Chức năng: Tại mương oxy hóa các chất còn lại sẽ tiếp tục được phân hủy bởi các VSV. Các VSV tham gia phân hủy tồn tại dước dạng bùn hoạt tính.

Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải



Trong đó:

+

+

+

+



Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày).

S0: Lượng BOD5 đầu vào (mg/l).

F/M: Tỷ số hàm lượng BOD5/ bùn hoạt tính trong ngày→ Chọn F/M = 0,07

X: Nồng độ bùn hoạt tính (mg/l) X= 1500 5000 mg/l.

→ Chọn X = 4500 mg/l = 4500 (g/)

-



Xác định thể tích mương oxy hóa cần thiết để Nitrat hóa:

V2 = )



Trong đó:

+ Nv: Tổng hàm lượng Nitơ trong nước thải (mg/l)

+ : Hàm lượng amoni đầu ra(mg/l). 19,76 (mg/l).

+ ρN: Tốc độ oxy hóa thành



•



Với μN: Tốc độ tăng trưởng chung của vi khun Nitrat húa.

Chn







KN = 0,2 ữ 3 Chọn KN = 1



•



DO: Nồng độ oxy hòa tan trong nc thi DO = 1,8 ữ 2,2 kg tớnh







theo 1kg [8]





YN = 0,1 ữ 0,3 Chn YN = 0,3 mg bùn hoạt tính/mg



+ XN: Nồng độ bùn hoạt tính đối với vi khuẩn oxy hóa



•

•



: Hàm lượng BOD5 ra khỏi hệ thống, ( mg/l).



GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



56



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải



Ta thấy V1> V2 nên ta chọn thể tích vùng làm thống V1 để xây dựng mương vì khi khử

hết BOD5 thì tồn bộ sẽ được oxy hóa thành .

-



Xác định thể tích vùng kị khí của mương để khử thành



Lượng r = 79,04 = 15,8 (mg/l)

-



Trong đó:



ρDN: Tốc độ khử Nitrat ở 200C thành

→ Chọn = 0,1 mg /mg bùn hoạt tính.



→ Tổng thể tích mương oxy hóa:

V = + = 294,4+ 43,9 ()

-



Thời gian lưu nước trong mương:

thuộc khoảng (8 – 36h) [6]



bùn



Thời gian lưu bùn trong mương:



= 15 ÷ 30 (ngày) → Chọn bùn =20 (ngày)

-



Xác định kích thước mương:



-



Mương oxy hóa có tiết diện ngang là hình thang cân với các kích thước

như sau:



+

+

+

+



Chiều rộng mặt nước

: a = 5m

Chiều rộng đáy mương

: b = 2m

Độ sâu lớp nước trong mương

: h1 = 1,5m

Khoảng cách từ mặt nước đến mặt trên mương

: h2 = 0,5m

Độ sâu xây dựng mương

: H = h1 + h2 = 1,5 + 0,5 = 2m

BBBBβ = 2,42

1,83

1,67

1,02

0,76

a

x



Khử amin



GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh

H



x



b



α



57



8H+



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải



Hình 3.4: Mặt cắt ngang mương oxi hóa

+ Chiều ngang xây dựng mương:

-



Diện tích mặt cắt ướt của mương oxy hóa:



-



Chiều dài tổng cộng của mương oxy hóa:



Mương oxy hóa có dạng hình thang cân chữ “O” kéo dài trên mặt bằng, với bán kính

trung bình của đoạn uốn cong là R = 3 (m).

-Tổng chiều dài phần mương uốn cong:

→ Chọn L1 = 19 (m).

- Chiều dài phần mương thẳng:

).



GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



58



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải



Dẫn nước thải

từ bể lắng 1 vào

2 Ngăn tiếp nhận

1



Máy nạp khí

4 Mương oxy hóa

3



5



Dẫn hỗn hợp

bùn–

nước

đến bể lắng

đợt II



Hình 3.5: Sơ đồ cấu tạo mương Oxi hóa



 Tính tốn với 1 mương oxy hóa:



Theo tiêu chuẩn thiết kế TCXD 51: 2008 , điều 7.145 và điều 7.143

Áp dụng công thức.

+ Thời gian nạp khí trong mương oxy hóa:



Trong đó:

•



La: Hàm lượng BOD5 của nước thải dẫn vào mương, mg/l.



•



Lt: Hàm lượng BOD5 của nước thải sau xử lý, mg/l.



•



a: Liều lượng bùn hoạt tính (a = 3 – 4 g/l).



→ Chọn a = 4 g/l

•



α: Độ tro của bùn hoạt tính, α= 0,3



•



ρ: Tốc độ oxy hóa trung bình theo BOD5 , ρ = 6 mg/g.h



•



Thay số vào cơng thức ta có:



= 0,83 ngày

GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



59



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải

+ Lượng oxy cần cung cấp để loại bỏ lượng chất bẩn trong nước thải



Trong đó:

•



G0: Liều lượng oxy đơn vị, (G0 = 1,42 mg O2 để loại bỏ 1 mg NOS5 . )

( Điều 7.9.2, TCXD 51-84)

•



Lượng oxy cần cung cấp mỗi giờ:



•



Chọn thiết bị làm thống Rulo tấm phẳng đường kính 1 m, tốc độ quay của

máy nạp khí n = 100 -170 vòng/phút. Chọn n = 120 vòng/phút, độ ngập sâu

của nước 0,1 m.



Ta có:



•



Tổng chiều dài cần thiết của máy nạp khí:



Theo quy định ở điều 7.9.4 TCXD 51-84 chiều dài máy nạp khi không được nhỏ hơn

chiều rộng đáy mương và lớn hơn chiều rộng mặt nước. Vì vậy chọn

Chọn 2 rulo tấm phẳng.

 Chiều dài hữu dụng của mỗi tấm là l = = 1m

+ Lượng bùn sinh ra hàng ngày:

Trong đó:

Q: Lưu lượng nước thải vào mương (/ngày)

SS: Hàm lượng cặn lơ lửng được xử lý, kg/

SS = 81,4 = 0,024 kg/

: Hàm lượng được xử lý, kg/

(kg/)

+ Tổng lượng cặn sinh ra theo độ tro



•

•



•



z: Độ tro của bùn, z = 4,4% = 0,044(kg/kg)



+ Lượng bùn hoạt tính tuần hồn



Qv + Qt

X



α



h1



Mương oxy hóa

GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



60



Qt

Xt



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải



Hình 3.6: Q trình lắng thứ cấp và tuần hồn bùn

Trong đó:

Với :

+



Qv: Lưu lượng nước thải vào mương



+



Qt: Lưu lượng bùn tuần hoàn



+



X0: Nồng độ VSS đầu vào



+



Xt: Nồng độ VSS trong bùn hoạt tính tuần hồn



Chọn Xt = 12000mg/l

+



X: Lượng VSS trong mương oxy hóa, mg/l



Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xt do đó trong phương trình cân bằng vật chất trên

có thể bỏ qua đại lượng QX0. Khi đó, phương trình cân bằng vật chất có dạng:

Qt Xt = (Qv + Qt)X

Chia 2 vế của phương trình cho Qv và đặt tỷ số Qt/Qv = α (hệ số tuần hoàn) ta được:

αXt = X + αX

Hay:

→ Lượng bùn tuần hoàn Qt = αQv = 0,6250 = 150 (m3/ngày)

 Kiểm tra tỷ số F/M



(Thỏa mãn điều kiện cho phép đối với mương oxy hóa F/M = 0,04 ÷ 0,3)

 Tính đường ống dẫn bùn tuần hoàn



Lưu lượng nước tuần hoàn Qt = 150 m3/ngày

Chọn vt = 1,5m/s

Đường kính ống dẫn bùn:

 Chọn ống nhựa PVC có đường kính d = 40 mm



GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



61



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải



 Đường ống dẫn nước vào



Chọn vận tốc nước thải trong ống dẫn nước vào v = 0,7 m/s

Lưu lượng nước thải Q = 250 m3/ngày

Chọn ống dẫn nước thải là ống nhựa PVC, có đường kính:



→ Chọn ống PVC có đường kính 75 mm

 Đường kính ống dẫn nước ra



Chọn vận tốc nước thải trong ống dẫn nước ra v = 0,7 m/s

Lưu lượng nước thải ra Q = Qv + Qt = 250 + 150 = 400 m3/ngày

Chọn ống dẫn nước ra là ống nhựa PVC có đường kính:



→ Chọn ống PVC có đường kính 90 mm.

Bảng 3.6: Các thơng số thiết kế mương oxy hóa.

STT



Thơng số



Số liệu thiết kế



Đơn vị



1



Số bể



4



Nguyên đơn



2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12



Thể tích 1 bể (V)

Chiều rộng đáy mương (b)

Độ sâu xây dựng mương (H)

Chiều ngang xây dựng mương

Chiều dài tổng cộng của mương (L)

Chiều dài phần mương uốn cong ()

Chiều dài của phần mương thẳng()

Số thiết bị làm thống (rulơ tấm phẳng)

Chiều dài một rulơ

Thời gian lưu nước

Thời gian lưu bùn



338,3

2

2

6

64,4

41,7

22,7

2

1

32,4

20



m3

m

m

m

m

m

m

Rulô

m

Giờ

ngày



GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



62



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải

13

14

15

16



Thời gian nạp khí

Đường kính ống dẫn nước vào

Đường kính ống dẫn nước ra

Đường kính ống dẫn bùn



19,9

75

90

40



Giờ

mm

mm

mm



3.2.8. Bể lắng 2

 Chức năng: Lắng bùn hoạt tính được hình thành trong q trình xử lý sinh



học hiếu khí ở mương oxi hóa.

Chọn loại bể: Chọn bể lắng đợt II là bể lắng đứng

 Tính tốn:



Số bể: n = 1 bể

1. Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng

Trong đó:

-



: Lưu lượng nước vào bể theo giây lớn nhất, m3/s

v: Tốc độ chuyển động của nước thải vào trong bể lắng

(v = 0,02 – 0,03m/phút), (Điều 6.5.4 – TCXD – 51 – 84).



→ Chọn v = 0,03m/phút = 0,0005m/s

-



n: Số bể. Chọn n=1



2. Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm

Trong đó:

-



vtt: Vận tốc chuyển động của nước thải trong ống trung tâm



vtt < 0,03m/s (Theo điều 7.56 –TCXD 51-2008)

→ Chọn vtt = 0,02m/s



3. Diện tích tổng cộng của một bể lắng

F = F1 + F2 = 46+ 1,15 = 47,15 m2

4. Đường kính của bể lắng

GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



63



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải



→ Chọn D = 7,8 m

5. Đường kính ống trung tâm

6. Chiều cao tính tốn của vùng lắng trong bể lắng đứng



hl = vt (m)

Trong đó :

+ t: Thời gian lắng (t = 1,5 ÷ 2 h) [8] → Chọn t = 1,5h



→ hl = 0,00051,53600 = 2,7 m ( thuộc khoảng 2,7 – 3,8 m)

7. Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng



Trong đó:

-



h2: Chiều cao lớp trung hòa, m

h3: Chiều cao giả định của lớp cặn trong bể, m

D: Đường kính trong của bể lắng,

dn: Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, chọn dn = 0,5 m.

α: Góc nghiêng của đáy bể lắng so với phương ngang, α ≥500

[Điều 7.60, TCXD 51-2008] → Chọn α = 500



Chọn hn = 4,5 m

8. Chiều cao ống trung tâm bằng chiều cao tính tốn của vùng lắng htt = h1= 2,7 m

9. Đường kính phễu của ống trung tâm bằng chiều cao phần ống phễu và bằng 1,5d

D1 = 1,5 d = 1,5 1,2 = 1,8 m

Trong đó: d là đường kính ống trung tâm, d = 1,2m

10. Đường kính tấm chắn: bằng 1,3 đường kính miệng phễu

Dc = 1.3D1 = 1,3 1,8 = 2,34m

11. Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn với mặt phẳng ngang: 170

12. Chiều cao từ mặt dưới tấm chắn đến bề mặt lớp cặn là 0,3m. (ho)

13. Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng:

H = h1 + hn + ho = 2,7 + 4,5 + 0,3 = 7,5 (m)



GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



64



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết

kế máng thu đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính ngồi của máng chính là

đường kính trong của bể.

Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể = 0.8 7,8 = 6,24 m

14. Chiều dài máng thu nước

L = π Dmáng = π 6,24= 19,6 m

15. Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng



16. Đường kính ống dẫn nước vào

Chọn vận tốc dòng chảy trong ống của nước thải đã lắng v = 0,4m/s

Đường kính ống dẫn nước vào

Chọn ống PVC có đường kính ống = 200 mm

17. Đường kính ống đẫn nước ra = 0,12m =120mm

18. Đường kính ống dẫn nước tuần hồn

Chọn .

Bảng 3.7: Thông số thiết kế bể lắng 2

STT



Tên thông số



Số liệu thiết

kế



Đơn vị



1



bể



47,15



m2



1



Số bể



2



Diện tích của bể (Fb)



3



Đường kính của bể lắng (D)



7,8



m



4



Đường kính ống trung tâm (d)



1,2



m



5



Chiều cao hữu ích



3,6



m



6



Chiều cao phần hình nón của bể (hn)



4,4



m



7



Chiều cao tổng cộng của bể (H)



8,3



m



GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



65



Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải

8



Đường kính máng thu (Dmáng)



6,24



m



9



Chiều dài máng thu (L)



19,6



m



10



Đường kính ống dẫn nước vào



200



mm



11



Đường kính ống dẫn nước ra



120



mm



12



Đường kính ống dẫn nước tuần hoàn



75



mm



3.2.9. Bể khử trùng

 Nhiệm vụ.



Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy

hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong q trình xử lý nước thải phía trước.

Lưu lượng nước đi vào bể:



-



Thể tích hữu ích của bể:



Trong đó:

+ t: Thời gian tiếp xúc của hóa chất khử trùng, [3]

+ Chọn t = 30 phút = 0,5 h

+ Thay số ta có:

-



Diện tích của bể



Trong đó:

+ H1: Chiều sâu công tác của bể tiếp xúc, = 1,5 ÷ 3 (m)



→ Chọn H1 = 2,5(m)

Chọn chiều rộng của bể, B =2(m).

Chiều dài của bể:

+ .

+ Chọn chiều dài L= 4,2 m.

- Chiều cao xây dựng:.

→

- Thể tích thực tế của bể:

V = L x B x H = 4,22 = 21 (m3).

• Lượng Clo cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo cơng thức:

-



GVHD: TS. Phạm Hương Quỳnh



66