GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
4.5 Bể tách dầu mỡ.
Bể tách dầu mở có thể tách theo nguyên lý trọng lực bể có cấu tạo hình chữ nhật, trong
khi tách thì dầu có thể lấy ra bằng cách vớt váng dầu trên bề mặt hoặc chúng bị lắng cùng
với chất lơ lững trong nước thải. Lượng cặn bị lắng xuống được cào ra ngoài qua sơi dây
xích cào đặt ở sát đáy bể. Có thể làm tăng hiệu quả tách dầu mỡ bằng cách bổ sung thêm
một lượng phèn nhất định nhằm kết tủa lượng dầu mỡ và một ít cặn bám theo.
Chọn bể có dạng hình chữ nhật
Dựa theo các chỉ tiêu chuẩn Việt Nam và các chỉ tiêu thiết kế thiết bị bể tách dầu mỡ
trong sách “Xử lý nước thải công nghiệp – Trịnh Xuân Lai và Nguyễn Trọng Lương” các
thông số thiết kế được chọn như sau:
Bảng 4.7 các thông số lựa chọn tính toán .
Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Tỷ trọng của dầu 0,8
Vận tốc nổi của giọt dầu v m/h 9
Chiều rộng của bể B m 4
Chiều sâu của bể h m 1,5
Vận tốc nước trong mương của bể V m/h 54
Hệ số điều chỉnh α 1,38
• Theo chỉ tiêu kích thước bể thì :
- Chiều rộng của bể nằm trong khoảng B = 1,8 ÷ 6 m, chọn B = 4m
- Chiều sâu của bể nằm trong khoảng h = 0,65 ÷ 2,4 m, chọn h=1,5
Diện tích hữu ích mặt nước trong bể và diện tích mặt cắt ngang của bể được xác định
bằng công thức (2-6) và (2-7) trang 21 sách “Xử lý nước thải công nghiệp – Trịnh Xuân
Lai và Nguyễn Trọng Lương”:
Diện tích hữu ích trong bể:
F=
=
×
=
×

9
18538,1
max
v
Q
h
α
28,37 m
2
Diện tích mặt cắt ngang của bể:
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
A=
==
54
185
max
V
Q
h
3,43 m
2
Chiều dài của bể là : L
1

===
4
37,28
B
F

7,1 m
Hai đầu bể có thêm máng phân phối nước với chiều dài là 1,5m (tiêu chuẩn kích thước
của bể trang 23 sách “Xử lý nước thải công nghiệp – Trịnh Xuân Lai và Nguyễn Trọng
Lương”. Vậy tổng chiều dài của bể là :
L= L
1
+ 1,5×2 = 7,1+3 = 10,1m
Thể tích hữu ích của bể: V
b
= L × B × h= 10,1 × 4× 1,5 = 60,6 m
3
Thời gian lưu nước trong bể: t =
==
185
6,60
max
h
b
Q
V
0,328h ≈ 20 phút
Lượng phèn cho vào bể trong mỗi lần lưu nước thải (theo tiêu chuẩn TCVN 7957:2008)
m = V × 1000 × m
p
= 60,6× 1000 × 60 = 3636 mg/ l = 3,636 kg/l
Trong đó: m
p
: khối lượng phèn cho vào theo TCVN7957 : 2000 thì
m
p

= 25÷75 mg/l, chọn m
p
= 60mg/l.
 Hiệu quả xử lý :
Theo khả năng xử lý của bể được ghi ở trang 20 sách “ Xử lý nước thải công nghiệp“ của
Trịnh Xuân Lai và Nguyễn Trọng Lương thì :
• Hàm lượng dầu mỡ sau tuyển nổi giảm 90%. Vậy hàm lượng dầu còn lại
trong nước thải là:
D
ra
= D
vào
× (100 – 90) % = 180 × (100 – 90) % = 18 mg/l
Với D
vào
= 180mg/l là hàm lượng dầu trong nước thải đầu vào.
- Lượng cặn sau khi qua bể tách dầu giảm khoảng 3% vậy hàm lượng SS
sau khi qua bể là:SS = SS
vào
× (100 – 3)% = 504,063 × 97% = 547.14mg/l.
- Sau khi qua bể tách dầu thì hàm lượng COD và BOD giảm đi 5%, vậy
BOD
5
= BOD
5vào
× (100 – 5) % = 1037,9 × 95% = 986 mg/l.
COD = COD
5vào
× (100 – 5) % = 1895,25 × 95% = 1800,488 mg/l
Bảng 4.8: Tổng kết tính toán cho bể tách dầu mỡ

SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Chiều dài của bể L m 10,1
Chiều rộng của bể B m 4
Chiều cao của bể h m 1,5
Thể tích của bể V
b
m
3
60,6
Thời gian lưu nước trong bể t phút 20
Hàm lượng dầu mỡ sau khi qua bể mg/l 18
Hàm lượng chất rắn lơ lững sau xử lý SS mg/l 547,14
Hàm lượng BOD
5
sau xử lý BOD
5
mg/l 986
Hàm lượng COD sau khi xử lý COD mg/l 1800,488
4.6 Bể điều hòa.
1. Nước ra.
2. Ống phân phối khí có lỗ.
3. Máng phân phối nước.
4. Nước vào.
5. Ống cấp khí.
Hình 4.6. Cấu tạo bể điều hòa
Bảng 4.9 : Thông số cần thiết cho tính toán
Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Thời gian lưu nước trong bể t h 8

Chiều cào hữu ích h m 4
Chiều cao bảo vệ h
bv
m 0.5
Chiều rộng bể B m 8
Tốc độ khí nén R m
3
/m
3
.phút 0.012
Lưu lượng khí mỗi đĩa khuyếch tán r m
3
/h 8
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
- Thể tích bể điều hoà
8008100 =×=×= tQV
h
tb
m
3
Với t = 8h là thời gian lưu nước đã chọn theo TCVN 7957.
- Chiều dài bể điều hoà:
25
48
800
≈
×
=
×

=
hB
V
L
m
- Chiều cao tổng cộng:
H = h + h
bv
= 4 + 0,5 = 4.5 m
Vậy kích thước bể điều hoà: L × B × H = 25 m × 8 m × 4,5 m.
 Tính toán hệ thống cấp khí.
Lượng không khí cần thiết :
L
khí
= Q
h
tb
× a
Trong đó : Q
h
tb
= lưu lượng nước thải tính theo giờ, Q
h
tb
= 100 m
3
/h.
a = lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa,
a = 3,74 m
3

khí/m
3
[20,tr 481].
L
khí
= 100 × 3,74 =374 m
3
/h.
Chọn hệ thống ống cấp khí bằng thép có đục lỗ, mỗi ngăn bao gồm 5 ống đặt dọc theo
chiều dài của bể, các ống cách nhau 2m [20, tr 481].
Lượng khí trong mỗi ống : q
ống
=
hm
v
L
ong
khí
/4,37
10
374
3
==
Trong đó : v
ống
= vận tốc khí trong ống, v
ống
= 10÷15 m/s,
chọn v
ống

= 10m/s
- Đường kính ống dẫn khí :
m
v
q
d
ong
ong
ong
036,0
36001014,3
4,374
3600
4
=
××
×
=
××
×
=
π
- Lưu lượng khí qua một lỗ :
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
hm
d
vq
lo
lolo

/678,03600
4
004,014,3
15
4
)(
3
2
2
=
×
×=
×
×=
π
Trong đó : d
lo
= 4mm = 0,004m. Vận tốc khí trong lỗ v
lo
= 15m/s ( TCVN 7957 : 2008 )
Số lỗ trên mỗi ống : N =
55
678,0
4,37
≈=
lo
ong
q
q
lỗ

Số lỗ trên 1m chiều dài : n =
2,2
25
55
≈=
L
N
lỗ
Chọn n = 2 lỗ/m ống.
 Hiệu quả xử lý:
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa phân phối lại hàm lượng nồng độ chất bẩn trong nước
thải. Dựa vào bảng tính toán hàm lượng BOD
5
trước và sau bể điều hòa ([16], bảng 9-5,tr
417), có thể kết luận như sau:
- Hàm lượng BOD
5
trong nước thải sau khi ra khỏi bể giảm 10% :
BOD
5
= BOD
5(vào)
× (100 - 10 )% = 896 × 0,9 = 806,4 mg/l
- Hàm lượng COD trong nước thải sau khi ra khỏi bể giảm xuống 10% :
COD = COD
(vào)
×(100 – 10 )% = 1800,488×0,9 = 1273,3 mg/l
- Hàm lượng chất rắn giảm khoảng 7% nên
SS = SS
(vào)

× ( 100 – 7 )% = 547,14× 0,93 = 508,81 mg/l
Bảng 4.10 : Các thông số tính toán của bể điều hòa
Thông số Đơn vị Giá trị
Kích thước bể:
- Chiều dài
- Chiều rộng
- Chiều cao
m
m
m
25
8
4.5
Đường kính ống dẫn khí m 0,036
Số ống trên mỗi ống lỗ 55
Lưu lượng khí qua một lỗ m
3
/h 0,678
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Hàm lượng các chất còn lại trong nước thải
- SS
- BOD
5
- COD
mg/l
mg/l
mg/l
508,84
806,4

1620,43
9
4.7 Bể chứa dung dịch NaOH và bơm châm dung dịch NaOH
Các công thức tính toán và các thông số chọn được lấy trong sách ‘Xử lý nước thải đô thị
và công nghiệp ‘ của tác giả Lâm Minh Triết nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp.HCM
[20].
- Lưu lượng nước thải lớn nhất:
)/(185
3
max
hmQ
h
=
[20,tr401]
pH
vaomin
= 4.6 K = 0,00001 mol/l
pH
trunghoa
= 7
- Khối lượng phân tử NaOH = 40 g/mol.
- Nồng độ dung dịch NaOH = 20%.
- Trọng lượng riêng của dung dịch = 1,53g/l.
- Liều lượng châm vào =
hl /24,0
1053.120
10001854000001.0
=
××
×××


- Thời gian lưu: 15 ngày [20, tr 401]
- Thể tích cần thiết của bể chứa: V = 0.141×24×15 = 50.76 lít [16,tr 401]
- Chọn : - 2 bơm châm xút NaOH (1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng)
- Đặc tính bơm định lượng: Q = 0,22l/h; áp lực 1,5bar.
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
1
2
3
4
5
7
6
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
4.8. Bể lắng ly tâm đợt I
Hình 4.7. Cấu tạo bể lắng ly tâm ( [20,tr130] )
1. Ống dẫn nước thải vào 2. Hệ thống thanh gạt cặn
3. Hành lang công tác 4. Tấm chắn hướng vòng
5. Động cơ 6. Lồng quay
7. Băng phân phối nước thải
8. Ống dẫn nước thải ra 9. Ống xả cặn.
- Thể tích tổng cộng của bể lắng đợt I được tính theo công thức: [20, tr127]
W = Q
h
max
× t = 185 × 1,5= 277,5 m
3
Trong đó : Q
h
max

: Lưu lượng lớn nhất giờ, Q
h
max
= 185m
3
/h.
t : Thời gian lắng được xác định bằng thực nghiệm về động học lắng. Trường hợp
không tiến hành thực nghiệm được, thời gian lắng đối với bể lắng đợt I có thể lấy bằng
1,5h [20, tr127]
- Diện tích bể trong mặt bằng : [20, tr129]
F

=
5,3
5,277
H
W
1
=
= 79,3m
2
Trong đó : H
1
: Chiều sâu vùng lắng của bể lắng ly tâm có thể lấy từ 1,5÷5m. chọn H
1
=
3,5m
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
6
2

3
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Tỷ lệ giữa đường kính D và chiều sâu vùng lắng (D:H) lấy trong khoảng từ 6 ÷ 12
( TCXD-7957:2008 ), chọn H
1
=3,5 m.
- Đường kính trong của bể lắng ly tâm được lấy theo công thức : [20, tr128]
D =
14,3
3,794
4
×
=
×
π
F
≈ 10 m
- Đường kính ống trung tâm: [ 22, tr507 ]
d = 20% D = 0,2 × 10 = 2 m
- Chiều cao ống trung tâm h = 55
÷
65% H
1
( bảng 9-10 [20, tr429] )
chọn h = 60%H
1
=
5,36,0
×
= 2,1 m

- Chọn chiều cao xây dựng của bể là H = 4,5
- Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng trong bể lắng được tính theo công thức :
U =
5,16,3
5,3
6,3
1
×
=
×t
H
= 0,65 mm/s [20, tr128]
- Hiệu suất lắng của chất lơ lửng trong nước thải ở bể lắng I phụ thuộc vào tốc độ
lắng của hat cặn lơ lửng trong nước thải ( U = 0,65mm/s) và hàm lượng đầu vào bể của
chất lơ lửng SS ( SS = C
tc
= 508,84 mg/l) và có thể lấy theo bảng 3-10 [20, tr129] để tính
hiệu suất lắng các chất lơ lững thông qua công thức nội suy:
- So sánh giá trị C
tc
với các giá trị C
tc
trong bảng 3-10 [20, tr129] suy ra
được
C
tc
= 508,84 mg/l > 300mg/l và
Bảng hiệu suất của chất lắng lơ lững
Hiệu suất của chất lắng
lơ lững (%)

Tốc độ lắng của các hạt lơ lững U(mm/s) ứng với
hàm lượng ban đầu của chất lơ lững C (mg/l)
≥300
45 0,95
50 0,6

Sử dụng công thức nội suy để tính hiệu suất lắng E: [20, tr129]
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2

o
o
UU
UU
EE
EE 28,49)95,065,0(
95.06.0
4550
45(
)1
12
12
1
=−×
−
−
+=−×
−
−
+=

- Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng đợt I được tính theo công thức :
[20, tr131]
( )
258
100
)28,49100(84,508
100
100
1
≈
−×
=
−
=
EC
C
tc
L
mg/l
Trong đó: C
tc
Hàm lượng chất lơ lửng trước lắng I, C
tc
=508,84 mg/l.
Theo yêu cầu của tiêu chuẩn xử lý nước thải Việt Nam thì hàm lượng chất lắng lơ lững
trước khi vào thiết bị xử lý aerotank phải C
tc
< 150mg/l. Nhưng trong trong công trình
này nước thải sau khi qua bể lắng I chưa đạt tiêu chuẩn vì vậy cần qua một vài thiết bị xử
lý nữa trước khi đi vào bể Aerotank.

 Hiệu quả xử lý :
- Hàm lượng chất lơ lửng còn lại : SS = 258 mg/l
- Hàm lượng BOD
5
sau khi qua bể lắng đợt I giảm 30%, còn lại:[20,tr204]
BOD
5
= BOD
5(vào)
)30100( −×
%

= 806,4 × ( 100 - 30) % = 524,2 mg/l.
- Sau khi qua bể lắng đợt I, hàm lượng COD của nước thải giảm 35%
[20,tr204] , hàm lượng COD còn lại trong nước thải sau bể lắng I là:
COD

= COD
vào
x (100 – 35)% =1620,439 ×(100 – 35)% = 1053 mg/l.
• Lượng cặn tươi từ bể lắng đợt I được tính theo công thức :

( )
4,132
1000100095100
1,128,492400508,84
10001000)100(
.
=
××−

×××
=
××−
×××
=
P
KEQC
q
ngdtblc
c
m
3
/ng.đ [20,tr158]
Trong đó:
C
lc
: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải dẫn đến bể lắng
đợt I: C
lc
= 508,84 mg/l.
E : Hiệu suất lắng của bể lắng đợt I, E = 49,28 %.
K : Hệ số tính đến khả năng tăng lượng cặn do có cỡ hạt lơ lửng
lớn, K=1,1
÷
1,2, chọn K = 1,1. [20,tr158]
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
P : Độ ẩm của cặn tươi, P = 95%. [20,tr133].
Bảng 4.11. Các thông số thiết kế và tính toán bể lắng đứng đợt I
Thông số Đơn vị Giá trị

Thời gian lắng giờ 1,5
Ống trung tâm:
- Đường kính
- Chiều cao
m
m
2
2,1
Kích thước bể lắng:
- Đường kính
- Chiều cao
m
m
10
4,5
Diện tích bề mặt lắng m
2
79,3
Hiệu quả xử lý cặn lơ lững % 49,28
Lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý m
3
/ngày 132,4
Hàm lượng chất lơ lửng sau lắng I mg/l 258
Hàm lượng COD của nước thải sau lắng I mg/l 1053
Hàm lượng BOD
5
của nước thải sau lắng I mg/l 524,2
4.8 Bể UASB.
Sử dụng công nghệ xử lý kỵ khí để xử lý nước thải ở một số nhà máy bị ô nhiễm nồng độ
chất hữu cơ cao. Bể có hình chữ nhật bên trên có nắp đậy kín , có các phễu chắn dùng để

thu gom khí tạo ra trong quá trình xử lý, các máng thu nước sau lắng được đặt bên trên để
dẫn nước thải tới các công trình xử lý tiếp theo. Trong hệ thống bể sẽ chia làm một số
nguyên đơn để dễ dàng phân phối lượng vi sinh vật và tăng hiệu quả xử lý. Bùn kỵ khí
nằm gần đáy bể, chúng được phân phối vào trong các nguyên đơn.
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Hình 4.7 Cấu tạo bể UASB. [16]
Một số thông số được chọn từ bảng 10-9,10-10,10-11,10-12 trang 455 sách”Xử lý nước
thải đô thị và môi trường” của tác giả Lâm Minh Triết cho thiết kế bể được chọn như
sau:
• Bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể với hàm lượng 30kgSS/m
3
.
• Tỷ lệ MLVS/MLSS của bùn trong bể = 0,75.
• Tải trọng bề mặt phần lắng L
A
= 12 m
3
/m
2
.ngày.
• Tải trọng thể tích L
COD
= 3 kgCOD/m
3
.ngày
• Hiệu quả xử lý COD đạt 75%, BOD đạt 75%.
• Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể TS = 5%.
• Y : Hệ số sản lượng bùn đây là một thông số động học được xác định bằng
thực nghiệm. Y = 0,04÷0,08gVSV/g COD, chọn Y= 0,04 gVSV/g COD

• K
d
: hệ số phân hủy nội bào, đây cũng là một thông số thực nghiệm, khi
thiếu số liệu thực nghiệm có thể lấy K
d
=0,03 ngày
-1

• Thời gian lưu bùn θ
c
= 50 ngày.
 Tính toán thiết kế cho bể:
• Diện tích bề mặt phần lắng:
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
Nước ra
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
A =
2
.
200
12
2400
m
L
Q
A
đng
==
[20,tr457].
Trong đó: Q

ng.đ
: lưu lượng nước thải theo ngày đêm Q
ng.đ
= 2400m
3
/ng.đ
• Thể tích ngăn phản ứng bể UASB :
2
0.
842
10003
10532400
m
L
CQ
V
COD
đng
r
=
×
×
=
×
=
[20,tr457].
Trong đó :
- C
0
:Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào bể C

0
= 1053 mg/l = 1053 g/m
3
- 1000 : hệ số chuyển đổi từ g sang kg.
• Chọn 10 nguyên đơn hình vuông, vậy cạnh mỗi nguyên đơn là :
m
n
A
W 5,4
10
200
===
[20,tr458].
• Chiều cao phần phản ứng trong bể :
H =
2
21,4
200
842
m
A
V
r
≈=
Chiều cao phễu thu khí h
p
= 1,5÷ 2m ( thông số thiết kế cho bể UASB trang 456 sách xử
lý nước thải đô thị và công nghiệp của tác giả Lâm Minh triết). Chọn h
p
= 1,5m.

Chiều cao bảo vệ h
bv
= 0,3m ( TCVN 7957:2008 )
• Chiều cao tổng cộng của bể UASB :
H
tc
= H + h
p
+ h
bv
= 4,21+ 1,5 + 0,3 = 6,01 m.
Giả sử mỗi nguyên đơn có 2 phễu thu khí, mỗi phễu có chiều cao 1,5m, đáy phễu thu phí
có chiều dài bằng cạnh nguyên đơn l = 4,5 m và chiều rộng B = 1,9 m.
• Vậy phần diện tích bề mặt khe hở giữa các phễu thu khí là:
100
A
AA
A
A
Pkh
×
−
=
, % diện tích bề mặt bể. [20, tr 462]
Trong đó:
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
A: diện tích bề mặt bể.
A
kh

: diện tích khe hở giữa các phễu thu khí.
A
p
: diện tích đáy phễu thu khí.
Vậy
56,15100
5,4
9,15,425,4
2
2
=×
××−
=
A
A
kh
(% diện tích bề mặt bể)
Giá trị này nằm trong khoảng A
kh
/ A
1
= 15÷20% thỏa mãn yêu cầu thiết bị (bảng 10-9,
[20,tr456] ).
Giả sử mỗi nguyên đơn có 10 ống dẫn phân phối nước thải đầu vào, diện tích trung bình
cho một đầu phân phối:
a
n
=
025,2
10

5,45,4
10
1
=
×
=
A
m
2
/đầu nằm trong đoạn [2÷5 m
2
/đầu] (theo bảng 10-12,
[20,tr457])
• Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể:
M
b
=
2,505505200
05,0
84230
==
×
=
×
kg
TS
VC
rss
tấn
Trong đó :

TS : Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể TS = 5%.
C
ss
: hàm lượng bùn trong bể C
ss
= 30 kgSS/m
3
.
V
r
: thể tích ngăn phản ứng V
r
= 386 m
3
.
 Hiệu quả xử lý:
Sau khi ra khỏi bể COD giảm 75% , BOD giảm 75%, SS giảm 40% (các thông số được
lựa chọn dựa vào khả năng xử lý của bể UASB [16,tr459] ).
• Hàm lượng COD trong nước thải sau xử lý :
COD
ra
= COD
vào
× ( 1 – 0,75) = 1053 × (1 – 0,75) = 263,25 mg/l.
• Hàm lượng BOD
5
trong nước thải sau xử lý:
BOD
5(ra)
= BOD

5(vào)
× ( 1 – 0,75 ) = 524,2 × (1 – 0,75) = 136 mg/l.
• Hàm lượng SS trong nước thải sau xử :
SS
ra
= SS
vào
× ( 1 – 0,4 ) = 258× ( 1 – 0,45) = 141,9 mg/l
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Theo yêu cầu của TCVN 7957:2008 thì hàm lượng chất lơ lững trong nước thải trước
khi vào bể Aerotank phải <150mg/l để đạt được hiệu quả xử lý cao. Trong trường hợp
này sau khi ra khỏi bể UASB hàm lượng SS = 141,9 mg/l <150 mg/l nên nó thỏa mãn
yêu cầu. Vậy nước thải sau khi ra khỏi bể UASB sẽ tiếp tục đi vào bể Aerotank tiếp tục
quá trình xử lý.
• Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày:
( )
[ ]
cd
tb
ng
o
θk1
QSSY
×+
×−
=
x
P
[20 tr 459]

Trong đó:
Y: hệ số sản lượng tế bào, Y = 0,04 kg VSS/kg COD
S
o
: hàm lượng COD vào bể UASB, S
o
= 1053 mg COD/l
S: hàm lượng COD ra khỏi bể UASB, S = 263,25 mg COD/l
θ
c
: thời gian lưu bùn, θ
c
= 50 ngày
k
d
: hệ số phân hủy nội bào, k
d
= 0,03 ngày
-1
ng
tb
Q
: lưu lượng trung bình ngày của nước thải,
ng
tb
Q
= 2400 m
3
/ngày
Vậy

( )
[ ]
3,30
1000)5003,01(
240025,263105304,0
≈
××+
×−×
=
x
P
(kg VS/ngày).
• Thể tích khí metan sinh ra mỗi ngày:
]42,1)[(84,350
4
xboCH
PQSSV ×−×−×=
[20, tr 459]
Trong đó:
4
CH
V
: thể tích khí Methane sinh ra trong điều kiện chuẩn (0
o
C và áp suất 1atm)
Q
b
: lưu lượng bùn vào bể kỵ khí, m
3
/ngày

P
x
: sinh khối tế bào sinh ra mỗi ngày, kg VS/ ngày
350,84: hệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí Metan sản sinh từ 1 kg BOD
L
chuyển
hoàn toàn thành khí Metane và CO
2
, lít /kg BOD
L
.
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Vậy
4
CH
V
= 350,84 × [(1053 – 263,25) × 2400 × 1kg/1000g – 1,42 × 30,3] =
354246,9(l/ngày)
≈
354,246 (m
3
/ngày).
• Lượng bùn dư phải bơm ra trong mỗi ngày :
SS
x
W
C
P
Q

×
=
75,0
[20, tr 459]
Trong đó: P
x
: lượng sinh khối hình thành mỗi ngày, kg VS/ngày
C
SS
: lượng bùn nuôi cấy ban đầu, C
SS
= 30 kg SS/m
3
Vậy
35,1
3075,0
3,30
=
×
=
W
Q
(m
3
/ngày)
• Lượng chất rắn từ bùn dư:
M
SS
= Q
W

× C
SS
= 1,35 × 30 = 40,4 (kg SS/ngày).
Bảng 4.12 Các thông số tính toán cho bể UASB.
Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Chiều cao tổng cộng của bể H
tc
m 6,01
Số nguyên đơn n cái 10
Thể tích ngăn phản ứng V
r
m
3
842
Chiều dài, rộng của mỗi nguyên đơn L× B m 4,5×4,5
Chiều cao phễu thu khí h
p
m 1,5
Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể M
b
tấn 505,2
Diện tích đáy phễu thu khí A
p
m
2
17,1
Hàm lượng COD trong nước thải sau xử lý COD mg/l 263,25
Hàm lượng BOD
5
trong nước thải sau xử lý BOD

5
mg/l 136
Hàm lượng SS trong nước thải sau xử lý SS mg/l 141,9
Lượng sinh khối hình thành P
x
kg VS/ngày 30,3
Thể tích khí CH
4
sinh ra
4
CH
V
m
3
/ngày 354,24
6
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
Tuần hoàn bùn
Xả bùn hoạt nh thừa
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Lượng bùn dư bơm ra Q
w
m
3
/ngày 1,35
Lượng chất rắn từ bùn dư M
SS
kg SS/ngày 40,4
Thời gian lưu bùn trong bể θ
c

ngày 50
4.9. Bể thông khí sinh học Aeroten
Hình 4.9: Sơ đồ làm việc của bể aeroten thông khí có khuấy đảo hoàn chỉnh.
 Các số liệu đầu vào dùng để tính toán :
- Lưu lượng trung bình của nước thải trong một ngày đêm : Q
tb
ng đ
= 2400 m
3
/ng.đ.
- Hàm lượng BOD
5
trong nước thải dẫn vào Aeroten : L
a
= 136 mg/l
- Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải dẫn vào Aeroten : C = 141,9 mg/l.
- Hàm lượng BOD
5
trong nước thải cần đạt sau xử lý L
t
= 40 mg/l. (TCVN
7957:2008)
- Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải cần đạt sau xử lý : C
s
= 30 mg/l. (TCVN
7957:2008).
- Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào COD = 263,25 mg/l
Giả sử rằng chất lơ lửng trong nước thải đầu ra là chất rắn sinh học ( bùn hoạt tính).
Trong đó có 80% là chất dễ bay hơi và 60% chất có thể phân hủy sinh học [20,tr143]
Trong cách tính này, chọn Aeroten kiểu xáo trộn hoàn toàn.

 Tính toán hàm lượng BOD
5
của bể aeroten:
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
Máy khuấy bề mặt
Khí nén
Nước ra
Bể lắng
Nước vào
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
- Xác định nồng độ BOD
5
của nước thải đầu ra Aeroten :
BOD
5(vào)
= 136 mg/l
BOD
5(ra)
= 40 mg/l.
- Nồng độ BOD
5
hòa tan trong nước thải ở đầu ra theo quan hệ sau :
BOD
5(ra)
= BOD
5
hòa tan trong nước thải đầu ra +BOD
5
của chất lơ lửng ở đầu ra.
Hay BOD

5(ra)
=
5
5
llht
BODBOD +
[20,tr143]
• BOD
ht
5
của chất lơ lửng trong nước thải đầu ra tính như sau : [20,tr143]
+ Phần có khả năng phân hủy sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là :
0,6 × 30 = 18 mg/l. (vì theo giả sử trong nước thải đầu ra có 60% chất có thể phân
hủy sinh học) [20,tr143].
+ BOD
5
của chất rắn lơ lửng ở đầu ra có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra là :
0,6 × 30 × (1,42 mg O
2
tiêu thụ /mg tế bào bị oxy hóa) = 25,56 mg/l. [20,tr145]
BOD
ll
5
= 25,56 mg/l
+ BOD
5
hòa tan trong nước ở đầu ra xác định như sau :
40 =
ht
BOD

5
+ 17,1 mg/l
⇒
ht
BOD
5
= 40 – 25,56 = 14,44 mg/l. [20,tr145]
 Hiệu quả xử lý
- Xác định hiệu quả xử lý E :
[16,tr145]
100×
−
=
a
ta
L
LL
E
- Hiệu quả xử lý tính theo BOD
5
hòa tan :
E
ht
=
100
136
44,14 136
×
−
= 89,4%.

- Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng (công thức được tra ở trang 145 sách “
xử lý nước thải đô thị và công nghiệp” của Lâm Minh Triết) :
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
E
tc
=
100
136
40136
×
−
= 70,6 %.
- Hiệu quả xử lý COD sau khi qua bể Aeroten đạt 70
÷
85% (theo TCVN
7957:2008) chọn hiệu quả xử lý đạt 75%.
⇒
Hàm lượng COD sau khi qua bể Aeroten là :
COD
ra
= COD
vào
× ( 100 – 75 ) % =
)%75100( 263,25 −×
= 65,8 mg/l.
 Xác định thể tích bể Aeroten :
Thể tích bể Aeroten được tính theo công thức sau: [20,tr144]
( )
( )

cd
tađngc
kX
LLYQ
V
θ
θ
×+×
−×××
=
1
.
Trong đó :
•
c
θ
: Thời gian lưu bùn,
c
θ
= 5
15÷
ngày, chọn
c
θ
= 10 ngày [16,tr144]
• Q
ng.đ
: Lưu lượng trung bình ngày đêm, Q
ng.đ
= 2400 m

3
/ng.đ.
• Y : Hệ số sản lượng bùn, đây là một thông số động học được xác định bằng thực
nghiệm. Y = 0,4
8,0÷
mgVSS/mg BOD
5
, chọn Y = 0,6 mgVSS/mg BOD
5
(TCVN
7957:2008).
• L
a
: BOD
5
của nước thải dẫn vào bể Aeroten, L
a
= 136 mg/l
• L
t
: BOD
5
hòa tan của nước thải ra khỏi Aeroten : L
t
= 14,44 mg/l
• X : Nồng độ VSV trong hỗn hợp bùn hoạt tính chọn X = 3000mg/l. [16,tr144]
• K
d
: Hệ số phân hủy nội bào, đây cũng là một thông số động học được xác định
bằng thực nghiệm, khi thiếu số liệu thực nghiệm có thể lấy K

d
= 0,05 ngày
-1
.
)1005,01(3000
)44,14136(6,0240010
×+×
−×××
=V
= 389 m
3
 Tính toán lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày:
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
• Hệ số sản lượng quan sát tính theo công thức : [20,tr145]
Y
obs
=
cd
K
Y
θ
×+1
=
1005,01
6,0
×+
= 0,4
• Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo lượng chất rắn lơ lửng bay hơi
hay bùn hoạt tính ( MLVSS) : [20,tr145]

P
x
=
kgg
LLQY
tađngobs
/10
(
3
).
−××
=
3
10
)44,14136(24004,0 −××
= 116,7 kg/ngày.
Trong đó:
- L
a
: BOD
5
của nước thải dẫn vào bể Aeroten, L
a
= 136 mg/l
- L
t
:BOD
5
hòa tan của nước thải ra khỏi Aeroten : L
t

= 14,44 mg/l
- Q
ng.đ
: Lưu lượng trung bình ngày, Q
ng.đ
= 2400 m
3
/ng.đ.
• Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo lượng chất rắn lơ lửng (MLSS) :
P
x (ss)
=
8,0
x
P
=
8,0
116,7
= 145,88 kg/ngày. [20,tr145]
• Lượng bùn thải bỏ mỗi ngày (A) = Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo
MLSS – Hàm lượng chất lơ lửng còn lại trong dòng ra: [20,tr145].
A = P
x (ss)
– ( Q × C
s
× 10
-3
) = 145,88 – (2400 × 30 × 10
-3
) = 73,875 kg/ngày.

 Xác định lưu lượng bùn thải:
Giả sử bùn dư được xả bỏ ( dẫn đến bể nén bùn ) từ đường ống dẫn bùn tuần hoàn, Q
ra
=
Q
ng.đ
và hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (VSS) trong bùn ở đầu ra chiếm 80% hàm
lượng chất rắn lơ lửng (ss). Khi đó lưu lượng bùn dư thải bỏ được tính theo công thức :
c
θ
=
rarab
XQXQ
X
×+×
×V

⇒
Q
b
=
X
XQX
c
rarac
×
××−×
θ
θ
V

[20,tr146]
Trong đó :
c
θ
: Thời gian lưu bùn,
c
θ
= 5
15÷
ngày, chọn
c
θ
= 10 ngày
V : Thể tích Aeroten, V = 389 m
3
X : Nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính ở bể Aeroten,
Chọn X = 3000 mg/l.
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
X
ra
: Nồng độ VSS trong SS ra khởi bể lắng , X
ra
= 0,8 × 30 = 24 mg/l
Q
b
: Lượng bùn thải, m
3
.
Q

ra
: Lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng đợt II, Q
ra
= Q
ng.đ
= 2400m
3
/ng.đ
Q
b
=
X
XQXV
c
rarac
×
××−×
θ
θ
=
300010
242400103000389
×
××−×
= 19,7 m
3
/ng.đ.
 Xác định tỷ số tuần hoàn bằng cách viết phương trình cân bằng vật chất đối với
bể Aeroten :
Hình 4.10. Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối trong bể. [20,tr147].

• Cân bằng vật chất cho bể Aeroten :
Q
ng.đ
X
0
+ Q
th
X
th
= (Q
ng.đ
+ Q
th
) X [20,tr147]
Trong đó : Q
ng.đ
: Lưu lượng nước thải vào tính theo m
3
/ngày đêm.
Q
th
: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn.
X
0
: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào Aeroten, mg/l.
X : Nồng độ VSS ở bể Aeroten, X = 3000 mg/l.
X
th
: Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, X
th


= 8000 mg/l.
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Giá trị X
0
thường rất nhỏ so với X và X
th
, do đó trong phương trình cân bằng vật chất ở
trên có thể bỏ qua đại lượng Q
ng.đ
X
0
. Khi đó phương trình cân bằng vật chất sẽ có dạng :
Q
th
X
th
= ( Q
ng.đ
+ Q
th
) X [20,tr147]
Chia 2 vế của phương trình này cho Q và đặt tỷ số Q
th
/Q
ng.đ
=
α
(

α
được gọi là tỷ số tuần
hoàn), ta được :
α
X
th
= X +
α
X [20,tr147]
Hay tỷ số tuần hoàn bể aerotank :
α
=
XX
X
th
−
=
30008000
3000
−
= 0,6
⇒
Lượng bùn hoạt tính tuần hoàn :
Q
th
= α
đng
Q
.
×

= 0,6×2400 = 1440 m
3
/ngày
- Xác định thời gian lưu nước của bể Aeroten : [20,tr147]
θ
=
đng
Q
V
.
=
2400
389
= 0,162 ngày ≈ 4 h.
• Xác định lượng oxy cấp cho bể Aeroten theo BOD
20
.
+ Khối lượng BOD
20
cần xử lý mỗi ngày là :
G = (BOD
20
–
67,0
5
ht
BOD
)
×
Q

ng.đ
[20,tr146]
G = ( 204 –
67,0
44,14
)
3
102400
−
××
≈ 437,87 kg/ngày.
Trong đó : BOD
20
= 1,5× BOD
5
= 1,5 × 136 = 204 mg/l
+ Tính lượng oxy yêu cầu theo công thức : M = G – (1,42 × P
x
) [20,tr146]
M = G – (1,42 × P
x
) = 437,87 – (1,42
×
116,7) = 272,156 kg/ngày [20,tr148]
• Tính thể tích không khí theo yêu cầu :
Giả sử hiệu quả vận chuyển oxy của thiết bị thổi khí là 8%, hệ số an toàn khi sử dụng
trong thiết kế thực tế là 2.
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
+ Lượng không khí yêu cầu theo lý thuyết ( giả sử không khí chứa 23,2% O

2
theo trọng
lượng và trọng lượng riêng của không khí ở 2
0
C là 0,0118 kN/m
3
= 1,18 kg/m
3
) là :
M
kk
=
232,018,1
272,156
×
= 994,14 m
3
/ngày. [20,tr147]
+ Lượng không khí yêu cầu với hiệu quả vận chuyển 8% sẽ bằng : [20,tr147]
08,0
994,14
= 12426 m
3
/ngày = 8,63 m
3
/phút
Lượng không khí thiết kế để chọn máy nén khí sẽ là : [20,tr148]
q = 8,63
×
2 = 17,26 m

3
/phút = 0,29 m
3
/s
Trong đó: 2 = hệ số an toàn khi sử dụng máy nén khí.
8,63 = Lượng không khí yêu cầu.
- Áp lực và công suất của hệ thống nén khí :
Khi được phân phối vào bể bằng các ống khoan lỗ đặt dọc theo các hành lang, vận tốc khí
ra khỏi lỗ từ 5 ÷10 m/s. [20,tr148]
+ Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo công thức :
H
ct
= h
d
+ h
c
+ h
f
+ H. [20,tr148]
Trong đó : h
d
: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn (m).
h
c
: Tổn thất cục bộ (m).
h
f
: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m).
H : Chiều sâu hữu ích của bể, theo TCVN 7957:2008 thì H = 3÷6 m, chọn H = 3m.
+ Tổng tổn thất h

d
và h
c
thường không vượt quá 0,4m, tổn thất h
f
không vượt quá 0,5m.
Do đó áp lực cần thiết sẽ là :
H
ct
= 0,4 + 0,5 + 3 = 3,9m
+ Áp lực không khí sẽ là :
P =
33,10
33,10
ct
H+
=
33,10
9,333,10 +
= 1,37 at [20,148]
+ Công suất máy nén khí tính theo công thức :
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
N =
( )
η
×
×−×
102
134400

29,0
qP
. [20,tr148]
N =
( )
8,0102
29,0137,134400
29,0
×
×−×
= 11,69 kw
Trong đó : q : Lưu lượng không khí, q = 0,29 m
3
/s.

η
: Hiệu suất máy nén khí,
η
= 0,7
9,0÷
, chọn
η
=0,8 (TCVN 7957:2008)
• Xác định kích thước của bể Aeroten :
• Diện tích của Aeroten trên mặt bằng : [20,tr148]
F =
2
129,7m
3
389

==
H
W
Trong đó : H
1
: chiều cao công tác của bể Aeroten, H
1
= 3 m.
• Tổng chiều dài các hành lang của Aeroten :
L =
22
6
7,129
≈=
B
F
m. [20,tr148]
Trong đó :
B : chiều rộng của Aeroten, tỷ số giữa chiều rộng và chiều cao có thể lấy từ
1:1 đến 2,2:1, chọn B = 6 m (TCVN 7957:2008).
• Số nguyên đơn trong bể : Chọn bể Aeroten gồm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên
gồm 2 hành lang. Như vậy chiều dài hành lang sẽ l = m
Trong đó N:số đơn nguyên, N=2
n :số hành lang trong mỗi đơn nguyên, n=2
• Chiều cao xây dựng của bể Aeroten :
H = 3 + 0,5 = 3,5m.
Trong đó :
0,5 = chiều cao bảo vệ (Tiêu chuẩn xây dựng).
H
1

= chiều cao công tác của bể Aerotank.
 Bố trí các ống nhánh: ( TCVN 7957:2008)
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
Ống nhánh được nối với ống dẫn khí chính vào bể, trên ống nhánh bố trí các đĩa phân
phối khí.
- Khoảng cách của hai ống nhánh ngoài cùng so với mép trong cùng của bể
(theo chiều dài bể) là 0,65m.
- Khoảng cách giữa đầu ống so với thành bể (theo chiều rộng của bể) là
0,2m.
- Khoảng cách giữa hai ống nhánh là 1m.
 Cách bố trí các đĩa phân phối khí:
- Chọn thiết bị phân phối khí dạng đĩa xốp.
- Cường độ thổi khí của thiết bị là Z = 300 l/phút cho một đĩa.
Không khí được bơm qua ống dẫn khí chính, đến các ống nhánh rồi tới đĩa phân phối
khí.Ưu điểm của đĩa xốp có màng so với ống đục lỗ là hệ số sử dụng không khí tăng 1,75
lần.
- Số ống nhánh dọc theo chiều dài bể: n
1
=
7,111
1
265,012
=+
×−
ống.
Chọn n
1
= 12 ống.
• Bố trí các đĩa xốp trên ống nhánh: ( TCVN 7957:2008)

- Khoảng cách của hai đĩa phân phối khí và khoảng cách của hai ống nhánh
ngoài cùng so với mép trong cùng của bể là là 0,65m.
- Khoảng cách giữa các đĩa phân phối khí 0,6m.
- Chọn số đĩa xếp trên mỗi nhánh: n
2
= 9 đĩa
Vậy số lượng đĩa bố trí trong bể Aeroten là 9× 12 = 108 đĩa.
• Bố trí các trụ đỡ các ống phân phối nhánh: ( TCVN 7957:2008)
Trụ làm bằng bê tông cốt thép có mặt cắt ngang là hình vuông có cạnh 150mm, chiều
cao 200mm.
- Khoảng cách giữa các trụ đỡ là 1 m.
- Khoảng cách giữa hai trụ đỡ ngoài cùng so với vách trong cùng của bể là
1m.
Suy ra số trụ đỡ cho mỗi ống nhánh phân phối khí:
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH
GVHD:Đoàn Thị Hoài Nam Đồ Án Công Nghệ 2
n =
5,31
2
116
=+
×−
trụ
Chọn n = 4 trụ
Vậy số trụ đỡ cho bể: n = 4 ×12 = 48 trụ.
 Tính toán đường ống .
• Tính toán đường ống dẫn khí.
- Đường kính ống dẫn khí chính dẫn khí từ máy nén khí vào bể.
Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính v
kc

= 10 ÷15m/s , chọn v
kc
= 10m/s.
Đường kính ống dẫn khí chính:
D =
m
v
q
kc
19,0
1014,3
29,04
4
≈
×
×
=
×
×
π
. Chọn ống thép không gỉ Φ190.
Trong đó :
q = lưu lượng không khí vào bể, q = 0,29 m
3
/s
- Đường kính ống phân phối khí vào các ống nhánh mỗi bể.
Lưu lượng khí trong ống dẫn khí qua mỗi bể:
Q
1
= Q

2
=
145,0
2
29,0
2
==
q
m
3
/s.
Đường kính ống dẫn khí vào mỗi bể: D
1
=
1,0
1014,3
4145,0
14,3
4
1
=
×
×
=
×
×
kc
v
Q
m

Chọn ống thép không gỉ Φ100.
- Đường kính mỗi ống nhánh.
Lưu lượng khí qua mỗi ống nhánh là: q
n
=
012,0
12
145,0
1
1
==
n
Q
m
3
/s
Vận tốc khí qua mỗi ống nhánh có giá trị từ 15 ÷ 20m/s, chọn v
kn
= 15 m/s
SVTH: Đoàn Ngọc Sinh - lớp 10SH