Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải đơn giản

BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Tên nhóm sinh viên: Nhóm 2
Lớp: ĐH7M1
GVHD: Nguyễn Hồng Đăng
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 tiếp nhận nước thải loại: A (QCVN 14-2008/BTNMT)
Đặc điểm nguồn tiếp nhận:
Lưu lượng trung bình: 5 m3/s; vận tốc trung bình: 0,4 m/s; chiều sâu trung bình:
2,8m; hàm lượng cặn lơ lửng: 11mg/l; DO: 4,2 mg/l; BOD: 4,1 mg/l; khoảng cách
từ cửa xả đến mặt cắt tính toán: 30km.
- Công suất thải nước: 25.000 m3/ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng thải:
Chỉ tiêu

Đơn vị đo

Giá trị

Nhiệt độ

0

C

20

pH

-

7,5

Chất rắn lơ lửng (SS)

mg/l

490

BOD5

mg/l

461

Amoni (tính theo N)

mg/l

60

PO4- (tính theo P)

mg/l

5

Tổng Coliform

MPN/100ml

2. Thể hiện các nội dung nói trên vào:
-

Thuyết minh khổ A4
Bản vẽ sơ đồ công nghệ (A3)
Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý ( A2)
Bản vẽ chi tiết 3 côg trình chính ( gồm ít nhất 1 công trình cơ học, 1 sinh
học) (khổ A3)
I.
MỨC ĐỘ XỬ LÝ CỦA NƯỚC THẢI


1. Theo SS
Hàm lượng chất lơ lửng cho phép trong chất thải xả vào nguồn được xác
định như sau:

 Trong đó :
 : Hàm lượng chất lơ lửng cho phép trong nước thải xả vào nguồn
 : Hàm lượng chất lơ lửng tăng cho phép trong nước thải xả vào nguồn sau
xáo trộn (g/)
g/( Theo bảng 1.19 nước dùng cho cấp nước đô thị )
 : Lưu lượng nước nguồn ()
 : Lưu lượng nước thải ()
 : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước nguồn ()

 : Hệ số phụ thuộc đặc tính thủy lực

 Trong đó:
 : Khoảng cách từ cửa xả đến mặt cắt tính toán:
 : Hệ số ảnh hưởng tới thủy lực

 : Hệ số cong. Giả sử
 ( Cửa xả gần bờ)
 : Hệ số khuếch tán

Từ đây ta có:

Mức độ xử lý theo SS:


2. Theo BOD
BOD của nước thải cho phép vào nguồn:
 Trong đó:
 : BOD nguồn.
 : BOD hỗn hợp nước nguồn + nước thải.
 : Hằng số tốc độ tiêu thụ oxi của nước thải.
 : Hằng số tốc độ tiêu thụ oxi của nước nguồn

 : Thời gian xáo trộn,

(mg/l)


Mức độ cần thiết xử lí nước thải:

3. Thiết lập dây chuyền công nghệ xử lí nước thải với các thông số:
- Mức độ cần thiết làm sạch:
+ Theo SS:
+ Theo BOD:
- Công suất trạm:
- Thủy vực tiếp nhận là nguồn nước mặt loại A (Sông dùng cho mục đích cấp

nước đô thị )


Ngăn tiếp nhận
Song chắn rác cơ giới
Bể lắng cát ngang

Máy nghiền rác
Sân phơi cát

Bể lắng sơ bộ
Bể lắng ngang đợt 1
Bể Biophin cao tải
Bể lắng ngang đợt 2
Trạm clo

Máng trộn

Bể Metan


Bể tiếp xúc ly tâm

Ra sông

Sân phơi bùn

Bón ruộng

(nguồn tiếp nhận)

Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước thải vào qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rác nghiền được
đưa đến bể Metan, cặn còn lại trong 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.
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 Biofil cao tải để xử lý sinh học.
Sau đó bùn hoạt tính sẽ được lắng ở bể lắng II và thành phần không tan được
giữ ở bể lắng II. Sau đó bùn sẽ được đưa tới bể Metan.
Qua bể lắng ngang đợt II, 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 ly tâm.
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 sân phơi bùn. Bùn cặn sau đó được dung cho mục đích nông nghiệp.


II.

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN CÔNG
NGHỆ

Công suất thải nước: 25000 /ngày đêm, dùng cho mục đích cấp nước đô thị
- Lưu lượng nước thải trung bình:
=> Kmax = 1,525; Kmin = 0,6165 (Theo bảng 2_TCVN 7957:2008)
- Lưu lượng nước thải tính toán:
Qmax = Qtb.Kmax = 0,290 x 1,525 = 0,44 = 1584=

Qmin = Qtb.Kmin = 0,290 x 0,6165 = 0,18
Giả sử 1 người 1 ngày sử dụng q0 = 200l/ người.ngđ= 0,2/người.ngđ
Tổng dân số: N= Qtb / q0 = 25000/0,2= 125000 người
1. NGĂN TIẾP NHẬN
Dựa vào lưu lượng nước thải trong giờ lớn nhất Qmax = 1584m3/h . Chọn 1
ngăn tiếp nhận với các thông số sau (tham khảo bảng P3.1 trang 319_xử lý
nước thải đô thị_ PGS-TS Trần Đức Hạ chủ biên)
Bảng1: Kích thước ngăn tiếp nhận
Q
(m3/h)
1584

Đường
kính
ống áp
lực (2

Kích thước của ngăn tiếp nhận, mm
A

B

H

H1

h

h1

b

l

l1


ống)
250

2000 2300 2000 1600

750

750

600

100
0

120
0

 Trong đó:
 A – chiều ngang của ngăn tiếp nhận;
 B – chiều rộng ngăn tiếp nhận;
 H – chiều cao ngăn tiếp nhận;
 H1 – khoảng cách từ đỉnh mương dẫn đến đáy ngăn tiếp nhận;
 h – khoảng cách từ đáy mương dẫn đến đáy ngăn tiếp nhận;

 h1 – chiều cao mương dẫn;
 b – chiều ngang mương dẫn.

2. MƯƠNG DẪN NƯỚC THẢI
Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình
chữ nhật. Tính toán thủy lực của mương dẫn (xác định: độ dốc i, vận tốc v, độ
đầy h) dựa vào bảng tính toán thủy lực.
Tra bảng 36- bảng tính toán thủy lực cống và mương thoát nước- Trần Hữu
Uyển và bằng cách nội suy ta có:
Bảng 3: Kích thước và thông số thủy lực mương dẫn nước thải
Thông số tính toán
Độ dốc i

QTB = 290 l/s

Lưu lượng tính toán, l/s
Qmaxs = 440 l/s

Qmins = 180 l/s

0,001

0,001

0,001

s

Vật liệu bê tông cốt thép
Chiều rộng B (m)

0,2

0,2

0,2

Tốc độ v (m/s)

0,44

0,48

0,39

Độ đầy h/D (m)

0,78

0,92

0,45

Chiều cao xây dựng của mương dẫn: Hxd = hmax + hbv = 0,92 + 0,4 = 1,32 m
Chọn Hxd = 1.5 m
Trong đó: hmax – mực nước cao nhất trong mương (m), hmax = 1.35 m;
hbv – chiều cao bảo vệ mương dẫn (m), hbv = 0.4 m


3. SONG CHẮN RÁC

Nhiệm vụ của 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 đặt cố định, cào rác bằng cơ giới và có máy nghiền
rác.
 Tính toán song chắn rác:
Song chắn rác được bố trí nghiêng một góc α =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 s = 8mm, khoảng cách
giữa các khe hở là l = 16mm = 0,016m (Trang 66_Xử lý nước thải đô thị - Trần
Đức Hạ)
- Chiều sâu của lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán của
mương dẫn: h1 = hmax = 0,92 (m)
- Số khe hở giữa các thanh song chắn rác:
(CT 3.1_Trang 68_Xử lý nước thải đô thị_ Trần Đức Hạ)
 Trong đó:
 Q: Lưu lượng lớn nhất của nước thải, Qmax= 0,44 m3/s
 b: Khoảng cách giữa các khe hở, b = 0,02m.(Mục 8.2.1_TCVN 7957:2008)
 vt: Tốc độ nước chảy qua song chắn. vt = 1,2 m/s.
 h1: Chiều sâu lớp nước qua song chắn. h1 = 0,92 m
 Kz: Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác của
song chắn cơ giới, Kz = 1,05.
 n = 20,92 khe => Chọn 21 khe
- Chiều rộng song chắn rác:
Bs = d (n-1) +bn = 0,008 (21-1)+0,0221 = 0,58 (m)
 Trong đó: d: Chiều dày của mỗi song chắn, 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. Vận tốc này không nhỏ hơn 0,4m/s
 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= 0,48 m/s.
 K: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn, K=2÷3.
Chọn K=3. (Giáo trình – 68)
 : Hệ số sức kháng cục bộ của song chắn, tính theo công thức:

 Trong đó:
 :là hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh chắn chon theo bảng
3.7 trang 115 sách Tính toán thiết kế công trình xử lí nước thải công
nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết; chọn  = 1.83
 S: Chiều dày mỗi thanh, S=0,008m.
 b: Chiều rộng mỗi khe hở, b=0,02m.
 α: Góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, lấy α=60 0
Như vậy:

- Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn:
(CT 3.7_Trang 69_Xử lý nước thải đô thị_ Trần Đức Hạ)
 Trong đó:
 : Góc mở của mương trước song chắn rác,
(Trang 67_Xử lý nước thải đô thị_ Trần Đức Hạ)
 Bs , Bm :Chiều rộng của song chắn và của mương dẫn.
- Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác:
.
- Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác:
Trong đó: ls: Chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác không nhỏ hơn 1,
chọn ls=1,5m.
- Chiều sâu xây dựng của song chắn rác:

- 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 16mm thì a = 8 l/ng.năm.
 Nt: Dân số tính toán theo chất rắ lơ lửng, Nt=125000 người.
- Với khối lượng riêng của rác khoảng 750 kg/m3, trọng lượng riêng của rác:
- Lượng nước dùng để nghiền rác là 40m3/h.
- Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền, sau đó dẫn trực tiếp đến bể metan.
- Hiệu suất xử lý qua song chắn rác là 4-5%. Chọn H=5% (Sách xử lý nước
thải đô thị và công nghiệp_Lâm Minh Triết)
+ 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.
Mm
Chiều sâu của lớp nước
Số khe hở
Chiều rộng
Tổn thất áp lực
Chiều dài ngăn mở rộng
Chiều dài xây dựng của mương
Chiều sâu xây dựng

920
21 khe
580
0,02
520

2280
1440

4. BỂ LẮNG CÁT NGANG VÀ SÂN PHƠI CÁT
Thông số tính toán
Độ dốc i
Chiều rộng B (m)

Qmaxs = 440 l/s
0,001
0,2

Qmins = 180 l/s
0,001
0,2

Tốc độ v (m/s)

0,48

0,39

Độ đầy h/D (m)

0,92

0,45

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

L=

(CT 18_TCVN 7957:2008)


Trong đó: : tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với
lưu lượng lớn nhất bằng 0,3 (m/s)
: độ cao lớp nước trong bể lắng ngang. Chọn Hn = 0,5m
(Mục 8.3.4_phần a_TCVN 7957:2008)
: Do chọn kích thước thủy lực của hạt cát là 0,25 suy ra =24,2
(TCVN 7957:2008 bảng 26 mục 8.3.3)
K: Hệ số tỉ lệ U0. Tra bảng 27_TCVN 7957:2008 => K=1,3
Vậy: L = = 8,1 (m)
- Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong bể lắng cát ngang được tính theo
công thức :
F = = = 18,18( )
- Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát :
B = = = 2,24 (m)
- 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 :

- Thể tích phần chứa cặn của 1 bể lắng cát ngang được tính theo công thức :
Wc = = = 2,5 (m3)
Trong đó : N : dân số
P=0,04 : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày
đêm lấy theo TCVN 7957-2008 (Mục 8.3.5_Trang 40_TCVN 7957:2008)
t : 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:
= = = 0,14 (m)

Trong đó: n : số đơn nguyên công tác
- Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :


= + + =0,5 + 0,14 + 0,4 = 1,04 (m)
Trong đó: : chiều cao bảo vệ chọn bằng 0,4m.
Kiểm tra lại tính toán với điều kiện 0,15 m/s (phần a_Mục 8.3.4 TCVN
7957:2008)
= = = 0,18 m/s 0,15 m/s
Trong đó: : độ sâu lớp nước ứng với ( bằng độ đầy h ứng với ) bằng 0,45m
+ Theo sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết thì chất lơ
lửng và BOD5 qua bể lắng cát giảm 5%
- Hàm lượng BOD5 còn lại sau bể lắng cát:
L2 = L1.(100-5)/100 = 437,95.(100-5)/100= 416,05 mg/l
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại sau bể lắng cát:
C2 = C1.(100-5)/100= 465,5.(100-5)/100 = 442,23 mg/l
Thông số thiết kế bể lắng cát ngang:
Thông số
Chiều dài
Chiều ngang tổng cộng
Chiều ngang mỗi đơn nguyên
Chiều cao lớp cát
Chiều cao xây dựng
Chiều cao bảo vệ
Độ sâu lớp nước

Giá trị (mm)
8100
2240
1120

140
1040
400
450

b. Sân phơi cát:
Diện tích hữu ích của sân phơi cát :
F = = = 608,33 m2.
Trong đó: : chiều cao lớp bùn cát trong năm chọn từ 3-5m3/m2.năm
 Chọn hc=3 m3/m2.năm (Mục 8.3.8_TCVN 7957:2008)
- Chọn sân phơi cát gồm 2 ô, kích thước mỗi ô trong mặt bằng 12m x 25,5m
Tổng diện tích của sân phơi cát = 306 m2


5. LÀM THOÁNG SƠ BỘ:
Khi dùng bể lắng ngang để xử lý, hiệu quả E= 60% nên hàm lượng lơ lửng sau
bể vẫn lớn hơn 150 mg/l không đáp ứng yêu cầu để tiếp nhận xử lý sinh học. Vì
vậy, cần thiết phải làm thoáng sơ bộ nước thải trước bể lắng ngang đợt i.
Cho nên trước khi vào bể lắng đợt 1 ta bố trí một công làm thoáng làm sơ bộ để
tăng hiệu quả lắng thêm 5 �8%. BOD sau quá trình làm thoáng sơ bộ sẽ giảm
được 5 �8%.

- Thể tích bể làm thoáng sơ bộ W được tính theo công thức 3.32_Xử Lý nước
thải đô thị_Trần Đức Hạ:
W = = = 396 (m3)
Trong đó: t : thời gian thổi khí, chọn t = 15 phút
- Lượng không khí cần cung cấp cho bể làm thoáng được xác định theo lưu
lượng riêng của không khí D= 0,5 m3không khí/m3 nước thải.h
V=D.Qmax = 0,5.1584 = 792 (m3/h)
- Diện tích bể làm thoáng sơ bộ trên mặt bằng xác định như sau:

F = V/I = 792/6 = 132 m2
(Công thức 3.34_Xử Lý nước thải đô thị_Trần Đức Hạ)
Trong đó: I- cường độ thổi khí, nằm trong khoảng từ 4-7m3 không khí/m3.h
Chọn I = 6 m3 không khí/m3.h
- Chiều cao công tác của bể làm thoáng sơ bộ:
H = W/ F = 396/ 132 = 3m
- Chọn bể làm thoáng sơ bộ gồm 2 ngăn, hình chữ nhật trên mặt bằng.
Kích thước mỗi ngăn là: B x L = 8x 16,5m
- Chiều cao xây dựng bể: Hxd = 3,5

Thông số
Thể tích

Giá trị
396

Đơn vị
m3


Số bể
Số ngăn
Thời gian
Chiều cao xây dựng
Kích thước mỗi ngăn

6.
-

1

2
15
3,5
8x16,5

phút
M
m

BỂ LẰNG NGANG ĐỢT I
Chọn 2 bể lắng để thiết kế.
Công suất của trạm xử lý là: 25000 m3/ngđ
Công suất mỗi bể =12500 m3/ngđ.
Tính toán bể lắng ngang theo TCVN 7957:2008, mục 8.5.

- Hàm lượng chất rắn lơ lửng: Co = 442,23 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= .100= 66 %. Chọn hiệu xuất 60%
a. Chiều dài bể lắng ngang

L = (m) (CT 32_TCVN 7957:2008)
Trong đó:
V– Tốc độ dòng chảy trong vùng lắng, v = 5 10 (mm/s). Chọn v = 8 (mm/s).
H – Chiều cao công tác của bể lắng H = 1,5 – 3m, chọn H = 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 = - 0,03 = 0,72 (mm/s)
(CT 34_TCVN 7957:2008)
Trong đó:

n – Hệ số phụ thuộc vào tính chất của chất lơ lửng, đối với nước thải sinh
hoạt, n = 0,25. (TCXDVN 7957:2008 trang45).
α – Hệ số kể tới ảnh hưởng của nhiệt độ của nước đối với độ nhớt lấy theo
Bảng 31, với nhiệt độ là 200C, thì α = 1


Ω – Thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thải trong bể lấy theo Bảng 32,
với V = 8 (mm/s) thì ω = 0,03
t – Thời gian lắng(s). Chọn theo bảng 33. TCVN 7957:2008. n= 0,25; hiệu
suất của bể lắng E=60%
=> t = 861,25 s
Trị số – lấy theo Bảng 34, ở chiều cao công tác H = 3m thì lấy bằng 1,32.
- Vậy chiều dài bể là:
L = = 67 (m)
- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang:
W = = = 55 (m2)
- Chiều rộng của bể lắng ngang:
B = (m)  Chọn B=18,4 m
B:L 1:4 => Thỏa mãn điều kiện



Trong đó: H – Chiều cao công tác của bể1 lắng, H = 3m.
Chọn số ngăn lắng của bể lắng n = 2. ( 2 bể)
-

Khi đó chiều rộng mỗi ngăn lắng:
b = (m).

- Kiểm tra vận tốc thực tế ứng với kích thước đã chọn:

vtt = = = 7,97 (mm/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 1 bể:
Wc =
(Công thức 3.31, Trang 87, Trần Đức Hạ)
Trong đó: Q – Lưu lượng nước thải bể, m3/ngđ.
T – Thời gian lưu cặn, chọn t = 1 ngày=24h


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.
E: hiệu suất lắng có làm thoáng 60%.
n – Số bể lắng công tác. Chọn n = 2 bể
Wc = = 100,87(m3)
- Thể tích cặn trong 1 ngăn lắng (1 bể có 2 ngăn) là:
= == 50,5m3
-

Chiều cao lớp cặn
Hc = = (m)

-

Hố thu cặn
+ Chọn hố thu cặn có diện tích:

F1 – Diện tích đáy hố thu cặn, F1=1,51,5= 2,25 m2.
Chiều cao hố thu cặn Hxả= 1,5m.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+0,16 + 0,4 + 0,4 = 3,96 (m).
Trong đó:
H – chiều cao vùng lắng, (m).
Hc – Chiều cao lớp cặn, (m).
Hbv – Chiều cao phần bảo vệ phía trên mặt nước, (m), chọn Hbv = 0,4m.
Hth – Bề dày lớp trung hòa giữa lớp nước công tác và lớp bùn trong bể
lắng, chọn Hth = 0,4m.
Đường kính ống thu cặn là 200mm
Hiệu suất xử lý BOD trong bể lắng I:


- Hàm lượng SS sau khi qua bể làm thoáng sơ bộ + bể lắng đợt I giảm 68%.
Vậy hàm lượng SS còn lại là:
C3 = C2 (100% - 68%) = = 141,5 (mg/l).
- Hàm lượng BOD sau khi qua bể làm thoáng sơ bộ + bể lắng đợt I giảm 5 �
8%. Hàm lượng BOD còn lại là:
L3 = L2 (100% - 8%) = = 382,76 (mg/l).

Bảng 3. 1. Các thông số thiết kế của bể lắng ngang đợt I

7.

Thông số
Số lượng
Chiều dài

Chiều rộng
Chiều cao công tác
Số ngăn
Chiều rộng mỗi ngăn
Chiều cao lớp cặn
Tổng chiều sâu bể lắng

Giá trị
2
67000
18400
3000
2
4600
160
3960

Đơn vị
bế
mm
mm
mm
mm
mm
mm

BỂ
BIOFIL
CAO
TẢI

Nguồn
tiếp nhận
loại A
nên ta chọn lượng BOD5 đầu ra của bể lọc sinh học cao tải (Lt) là 30mg/l (theo
QCVN 14:2009)
Vì lượng BOD5 sau bể lắng 1: L3 = 382,76 mg/l > 250 mg/l
 Nước thải cần phải pha loãng để BOD hỗn hợp nước thải và nước pha loãng
bằng 250mg/l. Hệ số pha loãng xác định theo công thức:
R = == 0,6
Trong đó:
La: BOD5 của nước thải đưa vào bể (mg/l)
Lt: BOD5 của nước đã được xử lý (mg/l)
Giá trị K xác định như sau:
K = == 8,33
Dựa vào trị số K =8,33 , tra bảng 44, mục 8.15.3_ TCVN 7957:2008 với nhiệt độ
trung bình của nước thải về mùa đông T = 200C ta có:
+ Tải trọng thủy lực q = 20 (m3/m2/d)
+ Lượng không khí cấp B = 8 (m3/m3 nước thải)


+ Chiều cao lớp vật liệu lọc H = 3 (m)
Diện tích bề mặt bể sinh học:
F = = = 2000 (m2)
Lưu lượng nước tuần hoàn Qth(m3/ngày), được xác định đảm bảo cho BOD của
nước thải đến bể lọc nhỏ hơn 250 mg/l và sau khi ra khỏi bể lọc đáp ứng yêu cầu
xử lý. Đại lượng Qth được xác định như sau:
Qth = Qth =

 Qth =15086 (m3/ngày)

 Khi đó, lưu lượng nước trong bể : Q = Qtb + Qth = 25000 + 15086 =40086
m3/ ngày đêm = 1670,25 m3/h = 464 l/s
 Kmax= 1,51 ; Kmin= 0,65
 Lưu lượng nước trong giờ lớn nhất: Qmax = 15086 x 1,51 =22779,866 m3/h =
546716,64 m3/ ngày đêm
 Lưu lượng nước trong giờ bé nhất: Qmin = 15086 x 0,65 =9805,9 m3/h
 Chọn 5 bể lọc sinh học cao tải: f = = =400(m2)
 Tính toán cho 1 bể:
- Đường kính bể:
D = = = 22,57 (m)  Chọn D = 22,6 (Thỏa mãn vì D = (15m-30m)_Xử
lý nước thải đô thị_Trang 193_Trần Đức Hạ)
 Bán kính bể: R = D/2 = 11,3(m)
- Chiều cao bể lọc:
Hbể = Hlv + Hbv + 0,5 + 0,2 + 0,1
Trong đó:
 Hlv - chiều cao lớp vật liệu lọc 3(m)
 Hbv – chiều cao bảo vệ, Hbv = 0,5m
 0,5 là chiều cao không gian giữa sàn lọc và sàn bể (<0,6m)
 0,2 là chiều cao dầm đỡ sàn thu nước
 0,1 khoảng cách sàn thu nước tới dầm đỡ sàn thu.
 Hbể = 3 + 0,5 + 0,5 + 0,2 + 0,1 = 4,3 (m)
 Thể tích bể: Wbể = fHbể = 400 4,3 = 1720 (m3)
Chọn vật liệu là đá dăm, cuội sỏi, gạch vỡ đường kính 40 – 80 mm, chiều
cao từ 2 m - 4 m có thể tăng lên 6 m – 9 m (Trang 187_Xử lý nước thải đô thị-Trần
Đức Hạ)


 Tính toán hệ thống tưới:
- Lưu lượng tính toán của 1 bể: Qb = m3/ngđ = 0,093 (m3/s)
- Đường kính của mỗi ống tưới phản lực:

d = = = 0,19 (m), chọn d = 200mm
- Trong đó:
 v: Vận tốc nước thải trong ống thường được lấy nhỏ hơn hoặc bằng
1m/s. Chọn v = 0,8m/s
 n: Số nhánh của hệ thống tưới, n thường là 2 hoặc 4. Chọn n=4.
Kiểm tra vận tốc nước chảy trong ống:

Vận tốc trong ống đạt yêu cầu bé hơn 1 m/s.
- Số lỗ trên mỗi ống tưới là:
m=
Trong đó: DT - Đường kính hệ thống ống tưới, mm.
DT = D – 0,2 =22,6 – 0,2 = 22,4(m) = 22400 (mm)

- Khoảng cách từ một lỗ bất kì tới tâm bể lọc ri là:
ri = = = 946,57 (mm)
i: số thứ tự của lỗ kể từ trục cánh tưới. Chọn i = 1.
- Số vòng quay của hệ thống trong 1 phút:
n = q1
Trong đó:
 q1: Lưu lượng mỗi ống tưới, l/s:
q1 = = 23,25 (l/s)
 dl: Đường kính lỗ ống tưới, lấy bằng 10mm-15mm. Chọn dl= 10mm
 n = 23,25 = 25,8 (vòng/phút)
 Áp lực cần thiết cho hệ thống tưới:
h = q1 2 ( )
Với K: modul lưu lượng, theo bảng 6.7_Trang 194 ta có: K = 300 l/s
h = 23,25 ( ) 781 (mm)=0,781(m)
 Thỏa mãn điều kiện h = (0,2 1)m
Chọn hiệu suất xử lý BOD5 trong bể Biofil cao tải là 88%

 LBOD = 382,72.0,12= 45,9 (mg/l)
Chiều cao lớp vật liệu lọc
Đường kính bể
Bán kính bể
Chiều cao bể lọc
Đường kính mỗi ống tưới
Số lỗ
Khoảng cách từ một lỗ bất kì tới tâm bể lọc ri là
Đường kính lỗ ống tưới
Áp lực cần thiết cho hệ thống tưới

Mm
3000
22600
11300
4300
200
140 lỗ
946,57
10
781

8. 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 8.5.6 TCXDVN 7957-2008
Tải trọng thủy lực bề mặt được tính theo công thức:
qo=3,6 KSUo (m3/m2.h)
Trong đó:


: Hệ số sử dụng dung tích, theo điều 8.5.7 TCVN7957 thì bằng 0,4 đối với bể
lắng ngang



: Độ lớn thủy lực hạt cặn,



Qo = 3,6 x 0,4 x 1,4 = 2,016 (m3/m2/h)

 Diện tích mặt thoáng của bể lắng
F = = = 516,7 (m2)
 Diện tích mặt cắt ướt của bể:
W = = 36,17 (m2)
Trong đó:


 Q: Lưu lượng nước, m3/h.
 V: Vận tốc nước chảy trong bể, v = 5÷10mm/s, chọn bằng 8mm/s hay
0,008m/s
 Chiều rộng bể: B = W : H = 36,17 : 3 = 12 (m)
- Chọn số ngăn lắng n =4.
- Chiều rộng một ngăn lắng: b = B : n = 12: 4 = 3 (m).

 Chiều dài bể lắng ngang đợt II là:
L = F / B = 516,7 / 12 = 43,1(m)
 Thời gian nước lưu lại trong bể lắng ngang đợt II là:
t = = = 1,49 (h) < 1,5 (h) (Mục 8.5.8_TCVN 7957:2008)
Trong đó:
 L – Chiều dài bể lắng, m.
 v – Vận tốc dòng nước trong bể lắng, m/s
 Tốc độ thực tế
Vth = = = 8,03x10-3 m/s =8,03 mm/s
Nhận thấy vth = 0,00803 xấp xỉ với v đã chọn, vậy kích thước đã chọn là hợp lý.
 Thể tích vùng chứa nén cặn:
Wc =
(Công thức 3.31, Trang 87, Trần Đức Hạ, Kỹ thuật xử lý khí thải, NXB Khoa
Học và Kỹ Thuật, 2006).
Trong đó:
 E = 60%
 Q1– Lưu lượng nước thải vào 1 ngăn, m3/ngđ; Q1 = 65894,4m3/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 II, mg/l. C0 = 141,5(mg/l)
 n – Số ngăn lắng công tác. Chọn n = 6 ngăn
Wc = = 15,8(m3) => Hc = = = 0,07 (m)
 Chiều cao hố thu cặn: Chọn 1,5m
 Hố thu cặn
- Chọn hố thu cặn có diện tích:
F1 – Diện tích đáy hố thu cặn, F1 = 0,80,8 = 0,64 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 = 0,43 (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.(ở cuối bể_phần a_Mục
8.5.11)
Hxd = 0,43 + 3,0 + 0,3 + 0,07=3,8 (m),
 KL: Bể lắng đợt 2 gồm 6 đơn nguyên. Các thông số thiết kế của một đơn
nguyên là:
Hxd

H

hbv

hth

Hc

L

b

3,8

3,0

0,43

0,3

0,07

46,3

4,7

Đơn vị : m
- 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


Chiều rộng bể
số ngăn lắng
Chiều rộng 1 ngăn lắng
Tổng chiều rộng bể
Chiều dài bể lắng ngang đợt II
Chiều cao hố thu cặn
Chiều cao bảo vệ
Chiều cao công tác
Chiều cao lớp nước trung hoà của bể
Chiều cao xây dựng bể

Đường kính ống dẫn bùn ra
Chiều cao thành bể lắng tính từ mực nước trở lên

Mm
28300
6
4700
28200
46300
1500
430
3000
300
3800
200
300