Luận văn Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử ly nước ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cd-dh/file_goc_779245.pdf · doanh của

Tính toán thiết kế hệ thống xử ly nước thải khách sạn công suất 300m3/ngày đêmHà Thị Thanh Thảo – Lớp CNMT K50 - QN

Luận vănĐề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử ly nước thải khách

sạn công suất 300m3/ngày đêm

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – ĐHKBHN. Tel: (84.4)8681686 – Fax: (84.4)86935511


MỤC LỤCDANH MỤC HÌNH......................................................................................................4 ....................................................................................................................................... 5LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................5Chương1 : Tổng quan chung về nước thải sinh hoạt và các vấn đề môi trường từ

nước thải sinh hoạt.......................................................................................................61.1.Tổng quan chung về hoạt động kinh doanh khách sạn ở nước ta .....................................6

1.2.4.Các tác động khác.....................................................................................................101.3.Nhu cầu sử dụng nước của khách sạn và phát sinh nước thải.........................................101.4.Tính chất của nước thải sinh hoạt và ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đối với môi trường.....................................................................................................................................11

1.4.1.Tính chất của nước thải sinh hoạt ........................................................................111.4.2.Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đối với môi trường .........................................16

1.4.2.1. nh h ng c a ch t h u c đ i v i sinh v t th y sinh Ả ưở ủ ấ ữ ơ ố ớ ậ ủ ...................................16

1.4.2.2. nh h ng c a vi khu n trong n c th i sinh ho t đ i v i con ng i Ả ưở ủ ẩ ướ ả ạ ố ớ ườ ..........17

1.4.2.3. nh h ng c a ch t t y r a đ i v i môi tr ngẢ ưở ủ ấ ẩ ử ố ớ ườ ...............................................19

1.4.2.4. nh h ng c a ch t dinh d ng trong n c th i sinh ho t Ả ưở ủ ấ ưỡ ướ ả ạ ...........................19

1.4.2.5. nh h ng c a các ch t l l ngẢ ưở ủ ấ ơ ử .......................................................................20

2.1.Các phương pháp tiền xử lý ( xử lý sơ bộ ).....................................................................222.1.1. Song chắn rác ..........................................................................................................222.1.2.Bể lắng cát [ (95-8) ].................................................................................................222.1.3.Bể thu dầu mỡ [( 53-6) ]...........................................................................................232.1.4.Bể điều hòa [ (41-7 )]................................................................................................232.1.5. Bể keo tụ..................................................................................................................24

2.2.Các phương pháp xử lý các chất hữu cơ (COD,BOD)....................................................252.2.1.Xử lý sinh học bàng phương pháp kị khí..................................................................252.2.2.Xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí .............................................................28

2.3.Các phương pháp khử các chất dinh dưỡng ( hợp chất Nitơ và Phốtpho ) .....................332.3.1 .Khử nito bằng phương pháp sinh học [ (150- 6)]....................................................332.3.2.Khử photpho bằng phương pháp sinh học ...............................................................34

2.4.Các phương pháp khử trùng ( loại bỏ vi sinh vật) [ (233- 7)]..........................................34 ................................................................................................................................ 36Chương 3 :Phân tích lựa chọn công nghệ xử ly nước thải khách sạn.....................36

3.1. Số liệu thiết kế và tiêu chuẩn thải (QCVN 14 - 2008)....................................................363.2.Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp...............................................373.3. Giới thiệu một số công nghệ và sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải sinh hoạt ở các thành phố của nước ta......................................................................................................................38

3.3.1. Các công trình..........................................................................................................383.3.2. Phân tích một số công nghệ sinh học thường sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt............................................................................................................................................39

3.3.2.1. Công ngh A/Oệ ..................................................................................................39

3.3.2.2. Công ngh Bardenphoệ ......................................................................................40

3.3.2.3. Công ngh Phoredoxệ ........................................................................................40



3.3.2.4. Công ngh UCTệ ................................................................................................41

3.3.2.5. Công ngh Biodenphoệ ......................................................................................41

3.3.2.6. Công ngh AAOệ ................................................................................................42

3.3.2.7. Công ngh Aeroten ho t đ ng gián đo n theo m (SBR)ệ ạ ộ ạ ẻ ...............................42

3.3.2.8. Công ngh y m khí UASB – hi u khí aeroten – đĩa l c sinh hoc RBCệ ế ế ọ ..........42

3.4. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải khách sạn ...........................................433.5. Thuyết minh dây chuyền công nghệ xử lý nước thải......................................................44Chương 4 : Tính toán các công trình và thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải

khách sạn.....................................................................................................................494.1.Tính toán các công trình xử ly sơ bộ ..............................................................................49

4.1.1.Tính bể thu dầu mỡ từ khu vực bếp: ........................................................................494.1.2.Tính toán hố thu nước sau các nhà vệ sinh từ các phòng trong khách sạn ..............514.1.3.Tính toán bể lắng kết hợp với keo tụ sau bộ phận giặt là :.......................................52

4.1.3.1.Tính toán b đi u ch dung d ch:ể ề ế ị ......................................................................53

4.1.3.2.Tính toán b ph n ng và l ngể ả ứ ắ ..........................................................................57

4.2.Tính toán thiết bị chính của hệ thống xử ly chung nước thải khách sạn.........................594.2.1.Mương dẫn nước thải................................................................................................594.2.2. Song chắn rác...........................................................................................................604.2.3.Máy nghiền ..............................................................................................................634.2.4.Hố thu gom nước thải...............................................................................................664.2.5.Bể điều hòa lưu lượng ..............................................................................................664.2.6.Bể yếm khí UASB....................................................................................................684.2.7.Tính toán bể hiếu khí Aeroten..................................................................................794.2.8. Bể lắng thứ cấp .......................................................................................................854.2.9.Bể chứa bùn..............................................................................................................894.2.10.Trống sinh hoc ( đĩa sinh học RBC).......................................................................904.2.11. Khử trùng:..............................................................................................................93

4.3.Tính toán thiết bị phụ của hệ thống xử ly chung nước thải khách sạn............................974.3.1. Tính bơm nước thải từ hố thu gom sang bể điều hoà..............................................974.3.2. Tính bơm nước thải từ bể điều hoà sang bể yếm khí UASB.................................1014.3.3. Tính bơm bùn ........................................................................................................1074.3.4.Máy nén khí cho bể Aerotank ................................................................................110

4.4. Tính toán giá thành xây dựng và chi phí xử lý nước thải.............................................119KẾT LUẬN...............................................................................................................122TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................124

Bảng 2. 1:Các đặc tính của đĩa sinh học ..................... Error: Reference source not found Bảng 3. 1 :Các thông số thiết kế và tiêu chuẩn thải .... Error: Reference source not found Bảng 4. 1 Thông số ô nhiễm và giới hạn cho phép ..... Error: Reference source not found Bảng 4. 2: Các thông số vào hệ thống xử lý chính là :Error: Reference source not found Bảng 4. 3 Thông số nước thải đầu vào bể UASB. ....... Error: Reference source not found Bảng 4. 4: Thông số vận hành bể UASB ................... Error: Reference source not found



Bảng 4. 5 : Bảng các thông số ra khỏi UASB: ............ Error: Reference source not found Bảng 4. 6 : Các thông số ra khỏi bể hiếu khí aeroten là : . . . Error: Reference source not foundBảng 4. 7 : Bảng các số liệu cơ bản để thiết kế bể RBC ..... Error: Reference source not foundBảng 4. 8 : Các thông số đầu vào RBC ....................... Error: Reference source not found Bảng 4. 9 : Các thông số ra khỏi RBC ......................... Error: Reference source not found Bảng 4. 11 :Thành phần nước thải sau khi đi qua hệ thống xử ly ........... Error: Reference source not foundBảng 4. 12 : Bảng chi phí xây dựng và mua trang thiết bị choHTXLNT...................116

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 .Qúa trình A/O.................................................................................................37Hình 3.2.Quá trình Bardenpho.......................................................................................37Hình 3.3 Quá trình Phoredo............................................................................................38Hình 3.4. Quá trình UCT................................................................................................39 Hình 3.5. Quá trình Biodenpho......................................................................................39Hình 3.6 Quá trình AAO................................................................................................40Hình 3.7Qúa trình UASB – aeroten – trống sinh học....................................................40Hình 4. 1 Thiết bị tách dầu ......................................................................................47Hình 4. 2 : Sơ đồ công trình chuẩn bị dung dịch phèn..................................................50Hình 4. 3 : Cánh khuấy mái chèo 2 thanh phẳng...........................................................52Hình 4.4 : Song chắn rác................................................................................................59Hình 4.5.Máy nghiền......................................................................................................62Hình 4.6.Sơ đồ cấu tạo UASB........................................................................................66Hình 4.7.Máng răng cưa.................................................................................................76Hình 4.8.Sơ đồ làm việc của aeroten .............................................................................77Hình 4.9.Bể lắng đứng....................................................................................................84Hình 4.10. Miệng xả nước từ ống trung tâm vào bể lắng đứng.....................................85Hình 4.11.Sơ đồ nguyên tắc hoạt động khử trùng.........................................................92



LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm vừa qua nền kinh tế nước ta có những bước phát triển nhảy vọt .

Để có được những thành tựu như vậy là có phần đóng góp không nhỏ của ngành Du

Lịch Viêt Nam ,một trong những ngành mà Việt Nam rất có ưu thế nhờ vào điều kiện Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – ĐHKBHN. Tel: (84.4)8681686 – Fax: (84.4)8693551

5


tự nhiên ưu đãi, nhờ danh lam thắng cảnh và hàng loạt các công trình kiến trúc cổ mà

khó có nơi nào sánh đựơc

Gắn liền với sự phát triển của ngành du lịch là sự phát triển của các khách sạn .Du

lịch nói chung và kinh doanh khách sạn nói riêng đã đem lại thu nhập lớn cho xã

hội,góp phần xóa đói giảm nghèo.

Bên cạnh sự phát triển của khách sạn thì lượng nước thải sinh hoạt tạo ra hằng ngày

lớn với hàm lượng các chất hữu cơ cao và nếu không được xử ly sẽ gây ô nhiễm nguồn

tiếp nhận là các sông hồ ,gây mất mỹ quan và ảnh hưởng đến sưc khỏe của cộng đồng

dân cư xung quanh nguồn tiếp nhận .Điều đó sẽ ảnh hưởng lại chính hoạt động kinh

doanh của khách sạn.Do đó xử ly nước thải khách sạn là điều cần thiết

Để hiểu biết rõ hơn về vấn đề nước thải sinh hoạt từ các khách sạn em quyết định

chọn đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống xử ly nước thải khách sạn công suất

300m3/ngày đêm” .

Đồ án gồm những nội dung chính sau :

- Tổng quan chung về nước thải sinh hoạt và các vấn đề môi trường từ nước thải sinh hoạt

- Tổng quan về các công nghệ xử ly nước thải sinh hoạt

- Lựa chọn công nghệ xử ly nước thải khách sạn

- Các kết quả tính toán thiết kế

- Tính toán chi phí xử ly nước thải

Chương1 : Tổng quan chung về nước thải sinh hoạt và các vấn đề môi trường từ nước thải sinh hoạt

1.1.Tổng quan chung về hoạt động kinh doanh khách sạn ở nước ta Trong những năm vừa qua nền kinh tế nước ta có những bước phát triển nhảy

vọt ,vị thế của Việt Nam trên trường quốc tế không ngừng đuợc nâng cao thể hiện qua

những hội nghị lớn của khu vực và quốc tế đã đuợc tổ chức rất thành công ở nuớc ta.

Để có được những thành tựu như vậy là có phần đóng góp không nhỏ của ngành Du

Lịch Viêt Nam ,một trong những ngành mà Việt Nam rất có ưu thế nhờ vào điều kiện Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – ĐHKBHN. Tel: (84.4)8681686 – Fax: (84.4)8693551

6


tự nhiên ưu đãi, nhờ danh lam thắng cảnh và hàng loạt các công trình kiến trúc cổ mà

khó có nơi nào sánh đựơc

Du lịch mang lại thu nhập ngày một lớn cho xã hội. Hoạt động du lịch thu hút sự

tham gia của các thành phần kinh tế và mọi tầng lớp nhân dân mang lại thu nhập không

chỉ cho những đối tượng trực tiếp kinh doanh du lịch mà gián tiếp đối với các ngành

liên quan, xuất khẩu tại chỗ và tạo thu nhập cho các cộng đồng dân cư địa phương.

Hiệu quả kinh tế - xã hội của hoạt động du lịch ngày càng rõ nét, góp phần xóa

đói giảm nghèo và làm giàu cho xã hội.

Hiện Việt Nam có trên 7.000 điểm cho thuê phòng bao gồm khách sạn, nhà nghỉ, nhà

trọ... với tổng số 140.000 phòng. Trong số này có 25 khách sạn 5 sao, 64 khách sạn 4

sao, 135 khách sạn 3 sao, còn lại là khách sạn 1 hoặc 2 sao [3]

Xét ở tại thành phố Hồ Chí Minh : Hiện nay Thành phố Hồ Chí Minh có 641 khách sạn

với 17.646 phòng. Phục vụ những khách cao cấp, thành phố có 11 khách sạn 5 sao,

gồm: Caravelle, Sheraton, Moevenpick (Omni cũ), New World, Equatorial, Legend,

Renaissance Riverside, Windsor Plaza, Sofitel Plaza, Park Hyatt, Majestic với tổng

cộng 3.592 phòng. Hầu hết các khách sạn này đều do những tập đoàn quốc tế như

Accor, Furama, Mariot hay Shareton quản lý và tập trung nhiều nhất tại Quận 1. Bên

cạnh đó thành phố còn 8 khách sạn 4 sao với 1.281 phòng, 20 khách sạn 3 sao với

1.621 phòng. Do sự phát triển của du lịch, số phòng cao cấp tại thành phố hiện đang

thiếu trầm trọng. Mặc dù nhiều nhà đầu tư có ý định xây dựng tiếp các khách sạn sạng

trọng tại Thành phố Hồ Chí Minh nhưng họ lại gặp khó khăn trong việc tìm địa điểm.

Theo dự kiến, đến năm 2020, thành phố sẽ có thêm 10 nghìn phòng 4 hoặc 5 sao. [2]

Theo công bố mới nhất của chương trình khảo sát ngành kinh doanh khách sạn

năm 2007 do Công ty TNHH Grant Thornton Việt Nam thực hiện, so với báo cáo phát

hành vào năm 2005, tổng số khách sạn trong nước tăng 147%; số phòng tăng 210%;

công suất phòng bình quân từ năm 2003 đến 2007 cũng thể hiện xu thế tăng với tỷ lệ

142%.[3]

Bảng 1. 1 : Danh sách khách sạn ở Hà Nội

Loại khách sạn Số lượng

Khách sạn cao cấp

- Hạng 5 sao

- Hạng 4 sao

9

13



Khách sạn chất lượng cao Khoảng 50

Khách sạn đạt tiêu chuẩn Trên 100

( từ www.hanoihotel.com.vn )

Thực trạng sự phát triển của ngành du lịch và khách sạn là rất đáng mừng cho

nền kinh tế đất nước.Tuy nhiên, điều đặc biệt cần quan tâm tới đó là lượng nước thải từ

các khách sạn này chứa các chất hữu cơ và chất rắn do các hoạt động sinh hoạt của

khách sạn như : nấu ăn,giặt giũ,vệ sinh sàn và nhà tắm…Hàm lượng các chất này cao

và với lưu lượng lớn sẽ gây ô nhiễm cho nguồn tiếp nhận ( sông,hồ…) Đặc biệt là khi

nguồn tiếp nhận là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho người dân thì nguồn này cần

được bảo vệ để không bị ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng thấp bởi các chất gây ô nhiễm này

Vì vậy ,việc xử lý nước thải của khách sạn là cần thiết và rất cấp bách .Tuy

nhiên khách sạn nằm trong khu vực dân cư đông đúc nên việc tận dụng hiệu quả diện

tích đất là việc cần phải quan tâm ,hay nói một cách khác xây dựng một công trình xử

lý nước thải sao cho thật hiệu quả ,kinh tế và ít tốn diện tich nhất là một vấn đè cần đầu

tư nghiên cứu them

1.2.Các vấn đề môi trường phát sinh từ hoạt động kinh doanh khách sạn

Những hoạt động từ khách sạn gây phát thải khí vào môi trường không khí gồm

có : hoạt động đốt cháy phục vụ nồi hơi, hoạt động từ các phương tiện giao thông ra

vào khách sạn ,hoạt động của hệ thống điều hoà không khí ,hoạt động đun nấu trong

khách sạn

Nước thải từ phòng khách, nhà bếp,và từ khu giặt là nếu không được xử lý triệt

để sẽ là nguồn gây ô nhiễm cho nguồn tiếp nhận

Nguồn gây ô nhiễm tiếng ồn chủ yếu là từ các phương tiện giao thông ra vào

khách sạn Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ nhà bếp ,phòng nghỉ của khách ,văn

phòng

1.2.1.Khí thải và tiếng ồn


http://www.hanoihotel.com.vn/


Nồi hơi : mục đích của hệ thống nồi hơi là cấp hơi cho hệ thống giặt là ,cung cấp nước nóng sử dụng trong khách sạn và hệ thống nước nóng tuần hoàn cho khu vực trung tâm

Các phương tiện giao thông ra vào khách sạn cũng là nguyên nhân gây nên phát thải khí trong khu vực khách sạn

Các loại khí phát thải từ hoạt động đun nấu được coi là không đáng kể do khách sạn sử dụng ga

Tiếng ồn phát sinh chủ yếu từ các phương tiện giao thông ra vào khách sạn

Tiếng ồn còn phát sinh từ các phòng máy nén lạnh ,công suất lớn,tuy nhiên các phòng máy này đều có tường cách âm và lắp đặt ống giảm âm

Phần phát thải khí chủ yếu là từ hoạt động đốt nhiên liệu phục vụ nồi hơi

Ảnh hưởng từ các hệ thống điều hòa không khí

1.2.2.Chất thải rắn

Chất thải rắn của khách sạn chủ yếu phát sinh từ phòng nghỉ của khách và từ nhà

bếp

Hằng ngày khách sạn thải ra khoảng 300 -400 kg chất thải rắn.

- Các loại chất thải rắn phát sinh từ phòng nghỉ của khách thường là giấy ,vỏ

hộp,chai lọ.

- Chất thải rắn phát sinh từ nhà bếp thường là rác hữu cơ như thức ăn thừa

,rau,vỏ đồ hộp ,chai lọ.Các loại thức ăn thừa được đưa vào phòng lạnh để bảo

quản trước khi vận chuyển đi nhằm giảm sự phân hủy và bốc mùi

- Chất thải rắn phát sinh từ văn phòng gồm có giấy.Các chất thải này không gây

ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

1.2.3.Nước thải

Những hoạt động từ khách sạn có ảnh hưởng tới môi trường nước đã được xác

định là hoạt động của các phòng khách ,nhà bếp,khu giặt là.

- Nước thải tại khu nhà bếp sẽ có hàm lượng dầu mỡ động thực vật cao và các

hóa chất tẩy rửa),lượng nước này nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm nghiêm

trọng cho môi trường.

- Nước thải từ hoạt động vệ sinh chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh

- Nước thải từ bộ phận giặt l



1.2.4.Các tác động khácTrong quá trình hoạt động của khách sạn có thể sẽ phát sinh những sự cố như

cháy nổ bình ga ,chập điện,sét đánh..

1.3.Nhu cầu sử dụng nước của khách sạn và phát sinh nước thải

Nước của khách sạn thường được cấp từ hệ thống cấp nước của thành

phố.Nguồn nước này được cung cấp để phụ vụ bếp ,các phòng khách, khu giặt là, khu

bể bơi, giải trí.

Theo tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt ở nước ta hiện nay từ 120 – 180

l/người.ngày.Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt thường lấy bằng 90 – 100 %

tiêu chuẩn nước cấp [8- 3]. Ngoài ra lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư còn phụ

thuộc trang thiết bị nhà ở ,đặc điểm thời tiết khí hậu và tập quán sinh hoạt của người

dân.

Đối với khách sạn lượng nước thải có thể ước tính khoảng bằng 85 % lượng

nước sử dụng

Hoạt động của các khách sạn thường đông khách vào các tháng 12,1,2,3,7,8,9,

với số lượng khách có thể lên đến 400 khách/ngày (đối với khách sạn 5 sao,qui mô trên

300 phòng ).Lượng khách đến ít nhất vào khooảng 100 khách/ngày vào các tháng

4,5,6. Ngoài lượng nước cung cấp cho khách và nhân viên khách sạn , nước còn được

cung cấp cho các hoạt động khác như bếp, bể bơi, khu giặt là do đó mà lượng nước

cung cấp lớn và lượng nước thải nhiều.

Dưới đây là bảng số liệu sử dụng nước và lượng nước thải từ một khách sạn 5

sao ( qui mô trên 300 phòng ):

Bảng 1. 2 : Nhu cầu sử dụng nước của khách sạn Tháng Tổng lượng nước

sử dụng ( m3/tháng)

Lượng nước sử dụng ( m3/ngày )

Ước tính lượng nước thải ( m3/ngày) (= 85% lượng

nước sử dụng )Tháng 5/2008 9422 314 266Tháng 6/2008 10658 355 301Tháng 7/2008 7037 234 198Tháng 8/2008 7384 246 209Tháng 9/2008 8430 281 238

(số liệu dẫn chứng từ khách sạn 5 sao intercontinental 2008 )

Từ bảng sử dụng nước trên cho thấy lượng nước thải phát sinh ra trong một

ngày ở một khách sạn năm sao là rất lớn,lượng nước thải từ khách sạn chứa chất hữu



cơ và chất rắn do hoạt động sinh hoạt của du khách và các hoạt động của khách sạn

như : nấu ăn, giặt giũ ,vệ sinh sàn và nhà tắm…Hàm lượng các chất này cao và lưu

lượng lớn sẽ gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận ( sông,hồ..).Đặc biệt là khi nguồn tiếp nhận

là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho người dân thì nguồn này cần được bảo vệ không

để bị ảnh hưởng của các chất ô nhiễm này

1.4.Tính chất của nước thải sinh hoạt và ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đối với môi trường

1.4.1.Tính chất của nước thải sinh hoạt Các loại nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con

người. Một số hoạt động dịch vụ hay công cộng như bệnh viện ,trường học,nhà

ăn,khách sạn … cũng có thành phần và tính chất tương tự như nước thải sinh

hoạt . Để tiện cho việc lựa chọn dây chuyền công nghệ và tính toán các công trình

xử lý nước thải, nước thải sinh hoạt được phân loại theo nguồn nước thải của các

ngôi nhà bao gồm : nước phân, nước tiểu,nước tắm giặt,nước thải từ nhà bếp,các

loại nước thải khác

• Nước thải không chứa phân,nước tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bị nhà

vệ sinh như bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt .Loại nước này chứa chủ yếu chất

lơ lửng,chất tẩy rửa thưòng được gọi là “nước xám”.Nồng độ các chất hữu cơ

trong loại nước thải này thấp và thường khó phân huỷ sinh học.Trong nước thải

chứa nhiều tạp chất vô cơ.

• Nước thải từ phân,nước tiểu từ các khu vệ sinh còn được gọi là nước “đen

“.Trong nước thải chứa vi khuẩn gây bệnh và dễ gây mùi hôi thối.Hàm lượng

các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng như nitơ và phốtpho cao.Các loại nước

thải này thường nguy hiểm cho các sinh vật, sức khoẻ con người và dễ làm bẩn

nguồn nước mặt .Tuy nhiên chúng thích hợp cho làm phân bón hoặc tạo khí

sinh học .

• Nước thải từ nhà bếp chứa các chất dầu mỡ và phế thải thực phẩm từ nhà bếp

và máy rửa bát.Lượng nuớc thải này chứa nhiều chất hữu cơ và các chất dinh

dưỡng khác .Ở một số nơi người ta thường nhóm hai loại nuớc thải sau thành

một loại và thường gọi là nước đen.

Thành phần nước thải Nước thải là hệ đa phân tán thô bao gồm nước và các chất bẩn .Các chất bẩn

trong nước thải sinh hoạt có nguồn gốc từ các hoạt động của con người .Các chất bẩn



này với thành phần hữu cơ và vô cơ ,tồn tại dưới dạng cặn lắng ,các chất rắn không

lắng được và các chất hòa tan .

Bảng 1. 3:Khối lượng chất bẩn có trong nước thải sinh hoạt ,g/người.ngày [9-6]Thành phần Cặn lắng Chất rắn không

lắngChất hòa tan Tổng cộng

Hữu cơ 30 10 50 90Vô cơ 10 5 75 90

Tổng cộng 40 15 125 180Để tính toán thiết kế các công trình xử lý ,người ta thường xem xét các thành phần

sau đây của nước thải sinh hoạt :

Các chất rắn ( chủ yếu là các chất lơ lửng)

Các chất hữu cơ ( chủ yếu là các chất có thể phân hủy sinh học )

Các chất dinh dưỡng ( các hợp chất nito và phốtpho )

Các vi sinh vật gây bệnh

Trong nước thải sinh hoạt .các chất hữu cơ chủ yếu là cacbonhydrat(CHO) như là

đường,xenlulozo,các chất và dầu mỡ như là axit béo dễ bay hơi ,các chất đạm như là

axit amin .amoni và ure.Do việc khó khăn trong việc xác định các thành phần hữu cơ

riêng biệt nên người ta thường xác định tổng các chất hữu cơ trong qua lượng oxi tiêu

thụ (COD,BOD)

Trong nước thải sinhh hoạt nitơ tồn tại dưới dạng vô cơ ( 65%) và hữu cơ

( 35%).Nguồn nitơ chủ yếu là từ nước tiểu .Mỗi người trong một ngày xả vào hệ thống

thoát nước 1,2 lít nước tiểu tương đương với 12g nitơ tổng số .Trong đó, nitơ amoni

(N-CO(NH2)2 là 0,7g,còn lại là các loại nitơ khác.Ure thường được amoni hóa

Trong nước thải phốtpho tồn tại dưới dạng photpho hoạt tính –orthophotphat ( 60%)

và photpho hữu cơ (40%).Các nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu ( chủ yếu N và P ) sẽ

thúc đẩy quá trình tăng sinh khối của thực vật ,đặc biệt là các loài tảo và có thể dẫn tới

hiện tượng phú dưỡng trong nguồn tiếp nhận nước thải

Nước thải sinh hoạt giàu chất hữu cơ và chất dinh dưỡng ,vì vậy nó là nguồn để

các loài vi khuẩn ,trong đó có các loài vi khuẩn gây bệnh phát triển .Trong nước thải đô

thị tổng số coliform từ 106 đến 109 MPN/100ml,fecal coliform từ 104 – 107 MPN/100ml

Các loại vi khuẩn gây bệnh ,trứng giun sán ..có nguồn gốc từ chất thải trực tiếp

của con người và tồn tại lâu trong nước thải .Các dạng vi khuẩn coli thường tồn tại

song song với vi khuẩn gây bệnh nên người ta thường dùng chỉ tiêu tổng số vi khuẩn

dạng coli để đánh giá tình trạng vệ sinh của nước,Trong nước thải sinh hoạt vi khuẩn



coli có nguồn gốc từ các hoạt động và chất thải của con người là Fecal coliform

(FC).Số (FC) trong nước thải sinh hoạt có thể từ 105 – 108 /100ml.Ngoài coliform

,người ta còn dùng một số loại vi rút,thực thể khuẩn ,động vật nguyên sinh … để đánh

giá chất lượng vệ sinh của nguồn nước và nước thải

Bảng 1. 4: Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư BOD5 của nước thải chưa lắng

Chỉ tiêu Trong khoảng Trung bìnhTổng chất rắn (TS) ,mg/l- Chất rắn hòa tan (TDS) ,mg/l- Chất rắn lơ lửng ( SS) ,mg/l

350-1200250-850100-350

720500220

BOD5 ,mg/l 110-400 220Tổng Nitơ ,mg/l- Nitơ hữu cơ ,mg/l- Nitơ amoni, ,mg/l- Nitơ nitrat ,mg/l- Nitơ nitrit ,mg/l

20-858-35

12-500,1-0,40-0,1

4015250,20,05

Clorua,mg/l 30-100 50Độ kiềm,mg CaCO3/l 50-200 100Tổng phốt pho ,mg/l 8Tổng chất béo ,mg/l 50-150 100

( nguồn : Metcalf & Eddy,Wastewater EngineeringTreatment ,Disposal, Reuse,

Fourth Edition ,2004 )

Bảng 1. 5: Tiêu chuẩn nước thải và lượng chất bẩn trong đó tính cho một người ở một số nước [(12-6)]

Tên nước Tiêu chuẩn thải nướcl/ng.ngày

Chất lơ lửngg/ng.ngày

BOD5

g/ng.ngàyAnhPháp

BỉHà lanĐức

Thụy sỹMỹ

Thụy điểnNga

100-200150-200100-150

100100-250200-350350-500300-500100-500

90-10060-80

909090909010065

54-6554-6554-6554-6554-6575-80

808035

Bảng 1. 6: Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt từ các ngôi nhà hoặc cụm dân cư độc lập [ (12-6)]

Thông số Tải lượng ,g/người.ngày Nồng độ*,mg/l



- Tổng chất rắn- Các chất rắn dễ bay hơi- Cặn lơ lửng- Cặn lơ lửng dễ bay hơi- BOD5

- COD- Tổng nito- Nito amoni- Photphat ( tính theo photpho)- Tổng coliform- Fecal coliform

115-11765-8535-5025-4035-50

115-1256-171-33-51-4

1011 – 4.1012**

680-1000380-500200-290150-240200-290680-73035-1006-18

18-296-24

108- 1010***

107- 109***

Ghi chú: * : nồng độ tính theo tiêu chuẩn thải nước là 170 l/người ngày

**: số coliform

***: số coliform /100ml

Trong quá trình sinh hoạt ,con người xả vào hệ thống thoát nước một lượng chất bẩn

nhất định ,phần lớn là các loại cặn ,các chất hữu cơ ,các chất dinh dưỡng .Ở nước ta

,trên cơ sở 20TCN 51-84 đã đề nghị đưa vào tiêu chuẩn xây dựng mới TCXD 51:2006

những qui định về lượng chất bẩn tính cho một người dân đô thị xả vào hệ thống thoát

nước trong một ngày như trong bảng sau

Bảng 1. 7: Lượng chất bẩn một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước [9-27]

Các chất Giá trị ( g/ng.ngày )- Chất lơ lửng 60 – 65- BOD5 của nước thải chưa lắng 65- BOD5 của nước thải đã lắng 30 – 35- Nitơ amôn 7- Phốt phát 1.7- Clorua 10- Chất hoạt động bề mặt 2 – 2.5

Đặc điểm nước thải sinh hoạt

Thành phần nước thải được xác định bằng phương pháp hoá lý,vi sinh

• Đặc điểm vật lý

Theo trạng thái vật lý ,các chất bẩn trong nước thải được chia thành:

- Các chất không hoà tan ở dạng lơ lửng ,kích thước lớn 10 -4 mm ,có thể dạng

huyền phù ,nhũ tương hoặc dạng sợi ,giấy ,vải ,cây cỏ

- Các chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng 10 -4 đến 10-6 mm



- Các chất bẩn dạng tan có kích thuớc nhỏ hơn 10-6 mm có thể ở dạng phân tử

hoặc phân ly thành ion

Nước thải sinh hoạt thưòng có mùi hôi khó chịu do khi vận chuyển trong cống sau

2 – 6 giờ xuất hiện khí hydrosunfua nồng độ chất bẩn trong nứoc thải có thể đậm đặc

hoặc loãng tuỳ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nứoc sinh hoạt

• Đặc điểm hóa học

Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 – 60 % tổng các chất .Các chất

hữu cơ này bao gồm chất hữu cơ thực vật :cặn bã thực vật, hoa quả, giấy .. và các chất

hữu cơ từ động vật như : chất thải bài tiết của con người .Chất thải hữu cơ trong nước

thải theo đặc tính hóa học chủ yếu là protein (chiếm 40 – 60 %),hydrocacbon ( 25 – 50

%),chất béo ,dầu mỡ (10%).Urê cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước thải.Nồng

độ chất hữu cơ trong nước thải được xác định thông qua chỉ tiêu COD,BOD. Bên cạnh

các chất trên trong nước thải còn chứa các liên kết hữu cơ tổng hợp,chất hoạt động bề

mặt mà điển hình là chất tẩy tổng hợp rất khó xử lý sinh học và gây nên hiện tượng sủi

bọt trong các trạm xử lý nước thải và trên nước mặt – nguồn tiếp nhận

Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 – 42 % bao gồm :cát ,sỏi,các axit và bazo

vô cơ…Nước thải chứa các hợp chất hóa học dạng vô cơ như :sắt, magie, canxi,

silic.Nước thải vừa ra thường có tính kiềm,nhưng dần dần trở nên axit vì thối rữa

• Đặc điểm sinh vật ,vi sinh vật

Nước thải sinh hoạt chứa vô số sinh vật ,chủ yếu là vi sinh với số lượng từ 105 –

106 tế bào trong 1 ml.Nguồn chủ yếu đưa vi sinh vào nước thải là phân,nước tiểu và đất

cát

Tế bào vi sinh vật hình thành từ chất hữu cơ,tập hợp vi sinh có thể coi là một

phần của tổng hợp chất hữu cơ trong nước thải .Phần này sống,hoạt động tăng truởng

để phân huỷ chất hữu cơ còn lại của nước thải

Vi sinh trong nước thải thường đựoc phân biệt theo hình dạng.Vi sinh trong

nước thải chia làm 3 nhóm : vi khuẩn, nấm và nguyên sinh động vật

Vi khuẩn dạng nấm : kích thứoc lớn hơn vi khuẩn và không có vai trò

trong quá trình phân huỷ ban đầu chất hữu cơ trong quá trình xử lý nứoc

thải

Vi khuẩn dang nấm phát triển thường kết thành lưới nổi trên mặt nước gây

cản trở dòng chảy và quá trình thuỷ động học



Nguyên sinh động vật đặc trưng bằng một vài giai đoạn hoạt động trong

quá trình sống của nó.Thức ăn chính của nguyên sinh động vật là vi khuẩn

cho nên chúng là chất chỉ thị quan trọng thể hiện hiệu quả xử lý các công

trình xử lý nước thải sinh học

Nước thải sinh hoạt là hỗn hợp phức tạp thành phần các chất ,trong đó chất bẩn

thuộc nguồn gốc hữu cơ thường tồn tại dưới dạng không hoà tan ,dạng keo,dạng hoà

tan .Thành phần và tính chất của chất bẩn phụ thuộc vào mức độ hoàn thiện của thiết

bị ,trạng thái làm việc của hệ thống mạng lưới vận chuyển ,tập quán sinh hoạt của

người dân ,mức sống xã hội , điều kiện tự nhiên …

Khi tính công trình xử lý chung cho nước thải người ta căn cứ vào chất nhiễm

bẩn trong nước hoặc căn cứ vào tiêu chuẩn cho phép xả thải nước thải sản xuất vào hệ

thống thoát nước

1.4.2.Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đối với môi trường

1.4.2.1.Ảnh hưởng của chất hữu cơ đối với sinh vật thủy sinh

Chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học và các chất tiêu thụ oxy trong nước thải

sinh hoạt làm suy kiệt hàm lượng oxy hòa tan trong nước do trong nước thải sinh hoạt

bị ô nhiễm hữu cơ đòi hỏi lượng oxy cao cung cấp cho vi khuẩn tự làm sạch .Điều này

dẫn đến hệ sinh thái dưới nước bị ảnh hưởng.Tôm ,cá bị thiếu oxy sẽ làm chết làm

giảm sản lượng đánh bắt.Ngoài ra ,sản phẩm từ sự phân hủy các chất hữu cơ còn có thể

là chất độc đối với sinh vật thủy sinh

Dựa vào đặc điểm dễ bị phân hủy do vi sinh vật có trong nước thải sinh hoạt ta có

thể phân các chất hữu cơ như sau :

- Chất hữu cơ dễ bị phân hủy : đó là các hợp chất protein,hydratcacbon,chất

béo…Trong thành phần các chất hữu cơ từ nước thải sinh hoạt khoảng 40 – 60

% protein,25 – 50 % hydratcacbon.10% chất béo.Các hợp chất này chủ yếu làm

suy giảm oxy hòa tan trong nước

- Chất hữu cơ khó bị phân hủy : các chất này thuộc các chất hữu cơ có vòng thơm

,các chất đa vòng ngưng tụ ,các hợp chất clo hữu cơ,photpho hữu cơ…Trong số

các chất này hầu hết đều có tính độc đối với sinh vật và con người .Chúng tồn

lưu lâu dài trong môi trường và cơ thể sinh vật gây độc tích lũy và ảnh hưởng

nghiêm trọng



1.4.2.2.Ảnh hưởng của vi khuẩn trong nước thải sinh hoạt đối với con người Trong nước thải sinh hoạt rất giàu các chất hữu cơ ,gồm 3 nhóm chất protein

(chiếm 40 – 60 %),hydrocacbon ( 25 – 50 %),chất béo ,dầu mỡ (10%).Protein là

polime của acid amin ,là nguồn dinh dưỡng chính cho vi sinh vật .Hydratcacbon là các

chất đường bột và xenlulo .Tinh bột và đường rất dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật,còn

xenlulozo bị phân hủy chậm hơn.Chất béo ít tan và vi sinh vật phân hủy rất chậm .Số

lượng vi sinh vật ,chủ yếu là vi khuẩn có trong nước thải rất lớn ( khoảng 10 5 – 109 tế

bào /ml).Ngoài việc chúng đóng vai trò phân hủy các chất hữu cơ ,cùng với các chất

khoáng khác dùng làm chất nuôi tế bào vi khuẩn và đồng thời làm sach nước thải

,chúng còn chứa một số vi khuẩn gây bệnh (ecoli,coliform .,,).Các loài vi sinh vật gây

bệnh hiện hữu trong nước thải góp phần làm cho các bệnh ,đặc biệt là các bệnh về

đường ruột ( thương hàn,tả,lị…) gia tăng qua đường ăn uống và sinh hoạt

Trong phân người có chứa nhiều loại vi trùng gây bệnh ( như vi trùng thương

hàn ,tả ,lị ..) Trong thực tế là không thể xác định tất cả các loại vi trung này đối với

từng mẫu nước vì phức tạp và tốn thời gian .Do đó thông thường trong nghiên cứu ô

nhiễm không xác định các loại vi trùng gây bệnh mà xác định mẫu nước có bị nhiễm

phân hay không .Muốn vậy chỉ cần xác định một vài vi sinh chỉ thị cho ô nhiễm

phân .Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân :

+ Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia coli (ecoli )

+ Nhóm streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis

+ Nhóm clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridium peringens

Sự có mặt của các vi sinh này chỉ ra rằng nước bị ô nhiễm phân ,như vậy có ý

nghĩa là có thể có vi trùng đường ruột trong nước và ngược lại nếu không có các vi

sinh chỉ thị có ý nghĩa là có thể không có vi trùng gây bệnh đường ruột

Một số loại vi khuẩn gây bệnh tồn tại trong nước thải khi ra các sông hồ sẽ thích

nghi dần và phát triển .Theo con đường nước nó sẽ gây bệnh dịch cho người và các

động vật khác

Khi xả nước thai sinh hoạt vào nguồn tiếp nhận có thể gây nhiễm bẩn sông hồ

theo 4 mức độ như sau :

• Độ nhiễm bẩn polixaprobe (P) : Trong vùng này nước có hàm lượng chất hữu cơ

lớn (BOD5 thường trên 15 mg/l ),tích tụ nhiều các khí độc hại ,sản phẩm của quá



trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ (H2S,CH4).Oxi xâm nhập vào nguồn nước

chủ yếu qua quá trình khuếch tán bề mặt.Nito chủ yếu là nito amoni và nito

protein.Trong vùng này không có quang hợp .Số lượng vi khuẩn từ hàng trăm

nghìn đến hàng triệu đơn vị trong một ml.Cặn đáy có màu đen của FeS.Vi

khuẩn dị dưỡng phân hủy chất hữu cơ như Sphaerotilus,vi khuẩn lưu huỳnh

Beggiatoa,Thiothrix ,các loại thảo trùng ..là những vi sinh vật đặc trưng cho

vùng nước này

• Độ nhiễm bẩn α- mezoxaprobe (α – m ).Trong vùng này bắt đầu quá trình phân

hủy các chất hữu cơ và amoni hóa diễn ra mạnh mẽ.BOD5 dao động từ 6 – 15

mg/l.Trong nước chứa nhiếu CO2 tự do .Số lượng vi khuẩn phân hủy chất hữu

cơ trong khoảng vài trăn nghìn đơn vị /1 ml.Một số vi khuẩn và thảo trùng phát

triển mạnh .Điển hình là các loại nấm Leptomitus,ấu trùng Brachionus…

• Độ nhiễm bẩn β - mezoxaprobe (β – m ).Trong vùng này hần hết các chất hữu

cơ kém bền sinh học đã được khoáng hóa hoàn toàn và BOD5 của nước nằm

trong khoảng 3 -6 mg/l.Trong nước hàm lượng nitrit và nitrat tăng lên.Số lượng

vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ khoảng vài nghìn đến chục nghìn đơn vị/1ml và

có thể tăng vào mùa vi thủy sinh vật chết.Hàm lượng oxi hòa tan và CO2 thay

đổi theo thời gian trong ngày : ban ngày ở mức bão hòa còn ban đêm thường

xảy ra thiếu hụt oxi.Trong nước có nhiều thủy sinh vật khác nhau.Trong mùa ấm

,phù du thực vật phát triển mạnh gây nên phú dưỡng.Trong bùn xuất hiện nhiều

ấu trùng.Tuy nhiên thủy sinh vật đặc trưng cho vùng này là các loài tảo :

Osillatoria Rubescens,trùng bánh xe,xạ khuẩn

• Độ nhiễm bẩn Oligoxaprobe ( O) .Trong vùng này nước bắt đầu phục hồi về

trạng thái chất lượng ban đầu.Trong nước chỉ còn lại chủ yếu là các chất hữu cơ

bền vững.BOD5 nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l.Hàm lượng oxi hòa tan trong nước

tương đối ổn định .Trong bùn đáy ít gặp vi sinh vật tự dưỡng hoặc động vật

đáy .Nguồn nước sạch thường được đặc trưng bởi một số loại hồng tảo như:

Thorea,Batrachospermum, trùng bánh xe Vorticella Nebulifera, trùng

Mallomonas Caudata



1.4.2.3.Ảnh hưởng của chất tẩy rửa đối với môi trườngNước thải sinh hoạt sử dụng xà phòng ,các chất tẩy rửa với mục đích :giặt giũ,

làm vệ sinh sàn,tẩy rửa tolet …Đây là chất hóa học bền vững ,có độc tính cao đối với

con người

Xà phòng là những muối của axit béo bậc cao được sử dụng như là tác nhân làm

sạch .Xà phòng vào hệ thống nước thải có thể làm thay đổi pH của nước ,cùng với khả

năng tạo váng bọt làm giảm khả năng hòa tan của oxy trong nước.Xà phòng còn có khả

năng sát khuẩn nhẹ ,một chừng mực nào đó có tác dụng kìm hãm sinh trưởng của hệ

sinh vật trong nước.Nhìn chung ,xà phòng không phải là tác nhân cơ bản gây ô nhiễm

nước nhưng gây ảnh hưởng đến năng suất làm việc của hệ thống xử lý

Các chất tẩy rửa thường có 10 – 30 % là các chất hoạt động bề mặt ,12 % là chất

phụ gia và một số chất khác .Chất hoạt động bề mặt vào nước tạo huyền phù bền vững

dưới dạng keo ,làm giảm hoạt tính của màng sinh học trong các phin lọc nước cũng

như bùn hoạt tính.

Các chất tẩy rửa khi có trong nước thải sẽ tạo một khối bọt lớn vừa gây cảm

giác khó chịu vừa giảm khả năng khuêch tán khí vào nước.Như vậy,các chất tẩy rửa là

nguồn gây ô nhiễm nước rất đáng quan tâm .Bản thân chúng ít độc đối với người và

động vật nhưng gây ô nhiễm chất lượng nước ,đặc biệt là nuớc uống .Ngoài ra ,chúng

làm cho thực vật trong nước phát triển .Khi poliphosphat phân hủy trong nước tạo

thành các dạng ion phosphat là nguồn dinh dưỡng cho các loại tảo ,vi sinh vật bậc thấp

1.4.2.4.Ảnh hưởng của chất dinh dưỡng trong nước thải sinh hoạt

Hàm lượng N.P trong nước thải sinh hoạt là khá cao .Các chất này có trong

nước thải trong quá trình chế biến thức ăn hay trong thức ăn dư thừa.Đây là chất dinh

dưỡng cho các loại thủy sinh .Khi các chất này quá nhiều sẽ thúc đẩy sự phát triển của

các sinh vật như : vi khuẩn, tảo, nấm nước ,thực vật nổi …Điều này sẽ làm tăng sinh

khối và làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước ,giảm độ trong của nước.Do thiếu oxy

làm giảm khả năng tự làm sạch nguồn nước cùng với sự phân hủy các chất hữu cơ làm

nước bị nhiễm bẩn có mùi khó chịu , pH của nước giảm

Trong nước hợp chất nitơ thường tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ, amoniac,

nitrit, nitrat.Qúa trình phân giải nitơ diễn ra như sau :

nito hữu cơ -> NH3 –> NO2 – >NO3



Nếu nước chứa hầu hết các hợp chất nitơ hữu cơ ,amoniac hoặc NH4OH thì

chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm .NH3 trong nước sẽ gây độc cho cá và các sinh vật khác

trong nước

Nếu trong nước có hợp chất nitơ chủ yếu là nitrit là nước đã bị ô nhiễm một thời

gian dài hơn

Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrat chứng tỏ quá trình phân hủy

đã đã kết thúc .Tuy vậy, các nitrat chỉ bền ở điều kiện hiếu khí, khi ở điều kiện kị khí

hay thiếu khí các nitrat ở trong nước cao có thể gây độc đối với người vì khi vào cơ thể

ở điều kiện thích hợp, nitrat sẽ chuyển thành nitrit – đây là một tác nhân gây hại cho

sức khỏe của con người vì khi vào cơ thể nó có khả năng kết hợp với hồng cầu trong

máu tạo thành chất ức chế trong việc liên kết và vận chuyển oxi , gây bệnh thiếu máu

và sinh ra bệnh máu trắng

Ở trong nước nitơ cùng với photphat ở nồng độ cao thúc đẩy quá trình phú

dưỡng của nước

Phospho là chất có nhiều trong phân người ,thực phẩm. Phospho trong nước

thường tồn tại dưới dạng ortho phosphat, muối phosphat, poliphosphat và các hợp chất

phospho hữu cơ.Bản thân phospho không phải là chất gây độc nhưng quá cao sẽ làm “

nước nở” hoa làm giảm chất lượng nước

1.4.2.5.Ảnh hưởng của các chất lơ lửng Các chất lơ lửng hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh

hưởng tới quá trình quang hợp của tảo,rong rêu…

Các chất lơ lửng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực tới tài nguyên thủy sinh

đồng thời gây tác hại về mặt cảnh quan ( tăng độ đục cho nước ) và gây bồi lắng

Tóm lại ,mọi nguồn nước đều có khả năng tự làm sạch nhờ khả năng tự pha

loãng, xáo trộn nước thải với nguồn ,khoáng hóa các chất bẩn hữu cơ bằng oxy hòa tan

trong nước nhờ hoạt động của vi sinh vật hiếu khí làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm

đến mức độ nhất định.Nhưng khi xả nước thải với nguồn với lưu lượng lớn vượt quá

khả năng làm sạch của sông ,hồ thì lượng nước thải này sẽ làm bẩn nguồn nước sông

hồ.Nếu nước thải chưa xử lý bị ứ đọng ,tù hãm phân hủy kị khí chất hữu cơ sẽ sinh ra

mùi hôi thối ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân cũng như hoạt động văn hóa ven

sông.Hơn nữa,nước thải còn chứa vô số các vi khuẩn gây bệnh từ chất bài tiết của con



người và có thể chứa độc tố gây nguy hại đến sức khỏe con người và hệ sinh vật trong

các sông hồ

Từ các phân tích trên thì việc xử lí nước thải sinh hoạt từ khách sạn là vấn đề rất

cần thiết

Chương 2 : Tổng quan các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt

Do thành phần và tính chất của nước thải khách sạn giống như nước thải sinh

hoạt nên cơ sở lý thuyết của các phương pháp xử lý nước thải khách sạn cũng chính là

cơ sở xử lý nước thải sinh hoạt

Đặc trưng của nước thải sinh hoạt gồm các thành phần sau :

Các chất rắn ( chủ yếu là các chất lơ lửng )

Các chất hữu cơ ( chủ yếu là các chất có thể bị phân hủy sinh học )

Các chất dinh dưỡng ( các hợp chất nito và phốtpho )

Các vi sinh vật gây bệnh

Các bước trong xử ly nước thải sinh hoạt bao gồm :

- Xử ly bậc một( tiền xử ly)

- Xử ly bậc hai ( xử ly sinh học )

- Xử ly bậc ba ( xử ly triệt để )

- Giai đoạn khử trùng



2.1.Các phương pháp tiền xử lý ( xử lý sơ bộ ) Giai đoạn tiền xử lý có nhiệm vụ loại khỏi nước thải khỏi nước thải tất cả các

vật có thể gây tắc nghẽn đường ống làm hư hại máy bơm và làm giảm hiệu quả xử lý

của các giai đoạn sau ,cụ thể :

a. Loại bỏ hoặc cắt nhỏ những vật nổi lơ lửng có kích thước lớn có trong nước thải

như vỏ hoa quả,giấy,rẻ rách ..v..v

b. Loại bỏ cặn nặng như sỏi,cát,mảnh kim loại ,thủy tinh . v. v…

c. Loại bỏ phần lớn dầu mỡ…

Các công trình bố trí trong giai đoạn tiền xử lý gồm song chắn,lưới chắn

rác,thiết bị nghiền,cắt vụn rác ,bể lắng cát ,bể thu dầu mỡ ,bể điều hòa lưu

lượng[(31.7)]

2.1.1. Song chắn rác

Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn rác .Tại

song chắn rác ,các tạp vật thô như giẻ , rác ,vỏ đồ hộp ,các mẫu đá,gỗ và các vật thải

khác được giữ lại

Song chắn rác là các thanh đan sắp xếp kế tiếp nhau với khe hở từ 16 – 50

mm,các thanh có thể bằng thép ,nhựa hoặc gỗ.Tiết diện của các thanh là hình chữ

nhật,hình tròn hoặc elip.

2.1.2.Bể lắng cát [ (95-8) ] Bể lắng cát thường được thiết kế để tách các tạp chất rắn vô cơ không tan có

kích thước từ 0,2 – 2 mm ra khỏi nước thải .Điều đó đảm bảo cho các thiết bị cơ khí

( như các loại bơm ) không bị cát ,sỏi bào mòn,tránh tắc các đường ống dẫn và các ảnh

hưởng xấu cùng việc tăng tải lượng vô ích cho các thiết bị xử lý sinh học

Các bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt rắn nhỏ hơn 0,2 mm.Bể lắng có nhiều loại

khác nhau và hiện nay thông dụng hơn cả là các bể lắng liên tục

Qúa trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố chính sau : lưu lượng nước thải

,thời gian lắng,khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ lửng ,tải lượng thủy

lực ,sự keo tụ của các hạt rắn,vận tốc dòng chảy trong bể ,sự nén bùn đặc ,nhiệt độ

của nước thải và kích thước bể lắng

Các loại bể lắng bao gồm :

- Bể lắng ngang

- Bể lắng đứng



- Bể lắng theo phương bán kính

2.1.3.Bể thu dầu mỡ [( 53-6) ] Nước thải các công trình dịch vụ hoặc công cộng thường chứa nhiều chất nổi

( tỷ trọng nhỏ hơn 1 ) như dầu mỡ khoáng,dầu mỡ hữu cơ,các dung môi…. Nguồn gốc

từ các bãi đỗ xe ,máy móc thiết bị năng lượng ,nhà ăn ,xưởng tẩy giặt …Các loại chất

nổi này sẽ bám vào thành và gây tắc ống thoát nước ,trôi theo nước vào các công trình

XLNT hoặc ra nguồn làm cản trở quá trình xử lý trong công cộng cũng như quá trình

tự làm sạch của nguồn nước Dầu mỡ có nguy cơ gây cháy và khi hòa tan với không khí

tạo hơi nổ ,khí độc với con người.Mặc khác dầu mỡ thải ra có thể thu hồi ,sử dụng để

tái chế.

Vì vậy ,dầu mỡ nổi cần phải tách trước khi xả ra hệ thống thoát nước bên ngoài

hoặc dẫn về công trình xử lý cục bộ .Các loại dầu mỡ này được tách theo nguyên lý

trọng lực giống như trong bể lắng ,chỉ khác là thông số đặc trưng ở đây là tốc độ

nổi .Ngoài ra một số yếu tố như tỷ trọng của dầu mỡ ,nhiệt độ nước thải … cũng có ý

nghĩa quan trọng trong việc tính toán công trình

2.1.4.Bể điều hòa [ (41-7 )]

Lưu lượng và chất lượng nước thải từ hệ thống thu gom chay về nhà máy xử lý

thường dao động theo các giờ trong ngày.Khi hệ số không điều hòa K >1,4 thì việc xây

dựng bể điều hòa để các công trình xử lý làm việc với lưu lượng đều trong ngày sẽ là

kinh tế hơn

Có 2 loại bể điều hòa

• Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đường vận chuyển của

dòng chảy

• Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu ,có thể nằm trực tiếp trên đường vận chuyển

của dòng chảy hoặc nằm ngoài đường đi của dòng chảy

Tùy theo điều kiện đất đai và chất lượng nước thải ,khi mạng cống thu gom là

mạng cống chung thì thường áp dụng bể điều hòa lưu lượng để tích trữ nước sau cơn

mưa.Ở các mạng thu gom là hệ thống cống riêng và ở những nơi có chất lượng nước

thải thay đổi thường áp dụng bể điều hòa cả lưu lượng và chất lượng



2.1.5. Bể keo tụ

Nguyên tắc: Phương pháp keo tụ được thực hiện bằng cách sử dụng các chất

đông tụ và các chất trợ đông tụ - chất hấp phụ. Các chất đông tụ sẽ chuyển các chất bẩn

ở dạng keo thành trạng thái tập hợp không ổn định và tạo điều kiện để các chất lơ lửng

dính kết với nhau và kết quả lắng xuống rồi tách ra khỏi nước.

Các chất đông tụ thường dùng là các muối kim loại như nhôm sunfat, sắt sunfat

và clorua, magie clorua...Việc lựa chọn chất đông tụ phụ thuộc vào phụ thuộc vào tính

chất hoá lý của tạp chất, độ pH và các thành phần muối trong nước thải. Thông dụng

nhất là phèn nhôm sunfat bởi vì nó hoà tan tốt trong nước, giá thành rẻ và hoạt động

hiệu qủa cao trong khoảng pH từ 5 – 7,5 [(325-10) ]

Nhôm sunfat khi cho vào nước sẽ tác dụng tương hỗ với bicacbonat chứa trong

nước và tạo thành nhôm hyđroxyt ở dạng gel:

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3 + CaSO4 + 6CO2

Nếu độ kiềm của nước không đủ ta phải tăng lên bằng cách cho thêm vôi, khi

đó:

Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 +3CaSO4

Bông hyđroxyt tạo thành sẽ hấp phụ và dính kết các chất huyền phù, các chất ở

dạng keo trong nước thải tức là chuyển sang trạng thái tập hợp không ổn định. Với các

điều kiện thuỷ động học thuận lợi, những bông đó sẽ lắng xuống đáy bể lắng ở dạng

cặn.

Khi dùng các muối sắt sẽ tạo thành sắt hyđroxyt không hoà tan:

FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 3CaCl2 + 2Fe(OH)3

Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 3CaSO4 + 2Fe(OH)3

Các muối sắt sử dụng làm chất đông tụ cũng có một số ưu điểm so với muối

nhôm: tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp, độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng

giới hạn rộng của thành phần muối, có thể khử được mùi vị khi có H2S. Tuy nhiên

nhược điểm lớn nhất là tạo thành các phức hoà tan nhuộm màu qua phản ứng của

cation sắt với một số hợp chất hữu cơ.

Để tăng cường quá trình tạo bông keo hyđroxyt nhôm và sắt với mục đích tăng

tốc độ lắng, có thể cho thêm vào nước thải các hợp chất cao phân tử - chất trợ đông tụ



(loại anion hoặc cation) với liều lượng khoảng 1 – 5 mg/l như polyacrylamit

(CH2CHCONH2)2, polyacrylic (CH2COOH)n hoặc polydiallyl dimetyl – amin. Việc sử

dụng các chất trợ đông tụ cho phép hạ thấp liều lượng chất đông tụ, giảm thời gian cho

quá trình đông tụ và nâng cao tốc độ lắng của các bông keo.

Hiện nay để tăng cường các quá trình xử lý nước thải người ta còn dùng các

chất có khả năng hấp phụ và dính kết cao như nhôm silicat, đa phân tán. Đó là một loại

nguyên liệu vô cơ, chất đó có diện tích tiếp xúc lớn và khả năng hấp phụ cao. Nó sẽ

hấp phụ các chất cao phân tử đồng thời cả các chất keo và các tạp chất lơ lửng.

Yếu tố cơ bản của việc xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ là liều lượng

các chất phản ứng và điều kiện môi trường phải ổn định (nhiệt độ, pH, không có các

tạp chất nào khác lẫn vào... )

2.2.Các phương pháp xử lý các chất hữu cơ (COD,BOD) Người ta sử dụng các phương pháp sinh học để làm sạch nước thải sinh hoạt

cũng như nước thải sản xuất khỏi nhiều chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô cơ như

H2S,các sunfit,amoniac,nito..

Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy

các chất hữu cơ gây ô nhiễm trong nước thải .Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ

và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng .Trong quá trình dinh

dưỡng ,chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào ,sinh trưởng và sinh sản

nên sinh khối của chúng được tăng lên .Qúa trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh

vật gọi là quá trình oxi hóa

Như vậy ,nước thải có thể xử lý sinh học sẽ được đặc trưng bởi chỉ tiêu BOD

hoặc COD.Để có thể xử lý bằng phương pháp này nước thải cần phải không chứa các

chất độc và tạp chất ,các muối lim loại nặng hoặc nồng độ của chúng không được vượt

quá nồng độ cực đại cho phép và có tỷ số BOD/COD > 0,5

Có hai phương pháp xử lý sinh học :

Phương pháp hiếu khí : là phương pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu

khí

Phương pháp kị khí : là phương pháp sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí

2.2.1.Xử lý sinh học bàng phương pháp kị khía.Cơ chế xử lý kị khí [ (65 – 6 )]



Trong điều kiện không có oxy ,các chất hữu cơ có thể bị phân hủy nhờ vi sinh

vật và sản phẩm cuối cùng của quá trình này là các chất khí như mêtan,cacbonic được

tạo thành .Thường phương pháp này được áp dụng để lên men ,ổn định cặn ,và nước

thải có nồng độ BOD,COD cao .Khi nồng độ BOD trong nước thải cao hơn 500 mg/l

thì nên áp dụng qui trình hai bậc bậc một kị khí, bậc hai hiếu khí.

Qúa trình chuyển hóa các chất hữu cơ nhờ vi khuẩn kị khí chủ yếu diễn ra theo

nguyên lý lên men qua các bước sau :

• Bước 1: thủy phân các chất hữu cơ và các chất béo thành các chất hữu cơ đơn

giản hơn như monosacarit,axitamin hoặc các muối piruvit khác.Đây là nguồn

dinh dưỡng và năng lượng chi vi khuẩn hoạt động

• Bước 2 : các nhóm vi khuẩn kị khí thực hiện quá trình lên men axit,chuyển hóa

các chất hữu cơ đơn giản thành các loại axit hữu cơ thông thường như axit

axetic ,axetat…

CH3CH2COOH + 2H2O → CH3COOH + CO2 + 3H2

axit propionic axit axetic

CH3CH2CH2COOH + 2H2O → 2CH3COOH + 3H2

axit butiric axit axetic

• Bước 3 :các nhóm vi khuẩn kị khí bắt buộc lên men kiềm ( chủ yếu là các vi

khuẩn lên men mêtan như Methanosarcina và Methanothrix ) đã chuyển hóa axit

axetic và hydro thành CH4 và CO2

CH3COOH → CO2 + CH4

CH3COO- → CH4 + HCO3-

HCO3- + 4H2 → CH4 + OH- + 2H2O

Phương trình tổng quát biểu diễn lên men kị khí như sau :

CaHbOcNd + H2O → CH4 + CO2 + NH3

Các yếu tố chính ảnh hưởng tới hiệu suất quá trình phân huỷ yếm khí tạo khí metan:

• Nhiệt độ: là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình. Nhiệt độ tối ưu cho quá

trình này là 35oC.

• Liều lượng nạp nguyên liệu (bùn) và mức độ khuấy trộn: Nguyên liệu nạp cho

quá trình cần có hàm lượng chất rắn bằng 7 – 9%. Tác dụng của khuấy trộn là



phân bố đều dinh dưỡng và tạo điều kiện tiếp xúc tốt với các vi sinh vật và giải

phóng khi sản phẩm ra khỏi hỗn hợp lỏng- rắn.

• Tỷ số C/N: (25 - 30)/1.

• pH: từ 6,5 – 7,5.

• Trong hỗn hợp bùn cặn phân hủy kị khí ,nồng độ một số ion phải nằm ở mức

nhất định : nồng độ lớn nhất của ion Na+ là 0,3 mol/l, NH+4 là 0.1 mol/l,ion K +

là 0,09 mol/l.Hàm lượng kim loại nặng trong bùn cặn như đồng ,kẽm,và niken

phải nằm ở mức thấp

Các quá trình xử lý yếm khí thường áp dụng trong xử lý nước thải là: Quá trình tiếp

xúc kỵ khí; quá trình với lớp bùn lơ lửng; quá trình xử lý kỵ khí với sinh trưởng gắn

kết.

Ưu điểm:

Ưu điểm của xử lý yếm khí so với quá trình hiếu khí là sinh ra ít bùn hơn và không

cần thiết bị thông khí (ít tốn năng lượng).

Nhược điểm:

- Tạo các khí có mùi khó chịu như: H2S, NH3, Indol...

- Thời gian xử lý lâu, thiết bị lớn, chi phí đầu tư cao

- Xử lý yếm khí thường phân huỷ không triệt để nên chất thải cần được xử lý

tiếp bằng quá trình thứ cấp là quá trình hiếu khí. Mặc khác quá trình phân huỷ yếm

khí cần nhiệt độ khá cao.

b.Các loại bể kị khí

Theo nguyên tắc hoạt động và cơ chế quá trình xử lý nước thải ,len men bùn cặn

lắng trong các công trình ,người ta chia các loại bể XLNT kị khí như sau :

a) Các loại bể lắng nước thải kết hợp với lên men bùn cặn lắng : trong các công

trình này diễn ra quá trình lắng cặn nước thải và lên men bùn cặn lắng .Đó là

các loại công trình : bể tự hoại ,bể lắng hai vỏ ( bể imhoff),bể lắng trong kết hợp

với ngăn lên men …. Dang được ứng dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt

và các loại nước thải khác có thành phần và tính chất tương tự

b) Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc : trong bể này ,nước thải chưa xử lý được trộn

dều với bùn yếm khí tuần hoàn



c) Bể lọc kị khí : trong bể này có lắp đặt các giá thể kị khí dính bám ,là các loại

vật liệu hình dạng ,kích thước khác nhau,đóng vai trò như vật liệu lọc .Các dòng

nước thải có thể đi từ dưới lên hoặc từ trên xuống .Các chất hữu cơ được vi

khuẩn hấp thụ và chuyển hóa để tạo thành CH4 và các loại chất khí khác .Các

loại khí sinh học được thu gom tại phần trên bể

d) Bể phẩn ứng kị khí có dòng nước thải đi qua tầng cặn lơ lửng : dạng điển

hình của loại bể này là bể lọc ngược qua tầng bùn kị khí (UASB)

2.2.2.Xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí a.Nguyên lý của quá trình xử lý sinh học hiếu khí [22]

Nguyên lý của quá trình xử lý sinh học hiếu khí là lợi dụng quá trình sống và

hoạt động của vi sinh vật hiếu khí và tùy tiện để phân hủy chất hữu cơ và một số chất

vô cơ có thể chuyển hóa sinh học có trong nước thải .Đồng thời các vi sinh vật sử dụng

một phần chất hữu cơ và năng lượng khai thác được từ quá trình oxy hóa để tổng hợp

nên sinh khối .

b.Các tác nhân sinh học trong xử lý hiếu khí [ 22 ]

Tác nhân sinh học được sử dụng trong quá trình xử lý hiếu khí có thể là vi sinh

vật hô hấp hiếu khí hay tùy tiện ,nhưng phải đảm bảo các yêu cầu sau

Chuyển hóa nhanh các hợp chất hữu cơ

Có kích thước tương đối lớn ( 50 – 200 micromet)

Có khả năng tạo nha bào

Không tạo ra các khí độc

c.Cơ chế quá trình xử lý sinh học hiếu khí

Trải qua ba giai đoạn :

a. Oxi hóa các chất hữu cơ

CxHyOzN + ( x + y/4 + z/3 + ¾ )O2 → xCO2 + ( y + 3/2 ) H2O + NH3

b. Tổng hợp xây dựng tế bào

CxHyOzN + NH3 + O2→ C5H7NO2 + CO2+ H2O

Với CxHyOzN : công thức tổng quát của chất hữu cơ

C5H7NO2 : công thức hóa học biểu thị thành phần hóa học của tế bào

c.Hô hấp nội bào: ( giai đoạn oxy hóa chất liệu của tế bào )

Sau khi sử dụng hết các chất hữu cơ có sẵn trong nước thải sẽ diễn ra quá trình

oxi hóa các chất liệu của tế bào



C5H7NO2 → NH3 + 5CO2 + 2H2O

NH3 + O2 → NO2- + H+

NO2- + ½ O2 → NO3

-

d.Xử ly hiếu khí nhân tạo trên cơ sở dính bám của vi sinh vật ( lọc sinh học )

Nguyên lý của phương pháp lọc sinh học: là dựa tren quá trình hoạt động của vi

sinh vật ở màng sinh học,oxy hóa các chất bẩn hữu cơ trong nước .Các màng sinh học

là tập hợp các vi sinh vật ( chủ yếu là vi khuẩn ) hiếu khí ,kị khí và tùy nghi.Các vi

khuẩn hiếu khí tập trung ở lớp ngoài của màng sinh học,ở đây chúng phát triển và gắn

với giá mang là các vật liệu lọc

Trong quá trình làm việc ,các vật liệu lọc tiếp xúc với nước chảy từ trên

xuống ,sau đó nước thải đã được làm sạch được thu gom vào bể lắng 2.Nước thải từ bể

này có thể kéo theo những mảnh vở của màng sinh học bị tróc ra khi lọc làm việc

.Trong thực tế thì một phần nước đã qua bể lắng được quay trở lại làm nước pha loãng

cho các loại nước thải đậm đặc trước khi vào bể lọc

Vật liệu lọc khá phong phú : từ đá dăm,đá ong,vòng kim loại ,vòng gốm,than

đá,than cốc, gỗ mãnh, chất dẻo tấm uốn lượn …

Các công trình XLNT theo nguyên lý lọc – dính bám được chia thành hai loại :

loại có vật liệu lọc tiếp xúc không ngập trong nước với chế độ tưới nước theo chu kỳ

và loại có vật liệu lọc tiếp xúc ngập trong nước

Điều kiện làm việc bình thường của các loại công trình XLNT loại này là nước

thải có pH từ 6,5 – 8,5 ,đủ oxy,hàm lượng cặn lơ lửng không vượt quá 150 mg/l.Trong

trường hợp chất hữu cơ lớn ( BOD5 trên 200 mg/l/),nước thải cần phải được pha loãng

Phương pháp lọc có ưu điểm là : cấu tạo đơn giản,quản lý thuận tiện ,.Thiết bị cơ khí

đơn giản và tiêu hao năng lượng ít nhưng cũng có nhược điểm là hiệu suất quá trình

phụ thuộc rõ rệt vào nhiệt độ không khí,dễ tắt vật liệu lọc

Bể biophin với lớp vật liệu lọc không ngập trong nước

- Bể biophin nhỏ giọt : dùng để xử lý sinh học nước thải hoàn toàn với hàm lượng

nước thải sau xử lý đạt tới 15 mg/l,thường xây dựng với dạng tròn,chữ nhật có

tường đặc và đáy kép..[ (181 –10)]

- Bể biophin cao tải : khác với biophin nhỏ giọt ở chỗ nó có chiều cao công tác và

tải trọng thủy lực cao hơn.Làm thoáng cho bể biophin cao tải thường bằng nhân

tạo..Bể biophin cao tải có thể dùng để XLNT với mức độ hoàn toàn hoặc từng

phần với công xuất q < 50000 m3/ngày .[ (182 –10)]



Bể biophin với lớp vật liệu lọc ngập trong nước [ (187 – 7) ]

Nguyên tắc : nước thải đã qua bể lắng đợt 1 được bơm lên máng phân phối theo

dàn ống phân phối đều trên diện tích đáy bể ,nước được trộn đều với không khí cấp từ

ngoài vào .Hỗn hợp khí nước đi cùng chiều từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc.Trong lớp

vật liệu lọc xảy ra quá trình khử BOD và chuyển hóa NH4+ thành NO3 ,lớp vật liệu lọc

có khả năng giữ lại cặn lơ lửng .Nước trong thu được thu vào máng và theo ống đi ra

ngoài

Đĩa lọc sinh học [(197 –14) ]

Đĩa quay sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn phẳng được làm bằng PVC hoặc PS

lắp trên một trục .Các đĩa này được đặt ngập vào nước một phần ( khoảng 30 – 40 % )

theo đường kính có khi ngập tới 70 – 90 % và quay chậm khi làm việc .Đây là công

trình hay thiết bị XLNT bằng kỷ thuật màng sinh học dựa trên sự sinh trưởng gắn kết

của vi sinh vật trên bề mặt vật liệu đĩa

Khi quay ,màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp

xúc với oxi khi ra khỏi nước thải .Đĩa quay nhờ moto hoặc sức gió .Nhờ quay liên tục

mà màng sinh học vừa tiếp xúc được với không khí vừa tiếp xúc được với chất hữu cơ

trong nước thải ,vì vậy chất hữu cơ phân hủy nhanh

Điều kiện làm việc của RBC :

Lưu lượng q < 500 m3/ngày [ (84 – 9) ]

pHtối ưu cho RBC là 6,5 – 7,8

Hàm lượng chât dinh dưỡng BOD5 : N : P = 100 :5 :1

Nhiệt độ nước thải 13 – 320 C

Lượng oxi hòa tan ở mức 1- 2 mg/l

Bảng 2. 1:Các đặc tính của đĩa sinh học [( 204 – 10) ]Đặc tính Giá trị

- Tải trọng thủy lực q ( m3/m2 bề mặt đĩa.ngày)- Vận tốc quay của đĩa ( m/s )- Tỉ lệ thể tích bể chứa /diện tích bề mặt đĩa

(m3/m2)- Phần diện tích đĩa ngập nước ( %)- Số dãy đĩa- Khe hở giữa các đĩa ( cm)- Đường kính đĩa (m)- Năng suất tải của đĩa (kgBOD /m3.ngày )

0,03-0,060,3

0,005404

2-31-4

0,5 - 1



Dung tích tối ưu của bồn chứa xử lý nước thải sinh hoạt là khoảng 4,88 l/m2.bề

mặt vật liệu và thời gian lưu nước khoảng 40 – 90 phút cho oxi hóa các hợp chất

cácbon hữu cơ và 90 – 240 phút cho nitrat hóa [ (199 – 14) ]

e.Xử ly hiếu khí trên cơ sở sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật ( Aeroten )

Nước thải sau khi qua bể lắng đợt một có chứa các chất hữu cơ hòa tan và các

chất lơ lửng đi vào bể phản ứng hiếu khí .Khi ở trong bể ,các chất lơ lửng đóng vai trò

là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú ,sinh sản và phát triển dần lên thành các bông

cặn gọi là bùn hoạt tính .Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các chất

hữu cơ hấp phụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh

vật sống khác.Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh

dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và

thành các tế bào mới .Qúa trình chuyển hóa được thực hiện theo từng bước xen kẽ và

nối tiếp nhau .Một vài loại vi khuẩn tấn công vào hợp chất hữu cơ có cấu trúc phức

tạp ,sau khi chuyển hóa thải ra các hợp chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản hơn ,một vài

loại vi khuẩn khác dùng các chất này làm thức ăn và lại thải ra các hợp chất đơn giản

hơn nữa và quá trình cứ tiếp tục cho dến khi chất thải cuối cùng không thể dùng làm

thức ăn cho bất cứ loại vi sinh vật nào nữa

Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aeroten của

lượng nước thải đi vào bể không đủ để làm giảm nhanh các chất hữu cơ ,do đó phải sử

dụng lại bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy của bể lắng đợt hai bằng cách tuần hoàn bùn

ngược trở lại đầu bể Aeroten để duy trì nồng độ bùn của vi khuẩn trong bể .Bùn dư ở

dưới đáy bể lắng được xả ra ở khu xử lý bùn

Qui trình XLNT bằng bùn hoạt tính lơ lửng trong các bể phản ứng hiếu khí gồm

các giai đoạn sau

Khuấy trộn đều nước thải cần xử lý với bùn hoạt tính trong thể tích của bể

phản ứng

Làm thoáng bằng khí nén hay khuấy trộn bề mặt hỗn hợp nước thải và bùn

hoạt tính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxi cấp cho quá trình

sinh hóa xảy ra trong bể

Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng đợt 2

Tuần hoàn lại một phần bùn dư cần thiết từ đáy bể lắng đợt 2 vào bể aeroten để

hòa trộn vơi nước thải đi vào

Xả bùn dư và xử lý bùn



Phân loại bể aeroten : có nhiều loại bể aeroten [(155-14) ]

- Phân loại theo chế độ thủy động : aeroten đẩy ,aeroten khuấy trộn và aeroten

hỗn hợp

- Phân loại theo chế độ làm việc của bùn hoạt tính : aeroten có ngăn hoặc bể tái

sinh bùn hoạt tính tách riêng và loại không có ngăn tái sinh bùn hoạt tính tách

riêng

- Theo tải trọng BOD trên 1 gam bùn trong một ngày ta có: aetoten tải trọng cao ,

aeroten tải trọng trung bình và aeroten tải trọng thấp

- Theo số bậc cấu tạo trong aeroten ta có các aeroten 1 bậc,2 bậc ,3 bậc

Yếu tố ảnh hưởng:

Tất cả các chất cần thiết cho sự sinh trưởng và hoạt động, vi sinh vật đều nhận

được từ nước thải cần xử lý. Do vậy, thành phần, bản chất các chất hữu cơ, các nguyên

tố dinh dưỡng, lượng oxi hoà tan, nhiệt độ, pH, các chất độc hại và nồng độ của chúng

đóng vai trò rất quan trọng trong việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hoá. Điều

kiện cụ thể như sau:

• COD dòng vào: 500 – 600 mg/l ứng với BOD dòng vào: 400 -500 mg/l

• Thành phần dinh dưỡngtheo tỷ lệ COD : N : P = 100 : 5 : 1

• Hàm lượng sinh khối: 800 – 1000 mg/l

• SS của dòng vào < 150 mg/l

• Yêu cầu cấp khí: đảm bảo độ oxy hoà tan trong khoang oxy hoá (DO=2-4 mg/l)

• pH = 6,5 – 8,5

• Nhiệt độ: 20 – 30oC

• Thời gian lưu 6 – 8h cho xử lý liên tục

Ưu điểm của hệ thống xử lý bằng hiếu khí như sau :

• Thời gian xử lý nhanh ,thời gian lưu bùn và nước nhỏ ,hàm lượng BOD không

cao lắm hoặc có thể kết hợp xử lý lần thứ hai sau bể yếm khí nếu còn hàm lượng

BOD cao,chỉ số thể tích bùn cao và khó lắng

• Hiệu suất xử lý khá cao ,chịu đươc sự dao động lớn của lưu lượng và chất lượng

nước thải



• Bùn sau xử lý có thể tận dụng làm phân vi sinh

Bên cạnh đó thì quá trình xử lý hiếu khí cũng có một số hạn chế như sau :

• Tốn năng lượng cho quá trình sục khí

• Lượng bùn sinh ra nhiều hơn so với yếm khí

• Thích hợp với nước thải có BOD < 1000mg/l và hàm lượng chất độc thấp

Vậy với những đặc trưng của nước thải và đặc điểm của quá trình xử lý sinh

học thì đối với nước thải này ta lựa chọn quá trình xử lý kết hợp yếm khí và hiếu khí là

phù hợp nhất.

2.3.Các phương pháp khử các chất dinh dưỡng ( hợp chất Nitơ và Phốtpho ) Khi nước thải chứa các hợp chất hữu cơ Cacbon,Nitơ, phốtpho với nồng độ cao

sau khi xử lý sinh học bình thường giảm được 90 – 98% lượng BOD và 30 – 40 %

lượng Nitơ và khoảng 30% lượng Phốtpho, còn lại 60% nito và 70% lượng phốtpho đi

ra khỏi công trình xử lý .Nếu hàm lượng N> 30 – 60 mg/l,P > 4-8 mg/l thì sẽ xảy ra

hiện tượng phú dưỡng ,nghĩa là N và P tạo thức ăn cho rong rêu,tảo và vi sinh vật nước

phát triển làm bẩn trở lại nguồn nước .Vì vậy việc khử Nitơ và phốtpho đến dưới nồng

độ cho phép trước khi xả ra nguồn tiếp nhận[75-7]

2.3.1 .Khử nito bằng phương pháp sinh học [ (150- 6)]

Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí ,nitơ

amoni sẽ chuyển thành nitrat nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter .Khi

môi trường thiếu khí ,các loại vi khuẩn khử nitrat denitrificans ( dạng kị khí tùy tiện )

sẽ tách oxy của nitrat và nitrit để oxi hóa chất hữu cơ .Nitơ phân tử tạo thành trong quá

trình này sẽ thoát khỏi nước .Qúa trình chuyển hóa nitơ như sau :

NO3 → NO2 → NO→ N2O→ N2

Để khử nitơ công trình xử lý nước thải cần :

- Điều kiện yếm khí ( thiếu oxy tự do )

- Có nitrat hoặc nitrit

- Có vi khuẩn kị khí tùy tiện khử nitrat

- Có nguồn cacbon hữu cơ

- Nhiệt độ nước thải không thấp



2.3.2.Khử photpho bằng phương pháp sinh học Vi khuẩn sử dụng photpho để tổng hợp thành tế bào và vận chuyển năng

lượng ,kết quả là từ 10 – 30% lượng photpho được khử trong quá trình khử BOD.Khử

photpho được thực hiện bằng cách lắng thành cặn để loại bỏ các tế bào chứa lượng

photpho trong quá trình sinh sản và hoạt động .Cơ sở của quá trình khử phôtpho bằng

vi sinh như sau :

Một số vi khuẩn có khả năng chứa một lượng dư photpho như là polyphotphat

trong tế bào của chúng

Một số sản phẩm lên men đơn giản được sinh ra trong điều kiện yếm khí như là

axit béo bay hơi… được các vi khuẩn đồng hóa thành các sản phẩm chứa bên

trong tế bào đồng thời với việc giải phóng photpho

Trong điều kiện hiếu khí năng lượng sinh ra do oxy hóa polyphotphat và các sản

phẩm khác chứa trong tế bào tăng lên

Trong thực tế xử lý photpho bằng phương pháp sinh học áp dụng quy trình yếm

khí tiếp nối với quy trình hiếu khí ;

Đầu tiên trong điều kiện yếm khí (anoxic) vi khuẩn tác động đến các axit béo

bay hơi có sẵn trong nước thải để giải phóng photpho

Tiếp đến môi trường hiếu khí vi khuẩn hấp thụ photpho cao hơn mức bình

thường photpho lúc này không những chỉ cần cho việc tổng hợp ,duy trì tế bào

và vận chuyển năng lượng mà còn được vi khuẩn chứa thêm 1 lượng dư vào

trong tế bào để sử dụng ở những giai đoạn hoạt động tiếp sau

Khi biến các tế bào này liên kết với nhau thành bông cặn lắng xuống đáy bể

lắng ,photpho chứa trong cặn được tháo ra ngoài đưa đi xử lý riêng hoặc được dùng lại

như là chất lên men để tác dụng với các axit béo bay hơi làm tăng hiệu quả quá trình

khử photpho

Trong thực tế XLNT thì người ta thường kết hợp các quá trình khử

BOD,Nitơ,Photpho trong cùng một công trình

2.4.Các phương pháp khử trùng ( loại bỏ vi sinh vật) [ (233- 7)] Nước thải sau khi xử lý sinh học bàng phương pháp sinh học còn chứa khoảng

105- 106 vi khuẩn trong 1 ml.Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là

vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một vài loại vi khuẩn gây bệnh

nào đó.Nếu xả nước thải ra nguồn cấp nước ,hồ bơi ,hồ nuôi cá thì khả năng lan truyền

bệnh sẽ rất lớn,do đó phải có biện pháp tiệt trùng trước khi xả ra nguồn tiếp nhận Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – ĐHKBHN. Tel: (84.4)8681686 – Fax: (84.4)8693551

34


Các biện pháp dùng phổ biến hiện nay là :

Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng clo

Dùng Hypo clorit – canxi dạng bột – Ca(Clo)2 – hòa tan trong thùng dung dịch 3

– 5 % rồi định lượng vào bể tiếp xúc

Dùng Hypoclorit – natri,nước Zaven NaClo

Dùng Ozon ,Ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo ozon đặt trong nhà

máy xử lý nước thải .Ozon sản xuất ra ,được dẫn ngay vào bể hòa tan và bể tiếp

xúc

Dùng tia cực tím (UV) do đền thủy ngân áp lực thấp sản ra .Đèn phát tia cực tím

đặt ngay trong mương có nước thải chảy qua

Từ trước đến nay ,khi tiệt trùng nước thải hay dùng clo hơi và các hợp chất của

clo vì clo là hóa chất được các ngành công nghiệp dùng nhiều ,có sẵn trên thị trường

,giá thành chấp nhận được ,hiệu quả tiệt trùng cao nhưng những năm gần đây các nhà

khoa học khuyến cáo hạn chế dùng clo để tiệt trùng nước thải vì :

Lượng clo dư 0,5 mg/l trong nước thải để đảm bảo sự ổn định và an toàn

cho quá trình tiệt trùng sẽ gây hại đến cá và các sinh vật nước có ích khác

Clo kết hợp với hydrocacbon thành hợp chất có hại cho môi trường sống

Hiện nay khuyến cáo sử dụng ozon và tia cực tím để khử trùng.



Chương 3 :Phân tích lựa chọn công nghệ xử ly nước thải khách sạn

3.1. Số liệu thiết kế và tiêu chuẩn thải (QCVN 14 - 2008)Bảng 3. 1 :Các thông số thiết kế và tiêu chuẩn thải

TT Thông số ô nhiễm Đơn vị Số liệu thiết kếTiêu chuẩn thải

(loại A)1 pH - 6,5- 8 5-92 BOD5 mg/l 1050 303 COD mg/l 1500 -4 SS mg/l 800 505 Tổng Nitơ mg/l 80 5 ( amoni)



6 Tổng Photpho mg/l 13 67 Coliform MPN/100 ml 106 - 107 3.103

3.2.Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợpNghiên cứu lựa chọn các công nghệ xử lý nước thải thích hợp trước hết phải

bảo đảm yêu cầu vệ sinh, đảm bảo sự phát triển bền vững, đồng thời phù hợp với điều

kiện kinh tế của khách sạn.

Khi lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cần phải tính đến các yếu tố

như: Điều kiện tự nhiên khu vực, lưu lượng, loại nước thải, thành phần và tính chất của

nước thải, đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải, điều kiện xây dựng trạm xử lý nước

thải và khả năng sử dụng nước sau khi xử lý.

Nguồn tiếp nhận nước thải là yếu tố cần quan tâm trong khi lựa chọn dây

chuyền công nghệ xử lý nước thải hợp lý. Nước thải các đối tượng nêu trên có thể xả

vào các sông, hồ có chức năng thoát nước hoặc xử lý tiếp tục nước thải. Đa số các sông

hồ nằm trong khu vực thành phố ở nước ta đảm nhận chức năng điều hòa nước mưa,

nơi vui chơi giải trí và là khu sinh thái đô thị nên yêu cầu chất lượng nước phải đạt tiêu

chuẩn thải ở loại A theo QCVN 14 – 2008. Như vậy cần dựa vào các đặc điểm sử

dụng nước, các điều kiện thủy văn… của đối tượng tiếp nhận mà xác định mức độ xử

lý nước thải cho phù hợp.

Điều kiện địa hình, vị trí, đặc điểm của địa chất công trình, địa chất thủy văn,

khí tượng khu vực… là yếu tố quan trọng để lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý

nước thải cũng như giải pháp thiết kế và biện pháp xây dựng thích hợp. Đại đa số các

lưu vực thoát nước độc lập trong các thành phố không có đủ diện tích để xây dựng một

trạm xử lý nước thải theo đúng quy định của 20 TC 51 – 84. Mặt khác bố trí các trạm

xử lý nước thải trong khu vực nội thành,… có thể gây ô nhiễm môi trường không khí,

ảnh hưởng tới mỹ quan thành phố. Vì vậy các công trình xử lý nước thải trong nội

thành phải được xây dựng hợp khối, có che chắn, đảm bảo mỹ quan thành phố….

Về yếu tố kinh tế, khả năng vận hành, duy trì… các công trình xử lý nước thải

phải được đề cập đến khi lựa chọn dây chuyền, công trình và thiết bị xử lý. Thành phần

và tính chất của nước thải thành phố cho thấy phương pháp xử lý hiệu quả và kinh tế

nhất là phương pháp sinh học kết hợp với các công trình cơ học trước đó.

Như vậy để lựa chọn được các dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp ở

khách sạn, cần dựa trên các nguyên tắc sau:

+ Phù hợp với điều kiện tự nhiên của từng khu vực và từng thành phố.



+ Phù hợp với thành phần và tính chất của nước thải.

+ Phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội của từng thành phố.

+ Phải kết hợp được trước mắt và lâu dài, đầu tư xây dựng theo khả năng về tài

chính, nhưng phải bám sát được một dây chuyền công nghệ hoàn chỉnh nhằm từng

bước hoàn thiện công nghệ hiện đại trong tương lai.

3.3. Giới thiệu một số công nghệ và sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải sinh hoạt ở các thành phố của nước ta

3.3.1. Các công trìnhTheo nghiên cứu của Công ty cấp thoát nước và môi trường Việt Nam, Viện

môi trường và tài nguyên Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Viện công nghệ

môi trường - Viện khoa học và công nghệ Việt Nam,…. Các công trình xử lý nước thải

sau đây có thể ứng dụng trong điều kiện Việt Nam:

1. Các công trình cơ bản xử lý bậc I (xử lý nước thải bằng phương pháp cơ

học).

+ Các loại song chắn rác.

+ Các loại bể lắng cát.

+ Các loại bể lắng bậc I.

2. Các công trình xử lý bậc một kết hợp xử lý bùn cặn.

+ Bể tự hoại.

+ Bể lắng hai vỏ.

+ Bể lắng trong kết hợp ngăn lên men bùn.

3. Các công trình xử lý bậc hai – xử lý sinh học trong điều kiện yếm khí.

+ Bể UASB

+ Bể lọc kị khí.

4. Các công trình xử lý bậc hai – xử lý sinh học hiếu khí theo nguyên lý bùn

hoạt tính.

+ Bể Aeroten hoạt động liên tục.

+ Mương oxy hóa.

+ Bể Aeroten hoạt động theo mẻ.

5. Các công trình xử lý bậc hai – xử lý sinh học hiếu khí theo nguyên lý dính

bám.

+ Bể lọc sinh học nhỏ giọt.

+ Bể lọc sinh học vật liệu nổi.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – ĐHKBHN. Tel: (84.4)8681686 – Fax: (84.4)8693551

38


+ Đĩa lọc sinh học.

+ Bể Bioten.

+ Bể lọc sinh học cao tải.

6. Các công trình xử lý bậc hai – xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự

nhiên.

+ Các loại hồ oxy hóa: Hồ sinh học yếm khí, hồ tùy tiện, hồ sinh học làm thoáng

tự nhiên, hồ sinh học làm thoáng cưỡng bức.

+ Các loại bãi lọc ngầm nước.

7. Các công trình xử lý bậc ba - khử các chất dinh dưỡng và vi khuẩn gây bệnh

trong nước thải.

+ Bể Aeroten hoạt động gián đoạn (SBR), kết hợp xử lý các chất hữu cơ, Nitơ,

Photpho trong nước thải.

+ Hệ thống Bardenpho, thực hiện quá trình yếm khí, thiếu khí và hiếu khí để xử

lý các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng trong nước thải.

+ Hồ sinh học xử lý triệt để.

+ Các công trình khử trùng bằng Clo hóa hoặc Ozon hóa nước thải.

3.3.2. Phân tích một số công nghệ sinh học thường sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt

Với thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt cho thấy phương pháp xử lý

hiệu quả và kinh tế nhất là phương pháp sinh học.

3.3.2.1. Công nghệ A/OĐây là công nghệ xử lý sinh học gồm hai bậc kị khí và hiếu khí

(Anaerobic/Oxic). Quá trình này rất giống với quá trình xử lý bùn hoạt tính truyền

thống. Nước thải đưa vào bậc kị khí sau đó được dẫn tiếp sang bậc hiếu khí. Mặt khác

việc kết hợp xử lý kị khí và xử lý hiếu khí rất hữu hiệu cho quá trình khử photpho và

các chất hữu cơ trong nước thải. Bùn sau bể lắng thứ cấp một phần được tuần hoàn lại

nhằm nâng cao hiệu suất khử photpho.

Như vậy quá trình A/O rất thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu

cơ và photpho cao, tuy nhiên đối với nước thải có chứa hàm lượng Nitơ cao thì quá

trình này xử lý không triệt để. Hệ thống này được mô tả sơ lượt như sau: (Hình 3.2.).


Nước thải Nước raAnaerobic Oxic

Bùn dư

Bùn tuần hoàn

Hình 3.1. Quá trình A/O

Lắng


3.3.2.2. Công nghệ BardenphoCông nghệ Bardenpho được phát triển ở Phòng nghiên cứu của viện nghiên cứu

Quốc tế. Công nghệ này gồm bốn bậc, hai bậc xử lý hiếu khí (Oxic) và hai bậc thiếu

khí (Anoxic). Các bậc này được bố trí xen kẽ nhau, nước thải cần xử lý được đưa vào

bậc xử lý thiếu khí thứ nhất, sau đó đi sang tiếp bậc xử lý hiếu khí thứ nhất, rồi đi vào

bậc xử lý thiếu khí thứ hai và cuối cùng nước thải dẫn sang bậc hiếu khí thứ hai, sau đó

đi vào bể lắng thứ cấp để tách bùn cặn.

Trong công nghệ này việc kết hợp xử lý thiếu khí và xử lý hiếu khí nhằm nâng

cao hiệu quả khử Nitơ và chất bẩn hữu cơ. Nhưng với công trình này dùng để xử lý

nước thải có chứa hàm lượng Photpho hữu cơ cao thì hiệu quả xử lý chưa cao. Hệ

thống này được mô tả sơ lượt như (Hình 3.2.).

3.3.2.3. Công nghệ Phoredox

Thực chất công nghệ này được cải tiến từ công nghệ Bardenpho. Hệ thống này

gồm năm bậc trong đó có một bậc là xử lý kị khí, hai bậc xử lý thiếu khí và hai bậc xử

lý hiếu khí.


Nước thải Nước ra

Oxic Anoxic OxicAnoxicLắng

Bùn tuần hoàn

Bùn tuần hoàn

Bùn dưHình 3.2. Quá trình Bardenpho


Nước thải cần xử lý đầu tiên đi vào bậc xử lý kị khí, sau đó qua bậc xử lý thiếu

khí, rồi đến bậc xử lý hiếu khí. Sau khi nước thải được xử lý ở bậc thiếu khí và hiếu khí

đầu tiên lại tiếp tục đi qua bậc xử lý thiếu khí thứ hai và qua bậc xử lý hiếu khí thứ hai,

sau cùng mới dẫn sang bể lắng thứ cấp. Hệ thống này được mô ta sơ lượt như (Hình

3.4.).

3.3.2.4. Công nghệ UCTCông nghệ này được xem là một công nghệ phát triển hơn so với công nghệ

Phoredox. Trong công nghệ này bao gồm ba quá trình xử lý kị khí - thiếu khí - hiếu

khí. Nước thải cần xử lý đi đưa vào bậc xử lý yếm khí, sau đó tới bậc thiếu khí và sau

đó tới bậc hiếu khí, cuối cùng đưa sang bể lắng thứ cấp để tách sinh khối và làm trong

nước. Hệ thống UCT được mô tả sơ lượt như (Hình 3.4.).

3.3.2.5. Công nghệ Biodenpho

Công nghệ Biodenpho được phát triển bỡi Viện nghiên cứu công nghệ Đan

Mạch vào khoảng năm 70. Công nghệ này cũng gồm ba bậc xử lý, kị khí - thiếu khí -

hiếu khí. Hệ thống này được mô tả như (Hình 3.6.).


Anaerobic Anoxic Oxic Anoxic Oxic Lắngii

Bùn tuần hoànBùn tuần hoàn

Hình 3.3. Quá trình PhoredoxBùn dư

Nước ra

Nước thải Anaerobic Anoxic OxicLắng

Bùn tuần hoàn

Bùn tuần hoàn

Bùn dư Hình 3.4. Quá trình UCT

Nước ra

Anaerobic

Anoxic

Oxic

Anoxic

Oxic

Nước thải Lắng

Bùn tuần hoàn

Bùn dư Hình 3.5. Quá trình Biodenpho


3.3.2.6. Công nghệ AAOCông nghệ xử lý này cũng gồm ba bậc kị khí - thiếu khí - hiếu khí. Nước thải đi

vào bậc xử lý kị khí, ở đây xảy ra quá trình khử Photpho sinh học, nước thải sau khi

qua bậc kị khí được dẫn đến bậc xử lý thiếu khí, ở bậc này xảy ra quá trình khử Nitrat

và sau đó nước thải được đưa sang bậc hiếu khí để thực hiện quá trình khử các chất bẩn

hữu cơ, rồi tiếp đến là bể lắng thứ cấp để làm sạch nước thải. Hệ thống AAO được mô

tả sơ lượt như (Hình 3.7.).

3.3.2.7. Công nghệ Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR)

Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ là một dạng công trình xử lý sinh học

nước thải bằng bùn hoạt tính, trong đó tuần tự diễn ra các quá trình thổi khí, lắng bùn

và gạn nước thải. Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn của bể tối thiểu là hai.

Các giai đoạn hoạt động diễn ra trong một ngăn của bể theo thứ tự như sau: làm

đầy nước thải, thổi khí, để lắng tĩnh, xả nước thải và xả bùn dư.

3.3.2.8. Công nghệ yếm khí UASB – hiếu khí aeroten – đĩa lọc sinh hoc RBC


Nước thải

Nước ra

Anaerobic Anoxic Oxic Lắng

Bùn tuần hoàn

Bùn dư

Bùn tuần hoàn

Hình 3.6. Quá trình AAO

UASB aeroten Lắng RBC

Nước thải Nước ra


Nước thải qua hệ thống xử ly yếm khí (UASB) để làm giảm một lượng lớn

BOD5,COD.Sau đó nước thải tiếp tục được đưa vào hệ thống xử ly hiếu khí ( Aeroten

và đĩa lọc sinh học ) để tiếp tục khử triệt để BOD5.Hệ thống này vừa khử được

BOD5,đồng thời cũng khử được lượng lớn các chất dinh dưỡng nitơ và phôtpho

Hơn nữa việc kết hợp các công trình lại với nhau giúp tiết kiệm được diện tích

đất xây dựng

Nhận xét:

Mỗi công nghệ sinh học nêu trên đều có những ưu điểm và đồng thời cũng có

những nhược điểm riêng, thích hợp dùng để xử lý đối với từng loại nước thải.

3.4. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải khách sạn Dựa vào những điều kiện tự nhiên, kinh tế, đặc tính của nước thải khách sạn và

tiêu chuẩn thải nước, ở khách sạn nước sau khi xử lý được thải thẳng ra nguồn nước

mặt nên ta phải xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 14 – 2008. Với những điều

kiện như vậy thì nước thải khách sạn xử lý bằng phương pháp sinh học là thích hợp

nhất. Trong phương pháp này có nhiều công nghệ để lựa chọn (như đã phân tích ở mục

trên), khi xử lý nước thải của khách sạn không những xử lý các hợp chất hữu cơ dễ

phân hủy sinh học mà còn xử lý các chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho. Do vậy công

nghệ được sử dụng trong phương pháp này là hệ thống xử ly yếm khí bằng UASB kết

hợp với Aeroten và đĩa sinh học RBC. Bỡi vì hệ thống này không chỉ khử BOD mà

còn khử được nitơ, photpho trong nước thải. Do khách sạn nằm trong thành phố nên

diện tích xây dựng hạn chế do đó mà các công trình được đặt ngầm dưới đất.

Trong dây chuyền công nghệ xử lý nước thải, thông thường nước thải từ các khu

vệ sinh thường được xử ly sơ bộ trong các bể tự hoại trước khi đưa vào xử lý sinh

học .Tuy nhiên tại khách sạn không xây dựng bể phốt mà chỉ xây dựng các hố thu

gom nước từ các nhà vệ sinh rồi sau đó bơm về hệ thống xử ly trung tâm của khách

sạn vì các ly do sau :


Tuần hoàn bùn

Hình 3.7 .Qúa trình UASB – Aeroten- đĩa sinh học


- Việc xây dựng bể tự hoại ở dưới các tòa nhà cao tầng rất dễ bị sụt lún nếu địa

chất ở đó không đảm bảo

- Đối với các khu như khách sạn,chung cư thì yêu cầu nước thải cũng cần phải

trải qua xử ly trước khi thải ra nguồn tiếp nhận nên việc đưa ngay nước thải từ

các khu vệ sinh về hệ thống xử ly chung sẽ tiết kiệm được diện tích xử ly

- Do một số hạn chế của bể tự hoại ( sinh khí độc hại,ô nhiễm tầng nước

ngầm,khả năng tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh kém,hiệu quả xử ly thấp..) nên

hiện nay trên thế giới hạn chế sử dụng bể tự hoại tại các khu chung cư,nhà

hàng,khách sạn mà nên xây dựng hệ thống xử ly

Do đó mà tại khách sạn nước thải từ các nhà vệ sinh không đưa qua bể phốt mà

đưa trực tiếp đến hệ thống xử ly chung của khách sạn .Vì vậy mà hàm lương

BOD5,COD ,N , P ,vi sinh vật cao nên nước thải cần đưa qua xử ly yếm khí trước để

giảm bớt lượng chất ô nhiễm ,sau đó qua aeroten và đĩa sinh học để xử ly triệt để đạt

tiêu chuẩn thải

Do vậy dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp bao gồm các công trình

thiết bị như: Ngăn tiếp nhận, song chắn rác thô, máy nghiền, bể điều hoà, bể UASB ,

Aeroten, bể lắng II,đĩa sinh học RBC , bể tiếp xúc khử trùng.

3.5. Thuyết minh dây chuyền công nghệ xử lý nước thảiĐiều kiện để có thể xử ly sinh học nước thải là hàm lượng chất hữu cơ cao

,không có các chất độc hại ,các chất hoạt động bề mặt ...( bởi các chất này sẽ kiềm hãm

hoạt động của các vi sinh vật xử ly nước ) nên nước thải từ các bộ phận của khách sạn (

nhà bếp,giặt là ) cần phải được xử ly sơ bộ trước khi đưa về hệ thống xử ly trung tâm

của khách sạn

Sơ đồ xử ly như sau :



Sau khi qua các công trình xử ly sơ bộ tại các bộ phận nước thải được đưa về hệ

thống xử ly chung của khách sạn


Nước thải từ bộ phận giặt là

Nước thải từ nhà vệ sinh

Nước thải từ nhà bếp

Bể lắng (bổ sung thêm chất keo tụ )

Bể thu dầu mỡHố thu gom

Hệ thống xử lý chung của toàn khách sạn

Nguồn tiếp nhận


Thuyết minh dây chuyền công nghệ

Bể điều hòa

Nước thải từ nhà vệ sinh và các khu sau xử lý sơ bộ ( tại bộ phận giặt là và bộ

phận bếp) được thu gom về bể gom được lọc sơ bộ qua song chắn rác để ngăn chặn các

loại chất rắn có kích thước lớn hơn 10 mm vào bơm.Nước trước khi vào bơm chìm

được đưa qua máy nghiền rác nhằm băm nhỏ các vật rắn có kích thước lớn để bảo vệ

bơm chìm.

Nước tại bể thu gom được bơm vào bể điều hòa

Thông thường lượng nước thải chảy vào hệ thống với một tỷ lệ không ổn định,tỷ

lệ này thường thay đổi giữa các giờ trong ngày tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng nước

của khách sạn.Sự dao động lưu lượng và nồng độ nước thải sẽ dẫn đến những hậu quả

tai hại về chế độ công tác của mạng lưới và công trình xử lý đồng thời gây tốn kém

nhiều về xây dựng và quản lý .Bởi vì khi lưu lượng dao động thì rõ ràng phải xây dựng

mạng lưới bên ngoài với tiết diện ống hay kênh lớn vì phải ứng với lưu lượng giờ lớn

nhất,đồng thời nước thải chảy đến trạm bơm thay đổi thì dung tích bể chứa ,công suất

máy bơm và chế độ làm việc không ổn định,chi phí xây dựng đắt hơn


Nước thải vào

Song chắn rác

Nghiền rác

Hố thu gom

Bể điều hòa

Bể yếm khí( UASB )

Bể lắng II

Bể khử trùng

Bể trống sinh học

Bể aeroten

Nguồn tiếp nhận

Bể chứa bùn( bơm bùn )

Bơm bùn ra xe tải

Máy thổi khí


Vì vậy để công trình xử lý nước thải làm việc bình thường với hiệu suất cao và

kinh tế thì phải xây dựng bể điều hòa lưu lượng .

Tại bể điều hòa nước thải sẽ đuợc lắng một phần các chất lơ lửng và ổn định

lưu lượng trước khi vào các công trình xử ly phía sau

Bể yếm khí UASB :

Nước thải sau khi qua bể điều hòa được đưa vào bể yếm khí để giảm lượng lớn

các chất hữu cơ BOD5 và có thể xem bể yếm khí này đóng vai trò như một bể tự hoại

và nó thay thế cho bể tự hoai.Việc xây dựng một bể yếm khí UASB tiết kiệm diện tích

hơn xây dựng bể tự hoại bởi thời gian lưu ngắn hơn.Nước sau khi ra khỏi UASB được

đưa sang bể Aeroten để tiếp tục xử ly

Bể aeroten

Tại đây quá trình xử lý sinh học sẽ diễn ra với sự tham gia của các chủng vi sinh

hiếu khí như: Baccilus,pseudomonas,proteus… Các vi sinh vật này sử dụng các chất ô

nhiễm có trong nước thải như BOD,N,P …làm thức ăn với sự có mặt của oxi.Do đó

trong bể aeroten có bố trí dàn ống phân phối khí nhằm mục đích cung cấp và khuyếch

tán đều oxi vào trong nước ,đảm bảo hàm lượng DO = 2 – 4 mg/l và duy trì bùn ở trạng

thái lơ lửng

Bể lắng đợt 2

Nước sau khi xử lý sinh học đuợc chảy tràn qua bể lắng.Tại bể lắng các bùn

hoạt tính sẽ được lắng tại đây bởi quá trình lắng theo trọng lực .Một phần bùn hoạt tính

sẽ được tuần hoàn lại bể Aeroten

Bể trống quay sinh học

Nuớc trong sau khi lắng tự chảy qua bể trống quay sinh học.Bể trống quay sinh

học có tác dụng bám dính các chất lơ lửng chưa lắng thoát qua bể trống quay sinh

học ,đồng thời các trống quay có tác dụng như là các giá thể sinh học để loại bỏcác

chất ô nhiễm hữu cơ còn lại trong nuớc thảisau khi qua Aeroten .Đồng thời RBC còn

góp phần khử nitrat có trong nước thải

Bể hòa trộn clo

Nước sau khi qua bể trống quay sinh học sẽ tự chảy tràn qua bể hòa clo,bể này

có tác dụng khử trùng bằng clorine và giảm hàm luợng coliform đạt tiêu chuẩn thải

trước khi thải ra ngoài .Hàm lượng clorine đuợc đưa vào bể khử trùng định lượng bằng

bơm định lượng.

Bể chứa bùn



Lượng bùn tại UASB và bể lắng đuợc bơm vào bể chứa bùn ,một luợng bùn

được tuần hoàn về bể aeroten với tác dụng tăng hàm lựợng bùn hoạt tính cho bể trong

điều kiện bể bị thiếu.

Bùn tại bể chứa bùn sẽ được bơm bùn tại bể bơm ra xe tải và vận chuyển đến

nơi qui định .



Chương 4 : Tính toán các công trình và thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải khách sạn

Nước thải của khách sạn trước khi đưa về hệ thống xử ly trung tâm cần phải xử

ly sơ bộ tại các bộ phận : giặt là ,nhà bếp,nhà vệ sinh

Lưu lượng nước thải từ các bộ phận như sau :

- Nước thải từ giặt là : 50m3/ngày

- Nước thải từ nhà bếp : 50 m3/ngày

- Nước thải từ các nhà vệ sinh : 200 m3/ngày

Tổng lưu lượng nước thải của khách sạn là 300 m3/ngày

4.1.Tính toán các công trình xử ly sơ bộ Nước thải từ các bộ phận trong khách sạn ( giặt là,nhà bếp,vệ sinh ..) sau khi

được thu gom xử ly sơ bộ tại nguồn được đưa về hệ thống xử ly trung tâm

Các công trình xử ly sơ bộ bao gồm

- Bể thu dầu mỡ từ bộ phận nhà bếp

- Bể lắng sau bộ phận giặt là

- Hố tập trung nước thải từ các nhà vệ sinh của khách sạn

4.1.1.Tính bể thu dầu mỡ từ khu vực bếp:

Trong nước thải khách sạn ,nước thải từ các nhà bếp có chứa nhiều dầu mỡ có

khối lượng riêng nhỏ hơn nước .Đó là những chất nổi ,chúng sẽ ảnh hưởng xấu tới các

công trình xử ly nước thải .Vì vậy mà phải thu hồi các chất này trước khi xả vào hệ

thống xử ly nước sinh phía sau vì các chất mỡ sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong

bể aeroten ,gây khó khăn trong việc lên men cặn

dòng nuoc vào

dòng nuoc ra

1

2

3 4 5

67

Hình 4. 4 : thiết bị tách dầu



1.thân thiết bị ;2.bộ phận hút cặn bằng thủy lực ,3.lớp dầu ;4.ống gom dầu ,

5.vách ngăn dầu ;6.răng cào trên băng tải ;7.hố chứa cặn

Giả sử bộ phận nhà bếp của khách sạn hoạt động 12 h/ngày

Tính toán bể thu dầu mỡ :

Tốc độ nổi của hạt dầu :

2

min

981

18n hmU d

ρ ρµ−= × × [(69-19)]

Trong đó:

• d: đường kính của hạt mỡ,cm.d = 0,008 – 0,01 cm.chọn d = 0,008cm

• µ : độ nhớt của nước, µ = 0,01g/cm3.s [(69-19)]

• nρ : tỷ trọng của nước thải , nρ = 1

• hmρ : tỷ trọng của dầu mỡ , hmρ = 0,9

2

min

981 1 0,90,008 0,035 /

18 0,01U cm s

−⇒ = × × =

Tiết diện ngang của bể thu dầu :

min

qf

U= [(69-19)]

Trong đó:

• q: lưu lượng nước thải ,m3/ngày . q = 50 m3/ngày =1,157.10-3 m3/s

• Umin : tốc độ nổi của hạt dầu ,m/s

3

2

1,157 103,3

0,035 10f

−

−

×= =×

m2

Chiều sâu của bể h : 1,2 – 1,5 m.chọn h = 1,5m [(103 – 8)]

Chiểu rộng bể : 2,2 m

Chiều dài công tác của bể :

min

ttvL a h

U= × × ,m [(4.15)/(67 – 19)]

Trong đó:

• L: chiều dài bể ,m

• Vtt : vận tốc dòng nước trong bể ,v = 0,5mm/s . [(71 – 19)]

• Umin : tốc độ nổi của hạt dầu ,m/s

• h : độ sâu của bể,m



• a: hệ số tính đến chảy rối của dòng nước trong bể thu dầu mỡ,

a = 1,75 [(71 – 19)]

3

2

0,5 101,75 1,5 3,75

0,035 10L m

−

−

×⇒ = × × =×

Chọn bể dài 4m

Thời gian lưu nước trong bể thu dầu mỡ :

V

tq

= ,h

Trong đó:

• t : thời gian lưu nước trong bể ,h

• q : lưu lượng nước thải ,m3/h.q = 50m3/ngày =4,167m3/h

• V : thể tích bể thu dầu mỡ,m3

3,5 3,3

2,774,167

t h×⇒ = =

Vậy các thông số thiết kế bể thu dầu mỡ là :

+ chiều dài bể : 4 m

+ chiều rộng bể : 2,2m

+ chiều sâu bể : 2m

4.1.2.Tính toán hố thu nước sau các nhà vệ sinh từ các phòng trong khách sạn

Nước thải vệ sinh ( tăm rửa,vệ sinh) từ các phòng của khách sạn khoảng 200m 3/ngày

được tập trung về hố thu gom sau đó được bơm về hệ thống xử ly chung của khách sạn

Thể tích cần thiết của bể thu gom nước thải là:

V= Q t×

Trong đó

• Q: lưu lượng nước thải vào bể , m3/ngày. Q = 200 m3/ngày

• t: thời gian lưu của nước trong bể, h. Chọn t= 3h

V= Q t× =200 3

2524

× = m3

Vậy thể tich hố thu là 25m3



4.1.3.Tính toán bể lắng kết hợp với keo tụ sau bộ phận giặt là :Nước thải sau bộ phận giặt với lưu lượng Q = 50m3/ngàyđêm được tập trung vào hố

thu với các kích thước như sau: [(bảng 3.4)(111.18)]

+ chiều sâu :1300mm

+ chiều rộng : 1000mm

+ chiều dài : 1500m

Tại hố thu đặt bơm chìm đưa nước thải vào bể lắng

Vì nước thải sau giặt là thường có hàm lượng chất lơ lửng cao ( do sợi vải ,bông vải)

và một lượng lớn chất hoạt động bề mặt ,chất tẩy rửa .Do đó nước thải cần xử ly sơ bộ

trước khi đưa vào hệ thống xử ly chung của khách sạn

Để tăng cường quá trình lắng nhanh các chất lơ lửng ta bổ sung thêm chất keo tụ là

phèn nhôm

Các công trình và thiết bị chuẩn bị dung dịch và định liều lượng chất phản ứng gồm:

thùng hoà trộn, thùng tiêu thụ, thiết bị định liều lượng chất phản ứng.

Công trình chuẩn bị dung dịch phèn có thể được bố trí như sau:

1.bể điều chế dung dịch

2.thiết bị định lượng

3.bể phản ứng

4.bể lắng

Hình 4. 5 : Sơ đồ công trình chuẩn bị dung dịch phèn.


Nước Chất keo tụ

1

3 42


4.1.3.1.Tính toán bể điều chế dung dịch:Căn cứ vào hàm lượng cặn tính toán của nước nguồn là 200mg/l, lấy liều lượng phèn

nhôm khô cần thiết là 40mg/l. [(Bảng 10.1)\(328-10)]

Lượng phèn cần dùng cho một ngày:340 50 10 2G kg−= × × =

Dung tích bể điều chế dung dịch được xác định theo công thức:

∂××××

=110000 P

PnQW p

h , m3 [(4.3)/(101-21)]

Trong đó

• Q: lưu lượng nước xử lý, m3/h. Q= 50 m3/ngày

• n : thời gian giữa 2 lần cho phèn vào Chọn n=24 h.

• Pp: liều lượng phèn dự tính cho vào nước, g/m3. Pp= 40 g/m3

• P1 : nồng độ dung dịch phèn trong bể , %

P1=1-5% . Chọn P1=1% [95-21]

• ∂ : khối lượng riêng của dung dịch, ∂=1 tấn/m3

1

50 24 400,2

10000 24 10000 1 1p

h

Q n PW

P

× × × ×= = =× ×∂ × × × m3 = 200 lít

Chọn bể có dạng hình tròn và được làm bằng vật liệu PE.

Dung tích của bể được tính như sau:hSW ×=

Trong đó

• W: dung tích của 1 bể, m3. W= 0,2 m3

• S : diện tích mặt cắt ngang của bể, m2

• h: chiều sâu bể, m. h = 0,5 m. Chọn chiều cao dự trữ của bể 0,3m.

Suy ra 0,2

0,40,5

WS

h= = = , m2

4

2dS

×= π ⇒πS

d4= =

4 0,40,7

π× = m

Vậy, bể hoà tan phèn có các kích thước cơ bản là: d= 0,7 m

hxd = 0.8m

Dung dịch phèn 3% ở bể điều chế dung dịch được định lượng đều với lưu lượng

không đổi bằng bơm định lượng để đưa vào bể trộn.

Tính toán cánh khuấy hoà tan phèn trong nước.



Để đẩy nhanh các quá trình hoà tan phèn người ta dùng máy khuấy cơ khí loại cánh

quạt phẳng hay loại tuabin.[22-12]

Theo [610-16] ta chọn máy khuấy cơ khí loại cánh khuấy mái chèo 2 thanh phẳng, vì

loại này thường dùng để hoà tan chất rắn có khối lượng riêng không lớn lắm và trong

môi trường có độ nhớt nhỏ. ( 038,1:0

2

0

342

2525)( ≈C

OHCSOAl µµ )

D

H

h

S

d

Hình 4. 6 : Cánh khuấy mái chèo 2 thanh phẳng.Kích thước cơ bản của cánh khuấy.

Theo [22-12], đối với thùng hoà tan phèn có máy khuấy loại tấm bản thì đường kính

cánh khuấy lấy = 0,8 chiều rộng hay đường kính bể hoà tan.

Khi đó, đường kính cánh khuấy là:

1 0,8 0,8 0,7 0,56d d= × = × = m=600mm

Theo [(bảng IV.1)/(618-16)] ta có:

0,36 0,36 0,36 600 216S

S d mmd

= ⇒ = = × =

b=0,15D=0,15 700× = 119mm [(BảngIV.2)\(620-16)]

Trong đó

• S : khoảng cách từ đáy bể đến bề mặt dưới của cánh khuấy, m.

• d : đường kính của cánh khuấy, m.

• D: đường kính bể hòa tan phèn, m.

• h : chiều cao cánh khuấy, m.

• b : bề rộng cánh khuấy, m.

Xác định công suất của động cơ cánh khuấy.

Ta tính chuẩn số Re

µρ 2

Redn ××= [616-16]



Trong đó

• ρ : khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3. =0

2

25c

OHρ 997,08 kg/m3

[(Bảng I.5)\(11-16)]

• n: Số vòng quay cánh khuấy trong 1s, vg/s. n= 1 vg/s

• d: đường kính cánh khuấy, m. d= 0,6 m

• µ : độ nhớt động lực của nước, Ns/m2. =0

2

25c

OHµ 0,8937.10-3, Ns/m2

[(Bảng I.102)\(94-16)] 2 2

4 43

997,08 1 0,6Re 40.10 10

0,8937 10

n dρµ −

× × × ×= = = >×

Vậy chất lỏng trong bể có chế độ chảy xoáy.

Công suất tiêu tốn là:

ρ×××= 53 dnAN (W) [(IV.13)\(622-16)]

Trong đó

• A: hệ số. A = 2,1 [(Bảng IV.2)/(620-16)]

• n: Số vòng quay cánh khuấy trong 1s, vg/s. n= 1 vg/s [(126-21)]

• d: đường kính cánh khuấy, m. d= 0,6 m

• ρ : khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3. =0

2

25c

OHρ 997,08 kg/m3

[(Bảng I.5)\(11-16)]3 5 3 52,1 1 0,6 997,08 163N A n d ρ= × × × = × × × = W

Công suất mở máy

Khi mở máy cần có công để thắng lực quán tính và lực masat, vì vậy ta có công suất

mở máy được tính như sau:

Nc = Ng + Nm [(IV.12)\(622-16)]

Trong đó

• Ng: công suất tiêu tốn để khắc phục trở lực, W

• Nm: công suất để khắc phục masat giữa chất lỏng và cánh khuấy, W

Nm = N = 163W

Ng= ρ××× 35 ndK [(IV.13)\(622-16)]

K = 3,87db

=3,870,119

0,6= 0,77



Nc = Ng + Nm = Ng + N = N( 1+KA

)=N (A

KA +)

Nc = 163 (2,1 0,77

2,1

+)= 222,77 ≈ 223 W

Công suất động cơ điện.

ηc

dc

NN = [(IV.15)\(622-16)]

Trong đó

• Nc: công suất mở máy, W. Ndc=223W

• η :hiệu suất (khả năng truyền lực từ động cơ sang cánh khuấy).

Thường chọnη =0,6-0,7. Chọn η=0,7

223318,571 320

0,7c

dc

NN

η= = = ≈ W

Vậy ta chọn động cơ có công suất 0,32 KW.

Chọn bơm định lượng và đường ống dẫn dung dịch phèn.

Đường kính ống dẫn:

Dung dịch phèn từ bể điều chế dung dịch định kỳ 24h được mở van cho dung dịch

chảy vào bể phản ứng , chọn thời gian mở van là 1h.

Lượng phèn cần thiết tính cho một lần bơm là:

naQG ××=1 [112-21]

Trong đó


• a : liều lượng phèn dự tính cho vào nước, g/m3. a= 40 g/m3

• n : thời gian giữa 2 lần mở van cho phèn vào bể phản ứng.Chọn n=24 h.

1

5040 24 2000 2

24G Q a n g kg= × × = × × = =

Nồng độ hoà tan bão hoà của phèn Al2(SO4)3 thường từ 33-36% ứng với nhiệt độ

của nước từ 10-20 0C [(Bảng 4.1)\(93-21)] . Giả sử nồng độ dung dịch phèn bão

hoà ở bể hoà tan 33% thì thể tích dung dịch phèn cần dùng trong 24h là:

1 1

100 1002 6,06

33 33V G l= × = × =

Nếu mở van trong 1h thì lưu lượng dung dịch là:

6,06 hl

= 6,06.10-3 m3/h = 1,68.10-6 m3/s



Đường kính ống dẫn là:

W

Vd

×=

785,0[(II.36)\(369-16)]

Trong đó

• V: lưu lượng thể tích, V=1,68.10-6 m3/s

• W: tốc độ trung bình của dòng chảy. Đối với chất lỏng tự chảy W=0,1-

0,5m/s. [(Bảng II.2)\(370-16)]. Chọn W=0,3 m/s6

31,68 102,67 10 3

0,785 0,785 0,3

Vd m cm

W

−−×= = = × ≈

× ×

Vậy dung dịch phèn từ bể điều chế dung dịch được chảy sang bể phản ứng bằng

ống dẫn bằng nhựa có đường kính ống là 3cm.

Bơm định lượng:

Lưu lượng dung dịch phèn 3% cần thiết đưa vào nước trong 1h là:

P

aQq

1000

×= [113-21]

Trong đó


• a : liều lượng phèn dự tính cho vào nước, g/m3. a= 40 g/m3

• P : nồng độ dung dịch phèn trong bể tiêu thụ, %. P= 1%

50 40 1008 /

1000 24 1000 1

Q aq l h

P

× × ×= = =× ×

Chọn bơm có công suất 8l/h

Bơm hóa chất được nối vào đường ống bơm của nước thải từ hố gom bơm vào bể

lắng.Do đó hóa chất sẽ được trộn đều với nước thải mà không cần thêm bể trộn và

thiết bị khuấy trộn,tiết kiệm được chi phí xây dựng

4.1.3.2.Tính toán bể phản ứng và lắng

Thời gian cần thiết để nước thải tiếp xúc với hóa chất cho tới khi bắt đầu lắng dao

động trong khoảng 20 – 60 phút [122-8]. Chọn t=60 phút

Thể tích cần thiết của bể phản ứng là:

V= Q t×

Trong đó

• Q: lưu lượng hoá chất và nước thải vào bể , m3/ngày.

Q = 50 m3/ngày ( coi lượng hóa chất nhỏ không đáng kể )



• t: thời gian lưu của nước trong bể, h. t= 1h

V= Q t× =50 1

2,08324

× = m3

Sau khi nước thải qua bể phản ứng nước thải sẽ chảy tràn qua bể lắng .

Thể tích cần thiết của lắng nước thải là:

V= Q t×

Trong đó

• Q: lưu lượng nước thải vào bể , m3/ngày. Q = 50 m3/ngày

• t: thời gian lưu của nước trong bể, h. t= 3h [80-10]

V= Q t× =50 3

6,2524

× = m3

Tại bể lắng đặt bơm chìm đưa nước thải sau lắng về hệ thống xử ly chung của khách

sạn .

Nước thải từ các bộ phận ( giặt là , nhà bếp, nhà vệ sinh )sau khi xử ly sơ bộ được

đưa về hệ thống xử ly trung tâm với các thông số đầu vào và các chỉ tiêu yêu cầu

nước thải sau xử lý đạt loại A theo QCVN 24: 2008 - Nước thải sinh hoạt thể hiện

trong bảng sau :

Bảng 4. 1 Thông số ô nhiễm và giới hạn cho phép

STTThông số ô

nhiễmĐơn vị

Đặc trưng của

nước thải cần xử

lý

Yêu cầu nước

thải sau xử lý

(loại A)

1. pH - 6,5 ÷ 8 5 - 9

2. BOD5 mg/l 1050 303. COD mg/l 1500 -4. SS mg/l 300 505. Tổng Nitơ mg/l 80 5 ( tính theo NH4)

6. Tổng photpho mg/l 13 67 Tổng coliform MPN/100ml 106 – 107 3000

Hệ thống xử ly chính bao gồm các công trình xử ly như sau :

Nước thải → mương dẫn → máy nghiền → hố thu → bể điều hòa lưu lượng → bể yếm

khí → bể aeroten → bể lắng 2 → trống sinh học → bể khử trùng → nước thải ra nguồn

tiếp nhận



4.2.Tính toán thiết bị chính của hệ thống xử ly chung nước thải khách sạn

4.2.1.Mương dẫn nước thải

a. Xác định lưu lượng trung bình và hệ số không điều hoà

Lưu lượng nước thải tại khách sạn: Qv = 300 m3/ngày đêm.

Do đặc trưng của khách sạn là chế độ xả nước thải không đều theo từng giờ trong ngày

và thường dao động so với lưu lượng trung bình giờ. Nên ta cần quan tâm đến hệ số

không điều hoà,hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải

Lưu lượng lớn nhất

Qmax = Qv . kh

Trong đó:

• Qv : lưu lượng trung bình của nước thải khách sạn ,m3/ngày.đêm

• Qmax : lưu lượng nước thải cực đại

• kh : hệ số không điều hòa

Chọn kh = 5. [(6.2)(29.24)]

Thay bằng số

Qmax= 300.5 = 1500 m3/ngày đêm.

Lưu lượng giờ lớn nhất :

axàyax

mngm

h

QQ

n= [(8.2)(83.24)].

Trong đó:

• axày

mngQ : lưu lượng nước thải cực đại theo ngày , m3/ngày đêm

• axmhQ : lưu lượng nước thải cực đại theo giờ,m3/h

• n : hệ số lấy như sau :

+ khi người sử dụng trên 3000 người thì n = 14

+ khi người sử dụng từ 1500 – 3000 người thì n= 12

+ khi người sử dụng dưới 1500 người thì n = 10

Chọn n = 10

Thay số bằng :

ax 1500150

10mhQ = = , m3/h

b. Mương dẫn nước thải



Mương được xây dựng bằng bêtông cốt thép có tiết diện hình chữ nhật để dễ quan sát,

tẩy rửa.

Độ dốc của mương phải phù hợp để nước thải duy trì vận tốc tự làm sạch, hạn chế quá

trình lắng cặn trong mương. Độ dốc nhỏ nhất này có thể được xác định như sau:

di

1min =

Trong đó: d - dường kính ống, mm

4004,0250

1min ===i 0/00

Diện tích mặt cắt mương dẫn được tính theo công thức

Q = vω ×

Trong đó:

• Q : lưu lượng tính toán , m3/s.Q= 150 m3/ngày = 0,042 m3/s

• v: vận tốc dòng chảy ,m/s .chọn v = 1,2 m/s [(6.12)(29.24)]

• ω: diện tích mặt cắt ,m2

ω= h .B

• h : chiều cao lớp nước trong mương ,m

• B : chiều rộng mương dẫn ,m

Vậy chiều cao lớp nước trong mương dẫn

0,042

0,141,2 0,25

Qh

v B⇒ = = =

× × ( m)

Chiều cao mương dẫn :

0,14

0,6 0,233 0,250,6 0,6

h hH m

H= ⇒ = = = ;

Vậy các kích thước cơ bản của mương dẫn như sau :

+ chiều rộng : 0,25 m

+ chiều cao : 0,25 m

4.2.2. Song chắn rác

Mục đích: Loại bỏ các tạp chất thô có kích thước lớn ra khỏi nước thải.



Hình 4.4.Song chắn rác

Số khe hở giữa các thanh song chắn:

zs

kvhb

qn

.. 1

max= [ (4.1)(61.10)]

Trong đó:

• qmax: lưu lượng lớn nhất của nước thải, qmax = 0,042 (m3/s)

• b: khoảng cách giữa các khe,(b = 15÷20 mm ) [(59.10)]

chọn b = 20 (mm)=0,02 (mm).

• h1: chiều cao lớp nước qua song chắn, chọn h1= 0,14 (mm).

• vs: vận tốc của dòng nước chảy qua song chắn .vs = 1,2(m/s).

• kz: hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác của song

chắn , chọn kz = 1,05.

0, 042

1, 05 15( )0, 02 0,14 1, 2

n khe= =× ×

Số thanh: m = n + 1 = 16 (thanh)

Chiều rộng buồng đặt song chắn rác :

Bs = S (n-1) + b.n [ (4.2)(61.10)]

Với S: chiều dày hay đường kính của thanh, (S = 8 ÷ 10 mm)

chọn S = 10 (mm) = 0,01 (mm)

Bs = 0,01(15 – 1) + 0,02 x 15 = 0,44 (m)

Ta thấy chiều rộng của buồng đặt song chắn rác Bs lớn hơn chiều rộng mương dẫn .Do

đó cần phải mở rộng mương dẫn tại vị trí đặt song chắn .Tuy nhiên việc mở rộng song

chắn như vậy có thể làm lắng cặn trước song chắn vì tốc độ dòng chảy giảm lại


ho

h1

hs

h

1

α

L1

L1

Ls

Bs

Bm


Đối với song chắn mở rộng cần đảm bảo tốc độ nước chảy không nhỏ hơn 0,4

m/s [(31.9)] .Cần kiểm tra tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rộng :

Qmax = v.Q

Trong đó:

• Q : lưu lượng tính toán , m3/s.Q= 150 m3/ngày = 0,042 m3/s

• v: vận tốc dòng chảy tại vị trí mở rộng ,m/s

• S: diện tích mương tại vị trí mở rộng ,m2

S= Bs . h

• h : chiều cao lớp nước trong mương ,m. h= 0,14 m

• Bs : chiều rộng mương tạ chố đặt song chắn ,m. BS = 0,44 m

Vậy tốc độ dòng chảy tại vị trí mở rông

ax 0, 042

0, 68 0, 40, 44 0,14

m

s

Qh

B h⇒ = = = >

× × ( m)

Vậy vận tốc nước tại chỗ mở rộng vẫn đảm bảo để không lắng cặn

Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn :

L = l1 + l2 + l

Chiều dài đoạn kênh mở rộng (trước song chắn):

ϕtg

BBl ms −=

2

11 , với o20=ϕ [(4.3)(62.10)]

l1 = 1,73 ( Bs – Bm)

với Bm: chiều rộng của mương dẫn, chọn Bm = 0,25(m)

l1 = 1,73.(0,44– 0,25) = 0,33 (m)

Chiều dài đoạn kênh thu hẹp (sau song chắn):

2 1

1 0,330,17( )

2 2l l m= = = [ (4.4)(62.10)]

L = 0,33 + 0,17 + 1 = 2 (m)

Với l: chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn, chọn l = 1 (m) [ (62.10)]

Tổn thất áp lực qua song chắn :

kg

vhs 2

2maxξ= [(2.1)(75.8)]

Với:

• vmax: tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn ứng với lưu lượng

lớn nhất, chọn vmax = 1,2 (m/s)



• k: hệ số phụ thuộc vào tốc độ dòng nước qua song, chọn k = 3 [(75.8)]

• ξ: hệ số sức cản thủy lực

αβξ sin)( 34

B

S= [(2.1)(75.8)]

Với :

• α : góc nghiêng của song so với mặt ngang, o60=α

• β: hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn với tiết diện

hinh chữ nhật, chọn 42,2=β

[(75.8)]

4

30, 01

2, 42( ) sin 600, 02

oξ =

4

3

20, 008 1, 22, 42( ) sin 60 . 3 0,1833( ) 0, 2( )

0, 016 2.9,8o

sh m m= = =

Chiều cao xây dựng của mương đặt song chắn :

Hxd = hs + H= 0,2+ 0,25= 0,45(m).

Vậy các kích thước cơ bản của song chắn rác như sau :

+ Số thanh chắn : 15 thanh

+ Chiều rộng đặt buồng chắn rác : 0,44 m

+ Chiều cao xây dựng của mương: 0,45 m

4.2.3.Máy nghiền Mục đích : nghiền tất cả rác lọt qua song chắn rác tạo điều kiện thuận lợi cho các công

trình xử lý phía sau.



Mặt bên Mặt sau

Hình 4.5.Máy nghiền

Máy nghiền là thiết bị được sử dụng để cắt và nghiền các vật rắn thô trong nước thải

sau đó thải vào cùng dòng chảy để đưa vào hệ thống xử lý tiếp theo ở phía sau..Máy

nghiền cắt nhỏ những vật liệu kích thước lớn có kích thước từ 6 đến 20mm thành

những vật có kích thước nhỏ hơn.Máy nghiền được lắp đặt trong mương dẫn giữa

song chắn rác thô và bể chứa

Máy nghiền được sử dụng phổ biến trong các hệ thống xử lý nước thải qui mô nhỏ có

lưu lượng nước thải nhỏ hơn 0,2 m3/s. Một dạng cối nghiền điển hình là song chắn nằm

ngang chắn dòng chảy và một thiết bị cắt quay có chứa các dao cắt .Lưỡi cắt cắt nhỏ

các vật liệu thô.Các vật liệu nhỏ sau khi cắt được xuôi theo dòng chảy.

Nguyên ly hoạt động của máy nghiền :

- Máy nghiền là thiết bị nghiền bao gồm : 1- lưới chắn lớn hình tròn cố định

đặt trong thùng hình chữ nhật quay,2- một bộ phận chứa hai truc quay thẳng

đứng với các lưỡi dao cắt quay ngược chiều nhau.

- Hoạt động :Lưới chắn giữ lại các hạt lớn trong khi các hạt nhỏ vượt qua

không gian giữa lưới và dao cắt. Sau đó các hạt nhỏ đến bộ phận cắt.

Nó được đặt thẳng đứng với hướng dòng chảy.Dao cắt hoặc lưỡi cắt quay

tròn có khả năng cắt nhỏ các vật liệu vượt qua nó .

Một số chú ý trong thiết kế máy nghiền :

Máy nghiền thường được xây dựng cùng với khung chắn thô thủ công được sử dụng

trong trường hợp tốc độ dòng chảy vượt quá khả năng của máy nghiền hoăc trong

trường hợp năng lượng và máy móc có vấn đề .Đóng cổng vào và ngừng cấp nước để

thực hiện việc bảo dưỡng được thuận tiện .Áp lực qua máy nghiền thường nằm trong

phạm vi 0,3m – 0,9 m.Chi tiết thiết kế không đòi hỏi bởi vì máy nghiền được cung cấp

như một bộ phận độc lập Các thông số như :chiều sâu kênh dẫn nước ,khả năng chịu

đựng của máy nghiền, mức ngập nước suôi dòng và ngược dòng và nhu cầu năng

lượng được cung cấp bởi nhà sản xuất

Khi máy nghiền gặp cát ,dao cắt là đối tượng bị bào mòn cao và đòi hỏi thường xuyên

phải gọn nhon hoặc thay thế .Để kéo dài tuổi thọ của thiết bị ,đá đen được đặt trong

kênh suôi dòng của máy nghiền sẽ hút các vật liệu mắc kẹt giữa các dao cắt và giảm

sự bào mòn bề mặt cắt



Máy nghiền sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải thường có công suất từ 0,75 –

3,7kW .Chọn máy nghiền có công suất 2 kW ( tham khảo khách sạn Intercontinental)

Nghiền có tác dụng cắt nhỏ các vật liệu lọt qua song chắn thành các chất lơ lửng tạo

điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý tiếp theo.Sau khi nghiền lượng chất lơ

lửng tăng lên ( do các chất bẩn như phân , giấy vê sinh lọt qua song chắn bị nghiền

nhỏ ).

Máy nghiền có khả năng nghiền được khoảng 90 % tổng các chất rắn lọt qua .

Do chọn song chắn rác có kích thước giữa các thanh là 20mm nên lượng rác được giữ

lại trên song chắn là : 5 -6 l/người.năm [ (bảng 3.1)(67.27)].Mà khối lượng riêng của

rác khoảng 450 - 550 kg/m3.Nên trung bình lượng rác được giữ lại trên song chắn của

một người trong một năm khoảng 3,5 kg

Trung bình một ngày thải ra 115 – 117 g/người.ngày [ (bảng 1.7)(13.6)].Như vậy

trung bình 1 năm 1 người thải ra 40 kg chất thải rắn trong nước .

Như vậy lượng rác vượt qua song chắn là :

40 – 3,5 = 36,5 kg/ người.năm = 100g/người .ngày

Giả sử toàn bộ lượng rác qua máy nghiền và hiệu suất nghiền của máy là 90% thì

lượng rác được nghiền là : 90 g/người.ngày

Lượng nước sử dụng trung bình của một người là 165 l/người.ngày

Vậy hàm lượng chất lơ lửng tăng lên sau khi qua máy nghiền là :

90 1000

500165

× = mg/l

Như vậy lượng chất lơ lửng sau máy nghiền là : 300 + 500= 800 mg/l

Bảng 4. 2: Các thông số vào hệ thống xử lý chính là :

STTThông số ô

nhiễmĐơn vị

Đặc trưng của

nước thải cần

xử lý

Yêu cầu nước thải

sau xử lý (loại A)

1. pH - 6,5 ÷ 8 5 - 92. BOD5 mg/l 1050 303. COD mg/l 1500 -4. SS mg/l 800 505. Tổng Nitơ mg/l 80 5 ( tính theo NH4)6. Tổng photpho mg/l 13 67 Tổng coliform MPN/100ml 106 – 107 3000



4.2.4.Hố thu gom nước thảiNước thải từ các khu nhà bếp,xưởng giăt là ( sau khi xử lý sơ bộ qua bể tách dầu mỡ,bể

lắng),nước thải từ các nhà vệ sinh được mương dẫn tập trung vào hố gom .

Hố thu gom có dạng hình chữ .Trong hố gom đặt bơm chìm bơm nước thải vào công

trình xử ly tiếp theo.

Kích thước hố thu được lựa chọn theo lưu lượng giờ tối đa Qmax = 150 m3 /h

Tính toán:

Thời gian lưu nước trong bể tối thiểu từ 10 – 30 phút.

Thể tích bể thu gom có thể tính theo công thức:

V = Q t×

Trong đó:

• Lưu lượng nước đi vào hố thu : Q = 150 m3/h

• t: Thời gian lưu nước trong hố thu, ta chọn 20 phút.

Ta tính được:

V = 150

20 5060

× = (m3)

Chọn hố hình chữ nhật có các kích thước như sau:

Chiều cao h = 4m . Chọn chiều cao dự trữ của hố 0,5m

Chiều rộng b = 3 m

Chiều dài a= 4 m

4.2.5.Bể điều hòa lưu lượng

Nước thải từ các bộ phận chảy về khu xử lý trung tâm không ổn định theo thời gian,lưu

lượng lớn vào giờ cao điểm,thấp vào các giờ khác .Do đó nước thải cần qua bể điều

hòa để điều hòa lưu lượng trước khi đưa vào các công trình xử lý tiếp theo

Điều chỉnh pH và chất dinh dưỡng, ổn định lưu lượng của dòng thải vào các công đoạn

sau.

Nó duy trì dòng thải và gần như không thay đổi, ổn định pH, khắc phục các vấn đề về

vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của quá

trình xử lý ở các giai đoạn sau.

Thể tích bể điều hoà :

tQV tb ×=

Trong đó:



• Qtb: lưu lượng trung bình nước thải, m3/h. Qtb= 300 m3/ngày đêm

• t : thời gian lưu của nước thải trong bể điều hoà, giờ. Chọn t=2 giờ.

Vậy, thể tích cần thiết của bể điều hoà là:

3300 225

24tbV Q t m×= × = =

Thể tích thực của bể điều hoà:

* 31,4 25 1,4 35V V m= × = × = [40-7]

Trong đó: 1,4 là hệ số dự trữ.

Chọn chiều sâu bể : 4 m. Chiều cao bảo vệ là 0,5 m.

Vậy diện tích bề mặt của bể:

d 357,78

4,5

VF

H= = =

(m2)

Thiết kế mặt bằng bể điều hoà có dạng chữ nhật. Kích thước bể sẽ là:

+ Chiều dài : 4 m

+ Chiều rộng : 2,25 m

+ Chiều sâu : 4,5 m

Tại bể điều hòa hàm lượng chất lơ lửng giảm được khoảng 10%

Lượng SS ra khỏi bể điều hòa là :

( )1 0,1 800 720 /RSS mg l= − × =

Trong bể điều hòa có đặt 2 bơm chìm và các phao báo mực nước tương ứng với các

phao báo mực nước trong bể thu gom nước thải .Các phao này có tác dụng báo tình

trang mực nước có trong bể ,nếu mực nước quá thấp thì hai bơm sẽ tự động bơm nước

thải .còn nếu mực nước cao thi một bơm sẽ tự động tắt nhằm mục đích đảm bảo cho

lưu lượng ổn định cho các công trình xử lý phía sau .



4.2.6.Bể yếm khí UASB

Để tính toán bể UASB ta dựa vào thông số nước thải đầu vào, thông số vận hành bể

UASB và các yêu cầu khác đối với bể UASB.

Bảng 4. 3 Thông số nước thải đầu vào bể UASB.Q pH COD BOD5 SS Tổng N P

m3/ngày - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l300 6,5 - 8 1500 1050 720 80 13

Kiểm tra tra điều kiện xử lý bằng yếm khí bằng UASB:

Điều kiện xử lý nước thải bắng sinh học yếm khí là 5 0,5BOD

COD> ;

: : 350 : 5 :1COD N P = ; 5 : : 100 : 5 :1BOD N P = ; 25 30

1 1

C

N= − ; pH = 6,5-7,5 ,không có

chất gây độc vi sinh vật yếm khí đặc biệt là vi sinh vật methan hóa.

Ta có:


Hệ thống phân phối nước thải vào

1

2

5

33

94

6 8

7

Hình4.6. Sơ đồ cấu tạo bể UASB

1.Thể tích vùng phản ứng yếm khí

2. Cửa tuần hoàn lại cặn lắng 3. Tấm chắn khí 4. Cửa dẫn hỗn hợp bùn nước sau khi đã tách khí vào ngăn lắng5. Thể tích vùng lắng bùn

6. Máng thu nước7. Ống dẫn hỗn hợp khí Metan8. Ống dẫn nước sang bể Aerotank9. Thùng chứa khí10. Ống xả bùn dư thừa

10


: : 1500 :80 :13 350 :18 :3COD N P = =

5 : : 1050 :80 :13 100 : 7,6 :1,24BOD N P = = và 1500 18,75

80 1

C

N= = .

Như vậy nước thải đã thõa mãn điều kiện xử lý sinh học, xử lý yếm khí bằng UASB.

Bảng 4. 4: Thông số vận hành bể UASB [(bảng 8.2)(206.14)]Thông số COD vào Tải lượng COD Thời gian

lưuHiệu quả khử

CODĐơn vị mg/l KgCOD/(m3×ngày) Giờ %Giá trị 1500 -10000 4-12 4-12 70 - 85

Tính toán kích thước phần yếm khí của bể UASB.

Tính diện tích bể UASB:

Diện tích của bể UASB là:

U

QF

v= [(197-7)]

Trong đó:

• FU : diện tích của bể UASB, m2;

• Q: lưu lượng nước thải tính toán, m3/h;Q = 300m3/ngày

• v: vận tốc nước đi lên trong bể UASB, m/h;

Để duy trì từng cặn lơ lửng trong UASB thì vận tốc nước đi lên là 0,6-0,9 m/h [(193-

7)]. Chọn v = 0,6 m/h. Diện tích của bể UASB là:

2300

2024 0,6U

QF m

v= = =

×

Chọn bể hình vuông ,mỗi cạnh có độ dài là a = 4,5m

Tính thể tích và chiều cao phần yếm khí của bể UASB:

COD vào là 1500 mg/l, chọn hiệu quả làm sạch là E = 70%

( )1 0,7 1500 450raCOD⇒ = − × = mg/l

Lượng COD cần khử trong một ngày đêm là:

3( ) 10vao raG Q COD COD −= × − × , (kgCOD/ngày)

Trong đó:

• Q: là lưu lượng nước tính toán, m3/ngày.



• CODvao = 1500mg/l,

• CODra = 450 mg/l:

G = 300×(1500-450) ×10-3 = 315 (kgCOD/ngày)

Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết là:

r

GV

a= , m3

Trong đó:

• G: Lượng COD cần khử trong một ngày đêm, (kgCOD/ngày);

• a: Tải lượng COD trong một ngày đêm, (kgCOD/m3 ngày );

Chọn tải lượng COD là 5 kgCOD/m3 ngày.

315

635rV = ≈ (m3)

Chiều cao phần xử lý yếm khí là :

1r

U

VH

F=

Với Vr = 63 m3, FU = 20 m2 ta được:

1

633,2

20H = = m

Tính chiều cao phần lắng, và chiêu cao xây dựng bể UASB.

Chiều cao phần lắng H2 ≥ 1m .Chọn H2 = 1 m

Chiều cao bảo vệ H3 ≥ 0,3 m.Chọn H3 = 0,3 m

Vậy chiều cao xây dựng bể là :

HU = H1 + H2 + H3

HU = 3,2+ 1+ 0,3 = 4,5 m

Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể là:

2

3

4,5( ) 20( ) 247,2( )

300( / ày)U U U

U

V H F m mT h

Q Q m ng

× × ×= = = = thỏa mãn điều kiện TU = 6-36 h.

Tính ngăn lắng:

Trong mỗi đơn nguyên, bố trí 4 tấm chắn khí và hai tấm hướng dòng.



Nước thải khi đi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt nghiêng so

với phương ngang một góc α ≥ 55o [7]. Chọn góc nghiêng giữa tấm chắn khí với

phương ngang là α = 60o. Các tấm này đặt song song nhau. Khi đó chiều cao mỗi ngăn

lắng là:

Tổng chiều cao toàn bộ ngăn lắng Hnglắng (kể cả chiều cao vùng lắng) và chiều cao dự

trữ chiếm trên 30% tổng chiều cao bể.

Ta có:

30 ( )60

a4

nglangH Htg tg

+α = =

⇒ 0 0

3

a 60 602

4 4nglang

tg tgH H m

× 4,5×+ = = =

⇒ Hnglắng = 2 – H3 = 2 – 0,3 = 1,7 m

Kiểm tra lại:

3

Bê

( ) 2100% 100% 44%

4,5nglangH H

H

+× = × = > 30%

Vậy chiều cao xác định được là thích hợp.

Thời gian lưu nước trong ngăn lắng, thời gian này phải ≥ 1giờ [7]:

a a nglangLL

HVt

Q Q

× ×= =

Trong đó:

• VL: Thể tích của một ngăn lắng, m3

• Q: Lưu lượng nước thải, Q = 300 m3/ngày

⇒ 24 3,24 1300Lt h h

4,5× 4,5× 2= × = > → Thỏa điều kiện

Tuổi của bùn được tính thông qua tuổi nhỏ nhất của bùn Mcθ

1

dMC

Y K Kθ

= × − [(511-28)]

Trong đó:

• Y : hệ số tạo sinh khối ,mg VSS/mg COD .ngày.



Y = 0,05 – 0,1 .Chọn Y = 0,08 [( bảng 10.10)(1000-20)]

• Kd : hệ số phân hủy nội bào , mg VSS/mg VSS .ngày.

Kd = 0,02 – 0,04 .Chọn Kd = 0,03 [( bảng 10.10)(1000-20)]

• K : thông thường trong khoảng 0,5 – 2 ngày-1.Chọn K = 1,5 ngày

1

0,08 1,5 0,03 0,09Mcθ

⇒ = × − =

Vậy tuổi nhỏ nhất của bùn : Mcθ = 10 ngày

Chọn hệ số an toàn là 1,5 [(1001-20)].Tuổi của bùn trong hệ thống :

1,5 10 15cθ = × = ngày

Lượng bùn ( sinh khối) sinh ra mỗi ngày là:

3

0( ) 10

1xd c

Y S S QP

k θ

−× − × ×=+ × , [(14.13)(1510-20)]

Trong đó:

• Px : Lượng bùn sinh ra mỗi ngày, (kg VSS/ngày);

• Y : Hệ số năng suất sử dụng cơ chất cực đại, (gam VSS/g COD);

• S0 : Hàm lượng COD vào, (mg/l);

• S : Ham lượng COD ra, (mg/l);

• Q: Lưu lượng nước thải, (m3/ngày);

• kd : Hệ số phân hủy nội bào, (ngày -1);

• cθ : Thời gian lưu bùn trong bể, (ngày);

30,08 (1500 450) 300 10

17,4 / ày1 0,03 15xP kg ng

−× − × ×= =+ ×

Thể tích khí mê tan sinh ra mỗi ngày:

( )4

300,35 10 1,42CH XV S S Q P− = × − × × − [(14.12)(1510-20)]

Trong đó:

• Px : Lượng bùn sinh ra mỗi ngày, (kg VSS/ngày);

• S0 : Hàm lượng COD vào, (mg/l);

• S : Ham lượng COD ra, (mg/l);

• Q: Lưu lượng nước thải, (m3/ngày);

• 0,35 : Lượng khí metan tạo ra từ 1kg COD ở điều kiện 00C

Theo [( bảng 10.10)(1000.20)] thì lượng khí CH4 tạo ra ở nhiệt độ 350C là 0,4

m3/kgCOD



Gỉa sử nhiệt độ của nước thải trong bể yếm khí là 300 C

ADCT: 0 0

0 0

30 35

30 35

C C

C C

V V

T T=

Trong đó:

• 030 CV : thể tích khí CH4 ở nhiệt độ 300C

• 035 CV : thể tích khí CH4 ở nhiệt độ 350C

• 030 CT : nhiệt độ 300C

• 035 CT ; nhiệt độ 350C

( )

030

0,4 273 300,39

273 35CV

× +⇒ = =

+ m3/kgCOD

( ) ( )04

3

300,39 300 1500 450 10 1,42 17,4

CH CV − ⇒ = × × − × − × =113 m3/ngày

Khí sản phẩm của quá trình lên men mêtan thường có hàm lượng CH4 khoảng 65%-

70%, CO2 khoảng 25-30% và một lượng nhỏ các khí khác.

Tổng lượng khí biogas tạo thành là :

4 3113174 / ày

0,65 0,65CH

biogas

VV m ng= = =

Năng lượng khí gas tạo thành :

Ở 250C thì thể tích của một mol khí là :

PV nRT=

Trong đó:

• P – áp suất khí ở điều kiện tiêu chuẩn

• V – thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn

• n- số mol khí

• R – hằng số khí lý tưởng

• T – nhiệt độ khí ở điều kiện tiêu chuẩn

( )1 0,082 25 27324,4

1

nRTV L

P

× × +⇒ = = =

Tổng mol khí tạo ra trong một ngày

3 3

4

113 / ày 10/ ày= 4612 / ày

24,4 /

m ngmolCH ng mol ng

l mol

× =

Tổng lượng CH4 tạo thành



4 4 4CH CH CHm n M= ×

Trong đó:

• mCH4 – lượng khí CH4

• 4CHn - số mol khí CH4

• 4CHM - khối lượng mol khí CH4

44612 16 73796CHm⇒ = × = g/ngày

Lượng bùn dư tạo ra mỗi ngày là:

w 0,75x

ss

PQ

C=

× , (m3/ngày)

Trong đó 0,75 là tỷ số MLVS

MLSS , (kgVSS/kgSS) [(20)]

w

1740,257

0,75 900Q = =

× (m3/ngày)

Hàm lượng chất lơ lửng sau khi qua bể tiếp xúc kị khí xuống còn 150 mg/l

[(1000.20)]

Tính toán đường ống thu khí:

Đường ống dẫn khí:

4 kkk

kk

QD

vπ×=× ,m

Trong đó:

• Qkk: Lượng khí sinh ra trong bể, Qkk = 174 m3/ngày

• vkhi = 2-4 m/s [16], chọn v = 4m/s

4 174

0,0253,14 4 3600 24kD

×⇒ = =× × ×

(m) = 25 (mm)

→ Chọn ống sắt tráng kẽm có đường kính Φ25mm

Tính toán hệ thống phân phối nước.

Đường kính ống phân phối là:

Nước thải cần xử lý đi vào bể đi vào bể UASB đi từ dưới lên thông qua dàn ống phân

phối nước dạng xương cá, yêu cầu việc cấp nước vào bê phải đảm bảo sự phân phối đề

nước ở đáy bể, trên đường cấp nước chính phải bố trí van một chiều để tránh hiện



tượng nước thải chảy ngược trở lại khi bơm khi bơm không hoạt động, dàn xượng cá

cách đáy bể khoảng 0,3m.

Vận tốc nước trong ống là: v = 0,8÷1 (m/s) [16]

Đường kính ống dẫn nước chính: Chọn vchinh = 1 m/s, khi đó:

4 4 3000,067 0,07

3600 3,14 1 3600 24chinhchinh

QD

vπ× ×= = = ≈

× × × × × (m)

Đường kính ống nhánh, chọn vnhanh = 1 (m)

4

3600nhanh

nhanhnhanh

QD

n vπ×=

× × ×

Trong đó: n: số ống nhánh

Bố trí các ống nhánh trong bể sao cho ống nhánh đầu và cuối cách thành dài bể là

0,75m. Khoảng cách giữa các ống nhánh có trong một bể là 1 m:

4,5 0,75 21 4

1ongn− ×= + = (ống)

4 300

0,034 3,14 1 3600 24nhanhD

×⇒ = =× × × ×

(m)

Trên các ống nhánh ta đục các lỗ để phân phối nước đảm bảo vận tốc nước thải đi từ

dưới lên với vận tốc từ 0,6 – 0,9 m/s

Tổng tiết diện ống :

2 2

3ánh 3,14 0,034 4 2,826 10

4 4nhD

fπ −× ×= × = × = ×

Lấy tổng diện tích lỗ phân phối bằng 40% tiết diện ống, tổng diện tích lỗ là:

0,4lof f= ×∑ , [21]

3 3 20,4 2,826 10 1,13 10 ( )lof m− −= × × = ×∑Chọn lỗ phân phối có đường kính dl = 0,005 m; tiết diện mỗi lỗ là:

2 2

5 23,14 (0,005)1,9625 10 ( )

4 4l

lo

df m

π −× ×= = = ×

Tổng số lỗ trên ống phân phối là:

lo

lo

fn

f= ∑

, [21]



3

5

1,13 1057,57 58

1,9625 10n

−

−

×= = ≈×

Số lỗ trên mỗi ống nhánh là :

, 5814,5 15

4 4

nn = = = ≈ lỗ

Tính toán tấm chắn khí.

Tính khoảng cách giữ hai tấm chắn khí:

Bể có hai chia làm hai ngăn, có 2 phần lắng và 4 cặp tấm chắn khí tạo thành 2 khe hở.

Tổng diện tích mặt cắt mỗi khe là:

k

QF

n v=

×

Trong đó:

• n: Số khe hở; Số khe hở là n = 4:

• v: Vận tốc nước chảy trong khe hở, (m/s);

Vận tốc nước chảy trong khe hở giữa hai hai tấm chắn khí 9-10 m/h.

Chọn v = 9m/s.

3212,5( / )

0,35( )4 9( / )k

Q m hF m

n v m h= = =

× ×

Bề rộng khe hở là:

20,35( )0,078 0,08( )

4,5( )k

kU

F mb m

L m= = = ≈

Chọn bk = 0,150 m, vận tốc nước giữa khe hở là v = 9m/h.

Tính kích thước tấm chắn khí:



- Tấm chắn khí 1: Có chiều dài bằng chiều rộng của bể: L1 = B = 4,5m

+ Chiều rộng 21

1,7 10,8

sin 60 sin 60LH H

b− −= = = (m)

- Tấm chắn khí 2: Có chiều dài bằng chiều rộng bể: L2 = B = 4,5m

( )sin 90 60 0,8 sin 30 0,4( )kheh b m= × − = × =

+ Chiều rộng: b2 = l1 + ldư

2

sinbv

du

H H hl

α+ −= +

Tấm thứ hai chồng lên tấm thứ nhất một đoạn 0,4m. Do đó ldư = 0,4m

2

1 0,3 0,40,4 1,44

sin 60b m

+ −⇒ = + = (m)

Chọn tấm chắn khí làm bằng thép không gỉ, có độ dầy 5mm [18]

Tính toán tấm hướng dòng:

Trong bể bố trí các tấm hướng dòng đặt nghiêng một góc 55o và cách tấm chắn khí

dưới 0,08 m. Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí là: 4L x= ×

Với 80 os60 40( )x c mm= × = . 4 40 160( )L mm⇒ = × =

Tấm chắn dòng có chức năng ngăn chặn bùn đi lên từ phần xử lý yếm khí lên phần

lắng để thu nước, nên bề rộng đáy của tấm chắn dòng lớn hơn khoảng cách giữa hai

tấm chắn khí, đoạn nhô ra khoảng 10÷20cm, chọn một bên nhô ra 200 mm.

2 150 160 300 460( )D L mm= + × = + =

Chiều rộng tấm chắn dòng 2 460 2

460( )os60 os60

Dmm

c c= = =


Tấm 2

Tấm 1

l1

ldư

b1

b2H2 + H

bv

D

L


Chiều dài của tấm chắn dòng bằng chiều rộng của bể = 4,5 m.

Tính toán máng thu nước.

Máng thu nước được đặt ở giữa bể và bố trí dọc theo chiều rộng bể. Máng thu nước

được đặt nghiêng để tạo độ dốc để nước thải chảy về cuối bể rồi theo ống dẫn theo cơ

chế tự chảy, chảy sang bể Aeroten.

Máng được làm bằng thép không rỉ dạng tấm răng cưa, dày 5mm, cao 200 mm, dài

4,5m. Trên một mặt được cắt thành hình răng cưa có chiều cao 50mm, vát đỉnh 40mm,

khoảng cách giữa hai răng cưa là 60mm

- Số răng cưa: i x 40 + (i – 1) x 60 = 4500 ⇒ i = 45 (răng cưa)

450450

50

40

50

60

50

130

khe dòch chuyeån

250

Bảng 4. 5 : Bảng các thông số ra khỏi UASB:Q pH COD BOD5 SS Tổng N P

m3/ngày - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l300 6,5 - 8 450 315 150 58,6 8,7


Hình4.7: Máng răng cửa


4.2.7.Tính toán bể hiếu khí Aeroten

Qv, So

V, X, S

Qv + Qt, S, X

Qt, S, Xt

Qx, Xt

Qr, S, Xr

Nước thải vào Aeroten với lưu lượng Q chứa chất nền với nồng độ S0 và lượng bùn

hoạt tính coi như không đáng kể X0= 0.

Nước thải đi vào bể được khuấy trộn hoàn chỉnh và phân bổ đều ngay lập tức trong

toàn bộ thể tích bể.

Cùng với nước thải vào bể, còn có dòng bùn hoạt tính tuần hoàn lấy từ đáy bể lắng

đưa vào với:

+ Lưu lượng Qt.

+ Nồng độ bùn Xt.

+ lượng chất nền ra khỏi bể lắng còn S.

Sau thời gian lưu θgiờ trong bể, nước chảy sang bể lắng 2 với:

+ Lưu lượng Qv + Qt.

+ Nồng độ chất nền S.

+ Nồng độ bùn hoạt tính X.

Qua bể lắng, nước được lắng trong và xả ra với :

+ Lưu lượng Qr.

+ Nồng độ chất nền S.

+ Nồng độ bùn hoạt tính Xr.

Bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể có nồng độ Xt, một phần tuần hoàn lại, phần dư xả

ra bể chứa cặn với lưu lượng Qx, Xt để xử lý tiếp.

Coi việc giảm nồng độ chất nền và tăng khối lượng bùn hoạt tính chỉ xảy ra trong bể

Aerotank.

Bể làm việc với chế độ thuỷ lực là khuấy trộn hoàn toàn.


Hình 4.8.Sơ đồ làm việc của Aeroten


Phương trình cân bằng sinh khối cho bể:

[Lượng bùn trong bể] = [lượng bùn đi vào] - [lượng bùn xả ra] + [Lượng bùn tăng

lên trong bể sau thời gian lưu nước] .

Các thông số ra khỏi bể yếm khí chính là đầu vào của Aeroten

Kiểm tra các thông số đầu vào

Điều kiện để xử lý hiếu khí là đảm bảo chất dinh dưỡng theo tỷ lệ :

BOD5 : N : P = 100 : 5 :1

Lượng nito cần sử dụng trong quá trình hiếu khí là

315

5 15,75 16100

× = ≈ mg/l

Lượng photpho cần sử dụng trong quá trình hiêu khí là :

315

1 3,15100

× = mg/l

Như vậy đầu vào đảm bảo điều kiện vào Aeroten

Hiệu suất khử BOD:

E = 100×−

o

o

S

SS

Trong đó:

• So: BOD5 đầu vào, mg/l, So = 315 mg/l

• E: Hiệu suất khử BOD5, %.Chọn E = 80 %

• S: BOD5 đầu ra, mg/l,

Ta tính được hàm lượng BOD5 khỏi bể hiếu khí :

5 (1 0,8) 315 63BOD = − × = mg/l

Hiêu qua khư nito hưu cơ :

En = 100o

o

N N

N

− ×

Trong đó:

• No: nito đầu vào, mg/l, No = 58,6 mg/l

• En: Hiệu suất khử Nito, %. En = 15-50%.

Chon E =20% [ (bang 2.1)(72-8)]

• Nr: lương nito đầu ra, mg/l,

Ta tính được hàm lượng nito khỏi bể hiếu khí :

(1 0,5) 58,6 29,3rN = − × = mg/l



Hiêu qua khư phot pho hưu cơ :

Ep = 100o

o

P P

P

− ×

Trong đó:

- Po: lương photpho đầu vào, mg/l, Po = 8,7 mg/l

- E: Hiệu suất khử P , %. E = 8 -15% .

Chon E =15% [ (bang 2.1)(72-8)]

- P: lương Photpho đầu ra, mg/l,

Ta tính được hàm lượng photpho khỏi bể hiếu khí :

(1 0,15) 8,7 7,4P = − × = mg/l

Dung tích hoạt động bể Aeroten được xác định bằng công thức:

( )

(1 )c o

d c

QY S SV

X K

θθ−

=+ [(90-7)]

Trong đó:

• Q : lưu lượng nước thải Q =300 m3/ngày

• Y : hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại,

Y = 0,6mg bùn hoạt tính/mgBOD5 [ ( bảng 5.1)(71-7)]

• θc : tuổi của bùn, θc = 10 ngày [ ( bảng 5.1)(71-7)]

• So: BOD5 đầu vào, mg/l, So = 315 mg/l

• S : BOD5 đầu ra, mg/l, S = 63 mg/l

• X : hàm lượng sinh khối trong bể, X = 2500 mg/l

• Kd: hệ số phân huỷ nội bào, Kd = 0,055 ngày-1 [ ( bảng 5.1)(71-7)]

Thế vào công thức trên:

300 0,6 10 (315 63)

1202500 (1 0,055 10)

V× × × −= =

× + × (m3)

Thời gian nước lưu lại trong bể:

120

0,4300

V

Qθ = = = (ngày) = 9,6 (h) [(82-7)]

Lượng bùn hữu cơ lơ lửng sinh ra khi khử BOD5 đạt 80%:

+ Tốc độ tăng trưởng của bùn:

0,6

0,3871 1 0,055 10b

d c

YY

K θ= = =

+ + × [(5.24)(67-7]



+ Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày:

Abùn= Yb.Q(So – S).10-3

= 0,387×300× (315 – 63)×10-3 = 30 (kg/ngày) = Px

+ Lượng bùn hữu cơ lơ lửng sinh ra trong ngày ( độ tro z = 0,3):

30

42,861 1 0,3

xxl

PP

z= = =

− − (Kg/ngày)

Lưu lượng xả bùn Qxả:

Từ công thức tuổi của bùn : cxa T r r

VX

Q X Q Xθ =

+ [(68-7)]

Rút ra : Qxả r r c

T c

VX Q X

X

θθ

−=

Trong đó :

• V = 120 m3

• X = 2500 mg/l

• θc = 10 ngày

• Qr = Q = 300 m3/ngày (coi lượng nước theo bùn là không đáng kể )

Tính XT = 10000× (1-0,3) = 7000 mg/l (độ tro z = 0,3)

Xr = 100×0,65 ×0,7 = 45,5 (mg/l) (vì trong cặn lơ lửng có 65% cặn hữu cơ và

độ tro z = 0,3)

⇒ Qxả 120 2500 300 45,5 10

2,347000 10

× − × ×= =×

(m3/ngày)

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

120.2500

1030000bun

VXT

A= = = (ngày) [(69-7)]

Thực tế sẽ dài hơn gấp 3 đến 4 lần vì khi nồng độ bùn chưa đủ trong bể hiệu quả xử lý

ở thời gian đầu sẽ thấp và lượng bùn sinh ra thấp hơn Abùn.

Sau khi hệ thống hoạt động ổn định, lượng bùn hữu cơ xả ra hàng ngày:

B = Qxả × 10000 = 2,34 × 10000 = 23400 (g/ngày) = 23,4 (Kg/ngày)

Trong đó cặn bay hơi : B’ = 23,4 × (1-0,3) = 16,38(Kg/ngày)

Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể lắng QrXr:

B’’ = QrXr = 300 × 45,5 = 13650 (g/ngày) = 13,65(Kg/ngày)

⇒ Tổng cặn hữu cơ bay hơi sinh ra trong ngày:



B’ + B’’ = 16,38+ 13,65 = 30,03 (Kg/ngày) ≈ Abùn

Lưu lượng bùn tuần hoàn QT:

Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ giá trị X = 2500 mg/l ta có:

QT XT = (Q + QT)X [(69-7)]

Hệ số tuần hoàn bùn:

α = 2500

0,5557000 2500

T

T

Q X

Q X X= = =

− −

⇒ QT = 0,555 × Q = 0,555×300 = 166,5 (m3/ngày)

Vơi : XT = 10000× (1-0,3) = 7000 mg/l (độ tro z = 0,3)

Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aeroten:

• Tỷ số F/M

.

oF S

M Xθ= [(66-7)]

⇒315

0,320,4 2500

F

M= =

× ( gBOD5/g bùn hoạt tính.ngày)

nằm trong khoảng 0,2 – 1,0 ( bể khuấy trộn hoàn chỉnh)[(91-7)]

• Tốc độ sử dụng chất nền của 1g bùn hoạt tính trong ngày

.

oS S

Xρ

θ−= [(66-7)]

⇒ 315 63

0,2520,4 2500

ρ −= =× (gBOD5/g bùn hoạt tính.ngày)

• Tải trọng thể tích

.o

a

S QL

V= [(91-7)]

⇒ La = 315 300

800120

× = (mgBOD5/l.ngày) = 0,8(kgBOD5/m3.ngày)

nằm trong khoảng 0,8 – 1,9 (bể khuấy trộn hoàn chỉnh) [(91-7)]

Tính lượng không khí cần thiết cho quá trình xử lý:

Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn:

Theo lý thuyết, lượng oxy cần thiết cho xử lý nước thải bằng sinh học gồm lượng oxy

cần để làm sạch BOD, oxy hoá amoni +4NH thành −

3NO , khử −3NO .



3( ).10 4,57 ( )

1,421000

o oo x

Q S S Q N NOC P

f

−− −= − + , kg O2/ngày [(105-7)]

Trong đó:

• OCo: lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20oC

• Q = 300 m3/ngày

• So = 315 mg/l , S = 63 mg/l

• f : hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD, f = 0,68 [(106-7)]

• Px: phần tế bào dư xả ra ngoài theo bùn dư (Abùn), Px=30 (Kg/ngày)

• 1,42: hệ số chuyển đỏi từ tế bào sang COD

( )3 4,57 300 58,6 29,3300 (315 63) 101,42 30 108,75 110

0,68 1000oOC− × × −× − ×= − × + = ;

(KgO2/ngày)

Lượng oxy cần trong điều kiện thực ở 20oC:

20

( 20)

20

1 1

1,024

o

o

St o T

LS

COC OC

C C α−= × × ×− [(113-7)]

Trong đó:

• CS20: nồng độ oxy bão hoà trong nước ở 20oC, CS20 = 9,08 mg/l

• CL : nồng độ oxy cần duy trì trong bể Aeroten.

Khi xử lý nước thải thường lấy CL = 1,5 – 2 mg/l. Chọn CL = 2 mg/l.

• T: nhiệt độ nước thải, T = 20oC

• α : hệ số điều chỉnh lượng oxi ngấm vào nước thải , α = 0,6 – 0,94.

Chọn α =0,8

⇒ (20 20)

9,08 1 1110 175

9,08 2 1,024 0,8tOC −= × × × =− (KgO2/ngày)

Lượng không khí cần thiết cấp cho bể:

Dùng hệ thống phân phối khí có bọt khí kích thước nhỏ mịn với α = 0,7 công suất hoà

tan oxy của thiết bị Ou = 7 gO2/m3 không khí cấp vào ở độ ngập 1m.

Bể sâu 4,5m: 0,5m dự trữ, nước sâu 4m. Hệ thống phân phối khí đặt cách đáy bể 0,1m

tức độ sâu ngập nước h = 4,4m.

Năng suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối:

OU = Ou × h = 7 × 4,4 = 30,8 ( gO2/m3 )



Lượng không khí cần thiết tính theo công thức:

tK

OCQ f

OU= × [(107-7)]

Trong đó:

• OCt: lượng oxy cần cung cấp, OCt = 175 KgO2/ngày

• OU = 30,8 gO2/m3

• f : hệ số an toàn, chọn f = 2

⇒ 3175 10

2 1136430,8KQ

×= × = (m3/ngày)

Bảng 4. 6 : Các thông số ra khỏi bể hiếu khí aeroten là :Q pH COD BOD5 SS Tổng N P

m3/ngày - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l300 6,5 - 8 - 63 100 29,3 7,4

4.2.8. Bể lắng thứ cấp

Loại bỏ bùn hoạt tính ra khỏi nước thải nhờ trọng lực.

Chọn loại bể lắng đứng : 1- ống dẫn nước vào;2- ống dẫn nước ra,3 - ống phân phối

trung tâm,4 – miệng loe ống trung tâm,5 –tấm hắt ,6 - ống xả bùn


1

2


Diện tích bề mặt của bể lắng :

Diện tích bề mặt của bể lắng được tính theo công thức :

S = ( ).

.t o

t L

Q Q C

C V

+ [(148-7)]

Trong đó:

• Q : Lưu lượng nước xử lý, m3/h. Q =300m3/ngày.

• Qt : Lưu lượng tuần hoàn : Qt = α Q (m3/h)

• α : Hệ số tuần hoàn bùn. α = 0,555

• Co : Nồng độ bùn hoạt tính trong nước từ aeroten đi vào bể lắng. Là

lượng bùn kể cả tro nên. Co = 2500

0,7 = 3571 (g/m3)

• Ct : Nồng độ bùn tuần hoàn, g/m3. Ct = 10000 g/m3.

• VL: Vận tốc lắng ở bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL, m/h

VL = Vmax × 610−××− LCKe [(150-7)]

Với :

Vmax = 7 m/h

K = 600

CL = 1

.2 tC [(150-7)]


3

4

5

6

Hình 4.9.Bể lắng đứng


= 1

.100002

= 5000 (g/m3)

VL = 7 × 6600 5000 10e−− × × = 0,35 (m/h)

Ta tính được:

S = 300 (1 0,555) 3571

24 10000 0,35

× + ×× × = 20 (m2)

Ta xây dưng 2 bê lăng đưng

Diên tich môi bê la : 10m2

Đường kính bể lắng

D = π

S×4 =

4 10

π×

= 3,5(m)

Buồng phân phối trung tâm:

Đường kính buồng phân phối trung tâm:

d = 0,25 × D [(153-7)]

= 0,25× 3,5= 0,875 (m)

Diện tích buồng phân phối trung tâm:

f = 2

4d

π × = 20,8754

π × = 0,6( m2)

Diện tích vùng lắng :

SL = 10– 0,6 = 9,4 (m2)

Tải trọng thủy lực:

a =L

Q

S =

300

9,4 = 32(m3/m2.ngày)

3

2

1

d

D=1,35d

1,3D17

1,35

d

0,25

-0,5


Hình 4.10.Miệng xả nước từ ống trung tâm vào bể lắng đứng


Chiều cao làm việc của bể :

3600H v t= × × [(211-10)]

Trong đó :

• H : Chiều cao làm việc của bể,m

• v: tốc độ chuyển động đi lên của dòng chảy ,m/s.chọn v = 0,5 m/s

• t : thời gian lưu nước trong bể,chọn t = 1,5h

30,5 10 3600 1,5 2,7H −⇒ = × × × = m

Chiều cao ống trung tâm lấy bắng 0,9 chiều cao công tác của bể [(47-12)]

0,9 2,7 2,43h⇒ = × = m

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

đường kính ống trung tâm [(253-18)]

1,35 1,35 0,875 1,18loeh d d m⇒ = = × = × =

Đường kính tấm hắt lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe : [(253-18)]

1,3 1,18 1,5× = m

Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt và mặt phẳng nằm ngang là 170

Chiều cao tấm hắt :

0 01

1,3 1,3 1,1817 17 0,234

2 2

Dh tg tg

×= = = m

Khoảng cách từ ống trung tâm đến tấm hắt chọn h2 = 0,25m

Đáy bể có dạng chóp nón để bùn dễ dàng trươt xuống đáy ,độ nghiêng của đáy chọn

450

+ Đáy lớn có đường kính bằng đường kính bể lắng D = 3,5m

+ Đáy bé chọn 0,4m [(84-10)]

Chiều cao nón chóp là :

0 03,5 0,445 45 1,55

2 2n

D dh tg tg

- -= = = m [(253-18)]

Chiều cao bể lắng 2 là :

l n bvH H h h= + +

Trong đó :

- Hl : chiều cao bể lắng 2,m

- hn : chiều cao phần nón,m

- hbv : chiều cao bảo vệ,m

2,7 1,55 0,25 4,5lH m= + + =



Máng thu nước:

Máng thu nước đặt ở vòng tròn ngoài vòng tròn bể có đường kính bằng 0,8D [(154-

7)]

Dmáng = 0,8×3,5 = 2,8 (m)

Chiều dài của máng :

L = Л×Dmáng = 2,8.Л = 8,8 (m)

Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài máng

aL =L

Q =

300

8,8 = 34(m3/m dài.ngày) < 125 (m3/m dài.ngày) [(153-7)]

Bùn trong bể lắng:

Tải trọng bùn trong bể:

b = ( )

24t o

L

Q Q C

S

+ ×× [(153-7)]

=3(1 0,555).300.3571.10

24.9,4

−+=7,4 (kg/m2.h)

Nồng độ bùn trong bể :

Ctb = 2

tL CC + =

5000 10000

2

+=7500 (g/m3)= 7,5 (kg/m3)

Thời gian lưu nước trong bể lắng:

- Dung tích bể lắng:

V = H×S = 4× 10 = 40 (m3)

- Nước đi vào bể lắng:

Qt = (1 + α) ×Q = (1+0,555)×300 = 466,5 (m3/ngày)=19,44 (m3/h)

- Thời gian lắng

T = tQ

V =

40

19,44 =2,05 (h)

4.2.9.Bể chứa bùn

Mục đích:

- Giảm khối lượng của hỗn hợp cặn bằng cách gạn một phần hay phần lớn lượng

nước có trong hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lý và giảm trọng lượng

phải vận chuyển đến nơi nhận .



- Phân hủy các chất hữu cơ dễ bị thối rửa ,chuyển chúng thành các hợp chất hữu

cơ ổn định và các hợp chất vô cơ để dễ dàng tách nước ra khỏi bùn cặn và

không gây tác động xấu đến môi trường nơi tiếp nhận

Đặc điểm của cặn thu được từ bể lắng 2: cặn trong bể lắng đợt 2 là bùn hoạt tính có

cấu tạo dạng bông cặn vì đã qua xử lý sinh học nên các chất hữu cơ trong cặn bị phân

hủy một phần

Lưu lượng bùn xả là 2,34 m3/ngày.

Khối lượng bùn xả:

W V S P= × ×

Trong đó:

• W : khối lượng bùn, tấn

• V :thể tích hỗn hợp, m3.V = 2,34 m3/ngày

• S :tỉ trọng hỗn hợp cặn. S = 1,005 [(bảng 13.1)(200-7)]

• P : nồng độ % của cặn khô trong hỗn hợp.

chọn P = 4% [(bảng 13.5)(203-7)]

→ W 2,34 1,005 0,04 0,094= × × = tấn/ngày = 94 kg/ngày

Chon thơi gian lưu bun la 15 ngay

Thê tich cua bê chưa bun la :

2,34 15 35V = × = m3

4.2.10.Trống sinh hoc ( đĩa sinh học RBC)Đĩa gồm các tấm nhựa, hình tròn đường kính 1 – 4 m ,dày 10mm ghép với nhau thành

khối cách nhau 30 – 40 mm và các khối này được bố trí thành dãy nối tiếp nhau quay

đều trong bể chứa nước thải.

Tỷ lệ ngập nước : 90%

Khi đĩa quay hình thành các màng sinh học có bề dày từ 0,16 – 0,32 cm.

Điều kiện để xử lý bằng đĩa sinh học ( RBC)

+ pH:6,5 – 7,8

+ Nhiệt độ : 13 – 32 0 C

+ Luợng oxi hòa tan : 1 – 2 mg/l

+ Tỷ lệ chất dinh dưỡng BOD5: N: P = 100:5:1

+ Hàm lượng chất lơ lửng : SS = 100 mg/l

Bảng 4. 7 : Bảng các số liệu cơ bản để thiết kế bể RBC [(bảng 9.8)/(933.20)]Các thông số Đơn vị đo Mức độ xử ly



Xử ly sinh học Kết hợp nitrat hóa

Tách riêng nitrat hóa

Tải trọng thủy lực

m3/m2.ngày 0,081-0,163 0,03-0,081 0,041-0,1

Tải trọng hữu cơ g/m2.ngày 9,8-17,15 7,35- 14.7 0,98 – 2,94Tải trọng NH3 g/m2.ngày - 0,74-1,47 1,2-2,9Thời gian lưu

nướch 0,7-1,5 1,5-4 1,2-2,9

BOD5 sau xử ly mg/l - - 7-15NH3 sau xử ly mg/l - <2 1-2

Bảng 4. 8 : Các thông số đầu vào RBC Q pH COD BOD5 SS Tổng N P

m3/ngày - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l300 6,5 - 8 - 63 100 29,3 7,4

Kiểm tra điều kiện dinh dưỡng vào RBC

Lượng nito cần cho quá trình :

63

5 3,15100

× = mg/l

Lượng photpho cần cho quá trình :

63

1 0,63100

× = mg/l

Như vậy nhu cầu dinh dưỡng đủ cấp cho quá trình đĩa sinh học

Tổng diện tích bề mặt đĩa:

Q

Aq

= ,m2 [(6.28)(203-10)]

Trong đó:

• Q : lưu lượng nước thải ,m3/ngày.Q = 300 m3/ngày

• q : tải trọng thủy lực,m3/m2 bề mặt đĩa.ngày

q = 0,03 – 0,06 m3/m2 bề mặt đĩa.ngày.Chọn q = 0,05 [(199-14)]

300

50000,06

A⇒ = = m2 bề mặt đĩa

Để xác định số lượng bể lọc sinh học quay cần tham khảo các số liệu cấu tạo RBC chế

tạo sẵn



Thiết kế trục dài 1,8m.Vật liệu RBC có mật độ S = 3200 m2 bằng polymer ,khi đó số

trục cần có là :

5000

1,563200

k = = trục

Chọn k = 2 trục

Diện tích bề mặt của vật liệu là ;

23200 2 6400S m= × =

Thể tích bể chứa đia RBC

0,005V S= × m3

Trong đó:

• V : thể tích bể chứa RBC,m3

• S : diện tích bề mặt vật liệu RBC,m2

• 0,005: tỷ lệ thể tích bể chứa /diện tích bề mặt đĩa (m3/m2) [(bang6.8)(204-10)]

36400 0,005 32V m⇒ = × =

Vật liệu ngập trong nước 90%

Kích thước bể chứa RBC chọn như sau :

- dài : 6,4 m

- rộng : 2m

- sâu : 2,5 m

Kiểm tra tải trọng chất hữu cơ :

OQ LL

S

×= g BOD5/m2.ngày

Trong đó:

• L : tải trọng chất hữu cơ , g BOD5/m2.ngày


• S : tổng diện tích bề mặt đĩa. m2.S = 6400m2

• L0 : nồng độ BOD5 đầu vào,g/m3. L0= 63 g/m3

300 63

36400

L×⇒ = = g BOD5/m2.ngày [ Thỏa bảng (6.1)(358- 18]

Thời gian lưu nước 40-90 phút cho quá trình khử các hợp chất cacbon hữu cơ và thời

gian lưu nước khoảng 90 – 240 phút cho quá trình nitrat hóa [(199-14)] .

Do đó ta chọn thời gian lưu nước là 90 phút để vừa khử BOD5 và khử nitrat

Hàm lượng NH4-N ra khỏi RBC < 2 mg/l [(bảng 9.8)(933-20)]



Hiệu quả khử BOD5 70% [(197-14)]

Nồng độ BOD5 ra khỏi bể chứa RBC:

5 (1 0,7) 63 20rBOD = − × = mg/l

Hiệu suất khử SS là 80 – 85% [(bảng 2.1)/(72.8)]

Vậy lượng SS ra khỏi RBC là :

( )1 0,8 100 20 /RSS mg l= − × =

Hiệu suất khử P từ 10 – 25 % .chọn hiệu suất 35%[(bảng 2.1)/(72.8)]

Vậy lượng P ra khỏi RBC :

( )1 0,25 7,4 5,5raP = − × =

Tải trọng NH3:

OQ NN

S

×= g /m2.ngày

Trong đó:

• N : tải trọng nitơ , g /m2.ngày


• S : tổng diện tích bề mặt đĩa. m2.S = 6400m2

• N0 : nồng độ nitơ đầu vào,g/m3. N0= 29,3 g/m3

300 29,3

1,376400

L×⇒ = = g/m2.ngày [ phu hơp (bang 6.1)(358-18)]

Ngoài tác dụng khử nitơ và khử BOD5 thì RBC còn có tác dụng làm giảm lượng chất lơ

lửng do các chất lơ lửng bám vào bề mặt đĩa

Bảng 4. 9 : Các thông số ra khỏi RBC Q pH COD BOD5 SS NH3 P

m3/ngày - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l300 6,5 - 8 - 20 20 5 5,5

4.2.11. Khử trùng:Mục đích: Nhằm tiêu diệt hết vi khuẩn còn lại trong nước thải.

Sau các giai đoạn xử lý cơ học, sinh học… song song với việc làm giảm nồng độ các

chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể 90 –



95% [374-10]. Tuy nhiên lượng vi trùng vẫn còn cao và theo nguyên tắc bảo vệ vệ sinh

nguồn nước là cần thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải.

Để thực hiện việc khử trùng nước thải ta sử dụng clo vì phương pháp này tương đối rẻ

tiền và cho hiệu quả tương đối cao. Ở đây ta chọn hypoclorit canxi – Ca(ClO) 2 dạng

viên cho khuếch tán vào nước

Cơ chế khử trùng nước thải diễn ra như sau:

- Phản ứng thuỷ phân giữa Clo và nước thải

Cl2 + H2O HCl + HOCL.

- Axit hypoclorit ( HOCl) là một axit yếu, không bền và dễ dàng phân huỷ thành

HCl và oxy nguyên tử.

HOCl HCl + O

Hoặc có thể phân ly thành H+ và OCl -:

HOCl H+ + OCl -

Cả HOCl , OCl- , O nguyên tử là các chất oxy hoá mạnh có khả năng tiêu diệt vi trùng

Dùng clorua vôi để khử trùng nước thải.

Thiết bị dùng để khử trùng nước thải bằng clorua vôi được nêu trong hình vẽ sau:

1: bột clorua vôi cấp từ kho

2.thùng hòa trộn

3.thùng dung dịch

4.bơm định lượng

5.bể tiếp xúc clo với nước thải

Thùng hòa trộn


Hình 4.11.Sơ đồ nguyên tắc hoạt động khử trùng


Liều lượng clorua vôi:

Xmax = max100 a Q

P

× × [(12.2)( 378.-10)]

Với :

• Qmax: lưu lượng tối đa của nước thải, Qmax = 400 m3/ngày

• a: liều lượng clo hoạt tính, chọn a = 3 g/m3

• P: hàm lượng clo hoạt tính (%) trong clorua vôi, thường lấy bằng 30% có tính

đến tổn thất trong bảo quản.

max

100 3 4004000( / ) 4( / )

30X g ngày kg ngày

× ×= = =

Dung tích hữu ích của thùng dung dịch:

⇒ nb

QaW

×××=

10000 [(12.6)( 378-10)]

Với:

• Q: lưu lượng trung bình của nước cần khử trùng, Q = 300 m3/ngày

• a: liều lượng clo hoạt tính, a = 3 mg/l [(175-9)]

• b: nồng độ dung dịch clorua vôi, lấy không lớn hơn 2,5%, chọn = 2,5%

• n: số lần hòa trộn clorua vôi trong ngày, (khoảng 2 ÷ 6), chọn n = 3

⇒ 3 33 300

12 10 ( ) 12( )10000 2,5 3

W m l−×= = × =× ×

Dung tích hữu ích của thùng hòa trộn

w 50%W 50% 12 6l= = × = [(178-9)]

- Thiết bị để trộn clorua vôi trong các bể trộn thường dùng thiết bị cơ học,để tránh

ăn mòn cánh và trục đều làm bằng gỗ

- Thùng định lượng thường có hình ô van trên mặt bằng ,có kích thước 0,5 × 0,4

m,và cao 0,5m

- Tất cả các thùng hòa trộn,dung dịch,định lượng đều có nắp đậy để tránh clo

không bay ra ngoài

Bơm định lượng:

Lưu lượng clorua vôi cần thiết đưa vào nước trong 1h là:

P

aQq

1000

×= [113-21]

Trong đó




• a : liều lượng clo hoạt tính cho vào nước, g/m3. a= 3g/m3

• P : nồng độ dung dịch clo trong thùng dung dịch , %. P= 2,5%

300 3

0,0151000 24 1000 2,5

Q aq

P

× ×= = =× × m3/h = 15l/h

Chọn bơm định lượng có công suất 15l/h để bơm clo vào bể tiếp xúc

Bể tiếp xúc: [ (185-9)]

Bể tiếp xúc có nhiệm vụ tạo điều kiện tiếp xúc tốt hóa chất khử trùng với nước

thải.Thời gian cần thiết để thực hiện các phản ứng oxi hóa diệt khuẩn trong thời gian

tiếp xúc 30 phút (kể cả thời gian nước chảy từ máng xáo trộn tới bể tiếp xúc và từ bể

tiếp xúc ra họng xả vào hồ chứa)..

Thời gian lưu nước trong bể τ = 30 phút

Dung tích làm việc bể:

3300 30. . 6,25( )

24 60V Q mτ= = =

Chọn chiều cao của bể:

H = Hlv + Hbv = 4 + 0,5= 4,5 (m)

Trong đó:

• Hlv: chiều cao làm việc của bể, Hlv = 4 (m)

• Hbv: chiều cao dự trữ, Hbv = 0,5 (m)

Diện tích bể khử trùng:

26,251,6( )

4

VF m

H= = =

Vậy chọn kích thước bể :

+ chiều dài L = 1,5 (m)

+ chiều rộng W = 1,1 (m)

+ chiều cao H = 4,5 (m)

Bảng 4. 10 :Thành phần nước thải sau khi đi qua hệ thống xử ly

STTThông số ô

nhiễmĐơn vị

Nước thải đầu vào

Nước thải sau khi qua

HTXL

Tiêu chuẩn thải

(loại A)

1. pH - 6,5 ÷ 8 6,5-8 5 - 9

2. BOD5 mg/l 1050 20 303. COD mg/l 1500 - -4. SS mg/l 800 20 50



5. Tổng Nitơ mg/l 80 5 5 (NH4)

6. Tổng photpho mg/l 13 5,5 67 Tổng coliform MPN/100ml 106 – 107 3000 3000

4.3.Tính toán thiết bị phụ của hệ thống xử ly chung nước thải khách sạn

Các thiết bị phụ trong hệ thống xử ly nước thải như hệ thống bơm nước thải.bơm

bùn,máy nén khí,máy khuấy,hệ thống thong tin và điều khiển…Đây chỉ là các nói

tương đối vì các thiết bị và hệ thống trên cũng có vai trò hết sức quan trọng

Các loại bơm có thể sử dụng trong công trình như: bơm thể tích, bơm ly tâm, bơm

không có bộ phận dẫn động, tuy nhiên trong các lọai bơm trên thì bơm ly tâm được

sử dụng rộng rãi hơn cả, chúng có nhiều ưu điểm như:

- Cung cấp đều.

- Quay nhanh.

- Thiết bị đơn giản.

- Bơm được chất lỏng không sạch.

- Ít bị tắc và hư hỏng.

Với những ưu điểm nêu trên trong hệ thống này ta chọn bơm ly tâm.

Các quá trình sử dụng bơm là:

- Bơm nước thải từ hố thu gom sang bể điều hoà.

- Bơm nước thải từ bể điều hòa sang bể yếm khí

- Bơm bùn tuần hoàn từ bể lắng II sang bể aeroten và bể chứa bùn

- Bơm bùn từ UASB đến bể chứa bùn

4.3.1. Tính bơm nước thải từ hố thu gom sang bể điều hoà.Chọn vận tốc nước chảy trong ống là 2m/s [(Bảng II.2)\(370-16)]

Đường kính ống dẫn nước là:

W785,0

VD = [(II.36)\(369-16)]

Trong đó

• V: lưu lượng nước, m3/s. V= 300 m3/ngày = 3,472.10-3 m3/s

• W: tốc độ trung bình của nước đi trong ống, m/s. Chọn W= 2m/s

[(Bảng II.2)/(370-16)]33,472 10

0,047 50,785W 0,785 2

VD m cm

−×= = = ≈×



Công suất yêu cầu trên trục bơm được xác định :

ηρ

1000

HgQN

×××= ,kw [(II.189)\(439-16)]

Trong đó

• Q: năng suất của bơm, m3/s. V= 300 m3/ngày = 3,472.10-3 m3/s

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

• g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2

• H: áp lực toàn phần do bơm tạo ra, m.

• η: hiệu suất chung của bơm.

cktl µηηη ××= 0

Với: 0η : hiệu suất thể tích tính đến sự hao hụt chất lỏng chảy từ vùng áp suất cao

đến vùng áp suất thấp và do chất lỏng rò qua các chỗ hở của bơm.

tlη : hiệu suất thuỷ lực, tính đến ma sát và sự tạo ra dòng xoáy trong bơm.

ckη : hiệu suất cơ khí tính đến masat cơ khí ở ổ bi, ổ lót trục.

Theo [(Bảng II.32)\(439-16)] ta có thể tính hiệu suất như sau:73,0727,095,085,09,00 ≈=××=××= cktl µηηη

Áp lực toàn phần do bơm tạo ra được tính như sau:

2 1O m

p pH H h

gρ−= + + [(II.185)\(438-16)]

Trong đó

• p1,p2: áp suất trên bề mặt chất lỏng trong không gian đẩy và hút,

p1 = p2 = 1atm

• H0: chiều cao nâng chất lỏng ,H0 = 4,5m

• hm: áp suất tiêu tốn để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy

(kể cả trở lực cục bộ khi chất lỏng ra khỏi ống đẩy),m.

Tính m

Ph

gρ∆=× (m)

Với: ∆P: Áp suất toàn phần cần thiết để thắng tất cả sức cản thuỷ lực trong hệ thống:

d m H t k cP P P P P P P∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ [16]

Trong đó:

∆Pd: Áp suất động lưc học- Áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra

khỏi ống dẫn, N/m2



2

2dPρ ω×∆ = , N/m2 [16]

Trong đó:

• ρ: Khối lượng riêng của chất lỏng, ρ = 1000 kg/m3

• ω: Tốc độ của lưu thể, chọn ω = 2 m/s

Vậy áp suất động lực học : 21000 2

20002dP×∆ = = (N/m2)

∆Pm: Áp suất để khắc phục trở lực do ma sát khi dòng chảy ổn định trong ống

dẫn:

2

2mtd

LP

d

ρ ωλ ×∆ = × × , N/m2

Trong đó:

• L: Chiều dài toàn bộ hệ thống ống dẫn, L = 6 m

• dtd: Đường kính tương đương của ống, m .dtd = 50mm

Xét chuẩn số Re: Re tddω ρµ

× ×=

Trong đó:

• µ: Độ nhớt động học của chất lỏng ở 25oC, µ = 0,8937.10-3 N.s/m2

• ω = 2 m/s

• dtd = 0,05 m

• ρ = 1000 kg/m3

3

2 0,05 1000Re 111894 4000

0,8937 10−

× ×⇒ = = >× nên chất lỏng chuyển động trong ống là chuyển

động xoáy. Do đó công thức tính hệ số ma sát có dạng:0,9

1 6,812 lg

Re 3,7λ ∆ = − × + ÷

[(II.65)/380-16]

Mà tdd

ε∆ =

Trong đó:

• ε: Độ nhám tuyệt đối. Chọn ε = 0,1 mm

• dtd: Đường kính tương đương của ống, dtd = 50 mm



0,10,002

50⇒ ∆ = =

0,91 6,81 0,002

2 lg 6,425111894 3,7λ

⇒ = − × + = ÷ 0,024λ⇒ =

Vậy 26 1000 2

0,024 57600,05 2mP

×∆ = × × = (N/m2)

∆PH: Áp suất cần thiết để nâng chất lỏng lên cao hoặc để khắc phục áp suất thuỷ

tĩnh:

HP g Hρ∆ = × × , N/m2 [(II.57)/377-16]

Trong đó: H - Chiều cao nâng chất lỏng, chọn H = 4,5 m

1000 9,81 4,5 44145HP⇒ ∆ = × × = (N/m2)

∆Pc: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ

2

2cPω ρξ ×∆ = × [(II.56)/377-16]

Với ξ: Hệ số trở lực cục bộ

Vì bơm nước thải được đặt chìm ốngtrong hố thu gom nên không có đường ống hút mà

chỉ có đường ống đẩy

Đối với ống đẩy :

Chọn 1 van tiêu chuẩn , ξ1 = 4,2

Chọn 2 khuỷu 900 (do 4 khuỷu 450 tạo thành và chọn a

b=2 2 0,32 4 1,28ξ→ = × =

Suy ra trở lực cục bộ trên đường ống dẫn:

ξ = 4,2 + 1,28 =5,48

22 1000

5,48 109602cP

×⇒ ∆ = × = (N/m2)

∆Pt: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong thiết bị: ∆Pt = 0

∆Pk: Áp suất cần thiết ở cuối đường ống, ∆Pk = 0

Vậy 2000 5760 44145 10960 62865P∆ = + + + = (N/m2)

0

628654,5 11

1000 9,81mH H h⇒ = + = + =× (m)

Vậy công suất của bơm:



300 1000 9,81 11

0,524 3600 1000 0,73

N× × ×= =

× × × (kW)

Công suất của động cơ điện:

dctr dc

NN

η η=

× , kW [(II.190)/(439-16)]

Trong đó:

• N: Công suất trên trục bơm, kW

• ηtr: Hiệu suất truyền động, chọn ηtr = 0,97

• ηdc: Hiệu suất động cơ điện, chọn ηdc = 0,95

0,50,56

0,97 0,95dcN⇒ = =× , (kW)

Thường thì người ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn so với công suất tính

toán: Ndc = β Ndc

Trong đó:β: Hệ số dự trữ công suất, β = 1,5÷ 2 [(440-16)]. Chọn β = 2

2 0,56 1,12dcN⇒ = × = (kW)

Vậy ta chọn bơm có công suất 1,12kW

4.3.2. Tính bơm nước thải từ bể điều hoà sang bể yếm khí UASB.Nước thải cần xử lý đi vào bể UASB đi từ dưới lên thông qua dàn ống phân phối nước

dạng xương cá, yêu cầu việc cấp nước vào bể phải đảm bảo sự phân phối đều nước trên

diện tích đáy bể, trên đường cấp nước chính phải bố trí van một chiều để tránh hiện

tượng nước thải chảy ngược trở lại khi bơm khi bơm không hoạt động, dàn xượng cá

cách đáy bể khoảng 0,3m.

Vận tốc nước trong ống là: v = 0,8÷1 (m/s) [16]

Đường kính ống dẫn nước chính: Chọn vchinh = 1 m/s, khi đó:

4 4 3000,067 0,07

3600 3,14 1 3600 24chinhchinh

QD

vπ× ×= = = ≈

× × × × × (m)

Đường kính ống nhánh, chọn vnhanh = 1 (m)

4

3600nhanh

nhanhnhanh

QD

n vπ×=

× × ×

Trong đó: n: số ống nhánh

Bố trí các ống nhánh trong bể sao cho ống nhánh đầu và cuối cách thành dài bể là

0,75m. Khoảng cách giữa các ống nhánh có trong một bể là 1 m:



4,5 0,75 2

1 41ongn

− ×= + = (ống)

4 300

0,034 3,14 1 3600 24nhanhD

×⇒ = =× × × ×

(m)

Công suất yêu cầu trên trục bơm được xác định :

ηρ

1000

HgQN

×××= ,kw [(II.189)\(439-16)]

Trong đó

• Q: năng suất của bơm, m3/s. V= 300 m3/ngày = 3,472.10-3 m3/s

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

• g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2

• H: áp lực toàn phần do bơm tạo ra, m.η: hiệu suất chung của bơm.

cktl µηηη ××= 0

Với: 0η : hiệu suất thể tích tính đến sự hao hụt chất lỏng chảy từ vùng áp suất cao

đến vùng áp suất thấp và do chất lỏng rò qua các chỗ hở của bơm.

tlη : hiệu suất thuỷ lực, tính đến ma sát và sự tạo ra dòng xoáy trong bơm.

ckη : hiệu suất cơ khí tính đến masat cơ khí ở ổ bi, ổ lót trục.

Theo [(Bảng II.32)\(439-16)] ta có thể tính hiệu suất như sau:73,0727,095,085,09,00 ≈=××=××= cktl µηηη

Áp lực toàn phần do bơm tạo ra được tính như sau:

2 10 m

p pH H h

gρ−= + + [(II.185)\(438-16)]

Trong đó

• p1,p2: áp suất trên bề mặt chất lỏng trong không gian đẩy và hút,

p1 = p2 = 1atm

• H0: chiều cao nâng chất lỏng,m

• hm: áp suất tiêu tốn để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy

(kể cả trở lực cục bộ khi chất lỏng ra khỏi ống đẩy),m.

Tính m

Ph

gρ∆=× (m)

Với: ∆P: Áp suất toàn phần cần thiết để thắng tất cả sức cản thuỷ lực trong hệ thống:

d m H t k cP P P P P P P∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ [16]



Trong đó:

∆Pd: Áp suất động lưc học- Áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra

khỏi ống dẫn, N/m2

2

2dPρ ω×∆ = , N/m2 [16]

Trong đó:

• ρ: Khối lượng riêng của chất lỏng, ρ = 1000 kg/m3

• ω: Tốc độ của lưu thể, chọn ω = 2 m/s

Vậy áp suất động lực học : 21000 2

20002dP×∆ = = (N/m2)

∆Pm: Áp suất để khắc phục trở lực do ma sát khi dòng chảy ổn định trong ống

dẫn:

2

2mtd

LP

d

ρ ωλ ×∆ = × × , N/m2

1 2mP P P∆ = ∆ + ∆

Trong đó:

1P∆ , 2P∆ : áp suất để thắng trở lực trong các đường ống có đường kính khác nhau

Tính ∆P1 = 2

2ωρλ ×××tđd

L, xét trên đường ống φ70.

Trong đó:

• L: Chiều dài ống dẫn, L = 12 m

• ω : hệ số ma sát.

• dtd: Đường kính tương đương của ống, m .dtd = 70 mm


× ×=

Trong đó:


• = 1 m/s

• dtd = 0,07 m

• ρ = 1000 kg/m3



3

1 0,07 1000Re 78326 4000

0,8937 10−


động xoáy. Do đó công thức tính hệ số ma sát có dạng:0,9

1 6,812 lg

Re 3,7λ ∆ = − × + ÷

[(II.65)/380-16]

Mà tdd

ε∆ =

Trong đó:



0,10,00143

70⇒ ∆ = =

0,91 6,81 0,00143

2 lg 6,43278326 3,7λ

⇒ = − × + = ÷ 0,024λ⇒ =

Vậy 2

1

12 1000 10,024 2057

0,07 2P

×∆ = × × = (N/m2)

Tính ∆P2 = 2

2ωρλ ×××tđd

L, xét trên đường ống φ30.

Trong đó:


• λ- hệ số ma sát.

• dtd: Đường kính tương đương của ống, m .dtd = 30 mm


× ×=

Trong đó:


• = 1 m/s

• dtd = 0,03 m

• ρ = 1000 kg/m3

3

1 0,03 1000Re 33568 4000

0,8937 10−


động xoáy. Do đó công thức tính hệ số ma sát có dạng:



0,91 6,81

2 lgRe 3,7λ

∆ = − × + ÷ [(II.65)/380-16]

Mà tdd

ε∆ =

Trong đó:



0,10,0033

30⇒ ∆ = =

0,91 6,81 0,0033

2 lg 5,7333568 3,7λ

⇒ = − × + = ÷ 0,03λ⇒ =

Vậy 2

2

18 1000 10,03 9000

0,03 2P

×∆ = × × = (N/m2)

Do đó:

1 2 2057 9000 11057mP P P∆ = ∆ + ∆ = + = (N/m2)

∆PH: Áp suất cần thiết để nâng chất lỏng lên cao hoặc để khắc phục áp suất thuỷ

tĩnh:

HP g Hρ∆ = × × , N/m2 [(II.57)/377-16]

Trong đó : H - Chiều cao nâng chất lỏng, chọn H = 4,5 m

1000 9,81 4,5 44145HP⇒ ∆ = × × = (N/m2)

∆Pc: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ

2

2cPω ρξ ×∆ = × [(II.56)/377-16]

= ∆P1 + ∆P2

Trong đó:

• ξ- hệ số trở lực cục bộ.

• ρ- khối lượng riêng của nước

• ω- tốc độ của lưu thể, m/s.

• ∆P1 , ∆P2: trở lực cục bộ của ống với đường kính khác nhau.



* 2

1 2P

ω ρξ ×∆ = × , xét trên đường ống φ70, trong đó: ω = 1 m/s

Chọn 3 khuỷu 900 dùng khuỷu ghép 900 do 3 khuỷu 300 tạo thành: vì trên đường ống

φ70 có Re = 78326 > 2×105 nên theo [(Bảng N030)\(394-16)] ta có 1ξ =3.0,2=0,6

Trở lực gây ra do hiện tượng đột thu là:

Ta có : tỷ số 30

0,470

= và Re = 78326 > 3,5.103 nên theo [(Bảng N013)\(388-16)] ta có

ξ= 0,34.

( )2

1

1 10000,6 0,34 470

2P

×∆ = + × =

* 2

..

2

2

ρωξ=∆P , xét trên đường ống φ30, trong đó ω =1 m/s.

Trở lực cục bộ này là do đột thu tại đoạn nối ống φ30 và φ70.

Ta có: tỷ số 30

0,440

= và Re = 33568> 3,5.103 nên theo [(Bảng N013)\(388-16)] ta

có ξ= 0,34, gồm có 4 dàn nên ta có:

2

2

1000 1(0,34 4) 680

2P

×∆ = × = N/m2.

cP∆ = ∆P1 + ∆P2=470+680=1150N/m2.

∆Pt: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong thiết bị: ∆Pt = 0

∆Pk: Áp suất cần thiết ở cuối đường ống, ∆Pk = 0

Vậy 2000 11057 44145 1150 58352P∆ = + + + = (N/m2)

0

583524,5 10,5

1000 9,81mH H h⇒ = + = + =≈× (m)


300 1000 9,81 10,50,5

24 3600 1000 0,73N

× × ×= =× × × (kW)


dctr dc

NN

η η=

× , kW [(II.190)/(439-16)]



Trong đó:

• N: Công suất trên trục bơm, kW

• ηtr: Hiệu suất truyền động, chọn ηtr = 0,97

• ηdc: Hiệu suất động cơ điện, chọn ηdc = 0,95

0,50,54

0,97 0,95dcN⇒ = =× , (kW)

Thường thì người ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn so với công suất tính

toán:

Ndc = β Ndc

Trong đó:

β: Hệ số dự trữ công suất, β = 1,5÷ 2 [(440-16)]. Chọn β = 2

2 0,54 1,1dcN⇒ = × = (kW)

Vậy ta chọn bơm có công suất 1,1 Kw

4.3.3. Tính bơm bùn

Trong hệ thống xử lý nước thải, dùng bơm bùn để bơm bùn từ bể lắng II vào bể chứa

bùn ,trên đường ống có bố trí van cho tuần hoàn một phần lại vào bể Aeroten và bùn từ

bể UASB sang bể xử lý bùn. Chọn bơm ly tâm.

Tính toán tương tự như bơm nước thải. Ta có:

Thể tích bùn tạo ra trong một ngày ( bao gồm cả bùn xả và bùn tuần hoàn ) chứa trong

cả hai bể lắng II

Trong mỗi bể ta đặt một bơm .Vậy lượng bùn trung bình trong một bể là q = Q/2

Q= 168,84m3/ngày ≈ 0,002m3/s

Công suất yêu cầu trên trục bơm:

1000

q g HN

ρη

× × ×=× , kW [16]

Trong đó:

• q= 0,001m3/s

• ρ: Khối lượng riêng của bùn cần bơm, ρ = 1005 kg/m3

• g = 9,81 m/s2

η = 0,72÷0,93

Tính hiệu suất chung của bơm, η



o tr ckη η η η= × × [16]

Ta có:

ηo = 0,85÷0,96. Chọn ηo = 0,90

ηtr = 0,8÷0,85. Chọn ηtr = 0,85

ηck = 0,92÷0,96. Chọn ηck = 0,95

Suy ra: 0,90 0,85 0,95 0,73η = × × =

Tính áp suất toàn phần của bơm, H

H = 2 1P P

gρ−× + H0 + hm , N/m2

Với m

Ph

gρ∆=×

Trong đó: d m H t k cP P P P P P P∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ [16]

∆Pd:2

2dPρ ω×∆ = , N/m2 [16]

Với ω: Tốc độ lưu thể, ω = 1,5 m/s21005 1,5

11312dP×∆ = = (N/m2)

∆Pm: 2

2mtd

LP

d

ρ ωλ ×∆ = × × , (N/m2)

Với : L = 10 m ( do đặt bơm chìm )

31 10

0,030,785 0,785 1,5td

Qd

ω

−×= = =× ×

m = 30 (mm)


× ×=

Trong đó:

ω = 1,5 m/s

• dtd = 0,03 m

• ρ = 1005 kg/m3

• µ: Độ nhớt động học của hỗn hợp nước bùn φ = 1,3% nên độ nhớt của

bùn tính theo công thức: (1 2,5 )b nµ µ ϕ= × + × , N.s/m2

Trong đó:

• µn: Độ nhớt của nước, µn = 0,8937.10-3 N.s/m2



• φ: Nồng độ pha rắn trong huyền phù, φ = 1,3% = 0,0133 40,8937 10 (1 2,5 0,013) 9,23.10bµ − −⇒ = × × + × = (N.s/m2)

4

1,5 0,03 1005Re 48998 4000

9,23.10−

× ×⇒ = = > nên chất lỏng chuyển động trong ống dẫn

là chuyển động xoáy. Do đó công thức tính hệ số ma sát có dạng:0,9

1 6,812 lg

Re 3,7λ ∆ = − × + ÷

Mà tdd

ε∆ =

Trong đó:

ε = 0,1 mm

dtd = 30 mm 30,13.10

40−⇒ ∆ = =

0,9 31 6,81 3 102 lg 5,88

48998 3,7λ

− × ⇒ = − × + = ÷ 0,0289 0,03λ⇒ = ≈

210 1005 1,50,03 11306

0,03 2mP×⇒ ∆ = × × = (N/m2)

∆PH: HP g Hρ∆ = × × , N/m2 [16]

Với H = 4,5 m

1005 9,81 4,5 44366HP⇒ ∆ = × × = (N/m2)

∆Pc: 2

2cPω ρξ ×∆ = × [16]

Trên đường ống dẫn có 5 khuỷu 90o do 3 khuỷu 30o tạo thành. Do Re = 48998< 2.105

nên ta bỏ qua trở lực của khuỷu. Trên đường ống còn có trở lực do van để điều chỉnh

lưu lượng của dòng chảy, có 2 van. Ta chọn van tiêu chuẩn, ξ = 2 4,45 = 8,921,5 1005

8,9 100632cP×⇒ ∆ = × = (N/m2)

∆Pt : ∆Pt = 0

∆Pk : ∆Pk = 0

Vậy: 1131 11306 44366 10063 66866P∆ = + + + = (N/m2)


668666,78

1005 9,81m

Ph

gρ∆= = =× ×


H = H0+hm= 6,78+4,5=11,28m


0,001 1005 9,81 11,28

0,21000 1000 0,73

Q g HN

ρη

× × × × × ×= = =× × (kW)


dctr dc

NN

η η=

× , kW [16]

0,2

0,220,97 0,95

= =× (kW)

Thông thường ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn công suất tính toán:

2 0,22 0,44cdcN = × = (kW)

Vậy ta chọn bơm ly tâm có công suất 0,44 kW

Chọn 3 bơm :

- 2 bơm đặt trong 2 bể lắng II để bơm bùn về bể chứa bùn và tuần hoàn bùn

- 1 bơm để bơm bùn từ bể UASB về bể chứa bùn

4.3.4.Máy nén khí cho bể Aerotank .

Lựa chọn thiết bị làm thoáng cho bể:

Có nhiều cách cung cấp khí cho bể:

a. Thiết bị làm thoáng bằng khí nén:

- Thiết bị làm thoáng tạo ra bọt khí mịn.

- Thiết bị làm thoáng tạo ra bọt khí kích thước trung bình.

- Thiết bị làm thoáng tạo ra bọt khí lớn.

b. Thiết bị cơ khí làm thoáng bề mặt.

- Thiết bị làm thoáng kiểu Ru-lo.

- Thiết bị làm thoáng kiểu tuabin.

Ở đây ta chọn thiết làm thoáng bằng khí nén tạo bọt khí nhỏ mịn. Khí nén được phân

phối qua các lỗ rỗng của đĩa xốp. Các đĩa được gắn trên các ống, các ống được gắn

với nhau thành giàn ống xương cá. Ống được làm bằng nhựa PVC (hay PE hoặc thép

không rỉ). Giàn ống xương cá được bố trí theo chiều vuông góc với thành dọc của bể

và đặt càng sát đáy bể càng tốt để các bọt khí có thời gian lưu trong nước lâu hơn.

Giàn ống đặt cách đáy 7-10 cm. Chọn cách đáy 10 cm.



Chọn đĩa khí có đường kính 0,3m và cường độ khí qua đĩa từ 0,7-1,4l/s.

Chọn q = 1,4 l/s.

Số đĩa khí cần là: q

QN =

Trong đó

• Q: lưu lượng khí cần cấp, Q= 11364m3/ngày ≈ 0,132 m3/s

• q : lưu lượng khí qua 1 đĩa, q = 1,4.10-3 m3/s

3

0,13294

1,4 10

QN

q −⇒ = = =× đĩa

Bố trí các ống cách nhau 0,5 m.

Bố ống nhánh trên 1 giàn là:

2 3 0,35 21 1 5,6 6

0,5

B bn

l

− × − ×= + = + = ≈ ống nhánh phân phối.

Trong đó

• B: chiều rộng của bể Aerotank.

• b: khoảng cách từ đầu ống đến thành bể.

• l : khoảng cách giữa 2 ống nhánh.

Chọn ống nhánh có chiều dài 1 m và trên mỗi ống được gắn 2 đĩa.

Vậy, số đĩa trên 1 giàn là :

1 6 2 12N = × = (đĩa)

Tổng số giàn bố trí trong bể là :

1

947,8 8

12

Nm

N= = = ≈ dàn

Khoảng cách giữa 2 giàn xương cá là :

( ) ( )0,5 2 10 0,3 0,5 2

1,21 8 1

D dL m

m

− + × − + ×= = =

− −Trong đó

• D: chiều dài bể Aerotank

• d : khoảng cách từ giàn ống đến thành bể.

• m: số giàn ống trong bể.

Đường kính ống cấp khí chính là:

0,785

QD

ω=



Trong đó

• Q: lưu lượng khí , m3/s. Q= 0,132 m3/s

• ω: tốc độ trung bình của dòng khí đi trong ống, m/s. Chọn ω= 15m/s

0,132

0,10,785 0,785 15

QD m

ω= = =

×= 100mm

Đường kính ống nhánh là:

0,785

QD

ω=

Trong đó

• Q: lưu lượng khí trong một nhánh, m3/s. Q= 0,132

8 = 0,0165 m3/s


0,01650,037 0,04

0,785 0,785 15

QD m

ω= = = ≈

×= 40mm

Đường kính ống phân phối là:

0,785

QD

ω=

Trong đó

• Q: lưu lượng khí trong một nhánh trên giàn khí, m3/s.

Q= 0,0165

0,00275 0,0036

= ≈ m3/s


0,003

0,016 160,785 0,785 15

QD m mm

ω= = = ≈

×

Công suất của máy nén khí tính theo quá trình nén đoạn nhiệt:

0,2831 2

1

[( ) 1]29,7m

G R T PP

n e P

× ×= × −× × [16]

Trong đó:

• Pm: Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW

• G: Trọng lượng của dòng không khí, kg/s

• R: Hằng số khí, đối với không khí R = 8,314 kJ/kmoloK



• T1: Nhiệt đô tuyệt đối của không khí đầu vào, T1 = 273 + toC

• P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1 atm

• P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 = P1 + ∆P, atm

• 29,7: Hệ số chuyển đổi

10,283

kn

k

−= = vì đối với không khí k = 1,395

• e: Hiệu suất của máy từ 0,7÷0,8. Chọn e = 0,75

• ∆P: Áp suất toàn phần để khắc phục các cản trở thuỷ lực của hệ thống

ống dẫn khí (kể cả ống dẫn và thiết bị) khi dòng chảy đẳng nhiệt.

a. Tính trọng lượng riêng của dòng khí:

kk kkG Q ρ= ×

Trong đó:

• Qkk: Lưu lượng không khí cần thiết, Q = 0,132 (m3/s)

• ρkk: Khối lượng riêng của không khí, ρkk = 1,18 kg/m3 [16]

0,132 1,18 0,156G⇒ = × = (kg/s)

b. Tính ∆P:

d m H t k cP P P P P P P∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ [16]

Trong đó:

∆Pd: Áp suất động lực học, tức là áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy

ra khỏi ống dẫn:

2

1 2 32d d d dP P P Pρ ω×∆ = = ∆ + ∆ + ∆ , N/m2

Với:

• ρ: Khối lượng riêng của không khí, kg/m3, ρ = 1,18 kg/m3 [16]

• ω: Tốc độ lưu thể, m/s

• ω1: Tốc độ của lưu thể trong ống φ100mm, m/s, ω1 = 15 m/s



• ∆Pd1, ∆Pd2, ∆Pd3Áp suất động lực học của ống φ100, φ40, φ15

Vậy: 2 2

11 2 3

1,18 15132,75

2 2d d dP P Pρ ω× ×∆ = = = = ∆ = ∆ (N/m2)

132,75 3 398,25dP⇒ ∆ = × = (N/m2)



∆Pm: Áp suất để khắc phục trở lực ma sát khi dòng chảy ổn định trong ống

thẳng:

2

2mtd

LP

d

ρ ωλ ×∆ = × × , N/m2 [16]

Trong đó:

• λ: Hệ số ma sát

• L: Chiều dài ống dẫn, m

• dtd: Đường kính tương đương của ống, m

• ω: Tốc độ lưu thể, m/s

∆Pd1, ∆Pd2 , ∆Pd3Áp suất để khắc phục trở lực ma sát ở các đường ống có

đường kính khác nhau.

Tính :2

11 2td

LP

d

ρ ωλ ×∆ = × × , xét trên đường ống φ100mm

Ta có: 1Re td

kk

dω ρµ

× ×=

Trong đó:


• µkk: Độ nhớt động học của không khí ở 25oC, N.s/m2,

µkk = 1837.10-8 N.s/m2

• ω1: Tốc độ lưu thể, ω1 = 15 m/s

• dtd: Đường kính tương đương của ống, dtd = 0,1m

Do đó: 8

15 0,1 1,18Re 96353

1837 10−

× ×= =×

>4000 nên khí trong ống ở chế độ chảy xoáy. Do đó

công thức tính hệ số ma sát có dạng:0,9

1 6,812 lg

Re 3,7λ ∆ = − × + ÷

[16]

Trong đó: ∆ - Độ nhám tương đối, xác định theo công thức sau:

tdd

ε∆ =

Với:

• ε: Độ nhám tuyệt đối. Đây là ống dẫn khí nén nên ε = 0,8mm. [16]

• dtd: Đường kính tương đương của ống, dtd = 100mm



0,80,008

100⇒ ∆ = =

0,91 6,81 0,008

2 lg 5,2696353 3,7λ

⇒ = − × + = ÷ 0,036λ⇒ =

Vậy 2

1

15 1,18 150,036 717

0,1 2P

×∆ = × × = (N/m2)

Tính 2

22 2td

LP

d

ρ ωλ ×∆ = × × , xét trên đường ống φ40 mm.

Với L: Chiều dài ống dẫn, L = 18,4 m

Tương tự, ta có: 2Re td

kk

dω ρµ

× ×=

Với:

• dtd = 40mm = 0,04m

• ω2 = 15 m/s

• µkk = 1837.10-8 N.s/m2

• ρ = 1,18 kg/m3

Do đó: 8

15 0,04 1,18Re 38541

1837 10−

× ×= =×

>4000 nên khí trong ống ở chế độ chảy xoáy. Do

đó tính hệ số ma sát theo công thức:0,9

1 6,812 lg

Re 3,7λ ∆ = − × + ÷

[16]

Mà tdd

ε∆ =

Với dtd - Đường kính tương đương của ống, dtd = 40 mm

0,80,02

40⇒ ∆ = =

0,91 6,81 0,02

2 lg 4,4738541 3,7λ

⇒ = − × + = ÷ 0,05λ⇒ =



Vậy 2

2

18,4 1,18 150,05 3053

0,04 2P

×∆ = × × = (N/m2)

Tính 2

23 2td

LP

d

ρ ωλ ×∆ = × × , xét trên đường ống φ15 mm.

Với L: Chiều dài ống dẫn, L = 48 m

Tương tự, ta có: 2Re td

kk

dω ρµ

× ×=

Với:

• dtd = 15mm = 0,015m

• ω2 = 15 m/s

• µkk = 1837.10-8 N.s/m2

• ρ = 1,18 kg/m3

Do đó: 8

15 0,015 1,18Re 14453

1837 10−

× ×= =×

>4000 nên khí trong ống ở chế độ chảy xoáy. Do

đó tính hệ số ma sát theo công thức:0,9

1 6,812 lg

Re 3,7λ ∆ = − × + ÷

[16]

Mà tdd

ε∆ =

Với :dtd - Đường kính tương đương của ống, dtd = 15 mm

0,80,053

15⇒ ∆ = =

0,91 6,81 0,053

2 lg 3,6314453 3,7λ

⇒ = − × + = ÷ 0,076λ⇒ =

Vậy 2

3

48 1,18 150,076 32285

0,015 2P

×∆ = × × = (N/m2)

717 3053 32285 36055mP⇒ ∆ = + + = (N/m2)

∆PH: Áp suất cần thiết để nâng chất khí lên cao hoặc để khắc phục áp suất thuỷ

tĩnh:

HP g Hρ∆ = × × , N/m2 [16]



Trong đó:

• H: Chiều cao nâng chất khí, m, H = 4 m

• g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2

1,18 9,81 4 46,3HP⇒ ∆ = × × = (N/m2)

∆Pc: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ:

2

1 2 32cP P P Pω ρξ ×∆ = × = ∆ + ∆ + ∆ [16]

Trong đó:

• ξ- hệ số trở lực cục bộ.

• ρ- khối lượng riêng của không khí, Kg/m3, ρ = 1,3 Kg/m3.

• ω- tốc độ của lưu thể, m/s.

∆P0, ∆P1 , ∆P2: trở lực cục bộ của ống với đường kính khác nhau.

* 2

2

0

ρωξ ××=∆P , xét trên đường ống φ100, trong đó: ω = 15m/s.

Tại góc cua 900 dùng khuỷu ghép 900 do 3 khuỷu 300 tạo thành: vì trên đường ống

φ100 có Re = 106151 < 2×105 nên bỏ qua trở lực do khuỷu

Trên đường ống còn có trở lực do van, gồm có 1 van. Ta chọn van tiêu chuẩn ξ = 4,7.

Trở lực cục bộ tại ngã ba trên 2 đường ống: trên đường ống dẫn có 16 ngã rẽ nên:

ξ = 2 16 = 32

( )0

15 1,1816 4,7 184

2P

×⇒ ∆ = + × = (N/m2)

2

2

1

ρωξ ××=∆P , xét trên đường ống φ40, trong đó ω = 15 m/s.

Tại góc cua 900 dùng khuỷu ghép 900 do 3 khuỷu 300 tạo thành: vì trên đường ống

φ40 có Re =38541 < 2×105 nên theo [394-16] ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của trở

lực.

Trở lực gây ra do hiện tượng đột thu là:

Ta có : tỷ số 40

0,4100

= và Re = 38541 > 3,5.103 nên theo [(Bảng N013)\(388-16)] ta

có ξ= 0,34.Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – ĐHKBHN. Tel: (84.4)8681686 – Fax: (84.4)8693551

117


Vậy:2

1

15 1,180,34 45,135

2P

×∆ = × = ≈ 45 N/m2

* 2

..

2

2

ρωξ=∆P , xét trên đường ống φ16, trong đó ω =15m/s.

Trở lực cục bộ này là do đột thu tại đoạn nối ống φ40 và φ16.

Ta có: tỷ số 16

0,440

= và Re = 14453 > 3,5.103 nên theo [(Bảng N013)\(388-16)] ta

có ξ= 0,34, gồm có 6 ống phân phối và 8 dàn nên ta có:

2

2

1,18 15(0,34 6 8) 2166

2P

×∆ = × × = N/m2.

Do đó: ∆Pc = ∆P0 + ∆P1 + ∆P2 = 184 + 45 +2166 = 2395N/m2.

∆Pt: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong thiết bị, ∆Pt = 0

∆Pk: Áp suất cần thiết ở cuối đường ống.Trong trường hợp này chính là trở lực

do đĩa gây ra. Ta có tổn thất áp lực qua mỗi đĩa là 15 mmH2O nên tổn thất áp

lực qua 96 đĩa là: 96×15 = 1440 mmH2O = 1,44 mH2O.

Do đó:41,44 10

14117,651,02kP

×∆ = = ≈ = 14118 N/m2.

Vậy 398,25 36055 46,3 2395 14118 53012,55P∆ = + + + + = (N/m2)

Hay 53012

0,523101330

P∆ = = (atm)

2 1 0,523 1,523P⇒ = + = (atm)

Do đó:0,283

0,156 8,314 298 1,5231 7,75 8

29,7 0,283 0,75 1mP × × = × − = ≈ ÷× ×

(kW)

Công suất trên trục của máy nén gọi là công suất hiệu dụng, được tính theo công thức:

TThd

ck

NN

η= , kW [16]

Trong đó:

• Nhd: Công suất hiệu dụng, kW



• NTT: Công suất thực tế cuả máy nén đoạn nhiệt, NTT = Pm = 8

• ηck: Hiệu suất cơ khí của máy nén, ηck = 0,96÷0,98. Chọn ηck = 0,97

88,25

0,97hdN⇒ = = (kW)


hddc

tr dc

NN β

η η= ×

× [16]

Trong đó:

• β: Hệ số dự trữ công suất, thường lấy bằng 1,1÷1,15. Chọn β = 1,15

• ηtr: Hiệu suất truyền động (0,96÷0,99). Chọn ηtr = 0,98

• ηdc: Hiệu suất động cơ điện (∼ 0,95)

8,251,15 10

0,95 0,98dcN⇒ = × =× (Kw ).Vậy ta chọn máy nén khí với công suất 10 kW

4.4. Tính toán giá thành xây dựng và chi phí xử lý nước thải.

Bảng 4. 11 : Bảng chi phí xây dựng và mua trang thiết bị cho HTXLNT

TT Công việc Khối lượng

Đơn vị Đơn giá Thành tiền (triệu)I Chi phí lắp đặt

1 Hố gom sau giặt là 2 m3/bê tông

3triệu/m36

2 Bể lắng sau giặt là 10 30

3 Hố gom sau nhà vệ

sinh25 75

4 Bể thu gom dầu mỡ 13 39

5 Mương dẫn nước 1 3

6 Hố thu gom chung 50 150

7 Bể điều hòa 35 105

8 UASB 90 270

9 Bể aeroten 120 360

9 Lắng II 90 270

10Bể trống quay sinh

học32 96

11 Bể chứa bùn 35 105

12 Bể khử trùng 7 21



13 Nhà điều hành 200

Tổng chi phí xây dựng bể tính theo bể tông cốt thép 1874

II Chi phí mua thiết bị

1Bơm sau bộ phận giặt là

1 cái 5 5

2Máy và cánh khuấy phèn

1 cái 5 5

3Bơm định lượng phèn

1 cái 5 5

4 Song chắn rác 1 5 5

5 Máy nghiền 1 cái 50 50

6 Bơm từ hố thu gom 1 cái 20 20

7 Bơm từ UASB 1 cái 20 20

8 Bơm bùn từ lắng II 1 cái 20 20

9 Bơm bùn từ UASB 1 cái 20 20

10 Tấm chắn khí 1 cái 5 5

11Máy nén khí cho aeroen

1 cái 50 50

12 Đĩa phân phối khí 96 cái 0,3 28,8

13 Trống sinh học 2 cái 100 200

14 Bơm định lượng clo 1 cái 5 5

15 Đường ống 200 200

Tổng chi phí mua thiết bị 638,8

Tổng chi phí xây dựng và mua thiết bị là : 2.500.000.000

Các chi phí trong hệ thống xử lý nước thải.

Các chi phí xử lý bao gồm các khoảng sau:

1. Chi phí nhân công C1:

Hệ thống xử lý vận hành 24/24 và cần một nhân viên theo dõi hệ thống xử ly

Lương trung bình của cán bộ kỹ thuật là 5 triệu/tháng.

C1= 5 ×12 = 60 triệu/năm



2. Chi phí hoá chất C2.

Giả sử một năm khách sạn vận hành 325 ngày,thời gian còn lại nghỉ để sửa chữa và

bảo dưỡng thiết bị.

Lượng phèn nhôm dùng trong 1 năm là:

m = 2 kg/ngày ×325 ngày = 650kg

Thành tiền = 650 kg ×9000đ/kg = 5.850.000 vnđ/năm

Lượng clorine dùng trong một năm là:

m = 4 kg/ngày × 335 = 1300kg

Thành tiền = 1300 kg ×30.800đ/kg = 3.696.000 vnđ

Tổng chi phí hoá chất dùng trong 1 năm là:

C2 = 3.696.000 + 540.000 = 40.040.000 vnđ

3. Chi phí điện năng C3.

Giá điện công nghiệp là 1500 vnđ/kWh

Một năm hệ thống tiêu tốn hết 181025 kw.

Chi phí điện trong 1 năm là:

C3 = 181025×1500vnđ = 271.538.000 vnđ

4.Chi phí khấu hao :

Giả sử hệ thống được thiết kế để hoạt động trong 15 năm

Chi phí khấu hao :

4 15

qC =

Trong đó :

q : chi phí xây dựng hệ thống xử ly nước thải, q=2.500.000.000 VND

4

2.500.000.000166.666.666

15C⇒ = = VNĐ

Chi phí xử lý cho 1 m3 nước thải

Giá thành xử ly cho 1 m3 nước thải được tính theo công thức sau :

S

GQ

=

Trong đó:

• S : gồm tổng chi phí trong một năm .

S = C1+C2+C3+C4

=166.666.666+271.538.000+40.040.000+60.000.000

=538.244.666VNĐViện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – ĐHKBHN. Tel: (84.4)8681686 – Fax: (84.4)8693551

121


• Q : lưu lượng nước thải trong một năm

Giá thành xử ly cho 1 m3 nước thải là :

S

GQ

= =538.244.666

5520300 325

vnd=×

Vậy giá thành xử ly cho 1 m3 nước thải là : 5520vnd/m3

KẾT LUẬN

Xử ly nước thải sinh hoạt là một nhu cầu cấp thiết hiện nay nói chung và nước

thải khách sạn nói riêng để đạt được mục đích phát triển một cách bền vững.

Trong suốt thời gian làm việc cố gắng, đề tài tốt nghiệp “Tính toán thiết kế hệ

thống xử lý nước thải khách sạn công suất 300 m3/ngày.đêm” đã hoàn thành.Với đồ án

này,em đã đi vào tìm hiểu các vấn đề môi trường liên quan đến hoạt động của khách

sạn.Từ đó đưa ra các phương pháp xử ly và thiết kế hệ thống xử ly nước thải dựa trên

cơ sở các thông số đầu vào như đã cho và đầu ra dựa trên QCVN 14 – 2008 ( loại A )

Thông qua việc đưa ra tổng quan chung các phương pháp xử ly nước thải sinh

hoạt , giới thiệu một số công nghệ xử ly nước thải sinh hoạt và phân tích lựa chọn

công nghệ xử ly nước thải khách sạn .Và với đặc trưng là nước thải sinh hoạt có hàm

lượng BOD5,COD,N,P,vi sinh vật cao nên lựa chọn công nghệ xử ly bằng phương sinh

học yếm hiếu khí kết hợp.Từ đó lựa chọn các thiết bị xử ly phù hợp và tính toán thiết

kế các hạng mục công trình.

Vì nước thải sinh hoạt bao gồm nhiều nguồn nên trước khi được xử ly sinh học

tập trung thì cần phải được xử ly sơ bộ để loại bỏ các chất gây hại đến quá trình xử ly

sinh học.Qúa trình xử ly sơ bộ bao gồm : bể tách dầu mỡ sau bộ phận nhà bếp và bể

lắng kết hợp với keo tụ sau bộ phận giặt là.Sau đó toàn bộ nước thải đó cùng với nước

thải từ các nhà vệ sinh được đưa về hệ thống xử ly tập trung.

Các thiết bị chính trong hệ thống xử ly chung được lựa chọn bao gồm : tính

mương dẫn,song chắn rác,máy nghiền,bể điều hòa,bể yếm khí UASB ,bể aeroten, bể

lắng đứng, bể trống quay sinh học,bể khử trùng,bể chứa bùn

Các thiết bị phụ trong hệ thống xử ly chung được tính toán trong đồ án gồm : hệ

thống cấp khí cho Aeroten,máy nén khí,các bơm nước thải và bơm bùn trong hệ thống



Chi phí đầu tư xây dựng hệ thống như đã tính toán khoảng 2.500.000.000 vnđ

và chi phí xử ly 1 m3 nước thải là 5520 vnđ/m3

Với quá trình làm đồ án một lần nữa giúp em tìm hiểu sâu hơn về nước thải sinh

hoạt và các phương pháp xử ly .Đồng thời đồ án còn giúp cho mỗi sinh viên rèn luyện

khả năng làm việc độc lập cũng như tự tìm tài liệu hay trao đổi thông tin và lựa chọn

thông số tính toán cho bài toán đặt ra

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn GS.TS.Đặng Kim Chi - người đã tận tình

giúp đỡ và chỉ bảo em hoàn thành đồ án đúng thời gian

Đồ án hoàn thành không sao tránh khỏi những thiếu sót, do thời gian có hạn

cũng như kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, em kính mong được sự góp ý

của thầy cô, anh chị và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn!



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.http://vietbaovn. Ngày 6/9/2007

2.wikipedia.org/…/thanhphohochiminh2007

3.vinasme.com.vn

4.www.hanoihotel.com.vn

5.Tài liệu của khách sạn Intercontinental Hà Nội 2010

6.Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải sinh hoạt qui mô nhỏ và vừa, NXB Khoa Học

& Kĩ thuật, Hà Nội.

7. Trịnh Xuân lai (2000), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây

dựng, Hà Nội.

8. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2006), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB

Khoa Học & Kĩ thuật, Hà Nội.

9. Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ (2002), Thoát nước, tập 2, xử lý nước thải, NXB

Khoa Học & Kĩ thuật, Hà Nội

11.Bài giảng vi sinh môi trường – TS.Đặng Minh Hằng

12. Lê Dung (2005), Xử ly nước cấp, NXB Xây dựng, Hà Nội

13.PGS.TS.Đặng Xuân Hiển – Bài giảng ky thuật xử ly nước thải

14. Lương Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội 15.GS.TS.Lâm Minh Triết.Th.S Lê Hoàng Việt (2009),vi sinh vật nước và nước thải

,NXB xây dựng

16. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông (), Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa

chất, tập 1,NXB Khoa Học & Kĩ thuật, Hà Nội.



17. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông (), Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa

chất, tập 2 , NXB Khoa Học & Kĩ thuật, Hà Nội

18. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2004), Xử lý nước thải

đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế các công trình, NXB Đại học quốc gia, TP

HCM.

19.GS.TS.Trần Hiếu Nhuệ (2001) ,Thoát nước và xử ly nước thải công nghiệp ,NXB

khoa học kỷ thuật

20.Metcalf & Eddy ,Inc (2003) - Wastewater engineering treatment and reuse –Fourth

edition ,Mc Graw - Hill

21.Small and Decentralized wastewater management stems

22.C.C.Lee.Shun Dar Lin (2000)- Handbook of Environment Engineering

Caculations,Mc.Graw – Hill

23.Operarion of waste water treatment plant ( volume 1)

24.TCXDVN 51: 2008

25.Operation of municipal waste water treatment plants.(fifth edition)

26.GS.TSKH.Nguyễn Bin (), Các quá trình ,thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực

phẩm ,tập 2 ,NXB khoa học và ky thuật Hà Nội

27. Trần Đức Hạ (2006), Xử ly nước thải đô thị - NXB khoa học và kỷ thuật Hà Nội


Documents

Luận văn Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử ly nước ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cd-dh/file_goc_779245.pdf · doanh của