(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế trạm xử lý nước thải bệnh viện đa khoa long an công suất 400m3 ngày đêm

Phương pháp sinh học

Cơ sở lý thuyết của quá trình sinh học yếm khí

• Nguyên lý của phương pháp

Xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là phương pháp phân hủy hiệu quả các chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải mà không cần oxy Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho việc ổn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ COD và BOD cao Quá trình phân hủy diễn ra nhờ sự hoạt động của các chủng vi khuẩn kị khí bắt buộc và kị khí không bắt buộc.

• Cơ chế của quá trình xử lý yếm khí

Cơ chế phân giải yếm khí:

Chuyển hóa yếm khí CH 4 +CO 2 +H 2 S+E

Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong môi trường thiếu oxy là một quá trình phức tạp, diễn ra qua nhiều giai đoạn khác nhau Sản phẩm cuối cùng của quá trình này bao gồm các khí như CH4, CO2, H2S và NH3.

Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân

Các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng lớn như protein, gluxit và lipit được phân hủy bởi enzym hydrolaza của vi sinh vật thành các chất hữu cơ có phân tử lượng nhỏ hơn, bao gồm đường đơn, axit amin, axit hữu cơ, peptit và glyxerin.

Trong giai đoạn này, các hợp chất gluxit và protein phân hủy nhanh chóng, trong khi các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng lớn như tinh bột và axit béo bị phân hủy chậm Đặc biệt, cellulose và lignocellulose chuyển hóa rất chậm do cấu trúc phức tạp của chúng Quá trình thủy phân của các vi sinh vật phụ thuộc vào các chất ô nhiễm đầu vào và đặc điểm của nước thải.

Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men axit hữu cơ

Các sản phẩm thủy phân sẽ được vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa trong môi trường yếm khí, tạo ra các axit hữu cơ phân tử lượng nhỏ như axit propionic, axit butyric và axit lactic, cùng với các chất trung tính như rượu, andehyt và axeton Quá trình này cũng sản sinh ra một số khí như CO2, H2, H2S và một lượng nhỏ CH4.

Thành phần của sản phẩm trong giai đoạn lên men chịu ảnh hưởng bởi các chất ô nhiễm, tác nhân sinh học và điều kiện môi trường Trong giai đoạn này, nitơ được chuyển hóa thành NH4+, trong đó một phần nhỏ được sử dụng cho việc xây dựng tế bào, còn lại tồn tại trong nước thải dưới dạng NH4+.

Giai đoạn 3: Giai đoạn lên men axit axetic

SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109

Chất ô nhiễm Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp

Các sản phẩm lên men phân tử lượng lớn như axit béo, axit lactic sẽ được từng bước chuyển hóa thành axit axetic.

3CH 3 -CHOH-COOH = 2CH 3 -CH 2 -COOH + CH 3 -COOH + CO 2 + 2H 2 O

- Oxy hóa liên kết của các axit béo bằng cơ chế oxy hóa-khử:

R – CH 3 CH 2 COOH + 2H 2 O = Rn-2 – COOH + CH 3 COOH Axit béo mạch dài Axit béo mạch ngắn Axit axetic

Giai đoạn 4: Giai đoạn Mêtan hóa

Mêtan hóa đóng vai trò then chốt trong quá trình xử lý yếm khí, khi mà các vi khuẩn mêtan hóa phân giải các axit hữu cơ và chất trung tính để tạo ra khí metan.

- Khoảng 30% khí CH 4 tạo thành do quá trình khử

- Khoảng 70% khí mêtan còn lại được tạo thành nhờ các quá trình Decacboxyl hóa các axit hữu cơ và các chất trung tính.

+ CH 4 được tạo thành do Decacboxyl hóa axit axetic:

+ CH 4 được hình thành do Decacboxyl hóa các axit hữu cơ khác:

4CH 3 -CH 2 -COOH + 2H 2 O → 7CH 4 + 5CO 2 2CH 3 -(CH 2 ) 2 -COOH + 2H 2 O →5CH 4 + 3CO 2

+ CH 4 cũng có thể được hình thành do Decacboxyl các chất trung tính:

CH 3 -CO-CH 3 + H 2 O → 2CH 4 + CO 2

Trong quá trình phân giải yếm khí, thủy phân và lên men diễn ra nhờ sự hoạt động của nhiều chủng vi khuẩn khác nhau Thành phần của hệ vi sinh vật trong quá trình này chủ yếu phụ thuộc vào bản chất của các chất ô nhiễm có mặt trong nước thải.

- Vi sinh vật trong giai đoạn thủy phân và lên men axit hữu cơ:

20 SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109

+ Môi trường giàu xenlulo thường có các vi khuẩn: Bacillus, Pseudomonas, Alcaligenes.

+ Môi trường giàu protein: Bacillus, Clostridium, Proteus và E.Coli

+ Môi trường giàu lipit: Bacillus, Pseudomonas, Alcaligenes, Bacterioides.

+ Môi trường giàu tinh bột: Micrococus, Lactobacillus, Pseudomonas,

• Các yếu tố ảnh hưởng đến xử lý sinh học yếm khí

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng điều tiết cường độ quá trình phân hủy, vì nó ảnh hưởng đến hoạt động chuyển hóa của vi sinh vật Nhiệt độ tối ưu cho quá trình này phụ thuộc vào từng chủng loại vi sinh vật Thực tế cho thấy cả vi sinh vật ưa nóng và ưa ấm đều có khả năng phân hủy trong điều kiện yếm khí.

Dải nhiệt độ lý tưởng cho quá trình phân giải yếm khí dao động từ 30 đến 60 độ C Tuy nhiên, nhiệt độ tối ưu cụ thể cho từng quá trình còn phụ thuộc vào tính chất ưa nhiệt của các tác nhân sinh học Sự biến động nhỏ trong nhiệt độ cũng có thể tác động đáng kể đến hoạt lực của vi sinh vật.

Vi sinh vật ưa nóng có nhiệt độ tối ưu từ 55 – 60 độ C, trong khi vi sinh vật ưa ấm hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 33 – 37 độ C Để đạt được hiệu suất cao và ổn định trong việc sản xuất khí metan, cần duy trì nhiệt độ trong khoảng 33 – 37 độ C.

Thiết bị phân hủy yếm khí hoạt động hiệu quả trong khoảng pH từ 6,6 đến 7,6, với mức tối ưu là từ 7 đến 7,2 Mặc dù vi sinh vật axit hóa có khả năng chịu đựng pH thấp đến 5,5, nhưng ở mức pH này, sự phát triển của vi khuẩn metan hóa bị ức chế đáng kể.

Để đảm bảo ổn định độ pH ở giá trị trung tính trong thiết bị phân hủy yếm khí, cần trang bị thiết bị đo và điều chỉnh pH Nếu pH giảm xuống mức thấp, cần bổ sung kiềm hoặc tạm ngừng cấp liệu để thiết bị tự điều chỉnh.

Vi khuẩn thực hiện quá trình phân giải yếm khí với tốc độ tạo sinh khối rất nhỏ Thực nghiệm cho thấy tỷ lệ C/N cần duy trì ở mức 30/1, cùng với các yếu tố quan trọng khác.

P, Ca, K, Na cũng cần bổ sung tùy theo thành phần và tính chất nước thải cần xử lý.

- Tải trọng khối (Tk, kgCOD/m 3 /ngày)

SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109 21 Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp

Tải trọng chất hữu cơ trong nước thải phụ thuộc vào lượng chất hữu cơ, tải trọng thủy lực và thời gian lưu Khi tải lượng chất hữu cơ cao, sẽ có sự tích tụ axit hữu cơ, làm giảm pH và gây bất lợi cho vi khuẩn metan hóa Ngược lại, tải lượng chất hữu cơ thấp cũng không hỗ trợ hiệu quả cho quá trình khí hóa.

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải bệnh viện Đa khoa Long An

Đặc tính nguồn thải

Nước thải từ Bệnh viện Đa khoa Long An có thành phần và tính chất tương tự như các bệnh viện đa khoa khác cùng quy mô, với các thông số ô nhiễm đặc trưng.

Bảng 3.1 Thành phần và tính chất điển hình nước thải bệnh viện Đa khoa Long An

Cơ sở lựa chọn công nghệ

Trong các phần trước, chúng ta đã khám phá những đặc điểm nổi bật của nước thải bệnh viện, cũng như những nguy cơ tiềm ẩn của nó đối với sức khỏe cộng đồng và một số công nghệ xử lý nước thải bệnh viện phổ biến.

Trong xử lý nước thải, phương pháp sinh học đóng vai trò quan trọng, đặc biệt là trong xử lý nước thải bệnh viện Phương pháp này dựa vào vi sinh vật để tiêu thụ các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng Quá trình khử chất hữu cơ có thể diễn ra trong điều kiện hiếu khí hoặc kị khí, trong đó phương pháp hiếu khí được ưa chuộng hơn, mặc dù tiêu tốn nhiều oxy Hiện nay, các nghiên cứu đang được thực hiện nhằm tối ưu hóa hiệu suất của các hệ thống xử lý hiếu khí, bao gồm việc tăng cường nồng độ bùn hoạt tính trong Aerotank, cải thiện quy trình cấp oxy và điều chỉnh pH cũng như nhiệt độ Đồng thời, cần phân luồng nước thải sinh hoạt và nước thải từ khám chữa bệnh để tách biệt chúng khỏi dòng nước mưa, yêu cầu các bệnh viện xây dựng hệ thống rãnh thoát nước mưa riêng biệt.

Ngô Thị Ngọc Oanh, sinh viên mã số 15150109, thực hiện đồ án tốt nghiệp khóa 2015 dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp Nước thải từ hệ thống rãnh được xả trực tiếp ra cống thoát chung của khu vực thông qua song chắn rác ở cửa xả Dòng nước thải từ các bể phốt của bệnh viện được dẫn về hố thu gom qua hệ thống cống riêng và sau đó được bơm vào hệ thống xử lý.

Nước thải bệnh viện chứa nhiều chất ô nhiễm, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ và vi trùng gây bệnh, với tỉ lệ BOD5/COD cao Do đó, phương pháp xử lý sinh học kết hợp khử trùng là giải pháp hiệu quả nhất, giúp phân hủy gần như toàn bộ chất hữu cơ và tiêu diệt hầu hết vi trùng gây bệnh Hệ thống xử lý này có khả năng đạt hiệu suất lên đến 90% đối với BOD5 và 80% đối với các chỉ tiêu khác.

SS và hơn 99 % đối với Coliform Ngoài ra, hàm lượng N, P cũng cần quan tâm xử lý.

Công trình xử lý nước thải cần được thiết kế hợp khối và gọn gàng, cho phép tích hợp nhiều quá trình xử lý cơ bản trong một không gian thiết bị, nhằm nâng cao hiệu quả và giảm chi phí vận hành.

Việc tự động hóa hoạt động của các bơm nước thải, bơm bùn và máy thổi khí dựa trên lưu lượng nước thải qua các phao báo tự động trong các ngăn bể giúp tiết kiệm điện năng và hóa chất Phương pháp này không chỉ đảm bảo duy trì cấp khí cho vi sinh vật hiếu khí mà còn hiệu quả trong quá trình xử lý nước thải.

Nói chung, hệ thống xử lý nước thải bệnh viện được thiết kẻ nhằm mục đích đảm bảo các tiêu chí sau:

Để đảm bảo chất lượng nước thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn, cần giảm nồng độ các tác nhân ô nhiễm xuống dưới mức cho phép theo QCVN 28:2010/BTNMT Sau khi xử lý, nước thải phải được thải vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.

- Phù hợp với diện tích mặt bằng diện tích có hạn của các bệnh viện.

- Phù hợp với khả năng đầu tư.

Cần thiết kế các công trình sao cho nước thải có thể tự chảy từ công trình này sang công trình tiếp theo, điều này giúp giảm chi phí sử dụng bơm chuyển tiếp.

- Tăng mức độ tự động hoá, giúp quá trình vận hành hệ thống không quá phức tạp , phù hợp với thực tế các bệnh viện Việt Nam.

Đề xuất công nghệ xử lý

Dựa trên yêu cầu của luận văn và thực trạng xử lý nước thải bệnh viện tại Việt Nam, chúng tôi đề xuất hệ thống xử lý nước thải cho Bệnh viện Đa khoa Long An với công suất 400m³/ngày đêm, nhằm đảm bảo đáp ứng các tiêu chí đã nêu.

SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109 39 Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015

Bể keo tụ - tạo bông

Bể lắng ly tâm Bể SBR

NaOH/Phèn nhôm và Polymer

Nước thải sinh hoạt và nước thải từ các khu khám chữa bệnh được dẫn từ bể phốt đến bể tách mỡ để loại bỏ váng dầu mỡ Trong bể tách mỡ, có một song chắn rác nhằm loại bỏ các tạp vật lớn như bông vệ sinh, giấy báo, và bao nilon Do công suất nhỏ, việc trục vớt các tạp chất này sẽ được thực hiện thủ công định kỳ Nước sau khi được xử lý tại bể tách mỡ sẽ tự chảy qua hố thu gom.

Nước thải từ hố gom được bơm vào bể điều hòa để điều chỉnh lưu lượng và nồng độ, nơi lắp đặt lược rác tinh để loại bỏ tạp chất Tại bể điều hòa, nước thải được sục khí để khuấy trộn, giúp phân hủy một phần chất hữu cơ Sau đó, nước thải được chuyển sang bể keo tụ tạo bông nhằm loại bỏ các tạp chất còn lại, nâng cao hiệu quả của quá trình xử lý hiếu khí Cuối cùng, nước sau xử lý sẽ chảy qua bể MBBR qua máng lắng.

Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng vi sinh vật hiếu khí trong điều kiện cung cấp oxy liên tục để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải Quá trình này, gọi là oxy hóa sinh hóa, cho phép vi sinh vật chuyển hóa chất hữu cơ thành tế bào mới, trong khi chỉ một phần được oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42- Sau khi xử lý trong bể MBBR, nước thải được dẫn qua bể lắng để lắng bùn, và nước sau lắng sẽ tiếp tục được xử lý qua bể khử trùng.

Tại bể thử trùng, hóa chất khử trùng Clorua vôi (CaOCl2) được sử dụng để khử Coliform, đảm bảo tiêu chuẩn vi sinh cho nước thải đầu ra Nước thải sau xử lý đạt mức A theo QCVN 28:2010/BTNMT và được phép xả vào hệ thống thoát nước chung của thành phố Hệ thống xử lý nước thải hoạt động theo chế độ tự động và bán tự động.

42 SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109 Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp

NaOH/Phèn nhôm và Polymer

NaOCl Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp

Nước thải sinh hoạt và nước thải từ các khu khám chữa bệnh được dẫn qua bể phốt đến bể tách mỡ để loại bỏ váng dầu mỡ Trong bể tách mỡ, có lắp đặt song chắn rác để loại bỏ các tạp vật lớn như bông vệ sinh, giấy báo và bao nilon Do công suất nhỏ, việc trục vớt rác sẽ được thực hiện thủ công định kỳ Nước sau khi được tách mỡ sẽ tự chảy vào hố thu gom.

Hố gom nước thải được bơm chìm dưới đáy, dẫn nước vào bể điều hòa để điều chỉnh lưu lượng và nồng độ Tại bể này, lược rác tinh được lắp đặt để loại bỏ tạp chất, trong khi nước thải được sục khí để khuấy trộn, giúp phân hủy một phần chất hữu cơ Sau đó, nước thải chuyển sang bể keo tụ tạo bông để loại bỏ tạp chất còn lại, nâng cao hiệu quả xử lý hiếu khí Nước sau xử lý chảy qua bể SBR, nơi có 2 bể để xử lý theo mẻ Tại đây, BOD, COD, SS được khử qua 5 giai đoạn: làm đầy, sục khí, phản ứng, ổn định, rút nước và chờ Quá trình loại bỏ Nitrat diễn ra tích cực, chia thành 2 giai đoạn: oxy hóa hợp chất nito (nitrat hóa) và khử Nitrat về 0.

Nước sau khi trải qua 5 giai đoạn xử lý sẽ được thu thập bằng hệ thống Decanter và dẫn đến bể khử trùng Tại bể khử trùng, hóa chất Clorua vôi CaOCl2 được sử dụng để loại bỏ Coliform, đảm bảo nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn vi sinh Nước sau khi khử trùng sẽ được xả ra hệ thống thoát nước chung của thành phố Nước thải sau xử lý đạt mức A theo QCVN 28:2010/BTNMT và được phép thải vào sông Hệ thống xử lý nước thải hoạt động theo chế độ tự động và bán tự động.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ PHƯƠNG ÁN 1

Mương dẫn nước thải

Trước khi vào bể tiếp nhận thì nước thải phải chảy qua mương dẫn.

- Diện tích tiết diện ướt:

Lưu lượng nước thải lớn nhất của dòng thải đạt 0.0046 m³/s, trong khi vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác được chọn là 0.8 m/s (Nguồn: Giáo trình cơ học chất lỏng kỹ thuật của Trần Chấn Chỉnh).

- Chọn chiều rộng thiết kế của mương dẫn là B m = 300 mm = 0.3 m [(1), trang

- Độ sâu mực nước trong mương dẫn: h 1

Song chắn rác thô

➢ Ch ức năng và vị trí:

Song chắn rác (SCR) đóng vai trò quan trọng trong việc phân loại và ngăn chặn các loại rác thải như cành cây, lá cây và túi nilon trước khi chúng chảy vào hệ thống cống thu gom, hướng tới nhà máy xử lý.

Các loại rác thải này gây hại cho máy bơm và ảnh hưởng tới các công trình xử lý nước thải phía sau.

SCR có thể chia ra các nhóm sau: SCR thô có kích thước (30 – 200 mm), loại trung (16 – 30 mm), loại nhỏ (dưới 16 mm).

SCR được lắp đặt tại vị trí nước thải vào hố thu gom để loại bỏ rác thô trước khi nước thải vào bể xử lý Thiết kế của SCR thô được tích hợp trong một ngăn kết hợp với hố thu gom nước thải của nhà máy.

Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo song chắn rác thô

1 Song chắn rác 2 Sàn công tác h 1 Chiều sâu lớp nước h s Tổn thất áp lực B s Chiều rộng song chắn rác

B m Chiều rộng mương dẫn Góc nghiêng chỗ mở rộng α Góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy

- Số khe hở của song chắn rác là: n = × 0 [(1), trang 119] ×ℎ ×

Lưu lượng lớn nhất của dòng thải, ký hiệu là Q TB, được xác định là 0.0046 m³/s Khoảng cách giữa các khe hở được chọn là l = 16 mm Chiều sâu mực nước qua song chắn rác được tính là h l = 0.02 m Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất là v = 0.8 m/s, theo tài liệu từ Giáo trình cơ học chất lỏng kỹ thuật của Trần.

Chấn Chỉnh, NXB Giáo dục 1996) k o : là hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác cơ giới, k o = 1.05

SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109 49

- Chiều rộng của song chắn rác:

S: Là chiều dày của thanh chắn rác, (m), Chọn S = 0.008 m n: số khe hở của song chắn rác, n = 20 l: khoảng cách giữa các khe hở, l = 16 mm = 0.016 m

Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc bé hơn 0.4m/s.

- Tổn thất áp lực qua song chắn : h s = ×

Trong đó: v: là vận tốc nước thải, v = 0.8 m/s (Nguồn: Giáo trình cơ học chất lỏng kỹ thuật của Trần Chấn Chỉnh, NXB Giáo dục 1996) g: gia tốc trọng trường (m/s 2 )

K 1 : là hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc ở song chắn rác, K 1 = 2 –

: là hệ số sức cản cục bộ của song chắn được xác định theo công thức:

: là góc nghiêng của song chắn rác so với hướng dòng chảy, = 60 o

: là hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn rác và lấy theo bảng sau:

Bảng 4.3 Hệ số β để tính sức cản cục bộ của song chắn rác

(Nguồn: Trang 119 – xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân)

Hình 4.2 Tiết diện ngang các loại thanh của song chắn rác

- Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác:

B s : Chiều rộng song chắn rác, B s = 0.5 m

: Góc nghiêng chỗ mở rộng, chọn = 20 o

- Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác: L 2 = 0.5L 1 = 0.27 × 0.5 = 0.13 m

- Chiều dài của mương để lắp đặt song chắn rác:

L s : Chiều dài phần mương đặt SCR, L s ≥ 1m (Theo giáo trình Xử lý nước thải, PGS.TS Hoàng Huệ) Chọn L s = 1m

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

Trong đó: h: Độ sâu của nước ở chân song chắn rác, h = 0.02 m h s : Tổn thất áp lực ở song chắn, h s = 0.081 mH 2 O h bv : Chiều cao bảo vệ, h bv = 0.5 m

Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 o so với mặt đất.

Hiệu quả xử lý sau song chắn rác

- Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), COD và BOD của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 5% còn lại:

Bảng 4.4 Thông số thiết kế song chắn rác

STT Thông sô thiết kế

2 Chiều rộng song chắn rác

3 Bề dày của thanh song chắn

4 Khoảng cách giữa các khe hở

5 Góc nghiêng song chắn rác

6 Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn

7 Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn

8 Chiều dài xây dựng phần mương

9 Chiều cao xây dựng phần mương

Bể tách mỡ

Bể tách dầu mỡ là thiết bị quan trọng trong việc xử lý nước thải, có chức năng tách sơ bộ dầu mỡ ra khỏi nước Việc này giúp ngăn ngừa tình trạng bám dính cặn bẩn và dầu mỡ, từ đó tránh tình trạng tắc nghẽn cho các thiết bị và đường ống.

- Thể tích của bể tách dầu mỡ là:

Q TB h = 16.67 (m 3 /h) là lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất. t : Là thời gian lưu nước trong bể Chọn t = 20 (phút).

- Chọn bể hình hộp chữ nhật Chiều cao hữu ích H h 1.2 Chiều cao xây dựng của bể:

- Diện tích hữu ích của bể là:

- Thể tích xây dựng bể:

- Nước thải tự chảy sang bể điều hòa bằng, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 1m/s (thường là 1 - 2,5m/s theo TCVN 7957:2008)

- Tiết diện ướt của ống:

- Đường kính ống dẫn nước thải:

D Chọn ống uPVC DN125 làm ống dẫn nước thải sang hố thu gom.

Cứ 1 m 3 nước thải chứa 2‰ lượng dầu mỡ cần phải vớt Vậy lượng dầu trung bình cần phải vớt : 400 × 2‰ = 0.8 (m 3 /ng.đ) Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp

Bảng 4.5 Tóm tắt các thông số thiết kế bể tách dầu mỡ.

Là nơi tập trung tất cả nước thải từ các công đoạn về hệ thống xử lý.

- Thể tích hố thu gom

Trong đó: t: là thời gian lưu nước, t = 10 – 30 phút, chọn t = 20 phút (Theo Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn

- Chọn chiều cao hữu ích của bể là: h 1 = 2.3 m

Chọn chiều cao bảo vệ của bể là: h bv = 0.5 m

Chiều cao toàn phần của bể là: H = h 1 + h bv = 2.3 + 0.5 = 2.8 m

Diện tích mặt bằng của bể: =

Thể tích thực xây dựng của bể : W t = 1.5 × 1.5 × 2.8 = 6.3 m 3

- Nước thải được bơm sang bể tách dầu mỡ bằng bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 1m/s (thường là 1 - 2,5m/s theo TCVN 7957:2008)

- Tiết diện ướt của ống

: Hiệu suất chung của bơm từ 0.7 – 0.9, chọn = 0.8

: Khối lượng riêng của nước 1000 kg/m 3

H : Cột áp cột bơm, chọn H = 8m Chọn máy bơm chìm nước thải Tsurumi C với các thông số sau:

6 Thể tích xây dựng của bể

4.6 Thiết bị tách rác tinh

Chọn thiết bị lọc rác trống quay WRDS của hãng WTVN – Việt Nam

Hình 4.3 Thiết bị tách rác thùng quay WRDS

15150109 Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015

Kích thước khe hở (mm)

(Nguồn: Công ty WesternTech Việt Nam)

Với lưu lượng ℎ = 41.68 m 3 /h, chọn thiết bị WRDS-500, kích thước khe 0.75 mm.

Thiết bị lọc rác tinh được đặt trên bể bể điều hòa, nước được bơm từ bể chứa vào thiết bị tách rác rồi chảy vào bể điều hòa.

- Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), COD và BOD của nước thải sau khi qua thiết bị tách rác tính giảm 10% còn lại:

Bể điều hòa có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lưu lượng và chất lượng nước thải, giúp giảm kích thước và chi phí cho các công trình xử lý tiếp theo Bên trong bể, hệ thống thiết bị khuấy trộn hoạt động để đảm bảo các chất bẩn được hòa tan và phân bố đồng đều, ngăn chặn hiện tượng cặn lắng xuống đáy bể.

➢ Tính toán kích thước bể

- Chọn thời gian lưu trong bể là t = 6 giờ

Thể tích của bể điều hòa: W = ℎ × t = 16.67 × 6 = 100 m 3

- Chọn chiều cao hữu ích của bể là h = 5 m

Chọn chiều cao bảo vệ của bể là h bv = 0.5 m

 Chiều cao xây dựng của bể: H = h + h bv = 5 + 0.5 = 5.5 m

 Diện tích mặt bằng của bể: = = 100 5.5 = 18 (m 2 )

Chọn kích thước xây dựng bể L × B × H = 5 × 4 × 5.5 m

 Thể tích thực xây dựng của bể : W t = 5 × 4 × 5.5 = 110 m 3

Tính toán hệ thông đĩa, ống phân phối khí

Cho khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn: q khí = R × W t = 0.015 (m 3 /m 3 × phút) × 100 m 3 = 1.5 m 3 /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) [Bảng 9 – 7 (1), trang 422]

W t : Thể tích của bể điều hoà , m 3 , W t = 100 m 3

- Chọn đĩa khuếch tán khí thô EDI bố trí theo dạng lưới có thông số như sau:

58 SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109 Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015

Chọn ống SUS dẫn khí chính DN 50

Tính lại vận tốc ống dẫn khí chính: v c = = = 13 m 3 /s => Thỏa mãn điều kiện vận tốc trong ống

- Vậy số đĩa khuếch tán là n = q r khi = 1500

 Chọn số đĩa khuếch tán là 40 đĩa

Trong đó: r: lưu lượng khí, chọn bằng 40 l/phút (r = 11 – 96 l/phút) (Nguồn: Bảng 9 –

- Lưu lượng khí trong ống phân phối chính: Q khí = 0.025 m 3 /s

Vận tốc khí trong ống dẫn khí được duy trì trong khoản 10 – 40 m/s (Theo TCVN

- Đường kính ống dẫn khí chính:

Chia ống dẫn chính thành 8 ống nhánh

- Lưu lượng trong ống dẫn khí nhánh:

- Đường kính ống dẫn khí nhánh:

Chọn ống dẫn khí nhánh là ống uPVC DN21

Tính lại vận tốc ống dẫn khí nhánh:

Tính toán áp lực và công suất của hệ thống phân phối khí Áp lực cần thiết cho hệ thống phân phối khí được xác định theo công thức:

Trong hệ thống ống dẫn, tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống được ký hiệu là h_d, trong khi tổn thất áp lực cục bộ được ký hiệu là h_c Tổng tổn thất áp lực h_d + h_c không được vượt quá 0.4 m, và chúng ta chọn h_d + h_c = 0.4 m Ngoài ra, tổn thất qua thiết bị phân phối được ký hiệu là h_f, với giới hạn h_f ≤ 0.5 m, và chúng ta chọn h_f = 0.5 m.

H: là chiều cao hữu ích của bể điều hòa, H = 5 m

- Công suất máy thổi khí:

(Nguồn: Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, 2010, NXB Xây dựng.Trang 122)

P: là áp lực không khí, P = 1.522 atm

Qkhí: là lưu lượng khí, Qkhí = 0.058 m 3 /s

: là hiệu suất máy thổi khí, = 0.7 – 0.9 Chọn = 0.8

Chọn máy thổi khí LongTech LT – 050 với công suất 5.5HP.

: Hiệu suất chung của bơm từ 0.7 – 0.9, chọn = 0.8 : Khối lượng riêng của nước 1000 kg/m 3

H : Cột áp cột bơm, chọn H = 8m

Chọn bơm chìm với hai bơm có công suất tương đương, trong đó một bơm hoạt động tối đa cho hệ thống xử lý, trong khi bơm còn lại đóng vai trò dự phòng Hai bơm sẽ hoạt động luân phiên theo chế độ cài đặt, giúp đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho thiết bị.

Chọn máy bơm chìm nước thải Tsurumi U với các thông số sau:

Bảng 4.10 Thông số kỹ thuật bơm chìm Tsurumi

Hiệu quả xử lý sau bể điều hòa

Hàm lượng COD và BOD của nước thải sau khi qua bể điều hòa giảm 5% còn lại:

1 Thời gian lưu nước của bể điều hòa

3 Kích thước bểChiều cao hữu ích4

6 Số đĩa khuếch tán khí

8 Đường kính ống dẫn khí chính

9 Đường kính ống dẫn khí nhánh

11 Công suất máy thổi khí

4.8 Bể keo tụ - tạo bông

Nước thải bệnh viện bao gồm nước thải từ nhà ăn, sinh hoạt của bệnh nhân, người thăm nuôi và y bác sĩ Do đó, nước thải này chứa nhiều mầm bệnh Việc sử dụng keo tụ tạo bông giúp xử lý một phần cặn bẩn và mầm bệnh trong nước thải.

4.8.1 Tính toán bể keo tụ

Bảng 4.12 Thời gian của keo tụ

(Nguồn: Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp – Trịnh Xuân Lai)

Chọn thời gian trong bể keo tụ là 1 phút => t = 60s, vậy tốc độ gradient G = 700 s -1

- Thể tích của bể keo tụ:

Q: lưu lượng tính toán trung bình, Q = 400 m 3 /ngđ t: thời gian khuấy trộn, t = 80 giây

- Chọn bể có tiết diện hình vuông Chiều cao hữu ích H h 0.7m Chiều cao xây dựng của bể:

Kích thước bể trộn vuông: a = F = 0.37 = 0.6 m Chọn L × B = 1.5 × 1.5m

Tính toán công suất cho thiết bị khuấy trộn bằng cơ khí

- Năng lượng tiêu hao của bể keo tụ cần: P= 2 ××

P: là năng lượng tiêu hao tổng cộng, J/s

G: là gradient vận tốc, s -1 , G = 800 – 1000s -1 , chọn G = 800s -1

V: là dung tích bể trộn, m 3

: là độ nhớt động lực của nước, N.s/m 2 , đối với nước ở nhiệt độ 20 0 C ta có

- Chọn cánh tuabin MBS28-400 làm bằng thép không gỉ, vòng quay của cánh khuấy là: n = ( × × 5 ) 1/3

Trong đó: n: là số vòng quay trong 1 giây, vg/s

P: là năng lượng cần thiết, W

: là khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m 3 , = 1000 kg/m 3 d k : là đường kính cánh khuấy, m

K: là hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, K = 1.08

(Nguồn: trang 115 – Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp - Trịnh Xuân Lai)

Chọn 2 máy khuấy, 1 máy hoạt động và một máy dự phòng.

Khe dẫn nước qua bể tạo bông

Nước từ bể trộn được chuyển sang bể tạo bông với tốc độ 0.8 – 1m/s, nhờ vào quá trình trộn hóa chất keo tụ Thời gian chuyển tiếp từ bể trộn sang bể phản ứng không vượt quá 1 phút, do đó, thời gian và vận tốc di chuyển được lựa chọn là t = 10s và v = 1m/s.

- Diện tích mặt cắt ngang của khe dẫn:

Chọn khe dẫn hình chữ nhật L × B = 0.1 × 0.05 m

4.8.2 Tính toán bể tạo bông:

Thời gian lưu nước trong bể t = 10 – 30 phút Chọn t = 20 phút (Nguồn: trang 129

– Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp - Trịnh Xuân Lai)

- Thể tích của bể là:

Q: lưu lượng tính toán trung bình, Q = 400 m 3 /ngđ t: thời gian lưu, t = 20 phút

- Chọn bể có tiết diện hình chữ nhật Chiều cao hữu ích H h = 2.7 m

Chiều cao xây dựng của bể:

2.7 = 2m 2 Chọn thông số thiết kế bể L × B × H = 1.5 × 1.5 × 3

Dùng máy khuấy turbin 4 cánh hướng dòng nước lên trên.

- Công suất của động cơ:

 P = 2 × × = 70 2 × 0.001 × 4.17 = 20.43 J/s = 20.43 W Chọn 2 máy khuấy, 1 máy hoạt động và một máy dự phòng.

- Dạng cánh khuấy được chọn theo bảng sau:

Chân vịt 3 lưỡi Turbin 4 cánh phẳng Turbin 6 cánh phẳng Turbin 6 cánh cong

(Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai)

Chọn bể tạo bông cánh khuấy tuabin MBS 42-500 cánh phẳng nghiêng 35 o , vòng quay của cánh khuấy là: n = ( × × 5 ) 1/3

: là khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m 3 , = 1000 kg/m 3 D: là đường kính cánh khuấy, D = 750mm

K:là hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, K = 1.08

P: Năng lượng khuấy, W g: Gia tốc trọng trường, m/s 2 n: Số vòng quay của cánh khuấy, v/s

: Khối lượng riêng của nước thải, = 1000 kg/m 3

4.8.3 Tính toán lượng hóa chất

• Hóa chất điều chỉnh pH

Hệ thống xử lý nước thải sử dụng hóa chất NaOH với liều lượng được kiểm soát tự động nhằm điều chỉnh pH Hệ thống tự động đo pH của nước thải, phân tích và gửi tín hiệu điều chỉnh cho bơm hóa chất, đảm bảo pH đạt 6.8 sau khi thêm phèn và khuấy trộn đều Các thiết bị chính bao gồm thiết bị đo pH và điện cực hấp dẫn Bên cạnh đó, hệ thống còn có bơm định lượng hóa chất tự động Blue – White series C – 645P với công suất 11.5L/h, độ cao 4m và công suất 45W, cùng với thùng chứa hóa chất 500L có nồng độ NaOH 10% Quá trình pha chế hóa chất chủ yếu được thực hiện bằng tay bởi nhân viên vận hành.

- Lưu lượng PAC cần dùng

Q a Q h tb b 1000 Trong đó: a = 250 mg/l: liều lượng phèn cho 1 m 3 nước thải (dựa trên thí nghiệm jartest) b: nồng độ dung dịch phèn, b = 10%

Q: lưu lượng nước thải trung bình giờ

Chọn 1 bơm định lượng hiệu Blue – White series C – 6250P, Q = 55L/h

- Lưu lượng Polymer cần dùng

Q a Q h tb b 1000 Trong đó: a = 0.125 mg/l: liều lượng polymer cho 1 m 3 nước thải (dựa trên thí nghiệm jartest) b: nồng độ dung dịch phèn, b = 0.01%

Chọn 1 bơm định lượng hiệu Cheonsei series KM-102-PTC-HWA.

➢ Ống dẫn nước sang bể lắng

Nước từ bể phản ứng được dẫn sang bể lắng bông cặn bằng ống tròn, vận tốc nước trong ống v = 0.15 – 0.3 m/s Chọn v = 0.2 m/s

Hiệu quả xử lý sau keo tụ tạo bông

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), COD và BOD của nước thải sau khi qua keo tụ

- tạo bông giảm 70% còn lại:

Bảng 4.14 Thông số thiết kế bể keo tụ - tạo bông

1 Thời gian lưu nước của bể keo tụ, t

4 Công suất của máy khuấy, P

1 Thời gian lưu nước của bể tạo bông, t

Khi nước thải đi qua bể keo tụ tạo bông, hầu hết các chất hữu cơ sẽ bị phân hủy và hình thành sinh bông bùn Bể lắng 1 có vai trò quan trọng trong việc tách bông bùn khỏi dòng thải, đảm bảo rằng nước vào bể MBBR không còn cặn bùn, từ đó tối ưu hóa hiệu quả xử lý nước thải.

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

Q tt : lưu lượng tính toán, Q tt = 0,0046 m 3 /s

V tt : tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30mm/s (TCVN 7957 :2008) Chọn V tt = 20mm/s = 0,02 m/s

- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng :

V : tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng, v = 0.5 – 0.8 mm/s (TCVN 7957 :2008) Chọn v = 0.5 mm/s = 0.0005 m/s.

- Diện tích tổng cộng của bể

- Chiều cao tính toán vùng lắng trong bể lắng đứng :

Trong đó : v : tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng, v = 0.5 – 0.8 mm/s (TCVN 7957 :2008) Chọn v = 0.5 mm/s = 0.0005 m/s. t: thời gian lắng, chọn t = 2h

- Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng h n = h 2 + h

Trong đó : h 2 : chiều cao lớp trung hòa, m h 3 : chiều cao lớp cặn giả định trong bể, m

D : đường kính bể lắng d n : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn d n = 0.5 m : góc tạo bởi đáy bể và mặt ngang, lấy không nhỏ hơn

- Chiều cao tổng cộng của bể :

Trong đó : h tt : chiều cao tính toán của vùng lắng h bv : chiều cao từ mực nước đến thành bể, chọn h bv = 0.3m h n : chiều cao phần hình nón

Tính toán kích thước ống trung tâm

- Đường kính của ống trung tâm

Chọn ống inox có đường kính ngoài 508mm với độ dày 4.78mm làm ống trung tâm.

Chiều cao của ống trung tâm được xác định bằng chiều cao của phần lắng trong bể, đạt 3.6m Đường kính của phần loe ống trung tâm tương ứng với chiều cao của ống loe, với tỷ lệ là 1,35 lần đường kính của ống trung tâm.

- Đường kính tấm chắn dòng :

Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe ống trung tâm đến mép ngoài cùng của tâm chắn theo mặt phẳng qua trục :

Trong đó : v k : tốc độ dòng chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt, v k Thỏa mãn điều kiện vận tốc trong ống

- Vậy số đĩa khuếch tán là n = q r khi = 1500

 Chọn số đĩa khuếch tán là 40 đĩa

Trong đó: r: lưu lượng khí, chọn bằng 40 l/phút (r = 11 – 96 l/phút) (Nguồn: Bảng 9 –

- Lưu lượng khí trong ống phân phối chính: Q khí = 0.025 m 3 /s

Vận tốc khí trong ống dẫn khí được duy trì trong khoản 10 – 40 m/s (Theo TCVN

- Đường kính ống dẫn khí chính:

Chia ống dẫn chính thành 8 ống nhánh

- Lưu lượng trong ống dẫn khí nhánh:

- Đường kính ống dẫn khí nhánh:

Chọn ống dẫn khí nhánh là ống uPVC DN21

Tính lại vận tốc ống dẫn khí nhánh:

Tính toán áp lực và công suất của hệ thống phân phối khí Áp lực cần thiết cho hệ thống phân phối khí được xác định theo công thức:

Trong hệ thống ống dẫn, tổn thất áp lực được chia thành hai loại: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống (h d) và tổn thất áp lực cục bộ (h c) Tổng tổn thất áp lực cục bộ và ma sát không vượt quá 0.4 m, vì vậy chúng ta chọn h d + h c = 0.4 m Bên cạnh đó, tổn thất qua thiết bị phân phối (h f) không được vượt quá 0.5 m, và chúng ta chọn h f = 0.5 m.

H: là chiều cao hữu ích của bể điều hòa, H = 5 m

- Công suất máy thổi khí:

(Nguồn: Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, 2010, NXB Xây dựng.Trang 122)

P: là áp lực không khí, P = 1.522 atm

Qkhí: là lưu lượng khí, Qkhí = 0.058 m 3 /s

: là hiệu suất máy thổi khí, = 0.7 – 0.9 Chọn = 0.8

Chọn máy thổi khí LongTech LT – 050 với công suất 5.5HP.

: Hiệu suất chung của bơm từ 0.7 – 0.9, chọn = 0.8 : Khối lượng riêng của nước 1000 kg/m 3

Khi chọn bơm chìm, nên sử dụng hai bơm có công suất tương đương Một bơm sẽ hoạt động với công suất tối đa của hệ thống xử lý, trong khi bơm còn lại sẽ đóng vai trò dự phòng Hai bơm này sẽ hoạt động luân phiên theo chế độ cài đặt, giúp đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho bơm.

Chọn máy bơm chìm nước thải Tsurumi U với các thông số sau:

Bảng 4.10 Thông số kỹ thuật bơm chìm Tsurumi

Hiệu quả xử lý sau bể điều hòa

Hàm lượng COD và BOD của nước thải sau khi qua bể điều hòa giảm 5% còn lại:

1 Thời gian lưu nước của bể điều hòa

3 Kích thước bểChiều cao hữu ích4

6 Số đĩa khuếch tán khí

8 Đường kính ống dẫn khí chính

9 Đường kính ống dẫn khí nhánh

11 Công suất máy thổi khí

Bể keo tụ - tạo bông

Nước thải bệnh viện bao gồm nước thải từ nhà ăn, sinh hoạt của bệnh nhân, người thăm nuôi và y bác sĩ, chứa nhiều mầm bệnh nguy hiểm Việc sử dụng keo tụ tạo bông giúp xử lý một phần cặn bẩn và mầm bệnh trong nước thải này, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

4.8.1 Tính toán bể keo tụ

Bảng 4.12 Thời gian của keo tụ

(Nguồn: Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp – Trịnh Xuân Lai)

Chọn thời gian trong bể keo tụ là 1 phút => t = 60s, vậy tốc độ gradient G = 700 s -1

- Thể tích của bể keo tụ:

Q: lưu lượng tính toán trung bình, Q = 400 m 3 /ngđ t: thời gian khuấy trộn, t = 80 giây

- Chọn bể có tiết diện hình vuông Chiều cao hữu ích H h 0.7m Chiều cao xây dựng của bể:

Kích thước bể trộn vuông: a = F = 0.37 = 0.6 m Chọn L × B = 1.5 × 1.5m

- Năng lượng tiêu hao của bể keo tụ cần: P= 2 ××

G: là gradient vận tốc, s -1 , G = 800 – 1000s -1 , chọn G = 800s -1

- Chọn cánh tuabin MBS28-400 làm bằng thép không gỉ, vòng quay của cánh khuấy là: n = ( × × 5 ) 1/3

: là khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m 3 , = 1000 kg/m 3 d k : là đường kính cánh khuấy, m

K: là hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, K = 1.08

Chọn 2 máy khuấy, 1 máy hoạt động và một máy dự phòng.

Khe dẫn nước qua bể tạo bông

Nước được chuyển từ bể trộn sang bể tạo bông với vận tốc từ 0.8 đến 1m/s Thời gian di chuyển giữa hai bể không vượt quá 1 phút do có sự trộn lẫn hóa chất keo tụ Do đó, thời gian và vận tốc di chuyển được lựa chọn là t = 10 giây và v = 1m/s.

- Diện tích mặt cắt ngang của khe dẫn:

Chọn khe dẫn hình chữ nhật L × B = 0.1 × 0.05 m

4.8.2 Tính toán bể tạo bông:

Thời gian lưu nước trong bể t = 10 – 30 phút Chọn t = 20 phút (Nguồn: trang 129

– Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp - Trịnh Xuân Lai)

- Thể tích của bể là:

Q: lưu lượng tính toán trung bình, Q = 400 m 3 /ngđ t: thời gian lưu, t = 20 phút

- Chọn bể có tiết diện hình chữ nhật Chiều cao hữu ích H h = 2.7 m

Chiều cao xây dựng của bể:

2.7 = 2m 2 Chọn thông số thiết kế bể L × B × H = 1.5 × 1.5 × 3

Dùng máy khuấy turbin 4 cánh hướng dòng nước lên trên.

- Công suất của động cơ:

 P = 2 × × = 70 2 × 0.001 × 4.17 = 20.43 J/s = 20.43 W Chọn 2 máy khuấy, 1 máy hoạt động và một máy dự phòng.

- Dạng cánh khuấy được chọn theo bảng sau:

Chân vịt 3 lưỡi Turbin 4 cánh phẳng Turbin 6 cánh phẳng Turbin 6 cánh cong

(Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai)

Chọn bể tạo bông cánh khuấy tuabin MBS 42-500 cánh phẳng nghiêng 35 o , vòng quay của cánh khuấy là: n = ( × × 5 ) 1/3

: là khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m 3 , = 1000 kg/m 3 D: là đường kính cánh khuấy, D = 750mm

K:là hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, K = 1.08

P: Năng lượng khuấy, W g: Gia tốc trọng trường, m/s 2 n: Số vòng quay của cánh khuấy, v/s

: Khối lượng riêng của nước thải, = 1000 kg/m 3

4.8.3 Tính toán lượng hóa chất

• Hóa chất điều chỉnh pH

Hệ thống xử lý nước thải sử dụng hóa chất NaOH với liều lượng được điều chỉnh tự động nhằm duy trì pH tối ưu cho quá trình xử lý Hệ thống này tự động đo pH nước thải, phân tích và điều chỉnh bơm hóa chất để đạt pH = 6.8 sau khi thêm phèn và khuấy trộn Các thiết bị chính bao gồm thiết bị đo pH và điện cực hấp dẫn Bên cạnh đó, hệ thống còn có bơm định lượng hóa chất Blue – White series C – 645P, với công suất 11.5L/h, độ cao bơm 4m và công suất 45W, cùng với thùng chứa hóa chất 500L có nồng độ NaOH 10% Quá trình pha chế hóa chất chủ yếu được thực hiện thủ công bởi nhân viên vận hành.

- Lưu lượng PAC cần dùng

Q a Q h tb b 1000 Trong đó: a = 250 mg/l: liều lượng phèn cho 1 m 3 nước thải (dựa trên thí nghiệm jartest) b: nồng độ dung dịch phèn, b = 10%

Chọn 1 bơm định lượng hiệu Blue – White series C – 6250P, Q = 55L/h

- Lưu lượng Polymer cần dùng

Q a Q h tb b 1000 Trong đó: a = 0.125 mg/l: liều lượng polymer cho 1 m 3 nước thải (dựa trên thí nghiệm jartest) b: nồng độ dung dịch phèn, b = 0.01%

Chọn 1 bơm định lượng hiệu Cheonsei series KM-102-PTC-HWA.

➢ Ống dẫn nước sang bể lắng

Nước từ bể phản ứng được dẫn sang bể lắng bông cặn bằng ống tròn, vận tốc nước trong ống v = 0.15 – 0.3 m/s Chọn v = 0.2 m/s

Hiệu quả xử lý sau keo tụ tạo bông

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), COD và BOD của nước thải sau khi qua keo tụ

- tạo bông giảm 70% còn lại:

Bảng 4.14 Thông số thiết kế bể keo tụ - tạo bông

1 Thời gian lưu nước của bể keo tụ, t

1 Thời gian lưu nước của bể tạo bông, t

Bể lắng 1

Trong quá trình qua bể keo tụ tạo bông, hầu hết chất hữu cơ trong nước thải được phân hủy thành sinh bông bùn Bể lắng 1 có chức năng tách bông bùn ra khỏi dòng thải, đảm bảo nước vào bể MBBR không còn cặn bùn, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.

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

Q tt : lưu lượng tính toán, Q tt = 0,0046 m 3 /s

V tt : tốc độ chuyển động của nước trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30mm/s (TCVN 7957 :2008) Chọn V tt = 20mm/s = 0,02 m/s

- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trong mặt bằng :

V : tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng, v = 0.5 – 0.8 mm/s (TCVN 7957 :2008) Chọn v = 0.5 mm/s = 0.0005 m/s.

- Diện tích tổng cộng của bể

- Chiều cao tính toán vùng lắng trong bể lắng đứng :

Trong đó : v : tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng, v = 0.5 – 0.8 mm/s (TCVN 7957 :2008) Chọn v = 0.5 mm/s = 0.0005 m/s. t: thời gian lắng, chọn t = 2h

- Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng h n = h 2 + h

Trong đó : h 2 : chiều cao lớp trung hòa, m h 3 : chiều cao lớp cặn giả định trong bể, m

D : đường kính bể lắng d n : đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn d n = 0.5 m : góc tạo bởi đáy bể và mặt ngang, lấy không nhỏ hơn

- Chiều cao tổng cộng của bể :

Trong đó : h tt : chiều cao tính toán của vùng lắng h bv : chiều cao từ mực nước đến thành bể, chọn h bv = 0.3m h n : chiều cao phần hình nón

Tính toán kích thước ống trung tâm

- Đường kính của ống trung tâm

Chọn ống inox có đường kính ngoài 508mm với độ dày 4.78mm làm ống trung tâm.

Chiều cao của ống trung tâm được xác định bằng chiều cao phần lắng của bể, đạt 3.6m Đường kính của phần loe ống trung tâm tương ứng với chiều cao của phần ống loe, bằng 1,35 lần đường kính ống trung tâm.

- Đường kính tấm chắn dòng :

Khoảng cách giữa mép ngoài cùng của miệng loe ống trung tâm đến mép ngoài cùng của tâm chắn theo mặt phẳng qua trục :

Trong đó : v k : tốc độ dòng chảy qua khe hở giữa miệng loe ống trung tâm và bề mặt tấm hắt, v k A L nên diện tích bề mặt theo tải trọng chất rắn là diện tích tính toán.

- Đường kính ống trung tâm: d = 20% x D = 20% x 4.5 = 0.9 m

=> Chọn d = 1 m Chọn ống trung tâm làm bằng SUS304

Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng H = 2 (m), chiều cao lớp bùn lắng h b = 0.7(m), chiều cao lớp trung hoà h th = 0.2(m), chiều cao bảo vệ h bv = 0.3 (m) [(1), Trang 430]

Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng đợt 2 là

- Chiều cao ống trung tâm h = 60%.H = 60% x 2 = 1.2 m

- Kiểm tra thời gian lưu nước của bể lắng

- Thể tích thực của bể:

- Chiều rộng máng thu nước W m SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109 Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp

- Chiều dài máng thu nước L m = ×D m = × 3.6 = 11.3 m Chọn chiều cao máng thu nước h m = 0.25 m

Bề dày lớp bê tông thành máng và đáy máng là 0.1m

Tải trọng trên máng thu

Chọn máng thu nước có gắn thêm máng răng cưa để phân bố đều nước vào máng thu.

Máng răng cưa hình chữ V góc 90 o và đặt xung quanh máng thu nước.

Chọn tâm răng cưa bằng sắt với chiều cao tổng cộng 270mm, chiều cao răng 70mm và đỉnh vát 40mm Răng cưa được thiết kế theo hình thang cân, với khoảng cách giữa hai răng cưa là 140mm.

- Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể

Chọn ống uPVC DN 90 làm đường ống dẫn nước sang bể khử trùng.

Tính toán lượng bùn sinh ra mỗi ngày và chọn máy hút bùn

- Hiệu quả lắng cặn lơ lửng:

Bảng 4.22 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở t ≥ 20 o C

Khử cặn lơ lửng SS

(Nguồn: Bảng 4-5, Trịnh Xuân Lai, 2000, Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng - Trang 48 )

R : Hiệu quả xử lý BOD 5 hoặc SS biểu thị bằng (%) a, b : Hằng số thực nghiệm t: Thời gian lưu nước (h) Đồ án Tốt nghiệp Khóa 2015 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp

- Lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý mỗi ngày: Q xả = 1.02 m 3 /ngày

- Hiệu quả xử lý BOD 5 , COD:

R : Hiệu quả xử lý BOD 5 hoặc SS biểu thị bằng (%) a, b : Hằng số thực nghiệm t: Thời gian lưu nước (h)

- Công suất máy bơm bùn:

: Hiệu suất chung của bơm từ 0.7 – 0.9, chọn = 0.8

: Khối lượng riêng của bùn 1053 kg/m 3

Do lượng bùn xả ra hằng ngày quá nhỏ nên lượng bùn sẽ được xả ra 10 ngày

1 lần Chọn bơm bùn Ebara với các thông số như sau:

Bảng 4.23 Thông số kỹ thuật bơm bùn Ebara

4 Đường kính ống trung tâm

5 Công suất bơm tuần hoàn

Bể khử trùng

Nước thải sau khi trải qua quá trình xử lý sinh học vẫn chứa hàm lượng Coliform cao, gây ra nguy cơ ô nhiễm môi trường và mùi hôi khó chịu Do đó, việc khử trùng nước thải là cần thiết trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.

Thời gian tiếp xúc trong bể khử trùng được chọn là 20 phút Trong quá trình này, một phần clo sẽ bị tiêu hao do phản ứng oxy hóa với các chất hữu cơ còn lại trong nước thải, do đó cần điều chỉnh lượng clo bổ sung vào bể để đảm bảo hiệu quả khử trùng.

- Thể tích bể tiếp xúc:

16.67 = 5.56m 3 Chọn vận tốc dòng chảy trong bể tiếp xúc v = 2.5 m/phút [(1), trang 473)]

A Chiều sâu hữu ích của bể tiếp xúc h = 2.5 m, chiều cao bảo vệ 0.5 m [(1), trang

Vậy chiều cao tổng cộng của bể: H = h + h bv = 2.5 + 0.5 = 3m

Vậy kích thước xây dựng bể L × B × H = 2 × 2 × 3m.

Để nâng cao hiệu quả khuấy trộn và lưu giữ nước trong hệ thống thủy lực, cần bố trí các vách chắn dòng trong bể khử trùng với khoảng cách 400mm Mỗi tấm chắn dòng sẽ được thiết kế sao cho có ba tấm như vậy, giúp tối ưu hóa quá trình xử lý nước.

- Lượng NaOCl tiêu thụ trong một ngày:

M chlorine = Q × C = 400 m 3 /ngày× 8 g/m 3 = 3.2 kg chlorine/ngày

- Nồng độ NaOCl pha chế theo khuyến nghị từ nhà cung cấp là 2.5% vậy lượng dung dịch chorine cần bơm:

Chọn bồn pha có dung tích 500 lít để pha NaOCl, bồn làm bằng nhựa composite.

- Thời gian giữa 2 lần pha NaOCl là: t = 500

Vậy 4 ngày sẽ pha hóa chất 1 lần.

Chọn bơm định lượng Choensei hiệu KM-102-PTC-HWA làm bơm định lượng cho bồn châm hóa chất.

Bể nén bùn

Bùn dẫn vào bể lắng có độ ẩm cao từ 95% - 99% Sau khi bùn được lắng tại bể lắng 2, nó sẽ được chuyển đến bể nén bùn Bể nén bùn có nhiệm vụ tách bớt nước bằng nguyên tắc nén trọng lực, giúp giảm độ ẩm sơ bộ của bùn và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý bùn tiếp theo.

➢ Tính toán bể nén bùn

Lượng bùn tươi từ bể lắng 1 là 0.6 m 3 /ngày

Lượng bùn dư từ bể lắng 2 là 1.02 m 3 /ngày

=> Vậy lưu lượng bùn cần xử lý: Q b = 0.6 + 1.02 = 1.62 m 3 /ngày.

- Chọn thời gian lưu bùn 2 ngày

- Thể tích bể nén bùn:

- Chọn chiều cao bể nén bùn h = 1.3m

- Diện tích bề mặt bể nén bùn ly tâm: F =

- Đường kính bể nén bùn:

- Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn:

Khoảng cách từ mực nước đến thành bể được xác định là h1 = 0.4 m Chiều cao lớp bùn và lắp đặt gạt bùn ở đáy được chọn là h2 = 0.3 m Cuối cùng, chiều cao tính từ đáy bể đến mức bùn là h3 = 0.5 m.

- Tốc độ quay của thanh gạt là 0.75 – 4 h -1

- Độ nghiêng ở đáy bể nén bùn tính từ thành bể đến hố thu bùn i = 0.01

- Bùn đã nén được xả định kỳ dưới áp lực thủy tĩnh 0.5 – 1 m ([13], trang 158)

- Cột áp của bơm: H = 8 – 10 mmH 2 O, Chọn H = 8 mmH 2 O

Trong đó: : là hiệu suất của bơm, = 0.7 – 0.9 Chọn = 0.8

Chọn bơm bùn Ebara với thông số như sau:

Bảng 4.25 Thông số kỹ thuật bơm bùn Ebara.

Máy ép bùn

Sau khi xử lý, chúng ta thu được bùn từ quá trình xử lý cặn lơ lửng ở bước hóa lý và đặc biệt là từ quá trình xử lý sinh học Do bùn này có độ cô đặc thấp, nên cần được nén ép thành dạng rắn để thuận tiện cho việc xử lý và chôn lấp.

- Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai: q = Q bb

Q b là lưu lượng bùn cần xử lý trong một ngày Q b = 1.62 m 3 /ngày.

- Giả sử hàm lượng bùn sau khi nén C = 50 kg/m 3 [(1), tr 510]

Vậy lượng cặn đưa đến máy:

Suy ra lượng cặn đưa đến máy trong 1 tuần là 92.4 kg.

Với chế độ làm việc mỗi tuần máy ép làm việc 1 ngày với 2 giờ/ngày Vậy lượng cặn đưa đến máy trong 1 giờ:

Tải trọng cặn trên 1 m rộng của băng tải dao động trong khoảng 90 ÷ 680

(kg/m chiều rộng băng.giờ) Chọn băng tải có năng suất 90 kg/m.h

- Chiều rộng băng tải: b SVTH: Ngô Thị Ngọc Oanh – MSSV: 15150109 91

Vậy chọn máy ép bùn hãng Chi Sun hiệu NBD-M 75 có chiều rộng băng tải 0,75m Máy có kích thước: L × B × H = 2500 * 1300 *1900mm

BẢNG 4.26 TỔNG KẾT CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

4 Bể keo tụ tạo bông

TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH PHƯƠNG ÁN 2

DỰ TOÁN SƠ BỘ KINH PHÍ ĐẦU TƯ, VẬN HÀNH

Tiêu đề	Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Bệnh Viện Đa Khoa Long An Công Suất 400M3/ Ngày Đêm
Tác giả	Ngô Thị Ngọc Oanh
Người hướng dẫn	Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	181
Dung lượng	1,75 MB