Chọn thiết kế hệ thống đất ngập nước theo dạng cánh đồng ngập nước bề mặt.
- Lưu lượng dịng thải : Q0= 46,83m3/ngày.đêm - Tải trọng BOD5 trước khi xử lý là : C0 = 307 mg/l.
- Tải trọng BOD5 sau xử lý là : C1 <100mg/l (QCVN 62-MT:2016/BTNMT cột B) -Chỉ số TSS= 373 mg/l.
- Áp dụng cơng thức tải lượng bề mặt (ALR) đối với tình trạng lưu lượng trung bình hàng ngày (Q0) để xác định điều kiện giới hạn kích thước của hệ thống. Ta cĩ:
Với : ALR : Tốc độ tải lượng bề mặt (chọn BOD5 = 60kgBOD5/ha.ngày, TSS = 50 kg/ha.ngày[ CITATION Don00 \l 1033 ]
Q0 : lưu lượng dịng thải vào (m3/ngày.đêm) C0 : nồng độ chất thải đầu vào
-Với TSS:)=3.493 (m)
Chọn diện tích đầm lầy để xử lý TSS là 0.34935 ha để cĩ thể xử lý tốt cả TSS và BOD5
Tính thể tích đầm lầy
VW = AW*h
Với :VW : Thể tích đầm lầy (m3)
h : chiều sâu trung bình của mực nước trong đầm (m) Chọn độ sâu trung bình của mực nước trong đầm là 0.4m;
Ta cĩ: VW = 0,34935 ha * 10.000m2/ha*0,4m= 1.397 (m3)
Tính thời gian lưu nước trên lý thuyết:
Với : T : thời gian lưu nước trong đầm (ngày) : hệ số độ xốp của wetland
Chọn rằng độ sâu trung bình là 0.4 m và = 0,8
Thì
+ Độ dốc thủy lực nước bề mặt.
Với : V : vận tốc trung bình của dòng chảy (m/s) n : hệ số nhám Manning(s/m1/3)
H : độ sâu trung bình của dòng chảy(m)
S : độ dốc thủy lực hoặc độ nghiêng của nước bề mặt
= =0,0736 suy ra S = 0,00543 = 0,54%
+ Tải trọng thuỷ lực
Với :HLR mức tải trọng thủy lực (m/ngày)
Ta cĩ: HLR = = 0,0134 m/ngày = 1,34 (cm/ngày)
+ Kiểm tra tải trọng hữu cơ theo BOD5
= = 41,153 (kgBOD5 /ha.ngày) + Hiệu quả loại bỏ BOD5:
Với : C0 : nồng độ BOD5 đầu vào(mg/l) C1 : nồng độ BOD5 đầu ra (mg/l) t(HRT) : thời gian lưu nước (ngày)
Kb : hằng số tốc độ loại bỏ BODriêng (T-1) T : nhiệt độ (0C)
Ta cĩ ==57,063 (mg/l) Tính hiệu quả xử lý BOD :
Ta thấy BOD5 lý thuyết sau khi xử lý bằng đất ngập nước nhân tạo sẽ ở mức 57,063 mg/l (hiệu suất 81,41%) < 100 mg/l đạt QCVN 62-MT:2016/BTNMT cột B về mức BOD5 xả thải ra nguồn nước khơng dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
+ Hiệu quả xử lý sẽ cao hơn nếu chia vùng đất ngập nước ra thành nhiều đới. + Việc đưa các lồi thực vật cĩ khả năng xử lý nước thải vào vùng đất ngập nước sẽ làm nâng cao hiệu quả xử lý ơ nhiễm, giảm đi đáng kể lượng bốc hơi nước, làm giảm nguy cơ gia tăng nồng độ ơ nhiễm do bốc hơi nước.
- Phân chia diện tích đất ngập nước sử dụng ra làm 2 đới: đới thứ nhất cĩ vai trị như ao oxy hố nhằm làm giảm nồng độ BOD, COD, TSS và các chất ơ nhiễm trước khi đưa vào đới thứ 2. Với diện tích 0.12ha. Đới thứ hai là vùng cĩ trồng thêm các lồi thực vật hấp thụ ơ nhiễm, nhằm gia tăng hiệu quả xử lý ơ nhiễm . Với diện tích 0.22 ha. - Đới thứ 2 được chia ra làm 2 khu vực kế tiếp nhau để trồng 2 lồi thực vật đĩ là Sậy và Lục Bình. Mục đích của việc đưa hai loại thực vật khác nhau là nhằm tăng hiệu quả xử lý các nguồn ơ nhiễm khác nhau.
+ Nước thải sau khi qua ao oxy hố thì lượng chất rắn lơ lửng và hịa tan cịn cao nên ta bố trí trồng sậy trước vì sậy và lồi thực vật cĩ bộ rễ cắm vào đáy ao cĩ thân nhơ lên khỏi mặt nước nên sẽ tạo sự cản trở làm tăng khả năng lắng của các chất lơ lửng.
+ Tiếp theo nước thải sẽ qua ao Lục Bình vì lúc này trong nước thải chủ yếu chỉ cịn các thành phần hữu cơ, Lục Bình là thực vật nổi cĩ rễ trơi nổi trong nước nên sẽ cĩ hiệu quả cao hơn trong việc loại bỏ hữu cơ trong nước.
- Chọn tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của các vùng xử lý là 5-1. tỷ lệ này là tối ưu từ thực tế các cơng trình xử lý nước thải bằng đất ngập nước (Breen, P F& Spears, M 1995, Somes et al. 1998, Persson et al. 1999)
Ao Oxy hĩa Ao trồng sậy Ao lục bình
Tương tự đới 2, diện tích 0.22 ha, chia làm 2 khu vực trồng Sậy và Lục Bình, mỗi khu vực 0.11 ha.->Kích thước dài rộng của mỗi khu vực tương tự là: Chiều dài L = 75m, chiều rộng B = 15m
Hình 4.1: Mơ hình thiết kế sơ bộ đất ngập nước xử lý nước thải chăn nuơi