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 cho trước

MỤC LỤC CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ: 1 1. Lưu lượng nước thải tính toán: 1 2. Nồng độ các chất trong nước thải: 2 3. Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết 4 CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 5 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN 10 Phương án 2: 10 1. Ngăn tiếp nhân nước thải 10 2. Tính toán song chắn rác: 11 3. Tính toán bể lắng cát ngang: 15 4. Tính toán bể lắng ngang 1: 18 5. Aerotank đẩy 21 6. Mương Oxy hoá 28 7. Tính toán bể lắng ngang đợt 2: 32 8. Khử trùng nước thải: 35 9. Tính toán máng trộn (máng trộn vách ngăn có lỗ) 37 10. Tính toán bể tiếp xúc: 39 11. Bể nén bùn đứng. 40 12. Tính toán bể metan 42 13. Tính toán sân phơi bùn 46 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH 49 THEO PHƯƠNG ÁN 1 49 CHƯƠNG IV : KHÁI TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ 51 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN MẶT TRẮC DỌC THEO NƯỚC VÀ BÙN 55

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án này , em xin gửi lời cảm ơn các thâỳ giảng cô giáo

đã tận tình hướng dẫn , giảng dạy trong suốt quá trình học tập , rèn luyện tạitrường đại học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội

Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong

bộ môn công nghệ môi trường , đặc biệt là giáo viên hướng dẫn Th.s NguyễnXuân Lan môn Kỹ thuật xử lý nước thải để e hoàn thành môn học

Mặc dù đã cố gắng hoàn thực hiện đồ án hoàn chỉnh , song không tránhkhỏi những sai sót Kính mong quý thầy cô giáo cùng bạn bè góp ý để đồ ánhoàn thiện hơn

Hà nội , ngày 27 tháng 4 năm 2016

Sinh viên

Lê Thị Diện

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ: 1

1 Lưu lượng nước thải tính toán: 1

2 Nồng độ các chất trong nước thải: 2

3 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết 4

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 5

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN 10

Phương án 2: 10

1 Ngăn tiếp nhân nước thải 10

2 Tính toán song chắn rác: 11

3 Tính toán bể lắng cát ngang: 15

4 Tính toán bể lắng ngang 1: 18

5 Aerotank đẩy 21

6 Mương Oxy hoá 28

7 Tính toán bể lắng ngang đợt 2: 32

8 Khử trùng nước thải: 35

9 Tính toán máng trộn (máng trộn vách ngăn có lỗ) 37

10 Tính toán bể tiếp xúc: 39

11 Bể nén bùn đứng 40

12 Tính toán bể metan 42

13 Tính toán sân phơi bùn 46

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH 49

THEO PHƯƠNG ÁN 1 49

CHƯƠNG IV : KHÁI TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ 51

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN MẶT TRẮC DỌC THEO NƯỚC VÀ BÙN 55

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Họ và tên sinh viên: Lê Thị Diện

Lớp: ĐH3CM2

Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Lan

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:

- Tiêu chuẩn thải nước: 150 l/người.ngd

- Dân số : 121100 người

- Công suất thiết kế: 19000 m 3 /ngd

- Bản vẽ mặt cắt dọc theo nước, theo bùn

Sinh viên thực hiện Giảng viên hướng dẫn

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ:

1.Lưu lượng nước thải tính toán:

Lưu lượng tính toán lấy bằng lưu lượng thải sinh hoạt trong đồ án mạng lưới cấp thoát nước với dân số 121100 người với tiêu chuẩn cấp nước 150l/ng.ngđ

Lưu lượng nước thải sinh hoạt:

Tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt: q= 150 (l/ng.ngđ)

Lưu lượng nước thải trung bình giây:

án và lưu lượng nước thải trung bình ngày chọn hệ số không điều hòa ngày củanước thải đô thị Kng = 1.2, hệ số không điều hòa chung giờ max là k1=1.653,giờ min k2=0.635

Lưu lượng nước thải ngày lớn nhất :

Lưu lượng nước thải giờ thấp nhất :

Qhmin = Qhtb k2 = 791,67 0,635 = 502.71(m3/h)

 Lưu lượng nước thải giây thấp nhất :

2 Nồng độ các chất trong nước thải:

Hàm lượng chất lơ lửng (SS) trong nước thải sinh hoạt:

 Chất hoạt động bề mặt

C CHĐBM = a × N Qngd = 2× 12110018165 = 13,,mg/l

Trong đó : N : Số dân, N = 121100 (người)

- aSS : Tải lượng chất lơ lửng của tính cho một người trong ngày đêmtheo bảng 25, TCXDVN 7957 : 2008 aSS = 35 g/ng.ngđ

- nBOD : Tải lượng chất bẩn theo BOD5 của nước thải tính cho một ngườitrong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 Theo đề ra nBOD = 60 g/ng.ngđ

- a N NH4 : Tải lượng chất bẩn theo Nito của các muối amoni tính cho mộtngười trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 a N NH4= 8 g/ng.ngđ

- a P O2 5 : Tải lượng chất bẩn theo Photphat tính cho một người trong ngàyđêm theo TCXDVN 7957: 2008 a P O2 5 = 3 g/ng.ngđ

- a Cl Tải lượng chất bẩn theo Clorua trong nước thải tính cho một ngườitrong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 a Cl = 10 g/ng.ngđ

- a chdbm là hàm lượng chất hoạt động bề mặt có trong nước thải tính chomột người trong ngày đêm theo TCXDVN 7957: 2008 a chdbm= 2 g/ng.ngđ

3 Xác định mức độ xử lý nước thải cần thiết

Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra

Nước thải sau quá trình xử lý được xả vào nguồn tiếp nhận loại A, yêucầu chất lượng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận phải đảm bảo cócác giá trị nồng độ chất ô nhiễm nhỏ hơn hoặc bằng các giá trị quy định tại cột

 Mức độ xử lý nước thải theo cặn lơ lửng :

Hiệu quả xử lý : E = Co−Cqc Co × 100 = 233.33−50233.33 × 100 = 78.57%

Hiệu quả xử lý nước thải theo yêu cầu là :

EBOD = Lnth−Lth ,tt Lnth × 100= 991.3−30991.3 ×100 = 96.97%

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Sơ đồ và các công trình xử lý thành phần trong trạm xử lý nước thải phụthuộc vào các yếu tố sau:

+ Mức độ cần thiết làm sạch nước thải

+ Lưu lượng nước thải cần xử lý

+ Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn

+ Các yếu tố địa phương

+ Các tính toán kinh tế kỹ thuật của khu vực

Đề xuất 2 phương án

Bùn dư

Trạm Clo

Thuyết minh:

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 tác loại các rác lớntiếp tục được đưa đến bể lắng cát Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cátngang được đưa đến sân phơi cát

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I, tại đâycác chất thô không hoà tan trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưađến bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể aeroten.Bùn hoạt tính sẽđược lắng ở bể lắng II , bể lắng II được đặt kết hợp với bể aroten trộn, thànhphần không tan được giữ ở bể lắng I

Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn trong nước thải đã đảm bảoyêu cầu xử lý xong, còn BOD giảm một lượng và vẫn phải xử lý tiếp ở mươngoxy, bùn hoạt tính ở bể lắng II sẽ tuần hoàn lại bể aeroten

Bùn hoạt tính dư ở bể lắng II sẽ đi vào bể nén bùn để giảm bớt nước rồimới đi đến bể metan

Nước thải tiếp tục đi vào mương oxy để xử lý triệt để N và P Và mộtlượng nhỏ BOD Trong nước thải ra ngoài vẫn còn chứa một lượng nhất địnhcác vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn Toàn bộ hệthống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Saucác 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 tanđược đưa ra sân phơi bùn (hoặc thiết bị làm khô bùn cặn) Bùn cặn sau đóđược dùng cho mục đích nông nghiệp

Thuyết minh:

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 tác loại các rác lớntiếp tục được đưa đến bể lắng cát Sau một thời gian, cát lắng từ bể lắng cátđứng được đưa đến sân phơi cát

Nước sau khi qua bể lắng cát được đưa đến bể lắng ngang đợt I, tại đâycác chất thô không hoà tan trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưađến bể Mêtan còn nước sau lắng được đưa tiếp đến bể Aroten đẩy

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

Qua bể lắng ngang đợt II, hàm lượng cặn trong nước thải đã đảm bảoyêu cầu xử lý xong, còn BOD giảm một lượng và vẫn phải xử lý tiếp ở mươngoxy 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 mộtlượng nhỏ BOD Trong nước thải ra ngoài vẫn còn chứa một lượng nhất địnhcác vi khuẩn gây hại nên ta phải khử trùng trước khi xả ra nguồn Toàn bộ hệthống thực hiện nhiệm vụ này gồm trạm khử trùng, máng trộn, bể tiếp xúc Saucác 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 tanđược đưa ra sân phơi bùn (hoặc thiết bị làm khô bùn cặn) Bùn cặn sau đóđược dùng cho mục đích nông nghiệp

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG ÁN

LỰA CHỌN

Phương án 2:

1.Ngăn tiếp nhân nước thải

- Nước thải của thành phố được bơm từ ngăn thu nước thải trong trạm

bơm lên ngăn tiếp nhận nước thải theo đường 2 ống có áp Ngăn tiếp nhậnđược bố trí ở vị trí cao để từ đó nước thải có thể tự chảy qua các công trình củatrạm xử lý

Cấu tạo của ngăn tiếp nhận

Dựa vào lưu lượng nước thải trong giờ lớn nhất Qhmax =1308,63 (m3/h)

ta chọn 2 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng (với độ tin cậy loại II của trạmbơm theo bảng 18 trang 28 TCVN 7957:2008) Chọn 1 ngăn tiếp nhận với cácthông số sau (tham khảo bảng 4-4 trang 110 sách Xử lý nước thải đô thị vàcông nghiệp do GS-TS Lâm Minh Triết chủ biên nhà xuất bản Đại Học QuốcGia Thành Phố Hồ Chí Minh xuất bản năm 2008) :

Bảng kích thước ngăn tiếp nhận.

Q (m3/h)

Đường kínhống áp lực (2ống)

Kích thước của ngăn tiếp nhận

1000-1400 250 mm 200

0

2300

2000

1600

75

800

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

có D = 250 mm tới ngăn tiếp nhận của trạm xử lý nước thải

Độ đầy (h/H) 0.296 0.424 0.215

+ chiều cao xây dựng mương : H = h + hbv = 0.424 + 0.4 = 0.824 mchọn Hm = 0.9m

Trong đó : h : chiều cao lớn nhất lớp nước trong mương h = 0.424

hbv : chiều cao bảo vệ mương , hbv= 0.4m

chọn chiều dài mương L = 4m

q – lưu lượng nước thải tính toán (m3/s); 0,3635 m3/s

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

vm = q min s

B s h min = 1,504 ×0,2150,13969 =0,432 (m/s)

Kết quả thu được thỏa mãn yêu cầu

+ Tổn thất áp lực

hs = ξ.v max

2

2 g k Trong đó :

vmax – tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn ứng với lưulượng lớn nhất, vmax = 0.856 m/s

K – hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn , lấy

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 = 0,83 0.8562

2.9,81 3 = 0,093 ( m) + Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn rác :

L1 = B s−B m

2 tgα = 1,504−1

2 tg200 = 0,692 (m)

Trong đó :

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

B s , B m : Chiều rộng của song chắn rác và mương dẫn

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

L2 = L1

2 = 0.6922 = 0,346 (m)

+ Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác là:

L= L1+L2+Ls = 0,692 + 0,346+1,5 = 2,54 (m); lấy tròn 2.6 m

Trong đó: Ls là chiều dài cần thiết của ô đăt song chắn rác,chọn Ls = 1,5m

+ Chiều sâu đặt mương chắn rác là :

Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng, Ntt =121100 người

- Với dung trọng của rác 750kg/m3, trọng lượng của rác là:P= 750×2,654 = 1990,7 ( kg/ngđ ) = 1,99 ( tấn/ngđ )

- Lượng rác trong từng giờ của ngày đêm:

P1 = 24P K h = 1,9924 ×2 = 0.166 ( tấn/ ngđ)

Trong đó :

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

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

Q n=40 P=40× 1,99=79,6 (m ¿ ¿3 /ng đ )¿

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

Độ ẩm của rác khoảng 80%

- Theo tài liệu xử lí nước thải công nghiệp và đô thị của Lâm Minh

Triết qua song chắn rác hàm lượng chất rắn lơ lửng và BOD5 giảm 4%

Chọn H=4%

+ Hàm lượng BOD còn lại:

L BOD=400 ×(100−4 )

100 =384(mg/l)+ Hàm lượng chất rắn lơ lửng còn lại là:

C ss=233.33×(100−4)

100 =223,99 (mg/l)Tổng song chắn rác là 2, trong đó 1 công tác, 1dự phòng

Bảng thống kê các thông số thiết kế của song chắn rác

Bể lắng cát phải được tính toán với vận tốc dòng chảy trong đó đủ lớn

để các phần tử hữu cơ nhỏ không lắng được và đủ nhỏ để cát và các tạp chất

rắn vô cơ giữ lại được trong bể Bể thường được cấu tạo để giữ lại các hạt cát

có đường kính bằng 0,2mm và lớn hơn

Bể lắng cát phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước trong bể là

0,3 ≥ v ≥ 0,15 m/s; thời gian lưu nước trong bể là 60 ≥ t ≥ 30 phút

Chiều dài bể lắng cát ngang được tính theo công thức sau :

L =1000 k V max H max

u0 = 1000× 1,3× 0,3 ×0,42424,2 = 6 ,83(m) Chọn chiều dài bể lắng : 6.9m

Trong đó:

K: hệ số tỷ lệ Uo:U chọn theo bảng 27 mục 8.3.3 TCVN 7957:2008; trađược K=1,3

V max : tốc độ chuyển động của nước thải ở bể lắng cát ngang ứng với lưulượng lớn bằng 0,3 (m/s); TCVN 7957:2008 bảng 28 mục 8.3.3

H max : độ cao lớp nước trong bể lắng ngang có thể lấy bằng độ đầy là0,424

U0 : kích thước thủy lực của hạt cát 0,25 suy ra bằng 24,2 (TCVN7957:2008 bảng 26 mục 8.3.3)

Diện tích mặt thoáng F của nước thải trong bể lắng cát ngang đượctính theo công thức

P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho 1 người trong ngày đêm lấytheo TCVN 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 )

Chọn t = 1 ngày đêm

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

h c= W c

L b n = 6,83× 1,1× 22,422 = 0,161 (m)

Trong đó: n : số đơn nguyên công tác

Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :

H xd= H max+ h c + h bv = 0,424 + 0,161 + 0,5 = 1,085 (m) lấy H xd= 1,1(m)

Trong đó: h bv: chiều cao bảo vệ chọn bằng 0,5m

Kiểm tra lại tính toán với điều kiện V min ≥ 0,15 m/s

v min = Q min

2.b H min =2× 1,1× 0,215× 1000139.69 = 0,295 m/s ≥ 0,15 m/s

Trong đó: H min : độ sâu lớp nước ứng với Q min( bằng độ đầy h ứng với

Q min ) bằng 0,215

 Tính toán sân phơi cát:

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

- Diện tích hữu ích của sân phơi cát:

F = P N 365 1000 h

c = 0,02× 121100 ×365 1000 ×5 =176,8 (m2)

Trong đó:

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

Chon sân phơi cát gồm 2 ô, kích thước mỗi ô trong mặt bằng: 9 m x 10m

Diện tích sân phơi cát: 90 x 2 = 180 m2

Sau khi đi qua bể lắng cát thì SS và BOD giảm 5% theo giáo trình củaLâm Minh Triết

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

SS= CSS.(100-5)% = 223,99.(100-5)%= 212,79 mg/l

Hàm lượng BOD còn lại sau bể lắng cát:

BODsau= CBOD.(100-5) % = 384×(100-5)% = 364,8 mg/l

Bảng thống kê các thông số thiết kế của bể lắng cát

Tên côngtrình Số lượng H (m) b (m) L (m)

H v

L 

(m)

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; chọn H = 4m

K – Hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng, đối với bể lắng ngang K = 0,5

ω - Thành phần thẳng đứng của tốc độ nước thải trong bể lấy theoBảng 32, với V = 6 (mm/s) thì ω = 0,01

t - chọn theo bảng 33 TCVN 7957:2008 n= 2,5, chọn hiệu suất của bểlắng là 60%

(Chọn chiều rộng của mỗi ngăn lắng từ 6÷9m theo Lâm Minh Triết)

- Kiểm tra thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã chọnttt ¿ W

Qmax ¿ L B H

38× 16 ×4

1308,63 = 1,86 (giờ)

Trong đó: W - Thể tích bể ứng với kích thước đã chọn (m3)

Qh max - Lưu lượng giờ lớn nhất; Q h max = 1308.63(m 3/h)

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

vtt = Q max h

3,6 H B = 3,6 ×4 ×161308.63 = 5,68 (m/s)

Thời gian lắng thực tế và vận tốc thực tế của dòng nước đều đảm bảoyêucầu Như vậy, kích thước của bể lắng đã chọn là hợp lý.

Trong đó: Q – Lưu lượng nước thải, 791,67m3/h

T – Thời gian lưu cặn, chọn t =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 không làm thoáng 60%

Wc= 791,67× 212,79 ×60 ×24

(100−95) ×106× 1 = 48,51(m3)Lượng cặn chứa trong một ngăn lắng là: Wc 1ngăn = Wc2 = 48,51/2 = 24,26Chiều cao hố thu cặn:

Hc = w 1 ngăn c

L b = 38× 824,26 ¿ 0,08(m) Theo 8.5.11 TCVN 7957-2008 chiều cao lớp bùn cặn thường từ 0,2-0,3.Chọn Hc = 0,2m

- Đáy bể lắng dùng thiết bị gạt cặn được xây dựng có độ dốc 0,01 (theo8.5.11 TCXDVN 7957-2008) về phía hố thu cặn, chiều cao từ mép trên hố thucặn đến lớp nước trung hoà là:

h1 = (L - b) ´ 0,01 = (38 – 8) ´ 0,01 =0,3 (m)

- Tổng chiều sâu bể lắng

ΣH = H + HH = H + Hc+ Hbv + Hth = 4+0,2+ 0,5+ 0,3 = 5 (m)

Kiểm tra tỷ lệ chiều dài và chiều cao công tác của bể lắng:

1

2 1

Ghi chó:

MÆT B»NG

MÆT c¾t 1-1

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

- BOD của nước thải trước khi vào Aerotank: La = LHH = 279.07 mg/l

- Hiệu suất xử lý BOD: H= 80%

- BOD yêu cầu của nước thải khi ra khỏi Aerotank : Lt = 55.81mg/l

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

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

cm3/g ( theo bảng 6.12 giáo trình “ Xử lý nước thải đô thị” Trần Đức Hạ)

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

7957-2008

43 , 0 3 100 1000

a R

- Thời gian nước lưu lại trong bể:

ta = 2,5

a0,5lg La

¿ = 2,5

30,5lg 279,0755,81 = 1,008 (h)

do thời gian lưu nước < 2h nên thời gian thổi khí ta thực tế lấy bằng 2h

1) Liều lượng bùn trong ngăn tái sinh, tính theo CT 67 TCVN 7957 – 2008

4) Thời gian tái sinh bùn

Thời gian tái sinh bùn là thời gian bùn lưu lại ở ngăn tái sinh, được xácđịnh bằng công thức

tts = t0 - ta = 3,723 – 2 = 1,723(h)

5) Thời gian lưu nước trong hệ bể Aerotank – tái sinh là :

ta-r = ( 1+R)ta + R×tts = (1 + 0,43)× 1,008+ 0,43×1,723 = 2,18 (h)

6) Xác định liều lượng bùn trung bình trong aerotank tái sinh :

atb = (1+ R )× ta × a+ R ×Tts× ar

t (a−r ) = (1+ 0,43)× 1,008 ×3+0,43 ×1,723 ×6,492,18 =4,19 (g/l)

Tải trọng cho 1g chất khô không tro bùn hoạt tính

q0 = atb×(1−Tr)×t (a−r )(La−¿)×24 = (279,07−55,81)×244,19 ×(1−0,3)× 2,18 = 838 mg/g.ngay

7) Thể tích Aerotank được tính theo công thức

Kích thước Aerotank như sau :

- Chiều cao công tác: H =3,5m ( 3÷6m)

- Chiều rộng hành lang: b = 4 m

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

- Diện tích mặt bằng của bể:

n là số hành lang trong mỗi đơn nguyên n = 3

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

- Vậy kích thước mỗi hành lang của bể Aerotank là: b x H x L = 4 x 4 x

b Tính toán hệ thống cấp khí cho Aerotank

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

D= z×(L a−L t)

k1.k2 n1 n2(C p−C) (m3K/m3 nước thải)Trong đó:

+ z: Lượng oxy đơn vị tính bằng mg để làm sạch 1mgBOD.

hè Chọn ttb = 27˚c

+ n2: Hệ số kể đến sự thay đổi tốc độ hòa tan oxytrong nước thải so với trong nước sạch Đối với nước thải sinh hoạt chứa chấthoạt động bề mặt : n2=0,88

+ Cp : độ hòa tan oxy của không khí vào trong nướctùy thuộc vào chiều sâu của lớp nước trong bể Được tính theo công thức:

10,3 2 10,3

T P

h C

C p=8 , 68×(10 ,3+4 /2)

10 ,3 =10,36( mg/l )

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

Vậy D = 2,13× 2,52× 1,14 ×0,88 ×(10,36−2) 1,1 ×(279,07−55,81) = 5,46 ( m3K/m3 nước thải)

- Thời gian oxy hoá các chất hữu cơ t (h):

Lưu lượng không khí cần thổi vào Aerotank trong một đơn vị thời gianlà:

- Số đĩa theo chiều ngang bể: chọn 9 đĩa

- Kích thước theo chiều dài bể , chọn 54đĩa

- Số đĩa 1 hành lang: 9× 54 = 480 đĩa

Số đĩa trong bể:480×3= 1440

- Khoảng cách mỗi đĩa theo chiều ngang : 444mm

- Khoảng cách mỗi đĩa theo chiều dọc: 761 mm

- Đường kính đĩa : D = √4 ×Qkk π ×v = 0,972m = 972 mm

Tính toán lượng bùn hoạt tính tuần hoàn:

Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn thường chiếm 40-70% % tổng lượng bùnhoạt tính 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 bểAerotan đến bể lắng đợt 2, Chh = 2000 - 3000mg/l ta lấy Chh= 2500mg/l.

Cll: nồng độ chất lơ lửng trong nước thải chảy vào Aerotan Cll=85,12mg/l

Cth : nồng độ bùn tuần hoàn, Cth = 5000 - 6000 mg/l, lấy Cth =5500mg/l.(Trang 142 sách “xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kếcủa GS-TS Lâm Minh Triết” nhà xuất bản đại học Quốc Gia thành phố Hồ ChíMinh xuất bản năm 2000)

 P = 80%

Với P = 80% thì lưu lượng trung bình của hỗn hợp bùn hoạt tính tuầnhoàn sẽ là:

Qbunth = Qtb x P% = 791,67 x 80% = 637,3m3/h

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

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

CBOD = La(100−80)

100 = 279,07(100−80)

100 = 55,81 mg/l

Kết luận: Bể Aerotank 3 hành lang có 4 đơn nguyên Các thông số thiết

kế của mỗi đơn nguyên là:

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 :