ĐỒ ÁN : XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT HÓA CHẤT BIÊN HÒA

GVHD : TS.TRƯƠNG THỊ TỐ OANH
SVTH : HUỲNH MINH VIỄN
26 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ

A – TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

4.1 Phương pháp cơ học
Song chắn rác và lưới chắn rác
Lưới chắn rác bao gồm các thanh nằm song song, được thiết kế để giữ lại các mảnh
vụn và các vật thể có kích thước lớn khác được mang theo bởi nước thải chảy vào. Dựa
trên cơ sở đánh giá tổng lưu lượng nước thải và những chất rắn có thể giữ lại được bằng
lưới chắn rác mà nó đem theo vào, việc tách bỏ rác khỏi các thanh chắn hoạt động tự
động.
Hoạt động của lưới chắn rác được kiểm soát bởi các cảm biến mức nước ở phía
trước và phía sau của lưới chắn. Lượng rác giữ lại sẽ được nén thuỷ lực để giảm bớt thể
tích trước khi được đưa đi xử lý hoặc lưu giữ trước khi xử lý.
Bể lắng cát
Tầm quan trọng của việc lắng cặn và cát trước khi nước thải được đưa tới các bước
xử lýkhác có thễ cần thiết nếu lượng cặn thô còn lớn sau khi qua song chắn rác hay lượng
cát lớn.
Mục đích chính là để tránh sự tích tụ cát trong các bể phản ứng. Ngoài ra, việc lắng
cát hiệu quả giúp bảo vệ bơm và các thiết bị cơ điện khác khỏi bị mài mòn và giảm chi
phí bảo dưỡng.
Việc bảo đảm rằng chất hữu cơ và cát được tách biệt hoàn toàn là rất quan trọng để
bảo đảm cho lượng cát bị giữ lại càng ít càng tốt. Điều này giúp giảm bớt chi phí xử lý,
đồng thời giữ cho quá trình bốc mùi từ cát ở mức tối thiểu. Việc tách hiệu quả các thành

Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước tái sử dụng và cần thu hồi
một số thành phần quý hiếm có trong nước thải.Các loại bể lọc được phân loại như sau:
-Lọc qua vách lọc.
-Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt
-Lọc có hoặc không có áp lực.
4.2 Phương pháp sinh học
Thực chất của phương pháp này là dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi
sinh để phân hủy – oxy hóa các chất hữu cơ ở dạng keo và hòa tan có trong nước thải.
Những công trình xử lý sinh học được phân thành 2 nhóm:
- Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên:
cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học…thường quá trình xử lý diễn ra chậm.
- Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo:
bể lọc sinh học (Bể Biophin), bể làm thoáng sinh học (Bể Aerotank),… Do các
điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường
độ mạnh hơn.
Thông thường giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học. Bể
lắng đặt sau giai đoạn xử lý cơ học gọi là bể lắng I. Bể lắng dùng để tách màng sinh học
(đặt sau bể Biophin) hoặc tách bùn hoạt tính (đặt sau bể Aerotank) gọi là bể lắng II.
Trong quá trình xử lý nước thải bằng bất kì phương pháp nào cũng tạo nên 1 lượng
cặn bã đáng kể ( bằng 0,5% – 1% tổng lượng nước thải). Nói chung các loại cặn giữ lại ở
trên các công trình xử lý nước thải đều có mùi hôi rất khó chịu (nhất là cặn tươi từ bể lắng
I) và nguy hiểm về mặt vệ sinh. Do vậy, nhất thiết phải xử lý cặn bã thích hợp.
4.3 Phương pháp xử lý cặn
Các công trình xử lý cặn phổ biến:
-Bể tự hoại
-Bể mêtan
-Sân phơi bùn
Ngoài ra còn có xử lý cặn bằng phương pháp nhiệt
4.4 Phương pháp khử trùng
Trong nước thải và bùn cặn của nước chứa các loại vi khuẩn gây bệnh,trứng giun

trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các sinh vật nước khác
- Clo kết hợp với hydrocacbon hình thánh các chất gây hại cho môi trường sống

B - TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

4.5 Xác định mục tiêu và giá trị lưu lượng dùng để thiết kế
4.5.1 Mục tiêu
Tính toán thông số vật chất, kích thước công trình, ước tính giá thành hệ thống cho một
đơn vị công trình.
4.5.2 Giá trị lưu lượng dùng để thiết kế :
Hệ số không điều hòa của nhà máy là : K
max
= 2,5, K
min
= 0,4
Q
TB
= 500 m
3
/ngày đêm = 20,83 m
3
/ h = 5,78 l/s
Q
max
= 2,5 x Q
TB
= 2,5 x 500 m
3
/ ngày đêm = 1250 m
3


m
3
/ h) 52,08
Lưu lượng trung bình nhỏ nhất Q
h
min
(

m
3
/ h) 8,33
ĐỒ ÁN : XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT HÓA CHẤT BIÊN HÒA

GVHD : TS.TRƯƠNG THỊ TỐ OANH
SVTH : HUỲNH MINH VIỄN
29 4.6 Hầm bơm tiếp nhận
Hầm bơm tiếp nhận nước thải sản xuất cho phép xây dựng hợp khối trong nhà sản
xuất hay trong nhà phụ trợ sản xuất.

Thể tích hữu ích của hầm bơm tiếp nhận:
V
b
= Q
TB
x t
Với : t là thời gian lưu nước trong hầm tiếp bơm, t = 10 – 30 (phút)

Vậy:
Thể tích hầm bơm tiếp nhận là : V = 2 x 1,5 x 4 = 12 m
3

Tần suất hoạt động bơm:
Z =
max
.2
h
b
Q
V
=
08,52
122 
= 0,46 h

4.7 Song chắn rác (SCR)
4.7.1 Xác định kích thước SCR
Song chắn rác giữ lại các tạp chất có kích thước lớn hơn 5 mm.
Do công suất nhỏ và lượng rác trung bình, chọn SCR làm sạch bằng thủ công. Rác sau
thu gom được lưu trong kho chứa rác và chờ xử lý.

Bảng 4.2 Các thông cần cho tính toán song chắn rác (SCR)
Thông số Đơn vị Làm sạch thủ công
Kích thước song chắn rác
- Rộng
- Dày
Khe hở giữa các thanh
Độ dốc theo phương đứng

Q
TB
= 5,78 Q
h
max
= 14,47 Q
h
min
= 2,31
Chiều ngang
Độ dốc
Vận tốc
Độ đầy
B
m
(m)
i
v (m/s)
h (m)
0,250
0,0003
0,21
0,15
0,250
0,0003
0,24
0,25
0,250
0,0003
0,18

n : số khe hở
Q
h
max
: lưu lượng lớn nhất của nước thải , Q
h
max
= 0,01447 m
3
/s
v : tốc độ nước chảy qua song chắn rác ,v = 0,24 m/s
l : khoảng cách giữa các khe hở ,l = 18 mm = 0,018 m ( điều 7.2.12
TCVN7957:2008)
K : hệ số tính đến mức độ cản trở dòng chảy do hệ thống cào rác cơ giới, K=1,05.
Chiều rộng của song chắn rác được tính theo công thức :
B
S
= s x (n – 1) + (l x n)
B
S
= 0,008 x (14 -1) + (0,018 x 14) = 0,36 (m) = 0,4 m
Chọn B
S
= 0,4 m
Trong đó :
s : bề dày của song chắn rác ,thường lấy s = 0,008 m
Kiểm tra tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác ứng
với Q
min
để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc nhỏ hơn 0,4m/s.

V
min
= 0,06 m/s < 0,4 m/s.
Hiện tượng lắng cặn sẽ xảy ra trong quá trình vận hành hệ thống xử lý, cần phải có
biện pháp khắc phục. Do điều kiện vận hành vẫn đảm bào Q
h
max
, Q
TB
vẫn đảm bảo nên
việc khắc phục vấn đề lắng cặn là khả thi, một số biện pháp đề xuất:
- Theo dõi vận hành hệ thống và tiến hành nạo vét định kỳ mương dẫn.
- Có bơm hút sau SCR vào các công trình đơn vị phía sau.

4.7.2 Tổn thất áp lực ở song chắn rác :
h
s
=
1
2
max
2
K
g
V



Trong đó :
V

3
4

= 0,54
Trong đó :
β : hệ số phụ thuộcvào tiết diện ngang của song chắn ,chọn β = 1,83
α : góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy ,α = 60
o

 h
S
=
5,2
81,92
24,0
54,0
2



= 0,04 m < h
yêu cầu
= 152,4 mm
Nguồn: Bảng 3-7 Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Tính toán thiết kế- Lâm Minh
Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân.
Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác L
1
:
L
1

.
Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác :
L
2
=
2
1
L
=
2
21,0
= 0,105 m
ĐỒ ÁN : XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT HÓA CHẤT BIÊN HÒA

GVHD : TS.TRƯƠNG THỊ TỐ OANH
SVTH : HUỲNH MINH VIỄN
32

Chiều dài phần đặt song chắn rác :
L = L
1
+ L
2
+ L
s

L = 0,21 + 0,105 + 1,5 = 1,815 m
Trong đó :
L
s

- Bề rộng
Chiều rộng SCR
Chiều cao SCR
Số thanh của SCR
Khe hở giữa hai thanh
Góc đặt SCR so với phương thẳng đứng

mm
mm
m
m
thanh
mm
độ

0,008
0,01
0,45
0,04
28
0,025
60

Hàm lượng SS (C
SS
) và BOD
5
(L
BOD5
) giảm sau khi qua song chắn rác giảm 4% :

Lưu lượng ( l/s)
Q
TB
= 5,78 Q
h
max
= 14,47 Q
h
min
= 2,31
Chiều ngang
Độ dốc
Vận tốc
Độ đầy
B
m
(m)
i
v (m/s)
h (m)
0,200
0,0003
0,19
0,13
0,200
0,0003
0,23
0,24
0,200
0,0003

o
= 18,7 (mm/s) (bảng 26,điều 8.3.3 TCVN
7957:2008)
K : hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hưởng của đặc tính dòng chảy của nước đến
tốc độ lắng của hạt cát trong bể lắng cát : K = 1,7 ứng với U
o
= 18,7 mm/s ( bảng 27
điều 8.3.3 TCVN 7957:2008)
 L =
7,18
24,03,07,11000 
= 6,54 m
Chọn L = 7,0 m Diện tích mặt thoáng f của bể lắng cát ngang
:F =
o
s
U
Q
max,
=
7,18
74,14
= 0,8 m
2

Chiều ngang tổng cộng của bể lắng cát :
B =


Trong đó :
N
ll
: số công nhân tính toán, N
ll
= 150 người
P : lượng cát giữ lại trong bể lắng cát cho một người trong ngày đêm,
P=0,02l/ng.ngđ điều 8.3.5 TCVN 7957-2008 (ứng với hệ thống thoát nước hoàn toàn )
t : chu kỳ xả cát .t ≤ 2 ngày đêm (để tránh sự phân hủy cặn cát ).
Chọn t = 2 ngày/đêm
 W
c
=
1000
202,0150 

= 0,006 (m
3
) = 6 kg
Chiều cao lớp cát trong bể lắng ngang trong:
h
c
=
nbL
W
c

=
13,00,3

3
/ngày
Trong đó :
1,5 (T/m
3
) : trọng lượng thể tích của cát đối với độ ẩm 60%. (điều 8.3.5
TCVN 7957:2008 )
Cát lấy ra khỏi bể lắng cát ngang có chứa 1 lượng nước lớn nên cần làm ráo
cát.Quá trình làm ráo cát được tiến hành ở sân phơi cát.

Hàm lượng chất lơ lửng C’’
SS
và L’’
BOD5
của nước thải sau khi qua bể lắng cát ngang
giảm 5%.
C’’
SS
= C’
SS
x (100 - 5)% = 211,2 x (100 - 5)% = 200,64 mg/l
L’’
BOD5
= L’’
BOD5
x (100-5)% = 110,4 x (100 – 5)% = 104,88 mg/l ĐỒ ÁN : XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT HÓA CHẤT BIÊN HÒA


Diện tích bằng 0,5 m
2

Kích thước sân phơi cát: Dài x Rộng = L x B = 1 m x 0,5 m

Xung quanh sân phơi cát phải có bờ bao đắp cao 1 -2 (m).Cát khô thường xuyên
được chuyển đi nơi khác, nước từ sân phơi cát được đưa về bể lắng cát để xử lý.

Bảng 4.6 Bảng thông số thiết kế bể lắng ngang, sân phơi cát.

Thông số Đơn vị Giá trị
Bể lắng cát
- Chiều dài
- Chiều rộng
- Chiều sâu
- Thể tích phần chứa cặn

m
m
m
m
33,0
0,3
0,8
0,006
Sân phơi cát
- Chiều dài

Chọn chiều cao hữu ích của bể điều hoà h = 5m
Chiều cao bảo vệ của bể điều hoà là h
bv
= 0,5 m
 Chiều cao xây dựng của bể điều hòa là:
H = h + h
bv
= 5 + 0,5 = 5,5 m
F = B x L =
5
125

h
V
dh
= 25 m
3

Chọn B = 5,0 m , L = 5,0 m
Thể tích xây dựng bể điều hòa: B x L x H = 5,0 x 5,0 x 5,5 = 137,5 m
3

4.10.2 Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa:
Lượng không khí cần thiết:
L
khí
= Q
h
TB


=
4
91,77
4
L
khi

= 19,48 m
3
/h
Cường độ sục khí của ống tạo hai dòng tuần hoàn là:
q =
0,5
48,19
= 3,89 m
3
/h.m
Lưu lượng khí của ống tạo một dòng tuần hoàn là:
q
1
=
2
48,19
2
q
2

= 9,74 m
3
/h