Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt trung tâm hoạt động thanh thiếu niên bình thuận công suất 200m3 NGĐ

TỔNG QUAN VỀ BÌNH THUẬN VÀ TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG THANH THIẾU NIÊN BÌNH THUẬN

TỔNG QUAN VỀ BÌNH THUẬN

Bình Thuận là tỉnh duyên hải nằm ở cực Nam Trung Bộ, thuộc vùng kinh tế Đông Nam Bộ và nằm trong khu vực kinh tế trọng điểm phía Nam Tỉnh này có địa hình đặc trưng với dãy đất chuyển hướng từ Nam sang Tây, tạo nên nét độc đáo trên bản đồ hình chữ S của Việt Nam.

• Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng

• Đông Bắc tỉnh Ninh Thuận

• Tây giáp tỉnh Đồng Nai

• Tây Nam giáp Bà Rịa-Vũng Tàu

• Đông và Nam giáp biển Đông với đường bờ biển dài 192 km

Địa hình Bình Thuận đa dạng với bốn dạng chính: núi thấp, gò đồi, đồng bằng và đồi cát ven biển Tỉnh này có một số đảo, nổi bật là 10 đảo thuộc huyện đảo Phú Quý, cách thành phố Phan Thiết 120 km Ngoài ra, Bình Thuận còn có các ngọn núi cao như Đa Mi (1.642 m), Dang Sruin (1.302 m), Ông Trao (1.222 m), Gia Bang (1.136 m), núi Ông (1.024 m) và Chi Két (1.017 m) Các mũi đất như La Gàn, Kê Gà, Mũi Né, Hòn Rơm và Mũi Nhỏ cũng tạo nên những điểm nhấn độc đáo bên bờ biển.

Tỉnh Bình Thuận nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với 2 mùa rõ rệt:

• Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 10

• Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

• Lượng mưa trung bình:800 – 1150 mm

1.1.2 Tình hình kinh tế xã hội

Bình Thuận, một tỉnh thuộc vùng kinh tế Đông Nam Bộ, nằm trong tọa độ từ 10°35' đến 11°38' Bắc và từ 107°24' đến 108°53' Đông.

Cao nguyên Di Linh thuộc Lâm Đồng là nguồn gốc của nhiều sông suối chảy qua Bình Thuận, với tổng chiều dài các đoạn sông lên tới 663 km Trong số đó, sông Cà Ty dài 76 km, sông La Ngà 74 km, sông Quao 63 km, sông Lòng Sông 43 km, sông Phan 40 km, sông Mao 29 km và sông Luỹ 25 km.

Bình Thuận sở hữu vũng lãnh hải rộng 52.000 km², là một trong ba ngư trường lớn của Việt Nam với trữ lượng khai thác hải sản đạt 240.000 tấn mỗi năm, tạo điều kiện thuận lợi cho chế biến thủy sản xuất khẩu Đặc biệt, sò điệp là đặc sản nổi bật của biển Bình Thuận, chủ yếu tập trung tại bốn bãi chính: La Khế, Hòn Rơm, Hòn Cau và Phan Rí, cho phép đánh bắt từ 25.000 đến 30.000 tấn mỗi năm.

Tỉnh Bình Thuận có 151.300 ha đất canh tác nông nghiệp, trong đó có trên 50.000 ha đất lúa Sẽ phát triển thêm 100.000 ha đất sản xuất nông nghiệp

Chăn nuôi gia súc, gia cầm khá phát triển Đang đầu tư để hình thành các vùng chuyên canh cây công nghiệp, cây ăn quả với:

Diện tích 2.000 ha cây tiêu cung cấp nguồn nguyên liệu phong phú cho các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và lương thực Với 400.000 ha rừng và đất lâm nghiệp, trữ lượng gỗ đạt 25 triệu m³, khu vực này có tiềm năng lớn để phát triển các nhà máy chế biến gỗ cũng như trang trại chăn nuôi đại gia súc, bao gồm cả chế biến thịt bò và heo Tuy nhiên, trong những năm gần đây, diện tích cây điều đã giảm đáng kể do giá hạt điều sụt giảm, trong khi diện tích cây thanh long và cây cao su lại tăng lên liên tục.

Tỉnh Bình Thuận có nhiều loại khoáng sản với trữ lượng lớn:

Nước khoáng thiên nhiên bicarbonat tại Việt Nam sở hữu hơn 10 mỏ với trữ lượng cao và chất lượng tốt, bao gồm cả một mỏ nước khoáng nóng với nhiệt độ lên đến 700 độ C, có khả năng khai thác hơn 300 triệu lít mỗi năm Hiện tại, hai mỏ nước khoáng đang được khai thác và kinh doanh là Vĩnh Hảo và Đa Kai.

Cát thủy tinh tại Việt Nam được khai thác từ 4 mỏ ở Hàm Thuận Bắc, Bắc Bình và Hàm Tân, với tổng trữ lượng vượt 500 triệu m³ Chất lượng cát đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, phù hợp cho sản xuất thủy tinh cao cấp, kính xây dựng và gạch thủy tinh.

• Đá granít: trữ lượng rất lớn, phân bố khắp nơi

Sét bentonit, với trữ lượng khoảng 20 triệu tấn, được ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất và khai thác dầu mỏ Ngoài ra, quặng sa khoáng nặng, chủ yếu dùng để sản xuất titan và zircon, có trữ lượng khoảng một triệu tấn Khu vực Vĩnh Hảo có diện tích trên 1.000 ha và sản lượng khai thác đạt 150.000 tấn mỗi năm.

• Zircon 4 triệu tấn dẫn đầu cả nước về trữ lượng này

Dầu khí đang trở thành thế mạnh kinh tế mới của tỉnh Bình Thuận, với nhiều mỏ dầu lớn được phát hiện cách đất liền 60 km Hiện tại, tỉnh đang khai thác ba mỏ dầu: Rạng Đông, Sư Tử Đen và Rubi, trong khi hai mỏ Sư Tử Trắng và Sư Tử Vàng chuẩn bị đi vào khai thác Chính phủ cùng các bộ, ngành trung ương đang chú trọng đầu tư phát triển ngành công nghiệp dầu khí tại Bình Thuận nhằm hình thành một trung tâm dầu khí mạnh mẽ.

Ngày 24 tháng 10 năm 1995, hàng vạn người bao gồm các nhà khoa học, khách du lịch trong nước và quốc tế đổ về núi Tà Dôn (huyện Hàm Thuận Bắc) và Mũi Né - Phan Thiết để chiêm ngưỡng và nghiên cứu hiện tượng nhật thực toàn phần cũng đồng thời nhận ra nơi này có nhiều cảnh quan kỳ thú và tiềm năng du lịch phong phú Đây được coi là mốc thời gian mà Bình Thuận bắt đầu có tên trên bản đồ du lịch Việt Nam

Bình Thuận, với khí hậu nắng ấm quanh năm và nhiều bãi biển sạch đẹp, đang trở thành một trong những trung tâm du lịch hàng đầu của Việt Nam Cảnh quan thiên nhiên thơ mộng cùng với giao thông thuận lợi là những điểm thu hút du khách đến với tỉnh ven biển này.

Bình Thuận đã đầu tư mạnh mẽ vào phát triển các quần thể du lịch đa dạng như nghỉ mát, thể thao, leo núi, du thuyền, câu cá, đánh golf và chữa bệnh tại phường Mũi Né, thành phố Phan Thiết, Hàm Tân và Tuy Phong Hiện tại, thành phố Phan Thiết sở hữu hai sân golf 18 lỗ quốc tế là Novotel và Sealinks, cùng với nhiều khách sạn lớn và khu resort cao cấp, đáp ứng tốt nhu cầu nghỉ dưỡng và giải trí của du khách Ngoài ra, Bình Thuận còn nổi bật với nhiều di tích văn hóa - lịch sử và danh lam thắng cảnh hấp dẫn.

1.1.3 Cơ sở hạ tầng kỹ thuật

Bình Thuận, một tỉnh nằm trên trục giao thông quan trọng Bắc - Nam, hiện có ba tuyến quốc lộ đã được nâng cấp và mở rộng hoàn toàn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và phát triển kinh tế.

• Quốc lộ 1A xuyên Việt (chiều dài đi qua tỉnh là 178 km)

• Quốc lộ 55 đi Bà Rịa - Vũng Tàu

• Quốc lộ 28 từ thành phố Phan Thiết đi huyện Di Linh của tỉnh Lâm Đồng

Chính quyền địa phương đang huy động nguồn vốn để nâng cấp, mở rộng và kéo dài các tuyến đường đến trung tâm huyện, xã, vùng núi và các khu vực kinh tế quan trọng Điều này nhằm đảm bảo thuận lợi cho sản xuất, lưu thông hàng hóa và di chuyển của người dân.

TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN

Tọa lạc tại khu phố 5, phường Mũi Né ,Tp Phan Thiết ,tỉnh Bình Thuận Hướng Đông giáp Biển Đông

Hướng Tây giáp đường tỉnh lộ 716

Hướng Nam giáp đường Huỳnh Thúc Kháng

Hướng Bắc giáp khu du lịch Hòn Rơm

Hình 1.1: Trung tâm hoạt động Thanh Thiếu Niên đang được thi công

Hình 1.2: Vị trí Trung Tâm Hoạt động Thanh Thiếu Niên Bình Thuận

Tên dự án: Trung tâm hoạt động Thanh Thiếu Niên Bình Thuận Địa điểm: Phường Mũi Né – Tỉnh Bình Thuận

Chủ đầu tư của dự án là Ban thường vụ tỉnh đoàn Bình Thuận, trong khi đơn vị thiết kế và thi công là Công ty TNHH TVXD Việt Long.

Quy mô diện tích: 6.7 ha (67000m 2 )

Dự án này hướng đến việc phát triển tài năng cho Thanh Thiếu Niên Bình Thuận thông qua các hoạt động xã hội ý nghĩa, nhằm tạo ra một môi trường sống văn minh, hiện đại, an ninh và thân thiện với môi trường Trung tâm hoạt động Thanh Thiếu Niên Bình Thuận sẽ góp phần làm cho phường Mũi Né và tỉnh Bình Thuận ngày càng hiện đại và phát triển.

Trung tâm hoạt động Thanh Thiếu Niên Bình Thuận

Sự phát triển của dự án sẽ thúc đẩy nhanh chóng sự phát triển của khu đô thị, đồng thời nâng cao các điều kiện văn hóa và tinh thần cho người dân nơi đây.

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Nước thải sinh hoạt (NTSH) là sản phẩm phát sinh từ các hoạt động hàng ngày của con người như tắm rửa, bài tiết và chế biến thức ăn Tại Việt Nam, lượng nước thải này trung bình dao động từ 120 đến 260 lít/người/ngày NTSH được thu gom từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, cơ sở kinh doanh, chợ và các công trình công cộng, cũng như từ các cơ sở sản xuất.

Khối lượng nước thải của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào:

Hệ thống thoát nước (NTSH) thường gặp vấn đề ô nhiễm do các chất cặn bã hữu cơ, chất hữu cơ hòa tan (được đo qua các chỉ tiêu BOD, COD), cùng với các chất dinh dưỡng như nitơ và phospho, cũng như vi trùng gây bệnh như E coli và Coliform.

Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào:

- Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người

Mà tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào:

- Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống

Bảng 2.1: Tải trọng chất bẩn theo đầu người

Hệ số phát thải Các quốc gia gần với

Chất rắn lơ lửng SS 70 - 145 50 – 55

(Nguồn : Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết, 2004)

2.1.2 Thành phần tính chất nước thải

Mức độ cần thiết xử lý nước thải phụ thuộc:

- Nồng độ bẩn của nước thải

- Khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận

Để lựa chọn công nghệ xử lý và thiết kế các công trình xử lý nước thải, việc đầu tiên cần làm là xác định thành phần và tính chất của nước thải, nhằm đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh môi trường được đáp ứng.

Thành phần tính chất của nước thải chia làm 2 nhóm chính:

 Thành phần vật lý: Biểu thị dạng các chất bẩn có trong nước thải ở các kích thước khác nhau được chia thành 3 nhóm

Nhóm 1: Gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải, giấy, lá cây, cát, da, lông…) ở dạng lơ lửng (δ > 10 -1 mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tương (δ = 10 -1 – 10 -4 mm)

Nhóm 3: Gồm các chất bẩn ở dạng hoà tan có δ < 10 -6 mm, chúng có thể ở dạng ion hay phân tử

 Thành phần hoá học : Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải có các tính chất hoá học khác nhau, được chia làm 3 nhóm:

Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axít vô cơ, các ion muối phân ly… (chiếm khoảng 42% đối với NTSH)

Thành phần hữu cơ: các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật cặn bã bài tiết… (chiếm khoảng 58%)

+ Các hợp chất nhóm hyđrocacbon: mỡ, xà phòng, cellulese…

+ Các hợp chất có chứa phospho, lưu huỳnh

Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn…

Bảng 2.2 trình bày thành phần tương đối của NTSH trước và sau khi xử lý Hai thông số quan trọng nhất để xác định đặc tính của NTSH là BOD và chất rắn lơ lửng Quá trình xử lý lắng đọng ban đầu có khả năng giảm khoảng 50% chất rắn lơ lửng và 35% BOD.

Bảng 2.2: Thành phần tương đối của nước thải sinh hoạt bình thường

Thành phần chất thải Trước khi lắng đọng

Sau khi xử lý sinh học

Tổng chất rắn lơ lửng 800 680 530

Chất rắn không ổn định 440 340 220

Chất rắn lơ lửng không ổn định 180 100 20

(Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết, 2004)

Chất hữu cơ trong NTSH đặc trưng có thể phân huỷ sinh học có thành phần 50% hydrocacbon, 40% protein và 10% chất béo Độ pH dao động trong khoảng

6.5 – 8.0 trong nước thải có khoảng 20% - 40% vật chất hữu cơ không phân huỷ sinh học.

TÁC HẠI CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra như sau:

2.2.1 Tác hại do chất hữu cơ BOD, COD

Sự khoáng hoá và ổn định chất hữu cơ BOD, COD trong nước thải tiêu tốn một lượng lớn oxy, dẫn đến thiếu hụt oxy trong nguồn tiếp nhận và ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái môi trường nước Khi ô nhiễm vượt mức cho phép, điều kiện yếm khí có thể hình thành, và trong quá trình phân huỷ yếm khí sẽ sinh ra các sản phẩm như H2S và NH3.

CH 4 , làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường.

2.2.2 Tác hại do chất rắn SS

Chất rắn gây lắng đọng ở nguồn tếp nhận, gây cản trở dòng chảy, giảm diện tích mặt cắt ướt của kênh rạch, sông hồ, gây điều kiện yếm khí.

2.2.3 Tác hại do nhiệt độ

Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường ít hoặc không ảnh hưởng đến đời sống các thủy sinh vật

2.2.4 Tác hại do vi trùng gây bệnh

Nước thải sinh hoạt thường chứa nhiều vi khuẩn và vi trùng gây bệnh, có thể dẫn đến các bệnh lây truyền qua nước như tiêu chảy, ngộ độc thực phẩm và vàng da.

2.2.5 Tác hại do nitơ, photpho Đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá ( đó là do sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra )

2.2.6 Tác hại do dầu mỡ

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

Làm mất vẻ mỹ quan

2.2.8 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm của nước thải

Nguồn nước mặt, bao gồm sông hồ, kênh rạch, suối và biển, là nơi tiếp nhận nước thải từ khu dân cư, đô thị và khu công nghiệp Một số nguồn nước trong đó là nguồn nước ngọt quý giá, rất cần thiết cho sự sống còn của đất nước Nếu bị ô nhiễm bởi nước thải, chúng ta sẽ phải đối mặt với những hậu quả nghiêm trọng Do đó, việc bảo vệ nguồn nước khỏi ô nhiễm là rất quan trọng Ô nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu xảy ra do nước thải chưa qua xử lý, làm thay đổi các tính chất hóa lý và sinh học của nguồn nước.

Sự xả thải các chất độc hại vào nguồn nước làm mất cân bằng sinh học tự nhiên và ngăn cản khả năng tự làm sạch của nguồn nước Quá trình tự làm sạch này phụ thuộc vào mức độ xáo trộn và pha loãng của nước thải Sự hiện diện của vi sinh vật, bao gồm cả vi khuẩn gây bệnh, đe dọa an toàn vệ sinh nguồn nước.

Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước là:

• Hạn chế số lượng nước thải xả vào nguồn nước

Để giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải, cần áp dụng công nghệ xử lý phù hợp theo quy định, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra nguồn nước Bên cạnh đó, nghiên cứu và áp dụng công nghệ tái sử dụng nước thải trong chu trình kín cũng đóng vai trò đặc biệt quan trọng.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Các phương pháp xử lý nước thải được phân loại dựa trên các tính chất vật lý, hóa học và sinh học của nước thải, bao gồm ba nhóm chính: xử lý lý học (cơ học), xử lý hóa học và xử lý sinh học Mỗi kỹ thuật này được áp dụng ở các mức độ khác nhau trong quy trình xử lý nước thải.

Xử lý sơ bộ (xử lý bậc một) là quá trình loại bỏ tạp chất thô và cặn bã trong nước thải, nhằm bảo vệ hiệu suất của các quy trình xử lý tiếp theo và ngăn ngừa hư hỏng thiết bị phụ trợ Các phương pháp xử lý sơ bộ phổ biến bao gồm song chắn rác, lưới chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể lắng cát, bể tuyển nổi và bể lắng.

Xử lý bậc hai tập trung vào việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học Các phương pháp phổ biến trong giai đoạn này bao gồm bùn hoạt tính, bể biophin và các hồ sinh học.

Xử lý bậc cao được sử dụng khi cần loại bỏ các thành phần khó hơn so với xử lý bậc hai, như dinh dưỡng (nitơ, phốt pho), hợp chất độc hại, hợp chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng Các phương pháp trong xử lý bậc cao bao gồm kỹ thuật sinh học, hóa học và lý học Ví dụ, quá trình sinh học có thể được áp dụng để loại bỏ nitơ và phốt pho, trong khi keo tụ hóa học và quá trình lắng kết hợp với lọc hấp phụ bằng carbon hoạt tính cũng được sử dụng để đạt hiệu quả cao trong xử lý nước thải.

Xử lý bùn cặn là một bước quan trọng trong quy trình xử lý nước thải, vì nhiều công đoạn luôn sinh ra một lượng bùn đáng kể Các kỹ thuật xử lý bùn hiệu quả bao gồm nén bùn, ổn định bùn, sấy bùn và sản xuất compost.

2.3.1 Phương pháp xử lý lý học (cơ học)

Phương pháp tách tạp chất không hòa tan và các chất keo khỏi nước thải là một phần quan trọng trong xử lý nước Các công trình xử lý cơ học đóng vai trò thiết yếu trong quá trình này.

Hình 2.1: Thiết bị chắn rác

Thiết bị chắn rác, bao gồm song chắn rác và lưới chắn rác, có chức năng giữ lại những rác thô như giấy, rau, cỏ, và rác bẩn, nhằm đảm bảo hoạt động ổn định cho máy bơm và các công trình xử lý nước thải Các thiết bị này được cấu tạo từ các thanh song song, lưới đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ, và được phân loại thành chắn rác thô, trung bình và tinh dựa trên kích cỡ mắt lưới và khoảng cách giữa các thanh.

Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm 2 loại: loại làm sạch bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới

Thiết bị nghiền rác có chức năng cắt và nghiền nhỏ rác thải, giúp ngăn ngừa tắc nghẽn ống và bảo vệ bơm Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc thay thế thiết bị chắn rác bằng thiết bị nghiền rác có thể gây khó khăn trong các bước xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên, dẫn đến tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong bể Do đó, cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định sử dụng thiết bị này.

Đơn vị này giúp khắc phục các vấn đề phát sinh từ biến động lưu lượng và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả cho các công trình xử lý tiếp theo Nó cũng đảm bảo chất lượng đầu ra sau xử lý, đồng thời giảm chi phí và kích thước của các thiết bị liên quan.

Có 2 loại bể điều hòa:

- Bể điều hòa lưu lượng

- Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng

Các phương án bố trí bể điều hòa bao gồm bể điều hòa trên dòng thải và ngoài dòng thải Bể điều hòa trên dòng thải giúp giảm đáng kể dao động thành phần nước thải ở các công đoạn xử lý tiếp theo, trong khi bể ngoài dòng thải chỉ giảm một phần nhỏ sự dao động này Việc xác định vị trí tối ưu cho bể điều hòa cần được thực hiện cụ thể cho từng hệ thống xử lý, dựa vào loại hình xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom và đặc điểm của nước thải.

Bể lắng cát có nhiệm vụ quan trọng trong việc loại bỏ các cặn thô và nặng như cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, tro và than vụn Việc này giúp bảo vệ các thiết bị cơ khí khỏi sự mài mòn và giảm thiểu lượng cặn nặng trong các công đoạn xử lý tiếp theo.

Bể lắng cát gồm những loại sau:

Bể lắng cát ngang có thiết kế với dòng nước chảy thẳng theo chiều dài, hình dạng bể là chữ nhật và thường được trang bị hố thu ở đầu bể.

Bể lắng cát đứng hoạt động theo cơ chế dòng chảy từ dưới lên trên, với nước được dẫn vào bể qua ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ Chế độ dòng chảy trong bể khá phức tạp, khi nước không chỉ chuyển động vòng mà còn xoắn theo trục và tịnh tiến đi lên Trong quá trình này, các hạt cát sẽ dồn về trung tâm và rơi xuống đáy bể.

Bể lắng cát tiếp tuyến là một loại bể có thiết diện hình tròn, nơi nước thải được dẫn vào từ tâm và chảy ra phía thành bể Nước thải sau đó được thu gom vào máng tập trung và dẫn ra ngoài, giúp quá trình xử lý nước thải hiệu quả hơn.

Bể lắng cát làm thoáng được trang bị dàn thiết bị phun khí nhằm giảm thiểu lượng chất hữu cơ trong cát và nâng cao hiệu quả xử lý.

ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Xác định thông số đầu vào

Dự án Trung Tâm hoạt động Thanh Thiếu Niên Bình Thuận hiện đang trong quá trình xây dựng và chưa đi vào hoạt động, do đó thành phần nước thải sinh hoạt chưa được xác định chính xác Tuy nhiên, dựa trên các số liệu khảo sát từ các nhà văn hóa và khu du lịch lân cận có hoạt động tương tự, cũng như kết quả phân tích nước thải từ một số đơn vị khác, có thể thấy rằng thành phần nước thải sinh hoạt có tính chất tương đồng.

Nước thải sinh hoạt từ Trung tâm hoạt động thanh thiếu niên tỉnh Bình Thuận có chứa nhiều chất lơ lửng và chất hoạt động bề mặt, cùng với các hợp chất hữu cơ đa dạng Đặc biệt, nước thải này bao gồm cả nước thải và chất thải từ nhà vệ sinh khu căn hộ, dẫn đến hàm lượng chất rắn cao Ngoài ra, nước thải còn chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh, tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường.

Theo kết quả phân tích nước thải của các nguồn tương tự, một số thông số đặc trưng của nước thải sinh hoạt được xác định trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Thành phần nước thải đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra như sau:

STT Thành phần nước thải Đơn vị tính Nồng độ QCVN 14 –

2 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 720 500

6 Chất béo ( dầu mỡ thực phẩm) mg/l 100 10

(Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết, 2004)

Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong QCVN 14 - 2008 là cơ sở để tính toán giá trị tối đa cho phép Cmax trong nước thải sinh hoạt khi xả thải vào các nguồn tiếp nhận nước Thông tin này được quy định rõ ràng trong bảng 3.1.

Chọn giá trị hệ số K phù hợp với loại hình, quy mô và diện tích sử dụng của cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng, khu chung cư và khu dân cư, doanh nghiệp Giá trị hệ số K sẽ được áp dụng theo bảng 3.2.

Bảng 3.2: Giá trị hệ số K ứng với loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư

Loại hình cơ sở Quy mô, diện tích sử dụng của cơ sở Giá trị hệ số K

1 Khách sạn, nhà nghỉ Từ 50 phòng hoặc khách sạn được xếp hạng 3 sao trở lên

2 Trụ sở cơ quan, văn phòng, trường học, cơ sở nghiên cứu

3 Cửa hàng bách hóa, siêu thị

4 Chợ Lớn hơn hoặc bằng 1.500m 2 1,0

5 Nhà hàng ăn uống, Lớn hơn hoặc bằng 500m 2 1,0 cửa hàng thực phẩm Dưới 500m 2 1,2

6 Cơ sở sản xuất, doanh trại lực lượng vũ trang

7 Khu chung cư, khu dân cư

Từ 50 căn hộ trở lên 1,0

(Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết, 2004).

Trong giai đoạn một của dự án, tổng lượng nước thải phát sinh là 200 m³/ngày Cụ thể, nước thải từ khối nhà nghỉ 150 người chiếm 45 m³, hoạt động của nhân viên tạo ra 9 m³, khách đến dã ngoại thải ra 136 m³, và khu bếp cùng các khu vực khác đóng góp 10 m³.

Dựa trên thành phần các chất ô nhiễm và khu vực hoạt động của dự án, nước thải sau xử lý cần đạt tiêu chuẩn C cột A với hệ số k=1 theo quy chuẩn QCVN 14/2008/BTNMT.

- Nước thải sau xử lý phải đạt QCVN 14 – 2008/BTNMT, cột A

- Sau khi được xử lý, sẽ được đấu vào hệ thống thoát nước khu vực.

Đề xuất công nghệ xử lý

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ lựa chọn theo phương án 1

Nước đã xử lý Đạt giá trị C cột A với hệ số k=1 theo QCVN:

Bể điều hòa nước thải

Nước thải vào Đường nước thải Đường bùn Đường nước sau khi tách bùn Đường khí thải

 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1:

Nước thải được dẫn qua hệ thống mương và tập trung vào bể gom, sau đó được chuyển đến thiết bị tách mỡ để loại bỏ dầu mỡ và rác thải trong dòng nước.

Nước thải từ bể tách mỡ được bơm vào bể điều hòa, nơi lưu lượng và nồng độ nước thải được ổn định nhờ hệ thống khí từ máy thổi khí, đồng thời một phần chất bẩn cũng được loại bỏ Sau đó, nước thải được chuyển sang bể sinh học hiếu khí có giá thể, nơi vi khuẩn hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ còn lại từ quá trình phân hủy kỵ khí Lớp giá thể với bề mặt riêng lớn tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật, giúp giữ lại lượng bùn hoạt tính và duy trì nồng độ bùn ổn định, đạt hiệu quả xử lý cao với tỷ lệ loại bỏ chất bẩn từ 80 - 85% Để đảm bảo đủ oxy hòa tan cho quá trình lên men hiếu khí, bể hiếu khí được trang bị hệ thống phân phối không khí bọt mịn với hiệu suất hòa tan oxy cao.

Sau khi nước thải đi qua bể hiếu khí, nó sẽ được dẫn vào bể lắng để tách các màng sinh học dư thừa từ lớp giá thể Bùn lắng trong bể sẽ được tuần hoàn trở lại bể sinh học hiếu khí để duy trì ổn định lượng bùn sinh học Phần bùn dư sẽ được bơm định kỳ vào bể phân huỷ để xử lý Nước lắng sau đó sẽ tiếp tục được xử lý tại bể khử trùng.

Nước thải được xử lý qua bể khử trùng để tiêu diệt vi trùng, đảm bảo đạt tiêu chuẩn vi sinh Sau đó, nước thải được bơm vào thiết bị lọc áp lực để loại bỏ cặn lơ lửng, nâng cao chất lượng nước sau xử lý Thiết bị lọc sẽ được rửa định kỳ để loại bỏ cặn bám trên bề mặt vật liệu, ngăn chặn tắc lọc và duy trì hiệu quả xử lý Nước sau khi rửa sẽ được dẫn vào bể phân huỷ bùn để tiếp tục xử lý.

Nước thải sau khi xử lý sẽ đạt giá trị C cột A với hệ số k=1 theo QCVN:14-

Bùn dư từ bể lắng sinh học và quá trình rửa lọc sẽ được bơm về bể phân huỷ bùn Tại đây, nước sẽ được tách ra khỏi bùn, và phần nước sau khi tách sẽ chảy về hố gom để xử lý Phần bùn lắng sẽ được phân huỷ kỵ khí và được hút bỏ định kỳ.

Hình 3.2 : Sơ đồ công nghệ lựa chọn theo phương án 2

Nước đã xử lý Đạt giá trị C cột A với hệ số k=1 theo QCVN:

Bể điều hòa nước thải Nước thải vào Đường nước thải Đường bùn Đường nước sau khi tách bùn Đường khí thải

 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 2

Nước thải được dẫn qua hệ thống mương và tập trung tại bể gom, sau đó được chuyển đến thiết bị tách mỡ để loại bỏ dầu mỡ và rác thải trong dòng nước.

Nước thải từ bể tách mỡ được bơm vào bể điều hòa, nơi lưu lượng và nồng độ nước thải được ổn định nhờ hệ thống khí từ máy thổi khí Một phần chất bẩn được loại bỏ tại đây Sau đó, nước thải được bơm qua bể lọc sinh học, nơi tiếp xúc với màng sinh học trên bề mặt vật liệu, giúp làm sạch nhờ vi sinh vật phân hủy hiếu khí và kỵ khí, tạo ra CO2 và CH4 Quá trình này lặp đi lặp lại, dẫn đến việc BOD của nước thải giảm nhờ vi sinh vật sử dụng làm chất dinh dưỡng Theo thời gian, lớp màng ngày càng dày lên, tạo ra môi trường kỵ khí gần sát với vật liệu lọc Cuối cùng, lớp màng này sẽ bị tróc ra và theo dòng nước chảy qua bể lắng 2.

Hỗn hợp bùn và nước thải sẽ tự động chảy vào bể lắng 2 để thực hiện quá trình tách bùn Sau một khoảng thời gian lưu thích hợp, lượng bùn sinh học sẽ lắng xuống đáy bể và được bơm chuyển sang bể nén bùn.

Bùn dư định kỳ sẽ được bơm vào bể phân huỷ bùn để xử lý, trong khi phần nước lắng sẽ được dẫn qua bể khử trùng để tiếp tục quá trình xử lý.

Nước thải được xử lý qua bể khử trùng để tiêu diệt vi trùng, đảm bảo nước đạt tiêu chuẩn vi sinh theo quy định Sau quá trình xử lý, nước thải sẽ đạt giá trị C cột A với hệ số k=1 theo QCVN:14-

Bùn dư từ bể lắng sinh học và quá trình rửa lọc sẽ được bơm về bể phân huỷ bùn, nơi nước sẽ được tách khỏi bùn Sau khi tách, nước sẽ chảy về hố gom để xử lý Phần bùn lắng sẽ được phân huỷ kỵ khí và được hút bỏ định kỳ.

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Mức độ xử lý cần thiết và các thông số tính toán

4.1.1 Mức độ cần thiết xử lý

- Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng chất lơ lửng SS

SS v : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, mg/l

SS r : Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, mg/l

- Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD

BOD 5 v : Hàm lượng BOD 5 trong nước thải đầu vào, mg/l

BOD 5 r : Hàm lượng BOD 5 trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, mg/l

- Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD

- Theo thông số đặc trưng của nước thải sinh hoạt hàm lượng COD thường chọn COD B0

COD γ : Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào, mg/l;

COD γ : Hàm lượng COD trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, mg/l

Giả sử nguồn tiếp nhận nước thải là hệ thống thoát nước khu vực có chất lượng nước đạt QCVN 14 – 2008/BTNMT, cột A

4.1.2 Xác định các thông số tính toán

Trạm xử lý nước thải chia làm 3 ca làm việc, mỗi ca 8 tiếng hoạt động, vậy lượng nước thải đổ ra liên tục

- Lưu lượng trung bình ngày: Q tb ng đ = 200(m 3 /ngàyđêm)

- Lưu lượng trung bình giờ: 200 8.33 ( 3 )

- Lưu lượng trung bình giây: 8.33 2.3 ( )

Bảng 4.1: Hệ số không điều hòa chung

Hệ số không điều hòa chung K 0

Lưu lượng nước thải trung bình (l/s)

- Với lưu lượng 2.3 l/s, ta có thể chọn:

- Lưu lượng giây nhỏ nhất:

Tính toán các công trình đơn vị phương án 1

Nhiệm vụ chính của công trình đầu tiên trong trạm xử lý là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn, bao gồm rác, bao nilong, cành và lá cây.

- Sau khi qua ngăn tiếp nhận nước thải được dẫn đến song chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật Kết quả tính toán như sau:

- Diện tích tiết diện ướt: max 0.00578 2

Q smax : Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất, m 3 /s v : Vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác m/s, phạm vi 0.7 – 1.0 m/s, chọn v = 0.8 m/s

- Chọn mương dẫn có chiều rộng B = 150 mm = 0.15m

- Độ sâu mực nước trong mương dẫn:

- Số khe hở của song chắn rác:

Trong đó: n: Số khe hở cần thiết của song chắn rác v: Vận tốc nước thải qua song chắn rác, lấy bằng vận tốc nước thải trong mương dẫn, v = 0.8 m/s

K: Hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, thường chọn K=1.05 b: Khoảng cách giữa các khe hở của song chắn rác, (Theo TCXD 51 – 2006 điều 6.2.1), chọn b = 0.016 m h 1 : Độ sâu nước ở chân song chắn rác, lấy bằng độ sâu mực nước trong mương dẫn, h1 = 48 mm = 0.048 m

- Chiều rộng của song chắn rác:

S: Chiều dày của thanh song chắn, thường lấy S = 0.008m

Để đảm bảo hiệu quả trong quá trình xử lý nước thải, cần kiểm tra sự lắng cặn ở phần mở rộng trước song chắn rác Vận tốc nước thải tại vị trí này không được nhỏ hơn 0,4 m/s, theo giáo trình xử lý nước thải của PGS.TS Hoàng Huệ.

V kt = 0,52 m/s > 0,4 m/s  Thoả mãn điều kiện lắng cặn

- Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

Hệ số K1 được sử dụng để tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc ở song chắn rác, với giá trị K1 được chọn là 3 trong khoảng từ 2 đến 3 Hệ số ξ đại diện cho tổn thất cục bộ của song chắn rác và được xác định theo một công thức cụ thể.

S ζ β=       b α = ×       × = α: Góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy, chọn α = 60 0 β: Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh song chắn và lấy theo bảng 4.2

Bảng 4.2: Hệ số β để tính sức cản cục bộ của song chắn

(Nguồn: Xử lí nước thải đô thị và công nghiệp - tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết, 2004)

Hình 4.1 Tiết diện ngang các loại thanh chắn rác

- Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác L1:

B m : Chiều rộng mương dẫn, Bm = 0.15m ϕ: Góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy ϕ = 20 0

- Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2:

- Chiều dài xây dựng phần mương để lắp đặt song chắn rác:

L s : Chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls ≥ 1m (Theo giáo trình xử lý nước thải – PGS.TS Hoàng Huệ)

- Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác:

Trong đó: h bv : Chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0.5m

- Hiệu quả xử lý qua song chắn rác: hàm lượng chất lơ lửng (SS) và BOD5 của nước thải khi qua song chắn rác đều giảm 4% [1]:

L COD = × − = mg l Bảng 4.3: Thông số thiết kế song chắn rác

Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Bề dày một thanh chắn S 08 mm

Chiều rộng mương dẫn B 150 mm

Chiều rộng song chắn rác B s 230 mm

Chiều rộng khe hở b 16 mm

Góc nghiêng song chắn α 60 độ

Góc nghiêng chỗ mở rộng ϕ 20 độ

Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn L1 110 mm

Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn L 2 60 mm

Chiều dài xây dựng L 1670 mm

Tổn thất áp lực h s 80 mm

Chiều sâu xây dựng H 630 mm

- Chọn thời gian lưu nước: t = 20 phút (10 – 30 phút; [1])

= = × - Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 2m

- Chiều cao xây dựng của bể thu gom: bv xd H h

H: Chiều cao hữu ích của bể

H bv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0.5m

- Chọn kích thước bể gom: L B × = × 2 1.8

- Thể tích xây dựng bể:

 Tính ống dẫn nước thải sang bể tách dầu mỡ:

Nước thải được bơm sang bể tách dầu mỡ bằng bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 2 m/s (1 – 2.5 m/s; nguồn TCXD 51 – 2008)

- Tiết diện ướt của ống:

- Đường kính ống dẫn nước thải ra:

Chọn ống nhựa uPVC, D = 42 mm

Chọn bơm có công suất N = 1 kW

Trong đó: η : Hiệu suất chung của bơm từ 0.72 – 0.93, chọn η= 0.8 ρ: Khối lượng riêng của nước 1.000 kg/m 3

Thiết kế hệ thống bao gồm hai bơm chìm có công suất đồng đều 1kW, trong đó một bơm hoạt động với công suất tối đa của hệ thống xử lý, trong khi bơm còn lại đóng vai trò dự phòng.

Bảng 4.4: Thông số thiết kế bể gom

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

Thời gian lưu nước t phút 20

Kích thước bể thu gom

Chiều cao H xd mm 2500 Đường kính ống dẫn nước thải ra D r mm 42

Thể tích bể thu gom W t m 3 9

Công suất máy bơm N kW 1

Tách sơ bộ dầu mỡ khỏi nước thải, tánh tình trạng dính bám các cặn bẩn dính dầu mỡ để loại trừ tắc, trít đường ống và thiết bị

 Tính toán kích thước bể

W : Thể tích bể tách dầu, m 3

Q: lưu lượng trung bình, m 3 /h t: thời gian lưu nước 20 phút

Chọn chiều dài bể L = 2m, chiều rộng bể B = 1m

- Thể tích thực của bể :

- Chọn khoảng cách từ thành bể đến vách ngăn phân phối nước vào và ra là 1m

Để đảm bảo phân phối nước đồng đều trên toàn bộ diện tích đầu vào và thu nước hiệu quả ở đầu ra, cần thiết phải lắp đặt vách phân phối nước với khe hở chiếm 5% diện tích mặt cắt ngang ở đầu vào và 10% ở đầu ra.

- Cứ 1m 3 nước thải chứa 20 00 lượng dầu cần phải vớt

Vậy lượng dầu cần phải vớt trung bình 200 × 2 0 00=0.4m 3 /ngày

- Hàm lượng BOD, COD, SS sau khi tách mỡ là:

- Ống dẫn nước thái sang bể điều hòa:

- Nước thải được bơm sang bể điều hòa nhờ bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v=2m/s( 1-2.5 m/s TCVN 51-2008)

- Đường kính ống dẫn nước thải ra:

Chọn D = 42mm Ống dẫn mỡ:

- Chọn đường kính ống dẫn mỡ ra khỏi bể tách dầu mỡ là: Chọn D = 42mm Với đường kính ống 40mm thì vận tốc mỡ trong ống là 1m/s

Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể tách dầu

Thông Số Ký Hiệu Đơn vị Giá trị

Chiều rộng bể B m 1 Đường kính ống dẫn nước thải vào, ra

D v D r mm 42 Đường kính ống dẫn mở

Lượng dầu cần vớt m 3 /ngày 0.4

Nhiệm vụ chính của hệ thống là điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải, ngăn chặn cặn lắng và thực hiện quá trình thoáng sơ bộ Điều này giúp oxy hóa một phần chất hữu cơ, giảm kích thước các công trình xử lý phía sau và nâng cao hiệu quả trong việc xử lý nước thải của trạm.

 Tính toán kích thước bể

- Chọn thời gian lưu nước của bể điều hoà t = 4h

- Thể tích cần thiết của bể:

Chọn chiều cao hữu ích của bể: H = 3m

- Chiều cao xây dựng của bể:

H : Chiều cao hữu ích của bể

H bv : Chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0.5m

Kích thước của bể điều hoà:

- Thể tích thực của bể điều hòa:

- Tính toán hệ thống đĩa, ống phân phối khí:

Chọn khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần cho thiết bị khuấy trộn:

35 583 kk dh tt q R W m m phút m m phút m h l phút

R: Tốc độ khí nén, R = 10 – 15 l/m 3 phút Chọn R = 15 (l/m 3 phút) 0,015(m 3 /m 3 phút; [1])

W dh(tt) : Thể tích hữu ích của bể điều hoà

- Chọn khuếch tán khí bằng đĩa bố trí dạng lưới Vậy số đĩa khuếch tán là:

583( / ) 60( / ) 9.72 q kk l phút n = r = l phút = (đĩa) Chọn n = 12 đĩa

Trong đó: r: Lưu lượng khí, chọn r = 60 (l/phút) (r – 96 l/phút; [1])

- Chọn 1 ống dẫn khí chính và 3 ống nhánh đặt dọc theo chiều ngang của bể

- Chọn đường ống dẫn khí chính:

Với lưu lượng khí qkk = 0.58 m 3 /phút = 9.67 x 10 -3 m 3 /s và vận tốc khí trong ống vkk= 10 – 15 (m/s), chọn v = 12 (m/s) Đường kính ống dẫn khí chính:

Chọn ống thép tráng kẽm Dc = 34mm

- Tính lại vận tốc khí trong ống chính:

- Số đĩa trên 1 nhánh: n = 12 / 3 =4 (đĩa)

Chọn ống thép tráng kẽm Dnh = 21 mm

 Áp lực và công suất của hệ thống nén khí

- Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo công thức:

Trong hệ thống ống dẫn, tổn thất áp lực tổng cộng (H tc) được xác định bằng tổng các thành phần: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống (h d), tổn thất áp lực cục bộ (h c), và tổn thất qua thiết bị phân phối (h f) Cụ thể, h d và h c thường không vượt quá 0.4m, trong khi h f không vượt quá 0.5m.

H: Chiều cao hữu ích của bể điều hoà, H = 3m

Do đó áp lực cần thiết là:

H tt = 0.4 + 0.5 + 3 = 3.9 m Tổng tổn thất là 3.9 (m) cột nước

- Công suất máy thổi khí tính theo công thức sau:

Chọn công suất máy thổi khí N = 1kW

Trong đó: q kk : Lưu lượng không khí, m 3 /s n: Hiệu suất máy thổi khí, n = 0.7 – 0.9, chọn n = 0.8 k: Hệ số an toàn khi sử dụng trong thiết kế thực tế, chọn k = 2

- Chọn 2 máy thổi khí công suất 1kW (2 máy hoạt động luân phiên)

 Tính toán các ống dẫn nước ra khỏi bể điều hoà

- Nước thải được bơm sang bể Aerotank nhờ một bơm chìm, lưu lượng nước thải 9.71 m 3 /h, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 1.5m/s, đường kính ống ra:

= × × × Chọn ống nhựa uPVC, D = 49 mm

- Chọn máy bơm nước từ bể điều hòa sang bể Aerotank:

 Các thông số tính toán bơm

- Lưu lượng mỗi bơm Qtb 0 m 3/ ngày = 0.00578 (m 3 /s)

- Sử dụng hai bơm hoạt động luân phiên để bơm nước thải từ bể điều hòa qua bể Aerotank

- ρ : Khối lượng riêng chất lỏng ρ= 1.000 kg/m 3 ;

- Q h tb : Là lưu lượng trung bình giờ nước thải Q h tb = 0.00578(m 3 /s);

- H : Là chiều cao cột áp ( tổn thất áp lực), m Chọn H= 10

- η : Là hiệu suất máy bơm η = 0.73 – 0.93 chọn η = 0.8

 Chọn bơm nước thải bể điều hòa

Chọn bơm chìm với hai bơm có công suất 0.7kW, trong đó một bơm hoạt động tối đa cho hệ thống xử lý, bơm còn lại đóng vai trò dự phòng Các bơm sẽ tự động luân phiên theo chế độ cài đặt để đảm bảo tuổi thọ lâu bền.

- Hàm lượng SS, BOD5, COD sau khi ra bể điều hòa

Bảng 4.6: Thông số thiết kế bể điều hoà

Thời gian lưu nước của bể điều hoà t h 4

Kích thước bể điều hoà

Chiều cao hữu ích H mm 3000

Chiều cao xây dựng H xd mm 3500

Số đĩa khuếch tán khí n đĩa 12 Đường kính ống dẫn khí chính D k mm 34 Đường kính ống nhánh dẫn khí D nh mm 21

Số ống khí nhánh - ống 3

Số đĩa khuếch khí trên 1 nhánh - đĩa 4 Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể D r mm 49

Thể tích bể điều hòa W t m 3 36.75

Công suất máy thổi khí N k kW 1

 Nhiệm vụ: loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan có khả năng phân hủy sinh học nhờ các vi sinh vật trong điều kiện có oxy

 Các thông số thiết kế

- Lưu lượng nước thải: Q h tb = 200 (m 3 /ngàyđêm)

- Hàm lượng BOD5 trong nước thải vào bể Aerotank So = 293.76(mg/l)

- Hàm lượng BOD5 trong nước thải cần đạt sau xử lý BOD5 R=S 0 (mg/l)

- Hàm lượng COD trong nước thải cần đạt sau xử lý CODR= 50(mg/l) (TCVN 5945 – 2005; do trong QCVN 14 – 2008 không có mức quy định COD)

- Hàm lượng chất lơ lửng SS trong nước thải vào bể Aerotank, SSV 220.833(mg/l)

- Hàm lượng chất lơ lửng SS trong nước thải cần đạt sau xử lý: SSR 50(mg/l), trong đó 65% là cặn hữu cơ, a% = 65%

- Lượng cặn bay hơi ra khỏi bể lắng là 70%, độ tro z = 0.3

- Y: Hệ số sản lượng bùn Y = 0.6 (mgVSS/mgBOD5)

- X: Nồng độ bùn hoạt tính X = 3000 (mg/l).

- θ C : thời gian lưu bùn θ C = 10 (ngày)

- Tỉ số MLVSS: MLSS = 0.7 (do độ tro z = 0.3)

- Tải trọng thể tích: 0.8– 1.9kg BOD5 /m 3 ngày

- Nồng độ bùn tuần hoàn: Xth000 mgSS/l; [3]

- Điều chỉnh sao cho tỉ số BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1

- Giả sử có đầy đủ các nguyên tố vi lượng cho VSV phát triển thuận lợi

- Chế độ xáo trộn hoàn toàn

- Xác định hiệu quả xử lý:

Lượng cặn hữu cơ có thể bị phân hủy:

Lượng cặn hữu cơ trong nước thải đi ra khỏi Aerotank (tính theo COD):

Trong đó: 1.42 là hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD (lượng BOD5 khi bị oxy hóa hết chuyển thành cặn tăng lên 1.42 lần)

Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể Aerotank:

Lượng BOD5 hòa tan ra còn lại trong nước khi ra khỏi bể Aerotank: e = BOD 5 CP – d = 30 – 16.1525 = 13.85(mg/l) Hiệu quả xử lý được xác định bởi phương trình:

+ S o : BOD 5 trong nước thải dẫn vào Aerotank, So= 293.76(mg/l)

+ S: Hàm lượng BOD5 trong nước thải cần đạt sau xử lý, S 13.85(mg/l)

Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan:

Hiệu quả xử lý tính theo BOD tổng cộng:

- Xác định thể tích bể Aerotank:

Thể tích bể Aerotank được tính theo công thức:

+ θ C : thời gian lưu bùn (tuổi của bùn hoạt tính) ứng với việc khuấy trộn hoàn chỉnh, θ C = 5÷15ngày, chọn θ C = 10ngày

+ Q: Lưu lượng trung bình ngày, Q = 200 m 3 /ngày đêm

+ Y: Hệ số sản lượng bùn, đây là 1 thông số động học được xác định bằng thực nghiệm, Y = 0.4÷0.8 (mgVSS/mgBOD 5 ), chọn =0.6

+ X: Nồng độ bùn hoạt tính, X = 2500÷4000 (mg/l), chọn X = 3000 (mg/l)

+ k d : hệ số phân hủy nội bào, chọn kd = 0.06ngày -1 (quy phạm k d =0.02÷0.1)

(Nguồn Trịnh Xuân Lai (2001) Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng)

Vậy thể tích bể Aerotank:

- Tính toán lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày:

Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức:

Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5:

Tổng lượng cặn sinh ra theo độ tro z: x 1

Lượng cặn dư xả ra hàng ngày:

Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn - lượng SS trôi ra khỏi lắng 1

Lưu lượng bùn dư xả ra hàng ngày r r c xa t c

+ X T : Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn (cặn không tro):

X T = (1 - 0.3)×10000 = 7000 (mg/l) + X r : Nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn hoạt tính ra khỏi bể lắng 1:

X r = (1 − × z ) c = (1 – 0.3) ×32.305 = 22.61 (mg/l) + V: Thể tích bể Aerotank, V = 70 m 3

+ θ C : Thời gian lưu bùn, 10 ngày

+ Q xã : lưu lượng bùn xả ra (m 3 /ngàyđêm):

Diện tích của Aerotank trên mặt bằng:

H: chiều cao công tác của Aerotank, chọn H = 3.5(m) Chiều dài của bể Aerotank:

B: chiều rộng của bể Aerotank, chọn B = 4 (m) Chiều cao xây dựng của bể Aerotank:

H xd = 3.5 + 0.5 = 4 (m) Tổng thể tích xây dựng bể

Giá trị này nằm trong khoảng thông số cho phép khi thiết kế bể (0.8 ÷ 1.9)

Giá trị này nằm trong khoảng thông số cho phép khi thiết kế bể (0.2 ÷ 1)

Giá trị của tốc độ sử dụng chất nền (BOD5) của 1gram bùn hoạt tính trong 1 ngày:

- Xác định lượng bùn tuần hoàn:

Q, Q r, Q w, Q e : lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xả và lưu lượng nước đầu ra, m 3 /ngày

S o , S: nồng độ chất nền (tính theo BOD) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua bể aerotank và bể lắng, mg/l

X, X r , X e : nồng độ chất rắn bay hơi trong bể aerotank, nồng độ bùn tuần hoàn, và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng II, mg/l

Lập cân bằng vật chất cho bể Aerotank:

Ta có X 0 = 0, chia 2 vế cho Q và đặt Q T α = Q là hệ số bùn tuần hoàn α = = − −

- Tính lượng oxy cần thiết:

+ 1.42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD

0.5 1000 × − × –1.42 x 20.993 = 82.15(kgO 2 /ngày) Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:

+ C S : Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở 20 o C, C S ≈ 9.08 (mg/l) + C: Nồng độ oxy cần duy trì trong bể, C=1.5 ÷ 2 (mg/l; [3, tr 113]) + T = 25 o C, nhiệt độ nước thải

+ α: Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải (do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt), α= 0.6÷0.94, chọn α= 0.7 Lượng không khí cần thiết:

+ f : hệ số an toàn, f = 1.5÷2, chọn f = 1.5; [3, tr 107]

+ OU: công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho 1m 3 không khí

+ O tt : Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gram oxy cho 1m 3 không khí

+ h 1 : Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h1 =3.3 (m)

Chọn hệ thống phân phối bọt khí kích thước trung bình, (tra bảng 7-2; [3]) Chọn Ott = 4.5 (gO 2 /m 3 m)

Vậy lượng không khí cần thiết:

- Tính áp lực máy nén: Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén:

+ h d : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, (m)

+ h f : tổn thất qua thiết bị phân phối (m)

+ H: chiều sâu hữu ích của bể, H = 3.5(m)

+ Tổng tổn thất hd và h c thường không vượt quá 0.4(m), tổn thất hf không quá 0.5(m)

Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hct = 0.4 + 0.5 + 3.5 = 4.4(m) Áp lực không khí trong điều kiện chuẩn là: p = 10.33 10.33 4, 4 1.426

Công suất máy nén khí:

Chọn máy thổi khí có công suất 7.5 (kW)

+ n- Hiệu suất máy nén khí, n = 0.7÷0.9, chọn n = 0.8

- Hệ thống phân phối khí:

Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170(mm), diện tích bề mặt F = 0.02(m 2 ), cường độ khí qkk = 250l/phút.đĩa m 3 /h.đĩa = 4.17(l/s)

Số đĩa phân phối trong bể là:

Chọn Nd = 36 đĩa Đường kính ống dẫn khí đến bể Aerotank:

Chọn ống thép tráng kẽm, D= 114(mm)

V: tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới trong ống phân phối, V÷15 (m/s), chọn V = 15 (m/s)

Các ống nhánh đặt theo chiều ngang bể, vuông góc với cạnh dài bể

Khoảng cách giữa các ống nhánh ở 2 đầu bể với thành bể, chọn : a = 0,5 m Khoảng cách giữa các ống nhánh : x = 1m

- Số đĩa trên mỗi ống nhánh:

Từ ống chính, có 4 ống nhánh cấp khí cho bể:

Chọn ống thép tráng kẽm, D = 60(mm)

V: tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới trong ống phân phối, V ÷ 15 (m/s), chọn V = 15 (m/s)

- Tính toán đường ống dẫn nước thải qua bể lắng:

Chọn ống nhựa uPVC, D = 49mm

Trong đó: v: vận tốc nước chảy trong ống: chọn v = 2m/s

Q: Lưu lượng nước thải, Q = 200 m 3 /ngày = 0.0023 m 3 /s

Q th : Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qth = 86 m 3 /ngày = 0.001 m 3 /s

Chọn đường ống dẫn bùn từ bể lắng về bể Aerotank là ống nhựa uPVC có đường kính Dth = 60mm

Bảng 4.7: Thông số thiết kế bể Aerotank

Số đĩa khuếch tán khí đĩa

Số đĩa khuếch tán trên 1 ống nhánh - đĩa 9

Số ống nhánh là ống 4, với đường kính ống dẫn khí chính D c là 120 mm Đường kính ống nhánh dẫn khí D nh là 60 mm, trong khi đường kính ống dẫn nước thải ra D r là 49 mm Cuối cùng, đường kính ống dẫn bùn tuần hoàn D th cũng là 60 mm.

Công suất máy thổi khí N kW 7.5

Bùn sinh ra từ bể Aerotank và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng II Bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank

 Tính toán kích thước bể lắng đứng:

Diện tích phần lắng của bể lắng:

+ Q: Lưu lượng nước thải xử lý, Q = 200 m 3 /ngày = 8.33 m 3 /h + C 0 :Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể Aerotank (tính theo MLSS)

+ C t : Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn, Ct = 10000 g/m 3 + Hệ số tuần hoàn, α = 0.6

+ V L :Vận tốc lắng của bề mặt phân chia

V L phụ thuộc vào nồng độ cặn CL và tính chất của cặn, thường được xác định thông qua các thí nghiệm Nếu không thể thực hiện thí nghiệm, có thể tính V L bằng công thức thực nghiệm.

+ C L : Nồng độ cặn tại mặt cắt L (bề mặt phân chia)

+ K = 600 (cặn có chỉ số thế tích 50 < SVI < 150)

Vậy vận tốc lắng của bề mặt phân chia:

Vậy diện tích phần lắng của bể lắng:

S lang = × + × = m × Diện tích buồng phân phối trung tâm: f = 0.1 × S L = 0.1× 9.14 = 0.914 (m 2 ) Diện tích bể lắng nếu tính luôn diện tích buồng phân phối trung tâm:

S m π × = × Chọn D = 3.6(m) Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 0.25×D = 0.25×3.578 =0.893(m) Chọn d = 0.9m

Kiểm tra lại diện tích buồng phân phối trung tâm: f kt 2 2

= Kiểm tra lại diện tích bể lắng:

S L = S – f kt = 10.054 – 0.635 = 9.42 (m 2 ) Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao phần loe: Đường kính tấm hướng dòng :

D hd = 1.3 ×d l = 1.3 ×1.215 = 1.58(m) Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hướng dòng so với mặt phẳng ngang: 17 0 Tải trọng thủy lực của bể:

S = = (m 3 /m 2 ngày) Vận tốc dòng nước đi lên trong bể:

 Tính toán lượng bùn trong bể

Nồng độ bùn trung bình trong bể

+ C L : nồng độ bùn ở bề mặt phân chia lắng + Ct:nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn

Thể tích phần chứa cặn hình trụ trong bể :

Chọn chiều cao phần chứa cặn hc= 0.3 m

V b = S × h 4 = 10.054 × 0.3 = 3.016 (m 3 ) Lượng bùn chứa trong bể lắng

Tải trọng bùn của bể lắng :

Thời gian lưu nước trong bể :

 Xác định chiều cao bể :

Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng:

D: đường kính bể lắng, D = 3.6m d n : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 0.6m

Chiều cao tính toán của vùng lắng :

(Với V : tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng ,V=0,5-

0,8mm/s.Điều 6.5.4 TCXD 51-84 Chọn V=0,7mm/s hay V= 0,0007m/s) Chiều cao tổng cộng của bể lắng:

(Với h0 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể ; h0=0,3)

Thể tích của bể lắng:

Máng thu nước ra đặt ở vòng tròn có đường kính 80% đường kính bể

Chu vi máng thu nước:

- Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng: a L = 200 21.23

L = = (m 3 /mdài.ngày) ( a L < 125 (m 3 /mdài.ngày) →thỏa điều kiện; ([3])

Máng răng cưa được gắn chặt vào thành máng thu nước để điều chỉnh dòng chảy từ bể vào máng thu qua khe dịch chuyển, đồng thời giúp cân bằng mực nước trên bề mặt bể trong trường hợp công trình bị lún hoặc nghiêng.

Chọn chiều dài máng răng cưa bằng chiều dài máng thu

Chọn tấm xẻ khe hình chữ V với góc đáy 90 độ C, có máng răng cưa với khe điều chỉnh cao độ Chiều cao chữ V là 60mm, khoảng cách giữa hai mép chữ V là 120mm, và chiều rộng một chữ V là 80mm Chiều cao tổng cộng của máng răng cưa là h ct 0mm, với mỗi mét dài có 5 khe chữ V.

Tổng số khe chữ V trên máng răng cưa:

( ) 5( / ) 9.42 5 47.1( ) n = l m × khe m = × = khe = 47 (khe) Máng răng cưa được bắt dính với máng thu nước bằng bulông qua các khe dịch chuyển

Khe dịch chuyển có đường kính 10 mm, bulông được bắt cách mép dưới máng răng cưa 50mm và cách đáy chữ V là 50mm Hai khe dịch chuyển cách nhau 0.4m

 Ống dẫn nước thải ra

Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1.5 m/s

Lưu lượng nước thải : Q = 8.33 m 3 /h Đường kính ống:

Chọn ống nhựa uPVC có đường kính Φ= 49mm

- Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1 m/s

Q t : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn về bể Aerotank 86 m 3 /ngày = 3.583m 3 /h;

Q w : Lưu lượng bùn dư từ bể Aerotank 0,098 m 3 /h

- Chọn ống nhựa uPVC đường kính ống Φ= 42 mm

- Tính bơm bùn tuần hoàn :

+ Q : lưu lượng bùn tuần hoàn (m 3 /s)

+ ρ: khối lượng riêng của bùn (kg/m 3 ) ρ08(kg/m 3 )

- Tính bơm bùn đến bể nén bùn

+ Q : lưu lượng bùn xả ra (m 3 /h)

+ ρ: khối lượng riêng của bùn (kg/m 3 )

+ η: Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93 , chọn η= 0,8;

- Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng:

C SS : Hàm lượng chất rắn lơ lửng đầu vào;

- Hiệu quả xử lý BOD:

- Vậy BOD còn lại trong nước thải sau khi ra khỏi bể lắng :

(Với BODV: nồng độ BOD đầu vào , ta có BODV= 70.50(mg/l)

Hàm lượng SS và BOD5, COD sau khi qua bể lắng giảm:

Bảng 4.8: Thông số thiết kế bể lắng 2

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể lắng D mm 3600

Chiều cao bể lắng H ct mm 6860 Đường kính ống trung tâm d mm 900

Chiều cao ống trung tâm H 2 mm 3000

Chiều cao vùng lắng h tt mm 4780

Thời gian lắng nước t l h 1.76 Đường kính máng răng cưa D rc mm 3000 Đường kính ống dẫn nước thải vào,ra D v, D r mm 49

Tổng số khe của máng răng cưa n khe 47

Diện tích của bể lắng S lắng m 2 10.054

Thể tích của bể lắng W m 3 70

Bùn từ bể lắng II có độ ẩm từ 98 – 99.5 %, sau khi qua bể nén bùn độ ẩm giảm xuống từ 78 – 80 % thì được xe bơm bùn bơm hút định kỳ

Lưu lượng bùn đưa đến bể nén bùn:

V c = Q xã = 2.354(m 3 /ngày) = 0.1 (m 3 /h) Tải lượng bùn từ bể lắng chuyển tới bể nén bùn là:

M = P dư = 20.993 (kg/ngày) Diện tích mặt thoáng của bể nén bùn:

Tải trọng cặn trên bề mặt bể cô đặc cặn trọng lực từ hỗn hợp cặn của bể lắng được xác định là 12.5 kg/m².ngày, trong khi giá trị dao động từ 12.5 đến 34 kg/m².ngày Do đó, chúng ta chọn m = 12.5 kg/m².ngày để tính toán đường kính bể nén bùn.

Chiều cao phần lắng của bể nén bùn: h lắng = v × t = 0.05 × 12 ×10 -3 ×3600 =2.17(m)

Trong đó : v : vận tốc lắng của nước bùn chọn v = 0.05 mm/s (TCXD 51 – 2008) t : thời gian lưu bùn chọn t = 12h

Chiều cao buồng phân phối trung tâm: h = 0.6 × h lắng = 0.6 ×2.2 = 1.32 (m)

Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 45 0 , đường kính bể D = 1.5m và đường kính của đỉnh đáy bể 0.2 m là: d m h l D 0 65

Chiều cao toàn phần của bể nén bùn:

Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn được tính bằng công thức H = h lắng + h 1 + h dt, trong đó h lắng là chiều cao vùng lắng, h 1 là chiều cao phần hình nón chứa nén cặn, và h dt là chiều cao dự trữ an toàn, với h dt được chọn là 0.3 m Cụ thể, với các giá trị h lắng = 2.2 m, h 1 = 0.65 m và h dt = 0.3 m, chiều cao tổng cộng H đạt 3.15 m.

Thể tích thực của bể nén bùn:

W t = F x H = 1.7 x 3.15 = 5.355(m 3 ) Chọn Wt=5.4( m 3 ) Đường kính buồng phân phối trung tâm: d = 0.25 × D = 0.25 × 1.5 = 0.375 (m ) Đường kính phần loe: d 1 = 1.3 × d = 1.3 × 0.375 = 0.4875 ≈ 0.5 (m ) Đường kính máng thu nước:

Chiều dài máng răng cưa:

Tính toán các công trình đơn vị phương án 2

4.3.1 Tính toán các công trình khác phương án 1

Sau khi nước thải được xử lý qua bể điều hòa, hàm lượng BOD5 đạt 293.76 mg/l Để đáp ứng tiêu chuẩn nguồn thải loại A theo QCVN 14:2008, hàm lượng BOD5 cần giảm xuống còn 30 mg/l sau khi qua bể lọc sinh học.

Bảng 4.14 Các thông số tính toán thiết kế bể lọc sinh học

Thông số Đơn vị Tải trọng thấp Tải trọng cao

Chiều cao lớp vật liệu m 1 – 3 0,9 – 2,4 (đá)

Loại vật liệu Đá cục, than cuội, đá ong, cuội lớn Đá cục, than cục, sỏi lớn, tấm nhực, cầu nhựa

Tải trọng chất hữu cơ theo thể tích lớp vật liệu lọc kgBOD/1m 3 vật liệu.ngày 0,08 – 0,4 0,4 – 1,6

Tải trọng thủy lực theo bề diện tích bề mặt m 3 /m 2 ngày 1 – 4,1 4,1 – 40,7

Tải trọng thủy lực lên bề mặt bể lắng 2 m 3 /m 2 ngày 25 16

Hiệu quả khử BOD sau bể lọc và bể lắng đợt 2 % 80 – 90 65 – 85

(Nguồn : Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải _ Trịnh Xuân Lai)

- Chọn hiệu quả xử lý như sau: E = 88%

Chọn hệ số tuần hoàn nước thải R = 1

- Thông số tuần hoàn nước thải:

- Lượng BOD5 cần khử trong ngày :

- Thể tích khối vật liệu lọc trong bể lọc đợt 1:

= H = = Với H1 là chiều cao lớp vật liệu lọc

Thiết kế bể có dạng hình tròn, đường kính bể lọc , Chọn Dl = 15 m

- Tải trọng thủy lực của bể lọc

Q t : lưu lượng tuần hoàn nước thải, Qt = 200 m 3 /ngđ

- Tải trọng chất hữu cơ tính cho 1m 3 vật liệu

Khoảng cách từ bề mặt vật liệu đến vòi phun được thiết lập là 0,5 m, nhằm mục đích hút không khí và đảm bảo rằng các tia nước phun ra sẽ phân tán đều thành những giọt nhỏ trên toàn bộ diện tích bể.

- Khoảng cách từ sàn phân phối đến đáy bể là hđáy = 0,8 m

- Vậy chiều cao xây dựng bể là:

- Thể tích bể lọc sinh học: Wt = S x H = 169 x 3.3 = 557.7(m 3 )

- Lớp vật liệu lọc là sỏi có đường kính 60 – 100mm Đáy bể được xây dựng với độ dốc 2% về phía máng thu nước trung tâm

- Hệ thống phân phối nước trong bể là 2 ống thép có đường kính φ90 được liên kết với trục quay thông qua moteur truyền động

- Đường kính lỗ vòi phun từ 15 – 25mm Chọn loại vòi phun có đường kính miệng vòi 22mm Áp lực tĩnh ở đầu vòi : 2m

- Tổn thất áp lực trong mạng lưới phân phối lấy bằng 30% tổn thất tổng cộng, do đó áp lực tự do lớn nhất ở đầu vòi phun sẽ là :

Với áp lực tự do Htd = H max = 1,4m và đường kính miệng vòi phun 22mm, đường kính vòng tưới đạt D = 3.8m, bán kính vòng tưới R = 1.9m Lưu lượng tưới lớn nhất của một vòi phun là q = 72L/phút, tương đương với 1.2L/s (Theo biểu đồ hình 5_6 và hình 5_7, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp _ Lâm Minh Triết).

- Mối quan hệ giữa diện tích tưới f (m 2 ) của mỗi vòi phun với áp lực phun Htd được nêu trong bảng sau :

Bảng 4.15 Mối quan hệ giữa diện tích tưới và áp lực phun Áp lực tự do Htd, m Diện tích tưới f (m 2 ) đối với các loại vòi phun

( Nguồn : Xử lý nước thải đô thị _ Trần Đức Hạ, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật)

- Với áp lực tự do Htd= 1.4(m) và D = 22(mm) thì diện tích tưới f = 9(m 2 )

- Số vòi phun bố trí trên mặt bể:

Bảng 4.16 Tổng hợp thông số bể lọc sinh học

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể D m 15

Chiều cao xây dựng bể H m 3,3

Chiều cao lớp vật liệu lọc H 1 m 2

Thể tích khối vật liệu lọc V m 3 338

Thể tích bể lọc sinh học W m 3 557,7

- Nhiệm vụ của bể lắng II là lắng các màng vi sinh vật được hình thành trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí ở bể lọc sinh học

- Diện tích tiết diện ướt ống trung tâm của bể lắng:

Q max s : Lưu lượng tính toán lớn nhất theo giây, Q = 0,00578 m 3 /s;

V tt : Tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn

- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng : max 2

= V = (Với V: tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng , V = 0,5 - 0,8 mm/s Điều 6.5.4 TCXD 51 - 84 Chọn V = 0,6 mm/s hay V = 0,0006m/s)

- Diện tích tổng cộng của bể lắng :

- Đường kính của bể lắng :

- Đường kính ống trung tâm :

- Đường kính phần loe ống trung tâm :

- Chiều cao của phần ống loe :

- Đường kính tấm chắn hướng dòng :

- Khoảng giữa mép ngoài của miệng ống loe đến mép ngoài của tấm chắn

V k : tốc độ dòng nước chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm chắn ; V k ≤20mm/s Chọn Vk = 20 mm/s = 0,02 m/s

- Chiều cao tính toán của vùng lắng :

V h tt = × = × × (Ta chọn thời gian lưu nước t = 1,5 giờ)

- Chiều cao phần hình nón của bể lắng :

Chiều cao tổng cộng của bể lắng:

(Với h0 : khoảng cách từ mực nước đến thành bể ; h0 = 0,3 m)

- Vận tốc nước chảy trong máng: chọn v = 0,6 (m/s) (Quy phạm 0,6 – 0,7 m/s)

- Đường kính máng thu nước:

= × = × (Đường kính máng thu lấy bằng 80-90% đường kính bể lắng.Chọn 80%)

(Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp TS Trịnh Xuân Lai _chủ biên)

Máng răng cưa được gắn chặt vào thành máng thu nước, giúp điều hòa dòng chảy từ bể vào máng thu qua khe dịch chuyển Ngoài ra, máng răng cưa còn có tác dụng cân bằng mực nước trên bề mặt bể khi công trình gặp tình trạng lún hoặc nghiêng.

- Chọn chiều dài máng răng cưa bằng chiều dài máng thu

Chọn tấm xẻ khe hình chữ V với góc đáy 90 độ C, có máng răng cưa điều chỉnh cao độ cho máng Chiều cao chữ V là 60mm, khoảng cách giữa hai mép chữ V là 120mm, và chiều rộng một chữ V là 80mm Tổng chiều cao của máng răng cưa được xác định là h ct 0mm, với 5 khe chữ V cho mỗi mét dài.

- Tổng số khe chữ V trên máng răng cưa:

- Máng răng cưa được bắt dính với máng thu nước bằng bulông qua các khe dịch chuyển

- Khe dịch chuyển có đường kính 10 mm, bulông được bắt cách mép dưới máng răng cưa 50mm và cách đáy chữ V là 50mm Hai khe dịch chuyển cách nhau 0.4m

 Ống dẫn nước thải ra

- Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 1,5 m/s

- Chọn ống nhựa uPVC có đường kính Φ= 49mm

- Chọn ống nhựa uPVC đường kính ống Φ= 42 mm

Trong đó: η: Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93 , chọn η = 0,8; ρ: Khối lượng riêng của nước kg/m 3

- Chọn bơm bùn lắng: Loại bơm ly tâm trục ngang Công suất 0,124 (kW) Bùn dẫn vào bể nén bùn

Bảng 4.17 Tổng hợp thông số bể lắng 2 phương án 2

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể lắng D mm 3540

Chiều cao bể lắng H ct mm 5830 Đường kính ống trung tâm D mm 885

Chiều cao vùng lắng h tt mm 3780

Chiều cao phần hình nón h n mm 1750

Chiều cao máng răng cưa H mm 180

Thời gian lưu nước t h 1,5 Đường kính ống dẫn nước thải vào Dv mm 49 Đường kính ống dẫn bùn D b mm 42

Tổng số khe của máng răng cưa N khe 45

Diện tích bể lắng đợt II F m 2 9,83

Bùn từ bể lắng II có độ ẩm 98 – 99,5%, sau khi qua bể nén bùn có độ ẩm 78 – 80% thì bùn được xe bơm hút bùn định kỳ

- Bùn hoạt tính ở bể lắng II phải xả : Qxả = 2,354 m 3 /ngày = 0,1 m 3 /h

- Lượng bùn dư cần xử lý : Mdư = P x = 20,993 kgSS/ngày

- Chọn hệ số an toàn cho bể nén bùn là 20%

- Vận tốc chảy của chất lỏng ở vùng lắng trung bể nén bùn kiểu lắng đứng không lớn hơn 0,1 mm/s Chọn v1 = 0,03 mm/s (điều 6.17 – TCXD51-2008)

- Vận tốc bùn trong ống trung tâm Chọn v2 = 28 mm/s

- Thời gian lắng bùn: t = 12 h (điều 6.17 – TCXD51-2008)

- Diện tích hữu ích của bể:

- Diện tích ống trung tâm của bể:

- Diện tích tổng cộng của bể:

- Đường kính ống trung tâm:

- Đường kính phần loe ống trung tâm:

- Đường kính máng thu nước:

- Chiều cao phần lắng của bể nén bùn đứng: h 1 = v 1 x t x 3600 = 0,00003 x 12 x 3600 = 1,296 m

- Khoảng cách từ đáy ống loe đến đến tấm lá chắn, h0 = 0,25 – 0,5 m

- Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 50 0 :

Trong đó: d n : Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,6 m

Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn:

Trong đó: h 1 : Chiều cao phần lắng của bể nén bùn; h 2 : chiều cao phần hình nón của bể

- Thể tích thực của bể nén bùn:

- Nước tách từ bể nén bùn được dẫn trở về bể điều hòa để tiếp tục xử lý

- Hàm lượng TS của bùn vào bể nén bùn

- Hàm lượng bùn nén đạt TSnén = 3%

- Dựa vào sự cân bằng khối lượng chất rắn, có thể xác định lưu lượng bùn nén cần xử lý

Q bùn x TS vào = Q nén x TS nén

Máng răng cưa được gắn chặt vào thành máng thu nước, giúp điều hòa dòng chảy từ bể vào máng thu qua khe dịch chuyển Ngoài ra, máng răng cưa còn có tác dụng cân bằng mực nước trên bề mặt bể khi công trình xảy ra hiện tượng lún hoặc nghiêng.

- Chọn chiều dài máng răng cưa bằng chiều dài máng thu

Chọn tấm xẻ khe hình chữ V với góc đáy 90 độ C, có máng răng cưa với khe điều chỉnh cao độ cho máng Chiều cao chữ V là 60mm, khoảng cách giữa hai mép chữ V là 120mm, và chiều rộng một chữ V là 80mm Tổng chiều cao của máng răng cưa được chọn là h ct 0mm, với mỗi mét dài có 5 khe chữ V.

- Tổng số khe chữ V trên máng răng cưa:

- Máng răng cưa được bắt dính với máng thu nước bằng bulông qua các khe dịch chuyển

- Khe dịch chuyển có đường kính 10 mm, bulông được bắt cách mép dưới máng răng cưa 50mm và cách đáy chữ V là 50mm Hai khe dịch chuyển cách nhau 0.4m

- Chọn vận tốc nước trong ống v = 0,5 m/s

- Đường kính ống dẫn bùn vào:

Chọn ống dẫn bùn vào φ 21 mm

Chọn ống dẫn bùn ra φ 21 mm

Bảng 4.18 Tổng hợp thông số bể nén bùn trọng lực phương án 2

Thông số Ký hiệu Đơn vị Kích thước Đường kính bể nén bùn D mm 1500 Đường kính ống trung tâm D tt mm 300

Chiều cao tổng cộng bể nén bùn H mm 2400 Ống dẫn bùn vào D v mm 21 Ống dẫn bùn vào D r mm 21

Thể tích bể nén bùn V m 3 3

4.3.2 Tính toán các công trình giống phương án 1

Bảng 4.19: Thông số thiết kế song chắn rác