Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi heo

Chia sẻ: marsu3000

Từ ngàn năm nay cuộc sống của người nông dân Việt Nam gắn liền với cây lúa và chăn nuôi gia súc. Chăn nuôi heo không chỉ cung cấp phần lớn thịt tiêu thụ hằng ngày, là nguồn cung cấp phân hữu cơ cho cây trồng, mà chăn nuôi heo còn tận dụng thức ăn và thu hút lao động dư thừa trong nông nghiệp.

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi heo

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP




Đồ án xử lý nước thải
chăn nuôi heo
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU.................................................................................... 1
1 .1. Giới thiệu .................................................................................................. 1
1 .2. Tính cấp th iết củ a đ ề tài ............................................................................. 1
1 .3. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 2
1 .4. Nội dung ngh iên cứu ................................................................ ................. 2
1 .5. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 2
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN ............................................................................ 3
2 .1. Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi .......................................... 3
2 .1.1 . Các chất hữu cơ và vô cơ ........................................................................ 3
2 .1.2 . N và P................................................................................................ ..... 3
2 .1.3 . Vi sinh vật gây bệnh ............................................................................... 3
2 .2. Các ngh iên cứu trong và ngoài nước về xử lý nước thải ch ăn nuôi h eo ...... 3
2 .2.1 . Các n ước trên thế giới............................................................................. 3
2 .2.2 . Ở Việt Nam ............................................................................................ 5
2 .3. Các phư ơng ph áp xử lý nước thải chăn nuôi heo........................................ 8
2 .3.1 . Phương ph áp xử lý cơ học ...................................................................... 9
2 .3.2 . Phương ph áp xử lý hóa lý ....................................................................... 9
2 .3.3 . Phương ph áp xử lý sinh học................................ ................................ .. 10
2 .3.3 .1. Phương pháp xử lý hiếu khí ............................................................... 10
2 .3.3 .2. Phương pháp xử lý kỵ kh í ................................ ................................ .. 10
2 .3.3 .3. Các hệ thống xử lý nhân tạo b ằng ph ươn g pháp sinh họ c ................... 11
2 .3.3 .4. Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng phương pháp sinh học ................... 15
2 .3.3 .5. Ứng dụng thực vật n ước để xử lý nước th ải ....................................... 18
2 .3.3 .6. Ứng dụng lục bìn h đ ể xử lý nước thải ................................................ 19
CHƯƠNG 3 : ĐỀ XUẤT CÁC PHƯ ƠNG ÁN XỬ LÝ NƯ ỚC THẢI CHĂN
NUÔI HEO CÔNG SUẤT 5 00 M3/NGÀY ĐÊM ............................................ 24
3 .1. Cơ sở lựa chọn ph ươn g án xử lý nước th ải................................ ............... 24
3 .2. Phương án 1 ................................................................ ............................ 25
3 .3. Phương án 2 ................................................................ ............................ 26
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO
PHƯƠNG ÁN 2 ............................................................................................. 28
4 .1. Lưới chắn rác................................ ................................ ........................... 28
4 .2. Ngăn tiếp nh ận ........................................................................................ 29
4 .3. Bể lắng cát............................................................................................... 30
4 .4. Bể điều hòa.............................................................................................. 31
4 .5. Bể lắng đợt I ................................................................ ............................ 36
4 .6. Bể UASB ................................................................................................ 40
4 .7. Bể aerotank ............................................................................................. 44
4 .8. Bể lắng II................................ ................................................................. 53
4 .9. Bể nén bùn .............................................................................................. 58
4 .10. Máy ép bùn................................................................ ............................ 61
4 .11. Hồ sinh họ c th ực vật ................................ .............................................. 62
CHƯƠNG 5 : TÍNH KINH TẾ................................ ........................................ 64
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Giới thiệu
Từ ngàn năm nay cu ộc sống của người nông dân Việt Nam gắn liền với cây lúa
và chăn nuôi gia súc. Chăn nuôi heo không chỉ cung cấp phần lớn thịt tiêu thụ hằng
n gày, là nguồn cung cấp phân hữu cơ cho cây trồng, m à chăn nuôi heo còn tận dụng
thức ăn và thu hút lao động dư thừa trong nông nghiệp. Với những đặc tính riêng
của nó như tăng trọng nhanh, vòng đời ngắn chăn nuôi heo luôn được quan tâm và
nó trở th ành con vật không thể thiếu được của cuộc sống hằng ngày trong hầu hết
các gia đình nông dân. Tron g những năm gần đây đời sống của nhân dân ta không
n gừng đư ợc cải thiện và nâng cao, nhu cầu tiêu thụ thịt trong đó chủ yếu là th ịt heo
n gày một tăng cả về số lượng và chất lượng đã thúc đẩy ngành chăn nuôi heo bước
sang bước phát triển mới. Hiện nay trên cả nước ta đã xây dựng nhiều mô hình chăn
trại chăn nuôi heo với quy mô lớn, chủ yếu phân bố tại 5 vùng trọng điểm là Mộc
Châu (Sơn La), Hà Nội và các vùng phụ cận, khu vực TPHCM và các tỉnh xung
quanh, Lâm Đồng và một số tỉnh duyên hải miền Trung.
Bên cạnh những mặt tích cực, vấn đề môi trường do ngành chăn nuôi gây ra
đ ang được dư luận và các nhà làm công tác môi trường quan tâm. Ở các n ước có
n ền chăn nuôi công nghiệp phát triển mạnh như Hà Lan, Anh, Mỹ, Hàn Qu ốc,… thì
đ ây là một trong những nguồn gây ô nhiễm lớn nhất. Ở Việt Nam, khía cạnh môi
trường của ngành chăn nuôi chỉ được quan tâm trong vài năm trở lại đây khi tốc độ
phát triển chăn nuôi ngày càng tăng, lượng chất thải do chăn nuôi đưa vào môi
trường ngày càng nhiều, đe dọa đến môi trường đất, nước, không khí xung quanh
một cách nghiêm trọng.

1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Nguồn nước thải chăn nuôi là một nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu
cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước này có nguy cơ gây ô nhiễm các
tầng nước mặt, n ước ngầm và trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh
cho đàn gia súc. Đồng thời nó có thể lây lan một số bệnh cho con người và ảnh
hưởng đến môi trường xung quanh vì nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều mầm
b ệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,…nếu không xử lý kịp thời.

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 1
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Bên cạnh đó còn có nhiều loại khí được tạo ra bởi hoạt động của vi sinh vật như
NH3, CO2, CH4, H2S, . . .Các lo ại khí này có th ể gây nhiễm độc không khí và nguồn
nước ngầm ảnh hưởg đến đời sống con người và h ệ sinh thái. Chính vì vậy mà việc
thiết kế hệ thống xử lý n ước thải cho các trại chăn nuôi heo là một hoạt động hết
sức cần thiết.

1.3. Mục tiêu nghiên cứu
Xác đ ịnh các chỉ tiêu hoá lý của nước thải chăn nuôi để làm cơ sở cho việc đề
xuất các phương án xử lý và lựa chọn phương án kh ả thi nhất để tính toán thiết kế.

1.4. Nội dung nghiên cứu
Xác định thành phần, một số chỉ tiêu hóa lý,… của n ước thải chăn nuôi.
Thu th ập các thông tin về các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo từ các tài
liệu.
Đề xuất các dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi heo và lựa chọn ph ương án kh ả
thi nh ất.
Tổng hợp số liệu, tính toán thiết kế các công trình đơn vị.

1.5. Phạ m vi nghiên cứu
Chỉ áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuôi heo công suất 500m3/ngđ. Không áp
dụng cho n ước thải các ngành khác. Ch ất thải rắn và khí không tính đến trong đồ án
n ày.




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 2
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN


2.1. Thành phầ n, tính chất của nước thải chăn nuô i

Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải rất đặc trưng, có kh ả
n ăng gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và
sinh vật gây bệnh. Nó nhất thiết phải đư ợc xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường.
Lựa chọn một quy trình xử lý nước thải cho một cơ sở chăn nuôi phụ thuộc rất
nhiều vào thành phần tính chất nước thải, bao gồm:

2.1.1. Cá c chất hữu cơ và vô cơ

Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% gồm cellulose,
p rotit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các d ẫn xuất của chúng có trong phân,
thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy. Các chất vô cơ chiếm 20–30%
gồm cát, đ ất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,…

2.1.2. N và P
Khả năng hấp thụ N và P của các lo ài gia súc, gia cầm rất kém, n ên khi ăn thức
ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu. Trong nước
th ải chăn nuôi heo thườn g chứa hàm lượng N và P rất cao. Hàm lượng N-tổng trong
nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/L, Photpho từ 39 – 94 mg/L.

2.1.3. Vi sinh vậ t gây bệnh

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun sán
gây bệnh.

2.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về xử lý nư ớc thải chăn nuôi heo

2.2.1. Cá c nư ớc trên thế giới

Ở Châu Á, các nước như: Trung Quốc, Thái Lan,… là những nước có ngành
chăn nuôi công nghiệp lớn trong khu vực nên rất quan tâm đến vấn đề xử lý nước
th ải chăn nuôi.
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 3
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Nhiều nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tìm ra nhiều công nghệ xử lý nước thải
thích hợp như là:

 Kỹ thuật lọc yếm khí
 Kỹ thuật phân hủy yếm khí hai giai đoạn
 Bể Biogas tự hoại
Hiện nay ở Trung Quốc các bể Biogas tự hoại đ ã sử dụng rộng rãi như phần
phụ trợ cho các h ệ thống xử lý trung tâm. Bể Biogas là một phần không thể thiếu
trong các hộ gia đ ình ch ăn nuôi heo vừa và nhỏ ở các vùng nông thôn, nó vừa xử lý
được nước thải và giảm mùi hôi thối mà còn tạo ra năng lượng để sử dụng.

Trong lĩnh vực nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo tại Thái Lan thì
trường đại học Chiang Mai đ ã có nhiều đóng góp rất lớn.

- HYPHI (h ệ thống xử lý tốc độ cao kết hợp với hệ thống chảy nút): hệ thống
HYPHI gồm có thùng lắng, bể chảy nút và bể UASB. Phân heo đ ược tách làm 2
đường, đường thứ nhất là chất lỏng có ít chất rắn tổng số, còn đường thứ hai là phần
chất rắn với nồng độ chất rắn tổng số cao, kỹ thuật này đã đ ược xây dựng cho các
trại heo trung bình và lớn.

Ở Nga các nhà nghiên cứu cũng nghiên cứu xử lý nước thải phân heo, phân
bò dư ới các điều kiện ưa lạnh và ưa nóng trong điều kiện khí hậu ở Nga.

Một số tác giả Úc cho rằng chiến lược giải quyết vấn đề xử lý nước thải chăn
nuôi heo là sử dụng kỹ thuật SBR (sequencing batch reactor). Ở Ý đối với các loại
nước thải giàu Nitơ và Phospho như nước thải chăn nuôi heo thì các phương pháp
xử lý thông thường không thể đạt được các tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng về
Nitơ và Phospho trong nước ra sau xử lý. Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi giàu
chất hữu cơ ở Ý đưa ra là SBR có thể giảm trên 97% nồng độ COD, Nitơ, Phospho.

Nhận xét chung về công nghệ xử lý n ước thải giàu chất hữu cơ sinh học trên
th ế giới là áp dụng tổng thể và đồng bộ các thành tựu kỹ thuật lên men yếm khí, lên
m en hiếu khí và lên men thiếu khí, nhằm đáp ứng các yêu cầu kinh tế xã hội và bảo
vệ môi trường. Trên cơ sở đó có thể đề xuất ra những giải pháp kỹ thuật phù hợp
với từng điều kiện sản xuất cụ thể. Sơ đồ khái quát sau đây là cơ sở lựa chọn mô
h ình xử lý thích hợp.


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 4
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1


Nước
AEROTANK
thải vào Phân hủy
yếm khí tốc
Lọc hiếu khí
độ thấp
RBC Nước ra
Bể điều Bể lắng
UASB
hòa
Lọc hiếu khí
Tháp lọc
và thiếu khí
yếm khí
Phân hủy
Hồ thực vật Bùn
yếm khí
Bùn, cặn thủy sinh
tiếp xúc


Xử lý hiếu khí
Xử lý yếm khí
Mụ c 1) 90%BOD 1) N, P, K và các
tiêu kết Biogas loại yếu tố gây độc
quả chủ 2) 99% m ầm bệnh 2) Tiếp tục giảm
yếu bị d iệt COD và BOD
3)N,P,K còn nguyên

H ình 2.1: Sơ đồ tổng quát xử lý nước thải giàu chất hữu cơ sinh học

2.2.2. Ở Việt Na m

Ở Việt Nam, nước thải chăn nuôi heo được coi là một trong những nguồn
nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng. Việc mở rộng các khu dân cư xung quanh các
xí nghiệp chăn nuôi heo nếu không được giải quyết thỏa đáng sẽ gây ra ô nhiễm
môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và gây ra những vấn đề mang tính
chất xã hội phức tạp.

Nhiều nguyên cứu trong lĩnh vực xử lý nước thải chăn nuôi heo đang được
h ết sức quan tâm vì mục tiêu giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, đồng thời với
việc tạo ra năng lượng mới. Các nghiên cứu về xử lý nước thải chăn nuôi heo ở Việt
Nam đang tập trung vào hai hư ớng chính, hướng thứ nhất là sử dụng các thiết bị
yếm khí tốc độ thấp như bể lên mem tạo khí Biogas kiểu Trung Quốc, Ấn độ, Việt
Nam, ho ặc dùng các túi PE. Phương hướng thứ nhất nhằm mục đích xây dựng kỹ
thuật xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi heo trong các hộ gia đình chăn nuôi heo
với số đầu heo không nhiều. Hướng thứ hai là xây dựng quy trình công nghệ và

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 5
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
thiết bị tương đối hoàn chỉnh, đồng bộ nhằm áp dụng trong các xí nghiệp chăn nuôi
m ang tính chất công nghiệp. Trong các nghiên cứu về quy trình công nghệ xử lý
nước thải chăn nuôi heo công nghiệp đ ã đ ưa ra một số kiến nghị sau:

Công ngh ệ xử lý nước thải chăn nuôi công nghiệp có thể tiến hành như sau: (1)
xử lý cơ học: lắng 1; (2) xử lý sinh học: bắt đầu bằng sinh học kị khí UASB, tiếp
theo là sinh học hiếu khí (Aerotank hoặc hồ sinh học); (3) khử trùng trước khi thải
ra ngoài môi trường.

Nhìn chung những nghiên cứu của chúng ta đã đi đúng hướng, tiếp cận đư ợc
công nghệ thế giới đang quan tâm nhiều. Tuy nhiên số lượng nghiên cứu và ch ất
lượng các nghiên cứu của chúng ta còn cần được nâng cao hơn, nhằm nhanh chóng
được áp dụng trong thực tế sản xuất.

CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI THAM KHẢO

 Đối với quy mô hộ gia đình
Do lượng chất thải chăn nuôi thải ra hằng ngày còn ít nên các cơ sở chăn nuôi
hộ gia đình có th ể thu gom quét dọn chuồng thường xuyên. Có thể áp dụng một số
b iện pháp xử lý chất thải theo các sơ đồ sau :

Quy trình 1:


NƯ ỚCTHẢI
BỂ TỰ HOẠI HỐ GA
CHĂN NUÔI
NƯỚC
THẢI ĐÃ
XỬ LÝ
CẶN LẮNG
THẢI RA
PHÂN BÓN NGUỒN
Ủ PHÂN
PHÂN




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 6
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Quy trình 2:

BIOGAS


NƯ ỚCTHẢI HẦM BIOGAS HỐ LẮNG
CHĂN NUÔI

NƯ ỚC
THẢI ĐÃ
XỬ LÝ
THẢI RA
NGUỒN


 Đối với cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ
Tại các cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ, lượng phân gia súc thải ra hằng ngày
khoảng vài trăm kg, do đó việc sử dụng túi hoặc biogas để xử lý phân là không kh ả
thi vì tốn rất nhiều diện tích và công xây dựng. Trường hợp này ta có th ể tách riêng
quá trình xử lý phân và nước thải. Nước thải chăn nuôi được xử lý bằng hệ thống
b iogas, phân được thu gom và xử lý riêng bằng quá trình làm phân bón. Cặn lắng từ
khâu xử lý n ước thải được thu gom xử lý chung với phân và nước rỉ trong quá trình
ủ phân có thể đưa ngược trở lại hệ thống xử lý nước thải.

Quy trình:

NƯỚC
HẦM BIOGAS HỐ LẮNG
THẢI
CHĂN
NUÔI
CẶN LẮNG NƯỚC
THẢI ĐÃ
XỬ LÝ
PHÂN Ủ PHÂN PHÂN BÓN THẢI RA
NGUỒN

 Đối với cơ sở chăn nuô i quy mô vừa và lớn
Với quy mô vừa trở lên, việc đầu tư cho một hệ thống xử lý chất thải chăn
nuôi là có th ể thực hiện được. Tùy vào trường hợp cụ thể m à có thể áp dụng một số
quy trình sau đ ây:



GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 7
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Quy trình 1:

NƯỚC THẢI
BỂ SỤC
LẮNG LẮNG
UASB
CHĂN NUÔI
KHÍ




THẢI
Ủ PHÂN
PHÂN PHÂN BÓN RA
NGUỒN


Quy trình 2:

NƯỚC
HỒ KỴ HỒ TÙY HỒ HIẾU
THẢI LẮNG KHÍ NGHI KHÍ
CHĂN
NUÔI


Ủ PHÂN
PHÂN PHÂN BÓN
THẢI RA
NGUỒN

Đối với các cơ sở chăn nuôi có quy mô lớn, để rút ngắn thời gian xử lý và tăng
h iệu quả xử lý, có thể thêm khâu tiền xử lý trước khâu xử lý sinh học hoặc kết hợp
xử lý sinh học với xử lý bậc cao.

2.3. Các phương pháp xử lý nước thải chă n nuô i heo

Việc xử lý nước thải chăn nuôi heo nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong
nước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận. Việc lựa chọn
phương pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào các yếu tố
như :

 Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nư ớc.

 Lưu lượng nư ớc thải.

 Các điều kiện của trại chăn nuôi.

 Hiệu quả xử lý.

Đối với nước thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phương pháp sau :


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 8
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
 Phương pháp cơ học.

 Phương pháp hóa lý.

 Phương pháp sinh học.

Trong các phương pháp trên ta chọn xử lý sinh học là phương pháp chính.
Công trình xử lý sinh học thường đư ợc đặt sau các công trình xử lý cơ học, hóa lý.

2.3.1. Phương pháp xử lý cơ họ c

Mục đích là tách ch ất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu
gom, phân riêng. Có thể dùng song ch ắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ
lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo.
Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc. Hàm lượng cặn lơ lửng trong
nước thải chăn nuôi khá lớn (khoảng vài ngàn mg/L) và dễ lắng nên có thể lắng sơ
bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau.

Sau khi tách, nư ớc thải được đưa sang các công trình phía sau, còn ph ần chất
rắn được đem đi ủ để làm phân bón.

2.3.2. Phương pháp xử lý hóa lý

Nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ d ạng hạt có kích
thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường
vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ
đ ể loại bỏ chúng. Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn
bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.

Nguyên tắc của ph ương pháp này là : cho vào trong nư ớc thải các hạt keo
m ang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc
silic và ch ất hữu cơ có trong nư ớc thải mang điện tích âm, còn các h ạt nhôm
h idroxid và sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương). Khi thế điện động của
nước bị phá vỡ, các hạt mang điện trái dấu n ày sẽ liên kết lại thành các bông cặn có
kích thước lớn h ơn và dễ lắng hơn.
Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) tại trại chăn nuôi heo 2/9:
phương pháp keo tụ có thể tách được 80 -90% hàm lượng chất lơ lửng có trong nư ớc
th ải chăn nuôi heo.


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 9
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
3-
Ngoài keo tụ còn loại bỏ đ ược P tồn tại ở dạng PO4 do tạo thành kết tủa
AlPO4 và FePO4.
Phương pháp này lo ại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải chăn
nuôi. Tuy nhiên chi phí xử lý cao. Áp dụng ph ương pháp này đ ể xử lý nước thải
chăn nuôi là không hiệu quả về mặt kinh tế.
Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả năng
lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên. Tuy nhiên chi phí đầu tư,
vận hành cho phương pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt kinh tế đối với các
trại chăn nuôi.

2.3.3. Phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân hủy
các chất hữu cơ. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm
n guồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí
h ay k ỵ khí m à người ta thiết kế các công trình khác nhau. Và tùy theo khả năng về
tài chính, diện tích đất m à người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể
nhân tạo để xử lý.

2.3 .3.1. Phương pháp xử lý hiếu khí

Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện có oxy. Quá
trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn :

Oxy hóa các chất hữu cơ :
Enzyme
CxHyOz + O2  CO2 + H2O + H

Tổng hợp tế bào mới :
Enzyme
CxHyOz + O2 + NH3  Tế bào vi khuẩn (C5H7O2N) + CO2 + H2O - H

Phân hủy nội b ào :
Enzyme
C5H7O2N + O2  5CO2 + 2 H2O + NH3  H

2.3 .3.2. Phương pháp xử lý kỵ khí

Sử dụng vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện yếm khí không hoặc có
lượng O2 hòa tan trong môi trường rất thấp, để phân hủy các chất hữu cơ.
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 10
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Bốn giai đoạn xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kỵ khí :

a. Thủy phân : Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn
tiết ra, các phức chất và các chất không tan (như polysaccharide, protein, lipid)
chuyển hóa thành các phức chất đơn giản hơn ho ặc chất hòa tan (như đư ờng, các
acid amin, acid béo).

b . Acid hóa : Trong giai đoạn này, vi khu ẩn lên men chuyển hóa các chất hòa
tan thành chất đơn giản nh ư acid béo dễ bay hơi, rượu, acid lactic, methanol, CO2,
H2, NH3, H2S và sinh khối mới.

c. Acetic hóa : Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid
hóa thành acetat, H2, CO2 và sinh khối mới.

d . Methane hóa : Đây là giai đo ạn cuối của quá trình phân hủy kỵ khí. Acid
acetic, H2, CO2, acid formic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh
khối mới.

2.3.3.3. Các hệ thống xử lý nhân tạo bằng phương phá p sinh học

a. Xử lý theo phương pháp hiếu khí

Xử lý nư ớc thải theo phương pháp hiếu khí nhân tạo dựa trên nhu cầu oxy cần
cung cấp cho vi sinh vật hiếu khí có trong nước thải hoạt động và phát triển. Các vi
sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ, các nguồn N và P cùng với một số
n guyên tố vi lượng khác làm nguồn dinh d ưỡng để xây dựng tế bào mới, phát triển
tăng sinh khối. Bên cạnh đó quá trình hô hấp nội bào cũng diễn ra song song, giải
phóng CO2 và nước. Cả hai quá trình dinh dưỡng và hô h ấp của vi sinh vật đều cần
o xy. Để đáp ứng nhu cầu oxy hòa tan trong nước, người ta thư ờng sử dụng hệ thống
sục khí bề mặt bằng cách khu ấy đảo hoặc bằng hệ thống khí nén.

Q uá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng (bùn
hoạt tính)

Quá trình này sử dụng bùn hoạt tính dạng lơ lửng để xử lý các chất hữu cơ hòa
tan hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng. Sau một thời gian thích nghi, các tế bào vi
khuẩn bắt đầu tăng trưởng và phát triển. Các hạt lơ lửng trong n ước thải được các tế
b ào vi sinh vật bám lên và phát triển thành các bông cặn có hoạt tính phân hủy các


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 11
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
chất hữu cơ. Các h ạt bông cặn dần dần lớn lên do được cung cấp ox y và h ấp thụ các
chất hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sinh trư ởng và phát triển.

Bùn ho ạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, bên
cạnh đó còn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, giun, sán,…
kết th ành dạng bông với trung tâm là các h ạt lơ lửng trong nước. Trong bùn ho ạt
tính ta thấy có loài Zoogelea trong khối nhầy. Chúng có khả năng sinh ra một bao
nhầy xung quanh tế bào, bao nhầy này là một polymer sinh học với th ành ph ần là
polysaccharide có tác dụng kết các tế bào vi khuẩn lại tạo thành bông.

Một số công trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằng
bùn hoạt tính :

- Bể aeroten thông thường

Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug-flow), khi đó chiều d ài bể rất lớn so với
chiều rộng. Trong bể, nước th ải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài,
bùn ho ạt tính tuần ho àn đưa vào đ ầu bể. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều d ài
bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể.

- Bể aeroten xáo trộn hoàn toàn

Đòi hỏi chọn h ình d ạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. Thiết bị sục khí cơ
khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường đ ược sử dụng.
Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, h àm lượng bùn ho ạt tính và nhu cầu
oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể.

- Bể aeroten mở rộng

Hạn chế lư ợng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn
thấp và ch ất lượng nước ra cao hơn. Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể
khác (20-30 ngày).

- Mương oxy hóa

Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong m ương có vận tố c
đủ xáo trộn bùn hoạt tính. Vận tốc trong m ương thường được thiết kế lớn h ơn
3m/s để tránh lắng cặn. Mương oxy hóa có th ể kết hợp quá trình xử lý N.

- Bể hoạt động gián đoạn (SBR)


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 12
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu
làm đầy và xả cặn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn
hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể
và được thực hiện lần lượt theo các bước: (1) làm đ ầy, (2) phản ứng, (3) lắng,
(4) xả cặn, (5) ngưng.

Q uá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

Khi dòng nước thải đi qua những lớp vật liệu rắn làm giá đỡ, các vi sinh vật sẽ
b ám dính lên bề mặt. Trong số các vi sinh vật này có loài sinh ra các polysaccaride
có tính chất như là một polymer sinh học có khả năng kết dính tạo thành màng.
Màng này cứ dày thêm với sinh khối của vi sinh vật dính bám hay cố định trên
m àng. Màng được tạo thành từ hàng triệu đến hàng tỉ tế b ào vi khu ẩn, với mật độ vi
sinh vật rất cao. Màng có khả năng oxy hóa các hợp chất hữu cơ, trong do ít tiếp
xúc với cơ chất và ít nh ận được O2 sẽ chuyển sang phân hủy kỵ khí, sản phẩm của
b iến đổi kỵ khí là các acid hữu cơ, các alcol,…Các chất này chưa kịp khuếch tán ra
n goài đã bị các vi sinh vật khác sử dụng. Kết quả là lớp sinh khối ngoài phát triển
liên tục nhưng lớp bên trong lại bị phân hủy hấp thụ các chất bẩn lơ lửng có trong
nước khi chảy qua hoặc tiếp xúc với m àng.

b. Xử lý theo phương pháp kỵ khí

Q uá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng

- Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)

Về cấu trúc : Bể UASB là một bể xử lý với lớp bùn dưới đáy, có hệ thống
tách và thu khí, nước ra ở phía trên. Khi nước thải được phân phối từ phía dưới lên
sẽ đi qua lớp bùn, các vi sinh vật kỵ khí có mật độ cao trong bùn sẽ phân hủy các
chất hữu cơ có trong nước thải. Bên trong bể UASB có các tấm chắn có khả năng
tách bùn b ị lôi kéo theo nước đầu ra.

Về đặc điểm : Cả ba quá trình phân hủy - lắng bùn - tách khí được lắp đặt
trong cùng một công trình. Sau khi ho ạt động ổn định trong bể UASB hình thành
lo ại bùn hạt có mật độ vi sinh rất cao, hoạt tính mạnh và tốc độ lắng vượt xa so với
bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 13
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1




Hình 2.2: Bể UASB

- Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc

Hỗn hợp b ùn và nước thải được khuấy trộn hoàn toàn trong bể kín, sau đó
được đưa sang bể lắng để tách riêng bùn và nước. Bùn tuần ho àn trở lại bể kỵ khí,
lượng bùn dư th ải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm.
Bể phản ứng tiếp xúc thực sự là một bể biogas cải tiến với cánh khuấy tạo điều kiện
cho vi sinh vật tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong nước thải.

Q uá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

- Bể lọc kỵ khí

Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ ch ứa nhiều
cacbon trong nước thải. Nước thải được dẫn vào b ể từ dưới lên ho ặc từ trên xuống,
tiếp xúc với lớp vật liệu có các vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển.

- Bể phản ứng có dòng n ước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu
lọc cố định.

Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám.




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 14
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
2.3.3.4. Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng phương pháp sinh họ c

a . Hồ sinh học

Người ta có thể ứng dụng các quy trình tự nhiên trong các ao, hồ để xử lý
nước thải. Tron g các hồ, hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí, quá trình cộng
sinh của vi khuẩn và tảo là các quá trình sinh học chủ đạo. Các quá trình lý học, hóa
học bao gồm các hiện tượng pha lo ãng, lắng, hấp phụ, kết tủa, các phản ứng hóa học
… cũng diễn ra tại đây. Việc sử dụng ao hồ để xử lý nước thải có ưu điểm là ít tốn
vốn đầu tư cho quá trình xây dựng, đơn giản trong vận h ành và bảo trì. Tuy nhiên,
do các cơ chế xử lý diễn ra với tốc độ tự nhiên (ch ậm) do đó đòi hỏi diện tích đất rất
lớn. Hồ sinh học chỉ thích hợp với nước thải có mức độ ô nhiễm thấp. Hiệu quả xử
lý phụ thuộc sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi, cộng với sự phát
triển của các loại vi nấm, rêu, tảo và một số loài động vật khác nhau.

Hệ hồ sinh học có thể phân loại như sau:

(1) Hồ hiếu khí (Aerobic Pond); (2)Hồ tùy nghi (Facultative Pond); (3) Hồ kỵ
khí (Anaerobic Pond); (4) Hồ xử lý bổ sung.

 Hồ hiếu khí (Aerobic Pond)

Hồ làm thoáng tự nhiên

Oxy được cung cấp cho quá trình oxy hóa chất hữu cơ chủ yếu do sự khuếch
tán khôn g khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của các thực vật nước (rong,
tảo,…). Chiều sâu của hồ phải bé (thư ờng lấy khoảng 30-40 cm) để đảm bảo cho
đ iều kiện hiếu khí có thể duy trì tới đáy hồ. Trong hồ, nước thải được xử lý bởi quá
trình cộng sinh giữa tảo và vi khu ẩn, các động vật bậc cao hơn như nguyên sinh
động vật cũng xuất hiện trong hồ và nhiệm vụ của chúng là làm sạch nước thải (ăn
các vi khu ẩn). Các nhóm vi khuẩn, tảo hay nguyên sinh động vật hiện diện trong hồ
tùy thuộc vào các yếu tố như lưu lượn g nạp chất hữu cơ, khuấy trộn, pH, dưỡng
chất, ánh sáng và nhiệt độ.

Hiệu suất chuyển hóa BOD5 của hồ rất cao, có thể lên đ ến 95%. Tuy nhiên,
chỉ có BOD5 dạng hòa tan mới bị loại khỏi nư ớc thải đầu vào, và trong nư ớc thải
đ ầu ra chứa nhiều tế b ào tảo và vi khuẩn, do đó nếu phân tích tổng BOD5 có thể sẽ
lớn hơn cả tổng BOD5 của nước thải đầu vào. Nhiều thông số không thể khống chế

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 15
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
được nên hiện nay ngư ời ta thường thiết kế theo lưu lượng nạp đạt từ các mô hình
thử nghiệm. Việc điều chỉnh lưu lượng nạp phản ánh lượng oxy có thể đạt được từ
quang h ợp và trao đổi khí qua bề mặt tiếp xúc nước, không khí.

Do độ sâu nhỏ, thời gian lưu nư ớc d ài nên diện tích của hồ lớn. Vì thế hồ chỉ
thích hợp khi kết hợp việc xử lý nước thải với nuôi trồng thủy sản cho mục đích
chăn nuôi và công nghiệp.

Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo

Nguồn oxy cung cấp cho quá trình sinh học từ các thiết bị như bơm khí nén
h ay máy khuấy cơ học. Vì được tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu của hồ có thể từ 2 -
4 ,5 m. Sức chứa tiêu chuẩn khoảng 400 kg/(ha.ngày). Thời gian lưu nư ớc trong hồ
1 -3 ngày.

Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo do có chiều sâu hồ lớn, mặt khác việc làm
thoáng cũng khó đảm bảo to àn phần vì thế một phần lớn của hồ làm việc như hồ
h iếu -k ỵ khí, nghĩa là phần trên hiếu khí, phần dưới kỵ khí.

 Hồ tùy nghi ( Facultative Pond )

Việc xử lý nước thải tốt là do ho ạt động của các vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí và
tùy nghi. Từ trên xuống đáy hồ có 3 khu vực chính.

- Khu vực thứ nhất (hay là khu vực hiếu khí) đư ợc đặc trưng bởi hệ cộng
sinh giữa vi khuẩn và tảo. Nguồn oxy đ ược cung cấp bởi oxy khí trời thông qua quá
trình trao đổi tự nhiên qua b ề mặt hồ, và oxy được tạo ra qua quá trình quang h ợp
của tảo. Oxy được vi khuẩn sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ tạo n ên các dưỡng
chất và CO2, tảo sử dụng các sản phẩm này đ ể quang hợp.

- Khu vực trung gian (hay là khu vực kỵ khí không bắt buộc) đặc trưng bởi
các ho ạt động của các vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc.

- Khu vực thứ ba (hay là khu vực kỵ khí) đặc trưng bởi các hoạt động của các
vi khuẩn kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ lắng đọng d ưới đáy bể.




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 16
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1




H ình 2.3: Hồ tùy nghi

 Hồ kỵ khí ( Anaerobic Pond )

Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có h àm lượng chất rắn cao. Thông
thường đây là một ao sâu (có thể đến 9,1 m) với các ống dẫn nư ớc thải đầu vào và
đ ầu ra được bố trí một cách hợp lý. Điều kiện kỵ khí được duy trì suốt chiều sâu của
b ể. Việc ổn định nước thải được tiến hành thông qua quá trình kết tủa, phân hủy kỵ
khí của vi sinh vật. Hiệu quả khử BOD5 thường ở mức 70% và có thể lên đến 85%
khi các điều kiện môi trư ờng đạt tối ưu.

 Hồ xử lý bổ sung

Có thể áp dụng sau quá trình xử lý sinh học (aerotank, bể lọc sinh học hoặc sau
hồ sinh học hiếu khí, tùy nghi,…) đ ể đạt chất lượng nư ớc ra cao hơn, đồng thời thực
h iện quá trình nitrat hóa. Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinh còn lại trong hồ này
sống ở giai đoạn hô hấp nội bào và amoniac chuyển hóa thành nitrat. Thời gian lưu
nước trong hồ này khoảng 18 - 20 ngày. Tải trọng thích hợp 67 - 200kg
BOD5/ha.ngày.

b. Cánh đồng tưới
Dẫn nước thải theo hệ thống m ương đ ất trên cánh đồng tưới, dùng bơm và ống
phân phối phun n ước thải lên mặt đất. Một phần nước bốc hơi, phần còn lại thấm
vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dư ỡng cho cây cỏ sinh trưởng.
Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượng n ước thải nhỏ,
vùng đất khô cằn xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đ ất luôn thiếu độ ẩm.




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 17
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn,
virus gây bệnh trong nước thải chưa được loại bỏ có thể gây tác hại cho sức khỏe
của con người sử dụng các loại rau và thực phẩm n ày.

c. Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối
Nước thải đư ợc xả vào những nơi vận chuyển và chứa n ước có sẵn trong tự
nhiên để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồ n. Đối với
nước thải chăn nuôi heo, biện pháp này thường không được áp dụng vì nó gây mùi
hôi thối rất nghiêm trọng và giết chết các loài thủy sinh vật sống trong nước. Mặc
dù vậy ở nước ta, phần lớn nư ớc thải chăn nuôi thường xả vào các hệ thống sông,
hồ gần khu vực chăn nuôi sau khi xử lý bằng những biện pháp thô sơ như hầm
b iogas, hồ lắng,…
Ngoài các phương pháp sinh học tự nhiên trên, ngư ời ta còn sử dụng các phương
pháp vùng đất ngập n ước (wetland), xử lý bằng đất (land treatment),… Hiện nay
n gười ta đ ã áp dụng việc sử dụng các lo ài thực vật nước để làm tăng hiệu quả xử lý
tự nhiên của các ao hồ, đặc biệt thích hợp với nước thải chăn nuôi.

2.3.3.5. Ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải

Thực vật nư ớc thuộc lo ài th ảo mộc, thân mềm. Quá trình quang hợp của các
loài thủy sinh hoàn toàn giống các thực vật trên cạn. Vật chất có trong nước sẽ được
chuyển qua hệ rễ của thực vật nước và đi lên lá. Lá nhận ánh sáng mặt trời để tổng
h ợp th ành vật chất hữu cơ. Các chất hữu cơ này cùng với chất khác xây dựng n ên tế
b ào và tạo ra sinh khối. Thực vật chỉ tiêu thụ các chất vô cơ hòa tan. Vi sinh vật sẽ
phân hủy các hợp chất hữu cơ và chuyển chúng thành các chất và hợp chất vô cơ
hòa tan để thực vật có thể sử dụng chúng để tiến hành trao đổi chất. Quá trình vô cơ
hóa bởi VSV và quá trình hấp thụ các chất vô cơ hòa tan bởi thực vật n ước tạo ra
h iện tượng giảm vật chất có trong nước. Vì vậy người ta ứng dụng thực vật nước để
xử lý nước thải.

Vô cơ hóa Quang hợp

Các chất hữu cơ Các chất vô cơ hòa tan Sinh khối thực vật



Sinh khối vi sinh vật

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 18
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Có 3 loài thực vật nước chính:

- Thực vật nước sống chìm :

Lo ại thực vật nước này phát triển d ưới mặt nước và chỉ phát triển được ở
n guồn nước có đủ ánh sáng. Chúng gây n ên các tác hại nh ư làm tăng độ đục của
n guồn nước, ngăn cản sự khuếch tán của ánh sáng vào nước. Do đó các loài thực vật
nước này không hiệu quả trong việc làm sạch nước thải.

- Thực vật nước sống trôi nổi :

Rễ của thực vật n ày không bám vào đ ất mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá
phát triển trên mặt nước. Nó trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước. Rễ của
chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào đ ể phân hủy nước thải.

- Thực vật sống nửa chìm nửa nổi :

Lo ại thực vật này có rễ bám vào đ ất nhưng thân và lá phát triển trên m ặt nước.
Lo ại n ày thư ờng sống ở những nơi có chế độ thủy triều ổn định.

Một số thực vật nước phổ biến (Chongrak Polprasert, 1997)

Loại Tên khoa học
Tên thông thường
Thực vật nư ớc sống Hydrilla Hydrilla verticillata
chìm Water milfoil Myriophyllum spicatum
Lục bình Eichhornia crassipes
Thực vật nước sống nổi Bèo tấm Wolfia arrhiga
Bèo tai tượng Pistia stratiotes
Cattails(cỏ đuôi mèo) Typha spp
Thực vật nư ớc sống
Bulrush(cỏ lõi bấc) S cirpus spp
nửa chìm nửa nổi
Reed(lau sậy) Phragmites communis




2.3.3.6. Ứng dụng lục bình để xử lý nước thải

Lục bình có tên khoa học là Eichhoria crassipes. Ở nước ta lục b ình còn có tên
là bèo Tây, bèo Nhật Bản.




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 19
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1




H ình 2.4: H ình dạng của cây lục bình

Lục b ình là cây thân thảo, trôi nổi trên m ặt nước. Thân gồm một cái trục mang
nhiều lóng ngắn và những đốt mang rễ và lá.

Rễ sợi, cố định, không phân nhánh, mọc thành chùm dài, chiếm 20 – 50%
trọng lượng của cây tùy theo môi trường sống nhiều hay ít chất dinh dưỡng.

Lá mọc theo dạng hoa thị, cuống phồng lên thành phao nổi. Cây con phao
n gắn và phồng to, cây già các phao kéo dài có thể tới 30 cm. Tính nổi của lục bình
là do tỉ lệ cao của khí ở trong cuống lá (chiếm 70% thể tích).

Hoa không đều, m àu xanh nhạt hoặc tím. Đài và cánh hoa cùng màu dính liền
với nhau ở gốc, cánh hoa trên có đốm vàng.

Lục b ình sinh trư ởng và phát triển ở nhiệt độ 10oC – 40oC nhưng mạnh nhất ở
nhiệt độ 20oC – 30 oC, vì vậy ở nước ta lục b ình sống quanh năm.

Vai trò của các bộ phận của thực vật nước trong hệ thống xử lý (Chongrak
Polprasert, 1997)

Phần cơ thể Nhiệm vụ
Là giá bám cho vi khuẩn phát triển
Rễ và/hoặc
thân Lọc và hấp phụ chất rắn
và/hoặc Hấp thụ ánh sáng mặt trời do đó ngăn cản sự phát triển của tảo
Thân
lá ở mặt nước Làm giảm ảnh hưởng của gió lên hồ xử lý
hoặc phía trên Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển
mặt nước Chuyển oxy từ lá xuống rễ




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 20
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Hệ thống xử lý nước thải bằng hồ lục b ình có thể xem như là một bể lọc sinh
học nhỏ giọt, vận tốc thấp có d òng chảy theo chiều ngang. Cơ chế loại chất ô nhiễm
của hệ thống chủ yếu là lắng và phân hủy sinh học, bộ rễ của chúng có tác dụng như
một bộ lọc cơ học và tạo giá bám cho vi sinh vật.

Oxy dùng đ ể oxy hóa chất hữu cơ trong hồ được cung cấp bởi sự khuếch tán
của không khí, sự quang h ợp của tảo và giải phóng từ rễ của lục bình thông qua lớp
b iofilm. Hai quá trình đầu tiên chuyển đổi oxy trực tiếp bên trong nước, trong khi
quá trình thứ ba oxy đư ợc giải phóng thông qua lớp biofilm.

Sự khuếch tán của không khí liên quan đến hiệu quả của quá trình di chuyển
o xy qua lại. Oxy di chuyển qua bề mặt của hồ khoảng 0.5-1.5g/m3.ngày (Imhoff et
al 1971). Trong hồ lục bình, sự di chuyển n ày kém hơn do lục b ình che phủ mặt hồ
và sự chuyển động không đều của gió.

Mặt khác tảo không tham gia quá trình oxy hóa khi lục bình che phủ bề mặt
n ên oxy có được do sự quang hợp của tảo giảm đáng kể(Gee&Jensen, 1980, trích
d ẫn bởi R. Sooknah, 1999). Nguồn oxy chủ yếu được giải phóng từ rễ lục bình.

Oxy từ rễ lục bình di chuyển vào nước thông qua lớp biofilm. Giả thuyết về
cấu trúc của lớp biofilm được đề nghị bởi Timberlake (Timberlake et al, 1988).
Theo tác giả, lớp biofilm có thể có 4 vùng cho vi khu ẩn hoạt động, lớp nitrat hóa
n ằm gần vùng cung cấp, lớp lên men yếm khí nằm gần bề mặt chất lỏng và 2 lớp
trung gian là khử nitrat và sự oxy hóa hectotrophic. Do đó nồng độ oxy trong nước
giảm theo chiều sâu.

 Cơ chế loại chất hữu cơ BOD5

Trong các hồ xử lý, các chất rắn lắng được sẽ lắng xuống đáy dưới tác dụng
của trọng lực và sau đó bị phân hủy bởi các vi sinh vật kỵ khí. Các chất rắn lơ lửng
hoặc hữu cơ hòa tan đ ược loại đi bởi hoạt động của các vi sinh vật nằm lơ lửng
trong nước bám vào thân và rễ của lục bình. Vai trò chính của việc loại chất hữu cơ
là do ho ạt động của các vi sinh vật, việc hấp thu trực tiếp do lục bình không đáng kể
nhưng lục b ình tạo giá bám cho các vi sinh vật thực hiện vai trò của m ình.




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 21
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
 Cơ chế loại N

 Bị hấp thụ bởi lục bình và sau đó khi lục bình được thu hoạch th ì N
được loại khỏi hệ thống.

 Sự bay h ơi của amoniac.

 Quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa của các vi sinh vật.

Trong đó quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa góp phần lớn nhất. Lục bình
cung cấp giá bám cho các vi khuẩn nitrat hóa. Để quá trình nitrat hóa có th ể xảy ra,
h àm lượng DO phải ở mức 0,6–1,0 mg/L. Do đó độ sâu mà quá trình nitrat hóa có
th ể xảy ra quan hệ mật thiết với lưu lượng nạp BOD và tốc độ chuyển hóa oxy vào
nước. Quá trình khử nitrat hóa diễn ra trong điều kiện thiếu khí (anoxic) và quá
trình này cần phải cung cấp thêm nguồn carbon cho các vi sinh vật tổng hợp các tế
b ào của nó và pH phải duy trì ở mức trung tính.

 Cơ chế loại P

P trong nước thải được khử đi do lục bình h ấp thụ vào cơ thể, bị hấp phụ hay
kết tủa. Trong cơ ch ế khử P, hiện tư ợng kết tủa và hấp phụ góp phần quan trọng
nhất (Whigram et al, 1980 trích dẫn bởi Lê Hoàng Việt, 2000). Tuy nhiên, hiệu suất
của quá trình này khó có th ể tiên đoán được. Quá trình hấp phụ và kết tủa phụ thuộc
vào các nhân tố như là pH, kh ả năng oxy hóa khử, hàm lượng sắt, nhôm, canxi và
các thành ph ần sét.

Cuối cùng, P sẽ được loại bỏ khỏi hệ thống qua việc :

 Thu hoạch lục bình.

 Vét bùn lắng ở đáy.

Công dụng của lục bình

Lục b ình là một trong các thực vật nước có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất, khả
n ăng cạnh tranh dinh dưỡng và các yếu tố cần thiết cho sự sống của lục bình cao
h ơn hẳn so với các thực vật nước khác. Trong một thời gian ngắn, lục bình phát
triển sinh khối làm kín cả mặt hồ. Người dân th ường thu hoạch lục bình tận dụng
vào các mục đích sau :

 Làm nguyên liệu cho các ngành thủ công

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 22
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Hiện nay ở Việt Nam, lục bình đang thiếu trong nghề đan giỏ xuất khẩu, giá
lục bình khô là 6,500-7000đ/kg. Lục b ình rất có giá trị kinh tế.

 Làm thực phẩm cho gia súc

 Làm phân xanh

Lục bình là một trong những nguyên liệu dùng sản xuất phân xanh rất có
hiệu quả vì thành phần dinh dưỡng trong lục bình khá cao.

 Dùng sản xuất khí sinh học biogas

Lục b ình được các vi sinh vật kỵ khí phân giải tạo thành sản phẩm cuối cùng
của quá trình phân hủy là khí CH4, khí này có thể tận dụng làm khí đốt trong
việc tạo ra năng lư ợng cho sinh hoạt hay cho các ngành sản xuất.




Hình 2.5: Hồ hiếu khí có sử dụng thực vật nước là lục bình




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 23
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ
LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO CÔNG
SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM
3.1. Cơ sở lựa chọn phương án xử lý nước thải
Để xác định đ ược dây chuyền công ngh ệ xử lý cần phải phân tích được các chỉ tiêu
gây ô nhiễm, công việc này có tính chất rất quan trọng vì nó quyết định dây chuyền
công nghệ và hiệu suất của quá trình xử lý nước thải.
Lượng nước thải chăn nuôi chủ yếu là từ công đoạn tắm cho heo và rửa chuồng, vì
vậy mà thành phần của nước thải chủ yếu là của phân và nước tiểu. Đó là lý do mà
h àm lượng BOD, Nitơ tổng và photpho tổng trong nước thải cao. Công việc loại bỏ
Nitơ và photpho trong nước là rất khó, thường đư ợc xử lý bằng phương pháp sinh
học.
Thành phần nước thải chăn nuôi heo


Tiêu ch ẩn thải nguồn
Đặc tính Nồng độ Đơn vị
loại B (5945-1995)
pH 7,2 5 ,5-9
BOD5 2817 m g/L 50
COD 5210 m g/L 100
SS 615 m g/L 100
Ntổng 206 m g/L 60
Ptổng 37 m g/L 6
5,8.109
Coliform MPN/100mL -




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 24
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
3.2. Phương á n 1
Nước thải



Chôn lấp
Lưới chắn rác



Bể lắng cát San lấp

Nước sau tách bùn
Bể điều hòa


Bể lắng 1 Bể nén bùn Máy nén
Máy
bùn
thổi khí
Bể UASB
Làm phân
bón
Bể lọc sinh
học cao tải

Bể lắng 2


Bể tiếp xúc Nguồn tiếp nhận

Đường nước
Đường bùn
Đường khí
Đường cát

 Thuy ết minh qui trình công nghệ
Nước thải được đưa qua lưới chắn rác nhằm loại bỏ một phần rác có kích
thước lớn, rác từ đây được thu gom và đem đi chôn lấp. Sau đó nư ớc thải được đưa
qua bể lắng cát. Tại đây, lượng cát có trong nước thải sẽ lắng xuống và được đem đi
san lấp. Nước từ bể lắng cát tiếp tục qua bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng
độ. Sau đó, nước thải được bơm đến bể lắng đợt I để tách một phần chất hữu cơ d ễ
lắng. Bùn thu được tại đây là dạng bùn tươi, được bơm về bể nén bùn. Nước thải
được tiếp tục b ơm qua bể UASB, sau công trình này nước được đưa qua bể lọc sinh



GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 25
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
học cao tải. Nước thu được cho chảy qua bể lắng đợt 2, sau đó khử trùng bằng clo
trước khi đưa ra ra nguồn tiếp nhận.

 Ư u điểm

 Diện tích công trình nhỏ.
 Hiệu quả xử lý tương đối cao, nước đầu ra đạt tiêu chuẩn.
 K huyết điểm
 Bể lọc sinh học cao tải dễ bị tắt nghẽn theo thời gian.
 Tốn chi phí hóa chất.
 Chi phí vận hành cao.

3.3. Phương á n 2
Nước thải

Lư ới chắn rác
Chôn lấp

Ngăn tiếp nhận


San lấp
Bể lắng cát

Nước sau tách bùn
Bể điều hòa


Bể lắng 1 Bể nén bùn Máy nén bùn
Máy
thổi khí
Bể UASB
Làm phân
bón
Bể aerotank


Bể lắng 2


Hồ sinh học Nguồn tiếp nhận

Đường nư ớc
Đường bùn
Đường khí
Đường cát
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 26
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1


 Thuy ết minh qui trình công nghệ
Nước thải được đưa qua lưới chắn rác nhằm loại bỏ một phần rác có kích
thước lớn, rác từ đây được thu gom và đem đi chôn lấp. Sau đó nư ớc thải được đưa
vào ngăn tiếp nhận rồi qua bể lắng cát. Tại đây, lư ợng cát có trong nước thải sẽ lắng
xuống và được đem đi san lấp. Nước từ bể lắng cát tiếp tục qua bể điều hòa để ổn
đ ịnh lưu lượng và nồng độ các chất gây ô nhiễm. Sau đó, nước thải được bơm đến
b ể lắng đợt I có dạng bể lắng ly tâm để tách một phần chất hữu cơ dễ lắng. Bùn thu
được tại đây đư ợc b ơm về bể nén bùn. Nước th ải tiếp tục qua bể UASB. Tại bể
UASB, các vi sinh vật kỵ khí ở dạng lơ lửng sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong
nước thải thành các ch ất vô cơ dạng đ ơn giản và khí CO2, CH4, H2S…. Trong b ể
UASB có bộ phận tách 3 pha: khí , nước thải và bùn. Nước thải sau khi được tách
bùn và khí được dẫn sang bể Aerotank. Tại đây diễn ra quá trình phân hủy hiếu khí
các hợp chất hữu cơ. Bể đ ược thổi khí liên tục nhằm duy trì điều kiện hiếu khí cho
vi sinh vật phát triển. Sau đó nước thải được dẫn sang bể lắng II, tại đây diễn ra quá
trình phân tách nước thải và bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải
ở phía trên đư ợc dẫn qua hồ sinh học để xử lý tiếp. Nước thải sau khi qua hồ sinh
học đạt tiêu chu ẩn loại B sẽ được thải ra nguồn tiếp nhận.

 Ư u điểm
 Hệ thống xử lý n ước thải vận hành tương đối dễ d àng.
 Nước đầu ra đạt tiêu chu ẩn.
 Kh ả thi về mặt kinh tế.
 K huyết điểm
 Tốn nhiều diện tích do sử dụng hồ sinh học trong quá trình xử lý.
 Quá trình vận h ành cần phải theo dõi thường xuyên cường độ sục khí trong
bể.




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 27
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC
CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 2

4.1. Lưới chắn rá c
4.1.1. Nhiệm vụ
Lưới chắn rác có nhiệm vụ tách các vật thô như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẩu đá,
gỗ và các vật khác trư ớc khi đưa vào các công trình xử lý phía sau. Lư ới chắn rác có
th ể đặt cố định hoặc di động, lưới chắn rác giúp tránh các hiện tư ợng tắc nghẽn
đường ống, mương d ẫn và gây tắt nghẽn bơm.
4.1.2. Tính toán
Lưu lượng nư ớc thải ra của trại chăn nuôi là Qt = 500(m 3/ngđ). Thời gian tắm heo
trong ngày là 3 lần, m ỗi lần là từ 5h - 7h, 9h - 11h và từ 16 - 18h. Thời gian nước
th ải ra trong một ngày là 6 giờ, vậy lưu lượng trong 1 giờ là:
Q 500
 
 83,33 m3 / h
Qh  
t 6
Chọn lưới cố định dạng lõm có kích thước mắt lưới d = 0,35mm tương ứng với
tải trọng LA = 700l/phut.m 2, đạt hiệu quả xử lý cặn lơ lửng E = 10%.
Giả sử lưới chắn rác được chọn theo thiết kế định hình có kích thước lư ới B* L
= 0,8 x 1,2 m.
Diện tích bề mặt lưới:
Q 83,33m /h * 1h *1000l  2
1,98m
h
A   2 3
L 700l / ph.m 60 ph m
A



Số lưới chắn rác
1,98m 2
A
n   2luoi
B.L 0,8m.1, 2 m

Tải trọng làm việc thực tế
3
Q 83,33m / h * 1h *1000l  2
th
723l / ph.m
h
LA   3
L*B*n 0,8m*1,2m*2 60 ph m
Tổng lượng SS sau khi qua lưới chắn rác giảm 10%
SS còn lại = 615.(1 – 0,1) = 553,5(mg/l)


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 28
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



4.2. Ngăn tiếp nhận
4.2.1. Nhiệm vụ
Nước thải từ trại chăn nuôi heo sau khi qua lưới chắn sẽ chảy đến ngăn tiếp
nhận. Từ đây n ước thải được đưa đi phân phối cho các công trình xử lý tiếp theo.
4.2.2. Tính toán




Mặt bằng ngăn tiếp nhận Mặt cắt 1 - 1

Thể tích hữu ích của ngăn tiếp nhận được tính theo công thức:
1
 41, 7( m3 )
V  Qh .t  83,33.30.
60
Với : t là thời gian lưu nư ớc trong ngăn tiếp nhận, t = 10 – 30 phút.
Chọn t = 30 phút
Kích thước ngăn tiếp nhận:
Chọn chiều sâu hữu ích h = 2 m
Chiều cao bảo vệ h bv = 0 ,5 m
 Chiều cao xây dựng ngăn tiếp nhận: H = h + hbv = 2 ,5 (m)
V 41, 7
 20,85(m 2 )
==> B  L  
h 2
Chọn B = 4 m , L = 5 m
Vậy kích thước ngăn tiếp nhận là: L x B x H = 5 x 4 x 2,5m.
Tính bơm chìm để bơm nước thải
Công suất của bơm được tính theo công thức:
 .g.H .Q 1000.9,81.6.83,33
N   1, 7(kW )
1000 1000.0,8.3600


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 29
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Với:
Q : lưu lượng nước thải (m3/s).
H : chiều cao cột áp toàn phần, H = 6 (mH2O).
 : khối lượng riêng của nư ớc (kg/m3).
 : hiệu suất bơm (%).
Công suất thực tế của máy bơm:
NTT = 1,2.N = 1,2.1,7 = 2 (kW)
Chọn 2 bơm công suất 2kW, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng.
Bảng tổng hợp các thông số thiết kế ngăn tiếp nhận

Tên thông số Đơn vị Kích thước
STT
Chiều d ài
1 m 5
Chiều rộng
2 m 4
Chiều cao
3 m 2,5
Thời gian lưu nước
4 phút 30



4.3. Bể lắng cá t
4.3.1 Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của bể lắng cát là lắng các hạt cặn có kích thước lớn nhằm bảo vệ các
thiết bị máy móc khỏi bị m ài mòn, giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống,
kênh, mương d ẫn…
Bể lắng cát dùng để tách các hợp phần không tan vô cơ chủ yếu là cát ra kh ỏi
n guồn nước.
4.3.2. Tính toán
Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là 0,15 m/s  v
 0,3 m/s và thời gian lưu nước trong bể là 30s  t  60s (Điều 6.3.20 TCXD 51 –
84).
Chọn thời gian lưu của bể lắng cát ngang: t = 60s
Chọ vận tốc nước trong bể lắng ngang: vn = 0,2 (m/s)
Thể tích tổng cộng của bể lắng cát ngang
83,33.60
 1, 4(m3 )
W  Qs .t 
3600

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 30
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cát ngang
Qs 83,33
 0,12m 2
Fn  
vn 0, 2.3600

Chiều rộng của bể lắng cát ngang
Fn 0,12
B   0, 4m
H 0,3
Với H: chiều cao công tác của bể lắng cát ngang 0,25m -1m. (Điều 6.3.4 –
TCXD 51-84). Chọn H = 0,3 m.
Chia bể lắng cát thành 2 đ ơn nguyên n = 2.
Chiều dài của bể lắng ngang
W 1, 4
L   5,83m
n * B * H 2*0, 4*0,3
Chọn L = 6m
Lượng cát trung bình sau mỗi ngày đêm
Qtbngay * q0 500*0,15
 0,075m3 / ngaydem
Wc  
1000 1000
3 3
Với q0: lượng cát trong 1000m n ước thải, q0 = 0,15m cát/ngaydem
Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 1 ngày đêm:
Wc * t x 0,075*1
hc    0, 016m
L * B * n 6*0, 4* 2
Với tx = 1: chu k ỳ lấy cát là 1 ngày đêm
Chiều cao xây dựng của bể:
HXD = h + h c + hbv = 0,3 + 0,016 + 0,3 = 0,62m
Trong đó:
h : chiều cao công tác của bể lắng cát; h = 0,5m.
h c : chiều cao lớp cát trong bể; hc = 0,0125m.
h bv: chiều cao bảo vệ; h bv = 0,3 m.

4.4. Bể điều hòa
4.4.1. Nhiệm vụ
Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và n ồng độ nước thải dòng vào,
tránh lắng cặn và làm thoáng sơ bộ, qua đó oxy hoá một phần chất hữu cơ trong
nước thải. Nước thải được ổn định về lưu lượng và nồng độ để thuận lợi cho việc xử


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 31
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
lý ở các công trình xử lý sau, nhất là sẽ tránh được hiện tượng quá tải của hệ thống
xử lý.
Để đảm bảo điều hoà nồng độ, lưu lượng và tránh lắng cặn, bể được bố trí hệ
thống thổi khí làm việc liên tục.
4.4.2. Tính toán
Chọn thời gian lưu nước của bể điều hoà t = 6h (quy phạm 6 - 1 2h).
Thể tích cần thiết của bể:
V = Qtb . t = 20,83.8 = 166,67 (m3)
h



Chọn chiều cao hũu ích của bể điều là H = 4m.
Chiều cao bảo vệ là Hbv = 0,3m.
→ Chiều cao xây dựng bể điều hòa là 4,3m.
Diện tích bể:
V 166, 67
 41, 67( m2 )
F 
H 4
Chọn chiều rộng bể là 6m, chiều dài bể là 7m.
Vậy kích thước bể điều hòa là L x B x H = 7 x 6 x 4,3 (m).
Tính toán hệ thống sục khí
Chọn khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén cần cho
thiết bị khuấy trộn:
q khí = R * Vdh = 0,012 m 3/m3.phút * 208,42m 3 = 2 ,5m 3/phút = 2500 l/phút.
Trong đó:
R: tốc độ khí nén, R = 10 – 15 l/m 3.phút.
Chọn r = 12l/m3.phút = 0,012 m3/m3.phút
Vdh: th ể tích của bể điều hoà

Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí

Loại khuếch tán khí Lưu lư ợng khí Hiệu suất chuyển hoá oxy
Cách bố trí Tiêu chuẩn ở độ sâu 4.6m, %
(l/phút.cái)
Đĩa sứ - lưới 11 – 96 25 – 40
Chụp sứ - lưới 14 – 71 27 – 39
Bản sứ - lưới 57 – 142 26 – 33
Ống plastic xốp cúng bố trí:
 Dạng lư ới 68 – 113 28 – 32

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 32
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
 Hai phía theo chiều dài( 85 – 311 17 – 28
dòng chảy xoắn hai
b ên) 57 – 340 13 – 25
 Một phía theo chiều
d ài(dòng ch ảy xo ắn
một b ên) 28 – 198 25 – 36
Ống plastic xốp mềm bố trí: 57 – 198 19 – 37
 Dạng lư ới
 Một phía theo chiều d ài 28 – 113 22 – 29
Ống khoan lỗ bố trí: 57 – 170 15 – 19
 Dạng lư ới
 Một phía theo chiều d ài


Chọn khuếch tán khí bằng đĩa sứ bố trí dạng lưới. Vậy số đĩa khuếch tán là:
qkk 2500
 30 (đĩa)
n= 
r 80
Trong đó: r: lưu lượng khí, chọn r = 80 l/phút. đĩa.
Các đĩa đư ợc bố trí dạng lưới đều khắp đáy bể.
Phân phối đĩa thành 6 hàng theo chiều d ài, mỗi hàng 5 đĩa.
Chọn đường ống dẫn khí:
Với lưu lượng khí qkk = 2,5 m3/phút = 0,042 m 3/s và chọn vận tốc khí trong
ống vkk= 10 m/s (v = 10 – 15 m/s) có th ể chọn đường kính ống chính :
4qkk 4.0, 042
D   0, 07(m)
 .v  .10
Chọn ống chính có đ ường kính 75mm.
0, 042m3 / s
 7.10 3 m3 / s và chọn vận tốc
Đối với ống nhánh có lưu lượng qn 
6
trong ống nhánh là 10 m/s → Đường kính ống nhánh là:

4.7.103
4qkk
Dn    0, 03(m)
 .v  .10
Chọn ống chính có đ ường kính 32 mm.

Áp lực và công suất của hệ thống nén khí


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 33
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo công thức:
Htc = hd + hc + hf + H
Trong đó:
h d: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều d ài trên đường ống dẫn
h c: tổn thất áp lực cục bộ, m
h f: tổn thất qua thiết b ị phân phối, m
H: chiều cao hữu ích của bể điều hoà, H = 4 m
Tổng tổn thất hd và h c thường không vượt quá 0,4m, tổn thất hf không vượt
quá 0,5m, do đó áp lực cần thiết là:
Htc = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9 mH2O = 0,49 at
Công suất máy thổi khí tính theo công thức sau:
 P 0,283 
G.R.T
 2   1
P
29, 7.n.  P  
 
1


Trong đó:
+ P: Công suất yêu cầu của máy (KW)
+ G: trọng lượng dòng khí(Kg/s)
G = qk . khí = 0,042.1,29 = 0,054 (Kg/s)
+R: hằng số khí. R = 8,314 (KJ/K.mol.oK )
+ T: nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào:
T1= 273 + 25 = 298 oK
+ P1 : áp lực tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1at
+ P2: áp lực tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 =Htc + 1 at = 1,49 at
k  1 1,395  1
 0, 283 ( k = 1,395 đới vi không khí).
+n 
k 1,395
+ 29,7: hệ số chuyển đổi.
+  : hiệu suất của máy nén khí,  = 0,7 – 0,9, chọn  = 0,8.
0,283
0, 054.8,314.298  1, 49  
P  1  2, 4( KW )
 
29, 7.0, 283.0,8  1  
 
Công suất của máy thổi khí là 2,4KW.

Tính toán các ố ng dẫn nước vào và ra khỏi bể điều hoà:




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 34
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Nước thải được bơm từ ngăn tiếp nhận vào bể điều ho à, chọn vận tốc nước vào
b ể là 0,7 m/s, lưu lượng nước thải 55,56m3/h, đường kính ống vào là:
4Q 4.55,56
Dv    0,168(m)
 .v.3600  .0, 7.3600
 Chọn ống nhựa PVC có đường kính  160

Chọn vận tốc nước ra khỏi bể là 1m/s, đường kính ống dẫn n ước ra:
4.20,83
Dr   0, 086(m)
 .1.3600
 Chọn ống nhựa PVC có đường kính  90 .

Tính bơm để bơm nước thải
Công suất của bơm được tính theo công thức:
 .g.H .Q 1000.9,81.8.20,83
N   0,57(kW )
1000 1000.0,8.3600
Với:
Q : lưu lượng nước thải (m3/s).
H : chiều cao cột áp toàn phần, H = 8 (mH2O).
 : khối lượng riêng của nước (kg/m 3).
 : hiệu suất bơm (%). Chọn  = 0,8.
Công suất thực tế của máy bơm:
NTT = 1,2.N = 1,2.0,57 = 0,7 (kW)
Chọn 2 bơm công suất 0,7 kW, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 35
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1


Tổng hợp tính toán bể điều hoà

Thông số Giá trị

Chiều d ài, L(m) 7

Chiều rộng, B(m) 6

Chiều cao, H(m) 4,3

Số đĩa khuyếch tán khí, n(đĩa) 30

Đường kính ống dẫn khí chính, D(mm) 75

Đường kính ống nhánh dẫn khí, dn(mm) 32

Đường kính ống dẫn n ước vào b ể (mm) 160

Đường kính ống dẫn n ước ra khỏi bể (mm) 90

Công suất máy nén khí, N(kW) 2,4



4.5. Bể lắng đợt I
4.5.1. Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là lo ại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải
sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó. Ở đây các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn
h ơn tỷ trọng của nư ớc sẽ lắng xuống đáy.
4.5.2. Tính toán
Giả sử sau lưới chắn rác, bể lắng cát, bể điều hòa, hàm lượng chất rắn giảm
khoảng 25%. Nồn g độ SS vào b ể lắng I là 461 mg/l.
Hiệu quả khử SS của bể lắng I đạt 60%. Vậy hàm lượng cặn lơ lửng ra khỏi bể
lắng I là 184 mg/l.
Chọn bể lắng đợt I có dạng hình tròn trên m ặt bằng, nước thải vào từ tâm và thu
nước theo chu vi bể (bể lắng ly tâm).



GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 36
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1




Các thông số cơ b ản thiết kế cho bể lắng đợt I
Thông số Giá trị
Trong kho ảng Đặc trưng
Th ời gian lưu nước, giờ 1.5 – 2.5 2.0
Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày
 Lưu lượng trung bình 32 – 48
 Lưu lượng cao điểm 80 – 120 102
Tải trọng máng tràn, m3/m .ngày 125 - 500 248
Ống trung tâm
 Đường kính 15 – 20% D
 Chiều cao 55 – 65% H
Chiều sâu H của bể lắng, m 3.0 – 4.6 3.6
Đường kính D của bể lắng, m 3.0 – 60 12 – 45
Độ dốc đáy bể, mm/m 62 – 167 83
Tốc độ thanh gạt bùn, vòng/phút 0.02 – 0.05 0 .03


Diện tích bề mặt của bể lắng ly tâm trên mặt bằng đư ợc tính theo công thức:
Q 500
 15, 625(m 2 )
A 
LA 32

Trong đó:
Q:lưu lượng nước thải (m 3/ngđ).
LA: tải trọng bề mặt, chọn LA = 32 (m3/m2.ngày)
Đường kính bể lắng:
4 4
D .A  .15, 625  4, 46(m)
 
Đường kính ống trung tâm:
d = 20%D = 20%.4,46 = 0,9 (m)
Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng H=3m, chiều cao lớp bùn lắng h b=0,7m,
chiều cao lớp trung ho à hth= 0,2m, chiều cao bảo vệ hbv= 0,3m. Vậy chiều cao tổng
cộng của bể lắng đợt I là:


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 37
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Htc = H + h b + hth + h bv = 3 + 0,7 + 0,2 + 0,3 =4,2 (m)
Chiều cao ống trung tâm:
h = 60%H = 60%.3= 1,8 (m)
Kiểm tra thời gian lưu nư ớc của bể lắng:
Thể tích bể lắng:
2 
( D  d 2 ).H  (4, 462  0,9 2 ).3  45( m3 )
W
4 4
Thời gian lưu nước:
W 45.24
 2,16(h)  (1,5  2,5)  tho ả m ãn
t 
Q 500
Tải trọng bề mặt:
500
Q
 35, 68 (m 3/m.ngày)
Ls = 
 D  .4, 46
Ls < 500m3/m.ngày  thoả mãn
Giả sử hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt 60% ở tải trọng 32m3/m 2.ngày. Lượng bùn
tươi sinh ra mỗi ngày là:
Mtươi = 461gSS/m3.500m3/ngày.0,6/1000g/kg = 138,3 (kgSS/ngày)
Giả sử nước thải có h àm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỷ số VSS : SS = 0,8 và
khối lư ợng riêng của bùn tươi = 1,053kg/l. Vậy lưu lư ợng bùn tươi cần phải xử lý
là:
138,3kg / ngay 1 3
Qtươi =  2,63 (m /ngày)
.
0, 05.1, 053kg / l 1000
Lượng bùn tươi có khả năng phân huỷ sinh học:
Mtươi ( VSS)= 138,3 kgSS/ngày.0,8 = 110,64 (VSS/ ngày)




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 38
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1


Máng thu nước

Máng thu nước đặt ở vòng tròn, có đường kính bằng 0,8 đường kính bể:

Dm = 0,8.D = 0,8.4,46 = 3,57 (m)

Chiều dài máng thu nước:

Lm =  Dm =  .3,57 = 11,2 (m)

Chiều cao máng hm = 0 ,5m

Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không
gỉ có dạng chữ V, góc 900C.

Tính bơm bùn đến bể nén bùn : bơm 10 phút/ngày

 gHQ 1008.9,81.10.0, 004
N=   0, 5(kW )
1000 1000.0,8


Trong đó:

Q : lưu lượng bùn bơm đ ến bể nén bùn (m3/s).

H : chiều cao cột áp toàn phần. H = 10 (mH2O).

 : khối lượng riêng của bùn (kg/m3).  = 1008 kg/m 3.


 : hiệu suất bơm (%). Chọn  = 0,8.


Công suất thực tế của máy b ơm:

NTT = 1,2.N = 1,2.0,5 = 0,6 (kW)

Chọn 2 bơm công su ất 0,6 kW ho ạt động luân phiên nhau đ ể bơm bùn đ ến bể
n én bùn.

Tính bơm từ bể lắng I sang bể UASB

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 39
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Công suất của bơm được tính theo công thức:

 gHQ 1008.9,81.6.20,83
N=   0, 43(kW )
1000 1000.0,8.3600


Với:
Q : lưu lượng nư ớc thải (m3/s).
H : chiều cao cột áp toàn phần, H = 6 (mH2O).
3
 : khối lượng riêng của nước (kg/m ).

 : hiệu suất bơm (%). Chọn  = 0,8.
Công suất thực tế của máy b ơm:
NTT  1, 2  N  1, 2  0, 43  0,52  kW 

Chọn 2 bơm công su ất 0,52 kW, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng.

Tổng hợp tính toán bể lắng đợt I

Thông số Giá trị
Đường kính bể lắng, D(m) 4,46
Chiều cao bể lắng, H(m) 4,2
Đường kính ống trung tâm, d(m) 0,9
Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1,8
Đường kính máng thu n ước, m 3,57
Chiều dài máng thu nước, m 11,2
Kích thước máng Chiều cao máng thu nước, m 0,5
Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày, Mtươi(kgSS/ngày) 138,3
Lưu lượng bùn tươi cần xử lý, Qtươi(m3/ngày) 2,63



4.6. Bể UASB
4.6.1. Nhiệm vụ
Làm giảm đáng kể h àm lượng COD, BOD trong nước thải bằng cách sử dụng
lớp cặn lơ lửng (có chứa rất nhiều vi sinh vật yếm khí) trong dịch lên men nhờ hệ
thống nước thải chảy từ phía dưới lên. Đồng thời tạo thuận lợi cho quá trình xử lý
h iếu khí trong bể aerotan k.
4.6.2. Tính toán
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 40
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Giả sử sau các công trình xử lý sơ bộ hiệu quả xử lý đạt đ ược:
ECOD = 20%
EBOD = 20%
Các thông số đầu vào:
Lưu lượng Q=500 m3/ng.đ
BOD5 = 2254 mg/l
COD = 4168 mg/l
SS = 184 mg/l
Các thông số đầu ra:
BOD5 = 451 mg/l (EBOD = 80%)
COD = 834 mg/l (ECOD = 80%)
SS = 147 mg/l (ESS = 20%)
Dung tích phần xử lý kỵ khí cần thiết:
Q.C 500.4168 3
 260,5 (m )
V 
LCOD 8.1000

Trong đó:
C: Hàm lượng COD đầu vào (mg/l).
LCOD: Tải trọng thể tích. LCOD = 8kgCOD/m 3.ngày. (Bảng 10 – 10, “XLNT
đô th ị và công nghiệp”, Lâm Minh Triết).
Diện tích bề mặt bể UASB:
Q 500
 41, 66( m 2 )
F 
LA 12

LA : Tải trọng bề mặt phần lắng, L = 12 m 3/m2.ngày. (Bảng 10 –9,
Với:
“XLNT đô th ị và công nghiệp” , Lâm Minh Triết).
Chia bể thành 2 đơn nguyên h ình vuông, vậy cạnh mỗi đơn nguyên là:
F 41, 66
W   4,56(m)
n 2
Chiều cao phần xử lý kỵ khí:
V 260.5
H1    6, 25(m)
F 41, 66

Tổng chiều cao của bể là:
H = H1 + H2 + H3
Trong đó:

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 41
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
H1: chiều cao phần xử lý kỵ khí.
H2: chiều cao phần lắng, chọn H2 = 1 ,5m.
H3: chiều cao bảo vệ, H3 = 0,3m.
→ Chiều cao bể:
H = 6,25 + 1,5 + 0,3 = 8,05(m)
Chọn H = 8m.
Bố trí mỗi đơn nguyên 2 phễu thu khí. Mỗi phễu có chiều cao 1,5m. Đáy phễu
thu khí có chiều dài bằng cạnh đơn nguyên: l = W = 4,56m và chiều rộng W =
1 ,9m.
Vậy phần diện tích bề mặt khe hở giữa các phễu thu khí là:
Akh A  Ap 4, 56.4,56  2.4, 56.1, 9
 .100  .100  16, 67%
A A 4,56.4,56

Giá trị này nằm trong khoảng Akh/A = 15 – 2 0%
Trong đó:
A: Diện tích bề mặt bể
Akh: Diện tích khe hở giữa các phễu thu khí
Ap: Diện tích đáy phễu thu khí
Tính hệ thống phân phối nước:
Bố trí mỗi đơn nguyên 10 ống phân phối nước vào, diện tích trung bình cho 1
đ ầu phân phối là:
4,56.4,56 2 2
 2,1 m /đầu  [2 – 5 m /đ ầu]
an 
10
Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể ( TS = 5% )
CSS .V 30.260,5
 156, 3 (tấn)
Mb  
TS 0, 05.1000
Trong đó:
Css: Hàm lượng bùn trong bể. Css = 30 kg/m3 (Theo “Xử lý nước thải đô thị
và công nghiệp”, Lâm Minh Triết).
TS: Hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu.
Hàm lượng COD của n ước thải sau xử lý kỵ khí:
CODra = (1 – ECOD).CODvào = (1 – 0,8).4168 = 834 mg/l
Hàm lượng BOD5 của nư ớc thải sau xử lý kỵ khí:
BOD5 = (1 – EBOD).BODvào = (1 – 0,8).2254 = 451 mg/l
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 42
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Lượng sinh khối h ình thành mỗi ngày:
Y  S 0  S  Q 
 
Px 
1  k d c

Trong đó:
Y: hệ số sản lượng sinh tế bào, Y = 0,04 g VSS/g COD
kd: hệ số phân hủy nội bào
c : thời gian lưu bùn (35 – 100 ngày), chọn c = 90 ngày

S0, S: lượng COD đầu vào và đ ầu ra bể
Thể tích khí metan sinh ra mỗi ngày CH4
VCH 4  159  ( S 0  S )Q  1, 42 Px 

 (4168  834).500 
VCH 4  350,84   1, 42.28, 4
1000
 
= 570701 (l/ngày) = 507,1(m 3/ngày)
Trong đó:
VCH 4 : thể tích khí metan sinh ra ở điều kiện chuẩn ( nhiệt độ 00C và áp su ất

1 atm)
Px: lượng sinh khối sinh ra mỗi ngày (kgVS?ngày)
350,84: h ệ số chuyển đổi lý thuyết lượng khí metan sản sinh từ 1kg BODL
chuyển thành khí metan và CO2 (lit CH4 / kg BODL)
Lượng bùn dư bơm ra mỗi ngày:
Px 28, 4 3
 1, 26 (m /ngày)
Qw  
0, 75.Css 0, 75.30

CSS: hàm lượng bùn trong b ể (kg/m 3)
Lượng chất rắn từ bùn dư:
MSS = Qw.CSS = 1,26.30 = 37,8 (kg SS/ngày)

Tính các ố ng phân phối nước vào bể UASB:

Vận tốc nước chảy trong ống chính v = 0 ,8 - 2m/s, ch ọn v = 1m/s.
4Q 4.500
D= = = 0,086 (m)
 .v.24.3600  .1.24.3600
 Chọn ống nhựa PVC có đường kính  90
Từ ống chính chia làm 2 ống nhánh vào 2 đơn nguyên.Vận tốc n ước chảy
trong ống nhánh v = 0,8 - 2m/s, chọn v = 1m/s.
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 43
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
4Q / 2 4.500 / 2
Dn = = = 0,06 (m)
 .v.24.3600  .1.24.3600
 Chọn ống nhựa PVC có đường kính  60

4.7. Bể aerota nk
4.7.1. Nhiệm vụ
Bể aerotank được ứng dụng khá phổ biến trong các quá trình xử lý hiếu khí.
Mục đích chủ yếu của quá trình này là dựa vào ho ạt động sống và sinh sản của vi
sinh vật để ổn định chất hữu cơ làm keo tụ các hạt cặn lơ lửng không lắng được.
Tùy thuộc vào thành phần n ước thải cụ thể, Nitơ và Photpho sẽ được bổ sung để gia
tăng khả năng phân hủy của vi sinh vật.
* Các điều kiện, yêu cầu và các yếu tố môi trường ảnh h ưởng 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 nư ớc
th ải 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 lo ãng trư ớc khi xử lý.
- Lượng các nguyên tố dinh dư ỡng cần thiết cho quá trình sinh hóa diễn ra
b ình 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
h ay COD : N : P = 150 : 5 : 1
4.7.2. Tính toán
Các thông số thiết kế như sau:
Lưu lượng nư ớc thải : Q = 500 m3/ ngày đêm.
Hàm lượng BOD5 trong nước thải dẫn vào aeroten là 451 mg/l.
Hàm lượng BOD5 trong nước thải ở đầu ra là 90 mg/l.
Chọn aerotank kiểu xáo trộn ho àn toàn đ ể tính toán thiết kế. Các thông số cơ bản
tính toán :

 Thời gian lưu bùn :  c  5  15 ngày
 Tỷ số F/M : 0,2 – 0,6 kg/kg.ngày

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 44
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
3
 Tải trọng thể tích : 0,8 – 1,92 kgBOD5/m .ngày
 Nồng độ MLVSS : 2500 – 4000 mg/l
 Tỷ số tuần hoàn bùn ho ạt tính : Qth/Q = 0,25 – 1

Giả sử kết quả thực nghiệm tìm được các thông số động học như sau:

 Hệ số sản lượng bùn : Y = 0,5 mgVSS/mgBOD5.
: kd = 0 ,06 ngày-1.
 Hệ số phân huỷ nội bào

Áp dụng các số liệu sau dùng để tính toán:

 Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng dễ bay h ơi (MLVSS) với lượng chất rắn
lơ lửng (MLSS) có trong nư ớc thải là 0,8 (MLVSS/MLSS = 0,8)
 Nồng độ bùn ho ạt tính tuần hoàn (tính theo ch ất rắn lơ lửng) là
10000mg/l.
 Hàm lượng chất lơ lửng dễ bay hơi (MLVSS) trong hỗn hợp bùn ho ạt tính
ở bể aerotank X = 3800mg/l.
 Hàm lượng bùn ho ạt tính trong bể aerotank:

MLVSS 3800
MLSS =   4750mg / l.
0,8 0,8


 Nước thải đầu ra chứa 60mg/l cặn sinh học, tron g đó có 65% cặn dễ phân
hu ỷ sinh học.

Tính kích thước bể aerotank

Xác định nồng độ BOD5 hoà tan trong nước ở đầu ra theo công thức:

BOD5 ở đầu ra = BOD5 hòa tan đi ra từ bể aerotan k + BOD5 chứa trong lượng
cặn lơ lửng ở đầu ra.

Phần có khả năng phân huỷ sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là:

60.0,65mg/l = 39mg/l
Lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá hết lượng cặn này đư ợc tính dựa vào
phương trình phản ứng:
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 45
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
C5H7O2N + 5O2  5CO2 + 2H2O + NH3 + năng lượng
113mg 160mg
1mg 1 ,42mg
(lượng oxy cung cấp này chính là BOD20 của phản ứng)
Vậy BOD hoàn toàn của chất rắn có khả năng phân huỷ sinh học ở đầu ra là:
39 x 1,42 (mgO2 tiêu thụ/mg tế bào b ị oxy hoá) = 55mg/l
BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau bể lắng II là:
BOD5 = 0,68 BOD20 = 0,68 x 55= 37 mg/l
BOD5 hoà tan trong nước ở đầu ra xác định như sau:
ht
90 m g/l = BOD 5 + 37mg/l
ht
 BOD 5 = 53mg/l

Xác đ ịnh hiệu quả xử lý E:
Hiệu quả xử lý được xác định theo phương trình sau:
S0  S
E= .100
S0

Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hoà tan:
451  53
E= .100  88%
451
Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 tổng cộng:
451  90
Etc = 100  80%
451
Th ể tích bể aeroten được tính theo công thức sau:
Q. c .Y .(S 0  S ) 500.10.0,5(451  53)
 163m3
V= 
X .(1  kd . c ) 3800(1  0, 06.10)

Trong đó:
 c : thời gian lưu bùn, theo quy phạm 5 – 15 ngày, chọn  c = 10ngày

Q : lưu lượng trung bình ngày, Q = 500m3/ngày
Y : h ệ số sản lượng bùn, Y = 0,5 mgVSS/mg BOD5
S0: hàm lượng BOD5 dẫn vào aerotank, S0 = 451mg/l
S: hàm lượng BOD5 hoà tan của nước thải dẫn ra khỏi aerotan k,
S = 53mg/l.
X : nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn ho ạt tính,
X = 3800 mg/l.
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 46
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
-1
kd: hệ số phân huỷ nội b ào, chọn kd = 0.06 n gày .
Xác định thời gian lưu nước của bể aeroten:

V 163
  .24  7,8(h)
Q 500


Xác định kích thước bể aeroten:

Các kích thước điển hình của aerotank xáo trộn hoàn toàn

Thông số Giá trị
Chiều cao hữu ích, (m) 3.0 – 4.6
Chiều cao bảo vệ, (m) 0.3 – 0.6
Kho ảng cách từ đáy đến đầu khuyếch tán khí, (m) 0.45 – 0.75
Tỷ số rộng : sâu ( W: H) 1 : 1 – 2.2 : 1


Chọn chiều cao hữu ích của bể là 3,5m, chiều cao bảo vệ là 0,5m.
Vậy chiều cao tổng cộng của bể: H = 4m.
Chiều dài của aerotank là L = 9m.
Chiều rộng bể aerotank là W = 5,2m.
Kích thước bể aerotank: L x W x H = 9 x 5,2 x 3,5
Tính toán lưu lượng bùn thải bỏ mỗi ngày:




Giả sử bùn dư được xả bỏ (dẫn đến bể nén bùn) từ đ ường ống dẫn bùn tuần hoàn
và hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (MLVSS) trong bùn ở đ ầu ra chiếm 80%


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 47
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
h àm lượng chất rắn lơ lửng (MLSS). Khi đó lưu lượng bùn dư th ải bỏ được tính dựa
vào công thức:

V .X
c 
Qw . X r  Qc X c

Trong đó: V : th ể tích aerotank, V = 163m3

X : nồng độ MLVSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính ở bể aerotank,
X = 3800mg/l.

Qw: lưu lượng bùn th ải, m3.

Xr: nồng độ MLVSS có trong bùn hoạt tính tuần hoàn
Xr= 0,8.10000 = 8000 mg/l
Qc: lưu lượng nước thải ra khỏi bể lắng II, Qc = Q = 500m 3/ngày.
Từ đó tính được:
V . X   c .Qc .X c (163.3800)  (10.500.48) 3
Qw=  4, 7 (m /ngày)

c.X r 10.8000

Tính hệ số tuần hoàn 
Từ ph ương trình cân bằng vật chất viết cho bể lắng II (xem như lư ợng chất hữu
cơ bay hơi ở đầu ra của hệ thống là không đáng kể), ta có:
X (Q  Qr )  X r Qr  X r Qw

→ Lưu lượng bùn tuần hoàn:
XQ  X r Qw 3800.500  8000.4, 7 3
 443 (m /ngđ)
Qr  
Xr  X 8000  3800

Vậy, ta có:
Qr 443
   0,88
Q 500


K iểm tra tỷ số F/M và tải trọng hữu cơ:

Tỷ số F/M xác định theo công thức sau:
F S 451 -1
 0  0, 2 (ngày )
M X . 3800.7,8
Tải trọng thể tích:
S 0 .Q 3 451.500 3
.10  1, 4 ( kgBOD5/m 3.ngày)
L .10 
V 163

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 48
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Cả hai giá trị n ày đều nằm trong giá trị cho phép đối với aerotank xáo trộn
hoàn toàn:
F/M = 0,2 – 0,6
LBOD= 0,8 – 1,9
Tính lượng oxy cần thiết cần cung cấp cho aerotank dựa trên BOD20
Hệ số tạo bùn từ việc khử BOD5
Y 0,5
Yobs=   0,3125( mg / mg )
1  kd . c 1  0, 06.10

Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS:
Px  Yobs .Q.( BODvào  BODra )


0,3125.500.(451  53)
  62, 2( kgVSS / ngay )
1000
Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn:
Q.( S o  S ).10 3 (kg / g )
OCo=  1,42 Px
f

500.(451  53).10 3
=  1, 42.62, 2  204,3 (kgO2/ngày)
0, 68

Trong đó:
Q : lưu lượng nước thải , Q = 500m3/ngày.
So: BOD5 của nước thải đầu vào
S : BOD5 của nước thải đầu ra
f : hệ số chuyển đổi BOD5 sang BOD20, f = 0,68
1 ,42: hệ số chuyển đổi tế bào sang BOD.
Px: Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS
Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
CS 9, 08
OCt  OCo  203, 4  262kgO2 / ngày
CS  CL 9,08  2

Trong đó:
CS : nồng độ bão hòa của oxy trong n ước ở nhiệt độ làm việc, CS = 9,08 mg/l.
CL: lượng oxy hòa tan cần duy trì trong bể, CL = 2mg/l
Trong không khí, oxy chiếm 21% thể tích. Giả sử rằng trọng lượng riêng của
không khí là 1,2kg/m3. Vậy lượng không khí lý thuyết cho quá trình là:


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 49
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
M O2 262 3
 1039 (m /ngày)
Qkk  
0, 21.1, 2 0, 21.1, 2
Giả sử hiệu quả vận chuyển oxy của thuết bị thổi khí là 8%, h ệ số an toàn khi sử
dụng trong thiết kế là 1,5. Vậy lượng khí theo yêu cầu là:
19481.1,5
 19481 (m3/ngày) = 0,225 (m 3/giây)
Qk 
0, 08

Tính hệ thống phân phối khí
Chọn đĩa phân phối khí dạng đĩa xốp đ ường kính 170mm, diện tích bề mặt F =
0 ,02m 2.
Lưu lượng riêng phân phối khí của đĩa thổi khí  = 150 – 200 l/phút, chọn  =
200 l/phút.
Lượng đĩa thổi khí trong bể aerotank:
103.Qkk (m3 / ngay ) 103 *19481
 67 (đĩa)
N= 
24.60.(l / phut ) 24*60*200

Để thuận lợi cho việc bố trí ta chọn số đĩa thổi khí là 60 đĩa.
Phân phối đĩa thành hàng 10 hàng theo chiều dài bể, mỗi hàng 6 đĩa.
Lưu lượng không khí cần để khử 1kg BOD5:
Lưu lượng khí cấp cho 1m3 nước thải:
Qkk 19481
 38,9 (m 3/m3)
C= 
Q 500

Lưu lượng không khí cần để khử 1kg BOD5:
Qkk 19481 3
BOD
 97,9 (m khí/kgBOD5)
qkk 5  
3 3
Q( So  S ).10 500.(451  53).10

Trong đó: Q : lưu lượng nước thải.
Qkk : th ể tích không khí.
So : BOD5 trong nước thải đầu vào
: BOD5 trong nước thải đầu ra
S

Tính toán máy thổi khí

Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén khí được xác định theo công thức:
Htc = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + 3,5 = 4,4 (m)
Trong đó:




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 50
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
h d, hc: tổn thất áp lực dọc theo chiều dài ống và tổn thất cục bộ tại các
đ iểm uốn , khúc quanh (m), Tổng tổn thất hd và hc không vượt
quá 0,4m.
: tổn thất qua các đĩa phân phối (m), giá trị này không vượt quá
hf
0 .5m.
: chiều cao hữu ích của bể aerotank, H = 3,5m.
H
Công suất máy thổi khí tính theo công thức sau:
 P 0,283 
G.R.T
 2   1
P
29, 7.n.  P  
 
1


Trong đó:
+ P: Công suất yêu cầu của máy (KW)
+ G: trọng lượng dòng khí(Kg/s)
G = Qk . khí = 0,225.1,29 = 0,29 (Kg/s)
+R: hằng số khí. R = 8,314 (KJ/K.mol.oK )
+ T: nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào:
T1= 273 + 25 = 298 oK
+ P1 : áp lực tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1at
+ P2: áp lực tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 =Htc + 1 at = 1,44 at
k  1 1,395  1
+ n   0, 283 ( k = 1,395 đới vi không khí).
k 1,395
+ 29,7: hệ số chuyển đổi.
+  : hiệu suất của máy nén khí, = 0,7 – 0,9, chọn  = 0,8.
Vậy công suất của máy nén khí là:
0,283
0, 29.8,314.298  1, 44  
Pw   1  11, 6(kW )
 
29, 7.0, 283.0,8  1  
 
Chọn 2 máy thổi khí công suất 11,6KW, một hoạt động, một dự phòng.
Chọn đường ống dẫn khí
Ống dẫn khí chính:
4Qk 4.0, 225
Dchính= = =0,14 (m) = 140 (mm)
 .v  .14
Trong đó:
Qkhi: lưu lư ợng khí ở ống chính.
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 51
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
: vận tốc khí trong ống chính, v = 10 – 15 m/s, chọn v =14m/s
v
 Chọn ống thép không gỉ đường kính  =140mm.

Ống dẫn khí nhánh:
4Qn 4.0, 0225
dn = = =0,049 (m ) = 49mm..
 .v  .12
Trong đó:
Qn: lưu lượng khí trên ống nhánh
Qn = Qkhi/n = 0,225/10 = 0,0225 (m3/s)
n : số h àng phân phối đĩa sục khí
v : vận tốc khí, chọn v =12m/s
 Chọn ống thép không gỉ đường kính  = 50mm.
Tính ống dẫn nước thải và ống dẫn bùn tuần hoàn
 Ống dẫn nước thải vào:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống: v = 0,7m/s
Đường kính ống dẫn là:
4.Q
D= = 0,102 (m) = 102 (mm )
v. .3600.24
Chọn ống nhựa PVC đường kính ống  = 110mm.
 Ống dẫn nước thải ra:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7m/s
Lưu lượng nước thải : Q + Qr = 500 + 443 = 943 (m3/ngày)
Đường kính ống là:
4.(Q  Qr ) 4.943
D= = =0,14 (m ) = 140 (mm)
24.3600.v. 24.3600.0, 7.

Chọn ống nhựa PVC có đ ường kính  =140mm.
 Ống dẫn bùn tuần hoàn:
Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s
Lưu lượng tuần hoàn : Qr = 443m3/ngđ
Đường kính ống dẫn là:
4.Qr 4.443
D= = = 0,08 (m) = 80 (mm )
24.3600.v. 24.3600.1.3,14

Chọn ống nhựa PVC đường kính ống  = 80


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 52
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Bảng tổng hợp tính toán bể aerotank

Thông số Giá trị

Th ể tích bể: dài x rộng x cao 9m x 5,2m x 4m

Lưu lượng bùn thải Qw (m3/ngày) 4,7

Tỷ số tuần ho àn bùn,  0,88

Lưu lượng bùn tuần hoàn, Qr(m3/ngày) 443

Th ời gian lưu nước,  (h) 7,8

Lư ợng không khí cần, Qkk(m 3/ngày) 19481

Lư ợng không khí cần để khử 1kg BOD5, qkk(m 3/kg 97,9
BOD5)

Số đĩa sứ khuyếch tán khí, N (đĩa) 70

Đường kính ống dẫn khí chính, D(mm) 140

Đường kính ống dẫn khí nhánh, d(mm) 50

Công su ất máy cấp khí, (kW) 11,6



4.8. Bể lắng II
4.8.1. Nhiệm vụ
Nước thải sau khi qua bể Aerotank sẽ đư ợc đưa đến bể lắng II, bể này có nhiệm vụ
lắng các bông bùn hoạt tính từ bể Aerotank đưa sang. Một phần bùn lắng sẽ được
tu ần ho àn trở lại bể Aerotank, phần bùn dư được thải ra ngoài.
4.8.2. Tính toán
Chọn bể lắng đợt II là b ể lắng ly tâm.
Các thông số thiết kế đặc trưng cho b ể lắng đợt II với bùn hoạt tính khuyếch tán
b ằng không khí như sau:

Tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 53
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
o Trung bình : 16,3 – 32,6

o Lớn nhất : 40,7 – 48,8

Tải trọng chất rắn, kg/m 2.h

o Trung bình : 3 ,9 – 5,9

o Lớn nhất : 9 ,8

Chiều cao công tác,m : 3 ,7 – 6,1

Chọn tải trọng bề mặt thích hợp cho bùn hoạt tính n ày là 20m3/m2.ngày và tải
trọng chất rắn là 5,5kg/m2.h

Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt:

Q 500
 25(m 2 )
AL = 
LA 20

Trong đó:
Q : lưu lượng trung bình n gày, m3/ngày
LA: tải trọng bề mặt, m3/m2.ngày

Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn là:

(Q  Qr ) MLSS (500  443).4750
 33,9( m2 )
AS = 
LS 24.5,5.1000

Trong đó:
Qr: lưu lư ợng bùn tu ần hoàn, m3/ngày
LS: tải trọng chất rắn, kgSS/m2.ngày

Do AL>AS, vậy diện tích bề mặt lắng tính theo tải trọng bề mặt là diện tích
tính toán.

Đường kính bể lắng:


4 4
D= .A = .33, 9 = 6,6 (m)
 
Đường kính ống trung tâm:
d = 20%D = 20%.6,6 = 1,3 (m)


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 54
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Chọn chiều cao hữu ích của bể lắng là h L= 3m, chiều cao lớp bùn lắng hb=
1 ,5m và chiều cao bảo vệ h bv= 0,3m. Vậy chiều cao tổng cộng của bể lắng II:
Htc = hL + hb + hbv = 3 + 1 ,5 + 0,3 = 4,8 (m)
Chiều cao ống trung tâm;
h = 60%hL = 60%.3,2 = 1,92 (m)
Th ời gian lưu nước của bể lắng:
+ Thể tích phần lắng:
2 
( D  d 2 ).hL  (6, 6 2  1,32 ).3  98, 65(m3 )
VL =
4 4
+ Thời gian lưu nước:
VL 98, 65.24
t=   2, 5(h)
Q  Qr 500  443

Th ể tích bể chứa bùn:
Vb = A.hb = 33,9.1,5 = 50,85 (m3)
Th ời gian lưu giữ bùn trong bể:
Vb 50,85.24
tb =   2, 72( h)
Qw  Qr (4, 7  443)

Tải trọng bề mặt:
Q  Qr (500  443)
 46, 2 (m3/m.ngày)
LS = 
D  .6,5
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép LS < 500 m3/m.ngày

Máng thu nước

Máng thu nước đặt ở vòng tròn, có đường kính bằng 0,8 đường kính bể:

Dm = 0,8.D = 0,8.6,5=5,2 (m)

Chiều dài máng thu nước:

Lm =  Dm =  .5,2 = 16,33 (m)

Chiều cao máng hm = 0 ,5m

Máng bê tông cốt thép dày 100mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không
gỉ có dạng chữ V, góc 900C.
GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 55
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Tính ống dẫn nước thải và ống dẫn bùn

 Ống dẫn nước thải vào:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ố ng: v = 0,7m/s
Lưu lượng nước thải vào bể:
Qv = Q+ Qr = 500 + 443 = 943 (m 3/ngày)
4.QV 4.943
D= = = 0,14 (m) = 140 (mm )
24.3600.v. 24.3600.0, 7.

Chọn ống nhựa PVC đường kính ống  = 140mm
 Ống dẫn nước thải ra:
Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7m/s
Lưu lượng nước thải : Q = 500m 3/ngđ
Đường kính ống là:
4.Q 4.500
D= = = 0,1(m) = 100 (mm)
24.3600.v. 24.3600.0, 7.

Chọn ống nhựa PVC có đ ường kính  = 100mm
 Ống dẫn bùn:
Chọn vận tốc bùn chảy trong ống: v = 1m/s
Lưu lượng bùn: Qb = Qr + Qw = 4,7 + 443 = 447,7 (m3/ngày)
Đường kính ống dẫn là:
4.Qb 4.447, 7
D= = = 0,08 (m) = 80 (mm)
24.3600.v. 24.3600.1.
Chọn ống nhựa PVC đường kính ống  = 80mm.
Tính bơm bùn tuần hoàn
 gHQ 1008.9,81.10.443
N=   0,63( kW )
1000 1000.0,8.24.3600

Với:
Q : lưu lượng bùn tuần hoàn (m3/s).
H : chiều cao cột áp toàn ph ần. H = 10 (mH2O).
3
 : khối lượng riêng của bùn,  = 1008 (kg/m ).

 : hiệu suất bơm (%).


Công suất thực tế của máy b ơm:

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 56
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
NTT = 1,2.N = 1,2.0,63 = 0,76(kW)

Tính bơm bùn đến bể nén bùn

Thời gian bơm 15 phút/ngày.

 gHQ 1008.9,81.10.0,005
N=   0, 65(kW )
1000 1000.0,8
Với:
Q : lưu lượng bùn xả ra (m3/s).
H : chiều cao cột áp toàn ph ần. H = 10 (mH2O).
 : khối lượng riêng của bùn,  = 1008 (kg/m3).
 : hiệu suất bơm (%).


Công suất thực tế của máy b ơm:

NTT = 1,2.N = 1,2.0,65 = 0,78 (kW)

Chọn 2 bơm công su ất 0,78 kW hoạt động luân phiên nhau .

Tổng hợp thiết kế bể lắng đợt II

Thông số Giá trị
Đường kính bể lắng , D(m) 6 ,5
Chiều cao bể lắng, H(m) 4 ,8
Đường kính ống trung tâm, d(m) 1 ,3
Chiều cao ống trung tâm, h(m) 1 ,92
Th ời gian lưu nước, t(h) 2 ,5
Th ời gian lưu bùn, tb(h) 2 ,72
Đường kính ống dẫn nước thải vào (mm) 140
Đường kính ống dẫn nước thải ra (mm) 100
Đường kính ống dẫn bùn (mm) 80




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 57
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



4.9. Bể nén bùn
4.9.1. Nhiệm vụ
Cặn tươi từ bể lắng đợt I và bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm tương đố i cao
(92 – 96% đối với cặn tươi và 99,2 – 99,7% đối với bùn hoạt tính) n ên cần phải
giảm độ ẩm và thể tích trước khi đưa vào các công trình phía sau. Một phần lớn bùn
từ bể lắng II được dẫn trở lại aerotank (loại bùn này được gọi là bùn hoạt tính tuần
hoàn), phần bùn còn lại được gọi là bùn hoạt tính dư đư ợc dẫn vào b ể nén bùn.
Nhiệm vụ của bể nén bùn là làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư b ằng cách lắng
(nén) cơ học để đạt độ ẩm thích hợp (95 – 97%) phục vụ cho các quá trình xử lý
bùn ở phía sau.
Bể nén bùn tương đối giống bể lắng ly tâm. Tại đây b ùn được tách nư ớc để giảm
th ể tích. Bùn loãng (hỗn hợp bùn - nước) được đưa vào ống trung tâm ở tâm bể.
Dưới tác dụng của trọng lực bùn sẽ lắng và kết chặt lại. Sau khi nén bùn sẽ được rút
ra khỏi bể bằng b ơm hút bùn.
4.9.2. Tính toán
Lưu lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày:
QV = QI + QUASB + QII = 2,63 + 1,26 + 4,7 = 8,59 (m 3/ngày)
Diện tích của bể nén bùn đứng đư ợc tính dựa theo công thức:
8,59 m3 / ngay
QV
 1,19(m 2 )
F=  3 2
qo 0,3m / m .h.24 h / ngay

Trong đó:
q o: Tải trọng tính toán lên diện tích mặt thoáng của bể nén bùn (m3/m2.h),
q o= 0,3 m3/m2.h
Đường kính của bể nén bùn :
4F 4.1,19
D= = = 1,23 (m)
 
Đường kính ống trung tâm:
d = 0,1D = 0,1.1,23 = 0,123m
Đường kính phần loe của ống trung tâm:
d 1 = 1,35d = 1,35.0,123 = 0,17 (m)
Đường kính tấm chắn:

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 58
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
d ch= 1,3d1 = 1,3.0,17 = 0,22 (m)
Chiều cao công tác của bể nén bùn :
H = q o.t = 0,3.10 = 3m
Với t : thời gian nén bùn. Chọn t = 10h  quy ph ạm (10 – 12h).
Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn :
Htc = H + h1 + h2 + h3 = 3 + 0,3 + 0,3 + 0,8 = 4,4 (m)
Trong đó :
h 1: chiều cao từ mực nước đến thành bể (m).
h 2: chiều cao lớp bùn (m)
h 3: chiều cao phần chóp đáy bể (m)
Máng thu nước
Máng thu nước đặt vòng tròn theo thành b ể, cách thành bể 0,3m.
Đường kính máng thu n ước:
Dm = 0,8D = 0,8.1,23 = 0,98 (m)
Chiều dài máng thu nước:
Lm =  D =  .1,23 = 3,86 (m)
Lượng nước tách ra khỏi bùn:
99,2% - 97% = 2,2%
Lượng bùn sau khi nén:
Qb = QV – 2,2%QV = 8,59 – 2,2%.8,59 = 8,4 (m3/ngày).




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 59
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



Tính công suất bơm hút bùn :

Thời gian hút bùn 20 phút, 8h lấy b ùn 1 lần.

 gHQ 1200.9,81.8.0, 0023
N=   0,3(kW )
1000 1000.0,8


Trong đó:

Q : lưu lượng bùn sau khi nén (m 3/s).
H : chiều cao cột áp toàn phần. H = 8 (mH2O).
 : khối lượng riêng của bùn sau khi nén (kg/m 3).  = 1200 (kg/m3).
 : hiệu suất bơm (%). Chọn  = 0,8.


Công suất thực tế của máy b ơm:

NTT = 1,2.N = 1,2.0,3 = 0,36 (kW)

Chọn 2 bơm công su ất 0,36 kW hoạt động luân phiên nhau .

Tổng hợp thiết kế b ể n én bùn


Thông số Giá trị
Lưu lượng bùn sau khi nén, Qnén(m3/ngày) 8,4
Đường kính bể nén bùn, D(m) 1,23
Đường kính ống trung tâm, d(m) 0,123
Đường kính phần loe của ống trung tâm, d l(m) 0,17
Đường kính tấm chắn, dch(m) 0,22
Chiều cao tổng cộng bể nén bùn, Htc(m) 4,4




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 60
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



4.10. Máy ép bùn

4.10.1. Nhiệm vụ:

Cặn sau khi qua bể nén bùn có nồng độ từ 3 – 8% cần đưa qua máy ép bùn đ ể
giảm độ ẩm xuống còn 70 – 80%, tức nồng độ cặn khô từ 20 – 30% với mục đích:

Giảm khối lượng bùn vận chuyển ra b ãi thải.
-

Cặn khô dễ chôn lấp hay cải tạo đất hơn cặn ướt.
-

Giảm lượng nước bẩn có thể thấm vào nước ngầm ở b ãi thải.
-

Ít gây mùi khó chịu và ít độc tính.
-

4.10.2. Tính toán:

Lưu lượng cặn đến lọc ép dây đai:

100  P1 100  99,2 3
 0,093 m /h
Qb  Qv .  0,35.
100  P2 100  97

Trong đó:

QV: lượng bùn đưa đến máy ép, QV = 8,4m3/ngày = 0,35 m3/h

P1: độ ẩm của bùn dư, P1 = 99,2%

P2: độ ẩm của bùn sau khi nén ở bể nén bùn, P2 = 97%

Giả sử lượng bùn sau khi nén có C = 50kg/m3, lượng cặn đưa đến máy ép
bùn là:

Q = C.Qb = 50 kg/m3. 0,093 m3/h = 4,7kg/h =112,8kg/ngày.

Máy làm việc 6h trong 1 ngày, 1 tu ần làm việc 3 ngày.

Lư ợng cặn đưa đến máy trong 1 tuần: 112,8 . 7 = 789,6kg.

Lư ợng cặn đưa đến máy trong 1h:

789,6
G  43,87 kg h
6 .3



GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 61
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Tải trọng cặn trên 1m rộng của băng tải do động trong khoảng 90 – 680kg/m
chiều rộng băng giờ. Chọn băng tải có công suất 100kg/m rộng giờ.

Chiều rộng băng tải:

G 43,87
b   0,44m
100 100

Chọn máy có chiều rộng 0,5m và năng suất 100kg/m rộng giờ.

4.11. Hồ sinh học thực vậ t

4.11.1. Nhiệm vụ

Nhiệm vụ của hồ sinh học là nhằm ổn định tính chất nước thải và tăng cường
h iệu quả khử các chất bẩn hữu cơ còn lại trong nước thải. Trong hồ, nước thải được
làm sạch bằng quá trình tự nhiên nhờ sự có mặt của lục bình.

4.11.2. Tính toán

Nước thải sau khi qua bể lắng II, h àm lượng BOD5 giảm khoảng 20%.

BOD5 của nước thải vào hồ sinh học là 72mg/l.

Hiệu quả xử lý BOD5 của hồ sinh học là 60%. Như vậy, hàm lượng BOD5 của
nước thải ra khỏi hồ sinh học là 28,8mg/l (đạt tiêu chuẩn loại B)

Diện tích của hồ sinh học được xác định:

( La  Lt )Q (72  28,8)500
 0,12( ha )  1200( m2 )
F 
1000.OM 1000.180

Trong đó:

La: BOD5 của nước thải đầu vào (mg/l).

Lt: BOD5 của nước thải đầu ra (mg/l).

Q: lưu lượng nước thải (m 3/ngđ)

OM: tải trọng bề mặt (kgBOD5/ha.ngày), có th ể lấy 150 – 350
kgBOD5/ha.ngày phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, lượng nắng. Chọn OM =
180 kgBOD5/ha.ngày.

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 62
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Thể tích của hồ:

W = F.H = 1200.0,8 = 960 (m3)

Trong đó: H: Chiều cao hữu ích của hồ (m3). Chọn H = 0,8 m.

Chiều cao dự trữ khi trời mưa là 0,3 m.

 Chiều cao tổng cộng của hồ là H = 1,1m.

Thời gian lưu nước trong hồ:

V 960.24
t   46(h)
Q 500

Chọn chiều dài của hồ sinh học là: L = 40m.

Chiều rộng của hồ sinh học là B = 30m.

 Kích thước hồ sinh học: B x L x H = 40 x 30 x 1,1 (m).




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 63
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



CHƯƠNG 5: TÍNH KINH TẾ
Giá thành xử lý nước bao gồm:

Chi phí xây dựng cơ b ản và thiết bị (chi phí đầu tư ban đầu).

Chi phí vận hành và quản lý.

5 .1. Chi phí đầu tư ban đầu

Chi phí xây dựng công trình


Th ể tích Số Đơn giá Thành tiền
Đơn vị
STT Công trình
(m 3 ) (VNĐ/m 3)
lượng (triệu đồng)

Ngăn tiếp
1 Bê tông
nh ận 22,13 1 1,500,000 33,195

Bể lắng cát
2 4 ,65 2 Bê tông 1,500,000 13,95

Bể điều hòa
3 59,25 1 Bê tông 1,500,000 88,875

Bể lắng I
4 24,87 1 Bê tông 1,500,000 37 ,305

Bể UASB
5 54,65 2 Bê tông 1,500,000 163,95

Bể Aerotank
6 52,22 1 Bê tông 1,500,000 78,33

Bể lắng II
7 42,64 1 Bê tông 1,500,000 63,96

Bể nén bùn
8 7 ,13 1 Bê tông 1,500,000 10,695

Nhà điều h ành
9 1 40

Tổng cộng 530,26




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 64
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Chi phí thiết bị

giá Thành tiền
Đơn
STT Thiết bị Số lượng
(VNĐ) (VNĐ)

Lưới chắn rác
1 2 800,000 1,600,000

Bơm ch ìm ở n găn
tiếp nhận
2 2 10,000,000 20,000,000

Bơm ch ìm ở bể
điều hoà
3 2 10,000,000 20,000,000

Bơm bùn tươi ở bể
lắng I
4 2 8 ,000,000 16,000,000

Bơm từ bể lắng I
sang bể UASB 2 8 ,000,000 16,000,000

Máy cấp khí
5 2 50,000,000 100,000,000

Đĩa phân phối khí
6 90 100,000 10,800,000

Máng răng cưa
ở b ể lắng
7 2 2 ,000,000 4,000,000

Bơm bùn ở b ể lắng II
8 2 8 ,000,000 16,000,000

Bơm hút bùn ở bể
9 nén bùn 2 12,000,000 30,000,000

Máng răng cưa
ở b ể nén bùn
10 1 1 ,500,000 1,500,000

Máy ép bùn 1 100,000,000 100,000,000

Tủ điện điều khiển
11 1 18,000,000 18,000,000

12 30,000,000 30,000,000
Hệ thống đường


GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 65
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
điện kỹ thuật

Đường ống dẫn n ước,
dẫn khí
13 30,000,000 30,000,000

tiết phụ
Các chi
14 phát sinh 40,000,000 40,000,000

TỔNG CỘNG 410,500,000


Tổng vốn đầu tư cơ bản bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm và chi phí
khấu hao máy móc 10 năm.
530, 260, 000 410,500, 000
 67,563, 000 (đồng/năm)
TV  
20 10
5 .2. Chi phí điện năng
Công Máy Giờ Điện năng
Số
Hạng mục suất hoạt hoạt tiêu thụ
lượng
(kW) (kW)
động động
Bơm chìm ngăn tiếp nhận 1,4 2 1 6 8 ,4
Bơm chìm bể điều hòa 0,7 2 1 24 28,8
Bơm bùn tươi ở lắng I 0,6 2 1 0,17 0 ,1
Bơm từ bể lắng I sang bể 0,52 2 1 24 12,48
UASB
Bơm bùn ở bể lắng II 0,78 2 1 24 18,72
Máy thổi khí 14 2 1 24 336
Bơm hút bùn ở bể nén 0,3 2 1 1 0 ,3
Tổng cộng 404,8


Giá cung cấp điện công nghiệp: 1,200 đồng/kW
Vậy chi phí điện năng cho một ngày vận h ành:
Tđ = 4 04,8.1,200 = 485,760 đồng/ngày = 177,302,000 đồng/năm.
5 .3. Chi phí quản lý và vận hành



GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 66
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1
Số công nhân để vận hành là 3 người, lương 1,8 triệu/ tháng và 1 kỹ sư, lương
3 triệu / tháng.
Tổng chi phí nhân công là: = 8,400,000đồng/tháng =
TQL
100,800,000đồng/năm.
5 .4. Chi phí bão dưỡng máy móc thiết bị
Chi phí bão dưỡng hàng năm ư ớc tính bằng 1% tổng số vốn đầu tư vào công
trình xử lý.
Tbd = 0,01.67,563,000 = 675,630 (đồng/năm).
5 .5. Chi phí xử lý 1m3 nước thải
Tổng chi phí xử lý:
TTC = 67,563,000 + 177,302,000 + 100,800,000 + 675,630 = 346,340,630
(đồng/năm).
→ Giá thành xử lý cho 1m3 nư ớc thải:
332, 083,935 3
 1,900 (đồng/m )
T
500.365




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 67
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1




KẾT LUẬN
Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi ở nước ta đ ã có nhiều bước phát
triển đáng kể. Nhờ có một số chính sách đầu tư phát triển chăn nuôi heo của nh à
nước nên hiện nay trên cả nước đ ã xây dựng nhiều mô hình trang trại chăn nuôi heo
với quy mô lớn. Tuy nhiên cùng với sự phát triển cao của sản xuất là những vấn đề
ô nhiễm môi trường của ngành chăn nuôi đang ngày càng trầm trọng. Nư ớc th ải
chăn nuôi chứa rất nhiều hợp chất hữu cơ, vi khu ẩn, giun sán… nếu không đ ược xử
lý kịp sẽ gây nên nhiều hậu quả xấu cho môi trường. Một số cơ sở chăn nuôi tuy có
xây dựng hệ thống xử lý n ước thải nhưng do còn nhiều hạn chế về kinh phí và k ỹ
thuật nên chất lượng nước sau xử lý vẫn chưa đạt tiêu chuẩn cho phép.Vì vậy việc
n ghiên cứu tìm ra một quy trình xử lý hiệu quả và phù hợp cho các trại chăn nuôi là
nhu cầu tất yếu và cấp thiết. Thành phần nư ớc thải chăn nuôi chủ yếu là các ch ất
hữu cơ vì vậy rất thu ận tiện trong việc xử lý bằng phương pháp sinh học. Quy trình
xử lý n ước thải chăn nuôi m à nhóm đã đề xuất có thể xử lý tương đối hiệu quả các
thành phần hữu cơ trong nước thải. Vì vậy các cơ sở chăn nuôi nếu có điều kiện nên
áp dụng quy trình này để hạn chế các tác động xấu đến môi trường do hoạt động sản
xuất của m ình gây ra.




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 68
Đồ án môn học Xử Lý Nước Thải Lớp ĐHMT1



DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Đức Hạ, “Xử lý nước thải đô thị”, NXB Khoa Học và Kỹ thuật Hà Nội,
2006.

2. PGS.PTS Hoàng Hu ệ, “Xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội, 1996.

3. TS. Trịnh Xuân Lai, “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải”,
NXB Xây Dựng Hà Nội, 2000.

4. Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, “Xử lý nước
thải đô thị & công nghiệp ”, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2006.

5. Một số đồ án xử lý nước thải.

6. www.google.com.vn




GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Hoàn Trang 69
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản