thiết kếhệ thống xử lý nước thải khu tái định cư

1.3.2 Tính chất hóa học của chất thải Tính chất hóa học của chất thải là do khả năng phản ứng hóa học lẫn nhau giữa các chất có trong nước thải, nước thải có tính axit có thể trung hòa v

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI KHU CHUNG CƯ

1.1 Nguồn gốc nước thải khu chung cư

Nước thải khu chung cư chủ yếu là nước thải sinh hoạt (NTSH ) là nước đã

được dùng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, của

các khu dân cư Tóm lại NTSH được hình thành trong quá trình sinh hoạt của

con người

NTSH bao gồm :

- Nước thải từ nhà vệ sinh hay còn gọi là nước đen

- Nước thải từ khu tắm giặt hay còn gọi la nước xám

- Nước thải từ bếp

- Nước thải từ việc giặt quần áo

Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cu phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn

cấp nước, điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu, điều kiện tập

quán sinh hoạt của người dân và đặc điểm của hệ thống thoát nước

Tiêu chuẩn nước sinh hoạt của khu dân cư đô thị loại 1 là 165-200 l/ người

ngày đêm và từ 120- 150 l/ người ngày đêm với đô thị loại 2, 3 Đối với khu

vực nông thôn thì từ 60-100 l/người ngày đêm (theo TCXDVN 33:2006 Cấp

nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế)

Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn có thể ước tính

bằng 80% lượng nước được cấp

Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh

họat không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi

trường nghiêm trọng

Mức độ ô nhiễm của nước thải dựa vào

-Lưu lượng nước thải

-Tải trọng chất bẩn

Bảng 1.1 Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người (g/người.ngày đêm)

Các chỉ tiêu đánh giá Tải trọng chất bẩn

Hàm lượng chất hữu cơ cao (55%-65% tổng lượng chất bẩn) Các chất hữu cơ

trong nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein (chiếm 40%60%),

hydrocacbon (25-50%), các chất béo dầu mỡ /(10%) Bên cạnh đó nước thải

còn chứa các liên kết hữu cơ tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt Có khỏang

20 – 40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học

Thành phần vô cơ chiếm (40-42%) gồm chủ yếu cát, đất sét, dầu khoáng

NT có chứa nhiều vi sinh vật trong đó có nhiều vi sinh vật gây hại, các loại

trứng giun

Bảng 1.2 Thành phần nước thải sinh hoạt khu chung cư chưa qua xử lí

Nguồn: Xử lí nước thải đô thị và khu công nghiệp của Lâm Minh Triết

2

Tóm lại, nước thải sinh hoạt chứa khối lượng lớn các chất ô nhiễm, nhiều

vi sinh vật gây hại, kí sinh trùng…đây là một trong những nguồn gây ô nhiễm

chính đối với nguồn nước

1.3 Tính chất của nước thải

1.3.1 Tính chất vật lí của nước thải Tính chất vật lí của nước thải thể hiện khả năng lắng hoặc nổi của các

chất có trong nước thải khi tỷ trọng của nó lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của

nước thải

Nước thải có khả nang tạo mùi, tạo màu từ kết quả của quá trình phân

hủy các chất hữu cơ có trong nước thải

1.3.2 Tính chất hóa học của chất thải Tính chất hóa học của chất thải là do khả năng phản ứng hóa học lẫn

nhau giữa các chất có trong nước thải, nước thải có tính axit có thể trung hòa

với nước thải có chứa kiềm hay có khả năng phản ứng giữa chất có trong nước

thải với hóa chất cho thêm vào

Các phương pháp hóa học thường được sử dụng trong xử lí nước thải là:

oxy hóa, keo tụ, trung hòa

1.3.3 Tính chất sinh học của nước thải Tính chất sinh học của nước thải được biểu hiện qua quá trình hủy phân

sinh học các chất hữu cơ có trong nước thải ở điều kiện khác nhau: hiếu khí, kỵ

khí, tùy nghi

Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học hiếu khí là CO2 và nước còn

sản phẩm của quá trình sinh học kỵ khí là CH4 và CO2

Một số chất ô nhiễm cần được quan tâm trong nước thải nữa là kim loại

nặng, thuốc trừ sâu, các chất phóng xạ và một số chất độc hại khác

1.4 Tác hại của nước sinh hoạt đến môi trường

Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại

trong nước thải gây ra :

COD,BOD :sự khoáng hóa,ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn

và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng hệ sinh thái môi

trường nước Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành.Trong

quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S,NH3,CH4…làm cho

nước có mùi hôi thối và làm giảm PH của môi trường

TSS lắng đọng ở nguồn tiếp nhận,gây điều kiện yếm khí

Vi trùng gây bệnh :gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu

chảy, ngộ độc thức ăn,vàng da …

Amoni, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ

trong nước quá cao sẽ dẫn đến hiện tượng phú nhưỡng hóa

Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán trên bề mặt

Chương 2: TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÍ

2.1 Một số phương pháp xử lí nước thải

2.1.1 Phương pháp cơ học

- Xử lí cơ học nhằm mục đích tách các chất không hòa tan, những vật chất

lơ lửng có kích thước lớn

4

- Phương pháp xử lí cơ học có thể loại bỏ đến 60 % các tạp chất không

hòa tan có trong nước thải sinh hoạt và giảm BOD đến 20%

- Xử lí cơ học là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình xử lí hóa lí và xử lí sinh

học

2.1.1.1 Song chắn rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lí trước hết phải đi qua song chắn rác

hoặc thiết bị nghiền rác Tại đây các thành phần rác có kích thước lớn…được

giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan

trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử

lí nước thải

2.1.1.2 Bể lắng cát

Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ tạp chất vô cơ chủ yếu là cát Bể lắng cát

thường có 3 dạng:lắng cát ngang, lắng cát thổi khí, lắng cát tiếp tuyến Ngoài ra

còn có bể lắng cát đứng nhưng không thông dụng

2.1.1.3 Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có trọng lượng riêng lớn

hơn trọng lượng riêng của nước, cặn hình thành trong quá trình keo tụ tạo bông

hoặc sinh ra trong quá trình sinh học Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân

Bể lọc được xây dựng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không

loại được bằng quá trình lắng

Để tăng hiệu quả của quá trình lắng người ta thường kết hợp các biện pháp

thoáng gió sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học

2.1.2 Phương pháp hóa lí

Các phương pháp hóa lí được ứng dụng để loại ra khỏi nước các hạt cặn

lơ lửng,các khí hòa tan, các chất vô cơ và hữu cơ hòa tan

2.1.2.1 Keo tụ Các hạt cặn có kích thước <10-4 thường không thể tự lắng được mà luôn

tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng đến biện

pháp xử lí cơ học kết hợp với biện pháp hóa học tức là cho vào nước cần xử lí

các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và

liên kết các hạt lơ lửng trong nước tạo thành các bông cặn lớn hơn và dễ dàng

lắng xuống ở bể lắng Để thực hiện quá trình keo tụ người ta thường bổ sung

các hóa chất keo tụ như : Al2(SO4)3, FeSO4, FeCl3…

2.1.2.3 Tuyển nổi

Bể tuyển nổi dùng để tách các tạp chất (dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không

tan, tự lắng kém ra khỏi nước Ngoài ra còn dùng để tách các hợp chất hòa tan

như các chất hoạt động bề mặt và gọi là bể tách bọt hay làm đặc bọt Quá trình

tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục khí Các bọt khí sẽ kết dính với các hạt

cặn, khi khối lượng riêng của bọt khí và các hạt cặn lớn hơn khối lượng riêng

của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt Quá trình tuyển nổi bao gồm các

dạng:

- Tuyển nổi hóa học

- Tuyển nổi sinh học

- Tuyển nổi chân không

- Tuyển nổi bằng khí hòa tan

2.1.2.4 Hấp phụPhương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt

để các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lí bằng phương pháp sinh học Ưu điểm

của phương pháp này là hiệu quả cao 80-95%, có hiệu quả xử lí nhiều chất thải

đồng thời có khả năng thu hồi các chất này

Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc 2 pha không

hòa tan là pha rắn với pha khí hoặc pha lỏng.Chất bị hấp phụ sẽ đi từ pha lỏng

( pha khí ) đến pha rắn cho đến khi nồng độ chất bị hấp phụ trong dung dịch

6

được cân bằng Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: silicagen, mạt

cưa ,tro xỉ, keo nhôm…

2.1.2.5 Trao đổi ion Phương pháp này có thể khử trùng tương đối triệt để các chất ở trạng thái

ion trong nước như:Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn… cũng như các hợp chất Asen,

Photpho, Cyanua, chất phóng xạ.phương pháp này cho phép thu hồi các chất có

giá trị và đạt được mức độ làm sạch cao cho nên được dùng nhiều trong việc

tách muối trong xử lí nước thải

2.1.3 Các phương pháp hóa học

2.1.3.1 Phương pháp trung hòa Nhằm trung hòa nước thải có PH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện

cho các quá trình xử lí hóa lí và xử lí sinh học

Vôi Ca(OH)2 thường được sử dụng rộng rãi như 1 bazo để xử lí nước

thải có tính axit còn bazo thì dùng H2SO4

2.1.3.2 Kết tủa hóa học Kết tủa hóa học thường dùng để loại trừ các kim loại nặng trong nước

Phương pháp hóa học thường sử dụng nhất là kết tủa với soda

2.1.3.3 Phương pháp khử trùng nước thải Nước thải sau khi xử lí bằng quá trình sinh học còn chứa khoảng 105 -106

vi khuẩn trong 1ml Hầu hết các loại vi khuẩn trong nước thải không phải là vi

khuẩn gây hại nhưng không loại trừ khả năng tồn tại

Các biện pháp khử trùng phổ biến hiện nay như dùng Clo, HypoCloride,

ozon hoặc tia cực tím

2.1.4 Phương pháp sinh học

Xử lí sinh học thường là giai đoạn xử lí bậc 2 sau xử lí cơ học hoặc hóa

học Cơ sở của phương pháp xử lí sinh học là dựa vào khả năng oxi hóa và phân

hủy các chất hữu cơ có trong nước thải của vi sinh vật trong điều kiện tự nhiên

hoặc trong điều kiện nhân tạo

Các công trình xử lí sinh học bao gồm: hồ sinh vật, hồ sinh học với thực

vật nước (lục bình ,lau, sậy ,tảo), cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, cánh đồng

tưới, bãi lọc trồng cây, đất ngập nước

Các công trình xử lí trong điều kiện nhân tạo gồm có :

 Quá trình vi sinh vật hiếu khí

- Bể bùn hoạt tính (aeroten)

- Mương oxi hóa

- Bể bùn hoạt tính từng mẻ

- Hồ sinh học thổi khí

 Quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám

- Các loại bể lọc sinh học:bể sinh học nhỏ giọt ,bể lọc sinh học cao tải ,

tháp lọc sinh học

Ngoài ra còn ứng dụng quá trình VSV kị khí lơ lửng để xử lí nước thải có hàm

lượng chất hữu cơ cao như: bể UASB và cũng được ứng dụng quá trình VSV kị

khí dính bám như các loại bể lọc sinh học kị khí

2.2 Một số công trình xử lí nước thải

a Sơ đồ công nghệ xử lí nước thải sinh hoạt tại khu dân cư Thủ Dầu

Một-Bình Dương (công suất 7800 m 3 / ngày).

Sơ đồ quy trình 2.1 Sơ đồ công nghệ xử lí nước thải sinh hoạt tại khu

dân cư Thủ Dầu Một-Bình Dương (công suất 7800 m3/ ngày)

8

 Ưu điểm:

- Chịu được tải trọng hữu cơ cao, 10000gBOD/m³ngày,

2000-15000gCOD/m³ngày

- Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%

- Loại bỏ được Nito trong nước thải

- Tiết kiệm được diện tích

 Nhược điểm:

- Người vận hành đòi hỏi phải có kinh nghiệm

- Có thể xảy ra quá trình nổi bùn dẫn đến hiệu quả lắng giảm

b Quy trình xử lí nước thải sinh hoạt tại khu chung cư Bình An –Bình

Dương (công suất 160 m 3 /ngày )

Sơ đồ quy trình 2.2 Quy trình xử lí nước thải sinh hoạt tại khu chung cư

Bình An –Bình Dương (công suất 160 m3/ngày )

 Ưu điểm:

- Tăng hiệu quả xử lí sinh học

- Tiết kiệm chi phí và diện tích xây dựng

 Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư trang thiết bị cao

- Chỉ áp dung đối với các công trình xử lí nước thải có công suất 50m3

/ngày.đêm

- Yêu cầu nước đầu vào chặt chẽ

Chương 3: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI SINH

HOẠT

3.1 Thông số thiết kế

10

3.1.1 Thông số đầu vào.

 Nhiệm vụ thiết kế và các số liệu cơ sở

Nhiệm vụ thiết kế : tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải của khu dân cư

120 hộ dân

Các thông số cơ sở :

Bảng 3.1: Các thông số đầu vào

- Tiêu chuẩn nước sinh hoạt của khu dân cư đô thị thường là 165-200 l/

người ngày đêm đối với khu đô thị loại I (theo TCXDVN 33:2006 Cấp

nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế), chọn

qtc = 200 lít/người/ngày

- Với tổng số dân là 120 hộ tương đương 480 người

 Nước thải sinh hoạt được tính như sau:

Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm được xác định bằng công thức :

Trong đó:

Qtc: tiêu chuẩn thoát nước trung bình, Qtc = 200 lít/ng.đ;

N: dân số trung cư, N = 480 người

Lưu lượng trung bình giờ ( ):

Lưu lượng trung bình giây

Lưu lượng lớn nhất giờ

Kch: hệ số không điều hòa chung của nước thải, theo bảng 3.2 lấy Kch = 2.5 do

lưu lượng trung bình của nước thải nhỏ hơn 5 (lít/s) thì lấy Kch bằng 5

Lưu lượng lớn nhất giây

Với , theo bảng 3.2 lấy Kch = 2.5 do lưu lượng trung bình của nước thải nhỏ

- Nhu cầu oxy sinh học (BOD5)

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

Trong đó:

nll : tải lượng chất rắn lơ lửng của nước thải sinh hoạt tính cho 1 người

trong ngày đêm lấy theo điều 7.7 TCXDVN-51: 2008 nll= 65g/ng.ngđ;

qtb : tiêu chuẩn thoát nước trung bình, qtb = 200 lít/ng.ngđ

Hàm lượng BOD5 trong nước thải sinh hoạt được tính theo công thức:

Trong đó:

Qtb : tiêu chuẩn thoát nước trung bình, qtb = 200 lít/ng.ngđ

nBOD: tải lượng chất bẩn theo BOD5 của nước thải sinh hoạt tính cho 1

người trong ngày đêm lấy theo điều 7.7 TCXDVN-51: 2008, nBOD5 = 35

g/ng.ngđ

3.1.2 Yêu cầu đầu ra

Bảng 3.3: thông số đầu ra

12

Nguồn: QCVN14:2008/BTNMT- quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về nước

thải sinh hoạt

3.2 Cơ sở lựa chọn công nghệ

Để lựa chọn công nghệ và phương pháp xử lí thích hợp đàm bào hiệu quà xừ lí

đạt loại A trước khi xả ra nguồn tiếp nhận cần đạt những yêu cầu sau:

- Hàm lượng chất lơ lửng (TSS):Không vượt quá 50 mg/l

- BOD5 : Không vượt quá 30 mg/l

Theo yêu cầu chất lượng nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép đối

với nước thải sinh hoạt theo tiêu chuẩn Việt Nam (Quy chuẩn 14 : 2008

BTNMT – loại A)

.Kết quả tính toán cho thấy mức độ cần thiết của việc xử lí nước thải Với kết

quả tính toán trên thì phương án xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học được

ưu tiên trên hết

Cộng thêm BOD5 = 400 < 1000  thì ta chọn phương pháp xử lý hiếu khí

Hàm lượng tổng nito, phôpho cao, nên chọn bể FBR để xử lý

STT Thông số Đơn vị Yêu cầu đầu ra (tiêu

Rác thu gom theo định kì

Nước thải đầu ra loại A QCVN 14:2008

 Lí do chọn bể FBR:

- Hiệu quả xử lí các chất ô nhiễm (N, P) cao

- Tiết kiệm diện tích và chi phí đầu tư

- Vận hành đơn giản, chi phí bảo trì thấp

- Lượng bùn sinh ra ít hơn so với các công nghệ vi sinh vật lơ lửng-> giảm

được mùi hôi và rơi vãi trong quá trình vận chuyển

- Giá thể vi sinh vật có cấu hình tối ưu làm tăng hiệu quả xử lí, giúp quá

trình tách vi sinh vật già thuận lợi

- Có khả năng đệm trong trường hợp nước thải đầu vào có nồng độ quá

cao hoặc chứa các chất độc ( nồng độ thấp)

 Lí do chọn bể lắng 2

Nước thải trước khi đi vào xử lý sinh học cần được lắng lại ở bể lắng II tại

đây bùn sinh học được giữ lại

 Lí do chọn bể khử trùng:

Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 –

106 vi khuẩn trong 1 ml Bể khử trùng có chức năng tiêu diệt các loại vi khuẩn

này trước khi thải ra môi trường

Người ta thường sử dụng Clo hơi, dùng hypoclorit – canxi dạng bột

(Ca(ClO)2), hypoclorit – natri, nước zavel (NaClO),

3.3 Đề xuất và thuyết minh quy trình công nghệ

3.3.1 Đề xuất

Sơ đồ công nghệ :

14

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình công nghệ

3.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước thải sau khi đi qua song chắn rác được chảy về bể thu gom, rác được thu

gom và xử lí theo định kì, tiếp đó nước thải được bơm vào bể điều hòa để ổn

định nổng độ và lưu lượng, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý tiếp theo.

Bể điều hòa được lắp đặt hệ thống cấp khí để tránh tình trạng kỵ khí và lắng cặn

trong bể Từ bể điều hòa, nước thải được đưa vào bể FBR Tại đây xảy ra quá

trình khử nitrat các chất hữu cơ, N, P trong nước thải nhờ các vi sinh bám dính

trên bề mặt giá thể Oxy cung cấp từ máy thổi khí giúp cho các vi sinh vật phát

triển trên bề mặt giá thể tạo thành màng vi sinh Màng vi sinh với mật độ vi

sinh cao sẽ sử dụng chất hữu cơ trong nước làm nguồn năng lượng để sống và

phát triển Nước thải sau xử lí sẽ được dẫn qua bể lắng 2, cặn bùn sẽ tách ra

khỏi nước và lắng xuống đáy bể

Bùn dư từ đáy bể lắng sẽ được bơm qua bể chứa bùn, sau đó được bơm

qua thiết bị ép bùn có bổ xung thêm polymer để ép thành bánh bùn Bánh bùn

sau khi ép được đóng vào bao và đem đi xử lí

Công đoạn cuối cùng là khử trùng nước thải Nước từ bể lắng 2 chảy qua

bể khử trùng tại đây ta sẽ châm thêm hóa chất khử trùng nước thải để nước thải

đầu ra đạt loại A

Chương 4: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG HỆ

THỐNG

4.1 Song chắn rác

Nhiệm vụ:

Song chắn rác có nhiệm vụ tách các vật thô như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẩu đá,

gỗ và các vật khác trước khi đưa vào các công trình xử lý phía sau,giúp tránh

các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây tắt nghẽn bơm

Bảng 4.1 Các thông số thiết kế song chắn rác

kế

4 Chiều dài phần mở rộng trước SCR, L1 m 0,4

5 Chiều dài phần mở rộng sau SCR, L2 m 0,2

6 Chiều dài xây dựng mương đặt SCR, L m 2

7 Chiều sâu xây dựng mương đặt SCR, H m 0,017

16

4.2 Hố thu gom

Nhiệm vụ:

Lắng cát và tập trung nước thải để bơm qua bể điều hòa

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế hố thu gom

STT Thông số thiết kế Đơn vị Số liệu dùng thiết kế

Bể điều hòa có tác dụng duy trì dòng chảy, khắc phục những vấn đề vận

hành do dự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các

quá trình ở cuối dây chuyền xử lý

Thu gom và điều hòa lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm như: BOD5,

COD, SS, pH… Đồng thời máy nén khí cung cấp Oxy vào nước thải nhằm

tránh sinh mùi thối tại đây và làm giảm khoảng hàm lượng COD, BOD có trong

nước thải

Thể tích bể điều hòa

V = * t = * 4 = 16 m3

Trong đó:: lưu lượng nước thải = 96 m3/ng.đ

t: thời gian lưu nước trong bể (t =4-8h theo Industrial water

pollution control, năm 1989 ) chọn t = 4h

 Chọn bể có thể tích là:

- Chiều dài: L= 5 (m)

- Chiều rộng: B= 5 (m)

- Chiều cao: H= 4 (m), hbv=0,5 (m)

Thể tích thực của bể: V= L×B×H= 5×5×4,5=112,5 (m3).

Thể tích chứa nước: V= L×B×H= 5×5×4=100 (m3)

Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa:

Lượng khí cần cung cấp cho bể:

Qkk= q*V*60 = 0,015*16 * 60 = 14,4 m3/hTrong đó: q :lượng khí cần cung cấp cho 1m3dung tích bể trong 1 phút, q=1-

0,015 m3bể.phút chọn q= 0,015 m3bể.phút (nguồn: Trịnh Xuân Lai,tính toán

thiết kế các công trình xử lí nước thải,năm 2004)

V: thể tích của bể điều hòa

 Chọn thiết bị phân phối khí trong bể điều hòa là các ống ngang đục lỗ,

bao gồm 1 ống chính 4 ống nhánh với chiều dài mỗi ống là 3m, đặt dọc

theo chiều dài của bể, ống đặt cách tường 1m

Đường kính ống phân phối khí chính

mm m

v

Q D

*

* 3600

* 4

Trong đó

Vk : Vận tốc khí trong ống dẫn chính, vk=10-15 m/s chọn vk = 10 m/s

Chọn ống dẫn khí Φ = 27 mm vào bể điều hòa là ống nhựa PVC.( theo

Catalogue ống nhựa và phụ kiện các loại VINH XUÂN )

Lượng khí qua mỗi ống nhánh

) / ( 6 , 3 4

4 ,

khí

khí

*

* 3600

*

4 π

π

Trong đó

18

 vkhí : Vận tốc khí trong ống nhánh, vkhí = 10 – 15 m/s, chọn vkhí = 10

m/s

Chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, có đường kính Φ = 21 mm ( theo Catalogue

ống nhựa và phụ kiện các loại VINH XUÂN )

Cường độ sục khí trên 1m chiều dài ống

) / ( 2 , 1 3

* 4

*

4 , 14

mdài h m L

0

6 , 3

Tính toán máy thổi khí

Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí

Hk = hd + hc + hf + H

Trong đó

 hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn, hd ≤ 0,4 m,

chọn hd = 0,3 m

 hc : Tổn thất cục bộ, hc ≤ 0,4 m, chọn hc = 0,2 m.

 hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf ≤ 0,2 m, chọn hf = 0,5 m

 H : Chiều sâu hữu ích của bể điều hòa, H = 3,5 m

→ Hm = hd + hc + hf + H = 0,3 + 0,2 + 0,5 + 3,5 = 4,5 m = 0,45 atm

Áp lực máy thổi khí tính theo Atmosphere

) ( 0445 , 0 12 , 10

45 , 0 12 ,

,

2

28 3 , 0

1

P

P ne

GRT

Pmáy

Trong đó

 Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí, KW

 G : Trọng lượng của dòng không khí, kg/s

G = Qkk * ρkhí = 0, 064 *1,3 = 0,0832 kg/s

 R : Hằng số khí, R = 8,314 KJ/K.mol0K

 T1 : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 2980K

 P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm

 P2 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = Pm + 1 = 1,05 atm

→

283 , 0

1 =

K

K n

(K = 1,395 đối với không khí)

29,7 : Hệ số chuyển đổi

e : Hiệu suất của máy, chọn e = 0,8

HP

KW P

P ne

GRT

Pmáy

57 , 0

1

* 1

, 0

* 283 , 0

* 7 , 29

298

* 314 , 8

* 0832 , 0 1 7

,

29

28 3 , 0

28 3 , 0

Chọn máy thổi khí MAKTEC MT400

- Lưu lượng Q (m3/phút) - 2.4

Theo catologue máy thổi khí MAKTEC MT400

Tính toán đường ống nước vào và ra

D = = = 0,030 m

Chọn đường kính ống nước vào và ra bằng nhau Φ 30

Tính công suất bơm

N = = = 0,0818 KW = 0,1 HP

Trong đó: Q: lưu lượng của bơm (m3/h)

H: chiều cao cột áp của bơm, H = 6mρ: khối lượng riêng của nước thải, ρ = 1000 kg/m3

η: hiêu j suất của bơm η = 0,72 ÷ 0,93 chọn η = 0,8

Công suất thực của bơm:

N1 = 1,2 × N =1,2 × 0,0818 =0,09816 kw = 0,13 HP

Chọn máy bơm chìm HSM250 1.37 26

- Công suất: 0,1 HP

- Model : HSM250 1.37 26

- Lưu lượng nước tối đa: 210 lít / phút

- Đẩy cao tối đa: 10 mét

- Điện áp: 1 pha

- Động cơ: Herchuan

- Trọng lượng: 9 Kg

Theo catologue máy bơm chìm Nation Pump, Taiwan

Hiệu quả xử lý nước thải qua bể điều hòa

Nồng độ cặn lơ lửng giảm 4%, còn lại

600 × (600-5)% = 570 (mg/l)

Bảng 4.3 Các thông số thiết kế bể điều hòa

STT Tên thông số Số liệu dùngthiết kế Đơn vị

4 Lượng khí cần cung cấp cho bể 14,4 m3/h

4.4 Bể FBR

Nhiệm vụ:

Là thiết bị chủ yếu để xử lý N, P trong dòng thải bằng hoạt động của các vi

sinh vật hiếu khí Bể FBR có quá trình cấp khí nhằm cung cấp lượng oxy cần

thiết cho quá trình hoạt động của các vi sinh vật, đồng thời ngăn ngừa việc lắng

bùn trong bể - tránh xảy ra sự phân hủy yếm khí gây ảnh hưởng đến quá trình

Sản phẩm phân hủy sinh học là khí CO2, H2O và bùn hoạt hóa (sinh khối)

 Các thông số trước khi vào bể lọc sinh học:

- Lưu lượng nước thải trung bình : Q = 96 m3/ngày đêm

- BOD5 sau khi qua bể điều hòa còn lại 380 mg/l

- Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi qua bể điều hòa còn lại : SS = 144 mg/l

Yêu cầu xử lý đầu ra :

- Hàm lượng BOD5 đầu ra là 30 mg/l

Trong suốt chiều dài bể chia làm các vách ngăn, chia làm 4 ngăn, mỗi

ngăn cách nhau 0.9m chiều rộng chia làm 3 ngăn, mỗi ngăn cách nhau 1m

• Kiểm tra tải trọng thủy lực:

H: chiều dày lớp lọc, chọn H=2,5 mB: Lưu lượng không khí đơn vị (m3 không khí /m3 nước thải)chọn từ 8

÷12, chọn B = 10

KT : Hằng số tiêu thụ oxy: Tải trọng thủy lực (m nước thải /m mặt bể ng)

• Hiệu quả làm sạch BOD qua bể lọc:

=100,4*1,26+0,83= 21,58Trong đó:

α,β: Hệ số phụ thuộc vào lưu lượng đơn vị của không khí và giá trị của

chuẩn số tổng hợp lấy theo bảng giá trị của hệ số α và β_ Trịnh Xuân Lai

Ứng với B = 10 m3 không khí/m3 nước thải ,F = 1,26 Ta có:

α= 0,4