Đồ Án Thiết kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Khu Công Nghiệp 100haNT thực phẩm GVHD: PGS.TS Nguyễn Phước Dân

Tài liệu khá hot, thực hiện dựa trên QCVN mới nhất ( tính tới thời điểm hiện nay 20122014) về ngành công nghệ kỹ thuật môi trường, tài liệu thực hiện với sinh viên DH BÁCH KHOA PGS. TS Nguyễn PHước Dân. Tài liệu phù hợp với những bạn đang làm đồ án, nghiên cứu về quy trình và cách tính toán thông số trong thiết kế bể xử lý nước thải công nghiệp.

DANH MỤC BẢNG ii

CHƯƠNG1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP 1

1.1 Thành phần và tính chất nước thải khu công nghiệp 1

1.2 Số liệu đầu vào 1

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 2

2.1 Sơ đồ công nghệ 2

2.2 Thuyết minh công nghệ 3

2.3 Tiêu chuẩn đầu ra 3

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4

3.1 Xác định các thông số tính toán 4

3.2 Hầm tiếp nhận 4

3.3 Bể điều hòa 6

3.4 Song chắn rác tinh kết hợp lắng cát và tách dầu 9

3.5 Sân phơi cát 12

3.6 Bể keo tụ 12

3.7 Bể tạo bông 15

3.8 Bể lắng 1 17

3.9 Cụm bể AO (MLE – Modified Ludzack – Ettinger) 20

3.9.1 Bể Aerobic 20

3.9.2 Bể Anoxic 24

3.9.3 Tính toán cấp khí cho bể Aerobic 26

3.9.4 Tính toán khuấy trộn cho bể Anoxic 31

3.10 Bể lắng 2 31

3.11 Bể khử trùng 35

3.12 Bể nén bùn 36

3.13 Bể Methane 37

3.14 Máy ép bùn dây đai 40

3.15 Thiết kế cao trình 41

3.16 Tính toán đường ống 43

3.17 Tính toán bơm 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

Bảng 1.1 Thành phần nước thải đầu vào và QCVN tương ứng 1

Bảng 3.1 Hệ số không điều hòa chung 4

Bảng 3.2 Tổng hợp tính toán hầm tiếp nhận 5

Bảng 3.3 Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí 6

Bảng 3.4 Tổng hợp kết quả tính toán bể điều hòa 8

Bảng 3.5 Tổng hợp tính toán song chắn rác tinh 12

Bảng 3.6 Hằng số cánh khuấy 13

Bảng 3.7 Lượng phèn PAC được dùng cho 1m3 nước 14

Bảng 3.8 Tổng hợp tính toán bể keo tụ 14

Bảng 3.9 Tổng hợp kết quả tính toán bể tạo bông 16

Bảng 3.10 Thông số thiết kế bể lắng tròn 17

Bảng 3.11 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở to > 20oC 19

Bảng 3.12 Tổng hợp kết quả tính toán bể lắng I 20

Bảng 3.13 Tổng hợp kết quả tính toán cụm bể AO 26

Bảng 3.14 Tổng hợp tính toán hệ thống thổi khí cho bể Aerotank 31

Bảng 3.15 Tổng hợp tính toán bể lắng II 35

Bảng 3.16 Tổng hợp tính toán khử trùng 35

Bảng 3.17 Tổng hợp tính toán bể nén bùn 37

Bảng 3.18 Tổng hợp tính toán bể Methane 40

CHƯƠNG1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI KHU CÔNG

NGHIỆP

1.1 Thành phần và tính chất nước thải khu công nghiệp

Nước thải công nghiệp gồm hai loại chính:

 Nước thải sinh hoạt từ các khu văn phòng

 Nước thải sản xuất từ các nhà máy sản xuất trong khu công nghiệp

Nước thải sinh hoạt thường có tính ổn định hơn so với nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt ô nhiễm chủ yếu bởi các thông số BOD5, COD, SS, Tổng N, Tổng P, dầu mỡ - chất béo Khác với nước thải sinh hoạt, thông số ô nhiễm của nước thải công nghiệp chỉ xác định được ở từng loại hình sản xuất và công nghệ sản xuất cụ thể Nếu không xử lý cục bộ mà thải vào hệ thống cống thoát nước chung sẽ gây ảnh hưởng lớn đến hệ thống đường ống, cống thoát nước

Đối với nghành công nghiệp chế biến thực phẩm, nước thải được đặc trưng bởi:

 Hàm lượng BOD cao (chất hữu cơ có thể phân hủy bằng sinh học) với giá trị gấp từ 15 đến 20 lần Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp

 Hàm lượng COD gấp từ 10 đến 20 lần

 Hàm lượng cặn lơ lửng, dầu mỡ và Nitơ cao

1.2 Số liệu đầu vào

Thành phần nước thải đầu vào hệ thống nước thải tập trung của khu công nghiệp như sau:

Bảng 1.1 Thành phần nước thải đầu vào và QCVN tương ứng

STT Thông số ô nhiễm Đơn vị Giá trị QCVN

40:2011/BTNMT, Cột B

Lưu lượng nước cấp cho KCN nằm trong khoảng 20 – 40 m 3 /ha/ngày

(Nguồn: Trần Đức Hạ, 2006 Xử lý nước thải đô thị - Trang 11)

Hệ số không điều hòa: Kngàymax = 1.3

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ

2.1 Sơ đồ công nghệ

Dầu

Bùn tuần hoàn

Bán/ Thải bỏ

Nước sau tách bùn

Bùn thải bỏ

Biogas Polymer

Bể điều hòa Khí

Máy ép bùn

Bùn khô

Hẩm tiếp nhận kết hợp song chắn rác thô

Chôn lấp

Rác Chôn lấp Nước thải

Song chắn rác tinh kết hợp lắng cát và tách dầu

Nước thải đầu ra đạt QCVN 40:2011, Cột B

Rác

Cát Sân phơi cát

Dòng nội tuần hoàn

2.2 Thuyết minh công nghệ

Nước thải từ quá trình sản xuất theo hệ thống thu gom tập trung về hệ thống xử

lý của nhà máy Nước thải từ các nhà máy theo đường ống dẫn đến hầm tiếp nhận, tại đây đặt song chắn rác thô để loại bỏ rác có kích thước lớn đảm bảo cho bơm hoạt động tốt

Sau đó, nước tiếp tục được bơm lên mương dẫn nước qua song chắn rác tinh để loại bỏ rác có kích thước nhỏ trước khi sang bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và

ổn định các thông số cơ bản (nhiệt độ, BOD, COD,…) Trong bể điều hòa, lắp đặt

hệ thống phân phối khí, đặt dưới đáy bể để đảm bảo sự hòa tan và phân phối đều nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể; ngăn quá trình kỵ khí diễn ra nhằm hạn chế phát sinh mùi hôi thối và ngăn không cho cặn lắng trong bể Bể điều hòa được xây cao, áp dụng nguyên lý tự chảy nên nước thải sau bể điều hòa được dẫn qua van điều chỉnh lưu lượng để đảm bảo lưu lượng chảy sang bể keo tụ và bể tạo bông không đổi trong khi mực nước vào để điều hòa thay đổi

Nước thải qua bể keo tụ và bể tạo bông được châm hóa chất (PAC, NaOH và polymer) để các hạt cặn mịn kết tụ với nhau hình thành các bông cặn lớn và nặng nhằm giảm độ đục, độ màu và cặn lơ lửng

Các bông cặn này được tách khỏi nước bằng phương pháp lắng trọng lực ở bể lắng 1 Cặn lắng sẽ được bơm bùn, bơm về bể nén bùn Nước sau đó sẽ đi vào cụm

bể AO (Anoxic Oxic) để loại bỏ các thành phần hữu cơ và nitơ có trong nước Nước sau xử lí ở bể hiếu khí (oxic) một phần sẽ tuần hoàn trở lại theo dòng nội tuần hoàn IR về bể Anoxic để cung cấp nitrat và chất hữu cơ cho quá trình khử nitrat ở vùng thiếu khí (anoxic) nhờ vậy mà tốc độ khử nitrat và hiệu quả nitrat đều tăng và một phần sẽ chảy sang bể lắng 2 Một phần bùn ở bể lắng 2 sẽ được bơm tuần hoàn bơm về vùng thiếu khí, lượng bùn dư còn lại sẽ được bơm đến bể nén bùn

Nước sau bể lắng 2 tiếp tục được bơm sang bể khử trùng để loại bỏ vi sinh để đảm bảo nước thải sau xử lý đạt các chỉ tiêu theo QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B Tại song chắn rác tinh kể hợp lắng cát và tách dầu, dầu thu được tại bể tách sẽ được lưu trữ và đem đổ.Phần cát sẽ được đem rửa và đưa đến sân phơi cát

Bùn và cặn sinh ra từ bể lắng I có hàm lượng chất rắn từ 5-8% nên không cần đưa đến bể nén bùn mà dẫn trực tiếp đến bể methane Bùn và cặn sinh ra từ bể lắng

II sẽ được đưa đến bể nén bùn để tách nước sơ bộ bùn cặn để tạo điều kiện cho quá trình xử lí bùn cặn tiếp theo diễn ra ổn định, thể tích công trình giảm Sau đó, bùn được đưa sang bể phân hủy kị khí để xử lý và tận dụng thu hồi Biogas sinh ra; khí này được dùng để gia nhiệt, giữ nhiệt độ thích hợp cho bể Methane và chạy máy phát điện phục vụ một phần nhu cầu năng lượng của nhà máy Bùn cuối cùng được đưa đến máy ép bùn dây đai để loại bỏ một lượng lớn nước, giúp giảm chi phí vận

chuyển đi chôn lấp

2.3 Tiêu chuẩn đầu ra

Tiêu chuẩn đầu ra của nước thải công nghiệp dựa theo QCVN 40:2011/BTNMT thay cho QCVN 24:2009/BTNMT

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.1 Xác định các thông số tính toán

Các thông số lưu lượng được dùng trong tính toán thiết kế:

- Lưu lượng trung bình ngày QTBngày = 4000 [m3/ngày đêm]

- Lưu lượng trung bình giờ QTBh = QTBngày/24 = 166.67 [m3/h]

- Lưu lượng trung bình giây QTBs = QTBh/3.6 = 46.3 [L/s]

- Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất Kmaxngày = 1.3

Bảng 3.1 Hệ số không điều hòa chung

Hệ số không

điều hòa chung

Lưu lượng nước thải trung bình [L/s]

5 10 20 50 100 300 500 1000 15000

Komax 2.5 2.1 1.9 1.7 1.6 1.55 1.5 1.47 1.44

Komin 0.38 0.45 0.5 0.55 0.59 0.62 0.66 0.69 0.71

(Nguồn: Bảng 3.1, Trang 6, TCXDVN 51:2008)

Hệ số không điều hòa chung được nội suy từ Bảng 3.1 Komax = 1.7247

 Kmaxh = Komax/Kmaxngày = 1.7247/1.3 = 1.327

Lưu lượng giờ cực đại

Song chắn rác được làm bằng thép không gỉ SS304, đặt cố định nghiêng một góc 60o so với phương ngang để tiện cho việc vớt rác cũng như giảm tổn thất áp lực qua song chắn

Thời gian lưu nước t = 10 – 30 phút Chọn t = 10 phút

+ hbv: chiều cao bảo vệ, chọn bằng độ sâu đặt ống nước thải đầu vào, hbv = 3 m

+ h: chiều cao trên mặt đất; chọn h = 0.2 m

 Song chắn rác thô trong hầm tiếp nhận

Chọn loại song chắn rác có kích thước khe hở b = 30 mm

Chọn hình dạng thanh đan là hình chữ nhật với bề dày thanh đan s = 8 mm

 Số thanh của song chắn rác: n + 1 = 133 thanh

- Vận tốc nước thải qua song chắn rác

𝑣 = 𝑄𝑚𝑎𝑥𝑠

𝐴 =

0.0614

5 𝑥 1 = 0.01228 𝑚/𝑠 Tổn thất áp lực qua song chắn rác rất nhỏ, có thể bỏ qua

- Chiều dài thanh chắn

Bề rộng song chắn [m] 5

Hàm lượng SS và BOD sau khi qua song chắn rác giảm 4% (Theo PGS TS

Nguyễn Phước Dân – Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị và công

nghiệp – Tính toán thiết kế công trình)

SSscr = SS * 96% = 300 * 0.96 = 288 mg/L BODscr = BOD *96% = 500 * 0.96 = 480 mg/L

3.3 Bể điều hòa

- Thể tích bể điều hòa

V = QTBh * t = 166.67 * 6 = 1000 m3

Trong đó: t = 4 – 8h: thời gian lưu nước trong bể điều hòa Chọn t = 6h

- Kích thước xây dựng của bể điều hòa

Chọn chiều cao làm việc h = 5 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0.5 m

- Tốc độ khuấy trộn bể điều hòa

Chọn khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thông thổi khí Lượng khí nén cần dùng cho khuấy trộn:

Lưu lượng khí [L/phút.cái]

Hiệu suất chuyển hóa oxy tiêu chuẩn ở độ sâu 4.6m

 Một phía theo chiều

dài (dòng chảy xoắn một bên)

(Nguồn: Bảng 9-8, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Trang 422)

 Chọn khuếch tán khí bằng đĩa sứ bố trí dạng lưới

- Số đĩa khuếch tán:

𝑛 = 𝑄𝑘ℎí

9905.76= 171.875 𝑐á𝑖 Trong đó: r: lưu lượng khí, chọn r = 96 L/phút.cái = 5.76 m3/h.cái

 hf: tổn thất qua thiết bị phân phối

 H: chiều cao hữu ích của bể điều hòa, H = 5 m

 Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0.4m và hf không vượt quá 0.5m

- Công suất máy thổi khí

𝑁 =34400 ∗ (𝑃

0.29− 1) ∗ 𝑘 ∗ 𝑄𝑘ℎí

102 ∗ 𝑛 =34400 ∗ (1.5710.29− 1) ∗ 2 ∗ 0.2688

Số đĩa khuếch tán khí [cái] 168

Đường kính ống dẫn khí chính [mm] 160

Đường kính ống phân phối khí chính [mm] 110

3.4 Song chắn rác tinh kết hợp lắng cát và tách dầu

Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất Qmaxh = 227.17 m3/h

Song chắn rác tinh có kích thước khe hở b = 5 – 25 mm, chọn b = 10 mm

Số lượng khe hở

𝑛 = 𝑄𝑚𝑎𝑥𝑠

𝑏 𝑥 𝑣𝑠 𝑥 ℎ𝑙𝑥𝑘𝑠 =

0.06140.01 𝑥 0.6 𝑥 0.1 𝑥 1.05 = 107.45 𝑘ℎ𝑒 Chọn số khe là 108 khe

 vmax: vận tốc nước thải trước song chắn rác với Qmax, vmax = 0.8 m/s

sin 𝛼 = 2.42 ∗ (0.008

0.01)

3 4

∗ sin 60 = 1.77 Trong đó

 α: góc nghiêng đặt song chắn rác, α = 60o

 β: hệ số phụ thuộc hình dạng thanh đan Đối với thanh đan hình chữ nhật, β = 2.42

Theo Bảng TK – 1, Trang 119, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán

thiết kế công trình, PGS TS Nguyễn Phước Dân và Lâm Minh Triết ta có

Tổn thất áp lực hs = 65 mm < 152.4 mm

 Song chắn rác với các kích thước trên là đạt yêu cầu

Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác

𝐿1 =𝐵𝑠− 𝐵𝑘

2𝑡𝑎𝑛𝜑 =

1.4 − 0.2 2𝑡𝑎𝑛20𝑜 = 1.65 𝑚 Trong đó

Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác

Chọn chiều dài xây dựng mương bằng chiều rộng của bể điều hòa

L = L1 + L2 + Ls = 10 m

Trong đó

 Ls: chiều dài phần mương đặt song chắn rác

Song chắn rác được đặt tại vị trí 2m tính từ đầu bể

Chiều cao xây dựng

𝑢 =𝑑

2 𝑥 𝑔 𝑥 (𝜌 − 𝜌𝑑)18𝜇

Trong đó:

 ρ: khối lượng riêng của nước; ρ = 978 kg/m3

 ρd: khối lượng riêng của dầu; ρd = 870 kg/m3

 μ: Độ nhớt động học của nước Tra đồ thị sau được giá trị μ = 0.8 x

10-3 N.s/m2 ứng với nhiệt độ nước t = 30oC

Theo Metcalf – Eddy, đối với bể có dòng liên tục, hiệu quả tách dầu trong nước

thải được tính bằng tỉ số giữa vận tốc nổi của dầu (u) và vận tốc thiết kế (v)

Vận tốc thiết kế được tính theo công thức 5 – 26, Metcalf – Eddy

𝑣𝑐 = 𝐻𝑚𝑎𝑥

0.113.3 = 0.0075 𝑚/𝑠

- Lượng dầu thải bỏ

𝑚𝑑ầ𝑢 = 3 𝑥0.0006

0.0075+ 6 𝑥

0.00120.0075+ 21 𝑥

0.0030.0075= 9.6

𝑚𝑔𝐿Tổng lượng dầu thải bỏ

Mdầu = mdầu * 10-3 * QTBngày = 9.6 * 10-3 * 4000 = 38.4 kg/ngày

Bảng 3.5 Tổng hợp tính toán song chắn rác tinh

Hàm lượng SS qua song chắn rác tinh giảm 15%

SS = SSscr * (1 – 0.15) = 288 * 0.85 = 244.8 mg/L Hàm lượng BOD qua song chắn rác tinh giảm 5%

BOD = BODscr * (1 – 0.5) = 480 * 0.95 = 456 mg/L Hàm lượng COD và BOD5 qua bể điều hòa giảm 5%

CODđh = COD * (1 – 0.05) = 800 * 0.95 = 760 mg/L BODđh = BOD * ( 1 – 0.05) = 456 * 0.95 = 433.2 mg/L Hàm lượng TKN qua bể điều hòa giảm 10%

TKN = 60 * (1 – 0.1) = 60 * 0.9 = 54 mg/L Trong mương dẫn sau song chắn rác đặt thiết bị cào cát cơ khí để thu gom cát về

Chọn thời gian lấy cát 2 lần/năm

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

Chọn diện tích xây dựng là 45 m2 có kích thước 9 x 5 m

3.6 Bể keo tụ

- Thể tích bể trộn phèn PAC

V = Qmaxs * t = 0.0614 * 30 = 1.842 m3

Trong đó:

 Qmaxs : lưu lượng giây lớn nhất, Qmaxs = 0.0614 m3/s

 t: thời gian khuấy trộn, giả sử t = 30s

- Theo tiêu chuẩn thiết kế, chiều sâu mực chất lỏng trong bể khoảng 0.5 – 1.1

lần chiều rộng bể (Nguồn: Ths Dư Mỹ Lệ, Bài giảng tóm tắt Quá trình hóa

học và hóa lý trong kỹ thuật môi trường)

- Chọn chiều cao mực nước trong bể h = 1.2 m

- Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 m

 Bể có kích thước dài : rộng : cao = 1.2 x 1.2 x 1.5 m

- Nước và hóa chất đi vào phần đáy bể, sau khi hòa trộn được thu lại ở mặt trên của bể và đưa sang bể tạo bông

- Chọn cánh khuấy đơn loại chân vịt 3 cánh Đường kính cánh khuấy D chọn bằng 0.3 – 0.5 lần chiều rộng bể, chọn D = 0.3 m

- Năng lượng cần truyền vào nước

Mỹ Lệ, Bài giảng tóm tắt Quá trình hóa học và hóa lý trong kỹ thuật môi trường)

 P: năng lượng cần truyền vào nước

Khuấy chân vịt, dạng 1 bước răng, 3 cánh 1

(Nguồn: Ths Dư Mỹ Lệ, Bài giảng tóm tắt Quá trình hóa học và hóa lý

trong kỹ thuật môi trường)

- Lượng keo tụ PAC cần sử dụng

Nồng độ chất rắn lơ lửng trong nước: 273.6 mg/L

Bảng 3.7 Lượng phèn PAC được dùng cho 1m 3 nước

Loại nước xử lý Lượng phèn PAC [g/m3] Nước mặt độ đục thấp [50 – 400 mg/L] 1 – 4

Nước mặt độ đục trung bình [500 – 700 mg/L] 5 – 6

Nước mặt độ đục cao [800 – 1200 mg/L] 7 – 10

(Nguồn: Công ty cổ phần công nghệ môi trường Toàn Á)

Giả sử lượng phèn tối ưu cho quá trình keo tụ là C = 20 g/m3

 Lượng chất keo tụ PAC cần dùng trong một ngày

M = QTBngày x C = 4000 * 20 = 80000 g = 80 kg/ngày

 Lưu ý: Khi sử dụng, PAC khan được pha thành dung dịch 5% để sử dụng

- Lượng NaOH sử dụng

Lượng NaOH thêm vào được xác định thông qua thực nghiệm

Giả sử lượng NaOH 0.1N tối ưu cần thiết: 40 mL/L nước thải

- Đối với nước có độ đục cao, cường độ khuấy trộn G = 30 – 80 s-1 (Ths Dư Mỹ

Lệ, Bài giảng tóm tắt Quá trình hóa học và hóa lý trong kỹ thuật môi trường)->

Chọn G = 50 s-1

 Thể tích chất lỏng cần khuấy trong bể tạo bông

V = Qmaxs x t = 0.0614 x 20 x 60 = 73.68 m3

- Chọn các kích thước Dài : Rộng : Cao = 10 : 3 : 3

- Trong đó chiều cao bảo vệ hbv chọn bằng 0.5 m

- Bể được chia thành 3 ngăn bởi các tấm chắn khoan lỗ D = 150 mm; mỗi ngăn được đặt một máy khuấy

- Vì giá trị trung bình của G là 50 s-1 cần giảm dần và trải dài giá trị này từ ngăn đầu tiên đến ngăn thứ 3 nhằm giảm 50% G -> Chọn G ở các ngăn lần lượt là 60

𝑃𝑡𝑡 =𝑃

ɳ =

70.730.8 = 88.4 𝑊 = 0.088 𝑘𝑊 Tốc độ khuấy của motor

𝑃𝑡𝑡 =𝑃

ɳ = 49.120.8 = 61.4 𝑊 = 0.061 𝑘𝑊

Tốc độ khuấy của motor

𝑃𝑡𝑡 =𝑃

ɳ =

31.440.8 = 39.3 𝑊 = 0.039 𝑘𝑊 Tốc độ khuấy của motor

- Sử dụng Anion Polymer làm chất trợ keo tụ

- Giả sử lượng Polymer tối ưu cần cho quá trình – được xác định thông qua thí nghiệm Jartest – là 2 g/m3

 Lượng Polymer cần dùng trong một ngày

M = QTBngày * Cpolymer = 4000 * 2 = 8000 g/ngày = 8 kg/ngày

Bảng 3.9 Tổng hợp kết quả tính toán bể tạo bông

Giá trị tiêu biểu

- Đường kính bể lắng được xác định theo công thức

Chọn chiều cao công tác của bể H1 = 2.5m

Chiều cao bảo vệ tính từ mặt nước đến thành bể Hbv = 0.3 m

Chọn chiều cao từ ống loe đến tấm chắn H2 = 0.2 – 0.5 m, chọn H2 = 0.3 m Chọn chiều cao phần chứa cặn H3 = 0.3 m

 d: đường kính tương đường của hạt, chọn d = 10-4 m

 f = 0.02 – 0.03: hệ số ma sát phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của hạt

và số Reynold của hạt khi lắng; chọn f = 0.025

- Đường kính ngoài của máng thu bằng đường kính trong của bể

- Đường kính trong của máng thu Dmáng = 80%D = 0.8 * 8 = 6.4 m

- Chiều dài máng thu một bể

Ta có h = 4.7 cm < 5 cm nên thỏa điều kiện

 Hiệu quả xử lý BOD 5 và SS

- Hiệu quả xử lý BOD5 và lắng cặn lơ lửng được tính theo công thức 4 – 8,

Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, Trang 48

𝑎 + 𝑏 𝑥 𝑡Trong đó

 R: hiệu quả xử lý BOD5 hoặc SS biểu thị bằng %

 t: thời gian lưu nước [h]; t = 1.85 h

 a, b: hằng số thực nghiệm, lựa chọn theo bảng sau

Bảng 3.11 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở t o > 20 o C

(Nguồn: Bảng 4 – 5, Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lý

nước thải, Trang 48)

- Hiệu quả khử BOD5

𝑎 + 𝑏 𝑥 𝑡 =

1.850.018 + 0.02 𝑥 1.85= 33.64%

- Nồng độ BOD5 còn lại trong nước thải

- Nồng độ SS còn lại trong nước thải

SS = SSdh * (1 – 0.5539) = 244.8 * (1 – 0.5539) = 109.2 mg/L Yêu cầu nồng độ cặn lơ lửng sau bể lắng đợt I cần đạt ≤ 150 mg/L

 Thiết kế đạt yêu cầu

- Lượng bùn sinh ra từ bể lắng 1

M = (SSlắng – SS) * 10-3 * QTBngày = (244.8 – 109.2) * 10-3 * 4000

M = 542.4 kgSS/ngày

 Hiệu quả xử lý TKN, TP, COD

Theo Metcalf – Eddy, Wastewater Engineering Treatment, sau bể lắng I, COD

giảm 25%; TKN giảm 20%, TP giảm 25%

- Nồng độ COD còn lại trong nước

CODlắng I = CODđh * (1 – 0.25) = 760 * 0.75 = 570 mg/L

- Nồng độ TKN còn lại trong nước

TKNlắng I = TKNđh * (1 – 0.2) = 54 * 0.8 = 43.2 mg/L

- Nồng độ TP còn lại trong nước

Đường kính máng răng cưa thu nước [m] 6.4

3.9 Cụm bể AO (MLE – Modified Ludzack – Ettinger)

Trình tự thiết kế cụm bể AO bắt đầu từ thiết kế bể Aerobic Dựa vào lượng NO3tạo thành từ bể hiếu khí để thiết kế bể Anoxic

-3.9.1 Bể Aerobic

Theo Bảng 23 – 14, Mackenzie L Davis, Waste Water Engineering xác định

được các thông số động học của quá trình Nitrate hóa ở 30oC

 (NH4 – N)e chọn bằng 0.5 mg/L

 Ko = 0.5 g/m3

 μn max = μmn = 1.48 d-1

 Theo Metcalf – Eddy, DO phù hợp cho quá trình nitrate hóa là 2 mg/L; do đó chọn DO = 2 mg/L

- Hệ số an toàn SF = 1.75 – 2.5 (Theo Metcalf – Eddy, Wastewater Engineering

Treatment, p.686)

Chọn SF = 1.8

 Thời gian lưu bùn của bể

SRTdes = SRTmin * SF = 1.8 * 4.55= 8.2 ngày

 Phù hợp tiêu chuẩn thiết kế

(Nguồn: Mackenzie L Davis, Waste Water Engineering)

- Lượng sinh khối tạo thành trong bể Aerobic được tính theo phương trình 8 –

15, Metcalf – Eddy, Wastewater Engineering Treatment

PX,bio =QY(bCODi− bCODe)10−3

1 + kdSRT +

fdkdQY(bCODi− bCODe)SRT10−3

1 + kdSRT+ QYnNOx10−3

1 + kdnSRT

- Các hằng số động học của quá trình sinh trưởng của vi khuẩn dị dưỡng ở

30oC được xác định thông qua Bảng 23 – 13, Mackenzie L Davis, Waste

Water Engineering

- Lượng sinh khối tạo thành

𝑃𝑋,𝑏𝑖𝑜 =4000 𝑥 0.4 𝑥 (460 − 0.53) 𝑥 10−3

1 + 0.18 𝑥 8.2+ 0.15 𝑥 0.18 𝑥 4000 𝑥 0.4 𝑥 (460 − 0.53) 𝑥 8.2 𝑥 10

−3

1 + 0.18 𝑥 8.2+ 4000 𝑥 𝑁𝑂𝑥 𝑥 10

- Theo Metcalf – Eddy, Wastewater Engineering, tỉ lệ VSS/TSS = 0.8