiếp đến bể metan.
Độ ẩm của rác khoảng 80%
Theo sách xử lí nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết qua
song chắn rác hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD5 giảm 4-5%. Chọn H=4%
Hàm lượng BOD còn lại:
Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là:

-

Tổng song chắn rác là 2, trong đó 1 công tác, 1dự phòng.
Thông số song chắn rác
Số lượng

Chiều
dài L (m)

2

2,
4

Chiều
rộng
B(m)

1,424

14

Chiều cao H
(m)

Số khe hở

1,36
5

5
9


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI3.

Bể lắng cát ngang.

Các thông số
tính toán
Độ dốc i/1000
Chiều ngang B
(m)
Vận tốc, m/s
Độ đầy, h/D

qsmax = 629,5

qsmin = 265

1,0

1,0

1

1

1,017
0,735

0,835
0,425

Tính toán bể lắng cát ngang.
Chiều dài bể lắng cát ngang được tính theo công thức sau :
a.

-

L = = = 11,28 (m)
Trong đó: : tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với
lưu lượng lớn bằng 0,3 (m/s) ( 0,15-0,3 m/s)
: độ cao lớp nước trong bể lắng ngang có thể lấy là 0,7( 8.3.1
TCVN7957)
: kích thước thủy lực của hạt cát bằng 24,2 mm/s
(TCVN 7957:2008 bảng 26 mục 8.3.3)
K: hệ số tỉ lệ chọn = 3 với kích thước hạt 25mm.(bảng 27

TCVN7957. )
- Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong bể lắng cát ngang được tính theo
công thức :

-

-

-

F = = = 28,1
Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát :
B = = = 2,5m
Chọn bể lắng cát ngang gồm 3 đơn nguyên , trong đó 2 đơn nguyên công
tác, 1 đơn nguyên dự phòng . Chiều ngang mỗi đơn nguyên sẽ là :
(0.5-2m)
Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát ngang được tính theo công thức :

W = = = 6,274m3
Trong đó : N : dân số tính toán theo chất lơ lửng = 313706 người.
P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày
đêm lấy theo TCVN 7957-2008 = 0,02 l/ng.ngđ.

15


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIt : chu kì xả cát t 2 ngày đêm ( để tránh sự phân hủy cặn
cát )
Chọn t = 1 ngày đêm.
Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngag trong 1 ngày đêm:

-

= = = 0,22 (m)
Trong đó: n : số đơn nguyên công tác
- Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :
= + + = 0,735 + 0,22 + 0,5 = 1,455 (m)
Trong đó: : chiều cao bảo vệ chọn bằng 0,5m.
Kiểm tra lại tính toán với điều kiện 0,15 m/s
= = = 0,25 m/s 0,15 m/s
Trong đó: : độ sâu lớp nước ứng với ( bằng độ đầy h ứng với ) bằng
0,425
Thời gian lưu nước trong bể từ 30-120s
Số đơn
nguyên
3
b.

Chiều dài L
(m)
11,3

Chiều rộng 1
đơn nguyên b
1,25

Chiều cao lớp
cát Hc
0,22

Chiều cao xd
Hxd
1,455

Tính toán sân phơi cát :

Diện tích hữu ích của sân phơi cát :
F = = =458 m2
Trong đó: : chiều cao lớp bùn cát trong năm chọn từ 3-5m
- Chọn sân phơi cát gồm 4 ô , kích thước mỗi ô trong mặt bằng 9 x 12,72 m
 Tổng diện tích của sân phơi cát là 18 x 25,44 m = 458 m2
- Theo sách xử lí nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết qua bể
lắng cát ngang hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD 5 giảm 5% Hàm lượng
chất rắn lơ lửng sau khi qua bể lắng cát :
 Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại sau bể lắng cát:
SS= Cbđ.(100-5)% = 509,34.(100-5)= 483,9 mg/l
 Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:
BODsau= CBOD.(100-5) %= 255,4(100-5) = 242,63 mg/l
4.

Bể làm thoáng sơ bộ
Chọn 2 bể làm việc.
Tính toán theo trang 89 XLNT đô thị - Trần Đức Hạ

16


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIThể tích bể 1 bể:
W = = 1133,16.15/60 = 283,29 m3
Lưu lượng khí cấp cho bể:

V = D.Qh,max = 0,5.1133,16 = 566,63 m3/h
Trong đó: t- là thời gian làm thoáng = 10-15 phút.
D-lưu lượng không khí đơn vị lấy là 0,5 m3/m3 nước thải.
Diện tích bể làm thoáng sơ bộ:
F = V/I = 566,63/5 = 113,33 m2
Với I là cường độ làm thoáng = 4-7 m3/m2.h
Chiều cao công tác của bể làm thoáng sơ bộ:
H = W/F = 283,29/113,33 = 2,5 m
Chọn bể làm thoáng sơ bộ gồm 2 ngăn.
Kích thước mỗi ngăn là:6 × 9,5 m.

-

-

-

Số bể

Số ngăn 1 bể

Chiều cao công
tác Hct

2

2

2,5+0,5m bv

Kích thước 1
ngăn
6 × 9,5 m

1 phần bùn hoạt tính từ bể lắng 2 được tuần hoàn lại bể.
Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn là 50%.
5.

Tính toán bể lắng ngang đợt I

- Chọn 2 bể lắng để thiết kế
- Công suất của trạm xử lý là: 35786 m3/ngđ:2 =17893 m3/ngđ.
- Tính toán bể lắng ngang theo TCVN 7957:2008, mục 8.5.

17


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI- Hàm lượng chất rắn lơ lửng: C = 483,9 mg/l, hiệu suất lắng cần thiết để
đảm bảo hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải khi đưa về công trình xử
lý sinh học là C 150mg/l là:
E= (483,9- 150) /483,9 = 69 %
Mà hiệu suất bể lắng ngang đạt được là: 50-60%. chọn 60%
Do vậy, cần làm thoáng sơ bộ. Làm tăng hiệu quả lắng và giảm BOD từ
10-15%
a. Chiều dài bể lắng ngang

L=

v.H
K .U 0

(m)

Trong đó:
v – Tốc độ dòng chảy trong vùng lắng, v = 5 ÷10 (mm/s). Chọn v = 5
(mm/s).
H – Chiều cao công tác của bể lắng chọn H = 1,5 – 3m, chọn bằng 3m.
K – Hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng, đối với bể lắng ngang K = 0,5.
Uo – Độ lớn thủy lực của hạt cặn:
Uo = - 0 = 0,72 (mm/s)
Trong đó:
n – Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, đối với nước thải sinh
hoạt, n = 0,25. ( Bảng 31 – TCXDVN 7957:2008).
α - Hệ số kể tới ảnh hưởng của nhiệt độ của nước đối với độ nhớt lấy
theo Bảng 31, với nhiệt độ trung bình tính theo tháng thấp nhất là 250C, thì
α = 0,9.
ω - Thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thải trong bể lấy theo Bảng
32, với V = 5 (mm/s) thì ω = 0
t - chọn theo bảng 33. TCVN 7957:2008. n= 0,25 , hàm lượng cặn là
483,9mg/l, hiệu suất của bể lắng là 69%
=> t = 1750 s = 29phut
Trị số - lấy theo Bảng 34, ở chiều cao công tác H = 3 m thì lấy bằng 1,32.
- Vậy chiều dài bể là:
-

L = = 41,67 (m) => chọn L= 42m
Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:

-

W = = = 39,3 (m2)
Chiều rộng của bể lắng ngang:
B = (m)≈ 13 m
Trong đó: H – Chiều cao công tác của bể lắng, H = 3m.
Chọn số ngăn lắng của bể lắng n = 2.

18


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIL : B = 4:1
- Khi đó chiều rộng mỗi ngăn lắng:
b = (m).
(Chọn chiều rộng của mỗi ngăn lắng từ 6÷9m theo Lâm Minh Triết)
- Kiểm tra vận tốc thực tế ứng với kích thước đã chọn:
vtt = = = 8,07 (m/s)
Nhận thấy, vận tốc chọn trong bể lắng và vận tốc thực trong bể là gần
bằng nhau, chênh lệch nhau không đáng kể. Như vậy, kích thước của bể
lắng đã chọn là hợp lý.
b. Dung tích cặn lắng
- Dung tích phần chứa cặn của bể:
Wc = + 50% cặn từ lắng 2
(Công thức 3.31, Trang 87, Trần Đức Hạ, Kỹ thuật xử lý khí thải, NXB
Khoa Học và Kỹ Thuật, 2006).
Trong đó: Q – Lưu lượng nước thải 1 bể,17893 m3/ngđ.
T – Thời gian lưu cặn, chọn t =1 ngày.
p – Độ ẩm bùn cặn lắng bằng 93,5 ÷ 95%, chọn p = 95%.
γ – Khối lượng thể tích của cặn thường lấy bằng 1 tấn/m3
Co – Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải sinh hoạt trước khi
qua bể lắng ngang đợt 1, mg/l.
Wc = +13= 132,4(m3)

- Thể tích cặn trong 1 ngăn lắng là:

= == 62 m3
-

Chiều cao lớp cặn
Hc = = (m). Lấy Hc= 0,25 m.(0,2-0,3m)
- Hố thu cặn
Chọn hố thu cặn có diện tích:
F1 – Diện tích đáy hố thu cặn, F1=0,8×0,8 m2.
F2 – Diện tích miệng hố thu cặn, F2= 3,28 x 3,28 m2.
Chiều cao hố thu cặn Hxả= 1,5 ( theo Xử lý nước thải _ PGS –TS Hoàng
Huệ)
Góc nghiêng của thành hố thu cặn lấy bằng 50 o(theo 8.5.11 TCXDVN
7957-2008).
- Tổng chiều sâu bể lắng
ΣH = H + Hc + Hbv + Hth = 3+0,25 + 0,5 + 0,3 = 4,05 (m).
Trong đó:
H – chiều cao vùng lắng, (m).

19


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIHc – Chiều cao lớp cặn, (m).
Hbv – Chiều cao phần bảo vệ phía trên mặt nước, (m), chọn Hbv = 0,5m.
Hth – Bề dày lớp trung hòa giữa lớp nước công tác và lớp bùn trong bể
lắng, chọn Hth = 0,3m.
Kiểm tra tỷ lệ chiều dài và chiều sâu của bể lắng:
L : ΣH = 42 : 4 = 10,5 (thỏa mãn).( 8-12)
-

-

Hàm lượng cặn sau lắng 1 là:
C = C0 (100% - 70%) = = 145,17 mg/l. < 150 mg/l (TM)
Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng ngang:

BODsau= CBOD.(100-10) %= 242,63(100-10)% = 218,37 mg/l
Số bể

Số ngăn 1 L (m)
bể
2
42

2

c.

B (m)

Hxd

Hc

Hxả cặn

13

4

0,
2

1,5

Vùng phân phối nước vào.

Sử dụng tấm chắn hướng dòng, nửa chìm nửa nổi.
Cách thành bể 1m
6. Bể biofin cao tải .
Hiệu quả khử BOD là 60-85%.
Vật liệu lọc thường là: than, đá cục, cuội sỏi, đá ong…
Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng ngang:



BODsau= 218,37 mg/l
BODvào : 218,37 mg/l = La
Hiệu quả xử lý 83%

BODra =50mg/l =Lt .
BODvào < 250mg/l => không phải tuần hoàn bùn -> K = = = 4,37
K= 4,37 tra bảng 44 :
•
•

Lưu lượng cấp khí : B =8 (m3/m3 nước thải ) kể cả lưu lượn nước tuần hoàn.
Chiều cao lớp vật liệu lọc của bể : H=2m

20


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI•

Tải tọng thủy lực : q =30 (m3/m2.ngày )

Diện tích bể : F = = =1192,87 (m2)
Bể lọc cao tải có dạng hình tròn trên mặt bằng ,
Chọn 4 bể
Diện tích mỗi bể f= = = 298,2 (m2)
Đường kính mỗi bể : D = = =19,48 (m) 19,5(m) (15-30m)
Tổng thể tích vật liệu lọc của bể :W =F.H =1192.2 = 2384(m3 / m2.ngđ)
*) Hệ thống tưới : quay phản lực
Lưu lượng tính toán của bể : Qbể = = =0,1035 (m3/s)
Đường kính của hệ thống tưới : Dt =Db -0,2 = 19,3 (m) (tr.194-XLNT đô
thị TRẦN ĐỨC HẠ)
Chọn hệ thống tưới 4 cánh.
Lưu lượng tại mỗi cánh : Qcánh =Qbể / 4 = 0,026 (m3/s)
Chọn vân tốc nước = v=0,3 m/s < 1m/s



Đường kính ống : D = = = 0,17 (m)
Chọn d0 =200 mm

Số lỗ trên mỗi ống tưới : m= = =121 (lỗ )
Dt – đường kính hệ thống tưới
Khoảng cách mỗi lỗ đến trục ống đứng :
Ri = = =878 (mm)

Số vòng quay của hệ thống tưới trong 1 phút :
n = .q0 = = 3,87 4 ( vòng / phút )
trong đó :: d1- đường kính lỗ ống tưới = 10-15mm.
qo – lưu lượng nước thải cho 1 nhánh ống tưới 0,026 = 26 l/s
Áp lực cần thiết của hệ thống tưới :
h= qo2 .( - + ) = 262 .( - + )
(CT 6.22 XLNT đô thị- Trần Đức Hạ)

21


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI= 2708,9 (mm) =2,7 (m) > 0,5 đạt yêu cầu.
Chiều cao xây dựng bể:
H = 2+0,5+0,2+0,1+0,5 = 3,3 m
Số bể
4
7.

D1be (m)
19,5

H (m)
3,3

Tính toán bể lắng ngang đợt II

- Hỗn hợp nước thải sau khi ra khỏi bể Biofil làm sạch hoàn toàn sẽ
được dẫn sang bể lắng ngang đợt II.
- Bể lắng 2 làm nhiệm vụ lắng hỗn hợp nước và bùn (bùn hoạt tính và
màng vi sinh vật) từ bể Biofil đến và bùn lắng ở đây được gọi là bùn hoạt

tính.
Đối với bể lắng đợt II, ta tính toán kích thước bể theo phương pháp tải
trọng thuỷ lực bề mặt.
- Tải trọng thủy lực qo được tính theo mục 8.5.7 TCXDVN 7957-2008
 Tải trọng thủy lực bề mặt của bể lắng ngang 2 sau Biofil được tính theo
công thức:
qo = 3,6 . Ks . Uo (m3/m2.h)
Trong đó:
Ks - Hệ số sử dụng dung tích bể, Ks = 0,4 (đối với bể lắng ngang).
Uo – độ lớn thủy lực của màng sinh học khi xử lý sinh học hoàn toàn.
qo = 3,6×0,4×1,4
= 2,016 m3/m2.h


Diện tích mặt thoáng của bể lắng

F = = = 739,6 (m2)


Diện tích mặt cắt ướt của bể:

W = = 82,8 (m2)
Trong đó:
Q – Lưu lượng nước giờ trung bình ,1491 m3/h.

22

=1,4mm/s

-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIv – Vận tốc nước chảy trong bể, v = 5÷10mm/s, chọn bằng 5mm/s hay
0,005m/s


Chiều rộng bể:

B = W : H = 82,8 : 3 = 27,6 (m)

- Chọn số ngăn lắng n = 9.
- Chiều rộng một ngăn lắng: b = B : n = 27,6 : 9 = 3,07 (m).
- Tổng chiều rộng bể là:B= 3,07 . 9 = 27,6 (m)


Chiều dài bể lắng ngang đợt II là:
L = F : B = 739,6 : 27,6 = 26,8 (m)



Thời gian nước lưu lại trong bể lắng ngang đợt II là:

t = = = 1,49 (h)
đảm bảo thời gian lắng của bể lắng ngang 2 sau Biofil cao tải.
Trong đó:
L – Chiều dài bể lắng, m.
v – Vận tốc dòng nước trong bể lắng, m/s


Tốc độ thực tế

Vth = = = 5 mm/s.

Nhận thấy vth = 0,005 trùng khớp với v đã chọn, vậy kích thước đã chọn
là hợp lý.


Thể tích vùng chứa nén cặn:
Wc =

( B − b ) × Qtb × 100 × t
(100 − p )10 6 × n

(m3)

Trong đó:
B – Lượng bùn hoạt tính dư g/m 3; Là lượng bùn hoạt tính dư trước khi
lắng, phụ thuộc vào hàm lượng các chất lơ lửng và hữu cơ có trong nước
thải, hiệu suất của bể lắng đợt I và bể Biofil.

23


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIHàm lượng bùn hoạt tính ra khỏi Biofil là:
B = 145,17 (mg/l) = 145,17(g/m3)
b – Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau bể lắng hai. Theo bảng 36
với Lt = 15 mg/l, thời gian lắng t = 1,5 h,BOD=50 ta có b = 51 (mg/l) =
51(g/m3)
Q – Lưu lượng nước thải trung bình giờ, Q = 1491 (m3/h).
T – Thời gian giữa hai lần xả cặn, t = 10 (h) ( không quá 1 ngày).
P – Độ ẩm của cặn, p = 99,4%.
n – Số đơn nguyên, n = 9.

Wc1 = = 26 (m3)
 Chiều cao hố thu cặn:
Hc = Wc / L.b = 26/26,8.3,07 = 0,3 (m)
 Hố thu cặn
- Chọn hố thu cặn có diện tích:
F1 – Diện tích đáy hố thu cặn, F1 = 0,5×0,5 = 0,25 m2.
F2 – Diện tích miệng hố thu cặn, F2= 0,75 x 0,75 = 0,562 m2.
Đáy bể lắng dùng thiết bị gạt cặn được xây dựng có độ dốc 0,01 (theo
8.5.11 TCXDVN 7957-2008) về phía hố thu cặn.
 Chiều cao xây dựng bể:
HXD= hbv + H + hth + Hc (m)
Trong đó:
hbv – Chiều cao bảo vệ hbv = 0,4 (m).
H – Chiều cao công tác của bể, H = 3,0 m.
hth – Chiều cao lớp nước trung hoà của bể hth = 0,3 m.
Hxd = 0,4 + 3,0 + 0,3 + 0,3=4 (m),
- Kiểm tra tỷ lệ chiều dài và chiểu sâu bể:
L : b = 26,8 : 3,07 = 8,7 (thỏa mãn trong khoảng từ 8÷12)

24


-ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢIKL: Bể lắng đợt 2 gồm 9 đơn nguyên. Các thông số thiết kế của một đơn
nguyên là:
Hxd

H

hbv

hth

4

3

0,4

0,3

H
c
0,3

L

b

26,
8

3,0
7

Đơn vị : m
8.

-

-

Áp lực thủy tĩnh của bể là 0,9-1,2m , chọn bằng 1m
Đường kính ống dẫn bùn ra chọn = 200mm
Chiều cao thành bể lắng tính từ mực nước trở lên là 0,3m
Máng tràn thu nước đã lắng làm theo dạng răng cưa với tải trọng thủy lực
không nhỏ hơn 10 l/s.m
Wetland.
Lựa chọn cánh đồng ngập nước phía dưới để xử lý triệt để N, P.
Ta có các thông số sau:
+ BOD5 của nước thải trước khi vào CTXL: 50 mg/l
+ BOD5 của nước thải sau xl: 30 mg/l
+ lưu lượng :35786 m3/ngd.
+ Nhiệt độ trung bình mùa đông:25oC
+ Vật liệu lọc là sỏi có độ rỗng α= 0,35 , hệ số thấm lọc: Ks = 500
m3/m2.ngày.
+ chiều sâu lớp vật liệu lọc: d=3m
+Độ dốc nền đáy:S=1,7%
+ Cây trồng : Cây thân bấc
Kiểm tra giá trị Ks .S:
Ks .S = 500.0,017 = 8,5 m/ng < 8,6
Xác định K20 theo CT 5.9
K20 = K0.37,31.α4,172
= 0,86 ngày-1 ( với K0=1,839)
Kt = K20.1,125-20 = 1,39 ngày-1
Xác định diện tích mặt cắt ướt theo CT 5.8
Ac =Q/Ks.S = 4210 m2.
Xác định chiều rộng cần thiết của cánh đồng:
B = Ac/d = 4210/3 = 1403 m
Diện tích cần thiết của cánh đồng:
CT5.4

F = = 490387 m2.
Tổng diện tích cánh đồng ngập nước phía dưới là:

25