Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện với công suất 500m3/ngày đêm

thực vật trong bãi lọc hấp thụ các chất dinh dưỡng như Nitơ và Phốtpho. Nước sau bãi lọc trồng cây thường không còn mùi hôi thối như đầu ra của các công trình xử lý kị khí. Sau một thời gian vận hành, hệ thực vật trong bãi lọc sẽ tạo nên một khuôn viên đẹp cho toàn bộ hệ thống xử lý. - Khử trùng: Hồ chỉ thị với chiều sâu lớp nước nông được thiết kế để loại bỏ các vi khuẩn gây bệnh nhờ bức xạ mặt trời xuyên qua lớp nước trong hồ. Tuy nhiên, đối với nước thải có lượng vi sinh vật gây bệnh cao thì việc sử dụng hóa chất khử trùng là điều cần thiết. HIỆU QUẢ XỬ LÝ: DEWATS được thiết kế theo yêu cầu của khách hàng, dực trên nồng độ chất ô nhiễm vào và yêu cầu chất lượng dòng ra sau xử lý. Hiệu quả xử lý của DEWATS có thể đạt được tiêu chuẩn cho phép loại A đối với nước thải công nghiệp – TCVN 5945 – 2005. 3.6 Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện BIOFASTTM Serie ATC BIOFASTTM là hệ thống xử lý nước thải theo module (modulair packed wastewater treatment system). ATC C/Z là 2 loại chuyên dụng cho các bệnh viện đa khoa từ 30 đến 1000 giường. Đây là hệ thống đáng tin cậy nhất, với chế độ bảo hành miễn phí 3 năm. Hệ thống xử lý nước thải BIOFASTTM 34C/Z có năng lực xử lý 40 m3 nước thải mỗi ngày (quy mô khoảng 200 giường). Nó được thiết kế đặc biệt, để có thể dễ dàng chuyển đổi hoặc nâng dung lượng theo nhu cầu sử dụng của bệnh viện. Hệ thống có các chức năng được mở rộng như xử lý nước cực kỳ nhanh và phân hủy các tạp chất rất hiệu quả. Hệ thống này hoàn toàn tự động, tăng công suất hoặc giảm công suất, để tiết kiệm năng lượng điện và hóa chất (Serie C). Các công đoạn xử lý bao gồm: Lọc sơ, phản ứng vi sinh (bio-reaction), sục khí O2, thu gom và khử mùi hôi khí thải, khử trùng bằng khuếch tán ozone công suất cao, (Riêng ở serie C, hệ thống khử trùng bằng chlorine tự động). Một hệ thống Biofast™ATC gồm có 3 container. Tùy theo dung tích nước thải cần xử lý mà các container sẽ có kích cỡ khác nhau . Loại lớn nhất là cùng kích thước với container 40 feet (2,4m x 2,4m x 12m), năng lực xử lý 80 m3/ngày, tương đương bệnh viện 400 giường. Khi cần  dung tích xử lý lớn hơn 100 m3/ ngày đêm, ta lắp thêm các container, hoạt động song song. Các container xử lý nước thải (bệnh viện) được PETECH Corp sản xuất theo chất lượng chuyên dụng , để đạt được tuổi thọ trên 20 năm. Do vậy, toàn bộ khung sườn, bồn chứa, vách ngăn, vỏ ốp ngoài, … đều được làm bằng thép không gỉ SUS 304. Trong trường hợp cần trọng lượng nhẹ và giảm giá thành, chúng tôi cũng có sản phẩm bằng vật liệu nhựa composite (Fiber-glass). Hệ thống Biofast™ATC 34C/Z được sản xuất chuyên dụng cho xử lý nước thải Bệnh viện, được trang bị các thiết bị công nghệ hiện đại nhất. Các công nghệ này đã được ứng dụng thành công tại các nước công nghiệp tiên tiến.  BIOFASTTMATC có 4 giải pháp nổi bật là : a. Cơ cấu xử lý vi sinh hoàn hảo và tự động ( EMPerfectTM) :  Tại Container 1 và 2 có từ 4 đến 8 bể chứa 3 tầng. Hệ thống bể với các vách ngăn theo “know-how” mới, dòng nước thải sẽ có điều kiện tiếp xúc tối ưu với vi sinh vật tại các tấm giá thể vi sinh . Cũng do cấu trúc đặc biệt giữa các vách ngăn, dòng nước thải sẽ di chuyển từ dưới lên trên, rồi từ trên xuống dưới, liên tục qua từng ngăn. Do đó, phản ứng vi sinh được xảy ra trong điều kiện động, đạt hiệu quả xử lý cao hơn gấp 6 lần, so với điều kiện tĩnh. Yếu tố quan trọng nữa là kết cấu đặc biệt của các vách ngăn này tạo ra được sự lên men Axit và lên men Kiềm, ở từng ngăn khác nhau của bể. Các dòng vi khuẩn khác nhau được ưu tiên phát triển mạnh ở các ngăn khác nhau và nhanh chóng “ăn hết” các chất bẩn trong dòng nước thải.ATC Trong quá trình hoạt động vi sinh, một lượng đáng kể khí metan (CH4), khí H2S và các hơi acid hữu cơ khác sẽ phát sinh. Đây chính là “thủ phạm” gây ra mùi hôi thối, bốc lên làm ô nhiễm không khí trong toàn bệnh viện và khu dân cư lân cận. BIOFASTTM ATC là một hệ xử lý khép kín và có bộ phận thu gom triệt để khí thải rồi khử sạch bằng Ozone.  EMPerfectTM là một sáng chế có tác dụng tăng dung lượng xử lý nước thải, giảm lượng bùn tích tụ, giảm thể tích bể và giảm diện tích chiếm dụng mặt bằng của Bệnh viện. Hệ thống BiofastTM chỉ sử dụng 25% diện tích mặt bằng, so với các hệ thống khác. Do vậy sẽ tiết kiệm nhiều tỷ đồng cho chi phí mặt bằng đô thị. b. Bể SupAeroTM, tại  container số 2: SupAero™ là kỹ thuật “Siêu Sục khí”, do Petech phát triển, trên cơ sở đưa thiết bị đánh bọt siêu tốc (quay 2000 vòng/phút) vào bể “aeroten” truyền thống, qua đó tạo hiệu ứng Sinh học-Động lực (Bio-Kinetic effect). Nhờ “hiệu ứng Bi-Ki”, hiệu quả Oxid hóa sẽ tăng lên từ 5 đến 10 lần, so với bể “aeroten” có cùng thể tích. Do vậy, bể SupAero™ có thể tích gọn nhẹ, chỉ bằng 20% so với bể “Aeroten” thông thường và chi phí điện (sục khí) cũng giảm được 20%.  c. Hệ thống SmartO3 TM Serie Z: Là hệ thống Khử trùng “Ozone thông minh”, các sensor và card vi xử lý sẽ điều tiết hoạt động từng module Ozone. Công suất hoạt động sẽ tăng lên khi mật độ tạp chất trong nước thải tăng hoặc lưu lượng dòng thải tăng. Ngược lại, khi tạp chất giảm và lưu lượng dòng nước thải giảm, thì SmartO3 sẽ tự động giảm lượng khí Ozone tương ứng. Nhờ vậy, năng lượng điện rất tiết kiệm (đến 30% , so với hệ thống Ozone thường) và tuổi thọ thiết bị tăng lên, do hạn chế được lượng O3 dư thừa gây lão hóa hoặc phá hỏng thiết bị điện. (Serie C sử dụng SmartChlorine Component để khử trùng, có giá thành hạ) d. Hệ thống RmS™ :   RmS™ là hệ thống giám sát  Quản lý - Vận hành từ xa, (Remote mini SCADA). Hệ thống này đạt được 3 lợi ích : a. Giúp cho bộ phận quản lý của Bệnh viện được thảnh thơi, nhờ vận hành hoàn toàn tự động, không cần người chăm sóc thường xuyên. b. Giúp cho nhà sản xuất (Petech) biết được tình trạng hoạt động của Hệ thống Biofast™ một cách nhanh chóng và chính xác từng công đoạn. Do vậy, việc bảo hành bảo trì đơn giản và nhanh chóng. c. Giúp cho nhà quản lý (Sở Y tế, Sở Tài nguyên - Môi trường, hoặc cảnh sát môi trường) chỉ cần thông qua mạng Internet/Mobile Net là biết được tình hình hoạt động của Hệ thống Biofast™. Chương 3 HÌNH ẢNH THỰC TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ BỆNH VIỆN Tại bênh viện Chợ Rẫy Bồn chứa dung dịch chlor Tại bệnh viện Gia Định Bình sục khí chlor Máy cấp khí Nhà điều hành trạm xử lý nước thải và bể tiếp xúc chlor Tại bệnh viện Ung Bướu Bồn pha trộn hóa chất Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Hóa chất để xử lý nước thải Hầm chứa nước thải sau xử lý Sơ đồ công nghệ xư lý nước thải bệnh viện Ung Bướu: Tháp khử mùi Bể lọc sinh học Bể lọc áp lực Bể lọc THT Bể khử trùng NTBV Bể tiếp nhận NTN NTN: nguồn tiếp nhận Máy cấp khí Chương 4 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 4.1 Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý nước thải bệnh viện Dựa vào các yếu tố cơ bản sau: Công suất của trạm xử lý; Thành phần và đặc tính của nước thải; Mức độ cần thiết xử lý nước thải; Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận; Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực; Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. 4.2 Các phương án xử lý nước thải bệnh viện Từ những yếu tố cơ bản trên có thể đề xuất 3 phương án để xử lý nước thải bệnh viện, và so sánh chọn 1 phương án thích hợp và có hiệu quả kinh tế-kỹ thuật để tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong phương án xử lý đó. Phương án 1 NTBV Song chắn rác Bể điều hòa Bể Aerotank Bể lắng 2 Bể lắng 1 Bể khử trùng Máy thổi khí Bể nén bùn Sân phơi bùn Phân bón Bùn tuần hoàn Nước tách bùn Nguồn tiếp nhận Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1 Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng , nước chảy qua mương dẫn có đặt song chắn rác, ở đây nước thải sẽ được loại bỏ các chất hữu cơ hoặc những chất có kích thước lớn như bao ni lông, ống chích, bông băng, vải vụn, …nhằm tránh gây tắc nghẽn các công trình phía sau. Sau đó nước thải được dẫn vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau. Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí nhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắng trong bể đồng thời cung cấp O2 để giảm một phần BOD. Sau đó nước thải chảy vào bể lắng 1 nhằm lắng cặn lơ lửng và một phần BOD. Sau đó nước thải sẽ được đưa vào bể Aerotank thực hiện quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ở dạng hòa tan và dạng lơ lửng. Trong bể Aerotank được cấp khí và khuấy trộn nhằm tăng hàm lượng oxy hòa tan và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải. Sau đó nước thải chảy vào bể lắng 2 để lắng cặn sinh học và bùn hoạt tính. Từ bể lắng 2 nước chảy sang bể khử trùng để loại các vi sinh vật gây bệnh trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Bùn hoạt tính từ bể lắng 2 một phần tuần hoàn lại vào bể Aerotank, phần còn lại được dẫn vào bể nén bùn.Tại bể nén bùn, bùn được tách nước để làm giảm độ ẩm của bùn, phần nước tách từ bùn sẽ được tuần hoàn vào bể điều hòa. Phần bùn từ bể nén bùn sẽ được vận chuyển ra sân phơi bùn để khử hoàn toàn nước và bùn này có thể sử dụng để làm phân bón. Ưu điểm của phương án 1 Công nghệ đơn giản; Vận hành đơn giản; Giá thành đầu tư ban đầu thấp vì công nghệ chủ yếu là bê tông cốt thép. Khuyết điểm của phương án 1 VSV phát triển trong bể Aerotank thường rất chậm và sinh khối tạo ra không nhiều; Hiệu quả xử lý không cao vì công nghệ đơn giản. Phương án 2 Nguồn tiếp nhận NTBV Song chắn rác Bể điều hòa Bể UASB Bể lắng 2 Bể lắng 1 Bể khử trùng Máy thổi khí Bể nén bùn Sân phơi bùn Phân bón Bùn tuần hoàn Nước tách bùn Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 2 Về phần cơ bản giống sơ đồ công nghệ phương án 1 nhưng thay bể Aerotank bằng bể UASB. Trong bể UASB có lớp cặn tồn tại dạng lơ lửng chứa rất nhiều VSV yếm khí, nước thải sẽ tiếp xúc với các hạt cặn bùn này và xảy ra phản ứng sinh hóa , phần lớn các chất hữu cơ chuyển thành khí(trong đó 70-80% là khí methan, 20-30% là khí cacbonic và một số loại khí khác). Ưu điểm của phương án 2 Công nghệ đơn giản; Vận hành đơn giản; Giá thành đầu tư ban đầu thấp vì công nghệ chủ yếu là bê tông cốt thép; Thu được khí CH4 phục vụ nhu cầu về năng lượng. Khuyết điểm của phương án 2 Thời gian vận hành bể UASB khá lâu; Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn; Hiệu quả xử lý thấp vì công nghệ đơn giản. Phương án 3 Bể lắng 2 vỏ Bể điều hòa Bể lắng cát Bể khử trùng Bể lắng 2 Bể Aerotank Bể UASB Bể nén bùn Nguồn tiếp nhận Cl2 Bùn tuần hoàn Nước tách bùn Chôn lấp Bùn dư Chôn lấp Song chắn rác Nước thải bệnh viện San lấp Bùn Máy thổi khí Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 3 Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng , nước thải qua song chắn rác, sau đó chảy vào bể lắng cát , ở đây nước thải sẽ được loại bỏ các tạp chất hữu cơ có kích thước lớn như bao ni lông, ống chích, bông băng, vải vụn, …nhằm tránh gây hư hỏng bơm và tắc nghẽn các công trình phía sau. Sau đó nước thải được dẫn vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau. Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí nhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắng trong bể đồng thời cung cấp O2 để giảm một phần BOD. Sau đó nước thải chảy vào bể lắng 1 nhằm lắng cặn lơ lửng và một phần BOD. Sau đó nước thải được đi vào bể UASB , nước thải phân phối vào từ dưới đáy bể và đi ngược lên qua lớp bùn sinh học có mật độ vi khuẩn cao. Sau đó nước thải sẽ được đưa vào bể Aerotank thực hiện quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ở dạng hòa tan và dạng lơ lửng. Trong bể Aerotank được cấp khí và khuấy trộn nhằm tăng hàm lượng oxy hòa tan và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải. Sau đó nước thải chảy vào bể lắng 2 để lắng cặn sinh học và bùn hoạt tính. Từ bể lắng 2 nước chảy sang bể khử trùng để loại các vi sinh vật gây bệnh bằng dung dịch Chlorin 5% trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Ngoài mục đích khử trùng, chlorine còn có thể sử dụng để giảm mùi. Hàm lượng chlorine cần thiết để khử trùng cho nước sau lắng từ 3-15mg/l .Hàm lượng Chlorine cung cấp vào nước thải ổn định qua bơm định lượng hóa chất. Bùn hoạt tính từ bể lắng 2 một phần tuần hoàn lại vào bể Aerotank, phần còn lại được dẫn vào bể nén bùn.Tại bể nén bùn, bùn được tách nước để làm giảm độ ẩm của bùn, phần nước tách từ bùn sẽ được tuần hoàn vào bể điều hòa để tiếp tục xử lý. Phần bùn từ bể nén bùn sẽ được dùng làm phân bón hoặc san lấp. Ưu điểm của phương án 3 Hiệu quả xử lý cao vì kết hợp xử lý yếm khí và hiếu khí; Ít tiêu hao năng lượng trong quá trình hoạt động; Giá thành vận hành thấp; Hệ thống kỵ khí sản sinh ít bùn thừa; Thu khí CH4 phục vụ nhu cầu năng lượng. Khuyết điểm của phương án 3 Thời gian khởi động bể UASB lâu; Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn. Lựa chọn phương án xử lý thích hợp để tính toán Dựa vào ưu, khuyết điểm của 3 phương án trên và mức độ cần thiết xử lý là đạt tiêu chuẩn loại A để thải vào nguồn tiếp nhận nên nhóm chọn phương án 3 được coi là phương án tối ưu để tính toán. CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ PHƯƠNG ÁN 3 Xác định lưu lượng tính toán: Q= 500m3/ng.đ Qh = m3/h Qs = m3/s 5.1 Song chắn rác Nhiệm vụ : giữ lại các tạp chất có kích thước lớn, nhờ đó tránh gây tắc nghẽn và bào mòn bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là công trình đầu tiên của trạm xử lý nước thải. Chọn các thông số kỹ thuật của mương đặt song chắn rác: Độ dốc I = 0,008 Chiều ngang B = 0,2 m Chọn tốc độ của nước thải trước song chắn rác V = 0,6 m/s Độ dày h = 0,1m Chiều cao lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ dày tính toán ở mương dẫn: h1 = h = 0,1m Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức: n== = 6 khe Trong đó: n:số khe hở song chắn rác : tốc độ nước chảy qua song chắn rác = 0,6 m/s K: hệ số tính đến mức độ thu hẹp dòng chảy do hệ thống cào rác, K = 1,05. B: khoảng cách khe hở của song chắn rác, b=16 – 25 mm. Chọn b = 16 mm. Q :lưu lượng nước thải, Q = 0,0058 m3/s Số thanh chắn: m = n- 1 = 6 – 1 = 5 thanh Chiều rộng của song chắn rác được tính theo công thức: Bs = s(n+1) + bn = 0,008(6+1) + 0,0166= 0,152 m Trong đó: s là bề dày của thanh chắn rác, s = 0,008 mm. Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc nhỏ hơn 0,4 m/s Vkt = = = 0,42 m/s > 0,4 m/s Tổn thất áp lực ở song chắn rác: hs = Trong đó: : vận tốc nước thải trước song chắn; K: hệ số tính đến sự tăng tổn thấtdo vướng mắc rác ở song chắn, K=2-3,chọn K=2; : hệ số sức cản cục bộ của song chắn được xác định theo công thức: = = 0,679 : hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, chọn hình dạng tiết diện thanh song chắn là hình chữ nhật, khi đó =2,42; : góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy, =450. Suy ra: hs = = 0,679 = 0,044 m= 4,4cm Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1: L1= = = 0,07 m Trong đó: Bs : chiều rộng song chắn rác, Bs=0,152m B : chiều rộng mương dẫn, B=100mm=0,1m : góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy =200 Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn rác L2: L2 = =0,035 m Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + Ls = 0,07 +0,035 + 0,5 = 0,605 m Trong đó: Ls: chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls=0,5m. Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác: H = h1 + hs + hbv= 0,1 + 0,044 + 0,5 = 0,644m Trong đó: h1: độ đầy ở mương dẫn, h1=0,1m; hs: tổn thất áp lực ở song chắn rác, hs=0,044m; hbv:chiều cao bảo vệ. Chọn hbv=0,5m Khối lượng rác được giữ lại trước song chắn rác được xác định: Trong đó: a: lượng rác tính cho đầu người trong năm, lấy a = 8 L/ng.năm (Điều 4.1.11-TCXD-51-84). 0,076 m3/ngay.đ Trọng lượng rác ngày đêm là: Trong đó: G: tỷ trọng rác, G = 750 kg/m3 Lượng rác lấy ra là 0,076 m3/ng.đ < 0,1 m3/ngd nên sử dụng phương pháp vớt rác thủ công rồi đem chôn lấp tại bãi rác. Hàm lượng chất lơ lửng (TSS) và BOD5 của nước thải sau khi đi qua song chắn rác giảm 4%, còn lại: TSS = TSS (100-4)% = 263 96% = 252,48 mg/l BOD5 = BOD5 (100-4)% = 493 96% = 473,3 mg/l Các thông số thiết kế song chắn rác STT Thông số thiết kế Đơn vị Số liệu 1 2 3 4 5 6 7 8 Số khe hở của song chắn Chiều cao lớp nước ở song chắn rác Chiều rộng Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn rác Tổn thất áp lực ở song chắn rác Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác Khối lượng rác được giữ lại trước song chắn Trọng lượng rác ngày đêm Khe m m m m m m3/ngày.đ Kg/ngày.đ 6 0,1 0,152 0,605 0,044 0,644 0,076 54,75 5.2 Bể lắng cát ngang Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như cát, sỏi,xỉ và các các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng hay trọng lượng riêng lớn. Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng cát ngang t = 60s. Lưu lượng nước tính toán: Q = 0,0058 m3/s Thể tích tổng cộng của bể lắng cát: Wb = Qstt*t = 0,0058*60 = 0,348 m3 Chiều dài bể lắng cát ngang được xác định theo công thức: L === 6,82 m Trong đó: K : hệ số phụ thuộc vào loại bể lắng cát và độ thô thủy lực của hạt cát U0.Với đường kính hạt cát giữ lại trong bể d=0,2mmàU0=18,7mm/s và K=1,7; Htt: độ sâu tính toán của bể lắng cát, Htt=0,25-1m (Điều 6.3.4.a-TCXD-51-84). Chọn Htt=0,25m; : tốc độ của nước thải trong bể lắng cát ngang, =0.25-0,4. Chọn =0,3m/s (Bảng TK-2 –xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình-Lâm Minh Triết,Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân). U0: độ thô thủy lực của hạt cát, U0=18,7-24,2mm/s ứng với đường kính của hạt cát d=0,20-0,25mm. Chọn U0=18,7mm/s. Diện tích tiết diện ướt của bể lắng cát ngang được tính theo công thức: F = Trong đó: : tốc độ của nước thải trong bể lắng cát ngang. Chọn =0,15m/s . Chiều rộng bể lắng cát ngang được xác định theo công thức: B= = 0,16 m Trong đó: Htt: độ sâu tính toán của bể lắng cát, Htt=0,25-1m (Điều 6.3.4.a-TCXD-51-84), chọn Htt=0,25m. Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát ngang được tính theo công thức: W= = 0,14 m3 Trong đó: P: lượng cát lắng được trong bể cát, P = 0,02l/ng.ngđ (Điều 6.3.5-TCXD-51-84); N: dân số tính toán, N = 3500người; t:chu kỳ xả cát, t = 2 ngày đêm. Chọn bể lắng cát ngang gồm 2 đơn nguyên làm việc luân phiên nhau. Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 2 ngày đêm : hc= Với n = 1: Số bể lắng cát làm việc. Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang : Hxd = Httmax + hc + hbv = 1 + 0,26 + 0,5 = 1,76m Chọn chiều cao bảo vệ :hbv=0,5m Hàm lượng chất lơ lửng (TSS) và BOD5 của nước thải sau khi đi qua bể lắng cát giảm 5%, còn lại: TSS = TSS (100-5)% = 252,48 95% = 239,98 mg/l BOD5 = BOD5 (100-5)%= 473,3 95% = 449,64 mg/l Các thông số thiết kế bể lắng cát ngang STT Thông số thiết kế Đơn vị Số liệu 1 2 3 4 5 Thể tích bể Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Số đơn nguyên m3 m m m Đơn nguyên 0,348 6,82 0,08 1,76 2 5.3 Bể điều hòa Nhiệm vụ: Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa nước thải về lưu lượng và nồng độ, giúp làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau , tránh hiện tượng quá tải. Nội dung tính toán : Kích thước bể Hệ thống xáo trộn tránh lắng cặn Thời gian lưu nước trong bể điều hòa t = 4÷12 h.Chọn t = 8 h . Xác định kích thước bể: Thể tích bể điều hòa : W = Qh t = 20,8 8= 166,4m3 Chọn chiều cao làm việc h = 4m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Chiều cao xây dựng : Diện tích mặt bằng bể : Chia bể điều hòa làm 2 ngăn thông nhau, kích thước mỗi ngăn : LBH = 53,54,5 Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi đi qua bể điều hòa giảm 5%, còn lại: BOD5 = BOD5 (100-5)%= 449,64 95% = 427,15 mg/l STT Thông số thiết kế Đơn vị Số liệu 1 2 3 4 5 6 Thể tích bể Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Diện tích mặt bằng bể Số đơn nguyên m3 m m m m2 bể 166,4 5 3,5 4,5 37 2 Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa : Lượng không khí cần thiết : Lkhí= Qha=20,83,74 = 77,79 m3 Trong đó : a : lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a = 3,74m3 khí/m3 nước thải (Theo W.Wesley Echenfelder, Industrial Water Pollution Control,1989). Chọn hệ thống cấp khí bằng thép có đục lỗ, mỗi ngăn bao gồm 2 ống đặt dọc theo chiều dài bể (6,5m). Lưư lượng khí trong mỗi ống : qống==m3/h Trong đó :  : vận tốc khí trong ống, =10-15m/s. chọn =10m/s. Đường kính ống dẫn khí: dống=0,017m = 17mm Chọn ống = 21mm, đường kính các lỗ 2-5mm. Chọn dlỗ=4mm=0,004m.Vận tốc khí qua lỗ vlỗ=5-20m/s, chọn vlỗ=15m/s. Lưu lượng khí qua một lỗ: qlỗ= vlỗ Số lỗ trên một ống: N= lỗ Chọn N=12 lỗ Số lỗ trên 1m chiều dài ống: n=N/5=2,4 lỗ Chọn n = 3 lỗ/m.ống. 5.4 Tính toán bể lắng hai vỏ Nhiệm vụ: Lắng các tạp chất lơ lửng; Chế biến cặn lắng bằng quá trình lên men kỵ khí. Nội dung tính toán bể lắng 2 vỏ gồm 2 phần cơ bản: Tính toán máng lắng; Tính toán ngăn lên men cặn lắng. Tính toán máng lắng: Thể tích tổng cộng của bể lắng: W = 20,8m3/h * 1,5h = 31,2 m3 Trong đó: t: thời gian lắng ở bể lắng 2 vỏ, t=1,5h.(Theo 6.5.3-TCXD-51-84). Thể tích hữu ích của máng lắng được tính theo công thức sau đây: Wm = Qh t 3600 = 0,0058 1,5 3600=31,32m3 Diện tích tiết diện ướt của một máng lắng được xác định theo công thức : Nếu góc nghiên ở đáy máng lắng được thiết kế với một góc 500 thì công thức trên có thể viết thành : +0,3b2 Trong đó : b : chiều ngang máng lắng, lấy không quá 3m, chọn b=2m ; h1 : chiều cao lớp nước phần hình chữ nhật của máng lắng lấy không quá 1m, chọn h1=0,5m ; Vậy : + 0,322 = 2,2m Chiều cao lớp nước phần hình tam giác của máng lắng được tính như sau: h2= Chiều dài của máng lắng được xác định theo công thức: L = Trong đó: n: số lượng bể lắng 2 vỏ, n=1; n1: số lượng máng lắng trong một bể, n1=2. Chọn bể lắng 2 vỏ có dạng hình tròn trong mặt bằng, vì vậy chiều dài của máng lắng bằng đườg kính trong bể: L = D = 7,12m Tốc độ lắng của hạt lơ lửng qua máng lắng được xác định theo công thức: u = Trong đó: t: thời gian lắng, t=1,5h ; H : chiều sâu trung bình của máng lắng, được xác định như sau : H = h1+0,5h2=0,5+0,51,2=1,1m Vậy : u = = 0.55 m/h = 0,2 mm/s Hiệu quả lắng chất lơ lửng của bể là 40-50% : TSS = TSS (100-40)% = 239,98 60% = 144 mg/l Hàm lượng BOD5 của nước thải giảm 15-20%, còn lại: BOD5 = BOD5 (100-15)%= 427,15 85% = 363,1mg/l Với TSS=144 mg/l < 150 mg/l thỏa Điều 6.5.3-TCXD-51-84 rằng nước thải dẫn đến công trình xử lý sinh học có hàm lượng chất lơ lửng không vượt quá 150 mg/l . Theo tiêu chuẩn thiết kế (Điều 6.6.2=TCXD-51-84) thì mặt thoáng tự do của bể lắng 2 vỏ để cặn không nổi lên không nhỏ hơn 20% diện tích mặt bằng của bể (nhưng không lớn hơn 50%). Thực hiện điều này có nghĩa là nhằm tránh sự tích đọng màng bùn quá nhanh và cũng để tạo một thể tích dung dịch đệm nước bùn đủ cho quá trình hoạt động bình thường của bể. Diện tích mặt thoáng được tính như sau: F = 100%=28% Như vậy thỏa mãn yêu cầu ở trên. Tính toán ngăn bùn Ngăn bùn của bể lắng 2 vỏ được tính toán phụ thuộc vào thời gian lên men cặn hữu cơ và phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình của nước thải về mùa lạnh (hoặc nhiệt độ trung bình năm của không khí). Thể tích ngăn bùn của bể lắng 2 vỏ được tính theo công thức: W = = 45,5m3 Trong đó: Wb: thể tích ngăn tự hoại trong bể lắng 2 vỏ, lấy theo Điều 6.6.3-TCXD-51-84. ứng với nhiệt độ nước thải về mùa lạnh 250C. Wb=10l/người; N: dân số tính toán, N=3500 người; K: hệ số tăng thể tích ngăn bùn, lấy bằng 30% khi dẫn bùn từ bể lắng sau bể lọc sinh học nhỏ giọt hoặc bể Aerotank làm sạch không hoàn toàn vào, K=1,3; Lượng bùn sinh ra mỗi ngày Mbun=(SSvào-SSra)500m3/ngày.đ=(239,98-144)*500*10-3 = 47,99kg/m3 Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày Vbun = Mbun/C = 0,6 m3/ngày Trong đó C là hàm lượng chất rắn trong bùn lấy = 80kg/m3 Chiều cao phần hình nón ( với đáy nghiên 300) được tính theo công thức: hn= 0,29D-0,12= 0,297,12-0,12=1,9m Thể tích phần hình nón của bể lắng 2 vỏ được tính theo công thức: Wn== 27,3m3 Trong đó: F1: diện tích mặt cắt ngang hình trụ của bể lắng được xác định bởi: F1==39,82m2 F2: diện tích đáy nhở hình nón cụt được xác định bởi: F2==0,23m2 ở đây d là đường kính đáy nhỏ hình nón cụt dược xác định như sau: d=D-2x=D-2hncotg300=7,12-21,9=0,54m Chiều cao xây dựng của bể lắng 2 vỏ bằng: Hxd=h1+h2+h3+h4+htr+hn=0,5+1,2+0,5+0,4+2+1,9=6,5m Trong đó: h3: chiều cao lớp trung hòa, tính từ mực bùn cao nhất đến khe hở của máng lắng, h3=0,4-0,5m. Chọn h3=0,5m; h4: khoảng cách từ mực nước đến thành bể, chọn h4=0,4m; htr: chiều cao phần hình trụ của bể lắng 2 vỏ, lấy 2-3m. Chọn htr=2m; hn: chiều cao phần hình nón, hn=1,9m. 5.5 Tính toán bể UASB UASB – bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua lớp bùn ( Upflow anaerobic sludge blanket). Mô hình bể là hình trụ tròn gồm 2 phần: phần phân huỷ và phần lắng. Nước thải được phân phối vào từ đáy bể và đi ngược lên qua lớp bùn sinh học có mật độ vi khuẩn cao. Khí sinh ra trong quá trình phân huỷ kỵ khí được thu vào phễu tách khí lắp đặt phía trên. Để thu khí tập trung vào phễu không vào ngăn lắng , c