HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÔNG SUẤT
150M3/NGÀY.ĐÊM
PHẦN 1: SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ, MỤC TIÊU ĐẦU TƯ
1.1SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ
1.1.1 Hiện trạng môi trường nước thải
Tính chất của nước thải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các
cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi
giải trí, cơ quan công sở, … Thông thường, nước thải sinh hoạt của hộ gia đình
được chia làm hai loại chính: nước đen và nước xám. Nước đen là nước thải từ
nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, các vi sinh
vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Nước xám là nước phát sinh từ quá trình rửa, tắm,
giặt, với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể. Các thành phần ô nhiễm
chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD
5
, COD, Nitơ và Phốt
pho. Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu không được loại
bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện tượng
thường xảy ra ở nguồn nước có hàm lượng N và P cao, trong đó các loài thực vật
thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nước trở nên ô
nhiễm.
Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt, đặc biệt là trong
phân, đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân.
Vi sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn khác nhau,
qua tiếp xúc trực tiếp, qua môi trường (đất, nước, không khí, cây trồng, vật nuôi,
côn trùng…), thâm nhập vào cơ thể người qua đường thức ăn, nước uống, hô hấp,
…,và sau đó có thể gây bệnh. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các
nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán.
1.1.2 Kết luận về sự cần thiết phải đầu tư:
Qua các phân tích ở trên có một số kết luận như sau:
- Nước thải sinh hoạt có nguy cơ làm biến đổi của các thành phần môi trường

Các tiêu chuẩn thiết kế áp dụng:
Qui chuẩn xây dựng Việt Nam do Bộ xây dựng ban hành năm 1997.
Tiêu chuẩn thiết kế “Thoát nước-Mạng lưới bên ngoài & công trình TCVN-51:1984”
Tiêu chuẩn thiết kế “Cấp nước mạng lưới đường ống & công trình TCVN-33:2006”
Tiêu chuẩn nước thải QCVN14:2008/BTNMT.
2.1.3 Tính chất nước thải
Bảng 1: Các thông số đặc trưng của nước thải sinh hoạt và giới hạn các chất
ô nhiễm theo QCVN14:2008/BTNMT
Chỉ số ô nhiễm
Đơn vị
tính
Khoảng giá trị
đặc trưng của
NT sinh hoạt (*)
QCVN14:2008/BTNM
T - Cột B
1. pH
-
7.5 – 8.5
5 - 9
2. BOD
5
(20
o
C) mg/l 110 – 400 30
3. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 100 – 350 50
4. Tổng chất rắn hòa tan mg/l 850 - 1800 1000
5. Sunfua (theo H
2
S) mg/l - 4.0

o
C) mg/l 400
3. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 350
4. Tổng chất rắn hòa tan mg/l 1800
5. Sunfua (theo H
2
S) mg/l -
6. Amoni (tính theo N) mg/l 45
7. Nitrat (NO
3
-
)(Tính theo N) mg/l 85
8. Dầu mỡ động, thực vật mg/l 200
9. Tổng các chất hoạt động bề
mặt
mg/l
-
10. Phosphat (PO
4
3-
) mg/l 20
11. Tổng colifoms PMN/ 100ml 15000
2.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt công suất 150m
3
/ngày
Cống thoát nước thải đô thị. Nước thải sau xử lý
(đạt QCVN14:2010/BTNMT loại B)
Song chắn rác
Bể điều hòa

chất bẩn trong nước thải. Tiếp tục nước thải được bơm vào bể lắng 1 với một lưu
lượng cố định.
Bể lắng 1 có nhiệm vụ loại bỏ một phần chất rắn lơ lửng trong nước thải, nhằm
đảm bảo hiệu quả xử lý đối với các công trình phía sau.

Giai đoạn xử lý hiếu khí hỗn hợp (ngăn thiếu khí + ngăn hiếu khí) là công đoạn xử
lý triệt để nước thải
sẽ xảy ra quá trình phân hủy các chất bẩn hữu cơ trong nước
thải nhờ các vi sinh hiếu khí,
hô hấp tùy tiện (dị dưỡng)
. Vi sinh vật
hô hấp tùy tiện
khai thác Nitrat và giải phóng khí N
2
.
Nhờ oxy cung cấp từ thiết bị làm thoáng, các
vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải thành CO
2
, H
2
O…
Ngoài ra, để tăng khả năng tiếp xúc giữa bùn hoạt tính với nước thải thì trong thiết
bị được lắp đặt thêm lớp đệm vi sinh dạng đệm cố định (trên vật liệu đệm vừa có
quá trình xử lý hiếu khí và kỵ khí kết hợp nên hiệu quả xử lý cao hơn, lượng bùn
sau bể xử lý ít – sẽ tạo ra mùi đặc trưng). Nhờ bề mặt nhám của đệm vi sinh nên
diện tích bề mặt, khả năng dính bám của vi sinh vật được phát huy tối đa.
Sau đó nước lẫn bùn được phân phối vào bể lắng đứng, có ống phân phối trung
tâm. Tại đây, nước thải được đưa phối theo hướng từ trên xuống; nhờ trọng lực của
bông cặn, hỗn hợp thải được phân ly ra làm ba pha riêng biệt (pha bùn cặn, pha
huyền phù, pha nước trong). Do đó, việc phân tách hoàn toàn thể rắn và nước trong

Hiệu suất của hệ thống xử lý tương đối cao, khả năng khử BOD của hệ thống loại
này có thể đạt đến 90-95%, đảm bảo chất lượng nước sau xử lý luôn đạt yêu cầu.
Diện tích của toàn bộ hệ thống ở mức trung bình.
Vận hành dể dàng và chi phí bảo trì rất thấp vì hầu như không phải bảo trì bên
trong các thiết bị, bể xử lý.
Hệ thống được thiết kế kín, có hệ thống hút và khuyếch tán khí gây mùi, đảm bảo
không gây mùi hôi thối cho khu vực bệnh viện và khu vực lân cận.
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
3.1 Song chắn rác
3.1.1 Nhiệm vụ:
Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn (chủ yếu là
rác). Đây là công trình đầu tiên trong trạm xử lý nước thải.
3.1.2 Tính toán song chắn rác:
Khối lượng rác thải lấy ra trong
một
ngày đêm [1] từ thiết bị lọc rác là:
1000.365
1
tt
Na
W
×
=
Trong đó:
a: Lượng rác tính cho đầu người (Mục 4.1.11; Bảng 17, TCVN51-1984)
với chiều rộng khe hở của song chắn rác lấy trong khoảng 16mm thì lượng rác lấy
ra từ song chắn lấy cho một người là a = 8 lít/năm
Ntt: Dân số tính theo chất lơ lửng, được tính như sau:
Cho rằng tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt là 300 lít/người (Mục
2.3; Bảng 2.1

rác theo từng giờ trong ngày đêm là:
( )
hkgk
P
P
h
/69.02.
24
25.8
.
24
===
Trong
đó
:
k: Là hệ số không điều hoà giờ của rác đưa tới trạm bơm lấy sơ bộ bằng 2
Đường
ống dẫn nước thải tập trung từ các phòng khoa và bể phốt đến rổ lọc rác có
tiết diện hình tròn DN200. Do lưu lượng nước thải nhỏ 150m3/ngày đêm, nên
song
chắn
rác được thiết kế dạng tấm bằng thép không gỉ.
Vậy cứ mỗi giờ lượng rác thu được từ thiết bị lọc giác là 0.69 kg rác. Do lượng rác
lấy ra khỏi rổ chắn rác trong một ngày đêm là P = 0.011m3. Do đó việc lấy rác ra
từ hệ thống này được thực hiền bằng phương pháp thủ công.
Chọn tiết diện
song chắn
rác như sau: B x L x H =0.05x 0.5 x 1m
Mương dẫn B x L x H = 0.5 x 1 x 1m. Chiều cao mực nước h =0.5 m.
Cần 2 thiết bị song chắn rác, 1 thiết bị làm việc, 1 thiết bị dự phòng

3.2 Hố gom nước thải:
3.2.1 Tính toán kích thước hố gom:
Lưu lượng nước thải trung bình giờ được tính:
)/(25.6
24
150
24
3
.
.
hm
Q
Q
dtb
htb
===
Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất là:
( )
smhmQkQ
htbh
/106.2)/(375.925.65.1
333
..max
−
×==×=×=
Trong đó:
Hệ số không điều hòa ngày của nước thải sinh hoạt của khu dân cư lấy
K
ng
= 1.15 – 1.3 tùy theo đặc điểm của từng đô thị

.max
gHQ
N
h
(kw)
Trong đó:
Q: Lưu lượng nước thải (m
3
/giờ)
H: Độ cao cột nước của bơm (m)
η: Hiệu suất của bơm (η = 0,6÷0,9) chọn η = 0,8.
ρ: Khối lượng riêng của nước thải, lấy ρ ≈ 1000 kg/m
3
Vận tốc nước chảy trong ống: v = 1,2m/s
Hệ số Reynold
:
3
3
33
1055.89
10005.1
1010752.1..
Re
×=
×
×××
==
−
−
µ


=
ε
D
gh
Trong đó:
ε: Độ nhám tuyệt đối, ε = 0,05mm
Hệ số Reynol vùng nhám:
5
8
9
8
9
102.8
05.0
75
220220Re
×=






=






×
+=






+=
D
ε
λ
Trên đường ống bơm nước thải từ bể thiếu khí sang bể aerotank có: 5 co 90
0
, 1 nối
hình chữ T, 4 van ( 2 van cầu và 2 van một chiều)
Hệ số tổn thất qua van: ξ = 4.7
Hệ số tổn thất qua nối hình co 90
0
: ξ = 1.4
Hệ số tổn thất qua nối chữ T: ξ = 0,3
Chiều
dài
đường ống dự tính: L = 10m
Vậy
tổn
thất dọc đường và tổn thất cục bộ là:
Tổn
thất
do khắc phục hình học khi nước thải đi từ hố gom sang bể điều hòa kỵ khí







+×+×+
×
=






∑+=
−
ξλ
Vậy

công
suất của bơm là:
)(223.0
36008.01000
81.910007375.9
1000
.max
Kw
gHQ
N

Sâu tổng cộng, H m 2.5
5 Công suất bơm N’ kw 0.5
3.3 Bể điều hòa
3.3.1 Nhiệm vụ:
Điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải. Xáo trộn bằng không khí, điều chỉnh
pH thích hợp cho quá trình xử lý sinh học phía sau
3.3.2 Tính toán kích thước bể điều hòa
Thể tích bể xác định theo biểu đồ lưu lượng và biểu đồ dao động của nồng độ chất
bẩn bên trong nước thải. Do không có biểu đồ theo dõi, ta căn cứ vào thực nghiệm.
Thời gian lưu tại bể điều hòa 4 – 8 h. Ta chọn t = 5.5h
Thể tích làm việc của bể điều hòa được tính như sau:
)(7.515.5375.9
3
.max
mtQV
ha
≈×=×=
Trong đó:
Thời gian lưu nước thải trong bể điều hòa là: t = 5.5 giờ.
Vậy kích thước làm việc của bể điều hòa được chọn như sau:
Lx B x C
lv
= 5 x 3 x3.5= 51.8m
3
Chiều cao bảo vệ của bể điều hòa kỵ khí Cbv = 0,5m
3.3.3 Tính bơm nước thải sang bể lắng 1:
Công suất của bơm được tính như sau (24)