Luận văn : Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bột ngọt công suất 23000m3/ ngày đêm

Chia sẻ: peheo_3

Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lí nước thải. Nước thải sau khi được xử lí cục bộ tại từng nhà máy được thu gom bởi hệ thống ống, cống rãnh chảy qua song chắn rác thô nhằm loại bỏ các rác có kích thước lớn hơn 15mm rồi ...

Nội dung Text: Luận văn : Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bột ngọt công suất 23000m3/ ngày đêm

TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO



TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG
NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG




O
F
N
.I
H
N
A
X
G
N
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân

O
SVTH: Nguyễn Minh Tuấn 90203779

U
Lê Xuân Linh 90201423

R
Giang Bửu Dân 90200324


IT
Triệu Gia Phong 90201929
Nguyễn Thành Trung 90202891

O Trần Đình Trúc 90202924

M
Hoàng Đức Thẩm 90202477
Lê Hoàng Chương 90200241




Tp HCM, tháng 01 – 2006
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT TTHAM KHAÛkế hệ thống xử lí nước thải
ính toán thiết O
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT VÀ LỰA
CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÍ ………………………………………… 2
I) Nguồn gốc, tính chất nước thải ………………………………………………........... 2
1). Nguồn gốc nước thải ………………………………………………………….. 2
2). Tính chất nước thải ……………………………………………………........... 2
II) Nguồn tiếp nhận, tiêu chuẩn thải ………………………………………………….. 3
1). Nguồn tiếp nhận ……………………………………………………………….. 3
2). Tiêu chuẩn thải ………………………………………………………………… 3
O
F
III) Công suất hệ thống xử lí ……………………………………………………........... 3

N
.I
IV) Qui trình xử lí ................................................................................................... 4
1). Lựa chọn qui trình xử lí ............................................................................. 4
H
2). Thuyết minh sơ đồ công nghệ ................................................................... 4
N
3). Ưu và nhược điểm của phương án xử lí .................................................... 7

A
X
V) Nhiệm vụ và mục đích của bài tập lớn ............................................................. 7


G
1). Mục đích ................................................................................................... 7

N
2). Nhiệm vụ ................................................................................................... 7

O
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH

U
XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT ................................................. 8

R
A) LƯU LƯỢNG VÀ HỆ SỐ KHÔNG ĐIỀU HÒA ............................................ 8

IT
B) TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI ...................................... 9

O
I). Song chắn rác ……………………………………………………………… 9

M
II). Hầm bơm tiếp nhận ……………………………………………………….. 11
III). Bể điều hòa …………………………………………………………………. 14
IV). Bể lắng đợt 1 ……………………………………………………………….. 24
V). Bể trung hòa ……………………………………………………………….. 27
VI). Bể bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn - Bể Aerotank …………………... 30
VII). Bể lắng đợt 2 ……………………………………………………………….. 41
VIII). Bể khử trùng ……………………………………………………………….. 44
IX). Bể nén bùn ………………………………………………………………….. 46
X). Bể phân hủy bùn kị khí ……………………………………………............ 49
XI). Sân phơi bùn ………………………………………………………………... 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………............ 54
PHỤ LỤC Bảng vẽ các công trình xử lí nước thải trong trạm xử lí (nộp kèm theo).


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 1 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT TTHAM KHAÛkế hệ thống xử lí nước thải
ính toán thiết O
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT
VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÍ
I) Nguồn gốc, tính chất nước thải:
1). Nguồn gốc nước thải:
- Các nhà máy sản xuất bột ngọt (chủ yếu là axit glutamic và lizin) dùng nguyên liệu
là bột sắn, rỉ đường, các axit sunfuric, clohidric, canxi cacbonat, natri clorua, than hoạt tính
các muối khoáng (NH4)2SO4, KH2PO4, MgSO4, cũng có thể có urê hoặc nước amoniac,
v.v… Nước thải ở các nhà máy gồm có:
+ Nước làm mát máy móc, thiết bị.
+ Nước sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy.

O
F
+ Nước thải ở phân xưởng chế biến tinh bột từ sắn củ (củ mì) và phân xưởng
đường hóa từ tinh bột bằng axit sunfuric hay axit clohidric, cũng như xử lí rỉ đuờng. Nước
N
.I
thải ở đây bị nhiễm bẩn bởi nồng độ cao các hidrat cacbon như tinh bột, các loại đường
(sacarozơ, glucozơ, dextrin), các mẩu vụn sắn củ, vỏ sắn, vẩn cặn rỉ đường v.v…
H
N
+ Nước thải từ phân xưởng lên men gồm các cặn môi trường lên men có

A
nhiều đường cùng với xác vi khuẩn, các muối khoáng cũng như urê, muối amon, các chất

X
béo, chất hoạt động bề mặt dư thừa.


G
+ Nước thải từ phân xưởng hoàn thành sản phẩm rất giàu các chất hữu cơ và

N
chất khoáng, nước rửa sàn và làm vệ sinh nói chung

O
+ Nước mưa thu gom trên toàn bộ diện tích khu công nghiệp.

U
2). Tính chất nước thải:

R
- Từ các nguồn nước thải trên mà nước thải nhà máy sản xuất bột ngọt bị ô nhiễ m

IT
bởi các chất hữu cơ ở dạng lơ lửng, hòa tan với nồng độ cao và chứa nhiều vi trùng, ô

O
nhiễm bởi chất béo, dầu mỡ, nước có màu và mùi khó chịu. Đặc điểm nước thải của nhà
máy sản xuất bột ngột như bảng 1.
M
Bảng 1:Đặc điểm nước thải của nhà máy sản xuất bột ngột

Chỉ số Đơn vị Trị số
0
C
Nhiệt độ 30 ÷ 45
pH 4÷6
mgO2/l 900
BOD t5b
mgO2/l
COD 1500
mg/l
Ntổng 55
mg/l
Ptổng 15
mg/l
Chất rắn lơ lửng (SS) 200
108
MNP/100ml
Coliform



Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 2 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT TTHAM KHAÛkế hệ thống xử lí nước thải
ính toán thiết O
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

II) Nguồn tiếp nhận, tiêu chuẩn thải:
1). Nguồn tiếp nhận:
- Nước thải sau khi được xử lí qua hệ thống xử lí của nhà máy được đổ ra sông
(kênh, rạch), các loại sông (kênh, rạch) này được sử dụng để cấp nước cho khu dân cư gần
đó. Vì vậy nước sau khi xử lí phải đạt được “tiêu chuẩn loại A theo tiêu chuẩn Việt Nam”.
2). Tiêu chuẩn thải:
- Theo tiêu chuẩn loại A, ta có tiêu chuẩn thải như bảng 2.
Bảng 2: Tiêu chuẩn nước thải đầu ra theo loại A (TCVN 5945:1995)

Chỉ số Đơn vị Trị số
0
C
Nhiệt độ 40
O
pH 6÷9
F
mgO2/l 20
BOD t5b
N
.I
mgO2/l
COD 50

H
mg/l
Ntổng 30

N
mg/l
Ptổng 4
mg/l
Chất rắn lơ lửng (SS) 50
A 103
MNP/100ml
Coliform
X
G
III) Công suất hệ thống xử lí:

N
- Công suất: 2300m3/ngày đêm.

O
- Điều kiện mặt bằng: nằm trong khu công nghiệp, diện tích đất hạn chế.
U
R
- Kết quả đo lưu lượng và nồng độ BOD5 theo giờ thể hiện ở bảng 3.


IT
O
M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 3 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT TTHAM KHAÛkế hệ thống xử lí nước thải
ính toán thiết O
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Bảng 3: Dao động lưu lượng và hàm lượng BOD5 theo giờ trong ngày

Q (m3/h)
Giờ (h) BOD5 (mg/l)
1 50 515
2 40 540
3 40 610
4 40 650
5 30 732
6 45 850
7 70 1020
8 180 1460
9 190 1525
10 150 1420
O
F
11 100 1325
12 82 920
N
.I
13 90 900

H
14 100 885
15 165 820
N
16 126 1200
A
17 114 1026
X
18 120 870

G
19 110 730

N
20 105 725

O
21 100 895

U
22 91 740

R 23 90 610

IT
24 72 520
Tổng 2300 21488
O
M
IV) Qui trình xử lí:
1). Lựa chọn qui trình xử lí:
- Dựa vào thành phần, tính chất nước thải đầu vào, mức độ xử lí và diện tích mặt
bằng, hiệu quả của dự án, tính khả thi của dự án, chi phí đầu tư, điều kiện của nhà máy, ta
có sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến bột ngột mô tả như hình 1.
2). Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
- Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lí nước
thải. Nước thải sau khi được xử lí cục bộ tại từng nhà máy được thu gom bởi hệ thống ống,
cống rãnh chảy qua song chắn rác thô nhằm loại bỏ các rác có kích thước lớn hơn 15mm
rồi về hầm bơm tiếp nhận được đặt âm sâu duới mặt đất.




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 4 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT TTHAM KHAÛkế hệ thống xử lí nước thải
ính toán thiết O
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Nước từ hầm bơm tiếp nhận được bơm vào bể điều hòa, bể này có nhiệm vụ điều
hòa lưu lượng nước thải, giảm thể tích và tăng hiệu quả xử lí cho các công trình xử lí phía
sau. Để giảm bớt mùi hôi, nước thải được thổi khí để làm thoáng sơ bộ và phân bố chất bẩn
đồng đều khắp bể.
- Nước thải sau bể điều hòa được bơm vào bể lắng 1. Tại đây nước thải được loại bỏ
các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lí trước đó, các
chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỷ trọng
nhỏ hơn hơn sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở
bên ngoài bể.
- Nước thải được nâng pH lên khoảng 7 ÷ 9 tại bể trung hòa tạo điều kiện thuận lợi
cho hoạt động của vi sinh vật nâng cao hiệu quả xử lí cho các công trình xử lí sau này và
đảm bảo cho nước ở đầu ra đạt tiêu chuẩn. Nước thải được châm thêm bởi dung dịch NaCl

O
bằng bơm định lượng để trung hòa tính axit.

F
- Nước thải sau khi được xử lí sơ bộ được đi qua công đoạn xử lí sinh học. Nước
N
.I
thải được đưa vào bể Aerotank nhằm xử lí các chất hữu cơ lơ lửng tan trong nước. Bể được
khuấy trộn liên tục nhằm duy trì sự lơ lửng của bùn. Sau một thời gian nhất định, bông bùn
H
lớn dần và nước thải được đưa qua bể lắng 2. Một phần bùn được tuần hoàn lại bể
N
Aerotank, một phần bùn dư được đưa qua bể nén bùn. Nước qua máng tràn của bể lắng 2 đi
A
vào bể tiếp xúc Clor để khử trùng. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lí đạt tiêu chuẩn loại

X
A được thải ra sông, hồ, kênh, rạch.

G
- Bùn hoạt tính dư ở bể lắng 2 được đưa về bể lắng 1, cùng với bùn tươi ở bể lắng 1
N
sẽ được nén bùn trong bể lắng 1 (bể lắng 1 kết hợp với bể nén bùn) nhằm giảm độ ẩm. Sau

O
đó hỗn hợp bùn này được đưa qua bể ổn định bùn kị khí để phân hủy một phần lớn lượng

U
bùn hữu cơ có trong hỗn hợp bùn nhờ hoạt động của vi sinh vật kị khí. Trong quá trình này

R
có sinh ra các khí Biogas (chủ yếu là CH4) được thu gom để làm chất đốt. Sau đó, phần bùn

IT
còn lại sẽ được đưa tới sân phơi bùn để tách nước. Bùn khô sau khi được tách nước được
vận chuyển đến bãi chôn lấp. Phần nước tách bùn phát sinh từ bể ổn định bùn kị khí và sân

O
phơi bùn được tuần hoàn lại về bể điều hòa và tiếp tục qua các công đoạn xử lí như trên.

M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 5 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO

Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.



SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRẠM XỬ LÍ


FO
12


N
.I
1

H
N
2 3 4 5 6 7 8 9

A
X
(b) (a)
G
(c)
N
(e)

O
11 11 (d) 1. SONG CHẮN RÁC (a) Bùn tuần hoàn

U 10 2. HẦM BƠM TIẾP NHẬN (b) Bùn dư

R 3. BỂ ĐIỀU HÒA (c) Bùn lắng
11 11

IT
4. BỂ TRUNG HÒA (d) Bùn
5. BỂ LẮNG I + BỂ NÉN BÙN (e) Nước tuần hoàn


O
6. BỂ AREOTANK
7. BỂ LẮNG II

M 8. BỂ KHỬ TRÙNG
9. CÔNG TRÌNH XẢ
10. BỂ PHÂN HỦY BÙN KỴ KHÍ
11. SÂN PHƠI BÙN
12. TRẠM KHÍ NÉN

Hình 1: Sơ đồ công nghệ trạm xử lí nước thải nhà máy chế biến bột ngọt


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 6 o f 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


3). Ưu và nhược điểm của phương án xử lí:
- Nước thải đầu vào có SS cao → sử dụng công trình xử lí cơ học, nước thải chứa
chủ yếu chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học cao là thành phần dinh dưỡng thích
hợp cho sự phát triển của vi sinh vật → lựa chọn tiếp theo là xử lí bằng công trình xử lí
sinh học. Nên sơ đồ công nghệ được chọn bao gồm quá trình xử lí 2 bậc: xử lí bậc 1 và xử
lí bậc 2.
- Ngoài các chất dinh dưỡng, chất hữu cơ cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật,
còn có một phần các chất gây ức chế (chết) cho vi sinh vật như: hàm lượng kim loại, các
axit v.v... gây khó khăn và làm giảm hiệu quả của quá trình xử lí.
V) Nhiệm vụ và mục đích của bài tập lớn:

O
1). Mục đích:

F
- Tính toán xử lí nước thải cho nhà máy sản xuất bột ngọt làm việc 24/24 có chế độ
N
.I
thải nước không đều theo giờ, công suất 2300m3/ngày đêm nhằm đảm bảo nước thải đầu ra
được thải ra kênh rạch đạt tiêu chuẩn cho phép (Tiêu chuẩn loại A – TCVN 5947:1995).
H
N
2). Nhiệm vụ:

A
- Tìm hiểu nguồn gốc, tính chất đặc trưng, khả năng gây ô nhiễm của nước thải nhà

X
máy sản xuất bột ngọt.

G
- Tổng quan về các phương pháp xử lí nước thải bột ngọt.

N
- Lựa chọn công nghệ xử lí nước thải phù hợp.

O
- Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải.
U
R
- Tính toán thiết kế các công trình xử lí bùn thải (phát sinh từ quá trình xử lí nước


IT
thải).
- Bảng vẽ sơ đồ công nghệ, mặt bằng trạm xử lí, cao trình của các công trình và bản
O
vẽ chi tiết các công trình có trong hệ thống xử lí nước thải của trạm xử lí.

M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 7 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC
CÔNG TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỘT NGỌT
A) LƯU LƯỢNG VÀ HỆ SỐ KHÔNG ĐIỀU HÒA
Từ bảng 3 ta tìm được:
Qh = 190m 3 / h
max
- Lưu lượng giờ lớn nhất:
Q h = 30 m 3 / h
min
- Lưu lượng giờ nhỏ nhất:
- Lưu lượng giây:
Q max .1000 190.1000
O
q= h = = 52,8L / s

F
3600 3600

N
.I
q = 52,8L/s
- Lưu lượng giờ trung bình:
H
N
Q ngay 2300
Q tb = = = 95,8m 3 / h
A
h
24 24

X
Qh = 95 ,8 m 3 / h
tb



G
N
Trạm xử lí làm việc 3 ca (24h/24h), nên lưu lượng bơm bằng lưu lượng trung bình giờ:

O
Qb = Qh = 95 ,8 m 3 / h
tb




U
- Hệ số giờ cao điểm:
R
IT
Q max 190
K max = = = 1,98
h
h
Q tb
O
95,8
h




M K h = 1 ,98
max



- Hệ số giờ nhỏ nhất:
Q min 30
K min = = = 0,31
h
h tb
Qh 95,8

K h = 0 ,31
min




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 8 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

B) TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
I) Song chắn rác
a) Nhiệm vụ:
Nhiệm vụ song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn, chủ yếu là rác như:
nhánh cây, lá cây, vải vụn, giấy, bao nilông… tránh gây nghẹt bơm, van, đường ống cánh
khuấy hay gây cản trở các công trình xử lí phía sau. Song chắn rác đựơc đặt trước hầm
bơm tiếp nhận và là công trình đầu tiên trong thành phần của trạm xử lí nước thải.
b) Tính toán:
Do công suất nhỏ và lượng rác không lớn nên ta có thể chọn song chắn rác làm sạch
bằng thủ công.

O
1). Kích thước mương đặt song chắn:
F
N
- Chọn vận tốc dòng chảy trong mương: v = 0,5m/s.

.I
- Chọn kích thước mương: rộng x sâu = B x H = 0,5m x 0,7m.

H
- Chiều cao lớp nước trong mương:
N
A
Q max 190
hn = = = 0,21m
h



X
3600.v.B 3600.0,5.0,5

G
hn = 0,21m

N
2). Kích thước song chắn:
O
U
- Chọn kích thước thanh: rộng x dày = b x d = 8mm x 25mm

R
- Chọn khoảng cách giữa các thanh: w = 25mm

IT α = 600
- Chọn độ nghiêng song chắn:

O
- Số thanh chắn: B = n.b + (n+1).w

M → 500 = n.8 + (n+1).25
→ n = 14,4
- Chọn n = 15 thanh
- Khoảng cách giữa các thanh điều chỉnh lại:
500 = 15.8 + (15 + 1).w
w = 23,75mm
3). Tổn thất áp lực qua song chắn:
- Tổng tiết diện các khe song chắn:
A = (B – b.n).h = (0,5 – 0,008.15).0,21 = 0,0798m2
A = 0,0798m2

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 9 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Vận tốc dòng chảy qua song chắn:
q 52,8
V= = = 0,66m / s
A 0,0798.1000
V = 0,66m/s
- Tổn thất áp lực qua song chắn:
1 V2 - v2 1 0,66 2 - 0,5 2
hL = = = 0,0135m = 13,5mm (≤150mm) (thỏa)
. .
0,7 2g 0,7 2.9,81
hL = 0,0135m = 13,5mm


O
F
N
.I
H
h




N
A
X
G
N
O
U
R
IT
O Hình 2: Sơ đồ lắp đặt song chắn rác

M
c). Thông số thiết kế:
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
m
1 Chiều rộng mương 0,5
m
2 Chiều cao mương 0,7
mm
3 Chiều rộng song chắn 8
mm
4 Bề dày song chắn 25
mm
5 Bề rộng khe 23,75
thanh
6 Số thanh 15
0
7 Độ nghiêng 60




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 10 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


II) Hầm bơm tiếp nhận
a) Nhiệm vụ:
Thu gom nước thải từ các nơi trong nhà máy về trạm xử lí. Hầm bơm được thiết kế
chìm trong đất để đảm bảo tất cả các loại nước thải từ các nơi trong nhà máy tự chảy về hố
thu. Nước thải được dẫn đến qua mương dẫn hay hệ thống thoát nước, qua song chắn rác
và đổ vào hầm bơm từ đó được bơm đến các công trình xử lí tiếp theo. Hầm bơm sau 1 thời
gian nhất định phải được vệ sinh.
b) Tính toán:
1). Kích thước hầm bơm tiếp nhận:
- Thời gian lưu nước: t Î (10 ÷ 30)phút → Chọn t = 10phút
O
F
- Thể tích hầm bơm tiếp nhận:

N
.I
10
Vb = Q max .t = 190. = 31,67 m 3
h
60
H
3


N
Vb = 31,67m

A
- Chọn chiều sâu hữu ích: hhi = 2,5m

X
- Chọn chiều cao an toàn bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng: hat = 0,7m

G
- Chiều sâu tổng cộng:
N
H = hhi + hat = 2,5 + 0,7 = 3,2m
O
U H = 3,2m

R
- Giả sử hầm bơm hình tròn, vậy đường kính hầm bơm tiếp nhận:

IT 4 Vb 4 31,67
D= = = 4m
O
. .
ph p 2,5

M D = 4m
- Kích thước hầm bơm tiếp nhận: D x H = 4m x 3,2m
2). Đường kính ống dẫn nước:
Q = Qh = 190 m 3 / h
max
- Chọn bơm nhúng chìm đặt tại hầm bơm có:
- Chọn vận tốc trong ống: v = 0,75m/s
- Đường kính của ống:
4.Q 4.190
d ong = = = 0 ,3m = 300mm
v.p 0 ,75.p.3600
dống = 300mm


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 11 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

3). Công suất máy bơm:
- Chọn ống nhựa PVC có độ nhám: e = 0,2mm
- Độ nhám tương đối của ống dẫn:
e 0,2
n= = = 0,00067
d 300
n = 0,00067
- Độ nhớt của nước ở 250C: μ = 0,95.10-3N.s/m2
- Khối lượng riêng của nước ở 250C: ρ = 997kg/m3
- Tính số Renold:

O
v.d.r 0,75.0,3.997
F
Re = = = 236131

N
m 0,95.10 -3

.I
Re = 236131

H
Đây là chế độ chảy rối. Từ Re = 236131 và n = 0,00067 tra trên đồ thị ta được hệ số
N
ma sát:
A
X
λ = 0,019

G
- Tổn thất cột áp trên đường ống:

N
æ ö 0,75 2
2
æL öv 10
DH = ç l + å z ÷ = ç 0,019. + 4,8 ÷. = 0,156m
O
èd ø 2g è 0,3 ø 2.9,81
U
R
ΔH = 0,156m


IT
Trong đó: - L: Chiều dài ống nước đẩy. Chọn L = 10m

O Chọn å z = 4 ,8
- å z : Tổng hệ số cục bộ.

M
- Tổng cột áp của bơm:
Hb = H0 + ΔH = 8 + 0,156 = 8,156m
Hb = 8,156m
Với: H0: Chiều cao bơm nước từ hầm bơm tiếp nhận lên bể điều hòa.
H0 Î(8 ÷ 10)mH2O . Chọn H0 = 8mH2O
η Î (0,72 ÷ 0,93)
- Hiệu suất chung của bơm: → Chọn η = 0,8
- Công suất của bơm:
Q max .r.g.H b 190.997.9,81.8,156
Nb = = = 5,26kW
h

1000.h 1000.0,8.3600
Nb = 5,26kW

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 12 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Công suất bơm thực tế:
Ntt = 1,2Nb = 1,2.5,26 = 6,312kW
Ntt = 6,312kW = 8,443Hp
c). Thông số thiết kế:
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
m
1 Chiều cao tổng 3,2
m
2 Đường kính 4
Hp
3 Công suất bơm 8,443



O
F
N
.I
H
N
A
X
G
N
O
U
R
IT
O
M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 13 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

III) Bể điều hòa
a) Nhiệm vụ:
Điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn cho tương đối ổn định, giảm kích thước và
chi phí cho các công trình xử lí sau này, điều hòa chất lượng nước thải qua đó nâng cao
hiệu quả xử lí của các công trình xử lí phía sau.
Trong bể có tiến hành sục khí để xáo trộn đều nước thải và tránh sự lắng của các chất
xảy ra trong bể.
b) Tính toán:
1). Xác định thể tích bể điểu hòa:
a) Thể tích tích lũy:
O
F
- Thể tích tích lũy dòng vào của giờ thứ i được xác định theo công thức:

N
.I
VV(i) = VV(i-1) + QV(i)
Trong đó: - VV(i-1): Thể tích tích lũy dòng vào của giờ trước đó, m3
H
N
Lưu lượng nước thải của giờ đang xét (thứ i), m3/h
- QV(i):

A
- Thể tích tích lũy bơm đi của giờ thứ i:

X
Vb(i) = Vb(i-1) + Qb(i)

G
Trong đó: - Vb(i-1): Thể tích tích lũy bơm đi của giờ trước đó, m3
N
Lưu lượng bơm của giờ đang xét (thứ i), m3/h
O
- Qb(i):

U
b) Thể tích bể điều hòa:

R
+ Theo phương pháp lập bảng:

IT
Dựa vào lưu lượng theo giờ Qh, thể tích tích lũy vào VV(i) và thể tích tích lũy

O
bơm đi Vb(i), lập bảng “thể tích tích lũy theo giờ” trong ngày như bảng 4.

M
Thể tích lý thuyết bể điều hòa bằng hiệu đại số giá trị dương lớn nhất và giá
trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số thể tích tích lũy.
- Thể tích lí thuyết bể điều hòa:
Vđh(lt) = Vmax – Vmin = 355,6 – (-35,2) = 390,8m3
Vđh(lt) = 390,8m3
- Thể tích thực tế bể điều hòa:
Vđh(tt) = (1,1 ÷ 1,2)Vđh(lt) = 1,1.390,8 = 430m3
Vđh(tt) = 430m3




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 14 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


Bảng 4: Thể tích tích lũy theo giờ

Thể tích tích Thể tích tích Hiệu số thể tích
Giờ Q lũy vào bể (1) lũy bơm đi (2) tích lũy (2) – (1)
(m3/h) (m3) (m3) (m3)
(h)
1 50 50 95.8 45.8
2 40 90 191.6 101.6
3 40 130 287.4 157.4
4 40 170 383.2 213.2
5 30 200 479 279
6 45 245 574.8 329.8
O
F
355.6
7 70 315 670.6

N
8 180 495 766.4 271.4

.I
9 190 685 862.2 177.2

H
10 150 835 958 123

N
11 100 935 1053.8 118.8

A
12 82 1017 1149.6 132.6
X
13 90 1107 1245.4 138.4
G
14 100 1207 1341.2 134.2
N
15 165 1372 1437 65
O
16 126 1498 1532.8 34.8
U
17 114 1612 1628.6 16.6
R
IT
18 120 1732 1724.4 -7.6
19 110 1842 1820.2 -21.8
O
20 105 1947 1916 -31
M -35.2
21 100 2047 2011.8
22 91 2138 2107.6 -30.4
23 90 2228 2203.4 -24.6
24 72 2300 2300 0

+ Theo biểu đồ đường cong tích lũy:
Dựa vào lưu lượng theo giờ Qh, thể tích tích lũy vào VV(i) và thể tích tích lũy
bơm đi Vb(i), vẽ “biểu đồ đường cong tích lũy” theo giờ trong ngày như hình 2.
Vẽ hai đường thẳng song song với “đường tích lũy bơm” và tiếp tuyến với
“đường cong tích lũy vào” ở 2 cực trị. Thể tích bể điều hòa là tổng 2 khoảng cách thẳng
đứng từ 2 điểm tiếp tuyến đến đường thẳng tích lũy bơm.


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 15 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Dựa vào đồ thị hình 3, nhờ vào “độ dốc” tiếp tuyến của “đường cong tích lũy
vào” so với “độ dốc” của “đường tích lũy bơm” ta có thể xác định được “mực nước thấp
nhất” trong bể vào lúc 7h (ứng với Vmax = 355,6m3) và “mực nước cao nhất” trong bể vào
lúc 21h (ứng với Vmin = 35,2m3).
- Thể tích lí thuyết bể điều hòa:
Vđh(lt) = Vmax – Vmin = 355,6 – (-35,2) = 390,8m3
Vđh(lt) = 390,8m3
- Thể tích thực tế bể điều hòa:
Vđh(tt) = (1,1 ÷ 1,2)Vđh(lt) = 1,1.390,8 = 430m3
Vđh(tt) = 430m3
O
F
Hình 3: Biểu đồ đường cong tích lũy

N
.I
H
N
A
X
G
N
O
U
R
IT
O
M

Thể tích tích lũy bơm Thể tích tích lũy vào
2). Kích thước bể điều hòa:
Chọn bể có dạng hình chữ nhật:
Chiều cao lớp nước lớn nhất: hmaxÎ(2,5 ÷ 5)m. Chọn hmax = 4,5m
Chọn:
Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 16 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Chiều cao tổng cộng bể điều hòa:
H = hmax + hbv = 4,5 + 0,3 = 4,8m
H = 4,8m
- Diện tích mặt cắt ngang bể:
Vdh ( tt ) 430
A= = = 90m 2
H 4,8
A = 90m2
Chọn chiều dài, chiều rộng của bể: L = 10m W = 9m
- Kích thước bể điều hòa:

O
F
L x W x H = 10m x 9m x 4,8m

N
.I
3). Hiệu quả của bể điều hòa đối với tải lượng BOD5:
Dựa vào kết quả phân tích biểu đồ đường cong tích lũy hoặc bảng thể tích tích lũy
H
theo giờ, ta thấy thời điểm bể cạn nhất là 7h. Thời điểm tính toán bắt đầu từ 8h.
N
- Thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ thứ i:
A
X
Vi = Vi-1 + Vin(i) – Vout(i) (1)

G
Trong đó: - Vi: Thể tích nước trong bể điều hòa ở gìơ đang xét (i).

N
- Vi-1: Thể tích nước trong bể điều hòa ở gìơ trước đó (i-1).

O
- Vin(i): Lượng nước vào bể ở giờ đang xét (i).
U
R
- Vout(i): Lượng nước bơm ra bể ở giờ đang xét (i).


IT
Giả sử khối nước trong bể điều hòa được xáo trộn hoàn toàn.

O
- Hàm lượng BOD5 trung bình bơm ra khỏi bể ở giờ thứ i :

M Vin ( i ) . S in ( i ) + V i -1 . S i -1
S out ( i ) = (2)
V in ( i ) + Vi - 1
Trong đó: - Sout(i): Hàm lượng BOD5 trung bình của dòng ra ở giờ đang xét (i).
- Sin(i): Hàm lượng BOD5 trung bình của dòng vào ở giờ đang xét (i).
- Vi-1: Thể tích nước trong bể điều hòa ở giớ trước đó (i-1).
- Vin(i): Lượng nước vào bể ở giờ đang xét (i).
- Tải lượng BOD5 của dòng vào ở giờ thứ i:
Lvao ( i ) = Q h( i ) .BODivao (3)
BOD




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 17 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Tải lượng BOD5 của dòng ra ở giờ thứ i:
Lra ( i ) = Qb .BODira (4)
BOD


Trong đó: - LvBOD ( i ) : Tải lượng BOD5 vào bể giờ thứ i.
ao



- LrBOD ( i ) :
a
Tải lượng BOD5 ra bể giờ thứ i.
- Qh(i): Lưu lượng nước thải vào giờ thứ i.
- Qb : Lưu lượng bơm ra khỏi bể giờ thứ i.
(BOD = S in( i ) )
vao
- BOD ivao : Hàm lượng BOD5 vào bể ở giờ thứ i. i


(BOD = S out ( i ) )
ra
- BOD ira : Hàm lượng BOD5 ra khỏi bể ở giờ thứ i.
O
i



F
Từ các công thức (1),(2),(3),(4) ta tính thử các thông số trên tại giờ thứ 8 (do thời

N
.I
điểm tính toán bắt đầu từ 8h) và giờ thứ 9.
+ Thể tích nước vào trong bể điều hòa lúc 8h:
H
N
V8 = V7 + Vin(8) - Vout(8) = 0 + 180 – 95,8 = 84,2m3

A
+ Thể tích nước vào trong bể điều hòa lúc 9h:

X
V9 = V8 + Vin(9) - Vout(9) = 84,2 + 190 – 95,8 = 178,4m3

G
+ Hàm lượng BOD5 trung bình bơm ra khỏi bể điều hòa lúc 8h:
N
O
Vin (8 ) .Sin (8) + V7 .S 7 180.1460 + 0.1020
Sout (8) = = = 1460 mg / l
UVin (8) + V7 180 + 0

R
+ Hàm lượng BOD5 trung bình bơm ra khỏi bể điều hòa lúc 9h:

IT Vin ( 9) .Sin ( 9) + V8 .S8 190.1525 + 84,2.1460
O Sout ( 9) = = = 1505mg / l
Vin (9 ) + V8 190 + 84,2
M
+ Tải lượng BOD5 ở dòng vào lúc 8h:
Lvao (8) = Q h (8) .BOD 8 = 180.10 3.1460.10 -6 = 262,8kgBOD 5 / h
vao
BOD


+ Tải lượng BOD5 ở dòng vào lúc 9h:
Lvao ( 9) = Q h ( 9) .BOD 9 = 190.10 3.1525.10 -6 = 289,75kgBOD 5 / h
vao
BOD


+ Tải lượng BOD5 ở dòng ra vào lúc 8h:
Lra (8) = Q b .BOD 8 = 95,8.10 3.1460.10 -6 = 139,87 kgBOD 5 / h
ra
BOD


+ Tải lượng BOD5 ở dòng ra vào lúc 9h:
Lra ( 9) = Q b .BOD 9 = 95,8.10 3.1505.10 -6 = 144,18kgBOD 5 / h
ra
BOD




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 18 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

(Ghi chú: Lúc 7h bể cạn nước nhất, nên thể tích nước trong bể điều hòa lúc đó V7 = 0).
Từ các công thức (1),(2),(3),(4) và cách tính tương tự như trên ta lập bảng “tính toán
hàm lượng BOD5 trung bình và tải lượng BOD5 trước và sau bể điều hòa” như bảng 5.
Bảng 5: Tính toán hàm lượng BOD5 trung bình và tải lượng BOD5 trước và sau bể
điều hòa

Lưu Thể tích Tải lượng Tải lượng
lượng nước BOD5 BOD5 BOD5 trước BOD5 sau
vào ra
Giờ vào Qh(i) trong bể điều hòa điều hòa
(m3) (m3)
(h) (mg/l) (mg/l) (kgBOD5/h) (kgBOD5/h)
8 180 84.2 1460 1460 262.8 139.87

O
9 190 178.4 1525 1505.04 289.75 144.18

F
10 150 232.6 1420 1477.04 213 141.50

N
11 100 236.8 1325 1391.44 132.5 133.30

.I
12 82 223 920 1220.83 75.44 116.96

H
13 90 217.2 900 914.25 81 87.59

N
14 100 221.4 885 895.27 88.5 85.77

A
15 165 290.6 820 857.24 135.3 82.12
16 126 320.8 1200 934.93 151.2 89.57
X
17 114 339 1026 1154.38 116.96 110.59
G
18 120 363.2 870 985.22 104.4 94.38
N
19 110 377.4 730 837.46 80.3 80.23

O
20 105 386.6 725 728.91 76.13 69.83

U
21 100 390.8 895 759.94 89.5 72.80

R
22 91 386 740 865.72 67.34 82.94

IT
23 90 380.2 610 715.42 54.9 68.54
24 72 355.6 520 595.67 37.44 57.06
O
1 50 310.6 515 519.38 25.75 49.76

M
2 40 254.8 540 517.85 21.6 49.61
3 40 199 610 549.50 24.4 52.64
4 40 143.2 650 616.69 26 59.08
5 30 77.4 732 664.20 21.96 63.63
6 45 26.6 850 775.38 38.25 74.28
7 70 0 1020 973.19 71.4 93.23
TB 95,8 900 913.123 95.25 87.48

4). So sánh lưu lượng và tải lượng của nước thải trước và sau bể điều hòa:
Ta lập “Biểu đồ lưu lượng trước và sau bể” như hình 4 để so sánh lưu lượng nước
thải trước và sau bể điều hòa, và “Biểu đồ tải lượng BOD5 trước và sau bể” như hình 5 để
so sánh tải lượng BOD5 của nước thải trước và sau bể điều hòa.


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 19 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Hình 4: Biểu đồ lưu lượng trước và sau bể




O
F
N
.I
H
N
A
X
G
N
O
Hình 5: Biểu đồ tải lượng BOD5 trước và sau bể

U
R
IT
O
M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 20 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

5). Công suất máy bơm:
Q b .r.g.H b 95,8.997.9,81.10
Nb = = = 3,26kW
1000.h 1000.0,8.3600
Nb = 3,26kW
- Công suất bơm thực tế:
Ntt = 1,2Nb = 1,2.3,26 = 3,912kW
Ntt = 3,912kW = 5,126Hp
Trong đó: - Các hệ số ρ, g, η tính như phần “Hầm bơm tiếp nhận”.
- Hb: Cột áp bơm, Hb Î (8 ÷ 10)m. Chọn Hb = 10m

O
F
6). Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa bằng khí nén:

N
- Lượng không khí cần thiết:

.I
L khi = Q h .a = 95,8.3,74 = 359m 3 / h
tb



H
N
Lkhí = 359m3/h = 0,1m3/s

A
Trong đó: - a: Lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa. Chọn

X
a = 3,74 m3 khí/m3 nước thải
G
N
- Q : Lưu lượng nước thải trung bình giờ. Qhb = 95,8m3/h
tb t
h



O
Chọn hệ thống ống cấp khí bằng PVC có đục lỗ, bao gồm 3 ống đặt dọc theo chiều

U
dài bể (10m), các ống cách nhau 2,5m.

R
- Lưu lượng khí trong mỗi ống:

IT L khi 359

O
q ong = = = 120m 3 / h
3 3

M qống = 120m3/h
- Đường kính ống dẫn khí:
4.q ong 4.120
d ong = = = 0,065m = 65mm
p.v ong .3600 p.10.3600

dống = 65mm
Trong đó: - vống: Vận tốc khí trong ống, vống Î (10 ÷ 15)m/s. Chọn vống = 10m/s
Chọn ống θống = 65mm, đường kính các lỗ: dlỗ = (2 ÷ 5)mm. Chọn dlỗ = 3mm
vlỗ Î (5 ÷ 20)m/s. Chọn
Vận tốc khí qua lỗ: vlỗ = 15m/s.



Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 21 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Lưu lượng khí qua 1 lỗ:
p.d 2 p.0,003 2
q lo = v lo . = 15. .3600 = 0,382m 3 / h
lo

4 4
qlỗ = 0,382m3/h
- Số lỗ trên một ống:
q ong 120
N lo = = = 315 lỗ
q lo 0,382
Nlỗ = 315 lỗ
- Số lỗ trên 1m dài:
O
F
N lo 315
n lo = = = 31,5 lỗ/m

N
L 10

.I
nlỗ = 32lỗ/m
H
N
7). Công suất máy nén khí:

A
- Áp lực và công suất của hệ thống nén khí:

X
Hct = hd + hc + hr + H

G
Trong đó: hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn (m).
N
hc: Tổn thất cục bộ (m).
O
U
hr: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m).

R
H: Chiều sâu hữu ích của bể tức độ sâu ngập nước của miệng vòi

IT
phun, H = 4m.

O
Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4m. Chọn hd + hc = 0,4m

M
Tổn thất hf thường không vượt quá 0,5m. Chọn hf = 0,5m.
Do đó áp lực cần thiết sẽ là:
Hct = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m
Hct = 4,9m
- Áp lực máy nén khí của máy thổi khí là:
10,33 + 4,9
P= = 1,474at
10,33
P = 1,474at




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 22 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Công suất của máy nén khí:

G .R .T1 éæ P2 ö ù 0,12.8,314.293
0 , 283

.[1,474 0, 283 - 1] = 5,05kW
êç ÷
N = kk - 1ú =
29,7.n.h êç P1 ÷ ú 29,7.0,283.0,8
ëè ø û
N = 5,05kW = 6,73Hp
Với: Gkk: khối lượng của dòng không khí:
G = Lkk . ρkk = 0,1.1,2 = 0,12kg/s
Gkk = 0,12kg/s
khối lượng riêng của không khí ở 200C, ρkk = 1,2kg/m3
ρkk:

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

F
T1 = 2930K
T1 : nhiệt độ đầu vào của không khí,

N
.I
P1: áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1at

H
P2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 = 1,474at

N
k - 1 1,395 - 1
n= = = 0,283
n: n = 0,283
A
k 1,395

X
k: hằng số đối với không khí, k = 1,395
G
N
η: hiệu suất của máy, chọn η = 80%

O
c). Thông số thiết kế:

U
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

R m
1 Chiều cao bể 4,8

IT
m
2 Chiều rộng bể 9
m
3 Chiều dài bể 10
O Hp
4 Công suất bơm 5,126
M Hp
5 Công suất máy nén 6,73




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 23 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

IV) Bể lắng đợt 1
a) Nhiệm vụ:
Loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lí
trước đó. Ở đây, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy,
các chất có tỷ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung
đến hố ga đặt ở bên ngoài bể. Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng 1 cần đạt ≤ 150mg/l
trước khi đưa vào các công trình xử lí sinh học.
b) Tính toán:
Qtb = 95 ,8 m 3 / h Q tb = 95 ,5.24 = 2300 m / ngày
ng 3
h

Chọn bể lắng đợt 1 dạng tròn, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể (bể
O
lắng ly tâm).
F
N
1). Diện tích bề mặt lắng:

.I
LA Î (32 ÷ 48) m3/m2.ngày → Chọn LA= 40 m3/m2.ngày
Tải trọng bề mặt:

H
- Diện tích bề mặt lắng:
N
A
Q ng 2300
A = tb = = 57,5m 2
X
LA 40

G
A = 57,5m2
N
O
2). Đường kính bể lắng:

U4A 4.57,5
D= = = 8,6m
R p p

IT D = 8,6m

O
3). Đường kính ống trung tâm:

M dtt Î (15 ÷ 20%)D →
Ta có: Chọn 20%D nên:
dtt = 20%D = 0,2.8,6 = 1.72m
dtt = 1,72m
4). Chiều cao bể lắng :
Chiều sâu hữu ích bể lắng: H Î (3 ÷ 4,6)m → Chọn H = 3,7m
Chiều cao lớp trung hòa: hth = 0,2m
Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 0,7m
Chiều cao lớp an toàn: hat = 0,3m




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 24 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

® Chiều cao tổng cộng: Htc = 3,7+0,2+0,7+0,3 = 4,9m
Htc = 4,9m
5). Chiều cao ống trung tâm:
htt Î (55 ÷ 65%)H → Chọn 60%H nên:
htt = 60%H = 0,6.3,7 = 2,22m
htt = 2,22m
6). Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng:
- Thể tích phần lắng:
p2 p
O
V= ( D - d 2 )h = (8,6 2 - 1,72 2 ).3,7 = 206,2m 3
4 4
F
N
3
V = 206,2m

.I
- Thời gian lưu nước:

H
V 206,2
N
HRT = q = = = 2,2h > 1,5h (thỏa)

A
h
Q tb 95,8

X
HRT = θ = 2,2h

G
7). Tải trọng máng tràn:
N
Q ng 2300
O < 500 m3/m.ngày (thỏa)
L S = tb = = 85,2m 3 / m.ng

U
pD p.8,6

R LS = 85,2m3/m.ngày

IT
8). Độ dốc đáy bể: i Î (4 ÷ 10)% → Chọn i = 10%

O i = 10%

M
9). Chọn chiều cao và đường kính các ống phân phối:
- Đường kính ống loe: dloe = 1,35.dtt = 1,35.1,72 = 2,322m
dloe = 2,322m
- Đường kính ống chắn: dchắn = 1,3.dloe = 1,3.2,322 = 3,02m
dchắn = 3,02m
hloe Î (0,2 ÷ 0,5)m
- Chiều cao ống loe: → Chọn hloe = 0,3m
hloe = 0,3m
hchắn Î (0,2 ÷ 0,5)m
- Chiều cao ống chắn: → Chọn hchắn = 0,3m
hchắn = 0,3m



Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 25 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

10). Hiệu quả lắng cặn lơ lửng và khử BOD5:
Theo công thức thực nghiệm của các nhà khoa học Mỹ:
q
R=
a + b .q
Trong đó: R: Hiệu quả khử BOD5 hoặc SS biểu thị bằng (%).
θ : Thời gian lưu nước (h).
a,b: Hằng số thực nghiệm.
a) Hiệu quả lắng cặn lơ lửng SS:
Với SS ta có: a = 0,0075h ; b = 0,014

O
F
2,2
R SS = = 57,44%


N
0,0075 + 0,014.2,2

.I
RSS = 57,44%

H
b) Hiệu quả khử BOD5:
N
A
Với BOD5 ta có: a = 0,018h ; b = 0,02

X
2,2
R BOD = = 35,5%

G
0,018 + 0,02.2,2
5




N
RBOD = 35 ,5%
O 5




U
c). Thông số thiết kế:

R
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

IT m
1 Chiều cao tổng 4,9

O m
2 Đường kính 8,6

M
m
3 Chiều cao cột nước 4,6
%
4 Độ dốc đáy bể 10




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 26 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


V) Bể trung hòa
a) Nhiệm vụ:
Dùng năng lượng cánh khuấy tạo ra dòng chảy rối để trộn đều nước thải với các hóa
chất cho vào để điều chỉnh pH nước thải nằm trong khoảng thích hợp (pH = 6,5 ÷ 7,5) và
cung cấp thêm dinh dưỡng cho hoạt động của vi sinh vật.
b) Tính toán:
Ống dẫn nước thải vào ở đáy bể, dung dịch sút NaOH cho vào ngay cửa ống dẫn vào
bể, nước đi từ dưới lên tràn qua ống thu nước ở phía kia cùa thành bể để dẫn sang
Aerotank.
- Chọn thời gian khuấy trộn: tkt = 60s
O
F
- Chọn cường độ khuấy trộn: G = 800s-1

N
0


.I
- Nhiệt độ nước: tn = 20 C
1). Thể tích bể trộn:
H
N
95,8
V = Q h .t kt = .60 = 1,6m 3
tb



A
3600

X
V = 1,6m3

G
Chọn bể trộn tròn.
N
O
2). Kích thước bể:

U
Chọn: - Chiều cao hữu ích: Hhi = 2m

R
- Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m

IT
- Chiều cao tổng cộng:

O Htc = Hhi + hbv = 2 + 0,3 = 2,3m

M Htc = 2,3m
- Đường kính bể:
4.V 4.1,6
D= = = 1m
p.H p.2
D = 1m
3). Kích thước tấm chắn:
Trong bể đặt 4 tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước.
- Chiều cao tấm chắn: Hch = 1,8m
- Chiều rộng tấm chắn: Wch = 0,1.D = 0,1.1 = 0,1m
Wch = 0,1m

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 27 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

4). Thông số máy khuấy :
Dùng máy khuấy tuabin 4 cánh nghiêng góc 450 hướng lên trên để đưa nước từ dưới
lên.
- Chọn: Đường kính máy khuấy: Dkh = 0,35m
Chiều rộng cánh khuấy: Wkh = 0,07m
Chiều dài cánh khuấy: Lkh = 0,09m
Hiệu suất động cơ: η = 0,7
- Máy khuấy đặt cách đáy 1 đoạn: h = 0,35m
- Năng lượng cần truyền vào nước:

O
P = G2.V.μ = 8002.1,6.0,001 = 1,024kW

F
P = 1,024kW
N
.I
- Công suất động cơ:

H
P 1,024
N
N= = = 1,47 kW
h 0,7
A
X
N = 1,47kW = 1,96Hp

G
- Số vòng quay:

N 1 1



O
æP ö3 æ ö3
1,024
n =ç ÷ =ç ÷ = 5,65 vòng/s
ç K.r.D 5 ÷
U
5
è 1,08.1000.0,35 ø
è ø
kh



R n = 5,65vòng/s = 339vòng/phút

IT
Trong đó: μ: Độ nhớt động lực của nước, μ = 0,001Pa.s

O ρ = 1000kg/m3
ρ: Khối lượng riêng của nước,
M K: Hệ số hiệu chỉnh, K = 1,08
Phải có hộp giảm tốc cho động cơ.
- Đường kính ống dẫn nước ra và dẫn nước vào lấy như sau:
dra = dvào = 300mm




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 28 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

5). Tính lượng sút NaOH sử dụng để trung hòa:
= 10 -4 mol / l
- Do pH của dung dịch nước thải đầu vào là 4 (pH = 4) nên C M
H+



- Số mol H+ có trong lưu lượng dòng vào:
95,8.1000
N H = C M .Q tb = 10 - 4. = 0,16mol / phút
+ h
60
H+



N H = 0 ,16 mol / phút
+



- Phương trình phản ứng:
H+ Na+
NaOH + → + H2 O

O
1 1

F
0,16 0,16
N
.I
- Dựa vào phương trình ta có số mol NaOH cần dùng là: nNaOH = 0,16mol/phút

H
= 1mol / l = 1 M
- Chọn dung dịch NaOH vào có nồng độ: C M

N
NaOH




A
- Lượng NaOH cần dùng:

X
n NaOH 0,16
VNaOH = = = 0,16L / phút
G
CM 1

N
NaOH



VNaOH = 0,16L/phút = 230,4L/ngày
O
U
c). Thông số thiết kế:

R
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

IT
m
1 Chiều cao tổng bể 2,3

O
m
2 Đường kính 1
m
3 Chiều cao tấm chắn 1,8
M m
4 Chiều rộng tấm chắn 0,1
Hp
5 Công suất máy khuấy 1,96
vòng/s
6 Số vòng quay 5,65
L/ngày
7 Lượng NaOH sử dụng 230,4




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 29 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


VI) Bể bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn - Bể Aerotank
a) Nhiệm vụ:
Bể Aerotank được sử dụng khá phổ biến trong các quá trình xử lí sinh học hiếu khí,
tức là quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan không lắng được nhờ các vi sinh vật hiếu
khí có sử dụng Oxy hòa tan. Tùy thuộc vào thành phần nước thải cụ thể, các chất dinh
dưỡng, chủ yếu là N và P sẽ được bổ sung để gia tăng khả năng phân hủy sinh học của vi
sinh vật. Nước thải chứa 1 lượng lớn chất hữu cơ, do đó chúng được đưa vào bể Aerotank
để vi sinh vật phân hủy chúng thành các chất vô cơ như: CO2, H2O... và tạo thành sinh khối
mới, góp phần làm giảm COD và BOD của nước thải.
b) Tính toán:

O
1). Các thông số tính toán:

F
- BOD5 trung bình sau bể điều hòa là: 913,123mgO2/L.
N
.I
- Hàm lượng BOD5 vào Aerotank (ra bể lắng đợt I):

H
S0 = 913,123.(1 – 0,355) = 589mgO2/L

N
S0 = 589mgO2/L
A
X
Theo kết quả thực nghiệm ta tìm được các “thông số động học” như sau:

G
- Hệ số bán vận tốc: KS = 50mg/L

N
- Hàm lượng cơ chất: Y = 0,5mgVSS/mgBOD5

O
kd = 0,05ngày-1
- Hệ số phân hủy:

U
Có thể áp dụng các điều kiện sau cho tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn
R
toàn:

IT
a) Hàm lượng vi sinh, chất hữu cơ có trong bùn: MLVSS:MLSS = 0,75.
O
b) Hàm lượng bùn tuần hoàn: Xu = 12000mgSS/l.
M
c) Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank: MLVSS = 3500mg/l.
d)Thời gian lưu bùn trung bình: θc = 10ngày.
e) Tỉ số BOD5 so với BODL (BOD cuối cùng): BOD5:BODL= 0,68.
f) BOD5 sau lắng II đạt tiêu chuẩn loại A, còn lại là: 20mgO2/l.
g) Nước thải sau lắng II chứa 20mgSS/L cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ
phân hủy sinh học.
h) Tỉ số BOD5:N:P = 900 : 55 : 15 = 100 : 6,1 :1,6 nên chất dinh dưỡng đa lượng
đủ cho vi sinh phát triển. Giả sử các chất dinh dưỡng vi lượng cũng đủ cho sinh trưởng tế
bào.




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 30 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

2). Xác định BOD5 hòa tan sau lắng II theo mối quan hệ sau đây:
Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan + BOD5 của cặn lơ lửng
Xác định BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra:
- Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy:
VSS = 0,65.20 = 13mg/L
VSS = 13mg/L
- BODL của cặn lơ lững dễ phân hủy sinh học của nước thải sau lắng II:
BODL = 13.1,42 = 18,46mgO2/L
BODL = 18,46mgO2/L

O
F
- BOD5 của cặn lơ lững của nước thải sau bể lắng II:

N
BOD5 = 18,46.0,68 = 12,55mgO2/L

.I
BOD5 = 12,55mgO2/L
H
N
- BOD5 hòa tan của nước thải sau bể lắng II:

A
20 = C + 12,55 → C = 7,45mgO2/L

X
BOD5 hòa tan = 7,45mgO2/L

G
3). Hiệu quả xử lí BOD5 của bể Aerotank:
N
S0 - S 589 - 20
O
E BOD = .100 = .100 = 96,6%

U
S0 589
5




R E BOD = 96 ,6%

IT
5



4). Tính thể tích và các kích thước bể Aerotank:
O
- Thể tích bể:
M q c .Q.Y.(S 0 - S) 10.2300.0,6.(589 - 7,45)
Vr = = = 1480m 3
X.(1 + k d .q c ) 3500.(1 + 0,055.10)
Vr = 1480m3
V1 = V2 = 1480 : 2 = 740m3
Chia thành 2 đơn nguyên:
- Chọn chiều cao hữu ích: H = 4m
- Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m
- Chiều cao tổng: Htc = H + hbv = 4 + 0,3 = 4,3m.
Htc = 4,3m
- Chọn tỉ số: rộng : cao = W : H = 2 : 1.


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 31 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Chiều rộng bể là: W = 2.H = 2.4 = 8m.
W = 8m
V1 740
L= = = 23m.
- Chiều dài bể là:
H.W 4.8
L = 23m
- Kích thước bể: L x W x Htc = 23m x 8m x 4,3m
5). Thời gian lưu nước của bể Aerotank:
V 1480
HRT = q = = .24 = 15,44h
Q 2300

O
HRT = θ = 15,44h
F
N
6). Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày:

.I
- Hệ số sản lượng quan sát:

H
Y 0,6
N
Yobs = = = 0,387 mgVSS / mgBOD 5
1 + k d .q c 1 + 0,055.10
A
X
Yobs = 0,387mgVSS/mgBOD5

G
- Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS:
N
Px(VSS) = Yobs.Q.(BOD0 – BOD5 hòa tan) = 0,387.2300.(589 – 7,45).10-3
O
U
Px(VSS) = 518kgVSS/ngày

R
- Lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS:

IT Px ( VSS) 518
Px ( SS) = = = 691kgSS / ngày
O 0,75 0,75

M Px(SS) = 691kgSS/ngày



Q, S0, Xo Qe, S, Xe
Bể lắng
Bể Aerotank




Qr, Xr, S

Qw,Xr
Hình 6 :Sơ đồ làm việc của hệ thống

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 32 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Lượng bùn dư cần xử lí mỗi ngày:
Lượng bùn dư cần xử lí = Tổng lượng bùn - Lượng SS trôi ra khỏi lắng II
Mdư(SS) = 691 – 2300.20.10-3 = 645kgSS/ngày
Mdư(SS) = 645kgSS/ngày
- Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lí:
Mdư(VSS) = Mdư(SS).0,75 = 645.0,75 = 484kgVSS/ngày
Mdư(VSS) = 484kgVSS/ngày
Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn CSS = 1,2%
và khối lượng riêng là ρ = 1012kg/m3.

O
- Lưu lượng bùn dư cần xử lí:

F
M du (SS )
N
645

.I
Qw = = = 53,11m 3 / ngày
r.CSS 1012.0,012

H
3
Qw = 53,11m /ngày
N
A
Có thể tính theo công thức sau:

X
Vr .X 1480.3500
qc = Þ 10 =
G
Q w .X r + (Q - Q du )X e Q w .12000.0,75 + (2300 - Q w ).(20.0,75)

N
Qw = 53,81m3/ngày

O
U
7). Tính lưu lượng bùn tuần hoàn:

R
- Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerorank:

IT
MLSS= MLVSS : 0,75 = 3500 : 0,75 = 4667mgSS/L

O MLSS = 4667mgSS/L

M
Già sử X0 = 0 và Qr = αQ. Hệ số tuần hoàn:
4667
X
a= = = 0,63
X u - X 12000 - 4667
α = 0,63
- Lưu lượng bùn tuần hoàn:
Qr = αQ = 0,63.2300 = 1449m3/ngày = 60,4m3/h
Qr = 60,4m3/h




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 33 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

8). Kiểm tra tải trọng thể tích:
Q.S 0 2300.589
= 0,92 kgBOD 5 / m 3 . ngày Î (0,8 ÷ 1,9) (thỏa).
L BOD = = -3
Vr 1480.10
5




LBOD = 0 ,92 kgBOD5 / m 3 . ngày
5



9). Kiểm tra tỉ số F/M:
S0 589
= 0,26 ngày-1 Î(0,2 ÷ 0,6)ngày-1 (thỏa).
F/ M = =
15,44
q.X .3500
24
F/M = 0,26ngày-1
O
F
10). Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính:

N
.I
Chọn: - Hiệu suất chuyển hóa O2 của thiết bị khuyếch tán khí: E = 9% .
- Hệ số an toàn để tính công suất thực của máy thổi khí: (1,2 ÷ 2,5) → f = 2.
H
N
- Lượng BODL tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn hoạt tính:

A
Q.(S0 - S) 2300.(589 - 7,45).10 -3
= = = 1967 kgBOD L / ngày
X
M BOD
0,68 0,68
L




G
M BOD = 1967 kgBODL / ngày
N
L




O
- Nhu cầu O2 cho quá trình:

U
M O = M BOD - 1,42.Px ( VSS) = 1967 - 1,42.518 = 1231,44kgO 2 / ngày

R
2 L




IT
M O = 1231 ,44 kgO2 / ngày
2




O
Không khí chứa 23,2% trọng lượng O2 và khối lượng riêng của không khí 1,2kg/m3
(ở 200C).
M
- Lượng không khí lí thuyết cho quá trình:
MO 1231,44
M kk = = = 4423,3m 3 / ngày
2


0,232.1,2 0,232.1,2
Mkk = 4423,3m3/ngày
- Kiểm tra lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn:
M kk 4423,3.1000
= 23,6L / m 3 . phút Î(20 ÷ 40L/m3.phút) (thỏa)
q kk = =
E.Vr 0,09.1480.1440
qkk = 23,6L/m3.phút



Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 34 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Như vậy lượng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn
hoàn toàn.
11). Tính toán cho máy thổi khí và hệ thống nén khí:
- Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí:
M kk 4423,3
Q kk = f . = 2. = 68,26m 3 / phút
E 0,09.1440
Qkk = 68,26m3/phút = 1,14m3/s
- Áp lực và công suất của hệ thống nén khí:
Hct = hd + hc + hr + H

O
Trong đó: hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn (m).

F
hc: Tổn thất cục bộ (m).
N
.I
hr: Tổn thất qua thiết bị phân phối (m).

H
H: Chiều sâu hữu ích của bể tức độ sâu ngập nước của miệng vòi

N
phun, H = 4m.

A
Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4m. Chọn hd + hc = 0,4m
X
G
Tổn thất hf thường không vượt quá 0,5m. Chọn hf = 0,5m.

N
Do đó áp lực cần thiết sẽ là:

O
Hct = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m

U Hct = 4,9m
R
IT
- Áp lực máy nén khí của máy thổi khí là:
10,33 + 4,9
O P= = 1,474at
10,33
M P = 1,474at
- Công suất của máy nén khí:

G kk .R .T1 éæ P2 ö ù 1,37.8,314.293
0 , 283

.[1,474 0, 283 - 1] = 57,6kW
êç ÷
N= - 1ú =
çP ÷
29,7.n.h êè 1 ø ú 29,7.0,283.0,8
ë û
N = 57,6kW = 76,8Hp
Với: Gkk: khối lượng của dòng không khí:
G = Qkk . ρkk = 1,14.1,2 = 1,37kg/s
Gkk = 1,37kg/s
khối lượng riêng của không khí ở 200C, ρkk = 1,2kg/m3
ρkk:

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 35 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

R = 8,314 KJ/K.mol 0K
R: hằng số của khí,
T1 = 2930K
T1 : nhiệt độ đầu vào của không khí,
P1: áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào, P1 = 1at
P2: áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra, P2 = 1,474at
k - 1 1,395 - 1
n= = = 0,283
n: n = 0,283
k 1,395
k: hằng số đối với không khí, k = 1,395
η: hiệu suất của máy, chọn η = 80%
Chọn dạng đĩa xốp, có màng phân phối dạng mịn, đường kính θ = 170mm, diện tích

O
bề mặt F = 0,02m2. Cường độ thổi khí v = 200L/phút.đĩa = 12m3/h.đĩa.

F
Độ ngập sâu nước của thiết bị phân phối h = 4m (lấy gần đúng bằng chiều sâu bể).

N
.I
- Số đĩa cần phân phối trong bể:

H
Q 68,26.60
N = kk = = 341,3 đĩa
N
v 12

A
Chọn N = 344đĩa
X
- Vậy mỗi Aerotank cần bố trí:
G
N
N 344
n= = = 172 đĩa

O
2 2

U n = 172đĩa

R
Cách bố trí đầu phân phối khí:

IT
- Từ ống chính chia thành 22 ống nhánh, trên mỗi ống nhánh có 8 đầu phân phối.

O
- Theo chiều dài của bể là 23m ta bố trí như sau: khoảng cách giữa 2 ống nhánh
M
ngoài cùng với thành bể là 0,5m, khoảng cách giữa 2 ống nhành là 1,047m.
- Trên mỗi ống nhánh bố trí đầu phân phối: khoảng cách giữa 2 đầu phân phối
ngoài cùng đến thành bể là 0,5m và khoảng cách giữa 2 đầu phân phối khí là 1m.
- Trụ đỡ: đặt ở giữa 2 đĩa kế nhau từng trụ một.
- Kích thước trụ đỡ: L x W x H = 0,2m x 0,2m x 0,2m
12). Tính toán đường ống dẫn khí:
- Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính vkhí Î (10 ÷ 15)m/s. Chọn vkhí = 12m/s
- Đường kính ống phân phối chính:
4.Q kk 4.1,14
d ong = = = 0,348m
p.v khi 12.p

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 36 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Chọn ống sắt tráng kẽm có: Фống = 350mm
Từ ống chính này chia thành 2 ống cấp khí cho 2 bể Aerotank, đường kính mỗi ống
Фống = 200mm.
Từ mỗi ống nhánh ta phân làm 22 ống nhánh để phân phối khí vào bể.
Sơ đồ ống phân phối khí như sau:




o á n g n h aù n h ñ öù n g
o á n g c h ín h


O
F
N
.I
Ho án g n h a ùn h n g a n g

N
A
X
G
N
Hình 7: Sơ đồ ống phân phối khí

O
- Lượng khí qua mỗi ống nhánh:

U
Q 1,14

R
Q = kk = = 0,026m 3 / s
'
k
2 x 22 2 x 22

IT Qk = 0 ,026 m 3 / s
'



O
M
Chọn vận tốc khí qua mỗi ống nhánh: vnhánh = 20m/s
- Đường kính ống nhánh:
4.Q 'k 4.0,026
d nhanh = = = 0,04m
p.v nhanh 20.p
Chọn loại ống sắt tráng kẽm có: Фnhánh = 50mm
- Kiểm tra lại vận tốc:
- Vận tốc khí trong ống chính:
4.Q kk 4.1,14
v chinh = = = 10m / s
p.d ong p.0,35 2
2



vchính = 10m/s

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 37 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Vận tốc khí trong ống nhánh:
4.Q 'k 4.0,026
= = = 13,2m / s
v nhanh
p.d 2 p.0,05 2
nhanh

vnhánh = 13,2m/s
13). Tính toán đường ống dẫn nước thải vào bể:
Chọn vận tốc nước thải trong ống: v Î (0,3 ÷ 0,7)m/s. Chọn v = 0,7m/s
- Lưu lượng nước thải vào mỗi bể:
Q ngay 2300
Q1 = = = 0,0133m / s
2 2.24.3600
O
F
Q1 = 0,0133m/s

N
- Đường kính của ống:

.I
H
4.Q 4.0,0133
d ong = = = 0,1555m

N
p.v p.0,7

A
Chọn ống PVC có: Фống = 150mm

X
- Vận tốc thực nước chảy trong ống:
G
N
4.Q 4.0,0133
v= = = 0,75m / s
p.d ong p.0,15 2
O
2




U v = 0,75m/s

R
14). Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn:

IT
- Lưu lượng bùn tuần hoàn ở mỗi bể:
O Qr 60,4
M Q2 = = = 0,0084m 3 / s
2 2.3600
Q2 = 0,0084m3/s
v Î (1 ÷ 2)m/s
Chọn vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện có bơm:
Chọn: v = 1m/s
- Đường kính ống dẫn bùn:
4.Q 4.0,0084
d ong = = = 0,103m
p.v p.1
Chọn ống PVC có: Фống = 100mm




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 38 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

15). Tính bơm bùn tuần hoàn:
Chọn cột áp của bơm: H = 8m
Hiệu suất chung của bơm: η Î (0,7 ÷ 0,8). Chọn η = 0,8
- Công suất của bơm:
Q r .r.g.H 60,4.1000.9,81.8
N = f. = 1,5. = 2,47 kW
1000.h 1000.0,8.3600
N = 2,47kW
16). Tính đưởng ống dẫn nước ra khỏi bể:
- Tổng lưu lượng nước ra khỏi bể:

O
Qra = Q1 + Q2 = 0.0084 + 0,0133 = 0,0217 m3/s.
F
N
3
Qra = 0,0217m /s

.I
Chọn vận tốc trong ống: vra = 0,7m/s
H
N
- Đường kính ống:

A
4.Q ra 4.0,0217
d ong = = = 0,199m
X
p.v ra p.0,7

G
N
Chọn ống PVC có: Фống = 200mm


O
17). Bơm bùn dư đến bể nén bùn:

U
Chọn cột áp của bơm: H = 8m

R
Hiệu suất chung của bơm: η Î (0,7 ÷ 0,8). Chọn η = 0,8

IT
- Công suất của bơm:

O Q w .r.g.H 53,81.1000.9,81.8
M N = f. = 1,5. = 0,092kW
1000.h 1000.0,8.24.3600
N = 0,092kW
18). Tính toán đường ống dẫn bùn:
Chọn vận tốc bùn trong ống: v = 1m/s
- Đường kính ống dẫn bùn:
4.Q w 4.53,81
d ong = = = 0,028m
p.v p.1.24.3600
Chọn ống PVC có: Фống = 30mm




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 39 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

c). Thông số thiết kế:
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
bể
1 Số bể 2
m/bể
2 Chiều cao 4,3
m/bể
3 Chiều rộng 8
m/bể
4 Chiều dài 23
Hp
5 Công suất máy nén khí 76,8




O
F
N
.I
H
N
A
X
G
N
O
U
R
IT
O
M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 40 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.


VII) Bể lắng đợt 2
a) Nhiệm vụ:
Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ trong nước thải bị loại hoàn toàn.
Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính có trong nước thải là rất lớn. Do vậy, bể lắng 2 có nhiệm
vụ lắng và tách hỗn hợp nước, bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng. Bể lắng 2 có thể là bể
lắng đứng, lắng ngang hoặc lắng ly tâm.
b) Tính toán:
LA = 20m3/m2.ngày
Chọn: Tải trọng bề mặt của bùn hoạt tính:
LS = 50kg/m2.h
Tải trọng chất rắn:


O
1). Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng bề mặt:

F
Q tb 2300
N
AL = = = 115m 2
ngay




.I
LA 20

H
AL = 115m2

N
2). Diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn:
A
(Q + Q r ).MLSS (95,8 + 60,4 ).4667
X
tb

= = = 145,8m 2
AS h



G
LS 5.1000

N
AS = 145,8m2

O
Do AS>AL nên diện tích bề mặt bể lắng tính theo tải trọng chất rắn, A = 145,8m2
U
R
Chọn bể lắng tròn.


IT
3). Đường kính bể lắng:

O 4.A 4.145,8
D= = = 13,6m
M p p
D = 13,6m
4). Chiều cao tổng cộng bể lắng 2:
Chọn: - Chiều cao bể lắng: H = 2,8m
- Chiều cao lớp bùn lắng: hb = 1,5m
- Chiều cao an toàn: hbv = 0,3m
- Chiều cao tổng cộng bể lắng 2:
Htc = H + hb + hbv = 2,8 + 1,5 + 0,3 = 4,6m
H = 4,6m



Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 41 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

5). Đường kính ống trung tâm:
dtt = 20%D = 0,2.13,6 = 2,72m
dtt = 2,72m
6). Chiều cao ống trung tâm:
htt = 60%H = 0,6.2,8 = 1,68m
htt = 1,68m
7). Kiểm tra thời gian lưu nước:
- Thể tích phần lắng:
p p

O
VL = .(D 2 - d 2 ).H = .(13,6 2 - 2,72 2 ).2,8 = 390,5m 3
tt
4 4
F
N
3
VL = 390,5m

.I
- Thời gian lưu nước:

H
VL 390,5
N
HRT = q = = = 2,5h
Q + Q r 60,4 + 95,8
A
X
HRT = θ = 2,5h

G
8). Kiểm tra thời gian lưu bùn:
N
- Thể tích phần chứa bùn:
O
U
Vb = A.hb = 145,8.1,5 = 218,7m3

R Vb = 218,7m3

IT
- Thời gian lưu bùn:

O Vb 218,7
tb = = = 3,5h
M Q w + Q r 53,81 + 60,4
24
tb = 3,5h
9). Tải trọng máng tràn:
Q + Q r 2300 + 60,4.24
= 87,76m 3 / m. ngày < 500m3/m.ngày (thỏa)
LS = =
p.D p.13,6
LS = 87,76m3/m.ngày




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 42 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

c). Thông số thiết kế:
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
m
1 Chiều cao 4,6
m
2 Đường kính 13,6
m
3 Chiều cao lớp nước 4,3
m2
4 Diện tích bề mặt bể lắng 145,8




O
F
N
.I
H
N
A
X
G
N
O
U
R
IT
O
M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 43 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

VIII) Bể khử trùng
a) Nhiệm vụ:
Sau các giai đoạn xử lí: cơ học, sinh học... song song với việc làm giảm nồng độ các
chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn qui định thì số lượng vi trùng cũng giảm đáng kể đến 80 – 95%
Tuy nhiên, lượng vi trùng vẫn còn cao và theo nguyên tắc bảo vệ vệ sinh nguồn nước cần
thực hiện giai đoạn khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.
b) Tính toán:
Giả sử hiệu quả khử trùng của các công trình xử lí trên là: 85%
1). Số Coliform còn lại sau bể bùn hoạt tính:
N0 = (1 – 0,85).108 = 15.106MNP/100ml
O
F
N0 = 15.106MNP/100ml

N
.I
Số Coliform yêu cầu còn lại sau bể tiếp xúc: Nt = 1000MNP/100ml
Chọn thời gian tiếp xúc: t Î (10 ÷ 20)phút. Chọn t = 20phút
H
N
2). Lượng Clor cần châm vào:

A10 3
Nt

X
= (1 + 0,23.C t .t ) -3 Þ = (1 + 0,23.C t .20) -3
6
N0 15.10

G
N
Þ Ct = 5,14mg/l

O
3). Thể tích bể tiếp xúc:

U 20
Vt = Q tb .t = 95,8. = 32m 3
R h
60

IT Vt = 32m3

O
Chọn vận tốc dòng chảy trong bể tiếp xúc: v = 2m/phút

M
4). Tiết diện ngang của bể:
tb
Qh 95,8
A= = = 0,8m 2
v 2.60
A = 0,8m2
Chọn: - Chiều sâu hữu ích H = 1m
- Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m
5). Chiều cao tổng cộng của bể:
Htc = H + hbv = 1+ 0,3 = 1,3m
Htc = 1,3m


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 44 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

6). Chiều rộng bể:
A 0,8
W= = = 0,8m
H 1
W = 0,8m
7). Chiều dài của bể:
Vt 32
L= = = 40m
W.H 0,8.1
L = 40m
Chia bể thành 4 ngăn, mỗi ngăn rộng w = 0,8m

O
→ Chiều rộng tổng cộng:
F
N
B = 4.w = 4.0,8 = 3,2m

.I
B = 3,2m

H
→ Chiều dài mỗi ngăn:
N
A
40
L= = 10m
X
4

G
L = 10m

N
Ta có L : W = 10 : 0,8 = 12,5 > 10 (thỏa)

O
8). Lượng Clor tiêu thụ mỗi ngày:
U
R 5,14
M Cl = Q tb .C t = 2300. = 11,82kgCl 2 / ngày

IT
ngay
1000

O MCl = 11,82kgCl2/ngày

M
c). Thông số thiết kế:
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
ngăn
1 Số ngăn 4
m/ngăn
2 Chiều cao 1,3
m/ngăn
3 Chiều rộng 3,2
m/ngăn
4 Chiều dài 10
kgCl2/ngày
5 Lượng Cl2 sử dụng 11,82




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 45 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

IX) Bể nén bùn
a) Nhiệm vụ:
Bùn hoạt tính từ bể lắng 2 có độ ẩm cao 99,4% - 99,7%. Một phần lớn loại bùn này
được dẫn trở lại bể Aerotank (bùn hoạt tính tuần hoàn), phần bùn còn lại được gọi là bùn
hoạt tính dư được dẫn vào bể nén bùn. Nhiệm vụ của bể nén bùn là giảm độ ẩm của bùn
hoạt tính dư và bông phèn sinh ra từ bể tạo bông trong quá trình keo tụ tạo bông bằng cách
lắng cơ học để đạt độ ẩm thích hợp (94% - 96%) phục vụ cho việc xử lí bùn và giảm kích
thước thiết bị của các công trình xử lí phía sau, giảm khối lượng phải vận chuyển.
b) Tính toán:
Giả sử bùn hoạt tính dư được bơm về bể điều hòa và bùn được lắng lại ở bể lắng 1.

O
Quá trình nén bùn dư và bùn tươi xảy ra ở đáy bể lắng 1.

F
Lượng bùn sinh ra gồm lượng bùn tươi từ bể lắng 1và bùn dư ở bể lắng 2.

N
.I
1). Lượng bùn tươi sinh ra ở bể lắng 1:


H
- Hiệu suất xử lí cặn lơ lửng ở bể lắng 1: RSS = 57,44%

N
- Lượng bùn tươi sinh ra:

A 200
X
M SS = Q .SS.R SS = 2300. .0,5744 = 264,22kgSS / ngày
tb
ngay
1000
1




G
M SS = 264 ,22 kgSS / ngày
N
1




O
- Bùn tươi có hàm lượng cặn TS SS = 5% (tức độ ẩm 95% )
Giả sử:

U
1




R
- Tỉ số: VSS : SS = 0,75


IT
- Khối lượng riêng của bùn tươi: ρ = 1,053kg/l

O
- Lưu lượng bùn tươi cần xử lí:

M M SS 264,22
Q SS = = = 5,02m 3SS / ngày
1


TSSS .r 1,053.0,05.1000
1
1



Q SS = 5 ,02 m 3 SS / ngày
1


- Lượng bùn tươi có khả năng phân hủy sinh học:
M VSS = 264,22.0,75 = 198,17 kgVSS / ngày
1



M VSS = 198 ,17 kgVSS / ngày
1


2). Lượng bùn hoạt tính dư sinh ra ở bể lắng 2:
M SS = 645 kgSS / ngày
- Lượng bùn hoạt tính sinh ra: 2



- Lưu lượng bùn hoạt tính cần xử lí: Q SS = 53 ,81m 3 SS / ngày
2




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 46 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

- Lượng bùn hoạt tính có khả năng phân hủy sinh học:
M VSS = 484 kgVSS / ngày
2


3). Tổng lượng bùn cần xử lí:
M SS = M SS + M SS = 264,22 + 645 = 909,22kgSS / ngày
1 2


MSS = 909,22kgSS/ngày
Tổng lưu lượng bùn cần xử lí:
Q SS = Q SS + Q SS = 5,02 + 53,81 = 58,83m 3SS / ngày
1 2


QSS = 58,83m3SS/ngày

O
Tổng lượng bùn có khả năng phân hủy sinh học:
F
M VSS = M VSS + M VSS = 198,17 + 484 = 682,17 kgVSS / ngày
N
.I
1 2


MVSS = 682,17kgVSS/ngày

H
4). Hàm lượng TS vào phần nén bùn của lắng 1:
N
A
Q SS .TSSS + Q SS .TSSS 5,02.0,05 + 53,81.0,012
TS vao = = = 1,52%
1 1 2 2




X
Q SS + Q SS 5,02 + 53,81

G
1 2



TSvào = 1,52%
N
O
5). Lưu lượng bùn nén cần xử lí:

U
Giả sử: - Toàn bộ bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể.

R
- Hàm lượng bùn bị nén đạt TSnén = 3% .

IT TS vao 1,52
Q SS .TS vao = Q nen .TS nen Þ Q nen = .Q SS = .58,83 = 29,81m 3 / ngày
O TS nen 3

M Qnén = 29,81m3/ngày
6). Kiểm tra tải trọng bề mặt:
Q SS 58,83
= 1,02m 3 / m 2 . ngày < 30m3/m2.ngày (thỏa)
LA = =
A lang1 57,5
LA = 1,02m3/m2.ngày
7). Kiểm tra tải trọng chất rắn:
M SS 909,22
= 15,81m 3 / m 2 . ngày < 78kgSS/m2.ngày (thỏa)
L SS = =
A lang1 57,5
LSS = 15,81m3/m2.ngày


Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 47 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

Vậy diện tích bể lắng 1 đáp ứng được tải trọng bùn và tải trọng bề mặt của nén bùn
trọng lực. Do đó ta có thể kết hợp bể lắng 1 để làm bể nén bùn.
8). Kiểm tra thời gian lưu giữ bùn SVR:
Chiều cao lớp bùn trong bể: hb = 0,7m
- Thời gian lưu giữ bùn SVR:
A lang1 .h b 57,5.0,7
= 1,35 ngày Î (0,5 ÷ 2)ngày (thỏa)
SVR = =
Q nen 29,81
SVR = 1,35ngày = 32,4h
c). Thông số thiết kế:

O
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế
F
m
1 Chiều cao tổng 4,9
N
.I
m
2 Đường kính 8,6
m
3 Chiều cao cột nước 4,6
H
%
4 Độ dốc đáy bể 10
N
A
(Ghi chú: Thông số thiết kế cho bể nén bùn cũng là thông số thiết kế cho bể lắng đợt 1)

X
G
N
O
U
R
IT
O
M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 48 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

X) Bể phân hủy bùn kị khí
a) Nhiệm vụ:
Hỗn hợp bùn sau khi qua bể nén bùn có hàm lượng bùn nén tương đối đạt tiêu chuẩn
Trong hỗn hợp này có chứa 1 lượng lớn bùn hữu cơ dễ bay hơi và 1phần lượng bùn vô cơ.
Vì vậy bể phân hủy bùn kị khí có nhiệm vụ phân hủy 1 phần lớn các chất hữu cơ dễ bay
hơi, phần còn lại cùng với phần vô cơ có sẵn được đưa đi xử lí bùn (tách nước) ở công
trình sau. Quá trình này được thực hiện nhờ các vi sinh vật kị khí phân hủy các chất hữu cơ
dễ bay hơi tạo ra sinh khối mới và các khí Biogas (chủ yếu là CH4 và CO2). Khí Biogas có
thể được thu giữ dẫn đi để làm chất đốt thiết kiệm năng lượng.
b) Tính toán:


O
1). Tồng lượng bùn phân hủy kị vào bể mỗi ngày:

F
QS=Qnén = 29,81m3/ngày
- Khối tích bùn:

N
.I
- Lượng chất rắn: MSS = 909,22kgSS/ngày


H
- Lượng chất rắn dễ bay hơi: MVSS = 682,17kgVSS/ngày

N
LVSS = 0,6kgVSS/m3.ngày
Giả sử:- Tải trọng chất dễ bay hơi:

A
t = 280C
- Nhiệt độ vận hành ngoài trời:

X
- Hiệu quả khử VSS đạt E = 50%
G 0,55m3/kgVSS vào.
N
- Sản lượng khí CH4:

O
- Hàm lượng chất rắn của bùn đã phân hùy: TSph = 6%

U
2). Thể tích cần thiết cho quá trình phân hủy bùn:

R M VS 682,17

IT
Vr = = = 1137 m 3
L LS 0,6

O Vr = 1137m3
M
3). Thời gian phân hủy:
Vr 1137
t ph = = = 38,14 ngày
Q S 29,81
tph = 38,14ngày
4). Lượng chất hữu cơ còn lại sau quá trình ổn định:
S VSS = M VSS .(1 - E %) = 682,17.(1 - 0,5) = 341,1kgVSS / ngày
SVSS = 341,1kgVSS/ngày




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 49 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

5). Lượng chất vô cơ còn lại:
SSS = M SS - M VSS = 909,22 - 682,17 = 227,1kgSS / ngày
SSS = 227,1kgSS/ngày
6). Tổng lượng chất rắn còn lại:
S TS = SSS + S VSS = 341,1 + 227,1 = 568,2kgTS / ngày
STS = 568,2kgTS/ngày
7). Hàm lượng chất rắn dễ bay hơi của bùn hoạt tính:
S VSS 341,1
VS ph = = .100% = 60%
STS 568,2
O
F
VSph = 60%

N
.I
8). Tốc độ bùn tích lũy:

H
Dựa vào TSph và VSph có thể xác định khối lượng riêng của bùn đã phân hủy

N
ρph = 1,019g/ml

A
- Tốc độ bùn tích lũy:
X
G
STS 568,2
Qa = = = 9,3m 3 / ngày

N
TS ph .r ph 0,06.1019

O
Qa = 9,3m3/ngày

U
9). Thể tích bể phân hủy:
R
IT
Giả sử thời gian trữ bùn phân hủy: tVS = 30ngày
- Thể tích bể phân hủy:
O
(Q S + Q a ) ( 29,81 + 9,3)
M
Vph = .t ph + Q a .t VS = .38.14 + 9,3.30 = 1024,8m 3
2 2
Vph = 1024,8m3
- QS: Tốc độ bùn vào bể phân hủy, (m3/ngày).
Trong đó:
- Qa: Tốc độ bùn tích lũy, (m3/ngày).
- tph: Thời gian phân hủy bùn, (ngày).
- tVS: Thời gian trữ bùn đã phân hủy, (ngày).




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 50 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

10). Chiều cao bể phân hủy:
Giả sử: - Chiều cao hữu ích của bể: H = 9m
- Chiều cao phần chứa khí: hkhí = 1,5m
- Chiều cao bể phân hủy:
Htc = H + hkhí = 9 + 1,5 = 10,5m
Htc = 10,5m
11). Đường kính bể phân hủy:
4.V 4.1024,8
D= = = 12m
p.H p.9

O
F
D = 12m

N
.I
12). Tốc độ nước trên bề mặt trở về hệ thống xử lí:
Qn = QS – Qa = 29,81 – 9,3 = 20,51m3/ngày
H
N
3
Qn = 20,51m /ngày

A
c). Thông số thiết kế:

X
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

G m
1 Chiều cao tổng 10,5

N m
2 Đường kính 12

O
U
R
IT
O
M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 51 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

XI) Sân phơi bùn
a) Nhiệm vụ:
Bùn từ bể ổn định bùn kị khí được đưa đến sân phơi bùn để tách nước giảm thể tích
bùn để dễ dàng vận chuyển, chôn lấp hơn và giảm thể tích nước có thể ngấm vào nước
ngầm ở bãi chôn lấp... Tăng hàm lượng của cặn từ 3% lên 18%. Bùn sau khi được tách
nước có dạng bánh sẽ được đỗ bỏ.
b) Tính toán:
Bùn tươi từ bể phân hủy bùn kị khí được dẫn vào sân phơi bùn để làm ráo nước.
1). Lượng cặn dẫn đến sân phơi bùn:
Q = Qa = 9,3m3/ngày
O
F
2). Diện tích hữu ích của sân phơi bùn:

N
.I
Giả sử thời gian làm việc của nhà máy trong 1 năm là: t = 300ngày
- Diện tích hữu ích của sân phơi bùn:
H
N
Q.t 9,3.365
F1 = = = 485m 2
A
q 0 .n 2.3,5

X
F1 = 485m2
G
- q0: Tải trọng cặn lên sân phơi bùn, m3/m2.năm
N
Trong đó:


O
q0 Î (1,5 ÷ 2,0)m3/m2.năm → Chọn q0 = 2m3/m2.năm

U
- n: Hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu.

R n Î (3,0 ÷ 4,2) → Chọn n = 3,5

IT
3). Kích thước sân phơi bùn:

O Ab = 120m2
- Chia thành 4 ô, mỗi ô có diện tích

M
- Kích thước mỗi ô: dài x rộng = L x W = 12m x 10m
4). Diện tích phụ sân phơi bùn:
- Là diện tích đường sá, mương, máng được xác định như sau:
F2 = k.F1 = 0,2.485 = 97m2
F2 = 97m2
Trong đó: - k: Hệ số tính đến diện tích phụ.
k Î (0,2 ÷ 0,4) → Chọn k = 0,2
5). Diện tích tổng cộng sân phơi bùn:
F = F1 + F2 = 485 + 97 = 582m2
F = 582m2

Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 52 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.

6). Lượng bùn phơi từ độ ẩm 94% xuống còn 75% trong 1 năm:
(100 - P1 ) (100 - 96)
Q b = Q.t. = 9,3.365. = 543,12m 3
(100 - P2 ) (100 - 75)
Qb = 543,12m3
Trong đó: - P1: Độ ẩm trung bình của cặn khi lên men ở bể mêtan.
P1 Î (96% ÷ 97%) → Chọn P1 = 96%
- P2: Độ ẩm sau khi phơi.
P2 Î (75% ÷ 80%) → Chọn P2 = 75%
Khoảng 20 – 30 ngày xả bùn một lần. Chu kì này phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

O
F
- Tính chất của bùn dẫn vào sân phơi bùn.

N
- Khả năng thấm của đất.

.I
- Mùa nắng hay mùa mưa trong năm.
H
N
Bùn khô (đến độ ẩm 71% ÷80%) được thu gom bằng gàu hoặc máy. Lượng bùn này
có thể ủ để làm phân vi sinh compost.
A
X
Nước bùn ở sân phơi bùn theo hệ thống rút nước và được dẫn trở lại trạm xử lí nước

G
thải.

N
c). Thông số thiết kế:

O
STT Tên thông số Đơn vị Số liệu thiết kế

U ô
1 Số ô 4

R m/ô
2 Chiều dài 12

IT
m/ô
3 Chiều rộng 10
m2
4 Diện tích tổng cộng 582
O
M




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 53 of 54
TAØI LIEÄU CHÆ MANG TÍNH CHAÁT THAM KHAÛO
Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải
nhà máy bột ngọt công suất 2300m3/ngày đêm.
GVHD: TS. Nguyễn Phước Dân.




TÀI LIỆU THAM KHẢO



O
F
N
.I
H
N
1). Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, Xử lí nước thải đô thị và
A
công nghiệp. Tính toán và thiết kế công trình, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp HCM,
X
2004.
G
2). TS. Nguyễn Phước Dân, Slide bài giảng môn học kỹ thuật xử lí nước thải, Đại học Bách
N
Khoa Tp HCM.
O
U
3). PGS. TS. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học, Nhà
xuất bản Giáo Dục, 2003
R
IT
4). TS. Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải, Nhà xuất bản Xây
Dựng, 2000.
O
5). Metcafl and Eddy, Wastewater Engineering Treatment and Reuse. Fourth Edition, Mc
M
Graw Hill, 2003.




Bài tập lớn môn học kỹ thuật xử lí nước thải. Page 54 of 54
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