Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Chương 4
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CHO CH VĨNH TÂN
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 64
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
4.1 CƠ SỞ ĐỂ ĐƯA RA PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ
4.2PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4.3GIẢI TRÌNH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
4.4 TÍNH TOÁN
4.5 DỰ TOÁN KINH PHÍ
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Chương 4: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CH VĨNH TÂN
4.1. Cơ sở để đưa ra phương án xử lý
Việc lựa chọn phương án xử lý là một bước hết sức quan trọng trong việc
quyết đònh sự thành công hay thất bại của công trình xử lý nước thải. Vì vậy khi
lựa chọn phương án xử lý cần quan tâm đến các vấn đề sau:
• Thành phần, tính chất, lưu lượng của nước thải
Mỗi loại nước thải có tính chất hoá lý, sinh học khác nhau, các thông số ô
nhiễm khác nhau. Tính chất của nước thải phụ thuộc vào từng loại hình sản xuất
riêng biệt, từng loại sản phẩm khác nhau. Tính chất của nước thải quyết đònh lớn
nhất đến khả năng xử lý và phương pháp xử lý. Thành phần nước thải bao gồm
những chất ô nhiễm nào và hàm lượng, nồng độ dòng thải sẽ ảnh hưởng rất lớn
đấn việc lựa chọn phương pháp xử lý.
• Tiêu chuẩn thải ra ngoài
Mỗi loại nước thải đều được giới hạn bởi một mức độ thải nhất đònh. Tiêu
chuẩn môi trường quy đònh cụ thể cho mỗi loại nước thải riêng biệt. Trong quá

nước thải, trong đó xử lý nước thải là một yêu cầu hết sức cần thiết.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 66
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
4.2.2. Đề xuất phương án xử lý nước thải
• Các thông số tính toán thiết kế
Lưu lượng nước thải ngày đêm : 50 m
3
/ngày đêm
Bảng 4.1: Các thông số đầu vào của nước thải tại chợ Vónh Tân
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1
ng
tb
Q
m
3
/ngày.đêm 50
2 pH 6,8
3 BOD
5
mg/l 400
4 SS mg/l 580
5 COD mg/l 650
6 Tổng Nitơ mg/l 70
7 Tổng Photpho mg/l 6
8 Amoni mg/l 30
9 Dầu mỡ mg/l 100
10 Coliform MPN/100ml 4,3.10

max
= C x K
q
x K
f

Trong đó : + C
max
: nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm trong nước
thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh, dòch vụ thải ra các vực nước,
tính bằng mg/l.
+ C : giá trò nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm quy đònh
trong Tiêu Chuẩn Việt Nam TCVN 5945:2005.
+ K
q
: hệ số theo lưu lượng/dung tích nguồn tiếp nhận nước thải
+ K
f
: hệ số theo lưu lượng nguồn thải.
Dựa vào công thức trên, ta tính nồng độ tối đa cho phép trong nước thải ra
cho các thông số: BOD, COD, SS, dầu mỡ, tổng Nitơ, amoni, tổng Phốtpho.(Với
K
f
= 1,2 và K
q
= 1.
Bảng 4.3 : Nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm trong nước thải của
chợ Vónh Tân.
STT Tên thông số Đơn vò C C
max

Hơn nữa, việc cung cấp oxy sẽ làm giảm bớt lượng BOD, COD trong nước thải
với thời gian lưu nước trong bể là 4 h. Nước thải từ bể điều hoà sẽ được bơm
sang bể keo tụ tạo bông nhờ bơm nhúng chìm. Đồng thời với quá trình này là
dung dòch chất keo tụ tạo bông là phèn Al
2
(SO
4
)
3
, được châm vào với liều lượng
nhất đònh từ các thiết bò pha chế thông qua bơm đònh lượng.
Sau khi thực hiện quá trình trung hòa và keo tụ tạo bông, nước thải được chảy
qua bể lắng 1. Tại đây xảy ra quá trình lắng, những hạt cặn có trọng lượng lớn
hơn lực đẩy của nước sẽ lắng xuống đáy bể. Ngược lại những hạt cặn nào có
trọng lượng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước. Thời gian lưu nước trong bể lắng I
là 1.5h. Cặn lắng ở đáy bể được bơm vào bể chứa bùn theo đònh kỳ.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 70
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Sau đó nước thải được dẫn sang bể Aerotank, với chế độ khuấy trộn hoàn
toàn ( dưới áp lực của hệ thống phân phối khí dạng đóa) và khả năng xử lý tốt
các chất hữu cơ của bùn hoạt tính tuần hoàn, hầu hết các chất hữu cơ được phân
huỷ thành các bông bùn. Hỗn hợp nước - bùn từ bể Aerotank sẽ được đưa vào bể
lắng đợt 2, bể này có nhiệm vụ lắng và tách bùn ra khỏi nước dước tác dụng của
trọng lực. Bể lắng đợt 2 được thiết kế theo dạng bể lắng đứng với tiết diện tròn,
nước thải sẽ được phân phối vào bể từ ống trung tâm và ra ngoài theo máng lắng
đặt ở thành trong của bể. Bể lắng đợt 2 được thiết kế với thời gian lưu nước là
1.5 h. Bùn sau khi lắng, một phần sẽ được bơm tuần hoàn về bể Aerotank, phần
còn lại sẽ được đưa vào bể chứa bùn và lưu ở đó trong 30 ngày sau đó xe hút bùn

24
50
= 2,083 m
3
/h (Theo Lâm Minh Triết, 2006, Xử lý
nước thải đô thò và công nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM), [4A]
− Hệ số không điều hoà chung (K
c
):
K
c
= 1,5 + 2,5.
s
tb
Q
(Theo Trần Đức Hạ, 2002, Xử lý nước thải sinh
hoạt qui mô vừa và nhỏ, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật), [7A]
Trong đó: + Q
s
tb
: lưu lượng nước thải trung bình theo giây, l/s
Q
s
tb
=
3600
10.083,2
3
= 0,58 l/s
⇒ K

max
):
Q
h
max
= Q
h
tb
. K
h
= 2,083 . 2,723 = 5,67 m
3
/h [4A]
− Lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất (Q
s
max
):
Q
s
max
= Q
s
tb
. K
c
= 0,58 . 3,404 = 1,97 l/s [4A]
TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 72
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho

h
max
[5A]
 Q
h
max
: lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất, m
3
/h
 v: vận tốc nước qua song chắn rác ; chọn v = 0,6 m/s
S
m
=
v
Q
h
max
=
3600.6,0
67,5
= 2,625.10
-3
m
2
= 0,0026 m
2
+B
k
: bề rộng mương dẫn, m ; chọn B
k

+ b : bề rộng khe hở giữa các thanh chắn, m ; b = 16mm ÷ 50
mm ; chọn b = 16mm = 0,016m
+ h : chiều sâu lớp nước trước song chắn rác, m
+ K
z
: hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy, K
z
= 1,05
n =
05,1.
013,0.016,0.6,0
10.97,1
3
−
= 16,57 khe
Chọn n = 17 khe.
− Bề rộng thiết kế của song chắn rác (B
s
):
Lấy bờ làm song chắn
B
s
= b.n + (n-1).δ [4A]
Trong đó : + δ : chiều dày song chắn rác,m ; chọn δ = 8mm = 0,008m
B
s
= 0,016.17 + (17-1).0,008 = 0,4m
− Chiều dài đoạn kênh mở trước song chắn rác (l
1
):

. l
1
=
2
1
. 0,27 = 0,135m [4A]
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 74
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Tổn thất áp lực qua song chắn rác (h
s
):
h
s
=
K
g
v
.
.2
.
2
ξ
[4A]
Trong đó : + ξ : hệ số tổn thất, phụ thuộc vào kiểu song chắn rác
ξ =
α
δ
β

= 0,83
+ g : gia tốc trọng trường ; g = 9,81
+ K : hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác vướng mắc của
song chắn rác , K = 3 [4A]
⇒ h
s
=
3,0.
81,9.2
6,0
.83,0
2
= 0,0457 m
− Chiều cao xây dựng mương đặt song chắn rác (H):
H = h
1
+ h
s
+ h
bv
Trong đó : + h
1
: chiều cao mực nước chứa trong mương dẫn nước
thải,m
+ h
s
: tổn thất áp lực qua song chắn rác, m
+ h
bv
: chiều cao bảo vệ, m

Bảng 4.4: số liệu thiết kế song chắn rác
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1 Chiều dài mương (L) m 1,6
2 Bề rộng mương (B
s
) m 0,4
3 Chiều cao mương (H) m 0,36
4 Số khe hở giữa các thanh (n) khe 17
5 Chiều rộng khe hở (b) mm 16
6 Chiều dày song chắn rác (δ) mm 8
− Hàm lượng chất ô nhiễm sau khi qua song chắn rác:
+ Hàm lượng BOD
5
giảm 5% còn lại :
400 – (400 x 5%) = 380 mg/l.
+ Hàm lượng chất lơ lửng SS giảm 10%, còn lại:
580 – (580 x 10%) = 522 mg/l.
4.4.2. Hầm Tiếp Nhận
4.4.2.1. Chức năng:
Nước thải sau khi qua song chắn rác được tập trung tại hầm tiếp nhận. Tại
đây, nước thải sẽ được bơm vào hệ thống xử lý nhờ bơm chìm. Bơm được điều
khiển tự động bằng hệ thống phao nổi.
4.4.2.2. Vật liệu:
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 76
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
Hầm tiếp nhận được xây dựng bằng betông, có dạng hình chữ nhật. Trong
hầm tiếp nhận có bố trí 1 bơm chìm. Thiết kế rổ chắn rác bằng inox đặt bao
quanh bơm có tác dụng ngăn không cho rác làm tắc nghẽn bơm.

= H + h
tt
Với h
tt
: tổng tổn thất gồm tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường; h
tt
= h
c
+ h
d
Mà h
c
+ h
d
≤ 0,4m (Theo Lâm Minh Triết, 2001, Xử lý nước thải đô thò
và công nghiệp, Viện Tài Nguyên Môi Trường.) Nên chọn h
tt
= 0,4 m
H
t
= 1,5 + 0,4 = 1,9m
− Công suất máy bơm (L
w
):
L
w
= 0,163 .
γ
.Q
h

Bể được xây dựng bằng bêtông
4.4.3.3. Tính toán:
− Chọn thời gian lưu nước trong bể là t = 2h.
− Thể tích của bể (V
bể
):

V
bể
= Q
h
max
.t = 5,67 . 2 = 11,34 m
3
; chọn 12m
3
− Xây dựng bể có chiều cao làm việc là H = 1,5m ; chiều cao bảo
vệ h
bv
= 0,3 m.
− Diện tích của bể :
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 78
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
F =
2
8
5,1
12

16
= 1,3 m
 Số liệu thiết kế bể lắng cát và tách dầu:
Bảng 4.6: Số liệu thiết kế bể lắng cát và tách mỡ
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1 Chiều dài bể (L) m 4
2 Chiều rộng bể (B) m 2
3 Chiều cao của bể (H) m 1,8
4 Mực nước thấp nhất trong bể m 0,5
5 Mực nước cao nhất trong bể m 1,3
− Hàm lượng chất ô nhiễm qua bể lắng cát, tách mỡ, giảm còn:
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 79
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
+ Hàm lượng BOD
5
giảm 5%, còn lại :
380 – (380 x 5%) = 361 mg/l.
+ Hàm lượng chất lơ lửng SS giảm 4%, còn lại:
522 – (522 x 4%) = 313,2 mg/l.
+ Hàm lượng dầu mỡ giảm 85%, còn lại:
100 – (100 x 85% ) = 15 mg/l.
4.4.4. Bể Điều Hoà
4.4.4.1. Chức năng:
Nước thải từ bể lắng cát và tách dầu được đưa vào bể điều hòa. Trong
bể điều hòa phải có hệ thống thiết bò khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều
nồng độ chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng, vi sinh vật kò khí
phát triển trong bể. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa cả về lưu lượng và nồng
độ cho nước thải, tạo chế độ làm việc ổn đònh cho các công trình phía sau.

SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Vậy chiều cao tổng cộng của bể là
H = 2,0 + 0,5 = 2,5 m
− Diện tích của bể (F):
F =
H
V
lt
=
5,2
216,27
= 10,886 m
2
− Chọn kích thước bể: chọn chiều dài (L) và chiều rộng (B) tương
ứng là L = 4 m , B = 2,7m.
− Chọn mực nước thấp nhất trong bể điều hoà để đảm bảo mực nước
cho bơm hoạt động là h
min
= 0,5m.
− Vậy thể tích cần thiết là (V
ct
):
V
ct
= 0,5. F + V
lt
= 0,5. 10,886 + 27,22 = 32,66 m
3

):
L
kk
= V
bể
. V
kk
[4A]
Trong đó : + V
bể
: thể tích xây dựng bể điều hoà.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 81
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
+ V
kk
: tốc độ cấp khí trong bể điều hoà (m
3
/m
3
.h), thì V
kk

= 0,01 ÷ 0,015; chọn V
kk
= 0,01 m
3
/m
3

ống
= 10m/s.
d
ống
=
10.14,3
006,0.4
= 0,027m = 27mm
− Chọn d
ống
= 30mm.
− Đặt ống dẫn khí chính chạy dọc theo chiều dài bể, ống nhánh đặt
vuông góc với bể và chạy dọc theo chiều rộng của bể, chiều dài của ống
nhánh bằng chiều rộng của bể. Chọn khoảng cách giữa 2 ống nhánh là
1m.Khoảng cách của ống nhánh với thành bể là 450mm.
− Số ống nhánh là (N
ống
):
N
ống
=
( )
1,4245,01
1
=






.
2
lo
d
π
=
4
003,0.14,3
2
= 7,065.10
-6
m
2
− Tổng diện tích lỗ trên ống nhánh (F
lỗ
):
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 82
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
F
lỗ
=
lo
kk
v
L
=
3600.10
84,21

=
4
86
= 21 lỗ.
− Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí:
H
ct
= h
d
+ h
c
+ h
f
+ H
Trong đó : + h
d
: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường
ống dẫn khí.
+ h
c
: tổn thất cục bộ
+ h
f
: tổn thất áp lực qua thiết bò phân phối, h
f
<0,5m ; chọn h
f

= 0,4m
+ h

( )
kk
L
p
.
.102
1.34400
29,0
η
−
[4A]
Trong đó : + η : hiệu suất máy sục khí ; chọn η = 70% = 0,7
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 83
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
N =
( )
006,0.
7,0.102
14,1.34400
29,0
−
= 0,3 kW.
− Tính bơm:
+ Lựa chọn bơm ứng với lưu lượng Q
h
max
= 5,67 m
3

L
w
= 0,163 .
γ
.Q
h
max
.H
t
[8A]
Trong đó : + γ : trọng lượmg riêng của chất lỏng, kg/l
L
w
= 0,163.1.5,67.3,9 = 3,6 kW.
 Số liệu thiết kế bể điều hoà:
Bảng 4.7: Số liệu thiết kế bể điều hoà
STT Tên thông số Đơn vò Số liệu
1 Chiều dài bể điều hoà (L) m 4
2 Chiều rộng bể điều hoà (B) m 2,7
3 Chiều cao tổng cộng (H) m 3,5
4 Đường kính ống dẫn khí vào bể (d
ống
) mm 30
5 Số ống nhánh (N
ống
) ống 4
6 Số lỗ trên 1 nhánh (n
lỗ
) lỗ 21
7 Đường kính 1 lỗ trên ống nhánh (θ

max
.t = 5,67 .
60
30
= 2,835 m
3

− Xây dựng 1 ngăn phản ứng có kích thước: H x B = 1m x 1m
− Chọn chiều cao bảo vệ : h
bv
= 0,3 m
− Chiều cao tổng cộng của bể : H
xd
= H + h
bv

= 1 + 0,3 = 1,3m
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 85
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Tiết diện ngang của bể là :
F = B x H = 1 x 1 = 1 m
2
− Chiều dài của bể :
L =
F
W
=
85,2

2
− Tính toán hệ thống cánh khuấy :
− Cấu tạo của buồng khuấy gồm 1 trục quay và 4 cánh khuấy đặt
đối xứng qua trục, toàn bộ đặt theo phương thẳng đứng.
− Tổng diện tích cánh khuấy : lấy bằng 15% ÷ 20% diện tích mặt
cắt ngang bể ; chọn bằng 15%.
F
c
= F x 15% = 1 x 15% = 0,15 m
2
− Diện tích của một bản cánh khuấy:
0375,0
4
15.0
=
m
2
− Chiều dài cánh khuấy : tính từ trong trục quay nhỏ hơn bề rộng bể
là 0,4m ÷ 0,45m ; chọn 0,4 m
⇒ L
c
= 0,95 – 0,4 = 0,55m
− Chiều rộng của bản :
b =
c
c
xL
F
4
=

− Kiểm tra chỉ tiêu làm việc:
+ Buồng 1:
− Dung tích : W
1
= 0,95m
3
− Tốc độ khuấy : n
1
= 7vòng/phút
− Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước:
v
1
=
22,0
60
75,074,014,32
60
75,02
1
==
xxxx
xxRxn
π
m/s
− Công suất cần thiết để quay cánh khuấy :
N
1
= 51 x C x F x v
1
= 51 x 1,5 x 1 x 0,22

S
µ
ω
< 100S
-1
Trong đó : µ = 0,0092 kgm
2
/s – độ nhớt động lực của nước ở 25
0
C.
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 87
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh
Chương 4: Đề xuất phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
Chợ Vónh Tân
− Giá trò Gradien tốc độ lớn hơn so với giả thuyết nên ta giảm tốc độ
khuấy xuống còn 6,6 vòng/phút. Tính lại các chỉ tiêu:
v
1
=
207,0
60
75,06,64,014,32
60
75,02
1
==
xxxx
xxRxn
π
m/s

S
µ
ω
< 100 S
-1
+ Buồng 2:
− Dung tích : W
2
= 0,95m
3
− Tốc độ khuấy : n
2
= 6vòng/phút
− Tốc độ chuyển động tương đối của bản cánh khuấy so với nước:
v
2
=
188,0
60
75,064,014,32
60
75,02
2
==
xxxx
xxRxn
π
m/s
− Công suất cần thiết để quay cánh khuấy :
N

54,0
.10
−
==
S
µ
ω
< 100S
-1
Trong đó : µ = 0,0092 kgm
2
/s – độ nhớt động lực của nước ở 25
0
C.
− Giá trò Gradien tốc độ lớn hơn so với giả thuyết nên ta giảm tốc độ
khuấy xuống còn 6,6 vòng/phút. Tính lại các chỉ tiêu:
GVHD: PGS.TS Đinh Xuân Thắng Trang 88
SVTH: Phan Thò Kiều Thanh