TÊN SV: ĐOÀN HỒNG NHUNG
MSSV:1090869
LỚP :MT0957A1
BÀI TẬP 6: MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP, BỂ LẮNG THỨ CẤP VÀ BỂ TUYỂN NỔI
 SƠ ĐỒ KHỐI CÁCH THIẾT KẾ BỂ LẮNG SƠ CẤP:
Số liệu cần thiết Tiêu chuẩn tuân theo
1
Bắt đầu
Xác định hiệu suất loại bỏ SS của bể
lắng sơ cấp sẽ thiết kế
E =
Tính hàm lượng SS đầu vào
C
ss
=
C
sssx
, C
sssh
: hàm
lượng SS trong
nước thải sản
xuất và nước thải
sinh hoạt.
Q
sx
, Q
sh
: lưu
lượng nước thải

15%A
lắng
Q, SOR
Tính đường kính bể lắng
D =
A
lắng
A
lắng
2
Tính đường kính bồn phân phối nước
d = 30 – 40% D
D
Tính tổng diện tích bể lắng sơ cấp
A
tổng
= A
lắng
+ A
phân phối nước
A
lắng
, A
phân phối nước
Tính chiều sâu của bể phần hình trụ
H
b
= H
hđ
+ H

hố
:
bán kính hố
chứa bùn.
Chọn độ dốc
đáy 1 : 12
Tính thể tích hình nón cụt
V
nón cụt
=
H
nón cụt
, R
bể
, R
hố
Tính thể tích tổng cộng của bể
V = V
hình trụ
+V
nón cụt
V
hình trụ,
V
nón cụt
Tính thời gian lưu tồn nước:
V, Q
Tính khối lượng chất rắn trong bùn trong một
ngày
S

kg/m
3
: khối lượng
riêng của bùn
Tính thể tích hố thu bùn :
V
hố
=
V
bùn
, N: số lần
bơm bùn trong 1
ngày
Tính chiều cao hố thu bùn :
H
hố
=
V
hố
, R
hố
Tính hiệu suất khử BOD
5
, COD, SS
R= (%)
a,b: hằng số thực
nghiệm,: thời
gian lưu nước,
Bảng : Giá tri
hằng số thực

bể lắng sơ cấp (mg/l)
C
BOD5ra
= C
BOD5vào
* (1- R
BOD5
)
C
CODra
= C
CODvào
* (1- R
COD
)
C
SSra
= C
SSvào
* (1 – R
SS
)
Tính vận tốc vùng lắng :
v = (m/s)
C
BOD5vào
, R
BOD5
,
C

( theo Bài giảng Xử Lý Nước Thải_ Lê Hoàng Việt)
Ta có: - Lượng nước thải sản xuất hàng ngày là 1600 m
3
.
- Lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày là 170 m
3

- Lượng SS trong nước thải sản xuất là: 480mg/l
- Lượng SS trong nước thải sinh hoạt là: 729,2 mg/l
→ Hàm lượng SS đầu vào là: C
SS
=
1701600
170*2,7291600*480
+
+
= 503,93 mg/l
Chọn nồng độ SS trong nước thải sau khi lắng: 350mg/l
Hiệu suất của bể lắng sơ cấp cần thiết kế là:
E =
%5,30100*
93,503
35093,503
=
−
4
Tính vận tốc giới hạn trong vùng lắng :
V
H
=

47
1770
m
SOR
Q
==
Ta thiết kế bể lắng hình trụ tròn:
A
phân phối nước
= 15%A
lắng
=
2
66,5
100
7,37*15
m=
Đường kính bể lắng
D =
π
lang
A*4
=
m9,6
14,3
7,37*4
=
Đường kính bồn phân phối nước ( 30 – 40% đường kính phần lắng_theo Bài giảng Xử Lý
Nước Thải_Lê Hoàng Việt)
d = 30%*D =

= 3,6 + 0,5 = 4,1m
Suy ra thể tích nước trong phần bể hình trụ là: V
hình trụ
= 43,36 * 3,6 = 156,1m
3
Chọn độ dốc đáy là 1:12
Chọn đường kính hố chứa bùn là: D
hố
=

1m → R
hố
= 0,5m
Ta có chiều sâu của phần nón cụt là :
H
nóncut
=
m
RR
hobe
25,0
12
5,0
2
9,6
12
=
−
=
−

nón cụt
= 156,1 + 3,63 = 159,73 m
3
5
Thời gian lưu tồn nước:

17,2
1770
24*73,159
===
Q
V
θ
giờ
Hố thu bùn:
- Ta có: R
hố
= 0,5m
- Khối lượng riêng của bùn: G
bùn
= 1030 kg/m
3
- E = 55 % = 0,55
- Thời gian lấy bùn ra : t = 3 giờ
- C
ss
= 503,93 mg/l = 0,50393 kg/l
- Chất rắn chiếm 3% trọng lượng bùn .
Khối lượng chất rắn trong bùn trong một ngày
S

3
.
Khoảng 3 tiếng bơm bỏ bùn một lần vậy 1 ngày ta bơm bỏ bùn 8 lần
Thể tích hố thu bùn :
V
hố
=
985,1
8
88,15
8
==
bùn
V
m
3
.
Chiều cao hố thu bùn :
H
hố
=
53,2
5,014,3
985,1
2
=
∗
=
ho
ho

, COD :
R
BOD5
= R
COD
=
34,35
17,2*02,0018,0
17,2
=
+
%
• Hiệu suất khử SS :
R
SS
=
%3,57
17,2*014,00075,0
17,2
*
=
+
=
+
θ
θ
ba
Nồng độ COD, BOD
5
đầu vào là:

86400*7,37
1770
=
lang
A
Q
= 5,43.10
-4
(m/s)
Vận tốc giới hạn trong vùng lắng :
V
H
=
1/ 2
1/ 2
4
8 ( 1) 8*0,06(1,25 1)9,81*10
0,0686 /
0,025
k gd
m s
f
ρ
−
 
 
− −
= =
 
 

n
* B * H = 28,17 * 0,4 * 0,5 = 5,634 (m
3
)
Tải trọng thủy lực máng thu nước :
7
b =
17,28
1770
=
n
L
Q
= 62,83 (m
3
/m
2
.ngày) <125 (m
3
/m
2
.ngày) (Theo Trịnh Xuân Lai –Tính toán
thiết kế các công trình xử lý nước thải )
Ngoài ra khi thiết kế bể lắng sơ cấp cần chú ý:
• Đập tràn răng cưa ( tam giác hoặc hình thang ), cắt thép cho đều để đảm bảo lưu
lượng nước qua các răng cưa là như nhau.
• Miếng cản bọt hình chữ nhật
• Bố trí máng thu bọt và thanh gạt bọt sao cho thanh gạt vừa chạm mặt nước.
• Ống co của máng thu bọt được thiết kế xéo để dễ thu bọt (tránh làm ngẹt ống khi bọt
quá nhiều) và dễ sữa chữa. Bên ngoài làm thêm hố để chứa bọt.

, C
BOD5sx
,
C
BOD5sh
, C
SSsx
,
C
SSsh
, C
Nsx
, C
Nsh
,
C
Psx
, C
Psh
Tính hàm lượng các chất hữu cơ sau bể
lắng cát: ( giảm X%)
C
BOD5ra
= C
BOD5vào
- C
BOD5vào
*X%
C
CODra

, C
Nvào
, C
Pvào
Tính bồn tạo áp:
→ áp suất tuyệt đối của bồn tạo áp (P)
→ áp suất cần thiết kế cho bồn tạo áp
A/S tỉ lệ (ml) khí trên (mg)
chất rắn ở áp suất khí
quyển,P
a
: áp suất khí
quyển (P
a
= 1 atm), Q,
R:lưu lượng hoàn lưu,f
:mức bão hòa không khí
của nước trong thùng tạo
áp suất,P: áp suất tuyệt
đối,S
a :
hàm lượng dầu hay
chất rắn trong nước
thải,s
a
: Khả năng hòa tan
của không khí trong nước
ở 20
0
C, áp suất 1 atm

n
= 61 – 163
l/m
2
*phút
Chọn
Tính chiều sâu ngập nước bể tuyển nổi:
H
ngn
=
V, S
Tính chiều rộng của bể tuyển nổi
B = a* H
ngn
H
ngn
, : tỷ lệ
rộng/sâu của bể
Chọn
= =
Tính chiều dài bể:
L =
S, B
10
Tính chiều dài tổng cộng của bể tuyển
nổi:
L
Tổng
= L + L
v

L
s
< 235,2
(kg/m
2
*ngày)
Tính lượng không khí phóng thích
khi đưa nước ở áp suất cao về áp
suất khí quyển:

s
a
, P, P
a
,
Tính lượng không khí cần thiết phải
hòa tan vào nước khi áp suất là P
atm:
s
a
, P, P
a
, f
Tính lượng không khí cần thiết phải
hòa tan vào nước mỗi ngày là:
S
k
= b* S
c
*Q

C
ra
= C
vào
*( 1 – E )
C
CODvào
, E
COD
:
hiệu suất xử lý
COD, C
BODvào
,
E
BOD5
: hiệu suất
xử lý BOD
5
,
C
SSvào
, E
SS
Tính lượng chất lơ lửng mỗi ngày
SS = C
SSvào
*E
SS
*Q*10

COD mg/l 750
SS mg/l 729,2
Tổng Nitơ mg/l 62,5
Tổng Phospho mg/l 6,25
Amoniac (NH
3
) mg/l 25
Dầu mỡ mg/l 104,2
Coliform 100MPN/100ml 10
6
Ta tính toán hàm lượng các chất trong nước thải đầu vào:
C
BOD5vào
=
1701600
170*75,4681600*980
+
+
= 930,9 mg/l
C
CODvào
=
1701600
170*7501600*1350
+
+
= 1292,37 mg/l
C
SSvào
=

+
+
Giả sử qua bể lắng cát hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải giảm 5% ( không làm
giảm hàm lượng N và P).Ta có hàm lượng chất hữu cơ còn lại sau bể lắng cát là:
C
BOD5ra
= 930,9 -
36,884
100
5*9,930
=
(mg/l)
C
CODra
= 1292,37 -
75,1227
100
5*37,1292
=
(mg/l)
C
SSra
= 503,93 -
73,478
100
5*93,530
=
(mg/l)
C
Pra

chọn
thiết kế
Lưu lượng nạp nước (Q
n
) L / m
2
*phút
61÷163 (theo Giáo
Trình Phương Pháp
Xử Lý Nước Thải_
Lê Hoàng Việt)
80
Lưu lượng nạp chất rắn (L
s
) kg / m
2
*ngày < 235.2
Khả năng hòa tan của không khí
trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm
( s
a
)
ml /L 18.7 18.7
Tỉ lệ
S
A
ml KK/mg chất
rắn

a
: áp suất khí quyển (P
a
= 1 atm)
- Q: lưu lượng nước thải (Q = 1770 m
3
/ngày)
- R: lưu lượng hoàn lưu .Ta chọn hoàn lưu 100 % (R = 1770 m
3
/ngày)
- f : mức bão hòa không khí của nước trong thùng tạo áp suất
 Ta lấy f = 0,5 ( theo Bài Giảng Xử Lý Nước Thải_Lê Hoàng Việt)
- P: áp suất tuyệt đối (lực nén trong bình tạo áp)
- S
a :
hàm lượng dầu hay chất rắn trong nước thải (S
a
= 478,73 mg/ l)
- 1,3: 1(ml) oxi nặng 1,3 (mg)
- s
a
: Khả năng hòa tan của không khí trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm
Thế tất cả giá trị vào (1) ta được:
)
1
1
*5,0
(

b
= 3/2 V
n
= 3/2 * 3,69 = 5,54(m
3
)
Ta thiết kế buồng tạo áp hình trụ
Chọn chiều cao buồng là: h = 2,5 (m)
Đường kính bồn tạo áp là:
Ta có: D =
h
V
b
*
*4
π
=
5,2*14,3
54,5*4
= 1,68 (m)
• Tính kích thước bể tuyển nổi:
14
Chọn thời gian tồn lưu nước trong bể là:
( )
phút30=
θ
Chọn chiều cao bảo vệ là: h
bv
= 0,5(m)
Thể tích bể tuyển nổi:

n
= 80(l/m
2
*phút)
Chiều sâu ngập nước bể tuyển nổi:
H
ngn
=
)(4,2
73,30
75,73
m
S
V
==
Tỉ số chiều rộng/ chiều sâu
ngn
H
B
từ 1: 1 đến 2,25 : 1 (Theo Lê Hoàng Việt, Phương pháp xử
lý nước thải,2003)
Chọn
ngn
H
B
=
1
11,1

Suy ra: B = 1,11* H

==
B
L
tong
> 3:1 (thỏa)
Chiều cao tổng của bể tuyển nổi:
H
Tổng
= H
ngn
+ h
bv
= 2,4 + 0,5 = 2,9 (m)
Kích thước máng thu váng nổi:
Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2,67 (m)
Chiều rộng: B = 0,4m
Chiều sâu: h = 0,4 m
15
Kích thước máng thu nước đầu ra:
Chiều dài máng thu bằng với chiều rộng bể: L = B = 2,67 (m)
Chiều rộng: B = 0,3 m
Chiều sâu: h = 0,3 m
Kiểm tra lưu lượng nạp chất rắn:

)*/(57,27
73,30
10*10*73,478*1770
*
2
36

Với P
a
là áp suất khí quyển (atm)
P là áp suất tuyệt đối trong buồng tạo áp (atm)
s
a
là lượng không khí bão hòa trong nước ở 20
0
C, áp suất 1 atm (ml/l)
Lượng không khí cần thiết phải hòa tan vào nước khi áp suất là 3atm:

)/(35,91
1
35,0
7,181
*
lml
P
Pf
sS
a
ac
=






−

SS mg /l 86%
BOD
5
mg /l 83,7%
Tổng N mg /l 86%
Tổng P mg /l 84,1%
Ta tính nồng độ các chỉ tiêu đầu ra dựa vào công thức :
C
ra
= C
vào
*( 1 – E )
Trong đó :
C
ra
: nồng độ đầu ra (mg/l)
16
C
vào
: nồng độ đầu vào (mg/l)
E :Hiệu suất xử lý (%)
Bảng: Kết quả tính toán đầu ra
Chỉ tiêu Đơn vị Đầu vào Đầu ra
Hiệu suất
xử lý E (%)
thiết kế
BOD
5
mg / L
884,36

ra
BOD
(mg/l)
Hiệu suất loại COD =
%7,83100
75,1227
21,20075,1227
=∗
−

Lượng chất lơ lửng mỗi ngày là:
SS = 478,73*0,86*1770*10
-3
= 728,72( kg/ngày)
Giả sử lượng váng nổi có hàm lượng chất rắn 4%
Thể tích bùn cần xử lý mỗi ngày là:( tỉ trọng của bùn là 1,03)
V
bun
=
69,17
1000*03,1*04,0
72,728
1000*03,1*%4
==
SS
(m
3
/ngày)
• Những thiết bị hỗ trợ cho bể tuyển nổi:
- Bồn tạo áp có khả năng chịu được áp suất > 5atm, thời gian tồn lưu nước trong bồn

Đường kính buồng phân phối nước 30%
÷
40% D
L
m
Nồng độ chất rắn lơ lửng trong bùn hoàn lưu 8000÷10000 mg/l
Thời gian tồn lưu nước θ (giờ) 2 ÷ 6 h
(Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, reuse, disposal, 1999)
Thông số đầu vào:
Q = 1770(m
3
/ngày)
R = 0,67*1770 = 1185,9 (m
3
/ngày) (giả sử hoàn lưu 67%)
Thiết kế bể lắng đứng hình trụ tròn:
Chọn tải lượng nạp bề mặt bể là: SOR = 30 (m
3
/m
2
.ngày)
Diện tích bề mặt vùng lắng;
53,98
30
9,11851770
=
+
=
+
=

L
D
R
(m)
18
Chọn đường kính bồn phân phối nước (D
bpp
): D
bpp
= 30%D
L
36,32,113,03,0 =∗=∗=
Lbpp
DD

(m)
Diện tích bồn phân phối:
86,8
4
36,3
14,3
4
2
2
=∗=∗=
bpp
bpp
D
A
π

Tải lượng nạp nước bề mặt bể:
52,27
39,107
9,11851770
'
=
+
=
+
=
bê
A
RQ
SOR
(m
3
/m
2
.ngày)
Kiểm tra tải lượng nạp chất rắn
34,93
100039,107
3500)9,11851770()(
=
∗
∗+
=
∗+
=
bê

bể
∗
h
1
= 107,39 * 3,6 = 386,6(m
3
)
Chọn độ dốc đáy là 1:12
Chiều sâu phần nón cụt là:
4,0
2
27,11
12
1
212
1
=






−
∗=












+∗+
∗∗=








+∗+
∗∗∗=
π
Tổng thể tích hữu dụng của bể lắng là:
V
hd
= V
h.trụ
+V
nc
= 386,6 + 24,12 = 410,72(m
3
)
Thời gian tồn lưu nước trong bể là:

Q
V
T
L
L
(giờ)
Chiều cao bể phần chứa bùn:
h
4
= h
1
- h
3
= 3,6-1,5 = 2,1(m)
Thể tích bể phần chứa bùn:
V
bùn
= A
bể
∗
h
4
= 107,39
∗
2,1= 225,5 (m
3
)
Thiết kế máng thu nước:
Ta thiết kế máng thu nước vòng tròn.
Chọn vị trí đặt máng thu nước có đường kính trong bằng đường kính bể.

147 (răng cưa).
Tính tải trọng máng thu nước trên 1m dài của máng:
20
)/(41,120
1,0147
1770
3
ngàymm
bN
Q
U
day
mang
∗=
∗
=
∗
=
Ngoài ra, ta xây thêm hành lang công tác có chiều rộng là 2(m) và chiều cao lang cang là 1
(m) trên miệng bể, nhằm thuận lợi cho nhân viên kiểm tra, giám sát trong lúc bể vận hành.
21