THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT LƯU LƯỢNG 10000 m3/ngày THEO CÔNG NGHỆ AAO

Nước thải sinh hoạt nếu không được xử lý trước khi thải ra các nguồn tiếp nhận thì sẽ gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường và sức khỏe

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT LƯU LƯỢNG

10000 m 3 /ngày THEO CÔNG NGHỆ AAO

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đức Long Lớp : Kỹ thuật Môi trường Khóa : 52

Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Ngọc Tân

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

Họ và tên: Nguyễn Đức Long Số hiệu sinh viên: 20071777

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Ngành: Kỹ thuật môi trường

1.Đầu đề thiết kế:

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lưu lượng 10000 m3/ngày theo công nghệ AAO

2 Các số liệu ban đầu:

Q = 10000 m3/ngày = 417 m3/h = 7 m3/min = 0,116 m3/s

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án chuyên ngành: 28/9/2011

7 Ngày hoàn thành đồ án chuyên ngành:

Hà Nội, ngày tháng năm

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

Lời cảm ơn

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Trần Ngọc Tân đã nhiệt tình

hướng dẫn em hoàn thành Đồ án chuyên ngành “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải

sinh hoạt lưu lượng 10000 m3/ngày theo công nghệ AAO”

Tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn lớp Kỹ thuật môi trường

khóa 52 vì những trao đổi sôi nổi liên quan đến Đồ án chuyên ngành

Hà Nội, 12/2011

Nguyễn Đức Long

Mục Lục

Chương 1 Phân tích lựa chọn công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt 1

1 Nước thải sinh hoạt 1

2 Phân tích lựa chọn công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt 3

3 Phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO 4

3 1 Xác định dữ liệu thiết kế 4

3 2 Thuyết minh phương án xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO 6

Chương 2 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt theo công nghệ AAO 8

2 1 Thiết kế các công trình chính 8

2 1 1 Song chắn rác 8

2 1 2 Bể lắng cát thổi khí 11

2 1 3 Bể diều hòa 13

2 1 4 Bể lắng sơ cấp-Bể làm thoáng sơ bộ 14

Thiết kế vùng phân phối nước thải sinh hoạt vào: 17

Thiết kế máng thu nước thải ra: 18

2 1 5 Cụm bể AAO 18

a) Bể aerobic 18

b) Bể anoxic 22

c) Bể anaerobic 25

Tính toán cấp khí cho bể aerobic: 26

Tính toán khuấy trộn cho bể anoxic và bể anaerobic: 31

Thiết kế đập chảy tràn nước thải: 32

2 1 6 Bể lắng thứ cấp 33

2 1 7 Bể khử trùng 35

2 1 8 Bể nén bùn trọng lực 36

2 1 9 Bể methane 40

2 1 10 Bể chứa bùn 44

2 1 11 Máy ép bùn băng tải 45

Hình 2 22 Máy ép bùn băng tải 46

2 2 Thiết kế cao trình 47

+ Cao trình mương dẫn nước thải đầu ra: 47

+ Cao trình bể tiếp xúc khử trùng: 47

+ Cao trình bể lắng thứ cấp: 48

+ Cao trình các bể AAO: 48

+ Cao trình bể lắng sơ cấp: 48

+ Cao trình bể làm thoáng sơ bộ: 48

+ Cao trình bể điều hòa: 48

+ Cao trình bể lắng cát thổi khí: 49

+ Cao trình hố thu gom –song chắn rác – mương dẫn nước thải đầu vào 49

+ Cao trình các công trình xử lý bùn thải 49

2 3 Tính toán bơm nước thải và bùn thải 49

2 4 Tính toán ống dẫn nước thải và bùn thải 50

+ Ống dẫn nước thải từ hố thu gom lên bể lắng cát thổi khí 51

+ Ống dẫn nước thải từ bể lắng cát thổi khí xuống bể điều hòa 51

+ Ống dẫn nước thải từ bể điều hòa lên bể lắng sơ cấp-bể làm thoáng sơ bộ 51

+ Ống dẫn nước thải từ bể lắng sơ cấp qua bể anaerobic 52

+ Ống dẫn nước thải từ bể aerobic qua bể lắng thứ cấp, từ bể lắng sơ cấp qua bể tiếp xúc khử trùng và từ bể tiếp xúc khử trùng qua mương xả thải 52

+ Ống dẫn bùn hoạt tính tuần hoàn 52

+ Ống dẫn dòng nước bùn nội tuần hoàn 52

+ Các ống dẫn bùn khác lấy đường kính D = 140 mm 52

2 5 Mặt bằng tổng thể 52

Tài liệu tham khảo 54

Chương 1.

Phân tích lựa chọn công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt

1 Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt được sinh ra từ các khu dân cư, khu vực hoạt động

thương mại, công sở, trường học và các nơi tương tự khác

Lượng phát sinh nước thải sinh hoạt rất lớn, tùy thuộc vào mức thu nhập,

thói quen của dân cư và điều kiện khí hậu Đối với các nước phát triển chẳng hạn

như Mỹ thì một gia đình ba người sử dụng lượng nước 400 l/người.ngày[2], còn

mức sử dụng nước trùng bình của thế giới là 35 – 90 l/người.ngày[1] và ở Việt Nam

tiêu chuẩn cấp nước cho các đô thị trung bình và nhỏ ở mức 75 – 80 l/người.ngày,

các đô thị lớn ở mức 100 – 150 l/người.ngày, vùng nông thôn ở mức 50

l/người.ngày[3] Có thể ước tính 60 – 90% lượng nước cấp cho sinh hoạt trở thành

nước thải sinh hoạt tùy theo vùng và thời tiết[1]

Đặc trưng ô nhiễm của nước thải sinh hoạt chủ yếu là các chất hữu cơ, các

chất dinh dưỡng và các chất rắn lơ lửng WHO (1993)[4] đưa ra tải trọng các chất ô

nhiễm tính cho một người dân để xác định nồng độ các chất ô nhiễm đầu vào cho hệ

thống xử lý nước thải sinh hoạt như Bảng 1 1

Bảng 1 1 Tải trọng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt đô thị

Chất ô nhiễm Tải lượng (g/ người.ngày)

Đối với các đô thị ở Việt Nam thì tải trọng các chất ô nhiễm tính cho một

người dân có thể tham khảo theo Bảng 1 2

Bảng 1 2 Tải trọng các chất ô nhiễm tính cho một người dân Việt Nam

Chất ô nhiễm Tải trọng (g/người.ngày)

về chất và lượng đối với tài nguyên nước vốn đã rất hạn chế Ô nhiễm nguồn nướcđược cho là nguyên nhân gây ra các bệnh như tiêu chảy, lỵ, tả, thương hàn, viêmgan A, giun, sán

Ở Việt Nam cấp nước sạch sinh hoạt và xử lý nước thải sinh hoạt đang là

một vấn đề nan giải Theo BTN&MTVN (2005) [3] năm 2004 lượng nước sạch sinh

hoạt cấp cho đô thị là 3450000 m3/ngày với tỷ lệ thất thoát 35 – 50%, lượng nước

sạch sinh hoạt cấp cho nông thôn mới đạt 40 – 60%, và hầu hết nước thải sinh hoạt

chưa được xử lý Cũng theo BTN&MTVN (2010) [5] thì lượng nước sạch sinh hoạt

cấp ở thành phố Hồ Chí Minh là 1200000 m3/ngày, cùng với quy hoạch 9 nhà máy

xử lý nước thải sinh hoạt, tuy nhiên dự kiến đến 2015 tỷ lệ nước thải sinh hoạt được

xử lý cũng chỉ khoảng 50%

2 Phân tích lựa chọn công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt

Cơ sở chung lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có thể kể ra theo 6

yếu tố sau đây [2]:

- Tính chất của nước thải đầu vào;

- Yêu cầu xử lý nước thải theo tiêu chuẩn môi trường;

- Độ tin cậy của hệ thống;

- Giới hạn thiết bị;

- Tuổi thọ thiết kế;

- Chi phí đầu tư và vận hành

Có rất nhiều công nghệ có thể lựa chọn để xử lý nước thải sinh hoạt cho từng

trường hợp cụ thể như: aeroten truyền thống, SBR, MBR, AO, AAO,…

Trong số đó công nghệ AAO có khả năng được chấp nhận trong nhiều

trường hợp Công nghệ AAO được xem là tiên tiến so với công nghệ aeroten truyền

thống nhờ khả năng xử lý đồng thời chất hữu cơ, N và P, sinh ra ít bùn hơn và bùn

lắng tốt, vận hành đơn giản và tiết kiệm năng lượng [1] Hiện tại ở Việt Nam xử lý

nước thải bằng công nghệ AAO đã được triển khai ở một số nơi như Trung tâm Hội

nghị quốc gia, Khu đô thị Mỹ Đình 2 (Hà Nội)

Giới thiệu về công nghệ AAO:

Sơ đồ công nghệ AAO mô tả như Hình 1 1

Hình 1 1 Sơ đồ công nghệ AAO

Công nghệ AAO bao gồm ba vùng liên kết với nhau: anaerobic (yếm khí),

anoxic (thiếu khí) và oxic (hiếu khí) Thông thường mỗi vùng được chia làm vài

ngăn Hệ thống các điều kiện môi trường khác nhau như vậy cho phép xử lý đồng

thời các chất hữu cơ, N và P Bùn hoạt tính được tuần hoàn về vùng anaerobic Hỗn

hợp lỏng nội tuần hoàn từ cuối vùng oxic chứa NO−2¿¿

và NO−3¿¿

đến vùng anoxic đểthực hiện quá trình denitrate hóa Các thông số thiết kế của công nghệ AAO đượccho như trong Bảng 1 3

Bảng 1 3 Các thông số thiết kế của công nghệ AAO

SRT = 5 – 25 ngày

MLSS = 3000 – 4000 mg/l

HRT của các vùng:

Anaerobic: 0,5 – 1,5 hAnoxic: 0,5 – 1 hOxic: 4 – 8 h RAS = 25 – 100% dòng nước thải đầu vào

Hỗn hợp lỏng nội tuần hoàn = 100 – 400% dòng nước thải đầu vào

Tuổi thọ thiết kế > 15 năm

a) Lưu lượng nước thải sinh hoạt

Lưu lượng nước thải sinh hoạt trung bình:

Lưu lượng nước thải sinh hoạt nhỏ nhất:

b) Tính chất nước thải sinh hoạt đầu vào

 Hàm lượng SS của nước thải sinh hoạt đầu vào:

SS i=n SS.1000

q t =

60.1000

160 =375 mg/l

với nSS – tải trọng SS tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo TCVN 7957: 2008

 BOD5 của nước thải sinh hoạt đầu vào:

với nTKN – tải trọng TKN tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo WHO (1993)

 Nồng độ TP của nước thải sinh hoạt đầu vào:

TP= n P.1000

q t =

2.1000

160 =12,5 mg/l

với n TP – tải trọng TP tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo WHO (1993)

 Độ kiềm của nước thải sinh hoạt đầu vào:

Alk= n Akl.1000

q t

=30.1000

160 =187,5 mgCaCO3/l

với n Alk – tải trọng độ kiềm tính cho 1 người dân trong 1 ngày theo WHO (1993)

c) Yêu cầu nước thải sinh hoạt đầu ra

Giả sử nguồn tiếp nhận nước thải sinh hoạt đầu ra là sông có mục đích sửdụng cho cấp nước sạch sinh hoạt Khi đó nước thải sinh hoạt đầu ra cần đáp ứngcột A của QCVN 14: 2008/BTNMT Cụ thể: pH = 5 – 9, BOD5 ≤ 30mg/l, SS ≤ 50mg/l, NH4-N ≤ 5 mg/l, PO4 - P ≤ 6 mg/l, tổng Coliforms ≤ 3000 MNP/100ml.

Dữ liệu thiết kế được tổng hợp lại như sau:

Nước thải đầu vào:

Nhiệt độ tối thiểu = 20oC

Nước thải đầu ra:

3 2 Thuyết minh phương án xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO

Phương án xử lý nước thải sinh hoạt banừg công nghệ AAO được mô tả nhưtrên Hình 1 2

Nước thải sinh hoạt đầu vào qua tách rác thô đi vào trạm bơm và được bơmqua bể lắng cát thổi khí, rồi tự chảy qua bể lắng sơ cấp và qua phần xử lý sinh họcbằng công nghệ AAO với 3 vùng anaerobic, anoxic và oxic liên kết nhau Phần xử

lý sinh học là công nghệ lõi có nhiệm vụ xử lý chất hữu cơ và đặc biệt là N và P.Tiếp tục nước thải sinh hoạt tự chảy qua bể lắng thứ cấp, qua khử trùng bằng clotrước khi thải ra sông

Rác thô tách được chứa tạm thời ở thùng chứa rồi chuyển đi bãi chôn lấp Cát từ bểlắng cát thổi khí chuyển đến sân phơi cát để tái sử dụng Bùn từ bể lắng sơ cấp đượcđưa đến bể lên men yếm khí, rồi tới bể chứa Bùn hoạt tính từ bể lắng thứ cấp đượctrạm bơm bùn hoạt tính bơm một phần tuần hoàn vào bể anaerobic, còn lại đượcbơm đến bể lắng trọng lực, rồi tới bể methane cho lên men yếm khí thu biogas vàgiảm lượng bùn thải Bùn ở bể methane được chứa tạm thời ở bể chứa rồi được táchnước bằng máy ép bùn băng tải Bùn khô được xe tải chuyển đi bãi chôn lấp hợp vệsinh hoặc sản xuất phân compost

Hình 1 2 Phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AAO

10 mm; dày d = 25 mm; khoảng trống thanh chắn b = 20 mm, đặt nghiêng góc θ =

60o so với phương ngang, vận tốc nước thải trước song chắn rác thô v = 0,8 m/s, tổnthất áp suất cho phép 105 – 600 mm

Tổn thất áp suất qua song chắn rác thô tính toán theo công thức củaKrischmer (1926) [2]:

2

Chọn độ sâu nước thải trước song chắn rác thô = D = 0,5 m

Tổng khoảng trống của song chắn rác thô:

B= A

D=

0,1960,5 =0,40 m

Số khoảng trống của song chắn rác thô:

n= B

b=

0,400,02=20

Vậy cần dùng 19 thanh chắn

Bề rộng của song chắn rác thô:

W =w (n−1)+bn¿10 (20−1)+20.20¿590 mm¿0,59 m

Chiều cao của song chắn rác thô:

H= D sinθ¿

0,5sin 60o¿0,58 m

Cốt sàn nhà đặt song chắn rác thô phải cao hơn mức nước cao nhất của nước

thải trước song chắn rác thô 0,5 m Do đó, có thể chọn chiều cao của song chắn rác

thô = H = 1,08 m

Chọn chiều dài phần mương đặt song chắn rác thô = Ls = 1 m

Chọn chiều rộng của mương dẫn = Wm = 0,4 m, góc nghiêng chỗ mở rộng

trước song chắn rác thô = φ = 20o

Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác thô:

Khối lượng riêng của rác = ρr = 750 kg/m3

Khối lượng rác trong ngày:

G r=V r ρ r¿1,37.750¿1027,5 kg /ngày

Khối lượng rác từng giờ trong ngày:

…) thì chứa tạm trong thùng chứa chờ đem chôn lấp.

Quanh song chắn rác thô có lối đi rộng 1,2 m, còn phía trước song chắn rácthô để lối đi rộng 1,5 m theo TCVN 7957: 2008

Bể lắng cát thổi khí có thiết kế hình học dài và hẹp, tiết diện ngang kiểu bóngđèn hình giúp tăng cường hiệu quả lắng cát và dễ vận hành

Theo [1] thời gian lưu nước thải sinh hoạt trong bể lắng cát thổi khí có thểchọn τ = 4 phút

Thể tích bể lắng cát thổi khí:

L nằm trong khoảng 7,5 – 27,5 m, được chấp nhận.

Kiểm tra các tỷ lệ:

W: D = 1,5 :1, được chấp nhận

L: W = 2,51: 1, được chấp nhận

Tiêu chí thiết kế cơ bản của bể lắng cát thổi khí là vận tốc dòng ngang qua

đáy bể, có thể theo phương trình Albrecht (1967) (Mackenlzie L David, 2010):

v b=(S A f

K d b)1 /2

ở đây: vb = vận tốc dòng ngang qua đáy bể, m/s;

Af = tốc độ thổi khí trên đơn vị chiều dài, m3/s.m;

db = chiều cao khe, m;

S = D – db = độ ngập nước, m;

K = hệ số kích thước, m/sTheo Melcatl & Eddy (2003), Mackenlzie L David (2010) thì K = 0,7 m/s và

Cát có thể được lấy ra khỏi bể lắng cát thổi khí bằng máy vít tải, ưu điểm là

cát thu được có độ ẩm nhỏ

Chiều dài máng thu cát = Lg = L Giả sử chiều rộng máng thu cát Wg = 1 mvới các bên theo chiều dài Chiều sâu máng thu cát = Dg:

D g= V g

W g L=

3,241.7,52=0,431 m

Độ dốc ngang của đáy bể i = 0,4 (TCVN 7957: 2008) về phía máng thu cát

Hệ thống sục khí gồm các đầu sục khí tạo bọt khí thô đặt thành một hàngcách đáy 0,8 m Theo Mackenzie L David (2010) cường độ cấp khí 0,0019 –0,0125 m3 air/ m chiều dài.s, chẳng hạn ta chọn = 0,005 m3 air/ m chiều dài.s

Do đó cần chọn máy thổi khí có năng suất Qair = 0,005.7,52 = 0,0376 m3 air/s

= 135,36 m3 air/h và áp suất làm việc thích hợp

Vách ngăn theo chiều dọc đặt cách thành gần đầu sục khí 1 m để kiểm sóatdòng nước cuộn Ngoài ra bể lắng cát thổi khí còn có các vách ngăn ở đầu nước thảisinh hoạt vào, ra và ngang giữa để giảm các xoáy rối

Tốc độ dòng nước thải chuyển động tịnh tiến theo chiều dọc bể lắng cát thổikhí = v = 0,08 – 0,12 m/s, ở đây chọn v = 0,1 m/s để thiết kế cửa nước ra tiết diệnhình chữ nhật

Tiết diện cửa nước ra:

Chọn chiều dài cửa nước ra = 2,5 m;

Chiều cao cửa nước ra = 1,16/ 2,5 = 0,464 m

2 1 3 Bể diều hòa

Giả thiết bể điều hòa chỉ điều hòa về lưu lượng Vì không có biểu đồ dao

động nước thải sinh hoạt theo giờ trong ngày nên chọn thời gian lưu nước thải sinh

hoạt trong bể điều hòa = 3 h

Mực nước tối thiểu trong bể điều hòa tùy theo phương thức làm thoáng

nhưng thường mong muốn duy trì ở 1,5 – 2,0 m Độ dốc đáy bể điều hòa khoảng

3:1 – 2:1 Bể điều hòa xây dựng bằng bê-tông

Bể điều hòa được làm thoáng cưỡng bức bằng hệ thống sục khí với đầu sục

khí tạo bọt khí thô Theo [2] cường độ sục khí = 1,8 – 2,9 m3 air/ m3 nước thải.h,

giả sử thiết kế với cường độ sục khí = 2,0 m3 air/ m3 nước thải.h Theo đó, cần chọn

máy thổi khí có năng suất:

¿1251.2=2502 m3air/h

và áp suất thích hợp

Hệ thống sục khí gồm các đĩa phân phối khí thô đặt ở đáy bể điều hòa theo

dạng như Hình

2 1 4 Bể lắng sơ cấp-Bể làm thoáng sơ bộ

Số bể lắng sơ cấp = 2, làm việc đồng thời

Theo [1, 2] chọn tải trọng = OR = 40 m3/m2.ngày Ở lưu lượng trung bình,diện tích tiết diện ngang cần thiết:

τ nằm trong khoảng 1,5 – 2,5 h, được chấp nhận

Tốc độ chảy tràn ở lưu lượng lớn nhất:

ORmax nằm trong khoảng 60 – 120 m3/m2.ngày, được chấp nhận

Thời gian lưu ở lưu lượng lớn nhất:

124.60 60=0,0078 m/s

BOD5 và SS của nước thải sinh hoạt sau khi ra khỏi bể lắng sơ cấp ở lưulượng trung bình:

BOD5 = 406,25(1 – 0,3333) = 270,85 mg/l

SS = 375(1 – 0,5505) = 168,56 mg/lNhư kết quả tính toán cho thấy SS của nước thải sau bể lắng sơ cấp > 150mg/l chưa thích hợp đưa vào xử lý sinh học ở bể AAO, nên cần thiết kế giải pháptăng cường hiệu quả của bể lắng sơ cấp Giải pháp ở đây là làm thoáng sơ bộ nướcthải trước khi đưa vào bể lắng sơ cấp Thời gian làm thoáng τ = 10 – 20 phút vớilượng không khí cần thiết Dair = 0,5 m3 air/m3 nước thải

Dung tích bể làm thoáng sơ bộ:

∀=Q max τ=675.15

60=168,75 m

3

ở đây ta chọn thời gian làm thoáng ở lưu lượng lớn nhất τ = 15 phút

Lượng không khí cần cung cấp:

Q air=Q max D air=675.0,5=337,5 m3air

ở đây I = cường độ thổi khí = 4 – 7 m3 air/m2.h, ta chọn I = 6 m3 air/m2.h

Chiều cao của bể làm thoáng sơ bộ:

H= ∀

A=

168,7556,25 =3 m

Ta xây dựng hợp khối bể làm thoáng sơ bộ với bể lắng sơ cấp Như vậy có 2

bể làm thoáng sơ bộ: chiều cao H = 3m, chiều rộng W = 4 m và chiều dài L = 7 m

Nhờ bể làm thoáng sơ bộ mà hiệu suất của bể lắng sơ cấp tăng 8% BOD5 và

SS của nước thải sinh hoạt ra khỏi bể lắng sơ cấp:

BOD5 = 406,25(1 – 0,4133) = 238,35 mg/l

SS = 375.(1 – 0,6305) = 138,56 mg/lSau đó, nước thải sinh hoạt đã đủ điều kiện SS < 150 mg/l đi vào xử lý sinhhọc ở bể AAO

Hình 2 4 Bể lắng sơ cấp+Bể làm thoáng sơ bộ

Thiết kế vùng phân phối nước thải sinh hoạt vào:

Thiết kế cửa phân phối nước thải vào tiết diện hình chữ nhật Theo

Mackenzie L David (2010) vận tốc nước thải qua cửa phân phối nước thải vào bể

2

Chọn chiều dài cửa phân phối nước thải vào = 3 m

Chiều cao cửa phân phối nước thải vào = 0,725/3 = 0,242 m

Để ổn định dòng nước thải sinh hoạt vào dùng vách ngăn đục lỗ Φ 50 mm

đặt cắt ngang bể lắng sơ cấp Các vách ngăn đặt cách cửa phân phối nước vào 0,6

m, thấp dưới mực nước trong bể lắng sơ cấp 0,5 m để bọt có thể nổi lên trên bề mặt

và có chiều cao 1,5 m (=0,5H)

Thiết kế máng thu nước thải ra:

Chọn tải trọng máng thu nước thải ra ở lưu lượng nước thải lớn nhất qmax =

Ước tính μ n theo phương trình 22 – 8 Để không giới hạn quá trình nitrate

hóa thì DO phải  2 mg/l Tốc độ quá trình nitrate hóa tăng khi DO tăng trong

khoảng 3 – 4 mg/l Tuy nhiên đối với quá trình AAO cần hạn chế DO nội tuần hoàn

về bể anoxic Do đó chọn DO = 2 mg/l Tốc độ sinh trưởng riêng của quá trình

SRT min=1,64 d

Ta chọn hệ số an toàn SF = 2,5

Thời gian lưu bùn của bể aerobic:

SRT=SF (SRT min)=2,5.1,64=4,1d

Lượng sinh khối hoạt tính được tạo thành trong bể aerobic tính theo phương

trình (8 – 15) (M&E) gồm sinh trưởng của sinh khối dị dưỡng (A), suy giảm nội

sinh các tế bào (B) và sinh trưởng của sinh khối nitrate hóa (C):

P X ,bio=QY(bCOD i−bCOD e)10−3

fd = tỷ lệ phần trơ của tế bào

Các hằng số động học của quá trình sinh trưởng của vi khuẩn dị dưỡng ở 20oC và hệ

số hiệu chỉnh ảnh hưởng của nhiệt độ như Bảng 23 – 13 [2] Do đó, ở 25oC ta có:

μ m=6.1,0725−20

=8,415 g VSS /g VSS dk d=0,12 1,0425−20

=0,146 g VSS /g VSS d

Theo Metcalt & Eddy, Inc (2003) thì bCOD i=1,6 BODi=1,6.238,35=381,36 mg/l

bCOD e tính toán theo phương trình (7 – 40) (Metcalf & Eddy):

bCOD e=K s[1+(k d)SRT ]

SRT(μ m−k d)−1

¿ 20 (1+0,146.4,1)4,1 (8,415−0,146 )−1

¿1 mg/l

Từ đó được:

P X ,bio=10000.0,40 (381,36−1 ) 10−3

1+0,146.4,1+0,15.0,146 10000.0,40 (381,36−1 ).4,1 10−3

1+0,146.4,1

+10000.0,12 NO x 10−31+0,097.4,1

¿1037,2+0,86 NO x

NOx xách định từ phương trình (8 – 18) (Metcalf & Eddy):

COD, bpCOD = 60% COD.

Nồng độ chất rắn bay hơi không phân hủy sinh học theo phương trình (8 – 3)

(Metcalf & Eddy,2003):

Theo Metcalt & Eddy (2003) thì đối với công nghệ AAO cần duy trì MLSS ở

khoảng 3000 – 4000 mg/l Trong thiết kế này ta chọn MLSS = 3500 mg/l

Từ đó được:

∀ aerobic=m MLSS

MLSS¿

7042,613500.10−3¿2012,2 m3Thời gian lưu thủy lực trong bể aerobic:

Giả thiết NO2-N nước thải dòng vào và các dòng tuần hoàn = 0, NO3 dòng nội tuầnhoàn và NO3 bùn hoạt tính tuần hoàn bằng nhau và cũng có NO3 nước thải dòngvào = 0 Như vậy, NO3 vào bể anoxic:

NO 3 fed=( IR + R) Q Ne=(1+0,5) 10000.23=345000 g /d=345 kg / d

Lượng DO vào bể anoxic:

DO L, anx=DO inf Q+DO RAS R Q+ DO NR I R QỞ nhiệt độ nước thải ≥ 20oC có thể lấy

DOinf = 0,5 mg/l; DONR = DO cuối bể aerobic = 2 mg/l Trong trường hợp thiếu sốliệu, theo WEF (2005) lấy DORAS = 0,5× DO cuối bể aerobic = 1 mg/l

ở đây: NO 3r – lượng nitrate được xử lý, g/d;

∀ anoxic – dung tích bể anoxic, m3;

SDNR25 – tốc độ denitrate hóa riêng ở 25oC, g NO3-N/ g MLVSS.d;

Điều kiện thiết kế bể anoxic phải đáp ứng yêu cầu NO3 r ≥ TNOR

SDRN xác định theo Hình 8 – 23 (Metcalf & Eddy,2003) khi biết được tỷ lệ % của

rbCOD so với bCOD và tỷ số F/Mb

Theo Metcalt & Eddy (2003) khi thiếu số liệu thì sử dụng tương quan rbCOD = 15

– 25% bCOD, do đó giả sử rbCOD = 20% bCOD

Ta thấy rằng tỷ số F/Mb phụ thuộc vào ∀ anoxic đang cần xác định Do đó, cần phải

tính toán lặp, ban đầu giả thiết dung tích bể anoxic để tính toán tỷ số F/Mb và SDNR

từ đó tính toán lượng nitrate được xử lý có đáp ứng yêu cầu hay không Theo và Lê

Văn Cát (2007) dung tích bể anoxic thường bằng 25 – 50% dung tích bể aerobic

Hoặc, giả thiết thời gian lưu thủy lực của bể anoxic theo khuyến cáo của Metcalf &

Tỷ lệ TCOD:TP =38,16:1 < 40:1 cho nên trong khi vận hành hệ thống AAO

có thể cần thiết bổ sung VFAs vào bể anaerobic (phương án lên men sơ bộ) hay ápdụng kết tủa hóa học P