Đồ án: thiết kế xây dựng hệ thống sử lý nước thải sinh hoạt khu chung cư công suất 150m3ngày đêm

nghiệp ngày càng cao và với sự phát triển của muôn vàn các chất thải làm cho môi trường của chúng ta ngày càng xấu đi, vì vậy các cơ quan chức năng đã vào cuộc và ra những uy định yêu cầu, văn bản, điều luật bắt buộc các cá nhân tổ chức khi sản xuất kinh doanh phải tự ra giải pháp về xử lý nước thải sinh hoạt.Với sự ô nhiễm nước thải của nước ta hiện nay. Qua những môn em đã học,và sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Th.s Nguyễn Hữu Hải đã cho em những những kiến thức và kinh nhiệm giúp em có thể hoàn thành đồ án :” Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư với công suất 150m3ngày đêm ” với công nghệ mới ,hiệu quả xử lý cao làm giảm một phần nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

Họ và tên: Ngô Văn Hiệp Mã sinh viên: 0741040099

Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử

1 đề tài: thiết kế xây dựng hệ thống sử lý nước thải sinh hoạt khu

chung cư công suất 150m3/ngày đêm

2 Các số liệu ban đầu:

- Tự chọn

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý

ThS.Nguyễn Hữu Hải

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án chuyên ngành:25/11/2015

7 Ngày hoàn thành đồ án chuyên ngành:

Hà Nội, ngày tháng năm

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

nghiệp ngày càng cao và với sự phát triển của muôn vàn các chất thải làm chomôi trường của chúng ta ngày càng xấu đi, vì vậy các cơ quan chức năng đã vào cuộc và ra những uy định yêu cầu, văn bản, điều luật bắt buộc các cá nhân tổ chức khi sản xuất kinh doanh phải tự ra giải pháp về xử lý nước thải sinh hoạt.

Với sự ô nhiễm nước thải của nước ta hiện nay Qua những môn em đã học,và sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Th.s Nguyễn Hữu Hải đã cho em những những kiến thức và kinh nhiệm giúp em có thể hoàn thành đồ án :”

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư với công suất 150m 3 /ngày đêm ” với công nghệ mới ,hiệu quả xử lý cao làm giảm một

phần nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

I. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước đã được sử dụng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt,tắm rửa, vệ sinh nhà cửa của các khu dân cư, công trình công cộng,

cơ sở dịch vụ Nhưvậy, nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bệnh viện, trường học, nhà ăn…cũng tạo ra cácloại nước thải có thành phần và tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt

Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư được xác định trên cơ sở nước cấp Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị thường là từ 100 đến 250 /1người/ngày(đối với các nước đang phát triển) và từ 150 đến 500 l/người/ngày (đối với các nước phát triển) Tiêu chuẩn cấp nước các đô thị nước ta hiện nay dao động từ 120 đến 180/người/ngày Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt từ 50 đến 120/người/ngày Tiêu chuẩn nướcthải phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy bằng 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích nào đó

Ngoài ra, lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc vào điều kiệntrang thiếtbị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt củanhân dân Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộngphụ thuộc vào loại công trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ trong đó Tiêu chuẩn thải nước của một số loại cơ sở dịch vụ và công trình công cộng này được nêu trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nước của một số loại cơ sở dịch vụ và công trình

công cộng.

Nguồn nước thải Đơn vị tính Lưu lượng/1ngày

Lượng nước thải tập trung của đô thị rất lớn Lượng nước thải của thành phố 20 vạn dân khoảng 40 đến 60 nghìn m 3/ngày Tổng lượng nước thải thànhphố Hà Nội(năm 2006) gần 500.000 nghìn m 3/ngày Trong quá trình sinh hoạt, con người xả vào hệ thống thoátnước một lượng chất bẩn nhất định, phần lớn làcác loại cặn, chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng Ở nước ta Tiêu chuẩn

TCXD51:2007 quy định về lượng chất bẩn tính cho một người dân xả vào hệ thống thoát nước trong một ngày theo bảng 1.2 sau đây

Bảng 1.2 lượng chất bẩn của một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát

nước ( theo quy định cuả TCXD 51:2007)

-Chất lơ lửng (SS )

- BOD 5của nước thải chưa lắng

- BOD 5của nước thải đã lắng

- Nitơ amôn (N-NH4)

- Phốt phát (P2O5)

- Clorua (Cl-)

60/656530/3583,310

II Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt

Thành phần nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ thống thoát nước điều kiện trang thiết bị vệ sinh và có thể tham khảo theo bảng 1.3 sau đây

Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (từ 50 đến 55%),chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có vi sinh vật gây bệnh Đồng thời trong nước thải còn có nhiều vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ, cần thiết cho các quá trình chuyển hoá chất bẩn trong nước Trong nước thải đô thị còn có vi khuẩn gây bệnh phát triển, tổng số coliform từ 106đến 109 MPN/100ml, fecal

coliform từ 104 đến 107MPN/100ml

Như vậy nước thải sinh hoạt của đô thị, các khu dân cư và các cơ sở dịch vụ, côngtrình công cộng có khối lượng lớn, hàm lượng chất bẩn cao, nhiều vi khuẩn gây bệnh là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi

trường nước

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

I Xử lý cơ học

Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý sơ bộ) nhằm mục đích loại bỏ tạp chấtkhông tan (rác, cát, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các táp chất trôi nổi…) ra khỏi nước thải, điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.Các công trình xử lý cơ học xử lý nước thải thông dụng:

1 Song chắn rác

Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nylon, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các công trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại:

– Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷ 100 mm

– Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷ 25 mm

2 Lưới lọc

Lưới lọc dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ Kích thước mắt lưới từ 0,5 ÷ 1,0 mm

Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa

3 Bể lắng cát

Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa, trước

bể lắng đợt 1 Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng,… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý tiếp theo

Bể lắng cát gồm 3 loại:

– Bể lắng cát ngang

– Bể lắng cát thổi khí

– Bể lắng cát ly tâm

và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn.

5 Bể điều hòa

Bể điều hòa được dùng để duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử

lý ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học Bể điều hòa có thể được phân loại như sau:

– Bể điều hòa lưu lượng

Bể lắng được chia làm 3 loại:

7 Bể lọc

Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nướcthải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ…Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc Quá trình lọc chỉ

áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng cần thu hồi một số thành phần quý hiếm có trong nước thải Các loại bể lọc được phân loại như sau:

– Lọc qua vách lọc

– Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt

– Thiết bị lọc chậm

– Thiết bị lọc nhanh

II Khử trùng nước thải

II.1. Khái niệm khử trùng nước thải

- Nước thải là nước được thải ra sau khi được sử dụng (cho nhu cầu sinh hoạtcủa con người hoặc nhu cầu sản xuất công nghiệp)

- Khử trùng nước thải là quá trình loại bỏ trong nước thải những vi sinh có khảnăng gây bệnh, là hàng rào cần thiết và cuối cùng chống lại sự phơi nhiễm củangười với những vi sinh gây bệnh, bao gồm virus, vi khuẩn và protozoa

II.2. Khử trùng bằng clo và các hợp chất của clo

Cơ sở của phương pháp khử trùng bằng các chất hóa chất là sử dụng chấtoxy hóa mạnh hơn để oxy hóa men của tế bào vi sinh vật và tiêu diệt chúng.Các hóa chất thường dùng là: các halogen clo, brom; clo dioxyt; các hypoclorit

và các muối của nó; ozôn… Phương pháp khử trùng hóa học có hiệu suất caonên được sử dụng rộng rãi với nhiều quy mô

Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên chất hay hợp chất,

khi clo tác dụng với nước đều cho các phân tử axit hypocloro (HOCl), một hợp

chất có năng lực khử trùng rất mạnh.

Cơ chế tác động của clo: Quá trình hủy diệt vi sinh vật xảy ra qua hai giai

đoạn: đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào của vi sinh vật,sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chấtdẫn đến diệt vong tế bào

Tốc độ phản ứng quá trình khử trùng được xác định bằng động học của quátrình khuếch tán chất diệt trùng qua vỏ tế bào và động học của quá trình phânhủy men tế bào Tốc độ quá trình khử trùng tăng khi nồng độ của chất khử

trùng và nhiệt độ của nước tăng, ngoài ra tốc độ khử trùng còn phụ thuộc vàodạng không phân ly của chất khử trùng, vì quá trình khuếch tán qua vỏ tế bàoxảy ra nhanh hơn cả quá trình phân ly Tốc độ quá trình khử trùng còn phụthuộc vào cả hàm lượng các chất hữu cơ, các cặn lơ lửng và các chất khử khác.Khi trong nước có hàm lượng cao của các chất này thì tốc độ quá trình khửtrùng sẽ giảm đi đáng kể.

Khi cho clo tác dụng với nước, phản ứng đặc trưng xảy ra là quá trình thủyphân clo, tạo thành axit hypoclorit và axit clohydric :

Ở dạng phân ly ta có :

Cl2 + H2O 2H+ + OCl- + Cl-

Tương tự khi dùng clorua vôi làm chất khử trùng ta có :

Ca(OCl)2 + H2O CaO + 2HOCl

2HOCl 2H+ + 2OCl

Khả năng diệt trùng của clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong

vào pH của nước Khi :

pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5%, OCl- chiếm 0,5%

pH = 7 thì HOCl chiếm 79%, OCl- chiếm 21%

pH = 8 thì HOCl chiếm 25%, OCl- chiếm 75%

HOCl không phân ly là thành phần khử trùng chính trong nước, thành phầnnày chỉ có giá trị cao ở pH thấp, điều đó cũng nói lên rằng quá trình dùng clo

để khử trùng trong nước chỉ có được hiệu quả cao khi tiến hành ở pH thấp Khi nước có mặt amoniac hoặc hợp chất có chứa nhóm amoni, chúng cóthể tác dụng với clo axit hypoclorit hoặc ion hypoclorit để sinh thành các hợpchất cloramin theo các phản ứng sau :

Sản phẩm monocloramine và dicloramine sinh thành tùy thuộc vào trị số

pH của môi trường Trị số pH càng cao, lượng clo kết hợp để tạo thànhdicloramine càng thấp và nồng độ monocloramine càng cao Hơn nữa, nhiềunghiên cứu cho thấy rằng, năng lực diệt trùng của monocloramine thường thấphơn so với năng lực diệt trùng của dicloramine khoảng từ 3 đến 5 lần, so với

clo, năng lực diệt trùng của dicloramine lại thấp hơn từ 20 đến 25 lần Chínhđiều đó giải thích vì sao quá trình khử trùng lại xảy ra có hiệu quả hơn khi trị số

pH của môi trường thấp

Để đảm bảo cho quá trình khử trùng đạt được hiệu quả hoàn toàn, người tathường tính đến một lượng clo dư thích hợp trong nước sau quá trình khử trùng.Trong hệ thống khử trùng có chứa amoniac hoặc các hợp chất có chứa nhómamoni, lượng clo tham gia phản ứng để tạo thành cloramine được gọi là clo kếthợp, tổng hàm lượng của clo tự do dưới dạng Cl2, HOCl và ClO-, lượng Clo kếthợp được gọi là clo hoạt tính khử trùng, do khả năng diệt trùng của clo tự do vàclo kết hợp khác nhau mà lượng clo dư cần thiết để đảm bảo khử trùng triệt đểcũng dược đánh giá ở mức khác nhau

III Xử lý cặn nước thải

- Các chất hữu cơ cặn chiếm 60-80% chất hữu cơ tổng cộng

- Thành phần hoá học của cặn trong nước thải

- Quá trình sinh hoá kỵ khí cặn hữu cơ rất phức tạp:

+ Các chất hữu cơ (C)􀃆 acid béo + Biogas (CO2, CH4, H2)

+ Các chất hữu cơ (N) 􀃆 NH3, N2

+ Chất hữu cơ (S) 􀃆 H2S

- Sau khi lên men, tính chất cặn thay đổi và V thay đổi (không tan 􀃆 chất tan + khí)

- Quá trình lên men kỵ khí gồm 2 giai đoạn

+ Giai đoạn lên men acid

+ Giai đoạn lên men kiềm.

• Giai đoạn 1: Lên men Acid (lên men H) Dưới tác dụng của men VSV, các

chất hữu cơ của

cặn:

+ Đầu tiên: Phân huỷ →s/p đơn giản

- Protid →peptid và aa

- Chất béo → glicerine, a.béo

- (H, C) → đường đơn giản

+ Sau đó: Chuyển hoá các chất trên thành s/p cuối cùng của giai đoạn 1 (chủ yếu là các acid hữu cơ: a.butylic, a.propionic, a.acetic) → pH < 7 → lên men aicd

- VSV ở giai đoạn 1 là : nấm, VK butyric, propionic → Thể tích cặn không giảm, có mùi hôi

• Giai đoạn 2: Lên men kiềm (lên men metan)

+ Chuyển hoá các s/p của giai đoạn 1 thành CH4, CO2, H2

+ VSV tham gia: VK tạo CH4

- Đây là công trình xử lý cặn hiệu quả nhất

- Thời gian lên men ngắn: 6-20 ngày, thể tích ngăn bùn nhỏ

- Khi bể làm việc bình thường:

+ pH = 7-7,5

+ Hàm lượng a.béo: 3-8 mg/l

+ Độ kiềm: 60-70 mgđ/l

+ Nitơ của muối amino: 600-800 mg/l

- Cường độ quá trình lên men phụ thuộc vào nhiệt độ, lượng cặn, mức độxáo trộn

+ Yc: trọng lượng thể tích của cặn tươi

b) Lượng bùn hoạt tính dư

Wb =[Co(100 - E)α - 100b]Q/[(100 - Pb)106Yb] (m3/ng.đ)

Với:

+ α: hệ số tính đến khả năng tăng trưởng không điều hoà của bùn hoạt tính trong quá trình xử lý sinh học (α = 1,15-1,25)

+ b: hàm lượng bùn hoạt tính trôi theo nước ra khỏi bể lắng 2

+ Pb: đo ẩm bùn hoạt tính sau khi nén

+ Yb: trọng lượng thể tích của bùn hoạt tính

c) Lượng rác đã nghiền ở song chắn

Wr = W1.(100-P1)/(100-P2) (m3/ng.đ)

Với:

+ W1: lương rác trong ngày đêm với độ ẩm ban đầu P1

+ P1, P2: độ ẩm rác trước và sau khi nghiền

+ y: lượng khí đốt tu được (m3/kg) chất không tro

+ a: khả năng lên men lớn nhất của chất không tro trong hỗn hợp cặm dẫn đến Metan %

Là công trình xử lý sinh học bước đầu của hệ thống xử lý nước thải, trong đócác tác nhân gây ô nhiễm được phân hủy bởi các vi sinh vật dưới điều kiện kỵkhí Sự chuyển hóa sinh học xảy ra theo các hướng sau: Chuyển hoá các chấthữu cơ thành khí sinh học và các sản phẩm hữu cơ đơn giản hơn

- Giảm một phần N, P do vi sinh vật sử dụng để xây dựng tế bào

Theo tiêu chuẩn thiết kế (TCXD – 51 – 84), lưu lượng nước thải sinh hoạt 69m3/ngđ và 103,5 m3/ngđ, chọn bể tự hoại ba ngăn để xử lý sơ bộ nước thải sinhhoạt

3.1 Thể tích tính toán chung của 1 bể tự hoại:

Lấy không nhỏ hơn lưu lượng nước thải trung bình trong 1 ÷ 2 ngày đêm

(Điều 7.32 – TCXD – 51 -84), chọn 2 ngày đêm để tính toán, khi đó:

- Bể 1 và bể 2

_ Ngăn thứ I: H1 x B1 x L1 = 2 x 3 x 11,7

_ Ngăn thứ II và thứ III: H2,3 x B2,3 x L2,3= 2 x 3 x 5,75

- Bể 3, bể 4, bể 5 và bể 6

_ Ngăn thứ I: H1 x B1 x L1 = 2,5 x 3,5x 11,8

_ Ngăn thứ II và thứ III: H2,3 x B2,3 x L2,3= 2,5 x 3,5 x 5,9

Hàm lượng chất bẩn sau khi qua bể tự hoại giảm và tính như sau:

_ Hàm lượng chất lơ lửng giảm 45%, tức là chất lơ lửng còn lại trong nước thải

4/ Diện tích ống trung tâm

I Quy trình xử lý nước thải

Nước thải sinh hoạt của khu dân cư chủ yếu phát sinh từ hai nguồn chính:hoạt động dịch vụ ăn uống và quá trình sinh hoạt của người dân và công nhânviên Do đó để lắp đặt và vận hành tốt hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Khuchung cư cần phải khảo sát và phân tích hai nguồn phát sinh nước thải đã nêu ởtrên như sau:

 Nước thải trong hoạt động sản xuất có đặc điểm là chứa nhiều dầu mỡ,chất hoạt động bề mặt, các chất lơ lửng, đặc biệt có chứa nhiều cặn rácthực phẩm từ quá trình chế biến thức ăn công nghiệp và quá trình vệsinh vật dụng

 Nước thải sinh hoạt phát sinh từ quá trình sinh hoạt, vệ sinh của ngườidân và công nhân viên chứa nhiều các hợp chất hữu cơ, nước thải vàchất thải của các nhà vệ sinh, nhà tắm chứa hàm lượng chất rắn rất cao,nhiều Nitơ và Phốtpho Đồng thời trong nước thải cũng chứa rất nhiềucác vi sinh vật gây bệnh

Thuyết minh hoạt động:

Nước thải từ Block phát sinh theo mạng lưới thoát nước chảy vào hố thu vàcác thiết bị tách mỡ riêng lẽ của từng khu trước khi đưa vể trạm xử lý Tại hệ

thống xử lý nước thải sinh hoạt Khu dân cư, để bảo vệ thiết bị và toàn bộ hệ

thống đường ống công nghệ phía sau, song chắn rác thô được lắp đặt trong hố

để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải, kế tiếp nước thải đivào thiết bị tách mỡ, tại thiết bị này, các thành phần rắn có trong nước thải sẽlắng xuống đáy thiết bị Các chất dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt do trọng lượngriêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước, dưới tác dụng của trọng lực và cơ

cấu hướng dòng sẽ nổi lên trên bề mặt, phần nước trong sẽ từ bên dưới chảysang ngăn trung gian Sau đó nước thải được bơm chìm tại ngăn trung gian bơmlên bể gom của hệ thống xử lý Phần dầu mỡ định kỳ được công nhân vận hànhvớt và thải bỏ đúng quy định Nước từ bể gom được bơm chìm bơm sang bểđiều hòa.

Tại bể điều hòa, hệ thống phân phối khí sẽ hòa trộn đồng đều nước thảitrên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu,đồng thời có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào

Từ bể điều hòa, nước thải sinh hoạt đã xáo trộn sẽ được bơm qua bể phânhủy sinh học trong điều kiện thiếu oxy – bể Anoxic Quá trình này nhằm loại bỏmột phần các chất hữu cơ trong nước thải đồng thời khử Nitơ từ Nitrat do dòngtuần hoàn từ bể hiếu khí Bể Anoxic là nơi lưu trú của các chủng vi sinh khử N,

P, nên quá trình nitrat hoá và quá trình photphoril hóa xảy ra liên tục ở đây Đểkhử nitrat hóa thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí bố trí giá thể vi sinh, giúp tăng diệntích bề mặt, đẩy nhanh quá trình phát triển và phân hủy các chất hưu cơ của visinh vật

Bể anoxic kết hợp Aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD,nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2, khử Phospho Với việc lựa chọn

bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽtận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượngcacbon từ ngoài vào khi cần khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrathóa khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-

Nồng độ bùn hoạt tính trong bể dao động từ 8.000 – 10.000 mg MLSS/L.Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng của bể càng lớn Oxy(không khí) được cấp vào bể Aerotank bằng các máy thổi khí (Airblower) và hệthống phân phối khí có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn 10 µm.Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích: (1) cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếukhí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ vàammonia thành nitrat NO3-, (2) xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điềukiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý, (3) giải phóng các khí

ức chế quá trình sống của vi sinh vật, các khí này sinh ra trong quá trình vi sinhvật phân giải các chất ô nhiễm, (4) tác động tích cực đến quá trình sinh sản của

vi sinh vật Tải trọng chất hữu cơ của bể trong giai đoạn xử lý aerotank daođộng từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm

Tiếp đó, nước tự chảy sang bể sinh học hiếu khí (Aerotank), bể có nhiệm

vụ xử lý các chất hữu cơ còn lại trong nước thải Trong bể Aerotank diễn ra quátrình oxi hóa các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải dưới sự thamgia của vi sinh vật hiếu khí Trong bể Aerotank có hệ thống sục khí trên khắpdiện tích bể nhằm cung cấp oxi, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khísống, phát triển và phân giải các chất ô nhiễm Vi sinh vật hiếu khí sẽ tiêu thụcác chất hữu cơ dạng keo và hòa tan có trong nước để sinh trưởng Vi sinh vậtphát triển thành quần thể dạng bông bùn dễ lắng gọi là bùn hoạt tính Khi visinh vật phát triển mạnh, sinh khối tăng tạo thành bùn hoạt tính Hàm lượng bùnhoạt tính nên duy trì ở nồng độ khoảng 2500 – 4000 mg/l; Do đó, một phần bùnlắng tại bể lắng sẽ được bơm tuần hoàn trở lại vào bể Aerotank để đảm bảonồng độ bùn nhất định trong bể

Nước thải sau xử lý sinh học có mang theo bùn hoạt tính cần phải loại bỏ,

vì vậy bể lắng này có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải.Nước thải được phân phối vào ống lắng trung tâm và đi theo hướng từ dưới lên.Dưới tác động của trọng lượng phần bùn sẽ được lắng xuống đáy bể; phần bùnlắng được ở đáy bể sẽ bơm tuần hoàn lại bể sinh học nhằm đảm bảo hàm lượngbùn trong bể luôn ổn định; phần bùn dư sẽ được bơm về bể phân hủy bùn để xử

lý Nước trong sau khi lắng dâng lên trên đi qua ống thu nước chảy sang bể khửtrùng Trong bể khử trùng hoá chất khử trùng là Chlorine hoặc Javen sẽ đượcbơm vào liên tục bằng bơm định lượng Sau thời gian tiếp xúc cần thiết, hầu hếtcác vi khuẩn gây bệnh trong nước sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn, đảm bảo an toàn chonước thải về mặt vi sinh trước khi xả vào nguồn tiếp nhận Cuối cùng nước thải

sẽ được bơm vào thiết bị lọc áp lực gồm các lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anhnhằm loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan, các nguyên tố dạng vết, những chấtkhó hoặc không phân giải sinh học, tạo độ trong cần thiết cho nước thải

Thiết bị lọc áp lực sẽ được định kỳ rửa lọc để tách các cặn rắn lâu ngày bám phủ lên bề mặt lớp vật liệu gây tắc lọc, làm giảm hiệu quả xử lý Nước chứa bùnsau khi rửa lọc sẽ được xả về bể gom để tiếp tục được xử lý Phần bùn dư từ bể lắng sinh học sẽ được bơm về bể phân huỷ bùn Tại bể phân huỷ bùn xảy ra quá trình phân hủy bùn kỵ khí; bùn sẽ được tách nước, phần nước sau khi tách bùn

sẽ chảy về hố gom để xử lý Phần bùn lắng sẽ được phân huỷ kỵ khí và định kỳ được hút bỏ

II Xây dựng hệ thống điều khiển

2.1 Tính toán thiết kế xây dựng hệ thống

a Bể gom nước thải

•Tính toán kích thước hố gom:

Lưu lượng nước thải trung bình giờ được tính:

) / ( 25 6 24

150 24

3

Q tb d h

Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất là:

m s

h m Q

k

Q h tb h 1 5 6 25 9 375 ( 3 / ) 2 6 10 3 3 /

.

Hệ số không điều hòa ngày của nước thải sinh hoạt của khu dân cư lấy

Kng = 1.15 – 1.3 tùy theo đặc điểm của từng đô thị

Hệ số không điều hòa chung lấy theo bảng 2 (Mục 2.12 51:1984)

TCXDVN-Ta có: k = 1,5

Thể tích hố gom nước thải là:

V = t.Qmax.h = 9.375 x 1,5 = 14 m3Trong đó:

t: Thời gian lưu nước chọn 1,5 giờ

Chọn chiều sâu công tác của hố gom: H = 2m

Diện tích bề mặt: F = V/H = 14/2 = 7m2

Chọn kích thước làm việc hố gom nước thải là: DxRxH = 3,5 x 2 x 2 = 14m3Chiều cao bảo vệ 0.5m Vậy chiều cao tổng của hố gom nước thải là 2.5m

• Tính toán thiết bị trong hố gom:

Trong hố gom bố trí 2 bơm, 1 bơm nước thải sang bể điều hoà, 1 bơm dựphòng và cảm biến mức Thiết bị đi kèm với 2 bơm gồm có 2 van cầu, 2 vanthau một chiều, đường ống dẫn nước thải DN75

Công suất bơm được tính theo công thức:

Q: Lưu lượng nước thải (m3/giờ)

H: Độ cao cột nước của bơm (m)

η: Hiệu suất của bơm (η = 0,6÷0,9) chọn η = 0,8

ρ: Khối lượng riêng của nước thải, lấy ρ ≈ 1000 kg/m3

Vận tốc nước chảy trong ống: v = 1,2m/s

Hệ số Reynold:

3 3

3 3

10 55 89 10

005 1

10 10 75 2 1

8 7

8

10 6 2 05 0

75 6 6

9 8

9

10 2 8 05 0

75 220 220

9

100 75

05 0 46 1 1 0 Re

100 46

1 1

0

25 0 4

25 0