ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI

Đồ án môn học xử lý chất thải là môn học quan
trọng và thiết yếu để chuẩn bò cho luận văn tốt
nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã
cung cấp kiến thức cần thiết cho em trong suốt các
học kỳ vừa qua và đặc biệt là thầy Nguyễn Phước
Dân đã tận tình hướng dẫn để em hoàn thành tốt
đồ án này.
Cám ơn gia đình cùng bạn bè đã đóng góp ý
kiến và động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2005.
Nguyễn Thùy Bích Thủy

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN----------------------------------------------------------------------1
MỤC LỤC-------------------------------------------------------------------------2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN-----------------------------------------------------3
1.1.Giới thiệu---------------------------------------------------------------------3
1.2.Tổng quan về khu công nghiệp--------------------------------------------4
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ-----------------------------------6
2.1.Cơ sở lựa chọn---------------------------------------------------------------6
2.2.Thuyết minh qui trình công nghệ------------------------------------------9
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ

NƯỚC THẢI----------------------------------------------------------------------10
3.1.Song chắn rác----------------------------------------------------------------10
3.2.Hầm tiếp nhận---------------------------------------------------------------11
3.3.Máy tách rác-----------------------------------------------------------------12
3.4.Bể điều hòa------------------------------------------------------------------13
3.5.Bể trộn và bể tạo bông-----------------------------------------------------15
3.4.Bể lắng I----------------------------------------------------------------------19
3.5.Bể aeroten--------------------------------------------------------------------22
3.6.Bể lắng II---------------------------------------------------------------------27
3.7.Bể khử trùng-----------------------------------------------------------------29
3.8.Bể nén bùn-------------------------------------------------------------------30
3.9.Bể chứa bùn------------------------------------------------------------------32
3.10.Máy ép bùn dây đai-------------------------------------------------------33
3.11.Tính toán hóa chất---------------------------------------------------------34
3.12.Tính toán đường ống dẫn nước và bùn----------------------------------37
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CHI PHÍ----------------------------------------39
4.1.Chi phí xây dựng------------------------------------------------------------39
4.2.Chi phí vận hành------------------------------------------------------------41
4.3.Chi phí xử lý nước thải------------------------------------------------------42
TÀI LIỆU THAM KHẢO-------------------------------------------------------43
PHỤ LỤC--------------------------------------------------------------------------44

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1.Giới thiệu
1.1.1.Hiện trạng môi trường ở các khu công nghiệp nước ta
Đặc điểm của sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp ở nước ta hiện
nay là có qui mô nhỏ và vừa, kỹ thuật và công nghệ lạc hậu và không thích ứng
với bộ mặt kinh tế xã hội của một nước đang phát triển. Các ngành công
nghiệp, các khu vực sản xuất được hình thành theo cụm ở ngay các khu dân cư.
Các ngành sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp cũng như nguyên vật
liệu sản xuất là khá đa dạng. Công nghệ sản xuất và sự đa dạng này quyết đònh
đặc tính và lưu lượng nước thải cũng như khí thải công nghiệp.
Chương trình nghiên cứu điều tra về ô nhiễm công nghiệp đợt 1 do
CEFINEA và ENCO hợp tác thực hiện với 100 nhà máy cho thấy có 43 nhà
máy xí nghiệp gây ô nhiễm nước, khí hoặc cả khí lẫn nước thải đều vượt quá
tiêu chuẩn nhiều lần và đã đưa vào sách đen cần đầu tư nghiên cứu xử lý.
Đa số các xí nghiệp công nghiệp đều chưa có hệ thông xử lý nước thải cục
bộ, tất cả các loại nước thải thường được xả trực tiếp vào hệ thống công thành
phố hoặc vào các kênh rạch. Tuy lưu lượng nước thải công nghiệp nhỏ hơn lưu
lượng nước thải sinh hoạt nhưng nồng độ các chất ô nhiễm lớn hơn và có độc
tính cao. Vì vậy việc xây dựng hệ thống xử lý chất thải cục bộ cũng như xây
dựng hệ thống xử lý chất thải tập trung là hết sức thiết yếu.

1.1.2.Mục đích của đồ án:
Lựa chọn phương án, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu
công nghiệp, công suất 2000 m 3/ngày đêm nhằm đảm bảo nước thải đầu ra
(được thải ra kênh rạch) đạt tiêu chuẩn cho phép (Tiêu chuẩn loại B – TCVN
5947 : 1995).
1.1.3.Nhiệm vụ của đồ án:
• Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải của khu công nghiệp
• Tính toán thiết kế các công trình xử lý bùn thải(phát sinh từ quá trình xử
lý nước thải) .


SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
• Tính toán chi phí xây dựng, vận hành.
• Bảng vẽ sơ đồ công nghệ, mặt bằng trạm xử lý và bảng vẽ chi tiết công
trình bể nén bùn

1.2.Tổng quan về khu công nghiệp
Khu công nghiệp với qui mô 450 ha có khả năng tiếp nhận khoảng 200 xí
nghiệp công nghiệp thuộc các loại hình như: chế biến thực phẩm, sản xuất
giấy, các linh kiện điện tử, may mặc, hóa mỹ phẩm,...
1.2.1.Thành phần nước thải KCN:
Bao gồm nước mưa, nước chảy tràn, nước thải sinh hoạt , nước thải sản
xuất.
Nước thải qui ước sạch
Nước mưa thu gom trên toàn bộ diện tích khu công nghiệp, nước thải từ
hệ thống máy điều hòa nhiệt độ, nước làm dạch cho các máy lạnh, nước
thải từ hệ thống giải nhiệt, làm nguội.
Các loại nước thải này có thể xả thẳng vào hệ thống mương hở thoát
nước mưa, đưa vào nguồn tiếp nhận sau khi đã làm nguội, tách cặn. Cần tận
dụng triệt để tuần hoàn nước công nghệ để giảm tiêu hao tài nguyên nước.
Nước mưa chảy tràn
Nước mưa chảy tràn có thể cuốn theo các mảnh vụn, dầu mỡ,đất rác.
Thành phần nước mưa chảy tràn phụ thuộc vào tình trạng vệ sinh khu công
nghiệp vad thành phần này được tách riêng theo hệ thống tuyến nước mưa
của khu cong nghiệp, chảy thẳng ra kênh rạch.
Nước thải sản xuất

Là nguồn nước thải gây ô nhiễm lớn nhất trong khu công nghiệp vì ở
đây tập trung nhiều ngành nghề khác nhau nên có nhiều loại nước thải công
nghiệp khác nhau tạo ra sự tác động cộng hưởng và đặc biệt khó xử lý nếu
từng nhà máy không có hệ thống xử lý sơ bộ trước khi thải ra hệ thống xử lý
tập trung
Thành phần, tính chất nước thải của các ngành sản xuất
 Nhóm ngành chế biến
 Đông lạnh hải sản
 Thức ăn gia súc
 Bia, nước giải khát
 Chế biến rau quả
 Sản phẩm thòt gia súc, gia cầm
 Chế biến nông hải sản
Đặc điểm: hàm lượng chất hữu cơ cao, nước có màu, bốc mùi khó chòu
do quá trình phân hủy chất hữu cơ trong môi trường
SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
Nhóm ngành tiêu dùng
 Thuộc da
 Dệt nhuộm
 Sản xuất giấy
 Chế biến gỗ
Nước thải nghành thuộc da có mùi hôi thối, đen, chứa nhiều chất béo,
dầu mỡ, protein, hóa chất độc hại nguy hiểm như: cromat, tarin, muối
Nước thải ngành giấy: lưu lượng lớn, nồng độ chất hữu cơ cao, khó phân
hủy, chứa nhiều chất rắn lơ lửng, chứa nhiều xenlulô, pH cao, có màu đen

do lignin.
Nước thải dệt nhuộm: thành phần hầu như không ổn đònh, thay đổi theo
công nghệ và mặt hàng, chứa hàng trăm loại hóa chất khác nhau, các loại
phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất tạo môi trường, tinh
bột
 Nhóm mặt hàng điện tử, cơ khí chính xác
Ô nhiễm nguồn nước tương đối nhỏ, lưu lượng nhỏ, nước được sử dụng
chủ yếu cho các qui trình công nghệ
 Nước làm mát máy móc thiết bò
 Nước cho nồi hơi
 Nước cho nồi hơi
 Nước rửa máy móc thiết bò, nguyên liệu sản phẩm
 Nước vệ sinh nhà xưởng
 Nước sinh hoạt của công nhân
1.2.2.Tính chất đặc trưng của nước thải khu công nghiệp
• Nước thải bò ô nhiễm bởi các chất hữu cơ với nồng độ cao: chế biến da,
thủy hải sản, nước thải sinh hoạt
• Nước thải ô nhiễm bởi chất béo, dầu mỡ, nước có màu và mùi khó
chòu: chế biến da, thủy hải sản, điện tử, cơ khí chính xác, dệt nhuộm,
thuộc da...
• Nước thải sinh hoạt: Từ nhà bếp, canteen, khu sinh hoạt chung, toilet
trong khu vực, khu giải trí, dòch vụ, khối văn phòng làm việc... có thể
gây ô nhiễm bởi các chất hữu cơ dạng lơ lửng và hòa tan và chứa nhiều
vi trùng.


Tiêu chuẩn nước thải đầu vào, sau khi đã được xử lý cục bộ tại các nhà máy
sản xuất:
Chỉ tiêu
Đơn vò

Giới hạn

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
Nhiệt độ
pH
BOD5(20oC)
COD
ss
Tổng Nitơ
Tổng Photpho
As
Cd
Pb
Cldư
Crom (VI)
Crom (III)
Dầu mỡ khoáng
Dầu mỡ động thực
vật
Cu
Zn
Mn
Ni
Fe
Coliform


o

C

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MNP/100ml

45
5-9
800
1200
300
60

35
0.1
0.02
0.5
2
0.1
1
1
10
1
2
1
1
5
7.108

Lượng nước thải dự kiến phát sinh là 2000 m3/ngđ
Q ngàytb = 2000 m3/ngđ
Q hmax=

Q TB
ngày
24

x Khmax =

2000
× 1.8 = 150 m3/h
24


CHƯƠNG II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
2.1.Cơ sở lựa chọn
• Tính chất nước thải đầu vào: nồng độ chất hữu cơ cao, có màu, bốc mùi
khó chòu, hàm lượng dầu mỡ cao
Tính chất đặc trưng nước thải đầu vào
SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
Nhiệt độ
pH
BOD5(20oC)
COD
ss
Tổng Nitơ
Tổng Photpho

o

C

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

45

5-9
800
1200
300
60
35

• Tiêu chuẩn yêu cầu nước thải đầu ra: loại B (TCVN 5945:1995)
Tiêu chuẩn nước thải đầu ra:
Chỉ tiêu
Nhiệt độ
pH
BOD5(20oC)
COD
SS
Tổng Nitơ
Tổng Photpho
Coliform

Đơn vò
o
C
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MNP/100ml

Giới hạn

40
5,5-9
50
100
100
60
6
10.000

B

• Công suất thiết kế: 2000 m3/ngày đêm
• Điều kiện mặt bằng:nằm trong khu công nghiệp, diện tích đất hạn chế
• Hiệu quả của phương án và tính khả thi của dự án
• Chi phí đầu tư, điều kiện của nhà máy
Dựa vào các đặc tính trên công nghệ xử lý nước thải và bùn thải được lựa
chọn như sau

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

7


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI

Dd FeCl3 Dd NaOH

Nước thải
vào


SCR
Hầm tiếp
nhận

Bể
trộn

Bể điều hòa

Bể tạo
bông

Lắng I

Lắng II

Bể Aeroten

Bùn tuần
hoàn

Máy nén khí

Bể tiếp
xúc Clo

Bùn dư

Bùn khô


BCL

Máy ép bùn dây đai

Bể chứa bùn

Nước tách bùn

Đường dẫn nước
Đường dẫn bùn
Đường dẫn khí

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

8

Bể nén bùn
trọng lực

Nước
thải ra
kênh
rạch


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI

2.2.Thuyết minh qui trình công nghệ
Nước thải sau khi được xử lý cục bộ tại từng nhà máy được thu gom bởi hệ
thống hố ga, cống rãnh lần lượt chảy qua song chắn rác thô (nhằm loại bỏ các

rác có kích thước lớn hơn 15mm) rồi về hầm tiếp nhận.
Nước từ hầm tiếp nhận được bơm vào bể điều hòa, bể này có nhiệm vụ điều
hòa lưu lượng nước thải, giảm thể tích các công trình phía sau và tăng hiệu quả
xử lý cho các công trình phía sau. Để giảm bớt mùi hôi, ta sục khí liên tục vào
bể.
Nước thải được nâng pH lên khoảng 8 – 9 tại bể trộn nhằm tạo điều kiện
cho quá trình keo tụ, châm thêm vào nước thải hoá chất phèn sắt FeCl 3 bằng
bơm đònhï lượng. Nước thải sau khi được hòa trộn đồng đều với hoá chất được
đưa vào bể tạo bông. Tại đây, các bông cặn hình thành có kích thước lớn và
nặng hơn tạo điều kiện cho quá trình lắng ở bể lắng I phía sau. Sau khi qua bể
tạo bông, nước thải được đưa qua bể lắng I nhằm lắng các bông cặn được tạo
thành ở bể tạo bông.
Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ tiếp tục qua công đoạn xử lý sinh học.
Nước thải được đưa vào bể Aeroten (bể bùn hoạt tính) nhằm xử lý các chất hữu
cơ lơ lửng tan trong nước. Bể được khuấy trộn liên tục nhằm duy trì sự lơ lửng
của bùn. Sau thời gian lưu nhất đònh, bông bùn lớn dần và nước thải được đưa
qua bể lắng II, 1 phần bùn được tuần hoàn lại bể aeroten và 1 phần bùn dư
được đưa qua bể nén bùn. Nước qua máng tràn của bể lắng II đi vào bể tiếp
xúc Chlor để khử trùng. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn
loại B được thải ra kênh rạch.
Bùn tươi ở bể lắng I được đưa đến bể chứa bùn, bùn hoạt tính dư ở bể lắng
II sau khi qua bể nén bùn nhằm giảm độ ẩm cũng được đưa tới bể chứa bùn.
Bùn từ bể chứa bùn được đưa tới máy ép bùn dây đai để tách nước. Bùn khô
sau khi tách nước được vận chuyển tới bãi chôn lấp.
Phần nước tách bùn phát sinh từ bể nén bùn và máy ép bùn dây đai được
đưa lại về hầm tiếp nhận và tiếp tục qua các công đoạn xử lý như trên.

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

9



ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI

CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1.Song chắn rác
3.1.1.Nhiệm vụ
Đặt trước hố thu gom nước thải từ các đường ống nhằm loại bỏ các loại rác
thô: cành cây, lá cây, giấy, ra cỏ, ...
3.1.2.Tính toán
SCR có thể đặt vuông góc so với phương nằm ngang hoặc nghiêng 45 o – 60o
so với phương thẳng đứng. Thường được cấu tạo bằng thép. Khe hở 5 – 10 mm.
- Kích thước mương đặt song chắn rác
• Vận tốc nước trong mương : chọn v = 0,5 m/s
• Chọn kích thước mương B x H = 0,6m x 0,7m
• Chiều cao lớp nước trong mương
h=

Qhmax
150
=
= 0.14 m
3600 × v × B 3600 × 0,5 × 0.6

-Kích thước song chắn rác
• Kích thước thanh: rộng x dày = b x d = 0,015m x 0,05m
• Kích thước khe hở giữa các thanh: w = 0,05 m
Giả sử song chắn rác có n khe hở, m = n-1 thanh
B = n × w + (n − 1) × b

600 = n × 50 + (n − 1) × 15

n=9,46
Chọn số thanh m=9 ⇒ Số khe hở n=10
Khoảng cách giữa các khe có thể điều chỉnh
600 = (10 × w) + (9 × 15)

w=46,5 mm
• Tổng tiết diện các khe

A = ( B − b.m).h
= (600 − 15 × 9).140
= 65,1 mm 2

=0,0651 m2
• Vận tốc dòng chảy qua song chắn
V=

q 150 / 3600
=
= 0.64m / s
A
0,0651

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

10


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI

• Tổn thất áp lực qua song chắn
hL =

1 V 2 − v2
1 0,64 2 − 0,5 2
×
=
×
= 0,0116m
0,7
2g
0,7
2 × 9,81

V: Vận tốc dòng chảy qua song chắn
v:vận tốc nước thải trong mương

STT
STT
1
2
3
4

Tên thông số

Đơn vò Số liệu thiết kế

Bề rộng khe
Số khe hở

Chiều rộng mương đặt song chắn rác
Chiều rộng song chắn

mm
khe
m
m

46,5
10
0,6
0.6

3.2.Hầm tiếp nhận:
3.2.1.Nhiệm vụ
Nước thải từ nhà máy được thu qua hệ thống cống thoát nước.Sau khi qua
song chắn rác nước thải chảy vào bể thu gom. Tùy theo lưu lượng nước thải hố
thu gom có chiều sâu từ 5 – 10m, thời gian lưu nước từ 15 – 60 phút. Hố thu
gom sau 1 đònh kỳ nhất đònh được vệ sinh.
3.2.2.Tính toán
Chọn thời gian lưu nước HRT=15 phút
Vb = Qhmax × HRT = 150 ×

15
= 37,5m 3
60

Chọn chiều sâu hữu ích h= 3m, chiều cao an toàn hs = 0,5m
• Kích thước bể L x B = 2,5m x 5m
• Tổng chiều cao hầm tiếp nhận H = 3,5 m

• Đặt hai bơm nhúng chìm (1 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng)
Đặc tính bơm: Q = 150m3/h, H = 10m
Lắp 2 công tắc phao nổi.
Công suất máy bơm :
N=

Qbơm × ρ × g × H
1000η

η : hiệu suất máy bơm ; chọn η = 0,85

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

11


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
N=

150 × 1000 × 9,81 × 10
= 4,81 kW = 6,45Hp
1000 × 0,85 × 3600

Công suất thực của máy bơm N’ = 1,7N = 1,7 x 6,45 =11 Hp
STT
1
2
3
4


Tên thông số
Chiều rộng hầm tiếp nhận
Chiều dài hầm tiếp nhận
Chiều sâu hầm tiếp nhận
Công suất bơm

Đơn vò
m
m
m
Hp

Số liệu thiết kế
2,5
5
3,5
11

3.3.Máy sàng rác
3.3.1. Nhiệm vụ
Máy sàng rác hay còn gọi là trống quay dùng để khử các chất lơ lửng có
kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trò, trống quay có kích thước khe (lỗ)
từ 0,5 ÷ 1,0 mm. Khi tang trống quay, thường với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước
thải được lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường dẫn
nước thải vào.
3.3.2. Tính toán
Diện tích hữu ích của tang trống
Fc =

Q max

u

Trong đó:
• Fc : tổng diện tích hữu ích (m2)
• Qmax : lưu lượng lớn nhất của nước thải (m3/s)
• u : vận tốc của nước thải chảy qua khe tấm chắn (thường lấy từ 0,8 ÷ 1,0
m/s). Chọn u = 0,8 m/s.
Fc =

Q max 0,0417
=
= 0,052 (m2)
u
0,8

Chọn máy loại GS6305 có:

- Kích thước khe 1,0 mm
- Đường kính tang trống 630 mm
- Chiều dài thiết bò 1000 mm

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

12


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
- Môtơ 0,37 kW

3.4.Bể điều hòa

3.4.1.Nhiệm vụ
Nước thải thu được từ nhà máy thường xuyên dao động. Bể điều hòa
lưu lượng cho các công trình phía sau ổn đònh, giảm kích thước và chi phí
các công trình phía sau, điều hòa chất lượng nước thải.
3.4.2.Tính toán
• Chọn thời gian lưu nước t = 12h
• Thể tích bể điều hòa
Vdh = Qhmax × t = 150 × 12 = 1800m 3

• Chọn bể hình tròn có đường kính D= 20 m
⇒ Chiều sâu hữu ích của bể
h=

Vdh
1800
=
= 5.37m ≈ 5,4m
2
πD
π × 20 2
4
4

Chiều cao an toàn hs = 0.5m
Chiều cao tổng cộng bể điều hòa Hdh = h + hs =6 m
• Lắp đặt 3 bơm (2 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng), công suất mỗi bơm
Qbơm = 75 m3/h, cột áp H = 10m, 3 công tắt phao nổi cho mỗi bơm
Công suất máy bơm :
N=


Qbơm × ρ × g × H
1000η

η : hiệu suất máy bơm ; chọn η = 0,85
N=

75 × 1000 × 9,81 × 10
= 2.4 kW = 3,2 Hp
1000 × 0,85 × 3600

Công suất thực của máy bơm N’ = 1,7N = 1,7 x 3,2 =5,44 Hp
• Dạng xáo trộn
-Giả sử khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén
cần thiết cho xáo trộn:
q khí = R × Vdh = 0,015 × 1800 = 27 m 3 / phút = 27000lit / phút =0,45m3/s
Trong đó: R – tốc độ khí nén, 15 lit/phút = 0,015 m3/phút
Vdh – Thể tích bể điều hòa, m3
SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

13


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
-Chọn thiết bò khuếch tán không khí (diffusers), công suất r = 200
lit/phút.cái
-Vậy số ống khuếch tán khí là
n=

q kk 27000
=

= 135cái
r
200

• Ống dẫn khí nén
-Đường kính ống dẫn khí chính vào bể , chọn Dk = 230 mm
Vận tốc khí trong ống chính =

4q kk

πD k

=

2

-Đường kính ống nhánh dk = 200 mm
Vận tốc khí trong ống nhánh =

4q kk

πd k

2

=

4 × 0,45
= 11m / s ∈ (11 – 15 m/s)
π × 0,23 2


4 × 0,45
= 14,3m / s ∈ (11 – 15 m/s)
π × 0,2 2

• Máy thổi khí
-p lực cần thiết của máy thổi khí
Hm = h1 + hd + H
Trong đó:
 h1: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0,5m
 hd : Tổn thất qua đóa phun , hd = 0,5m
 H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H = 5,4m
Hm = 0,5 + 0,5 + 5,4 = 6,4m
Chọn Hm = 6,5m = 0.65atm
-p lực máy thổi khí tính theo Atmotphe:
Hm

0,65

Pm = 10,12 = 10,12 = 0,0613 atm
- Năng suất yêu cầu
qkk = 0,45 m3/s
- Công suất máy thổi khí
GRT1
Pmáy =
29,7 ne

 p  0, 283 
 2 
− 1

 p1 


Trong đó:


Pmáy : Công suất yêu cầu của máy nén khí , kW

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

14


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI


G: Trọng lượng của dòng không khí , kg/s
G = qkk × ρkhí = 0,45 × 1,2 = 0,54 kg/s



R : hằng số khí , R = 8,314 KJ/K.mol 0K



T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào
T1= 273 + 25 = 298 0K




P1: áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1= 1 atm



P2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra
P2 =Pm + 1=0,0613+1=1,0613 atm



n=

K −1
= 0,283
K

( K = 1,395 đối với không khí )



29,7 : hệ số chuyển đổi



e: Hiệu suất của máy , chọn e= 0,7

0,54 × 8,314 × 298
Vậy : Pmáy = 29,7 × 0,283 × 0,7

STT
1

2
3
4
5

 1,0613  0, 283 
− 1 =3,86 kW ≈ 5,2 Hp


 1 


Thông số
Đường kính
Chiều cao cột nước
Chiều cao tổng
Thể tích thực của bể
Công suất máy bơm

Đơn vò
m
m
m
m3
Hp

Kích thước
20
5,4
6

1885
3 cái x 5,44

3.5.Bể trộn và bể tạo bông:
3.5.1.Nhiệm vụ
Tăng kích thước các hạt cặn lơ lửng tạo điều kiện cho quá trình lắng
Khử màu và mùi vò của nước
3.5.2.Tính toán
3.5.2.1.Bể trộn
• Q = 2000 m3/ngày
• Chọn G = 1000 s-1
Motour hộp số có sẵn ở thò trường gồm các dạng
SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

15


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
Tốc độ quay,vòng/phút
30,45,70,110,175
45,70,110,175
45,110,175
45,110,175
70,110,175

Công suất,kW
0,37
0,56
0,.75
1,12

1,50

• Chọn motor tốc độ quay 175 vòng/phút, công suất Pm = 0,65 kW
• Năng lượng khuấy trộn được truyền vào nước
P = ηxPm = 0,75 x 560 = 420 W
Trong đó η : hiệu suất của motor, chọn η = 75 %
• Thể tích bể trộn
V=

P
420
=
= 0,472m 3
2
−3
2
µG
0,89.10 × 1000

Trong đó:
G : gradient vận tốc, s-1
µ : độ nhớt động học, N.s/m2, µ = 0,89.10-3 N.s/m2 ở nhiệt độ 25 0C
• Thời gian lưu nước
t=

V
=
Q

0,472

= 20(s)
2000
24 × 3600

Chọn cánh khuấy tuabin 6 cánh, KT = 6,3
• Đường kính cánh khuấy




 Pg 
420 × 9,81

 = 0,484m
Di = 5 
=5
3 
3


K
n
ρ
 175 
 T

 6,3 × 
 × 997 



 60 

Trong đó
P = Năng lượng khuấy, W
G = Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2
n = Số vòng quay, vòng/s
ρ = Khối lượng riêng của nước thải. Ở nhiệt độ 25 0C, ρ = 997,0

kg/m3
• Đường kính bể trộn
D=

Di 0,484
=
= 0,968m
0,5
0,5

• Chiều cao lớp nước hữu ích
SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

16


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
HL =

V
0,742
=

= 0,64m
2
D
0,968 2
π
π
4
4

HL/D = 0,64 : 0,968 = 0,66 ∈ (0,5 – 1,1)
Chiều cao an toàn hs = 0,3 m
• Chiều cao tổng cộng bể trộn
H = HL + hs = 0,64 + 0,3 =0,94 m
STT
1
2
3
4

Thông số
Đường kính
Chiều cao cột nước
Chiều cao tổng
Thể tích thực của bể

Đơn vò
m
m
m
m3


Kích thước
0,968
0,64
0,94
0,7

3.5.2.2.Bể tạo bông
• Chọn thời gian lưu nước t = 45 phút
• Thể tích bể tạo bông
V = Qt =

2000 × 45
= 62,5m 3
24 × 60

Bể tạo bông được chia thành 3 ngăn, mỗi ngăn có G lần lượt là G 1 = 70s-1
G2 = 30 s-1, G3 = 10 s-1, thể tích mỗi ngăn là Vi =

V 62,5
=
= 21m 3 , vách ngăn
3
3

có khe và đáy có cao độ như nhau.
Chọn chiều cao hữu ích bể tạo bông là 3m, chiều cao an toàn h s = 0,3 m.
Vậy kích thước mỗi ngăn là l x b x h = 3,5m x 2m x 3,3m
Kích thước tổng cộng của bể L x B x H =6m x 3,5m x 3,3m
• Tính cánh guồng

Chọn guồng 4 cánh, mỗi cánh 2 bảng
Đường kính cánh guồng:
d = H − 0,3 × 2 (cánh guồng cách đáy bể 0,3 m)
H: Chiều cao bể tạo bông
d = 3 − (0,3 × 2) = 2,4m

Chọn bảng có kích thước lb= l – (0,3 x 2)=2 – (0,3 x 2) = 1,4 m , bb = 0,1m
• R1 =

d 2,4
=
= 1,2m
2
2

• R2 = R1 – b – 0,4 =1,2– 0,1 – 0,4 = 0,7 m

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

17


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
(khoảng cách giữa 2 bảng là 0.4 m)

• Tổng diện tích bảng Fc = 4 x 2 x (1,4 x 0,1) = 1,12 m2
• Diện tích mặt cắt bể Fu = l x h = 3,5 x 3 = 10,5 m

Fc 1,12
=

× 100% = 10,7% đạt tỉ lệ theo qui đònh <15%
Fu 10,5

• Năng lượng cánh guồng
Pi = C D Aρ

v 3p
2

CD : phụ thuộc vào tỉ số dài : rộng của bảng cánh khuấy
lb :bb = 1,4 : 0,1 = 14
Vậy chọn CD = 1,3
A: Diện tích mỗi bảng cánh
vp:Tốc độ tương đối của cánh so với nước
vp = ¾ v =0,75 x2πRn
v: Tốc độ chu vi cánh
n: Tốc độ quay của trục
Vậy P = P1 + P2 = C D A1 ρ

v 3p1
2

+ C D A2 ρ

v 3p 2
2

A1 =A2 =A (Diện tích mỗi bảng trên cánh bằng nhau)
ρ
ρ

3
P = C D A (v 3p1 + v 3p 2 ) = C D A (0,75 × 2π ) 3 n 3 ( R1 + R23 )
2

2

3

997  0,75 × 2π 
3
2
2
= 1,3 × (1,4 × 0,1) ×
×
 × n × (1,2 + 0,7 )
2 
60


SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

18


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
P = 0,085n3
• Năng lượng khuấy trộn cho mỗi ngăn
Ngăn1
2
P1 = µ × V1 × G1 = 8,01.10 −3 × 21 × 70 2 = 824,23W

Tốc độ quay cánh guồng ở ngăn thứ 1
n1 =

3

824,23
= 21vòng / phút
0,085

Ngăn2
P2 = µ × V2 × G 2 = 8,01.10 −3 × 21 × 30 2 = 151,39W
2

Tốc độ quay cánh guồng ở ngăn thứ 2
n2 =

3

151,39
= 12vòng / phút
0,085

Ngăn3
P3 = µ × V3 × G3 = 8,01.10 −3 × 21 × 10 2 = 16,82W
2

Tốc độ quay cánh guồng ở ngăn thứ 3
n3 =
STT
1

2
3
4
5

3

16,82
= 6vòng / phút
0,085

Tên thông số
Chiều rộng
Chiều dài
Chiều cao cột nước
Chiều cao tổng
Thể tích thực

Đơn vò
m
m
m
m
m3

Số liệu thiết kế
3,5
6
3
3,3

69,3

3.6.Bể lắng I
3.6.1.Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng sau khi đã qua
bể tạo bông. Các chất lơ lửng có tỉ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng
xuống đáy, các chất nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước và sẽ được thiết bò gạt cặn
tập trung đến hố ga đặt ở ngoài bể. Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt 1
cần đạt ≤ 150 mg/l trước khi đưa vào công trình xử lý sinh học
3.6.2.Tính toán
Chọn tải trọng bề mặt: LA = 35 m3/m2.ngày
• Diện tích bề mặt bể lắng

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

19


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
A=

Q 2000
=
= 57,1m 2
LA
35

• Đường kính bể lắng
4A
=

π

D=

4 × 57,1
= 8,3m
π

• Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 1,66m
Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng h = 3,5 m
Chiều cao lớp bùn lắng h b = 0,7 m, chiều cao lớp trung hòa h th = 0,2 m,
chiều cao an toàn hs = 0,3 m
• Chiều cao tổng cộng của bể lắng HTC = 3,5 + 0,7 + 0,3 + 0,2 =4,7 m
• Độ dốc đáy 4 ÷ 10 %, chọn độ dốc 10%
• Chiều cao ống trung tâm htt = 60% h =60%x 3,5 = 2,1 m ≈2m
• Thể tích phần lắng
π 2
π
2
2
2
3
VL =

4

• Thời gian lưu nước
HRT =

(D


)

−d h =

4

(8,3

)

− 1,66 × 3,5 = 182m

VL
182
=
= 2,2h
Q 2000 / 24

• Đường kính máng thu
Dm = (70 – 80%)D
- Chọn máng thu nước có chiều dài 800 mm
- Đường kính máng: Dm = 8300 – 800 x 2 = 6700 mm = 6,7m
• Tải trọng máng thu
Q

2000

3
2

Lm = πD = π × 6,7 = 95m / m ngày
m

• Máng răng cưa:
- Đường kính máng răng cưa: D’m = 6,7 – 0,01 x 2 = 6,68 m
- Nối máng răng cưa với máng thu nước bằng đệm có bề dày 10 mm và
bằng bu lông M10
- Chọn máng răng cưa: thép tấm không rỉ, có bề dày 3 mm.
-Máng gồm nhiều răng cưa hình chữ V.
 Chiều cao một răng cưa: 60 mm
SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

20


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
 Dài đoạn vát đỉnh răng cưa: 40 mm
 Chiều cao cả thanh: 260 mm
 Khe dòch chỉnh: Cách nhau 450 mm
Bề bộng khe: 12 mm
Chiều cao: 150 mm
• Bể lắng I có bố trí hệ thống thanh gạt ván nổi và máng thu ván nổi
-Đường kính thanh chặn ván nổi
Dv = 70 – 80%D’m = 0,8 x 6,68 = 5,3 m
-Bố trí 4 máng thu váng nổi mỗi máng dài
lm = 0,5Dv – 0,3 = 0,5x5,3 – 0,3 =2,4m
-Hai thanh gạt váng nổi chiều dài lt = 0,5Dv = 2.65m
Vận tốc của thanh gạt ván nổi và thanh gạt bùn v = 0,03 vòng/phút
• Lượng bùn sinh ra
M SS1 = SS × Q × η = 300mg / l × 2000m 3 / ngày × 60% = 360kgSS / ngày

(Giả sử hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt η = 60% ở tải trọng 35 m3/m2.ngày)
Giả sử bùn tươi có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỉ số VSS:TSS =
0,75 và khối lượng riêng bùn tươi 1,053 kg/l.
• Lưu lượng bùn tươi cần phải xử lý là:
Qtươi =

360kg / ngày
= 6837,6lit / ngày ≈ 6,84m 3 / ngày
0,05 × (1,053kg / l)

• Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học

M tươi (VSS ) = 360kgss / ngày × 0,75 = 270kgVSS / ngày

Hiệu quả xử lý BOD đạt 20% sau bể lắng I
• BOD5 sau lắng I = 800x 20%=640 mg/l
• SS sau lắng I = 300 x 0,4 =120 mg/l
• Máy bơm bùn tươi từ bể lắng I sang bể chứa bùn
-Công suất máy bơm bùn:
N=

Qtươi × ρ × g × h
1000η

trong đó:
Qtươi: lưu lượng bùn tươi; Q =6,84 m3/ng.đ = 0,285 m3/h

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

21



ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
h: cột áp của bơm; h = 12 m
η : hiệu suất máy bơm; chọn η = 0,85
N=

0,285 × 1000 × 9,81 × 12
= 0,011 kW = 0,015Hp
1000 × 0,85 × 3600

-Công suất thực của máy bơm:
N’ = 1,7N = 1,7 x 0,015 = 0,0255 Hp
STT
1
2
3
4

Thông số
Đường kính
Chiều cao cột nước
Chiều cao tổng
Thể tích thực của bể

Đơn vò
m
m
m
m3


Kích thước
8,3
4,5
4,7
254,3

3.7.Bể Aeroten
3.7.1.Nhiệm vụ
Bể aeroten được ứng dụng khá phổ biến trong các quá trình xử lý hiếu
khí, tức là quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan không lắng được bởi
vi sinh vật hiếu khí. Tùy thuộc vào thành phần nước thải cụ thể, Nitơ và
Photpho sẽ được bổ sung để gia tăng khả năng phân hủy của vi sinh vật.
Xử lý sinh học gồm các quá trình:
 Chuyển các hợp chất hữu cơ có gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan
thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh vật.
 Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo
vô cơ trong nước thải.
 Loại các bông cặn ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực.
* Các điều kiện, yêu cầu và các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình
xử lý:
- Điều kiện đầu tiên: cung cấp oxi đủ và liên tục cho bể sao cho lượng
DO ra khỏi bể lắng II không nhỏ hơn 2 mg/l.
- Nồng độ cho phép các chất bẩn hữu cơ: nếu có nhiều chất bẩn trong
nước thải sẽ phá hủy chế độ hoạt động sống bình thường của vi sinh vật
trong nước thải, gây “quá tải” và nếu có nhiều chất độc hại sẽ gây “sốc” vi
sinh vật. Vì vậy, nếu nước thải có nhiều chất bẩn thì phải pha loãng trước
khi xử lý.

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY


22


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
- Lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sinh hóa diễn
ra bình thường cần nằm trong giới hạn cho phép: N, P, K, Ca, S, P,...Có thể
chọn theo tỷ lệ sau:
BODtoàn phần : N : P = 100 : 5 : 1
hay COD : N : P = 150 : 5 : 1
-Nhiệt độ nước thải: t = 6 – 370C; topt = 25 – 370C
3.7.2.Tính toán
 Nồng độ BOD đầu vào S0 = 640 mg/l
 Thời gian lưu bùn SRT = 10 ngày
 Hệ số sản lượng Y = 0,5 mgVSS/mgBOD5
 Hàm lượng MLVSS X=3000mg/l
 Hệ số phân hủy nội bào Kd = 0,05 ngày-1
 Tỉ số

MLVSS
= 0,8
MLSS

 Hàm lượng bùn tuần hoàn Xr = 8000 mgSS/l
 BOD5 đầu ra sau lắng II đạt 50mg/l
-Xác đònh BOD5 hòa tan sau lắng II theo mối quan hệ sau:
ΣBOD5 = BOD5hòa tan + BOD5cặn lơ lửng
SS đầu ra sau lắng II chứa 30mg/l cặn sinh học (65% cặn dễ phân hủy )
o Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy 0,65 x 30 = 19,5 mg/l
o BODL cặn sinh học dễ phân hủy sau lắng II

BODL = 19,5 mg/l x 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bò oxy hóa
=27,69 mg/l
BOD5:BODL =0,68
o BOD5 của SS sau lắng II: BOD5(ss) = 0,68 x BODL = 0,68 x 27,69 =
18,83 mg/l
BOD5hòa tan sau lắng II:
50 = S + 18,83
⇒ S = 31,17 mg/l
-Hiệu quả xử lý của bể Aeroten
E=

S 0 − S 640 − 31,17
=
= 95%
S0
640

-Tính thể tích bể Aeroten
Vr =

SRT × Q × Y × (S 0 − S ) 10 × 2000 × 0,5 × (640 − 31,17)
=
= 1353,4m 3
X × (1 + K d .SRT )
3000(1 + 0,05 × 10)

Chọn chiều sâu bể h=4m, chiều cao an toàn hs =0,3 m
SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

23



ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
Chiều sâu bể H = 4,3 m
Chọn tỉ số rộng :sâu, B : H = 1 :2
⇒ B = 2 x 4,3 = 8,6 m
Chia làm 2 bể, mỗi bể có thể tích V =

1353,4
= 676,7 m 3
2

• Kích thước mỗi bể Aeroten L x B x H = 18,3m x 8,6m x 4,3 m
• Thời gian lưu nước
HRT =

STT
1
2
3
4
5

Vr 1353,34
=
= 16,24h
2000
Q
24


Tên thông số
Chiều rộng
Chiều dài
Chiều cao cột nước
Chiều cao tổng
Thể tích thực

Đơn vò
m
m
m
m
m3

Số liệu thiết kế
8,6
18,3
4
4,3
2x(677)

-Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày
• Hệ số sản lượng quan sát
Yobs =

Y
0,5
=
= 0,333mg / mg
1 + K d .SRT 1 + 0,05 × 10


• Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS
Px = Yobs × Q × ( BOD0 − BOD )

= 0,333 × 2000 × (640 − 31,17) × 10 −3 = 405,6kgVSS / ngày

• Tổng lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày tính theo SS
Px ( ss ) =

405,6
= 507 kgSS / ngày
0,8

• Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày
Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn – Lượng SS trôi ra khỏi lắng
II
Mdư(ss)=507 kg/ngày – 2000m3/ngày x 30 g/m3.10-3kg/g
=447 kgSS/ngày
• Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lý
Mdư (VSS)=447 x 0,8 = 357,6 kgVSS/ngày
Giả sử bùn hoạt tính có hàm lượng chất rắn 0,8%, khối lượng riêng 1,008
kg/lit

SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

24


ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI
Qdư =


447kg / ngày
= 55,43m 3 / ngày
0,008 × 1,008kg / l

-Xác đònh tỉ lệ bùn tuần hoàn

QX0 + QrXu = (Q + Qr)X
QX0 + QrXu = QX + QrX
Qr(Xu – X) = Q (X – X0)
X: nồng độ VSS ở bể Aeroten, X = 3000 mg/l
Xu: nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xu = 8000 mg/l
X0 hàm lượng bùn hoạt tính ở đầu vào. Giá trò X 0 thường rất nhỏ so
với X và Xu nên có thể bỏ qua
α=

X
3000
=
= 0,6
X u − X 8000 − 3000

Lưu lượng bùn tuần hoàn:
Qr = α × Q = 0,6 × 2000 = 1200m 3 / ngày
-Kiểm tra tải trọng thể tích LBOD và tỉ số F/M
Q × S0 2000 × 640 × 10 −3
L BOD =
=
= 0,954 ∈ (0,8 − 1,9)
Vr

1353,4
S0
F
640
=
=
= 0,315
M HRT × X 16,24
∈(0,2 –0,6)
× 3000
24

-Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính
• Khối lượng BODL tiêu thụ trong quá trình sinh hhọc bùn hoạt tính
M BODL =

Q(S0 − S ) 2000 × (640 − 31,17) × 10 −3
=
= 1791,2(kgBOD L / ngày )
0,68
0,68

(BOD5 : BODL = 0,68 )
SVTH: NGUYỄN THÙY BÍCH THỦY

25