TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG xử lý nước THẢI BỆNH VIỆN đa KHOA tư NHÂN mỹ PHƯỚC HUYỆN bến cát TỈNH BÌNH DƯƠNG

Phương pháp thực hiện Một số phương pháp thực hiện được áp dụng trong đồ án như sau: - Phương pháp thống kê số liệu: Phương pháp này nhằm thu thập vàxử lý số liệu đầu vào phục vụ tính to

Chương I MỞ ĐẦUI.1 Sự cần thiết của đồ án:

Kinh tế Việt Nam ngày càng phát triển, mức sống người dân càng đượcnâng cao, nhu cầu của xã hội về các mặt vui chơi, giải trí, thẩm mỹ,… ngày cũngtăng theo Tuy nhiên, bên cạnh sự phát triển của nền kinh tế, việc đảm bảo đượcsức khỏe của người dân là điều cần được quan tâm và lưu ý của các cấp chínhquyền Thực tế cho thấy rằng, việc đầu tư cơ sở hạ tầng cho ngành y tế ngày càngđược quan tâm, các bệnh viện tư nhân được thành lập ngày càng nhiều và cũngđã đáp ứng phần nào nhu cầu chữa bệnh của người dân Nhưng tình hình quá tảicủa các bệnh viện luôn xảy ra, có nhiều bệnh viện luôn ở mức quá tải 200%, nhưbệnh viện Việt Đức, bệnh viện Phụ sản Trung ương, bệnh viện Chợ Rẫy,…

Tình hình cơ sở hạ tầng của tỉnh Bình Dương trong những năm qua đã có sựđầu tư phát triển, nhưng vẫn còn thiếu trầm trọng Các ca nghiêm trọng còn phảichuyển lên tuyến trên gây khó khăn cho quá trình chữa trị cho bệnh nhân Trướctình hình đó, cấp lãnh đạo của tỉnh đã có những khuyến khích cho việc đầu tư cơsở hạ tầng bệnh viện với hình thức tư nhân Cho đến nay, trên địa bàn tỉnh đã córất nhiều bệnh viện tư nhân với trang thiết bị hiện đại đã được thành lập và đanghoạt động rất tốt, đáp ứng được nhu cầu khám chữa bệnh của người dân

Căn cứ thông tư 01/2004/TT-BYT ngày 06/01/2004 của Bộ Y tế hướng dẫnnghề y, dược tư nhân và Công văn số 3902/YT-ĐTr ngày 02/6/2004 của Vụ Điềutrị Bộ Y tế hướng dẫn thủ tục thành lập Bệnh viện tư nhân, dân lập, công tyTNHH Phòng khám đa khoa An Bình đã có Công văn số 28 ngày 15/3/2006 trìnhUBND tỉnh Bình Dương thành lập Bệnh viện Đa khoa Tư nhân Mỹ Phước và đãnhận được Công văn 1162/UBND-VX ngày 10/3/2006 của UBND tỉnh chấp nhậnviệc xây dựng “Bệnh viện đa khoa – Phục hồi chức năng Mỹ Phước”

Bệnh viện đa khoa tư nhân Mỹ Phước được xây dựng với quy mô 20000

m2, có 6 khoa và 100 giường bệnh

Bệnh viện đang trong giai đoạn triển khai xây dựng cơ sở hạ tầng, trong đóbệnh viện phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung với công suất 60 m3/ngày đêm Hệ thống xử lý nước thải này có nhiệm vụ tiếp nhận nước thải đạttương đương tiêu chuẩn loại B, TCVN 5945 – 1995 trước khi thải ra hệ thống tiếpnhận nước thải chung của KCN để tiếp tục xử lý đạt tiêu chuẩn loại A trước khithải ra sông Thị Tính

Thông qua nghiên cứu ĐTM của bệnh viện đa khoa tư nhân Mỹ Phước, emđề xuất phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho bệnh viện này theo côngnghệ xử lý sinh học

I.2 Nội dung đồ án:

Đồ án được chia làm 6 chương:

- Chương 1: Mở đầu (sự cần thiết, nội dung, giới hạn và phương phápthực hiện)

- Chương II: Giới thiệu về bệnh viện đa khoa tư nhân Mỹ Phước

- Chương III: Tổng quan phương pháp xử lý nước thải bệnh viện

- Chương IV: Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

- Chương V: Khai toán công trình xử lý nước thải

- Chương VI: Kết luận

I.3 Giới hạn của đồ án

Nước thải của bệnh viện đa khoa tư nhân Mỹ Phước có mức ô nhiễm thấp,mang đặc trưng của một bệnh viện mới hình thành đang phổ biến ở khu vực tỉnhBình Dương

Công nghệ xử lý nước thải đề xuất theo phương pháp sinh học hiếu khí cổđiển, cho phép xử lý nước thải với các thông số thiết kế đầu vào của hệ thống xửlý đạt tương đương tiêu chuẩn loại B theo TCVN 5945 – 1995

Thời gian thực hiện đề tài trong 3 tháng (Từ ngày 4/10 đến 24 / 12 / 2004).

I.4 Phương pháp thực hiện

Một số phương pháp thực hiện được áp dụng trong đồ án như sau:

- Phương pháp thống kê số liệu: Phương pháp này nhằm thu thập vàxử lý số liệu đầu vào phục vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tậptrung: điều kiện địa chất, thủy văn, địa hình, lưu lượng thải, nồng độ các chất

Chương II GIỚI THIỆU VỀ BỆNH VIỆN ĐA KHOA TƯ NHÂN

MỸ PHƯỚC II.1 Vị trí địa lý:

Dự án Bệnh viện Đa khoa Tư nhân Mỹ Phước được đặt tại khu công nghiệp

Mỹ Phước 2, thị trấn Mỹ Phước, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương Cách trung tâmthị trấn Mỹ Phước 1 kmvà cách TP Hồ Chí Minh 30 km

Vị trí này có những mặt thuận lợi sau:

Dự án nằm trong KCN Phước Mỹ 2, đã được quy hoạch chi tiết và ổn định.Thống giao thông đường bộ phát triển hoàn chỉnh và cơ sở hạ tầng tốt (điện,nước, giao thông, PCCC, … )

Nhu cầu khám chữa bệnh của công nhân KCN và người dân là rất lớn

Mặt bằng đủ rộng, tiết kiệm chi phí đầu tư về đất đai

Tổng diện tích của dự án là 20.000 m² có các mặt tiếp giáp như sau:

Phía Bắc : giáp đường nội bộ trong khu công nghiệp (NB 16)

Phía Nam : giáp đường nội bộ trong khu công nghiệp (TC3)

Phía Tây : giáp đường nội bộ trong khu công nghiệp (DB4)

Phía Đông : giáp kênh Thủy lợitrong khu công nghiệp

II.2 Nội dung hoạt động:

Bệnh viện đa khoa tư nhân Mỹ Phước được đầu tư xây dựng nhằm đáp ứngnhu cầu khám chữa bệnh đang tăng cao tại khu vực, phù hợp với định hướng pháttriển của huyện Bến Cát cũng như quy hoạch phát triển kinh tế xã hội khu vựctỉnh Bình Dương

II.2.1 Quy mô khám chữa bệnh của Bệnh viện

Bệnh viện đa khoa tư nhân Mỹ Phước có quy mô 6 khoa và 100 giườngbệnh, trong đó:

Khoa khám bệnh có 20 giường bệnh với các phòng khám nội, khám nhi, khám

da liễu, và khám cơ xương khớp

Khoa liên chuyên khoa có 20 giường bệnh với các phòng khám tai-mũi-họng,phòng khám răng-hàm-mặt, và phòng khám mắt

Khoa nội tổng hợp có 30 giường bệnh với phòng nội chung, y học dân tộc,phục hồi chức năng và khoa nhi

Khoa ngoại, sản, gây mê hồi sức có 30 giường bệnh gồm các phòng ngoạitổng quát, sản-phụ khoa, gây mê hồi sức

Khoa cận lâm sàng thăm dò chức năng gồm các phòng chụp X-quang quang qui ước, CT scan), siêu âm (trắng đen, màu, 3&4 chiều), xét nghiệm (sinhhóa, huyết học, miễn dịch), thăm dò chức năng ( điện tim, nội soi, DSA)

(X-Khoa dược gồm kho dược, nhà thuốc, quầy cấp thuốc BHYT

II.2.2 Nhu cầu lao động của Bệnh viện

Dự kiến, nhân sự của bệnh viện là 120 người, trong đó trình độ đại học vàtrên đại học là 40%

Trong đó:

Giáo sư, bác sĩ : 40 người

Dược sĩ đại học: 02 người, dược sĩ trung học: 5 người

Điều dưỡng + y sĩ: 40 người

Nữ hộ sinh: 08 người

Nhân viên khác: 25 người

Các quy định về giờ giấc và chế độ làm việc (bảo hiểm xã hội, làm việctheo ca, đau ốm ) sẽ được công ty thực hiện đúng trên cơ sở phù hợp với Luậtlao động do Nhà nước Việt Nam ban hành

II.2.3 Các hạng mục công trình

- Phần thiết bị

Trang thiết bị phục vụ dự án được đưa ra trong bảng 1

Bảng 1: Thiết bị phục vụ dự án bệnh viện đa khoa tư nhân Mỹ Phước

vị

Số lượng

Nước sản xuất

Năm sản xuất

Ký hiệu

17 Máy đo tim thai

Doppler

19 Máy siêu âm 3,4

chiều

- Các hạng mục xây dựng

Bệnh viện được xây dựng trên diện tích 20.000 m², các hạng mục côngtrình xây dựng chính của Dự án được đưa ra như bảng 2

Bảng 2 : Các hạng mục xây dựng của Dự án

A Hạng mục chính

Cận lâm sàng – thăm dò chức năng m2

Nhà thuốc bệnh viện m2

3 Khối hành chính (phòng làm việc của lãnh đạo bệnh viện

và phòng chức năng)

m2

10 Khu nhà bếp để phục vụ bữa an cho CBCNV và bệnh nhân m2

II.2.4 Nguồn cung cấp nước

Nước phục vụ cho hoạt động sản xuất được lấy từ hệ thống cấp nước thuỷcục của KCN Lượng nước thô được cung cấp vào bệnh viện khoảng 60 m3/ngàyđược phân phối cho hệ thống các phòng chức năng, phòng nghỉ của cán bộ côngnhân viên, khu vệ sinh, căn tin,…

II.2.5 Nhu cầu sử dụng điện

- Nguồn cấp điện là từ lưới điện của điện lực Quốc gia Dự kiến, nhu cầu điệncho hoạt động của bệnh viện là 150 KWh/ngày

- Ngoài ra, bệnh viện sẽ sử dụng 1 máy phát điện có công suất 10 KW để duytrì ổn định nguồn điện, phục vụ cho các hoạt động tại phòng mổ, hậu phẫu, hồisức cấp cứu, khoa sản, trạm bơm nước chữa cháy (phòng sự cố mất điện lưới)

II.2.6 Hệ thống thoát nước mưa:

Bệnh viện sẽ xây dựng hệ thống thoát nước mưa riêng biệt với hệ thốngcống thu gom nước thải Nước mưa chảy vào rãnh rồi chảy vào các hố ga thunước nối với mạng cống ngầm dưới đất, xả vào tuyến thoát nước chung của KCNnằm bên ngoài hàng rào bệnh viện

II.2.7.Hệ thống thoát nước thải

Nước thải sinh hoạt được xử lý sơ bộ bằng bể tự hoại sau đó được dẫn ra hệthống cống thu gom để đưa về trạm xử lý nước thải tập trung để xử lý trước khithải ra hệ thống tiếp nhận nước thải chung của KCN

Nước thải từ khu vực khám chữa bệnh, từ khâu vệ sinh phòng bệnh và từkhu vực giặt tẩy được thu gom bằng hệ thống cống riêng biệt Nước thải được tậptrung về trạm xử lý nước thải để xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 1995 (nguồnloại B) trước khi thải ra hệ thống tiếp nhận nước thải chung của KCN

Chương III TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

III.1 Tổng quan về xử lý nước thải bệnh viện

Nước thải bệnh viện là nước thải có chứa nhiều vi trùng gây bệnh, là loạinước thải có mức độ ô nhiễm hữu cơ cao Hiện nay, đa số các bệnh viện ở ViệtNam chưa có đủ hệ thống xử lý nước thải riêng hoặc có hệ thống xử lý nước thảinhưng chưa đạt yêu cầu kỹ thuật Chính điều này làm cho môi trường nước ở ViệtNam bị ô nhiễm trầm trọng Đứng trước thực trạng trên, Quyết định số35/1999/QĐ – TTg ngày 5 tháng 3 năm 1999 Thủ tướng Chính Phủ về việc phêduyệt định hướng phát triển thoát nước đô thị Việt Nam đến năm 2020 đã đề ramục tiêu là: “xử lý cục bộ nước thải bệnh viện và nước thải công nghiệp trước khixả vào hệ thống thoát nước chung”

III.2 Nguồn gốc phát sinh

Nước thải từ các hoạt động khám và điều trị bệnh, từ các dịch vụ hỗ trợ (giặtgiũ quần áo, chăn màn, ) cho bệnh nhân.

Nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên, bệnh nhân, từ khu vực nhàvệ sinh

Ngoài ra nước mưa chảy tràn qua khuôn viên bệnh viện nếu không có tuyếncống thoát riêng sẽ làm tăng lưu lượng nước thải bệnh viện cần xử lý, làm quá tảihệ thống xử lý nước thải

Trong các nguồn phát sinh nước thải do quá trình hoạt động của bệnh viện,nước thải từ các hoạt động khám và điều trị bệnh là nguồn nước thải có mức độ ônhiễm hữu cơ cao và chứa nhiều vi trùng gây bệnh nhất Nước thải loại này phátsinh từ nhiều quá trình khác nhau trong hoạt động của bệnh viện: từ khâu xétnghiệm, giải phẫu, súc rửa các dụng cụ y khoa, các ống nghiệm, lọ hoá chất …

III.3 Đặc trưng ô nhiễm nước.

– Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt thải ra từ các hoạt động sinh hoạt trong bệnh viện như :ăn, uống, tắm rửa, vệ sinh, từ các nhà làm việc, các khu nhà vệ sinh, nhà ăn, căntin … Nước thải sinh hoạt chủ yếu chứa các chất cặn bã, các chất lơ lửng (SS), cáchợp chất hữu cơ (BOD/COD), các chất dinh dưỡng (N,P) và vi sinh

Theo tính toán thống kê, đối với những quốc gia đang phát triển, khốilượng chất ô nhiễm do mỗi người hàng ngày thải vào môi trường (nếu không xửlý) được đưa ra trong bảng 3

Bảng 3 Khối lượng chất ô nhiễm do mỗi người hàng ngày đưa vào môi trường

Chất ô nhiễm Khối lượng (g/người/ngày)

Tổng Phospho 0,8 - 4,0

Nguồn : WHO,1993

Bảng 4 Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

lý(kg/ngày)

Tổng Nitơ (N) 1,32 – 2,64

Amoni (N-NH4) 5,28 – 10,56

Tổng Phospho 0,18 – 0,88

Nguồn : WHO,1993

– Nước thải từ hoạt động vệ sinh, khám chữa bệnh, tẩy trùng,… của bệnh viện.

Thông thường nước thải bệnh viện có thành phần và tính chất gần giốngnhư nước thải sinh hoạt ngoại trừ hàm lượng vi sinh gây bệnh khá cao (pathogen).Đặc biệt một số khu vực có mức độ nhiễm cao như: khu mổ (nước thải chứa máuvà các bệnh phẩm), khu xét nghiệm (nước thải chứa nhiều loại vi trùng gây bệnhkhác nhau) Giá trị COD của các khu này vào khoảng 400 - 800mg/l, hàm lượngcặn lơ lửng SS khoảng 150 - 400mg/l; hàm lượng Coliform khoảng 3x106 - 8x106MPN/100ml

III.4 Nồng độ các chất ô nhiễm nước

– Nước thải sinh hoạt.

Theo ước tính hệ số thải nước thải bình quân của cán bộ công nhân viênbệnh viện và thân nhân bệnh nhân thăm nuôi (tính trong trường hợp công suấtbệnh viên đạt tối đa 100 giường) thì lượng nước thải sinh hoạt của bệnh viện là19,6 m3/ngày.đêm

Bảng 5 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

Stt Không xử lý Có hệ thống

bể tự hoại TCVN 5945 – 1995 Loại B

Nhận xét: nước thải sinh hoạt của bệnh viện có hàm lượng chất ô nhiễm

tương đối cao, đặc biệt là các chất hữu cơ và vi sinh Sau khi qua hệ thống xử lýcủa hệ thống bể tự hoại 3 ngăn, thì nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đãgiảm xuống rất nhiều Do vậy, nước thải cần được đưa về trạm xử lý nước thảicủa bệnh viện để xử lý cho đạt loại B, TCVN 5945 – 1995 trước khi thải vào hệthống xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp để xử lý tiếp tục

– Nước thải từ hoạt động vệ sinh, khám chữa bệnh, tẩy trùng,… của bệnh viện.

Nước thải khám và điều trị bệnh có mức độ ô nhiễm hữu cơ và vi trùng gâybệnh cao nhất trong số các dòng thải nước của bệnh viện Nước thải loại này phátsinh từ nhiều khâu và quá trình khác nhau trong bệnh viện: giặt tẩy quần áo bệnhnhân, chăn mền, draf cho các giường bệnh, súc rửa các vật dụng y khoa, xétnghiệm, giải phẫu, sản nhi, vệ sinh lau chùi làm sạch các phòng bệnh và phònglàm việc …

Theo quy chuẩn, lưu lượng nước thải sinh ra từ mỗi giường bệnh là 400lít/ngàyđêm Với công suất 100 giường thì ước tính lưu lượng nước thải loại này là

Stt Chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng Đơn vị đo Nồng độ

Nguồn : CEFINEA, tháng 3/1996.

Bảng 7 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện Nguyễn Tri Phương

Nguồn : CEFINEA, tháng 3/1996.

Bảng 8 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện Nguyễn Trãi

8 E.Coli MPN/100 ml 2,6 x 104

Nguồn : CEFINEA, tháng 3/1996.

Bảng 9 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện Chợ Rẫy

Nguồn : CEFINEA, tháng 3/1996.

Như vậy, nồng độ trung bình các chất ô nhiễm trong nước thải bệnh việnđược đưa ra trong bảng 10

Bảng 10 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải bệnh viện

Nhận xét: Nước thải bệnh viện có mức độ ô nhiễm vượt quá TCVN 5945 -1995

(cột B) cụ thể SS vượt 1,5 – 2,6 lần, BOD vượt 2,7 – 5,1 lần, COD vượt 1,8 – 3,7lần Vì vậy, chúng tôi sẽ đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung bằngcông nghệ sinh học hiếu khí kết hợp khử trùng đảm bảo nước thải sau khi xử lýđạt tiêu chuẩn thải TCVN 5945 – 1995 (cột B)

III.5 Các phương pháp xử lý nước thải:

III.5.1 Phương pháp xử lý cơ học:

Trong nước thải bệnh viện thường có các loại tạp chất rắn với nhiều kíchthước khác nhau bị cuốn theo như: bao bì chất dẻo, giấy, hàm lượng chất lơ lửng,bông băng v.v Phương pháp xử lý cơ học để tách các chất không hoà tan trướckhi đưa vào các công trình xử lý hóa lý, sinh học

Để tách cặn, rác người ta thường sử dụng:

III.5.1.1 Song chắn rác

Chức năng của song chắn rác nhằm giữ rác bẩn thô có kích thước lớn ởtrước song chắn, còn các tạp chất có kích thước nhỏ hơn sử dụng lưới chắn rác.Nhằm tạo điều kiện thuận lợi trong qúa trình vận hành hệ thống xử lý không làmtắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Do đó, Song chắn rác là công trình xử lý sơbộ nhằm tạo điều kiện tốt cho qúa trình xử lý nước thải sau đó

Song chắn rác thường làm bằng kim loại, đặt nghiêng so với mặt nằm ngangmột góc 45 – 600 để thuận lợi trong qúa trình cọ rửa

Song chắn rác bao gồm các thanh đan xếp cạnh nhau

 Các thông số kỹ thuật của song chắn rác như sau:

- Xác định kích thước mương đặt song chắn

- Số lượng song chắn

- Tổn thất áp lực qua song chắn

- Khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở : b = 16 ÷25 (mm), tùythuộc vào từng loại rác và kích thước mà chọn khoảng cách giữa các khe

- Vận tốc nước chảy qua song chắn: v = 0.4 ÷0.8 (m/s) (tài liệu 1

– tài liệu tham khảo)

- Góc nghiêng đặt song chắn là: α = 45 – 600, thường chọn α =

600

- Chiều sâu lớp nước đặt trước song chắn: h1 = 0.5

 Công thức tính toán

a Số lượng khe hở giữa các thanh

k v h b

q

. 1

max

=

Trong đó:

- qmax: lưu lượng tối đa của nước thải (m3/s), theonhu cầu đầu vào

- b: khoảng cách giữa các thanh, chọn b = 16 ÷25(mm)

(m/s)

- h1: độ sâu lớp nước đặt trước song chắn (m)

- k: hệ số tính đến sự thu hẹp của dòng chảy ( k =1.05), nhằm giảm vận tốc nước

b Chiều dài tổng cộng của song chắn

Bs = S (n - 1) + b * n (m)Trong đó:

- Bs: Chiều dài tổng cộng của song chắn (m)

- b: khoảng cách giữa các thanh, chọn b = 16 ÷25 (mm)

- n: số khe hở giữa các thanh

- S: bề dày của thanh song chắn: s = 8 ÷10 mm, thường lấy s = 8 mm

c Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn

ϕ

tg

B B

21

−

=

(m)Trong đó:

-l1: Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn (m)

-Bs: Chiều dài tổng cộng của song chắn (m)

-Bk: Chiều rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi song chắn (m)

-ϕ: Là góc nghiêng của chỗ mở rộng, ϕ = 150 - 200,thường lấy ϕ = 200

d Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn

l2 = 0.5 l1 (m)Trong đó:

- l1: Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn (m)

- l2: Chiều phần mở rộng sau song chắn (m)

e Tổn thất áp lực qua song chắn

k g

v

*2

*

2 maxξ

=Trong đó:

- hs:Tổn thất áp lực ở song chắn rác (m)

- K: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do rác mắc vào song chắnrác, k = 2 ÷3, thường chọn k = 3

- g : Gia tốc trọng trường (m/s2), chọn g = 9,81 (m/s2)

- ξ: Hệ số tổn thất cục bộ

αβ

3 / 4

- α : Góc nghiêng đặt song chắn theo mặt bằng

- β : Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh song chắn, với loại thanh đã chọn

(tra theo bảng 2 – 2 trang 33 tài liệu 1 – Tài liệu tham khảo)

Hình dạng

III.5.1.2 Bể lắng cát

Bể lắng cát thường dùng để tách các tạp chất rắn vô cơ không tan ra khỏi nước thải đó chính là cát, nhằm đảm bảo cho các thiết bị cơ khí như máy bơm không bị cát, sỏi bào mòn chóng hỏng, tránh tắc nghẽn các đường ống dẫn và gâyảnh hưởng xấu đến hiệu suấât làm việc của các qúa trình xử lý tiếp theo

Nước qua bể lắng dưới tác dụng của trọng lực , cát nặng sẽ lắng xuống đáyvà kéo theo một phần chất đông tụ

Do đó, xây dựng bể lắng cát cho các công trình xử lý nước thải khi lưu lượnglớn hơn 100 m3/ngày,đêm là cần thiết

Theo nguyên lý làm việc, ta chia bể lắng cát thành hai loại:

- Bể lắng cát ngang

- Bể lắng cát đứng

III.5.1.2.2 Bể lắng cát ngang

Bể lắng cát ngang nước chảy thẳng thường có hố thu cát ở đầu bể Cát đượccào về hố thu bằng cào sắt và lấy ra bằng bơm phun tia, máy bơm cát hoặc cácphương tiện gàu xúc… Các hạt cát và những hạt nhỏ không hòa tan trong nướcthải khi đi qua bể lắng cát sẽ rơi xuống dưới đáy dưới tác dụng của lực hấp dẫn

bằng tốc độ tương ứng với độ lớn và trọng lượng riêng của nó Tốc độ chuyểnđộng của dòng chảy và tốc độ rơi của các hạt cát tỷ lệ thuận với nhau.

Trong thực tế bể lắng cát thường được thiết kế hai đơn nguyên để luân phiênlàm việc và cào cặn Bể lắng cát ngang có hệ thống tiêu nước ở đáy, mương xảthường xây giữa hai ngăn, ở đáy bể có máng lõm để đặt hệ thống tiêu nước Ốngtiêu nước làm bằng bêtông hay bằng sành với đường kính 0.1mm, phía trên đổmột lớp đá dăm dày 0.2 – 0.3m Sau một thời gian cặn đã lấp đầy đáy, người takhóa van nước ở đầu và cuối bể lại Mởi khóa trên ống tiêu nước để hút hết nướctrong bể ra và một đến hai ngày sau khi cặn đã hút hết nước ta tiến hành lấy cátra

Các thông số khi thết kế bể lắng cát ngang

- Vận tốc dòng chảy trong bể không vượt qúa 0.3 (m/s), với vậntốc như vậy cho phép các hạt cát, sỏi hay các hạt vô cơ khác lắng xuốngđáy cao

- Thời gian lưu nước lại t = 45 – 90 giây, thường chọn 60 giây

- Chiều sâu bể lắng cát ngang nằm trong khoảng từ : H = 0,25 ÷1m

- Tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều sâu bể thường: B / H = 1 : 2 m

Công thức tính toán bể lắng cát ngang

a Chiều dài bể lắng cát ngang được tính theo công thức

K U

V h

L 1000. .

0

max 1

=Trong đó:

- L: Chiều dài bể lắng cát ngang (m)

- K: Hệ số thực nghiệm tính đến sự ảnh hưởng củadòng chảy đến tốc độ lắng của hạt cát trong bể lắng, K lấy phụthuộc U0

Khi K = 1.3, ứng với U 0 = 24 m/s: Đối với nước thải công nghiệp

- Vmax: Tốc độ chuyển động của nước trong bể lắngứng với lưu lượng lớn nhất, Vmax = 0,3 (m/s) (Theo tài liệu 2 – Tài

liệu tham khảo)

- h1: Chiều sâu phần lắng của bể (h1 = 0.25 ÷1mm)

- U0: Độ lớn thủy lực của hạt cặn với đường kính0.2 ÷ 0.25 giữ lại trong bể U0 = 18 ÷24 mm/s

b Diện tích mặt thoáng của nước thải trong bể lắng cát ngang được tính theo công thức:

- F: Diện tích mặt thoáng của nước thải (m2)

- Qmax: Lưu lượng nước thải (m3/s)

- Vmax: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể (m/s)

- U0: Độ lớn thuỷ lực của hạt cặn (m/s)

c Chiều rộng tổng cộng của bể lắng cát ngang

L

F

B =Trong đó:

- B: Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát (m)

- F: Diện tích mặt thoáng của nước thải (m2)

- L: Chiều dài bể lắng cát ngang (m)

d Thể tích của bể lắng cát ngang tính theo công thức sau:

Wc = Q.TTrong đó:

- Wc: Thể tích của bể lắng cát ngang (m3)

- Q: Lưu lượng nước thải (m3/s)

- T: Thời gian lưu nước 30 ÷60 giây.

e Chiều cao lớp cát trong bể lắng

B F

- hc: Chiều cao lớp cát trong bể lắng (m)

- Wc: Thể tích của bể lắng cát ngang (m3)

- F: Diện tích mặt thoáng của nước thải (m2)

- B: Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát (m)

f Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang

H xd = h 1 + h 2 + h 3

Trong đó:

- h1:Chiều sâu phần lắng của bể (m)

- h2:Chiều sâu lớp cặn lắng (m)

- h3:Chiều cao bảo vệ từ mực nước đến thành bể, h3 = 0.2 ÷0.4 m

III.5.1.2.3 Bể lắng cát sục khí

Trong hệ thống xử lý, nước thải trước khi đưa qua các công trình phía saucần phải qua bể lắng cát với mục đích bảo vệ các thiết bị máy móc khỏi bị màimòn, giảm sự lắng đọng của vật liệu nặng trong ống, kênh, mương dẫn nước thải

…, giảm số lần súc rửa các bể phân hủy cặn do tích tụ qúa nhiều cát

Bể lắng cát sục khí có cấu tạo giống như bể lắng ngang Dọc theo chiềungang một bên vách của bể đặt hệ thống ống sục khí nhằm tạo cho nước thảichuyển động theo quỹ đạo tròn và xoắn ốc quanh trục theo hướng dòng chảy Dovận tốc ngang trong vòng xoắn ốc lơn nên các hạt cặn hữu cơ lơ lửng không lắngxuống, nên trong thành phần cặn lắng chủ yếu là cát từ 90 – 95% Hiệu suất làmviệc của bể lắng cát có sục khí khá cao

Bể lắng cát sục khí cần có chiều sâu ít nhất bằng 2m để tạo nên vòng xoáy

Tỷ số giữa chiều rộng và chiều sâu bể vào khoảng: B / H = 1,5 : 1.

Đầu phân phối khí đặt cách đáy bể một khoảng từ 0,45 – 0,6m

Bảng 11 : Các thông số điển hình cho việc thiết kế bể lắng cát thổi khí

Kích thước

Chiều sâu, m

Chiều rộng, m

Chiều dài, m

Tỷ số chiều rộng / chiều sâu

Thời gian lưu nước khi lưu lượng có gía

trị lớn nhất, phút

Cấp không khí, m3/m chiều dài.phút

Lượng cát và váng cát, m3/103m3

2 - 52,5- 77,5 -201:1 – 5:1

2 - 5

0,15 – 0,450,004 – 0,2

1,5 - 13

0,30,015

(Theo giáo trình công nghệ XLNT của Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga)

a Thể tích bể lắng cát thổi khí

V = Q max t

Trong đó:

- V: Thể tích bể lắng cát (m3)

- Qmax: lưu lượng nước qua bể lắng (m3/s)

- t: thời gian lưu nước trong bể (s), chọn theo bảng 11

b Chiều cao thiết kế của bể

H = h + h 1

Trong đó:

- h: chiều cao công tác bể lắng cát (m)

- h1: chiều cao dự trữ của bể (m)

c Chiều dài của bể lắng cát thổi khí

H B

V L

=Trong đó:

- L: Chiều dài bể lắng cát (m)

- B: Chiều rộng của bể lắng (m)

- V: Thể tích bể lắng cát (m3)

d Diện tích bể lắng

F = L B

Trong đó:

- F: Diện tích của bể lắng cát (m2)

- L: Chiều dài bể lắng cát (m)

- B: Chiều rộng của bể lắng (m)

e Lượng không khí cần cấp trên 1 mét chiều dài

Q k = q k L

Trong đó:

- Qk: Lượng không khí cần cấp (m3/ phút)

- L: Chiều dài bể lắng cát (m)

- qk : Cường độ không khí cần cung cấp trên một mét chiều dài bể,chọn theo bảng 11

f Công suất máy nén khí cần thiết cho sục khí ở bể điều hòa

η.2,10

)1.(

400,

34 0 29

k Q p

Trong đó:

- Qk: Lưu lượng không khí cần cung cấp (m3/s)

- η : Hiệu suất máy bơm, thường η = 0,75 – 0,8

- p: áp lực của khí nén (at) (Được tính theo công thức 149 - trang 122

theo tài liệu 1– Tài liệu tham khảo)

33,10

33,

p= +ΗTrong đó:

- Hc: Áp lực yêu cầu chung khi tạo bọt khí (m)

- h: Mực nước cao nhất trong bể (m)

- hd, hc, hp: Tổn thất áp lực theo chiều dài, cục bộ và của ống phânphối khí (m)

III.5.1.2.3 Bể lắng cát đứng

Hiện tại bể lắng cát đứng xây dựng theo nguyên tắc nước chảy từ dưới lêntrên dọc theo thân bể

Các thông số thiết kế

- Tính toán bể lắng cát đứng thường dựa theo tải trọng phân bố lên bềmặt bể, thường lấy khoảng 100 – 130 m3/m2

- Tốc độ nước chảy trong máng thu, V = 0,4 (m/s)

- Chiều cao phần hình trụ của bể được xác định với thời gian lưu nước

t = 2 – 3,5 phút

- Tốc độ nước dâng lên, v = 3 -3,7 (m/s)

(Theo tài liệu theo tài liệu 1– Tài liệu tham khảo)

Công thức tính bể lắng cát đứng

a Diện tích tiết diện ngang của bể

V

Q

F = maxTrong đó:

- F: Diện tích tiết diện ngang của bể (m2)

- Qmax: Lưu lượng tối đa của nước thải (m3/s)

- V: Tốc độ nước chảy vào máng thu, V = 0,4 (m/s)

b Chiều cao công tác của bể lắng tính theo công thức:

h 1 = V.t

Trong đó:

- h1: chiều cao công tác của bể lắng (m)

- V: Tốc độ nước chảy vào máng (m/s)

- t: thời gian lưu nước (giây)

c Chiều sâu tổng cộng của bể lắng cát đứng tính theo công thức:

H = h 1 + h 2 + h 3 + h 4

Trong đó:

- H: Chiều sâu tổng cộng của bể lắng cát đứng (m)

- h1:Chiều cao công tác của bể lắng cát đứng (m)

- h2: Chiều cao của mái bể, h2 = 0,5m

- h3:Chiều cao đáy hính nón (m)

- h4: Chiều cao bảo vệ, h4 = 0,2 – 0,4m

d Đường kính của bể lắng cát đứng tính theo công thức:

- Nếu mặt bằng bể là hình tròn thì:

- D: Đường kính của bể lắng cát đứng (m)

- F: Diện tích tiết diện ngang của bể (m2)

III.5.1.3 Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải saukhi qua bể lắng cát

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng:

- Lưu lượng nước thải;

- Thời gian lắng;

- Khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng, tải trọngthuỷ lực;

- Sự keo tụ các chất rắn;

- Vận tốc dòng chảy trong bể;

- Sự nén bùn đặc;

- Nhiệt độ nước thải;

- Kích thước bể lắng

Phân loại bể lắng

Căn cứ theo chiều của dòng chảy, các bể lắng được phân thành:

- Bể lắng ngang

- Bể lắng đứng

- Bể lắng Radian

 Bể lắng ngang

Hình 2: Sơ đồ mặt bằng của bể lắng ngang

2.Máng phân phối 4.Máng thu nước3.Tâm chắn nửa chìm nửa nổi 5.Máng thu chất nổiBể lắng cát ngang có mặt bằng là hình chữ nhật Nước thải đi vào vùng phânphối đặt ở đầu bể lắng, qua vách phân phối, nước chuyển động đều vào vùnglắng, thường cấu tạo dạng máng có lỗ

Bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên 15000

m3/ngày

Hiệu suất lắng đạt 60% Trong bể lắng thường chia bể ra thành nhiều đơnnguyên để phân phối đều nước

 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng có mặt bằng là dạng hình tròn hoặc hình vuông, đáy có dạnghình chóp cụt hay hình nón.

Bể lắng đứng có kết cấu đơn giản, thông thường đường kính của bể khôngvượt qúa 3 lần chiều sâu công công tác

Nước thải được đưa vào ống phân phối ở tâm bể với vận tốc từ 0,03 – 0.1m/s Nước thải được đưa vào máng dẫn nước vào ống trung tâm, sau khi nước thải

ra khỏi ống trung tâm va vào tấm chắn dòng, nước thải thay đổi hướng chảy từđứng sang ngang rồi dâng lên theo thân bể Nước thải đã lắng trong tràn quamáng thu đặt xung quang đi ra ngoài Trong qúa trình nước thải dâng lên theothân bể thì cặn lắng xuống hố thu

Để cặn lắng tự chảy đến hố thu thì góc tạo bởi tường đáy bể và mặt nằmngang không làm nhỏ hơn 450

Các thông số tính bể lắng đứng

- Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng đứng t = 1,5 giờ (Theo tài liệu

1– Tài liệu tham khảo)

- Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn là 0,25 – 0,5

(m), chọn 0,4 (m) (Theo tài liệu 1– Tài liệu tham khảo)

- Công thức tính bể lắng đứng

a Diện tích ống trung tâm xác định theo công thức:

V

Q F

h tb

=

1

Trong đó:

- F1: Diện tích ống trung tâm (m)

- Qtbh: lưu lượng nước thải trung bình giờ (m3/h)

- V: Vận tốc nước chảy qua ống trung tâm V = 0,03 – 0,1 m/s (Theo

tài liệu 1– Tài liệu tham khảo)

b Đường kính ống trung tâm

4F

d =Trong đó:

- d: Đường kính ống trung tâm (m)

- F1: Diện tích ống trung tâm (m2)

c Đường kính phần loe ống trung tâm

D L = 1,35 * d

Trong đó:

- DL: Đường kính phần loe ống trung tâm (m)

- d: Đường kính ống trung tâm (m)

d Đường kính tấm chắn

Dc = 1,3 * D L

Trong đó:

- Dc: Đường kính tấm chắn (m)

- DL: Đường kính phần loe ống trung tâm (m)

e Diện tích của bể lắng đứng xác định theo công thức:

v

Q F

h tb

=2Trong đó:

- F2: Diện tích của bể lắng (m2)

- v: Tốc độ nước dâng trong bể lắng, thường v = 0,5 -0,8 mm/s (Theo

tài liệu 2 – Tài liệu tham khảo)

- Qtbh: lưu lượng nước thải trung bình giờ (m3/h)

f Diện tích tổng cộng của bể lắng

F = F 1 + F 2

Trong đó:

- F: Diện tích tổng cộng của bể lắng (m2)

- F1:Diện tích ống trung tâm (m2)

- F2:Diện tích của bể lắng (m2)

g Đường kính của bể lắng

π

F

Trong đó:

- D: Đường kính của bể lắng (m)

- F: Diện tích tổng cộng của bể lắng (m)

h Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng

h tt = v * t

Trong đó:

- htt: Chiều cao của vùng lắng (m)

- v: Tốc độ nước dâng trong bể lắng, thường v = 0,5 -0,6 mm/s (Theo

tài liệu 2 – Tài liệu tham khảo)

- t: thời gian lắng, t = 1,5h

i Chiều cao phần hình nón của bể lắng xác định theo công thức

- hn:Chiều cao phần hình nón (m)

- D: Đường kính của bể lắng (m)

- α: Là góc tạo bởi đáy và mặt ngang lấy không nhỏ hơn 450,

chọn α = 500

j Chiều cao tổng cộng của bể lắng

H = h + h n + h bv

Trong đó:

- H: Chiều cao tổng cộng của bể lắng (m)

- h: Chiều cao vùng lắng (m)

- hn:Chiều cao phần hình nón (m)

- hbv: Chiều cao bảo vệ của bể lắng (m)

III.5.2 Phương pháp xử lý sinh học

Nước thải trong các khoa của bệnh viện v.v… có chứa nhiều chất hữu cơ hòatan như : hợp chất chứa nitơ, protêin, hydratcacbon … có thể đưa vào xử lý nướcthải bằng phương sinh học

Phương pháp này dựa trên hoạt động sống của vi sinhh vật để phân hủy cácchất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải thành những chất vô cơ, CO2 và nước.Phương pháp xử lý được chia làm hai loại:

- Phương pháp yếm khí: Là phương pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí

hoật động sống không cần có sự cung cấp của oxy

- Phương pháp hiếu khí: Là phương pháp sử dụng các vi sinh vật có sẵn trong

tự nhiên, hoật động sống của vi sinh vật cần cung cấp oxy và nhiệt độ duy trì từ

20 – 40oC

III.5.2.1 Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá sinh trong điều

kiện tự nhiên

III.5.2.1.1 Hồ sinh vật

Hồ sinh vật là các ao hồ có sẵn trong tự nhiên hoặc nhân tạo Trong hồ diễn

ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất khoáng, các chất bẩn hữu cơ do các vikhuẩn, tảo, các loài thuỷ sinh vật khác nên tốc độ oxy hóa xảy ra chậm, nên thờigian lưu nước trong hồ lớn khoảng từ 30 – 50 ngày Các vi sinh vật sử dụng oxyhoà tan trong nước cũng như lượng oxy sinh ra từ quá trình quang hợp nước thảicủa rêu, tảo Ngược lại, rêu, tảo sử dụng CO2, NH4+, photphat được giải phóng ratừ qúa trình phân hủy các chất hữu cơ để thực hiện qúa trình quang hợp

Hồ sinh vật có thể phân thành 3 loại hồ sau:

- Hồ sinh vật hiếu khí

- Hồ sinh vật kỵ khí

- Hồ sinh vật tuỳ nghi

III.5.2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng:

Trong điều kiện tự nhiên, gió và nhiệt độ là 2 yếu tố chính ảnh hưởng đến sựxáo trộn của nước trong hồ Sự xáo trộn nước trong hồ có 2 chức năng:

Rút ngắn thời gian lưu nước trong hồ và giảm các vùng chất bị thiếu ôxy.Phân bố đều các chất dinh dưỡng cho tảo, cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật

III.5.2.1.3 Khả năng áp dụng hồ sinh học

Hồ sinh học nói chung, đặc biệt là hồ hiếu khí và kỵ khí áp dụng ở nước tatương đối thích hợp, có thể kết hợp dùng làm hồ thả bèo nuôi cá Điều đó đem lạihiệu quả kinh tế và tăng cường khả năng xử lý nước thải Nếu thả bèo trên mặthồ sẽ làm tăng thêm nguồn ôxy cho quá trình quang hợp đồng thời rễ của bèo cónhiều vi sinh vật sẽ thúc đẩy cho quá trình ôxy hoá, nhưng không nên thả bèonhiều làm kín mặt hồ để đảm bảo đủ ánh sáng xuyên qua

III.5.2.1.4 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc

Qúa trình xử lý nước thải được thực hiện trên cánh đồng tưới và bãi lọc dựavào khả năng giữ cặn có trong nước thải ở trên mặt đất, nước được thấm qua đấtnhư qua lớp vật liệu lọc, nhờ có oxy trong các lỗ hổng và mao quản trong lớp đấtmặt các vi sinh vật hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn.Xuống càng sâu lượng ôxy càng giảm dần đến qúa trình oxy hóa giảm theo Cuốicùng là độ sâu diễn ra qúa trình khử nitrat Qúa trình oxy hóa chỉ xảy ra ở lớp đấtmặt sâu tới 1,5m do vậy, cánh đồng tưới và bãi lọc chỉ được xây dựng ở nhữngnơi có mực nước ngầm thấp hơn 1,5m so với mặt đất

Cách đồng tưới có 2 chức năng là xử lý nước thải và tưới bón cho cây Nướcthải trước khi đưa vào cánh đồng tưới và bãi lọc cần phải qua xử lý sơ bộ, nhằmtránh các tạp chất lơ lửng, dầu mỡ … bít kín các lổ hổng và mao quản của lớp đấtmặt Làm giảm sự thoáng khí, gây ảnh hưởng xấu đến qúa trình oxy hóa chất bẩnhữu cơ của vi sinh vật Thời gian lưu nước thường từ 6 – 8giờ

Cánh đồng này thường được xây dựng ở nơi đất sét hoặc pha cát, đồng thờicách xa khu dân cư về cuối hướng gió từ 300 -1000m.

Hiệu quả xử lý đạt được từ cánh đồng tưới và bãi lọc như sau: BOD20 còn lại

10 – 15mg/l, NO- 3 là 25 mg/l, vi khuẩn giảm đến 99%.

Kết luận: bệnh viện sẽ không áp dụng xử lý nước thải bằng các phương pháp

trên vì diện tích của bệnh viện không đủ để xây dựng các công trình này

III.5.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá sinh trong điều kiện nhân tạo

III.5.2.2.1 Bể Aerotank

III.5.2.2.1.1 Khái niệm

Bể Aerotank là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấpliên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải vàcấp đủ ôxy cho vi sinh vật ôxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải

Trong bể Aerotank chứa bùn hoạt tính là tập hợp của những vi sinh vật đượchình thành trong qúa trình cung cấp ôxy vào nước thải Đó là những vi sinh vật cókhả năng hấp thụ và ôxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải khi có mặt củaôxy Về khối lượng, bùn họat tính được tính bằng khối lượng chất bay hơi có trongtổng hàm lượng bùn

III.5.2.2.1.2 Quá trình oxy hóa trong bể

Quá trình ôxy hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong Aerotank qua 3 giaiđoạn:

- Giai đoạn 1: Tốc độ ôxy hóa xác định bằng tốc độ tiêu thụ ôxy

- Giai đọan 2: Bùn họat tính khôi phục khả năng ôxy hóa, đồng thờiôxy hóa các chất hữu cơ chậm ôxy hóa còn lại Trong giai đoạn một tốcđộ oxy hóa rất cao, có khi gấp 3 lần giai đoạn hai

- Giai đoạn ba: Sau một thời gian khá dài tốc độ ôxy hóa cầm chừngvà có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ ôxy tăng lên Đây làgiai đoạn nitrat hóa các muối amon.

III.5.2.2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của Aerotank

a Lượng ôxy hòa tan trong nước.

Để tạo điền kiện cho vi sinh vật hiếu khí bể Aerotank có khả năng oxy hóacác chất bẩn hữu cơ đạt hiệu quả thì cần phải cung cấp đủ lượng oxy hòa tan.Lượng oxy hòa tan được coi là đủ khi lượng nước thải ra trong bể lắng đợt II cónồng độ oxy hòa tan là 2 mg/l

Để đáp ứng nhu cầu oxy hòa tan trong bể ta thường chọn một trong các giảipháp sau:

- Dùng khuấy cơ học với dạng khuấy ngang hoặc khuấy đứng Nhưngbiện pháp này không hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu oxy hóa cầnthiết cho vi sinh vật

- Thổi và sục khí bằng hệ thống khí nén với các hệ thống phân tán khíthành các dòng hoặc tia lớn nhỏ khác nhau

- Kết hợp khí nén với khuấy đảo

b Thành phần dinh dưỡng đối với vi sinh vật

Thành phần dinh dưỡng chủ yếu trong nước thải là cacbon gọi là chất nềnđược thể hiện bằng BOD Ngoài BOD còn có nitơ và phosphat ở dạng NH4+ vàmuối phosphat Đây là những chất dinh dưỡng tốt nhất đối với sinh vật

Nếu lượng chất dinh dưỡng có trong nước thải không đủ sẽ ảnh hưởng đếnmức độ sinh trưởng và phát triển của sinh vật, thể hiện qua lượng bùn hoạt tính bịgiảm

Ngoài ra, nếu lượng nitơ trong nước thải không đủ trong thời gian dài làmcho bùn hoạt tính khó lắng, các hạt bông bùn sẽ bị nổi lên theo dòng nước ra làm

cho nước khó trong và chứa một lượng lớn vi sinh vật, ảnh hưởng đến tốc độ sinhtrưởng của vi sinh vật.

Ngược lại, nếu lượng photpho thiếu dẫn đến vi sinh vật sẽ phát triển ở dạngsợi là nguyên nhân làm cho bùn hoạt tính bị phồng lên, khó lắng và bị cuốn rakhỏi hệ thống xử lý, làm giảm sinh trưởng của bùn hoạt tính và giảm cường độqúa trình ôxy hóa

Trong thực tế, nếu dùng hồi lưu lại bùn hoạt tính nhiều lần sẽ làm giảm hiệuquả làm sạch của nước vì lượng vi sinh vật phát triển không tốt do không còn đủlượng dinh dưỡng Vì vậy, để khắc phục điều này cần phải có tỉ lệ các chất dinhdưỡng cho qúa trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí như sau:BOD : N : P = 100 : 5 : 1 , thường tỉ lệ này chỉ đúng trong 3 ngày đầu, trongthời gian này vi sinh vật trong bể Aerotank phát triển mạnh và bùn hoạt tính cũngđược tạo thành nhiều nhất

Khi trong nước thải không có đủ nitơ và photpho người ta bổ sung bằng cáchcho thêm phân nitơ, photpho và kali vào trong nước thải

Nếu trường hợp dư thừa lượng N và P, phải khử các thành phần này bằngbiện pháp sinh học hoặc xử lý bằng ao hồ ổn định với việc nuôi trồng bèo, raumuống và các thực vật nổi khác

c Aûnh hưởng của nhiệt độ Tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa tăng khi nhiệt độ tăng Nhưng trong thực

tế nhiệt độ nước thải trong hệ thống xử lý được duy trì trong khoảng 20 – 300C.Nếu nhiệt độ tăng qúa ngưỡng trên có thể làm cho vi sinh vật bị chế Ngược lại,nếu nhiệt độ qúa thấp thì tốc độ làm sạch sẽ bị giảm và qúa trình thích nghi của

vi sinh vật trong môi trường mới bị chậm lại, hiệu quả xử lý nước thải không cao.Tuy nhiên, khi nhiệt độ nước thải tăng thì độ hòa tan của oxy trong nướcgiảm Do vậy,để duy trì nồng độ oxy hòa tan trong nước người ta tiến hành sụckhí liên tục

d Aûnh hưởng do pH của nước thải

Giá trị pH cũng ảnh hưởng đến qúa trình tạo men trong tế bào và qúa trìnhhấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bào Đối với đa số loại vi sinh vật khoảng gíatrị pH tối ưu là từ 6,8 – 8,5

e Nồng độ các chất lơ lửng

Nồng độ các chất lơ lửng trong nước thải không qúa 150 mg/l thì xử lý bằngbể Aerotank sẽ cho hiệu quả phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn cao

Ngược lại, nếu nồng độ các chất lơ lửng trong nước thải không vượt qúa100mg/l thì loại hình xử lý thích hợp là bể lọc sinh học

Tuy nhiên, đây chỉ là những quy ước thực nghiệm đối với những loại bểAerotank thông thường, còn đối với các bể Aerotank khuấy đảo hoàn toàn thìnồng độ các chất lơ lửng có thể là cao hơn Nhưng với hàm lượng chất lơ lửng caosẽ ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý, vì vậy cần phải qua bể lắng đợt 1 trong qúatrình xử lý để loại bỏ bớt cặn lớn và một phần chất rắn lơ lửng

III.5.2.2.1.4 Phân loại bể Aerotank

Có nhiều cách phân loại Aerotank:

- Phân loại theo chế độ thủy động: Aerotank đẩy, Aerotank khuấytrộn, Aerotank hỗn hợp

- Phân loại theo chế độ làm việc của bùn hoạt tính: Aerotank cóngăn hoặc tái sinh bùn hoạt tính tách riêng và loại không có ngăntái sinh bùn hoạt tính tách riêng

- Theo tải trọng BOD trên 1 gam bùn trong một ngày ta có:Aerotank tải trọng cao, Aerotank tải trọng trung bình, Aerotank tảitrọng thấp.…

Dưới đây là một số bể Aerotank đại diện thường dùng trong quá trình xử lýnước thải:

Bể Aerotank truyền thống

Bùn tuần hoàn

Hình 3: Sơ đồ công nghệ bể Aerotank truyền thốáng

Nước thải sau bể lắng đợt I được trộn đều với bùn hoạt tính tuần hoàn ởngay đầu bể Aerotank Dung tích bể được thiết kế với thời gian lưu nước để làmthoáng trong bể từ 6 – 8 giờ khi dùng hệ thống sục khí và khi dùng thiết bị khuấyđảo làm thoáng bề mặt thì t = 9 – 12 giờ Tuổi của bùn thường từ 3 – 15 ngày.Nồng độ BOD đầu vào thường < 400 mg/l, hiệu quả xử lý BOD vào khoảng 80 –95%

Bể Aerotank tải trọng cao

Bể Aerotank tải trọng cao được áp dụng để xử lý nước thải đầu ra đạt chấtlượng từ loại B - C

Nước thải qua bể lắng đợt I và được trộn đều với 10 – 20% lượng bùn tuầnhòan đi vào bể Aerotank để làm thoáng trong thời gian 1 – 3 giờ Nồng độ bùnhoạt tính trong bể ≤ 1000 mg/l, lượng BOD đầu vào lớn hơn 500 mg/l LượngBOD được khử từ 60 – 65%

Bể Aerotank được cấp khí giảm dần theo dòng chảy

Nước thải và bùn họat tính được đưa vào đầu bể Thường ở đây có nồng độchất hữu cơ nhiễm bẩn lớn nhất, sẽ xảy ra cường độ ôxy hóa cao, nhu cầu lượngôxy lớn nhất Do đó cần cấp không khí nhiều và giảm dần theo chiều dài bể Thờigian sục khí nước thải với bùn hoạt tính là 6 – 8 giờ Lượng bùn sau khi hoạt hóađược hồi lưu thường bằng 25 – 50% lưu lượng dòng vào

Bể lắng I AerotankAerotankBể Bể Bể lắng

II

Nước thải

Bùn thải

Ưu điểm của bể:

- Giảm được lượng không khí cấp,

- Không có sự làm hiếu khí qúa mức ngăn cản sự sinh trưởng và hoạtđộng của vi khuẩn khử các hợp chất chứa nitơ, trong đó có giai đoạn khửnitrat thành N2 bay vào không khí

Bể Aerotank ổn định và tiếp xúc

Nước thải từ bể lắng I được trộn đều với bùn hoạt tính đã được tái sinh đưavào ngăn tiếp xúc của bể, ở ngăn tiếp xúc bùn hoạt tính hấp phụ phần lớn cácchất keo lơ lửng, các chất hữu cơ ở dạng hòa tan có trong nước thải với thời gianrất ngắn khoảng 0,5 – 1giờ rồi chảy sang bể lắng đợt II Bùn lắng ở đáy bể lắngđợt II được bơm tuần hoàn lại ngăn tái sinh Ơû bể tái sinh, bùn được làm thoángtrong thời gian từ 3 – 6 giờ để oxy hóa hết các chất bẩn hữu cơ, bùn sau khi táisinh trở thành ổn định Bùn dư được thải ra ngoài

Hình 4 : Sơ đồ công nghệ bể aerotank ổn định và tiếp xúc

Bùn thải

Bể Aerotank có dung tích nhỏ, chịu được sự dao động của lưu lượng và chấtlượng nước thải.

Bể Aerotank thông khí kéo dài

Bể làm thoáng kéo dài được thiết kế với tải trọng thấp, tỷ số giữa chất dinhdưỡng với vi sinh vật thấp, thời gian làm thoáng lơn từ 20 – 30 giờ nhằm tạo điềukiện cho vi sinh vật trong bể làm việc ở giai đoạn hô hấp nội bào

Bể này chỉ áp dụng cho nhà máy xử lý nước thải có công suất Q ≤ 3500

m3/ngày

Tải trọng tính theo BOD5 trên một đơn vị thể tích bể La = 240 mg BOD/m3.ngày

Lượng không khí cần cấp vào tính theo BOD:

- Bể sâu 1,8m cần 280 m3/ 1kg BOD5

- Bể sâu 2,7m cần 187 m3/ 1kg BOD5Nếu làm thoáng bằng máy khuấy cơ học trên bề mặt thì cần không ít hơn 2

kg O2/ 1kg BOD5

Hình 5: Sơ đồ làm việc bể Aerotank làm thoáng khí kéo dài

Bùn dư

Bể Aerotank thông khí kéo dài

Bể Aerotank thông khí kéo dài

Bể lắng II

thải

Bể Aerotank có khuấy đảo hoàn chỉnh

Bể hiếu khí có tốc độ thông khí cao khuấy đảo hoàn chỉnh là loại bể tươngđối lý tưởng để xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm và các chất lơ lửng cao Bểnày có thời gian làm việc ngắn

Trong bể Aerotank nước thải, bùn hoạt tính , ôxy hóa tan được khuấy trộnđều Do đó, nồng độ các chất được phân bố đều ở mọi nơi trong bể và dẫn đếnquá trình ôxy hóa được đồng đều, hiệu quả cao

Ưu điểm của quy trình công nghệ này

- Pha loãng ngay nồng độ các chất nhiễm bẩn, kể cả các chất độc hạinếu có

- Không xảy ra hiện tượng qúa tải cục bộ ở mọi nơi trong bể

- Thích hợp cho xử lý các loại nước thải có tải trọng cao, chỉ số thể tíchbùn cao, cặn khó lắng

 Các thông số tính toán bể Aerotank

Nồng độ bùn hoạt tính lấy theo hàm lượng BOD ban đầu đi vào bể Aertanknhư sau:

- BOD5 ≤ 100 mg/l thì X ≤ 1500 mg/l

- BOD5 = 100 – 150 mg/l thì X ≤ 2000 mg/l

- BOD5 = 150 – 200 mg/l thì X ≤ 2800 mg/l

- BOD5 > 200 mg/l thì X = 2800 – 4000 mg/l

- Nếu bể Aerotank làm thoáng kéo dài thì X ≤ 5000 mg/l

(Theo tài liệu 3 – Tài liệu tham khảo)

- Độ tro của bùn hoạt tính Z lấy bằng 0,3

 Công thức tính toán bể Aerotank

a. Thể tích làm việc của Aerotank tính theo tuổi của bùn hay thời

gian lưu bùn hoạt tính trong bể (Theo công thức 5 – 21/ 66, tài liệu 3 –

Tài liệu tham khảo)

) 1

(

) (

c d

c

k X

Y S S Q V

- V: Thể tích làm việc của bể Aerotank (m3)

- Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm cần xử lý (m3/ngày)

- S0: Hàm lượng BOD5 ở đầu vào của nước thải (mg/l)

- S: Hàm lượng BOD5 ở đầu ra của nước thải sau xử lý (mg/l)

- Y: Hệ số sinh trưởng cực đại (mg bùn hoạt tính / mg BOD5 tiêu thụ)

- θc: Thời gian lưu bùn trong bể, thường từ 15 - 20 ngày

- X: Nồng độ bùn hoạt tính (mg/l)

- Kd: Hệ số phân hủy nội bào (ngày -1)

b. Thời gian nước lưu lại trong bể

Q

V

t =Trong đó:

- t: Thời gian nước lưu lại trong bể (giờ)

- V: Thể tích của bể Aerotank (m3 )

- Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm (m3/ngày đêm)

c Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính (Theo công thức 5 – 24/

67 , tài liệu 3 – Tài liệu tham khảo)

d c b

K

Y Y

1+θ

=Trong đó:

- Yb: Tốc độ tăng trưởng của bùn họat tính

- Y: Hệ số sinh trưởng cực đại (mg bùn hoạt tính / mg BOD5 tiêu thụ)

- θc:Thời gian lưu bùn trong bể, chọn 10 ngày

- Kd: Hệ số phân hủy nội bào (ngày -1), chọn Kd = 0,055/ngày