Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 668684 người

Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt khi dự án khu đô thị đi vào hoạt động chủ yếu từ quá trình sinh hoạt của dân cư tại: • Khu căn hộ cao cấp • Khu biệt thự • Khu dân cư, thương mại, vui chơi giải trí • Hoạt động chế biến thực phẩm của các nhà hàng, khách sạn, nhà ăn. • Các cán bộ công nhân viên phục vụ Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, coliíbrm…); • Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào Lưu lượng nước thải Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người • Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào: Mức sông, điều kiện sống và tập quán sông Điều kiện khí hậu. 1.2. Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt • Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước thải. Ngoài ra lượng nước thải ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt. • Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại :  Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết con người từ các phòng vệ sinh;  Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: c

LỜI MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa trên phạm vi cảnước đang gia tăng mạnh mẽ Nhu cầu khai thác và sử dụng tài nguyên thiên nhiên củacon người cũng không ngừng tăng lên, song song với đó các vấn đề môi trường cũngđang ngày một gia tăng, vì vậy chúng ta càng phải đối mặt nhiều hơn với các tháchthức môi trường Một trong những nguyên nhan gây ra ô nhiễm nguồn nước là nướcthải chưa qua xử lý thải vào môi trường đang là vấn đề gây bức xúc, gây ô nhiễmnghiêm trọng đến môi trường, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của cộng đồng

Xử lý nước thải đã, đang và sẽ trở thành vấn đề nan giải đối với Việt Nam nóiriêng và thế giới nói chung Để góp phần vào việc bảo vệ môi trường Việt Nam cũngnhư môi trường nhân loại và giảm bớt nỗi lo về hậu quả của ô nhiễm môi trường, bàitập lớn ”Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu dân cư 668684 người được hình thành”

2 Mục tiêu của đồ án

Thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 668684 người để nước thảisau khi qua hệ thống xử lý đạt QCVN 14/2008,cột B trước khi thải ra hệ thống thoátnước chung của khu vực, góp phần kiểm soát ô nhiễm do nước thải sinh hoạt sinh ra từkhu dân cư

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài đồ án này em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tậntình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện ởTrường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn côngnghệ - khoa môi trường, đặc biệt là cô giáo hướng dẫn TS Nguyễn Thu Huyền Cácthành viên trong nhóm xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo đã giúp

đỡ em hoàn thành đồ án môn học này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đồ án một cách hoàn chỉnh nhất, tuynhiên không thể tránh nổi những thiếu sót Kính mong quý thầy giáo, cô giáo cùngtoàn thể bạn bè góp ý để bài tập lớn của nhóm được hoàn thiện hơn

Chũng em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 4 năm 2016 Sinh viên

Hà Thị Diệu Linh

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BOD : Nhu cầu oxi sinh họcCOD : Nhu cầu oxi hóa họcNTSH : Nước thải sinh hoạtQCVN : Quy chuẩn Việt NamTSS : Chất rắn lơ lửngTCVN : Tiêu chuẩn Việt NamSGK : Sách giáo khoa

CT : Công thứcĐTSH : Đông tụ sinh học

Bảng 8 Các thông số thiết kế bể lắng ly tâm đợt II 42

Bảng 9 Các thông số thiết kế bể nén bùn ly tâm 44

Bảng 11 Các thông số thiết kế máng trộn vách ngăn có khoan lỗ 50

Bảng 12 Các thông số thiết kế bể tiếp xúc ngang 51

Bảng 14 Các thông số thiết kế bể biofin cao tải 57

CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI

1.1. Nguồn phát sinh, đặc thải nước thải sinh hoạt

Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt khi dự án khu đô thị đi vào hoạt động chủ yếu

từ quá trình sinh hoạt của dân cư tại:

• Khu căn hộ cao cấp

• Khu biệt thự

• Khu dân cư, thương mại, vui chơi giải trí

• Hoạt động chế biến thực phẩm của các nhà hàng, khách sạn, nhà ăn

• Các cán bộ công nhân viên phục vụ

Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu

cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5/COD), các chất dinh dưỡng(Nitơ, phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, coliíbrm…);

• Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào

- Lưu lượng nước thải

- Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người

• Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào:

- Mức sông, điều kiện sống và tập quán sông

- Điều kiện khí hậu.

1.2. Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt

• Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nướcthải Ngoài ra lượng nước thải ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt

• Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại :

 Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết con người từ các phòng vệ sinh;

 Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ các nhà bếp của cácnhà hàng, khách sạn, các chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt từ các phòng tắm, nướcrửa vệ sinh sàn nhà…

Đặc tính và thành phần tính chất của nước thải sinh hoạt từ các khu phát sinh nướcthải này đều giống nhau, chủ yếu là các chất hữu cơ, trong đó phần lớn các loạicarbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy Khi phân hủy thì visinh vật cần lấy oxi hòa tan trong nước để chuyển hóa các chất hữu cơ trên thành CO2,N2, H2O, CH4… Chỉ thị cho lượng chất hữu cơ có trong nước thải có khả năng bị phânhủy hiếu khí bởi vi sinh vật chính là chỉ số BOD5 BOD5 càng cao cho thấy chất hữu

cơ có trong nước thải càng lớn, oxi hòa tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụ nhiềuhơn, mức độ ô nhiễm của nước thải cao hơn

2. Các thông số ô nhiễm đăc trưng của nước thải

2.1 Thông số vật lý

• Hàm lượng chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS – SS) có thể cóbản chất là:

- Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét);

- Các chất hữu cơ không tan

- Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…)

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trongquá trình xử lý

- Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S mùi trứng thôi Các hợp chất khác, chẳng hạnnhư indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thểgây ra những mùi khó chịu hơn cảH2S

- Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc docác sản phẩm được tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ Đơn vị đo độ màuthông dụng là mgPt/L (thang đo Pt _Co)

2.2 Thông số hóa học

- pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng đểbiểu thị tính axit và tính kiềm của nước.Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại củakim loại và khí hoà tan trong nước pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử

lý nước Độ pH có ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinhvật nước Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường

• Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand – COD)

- Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu

cơ trong nước bằng phương pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh), về bảnchất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ cótrong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật

- COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung

và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học củanước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

• Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand – BOD)

- Về định nghĩa, thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủychất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20°C, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy

và vi khuẩn hiếu khí Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày.Thông sô BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể dùnglàm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học(Carbonhydrat, protein, lipid )

 BOD là một thông số quan trọng:

 Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh họctrong nước và nước thải;

 Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên;

 Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục vụ côngtác quản lý môi trường

 Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen – DO)

Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển.Hàmlượng oxy hòa tan là thông sô’ đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nướcmặt

• Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

- Trong môi trường đất và nước, luôn tồn tại các thành phần chứa Nito: từ các protein cócấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các ion Nitơ vô cơ là sảnphẩm quá trình khoáng hóa các chất kể trên:

- Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, cóthể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự nhiên giàuprotein

- Thuật ngữ “Nitơ tổng” là tổng Nito tồn tại ở tất cả các dạng trên Nitơ là một chất dinhdưỡng đa lượng cần thiết đôi với sự phát triển của sinh vật

• Phospho và các hợp chất chứa phosphor

- Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphate Cáchợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vô cơ và phosphat hữu cơ

- Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật.Việc xác định p tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quá trình

phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằngphương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1).

• Chất hoạt động bề mặt

- Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nướctạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chấthoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một sốngành công nghiệp

2.3 Thông số vi sinh vật học

- Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về đường ruột, nhưdịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩnSalmonella typhosa…

- Vi rút có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rốì loạn hệ thần kinhtrung ương, viêm tủy xám, viêm gan… Thông thường sự khử trùng bằng các quá trìnhkhác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi

• Giun sán (helminths):

- Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ,con người có thể là một trong số các vật chủ này Chất thải của người và động vật lànguồn đưa giun sán vào nước Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêudiệt giun sán rất hiệu quả

3. Các phương pháp xử lý nước thải

3.1. Phương pháp xử lý cơ học

Xử lý cơ học là khâu sơ bộ chuẩn bị cho xử lý sinh học tiếp theo, xử lý nước thảibằng phương pháp cơ học thường thực hiện trong các công trình và thiết bị như songchắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ … Đây là các thiết bị công trình xử lý sơ bộ tạichỗ tách các chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc các côngtrình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định.Phương pháp xử lý cơ học tách khỏinước thải sinh hoạt khoảng 60% tạp chất không tan, tuy nhiên BOD trong nước thảigiảm không đáng kể Để tăng cường quá trình xử lý cơ học, người ta làm thoáng nướcthải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xử lý của các công trình cơ học có thể tăng đến75% và BOD giảm đi 10- 15%

Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm

 Song chắn rác

Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây vàcác tạp chất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị

xử lý nước thải hoạt động ổn định

Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến 50mm,các thanh có thể bằng thép, inox, nhực hoặc gỗ Tiết diện của các thanh này là hìnhchữ nhật, hình tròn hoặc elip Bố trí song chắn rác trên máng dẫn nước thải Các songchắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước chảy để giữ rác lại Songchắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc 50 đến 90°

 Bể thu dầu:

Được xây dựng trong khu vực bãi đỗ và cầu rửa ô tô, xe máy, bãi chứa dầu vànhiên liệu, nhà giặt tẩy của khách sạn, bệnh viện hoặc các công trình công cộng khác,nhiệm vụ đón nhận các loại nước rửa xe, nước mưa trong khu vực bãi đỗ xe…

 Bể tách mỡ:

Dùng để tách và thu các loại mỡ động thực vật, các loại dầu… có trong nước thải

Bể tách mỡ thường được bố trí trong các bếp ăn của khách sạn, trường học, bệnhviện… xây bằng gạch, bê tông cốt thép, nhựa composite… và bố trí bên trong nhà, gầncác thiết bị thoát nước hoặc ngoài sân gần khu vực bếp ăn để tách dầu mỡ trước khi xảvào hệ thống thoát nước bên ngoài cùng với các loại nước thải khác

 Bể điều hoà

Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trìnhcông cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào cácđiều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này Sự dao động về lưu lượng nướcthải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quảlàm sạch nước thải Trong quá trình lọc cần phải điều hoà lưu lượng dòng chảy, mộttrong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều hoà lưu lượng

Bể điều hoà làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chế hiệntượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu

cơ, giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học Hơn nữa các chất ức chế quá trình

xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hoà ở mức độ thích hợp cho các hoạtđộng của vi sinh vật

 Bể lắng

• Bể lắng cát

Trong thành phần cặn lắng nước thải thường có cát với độ lớn thủy lực J = 18mm/s,các phần tử vô cơ có kích thước và tỷ trọng lớn Mặc dù không độc hại nhưngchúng cản trở hoạt động của các công trình xử lý nước thải như tích tụ trong bể lắng,

bể mêtan,… làm giảm dung tích công tác công trình, gây khó khăn cho việc xả bùncặn, phá huỷ quá trình công nghệ của trạm xử lý nước thải Để đảm bảo cho các côngtrình xử lý sinh học nước thải sinh học nước thải hoạt động ổn định cần phải có cáccông trình và thiết bị phía trước

Cát lưu giữ trong bể từ 2 đến 5 ngày Các loại bể lắng cát thường dùng cho cáctrạm xử lý nước thải công xuất trên 100m3/ngày Các loại bể lắng cát chuyển độngquay có hiệu quả lắng cát cao và hàm lượng chất hữu cơ trong cát thấp Do cấu tạođơn giản bể lắng cát ngang được sử dụng rộng rãi hơn cả Tuy nhiên trong điều kiệncần thiết phải kết hợp các công trình xử lý nước thải, người ta có thể dùng bể lắng cátđứng, bể lắng cát tiếp tuyến hoặc thiết bị xiclon hở một tầng hoặc xiclon thuỷ lực

Từ bể lắng cát, cát được chuyển ra sân phơi cát để làm khô bằng biện pháp trọnglực trong điều kiện tự nhiên

Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắcdựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải Vì vậy, đây làquá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu ,có thể bố trínối tiếp nhau, quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 – 95% lượng cặn có trong nướchay sau khi xử lý sinh học Để có thể tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào chấtđông tụ sinh học Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực

Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt mộttrước công trình xứ lý sinh học và bể lắng đợt hai sau công trình xứ lý sinh học

Theo cấu tạo và hướng dòng chảy người ta phân ra các loại bể lắng ngang, bể lắngđứng và bể lắng ly tâm…

Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật trên mặt bằng, có thể được làm bằng các loạivật liệu khác nhau như bêtông, bêtông cốt thép, gạch hoặc bằng đất tùy thuộc vào kíchthước và yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện kinh tế

Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương nằm ngang qua bể Các bể lắngngang thường có chiều sâu H từ 1,5 – 4 m, chiều dài bằng (8 – 12) H, chiều rộng kênh

từ 3 – 6 m Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên

15000 m3/ngày Hiệu suất lắng đạt 60% Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bểlắng thường được chọn không lớn hơn 0,01 m/s, còn thời gian lưu từ 1 – 3 giờ

Bể lắng đứng có dạng hình trụ hoặc hình hộp với đáy hình chóp Nước thải đượcđưa vào ống phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/s Nước thải chuyểnđộng theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s.Thời gian nước lưu lại trong bể từ 45 – 120 phút Nước trong được tập trung vào mángthu phía trên, cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới và được xả

ra ngoài bằng bơm hay áp lực thủy tĩnh trên l,5mã Chiều cao vùng lắng từ 4 – 5 m.Góc nghiêng cạnh bên hình nón không nhỏ hơn 50°, đường kính hoặc cạnh có kíchthước từ 4 – 9 m Trong bể lắng, các hạt chuyển động cùng với nước từ dưới lên trênvới vận tốc w và lắng dưới tác động của trọng lực với vận tốc W Hiệu suất lắng của

bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10 – 20% Bể có diện tích xây dựng nhỏ,

dễ xả bùn cặn

• Bể lắng ly tâm

Loại bể này có tiết diện hình tròn, đường kính 16 – 40m (có khi tới 60m) Chiềusâu phần nước chảy 1,5 – 5m, còn tỷ lệ đường kính/chiều sâu từ 6 – 30 Đáy bể có độdốc i > 0.02 về tâm để thu cặn Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành

bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài Cặn lắng xuống đáy được tậptrung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạt cặn quay tròn Thời gian nước thải lưu lạitrong bể khoảng 85 – 90 phút Hiệu suất lắng đạt 60% Bể lắng ly tâm được ứng dụngcho các trạm xử lý có lưu lượng từ 20.000 m3/ngày đêm trở lên

3.2. Phương pháp xử lý hoá lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng cácquá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trìnhlắng ra khỏi nước thải Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa họcbao gồm:

 Bể keo tụ, tạo bông

Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạtkeo có kích thước rất nhỏ (10-7 -10-8 cm) Các chất này tồn tại ở dạng phân tán vàkhông thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian Để tăng hiệu quả lắng,giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn

nhôm, phèn sắt, polymer,… Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tántrong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn.

Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: A12(SO4)3.18H2O, NaA1O2, Al2(OH)3Cl,

KA1(SO4)2.12H2O, NH4A1(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O,FeSO4.7H2O,FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên haytổng hợp.Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khitạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo cácchất phân tán không tan gây ra màu

 Bể tuyển nổi

Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các tạpchất không tan, khó lắng Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được sử dụng để táchcác chất tan như chất hoạt động bề mặt

Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng được ápdụng trong trường quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện Các chất lơ lửngnhư dầu, mỡ sẽ nổilên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng của các bọt khí tạothành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu Hiệu quả phân riêngbằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong bóng khí Kích thước tốì ưu củabong bóng khí là 15 – 30.103mm

 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước thảibằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cáchtương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn (hấp phụ hóa học)

 Phương pháp trao đổi ion

Là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion Các chấttrao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo.Chúng khônghòa tan trong nước và dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion Phương pháp nàyđược ứng dụng để làm sạch nước thải khỏi các kim loại: Zn,Cu,Cr,Ni,Mn,Fe… Cũngnhư các hợp chất của Asen.Ngoài ra còn có phương pháp xử lý nước thải bằng quátrình màng,trích ly

3.3. Phương pháp xứ lý hoá học

Đó là quá trình khử trùng nước thải bằng hoá chất (Clo, Ozone), xử lý nước thảibằng phương pháp hoá học thường là khâu cuối cùng trong dây chuyền công nghệtrước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải

3.4. Phương pháp xử lý sinh học

Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinhvật Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hoá hoặc khử các hợp chất hữu cơnày, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ

 Xử lý nưởc thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý nước thải được dựa trên oxy hoá các chất hữu cơ có trong nướcthải nhờ oxy tự do hoà tan Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo côngtrình, thì đó là quá trình sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo Ngược lại, nếu oxyđược vận chuyển và hoà tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đó là quá trình xử

lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên Các công trình xử lý sinh học hiếu khítrong điều kiện nhân tạo thường được dựa trên nguyên tắc hoạt động của bùn hoạt tính(bể Aerotank trộn, kênh oxy hoá tuần hoàn) hoặc màng vi sinh vật (bể lọc sinh học, đĩasinh học), xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên thường được tiến hànhtrong hồ (hồ sinh học oxy hoá, hồ sinh học ổn định) hoặc trong đất ngập nước (các loạibãi lọc, đầm lầy nhân tạo)

 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí

Qúa trình xử lý được dựa trên cơ sở phân huỷ các chất hữu cơ giữ lại trong côngtrình nhờ sự lên men kỵ khí Đối với các hệ thống thoát nước quy mô vừa và nhỏngười ta thường dùng các công trình kết hợp với việc tách cặn lắng với phân huỷ yếmkhí các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng Các công trình được xử dụng rộng rãi làcác bể tự hoại, giếng thăm, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men, bểlọc ngược qua tầng kỵ khí (UASB)

• Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

- Các công trình xử lý nước thải trong đất

Các công trình xử lý nước thải trong đất là những vùng đất quy hoạch tưới nướcthải định kỳ gọi là cánh đồng ngập nước (cánh đồng tưới và cánh đồng lọc) Cánhđồng ngập nước được tính toán thiết kế dựa vào khả năng giữ lại, chuyển hoá chất bẩntrong đất Khi lọc qua đất, các chất lơ lửng và keo sẽ được giữ lại ở lớp trên cùng.Những chất đó tạo nên lớp màng gồm vô số vi sinh vật có khả năng hấp phụ và oxyhoá các chất hữu cơ có trong nước thải Trên cánh đồng tưới ngập nước có thể trồngnhiều loại cây, song chủ yếu là loại cây không thân gỗ

- Hồ sinh học

Hồ sinh học là các thuỷ vực tự nhiên hoặc nhân tạo, không lớn mà ở đó diễn ra quátrình chuyển hoá các chất bẩn Quá trình này diễn ra tương tự như quá trình tự làmsạch trong nước sông hồ tự nhiên với vai trò chủ yếu là các vi khuẩn và tảo Khi vào

hồ, do vận tốc chảy nhỏ, các loại cặn lắng được lắng xuống đáy.Các chất bẩn hữu cơcòn lại trong nước sẽ được vi khuẩn hấp phụ và oxy hoá mà sản phẩm tạo ra là sinhkhối của nó, CO2, các muối nitrat, nitrit, Theo bản chất quá trình xử lý nước thải và

điều kiện cung cấp oxy người ta chia hồ sinh học ra hai nhóm chính: hồ sinh học ổn định nước thải và hồ làm thoáng nhân tạo.

Hồ sinh học ổn định nước thải: Có thời gian nước lưu lại lớn (từ 2 – 3 ngày đếnhàng tháng) nên điều hoà được lưu lượng và chất lượng nước thải đầu ra Oxy cungcấp cho hồ chủ yếu là khuếch tán qua bề mặt hoặc do quang hợp của tảo Quá trìnhphân huỷ chất bẩn diệt khuẩn mang bản chất tự nhiên

• Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

- Xử lý sinh học bằng phương pháp bám dính

Các màng sinh vật bao gồm các loại vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tuỳ tiện, động vậtnguyên sinh, giun, bọ, … hình thành xung quanh hạt vật liệu lọc hoặc trên bề mặt giáthể (sinh trưởng bám dính) sẽ hấp thụ chất hữu cơ Các công trình chủ yếu là bể lọcsinh học, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh học có vật liệu lọc nước

- Đĩa lọc sinh học

Đĩa lọc sinh học được dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theonguyên lý bám dính Đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ,… hình tròn đường kính 2 – 4m dàydưới 10mm ghép với nhau thành khôi cách nhau 30 – 40mm và các khối này được bố

trí thành dãy nối tiếp quay đều trong bể nước thải Đĩa lọc sinh học được sử dụng rộngrãi để xử lý nước thải sinh hoạt với công suất không hạn chế Tuy nhiên người tathường sử dụng hệ thống đĩa để cho các trạm xử lý nước thải công suất dưới 5000

m3/ngày

- Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước:

Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước hoạt động theo nguyên lý lọc dínhbám Công trình này thường được gọi là Bioten có cấu tạo gần giống với bể lọc sinhhọc và Aerotank Vật liệu lọc thường được đóng thành khối và ngập trong nước Khíđược cấp với áp lực thấp và dẫn vào bể cùng chiều hoặc ngược chiều với nước thải.Khi nước thải qua lớp vật liệu lọc, BOD bị khử và NH4+ bị chuyển hoá thành

NO3- trong lớp màng sinh vật Nước đi từ dưới lên, chảy vào máng thu và được dẫn rangoài

- Xử lý sinh học bằng phương pháp bùn hoạt tính:

Bùn hoạt tính là tập hợp vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh,… thànhcác bông bùn xốp, dễ hấp thụ chất hữu cơ và dễ lắng (vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng).Các công trình chủ yếu là các loại bể Aerotank, kênh oxy hoá hoàn toàn Các côngtrình này được cấp khí cưỡng bức đủ oxy cho vi khuẩn oxy hoá chất hữu cơ và khuấytrộn đều bùn hoạt tính với nước thải.Khi nước thải vào bể thổi khí (bể Aerotank), cácbông bùn hoạt tính được hình thành mà các hạt nhân của nó là các phân tử cặn lơ lửng.Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần, cùng với các động vật nguyênsinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ chấthữu cơ hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ Vi khuẩn và sinh vật sống dùngchất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành cácchất trơ không hoà tan và thành tế bào mới Trong Aerotank lượng bùn hoạt tính tăngdần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng đợt hai Một phần bùn được quay lại về đầu bểAerotank để tham gia quá trình xử lý nước thải theo chu trình mới

- Theo nguyên lý làm việc ta có các công trình xử lý bằng bùn hoạt tính:

 Các công trình xử lý sinh học không hoàn toàn

Thông thường đây là các loại bể Aerotank trộn hoặc không có ngăn khôi phục bùnhoạt tính, thời gian nước lưu lại tronh bể từ 2 đến 4 giờ Nồng độ chất bẩn tính theoBOD5 của nước thải sau xử lý lớn hơn hoặc bằng 20mg/l Trong nước thải sau xử lýchưa xuất hiện Nitrat

 Các công trình xử lý sinh học hoàn toàn

Các loại bể Aerotank, kênh oxy hoá, trong các công trình này thời gian lưu nướclại từ 4 đến 8 giờ và không quá 12 giờ Trong thời gian này các chất hữu cơ khó bị oxyhoá sẽ được oxy hoá và bùn hoạt tính được phục hồi Giá trị BOD5của nước thải sau

xử lý thường từ 10 đến 20mg/l Trong nước thải đã xuất hiện Nitrat hàm lượng từ 0,1đến 1,0 mg/1

 Các công trình xử lý sinh học nước thải kết hợp ổn định bùn

Đây là các bể Aerotank, hồ sinh học thổi khí hoặc kênh oxy hoá tuần hoàn với thờigian làm thoáng (cấp khí) kéo dài Trong thời gian này, chất hữu cơ trong nước sẽ bịoxy hoá hầu hết Nước thải sau xử lý có BOD5 dưới lmg/1 Một phần bùn hoạt tínhđược phục hồi, một phần khác được ổn định (oxy hoá nội bào) Bùn hoạt tính dư đượcđưa đi khử nước và vận chuyển đến nơi sử dụng

 Các công trình xử lý sinh học nước thải có tách các nguyên tố dinh dưỡng N và P

Trong các công trình này ngoài việc oxy hoá các chất hữu cơ cacbon, còn diễn raquá trình Nitrat hoá (trong điều kiện hiếu khí), khử Nitrat (trong điều kiện thiếu khí –anoxic) và hấp thụ phốt pho trong bùn Các công trình điển hình là các Aerotank hệBardenpho, kênh oxy hoá tuần hoàn, Aerotank hoạt động theo mẻ SBR,… Thời giannước thải lưu lại trong các công trình này thường 15 đến 20 giờ Sau quá trình xử lý,BOD trong nước thải thường giảm trên 90%, nitơ tổng số giảm 80%, phốt pho tổng cóthể giảm đến 70%

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ

I. Xác định các thông số tính toán

Nồng độ chất bẩn trong nước thải sản xuất cần được xử lý sơ bộ trước khi đưa vào

hệ thống dẫn nước tới trạm xử lý của thành phố Chất lượng nước công nghiệp đưavào hệ thống dẫn nước chung phải đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn loại B (khi nước thảicông nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận cấp cho sinh hoạt) Theo quy chuẩn Việt Nam14/2008/BTNMT

1. Tính toán sơ bộ:

• Tổng công suất xử lý

- Nước thải sinh hoạt: N= 668684 người

Qsh= 66868,4 m3/ngđ

- Nước thải công nghiệp: Qcn= 14250 m3/ngđ

- Nước thải bệnh viện: Qbv

 Nước thải sinh hoạt

Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt được tính theo công thức:

CSS SH = (mg/l)

Trong đó:

• CSS SH: hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt,mg/l.

• aSS: tiêu chuẩn thải chất lơ lửng theo đầu người, g/ng.ngd

- Lưu lượng nước thải công nghiệp: QCN = 14250 (m3/ngd)

- Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải công nghiệp:

CSS CN = 100mg/l (QCVN 40:2011/BTNMT).

Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải:

CSS HH = = = 512,24 (mg/l)

2.2. Hàm lượng BOD 5

 Nước thải sinh hoạt

Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt:

CBOD SH = (mg/l)

Trong đó:

• CBOD SH: hàm lượng BOD5 trong nước thải sinh hoạt, mg/l.

• aBOD: tiêu chuẩn thải BOD5 theo đầu người, g/ng.ngd

aBOD = 30 g/ng.ngd

- Lưu lượng nước thải công nghiệp: QCN = 14250 (m3/ngd)

- Hàm lượng BOD5 trong nước thải công nghiệp:

CBOD CN = 50 mg/l (QCVN 40:2011/BTNMT).

Hàm lượng BOD trong hỗn hợp nước thải:

CBOD HH = = = 256,12 (mg/l)

2.3. Hàm lượng tổng nitơ

 Nước thải sinh hoạt

Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt:

Ctổng N SH = (mg/l)

Trongđó:

• Ctổng N SH: hàm lượng tổng nitơ trong nước thải sinh hoạt,mg/l.

• aN-NH4: tiêu chuẩn thải BOD5 theo đầu người, g/ng.ngd

- Lưu lượng nước thải công nghiệp: QCN = 14250 (m3/ngd)

- Hàm lượng tổng nitơ trong nước thải công nghiệp:

Ctổng N CN = 40 mg/l (QCVN 40:2011/BTNMT).

Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải:

Ctổng N HH = = = 64,73 (mg/l)

2.4. Hàm lượng tổng Photpho.

 Nước thải sinh hoạt

Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt:

Ctổng P SH = (mg/l)

Trongđó:

• Ctổng P SH: hàm lượng tổng phopho trong nước thải sinh hoạt mg/l.

• aP: tiêu chuẩn thải BOD5 theo đầu người, g/ng.ngd

Thay số được: Ctổng P SH = 17 (mg/l).

 Hỗn hợp nước thải:

- Lưu lượng nước thải công nghiệp: QCN = 14250 (m3/ngd)

- Hàm lượng tổng photpho trong nước thải công nghiệp:

3.1.Dân số tương đương :

+ Tính theo hàm lượng chất chất rắn lơ lửng :

4. Đề xuất dây chuyền xử lý

a. Các bước xử lý nước thải

+ Xử lý bậc I : bao gồm các quá trình xử lý sơ bộ để tách các chất rắn lớn như :rác, lá cây, xỉ cát,… có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các công trình tiếp theo vàlàm trong nước thải đến mức độ yêu cầu bằng phương pháp cơ học như : chắn rác,lắng trọng lực,… Hàm lượng cặn sau giai đoạn xử lý này phải không vượt quá 150mg/l mới đáp ứng điều kiện để đi vào công trình xử lý sinh học ở bước xử lý sau đó

+ Xử lý bậc II ( xử lý sinh học ) : Giai đoạn này chủ yếu là xử lý các chất cơ dễoxy hóa sinh hóa ( BOD ) để khi xả ra nguồn nước tiếp nhận nước thải không gấythiếu hụt oxy và mùi hôi thối.

+ Xử lý bậc III ( xử lý triệt để ) : loại bỏ các hợp chất nito và photpho ra khỏi nướcthải – các chất này ở hàm lượng cao là nguyên nhân gây ra phú dưỡng Một phần đáng

kể nito và photpho cũng đã được loại bỏ thông qua bước xử lý sinh học ở trên, đồngthời do mức độ xử lý không yêu cầu xử lý triệt để nên có thể bỏ qua bước xử lý này.+ Xử lý bùn cặn trong nước thải : Bùn cặn sinh ra được tách nước sơ bộ, ổn địnhsinh học trong điểu kiện yếm khí hoặc hiếu khí và được làm khô Sau xử lý, bùn cặn

Bùn tuần hoàn

Bể Mê tan Trạm cấp khí

Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ly tâm đợt I Tại đây các chất hữu cơ khônghòa tan trong trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưa đến bể mêtan để lênmen Nước thải tiếp tục đi vào bể Aerotan Tại bể Aerotan, các vi khuẩn sẽ phân hủy

các hợp chất hữu cơ có trong nước thải trong điểu kiện sục khí liên tục Quá trình phânhủy này sẽ làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành lượng bùn hoạt tính dư Sau

đó nước thải được chảy qua bể lắng đợt II, phần bùn trong hỗn hợp bùn - nước sau bểAerotan sẽ được giữ lại, một phần sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể Aerotan nhằm ổnđịnh nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotan, phần còn lại sẽ đưa về bể nén bùn đểgiảm độ ẩm và ổn định bùn hoạt tính dư, sau đó đưa qua bể mêtan Sau khi xử lý sinhhọc và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độ BOD trong nước thải giảm đáng kể, đảmbảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưng nồng độ vi khuẩn (điển hình là coliform) vẫncòn một lượng khá lớn do đó yêu cầu phải tiến hành khử trùng nước thải trước khi xảvào nguồn tiếp nhận Nước thải được khử trùng bằng hệ thống clo hơi bao gồm mángtrộn và bể tiếp xúc, nước thải sau khi xử lý sẽ được thải ra sông Bùn sau khi được nén

sẽ đưa vào bể mêtan để lên men ổn định yếm khí Nhờ sự khuấy trộn, sấy nóng sơ bộbùn cặn nên sự phân hủy chất hữu cơ ở bể mêtan diễn ra nhanh hơn Lượng khí thuđược trong bể mêtan có thể được dự trữ trong bể khíhoặc sử dụng trực tiếp làm nhiênliệu Bùn sau khi lên men sẽ được chuyển ra sân phơi bùn, cuối cùng được đem điphục vụ cho mục đích nông nghiệp hoặc chôn lấp

Bùn tuần hoàn

Bể Mê tan Trạm cấp khí

Thuyết minh:

Nước thải được thu từ mạng lưới thóat nước đưa về ngăn tiếp nhận bằng đườngống áp lực Từ ngăn tiếp nhận nước thải có thể tự chảy sang các công trình đơn vị tiếptheo trong trạm xử lý Đầu tiên nước thải được dẫn qua mương dẫn có đặt song chắnrác Tại đây, rác và cặn có kích thước lớn được giữ lại, sau đó được thu gom, đưa vềmáy nghiền rác Sau khi qua song chắn rác, nước thải được tiếp tục đưa vào bể lắngcát sục khí Cát sau khi lắng sẽ được đưa ra khỏi bể bằng thiết bị nâng thủy lực và vậnchuyển đến sân phơi cát.Nước thải tiếp tục chảy vào bể lắng ly tâm đợt I Tại đây cácchất hữu cơ không hòa tan trong trong nước thải được giữ lại Cặn lắng được đưa đến

bể mêtan để lên men Nước thải tiếp tục đi vào bể Biofil cao tải Tại bể Biofil, các vikhuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải trong điểu kiện sục khí liêntục Quá trình phân hủy này sẽ làm sinh khối bùn hoạt tính tăng lên, tạo thành lượngbùn hoạt tính dư Sau đó nước thải được chảy qua bể lắng đợt II, hàm lượng cặn lơlửng giảm xuống Sau khi xử lý sinh học và lắng đợt II, hàm lượng cặn và nồng độBOD trong nước thải giảm đáng kể, đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng đầu ra nhưngnồng độ vi khuẩn (điển hình là coliform) vẫn còn một lượng khá lớn do đó yêu cầuphải tiến hành khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận Nước thải đượckhử trùng bằng hệ thống clo hơi bao gồm máng trộn và bể tiếp xúc, nước thải sau khi

xử lý sẽ được thải ra sông Bùn sau khi được nén sẽ đưa vào bể mêtan để lên men ổnđịnh yếm khí Nhờ sự khuấy trộn, sấy nóng sơ bộ bùn cặn nên sự phân hủy chất hữu

cơ ở bể mêtan diễn ra nhanh hơn Lượng khí thu được trong bể mêtan có thể được dựtrữ trong bể khí hoặc sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu Bùn sau khi lên men sẽ đượcchuyển đến hệ thống làm khô bùn bằng cơ khí, cuối cùng được đem đi phục vụ chomục đích nông nghiệp hoặc chôn lấp

* Đánh giá ưu, nhược điểm của hai phương án:

Hai phương án trên chủ yếu khac nhau ở quá trình lắng, vì vậy ta sẽ đánh giá hai

bể lắng để đề xuất phương án tối ưu hơn

 Nhận xét : Qua 2 phương án trên thì ta thấy :

– Hiệu quả lắng 2 phương án trên chênh lệch không cao

– Diện tích xây dựng phương án 2 lớn hơn so với phương án 1 Chi phí xâydựng ban đầu thấp hơn Nhưng khả năng vì chi phí và khả năng vận hành cao, khókhăn

- Với lưu lượng 80000 m3/ngd thì sử dụng bể aeroten để xử lý được nhiều loại nước thải

và tăng hiệu suất xử lý là phù hợp hơn

Vì vậy ta sẽ chọn phương án 1 để thiết kế và tính toán.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN

Lưu lượng tính toán dựa vào lưu lượng giờ lớn nhất của thị trấn :Qhmax = 6387(m3/h).Dựa vào bảng số liệu thực nghiệm về kích thước của ngăn tiếp nhận, Bảng 3.4trang 110 – GT XLNT đô thị công nghiệp của Lâm Minh Triết ta có ngăn tiếp nhậnvới các thông số sau:

Bảng 1: Kích thước ngăn tiếp nhận

3000-3600

2800

2500

200

100

2. Mương dẫn nước thải

Mương dẫn nước thải từ ngăn tiếp nhận đến song chắn rác có tiết diện hình chữnhật

Bảng 2: Thông số tính toán thủy lực của mương dẫn

Thông số tính toán Lưu lượng tính toán (l/s)

Hình 1: Song chắn rácSong chắn rác đặt nghiêng theo chiều dòng chảy góc 60˚ Chọn khe hở giữa cácthanh đan là 16 mm, sử dụng loại song bằng thép không rỉ.

Chiều sâu lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ đầy tính toán ở mương dẫn ứngvới tốc Qmax: h = hmax = 1,05 (m)

 Số khe hở ở song chắn rác được tính:

- k0 = 1,05 - Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy, cào rác bằng cơ giới

- qmax = 1,774 m3/s - Lưu lượng giây lớn nhất của nước thải

- v - Tốc độ nước chảy qua song chắn rác (0,8 ÷ 1 m/s) [theo mục 7.2.10][1], chọn v =0,9 (m/s)

- b = 0,016 m - Khoảng cách giữa các khe hở của song chắn

Chiều rộng mỗi song chắn được tính theo công thức:

Bs = S(n-1) + b.n = 0,008.(123- 1) + 0,016.123 = 2,944 (m)

Trong đó:

-S - Chiều dày thanh song chắn = 0,008 (m)

Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng của mương trước song chắn ứngvới lưu lượng nước thải nhỏ nhất nhằm tránh sự lắng cặn tại đó Vận tốc này phải lớnhơn 0,4 m/s

Với qmin = 511 ( l/s ) = 0,51( m3/s ), hmin = 0,401 (m)

min s

min min

h.B

= 600 - góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng nằm ngang

 Tính toán chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác:

HXD = hmax + hs + hbv = 1,05 + 0,089 + 0,5 = 1,639 (m) Lấy HXD=1,6 (m).Với: hbv = 0,5 - Chiều cao bảo vệ

 Tính toán chiều dài của mương đặt song chắn rác:

Chiều dài mương xác định theo công thức :

.21

−

=

(m)Trong đó:

- Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = (người)

Với dung trọng rác là 750 kg/m3 [theo mục 7.2.12] [1] thì trọng lượng rác trongngày sẽ là:

= = 0,95 (T/h) Với Kh = 2 : Hệ số không điều hoà giờ [theo mục7.2.12][1]

- Rác được nghiền nhỏ ở máy nghiền rác (gồm 8 máy, 6 máy công tác và 2 máy

dự phòng, công suất mỗi máy: 0,072 T/h) và sau đó dẫn đến bể Mê tan để xử lý cùngvới cặn tươi và bùn hoạt tính dư

 Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 40 m3/1T rác:

Kích thước rác sau nghiền (mm) 10

Đường kính đĩa dao (mm) 410

Tốc độ quay của trục (V/phút) 24 - 26

Năng suất (kg/h) 200 – 400

Bảng 3: Thông số thiết kế song chắn rác

Số thanh chắn rác Thanh 123Chiều rộng song chắn rác m 2,9

4. Bể lắng cát ngang

Bể lắng cát ngang được xây dựng để tách các hợp phần không tan vô cơ chủ yếu

là cát ra khỏi nước thải Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động củanước là 0,15 m/s ≤ v ≤ 0,3 m/s và thời gian lưu nước trong bể là 30” ≤ t ≤ 60”

Việc tính toán bể lắng cát ngang được thực hiện theo chỉ dẫn ở mục 8.3.3TCXDVN 7957-2008

Mương dẫn nước thải vào bể có tiết diện hình chữ nhật Có kích thước giống như

mương dẫn nước vào song chắn rác

 Chiều dài của bể lắng cát :

- K - Hệ số lấy [theo bảng 27][1], với bể lắng cát ngang K = 1,3

- v - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với qsmax : V = 0,3 m/s

 Chọn bể lắng cát gồm 3 đơn nguyên, trong đó có 2 đơn nguyên công tác và 1 đơnnguyên dự phòng

 Diện tích tiết diện ướt của bể, ω (m2) được tính:

ω

=

max.v

Q n

= = 2,96 (m2)Trong đó:

- qsmax - Lưu lượng tính toán lớn nhất của nước thải qsmax = 1,774 (m3/s)

- v - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với lưu lượng lớn nhất Vr = 0,3 (m/s)

- n - Số đơn nguyên công tác, n = 2

 Chiều ngang của bể lắng cát là:

- p = 0,02 /ng.ngđ : Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong một ngàyđêm.

- T = 2-4 ngày : Thời gian giữa hai lần xả cặn Ta chọn T = 2 ngày

 Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát:

- Htt - Chiều cao tính toán của bể lắng cát, Htt = 1,05 (m)

hbv - Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m) ( với hbv : chiều cao bảo vệ thường lấy từ 0,5m, chọn 0,5m)

0,3 hc - Chiều cao lớp cặn trong bể, hc = 0,27 (m)

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

× ×

= = 0,22 m/s

 Sau khi qua bể lắng cát ngang hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải giảm 5% Vậyhàm lượng cặn lơ lửng còn lại trong bể là: 0,95 × 512,24= 486,6 mg/l

 Đồng thời hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải cũng được loại bỏ 5%

Hàm lượng chất hữu cơ còn lại trong sau khi ra khỏi bể lắng cát là:

5. Sân phơi cát

Sân phơi cát có nhiệm vụ làm ráo nước trong hỗn hợp nước cát Thường sânphơi cát được xây dựng gần bể lắng cát, chung quanh được đắp đất cao Nước thu từsân phơi cát được dẫn trở về trước bể lắng cát

- Diện tích sân phơi cát được tính theo công thức:

(m

2)Trong đó:

- P = 0,02 (l/ng-ngđ)

- h: Chiều cao lớp cát đã phơi khô trong một năm, lấy h = 5 (m/năm) [theo mục 8.3.8][1]

- Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = 692550 (người)

Vậy chọn sân phơi cát gồm 6 ô với kích thước mỗi ô là: 14×12 (m) Tổng diện tíchcủa sân phơi cát 168 (m2 )

- Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng đứng được tính theo công thức:

TSS2 =

1100

- Thời gian làm thoáng 20 phút.

- Thời gian lưu nước 20 phút

- Thường ngăn đông tụ được bố trí bằng một nửa số bể lắng

- Thể tích tổng của ngăn đông tụ là:

Trong đó:

+ t là thời gian làm thoáng, t = 20 phút (SGK – T90)

+ Q: lưu lượng nước thải = 6387 m3/h

- Diện tích ngăn đông tụ:

Trong đó: h là chiều cao ngăn đông tụ lấy bằng chiều cao bể lắng = 4 m

- Diện tích phần lắng của ngăn đông tụ sinh học:

Trong đó: v là vận tốc dòng chảy từ dưới lên trong ngăn lắng v = 0,8 – 0,85 mm/s,chọn v = 0,8 mm/s

- Diện tích tổng của ngăn đông tụ: F = = 1108,8 + 266 = 1374,8 (m2.)

- Chọn 4 bể đông tụ, => diện tích 1 bể là: f = F : 4 = 1374,7 : 4 = 343,7 (m2)

- Đường kính của bể đông tụ sinh học:

- Đông tụ sinh học có dạng hình vuông trên mặt bằng Diện tích mỗi ngăn là:

- Kích thước cạnh hình vuông của ngăn đông tụ sinh học là: a =

- Chọn chiều cao bảo vệ của bể đông tụ sinh học là 0,5m

- Lượng vi sinh vật cần cung cấp cho bể đông tụ sinh học sau khi đã tái sinh là:

Ntt : số dân tính toán theo hàm lượng TSS

- Thể tích bể tái sinh để màng vsv dư lưu lại trong 24h là

Wts = 10,1 24 = 242,4 (m3)

Bể tái sinh có dạng hình vuông trong mặt bằng với kích thước mỗi cạnh là 3 Đáyđược thiết kế vs độ dốc từ 4 mặt bên về phía trung tâm Phía dưới đáy bể có bố trí cácthiết bị thổi khí vày máy bơm nhúng chìm để cung cấp cho màng VSV đã tái sinh chocác bể đông tụ sinh học

- Hàm lượng chất lơ lửng sau xử lý là:

- Lượng không khí cần cung cấp cho quá trình đông tụ sinh học được xác định từ tiêuchuẩn 0,5 m3 không khí/ m3 nước thải:

Bảng 5: Bảng kích thước thiết kế của đông tụ sinh học

Tốc độ lắng của hạt cặn

- Dung tích ngăn chưa bùn

Trong đó: T là chu kỳ xả cặn là 8h=1/3 ngày

p: độ ẩm của cặn lắng

- Hàm lượng chất lơ lửng sau xử lý là:

Bảng 6: Thông số thiết kế của bể lắng ly tâm đợt 1

8 Tính toán bể Aerotank đẩy

Công suất trạm xử lý Q= 80000 m3/ngđ nên ta sử dụng bể Aeroten đẩy[Theo 8.6.1][1]

Khi nước thải đi qua công trình xử lý sinh học, các bông bùn hoạt tính được hìnhthành Các vi sinh vật hiếu khí, động vật nguyên sinh, nấm tạo nên các bông bùnmàu nâu sẫm có khả năng hấp thụ các chất hòa tan, không hòa tan, keo thành hệ phântán nhỏ và được tách ra khỏi nước thải tại bể lắng đợt II Một phần bùn hoạt tính sẽđược tái tuân hoàn phục vụ cho quá trình xử lý sinh học trong bể

Tính toán thiết kế bể aeroten dựa trên các thông số sau:

+ Thành phần tính chất của nước thải

+ Nhu cầu oxy cho quá trình oxy hóa sinh học

+ Mức độ xử lý nước thải

+ Hiệu quả sử dụng không khí

Vì hàm lượng chất hữu cơ đầu vào của bể là LBOD5 = 243,3 mg/l > 150 mg/l Vậynên bể aeroten đẩy tuần hoàn lại bùn tái sinh

(Yêu cầu nguồn tiếp nhận phải đạt QCVN14/2008/BTNMT Thì hàm lượng

BOD5 đầu ra đạt 50 mg/l)

a. Tính toán thể tích bể aeroten:

 Tỉ số tuần hoàn bùn của bể aeroten được xác định theo công thức:

R = = 0,43Trong đó:

- I: Chỉ số bùn, thông thường từ 100-200 ml/g, Chọn I = 100 ml/g.

- a: Liều lượng bùn hoạt tính theo chất khô (g/l), Chọn a = 3 g/l

 Tính toán liều lượng bùn hoạt tính trong ngăn tái sinh (g/l)

(g/l)

 Tốc độ oxy hóa năng riêng các chất hữu cơ (mg BOD5/g chất khô không tro trong 1giờ.)

a L

K C K C L

C L

t l

t

t

ϕρ

ρ

++

+

=

1

10 0 0

0 max

=85 = 38,68 (mg BOD5/g chất khô không tro của bùn)

Trong đó: Các giá trị ρmax, K1, Ko, ϕ, Tr được tra ở [bảng 46][1] với nước thải đôthị ta có:

- ρmax - Tốc độ ôxy hóa riêng lớn nhất, ρmax= 85 (mg/g.h).

- C0 - Nồng độ ôxy hòa tan cần thiết phải duy trì trong bể, C0 = 4 (mg/l)

- K1 - Hằng số đặc trưng cho tính chất của chất bẩn hữu cơ trong nước thải, K1 = 33(mgBOD/l)

- Ko - Hằng số kể đến ảnh hưởng của ôxy hòa tan, Ko = 0,625 (mgO2/l)

- ϕ - Hệ số kể đến sự kìm hãm qua trình sinh học bởi các sản phẩm phân hủy bùn hoạttính, ϕ = 0,07 (l/h)

- a - Liều lượng bùn hoạt tính, a = 3 (g/l) (tải trọng bùn trung bình).

- Lt - BOD5 của nước thải sau xử lý, Lt = 50(mg/l)

 Thời gian oxy hóa trong Aeroten đẩy được tính theo công thức:

- Tr: độ tro của bùn hoạt tính, Lấy Tr = 0,3

- t: nhiệt độ nước thải trung bình về mùa đông, t = 10C

 Tính toán thời gian cấp khí cho ngăn aeroten