GIỚI THIỆU
Đặt vấn đề
Nước là nguồn tài nguyên thiết yếu cho sự sống của con người và các sinh vật trên trái đất Thiếu nước, sự sống sẽ không thể tồn tại, và các nền văn minh hiện nay cũng sẽ không thể phát triển.
Nước đóng vai trò thiết yếu đối với cơ thể con người, chiếm khoảng 70% trọng lượng cơ thể và cần thiết cho các hoạt động sống Mỗi người bình thường cần bổ sung từ 2-3 lít nước mỗi ngày để duy trì sức khỏe Đối với các sinh vật khác, nước không chỉ là môi trường sống mà còn là nguyên liệu cho các hoạt động hàng ngày Theo thống kê, trên toàn thế giới, khoảng 40% lượng nước được sử dụng trong công nghiệp, 50% trong nông nghiệp và 10% cho sinh hoạt.
Việt Nam đang trên con đường phát triển bền vững với nhiều thành tựu nổi bật trong kinh tế, xã hội và môi trường Đất nước đã đạt được tốc độ tăng trưởng GDP ấn tượng, giảm tỷ lệ nghèo bền vững, phổ cập giáo dục và nâng cao khả năng tiếp cận dịch vụ y tế và chăm sóc sức khỏe cho người dân.
Nhận thức về phát triển bền vững của nhiều cơ quan, doanh nghiệp và người dân tại Việt Nam vẫn chưa đầy đủ và thiếu thống nhất, trong khi các chính sách kinh tế - xã hội chủ yếu tập trung vào tăng trưởng nhanh và ổn định xã hội, chưa chú trọng đúng mức đến tính bền vững trong khai thác tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường Sự phát triển mạnh mẽ này đã dẫn đến sự hình thành các khu công nghiệp, gây ra nhiều vấn đề, đặc biệt là ô nhiễm nước Mặc dù các cấp, ngành đã nỗ lực thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, tình trạng ô nhiễm nước vẫn là một vấn đề nghiêm trọng, do tốc độ công nghiệp hóa, đô thị hóa nhanh và gia tăng dân số tạo ra áp lực lớn lên tài nguyên nước.
Môi trường nước tại các đô thị, khu công nghiệp và làng nghề đang ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải, khí thải và chất thải rắn Tại các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp không có hệ thống xử lý chất thải, dẫn đến ô nhiễm môi trường nước Tình trạng ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp đang ở mức báo động.
Từ các vấn đề trên , đề tài “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ
LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT NHÀ MÁY SẢN XUẤT BO MẠCH ĐIỆN
TỬ CÔNG SUẤT 200 m3/ngày đêm” được chọn làm đề tài báo cáo tốt nghiệp cho ngành khoa học môi trường.
✓ Nhằm tiếp xúc với công việc thực tế về nghề nghiệp chuyên môn
✓ Tìm hiểu thành phần tính chất nước thải, quy trình công nghệ của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty
✓ Tính toán thiết kế và so sánh hiệu suất xử lí cho các phương án đề ra
✓ Đề xuất thêm biện pháp khắc phục những khó khăn thiếu sót còn tồn tại.
Đối tượng
Xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty sản xuất bo mạch điện tử.
Phạm vi thực hiện
Bài viết này tập trung vào việc tính toán thiết kế và hiệu suất xử lý của hai phương án khác nhau, đồng thời so sánh chúng để xác định công nghệ xử lý tối ưu nhất.
Phương pháp thực hiện
1.5.1 Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu
Kế thừa thông tin, tài liệu đã có liên quan đến các vấn đề trong bài báo cáo này Tài liệu này chủ yếu bao gồm:
➢ Tìm hiểu những cách tính toán thiết kế cho hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt
➢ Các công trình nghiên cứu đã thực hiện tại Công ty TNHH TM DV KT Môi Trường Việt
Sử dụng nguồn số liệu và thông tin từ các bộ phận chuyên trách trong Công ty liên quan đến đề tài sẽ giúp rút ngắn thời gian và kế thừa kết quả trước đó một cách hiệu quả.
➢ Kế thừa những công trình nghiêm cứu của những bài baosv tập chí về môi trường
So sánh ưu điểm và nhược điểm của công nghệ xử lý hiện tại với công nghệ xử lý đề xuất là rất quan trọng để xác định giải pháp tối ưu Công nghệ hiện tại có thể mang lại hiệu suất ổn định nhưng thường gặp khó khăn trong việc thích ứng với các yêu cầu mới Ngược lại, công nghệ đề xuất hứa hẹn nhiều cải tiến về hiệu suất và khả năng linh hoạt, mặc dù có thể gặp phải một số thách thức trong giai đoạn triển khai ban đầu Từ việc phân tích những điểm mạnh và điểm yếu của cả hai công nghệ, chúng ta có thể lựa chọn công nghệ xử lý tốt nhất phù hợp với nhu cầu thực tiễn.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thực tế tại Công Ty
Trạm xử lý nước khu công nghệ cao QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A
Chú thích: Đường bùn Đường hóa chất Đường nước Đường khí
Hình 3: Sơ đồ Công nghệ xử lí nươc thải thực tế tại Công Ty
Bể chứa bùn Bồn hóa chất
3.1.1 Thuyết minh công nghệ thực tế tại Công Ty
Nước thải từ nhà xưởng, nhà ăn và nhà vệ sinh được thu gom và chảy về bể tiếp nhận, nơi có giỏ lượt rác để giữ lại các loại rác thô lớn như giấy, nắp chai và nilong Bể tiếp nhận cũng được trang bị 2 bơm chìm hoạt động theo mực nước báo phao để bơm nước thải về bể điều hòa.
Bể tiếp nhận có vai trò quan trọng trong việc làm sạch sơ bộ nước thải, nơi mà các chất cặn lắng sẽ được phân hủy bởi vi sinh vật yếm khí, giúp giảm mùi hôi và thể tích Sau đó, nước thải sẽ tự chảy vào bể điều hòa, nơi điều chỉnh nồng độ, lưu lượng và nhiệt độ của nước thải, nhằm tạo điều kiện làm việc ổn định cho các công trình xử lý phía sau và ngăn ngừa hiện tượng quá tải do sự thay đổi trong thành phần tính chất của nước thải.
Nước thải từ bể điều hòa sẽ được bơm qua bể thiếu khí Anoxic để loại bỏ N2 và P, với sự tham gia của hai loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter Quá trình nitrar hóa và photphoril hóa diễn ra liên tục tại đây Để tăng hiệu quả xử lý, bể được trang bị hai bơm khuấy trộn chìm AMP với tốc độ khuấy trộn phù hợp.
Nước thải từ bể Anoxic chảy vào bể sinh học hiếu khí có giá thể bám dính, nơi các vi sinh vật hoạt động trong điều kiện có oxy liên tục Chúng phân hủy chất hữu cơ trong nước thải, thu năng lượng để tạo ra tế bào mới, trong đó một phần chất hữu cơ được oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO4 2- Bùn sinh ra từ quá trình này được bơm tuần hoàn một phần về bể Anoxic, phần còn lại được chuyển đến bể lắng đứng.
Tại bể lắng, nước từ bể hiếu khí chảy tràn qua, giữ lại các chất cặn lắng xuống đáy Nước trong sẽ nổi lên phía trên, trong khi bùn được giữ lại và bơm một phần về bể Anoxic, phần lớn còn lại được chuyển sang bể chứa bùn Tại bể chứa bùn, hiện tượng tách pha lỏng và rắn sẽ xảy ra, và nước tách pha sẽ được bơm về bể điều hòa.
Trong nước sau lắng có nhiều loại vi khuẩn gây bệnh, vì vậy việc khử trùng là rất cần thiết Tại bể khử trùng, dung dịch chlorine được bơm định lượng vào để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh trước khi nước được đưa vào hệ thống chung của trạm xử lý Sau khi hoàn tất quá trình khử trùng, nước thải sẽ chảy tràn về.
Hệ thống thu gom chung của trạm xử lý nước khu công nghệ cao, nước đạt QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại công ty đạt tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A, mang lại hiệu quả xử lý cao Với thiết kế hợp khối và nhỏ gọn, cùng với các tính toán khoa học trong xây dựng, quy trình xử lý nước thải tại công ty luôn đảm bảo tính ổn định và hiệu quả.
3.1.3 Hiệu quả xử lí thực tế của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại công ty đạt tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A, mang lại hiệu quả xử lý cao Với thiết kế hợp khối và nhỏ gọn, cùng với tính toán khoa học trong quá trình xây dựng, hệ thống đảm bảo việc xử lý nước thải luôn ổn định và hiệu quả.
Bảng 9: Hiệu suất xử lý thực tế các chất ô nhiễm của Hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt tại công ty
STT Chỉ tiêu Đơn vị
5 Tổng dầu mỡ ĐTV mg/l 14.0 - 10 100%
Bảng 10: Bảng hiệu suất tính toán thực tê cho từng công trình
STT Công trình đơn vị H% xử lí thực tế[1]
Nước thải từ các tòa nhà, căn tin, nhà vệ sinh trong trường chảy qua sọt chắn rác và vào hố thu gom
Nước từ bể tự hoại chảy tràn qua bể điều hòa, tại đây bể có nhiệm vụ điều hòa nồng độ lưu lượng của nước thải
Nước thải từ bể điều hòa được bơm nhúng chìm bơm qua bể Anoxic, nhằm xử lí N2 và P
Bể sinh học hiếu khí
Nước thải từ bể Anoxic được dẫn vào bể sinh học hiếu khí, nơi có lớp giá thể giúp vi sinh vật bám dính và phát triển, nhằm xử lý hiệu quả lượng BOD và COD trong nước thải.
Sau khi hoàn tất quá trình xử lý sinh học, nước sẽ chảy sang bể lắng, nơi các chất cặn lơ lửng lắng xuống đáy Phần nước trong sau đó sẽ được dẫn qua bể khử trùng.
Phần nước trong từ bể lắng lamen chảy sang bể khử trùng và được bơm định lượng bơm clo vào để tiêu diệt vi khuẩn
Bùn được hút từ bể lắng thông qua bơm chìm đưa về bể chứa một phần được bơm tuần hoàn về cụm bể anoxic và aerotank
Chất lượng nước đạt QCVN 14:2008/Cột A
Sơ đồ công nghệ đề suất
Bể Khử Trùng Bồn hóa chất
Trạm xử lý nước khu công nghệ cao QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A
Hình 4: Sơ đồ đề suất hệ thống xử lý nước thải cho công ty
Thuyết minh sơ đồ công nghệ đề suất
Nước thải từ nhà máy, nhà ăn và nhà vệ sinh được thu gom qua hệ thống và chảy về hố thu gom, nơi có sọt chắn rác để giữ lại các loại rác thô lớn như giấy, vải, nilong và nắp chai Hố thu gom còn được trang bị hai bơm chìm hoạt động theo mực nước báo phao để bơm nước thải về hố thu gom chung Hố thu gom chung có cấu tạo tương tự và nhận nước thải chảy về bể tách dầu, từ đó hai bơm chìm sẽ bơm nước lên bể tự hoại.
Bể tự hoại có chức năng làm sạch sơ bộ nước thải bằng cách lắng đọng các chất cặn xuống đáy bể, nơi chúng được phân hủy bởi vi sinh vật yếm khí Quá trình này giúp giảm mùi hôi và thể tích cặn Sau đó, nước thải sẽ tự động chảy vào bể điều hòa, nơi điều chỉnh nồng độ, lưu lượng và nhiệt độ của nước thải, từ đó giảm kích thước và tạo điều kiện làm việc ổn định cho các công trình phía sau, ngăn ngừa tình trạng quá tải do sự biến đổi của nguồn nước thải.
Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua bể thiếu khí Anoxic để loại bỏ N2 và P Tại đây, hai loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter tham gia vào quá trình nitr hóa và photphoril hóa liên tục Để tối ưu hóa hiệu quả xử lý, bể được trang bị hai bơm khuấy trộn chìm AMP với tốc độ khuấy trộn phù hợp.
Nước thải từ bể Anoxic chảy vào bể sinh học hiếu khí có giá thể bám dính, nơi các vi sinh vật hoạt động trong điều kiện oxy liên tục để phân hủy chất hữu cơ Quá trình này không chỉ thu năng lượng để tạo ra tế bào mới mà còn oxy hóa một phần chất hữu cơ thành CO2, H2O, NO3 -, SO4 2- Bùn sinh ra sẽ được bơm một phần trở lại bể Anoxic và phần còn lại được chuyển đến bể lắng đứng.
Sau khi nước được xử lý qua Bể Sinh học, nó sẽ tiếp tục qua bể ổn định, rồi đến bể lọc áp lực và cuối cùng là bể khử trùng Kết quả đầu ra đạt tiêu chuẩn cột A theo QCVN 14:2008 BTNMT Nước đã qua xử lý này có thể được tái sử dụng cho việc tưới cây hoặc xả thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận như sông.
3.2.2 Hiệu quả xử lí của hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt đề suất tại công ty
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại công ty đạt hiệu quả cao, tuân thủ QCVN 14:2008/BTNMT/Cột A Với thiết kế gọn nhẹ và tính toán khoa học, hệ thống này đảm bảo quá trình xử lý nước thải luôn ổn định và hiệu quả.
Bảng 11: Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm của hệ thống đề suất theo lý thuyết ST
Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ QCVN
Lý thuyết Đầu vào Đầu ra
Bảng 12: Bảng hiệu suất tính toán lý thuyết cho từng công trình đề suất
STT Công trình đơn vị H% xử lí theo lý thuyết
Nước thải từ các tòa nhà, căn tin, nhà vệ sinh trong trường chảy qua sọt chắn rác và vào hố thu gom
Loại bỏ các chất rắn lơ lững có trong nước
Nước thải từ các hố gom sẽ được bơm về bể tách dầu, ở đây những chất bẩn nổi trên bề mặt và dầu mỡ được giữ lại
Nước từ bể tự hoại chảy tràn qua bể điều hòa, tại đây bể có nhiệm vụ điều hòa nồng độ lưu lượng của nước thải
Nước thải từ bể điều hòa được bơm nhúng chìm bơm qua bể Anoxic, nhằm xử lí N2 và P
Nước thải từ bể Anoxic được dẫn vào bể sinh học hiếu khí, nơi có lớp giá thể giúp vi sinh vật bám dính và phát triển, nhằm xử lý hiệu quả BOD và COD trong nước thải.
Sau quá trình xử lí sinh học, nước chảy sang bể lắng lamen theo chiều từ dưới lên nhằm loại bỏ các loại cặn lắng
Nước thải sau khi khử trùng sẽ được dẫn qua bồn lọc theo hướng từ dưới lên, giúp loại bỏ các cặn còn sót lại nhờ vào lớp than hoạt tính.
Phần nước trong từ bể lắng chảy sang bể khử trùng và được bơm định lượng bơm clo vào để tiêu diệt vi khuẩn
3.2.3 So sánh hiệu quả xử lý của hai hệ thống
Việc so sánh hiệu suất xử lý của các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và hệ thống xử lý tập trung trong khu công nghiệp là rất quan trọng Điều này giúp chúng ta đánh giá tính ổn định của hệ thống vận hành, xác định thông số xử lý hiệu quả nhất và thông số có hiệu suất thấp nhất Từ đó, chúng ta có thể tìm ra các biện pháp khắc phục khi hệ thống gặp sự cố ngoài ý muốn.
H% Công nghệ đề suất Nhận xét – Đánh giá
3 Bể tách dầu mỡ - 60% Dầu mỡ[3] -
4 Bể tự hoại 89.04%TS S 55-60% SS[7] -
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ
Tính toán thiết kế cho phương án tối ưu
Cơ sở tính toán các đơn vị công trình:
[2] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân
(2014), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình, nhà xuất bản Đại Học TP Hồ Chí Minh
[4] Trịnh Xuân Lai (2009), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng
[19] Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất N và P, NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ
[20] Theo TCXDVN 51-2008 Quy định về thoát nước – mạng lưới thoát nước và công trình bên ngoài
Cơ sở tính toán cho phương án tối ưu
Dựa vào bảng so sánh ở mục 3.2.3 ở chương 3 làm cở sở tính toán các đơn vị công trình
Lưu lượng nước thải cần xử lí Q = 200 m 3 /ngày.đêm
4.1.1 Mức độ cần thiết xử lí
Mức độ cần thiết phải xử lí hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng TSS
TSSv: Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải chưa xử lí (mg/l),
TSSr: Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (mg/l)
Mức độ cần thiết phải xử lí hàm lượng BOD 5
𝐵𝑂𝐷5𝑣: Hàm lượng BOD 5 trong nước thải chưa xử lí (mg/l), 𝐵𝑂𝐷5𝑟: Hàm lượng BOD 5 trong nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (mg/l).
Mức độ cần thiết phải xử lí hàm lượng Amoni
Amoniv: Hàm lượng Amoni trong nước thải chưa xử lí (mg/l),
Amonir: Hàm lượng Amoni trong nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (mg/l)
Mức độ cần thiết phải xử lí Coliform
Coliformv: Hàm lượng Coliform trong nước thải chưa xử lí (MPN/100ml),
Coliformr: Hàm lượng Coliform trong nước thải sau xử lí cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (MPN/100ml)
4.1.2 Xác định các thông số tính toán
-Hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt hoạt động 24/24 nên nước thải đổ ra liên tục
-Ta có một vài thông số tính toán sau:
-Lưu lượng trung bình ngày Qng.đ = 200 (m 3 /ngày.đêm) -Lưu lượng trung bình giờ Qh = 8,33 (m 3 /giờ)
-Lưu lượng trung bình giây Qs = 2,315 (l/s) -Ta dựa vào TCXDVN 51:2008 để tìm hệ số không điều hòa chung K0
Bảng 13: Bảng hệ số không điều hòa chung
Hệ số không điều hòa chung K 0
Lưu lượng nước thải trung bình Q tb (l/s)
-Với việc ta có lưu lượng trung bình giây Qh = 8,33 (l/s) và dựa vào bảng hệ số không điều hòa chung, ta nội suy ra kết quả như sau:
Lưu lượng giây lớn nhất
Lưu lượng giây nhỏ nhất
Tính toán bể thu gom
Tính toán kích thước bể
Theo Giáo trình Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp của Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, và Nguyễn Phước Dân, thời gian lưu nước trong bể thu gom được khuyến nghị là từ 10 đến 30 phút.
Bảng 14: tính toán bể thu gom
1 Thể tích bể thu gom 10.4166667 m³
𝒘 5 Kích thước bể thu gom V XD =W x L x H = 12.63 m 3
7 Cao độ cột nước bơm 8 m
78 mm t: thời gian lưu nước 10 - 30p', chọn t = 30’
Chiều cao an toàn (m) hbv= 0.7
Vb: thể tích bể điều hòa h: chiều sâu hữu ích (m) h= 2.5 chọn chiều ngang W= 2m
Hd: tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường, chọn Hd= 3m
Hh: tổn thất khắc phục hình học khi nước thải từ hầm sang bể điều hòa, chọn Hh= 5m η: hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93.chọn η=0,8
Hệ số an toàn của bơm: 1.5
Q: lưu lượng giây lớn nhất Qmax/s = 0.0122 m³/s, Qmax/s = 0.0043 m 3 /s
H: độ cao cột bơm H = 8 m g: là gia tốc trọng trường g= 9.81 m/s p: lấy là1000 v: tốc độ nước trong ống hút lấy trong khoảng 0,7-1,5 m/s, chọn v = 1,2 m/s
Bảng 15: Kết quả tính toán bể thu gom
STT Thông số Ký hiệu Kết quả Đơn vị
1 Thể tích bể thu gom Vb 10.4 m³
2 Thể tích xây dựng bể V XD 12.63 m 3
8 Cao độ cột nước bơm H 8 m
Tính toán bể tách dầu
Bảng 16: Tính toán bể tách dầu
STT Thông số tính toán
Ký hiệu - Công thức tính toán
1 Diện tích hữu ích của mặt nước 2.54 m 2
2 Diện tích mặt cắt ngang bể
4 Thể tích hữu ích của bể 5.1 m³
5 Thời gian lưu nước 0.61 giờ
Vận tốc nổi của dầu 150 um ở 37°C chọn v = 5 m/h, dựa vào bảng 18
Hệ số điều chỉnh a: a1 = 1.2, a2 = 1.27 dựa vào bảng 19
V: là vận tốc nước chảy trong bể v = 50 (m/h)
Diện tích hữu ích của mặt nước F = 6.35 m², F= 1.905 m 2
H: Chọn chiều sâu H = 2m, dựa vào bảng 20
B: Chọn chiều rộng B = 2m, dựa vào bảng 20
Bảng 17: Thông số xây dựng bể tách dầu mỡ
STT Thông số Ký hiệu Kết quả Đơn vị
1 Diện tích mặt cắt ngang bể A 0.125 m²
5 Thể tích hữu ích của bể 3.8 m³
Bảng 18: Bảng quan hệ giữa nhiệt độ nước và các thông số của dầu
Tỷ trọng của dầu 0.94 0.90 0.87 0.94 0.90 0.87 0.94 0.90 0.87 Vận tốc nổi của giọt dầu 150 um (m/h)
𝐵 𝐿 × 𝐻 × 𝐵 (𝐿 × 𝐻 × 𝐵)/𝑄 Vận tốc nước trong bể (m/h) 30.6 48.6 54 43.2 54 54 54 54 54
Tải trọng m³/h trên 1 m² bề mặt bể
Nguồn: Trịnh Xuân Lai Xử lý nước thải công nghiệp, NXB xây dựng, 2009
Bảng 19: Bảng hệ điều chỉnh a
Nguồn: Trịnh Xuân Lai Xử lý nước thải công nghiệp, NXB xây dựng, 2009
Bảng 20: Tỷ số giữa chiều cao và chiều rộng
Tỷ số giữa chiều cao và chiều rộng bể lấy từ 0.3 đến 0.5
Nguồn: Trịnh Xuân Lai Xử lý nước thải công nghiệp, NXB xây dựng, 2009
tính toán bể điều hòa
Bảng 21: Tính toán bể điều hòa
STT Thông số tính toán Ký hiệu - công thức Kết quả Đơn vị
1 Thế tích tính toán bể điều hòa 33.33 m³
2 Thể tích thực tế bể điều hòa 40 m³
4 Chiều cao vượt tải H vt 0.3 m
5 Chiều cao bảo vệ H bv
6 Chiều cao bể điều hòa 2.8 m
10 Thể tích xây dựng bể ĐH 40 m 3
Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa
Lượng khí nén cần thiết cho vào khuấy trộn
12 Đường kính ống dẫn khí 0.03 m
14 Đường kính ống dẫn khí nhánh
Vận tốc thật của khí trong ống
Tổng diện tích lỗ trên các ống nhánh
Tổng diện tích lỗ trên một ống nhánh
19 Số lỗ trên một ống nhánh
20 Số lỗ trên toàn ống nhánh 9 lỗ
Khoảng cách giữa các lỗ trên ống
22 Công suất máy thổi khí 2.8 m
Công suất thực tế của máy thổi khí
𝑸 𝒌𝒌 = 𝑹 × 𝑽 𝑿𝑫 t: thời gian lưu nước trong bể điều hòa t = 4 - 8h, chọn t= 4h
R là tốc độ nén khí nằm trong khoảng 10-15 L/m³.phút chọn R= 12 L/m³.phút
Vống là vận tốc khí trong ống, được xác định trong khoảng 10 - 15 m/s, và chọn vống là 10 m/s Tổn thất do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn được tính toán với hd ≤ 0.4m, do đó chọn hd = 0.4m Tổn thất cục bộ tại các điểm uốn và khúc quanh được giới hạn ở hc ≤ 0.4m, vì vậy chọn hc = 0.2m Cuối cùng, tổn thất qua lỗ phân phối khí hf ≤ 0.5m, và chọn hf = 0.2m.
H: độ ngập sâu miệng vòi phun của ống phân phối khí, lấy bằng chiều cao hữu ích của bể điều hòa H = 2m
Trong đó:η: là hiệu suất máy thổi khí, η = 0.7 - 0.9 chọn η = 0.8
Bảng 22: Bảng thông số thiết kế của bể điều hòa
STT Thông số Đơn vị
1 Thể tích thực tế bể m 3 32,52 25,2
6 Đường kính ống dẫn nước vào bể mm 32 -
7 Lượng không khí cần thiết m 3 /h 77,9042 -
8 Lưu lượng khí trong mỗi ống m 3 /h 7,79042 -
9 Đường kính ống dẫn khí mm 16,6 -
10 Lưu lượng khí qua 1 lỗ m 3 /h 0,678 -
11 Số lỗ trên 1 ống lỗ 12 -
12 Số lỗ trên 1m chiều dài ống lỗ 2 -
14 Công suất bơm thực tế KW 4,26.10 -
Tính toán bể ANOXIC
Bảng 23: Bảng tính toán của bể ANOXT
Thể tích bể xử lý thiếu khí Anoxic
3 Chiều cao xây dựng của bể 2.8 m
4 Thời gian lưu nước trong bể
Lưu lượng nước qua bể
Diện tích ống phân phối nước
Năng lượng khuấy trộn cho bể thiếu khí
DO: nồng độ oxy hòa tan trong nước DO= 2 mg/l
KDO: Hằng số bán bão hòa nhu cầu oxy KDO= 1 mg/l
T: nhiệt độ nước thải thấp nhất T °C pH: pH hoạt động pH= 7.2 àm: tốc độ phỏt triển cực đại của vi sinh Nitrosomonas
N0: Nồng độ tổng N đầu vào, N0= 36 mg/l
KN: hằng số bán vận tốc ở 20°C, KN= 0.74 mg/l kp,N: Hệ số phân hủy nội bào ở 20°C, kp,N= 0.05
A: hệ số an toàn, A = 1.2 – 2, chọn A= 1.5
P: yếu tố giao động mức ô nhiễm, P = 1.1 - 1.2, chọn P= 1.2
F: Hệ số đặc trưng do sự đóng góp của giai đoạn xử lý hiếu khí,nó làm tăng thời gian lưu tế bào của hệ xử lý
Z: Phần thể tích ( tỉ lệ ) của bể thiếu khí trong khối phản ứng tổng thể của hệ
Giả thiết là thể tích bể thiếu khí chiếm 30 % của thể tích phản ứng, Z= 0.3 Đối với phần lớn hệ xử lý dinh dưỡng F có giá trị trong khoảng 1.4 – 2, Chọn F= 1.43
Ks: hằng số bán vận tốc, Ks= 60 mg/l kp,S: hệ số phân hủy nội bào ở 20°C, kp,S= 0.06
𝜃𝑆: Thời gian lưu bào của cả hệ, 𝜃𝑆= 7 ngày ks: tốc độ tăng trưởng riêng ở 20°C, ks= 5
Ys: hiệu suất tăng trưởng tế bào, Ys= 0.6 gSKHH/gBOD
KN: hằng số bán vận tốc, KN= 0.74 mg/l kp,N: hệ số phân hủy nội bào ở 20°C, kp,N= 0.05 kN: tốc độ tăng trưởng riêng ở 20°C, kN= 3
YN: hiệu suất tăng trưởng tế bào, YN= 0.15 gSKHH/gNH4-N
YS: Hiệu suất tăng trưởng tế bào (sinh vật dị dưỡng) YS= 0.6 gSKHH/gBOD
S0: Nồng độ BOD đầu vào
S: Nồng độ BOD đầu ra
Xe: Nồng độ vi sinh sau lắng (50mg/l) Nồng độ vi sinh hữu hiệu chiếm 75 % của tổng
FN: Tỉ lệ hàm lượng nitơ trong sinh khối hữu hiệu (5 - 12) chọn 12 %, FN= 0.12
TKN: là hợp chất nito xác định theo phương pháp Kjehdahl (amoni và nito trong hợp chất hữu cơ) của dòng vào, TKN= 62 mg/l
N: là nồng độ nito trong amoni sau xử lý, N= 16 mg/l
NSK: là lượng nito được sinh khối hấp thu để tạo thành tế bào
X: mật độ vi sinh tổng X= 3000 mg/l
XL: nồng độ chất rắn trơ XL= 60 mg/l
YS: Hiệu suất tăng trưởng tế bào (do giá trị 0.6 tính theo sinh khối hữu hiệu), YS= 0.8 Chọn chiều cao hữu ích của bể h= 2.3m
Chọn chiều cao bảo vệ hbv= 0.5m
Bảng 24: Bảng kết quả tính toán của bể ANOXT
Thông số Kết quả Đơn vị
Tính toán bể AEROTANK
Bảng 25: Bảng tính toán của bể AEROTANK
STT Thông số tính toán Ký hiệu - Công thức Kết quả Đơn vị sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra
Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lượng cặn có thể phân hủy sinh học
3 Tính toán BOD5 ra BOD5 ra = BOD20 x 0.68 31.38 mg/l
Chuyển đổi từ giá trị BOD20 sang BOD5
BOD5(S) = BOD5(SS) - ( BOD20 x 0.68) 18.62 mg/l
Hiệu quả xử lý bể Aerotank theo BOD5 (theo
7 Chiều cao vượt tải hvt 0.3 m
9 Chiều cao bảo vệ hbv 0.5 m
11 Diện tích mặt bằng bể
12 Thể tích thực của bể 𝑉 𝑡𝑡 = 𝐿 × 𝐵 × 𝐻 57.15 m³
Thời gian lưu nước lại trong bể
14 Đường kính ống dẫn nước
15 Hệ số sản lượng quan sát Yobs
Lượng bùn gia tăng mỗi ngày tính theo
Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra trong 1 ngày
Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi
Lượng bùn xả thải ra khỏi hệ thống từ đáy bể lắng
20 Tỉ số tuần hoàn bùn 0.6 -
21 Lưu lượng bùn tuần hoàn 120 m³/ngày
22 Tải trọng thể tích LBOD
23 Tỉ số F/M 0.30 mgBOD5/mgVSS.ngày
24 Tốc độ sử dụng cơ chất riêng
BODL tiêu thụ 57.50 kgBODL/ngày
Lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý
BODL ở điều kiện tiêu chuẩn
Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể
Lưu lượng không khí thực sự cần cung cấp
Lượng đĩa thổi khí trong bể 15.41 đĩa
𝑁 =𝑄 𝑘𝑘 𝑊 không khí thực sự cần cung cấp
31 Công suất máy thổi khí
32 Áp lực của khí nén
33 Công suất thực tế máy thổi khí
34 Đường kính ống dẫn khí chính vào bể
Vận tốc thực của khí trong ống
Vận tốc thực của khí trong ống
39 Số đĩa trên một ống nhánh mn = số đĩa/số ống nhánh 5 đĩa
Khoảng cách giữa các đĩa trên ống
Bảng 26: Bảng kết quả tính toán của bể AEROTANK
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị
1 Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc V m³ 4.17
2 Chiều rộng bể tiếp xúc W m 1.60
3 Chiều dài tổng cộng bể tiếp xúc L m 1.3
4 Chiều sâu xây dựng bể H xd m 2.8
5 Chiều dài của mỗi ngăn L ngăn m 0.22
6 Thể tích xây dựng thực tế bể tiếp xúc V thực m³ 5.83
7 Lượng Cl hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải M kg/h 0.042
8 Lượng Cl qua bơm định lượng Q cl m³/h 0.08
9 Thể tích tổng của thùng hòa tan W tc m³ 0.230
10 Đường kính ống xả nước thải D m 0.266
Tính toán bể lắng
Bảng 27: Bảng tính toán của bể lắng
STT Thông số tính toán Ký hiệu - Công thức Kết quả Đơn vị
1 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm 0.08 m2
Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng
3 Diện tích tổng cộng của bể lắng 2.97 m2
5 Đường kính ống trung tâm 0.389 m
Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng
7 hiều cao hình nón của bể lắng 0.54 m
8 Chiều cao ống trung tâm 1.8 m
9 Đường kính miệng lọc của ống trung tâm 0.51 m
10 Đường kính tấm chắn dòng
Khoảng các giữa mép ngoài cùng của miệng loa đến mép ngoài cùng bề mặt tấm chắn
12 Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng 2.84 m
14 Bề rộng máng thu nước 0.19 m
15 Chiều dài máng thu nước 4.89 m
16 Đường kính máng răng cưa bằng đường kính trong máng thu
17 Chiều dài máng răng cưa 4.887 m
18 Số răng trên máng 41.72 răng
Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài máng
20 Số răng cửa trên 1 m chiều dài máng 8.54 răng
21 chiều cao răng cưa có thể chọn hr 100 mm
22 khoảng cách giữa các răng br 600 mm
23 Đường kính ống dẫn nước thải ra
Bảng 28: Bảng kết quả tính toán của bể lắng
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Diện tích ướt của ống trung tâm 𝑓 m² 0.0772
2 Diện tích ướt của bể lắng F m² 2.894
3 Đường kính ống trung tâm d m 0.389
5 Chiều cao tổng cộng của bể H m 2.84
6 Chiều cao của phần hình nón h n m 0.54
7 Đường kính máng thu D máng m 1.6
8 Đường kính ống dẫn nước ra D r mm 44
Tính toán bể khử trùng
Bảng 29: Bảng tính toán của bể khử trùng
STT Thông số tính toán Ký hiệu - Công thức Kết quả Đơn vị
1 Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc
2 Tiết diện ngang của bể tiếp xúc 0.06 m²
3 Chiều rộng bể tiếp xúc
Bảng 30: Bảng kết quả tính toán của bể khử trùng
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc V m³ 4.17
2 Chiều rộng bể tiếp xúc W m 1.60
3 Chiều dài tổng cộng bể tiếp xúc L m 1.3
4 Chiều sâu xây dựng bể H xd m 2.8
5 Chiều dài của mỗi ngăn L ngăn m 0.22
6 Thể tích xây dựng thực tế bể tiếp xúc V thực m³ 5.83
7 Lượng Cl hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải M kg/h 0.042
8 Lượng Cl qua bơm định lượng Q cl m³/h 0.08
9 Thể tích tổng của thùng hòa tan W m³ 0.230
4 Chiều dài tổng cộng bể tiếp xúc 1.3 m
6 Chiều sâu xây dựng bể 2.8 m
7 Chiều dài của mỗi ngăn
Thể tích xây dựng thực tế bể tiếp xúc
Lượng Cl hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải
Lượng Cl tiêu thụ trong
Lượng Cl qua bơm định lượng
Dung tích hữu ích của thùng hòa tan
Thể tích tổng của thùng hòa tan tính cả phần lắng
14 Đường kính ống xả nước thải 0.266 m