BỂ ĐIỀU LƯU
Nước thải sinh hoạt và sự biến động về lưu lượng của nó theo thời gian và không gian
Theo định nghĩa của một số nước, nước thải sinh hoạt (domestic wastewater) là nước thải của các hộ dân cư, khu vực thương mại, các cơ quan và các khu vui chơi, giải trí. Đối với những khu dân cư đã phát triển ổn định, việc xác định lưu lượng nên tiến hành bằng cách đo trực tiếp. Đối những khu còn đang xây dựng và qui hoạch phát triển, lưu lượng nước thải được ước tính theo các biện pháp được trình bày sau đây (lưu ý rằng lưu lượng nước thải cho một khu dân cư có từ 1.000 người trở xuống hòan toàn khác hẳn với các khu dân cư lớn hơn).
Khu dân cư: đối với khu vực dân cư, lượng nước thải chủ yếu được xác định dựa trên dân số và lượng nước thải bình quân trên đầu người. Các số liệu về lượng nước thải trên đầu người ở các khu vực dân cư ở Mỹ được trình bày trong bảng 2.1. Đối với các khu còn trong tình trạng phát triển và khu dân cư lớn nên dựa trên dân số và qui hoạch sử dụng đất để dự báo lưu lượng nước thải. Nếu có thể nên so sánh với số liệu của một khu dân cư có qui mô và qui hoạch tương tự (nên chọn các khu trong cùng khu vực). Trước đây việc dự báo dân số của khu vực là trách nhiệm của các kỹ sư, nhưng ngày nay các số liệu này có thể tìm thấy dễ dàng ở các cơ quan quy hoạch cấp địa phương, khu vực hay quốc gia. Lượng nước tiêu thụ trên đầu người cũng rất biến động theo điều kiện cấp nước.
Lưu lượng nước thải tiêu biểu ở các khu dân cư Mỹ
Nguồn thải Đơn vị tính Lưu lượng, gal/đơn vị.ngày
Khoảng biến thiên Thông dụng
Các hộ chung cư
nhà lầu
Một đầu người 35 (cid:0) 75 50
nhà trệt
Một đầu người 50 (cid:0) 80 65
Khách sạn Một người khách 30 (cid:0) 55 45
Các hộ tư
nhà thông thường
Một đầu người 45 (cid:0) 90 70
nhà tiện nghi hơn
Một đầu người 60 (cid:0) 100 80
các hộ giàu
Một đầu người 75 (cid:0) 150 95
các ngôi nhà cũ
Một đầu người 30 (cid:0) 60 45
các nhà để nghỉ
Một đầu người 25 (cid:0) 50 40 hè
Các trạm xe lửa Một đầu người 30 (cid:0) 50 40
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Khu thương mại: các khu thương mại có lưu lượng rất biến thiên theo loại hình phục vụ. Thường người ta biểu diễn đơn vị lưu lượng nước thải ở các khu thương mại bằng gal/acre.d (m3/ha.d) dựa trên các dữ liệu hiện tại hoặc các qui hoạch tương lai. Ở Mỹ lưu lượng nước thải trung bình cho khu vực thương mại từ 7,5 (cid:0) 14 m3/ha.d. Lưu lượng nước thải cho từng loại hình phục vụ được tổng kết trong bảng 4.2.
Các cơ quan và khu vui chơi giải trí: lưu lượng nước thải ở các cơ quan thường tính bằng gal/nhân viên.ngày và biến động rất lớn theo địa phương, khí hậu và các tiện nghi lắp đặt trong cơ quan. Nước thải ở các khu vui chơi, giải trí biến động lớn theo mùa.
Các nguồn nước khác có thể có trong hệ thống thu gom nước thải
Nước thải được thu gom, đưa đến các hệ thống xử lý nước thải bằng các đường cống hay rãnh hở. Các loại nước khác như nước ngầm thấm vào cống qua các mối nối không kỹ của đường cống, nước mưa có thể đi vào các hệ thống thu gom làm thay đổi lưu lượng của nước thải khi đến bể xử lý. "Cô lập, làm kín" các hệ thống thu gom sẽ mang lại các lợi ích như không gây hiện tượng quá tải cho hệ thống xử lý, không gây úng, ngập các đường cống.
Các bước để tính toán, thiết kế một bể điều lưu cho một xí nghiệp
Ở khu vực dân cư (nước thải sinh hoạt) và khu vực sản xuất (nước thải công nghiệp) nước thải được thải ra với lưu lượng biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất, mùa (mưa, nắng). Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như về các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện diện của một bể điều lưu là hết sức cần thiết. Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để bảo đảm hiệu quả cho các qui trình xử lý sinh học về sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở các giờ cao điểm, phân phối lại trong các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống xử lý sinh học phía sau.
Các lợi ích của bể điều lưu như sau:
Bể điều lưu làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nó hạn chế
Chất lượng của nước thải sau xử lý và việc cô đặc bùn ở đáy bể lắng
hiện tượng "shock" của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các bể sinh học (do tính toán chính xác). Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật.
Diện tích bề mặt cần cho hệ thống lọc nước thải giảm xuống và hiệu suất lọc được cải thiện, chu kỳ làm sạch bề mặt các thiết bị lọc cũng ổn định hơn.
thứ cấp được cải thiện do lưu lượng nạp các chất rắn ổn định.
Cách tính toán bể điều lưu:
Bước 1: đo lưu lượng nước thải từng giờ từ 0 giờ ngày hôm trước đến 0 giờ ngày hôm sau (có thể thông qua việc đo lưu lượng nước sử dụng trừ đi lượng nước giữ lại trong các sản phẩm).
Bước 2: tính toán tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ (Ví dụ lưu lượng nước thải ở 0 (cid:0) 1 giờ là 10 m3/h, lưu lượng nước thải ở 1 (cid:0) 2 giờ là 20 m3/h, lưu lượng nước thải ở 2 (cid:0) 3 giờ là 20 m3/h , Tổng lượng nước thải thải ra môi trường ở 0 giờ là 0 m3, 1 giờ là 10 m3, 2 giờ là 30 m3. Vẽ đồ thị biểu diễn tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ và tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra môi trường theo từng giờ.
Bước 3: xác định điểm bụng của đồ thị, vẽ đường tiếp tuyến với đồ thị tại điểm bụng, hiệu số khoảng cách thẳng đứng chiếu từ điểm bụng của đường biểu diển tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ đến đường biểu diễn tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra môi trường theo từng giờ là thể tích cần thiết của bể điều lưu.
Trong thực tế bể điều lưu thường được thiết kế lớn hơn thể tích tính toán từ 10 (cid:0) 20% để phòng ngừa các trường hợp không tiên đoán được của sự biến động hàng ngày của lưu lượng; trong một số hệ thống xử lý người ta có thể bơm hoàn lưu một số nước thải về bể điều lưu (mặc dù điều này không được khuyến cáo).
Nên lưu ý thêm yếu tố biến động của nước thải theo mùa vụ sản xuất trong năm.
Sơ đồ cách tính thể tích cần thiết của bể điều lưu
Bài tập: Tiến hành đo lưu lượng nước thải của một xí nghiệp, người ta ghi nhận được các số liệu được trình bày trong bảng bên dưới; hãy xác định thể tích bể điều lưu cần thiết.
Giờ Lưu lượng trung bình (ft3/s) Lưu lượng cộng dồn (1000 ft3)g
Thực tế Trung bình
M 0 0 0
1 9.7 34.9 38.88
2 7.8 63 77.76
3 5.8 83.9 116.64
4 4.6 100.5 155.52
5 3.7 113.8 194.4
6 3.5 126.4 233.28
4.2 141.5 272.16 7
7.2 167.4 311.04 8
12.5 212.4 349.92 9
14.5 264.6 388.8 10
15 318.6 427.68 11
15.2 373.3 466.56 N
15 427.3 505.44 1
14.3 478.8 544.32 2
13.6 527.8 583.2 3
12.4 572.4 622.08 4
11.5 613.8 660.96 5
11.5 655.2 699.84 6
11.6 697 738.72 7
12.9 743.4 777.6 8
14.1 794.2 816.48 9
14.1 844.9 855.36 10
13.4 893.2 894.24 11
12.2 937.1 933.12 M
10.8 Avg
