Đồ án xử lý nước thải

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các số liệu tính toán Dân số Dân số: 247200 người Lưu lượng nước thải Tiêu chuẩn thải nước theo đề bài: 160 lng.ngđ Lưu lượng nước thải của toàn khu vực: Qngđ = N x q = 247200 x 160 = 39.552.000 lng.đ = 39.552 m3ngđ. Làm tròn Qngđ = 40.000 m3ngđ. Trong đó : N là số dân ( người ) q là tiêu chuẩn thải nước ( lng.ngđ ) Lưu lượng thiết kế của trạm xử lý: Qngđ = 40.000 (m3ngđ) Lưu lượng nước thải giờ trung bình: Lưu lượng nước thải trung bình giây: Theo TCVN 7957 : 2008, mục 4.1.2, trang 6 và điều kiện khu vực dự án và lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày của nước thải đô thị Kngđ = 1,2 (Kngđ = 1,15 ÷ 1.3), hệ số không điều hòa chung giờ max là k1=1,541, giờ min k2 = 0.652 Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất : Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất : Qhmax = Qhtb . k1 = 1666.667 . 1,541 = 2568,334 (m3h) Lưu lượng nước thải giây lớn nhất : (ls) Lưu lượng nước thải giờ thấp nhất : Qhmin = Qhtb . k2 = 1666.667 . 0,652 = 1086.667 (m3h) Lưu lượng nước thải giây thấp nhất : Hàm lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt được lấy theo bảng 25 của TCVN 7957 : 2008. Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt: CSS = a_(ss . N)Q_ngđ = (35 . 247200)40000 = 216,3 (mg l) Hàm lượng oxy sinh hóa (BOD) trong nước thải: CBOD = a_(BOD . N)Q_ngđ = (60 . 247200)40000 = 370,8 (mg l) Hàm lượng tổng N_NH4+: C(∑NNH_4 )= a_(∑NNH_4 . N)Q_ngđ = (8 . 247200)40000 = 49,44 (mg l) Hàm lượng tổng P: CP2O5= a_(P_2 O_5 )Q_ngđ = (3 . 247200)40000 = 18,54 (mg l) Hàm lượng Clorua C(〖Cl〗 )= a_(〖Cl〗 . N)Q_ngđ = (10 . 247200)40000=61,8 (mg l) Chất hoạt động bề mặt CChđbm= a_(Chđbm . N)Q_ngđ = (2 . 247200)40000 = 12,36 (mg l) Trong đó : N : Số dân, N = 247200 (người) aSS : Tải lượng chất lơ lửng của tính cho một người trong ngày đêm, theo đề ra aSS = 35 gng.ngđ. n_BOD : Tải lượng chất bẩn theo BOD5 của nước thải tính cho một người trong ngày đêm, Theo đề ra n_BOD = 60 gng.ngđ. : Tải lượng chất bẩn theo Nito của các muối amoni tính cho một người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. = 8 gng.ngđ. : Tải lượng chất bẩn theo Photphat tính cho một người trong ngày đêm theo đề ra. = 3 gng.ngđ. Tải lượng chất bẩn theo Clorua trong nước thải tính cho một người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. = 10 gng.ngđ. là hàm lượng chất hoạt động bề mặt có trong nước thải tính cho một người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008. = 2 gng.ngđ.

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1. Các số liệu tính toán

1.1 Dân số

Dân số: 247200 người

1.1. Lưu lượng nước thải

Tiêu chuẩn thải nước theo đề bài: 160 l/ng.ngđ

 Lưu lượng nước thải của toàn khu vực:

Qngđ = N x q = 247200 x 160 = 39.552.000 l/ng.đ = 39.552 m3/ngđ

Làm tròn Qngđ = 40.000 m3/ngđ

Trong đó : N là số dân ( người )

q là tiêu chuẩn thải nước ( l/ng.ngđ )

 Lưu lượng thiết kế của trạm xử lý:

Qngđ = 40.000 (m3/ngđ)

 Lưu lượng nước thải giờ trung bình:

) / ( 667 1666 24

40000 24

3 h m

Q

Q

tb ng tb

 Lưu lượng nước thải trung bình giây:

) / ( 963 462 3600

1000 667 1666 3600

1000

s l

Q q

tb h tb

Theo TCVN 7957 : 2008, mục 4.1.2, trang 6 và điều kiện khu vực dự án và lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày của nước thải đô thị Kngđ = 1,2 (Kngđ = 1,15 ÷ 1.3), hệ số không điều hòa chung giờ max là

k1=1,541, giờ min k2 = 0.652

 Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất :

) / ( 48000 2

1

60

1000334,256860

Q Q

(l/s)

 Lưu lượng nước thải giờ thấp nhất :

Qhmin = Qhtb k2 = 1666.667 0,652 = 1086.667 (m3/h)

 Lưu lượng nước thải giây thấp nhất :

)/(852,30160

60

1000667

.108660

Trong đó : N : Số dân, N = 247200 (người)

- aSS : Tải lượng chất lơ lửng của tính cho một người trong ngày đêm, theo đề ra

: Tải lượng chất bẩn theo Nito của các muối amoni tính cho một người

trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 aΣ −N NH4= 8 g/ng.ngđ

Tải lượng chất bẩn theo Clorua trong nước thải tính cho một người trong

ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 a Cl−= 10 g/ng.ngđ

- chdbm

a

là hàm lượng chất hoạt động bề mặt có trong nước thải tính cho một người

trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 a chdbm= 2 g/ng.ngđ

1.2. Xác định mức độ làm sạch cần thiết

 Tính chất nước thải đầu vào

Bảng 2.1 Tính chất nước đầu vào

 Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra

Nước 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 ứng với hệ số k = 1

Bảng 2.2 Tính chất nước thải sinh hoạt và công cộng đầu ra

(QCVN 14:2008,cột A, k=1)

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Phương án 1:

Song chắn rác

Bể lắng cát ngang Làm thoáng sơ bộ

Bể lắng ngang I

Bể Aeroten đẩy Mương oxy

Bể lắng ngang II Trạm khí nén

Máy nghiền rác

Sân phơi cát

Máng trộn

Bể tiếp xúc Sông

Ngăn tiếp nhận

Nước thải

Thuyết minh:

Bể lắng cát ngang Làm thoáng sơ bộ

Bể lắng li tâm I

Bể Biofil cao tải Mương oxy

Bể lắng li tâm II Trạm thôi khí

Ở phương án này, nước thải 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 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, ở trước bể lắng 1 có

thêm bể làm thoáng sơ bộ để tăng hiệu quả lắng của bể lắng 1

Bùn hoạt tính sẽ được lắng ở bể lắng II và thành phần không tan được giữ ở

bể lắng I

Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu

xử lý xong, còn BOD giảm một lượng và vẫn phải xử lý tiếp ở mương oxy, bùn

hoạt tính ở bể lắng II sẽ tuần hoàn lại 1 phần bể làm thoáng sơ bộ và bể aeroten

Bùn hoạt tính dư ở bể lắng II sẽ đi vào bể nén bùn để giảm bớt nước rồi mới

đi đến bể metan

Nước thải tiếp tục đi vào mương oxy để xử lý triệt để N và P và một lượng

nhỏ BOD 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 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:

GVHD: Nguyễn Xuân Lan

Máy nghiền rác Song chắn rác

Thuyết minh:

Ở phương án này, nước thải qua song chắn rác có đặt máy nghiền rác, rácnghiền được đưa đến bể metan còn nước thải đã được tách loại các rác lớn tiếptục được đưa đến bể lắng cát Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cát đứngđược đưa đến sân phơi cát

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng li tâm đợt I, tại đây cácchất thô không hoà tan trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bểMêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Biofin, ở trước bể lắng 1 có thêm

bể làm thoáng sơ bộ để tăng hiệu quả lắng của bể lắng 1

Bùn hoạt tính sẽ được lắng ở bể lắng II và thành phần không tan được giữ ở

bể lắng I

Qua bể lắng li tâm đợt II, hàm lượng cặn trong nước thải đã đảm bảo yêu cầu

xử lý xong, còn BOD giảm một lượng và vẫn phải xử lý tiếp ở mương oxy Bùn

ở bể bể lắng 2 sẽ đi vào bể metan

Nước thải tiếp tục đi vào mương oxy để xử lý triệt để N và P Và một lượngnhỏ BOD Trong nước thải ra ngoài vẫn còn chứa một lượng nhất định các vikhuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn Toàn bộ hệ thốngthực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Sau cáccông 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 Mê tanđược đưa ra sân phơi bùn (hoặc thiết bị làm khô bùn cặn) Bùn cặn sau đó đượcdùng cho mục đích nông nghiệp

 Đánh giá, lựa chọn phương án thiết kế

So sánh bể lắng ngang và bể lắng li tâm:

- Bể lắng ngang: Có cấu tạo đơn giản, dễ xây dựng, vận hành và quản lí

- Bể lắng li tâm: Cấu tạo phức tạp, quản lý khó khăn, tốn nhiều chi phí cho vận hành và quản lý

 Từ những ưu điểm và nhược điểm của hai phương án trên, kết hợp với việc đánh giá điều kiện kinh tế, trình độ quản lý vận hành của công nhân, điều kiện thực tế

và định hướng phát triển mở rộng trong tương lai, lựa chọn theo phương án 1

để thiết kế trạm xử lý nước thải.

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG ÁN

LỰA CHỌN

1. Ngăn tiếp nhận nước thải

Ngăn tiếp nhận được bố trí ở vị trí cao để từ đó nước thải có thể tự chảy qua

các công trình của trạm xử lý

Dựa vào lưu lượng nước thải trong giờ lớn nhất Qmax

h = 2568,334 (m3/h) chọn

2 bơm hoạt động và 2 bơm dự phòng (với độ tin cậy loại II của trạm bơm theo

bảng 18 trang 28 TCVN 7957:2008) Chọn 1 ngăn tiếp nhận với các thông số

sau (tham khảo bảng 4-4 trang 110 sách Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp

của GS-TS Lâm Minh Triết)

Bảng 3.1 Kích thước ngăn tiếp nhận

Q (m3/h)

Đường kính ống áp lực (2 ống)

Kích thước của ngăn tiếp nhận

Vậy nước thải từ trạm bơm nước thải được dẫn bằng 2 đường ống áp lực có

D = 500 mm tới ngăn tiếp nhận của trạm xử lý nước thải

2.Tính toán song chắn rác

2.1 Xác định chiều cao xây dựng mương dẫn nước thải

Nước thải được dẫn đến từ ngăn tiếp nhận đến các công trình tiếp theo bằng

mương có tiết diện hình chữ nhật Dựa vào : Bảng tính toán thuỷ lực cống và

mương thoát nước - GS.TSKH Trần Hữu Uyển, ta có kết quả sau:

Bảng 3.2 Kết quả tính toán thủy lực của mương

Trong đó :

q – lưu lượng nước thải tính toán (m3/s); 0,713426 m3/s

b – chiều rộng khe hở giữa các thanh đan (m); chọn 0,016 m

kz – hệ số nén dòng do các thiết bị vớt rác, lấy bằng 1,05 (theo SGT

xử lý nước thải đô thị của Pgs.Ts.Trần Đức Hạ)

+ Chiều rộng toàn bộ thiết bị chắn rác :

vm = = = 0,496 (m/s)Kết quả thu được thỏa mãn yêu cầu

S – chiều dày mỗi thanh, S = 0,008 m

b- chiều rộng mỗi khe hở , b = 0,016 m

α – góc nghiêng so với mặt phẳng ngang, α = 600

Vậy: hs = ξ.= 0,629 3 = 0,102 ( m)+ Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác :

L1 = = = 0,692 (m)

Trong đó :

: Góc mở ở mương trước song chắn rác; = 20o

: Chiều rộng của song chắn rác và mương dẫn

+ Chiều dài ngăn mở rộng sau song chắn rác là:

L2 = = = 0,346 (m)+ Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác là:

L= L1+L2+Ls = 0,692 + 0,346 + 1,5 = 2,538 (m); lấy tròn LXD = 2,54 m

Trong đó: Ls là chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác,chọn Ls = 1,5 m+ Chiều sâu đặt mương chắn rác là :

H = hmax + hs + 0.5 = 0,827 + 0,102 + 0,5 = 1,429 (m); lấy tròn HXD = 1,43 mVới hbv = 0,5 là chiều cao bảo vệ

+ Lượng rác lấy từ song chắn là :

Wr = = = 5,418 (m3/ ngđ) > 0,1(m3/ ngđ)Vậy theo 7.2.9 TCXDVN 7957-2008 thì ta phải sử dụng SCR cơ giới

Và theo bảng 19 mục 7.2.9 TCXDVN 7957-2008 với khe hở SCR 16 mmchọn 2 SCR làm việc và 2 SCR dự phòng

Trong đó:

a- lượng rác tính cho đầu người trong năm, theo bảng 20 trong TCVN7957:2008, khi lấy rác bằng cơ giới và với khoảng cách giữa các khe hở b = 16

mm lấy a = 8 m3/ng năm;

Ntt - Dân số tính toán, Ntt = 247200 người

- Với dung trọng của rác 750kg/m3, trọng lượng của rác trong ngày là:

P = 750 5,418 = 4063,5 ( kg/ngđ ) = 4,064 ( tấn/ngđ )

- Lượng rác trong từng giờ của ngày đêm:

P1 = = 2 = 0.339 ( tấn/ ngđ)

Trong đó : Kh – hệ số không điều hòa giờ, lấy Kh = 2

+ Lượng nước dùng để nghiền rác là 40m3/tấn

+ Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền, sau đó dẫn trực tiếp đến bể Metan

+ Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là:

Bảng thông số thiết kế của song chắn rác

h1(m)

hS(m)

hxd(m)

BS(m)

L1(m)

L2(m)

LS(m)

Lxd(m)0,82

7

0,102

+ u0 - Độ thô thuỷ lực của hạt cát (mm/s)

+ Với điều kiện bể lắng cát giữ lại các hạt cát có đường kính d = 0,25 mm.Theo bảng 27 mục 8.3.3 TCXDVN 7957-2008, ta có u0 = 24,2 (mm/s)

+ K - Hệ số lấy theo bảng 27 mục 6.3.3 TCXDVN 7957-2008, với bể lắng cátngang K = 1,3

+ V - Vận tốc dòng chảy lớn nhất trong bể ứng với Uo và qsmax , Vmin = 0,3 m/s(Theo bảng 28 mục 8.3.3 TCXDVN 7957-2008)

L = = = 12,893 m, chọn LXD = 13m

- Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong bể lắn cát ngang được tính theo côngthức

F = = = 29,480 )

- Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát :

B = = = 2,287 ( 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 bể lắng cát ngang được tính theo công thức :

Wc = m3

Trong đó :

N : dân số tính toán chất lơ lửng

P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày đêm lấy theoTCVN 7957-2008; theo bảng 28 mục 8.3.3; P = 0,02 l/ng.ngđ

t : chu kì xả cát t 2 ngày đêm ( để tránh sự phân hủy cặn cát )

Wc = = = 4,944 m3

Chọn t = 1 ngày đêm

- Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 1 ngày đêm:

= = = 0,168 (m)

Trong đó: n - số đơn nguyên công tác

- Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang:

= + + = 0,827 + 0,168 + 0,5 = 1,495 (m), chọn HXD = 1,5m

Trong đó: - chiều cao bảo vệ chọn bằng 0,5m.

- Kiểm tra lại tính toán với điều kiện 0,15 m/s

= = = 0,326 m/s 0,15 m/s

Trong đó: : độ sâu lớp nước ứng với ( bằng độ đầy h ứng với ) bằng 0,3

Kết luận: Bể lắng cát gồm có 3 ngăn, hai ngăn công tác, một ngăn dự phòng.

Các thông số thiết kế của một ngăn là:

hbv(m)

Hn(m)

hc(m) HXD(m

)

L(m) b(m)

3.2 Tính toán sân phơi cát

Nhiệm vụ của sân phơi cát là làm ráo nước trong hỗn hợp bùn cát, được xâydựng ở gần vị trí bể lắng cát

- Diện tích hữu ích của sân phơi cát:

F = = = 360,912 (m2), làm tròn F = 361m2

Trong đó:

hc là chiều cao lớp bùn cát trong năm, lấy hc = 5 m/năm

Chọn sân phơi cát gồm 2 ngăn, kích thước mỗi ngăn trong mặt bằng: 14m x13m

Diện tích sân phơi cát: 182 x 2 = 364 m2

Sau khi đi qua bể lắng cát thì hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD5 giảm 5%(theo sách xử lý nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết)

Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại sau bể lắng cát:

= - ( 5%) = 207,648 - (207.648 5%)= 197,266 mg/lHàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:

=- ( = 355,968 - (355,968 5%)= 338,170 mg/l

Để loại bỏ các tạp chất thô, trong thực tế người ta thường dùng phương pháplắng, các chất chìm sẽ lắng xuống đáy bể, còn các tạp chất nổi sẽ tập trung lạibằng thiết bị gạt cặn và được dẫn đến các giếng tập trung đặt bên ngoài bể Bểlắng ngang được dùng để giữ lại các tạp chất thô không tan trong nước

Việc tính toán bể lắng ngang đợt I được tiến hành theo chỉ dẫn điều 8.5.4TCXDVN 7957-2008

Chọn hiệu suất cho bể lắng 1là H = 50%

- Chiều dài bể lắng ngang được tính:

0

U K

H v

L =

(m)

Trong đó:

v – Tốc độ dòng chảy trong vùng lắng, v = 5 ÷10 (mm/s) Chọn v = 8 (mm/s),(v = 5÷10 mm/s)

H – Chiều cao công tác của bể lắng chọn bằng h = 3m.( H = 1,5 ÷ 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, được xác định theo công thức:

Uo =

ω α

H K

.

1000

Uo =

ω α

H K

.

1000

- Chọn số đơn nguyên của bể lắng n = 5 đơn nguyên

Chiều rộng mỗi đơn nguyên: b = = 7,925 (m), chọn b = 8m

(Chọn chiều rộng của mỗi ngăn lắng từ 6 ÷ 9m theo sách xử lý nước thải côngnghiệp và đô thị của Lâm Minh Triết)

- Kiểm tra thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã chọn:

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

 Thời gian lắng thực tế và vận tốc thực tế của dòng nước đều đảm bảo yêu cầu theo TCVN 7957:2008, thời gian lắng từ 1h trở lên, vận tốc dòng chảy

v =5÷10 mm/s

- Hàm lượng chất lơ lửng theo nước ra khỏi bể lắng 1 là:

C1 < 150 mg/l => Đảm bảo yêu cầu tiếp nhận để xử lý sinh học.(không cần làm thoáng sơ bộ)

- Hàm lượng BOD còn lại trong nước thải sau bể lắng 1 giảm 15%



Trong đó: L0 là hàm lượng BOD trong nước thải trước bể lắng một (mg/l)

LHH là hàm lượng BOD trong nước thải sau bể lắng một (mg/l)

là làm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau bể lắng một(mg/l)

 Dung tích cặn lắng

- Dung tích phần chứa cặn của bể:

Wc = m3

Trong đó:

là hàm lượng chất lơ lửng trước bể lắng 1, = 197,266(mg/l)

p là độ ẩm của cặn, do xả cặn bằng tự chảy nên lấy p = 95% (mục 8.5.5 – TCVN 7957:2008)

T là chu kì xả cặn, T = 8h (mục 8.5.10 – TCVN 7957:2008)

ρc là trọng lượng riêng của cặn, ρc = 1 tấn/m3 = 106 g/m3

 Wc = = 26,302 m3

- Lượng cặn chứa trong một ngăn lắng là:

- Chiều cao hố thu cặn:

1

1 2

c c

W h

F F B b

=

+ + ×

m

Trong đó: F1 là diện tích đáy hố thu cặn, F1 = 0,5 0,5 = 0,25 m2

F2 là diện tích miệng hố thu cặn, F2 = 3,5 3,5 = 12,25m2



1

1 2

c c

W h

h1 = (L – b) x 0,02 = (60 – 8) x 0,02 = 1,04 (m), chọn h1 = 1m

 Chiều cao xây dựng bể:

HXD = hct + hth + h1 + hbv + hc

Trong đó:

hct là chiều cao công tác của bể, hct = 3 m

hth là chiều cao lớp nước trung hòa của bể lấy hth = 0,3m

hbv là chiều cao bảo vệ, lấy hbv = 0,5m

Vậy HXD = hct + hth + h1 + hbv + hc = 3 + 0,3 + 1 + 0,5 + 0,32 = 5,12m

Kiểm tra kích thước bể theo mục 8.5.11 TCVN 7957:2008 có tỷ lệ giữa chiều dài và chiều sâu của bể: thuộc khoảng 8 ÷ 12 Vậy kích thước bể lắng ngang đã chọn là hợp lý

Kết luận: Bể lắng 1 gồm 5 đơn nguyên Các thông số của một đơn nguyên

hbv(m) hct(m) hth(m) h1(m) hc(m) Hxd(m) L(m) b(m)

5. Aeroten đẩy

5.1 Tính toán Aeroten đẩy

Aeroten đẩy là loại bể thổi khí xử lí nước thải theo nguyên lí bùn hoạt tính,trong đó nước thải và bùn hoạt tính được đưa vào cùng một phía và quá trình xử

lý nước thải diễn ra giống như trong bể phản ứng đẩy Oxy được cung cấp qua

hệ thống tấm phân phối khí nén bố trí dọc theo chiều dài bể

Tính toán Aeroten xử lý nước thải sinh hoạt với các thông số sau:

- BOD của nước thải trước khi vào Aerotank: La = LHH = 287,445 mg/l

- Hiệu suất xử lý BOD: H= 80%

- BOD yêu cầu của nước thải khi ra khỏi Aerotank : Lt = 62 mg/l

- Vì La > 150 mg/l Chọn Aerotank đẩy, có ngăn tái sinh bùn

- Sơ bộ lấy liều lượng bùn theo chất khô a = 3 g/l, chỉ số bùn I = 100 cm3/g

- Tính tỉ lệ bùn hoạt tính tuần hoàn R theo biểu thức 61 TCVN 7957-2008

43 , 0 3 100 1000

a R

- Nồng độ BOD của nước thải và bùn tuần hoàn vào bể xác định theo công thức

 Xác định thời gian làm việc của các ngăn Aeroten

- Liều lượng bùn hoạt tính trong ngăn tái sinh

- Tốc độ oxy hóa chất hữu cơ ρ

được tính bằng mgBOD5/g chất khô không tro của bùn trong 1h Xác định theo biểu thức 63 TCVN 7957-2008

+ K1 là hằng số đặc trung cho tính chất của chất bẩn hữu cơ (mgBOD/l)

+ K0 là hằng số kể đến ảnh hưởng của oxy hòa tan ( mgO2/l)

- Thời gian oxy óa các chất hữu cơ

- Thời gian cấp khí trong ngăn Aeroten

- Thời gian cần thiết để tái sinh bùn

 Thể tích bể chứa Aeroten

- Thể tích ngăn Aeroten

Trong đó: Qtt là lưu lượng tính toán, m3/h do hệ số không điều hòa Kch = 1,541

> 1,25, Qtt = = 2568,344 m3/h

- Thể tích ngăn tái sinh

- Tổng thể tích Aeroten

 Xác định kích thước cho bể Aeroten

- Số hành lang trong bể phụ thuộc vào tỉ số

Theo mục 8.16.8 TCVN 7957:2008 chọn Aeroten vưới số hành lang trong một đơn nguyên là 2: một hành lang làm nhiệm vụ oxy hóa chát bẩn, một hành lang còn lại làm nhiệm vụ tái sinh bùn

Kích thước Aeroten như sau:

- Chiều cao công tác: Hct = 3,8m (theo mục 8.16.8 TCVN 7957:2008, Hct = 3÷6m

- Chiều rộng mỗi hành lang: b = 4 (theo mục 8.16.8 TCVN 7957:2008, b2H)

- Số đơn nguyên: N = 4 (theo mục 8.16.15 TCVN 7957:2008)

- Diện tích mặt bằng của bể

- Chiều dài tổng cộng của các hành lang

- Chiều dài xây dựng của mỗi hành lang

Làm tròn L = 48 m

Trong đó: n – số hành lang trong mỗi đơn nguyên, n = 2

N – số đơn nguyên, N = 4

- Chiều cao của bể: H = Hct + Hbv = 3,8 + 0,5 = 4,3 m

- Vậy kích thước mỗi hành lang của bể:

- Độ tăng sinh khối của bùn:

Trong đó: B – hàm lượng chất lơ lửng nước thải đưa vào bể Aeroten,

B=98,633 mg/l

La – hàm lượng BOD5 đưa vào bể Aeroten, La = 287,445 mg/l



5.2.Tính toán hệ thống cấp khí cho Aeroten

- Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m3 để làm sạch 1m3 nước thải:

( )

n n k k

L L z D

p

t a

T P

h C



+ C là nồng độ trung bình của oxy trong Aerotank Lấy C = 2mg/l

 (m3K/m3nước thải)

- Cường độ nạp khí yêu cầu

- Lưu lượng không khí cần thiết thổi vào Aeroten trong 1h

- Lưu lượng không khí thổi vào một hành lang:

- Để phân phối không khí trong aeroten ta dùng các đĩa phân phối khí đặt dướiđáy bể

- Chọn số đĩa phân phối khí: chọn loại đĩa CFD 330N Disc Diffuser có

Khoảng cách mỗi đĩa theo chiều ngang: (2 3 0,33) / 4 0, 252− × = (m) = 252 mmKhoảng cách mỗi đĩa theo chiều dọc: (35 – 62×0,33)/20 = 0,784 m = 727 mm

- Đương kính ống dẫn khí chính của bể Aeroten

, lấy

- Trong đó:

– lưu lượng khí cấp cho 1 bể Aeroten,

v- vận tốc khí trong đường ống, v = 2,5 m/s

 Tính toán lượng bùn hoạt tính tuần hoàn

- Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn thường chiếm 40-70% % tổng lượng bùn hoạttính sinh ra hoặc có thể tính theo công thức:

Trong đó:

Chh - nồng độ bùn hoạt tính trong hỗn hợp nước thải, bùn chảy từ bể Aerotanđến bể lắng đợt 2, Chh = 2000 - 3000mg/l ta lấy Chh= 2300mg/l

Cll - nồng độ chất lơ lửng trong nước thải chảy vào Aerotan Cll= 98,633mg/l

Cth - nồng độ bùn tuần hoàn, Cth = 5000 - 6000 mg/l, lấy Cth =5600mg/l

(Trang 142 sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế củaGS-TS Lâm Minh Triết

 P =

- Với P = 66,71% thì lưu lượng trung bình của hỗn hợp bùn hoạt tính tuần hoàn sẽlà:

Qbunth = P% = 2568,334 66,71% = 1713,336 m3/h = 475,927 l/s

- Hiệu suất xử lý BOD của Aerotank đẩy là 80%

 Hàm lượng BOD trong nước thải ra khỏi Aerotank là:

CBOD = La - ( La x 80% ) = 287,445 – ( 287,445 x 80% ) = 57,489 (mg/l)

Kết luật: Bể Aerotank có 4 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên 2 hành lang Các

thông số thiết kế của mỗi đơn nguyên là:

6. Mương Oxy hóa

Mương oxy hóa tuần hoàn hoạt động theo nguyên lý thổi bùn hoạt tính kéo dài Nhờ đó việc khử BOD được đảm bảo và bùn được ổn định do quá trình hô hấp nội bào Mương oxy hóa tuần hoàn có khả năng xử lý N trong nước thải.

Thông số đầu vào :

- Dung tích mương oxy hóa cần thiết để khử BOD5

ρ

) ( −

Trong đó:

+ No - hàm lượng Nito đầu vào, mg/l

+ N - hàm lượng Nito đầu ra, mg/l

+ XN - nồng độ bùn hoạt hoạt tính với vi khuẩn oxy hóaNH

µ

Trong đó:

+ YN = 0.16 (mg bùn hoạt tính/mg NH4) (YN = 0.1- 0.3)

(Theo bảng 5.4 trang 80 TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình

DO N

K

O N

0 0

Trong đó:

+ DO : hàm lượng oxy hóa hòa tan trong bể, DO = 0.5mg/l

+ t = 200C

+ pH = 6,85

+ KO2 = 1,3 mg/l (Theo bảng 5.3 trang 80 TS.Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết

kế các công trình xử lý nước thải)

, 0 3 , 1

5 , 0 44 , 49 73 , 0

44 ,

14,0

5.875,0

=+

ρ

) (

m3

Trong đó:

+ m - tỷ lệ khử NH

+ 4 thành NO

− 3