4. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ CẶN LẮNG ĐẾN OXY HỒ TAN CỦA
BỂ ĐIỀU LƯU
Nước thải sinh hoạt và sự biến động về lưu lượng của nĩ theo thời gian và khơng gian
Theo định nghĩa của một số nước, nước thải sinh hoạt (domestic wastewater) là nước thải của các hộ dân cư, khu vực thương mại, các cơ quan và các khu vui chơi, giải trí. Đối với những khu dân cư đã phát triển ổn định, việc xác định lưu lượng nên tiến hành bằng cách đo trực tiếp. Đối những khu cịn đang xây dựng và qui hoạch phát triển, lưu lượng nước thải được ước tính theo các biện pháp được trình bày sau đây (lưu ý rằng lưu lượng nước thải cho một khu dân cư cĩ từ 1.000 người trở xuống hịan tồn khác hẳn với các khu dân cư lớn hơn).
Khu dân cư: đối với khu vực dân cư, lượng nước thải chủ yếu được xác định dựa trên dân số và lượng nước thải bình quân trên đầu người. Các số liệu về lượng nước thải trên đầu
người ở các khu vực dân cư ở Mỹ được trình bày trong bảng 2.1. Đối với các khu cịn trong tình trạng phát triển và khu dân cư lớn nên dựa trên dân số và qui hoạch sử dụng đất để dự báo lưu lượng nước thải. Nếu cĩ thể nên so sánh với số liệu của một khu dân cư cĩ qui mơ và qui hoạch tương tự (nên chọn các khu trong cùng khu vực). Trước đây việc dự báo dân số của khu vực là trách nhiệm của các kỹ sư, nhưng ngày nay các số liệu này cĩ thể tìm thấy dễ dàng ở các cơ quan quy hoạch cấp địa phương, khu vực hay quốc gia. Lượng nước tiêu thụ trên đầu người cũng rất biến động theo điều kiện cấp nước.
Lưu lượng nước thải tiêu biểu ở các khu dân cư Mỹ
Nguồn thải Đơn vị tính Lưu lượng, gal/đơn vị.ngày
Khoảng biến thiên Thơng dụng
Các hộ chung cư • nhà lầu Một đầu người 35 ÷ 75 50 • nhà trệt Một đầu người 50 ÷ 80 65 Khách sạn Một người khách 30 ÷ 55 45 Các hộ tư • nhà thơng thường Một đầu người 45 ÷ 90 70
• nhà tiện nghi hơn
Một đầu người 60 ÷ 100 80
• các hộ giàu
Một đầu người 75 ÷ 150 95
• các ngơi nhà cũ
• các nhà để nghỉ hè
Một đầu người 25 ÷ 50 40
Các trạm xe lửa
Một đầu người 30 ÷ 50 40
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Khu thương mại: các khu thương mại cĩ lưu lượng rất biến thiên theo loại hình phục vụ. Thường người ta biểu diễn đơn vị lưu lượng nước thải ở các khu thương mại bằng
gal/acre.d (m3/ha.d) dựa trên các dữ liệu hiện tại hoặc các qui hoạch tương lai. Ở Mỹ lưu lượng nước thải trung bình cho khu vực thương mại từ 7,5 ÷ 14 m3/ha.d. Lưu lượng nước thải cho từng loại hình phục vụ được tổng kết trong bảng 4.2.
Các cơ quan và khu vui chơi giải trí: lưu lượng nước thải ở các cơ quan thường tính bằng gal/nhân viên.ngày và biến động rất lớn theo địa phương, khí hậu và các tiện nghi lắp đặt trong cơ quan. Nước thải ở các khu vui chơi, giải trí biến động lớn theo mùa.
Các nguồn nước khác cĩ thể cĩ trong hệ thống thu gom nước thải
Nước thải được thu gom, đưa đến các hệ thống xử lý nước thải bằng các đường cống hay rãnh hở. Các loại nước khác như nước ngầm thấm vào cống qua các mối nối khơng kỹ của đường cống, nước mưa cĩ thể đi vào các hệ thống thu gom làm thay đổi lưu lượng của nước thải khi đến bể xử lý. "Cơ lập, làm kín" các hệ thống thu gom sẽ mang lại các lợi ích như khơng gây hiện tượng quá tải cho hệ thống xử lý, khơng gây úng, ngập các đường cống.
Các bước để tính tốn, thiết kế một bể điều lưu cho một xí nghiệp
Ở khu vực dân cư (nước thải sinh hoạt) và khu vực sản xuất (nước thải cơng nghiệp) nước thải được thải ra với lưu lượng biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất, mùa (mưa, nắng). Trong khi đĩ các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như về các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đĩ sự hiện diện của một bể điều lưu là hết sức cần thiết. Bể điều lưu cĩ chức năng điều hịa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để bảo đảm hiệu quả cho các qui trình xử lý sinh học về sau, nĩ chứa nước thải và các chất cần xử lý ở các giờ cao điểm, phân phối lại trong các giờ khơng hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống xử lý sinh học phía sau.
Các lợi ích của bể điều lưu như sau:
Bể điều lưu làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nĩ hạn chế hiện tượng "shock" của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như
hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các bể sinh học (do tính tốn chính xác). Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha lỗng hoặc trung hịa ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật.
Chất lượng của nước thải sau xử lý và việc cơ đặc bùn ở đáy bể lắng thứ cấp được cải thiện do lưu lượng nạp các chất rắn ổn định.
Diện tích bề mặt cần cho hệ thống lọc nước thải giảm xuống và hiệu suất lọc được cải thiện, chu kỳ làm sạch bề mặt các thiết bị lọc cũng ổn định hơn.
Cách tính tốn bể điều lưu:
Bước 1: đo lưu lượng nước thải từng giờ từ 0 giờ ngày hơm trước đến 0 giờ ngày hơm sau (cĩ thể thơng qua việc đo lưu lượng nước sử dụng trừ đi lượng nước giữ lại trong các sản phẩm).
Bước 2: tính tốn tổng lượng nước thải ra mơi trường theo từng giờ (Ví dụ lưu lượng nước thải ở 0 ÷ 1 giờ là 10 m3/h, lưu lượng nước thải ở 1 ÷ 2 giờ là 20 m3/h, lưu lượng nước thải
10 m3, 2 giờ là 30 m3. Vẽ đồ thị biểu diễn tổng lượng nước thải ra mơi trường theo từng giờ và tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra mơi trường theo từng giờ. Bước 3: xác định điểm bụng của đồ thị, vẽ đường tiếp tuyến với đồ thị tại điểm bụng, hiệu số khoảng cách thẳng đứng chiếu từ điểm bụng của đường biểu diển tổng lượng nước thải ra mơi trường theo từng giờ đến đường biểu diễn tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra mơi trường theo từng giờ là thể tích cần thiết của bể điều lưu.
Trong thực tế bể điều lưu thường được thiết kế lớn hơn thể tích tính tốn từ 10 ÷ 20% để phịng ngừa các trường hợp khơng tiên đốn được của sự biến động hàng ngày của lưu lượng; trong một số hệ thống xử lý người ta cĩ thể bơm hồn lưu một số nước thải về bể điều lưu (mặc dù điều này khơng được khuyến cáo).
Nên lưu ý thêm yếu tố biến động của nước thải theo mùa vụ sản xuất trong năm.
Sơ đồ cách tính thể tích cần thiết của bể điều lưu
Bài tập: Tiến hành đo lưu lượng nước thải của một xí nghiệp, người ta ghi nhận được các
Giờ Lưu lượng trung bình (ft3/s) Lưu lượng cộng dồn (1000 ft3)g Thực tế Trung bình M 0 0 0 1 9.7 34.9 38.88 2 7.8 63 77.76 3 5.8 83.9 116.64 4 4.6 100.5 155.52 5 3.7 113.8 194.4 6 3.5 126.4 233.28 7 4.2 141.5 272.16 8 7.2 167.4 311.04 9 12.5 212.4 349.92 10 14.5 264.6 388.8 11 15 318.6 427.68 N 15.2 373.3 466.56
1 15 427.3 505.442 14.3 478.8 544.32 2 14.3 478.8 544.32 3 13.6 527.8 583.2 4 12.4 572.4 622.08 5 11.5 613.8 660.96 6 11.5 655.2 699.84 7 11.6 697 738.72 8 12.9 743.4 777.6 9 14.1 794.2 816.48 10 14.1 844.9 855.36 11 13.4 893.2 894.24 M 12.2 937.1 933.12 Avg 10.8 Giải:
Xác định điểm bụng của đường biểu diễn thể tích cộn dồn nước thải theo lưu lượng thực tế và vẽ đường tiếp tuyến tại điểm này.
Tính khoảng giữa điểm bụng và điểm chiếu của nĩ lên đường biểu diễn thể tích nước thải cộng dồn theo lưu lượng trung bình. Đĩ chính là thể tích bể điều lưu theo lý thuyết. Thể tích bể điều lưu theo thực tế là (+20%) 180000 ft3