Bài tập môn Kỹ thuật xử lý nước thải

 

BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
 SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP:
Số liệu cần thiết                                                                                     Tiêu chuẩn tuân  
Bắt đầu
theo
Csssx, Csssh : hàm 
lượng SS trong 
nước thải sản 
xuất và nước 
thải sinh hoạt.
Qsx, Qsh: lưu 

lượng nước thải 
sản xuất và 
nước thải sinh 
hoạt
Css, Cssra : hàm 
lượng SS ra sau 
khi lắng

E, đồ thị biểu 

diễn mối quan 
hệ giữa hiệu 
suất lắng và 
SOR
Q, SOR

Tính hàm lượng SS đầu vào

Css =

Xác định hiệu suất loại bỏ SS của 
bể lắng sơ cấp sẽ thiết kế
E =  

Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ 
giữa hiệu suất lắng và SOR :
để đạt được hiệu suất là E % thì 
lưu lượng nạp nước trên đơn vị 
diện tích bề mặt là: SOR 
m3/m2*ngày 
Tính diện tích bề mặt phần lắng     
                           Alắng= 

Tính diện tích bồn phân phối nước  
                           Aphân phối nước= 
15%Alắng
Tính đường kính bể lắng
D =

1


Tính đường kính bồn phân phối 
nước
d = 30 – 40% D

D

Alắng
Alắng, Aphân phối nước

Tính tổng diện tích bể lắng sơ cấp
Atổng =  Alắng + Aphân phối nước

Alắng
Hhđ, Hmt

Hhđ, Atổng

Rbể,  chọn Rhố : 
bán kính hố 
chứa bùn. 
Chọn độ dốc 
đáy 1 : 12

Vbể

V, Q

Q, Css , E: 

hiệu suất 
loại SS của 
bể lắng sơ 
cấp

Tính chiều sâu của bể phần hình 
trụ

               Hb = Hhđ + Hmt

Chọn
Hhđ = 3,6 – 3,7 m
Hmt = 0,5 – 0,6 m
Chọn theo mô hình: 0.4m

Tính thể tích nước trong phần bể
V bể= Atổng * Hhđ

 Tính chiều sâu của phần nón cụt 
Hnóncut = 

Tính thể tích tổng cộng của bể
V = Vbể

Tính thời gian lưu tồn nước:

Tính khối lượng chất rắn trong bùn trong 
một ngày
Sm = Q*Css*E (kg)

Chọn
E = 40 – 70%
2


Sm

Mbùn, Gbùn = 1030 

Tính khối lượng bùn trong một ngày

Mbùn = Sm * 

Tính thể tích bùn trong 1 ngày :

3

kg/m :  khối lượng 
riêng của bùn

Vbùn, N: số lần 
bơm bùn trong 1 
ngày

Vhố, Rhố

a,b: hằng số thực 
nghiệm,: thời 
gian lưu nước, 
Bảng : Giá tri 
hằng số thực 
nghiệm a,b ở 
t200C

CCODsx, CCODsh, 
CBOD5sx, CBOD5sh, 

Vbùn =  

Tính thể tích hố thu bùn :
Vhố =  

Tính chiều cao hố thu bùn :
Hhố = 

Tính hiệu suất khử BOD5, COD, SS
R=    (%)

Tính nồng độ COD và BOD5 đầu vào:
CCODvào = 
CBOD5vào = 

Qsx, Qsh

CBOD5vào, RBOD5, 
CCODvào, RCOD, 
CSSvào, RSS

Q, Alắng

Tính nồng độ COD,BOD5,SS đầu ra 
của bể lắng sơ cấp (mg/l)
CBOD5ra =  CBOD5vào * (1­ RBOD5)
CCODra  = CCODvào * (1­ RCOD)
CSSra      = CSSvào * (1 – RSS )
Tính vận tốc vùng lắng :
v =  (m/s)

3


k: Hằng số phụ 

thuộc vào tính 
chất căn, :Tỷ 
trọng hạt, g: Gia 
tốc trọng trường g 
= 9,81m/s2,d: 
Đường kính tương 
đương của hạt,f: 
Hệ số ma sát, hệ 
số này phụ thuộc 
vào đặc tính bề 
măt của hạt và hệ 
số Reynol của hạt 
khi lắng. 

Tính vận tốc giới hạn trong vùng lắng :
VH=

Kết thúc

Kiểm tra và xuất bản vẽ

 

  Thiết kế bể lắng sơ cấp: 
Bảng : Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp:

Thông số

Giá trị
Khoảng biến 
 Giá trị thiết kế
4


Thời gian lưu tồn θ (giờ)
Tải nạp bề mặt SOR (m3/m2.d)
Lưu lượng qua băng phân phối 
nước (m3/m dài.d)
Hiệu suất loại SS (%)
Hiệu suất loại BOD,COD (%)

thiên
1,5 ÷ 2,5
31 ÷ 50

2
50

124,2 ÷ 496,8

248

40 ÷ 70 
55
30 ÷ 40
35

  ( theo Bài giảng Xử Lý Nước Thải_ Lê Hoàng Việt)

Css vào = test = 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l
    Chọn nồng độ SS trong nước thải sau khi lắng: 350mg/l
    Hiệu suất của bể lắng sơ cấp cần thiết kế là: 
     E =

503,93 350
* 100
503,93

30,5%

Đảm bảo được hiệu suất 30 ­ 

Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và SOR để đạt được hiệu suất là 
30,5% thì lưu lượng nạp nước trên đơn vị diện tích bề mặt là: 47m3/m2*ngày
Diện tích bề mặt phần lắng: 
                                Alắng= 

Q
SOR

61
1770
47

2
371,3 m
,7 m 2

Ta thiết kế bể lắng hình trụ tròn: 

1,3 m
15 * 37
,7
                                Aphân phối nước= 15%Alắng = 
100

2

50.195 m
,66m22   

Miệng dưới của buồng phân phối nước đặt ngay mực phân cách của lớp nước trong.
Chọn chiều sâu bồn phân phối nước so với mực nước hoạt động của bể là: 0,3m
Chiều cao tổng cộng của bồn phân phối nước:0.395m
→ buồng phân phối nước ngập 0.3m
Tổng diện tích của bể lắng sơ cấp:
      Atổng =  Alắng = 1,3m2
Chiều cao của mặt thoáng khoảng Hmt = 0,05m
Tổng chiều sâu của bể (phần hình trụ): Hb = Hhđ + Hmt = 0.395 + 0,05 = 0.4m
Chọn độ dốc đáy là 1:12
Chọn đường kính hố chứa bùn là: Dhố = 1m → Rhố = 0,5m
Thể tích tổng cộng của bể là:
       V = d.r.h= 1.2 x 0.3 x 0.4 = 0.144 m3
Thời gian lưu tồn nước:
                                         

V

Q

0,144
159,73 * 24
611770

0,056 giờ = 4 phút
2,17 giờ

5


Hố thu bùn:
Ta có: Rhố= 0,5m

­

­ Khối lượng riêng của bùn: Gbùn= 1030 kg/m3 

E = 55 % = 0,55 (E = 40 – 70% )
­
Thời gian lấy bùn ra : t = 3 giờ
Css= 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l 

­

­  Chất rắn chiếm  3% trọng lượng bùn .
Khối lượng chất rắn trong bùn trong một ngày
Sm = Q*Css*E = 1770* Css vào* 0,55 = 490,58 kg
Khối lượng bùn trong một ngày

 Mbùn = Sm * 

100
100
 = 490,58 * 
= 16352,7 kg . 
3
3

Thể tích bùn trong 1 ngày : 
 Vbùn =  

M bùn
Gbùn

16352,7
1030

15,88  m3 . 

Khoảng 3 tiếng bơm bỏ bùn một lần vậy 1 ngày ta bơm bỏ bùn 8 lần 
Thể tích hố thu bùn :
Vhố =  

Vbùn
8

15,88
8

1,985  m3 . 

Chiều cao hố thu bùn :
Hhố = 

Vho
Aho

1,985
3,14 0,5 2

2,53 m 

Tính hiệu suất khử BOD5, COD, SS
         R= 

a b*

   (%) 

R: hiêu suất khử BOD5, COD, SS
a,b: hằng số thực nghiệm
: thời gian lưu nước 
Bảng : Giá tri hằng số thực nghiệm a,b ở t 200c
Chỉ tiêu

a 

b

6


Khử BOD5
Khử SS

0,018
0,0075

0,02
0,014

Hiệu suất khử BOD5, COD :
RBOD5 = RCOD =  

2,17
0,018 0,02 * 2,17

35,34 %

Hiệu suất khử SS :
                        RSS = 

a b*

2,17
0,0075 0,014 * 2,17

57,3%

Nồng độ COD, BOD5 đầu vào là:
1350 * 1600 750 * 170
= 1292,37 mg/l  
1600 170
980 * 1600 468,75 *170
CBOD5vào = 
= 930,9 mg/l 
1600 170

CCODvào = 

Tính nồng độ COD,BOD5,SS đầu ra của bể lắng sơ cấp (mg/l) 
     ­     CBOD5ra = 930,9 * (1­ 0,3534) = 601,92 (mg/l )
     ­     CCODra  = 1292,37 * (1­ 0,3534) = 835,65 (mg/l)
     ­     CSSra      = 503,93 * (1 – 0,573 ) = 215,18 (mg/l )
Vận tốc vùng lắng :
 v = 

Q
Alang

1770
= 5,43.10­4 (m/s)
37,7 * 86400

Vận tốc giới hạn trong vùng lắng :
8k ( ρ − 1) gd 
VH=

f



1/ 2

8*0, 06(1, 25 − 1)9,81*10 −4 
=

0, 025


1/ 2

= 0, 0686m / s

Trong đó:
 k: Hằng số phụ thuộc vào tính chất căn, chọn k = 0,06 

:Tỷ trọng hạt, chọn là 1,25
 g: Gia tốc trọng trường g =9,81m/s2
 d: Đường kính tương đương của hạt,chọn d=10­4 m
 f: Hệ số ma sát, hệ số này phụ thuộc vào đặc tính bề măt của hạt và hệ số 
Reynol của hạt khi lắng,chọn f = 0,025. 
Máng thu nước được bố trí sát thành bể chạy dọc theo đường kính bể.
Vậy chiều dài của máng thu nước (Ln)
* D d  = 3,14 * (6,9 + 2,07) = 28,17 (m)
Ln =  * Dmangthu
Chọn chiều rộng máng thu nước là 0,4 m,chiều sâu 0,5 m.
Thể tích máng thu nước là : ( thiết kế thay thế bằng ống dẫn nước qua máng thu )
V =Ln * B * H = 28,17 * 0,4 * 0,5 = 5,634 (m3)
Tải trọng thủy lực máng thu nước :

b = 

Q
Ln

1770
= 62,83 (m3/m2.ngày) <125 (m3/m2.ngày) (Theo Trịnh Xuân Lai –Tính toán 
28,17

thiết kế các công trình xử lý nước thải )
7


Ngoài ra khi thiết kế bể lắng sơ cấp cần chú ý:
Đập tràn răng cưa ( tam giác hoặc hình thang ), cắt thép cho đều để đảm bảo lưu 
lượng nước qua các răng cưa là như nhau.
Miếng cản bọt hình chữ nhật 
Bố trí máng thu bọt và thanh gạt bọt sao cho thanh gạt vừa chạm mặt nước.
Ống co của máng thu bọt được thiết kế xéo để dễ thu bọt (tránh làm ngẹt ống khi 
bọt quá nhiều) và dễ sữa chữa. Bên ngoài làm thêm hố để chứa bọt.

8