Thành phần nước thải đầu vào
Thông số Đầu vào Đơn vị
QCVN
01:2008
Lưu lượng trung bình (Q
tb
) 1200
m
3
/ngày
đêm
-
Tổng rắn lơ lửng (SS) 1600 mg/l 100
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) 7000 mg/l 50
Nhu cầu oxy hóa học (COD) 10000 mg/l 80
Nồng độ Nitơ tổng (N
tổng
) 160 mg/l 30
Nồng độ Photpho tổng (P
tổng
) 90 mg/l 6
pH 5,6 - 6 – 9
Lưu lượng nước thải cần xử lý là 1200m
3
/ngày đêm. Nước thải sau khi xử lý phải đạt
theo QCVN 01:2008 đối với nước thải công nghệp để thải ra môi trường.
BỂ GẠN MỦ
 Tính toán
• Lưu lượng Q
tb
= 1200m

4 Số ngăn (ngăn) 9
5 Khoảng cách giữa các ngăn (m) 0,5
6 Bề dáy của thành δ (cm) 20
7 Chiều cao thanh l
t (m)
2,7
8 Khoảng cách giữa các thanh r (m) 1,9
BỂ UASB
 Tính toán:
Nước thải sau khi ra khỏi bể UASB thì hàm lượng COD phải nhỏ hơn 600 mg/l để vào bể
Aerotank. Hiệu quả xử lý của bể UASB là:
E = × 100 = = 82,95%
Lượng COD cần khử mỗi ngày là:
G = Q×(COD
v
– COD
r
)×10
-3
= 1200×(3519,75 – 600)×10
-3
= 3504 kgCOD/ngày đêm.
Tải trọng khử COD của bể UASB, a = 8 kgCOD/m
3
ngày đêm.
Dung tích xử lý yếm khí cần thiết:
Để giữ cho lớp bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng thì tốc độ nước dâng trong bể phải giữ
trong khoảng 0,6 – 0,9 m/h. Ta chọn vận tốc nước dâng là v = 0,6 m/s.
Để giữ cho lớp bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng thì tốc độ nước dâng trong bể phải giữ
trong khoảng 0,6 – 0,9 m/h. Ta chọn vận tốc nước dâng là v = 0,6 m/s.

= (H
1
+ H
2
) × F = (5,2 + 2) × 84 = 604,8 (m
3
).
Thể tích xây dựng bể:
V
xd
= F × H = 84 × 7,5 = 630 (m
3
).
Kiểm tra thời gian lưu nước:
= 12.6 (h)
Chọn thời gian lưu là 13h.
Vậy kích thước bể UASB: 13,5×8×7,5
 Phễu thu khí cặn
Vách nghiêng 45
0
- 60
0
, chọn 60
0
Chiều cao phễu thu khí 1,5 – 2 m, chọn 1,5 m
Đáy phễu thu khí có chiều dài bằng cạnh đơn nguyên là 4,58 m, ta chọn 5m, chiều
rộng chọn 2 m.
Vậy phần diện tích bề mặt khe hở giữa các phễu thu khí là:
Trong đó:
A: diện tích bề mặt

= F – F
khe
= 12,6 – 3,15 = 9,45 m
2
Chọn F
chụp
=10 m
2
Kích thước của chụp thu khí: 3,2×3,2
Chiều cao thiết bị thu khí:
 Hệ thống phân phối nước vào bể qua 3 ống nhánh:
Vận tốc dòng nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0,8 – 2 m/s. Ta chọn vận
tốc ống v = 1 m/s
Đường kính ống là:
D
ống
= = 0,13 (m).
Chọn ống nhựa PVC đường kính 130 mm.
Vận tốc ống nhánh 1-3 m/s. Chọn v
nhánh
= 1,5m/s
Lưu lượng nước trong mỗi ống nhánh:
Q
nhánh
= 16,7 m/h = 0,005 (m/s)
Đường kính ống nhánh:
D
nhánh
= = 0.065 (m)
Chọn ống PVC có đường kính 65 mm.

r
=
Lượng bùn phân hủy kỵ khí cho vào ban đầu TS = 5%
Lượng bùn nuôi cấy
(tấn).
Trong đó:
C
ss
: hỗn hợp bùn trong bể
V
r
: thể tích ngăn phản ứng
TS: hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu
 Hàm lượng BOD, COD sau xử lý kỵ khí
BOD
ra
= (1 - E
BOD
) × BOD
v
= (1- 0,75)×2463,35 = 615,83 mg/l
Lượng bùn sinh ra trong bể bằng 0,05 – 0,1 gVSS/COD loại bỏ. Vậy khối lượng bùn sinh
khối hình thành mỗi ngày:
M
bùn
= = =
129,6 kgVS/ngày
Khối lượng bùn sinh ra mỗi ngày là: M
bùn
= 129,6 kgVSS/ngày

bùn
= m
Chọn ống PVC có đường kính 100 mm.
Lượng chất rắn từ bùn dư: M
SS
= V
bùn
×30 = 0,5×30=15 kgSS/ngày.
Hàm lượng SS qua UASB giảm 75% → SS
ra
= 122,6×(1-0,25) = 91,95 mg/l.
 Tính toán lượng khí:
COD của 1 mol CH
4
CH
4
+ 2O
2
→ CO
2
+ 2H
2
O
1mol 2×32gO
2
hay 64gO
2
/mol CH
4
Ở đktc (O

m
3
/ngày
Lượng khí sinh ra loại bỏ 1 kg COD là 0.5 m
3
V
khí
=
= m
3
/ngày.
Vận tốc khí trong ống từ 10 – 15 m/s. Ta chọn 10 m/s. Vậy đường kính ống dẫn khí là:
D
khí
=
Đường kính của ống HDPE có đường kính 46 mm để thu khí thoát ra.
Thông số thiết kế bể UASB
Stt Thông số Giá trị
1 Kích thước của bể 13,5×8×7,5 (m)
2 Chiều cao ngăn phản ứng 5,2 (m)
3 4 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên 5 (m)
4
Vách nghiêng phễu thu khí 45÷60
o
5 Chiều cao phễu thu khí 1,5 (m)
6
Đáy phễu thu khí có chiều dài, chiều
rộng cạnh đơn nguyên
5×2 (m)
7 Tấm chắn dòng khí nghiêng 60

r
= 7000 mg/l
− Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính (MLVSS) được duy trì trong
bể Aerotank là : X = 3200 mg/l
− Thời gian lưu bùn trong hệ thống, θ
c
= 5-15 ngày, chọn θ
c
=10 ngày
− Hệ số chuyển đổi giữa BOD
5
và BOD
20
( BOD hoàn toàn) là 0,67
− Hệ số phân huỷ nội bào, k
d
= 0,06 -0,15ngày
-1
chọn k
d
=0,075ngày
-1

− Hệ số sản lượng tối đa Y = 0,4045 Kg VSS/Kg BOD
5
(thực nghiệm)
Tính hiệu quả xử lý
Xác định nồng độ BOD
5
hoà tan trong nước thải ở đầu ra

20
sang BOD
5
BOD
5
= BOD
20
× 0,67 =86,43 × 0,67 = 57,91 mg/l
Vậy: 92,39 (mg/L) = S + 57,91 (mg/l)
⇒ S = 34,5 mg/L
- Tính hiệu quả xử lý tính theo BOD
5
hoà tan:
E = × 100 = = 94,4%
- Hiệu quả xử lý BOD
5
của toàn bộ sơ đồ
E
0
= × 100 = 85%
Tính thể tích của bể
- Thể tích bể Aerotank:
V =
Trong đó:
o V: Thể tích bể Aerotank , m
3
o Q: Lưu lượng nước đầu vào Q = 1200 m
3
/ngày
o Y: Hệ số sản lượng cực đại Y= 0,4045

= 0,5m
Chiều cao tổng: H
tc
= H+ h
bv
=4,5+0,5 = 5m
Thể tích hữu dụng của bể: V
t
= = 648m
3
Diện tích bể F = = 101m
2
Tỷ số rộng∕sâu: W∕ H = 2 :1
Chiều rộng của bể là W =9,5
Chiều dài bể L= 16
Vậy bể Aerotank có kích thước như sau: L × B × H = 16=720m
3
Thời gian lưu
Thời gian lưu nước trong bể
θ = = = 0,6 ngày=14,4 giờ
Lượng bùn phải xả ra mỗi ngày
- Tính hệ số tạo bùn từ BOD
5
Y
obs
= = = 0,231mg/mg
Trong đó:
 Y : hệ số sản lượng, Y= 0,4045 kg VSS/ kg BOD
5
 k

= P
xl
– Q × SS
ra
× 10
-3
= 230,3 - 1200 34,5 10
-3
= 188,9 kgSS/ngày
Tính lượng bùn xả ra hằng ngày (Q
w
) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn
θ
c
=
⇒ Q
w
=
Trong đó
 X: Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank X = 3200 mg/L
• θ
c
: Thời gian lưu bùn θ
c
= 10 ngày
 Q
e
: Lưu lượng nước đưa ra ngoài từ bể lắng đợt II ( lượng nước thải ra
khỏi hệ thống). Xem như lượng nước thất thoát do tuần hoàn bùn là
không đáng kể nên Q

r
+ X
r
Q
W
Suy ra
Q
r
= =

=988.8 m
3
/ngày
Trong đó:
 Q: Lưu lượng nước thải, Q = 1200 m
3
/ngày
 X: Nồng độ VSS trong bể Aeroten, X = 3200mg/L
 Q
r
: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn
 X
0
: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể
Aeroten, X
0
= 0
 X
r
: Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, X

ngày)
Giá trị này trong khoảng thông số cho phép khi thiết kế bể (0,8-1,92 kgBOD
5
/m
3
. ngày)
Tính lượng oxy cần cung cấp cho bể Aerotank dựa trên BOD
20
- Lượng oxy cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn
OC
0
= - 1,42P
x
(VSS)
Với f là hệ số chuyển đổi giữa BOD
5
và BOD
20
, f= 0,67
OC
0
= =812,6 kgO
2
/ngày
- Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể:
OC
t
= OC
o


/ngày
 OU: Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối
 Chọn dạng đĩa xốp, có màng phân phối dạng mịn, đường kính 170 mm , diện tích
bề mặt F = 0,02 m
2
 Cường độ thổi khí 300 L/phút đĩa = 18 m
3
/giờ
 Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối h = 4m (lấy gần đúng bằng chiều sâu bể)
Ta có: Ou = 7 gO
2
/ m
3
.m
OU = Ou × h = 7× 4 = 28 g O
2
/m
3
Ou: Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo g O
2
/m
3

không khí
f: hệ số an toàn, thường f =1,5 - 2, chọn f = 1,5
Q
kk
= × 1,5
46,38
10

d
= 0,5m
 H : Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H = 4m
H
m
= 0,5 + 0,5 + 4 = 5m
Áp lực máy thổi khí tính theo Atmotphere:
P
m
= = = 0,49atm
- Năng suất yêu cầu
Q
kk
= 1/3 x 1932,5m
3
/h = 0,17m
3
/s
- Công suất máy thổi khí
P
máy
=
Trong đó:
 P
máy
: Công suất yêu cầu của máy nén khí , kW
 G: Trọng lượng của dòng không khí, kg/s
G = Q
kk
× ρ

(với Hp =0,7457kw)
Chọn 2 máy, một hoạt động, một dự phòng.
 Bơm bùn tuần hoàn:
Lưu lượng bơm: Q
r
= 988,8 m
3
/ng = 0,0114m
3
/s
- Cột áp của bơm: H
b
= 8m
- Công suất bơm
N = = = 1,118 kW =1,5Hp ≈ 112W
η : hiệu suất chung của bơm từ 0,72 - 0,93, chọn η= 0,8
Chọn 2 bơm: một sử dụng và một dự phòng.
 Chọn máy bơm nước thải vào bể aerotank
Lưu lượng bơm :Q =1200m
3
/ngày = 0,0138m
3
/s
Cột áp bơm: H =8m
N= =1,354 kW = 1354 W
: hiệu suất chung của bơm từ 0,72-0,93, chọn = 0,8
Chọn 4 bơm, hai hoạt động, hai dự phòng.
 Tính toán đường ống dẫn bùn tuần hoàn
Lưu lượng bùn tuần hoàn : Q
r

3
/ngày
Q
w
= 11,8 m
3
/ngày
Diện tích mặt bằng của bể lắng 2:
Trong đó:
MLSS là nồng độ cặn trong bể Aerotank
MLSS=
Q: lưu lượng đầu vào Q = 1200m
3
/ngày
Q
r
: lưu lượng bùn tuần hoàn Q
r
= 988,8 m
3
/ngày
L
s
: tải trọng chất rắn, kgSS/m
2
ngày.
L
s
=3,9 – 5,8 kg/m
2

2
= 1,3×d
1
=1,3×2,16 = 2.8 m 3 m
Chiều cao từ tấm chắn đến ống loe là h
2
= 0,2 – 0,5 m. Chọn h
2
= 0,3 m.
 Tính kích thước bể lắng 2:
Chọn chiều cao bể lắng 2: h
1
= 3 m
Chiều cao lớp bùn lắng: h
bùn
= 1,5 m
Chiều cao an toàn: h
bv
= 0,3 m
Chiều cao tổng cộng của bể lắng 2:
H = h
1
+ h
b
+ h
bv
= 3+1,5+0,3 = 4,8 m
Thể tích bể lắng 2: V=S×H = 99,26× 4,8 = 476,45
Thể tích phần lắng:
Thời gian lưu nước trong bể lắng: giờ

BỂ CHỨA BÙN
Bể chứa bùn bao gồm 2 ngăn: ngăn chứa bùn tuần hoàn và ngăn chứa bùn dư sau
bể lắng, bể UASB và bể lắng 2. Lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn tuần hoàn là 988,8
m
3
/ngày, lượng bùn chảy tràn sang ngăn chứa bùn dư là 16,741 m
3
/ngày.
Chọn thời gian lưu tại ngăn chứa bùn tuần hoàn là 10 phút và thời gian lưu tại
ngăn chứa bùn dư là 12 giờ. Thể tích ngăn chứa bùn tuần hoàn:
- Thể tích ngăn chứa bùn dư:
Kích thước ngăn chứa bùn tuần hoàn: L x B x H = 1,7×2×2
Kích thước ngăn chứa bùn cần xử lý: L x B x H =2,1×2×2
MÁY ÉP BÙN
a) Nhiệm vụ:
Cặn sau khi qua bể nén bùn có nồng độ 3-8%, đưa qua máy ép bùn để giảm độ ẩm xuống
còn 70-80%, tức nồng độ cặn khô từ 20-30%.
Mục đích:
- Giảm khối lượng bùn vô cơ ta khỏi bể.
- Cặn khô dễ chôn lấp hay cải tạo cặn ướt.
- Giảm lượng nước bẩn có thể thấm vào nước ngầm ở bãi thu.
- Ít gây mùi khó chịu và ít độc tính.
b) Tính toán:
Lượng cặn đến lọc ép dây đai:
Q
b
=
Trong đó:
q
b

Clo:
Lượng
Clo
hoạt
tính
cần
thiết để khử trùng
nước
thải
được
tính
theo
công
thức:
Y =
a

×
Q
=
3
×
50
=0,15 (kg/
h)
a
1000
1000
Trong đó:
Q:

Clo
Tính
toán bể tiếp
xúc:
Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc được tính theo công
thức:
V =
Q
×t = 50× 0,5
=
25(m
3
)
Trong đó:
Q:
Lư
u

lượng tính toán của nước thải,
Q = 50 (m3/h)
t: Thời
gian lưu nước, chọn
t =
30 phút
(TCVN 51-84)
Chọn Chiều cao bể:
H
1
= 1,2 (m)
Chiều cao bảo vệ: