HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÔNG SUẤT 150M3/NGÀY.ĐÊM

PHẦN 1: SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ, MỤC TIÊU ĐẦU TƯ1.1 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ

1.1.1 Hiện trạng môi trường nước thảiTính chất của nước thải sinh hoạt:

Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở, … Thông thường, nước thải sinh hoạt của hộ gia đình được chia làm hai loại chính: nước đen và nước xám. Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Nước xám là nước phát sinh từ quá trình rửa, tắm, giặt, với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể. Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ và Phốt pho. Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện tượng thường xảy ra ở nguồn nước có hàm lượng N và P cao, trong đó các loài thực vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nước trở nên ô nhiễm.

Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt, đặc biệt là trong phân, đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn khác nhau, qua tiếp xúc trực tiếp, qua môi trường (đất, nước, không khí, cây trồng, vật nuôi, côn trùng…), thâm nhập vào cơ thể người qua đường thức ăn, nước uống, hô hấp,…,và sau đó có thể gây bệnh. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán.

1.1.2 Kết luận về sự cần thiết phải đầu tư:Qua các phân tích ở trên có một số kết luận như sau:- Nước thải sinh hoạt có nguy cơ làm biến đổi của các thành phần môi trường

không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật. Xử lý nước thải là một nhiệm vụ cơ bản để bảo vệ môi trường, nhất là môi trường nước của các nguồn tiếp nhận

- Mức sống của người dân trong xã hội ngày càng cao đòi hỏi các tiêu chuẩn về xử lý môi trường cần phải đáp ứng kịp thời. Việc đầu tư hệ thống xử lý góp phần nâng cao môi trường sống, an toàn và vệ sinh

1.2 MỤC TIÊU ĐẦU TƯ- Đảm bảo vệ sinh môi trường theo quy định của nhà nước, hạn chế đến mức tối thiểu ảnh hưởng ô nhiễm môi trường đến khu vực xung quanh.- Giải quyết kịp thời tình trạng ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt gây ra và cải thiện môi trường sống dân cư khu vực lân cận.- Xây dựng, lắp đặt một hệ thống xử lý nước thải với công suất 150m3/ngày đêm, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải QCVN14:2008/BTNMT cột B.- Tiến hành chuyển giao công nghệ và hoàn thiện qui trình vận hành để công trình đạt hiệu quả xử lý cao trong suốt quá trình phục vụ.

PHẦN 2: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

2.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ2.1.1 Giải pháp công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt

- Công nghệ đáp ứng yêu cầu mức độ xử lý nước thải sinh hoạt đạt QCVN 14:2010/BTNMT cột B.

- Công nghệ cho phép đưa ra giải pháp tổng mặt bằng phù hợp với mặt bằng hiện trạng.

- Công nghệ phải phù hợp với khả năng xây dựng và lắp đặt của các đơn vị thi công trong nước.

- Chủng loại vật tư, thiết bị trong dây chuyền công nghệ phải là loại phổ thông để thuận tiện cho việc cung cấp cũng như công tác bảo dưỡng và thay thế sau này.

- Công nghệ phải dễ vận hành thích hợp với trình độ quản lý của cơ sở.

- Công nghệ có chi phí đầu tư và chi phí vận hành phù hợp với nguồn đầu tư và ngân sách hoạt động của Công ty.

2.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế:

Các tiêu chuẩn thiết kế áp dụng:

Qui chuẩn xây dựng Việt Nam do Bộ xây dựng ban hành năm 1997.

Tiêu chuẩn thiết kế “Thoát nước-Mạng lưới bên ngoài & công trình TCVN-51:1984”

Tiêu chuẩn thiết kế “Cấp nước mạng lưới đường ống & công trình TCVN-33:2006”

Tiêu chuẩn nước thải QCVN14:2008/BTNMT.

2.1.3 Tính chất nước thải

Bảng 1: Các thông số đặc trưng của nước thải sinh hoạt và giới hạn các chất ô nhiễm theo QCVN14:2008/BTNMT

Chỉ số ô nhiễmĐơn vị

tính

Khoảng giá trị đặc trưng của

NT sinh hoạt (*)

QCVN14:2008/BTNMT - Cột B

1. pH - 7.5 – 8.5 5 - 9

2. BOD5 (20oC) mg/l 110 – 400 30

3. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

mg/l100 – 350 50

4. Tổng chất rắn hòa tan mg/l 850 - 1800 1000

5. Sunfua (theo H2S) mg/l - 4.0

6. Amoni (tính theo N) mg/l 25 - 45 10

7. Nitrat (NO3-)(Tính theo N) mg/l 20 – 85 30

8. Dầu mỡ động, thực vật mg/l 50 – 200 20

9. Tổng các chất hoạt động bề mặt

mg/l- 10

10. Phosphat (PO43-) mg/l 8 – 20 6

11. Tổng colifomsPMN/ 100ml

10000 - 15000 5000

(*) /Nguồn: Metcalf&Eddy, Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse, Fourth Edition, 2004/

Để đảm bảo hiệu quả xử lý ta chon thông số thiết kế như sau:

Bảng 2: Các thông số thiết kế hệ thống nước thải sinh hoạt

Chỉ số ô nhiễm Đơn vị tínhKhoảng giá trị đặc

trưng của NT sinh hoạt (*)

1. pH - 7.5

2. BOD5 (20oC) mg/l 400

3. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 350

4. Tổng chất rắn hòa tan mg/l 1800

5. Sunfua (theo H2S) mg/l -

6. Amoni (tính theo N) mg/l 45

7. Nitrat (NO3-)(Tính theo N) mg/l 85

8. Dầu mỡ động, thực vật mg/l 200

9. Tổng các chất hoạt động bề mặt

mg/l-

10. Phosphat (PO43-) mg/l 20

11. Tổng colifoms PMN/ 100ml 15000

2.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt công suất 150m3/ngày

Cống thoát nước thải đô thị. Nước thải sau xử lý

(đạt QCVN14:2010/BTNMT loại B)

Song chắn rác

Bể điều hòa

Bể lắng 2

Bể khử trùng

Bể nén bùn

Máy thổi khí

Nước thải sinh hoạt

Hút bỏ định kìChlorine

Bùn tuần hoàn

Hố thu

Bể hiếu khí hỗn hợp

Nước thu bề mặt

Đường Nước thải

Đường Hóa chất

Đường Khí

Đường Bùn

GHI CHÚ

Bể lắng 1

Nước tuần hoàn

Thuyết minh công nghệTại trạm xử lý nước (nhận nước thải đã qua bể phốt), trước tiên nước thải chảy qua thiết bị lược rác để tách cặn thô (giấy, bao nilong, mẫu gỗ ...), và tự chảy vào hố gom nước thải. Từ đây chúng được bơm nước thải bơm vào bể điều hòa.

Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải, bể đươc sục khí để khuấy trộn tránh lắng đọng, pha đều nồng độ các chất bẩn trong nước thải. Tiếp tục nước thải được bơm vào bể lắng 1 với một lưu lượng cố định.

Bể lắng 1 có nhiệm vụ loại bỏ một phần chất rắn lơ lửng trong nước thải, nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý đối với các công trình phía sau.

Giai đoạn xử lý hiếu khí hỗn hợp (ngăn thiếu khí + ngăn hiếu khí) là công đoạn xử lý triệt để nước thải sẽ xảy ra quá trình phân hủy các chất bẩn hữu cơ trong nước thải nhờ các vi sinh hiếu khí, hô hấp tùy tiện (dị dưỡng). Vi sinh vật hô hấp tùy tiện khai thác Nitrat và giải phóng khí N2. Nhờ oxy cung cấp từ thiết bị làm thoáng, các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải thành CO2, H2O… Ngoài ra, để tăng khả năng tiếp xúc giữa bùn hoạt tính với nước thải thì trong thiết bị được lắp đặt thêm lớp đệm vi sinh dạng đệm cố định (trên vật liệu đệm vừa có quá trình xử lý hiếu khí và kỵ khí kết hợp nên hiệu quả xử lý cao hơn, lượng bùn sau bể xử lý ít – sẽ tạo ra mùi đặc trưng). Nhờ bề mặt nhám của đệm vi sinh nên diện tích bề mặt, khả năng dính bám của vi sinh vật được phát huy tối đa.

Sau đó nước lẫn bùn được phân phối vào bể lắng đứng, có ống phân phối trung tâm. Tại đây, nước thải được đưa phối theo hướng từ trên xuống; nhờ trọng lực của bông cặn, hỗn hợp thải được phân ly ra làm ba pha riêng biệt (pha bùn cặn, pha huyền phù, pha nước trong). Do đó, việc phân tách hoàn toàn thể rắn và nước trong ra hai pha tách biệt; các hạt huyền phù, bông cặn có tỷ trọng lớn sẽ dễ dàng lắng xuống dưới đáy.Nước thải sau bể lắng 2 tương đối sạch nhưng vẫn còn chứa một lượng nhất định các vi khuẩn gây bệnh, do đó cần được khử trùng để diệt trừ vi khuẩn trước khi xả ra môi trường. Hiệu quả và triệt để nhất là khử trùng bằng dung dịch clo. Việc định lượng Clo hoạt tính cần thiết cho khử trùng nhờ hệ thống bơm định lượng được lắp đồng bộ.Sau khử trùng nước đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường (QCVN 14:2010/BTNMT cột B).Bùn tách ra trong bể lắng một phần sẽ được bơm hoàn lưu về bể làm thoáng để giữ nồng độ bùn trong bể tại mức cố định, lượng bùn dư còn lại được bơm sang bể chứa bùn. Tại đây, dưới tác dụng của quá trình phân hủy kỵ khí, cặn sẽ bị phân hủy thành CH4, NH3, H2S, H2O và các chất khoáng, kết quả là thể tích cặn giảm đi đáng kể. Nước dư từ bể phân hủy bùn sẽ được đưa về hố gom

Để tránh mùi hôi thối có thể phát sinh ra trong quá trình xử lý, các bể xử lý được cấu tạo kín, và có hệ thống hút và khuyếch tán khí gây mùi có thể phát sinh trong quá trình xử lý.

+ Ưu điểm :

Hệ thống sử dụng biện pháp xử lý hiếu khí kết hợp đệm vi sinh, sản phẩm phân hủy cuối cùng của các chất hữu cơ trong nước thải là CO2, H2O,…vì vậy khi hệ thống hoạt động bình thường hiệu quả xử lý chất nền và chất dinh dưỡng rất cao, nhưng sẽ tạo mùi rất đặc trưng trong khu vực.

Hiệu suất của hệ thống xử lý tương đối cao, khả năng khử BOD của hệ thống loại này có thể đạt đến 90-95%, đảm bảo chất lượng nước sau xử lý luôn đạt yêu cầu.

Diện tích của toàn bộ hệ thống ở mức trung bình.

Vận hành dể dàng và chi phí bảo trì rất thấp vì hầu như không phải bảo trì bên trong các thiết bị, bể xử lý.

Hệ thống được thiết kế kín, có hệ thống hút và khuyếch tán khí gây mùi, đảm bảo không gây mùi hôi thối cho khu vực bệnh viện và khu vực lân cận.

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

3.1 Song chắn rác

3.1.1 Nhiệm vụ:

Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn (chủ yếu là rác). Đây là công trình đầu tiên trong trạm xử lý nước thải.

3.1.2 Tính toán song chắn rác:

Khối lượng rác thải lấy ra trong một ngày đêm [1] từ thiết bị lọc rác là:

ƯW 1=a×N tt

365 .1000

Trong đó:

a: Lượng rác tính cho đầu người (Mục 4.1.11; Bảng 17, TCVN51-1984) với chiều rộng khe hở của song chắn rác lấy trong khoảng 16mm thì lượng rác lấy ra từ song chắn lấy cho một người là a = 8 lít/năm

Ntt: Dân số tính theo chất lơ lửng, được tính như sau:

Cho rằng tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt là 300 lít/người (Mục 2.3; Bảng 2.1 TCXDVN 33:2006) thì với lưu lượng nước thải là 150m3/ngày tương ứng với 500 người

Vậy khối lượng rác lấy ra trong một ngày đêm là:

ƯW 1=a×N tt

365 .1000= 8×500

365 .1000=0 .011(m3 /d )

Trọng lượng rác thu được trong một ngày đêm tính theo công thức

P = W1.G = 0,011 . 750 = 8.25 kg/ngày đêm

Trong đó:

G: Trọng lượng riêng của rác lấy G = 750 kg/m3 (Mục 4.1.11; TCVN51-1984)

Trọng lượng rác theo từng giờ trong ngày đêm là:

Ph=P

24. k=8. 25

24.2=0 .69 (kg /h )

Trong đó:

k: Là hệ số không điều hoà giờ của rác đưa tới trạm bơm lấy sơ bộ bằng 2

Đường ống dẫn nước thải tập trung từ các phòng khoa và bể phốt đến rổ lọc rác có tiết diện hình tròn DN200. Do lưu lượng nước thải nhỏ 150m3/ngày đêm, nên song chắn rác được thiết kế dạng tấm bằng thép không gỉ.

Vậy cứ mỗi giờ lượng rác thu được từ thiết bị lọc giác là 0.69 kg rác. Do lượng rác lấy ra khỏi rổ chắn rác trong một ngày đêm là P = 0.011m3. Do đó việc lấy rác ra từ hệ thống này được thực hiền bằng phương pháp thủ công.

Chọn tiết diện song chắn rác như sau: B x L x H =0.05x 0.5 x 1m

Mương dẫn B x L x H = 0.5 x 1 x 1m. Chiều cao mực nước h =0.5 m.

Cần 2 thiết bị song chắn rác, 1 thiết bị làm việc, 1 thiết bị dự phòng

Bảng 3.1: Các thông số thiết kế và kích thước thiết bị song chắn rác

TT Thông số Đơn vị Giá trị1 Song chắn rác Cái 22 Lưu lượng giờ cao nhất Qmax m3/h 9.43 Trọng lượng rác trong từng giờ kg/h 0.694 Khối lượng rác lấy ra trong một ngày m3/d 0.0115 Kích thước

Rộng, B m 0.05Dài, L m 0.5Sâu tổng cộng, H m 1

6 Chiều rộng khe hở mm 16Hàm lượng chất lơ lửng SS và BOD của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 4%, còn lại:

SS1 = SS x (100-4)% =350 x 94% =329 mg/l

BOD1 = BOD x (100-4)% =400 x 94% =376 mg/l

3.2 Hố gom nước thải:

3.2.1 Tính toán kích thước hố gom:

Lưu lượng nước thải trung bình giờ được tính:

Qtb . h=Qtb . d

24=150

24=6 .25(m3 /h)

Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất là:

Qmax . h=k×Qtb .h=1 .5×6 .25=9 .375(m3 /h)=2.6×10−3 (m3 /s )

Trong đó:

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 TCXDVN-51:1984)

Ta có: k = 1,5

Thể tích hố gom nước thải là:

V = t.Qmax.h = 9.375 x 1,5 = 14 m3

Trong 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 = 14m3

Chiều cao bảo vệ 0.5m. Vậy chiều cao tổng của hố gom nước thải là 2.5m

3.2.2 Tính toán thiết bị trong hố gom:

Trong hố gom bố trí 2 bơm, 1 bơm nước thải sang bể điều hoà, 1 bơm dự phòng. Thiết bị đi kèm với 2 bơm gồm có 2 van cầu, 2 van thau một chiều, đường ống dẫn nước thải DN75.

Công suất bơm được tính theo công thức:

N=Qmax .h×H× ρ×g

1000×η (kw)

Trong đó:

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:

Re= v . D . ρμ

=1 .2×75×10−3×103

1 . 005×10−3=89 .55×103

Trong đó:

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

D: Đường kính ống, D = 75mm

μ: Độ nhớt nước thải, μ = 1,005Pa.s

Hệ số Reynol trơn:

Regh=6( Dε )

87=6(75

0 . 05 )87=2 .6×104

Trong đó:

ε: Độ nhám tuyệt đối, ε = 0,05mm

Hệ số Reynol vùng nhám:

Reen=220( Dε )

98=220(75

0 . 05 )98=8 . 2×105

Qua tính toán trên ta thấy rằng: Regh < Re < Ren . Vậy hệ số nhám λ được tính trong khu quá độ từ thành trơn sang thành nhám theo công thức:

λ=0 .1 (1. 46εD

+100Re )

0.25

=0 .1(1 . 460 . 0575

+1009×104 )

0.25

=0. 021

Trên đường ống bơm nước thải từ bể thiếu khí sang bể aerotank có: 5 co 900, 1 nối hình chữ T, 4 van ( 2 van cầu và 2 van một chiều)

Hệ số tổn thất qua van: ξ = 4.7

Hệ số tổn thất qua nối hình co 900: ξ = 1.4

Hệ số tổn thất qua nối chữ T: ξ = 0,3

Chiều dài đường ống dự tính: L = 10m

Vậy tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ là:

Hd=(λLD

+∑ ξ) v2

2 g=(0 . 021

1075×10−3

+4×4 .7+5×1 . 4+1. 3) 1 .22

2×9 . 81=2 .2 m

Tổn thất do khắc phục hình học khi nước thải đi từ hố gom sang bể điều hòa kỵ khí là: Hh = 5,5m

Độ cao nước của bơm là: H = Hh + Hd = 5.5 + 2.2 = 7.7m.

Vậy công suất của bơm là:

N=Qmax .h×H×ρ×g

1000×η=9 .375×7×1000×9 .81

1000×0 .8×3600=0 .223( Kw )

Công suất thực của bơm là: N’ = 2.N = 2 x 0.2235 = 0.447(kw)

Chọn N’=0.5 (kw)

Bảng 3.2: Các thông số thiết kế và kích thước hố gom

TT Thông số Đơn vị Giá trị1 Lưu lượng giờ cao nhất Qmax m3/h 9.42 Thời gian lưu nước, t h 1.53 Thể tích hữu ích Va m3 144 Kích thước (mặt bằng hình chữ nhật)

Rộng, B m 2Dài, L m 3.5Sâu tổng cộng, H m 2.5

5 Công suất bơm N’ kw 0.5

3.3 Bể điều hòa

3.3.1 Nhiệm vụ:

Điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải. Xáo trộn bằng không khí, điều chỉnh pH thích hợp cho quá trình xử lý sinh học phía sau

3.3.2 Tính toán kích thước bể điều hòa

Thể tích bể xác định theo biểu đồ lưu lượng và biểu đồ dao động của nồng độ chất bẩn bên trong nước thải. Do không có biểu đồ theo dõi, ta căn cứ vào thực nghiệm. Thời gian lưu tại bể điều hòa 4 – 8 h. Ta chọn t = 5.5hThể tích làm việc của bể điều hòa được tính như sau:

V a=Qmax. h×t=9 .375×5 .5≈51.7(m3 )

Trong đó:

Thời gian lưu nước thải trong bể điều hòa là: t = 5.5 giờ.

Vậy kích thước làm việc của bể điều hòa được chọn như sau:

Lx B x Clv = 5 x 3 x3.5= 51.8m3

Chiều cao bảo vệ của bể điều hòa kỵ khí Cbv = 0,5m

3.3.3 Tính bơm nước thải sang bể lắng 1:

Công suất của bơm được tính như sau (24)

Trong đó:

Qtb : Lưu lượng nước thải trung bình giờ ( 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

Trên đường ống bơm nước thải từ bể điều hòa sang bể lắng 1 có: 5 co 900, 1 nối hình chữ T, 4 van ( 2 van cầu và 2 van một chiều)

Hệ số tổn thất qua van: ξ = 4.7

Hệ số tổn thất qua nối hình co 900: ξ = 1.4

Hệ số tổn thất qua nối hình chữ T: ξ = 0,3

Chiều dài đường ống: 10m

Vậy tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ đước tính theo công thức

Tổn thất do khắc phục hình học là: Hh = 3m

Độ cao cột nước của bơm là: H = Hh + Hd = 2.2+ 4 = 6.2 m

Vậy công suất của bơm là:

N=Qtb×H×ρ×g

1000×η=6 .25×6 .2×1000×9 .81

1000×0 .8×3600=0.1( Kw )

Công suất thực tế của bơm sẽ là: N’ = 2.N = 2.0,1 = 0,2 (Kw). Trong bể điều hòa cần lắp hai bơm, hoạt động luân phiên nhau theo chế độ đã định sẳn.

Hd=(λLD

+∑ ξ) v2

2 g=(0 . 021

1075×10−3

+4×4 .7+5×1 . 4+1. 3) 1 .22

2×9 . 81=2 .2 m

Bảng 3.3: Các thông số thiết kế và kích thước bể điều hòa

TT Thông số Đơn vị Giá trị1 Lưu lượng giờ cao nhất Qmax m3/h 9.42 Thời gian lưu nước, t h 5.53 Thể tích hữu ích Va m3 51.84 Kích thước (mặt bằng hình chữ nhật)

Rộng, B m 3Dài, L m 5Sâu tổng cộng, H m 4

3.4 Bể lắng đợt 1

3.4.1 Nhiệm vụ:

Loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó. Ở đây, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỷ trọng nhẹ sẽ nổi lên mặt nước và sẽ đước vớt thủ công.

3.4.2 Tính toán bể lắng 1:

Thể tích bể lắng đợt 1 được xác định theo công thức:

W = Qmax.h x t = 9.375 x 2 =18.75 m3

Chọn thời gian lắng t = 2h (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết)

Diện tích bể lắng trong mặt bằng

F = W/H =18.75/3 =6.25 (m2)

F = L x B = 2.5 x 2.5 m

H Chiều sâu vùng lắng của bể lắng ly tâm có thể lấy từ 1.5 - 5m.

Chọn H = 3m

Tốc độ lắng của các hạt cặn lơ lửng trong bể lắng được tính theo công thức

U = H/t = 3/(2x3.6) = 0.42 mm/s

Hiệu quả lắng cặn lơ lửng và khử BOD của bể lắng đợt 1

R= ta+b . t

Trong đó:

R: Hiệu quả khử BOD5 và SS biểu thị bắng (%)

t: thời gian lưu nước (giờ)

a, b: Hằng số thực nghiệm (bảng 4.5, Tính tóan thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS. Trịnh Xuân Lai)

Bảng 2.3: Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở to ≥ 20oC

Chỉ tiêu a đơn vị (h) bKhử BOD5 0.018 0.02Khử cặn lơ lửng SS 0.0075 0.014

Hiệu quả lắng cặn lơ lửng SS

R1=t

a+b .t= 2

0.0075+0.014 × 2=56.33(% )

Hiệu quả khử BOD5

R2=t

a+b .t= 2

0.018+0.02 ×2=34.48(%)

SS2 = SS1 x (100-R1)% =329 x 43.67% = 143.67 ( mg/l)

BOD2 = BOD1 x (100-R2)% =376 x 65.52 = 246.35 (mg/l)

Theo Tiêu chuẩn xây dựng TCXD-51-84, điều 6.5.3 quy định : Nồng độ chất lơ lửng trong nước thải ở bể lắng đợt 1 đưa vào aerotank làm sạch sinh học hoàn toàn hoặc vào các bể lọc sinh học không vượt quá 150 mg/l

Bảng 3.4: Các thông số thiết kế và kích thước bể lắng 1

TT Thông số Đơn vị Giá trị1 Lưu lượng giờ cao nhất Qmax m3/h 9.42 Thời gian lưu nước, t h 5.53 Thể tích hữu ích Va m3 51.84 Kích thước (mặt bằng hình vuông)

Rộng, B m 2.5Dài, L m 2.5Sâu tổng cộng, H m 3.3

3.5 Bể bùn hoạt tính (Aeroten hỗn hợp)

Nhiệm vụ:

Xử lý sinh học nước nhờ hệ thống đệm vi sinh bám dính trên bề mặt đệm

phân huỷ các hợp chất hữu cơ có thể phân huỷ sinh học nhờ hệ vi sinh vật hô hấp

hiếu khí. Nước sau xử lý một phần dẫn vào thiết bị lắng, một phần dẫn tuần hoàn

về ngăn thiếu khí để tiếp tục khử Nitơ tổng

3.5.1 Các thông số thiết kế ngăn hiếu khí:

Nhiệt độ nước thải 200C

Lưu lượng nước thải Q = 150m3/ngày.

BOD5 ở đầu vào = 246.4 mg/L, SS ở đầu vào =143.7 mg/L

Nước thải sau xử lý có: BOD ≤ 40mg/l - COD ≤ 60mg/l, TSS = 60mg/l gồm 65% là cặn hữu cơ

Độ tro của bùn hoạt tính Z=0.3; BOD5 = 0.68 BOD20

Nồng độ cặn trong dòng tuần hoàn Ct=10000g/m3 hay 7000 g/m3 là căn bay hơi

Chọn nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank X=3000g/m3

⇒C0=30000 .7

=4286 ( g /m3 )

Nồng độ lắng CL = ½ x Ct = 5000 g/m3

Nồng độ bùn trong bể lắng

C tb=C L+C t

2=5000+10000

2=7500 g /m3=7 .5 kg /m3

Thời gian lưu trong bể của bùn hoạt tính θc=10 ngày

Lượng bùn hoạt tính trong nước đầu vào bề X0 = 0

Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình c = 10 ngày

Chế độ thủy lực thổi khí hoàn chỉnh

Giá tri thông số động học Y = 0.5 mgVSS/mgBOD, Kd =0.06/ngày

Nưới thải có đủ chất dinh dưỡng BOD5 : N : P =100 : 5 : 1 và các khoáng chất ở nồng độ rất nhỏ. Tổng hàm lượng muối <500mg/l

a/ Xác định hiệu quả xử lý:

Tính nồng độ BOD5 hòa tan trong nước đầu ra

BOD5 đầu ra = BOD5 hòa tan + BOD5 chứa cặn lơ lửng

Lượng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng ra khỏi bể lắng:

- Cặn hữu cơ BOD = 0.65 x 60 = 39(mg/l) sẽ bị phân hủy tiếp tục

- Lượng BOD20 khi bị oxi hóa hết chuyển thành cặn tăng lên 1.42 lần (1 mgBOD20

tiêu thụ 1.42 mg O2): 39 x 1.42 x 0.7 = 38.76(mg/l)

- Lượng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra: 38.76 x 0.68 = 25(mg/l)

- Lượng BOD5 hòa tan còn lại trong nước khi ra khỏi bể lắng:

BOD5 hòa tan = 40 – 25 = 15 mg/l

Tính hiệu quả làm sạch

Hiệu quả làm sạch theo BOD5 hòa tan

Ea=S0−S

S0

=246 .4−15246

×100=94( % )

b/Thể tích bể Aerotank tính theo công thức

Hiệu quả làm sạch theo BOD

K=So

S=10αF+β

Tính chuẩn số tổng hợp

F=H . B0.6 K T

q0.4=2 ×100.6 ×0.2

21.630.4 =0.4

KT: Hằng số tiêu thụ oxi phụ thuộc vào nhiệt độ

KT=0.2 ×1.047T −20=0.2

T: Nhiệt độ nước thải, T=20oC

H: Chiều cao lớp vật liệu lọc (m) H=2m

B: Lưu lượng đơn vị của không khí, 8-12 m3 không khí/ m3 nước thải. Chọn 10 m3

không khí/ m3 nước thải

Tải trọng BOD cho phép

Co=P .H . KT

η=92× 2 ×0.2

1.45=25.38 g/m3 ngày

Trong đó: Đệm vi sinh có đặc tính

Độ rỗng: P = 92%

Hệ số η = 1.45, Ứng với S = 40 mg/l (Bảng 11-2, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai)

q: Tải trọng thủy lực trên 1m3 vật liệu

q=Co × Fa

So

=25.38 ×210246.4

=21.63 (m2/m3 )

Bề mặt tiếp xúc Fa =210 m2/m3

α và β: Hệ số phụ thuộc vào lưu lượng đơn vị của không khí và vào giá trị của chuẩn số tổng hợp F (Bảng 11-3, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai)

Ứng với B =10, F=0.4. Ta có: α =1.2; β=0.13

K=So

S=10αF+β=101.2× 0.4+ 0.13=4

Tính số bậc lọc cần thiết

K=So

S=246.4

15=16.4

K=K in=16.4=4n

n=2. Lọc qua 2 đợt nối tiếp

Diện tích cần thiết của 1 đợt lọc

F=Qq

= 15021.63

=6.93m2

Vậy kích thước làm việc của 1bể hiếu khí được chọn như sau:

D x R x Hlv = 3.5m x 2m x 3.5m = 24.5 m3

Chiều cao phần đáy thổi khí: h1 =0.5 m

Chiều cao vật liệu h2 = 2m

Chiều cao phần chứa nước h3 = 1m

Chiều cao dự trữ h5 =0.4 m

Tổng công chiều cao bể lọc H =0.5+2+1+0.4 =3.9m

V1 bể = S x H = 7x3.5 = 24.5 m3

Tổng thể tích 2 bể Vt =49 m3

d/Tính lượng cặn phải xả ra hằng ngày sau khi nhà máy hoạt động ổn định

- Hệ số tạo cặn từ BOD5

Y b=Y

1+Kd×θc

= 0 .51+0 .06×10

=0 . 31

- Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5

Px=Y bQ(S0−S )×10−3 kg/d

Px = 0.31 x 150(246.4 - 15) x 10-3=10.76(kg/d)

- Tổng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn Z=0.3:

Pxl=10 . 761−0 . 3

=15 .37 (kg /d )

- Lượng cặn dư hàng ngay phải xả đi

Pxả = Pxl – Qx 60mg/l x 10-3 = 15.37 –150 x 60 x 10-3 =6.37 (kg/d)

e/ Tính lượng bùn xả ra hằng ngày Qw từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn cặn

θc=V . X

Qw XT+Qr Xr => Qw=

VX−Qr Xr θc

XT θc

V: Thể tích bể = 36.2 m3

Qr = Qv = 150 m3/d

X = 3000 mg/l

XT = 0.7 x 10000 = 7000 mg/l

Xr = 25mg/l

Qw=49×3000−150×25×107000×10

=1. 35 (m3 /d )

Thời gian tích lũy cặn (tuần hoàn lại toàn bộ) không xả cặn ban đầu

T=VXPx

=49×300010760

=13 . 66 ngày

f/ Tính hệ số tuần hoàn α bỏ qua lượng bùn hoạt tính tăng lên trong bể

(Q + Qt). X = Qt x Xt

Ct = 7000 mg/l; X = 3000 mg/l

α=Qt

Q= X

XT−X=3000

7000−3000=0 .75

Lượng tuần hoàn Qt = α x Q = 0.75 x 150 = 112.5(m3/d)= 4.7 m3/h

g/ Kiểm tra các chỉ tiêu làm việc của bể

FM

=S0

θX=246 . 4

0. 241×3000=0 .34 mg /mg .d

ρ=S0−S

θ×X=246 . 4−15

0 .241×3000=0 .32g /g .d

Tải trọng thể tích:

L=S0Q

V=246 . 4×150×10−3

49=0 .75(kgBOD5 /m

3 .d )

h/ Lượng Oxi cần thiết

Lượng oxi cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn:

OC0=Q×( S0−S )f

−1 . 42×Px+4 . 57( N0−N )1000

=

150×(246 . 4−15 )0 .7×1000

−1 . 42×10 .76+4 . 57( 45−6 )1000

=34 . 3(kgO2 /d )

No Amoni đầu vào =45mg/l, N Amoni đầu ra =6mg/l

Lượng oxi cần trong điều kiện thực ở T = 200C

OCt=OC 0×C

S 200

C20−C L

¿1

1. 024( T−20 ) ¿1α=34 . 3×

9 .089 . 08−2

×1

0 .7=62. 8 (kg /d )

α : Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải (do ảnh hưởng của hàm lựơng cặn, chất hoạt động bề mặt), α = 0,6 ÷ 0,94. Chọn α = 0,7Cs=9.08 mg/l Nồng độ bão hòa oxi trong nước ở 200 C

CL = 2 mg/l Nồng độ oxi duy trì trong bể aerotank

i/ Lưu lượng không khí cần cấp cho quá trình:

Nếu áp dụng hệ thống phân phối khí kiểu thiết bị bọt khí mịn

Bảng: Công suất hòa tan ôxi vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ mịn

Công suất hòa tan oxi: Ou = 7 gO2/m3.m

Lượng không khí cần thiết

Qkhi=OCt

Ou×h=62 .8×1000

7×3 . 5=2565 .6 ( m3 /d )

H: Độ sâu ngập lỗ phun H = 3.5 m

Vậy lưu lượng không khí thiết kế để chọn máy thổi khí (hệ số an toàn khi sử

dụng trong thiết kế thực tế là 1,5)

Qkk = 1.5 x 2565.6=3848.4 (m3/d) = 160.35 (m3/h) = 2672.5(l/ phút)

k/ Tính số đĩa phân phối khí

Khí phân phối vào bể bằng các đĩa phân phối 150, 140 l/phút∅

Số đĩa cần phân phối trong bể là:

n=Q kk

150=2672. 5

140=19 . 1(cái)

Điều kiện thí nghiệmĐiều kiện tối ưu Điều kiện trung bình

Ou = grO2/m3.m Ou = grO2/m3.m

Nước sạch T = 20oC 12 10

Nước thải T = 20oC, α = 0.7 8.5 7

Chọn số lượng đĩa là 20 đĩa, chia làm 2 hàng, mỗi hàng 5 đĩa phân phối cách sàn bể 0.2m và mỗi tâm đĩa cách nhau 0.6m cho 2 bể. Trụ đỡ đặt giữa 2 đĩa kế nhau từng trụ một, kích thước trụ đỡ là 0.2m x 0.2m x 0.2m

l/ Tính đường ống dẫn khí vào bể

− Đường ống dẫn khí chính

Vận tốc trong đường ống dẫn khí chính là: voc = 10m/s

Đường kính ống chính D=√ 4×Q kk

voc×π=√ 4×160 .35

10×3 .14×3600=0 . 0750 m=75 .3 (mm )

Chọn loại ống kẽm 75, ống nhánh đưa khí vào đĩa sử dụng ống PVC 34 ∅ ∅

m/ Tính và chọn máy thổi khí

Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo công thức:

Hht = Hd + Hc ΣHf+ H

Trong đó:

Hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn (m);

Hc : Tổn thất cục bộ (m);

H d+H c=( λLD

+∑ξ) v2

2g. γ

L, D Chiều dài và đường kính ống dẫn (m)

V: Vận tốc chuyển động của không khí trong ống 10-15m/s. Chọn 10m/s

γ: Tỷ trọng của không khí ≈1.3 kg/m3

Σξ: Hệ số sức cản thủy lực cục bộ tra theo sách thủy lực

λ: Hệ số nhám đối với ống dẫn

λ=0.0125+ 0.011D

=0.0125+ 0.0110.075

=0.16

Tổng tổn thất Hd và Hc thường không quá 0,4m

H : chiều sâu hữu ích của bể (m), H = 3.1m

Hf : Tổn thất qua đĩa phân phối khí, m; Hf=12inH2O=0.3mH2O

Do đó áp lực cần thiết sẽ là:

Hht = 0,4 + 18x0.3 + 3.1 =8.9 mH2O =0.879 atm. Chọn Hht = 0.88 atm

n/ Công suất của máy thổi khí được tính theo công thức

Pw= G . R . T29 . 7 . n. e [( P2

P1)n

−1] , kw

Trong đó:

Pw : Công suất của máy thổi khí, kw;

G : Khối lượng của không khí mà hệ thống cung cấp trong một đơn vị thời

gian, kg/s; G =OCt = 62.8 kg/d=7.268 x 10-4 kg/s

R : Hằng số khí lý tưởng, R = 8,314;

T : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí, T = 20 + 273 = 293oK;

P1 : Áp suất tuyệt đối của không khi đầu vào, P1= 1atm;

P2 : Áp suất đầu ra, P2 = Hth + 1 = 1.8 atm;

n= k−1k

=1. 395−11 . 395

=0. 283

k : Hệ số đối với không khí, k = 1,395

e : Hiệu suất của máy thổi khí 0.7 - 0.8, chọn e = 0,7

Vậy công suất của máy thổi khí:

Pw=7 .268×10−4×8 .314×29329 . 7×0. 283×0 .7 [(1 . 8

1 )0 . 283

−1]=0 .0599 ( kw )

Chọn máy thổi khí Pw = 0.06kw

o/ Tính đường kính ống dẫn bùn vào bể

Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn:

→ Đường kính ống tuần hoàn bùn DN50

Trong đó:

Qr: lượng bùn tuần hoàn (m3/h)vb: Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện bơm (vb = 1-2 m/s). Chọn vb = 1.5 m/s

Đường ống dẫn bùn dư:

Chọn ống DN50

Trong đó:

Qw: Lưu lượng bùn dư (Qw =1.2 m3/ngày = 0.000014 m3/s)v: Vận tốc bùn trong ống. Cho v = 1m/s

3.5.1 Tính toán bơm bùn:

Lưu lượng bơm: Qb = Qr + Qw = 112.5 + 1.2 = 113.7 (m3/ngày) = 0.0013 (m3/s)

Chọn cột áp máy bơm: 8m

Công suất bơm:

Chọn công suất N = 0.5(Kw)

3.5.2 Tính toán ngăn thiếu khí:

Hàm lượng N tính theo NO-3v : 85 mg/l

Nhiệt độ thấp nhất về mùa đông: 20o C

Hàm lượng NO-3r đầu ra: 35 mg/l

Tốc độ khử NO-3 ở 20o C: ρN2,20

oC =0.1 mg/mg bùn hoạt tính Ngày

θ=VQ

=NO3 v−NO3 r

ρN 2 X= 85−35

0.1 ×3000=0.17 ngày=4.1 (h )

Thể tích ngăn thiếu khí

V TK=Q ×θ=6.25 × 4.1=25.7(m3)

Vậy kích thước làm việc của bể thiếu khí được chọn như sau:

D x R x Hlv = 3.06m x 2m x 4.2m = 25.7 m3

Vậy thể tích tổng cộng của bể aerotank

Vbể = VTK +VHK =25.7+58=83.7 (m3)

Bể hiếu khí được thiết kệ theo dạng tự chảy sang bể lắng

Bảng 3.5: Các thông số thiết kế và kích thước bể hiếu khí hỗn hợp

TT Thông số Đơn vị Giá trị1 Đơn nguyên bể 22 Lưu lượng giờ trung bình Qtb m3/h 6.253 Thể tích hữu ích Vbể m3 83.7

Thể tích ngăn thiếu khí m3 25.7Thể tích ngăn hiếu khí m3 58

4 Kích thước bể hiếu khí hỗn hợpRộng, B m 2Dài, L 10.06Sâu tổng cộng, H m 4.5

5 Chiều cao vật liệu hvl m 26 Lưu lượng không khí Qkk l/phút 1507 Số đĩa phân phối là n cái 18

3.6 Bể lắng 2:

3.6.1 Nhiệm vụ:

Tạo môi trường thuận lợi để tách phần sinh khối và phần nước trong ở trên để xả

ra nguồn tiếp nhận. Cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của

bể để bơm tuần hoàn lại bể aerotank, bùn dư dẫn vào bể chứa bùn.

3.6.2 Diện tích mặt bằng của bể lắng

S=Q(1+α )C0

C t V L

=6 .25 (1+0 . 75 )×428610000×0 .348

=13 . 47 (m2)

Trong đó:

Q: Lưu lượng nước thải bằng 150 m3/ngày = 6.25 m3/h.α: Hệ số tuần hoàn 0.75.X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotent.(X = 3000 mg/l)Ct: Nồng độ bùn hoạt tính tuần hòan. Ct = 10000 mg/l.vL: Vận tốc lắng của bề mặt phân chia (m/h) ứng với nồng độ CL.

Trong đó :

VL m/h vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL

CL =0.5 Ct =0.5 x 10000 = 5000 g/m3

Xác định vận tốc lắng theo công thức thực nghiệm

V L=V max . e−KC L. 106

=7 . e600×5000×10−6

=0. 348 m /h

Vmax = 7m/h, K = 600

Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm:

s=(1+α ) Qtb

v= 1.75×6.25

0.02×3600=0.152¿)

Trong đó:

V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD-51-84). Chọn Vtt = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s)Diện tích bể nếu kể cả buồng phân phối trung tâm:

S bể = S + s = 13.47 + 0.152 = 13.62 m2

Đường kính của bể

D=√ 4 Sbể

π=√ 4 × 13.62

3.14=4.2 m

Đường kính ống trung tâm

. Chọn d =0.5m

Tải trọng thủy lực:

a=QS= 150

13.62=11( m3

m2 ngày)

Vận tốc của nước đi lên trong bể:

v= a24

=1124

=0.46 ( mh

)

Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0.8 đường kính bể. Đường kính máng thu nước: Dmáng = 0.8 x 4.2 = 3.36 (m)

Chiều dài máng thu nước: L = 3.14 x 3.36 = 10.55 (m)

Tải trọng thu nước trên 1 mét chiều dài máng:

aL=QL

= 15010.55

=14.2(m3

mdài .ngày)

3.6.3 Xác định chiều cao bể:

Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng:

htt = V.t = 0.0005 x 1.5 x 3600 = 2.7 (m)

Trong đó:

t: Thời gian lắng, t = 1,5 giờ (điều 6.5.6 TCXD-51-84).V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng.V = 0,0005 (m/s) (điều 6.5.6 TCXD-51-84).

Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định:

Trong đó:

h2: Chiều cao lớp trung hòa (m)h3: Chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bểDbể: Đường kính trong của bể lắng, Dbể = 4.2 (m)d: Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy d = 1.2 mα : Góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ hơn 500, chọn α = 50o

hn=4.2−1.2

2tg 500=1.7 m

Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng 2.7m

Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường đường kính ống trung tâm:

D1 = hl = 1,35Dtt= 1,35 x 0.5 = 0.7 (m)

Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe và bằng: Dc = 1,3 D1 = 1,3 x 0.7 = 0.9 (m)

Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17o

Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là:

H = htt + hn + hbv = htt + (h2 + h3) + hbv = 2.7 + 1.7 + 0.3 = 4.7 (m)

Trong đó:

hbv: Khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m)

3.6.4 Kiểm tra lại thời gian lắng nước

Thể tích phần lắng:

V L=π4

( D2−d2 ) .h tt=3.14

4( 4.22−0.52) .2 .7=36.86 m3

Thời gian lắng:

t=V L

Q(1+α )= 36.86

6.25(1+0.75)=3.55(h)

Thể tích phần bùn:

Vb = F x hn x 1/3= 13.62 x 1.7 x1/3= 7.7 (m3)

Thời gian lưu bùn:

t '=V bùn

Qα+Qw

= 7.76.25×0.75+0.05

=1.6 (h )

Trong đó:

Vbùn : Thể tích phần chứa bùn (Vbùn = 7.7 m3)Qr : Lưu lượng bùn tuần hoàn:Qr = αQ = 0,75 x 150m3/ngày = 112.5m3/ngày ≈ 4.7 m3/giờ

Qw: Lượng bùn xả ra (Qw = 1.2 m3/ngày = 0.05 m3/h)Với Q = 1.6 (l/s), ống dẫn nước từ bể lắng sang bể tiếp xúc DN100

Bảng 3.6: Các thông số thiết kế và kích thước bể lắng 2

TT Thông số Đơn vị Giá trị1 Lưu lượng giờ trung bình Qtb m3/h 6.252 Thể tích hữu ích Va m3 44.53 Kích thước (mặt bằng hình tròn)

Đường kính D m 4.2Sâu tổng cộng, H m 4.7

4 Ống trung tâmĐường kính, d m 0.5Chiều cao, h m 2.7

3.7 Bể tiếp xúc:

Quá trình khử trùng để tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải trước khi thải ra môi trường. Hóa chất thường sử dụng là chlorine...

3.7.1 Khử trùng nước thải bằng Clo:

Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: (Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp,Tính toán thiết kế công trình- Lâm Minh Triết)

Trong đó:

Q: Lưu lượng tính toán của nước thải, Q = 6.25 (m3/h)

a: Liều lượng Clo hoạt tính trong Clo nước lấy theo điều 6.20.3-TCXD-51-84, nước thải sau khi xử lý sinh học hoàn toàn, a = 3g/m3

Vậy lượng Clo dùng cho 1ngày là: m = 0,45 (kg/ng) = 13.68 (kg/tháng)

Dung tích bình Clo:

V=mP

=13.681.47

=9.3 (m3 )

P: Trọng lượng riêng của Clo

Chọn thùng chứa là V = 1 m3

3.7.2 Tính toán bể tiếp xúc:

Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc được tính theo công thức:

V=Q × t=6.25× 0.5=3.125 ( m3 )

Trong đó:

Q: Lưu lượng tính toán của nước thải, Q=6.25 (m3/h)

t: Thời gian lưu nước, chọn t = 30 phút (TCVN 51-84)

Chọn chiều cao lớp nước trong bể: H = 1.5 (m)

Chiều cao bảo vệ: hbv= 0.5 (m)

Diện tích bề mặt:

F= VH

=3.1251.5

=2.1 (m2 )

Kích thước bể: F = B x L = 1m x 2.1m

Chọn diện tích 1 ngăn theo mặt bằng: F1 = B x L1 = 1 x 0.8 = 0.8 (m2)

Số ngăn trong bể tiếp xúc: n= FF1

=2.10.8

=2.6. Chọn 3 ngăn

Giữa các ngăn có bố trí vách ngăn không chịu lực xây bằng gạch, độ dày = 110mm.

Chiều dài thực tế của bể: Ltt = L + (n – 1) = 2.1 + (3 – 1)0.11 = 2.32 (m)

Bảng 3.7: Các thông số thiết kế và kích thước bể khử trùng

TT Thông số Đơn vị Giá trị1 Lưu lượng giờ trung bình Qtb m3/h 6.252 Thời gian lưu nước, t h 0.53 Thể tích hữu ích Va m3 3.1254 Kích thước (mặt bằng hình chữ nhật)5 Rộng, B m 1

Dài, L m 2.1Sâu tổng cộng, H m 2

6 Lượng clo hoạt tính cần thiết, Mtb kg/ngày 0.45

3.8 Bể chứa bùn:

Sau khi một lượng bùn tuần hoàn về bể Aerotank, do lượng bùn hoạt tính còn lại từ bể lắng 2 nhỏ (Qw = 1.35m3/ngày) vì vậy sử dụng bể chứa bùn để chứa lượng bùn còn dư. Bể chứa bùn bố trí các van xả nước tách bùn theo chiều cao bể. Bể chứa bùn có dạng hình vuông. Đáy bể được thiết kế với độ dốc 45% để thuận lợi cho quá trình tháo bùn.

Chọn thời gian lưu bùn là: t = 7 ngày.

Thể tích bể chứa bùn: V = t.Qw = 7 x 1.35 = 9.45 (m3)

Chọn kích thước bể: L x B x H = 1.8m x 1.8m x 3m

Chọn kích thước đáy bể: a x a = 0.5m x 0.5m

Chiều cao bào vệ: hbv = 0.3m

Chiều cao do độ dốc đáy bể gây ra: hđ = 2/2 x 0.45 = 0.5 (m)

Chiều cao xây dựng bể chứa bùn:

Hxd = H + hbv + hđ = 3 + 0.3 + 0.5 = 3.8 (m)

Tỷ trọng cặn: 1.005 (tấn/m3) (Trịnh Xuân Lai - 2000)

Giả sử nồng độ bùn sau khi ép là: 2%

Khối lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày:

M = 1.005 x 1.2 x 2% = 0.024 (tấn/ngày) = 24 (kg/ngày)

Khối lượng bùn sinh ra trong 2 ngày: 24 x 2 = 48 (kg)

Lượng polymer sử dụng: 5 kg/tấn bùn

Khối lượng polymer mỗi lần sử dụng : 48 x 5 x 10-3 = 0.24 (kg)

Nồng độ polymer sử dụng: 0.1%

Lượng nước sạch sử dụng:

Lưu lượng bùn thải: Qw = 1.2m3/ngày

Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 0.5 (m/s)

D=√ 4 Qπv

=√ 4×1.353.14 × 0.5× 24 ×3600

=0.007 m

Chọn D = 50 (mm)

Bảng 3.8: Các thông số thiết kế và kích thước bể chứa bùn

TT Thông số Đơn vị Giá trị1 Tổng thể tích cặn, Qw m3/d 1.352 Thời gian lưu, t day 73 Thể tích hữu ích Va m3 9.454 Kích thước (mặt bằng hình vuông)

Cạnh, A m 1.8Sâu tổng cộng, H m 3.8