Các khái niệm
Nguồn gốc nước thải sinh hoạt
Nước thải là nước đã qua sử dụng từ nhiều hoạt động trong đời sống con người, bao gồm ăn uống, tắm giặt, vệ sinh, giải trí, sản xuất hàng hóa và chăn nuôi Nước mưa cũng có thể trở thành nước thải khi bị nhiễm bẩn bởi các chất hữu cơ và vô cơ, dẫn đến việc thải ra các hệ thống thu gom và nguồn tiếp nhận Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt chủ yếu phát sinh từ nhu cầu sử dụng nước cho các hoạt động hàng ngày của con người.
Lưu lượng nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt chiếm từ 65% đến 90% tổng lượng nước cấp qua đồng hồ của các hộ dân, cơ quan, trường học và khu thương mại Tỷ lệ 65% thường áp dụng cho những khu vực khô nóng, nơi nước cấp cũng được sử dụng cho việc tưới cây cỏ.
Sự khác nahu về tiêu chuẩn cấp nước giữa các khu vực ở Việt Nam được nêu trong bảng sau:
STT Đối tương cấp nước
1 Đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I, khu du lịch:
2 Đô thị loại II, đô thị loại III:
3 Đô thị loại IV, đô thị loại V, điểm dân cư nông thôn
Thành phần nước thải sinh hoạt
Mức độ ô nhiễm Nặng Trung bình Thấp
- Chất rắn hòa tan (TDS)
- Chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l mg/l mg/l
- Nitrat mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
Clorua mg/l 175 100 15 Độ kiềm mgCaCO 3 /l 200 100 50
Nguồn: Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga,
Chỉ tiêu đặc trưng cho nước thải sinh hoạt
Tổng hợp các chất rắn trong nước có thể được phân chia thành hai loại chính: chất rắn lơ lửng (TSS) có thể lọc được và chất rắn hòa tan (TDS) không thể lọc được.
Tổng các chất rắn (Total solid, TS) trong nước thải là phần còn lại sau khi nước thải bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ từ 103 - 105 o C, trong đó các chất bay hơi không được tính là chất rắn Tổng các chất rắn được đo bằng đơn vị mg/L, và trong nước thải sinh hoạt, khoảng 40 – 65% chất rắn tồn tại ở dạng lơ lửng.
Việc xác định mùi của nước thải ngày càng quan trọng, vì mùi nước thải mới thường không gây khó chịu, nhưng khi nước thải phân hủy sinh học trong điều kiện yếm khí, các hợp chất gây mùi khó chịu sẽ xuất hiện Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là hydrosulfua (H2S), có mùi giống trứng thối Ngoài ra, các hợp chất khác như indol, skatol và cadaverin cũng được hình thành trong điều kiện yếm khí và có thể gây ra mùi khó chịu hơn H2S.
Độ màu của nước thải xuất phát từ các chất mùn, chất hòa tan, chất dạng keo, thực vật thối rữa, và sự hiện diện của một số ion kim loại như Fe, Mn, cùng với tảo và than bùn Độ màu này cản trở khả năng khuếch tán ánh sáng vào nguồn nước, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của hệ thực vật thủy sinh Ngoài ra, độ màu còn làm giảm vẻ mỹ quan của nguồn nước, dễ gây phản ứng từ cộng đồng xung quanh.
Độ đục của nước thải được xác định bởi các chất lơ lửng và chất dạng keo có trong nước Đơn vị đo độ đục phổ biến là NTU.
Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn nước cấp do xả thải từ các hoạt động sinh hoạt và thương mại, đồng thời thường thấp hơn nhiệt độ không khí Đây là một thông số quan trọng trong các sơ đồ xử lý nước, đặc biệt là trong quá trình xử lý sinh học, vì nhiệt độ ảnh hưởng mạnh đến hiệu quả của quá trình này Nhiệt độ nước thải cũng tác động đến đời sống thủy sinh vật và sự hòa tan oxy trong nước.
pH của nước thải đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải, đặc biệt là trong các quá trình sinh học, khi pH nằm trong khoảng từ 7 đến 7,6 Môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn thường có pH từ 7 đến 8, và các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH hoạt động khác nhau Thêm vào đó, pH cũng ảnh hưởng đến quá trình tạo bông cặn trong các bể lắng, đặc biệt là khi sử dụng phèn nhôm Đối với nước thải sinh hoạt, pH thường dao động trong khoảng 6,9 đến 7,8.
7, Nhu cầu oxy sinh học ( Biochemical Oxygen Demand, BOD)
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) là lượng oxy cần thiết cho vi sinh vật để oxy hóa các chất hữu cơ trong một khoảng thời gian xác định, được tính bằng mg/l Chỉ số BOD cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải; giá trị BOD cao cho thấy nước thải hoặc nguồn nước bị ô nhiễm nặng.
Thời gian cần thiết để vi sinh vật oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ trong nước thải có thể kéo dài đến vài chục ngày, tùy thuộc vào tính chất của nước thải, nhiệt độ và khả năng phân hủy của hệ vi sinh vật Để chuẩn hóa số liệu, kết quả thường được báo cáo dưới dạng BOD5 (BOD trong 5 ngày ở 20°C) Mức độ oxy hóa các chất hữu cơ không đồng đều theo thời gian; trong giai đoạn đầu, quá trình oxy hóa diễn ra mạnh mẽ hơn và sau đó giảm dần.
8, Nhu cầu oxy hóa học ( Chemical Oxygen Demand, COD)
Chỉ tiêu BOD không phản ánh đầy đủ lượng chất hữu cơ trong nước thải do không tính đến các chất hữu cơ không bị oxy hóa và một phần chất hữu cơ tiêu hao cho việc tạo tế bào vi khuẩn mới Để đánh giá chính xác lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả chất hữu cơ, người ta sử dụng chỉ tiêu nhu cầu oxy hóa học (COD) Để xác định COD, potassium dichromate (K2Cr2O7) được dùng để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ, sau đó tiến hành phân tích định lượng để xác định hàm lượng COD.
9, Oxy hòa tan( Dissolved oxygen, DO)
Oxy hòa tan (DO) là chỉ tiêu quan trọng trong xử lý sinh học hiếu khí, với lượng DO trong nước thải đầu vào thường bằng không hoặc rất thấp Để đảm bảo hiệu quả của quá trình xử lý, lượng oxy hòa tan cần thiết trong các công trình này không được nhỏ hơn 2mg/l.
10, Chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt là các hợp chất hữu cơ có cấu trúc gồm hai phần: kị nước và ưa nước, giúp hòa tan các chất trong dầu và nước Nguồn gốc của các chất hoạt động bề mặt chủ yếu đến từ việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt hàng ngày.
Sự hiện diện của chất hoạt động bề mặt trong nước thải gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tất cả các giai đoạn xử lý, làm cản trở quá trình lắng và các hạt lơ lửng Điều này dẫn đến hiện tượng sủi bọt trong các công trình xử lý và kìm hãm hiệu quả của các quá trình xử lý sinh học.
Nitơ trong nước thải tồn tại dưới dạng liên kết vô cơ và hữu cơ Đối với nước thải sinh hoạt, chủ yếu là các liên kết hữu cơ, bao gồm các chất có nguồn gốc từ protein và thực phẩm thừa Trong khi đó, nitơ ở dạng liên kết vô cơ có mặt trong nước thải từ nhiều nguồn khác nhau.
MT1301 trang 8 đề cập đến các dạng khử của NH4+ và NH3, cùng với các dạng oxy hóa như NO2- và NO3- Tuy nhiên, trong nước thải chưa được xử lý, thường không có sự hiện diện của NO2- và NO3-.
Tác động của nước thải sinh hoạt tới môi trườ
Song chăn rác và lưới chắn rác
Song chắn rác được lắp đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất để giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như nhánh cây, gỗ, lá cây, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác Việc này không chỉ giúp bảo vệ các công trình và thiết bị phía sau như bơm mà còn tránh ách tắc đường ống và mương dẫn.
Lưới chắn rác là thiết bị hiệu quả trong việc loại bỏ các chất lơ lửng nhỏ và thu hồi các thành phần quý không tan Kích thước mắt lưới dao động từ 0,5 đến 1,0 mm, giúp tối ưu hóa quá trình xử lý rác thải.
Lưới chắn rác thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình đĩa
Bể lắng cát đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ cát, sỏi, đá dăm và các loại xỉ khỏi nước thải Mặc dù cát không độc hại, nhưng nó có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống, như làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần suất làm sạch Do đó, việc trang bị bể lắng cát là cần thiết trong các trạm xử lý nước thải.
Bể lắng cát thường được lắp đặt sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp, mặc dù đôi khi cũng có thể đặt trước song chắn rác Tuy nhiên, việc đặt bể lắng cát sau song chắn giúp quản lý hiệu quả hơn Trong bể lắng cát, các thành phần cần loại bỏ sẽ lắng xuống nhờ trọng lượng riêng, do đó cần tính toán sao cho các hạt cát và hạt vô cơ giữ lại lắng xuống, trong khi các chất lơ lửng hữu cơ khác sẽ trôi đi.
Cặn xả từ bể lắng cát chứa nhiều nước cần được phơi khô tại sân phơi cát hoặc hố chứa cát gần bể lắng Xung quanh sân phơi cát phải có bờ đắp cao từ 1 đến 2m Kích thước sân phơi cát được xác định dựa trên tổng chiều cao lớp cát, với yêu cầu là 3-5m/năm Cát khô sẽ được chuyển đi đến nơi khác thường xuyên.
Bể điều hòa giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì dòng thải và nồng độ các chất ô nhiễm, giúp công trình hoạt động ổn định Nó khắc phục sự cố vận hành do dao động nồng độ và lưu lượng trong quá trình xử lý nước thải, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý sinh học Bể điều hòa được phân thành ba loại khác nhau.
- Bể điều hòa lưu lượng
- Bể điều hòa nồng độ
- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ.
Bể tách dầu mỡ
Các công trình xử lý nước thải công nghiệp thường được thiết kế để loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước Những tạp chất này có thể làm tắc nghẽn lỗ hổng giữa các vật liệu lọc trong bể sinh học và gây hại cho cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aeroten, dẫn đến khó khăn trong quá trình lên men cặn.
Bể lắng
Bể lắng là thiết bị quan trọng trong xử lý nước thải, hoạt động dựa trên nguyên tắc trọng lực để tách các chất không tan lơ lửng Quá trình lắng có thể loại bỏ từ 90% đến 95% lượng cặn trong nước thải, thường được bố trí ở giai đoạn xử lý ban đầu hoặc sau xử lý sinh học Để nâng cao hiệu quả lắng, có thể thêm chất đông tụ sinh học Bể lắng được chia thành ba loại khác nhau.
Bể lọc
Bể lọc được thiết kế để tách các chất lơ lửng nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc Chúng hoạt động chủ yếu với hai chế độ: lọc và rửa lọc Quá trình lọc chủ yếu được áp dụng trong các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng, nhằm thu hồi các thành phần quý hiếm có trong nước thải Các loại bể lọc thường được phân loại dựa trên chức năng và cấu trúc của chúng.
- Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt
Phương pháp xử lý hóa lý
Trong quy trình công nghệ xử lý nước thải, bước xử lý hóa lý thường diễn ra sau giai đoạn xử lý cơ học Phương pháp hóa lý giúp loại bỏ các hạt lơ lửng, chất hữu cơ và vô cơ hòa tan trong nước thải, mang lại nhiều lợi ích đáng kể.
- Loại được các hợp chất hữu cơ không bị oxy hóa sinh học
- Không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật
- Có thể thu hồi các chất khác nhau
- Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn
Phương pháp đông tụ và keo tụ
Sử dụng chất keo tụ (phèn) và chất trợ keo tụ để làm trong và khử màu nước thải, liên kết các chất rắn lơ lửng và keo trong nước thải thành các bông lớn hơn.
Phương pháp đông tụ - keo tụ là quá trình làm cho các hạt phân tán và nhũ tương trở nên thô hơn, dẫn đến việc phá hủy độ bền của các tập hợp này và gây ra hiện tượng lắng.
Sử dụng đông tụ hiệu quả khi các hạt keo phân tán có kích thước 1- 100àm Để tạo đụng tụ, cần cú thờm cỏc chất đụng tụ như:
- Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 20 0 C là 362 g/l pH tối ưu từ 4.5-8
- Phèn sắt FeSO 4 7H 2 O Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 20 0 C là 265 g/l Quá trình đông tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9
- Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O,…
Phương pháp xử lý sinh học
Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên
2.3.1.1 Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc
Xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới và cánh đồng lọc tận dụng khả năng giữ lại cặn nước trên bề mặt đất, cho phép nước thấm qua đất như một quá trình lọc tự nhiên Sự hiện diện của oxy trong các lỗ hổng và mao quản của lớp đất tạo điều kiện cho các vi sinh vật hiếu khí hoạt động hiệu quả.
MT1301 Trang 14 chỉ ra rằng quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn diễn ra với lượng oxy giảm dần khi độ sâu tăng Oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải chủ yếu chỉ xảy ra ở lớp nước mặt, sâu khoảng 1,5m.
Cánh đồng tưới và cánh đồng lọc là những khu vực đất được san phẳng hoặc có độ dốc nhẹ, được phân chia thành các ô bằng những bờ đất.
2.3.1.2 Hồ sinh học Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa Phương pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động thấp, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao Quy trình được tóm tắt như sau:
Nước thải → loại bỏ rác, cát, sỏi → Các ao hồ ổn định → Nước đã xử lý a Hồ hiếu khí
Ao nông có độ sâu từ 0,3 đến 0,5 mét thực hiện quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ vào hoạt động của vi sinh vật Có hai loại hồ làm thoáng: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo Bên cạnh đó, còn có hồ kị khí, góp phần vào quá trình xử lý chất thải hiệu quả.
Ao kị khí là loại ao sâu, thường có độ sâu từ 2 đến 6 mét, với điều kiện thiếu oxy Trong môi trường này, các vi sinh vật kị khí hoạt động mà không cần oxy không khí, chúng sử dụng oxy từ các hợp chất như nitrat và sulfat để oxy hóa các chất hữu cơ, rượu, và sinh ra khí CH4, H2S, CO2 cùng với nước.
Quá trình này bao gồm hai hoạt động chính: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan trong nước và phân hủy kị khí, chủ yếu là metan (CH4), diễn ra ở vùng lắng.
Ao hồ tùy nghi được phân thành ba vùng chính: vùng trên cùng là vùng hiếu khí, tiếp theo là vùng kị khí tùy tiện ở giữa, và vùng kị khí nằm ở đáy sâu Độ sâu của hồ dao động từ 1 đến 1,5 mét.
ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU CHUNG CƢ 15 TẦNG VỚI 180 HỘ DÂN
Thông số tính toán hệ thống xử lý nước thải
3.1.1Tính toán lưu lượng nước thải khu dân cư [6,7,10]
Theo TCXDVN 33:2006 tiêu chuẩn cấp nước cho đô thị loại I vùng nội đô là: 200 l/người.ngày
Lưu lượng nước thải trên đầu người: q= 200 × 0,9 = 180 (l/người.ngày)
(90% lượng nước cấp trở thành nước thải)
Giả sử 1 hộ có trung bình 4 người thì dân số dự kiến của khu chung cư
15 tầng với 180 căn hộ là:
Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm (Q tb ) được tính theo công thức sau:
Lưu lượng nước thải trung bình giờ:
Lưu lượng nước thải trung bình giây:
Bảng 3.1 Hệ số không điều hòa chung
Hệ số không điều hòa chung
Lưu lượng nước thải trung bình (l/s)
Theo TCXDVN 51:2008, khi lưu lượng trung bình của nước thải nhỏ hơn 5 l/s thì lấy giá trị K0 của Qtb = 5 l/s
3.1.2 Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải [8]
Nước thải sinh hoạt tại các khu chung cư có thành phần đặc trưng tương tự như nước thải sinh hoạt thông thường, với các thông số ô nhiễm được thể hiện rõ trong bảng 3.2.
Bảng 3.2: Đặc tính của nước thải sinh hoạt
Thành phần nước thải sinh hoạt Đơn vị Nồng độ đầu vào
Nguồn: Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga,
- Nước thải khu chung cư sau khi được xử lý tại hệ thống xử lý nước thải tập trung phải đạt quy chuẩn QCVN 14:2008, cột B
Cột B xác định giá trị nồng độ của các thông số ô nhiễm, từ đó làm cơ sở để tính toán giá trị tối đa cho phép của nước thải sinh hoạt trước khi thải vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
3.1.3 Mức độ cần xử lý của nước thải
Mức độ cần xử lý hàm lượng chất rắn lơ lửng SS:
Trong đó: - SSv : hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, mg/l
- SSr : hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau xử lý, mg/l
Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD
Trong đó: - BOD 5 v : hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào, mg/l
- BOD5 r : hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu ra, mg/l Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD
Trong đó: - COD v : hàm lượng COD trong nước thải đầu vào, mg/l
- CODr : hàm lượng COD trong nước thải đầu ra, mg/l
Đề xuất, lựa chọn phương án xử lý nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt tại các khu dân cư thường chứa nhiều dầu mỡ và cần được xử lý tại bể tách dầu mỡ Thành phần ô nhiễm chủ yếu bao gồm các chất hữu cơ và vi trùng gây bệnh, với tỷ lệ BOD5/COD là 0,68 Do đó, phương pháp xử lý sinh học kết hợp với khử trùng nước sẽ mang lại hiệu quả tốt trong việc xử lý nước thải.
Nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ không quá cao nên phù hợp để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí
Dựa vào tính chất và thành phần của nước thải sinh hoạt, tôi đề xuất hai phương án xử lý nước thải, với các công trình xử lý sơ bộ tương tự nhau Sự khác biệt chính giữa hai phương án nằm ở công trình xử lý sinh học: phương án một sử dụng bể Aeroten, trong khi phương án hai áp dụng bể lọc sinh học Dưới đây là sơ đồ công nghệ và thuyết minh quy trình công nghệ cho cả hai phương án.
3.2.1 Phương án 1: Phương pháp hiếu khí – Aeroten
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp
Bể chứa và nén bùn
Hệ thống thoát nước khu vực
Song chắn rác Thùng rác
Thuyết minh quy trình công nghệ
Nước thải được dẫn vào hệ thống xử lý, bắt đầu từ việc đi qua song chắn rác Sau đó, nước được chuyển đến ngăn tiếp nhận và tiếp tục đến bể tách dầu mỡ, nơi thu gom các loại dầu mỡ động thực vật và các loại dầu khác có trong nước thải.
Nước thải được dẫn vào bể điều hòa nhằm điều chỉnh lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm, nơi có hệ thống sục khí liên tục đảo trộn để ngăn lắng cặn và giảm mùi hôi do phân hủy kị khí Bể điều hòa cũng hỗ trợ quá trình phân hủy sinh học hiếu khí, giúp giảm đáng kể chất ô nhiễm hữu cơ Không khí được cung cấp cho bể từ hai máy thổi khí A1 và A2 hoạt động luân phiên, giúp tăng tuổi thọ thiết bị.
Nước thải sẽ được bơm vào bể Aeroten, nơi mà các vi sinh vật hiếu khí (bùn hoạt tính) kết hợp với oxy không khí được cung cấp liên tục từ hệ thống máy thổi khí (A1, A2) để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ như COD và BOD.
Trong quá trình phân hủy N hữu cơ và P hữu cơ, một lượng lớn sinh khối được tạo ra Đồng thời, nồng độ oxy hòa tan trong môi trường luôn được duy trì ở mức DO ≥ 2 mg/l.
Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải sẽ tự chảy vào bể lắng trong, nơi thực hiện quá trình tách bùn ra khỏi nước Nước và bùn được đưa vào ống lắng trung tâm; dưới tác dụng của trọng lực, bùn lắng xuống đáy bể, trong khi nước sẽ nổi lên và tràn qua các máng thu nước hình răng cưa, sau đó chảy vào bể khử trùng.
Nước thải được xử lý bằng dung dịch NaOCl để tiêu diệt vi sinh vật và các thành phần gây bệnh như Coliform và E coli trước khi được bơm ra nguồn tiếp nhận.
- Bùn sinh ra trong quá trình xử lý sẽ được bơm tuần hoàn một phần về bể Aeroten để duy trì nồng độ sinh khối từ 2000 – 3000 mgMLSS/l, phần còn
– MT1301 Page 28 lại sẽ được dẫn vào bể chứa bùn Lượng bùn nén sẽ được hút định kỳ mỗi năm một lần
3.2.2 Phương án 2: Lọc sinh học
Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp lọc sinh học
Nước thải Song chắn rác
Hệ thống thoát nước khu vực
Bể chứa và nén bùn
Thuyết minh quy trình công nghệ
Nước thải được dẫn vào hệ thống xử lý, bắt đầu từ việc đi qua song chắn rác Sau đó, nước được chuyển đến ngăn tiếp nhận, tiếp theo là bể tách dầu mỡ, nơi thu thập các loại dầu mỡ động thực vật và các loại dầu khác có trong nước thải.
Nước thải được dẫn vào bể điều hòa để điều chỉnh lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm, trong đó được đảo trộn liên tục nhờ hệ thống sục khí, giúp ngăn ngừa lắng cặn và giảm mùi hôi do phân hủy kị khí Bên cạnh đó, quá trình phân hủy sinh học hiếu khí trong bể cũng giúp giảm đáng kể chất ô nhiễm hữu cơ Không khí được cung cấp cho bể từ hai máy thổi khí A1 và A2 hoạt động luân phiên, nhằm tăng tuổi thọ thiết bị.
Nước thải sau đó được bơm qua bể lọc sinh học, nơi mà nó tiếp xúc với màng sinh học trên bề mặt vật liệu Vi sinh vật trong màng sẽ phân hủy chất hữu cơ, tạo ra CO2 và nước trong quá trình hiếu khí, đồng thời sản sinh CH4 và CO2 trong quá trình kị khí, làm bong tróc màng khỏi vật liệu lọc Nước sẽ cuốn theo các phần màng này, trong khi trên bề mặt giá mang, lớp màng mới sẽ hình thành Hiện tượng này lặp đi lặp lại nhiều lần, giúp giảm BOD của nước thải nhờ vào sự tiêu thụ chất dinh dưỡng của vi sinh vật qua cả hai quá trình phân hủy hiếu khí và kị khí.
Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải được dẫn vào bể lắng, nơi thực hiện quá trình tách bùn ra khỏi nước Tại đây, nước và bùn được đưa vào ống lắng trung tâm; dưới tác dụng của trọng lực, bùn lắng xuống đáy bể trong khi nước tràn qua các máng thu nước hình răng cưa Đồng thời, bể lắng cũng thực hiện quá trình khử một phần các chất ô nhiễm còn lại như nitrat và amonium trong điều kiện thiếu khí.
Nước thải sẽ được dẫn đến bể khử trùng, nơi dung dịch Chlorin được bổ sung để tiêu diệt vi sinh vật và các thành phần gây bệnh còn sót lại như Coliform và Ecoli, trước khi được bơm ra nguồn tiếp nhận.
Bùn được tạo ra trong quá trình xử lý sẽ được bơm tuần hoàn một phần về bể lọc sinh học để duy trì nồng độ sinh khối từ 3000 – 4000 mg MLSS/l, trong khi phần còn lại sẽ được dẫn vào bể chứa bùn Lượng bùn nén sẽ được hút định kỳ mỗi năm một lần Nước thải còn lại sau khi tách bùn sẽ được dẫn trở lại vào mương sau song chắn rác.
- Nước thải sau khi xử lí sẽ đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt (QCVN14:2008) cột B
Bảng 3.3: So sánh ưu nhược điểm của hai phương án
Phương án 1: Aertoten Phương án 2: Lọc sinh học Ƣu điểm - Công s
- Dễ dàng xây dựng và vận hành
- Diện tích sử dụng nhỏ hơn
- Tải trọng chất ô nhiễm thay đổi ở giới hạn rộng trong ngày
- Ít tiêu thụ năng lượng
Nhƣợc điểm - Chi phí vận hành đặc biệt chi phí cho năng lượng sục khí tương đối cao, không có khả năng thu hồi năng lượng
- Không chịu được những thay đổi đột ngột về tải trọng hữu cơ.
- Không khí ra khỏi bể lọc thường có mùi hôi thối xung quanh bể lọc có nhiều ruồi muỗi
- Hiệu suất quá trình phụ thuộc vào nhiệt độ không khí
Căn cứ vào yêu cầu xử lý nước thải đầu ra, cả hai phương án đều đạt tiêu chuẩn nước thải loại B theo QCVN 14/2008 BTNMT Tuy nhiên, do hệ thống xử lý nằm gần khu chung cư, cần ưu tiên phương án không gây tác động khó chịu cho cư dân và có diện tích nhỏ Vì vậy, phương án 1 được đánh giá là ưu việt hơn.
Vì vậy, chọn phương án 1 để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho khu chung cư 15 tầng ứng với 180 hộ dân
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SINH HOẠT CHO KHU CHUNG CƢ 15 TẦNG
Tính toán các công trình đơn vị xử lý nước thải
Song chắn rác đóng vai trò quan trọng trong việc giữ lại các tạp chất và rác thải có kích thước lớn, góp phần bảo vệ hệ thống xử lý nước thải Đây là công trình đầu tiên trong quy trình xử lý nước thải, giúp đảm bảo nước được xử lý hiệu quả và sạch sẽ hơn.
Chiều cao lớp nước trong mương trước song chắn rác
Trong đó: + : Lưu lượng giây lớn nhất (m 3 /s)
+ v: Vận tốc nước chảy trước SCR, phạm vi 0,7÷1,0( m/s) chọn v = 0,8 (m/s)
+ B k : đường kính ống dẫn nước thải, B k = 0,13 (m)
Số khe hở của SCR :
Chọn n = 9 khe ⇒ Có 8 thanh song chắn rác
+ n : Số khe hở cần thiết của SCR
+ : Lưu lượng giây lớn nhất (m 3 /s)
+ v : Tốc độ nước chảy qua SCR từ v = 0,7 ÷ 1 m/s, chọn v = 0.8 (m/s) + b : Khoảng cách giữa các khe hở b = 16 ÷ 25 mm, chọn b = 16 mm 0.016 (m)
+ k : Hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác của SCR cơ giới, k = 1.05
Chiều rộng của song chắn rác:
Chọn chiều rộng cửa đặt song chắn rác B s = 0,21 (m)
Với + S : Là chiều dày của mỗi thanh song chắn , thường lấy S = 0.008 (m)
+ b : Khoảng cách giữa các khe hở b = 16 ÷ 25 mm chọn b = 16 mm = 0.016 (m)
Kiểm tra sự lắng cặn ở phần mở rộng trước SCR, vận tốc nước thải trước SCR (V kt ) không được nhỏ hơn 0,4 m/s
Vkt = 0,5(m/s) > 0,4 (m/s) ⇒ thỏa mãn điều kiện lắng cặn
Tổn thất áp lực qua song chắn:
+ v max : Vận tốc của nước thải trước song chắn rác ứng với Qmax, vmax 0,8 (m/s)
+ K1 : Hệ số ứng với sự tăng tổn thất do vướng rác ở song chắn ,
K 1 = 2 - 3, chọn K 1 = 3 + g : gia tốc trong trường, g = 9,81 (m/s 2 )
+ : Trở lực cục bộ của SCR
Với: β : Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh chắn, chọn thanh chắn hình chữ nhật, β = 2,42
– MT1301 Page 34 α : Góc nghiêng của SCR so với mặt phẳng
⇒ Tổn thất áp lực qua song chắn:
Chiều dài phần mở rộng trước SCR
+ B s : Chiều rộng của song chắn rác, B s = 0,21 (m)
+ Bk : Đường kính ống dẫn nước thải , Bm= 0,13 (m)
+ : Góc nghiêng chỗ mở rộng , chọn = 20 o
Chiều dài phần mở rộng sau SCR:
Chiều dài của mương để lắp đặt SCR:
Trong đó : L s : Chiều dài phần mương đặt SCR, Ls ≥ 1m (Theo giáo trình
Xử lý nước thải, PGS.TS Hoàng Huệ) Chọn Ls = 1m
Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt SCR:
+ h bv : Chiều cao bảo vệ, chọn h bv = 0,3
+ hs : Tổn thất áp lực qua SCR, hs= 0,08 (m)
+ h : Chiều cao lớp nước trong mương, h =0,032 m
Chiều dài của mỗi thanh là:
Với: song chắn rác đặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc α = 60 0
Bảng 4.1: Tóm tắt các thông số thiết kế mương và song chắn rác
STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
4 Số thanh song chắn rác - Thanh 8
5 Góc nghiêng song chắn α Độ 60
6 Khoảng cách giữa các khe b mm 16
7 Bề dày thanh chắn S mm 8
8 Chiều dài thanh song chắn L t mm 52
Hình 4.1: Hệ thống song chắn rác
Thể tích của ngăn tiếp nhận nước thải là:
Trong đó: + = 13,5 (m 3 /h) là lưu lượng nước thải lớn nhất giờ
+ t : Là thời gian lưu nước trong bể thường từ, t = 10 ÷ 60 (phút) Chọn t = 20 (phút)
Dựa vào thể tích bể ta chọn bể hình hộp chữ nhật có kích thước:
Chiều cao bảo vệ bể Hbv = 0,3 m
⇒ Chiều cao xây dựng của bể thu gom :
Diện tích của bể là:
⇒ Thể tích thực xây dựng bể thu gom :
Nước thải được bơm sang bể tách dầu mỡ bằng bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v= 1m/s (thường là 1 - 2,5m/s theo TCVN 51-
Tiết diện ướt của ống: Đường kính ống dẫn nước thải:
Công suất bơm nước thải:
Trong đó: Q tb : Lưu lượng nước thải trung bình (m 3 /s)
Chiều cao cột áp được chọn là 5m, với khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³ Hiệu suất bơm được xác định trong khoảng 0,7 đến 0,9, và chọn mức 0,8 Gia tốc trọng trường là 9,81 m/s² Hệ thống sử dụng bơm chìm, thiết kế với hai bơm có công suất tương đương, hoạt động luân phiên để đảm bảo tuổi thọ lâu bền cho bơm.
Bảng 4.2: Tóm tắt các thông số thiết kế bể thu gom nước thải
STT Tên thông số Đơn vị Đơn vị Giá trị
1 Thời gian lưu nước t phút 20
Kích thước ngăn tiếp nhận
5 Đường kính ống dẫn nước thải D mm 70
6 Công suất bơm nước thải N kW 0,23
Bể tách dầu mỡ là thiết bị quan trọng trong việc xử lý nước thải, giúp loại bỏ sơ bộ dầu mỡ ra khỏi nước, ngăn ngừa tình trạng tắc nghẽn do cặn bẩn Việc sử dụng bể này không chỉ bảo vệ thiết bị và đường ống mà còn cải thiện hiệu quả xử lý nước thải.
Thể tích của bể tách dầu mỡ là:
Trong đó: + = 5,4 (m 3 /h) là lưu lượng nước thải trung bình giờ
+ t : Là thời gian lưu nước trong bể Chọn t = 20 (phút)
Chọn bể hình hộp chữ nhật
Chiều cao hữu ích Hh = 1 m
Chiều cao xây dựng của bể: H = H h + H bv = 1+ 0,3 = 1,3 (m)
Diện tích hữu ích của bể là:
Thể tích xây dựng bể:
Nước thải được bơm sang bể điều hòa bằng bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v= 1m/s (thường là 1-2,5m/s theo TCVN 51-
Tiết diện ướt của ống:
– MT1301 Page 39 Đường kính ống dẫn nước thải:
Cứ 1 m 3 nước thải chứa 2‰ lượng dầu mỡ cần phải vớt Vậy lượng dầu trung bình cần phải vớt : 129,6 × 2‰ = 0,26 (m 3 /ng.đ)
Bảng 4.3: Tóm tắt các thông số thiết kế bể tách dầu mỡ
STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
4 Chiều cao lớp nước Hh m 1
5 Thời gian lưu nước t phút 20
6 Đường kính ống dẫn nước thải D mm 70
7 Lượng dầu cần vớt - m 3 /ng.đ 0,26
Hình 4.2: Sơ đồ bể tách dầu mỡ
Bể điều hòa có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lưu lượng và nồng độ chất trước khi đưa vào các công trình xử lý sinh học, giúp tăng cường hiệu quả hoạt động và ổn định cho các hệ thống xử lý này.
Chọn thời gian lưu nước trong bể điều hòa t = 6h (t= 4 ÷ 8h)
Thể tích cần thiết của bể điều hòa:
Trong đó: : Lưu lượng nước thải trung bình giờ (m 3 /h)
Chiều cao xây dựng của bể: H = H h + H bv = 2+ 0,5 = 2,5 (m)
Diện tích hữu ích của bể là:
Thể tích xây dựng bể:
Hệ thống phân phối khí
Lượng khí nén cần cho bể điều hòa là:
+ V k :Tốc độ khí nén, V k = 0,01 ÷ 0,015(m 3 /m 3 phút)
+ Vđ : Thể tích cần thiết của bể điều hòa, Vđ = 32,4 (m 3 )
Chọn hệ thống phân phối khí bằng ống nhựa PVC đục lỗ, hệ thống gồm
1 ống chính và các ống nhánh Khoảng cách giữa các ống nhánh là là 0,5 m, các ống cáh tường 0,2 m Vậy số ống nhánh khuếch tán khí là:
Chọn đường kính ống chính thiết bị sục khí: Dc = 30mm =0,03m
Vận tốc khí trong ống chính:
Lưu lượng khí trong ống nhánh:
Chọn đường kính ống nhánh: Dn = 20mm = 0,2 m
Vận tốc khí trong ống nhánh:
Trên các ống nhánh có bố trí các lỗ đục đường kính lỗ: d = 3mm
Khoảng cách giữa các lỗ: L = 30 ÷ 60 (mm), chọn L = 40mm
Các ống bố trí theo phương ngang bể trên các giá đỡ đỡ có độ cao 0,1m so với đáy bể
– MT1301 Page 42 Áp lực cần thiết của máy thổi khí là:
Tổn thất qua thiết bị phân phối khí được xác định là h f ≤ 0,5m, với giá trị chọn là h f = 0,5m Tổn thất cục bộ của ống phân phối khí được ký hiệu là h c, trong khi tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn là h d Tổng tổn thất cục bộ và tổn thất do ma sát phải thỏa mãn điều kiện h c + h d ≤ 0,4m, và giá trị chọn cho tổng tổn thất này là h c + h d = 0,4m.
H : Chiều cao bể điều hòa, H = 2,5 (m)
Công suất của máy nén khí:
Trong đó: - G: trọng lượng dòng không khí (kg/s)
- R: hằng số khí, R = 8,314 kJ/kmol o K
- T 1 : Nhiệt độ không khí đầu vào, T 1 = 298 o K
- 29,7 là hệ số chuyển đổi
- e : Hiệu suất máy nén khí, chọn e = 0,8 (e = 0,7 ÷ 0,9)
– MT1301 Page 43 Ống dẫn nước thải
Nước thải được bơm sang bể Aeroten bằng bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v= 1m/s Đường kính ống dẫn nước thải:
Công suất bơm nước thải:
Trong đó: Q tb : Lưu lượng nước thải trung bình (m 3 /s)
H : Chiều cao cột áp (mH2O) Chọn H = 5m : Khối lượng riêng của nước, = 1000 kg/m 3 : Hiệu suất bơm (%), = 0.7 ÷ 0,9 (chọn = 0,8) g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2
Khi chọn bơm chìm, nên thiết kế hai bơm có công suất tương đương Một bơm sẽ hoạt động ở công suất tối đa của hệ thống xử lý, trong khi bơm còn lại sẽ đóng vai trò dự phòng Các bơm này sẽ hoạt động luân phiên theo chế độ cài đặt nhằm đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho bơm.
Hiệu quả xử lý sau bể điều hòa [1]
Hàm lượng chất rắn lơ lủng (SS), BOD5 và COD của nước thải khi qua bể điều hòa đều giảm 10%
Bảng 4.4: Tóm tắt các thông số thiết kế bể điều hòa
STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
1 Thời gian lưu nước t giờ 6
Kích thước bể điều hòa
5 Số ống nhánh phân phối khí n ống 6
6 Đường kính ống dẫn khí chính Dc mm 30
7 Đường kính ống dẫn khí nhánh D n mm 20
8 Đường kính ống dẫn nước thải D mm 50
9 Đường khí lỗ khí d mm 3
10 Khoảng cách giữa các lỗ khí L mm 40
11 Công suất máy thổi khí Pm kW 0,3
Hình 4.3: Sơ đồ bể điều hòa
Bể Aeroten đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan có khả năng phân hủy sinh học Quá trình này diễn ra nhờ sự hoạt động của vi sinh vật lơ lửng trong môi trường hiếu khí.
Các thông số tính toán:
- Lưu lượng nước thải trung bình: Qtb = 129,6 (m 3 /ng.đ)
- Các thông số nước thải đầu vào: BOD 5 = 225 (mg/l)
- Yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý: BOD5 = 50 (mg/l)
- Nhiệt độ của nước thải t = 25 0 C
- Chọn bể Aeroten kiểu khuấy trộn hoàn toàn
- Lượng bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào: X 0 = 0
- Nồng độ bùn hoạt tính lơ lưng dễ bay hơi trong bể Aeroten: X = 2500 mg/l
- Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn: Xth = 10.000 mg/l
- Thời gian lưu bùn trong hệ thống: θc = 0,75 ÷ 15 ngày, chọn θc = 10 ngày
- Hệ số sản lượng bùn: Y = 0,4 ÷ 0,8 mgVSS/mg BOD5 Chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5.
- Hệ số phân hủy nội bào: K d = 0,06 ngày -1
- Độ tro của bùn hoạt tính: Z = 0,3
- Tỉ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính, F/M : 0,2 ÷ 1 (kg/kg.ngày)
- Hiệu quả xử lý BOD5 :
- Hiệu quả xử lý COD :
Thể tích bể Aeroten được xác định theo công thức:
Trong đó: - θc: Thời gian lưu bùn, chọn c 10 (ngày)
- Q: Lưu lượng trung bình ngày, Q = 129,6 m 3 /ngày đêm
- Y: Hệ số sản lượng bùn, chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5
- S o : BOD 5 của nước thải dẫn vào bể Aeroten, S o = 225 mg/l
- S: BOD5.của nước thải dẫn ra khỏi bể Aeroten, S = 50 mg/l
- X: Nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính,
- Kd: Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,06 ngày -1
Chiều cao hữu ích Hh = 2 m
Chiều cao xây dựng của bể: H = H h + H bv = 2 + 0,5 = 2,5(m)
Diện tích hữu ích của bể là:
Thời gian lưu nước: t = = 6,3 (giờ)
Tốc độ tăng trưởng của bùn:
Trong đó: - θc: Thời gian lưu bùn, chọn c 110 (ngày)
- Y: Hệ số sản lượng bùn, chọn Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5
- Kd: Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,06 ngày -1
Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS:
Px = Yb × Q(S – S0) = 0,375 × 129,6(225 – 50)10 -3 = 8,505 (kg/ngày) Lượng bùn xả ra trong 1 ngày:
Trong đó: -V: Thể tích bể Aeroten, V = 34,02 (m 3 )
- θc: Thời gian lưu bùn, chọn c 10 (ngày)
- X: Nồng độ chất rắn bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính ở bể Aeroten,
- X w : Nồng độ chất rắn bay hơi trong bùn thải
- Xe: Nồng độ VSS trong SS ra khỏi bể lắng
Xe = 0,7 × 50 = 35 mg/l (0,7 là tỉ lệ cặn bay hơi trong tổng số cặn hữu cơ)
- Qe: Lưu lượng nước thải vào hệ thống Qe = 129,6 (m 3 /ng.đ)
Từ đó tính được lưu lượng bùn thải:
Xác định lượng bùn tuần hoàn:
Cân bằng vật chất cho bể Aeroten: Q X 0 Q th X th ( Q Q th ) X
Qth: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn
X0: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể Aeroten (mg/l)
X: Nồng độ VSS ở bể Aeroten, X = 3000 (mg/l)
X th : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn X th = 7000 (mg/l)
Chia 2 vế của phương trình này cho Q và đặt tỉ số α = Qth/Q (α được gọi là tỉ số tuần hoàn), ta được: X th X X
⇒ Lưu lượng bùn tuần hoàn:
Qth= α × Q = 0,75 × 129,6 = 97,2 (m 3 /ngày) Lượng oxy cần thiết cung cấp cho bể Aeroten:
Trong đó: - f : Hệ số chuyển đổi BOD 5 sang BOD20
- 1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
Trong đó: - C s20 : Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở 20 o C
- C d : Nồng độ oxy duy trì trong công trình xử lý nước
Cd = 1,5 ÷ 2 (mg/l), chọn Cd = 2 mg/l
- β: Hệ số điều chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy β = 1
Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải, ký hiệu là α, chịu ảnh hưởng từ hàm lượng cặn, các chất bề mặt, loại thiết bị làm thoáng và hình dáng kích thước của bể Giá trị của α dao động trong khoảng từ 0,6 đến 2,4, và trong trường hợp này, chọn α = 0,7 để đảm bảo hiệu quả xử lý.
Lượng không khí cần thiết:
Chọn thiết bị phân phối dạng đĩa đường kính 170 mm
Lưu lượng riêng phân phối của đĩa Ω = 150 - 200 l/phút
Trong đó: - OU: công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối khí
OU = Ou × h = 7 × 1,5 ,5 (gO2/m 3 ) Với Ou: Phụ thuộc vào hệ thống phân phối khí, Ou = 7 gO 2 /m 3 m h: Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h = 1,5 m
- f : Hệ số an toàn, thường lấy f = 1,5 ÷ 2, chọn f = 2
Lượng đĩa thổi khí trong bể Aeroten
Chọn n = 27 đĩa Áp lực cần thiết của máy thổi khí là:
Trong thiết kế hệ thống phân phối khí, tổn thất qua thiết bị phân phối khí được xác định là hf ≤ 0,5m, với giá trị chọn là hf = 0,5m Đồng thời, tổn thất cục bộ của ống phân phối khí được ký hiệu là hc, và tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn được ký hiệu là hd Tổng tổn thất cục bộ và tổn thất do ma sát phải đảm bảo rằng hc + hd ≤ 0,4m, với giá trị chọn là hc + hd = 0,4m.
H : Chiều cao bể điều hòa, H = 2,5 (m)
Công suất của máy thổi khí:
Trong đó: - G: trọng lượng dòng không khí (kg/s)
- R: hằng số khí, R = 8,314 kJ/kmol o K
- T1: Nhiệt độ không khí đầu vào, T1 = 298 o K
- 29,7 là hệ số chuyển đổi
- e : Hiệu suất máy nén khí, chọn e = 0,8 (e = 0,7 ÷ 0,9)
- P 1 = 1 at; P 2 = H k + 1= 0,33 + 1 = 1,33 (at) Ống dẫn khí
Vận tốc khí trong ống dẫn chính là v= 15m/s
Lưu lượng khí cần cung cấp, Q k = 7521,9 m 3 / ngày Đường kính ống dẫn khí chính:
Từ ống dẫn chính ta phân làm 5 ống nhánh cung cấp khí cho bể, lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh là:
Vận tốc khí trong ống dẫn nhánh là v ’ = 15m/s
– MT1301 Page 52 Đường kính ống dẫn khí nhánh:
Chọn d = 40 mm Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn:
Chọn vận tốc bùn trong ống dẫn là v= 1 m/s
Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qth = 97,2 m 3 / ngày
Bảng 4.5: Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aeroten
STT Tên thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
1 Thời gian lưu nước t giờ 1,4
5 Đường khính ống dẫn khí chính D mm 90
6 Đường khính ống dẫn khí nhánh d mm 40
7 Đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn Db mm 40
8 Công suất máy thổi khí P m kW 3,5
9 Lượng bùn thải ra trong 1 ngày Qw m 3 1,14
Hình 4.4: Sơ đồ bể Aeroten khuấy trộn hoàn toàn
Bùn sinh ra từ bể Aeroten và các chất lơ lửng sẽ bị lắng ở bể lắng II Bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàng trở lại bể Aeroten
Diện tích của bể lắng II
Q h tb : Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ, Q h tb = 5,4 (m 3 /h) X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aeroten, X = 2500 (mg/l)
Xth: Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, Xth = 10000 (mg/l) α: Hệ số tuần hoàn, α = 0,7
V L : Tốc độ của bề mặt phân chiauwngs với nồng độ C L
CL: Nồng độ cặn tại mặt cắt L (bề mặt phân chia)
K = 600, cặn chỉ số thể tích 50 < SVI