1. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 95
Chương 4: XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG
SINH HỌC
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động
của VSV có khả năng phân hoá những hợp chất hữu cơ.
Các chất hữu cơ sau khi phân hoá trở thành nước, những chất vô cơ hay các khí đơn
giản.
Có 2 loại công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học:
- Điều kiện tự nhiên.
- Điều kiện nhân tạo.
4.1. CÔNG TRÍNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
4.1.1. Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc
Trong nước thải sinh hoạt chứa một hàm lượng N, P, K khá đáng kể. Như vậy, nước
thải là một nguồn phân bón tốt có lượng N thích hợp với sự phát triển của thực vật.
Tỷ lệ các nguyên tố dinh dưỡng trong nước thải thường là 5:1:2 = N:P:K.
Nước thải CN cũng có thể sử dụng nếu chúng ta loại bỏ các chất độc hại.
Để sử dụng nước thải làm phân bón, đồng thời giải quyết xử lý nước thải theo điều
kiện tự nhiên người ta dùng cánh đồng tưới công cộng và cánh đồng lọc.
Nguyên tắc hoạt động : Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới, cánh đồng lọc dựa
trên khả năng giữ các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lọc, nhờ
có oxy trong các lỗ hỏng và mao quản của lớp đất mặt, các VSV hiếu khí hoạt động
phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng sâu xuống, lượng oxy càng ít và quá trình
oxy hóa các chất hữu cơ càng giảm xuống dần. Cuối cùng đến độ sâu ở đó chỉ xảy ra
quá trình khử nitrat. Đã xác định được quá trình oxy hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp
đất mặt sâu tới 1.5m. Vì vậy các cánh đồng tưới và bãi lọc thường được xây dựng ở
những nơi có mực nước nguồn thấp hơn 1.5m so với mặt đất.
Nguyên tắc xây dựng: Cánh đồng tưới và bãi lọc là những mảnh đất được san phẳng
hoặc tạo dốc không đáng kể và được ngăn cách tạo thành các ô bằng các bờ đất. Nước
thải phân bố vào các ô bằng hệ thống mạng lưới phân phối gồm : mương chính, máng
phân phối và hệ thống tưới trong các ô. Nếu khu đất chỉ dùng xử lý nước thải, hoặc
chứa nước thải khi cần thiết gọi là bãi lọc.
Cánh đồng tưới, bãi lọc thường được xây dựng ở những nơi có độ dốc tự nhiên, cách
xa khu dân cư về cuối hướng gió. Xây dựng ở những nơi đất cát, á cát, cũng có thể ở
nơi đất á sét, nhưng với tiêu chuẩn tưới không cao và đảm bảo đất có thể thấm kịp.
Diện tích mỗi ô không nhỏ hơn 3 ha, đối với những cánh đồng công cộng diện tích
trung bình các ô lấy từ 5 đến 8 ha, chiều dài của ô nên lấy khoảng 300-1500 m, chiều
rộng lấy căn cứ vào địa hình. Mực nước ngầm và các biện pháp tưới không vượt quá
10 -200 m.

2. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 96
Cánh đồng tưới công cộng và cánh động lọc thường xây dựng với i~0,02
Khoảng cách vệ sinh phụ thuộc vào công suất:
+ Đối với bãi lọc:
- l=300m; Q=200-5000 m3
/ng.đ
- l=500m; Q=5000-50000 m3
/ng.đ
- l=1000m; Q>50000 m3
/ng.đ
+ Đối với cánh đồng tưới
- l=200m; Q=200-5000 m3
/ng.đ
- l=400m; Q=5000-50000 m3
/ng.đ
- l=1000m; Q>50000 m3
/ng.đ
Mạng lươí tưới bao gồm:
+ Mương chính
+ Mương phân phối
+ Hệ thống mạng lưới tưới trong các ô
+ Hệ thống tiêu nước (nếu nước không thấm đất) . ( Chiều sâu ống tiêu: 1,2-2m)
Kích thước các ô phụ thuộc vào địa hình
+ Cánh đồng tưới: STB = 5-8 ha
1 1
4 8
R
D
⎛ ⎞
= −⎜ ⎟
⎝ ⎠
+ Đối với bãi lọc thì nhỏ hơn
+ Tuy nhiên chiều dài ô: D = 300-1500 ; R = 100-200
Để xác định diện tích của cánh đồng tưới người ta phân biệt các loại tiêu chuẩn:
1- T/C tướiTB ngày đêm (m3
/ng.đ.ha.năm)
2- T/C tưới theo vụ (lượng nước tưới trong suốt t/g một vụ).
3- T/C tưới 1 lần (lượng nước tưới 1 lần).
Sơ đồ cánh đồng tưới
1. Mương chính và màng phân phối; 2. Máng, rãnh phân phối trong
các ô; 3. Mương tiêu nước; 4. Ống tiêu nước; 5. Đường đi

3. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 97
4- T/C tưới bón (lượng nước cho 1 loại cây trồng xuất phát từ khả năng bón của nước
thải).
Diện tích thực dụng của cánh đồng tưới, bãi lọc:
Ftd =
Q
qo
(ha)
Với:
+ qo: T/C tưới nước lấy theo các bảng sau
Tiêu chuẩn tưới đối với cánh đồng công cộng
Tiêu chuẩn tưới ((m3
/ha.ng.đ)to
TB năm của
KK
Loại cây trồng
Á sét Á cát Cát
Vườn 45 60 80
6-9,5o
C
Đồng 25 30 40
Vườn 60 70 85
9,5-11o
C
Đồng 30 35 45
Vườn 70 80 90
11-15 o
C
Đồng 35 40 45
Loại cây trồng T/C tưới (m3
/ha)
Bắp cải sớm và xúp lơ 2500-6300
Bắp cải muộn 5000-7000
Cà chua 4000-4500
Củ cải 3000-6500
Khoai tây 1800-2500
Hành tỏi, rau thơm 5000-10000
T/C phụ thuộc mực nước ngầm
1.5m 2.0m 3.0m
6-11o
C 70 75 85
A sét 11-15 o
C 80 85 100
6-11o
C 160 130 235
Cát
11-15 o
C 180 210 350
Mỗi cánh đồng có một vùng đất dự trữ
Fdt = α
Q
qdt
= α Ftd
qo
qdt
Với:
+ (
qo
qdt
= 0.3-0.5)
+ α: hệ số kể đến việc lượng nước thải ở khu vực dự trữ luôn nhỏ hơn dự định và nó
phụ thuộc vào to
t < 10o
C α = 0.75
t > 10oC α = 0.5
Tổng diện tích của cánh đồng
F = Fdt + Ftd + K(Fdt + Ftd)
Với:

4. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 98
+ K(Fdt + Ftd): phần công trình phụ, bờ chắn, kênh mương)
+ K = (0.15-0.25), thường K = 0.25
Vận tốc tưới:
+ h = 1.0 m v = 0.15-0.85m/s
+ h ≠ 1.0 m v = voh0.2
h: chiều sâu TB của dòng chảy (m).
vo: vận tốc khi chiều sâu dòng chảy h = 1m.
Độ dốc: I = 0.001-0.0005
Lưu lượng tính toán cho mạng lưới ô:
q =
Ftd.m
t =
mFtd.1000
t.3600 (l/s)
Với:
+ m: T/C tưới cho loại cây chủ yếu
+ t: t/g tưới
Lưu lượng nước tính toán tiêu nước:
qt =
αqoT
t (m3
/ha.ng.đ)
Với:
+ qo: T/C tưới (m3
/ha.ng.đ)
+ T: t/g giữa các lần tưới trong ngày (h).
+ t: t/g tiêu nước (0.4-0.5)T
Vì nước không đồng đều nên nhân thêm hệ số n (=1.5):
qmt = qt.n.
1000
86400 (l/s.ha)
(modun dòng chảy tiêu nước)
Lưu lượng tính cho 1 ống:
q1 = F1. qm.t (F1: diện tích phục vụ)
F1 =
bl
10000 (ha)
Với:
+ b: khoảng cách giữa các ống tiêu nước.
+ l: chiều dài ống tiêu.
l = 629(H-h)
2 k
p
Với:
+ H: chiều sâu chân cống
+ h: chiều sâu của lớp đất cần tiêu nước
+ k: hệ số thấm
Loại đất
Kích thước hạt đất
(mm)
Hệ số thấm (cm/s)
Cát 1.22-0.12 1-0.01
A cát 0.12-0.076 0.01-0.004

5. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 99
A sét 0.076-0.038 0.004-0.001
Sét thấm nước 0.038 0.001
+ P: chiều cao lớp nước tiêu đi trong ngày
4.1.2. Cánh đồng tưới nông nghiệp:
Từ lâu người ta cũng đã nghĩ đến việc sử dụng nước thải như nguồn phân bón để tưới lên các
cánh đồng nông nghiệp ở những vùng ngoại ô.
Theo chế độ nước tưới người ta chia thành 2 loại:
- Thu nhận nước thải quanh năm
- Thu nước thải theo mùa
Khi thu hoạch, gieo hạt hoặc về mùa mưa người ta lại giữ trữ nước thải trong các đầm hồ (hồ
nuôi cá, hồ sinh học, hồ điều hòa,…) hoặc xả ra cánh đồng cỏ, cánh đồng trồng cây ưa nước
hay hay vào vùng dự trữ.
Chọn loại cánh đồng nào là tùy thuộc vào đặc điểm thoát nước của vùng và loại cây trồng
hiện có
Trước khi đưa vào cánh đồng , nước thải phải được xử lý sơ bộ qua song chắn rác, bể lắng cát
hoặc bể lắng. Tiêu chuẩn tưới lấy thấp hơn cánh đồng công cộng và có ý kiến chuyên gia
nông nghiệp.
b
4.1.3. Hồ sinh học:
Cấu tạo: Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hóa,
hồ ổn định nước thải,… Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ
nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác.
Nguyên tắc hoạt động: Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp
cũng như oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2,
photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để hồ
hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp
h
H
ho
b
P =
αqoT
t.1000

6. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 100
hơn 60
C. Theo quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh vật ra các loại:hồ hiếu khí, hồ kỵ khí
và hồ tùy nghi.
Hồ sinh học dùng xử lý nước thải bằng sinh học chủ yếu dựa vào quá trình làm sạch
của hồ.
Ngoài việc xử lý nước thải còn có nhiệm vụ:
+ Nuôi trồng thuỷ sản.
+ Nguồn nước để tưới cho cây trồng.
+ Điều hoà dòng chảy.
Có các loại sau đây:
+ Hồ kỵ khí.
+ Hồ kỵ hiếu khí
+ Hồ hiếu khí.
4.1.3.1_ Hồ kỵ khí
a/ Đặc điểm
o Dùng để lắng và phân huỷ cặn lắng bằng PP sinh học tự nhiên dựa trên sự phân
giải của VSV kỵ khí.
o Chuyên dùng xử lý nước thải CN nhiễm bẩn.
o Khoảng cách vệ sinh (cách XN thực phẩm): 1.5-2 km.
o Chiều sâu: h = 2.4-3.6.m
b/ Tính toán: chủ yếu là theo kinh nghiệm
o Skỵ khí = (10-20%) Skỵ hịếu khí
o t/g lưu
+ Mùa hè: 1.5 ngày
+ Mùa đông: > 5 ngày
o E% BOD
+ Mùa hè: 65-80%
+ Mùa đông: 45-65%
c/ Lưu ý
o Hồ có 2 ngăn để dự phòng (tháo bùn, …)
o Cửa cho nước thải vào phải đặt chìm
o S < 0.5 ha: 1 miệng xả
o S > 0.5 ha: bổ sung thêm
o Cửa lấy nước thiết kế giống thu nước bề mặt.
4.1.3.2_ Hồ kỵ hiếu khí: thường gặp
Trong hồ xảy ra 2 quá trình song song
+ Oxy hoá hiếu khí.
+ Phân hủy metan cặn lắng.
Có 3 lớp:
+ Hiếu khí
+ Trung gian
+ Kỵ khí
Nguồn oxy cấp chủ yếu là do quá trình quang hợp rong tảo.
Quá trình kỵ khí ở đáy phụ thuộc vào to.
Chiều sâu của hồ kỵ hiếu khí: 0.9-1.5 m.
TÍNH TOÁN
1/ Chiều sâu của hồ: 0.9-1.5 m
2/ Tỷ lệ chiều dài và rộng:
D
R = (
1
1 :
2
1)
3/ Vùng có gió: S rộng ; Vùng ít gió: Hồ có nhiều ngăn
4/ Nếu đáy dễ thấm phủ lớp đất sét S = 15 cm

7. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 101
Mực nước Hố
Ống dẫn
nước
Ống dẫn
nước
Ong dẫn nước ra
Mực nước Hố
1
Tấm ngăn nổi
5/ Bờ hồ có mái dốc:
+ Trong (1:1 – 1.5:1)
+ Ngoài (2:1 – 2.5:1)
6/ Nên trồng cỏ dọc hồ (cách mặt taly và đáy 30 cm phải gia cố bê tông).
7/ Cấu tạo cửa vào và cửa ra:
8/ Hiệu quả xử lý
E =
Lt
La
=
1
1 + ktt
Với:
+ La: BOD5 nước thải (mg/l)
+ Lt: BOD5 đã xử lý
+ t: t/g lưu nước thải
+ kt: Hệ số phụ thuộc vào to
kt =k20 . C (T - 20)
k20 = (0.5-1): nước thải sinh hoạt
k20 = (0.3-2.5): nước thải CN
C = (1.035-1.074): hồ tự nhiên
C = (1.045): tiếp khí nhân tạo
T: nhiệt độ hồ (o
C)
9/ Thời gian lưu nước:
t =
La - Lt
kt.Lt

8. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 102
10/ Tải lượng BOD5: BOD5 = 11.2(1.054)(1.8T + 32)
4.1.3.3. Hồ hiếu khí: Oxy hoá các chất HC nhờ VSV hiếu khí. Có 2 loại:
a/ Hồ làm thoáng tự nhiên: cấp oxy chủ yếu do khuyếch tán không khí qua mặt nước và
quang hợp của các thực vật.
Chiều sâu của hồ: 30-50 cm.
Tải trọng BOD: 250-300 kg/ha.ngày.
t/g lưu nước: 3-12 ngày.
Diện tích hồ lớn.
b/ Hồ làm thoáng nhân tạo: cấp oxy bằng khí nén, máy khuấy, …
Chiều sâu: h = 2-4.5 m.
Tải trọng BOD: 400 kg/ha.ngày.
Thời gian lưu: 1-3 ngày.
Tuy nhiên hoạt động như hồ kỵ hiếu khí.
Ví dụ áp dụng: Tính hồ sinh học cho công trình xử lý nước thải khu đô thị với các số liệu cho sau
đây:
Các số liệu đầu vào để tính toán:
 Lưu lượng trung bình của nước thải trong ngày đêm: Q = 2988,6 m3
/ngđ;
 Hàm lượng chất lơ lửng: 52,5 mg/L;
 Hàm lượng NOS20 sau xử lý: 140 mg/L;
 Nhiệt độ của nước thải: 250
C.
Số liệu đầu ra cần đạt:
 Hàm lượng chất lơ lửng 25≤ mg/L
 Hàm lượng NOS20 70≤ mg/L
Chọn hồ sinh học hiếu khí hai bậc với làm thoáng tự nhiên để tính toán thiết kế. Phương pháp tính
toán dựa theo TCXD-51-84, phụ lục E, mục 6.
a. Tính toán hồ sinh học bậc I:
Giả sử rằng hiệu quả xử lý nước thải ở hồ sinh vật bậc I đạt 30%. Như vậy, hàm lượng NOS20 của
nước thải ra khỏi hồ bậc I sẽ là 140 x 70% = 98 mg/L. Thời gian lưu nước tại hồ bậc I được tính theo
công thức:
5,3
98
140
lg
1258,035,0
1
lg
1
11
1 =
×
==
t
a
L
L
K
t
α
ngày đêm
Trong đó:
1α : Hệ số sử dụng thể tích hồ: chọn tỉ lệ B:L = 1:1 - 1:3, 1α = 0,35;
K1 : Hằng số nhiệt độ, ứng với nhiệt độ nước thải ở hồ bậc I là 250
C, ta có:
( )
1258,0047,11,0 2025
1 =×= −
K ;
La : Hàm lượng NOS20 dẫn vào hồ bậc I;
Lt : Hàm lượng NOS20 từ hồ bậc I dẫn vào hồ bậc II.
Thể tích hồ bậc I được tính theo công thức:
104605,36,298811 ≈×=×= tQW tb
ngd m3
Diện tích mặt thoáng của hồ bậc I được tính theo công thức:

9. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 103
( )
( )
( )
( )
74279
5,4558,89,0
9814058,86,2988
0
1 ≈
×−×
−××
=
×−×
−××
=
rp
tap
tb
ngd
TCCa
LLCQ
F m2
Trong đó:
Cp : Lượng oxy hòa tan tương ứng với nhiệt độ của nước trong hồ, lấy Cp = 8,58 mg/L;
C0 : Hàm lượng oxy hòa tan trong nước ra khỏi hồ, lấy = 5 - 6 mg/L;
La : Hàm lượng NOS20 dẫn vào hồ bậc I;
Lt : Hàm lượng NOS20 từ hồ bậc I dẫn vào hồ bậc II;
Tr : Độ hòa tan tự nhiên của không khí vào nước ứng với độ thiếu hụt oxy bằng 1, lấy
bằng 4 - 6 g/m3
.ngđ, chọn Tr = 4,5 g/m3
.ngđ;
a : Hệ số đặc trưng tính chất bề mặt của hồ:
Khi bờ hồ khúc khuỷu, a = 0,5 - 0,6;
Khi bờ hồ bình thường, a = 0,8 - 0,9, lấy a = 0,9.
Chọn thiết kế hồ sinh học bậc I gồm 4 đơn nguyên, ta tính được kích thước mỗi hồ sinh học
bậc I trên mặt bằng được chọn như sau:
mmBL 12515018570
4
74279
11 ×=≈=×
Chiều sâu lớp nước của hồ sinh vật bậc I:
56,0
18570
10460
1
1
1 ===
F
W
H m
b. Tính toán hồ sinh học bậc II:
Thời gian lưu nước tại hồ bậc I được tính theo công thức:
6,1
70
98
lg
1148,08,0
1
lg
1
22
2 =
×
==
r
t
L
L
K
t
α
ngày đêm
Trong đó:
2α : Hệ số sử dụng thể tích hồ, 2α = 0,8 ứng với tỉ lệ B : L đến 1 : 30;
K2 : Hằng số nhiệt độ, ứng với nhiệt độ nước thải ở hồ bậc II là 230
C, ta có:
( )
1148,0047,11,0 2023
2 =×= −
K ;
Lt : Hàm lượng NOS20 dẫn vào hồ bậc II;
Lr : Hàm lượng NOS20 cần đạt sau xử lý.
Thể tích hồ bậc II được tính theo công thức:
47556,16,298822 ≈×=×= tQW tb
ngd m3
Diện tích mặt thoáng của hồ bậc I được tính theo công thức:
( )
( )
( )
( )
49520
5,4558,89,0
709858,86,2988
0
2 ≈
×−×
−××
=
×−×
−××
=
rp
rtp
tb
ngd
TCCa
LLCQ
F m2
Chọn thiết kế hồ sinh học bậc II gồm 2 đơn nguyên, ta tính được kích thước mỗi hồ sinh học
bậc II trên mặt bằng được chọn như sau:

10. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 104
mmBL 15516024760
2
49520
22 ×=≈=×
Chiều sâu lớp nước của hồ sinh vật bậc II:
2,0
24760
4755
2
2
2 ≈==
F
W
H m
4.2. CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC NHÂN TẠO
4.2.1. Bể lọc sinh học (Bể Biophin)( có lớp vật liệu không ngập nước)
Cấu tạo: có vật liệu tiếp xúc không ngập nước.
- Các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích lớn nhất (nếu có thể).
- Nước thải được phân phối đều.
- Nước thải sau khi tiếp xúc VL tạo thành các hạt nhỏ chảy thành màng nhỏ luồng
qua khe hở VL lọc.
- Ở bề mặt VL lọc và các khe hở giữa chúng các cặn bẩn được giữ lại tạo thành
màng _ Màng sinh học.
- Lượng oxy cần thiết để cấp làm oxy hoá chất bẩn đi từ đáy lên.
- Những màng VS đã chết sẽ cùng nước thải ra khỏi bể được giữ ở bể lắng 2.
Vật liệu lọc:
- Có diện tích bề mặt/đvị diện tích lớn
- Than đá cục, đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong (60-100 mm)
- HVL = 1.5-2.5 m.
- Nhựa đúc sẵn PVC được sử dụng rộng rãi ngày nay HVL = 6=9 m.
Hệ thống phân phối nước:
- Dàn ống tự động qua (bể trộn, tháp lọc).
- Dàn ống cố định (lọc sinh học nhỏ giọt) cao tải.
SOÁ BAÛN VEÕ : 15
THAÙNG 12 - 2004
BAÛN VEÕ SOÁ : 11GVHD
SVTH
CNBM
NGUYEÃN KHA TUAÁN
GS TS. LAÂM MINH TRIEÁT
GV KS. LAÂM VÓNH SÔN
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP
TYÛ LEÄ : 1:80
TRÖÔØNG ÑHDL KTCN TP. HOÀ CHÍ MINH
KHOA MOÂI TRÖÔØNG
NGHIEÂN CÖÙU CAÛI TAÏO HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI TAÄP TRUNG
KHU COÂNG NGHIEÄP VIEÄT NAM - SINGAPORE
THAÙP LOÏC
SINH HOÏC
MAËT BAÈNG
7000
CHI TIEÁT OÁNG QUAY PHAÂN PHOÁI NÖÔÙC
TL 1:10
2020
150
4754
15000
19300
4753
15460
17260
600
300
CÖÛA NÖÔÙC TUAÀN HOAØN LAÏI
HOÁ BÔM SINH HOÏC
1000
50
20
100
50
4753
300230
1500
300
750
300
150
4754
A
300
300
800
3125
300
230
300
150 750
150
750
4753
300
A - A
400
4000
300
600
350 150
1200
300
CÖÛA NÖÔÙC QUA BEÅ AEROTEN
3980
200
50
OÁNG NÖÔÙC TUAÀN HOAØN
TÖØ MAÙY EÙP BUØN
100
8502000
BEÅ TUAÀN HOAØN
1500300300
OÁNG SUÏC KHÍ
THANG THAÊM
A
4753
300
230
150
300
COÄT 300*300
GIAÙ ÑÔÕ VAÄT LIEÄU LOÏC
COÄT 300 x 300 mm
VAÄT LIEÄU LOÏC
DAØN PHAÂN PHOÁI NÖÔÙC
CAÀU THANG
CÖÛA NÖÔÙC RA
100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000
CAÙCH SAÉP XEÁP VAÄT LIEÄU LOÏC
CAÙCH BOÁ TRÍ HEÄ THOÁNG PHAÂN PHOÁI NÖÔÙC
NÖÔÙC VAØO
1000
2000
7000
7000
7000
7000
30
1000
VAÄT LIEÄU LOÏC
TÆ LEÄ 1:15
500
3000
4000
CHI TIEÁT 1
DAØN OÁNG PHAÂN PHOÁI NÖÔÙC ÔÛ 4 GOÙC THAÙP
TÆ LEÄ 1:2
100
500
3000
60
500
50
500
CHI TIEÁT 1
CHI TIEÁT THAÙP LOÏC SINH HOÏC
Lọc sinh học có vật liệu không ngập nước

11. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 105
- Khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt VL: 0.2-0.3 m.
Sàn đỡ và thu nước: có 2 nhiệm vụ:
- Thu đều nước có các mảnh vở của màng sinh học bị tróc.
- Phân phối đều gió vào bể lọc để duy trì MT hiếu khí trong các khe rỗng.
- Sàn đỡ bằng bê tông và sàn nung
- Khoảng cách từ sàn phân phối đến đáy bể thường 0.6-0.8 m, i = 1-2 %
Phân loại bể lọc sinh học:
Thông số Đơn vị đo Tải trọng thấp Tải trọng cao
Chiều cao lớp VL m 1-3 0.9-2.4 (đá)
6-8 (nhựa tấm)
Loại VL Đá cục, than cục,
đá ong, …
Đá cục, than, đá
ong, nhựa đúc.
Tải trọng theo chất HC Kg BOD5/1 m3
.ngày 0.08-0.4 0.4-1.6
Tải trọng thuỷ lực theo diện
tích bề mặt
m3
/m2
.ngày 1-4.1 4.1-40.7
Hiệu quả BOD % 80-90 65-85
TÍNH TOÁN
1/ Hiệu quả khử BOD:
E = (%)
Với:
+ W: tải trọng BOD của bể lọc (kg/ngày)
W = Q (So – S) (S: 14 - 15 mg/l)
+ V: thể tích VL lọc
V1 =
So - S
CO : thể tích / 1m3
nước
6 < tkk < 10o
C: CO = 250
tkk > 10o
C: CO = 300
tkk ≠ 10o
C: CO = 30
t1
100
C
(CO: công suất oxy hoá (g/m3
.ng.đ) )
V = V1Q
+ F: thông số tuần hoàn nước
F =
1+R
(1 +
R
10)2
R =
QT
Q : Hệ số tuần hoàn
2/ Xác định lại thể tích VL lọc theo hiệu suất Eo
Eo =
100
1 +
0.4333
1 - E
2 W
VF
Giải PT Vmới
4/ Diện tích bể lọc:

12. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 106
S =
V
H
5/ Đường kính bể lọc
D =
4S
∏
Nếu Hình chữ nhật: S = DxR
6/ Tải trọng thuỷ lực:
a =
Q + QT
S
7/ Tải trọng chất HC
b =
W
V (kg BOD / 1 m3
.ngày)
8/ Lượng khí cấp:
WKK =
f
21
Với:
+ f: lượng BOD20 nước thải
+ 21: tỷ lệ oxy không khí
Các công thức tính tải trọng trên áp dụng tính bể lọc sinh học là đá cục, sỏi, (60-100
mm); HVL = 0.9-2.5 m.
Đối với bể lọc sinh học có lớp vật liệu là các tấm nhựa gấp nếp, … HVL = 4-9 m: tháp
sinh học.
1/ Tải trọng:
Co = P.H.KT/η (g BOD5 / m2
.ngày)
Với:
+ H: chiều cao vật liệu lọc
+ P: độ rỗng lớp VL (%).
+ KT: hằng số nhiệt độ (o
C)
KT = K20 . 1,047 T – 20
= 0,2 . 1,047 T – 20
+ η: phụ thuộc BOD5 đầu ra.
S (mg/l) 10 15 20 25 30 35 40 45
η 3.3 2.6 2.25 2 1.75 1.6 1.45 1.3
2/ Tải trọng thuỷ lực tính bằng (m3
NT/m3
TTVL lọc)
qo = Co . Fa/So
Với:
+ Fa: diện tích bề mặt VL lọc trên 1 đơn vị VL lọc (m2
/m3
)
+ So: BOD5 vào
4/ Thể tích VL lọch
W =
Q
qo

13. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 107
10.2.2._ Bể lọc sinh học có lớp VL ngập trong nước thải
Trong lớp VL lọc BOD bị khử và chuyển hoá NH4
+
NO3
-
Khi tổn thất trong lớp VL lọc = 0,5 m đóng van và xả cặn (30-40 giây)
Cường độ rửa lọc: 12-14 l/s.m2
TÍNH TOÁN
+ BOD5 ≤ 500
+ Tốc độ lọc ≤ 3m/h.
+ dhạt = 2-5 mm.
+ Hiệu quả lọc:
K =
So
S = 10αF+β
Với:
- F: chuẩn số : F = H.B0,6
.KT/q0,4
Trong đó:
NH3 + CO2 + H2O
BOD + NH3 + O2 Tế bào VS (C5H7NO2) + O2 + H2O
O2
+ O2 NO2
- + O2 NO3
-
CHI TIEÁT BEÅ LOÏC SINH HOÏC
SOÁ BAÛN VEÕ: 11
TYÛ LEÄ 1:1
12 / 2007
BAÛN VEÕ SOÁ: 08
CHI TIEÁT BEÅ LOÏC SINH HOÏC
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KYÕ THUAÄT - COÂNG NGHEÄ
KHOA MOÂI TRÖÔØNG - CNSH
Th.s. LAÂM VÓNH SÔN
NGUYEÃN COÂNG HANH
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NUÔÙC THAÛI SINH HOAÏT
KHU DAÂN CÖ TAÂN QUY ÑOÂNG-QUAÄN 7
SVTH
GVHD
CHI TIEÁT 2
OÁNG DAÃN NÖÔÙC THAÛI RA Ø250
CHI TIEÁT 2 (TYÛ LEÄ 20/1)
ÑÓA SUÏC KHÍ
CHI TIEÁT 1 (TYÛ LEÄ 20/1)
CHAÂN ÑEÁ ÑÔÕ OÁNG DAÃN KHÍ
CHI TIEÁT 1
MAÙNG CHAÛY TRAØN
OÁNG DAÃN NÖÔÙC THAÛI VAØO Þ90
OÁNG DAÃN NÖÔÙC THAÛI VAØO Þ90
OÁNG DAÃN KHÍ NHAÙNH Þ60
VAÄT LIEÄU BAÙM DÍNH
CHI TIEÁT BOÙ VAÄT LIEÄU BAÙM DÍNH
(OÁNG PVC RUOÄT GAØ Þ34)
OÁNG PHAÂN PHOÁI NÖÔÙC THAÛI ÑUÏC LOÃ Þ42
CHI TIEÁT 3
CHI TIEÁT 3
(OÁNG PHAÂN PHOÁI NÖÔÙC Þ42 ÑUÏC LOÃ)
MAËT CAÉT A-A
MAËT CAÉT B-B
MAËT BAÈNG
±0.00 ±0.00 ±0.00
CAÀU THANG
LAN CAN
B
A
A
B
OÁNG DAÃN NÖÔÙC THAÛI RA Ø250
SO Ð? KHÔNG GIAN M?NG LU? I PHÂN PH? I KHÍ
2000
VAÄT LIEÄU BAÙM DÍNH
OÁNG DAÃN KHÍ CHÍNH Þ168
200
200
6000
200
200
Þ42
D20
1000 1000 1000
500
3000
2200
200
1000 1000 10001000 1000 1000 1000
R60
200
200
200
2000
3000
500
200
200
200
500 1000 500 500 1000 500 500 1000 500
200
200200
200
31000
300
20 60 20
Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước nước

14. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 108
KT = 0,2 x 1,047 T –20
T (o
C): nhiệt độ nước thải
H: chiều cao lớp VL lọc
B: lưu lượng đơn vị của KK: 8 –12 (m3
KK / 1 m3
nước thải)
- q: tải trọng thuỷ lực (20-80 m3
/m2
.ng).
- α, β: phụ thuộc vào qđvị của KK, vào F
B F α β
8
≤ 0.662
≤ 0.662
1.51
0.47
0
0.69
10
≤ 0.85
≤ 0.85
1.2
0.4
0.13
0.83
12
≤ 1.06
≤ 1.06
1.1
0.2
0.19
1.15
Bài tập áp dụng 1. Tính toán bể lọc sinh học có lớp vật liệu ngập nước
- BOD5 = 190 mg/l
- Tốc độ lọc ≤ 3m/h.
- dhạt = 2-5 mm.
- Hiệu quả lọc:
K =
So
S = 10αF+β
Trong đó: So : Nồng độ BOD5 đầu vào bể lọc sinh học, So = 190 mg/l
S : Nồng độ BOD5 đầu ra bể lọc sinh học
F : Chuẩn số : F = 4.0
6.0
q
KBHvl ××
= 4.0
6.0
50
251.0102 ××
= 0.418
KT = 0.2 x 1.047 T –20
= 0.2 x 1.047(25 - 20)
= 0.251
T (o
C): Nhiệt độ nước thải, T = 25o
C
Hvl : Chiều cao lớp vật liệu lọc, Hvl = 1.5 - 2m, Chọn Hvl = 2m
B: Lưu lượng đơn vị của không khí: 8 – 12 (m3
không khí /m3
nước thải). Chọn B = 10 (m3
không khí /m3
nước thải)
q: Tải trọng thuỷ lực (20-80 m3
/m2
.ng), chọn q = 50 (m3
/m2
.ng)
α, β: Phụ thuộc vào qđơnvị của không khí và chuẩn số F. Chọn α = 1.51, β = 0
B F α β
8
≤ 0.662
≤ 0.662
1.51
0.47
0
0.69
10
≤ 0.85
≤ 0.85
1.2
0.4
0.13
0.83
12
≤ 1.06
≤ 1.06
1.1
0.2
0.19
1.15
βα +
= F
S
S
100
=> S = βα +F
S
10
0
= 662.051.1
10
190
×
= 19 mg/l
- Thể tích bể lọc sinh học:

15. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 109
( )
NO
QSS
W
Ngày
TB×−
= 0
Trong đó: So : Nồng độ BOD5 đầu vào bể lọc sinh học, So = 190 mg/l
S : Nồng độ BOD5 đầu ra bể lọc sinh học, S = 13.45 mg/l
Ngày
TBQ : Lưu lượng trung bình ngày đêm,
Ngày
TBQ = 1200 m3
/ngàyđêm
NO : Năng lực oxy hóa của bể lọc, NO = 550 gO2/m3
.ngàyđêm (Xử lý nước thải đô thị và công
nghiệp – Lâm Minh Triết)
( )
550
120019190 ×−
=W = 373 m3
- Diện tích hữu ích của bể lọc sinh học:
nH
W
F
vl ×
=
Trong đó: n : So ngăn của bể lọc sinh học. Chọn n = 1
12
373
×
=F = 186.5 m2
Chọn chiều dài của bể D = 31m, chiều rộng R = 6m
- Chiều cao phần đáy h1 = 0.5 m
- Chiều cao lớp vật liệu Hvl = 2 m
- Chiều cao dành cho vật liệu dãn nở h2 = 1 m
- Chiều cao phần chứa nước rửa h3 = 1 m
- Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5 m
Tổng chiều cao bể lọc: H = Hvl + h1 + h2 + h3 + hbv = 2 + 0.5 + 1 + 1 + 0.5 = 5 m
* Lượng khí cần thiết
- Lưu lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hòa:
h
k QBL max×=
Trong đó: B: Lưu lượng đơn vị của không khí: 8 –12 (m3
không khí /m3
nước thải). Chọn B = 10 (m3
không khí /m3
nước thải)
h
Qmax : Lưu lượng giờ lớn nhất,
h
Qmax = 83 m3
/h
8310×=kL = 830 m3
/h
Chọn hệ thống cung cấp khí bằng ống thép, phân phối khí bằng đĩa sục khí, được phân bố dọc theo
chiều dài bể cách nhau 1m. Như vậy có tất cả 30 ống.
- Lưu lượng khí trong mỗi ống:
qống =
10
830
10
=khíL
= 83 m3
/h
Trong đó: Vận tốc khí trong ống 10 – 15 m/s. Chọn vống = 10 m/s
- Đường kính ống chính:
360010
8304
3600
4
××
×
=
××
×
=
ππ ông
khí
ông
v
L
D = 0.171 m = 171 mm
Chọn ống chính Dống =φ 168 mm.

16. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 110
- Đường kính ống nhánh:
360010
834
3600
4
××
×
=
××
×
=
ππ ông
ông
ông
v
q
d = 0.54 m = 54 mm
Chọn ống phân phối khí có dống =φ 60 mm.
- Chọn dạng đĩa xốp: Đường kính : d = 300 mm
Diện tích bề mặt : f = 0.07 m2
Cường độ khí 200 l/phút.đĩa = 3.33 l/s
- Số lượng đĩa phân phối trong bể :
Đ =
33.3
kL
=
360033.3
1000830
×
×
= 69.23
=> Số lượng đĩa: chọn Đ = 90 đĩa
- Bố trí hệ thống sục khí: Chiều rộng :B = 6 m
Chiều dài : D = 31 m
Số lượng đĩa 90 đĩa chia làm 30 hàng, mỗi hàng 3 điã được phân bố đều cách mặt sàn của bể 1x2 m,
cách mặt sàn 0.2 m
- Xác định công suất thổi khí:
( )
n
Lp
W khí
×
×−×
=
102
134400 29.0
Trong đó: Lkhí: Lưu lượng khí cần cung cấp. Lkhí = 0.23 (m3
/s)
n: Hiệu suất máy bơm: Chọn n = 75%
p: Ap lực của không khí nén
33.10
4.533.10
33.10
33.10 +
=
+
= dH
p = 1.52 (atm)
Trong đó: Hd = hd + hc + hf + H
hd: Tổn thất do ma sát
hc: Tổn thất cục bộ ống hd + hc ≤0.4 ⇒Chọn hd + hc = 0.4
hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối khí. hf ≤0.5⇒Chọn hf = 0.5
H: Chiều cao hữu ích của bể, H = 4.5 m
⇒Hd = 0.4 + 0.5 + 4.5 = 5.4 m
Vậy công suất thổi khí là:
( )
75.0102
23.0152.134400 29.0
×
×−×
=W = 13.35 (KW/h)
- Công suất thực của máy thổi khí:
Ntt = 1.2 x W = 1.2 x 13.35 = 16 KW/h
Vậy chọn 2 máy thổi khí có công suất 18 KW / h. Hai máy chạy luân phiên nhau cung cấp khí cho 2
bể điều hòa và bể lọc sinh học
Tóm tắt kích thước bể lọc sinh học:
Ký hiệu Kích thước
D x R x (H + hbv) 31m x 6m x (4.5m + 0.5)
Công suất máy sục khí(W) 13.35 KW/h

17. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 111
Bài tập ví dụ áp dụng 2. Tính bể lọc sinh học nhỏ giọt
Tính toán theo tải trọng thủy lực:
Xác định hệ số K:
3,16
120
3,1956
===
t
a
L
L
K
Trong đó:
La : Lượng NOS20 trước khi đưa vào bể Biophin;
Lt : Lượng NOS20 cần đạt sau xử lý tại bể.
Chọn tải trọng thủy lực q0 = 20 m3
/m2
.ngđ
Với lý do:
Không tuần hoàn nước thải;
Lượng không khí cấp vào nhỏ;
Chiều cao công trình nhỏ;
Diện tích công trình nhỏ.
Ta chọn các số liệu như sau:
 B = 8 m3
/m2
.ngđ
 H = 3,5 m
Với lưu lượng không khí đưa vào bể B = 8 m3
/m2
nước thải
Khi chiều cao công tác bể: H = 3,5 m; (tra bảng 7.5 Giáo trình xử lý nước thải ĐHXD, 1975) ta có hệ số K1
= 18,05 > K = 16,3 nên không cần tuần hoàn nước thải.
Diện tích bể Biophin:
43,149
20
6,2988
0
===
q
Q
F
tb
ngd
m2
Trong đó:
tb
ngdQ : Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm;
q0 : Tải trọng thủy lực.
Thể tích của bể:
5235,343,149 ≈×=×= HFW m3
Chọn số bể n = 4
Diện tích mặt bằng một bể:
36,37
4
43,149
4
===
F
f m2
Đường kính bể:
9,6
14,3
36,3744
=
×
==
π
f
D m
Chiều cao xây dựng bể Biophin:
05,65,025,014,05,354321 =++++=+++++= hhhhhHH ctxd m
Trong đó:
Hct : Chiều sâu của lớp vật liệu lọc, Hct = 3,5 m;

18. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 112
h1 : Chiều sâu từ mặt nước trong bể đến lớp vật liệu lọc, h1 = 0,4 m;
h2 : Chiều sâu không gian giữ sàn để vật liệu lọc và nền, h2 = 1 m;
h3 : Độ sâu của máng thu nước chính, h3 = 0,25 m;
h4 : Độ sâu của phần móng, h4 = 0,5 m;
h5 : Chiều cao bảo vệ (từ mặt nước đến thành bể), h5 = 0,5 m.
Cấu tạo của lớp vật liệu lọc gồm:
Sỏi với cỡ đường kính hạt là 5 mm;
Lớp lát sàn đỡ vật liệu lọc 0,2 m;
Dùng sỏi với cỡ đường kính ≥ 6 - 10 mm.
Tính toán hệ thống tưới phản lực:
Bể Biophin thiết kế dạng hình tròn, phân phối nước bằng hệ thống tưới phản lực với các cánh tưới đặt cách
lớp vật liệu lọc 0,2 m.
Lưu lượng tính toán nước thải trên 1 bể Biophin cao tải:
86,16
4
45,67.max
===
n
Q
q s
L/s
Đường kính hệ thống tưới:
7,62,09,62,0 =−=−= bt DD m
Trong đó: 0,2 là khoảng cách giữa đầu ống tưới tới thành bể
Chọn 4 ống phân phối trong hệ thống tưới đường kính mỗi ống tưới được xác định theo công thức:
16,0
8,014,34
067,04
..4
.4
=
××
×
==
νπ
q
D m, chọn D = 200 mm
Trong đó:
v : Vận tốc chuyển động của nước trong ống; v ≤ 1 m/s, chọn v = 0,8 m/s.
Số lỗ trên mỗi ống tưới:
42
6700
80
11
1
80
11
1
22
≈
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
−−
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−−
=
tD
m lỗ
Khoảng cách từ mỗi lỗ đến trục ống đứng là:
m
iD
r t
i ×=
2
Trong đó: i là số thứ tự của lỗ kể từ trục cách tưới:
517
42
1
2
6700
≈×=ir mm
731
42
2
2
6700
≈×=ir mm
Số vòng quay của hệ thống trong:
62,3215,4
67001242
108,34108,34
2
6
02
1
6
=
××
×
=
××
×
= q
Ddm
n
t
vòng/phút
Trong đó:

19. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 113
d1 : Đường kính lỗ trên ống tưới d = 12 mm (theo Điều 6.14-20 TCXD-51-84);
q0 : Lưu lượng mỗi ống tưới, q0 = 215,4
4
86,16 = L/s
Áp lực cần thiết của hệ thống tưới:
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+−= 324
0
6
24
1
6
2
0
10.
.29410.81
.
10.256
K
D
dmd
qh t
13,240
10.300
6700294
200
10.81
4212
10.256
215,4 34
6
24
6
2
=⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ×
+−
×
=h mm = 0,24 m
Trong đó:
k : Môđun lưu lượng lấy theo bảng: k = 300 (Tra bảng 7.5, Giáo trình xử lý nước thải ĐHXD,
1974)
Ta có h= 0,24 m > 0,2 m ⇒thỏa mãn áp lực yêu cầu để hệ thống tưới phản lực hoạt động được.
4.2.2. Bể Aerotank
4.2.2.1- Động học của qúa trình xử lý sinh học
Để quá trình xử lý bằng PP sinh học xảy ra tốt thì cần thiết phải tạo điều kiện pH, nhiệt độ,
…. Lúc đó quá trình xử lý sẽ xảy ra.:
a/ Tăng trưởng TB: Tốc độ tăng trưởng có thể biểu diễn
rt = μ.X =
dx
dt
= μ.x (1)
Với:
+ rt: tốc độ tăng trưởng của VK.(g/m3
.s)
+ μ: tốc độ tăng trưởng riêng 1/s.
+ X: nồng độ bùn hoạt tính (g/m3
)
b/ Chất nền- giới hạn tăng trưởng
Trong quá trình sinh trưởng chất nền (BOD) cấp liên tục quá trình tăng trưởng tuân theo
định luật:
μ = μm
S
Ks + S (2)
Với:
+ μm: tốc độ tăng trưởng riêng max.
+ S: nồng độ chất nền trong nước thải ở thời điểm tăng trưởng bị hạn chế (lúc số
lượng chất nền chỉ có giới hạn).(nồng độ còn lại trong nước thải)
+ Ks: hằng số bán tốc độ (nói lên sự ảnh hưởng của nồng độ chất nền ở thời điểm:
μ =
μmax
2
Từ (1) và (2) rt =
μm.X.S
Ks + S (3)
c/ Sự tăng trưởng TB và sử dụng chất nền
Chất nền
Các TB mới Hấp thụ chất nền
Chất VC và HC ổn định
Oxy hoá
Tiếp tục

20. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 114
Quan hệ giữa tốc độ tăng trưởng và lượng chất nền được sử dụng:
rt = -Y.rd (4)
Với:
+ rd: tốc độ sử dụng chất nền (g/m3
.s).
+ Y: hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (mg/mg).
Từ (3) và (4)
rd =
μm.X.S
Y(Ks + S) =
K.X.S
Ks + S (Đặt K =
μm
Y ) (5)
d/ Ảnh hưởng hô hấp nội bào
Sự giảm khối lượng của các TBào do chết và tăng trưởng chậm tỷ lệ với lượng vi sinh có
trong nước thải và gọi là phân huỷ nội bào (endogenous decay).
rd = -Kd.X
Với:
+ rd: (do phân hủy nội bào) sử dụng chất nền.
+ Kd:hệ số phân huỷ nội bào
+ X: nồng độ bùn hoạt tính.
Do đó, tốc độ tăng trưởng thực:
rt’ =
μm.X.S
Ks + S - Kd.X = (
μm.S
Ks + S - Kd).X
Hay rt’= -Yrd – Kd.X
Tốc độ tăng trưởng riêng thực:
μ’ = μm.
S
Ks + S - Kd
- Tốc độ tăng sinh khối (bùn hoạt tính):
yb =
rt'
rd
4.2.2.2- Nguyên lý làm việc của bể Aerotank
Bể A được đưa ra và nghiên cứu rất lâu (từ 1887-1914 áp dụng).
Bể A là công trình XL sinh học sử dụng bùn hoạt tính (đó là loại bùn xốp chứa nhiều
VS có khả năng oxy hoá các chất hữu cơ).
Thực chất quá trình xử lý nước thải bằng bể A vẫn qua 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Tốc độ xoxy hoá xác định bằng tốc độ tiêu thụ oxy.
+ Giai đoạn 2: Bùn hoạt tính khôi phục khả năng oxy hoá, đồng thời oxy hoá tiếp
những chất HC chậm oxy hoá.
+ Giai đoạn 3: Giai đoạn nitơ hoá và các muối amôn.
Khi sử dụng bể A phải có hệ thống cấp khí (hình vẽ theo tài liệu).
4.2.2.3- Phân loại bể Aerotant
a/ Theo nguyên lý làm việc
Bể A thông thường: công suất lớn
+ Bể A xử lý sinh hoá không hoàn toàn (BOD20 ra ~ 60-80 mg/l)
+ Bể A xử lý sinh hoá hoàn toàn (BOD20 ra ~ 15-20).

21. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 115
Bể A sức chứa cao: BOD20 > 500 mg/l.
b/ Phân loại theo sơ đồ công nghệ
A 1 bậc
A 2 bậc
c/ Cấu trúc dòng chảy
A đẩy
A trộn
A kiểu hỗn hợp.
d/ Theo PP làm thoáng
Bằng khí nén
Khuấy cơ học
Thoáng kết hợp
Quạt gió
4.2.2.4- Các dạng sơ đồ bể A
Sơ đồ 1 (áp dụng rộng rãi)
- A một bậc, không có ngăn phục hồi bùn
- Thiết bị và quản lý đơn giản
A Lắng II
Cặn dư
Bùn hoạt tính
Nước vào
Bùn hoạt tính
tuần hoàn
Không khí
Nước ra
Nứơc từ bể lắng
lần thứ nhất
Không khí
Bùn hoạt tính tuần hoàn
Nước ra khỏi bể
Bùn hoạt tính
tuần hoàn
Không khí
Nước raNước từ bể lắng lần thứ nhất

22. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 116
MOÂHÌNH THÍ NGHIEÄM BUØN HOAÏTTÍNH
VI
II
IV IV
IV
III
IV
V
IV I
Sơ đồ 2
Sơ đồ 3:
4.2.2.5- Tính toán bể
a. Xác định công thức và xác định động học (nhắc lại ảnh hưởng của phân huỷ nội bào)
rt’= -Yrd – Kd.X
Tốc độ tăng trưởng riêng thực:
μ’ = μm.
S
Ks + S - Kd
Tốc độ tăng sinh khối:
yb =
rt'
rd
b. Lập các mô hình tính toán bể Aerotank, PƯ hiếu khí
+ Mô hình mô phỏng hồ (hình vẽ)
+ Thiết lập CT tính toán các thông số động học
K, Ks
- Ta có: rd =
μm.X.S
Y(Ks + S) =
K.X.S
Ks + S (Đặt K =
μm
Y ) (theo 5)
A Lắng II
Bùn dư
B.htínhh
Ngăn
phục hồi
A.1 Lắng II (1)
Xả sự
cố
A.2 Lắng II (2)

23. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 117
- Mặc khác rd (Tỷ lệ lượng chất nền mất trong một đơn vị thời gian : hệ số phân
hủy nội bào): rd = Q
V
SSSS
T
S −
=
−
=
Δ
Δ 00
θ
(6)
Từ 5 và 6
K.X.S
Ks + S =
θ
SS −0
Hay
SS
X
−0
θ
=
KS
SKs +
Hoặc
SS
X
−0
θ
=
KSK
Ks 11
. +
- Vẽ đường thẳng hồi quy tuyến tính quan hệ giữa Xθ/ (S0 – S) và 1/S
Từ đó ta có : y= ax + b
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎨
⎧
=⇒=
=⇒=
⇒
KaKa
K
K
b
K
K
b
S
S
.
11
Kd và Y
− Xo: lượng bùn hoạt tính trong nước thải.
− So: chất nền trong nước thải.
− Qv: lưu lượng nước thải vào.
− QT: lưu lượng bùn.
− X: nồng độ bùn sau khi hoà trộn.
− S: nồng độ còn lại sau khi ra khỏi bể (nồng độ chất nền).
− Qr: lượng nước sau khi ra nguồn
− Xr: nồng độ bùn hoạt tính trong nước đã lắng (ra khỏi bể )
− XT: bùn hoạt tính lắng xuống tuần
− θ: thời gian lưu nước.
− θc: tuổi bùn (thời gian lưu bùn).
−
dx
dt
: tốc độ thay đổi nồng độ bùn hoạt tính.
− V: thể tích bể.
− rt’: tốc độ tăng trưởng thực của bùn hoạt tính trong thời gian.
Các PT cân bằng:
Lượng bùn trong bể = Lượng bùn đi vào – Lượng bùn xả ra + Lượng bùn tăng lên trong bể
sau thời gian lưu nước.
dx
dt
.V = Qv.Xo – (Qxả.XT + Qr.Xr) + V(rt’)
Giải phương trình vi phân trên khi : X0 = 0 , ổn định ; dx/dt = 0; rt’= -Yrd – Kd.X
Ta được
Qxả.XT + Qr.Xr
V.X = Y
rd
X - Kd
(Trong đó :
X
XQXQ rrTxa +
: lượng bùn thực Xthực nghĩa là
Cθ
1
=
V
Xthuc

24. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 118
Do đó:
Cθ
1
= Y
rd
X - Kd (*)
Mặc khác : rd = Q
V
SSSS
T
S −
=
−
=
Δ
Δ 00
θ
thế vào * ta được :
Cθ
1
= dK
X
SS
Y −
−
θ
)( 0
- Vẽ đường thẳng hồi quy tuyến tính quan hệ giữa thông số
(S0 - S)/ (θ.X) và 1/θc
Từ đó ta có dạng: y = ax + b
Kd = b
Y = a
+ Thiết lập công thức tính thể tích bể Aerotank
Cách 1
Từ phương trình
Cθ
1
= dK
X
SS
Y −
−
θ
)( 0
Kết hợp :
θ
1
=
V
Q
Ta được : Cθ
1
= dK
VX
SSYQ
−
− )( 0
V =
Q.Y.(So - S)θc
X(1 + Kd. θc)
Cách 2
+ rd: Tốc độ sử dụng chất nền
rd = -
Qv
V (So – S) = -
So - S
θ
+ Đặt: ρ =
rd
X : Tốc độ sử dụng chất nền tính cho 1 đơn vị khối lượng (g) bùn hoạt
tính/đơn vị thời gian.
ρ =
rd
X =
Q
V
So - S
X
V =
Q(So - S)
ρX
Ngoài ra:
Chỉ số quan trọng: lượng chất nền/khối lượng bùn hoạt tính (
F
M ).
Với:
+ F: food

25. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 119
+ M: microorganism ratio
F
M =
So
θX
- Lưu ý: khi chọn lựa các thông số cần lưu ý:
So ≤ 100: X ≤ 1500 mg/l
So = 100-150: X ≤1000 mg/l
So = 150-200: X ≤ 2800 mg/l
So > 200: X = 2800-4000 mg/l
Độ tro: Z = 0,3
c. Tính toán thiết kế
+ Các thông số đầu vào
QNT, So, f =
BOD5
COD , t, Sra, CODra, SS, Xo, % cặn HC(= a), X, Z, Xtuần hoàn, Y, θc
+ Xác định hiệu quả xử lý:
- Lượng cặn HC trong nước thải ra khỏi bể lắng: a.BOD5 ra = b.
- Lượng cặn HC theo COD:
1,42.b.(1 –z) = c
(1,42: mg O2 sdụng/md TBào phân huỷ)
- Lượng BOD5 trong cặn ra khỏi bể: f.c = d
- Lượng BOD5 hoà tan khỏi bể lắng: c = BOD5 cho phép – d
Hiệu quả xử lý theo COD:
E =
CODvào - (CODra - c)
CODvào
Hiệu quả xử lý theo BOD5:
E =
BOD5 vào - d
BOD5 vào
Hiệu quả xử lý BOD toàn bộ
E =
BODvào - BODra
BODvào
+ Thể tích bể
V =
Q.Y.(So - S)θc
X(1 + Kd. θc)
(m3
)
+ Thời gian lưu nước
θ =
V
Q
+ Lượng bùn HC lơ lửng khi sử dụng BOD5:
- Tốc độ tăng trưởng của bùn:
Yb =
dc xK
Y
θ+1
(1/ngày)
- Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong ngày:
Px = Yb.Q.(So - S) (kg/ngày)
- Tổng lượng cặn lưu lượng sinh ra (tổng bùn dư):
Px1 =
Px
1 - z
- Lượng cặn dư hằng ngày xả ra:
Pxả = Px1 – Pra
(Pra = Q.SSra.10-3
)
- Lưu lượng xả bùn:

26. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 120
Qxả =
V.X - Qr.Xr. θc
XT.θc
Với:
+ Qr = Qv
+ XT = (1-z)Xbùn
+ Xr = (1-z).c (mg/l)
+ Thời gian tích luỹ cặn (tuần hoàn toàn bộ) không xả cặn ban đầu
T =
V.Xb
Px
(ngày)
( Tthực = (3-4)T)
+ Sau khi hệ thống hoạt động ổn định thì lượng bùn HC xả ra hằng ngày
B = Qxả.Xb (kg/ngày)
- Cặn bay hơi: B’ = (1-z).B.
- Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể: B’’ = Qr.Xr
- Tổng cặn HC sinh ra: B’ + B’’ = Px
+ Xác định lưu lượng tuần hoàn: Qr
QT
Qr
=
X
XT - X Giải ra tìm QT
+ Tỷ lệ F/M
F/M =
So
θ.X
+ Lượng khí cần thiết
- Lượng oxy cần thiết:
OCo =
Q(So - S)
1000.f - 1.42Px +
4.57(No - N)
1000 (kg/ngày)
Với:
+ No: tổng nitơ ban đầu (sau khi bổ sung dinh dưỡng)
+ N: tổng nitơ ra (5-6 mg/l)
- Lượng oxy thực tế:
OCt = OCo +
Cs
Cs + C .
1
1.024(T - 20) .
1
α
(kg/ngày)
Với:
+ Cs: oxy bão hoà trong nước (9,08 mg/l).
+ C: lượng oxy cần duy trì trong bể (2-3 mg/l)
+ α: 0,6-0,94.
+ OCTB = OCt/24 (kg/h)
+ OCt max = 1,5.OCt TB
+ OCt min = 0,8.OCt TB
+ Tính lượng không khí cần thiết:
Ok =
OCt
OU fan toàn (f = 1,5)
Với:
+ OU: công suất hoà tan thiết bị: OU = Ou.h
Trong đó:

27. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 121
Ou: phụ thuộc hệ thống phân phối khí (g O2/m3
.m)
h: độ ngập nước (< hbể)
Ok thực tế = 2Ok
+ Áp lực khí máy nén
Hd = hd + hc + hf + H
Với:
hd: do ma sát.
hf: qua thiết bị phân phối (<= 0,5 m).
hc: tổn thất cục bộ ống (hd + hc <= 0,4 m).
H: chiều cao hữu ích của bể.
+ Áp lực khí:
p =
10.33 + Hd
10.33 (atm)
+ Công suất máy nén:
N =
34400(P0.29
-1).q
102.η
Với:
q: tính chất khí (cường độ máy):1.18
+ Chọn kích thước, bố trí phân phối khí

28. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 122
Ví dụ áp dụng 1 :
Lưu lượng nước thải : 1500m3
/ngày đêm.
Lượng BOD5 đầu vào (sau xử lý keo tụ ) (giảm 60%) :
)/(2,305
100
40763
lmg
x
=
Tỷ lệ BOD5/COD = 305,2/460 = 0,66
Nhiệt độ nước thải t=300
C
Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn BOD ≤50mg/l (30 mg/l).
Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn COD 100 mg/l (70 mg/l).
Hàm lượng cặn lơ lửng 50 mg/l gồm 65% là cặn hửu cơ.
Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể X0=0.
Thông số vận hành như sau :
1. Nồngđộ bùn hoạt tính trong bể : X=3000 mg/l (cặn bay hơi).
2. Độ tro của cặn Z=0,3-nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt 2 và cũng là nồng độ cặn tuần hoàn
10.000mg/l.
3. Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình cθ =10 ngày.
4. Chế độ xáo trộn hoàn toàn.
5. Giá trị của thông số động học : Y = 0,46.
6. Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng là : 0,3 (70% lượng cặn bay hơi)
7. Nước thải điều chỉnh sao cho : - BOD5 : N : P = 100 : 5 :1
a. Xác định hiệu quả xử lý :
Lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng (phần cặn sinh học dễ bị phân hủy là) : 65% x 50 = 32,5
mg/l
Lượng cặn hửu cơ tính theo COD : 1.42 x 32.5 x 0.7 = 32.305 (mg/l)
Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng : 0,66 x 32,305 = 21.3213 (mg/l)
Lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng bằng tổng BOD5 cho phép ở đầu ra trừ lượng BOD5 có trong cặn
lơ lửng : 30 – 21.3213 = 8.6787(mg/l)
Hiệu quả xử lý COD :
%8,91
460
32,305)-(70-460
==E
Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan.

29. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 123
%15,97100
2,305
6787,82,305
=
−
= xE
Hiệu quả xử lý BOD toàn bộ.
%2.90100
2,305
302,305
=
−
= xE
b.Thể tích bể Aerotank tính theo công thức ta có :
Thời gian nước lưu lại trong bể :
( ) ( )ngayhx
Q
V
284,082,624
1500
25,426
====θ
c.Lượng bùn hữu cơ lơ lửng sinh ra khi khử BOD5 đến 97,15% :
Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức:
2875,0
06,0101
46,0
1
=
+
=
+
=
xkx
Y
Y
dc
b
θ
Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày:
Px = Yb x Q (So-S) = 0,2875 x 1500 x (305,2 – 8,6787)
=127874,8106 g
= 127,875 (kg/ngày).
Tổng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn z = 0,3
( )ngaykg
Z
P
P x
x /68,182
7,0
875,127
1
1 ==
−
= .
Lượng cặn dư hàng ngày phải xả đi
Pxã = Px1 – Q x 50 x 10-3
=182,68 – 1500 x 50 x 10-3
=107,68 (kg/ngày)
Tính lưu lượng xã bùn Qxã theo công thức:
rrTxa XxQXxQ
XxV
+
=θ
(Giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai).
Suy ra:
( )ngaym
x
xxx
xX
XxQXxV
Q
CCT
xaxar
xa /4.13393.13
7000
1075.221500300025.426 3
==
−
=
−
=
θθ
θ
)(25,426
4800
97,2045996
)1006,01(3000
)6787,82,305(1046,0500.1
)1(
)( 30
m
x
xxx
xKX
SSxYxQ
V
cd
c
==
+
−
=
+
−
=
θ
θ

30. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 124
Trong đó:
V :Thể tích =426,25(m3
)
QR =QV =1500 (m3
/ngày)
X =3000 (mg/l)
θc =10 ngày
Xt = 0.7 x 10.000 =7000 (mg/l)
Xr =32.5 x 0.7 =22075 (0,7 là tỉ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hửu cơ , cặn
không tro).
d.Thời gian tích lũy cặn (Tuần hoàn toàn bộ) không xã cặn ban đầu:
ngay
x
P
XxV
T
x
33.33
8106.127874
1000025.426
===
Thực tế sẽ dài hơn 3-4 lần vì khi nồng độ bùn chưa đủ trong hiệu qủa xử lý ở thời gian đầu sẽ thấp và
lượng bùn sinh ra ít hơn Px
e. Sau khi hệ thống hoạt động ổn định thì lượng bùn hữu cơ xã ra hằng ngày:
B = Qxã x 10.000 g/m3
=13,4 x 10.000=134000 g/ngày =134 kg/ngày.
Trong đó cặn bay hơi:
B’
= 0,7 x134 = 93,8 kg
Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể QR x XR
B”
= 1500 x 22.75 x 10-3
= 34,125 (kg/ngày)
Tổng cặn hửu cơ sinh ra:
B’
+ B”
= 93,8 + 34,125 = 127,925 kg = 128 kg = Px .
f. Xác định lưu lượng tuần hoàn :QT .
Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ giá trị: X =3000 mg/l Ta có:
75,0
30007000
3000
=
−
=
−
=
XX
X
Q
Q
TV
T
QT =0,75x 1500 = 1125 (m3
/ngày)
g. Tỷ số F/M:
( ) ngaybunmg
mgBOD
lmgx
lBODmg
Xx
S
M
F
.
358,0
/3000284,0
/2,305 50
===
θ
h. Tính lượng khí cần thiết:
Tính lượng ôxy cần thiết theo công thức:
( ) ( )( )ngaykg
NN
P
f
SSQ
OC
O
x
O
O /
1000
57,4
42,1
1000
−
+−
−
=
Trong đó:
Q = 1500 m3
/ ngày
So = 305,2 mg/l .
S = 8,6787 mg/l
No= Tổng hàm lượng N đầu vào :15,26 (mg/l) (sau khi bổ sung dinh dưỡng)
N = Tổng hàm lượng đầu ra : 5 (mg/l) (tiêu chuẩn là 6 mg/l).
PX = 127,875 (mg/ ngày)
f =BOD/COD =0,66
Vậy:

31. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 125
( ) ( ) ( )ngaykgx
x
OCO /4.492
1000
526.1557,4
875.12742,1
66.01000
6787.82.3051500
=
−
+−
−
=
Lượng ôxy thực tế cần theo công thức:
( )ngaykgxx
CC
C
xOCOC T
s
s
ot /
1
024.1
1
)20(
α−
−
=
Trong đó :
Cs: Lượng ôxy bão hòa trong nước 9.08 mg/l.
C: Lượng ôxy cần duy trì trong bể 2 mg/l.
α: hệ số từ 0.6 – 0.94 . Chọn 0.7.
Vậy
( )ngaykgxxxOCt /4.713
7.0
1
024.1
1
208.9
08.9
4.492 )2030(
=
−
= −
OCttrung bình = 29.7 (kg O2/h).
OCtmax = 29.7 x 1.5 = 44.55 (kgO2/h).
OCtmin = 29.7 x 0.8 = 23.97 (kg O2/h).
i. Tính lượng không khí cần thiết.
Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ, tra bảng 7.1 ( Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải
– Trịnh Xuân Lai). Ta có Ou = 7gO2/m3
.m.
Bể sâu h1 = 3.5 m; độ ngập nước h = 3m
Công suất hòa tan thiết bị.
OU = Ou x h = 7 x 3 = 21 gO2/m3
.
Lượng không khí cần thiết .
)./(59.0)/(509575.1
1021
4.713 33
3
smngaymx
x
fx
OU
OC
O t
k ==== −
Trong đó:
OCt : Lượng ôxy thực tế cần.
OU : Công suất hòa tan thiết bị.
f : Hệ số an toàn. Chọn 1.5.
Qktb = 2123.2 m3
/h.
Qkmax = 1.5 x 3184.8 m3
/h.
Qkmin = 0.8 x 1698.56 m3
/h.
Lượng không khí cần thiết để chọn máy nén khí : 2 x 0,59 = 1.18 (m3
/s).
k. Tính áp lực khí máy nén:
Vận tốc khí thoát ra khỏi khe hở :5-10 m/s.
Ap lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén xác định theo công thức :
Hd = hd + hc + hf + H.
Trong đó :
hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn (m).
hc : Tổn thất qua thiết bị phân phối (m).
hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối (m). Giá trị này không vượt quá 0.5m.
H: chiều cao hữu ích của bể. 3m.
Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0.4 m.
Vậy áp lực cần thiết là :

32. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 126
Hd = 0.4 + 0.5 + 3 = 3.9 m.
Ap lực không khí :
( ) .38.1
33.10
33.10
amt
H
P d
=
+
=
Công suất máy nén :
( ) ( ) )(27.41
8.0102
18.1138.134400
102
134400 29.029.0
KW
x
xx
nx
qxPx
N =
−
=
−
=
Số ống phân phối D100 dài 1m tính theo cường độ cho phép q của mỗi ống :
).(4.147
36006
108.3184 3
max
max
max ong
x
x
q
Q
Nq ===
).(157
36003
1056.1698 3
min
min
min ong
x
x
q
Q
Nq ===
l. Chọn kích thước bể và ống phân phối khí.
Ống phân phối khí bố trí dọc thành bể.
Chiều rộng một hành lang: B = h = 3 m.
Chiều dài hành lang.
).(6.31
5.43
25.426
1
m
xbxh
V
b
F
L ====
Trong bể bố trí 3 hành lang. Do đó kích thước bể là : D x R = 16 x 9.
Dòng chảy trong bể là dòng chảy điều, chiều dài giàn ống xương cá:
L = 2 x (16 – 3 ) = 26 m.
Khoảng cánh giữa các ống trong hệ phân phối :
).(165.0
157
26
min
m
N
L
l
q
===
3000
3000
3000
16000
3000
Cấp khí

33. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 127
Cường độ thổi gió:
)./(55.119
25.426
50957 23
ngaymmq ==
Chỉ tiêu gió:
).1/(56.114
10)6787.82.305(1500
50957
10)(
5
3
33
kgBODkhim
xxxSSxQ
O
a
o
k
=
−
=
−
= −−
Ví dụ áp dụng 2 .Tính Bể Aerotank với các thông số thiết kế:
+ Lưu lượng nước thải: Qtb-ngđ = 150 (m3
/ngàyđêm)
+ Nhiệt độ nước thải: t = 25o
C
+ Hàm lượng BOD5 đầu vào = hàm lượng BOD5 đầu ra của bể lắng I So = 637 (mg/l)
+ Hàm lượng COD đầu vào = hàm lượng COD đầu ra của bể lắng I. CODvào = 1160
(mg/l)
+ Cặn lơ lửng: SSvào = 230 (mg/l)
Đầu ra: Nước thải sau xử lý đạt TCVN 6980 - 2001
+ BOD5 đầu ra = S < 40 (mg/l), Chọn BOD5 đầu ra = 20 (mg/l)
+ COD đầu ra < 70 (mg/l), chọn COD ra = 50 (mg/l)
+ Cặn lơ lửng: SSra < 50 (mg/l), Chọn SSra = 30 (mg/l)
- Các thông số vận hành:
+ Cặn hữu cơ, a = 75%.
+ Độ tro z = 0,3 (Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai)
+ Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể, Xo= 0.
+ Nồng độ bùn hoạt tính, X = 2500 ÷ 4000 mg/l, chọn X = 3000 (mg/l)
+ Lượng bùn hoạt tính tuàn hoàn là nồng độ cặn lắn ở đáy bể lắng 2, XT = 8000 (mg/l)
+ Chế độ xáo trộn hoàn toàn.
+ Thời gian lưu bùn trong công trình, θc = 5÷15 ngày, chọn θc = 10 ngày
+ Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0.06 ngày-1
+ Hệ số sản lượng bùn Y = 0,4 ÷ 0,8 mg VSS/mg BOD5, chọn Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5
1. Xác định hiệu quả xử lý
- Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 :
%86,96%100
637
20637
=×
−
=E
- Hiệu quả xử lý COD:
%69,95%100
1160
501160
=×
−
=E
2. Kích thước bể Aerotank
- Thể tích bể:
V=
* * ( )
* (1 * )
c o
d c
Q Y S S
X K
θ
θ
−
+
=
)10*06,01(*3000
)20637(*10*6,0*150
+
−
≈116 (m3
)
Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải: Q = 150 (m3
/ngàyđêm)

34. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 128
Y: Hệ số sản lượng bùn Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5
S0: Hàm lượng BOD5 nước thải đầu vào, S0 = 637 (mg/l)
S: Hàm lượng BOD5 nước thải đầu ra, S = 40 (mg/l)
X: Nồng độ bùn hoạt tính, X = 3000 (mg/l)
Kd: Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,06 ngày-1
θc : Thời gian lưu bùn trong công trình, θc = 10 ngày
- Chọn chiều cao bể:
H = Hi + Hbv = 3 + 0,5 = 3,5 (m)
Trong đó: Hi: Chiều cao hữu ích, chọn Hi = 3 (m)
Hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0.5 (m)
- Diện tích mặt bằng bể:
F =
V
Hi
=
3
116
= 38,67 ≈39 (m2
)
- Chọn chiều rộng bể:
B = 5 (m)
- Chiều dài bể:
D = 7,8 (m)
- Thể tích thực của bể:
Vt = D * B * H = 7,8 * 5 * 3,5 = 136,5 (m3
)
3. Thời gian lưu nước:
θ = ngay
tbQ
V
=
150
116
= 0,773 ngày = 18,55 (h)
4. Tính toán lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày
- Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức:
375,0
06,0*101
6,0
*1
=
+
=
+
=
dc
b
K
Y
Y
θ
- Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5:
Px = Q
3
*( )* 150*(637 20)*0,375*10o bS S Y −
− = −
= 34,7 (kg/ngàyđêm)
- Tổng lượng cặn sinh ra trong 1 ngày:
1
34, 7
49, 6
1 1 0, 3
x
x
P
P
z
= = =
− −
(kg/ngày)
- Lượng cặn dư xả ra hàng ngày:
raxxa PPP −= 1
Với: Pra = SSra * Q = 30 * 10-3
* 150 = 4,5 (kg/ngày)
→ Pxả = 49,6 – 4,5 = 45,1 (kg/ngày)
- Lưu lượng bùn xả (nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng)

35. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 129
Qxả =
* * * 116 * 3000 150 * 22,5 *10
5, 6
* 5600 *10
ra ra c
T c
V X Q X
X
θ
θ
− −
= = (m3
/ngày)
Trong đó: XT: Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn (cặn không tro), XT = (1 - 0,3) *
8000 = 5600 (mg/l)
Xra: Nồng độ VSS ra khỏi bể lắng:
Xra = SSra * a = 30 * 0,75 = 22,5 (mg/l)
5. Hệ số tuần hoàn bùn:
Hình 4.7: Sơ đồ làm việc bể Aerotank
Phương trình cân bằng vật chất đối với bể aeroten:
(Q + Qt) * X = Q * X0 + Qt * Xt
Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải vào bể, Q = 150 m3
/ngày
Qt : Lưu lượng bùn tuần hoàn, m3
/ngày
X : Nồng độ VSS trong bể, X = 3000 mg /l
X0 : Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể, X0 = 0
Xt : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xt = 8000 mg/l
Chia 2 vế phương trình cho Q, đặt α = tQ
Q
là tỷ số tuần hoàn bùn:
X + α * X = α * Xt
Suy ra:
α =
XX
X
t −
=
30008000
3000
−
= 0,6
- Lưu lượng bùn tuần hoàn:
Ta có: α =
tQ
Q
Suy ra: Qt = α*Q = 0,6 * 150 = 90 m3
/ngày
6. Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể aeroten:
- Kiểm tra tỷ số khối lượng chất nền trên khối lượng bùn hoạt tính F/M:
F/M =
X
So
*θ
=
3000*75,0
637
= 0,28 kg BOD5/kg MLVSS.ngày
F/M = 0,28 nằm trong giới hạn cho phép đối với bể Aeroten xáo trộn hoàn toàn: F/M = 0,2 –
0,6 kg BOD5/kg MLVSS.ngày
Bể lắng
Q,X0 Bể
AEROTANK
Qt, Xt
(Q +Qt), X
Qx ,Xt
Q,Xr

36. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 130
- Tải trọng thể tích:
La =
*oS Q
V
*10-3
=
116
150*637
*10-3
= 0,8237 kg BOD/ m3
.ngày
La = 0,8237 nằm trong giới hạn cho phép đối với aeroten xáo trộn hoàn toàn: La = 0,8÷1,9 kg
BOD/m3
.ngày (Theo tài liệu Thoát nước của PGS, TS. Hoàng Văn Huệ).
7. Tính lượng ôxy cần thiết:
- Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện chuẩn (không cần xử lý Nitơ)
( )
7,34*42,1
55,0*1000
)20637(*150
*42,1
*1000
*
−
−
=−
−
= x
o
o P
f
SSQ
OC
= 118,998 ≈ 119 (kgO2/ngđ)
Trong đó: f: Hằng số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20, 55,0
20
5
=
BOD
BOD
1,42- Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD
Px: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày: Px = 33,6 (kg/ngđ)
- Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
20
1 1
* ( ) * *
1, 024
s
t o T
s
C
OC OC
C C α−
=
−
Trong đó: CS: Nồng độ ôxy bão hòa trong nước ở 20o
C, CS ≈ 9,08 (mg/l)
C: Nồng độ ôxy cần duy trì trong bể, C = 1,5 ÷2 (mg/l) (Tính toán thiết kế các công
trình xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai)
Chọn C = 2 (mg/l)
T = 25o
C, nhiệt độ nước thải
α : Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải (do ảnh hưởng của hàm lựơng
cặn, chất hoạt động bề mặt), α = 0,6 ÷0,94, chọn α = 0,7
25 20
9, 08 1 1
119 * ( ) * * 193, 64
9, 08 2 1, 024 0, 7
tO C −
= =
−
(kg/ngày)
- Lượng không khí cần thiết:
Qkhí = a
OU
t
f
OC
×
Trong đó: fa: Hệ số an toàn, fa = 1,5 ÷2, chọn fa = 1,5 (Tính toán thiết kế các công trình xử lý
nước thải- Trịnh Xuân Lai)
OU: công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam ôxy
cho 1m3
không khí.
OU = Ou * h
Với: Ou: Phụ thuộc hệ thống phân phối khí. Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ và mịn,
(tra bảng 7-1 sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- .Trịnh Xuân Lai).

37. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 131
Bảng : Công suất hòa tan ôxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn
Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình
Điều kiện thí nghiệm
Ou=grO2/m3
.m Ou grO2/m3
.m
Nước sạch T=20o
C 12 10
Nước thải T=20o
C,α =0,8 8,5 7
→ Ou = 7 (gO2/m3
.m)
h: Độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h = 2,8 (m)
→ OU = 7 * 2,8 = 19,6 (gO2/m3
)
→ Qkhí = 7,98795,1*
10*6,19
64,193
3
=−
(m3
/ngày)
8. Tính áp lực máy nén:
- Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén:
Hd = hd + hc + hf + H
Trong đó: hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, (m)
hc: tổn thất cục bộ (m)
Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4 (m)
hf: tổn thất qua thiết bị phân phối (m)
Tổn thất hf không quá 0,5 (m)
H-: chiều sâu hữu ích của bể, H = 3 (m)
Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hd = 0,4 + 0,5 + 3 = 3,9 (m)
- Áp lực không khí là:
p = )(38,1
33,10
9,333,10
33,10
33,10
atm
H ct
=
+
=
+
- Công suất máy nén khí:
N = )(02,5
75,0102
114,0)138,1(34400
102
)1(34400 29,029,0
KW
n
qp k
=
×
×−×
=
×
×−×
Trong đó: qk: lưu lượng không khí: qk = 114,0
86400
=kQ
(m3
/s)
n: Hiệu suất máy nén khí, chọn n = 0,75
9. Bố trí hệ thống sục khí:
Chọn hệ thống cấp khí cho bể gồm 1 ống chính, 4 ống nhánh với chiều dài mỗi ống là 7,8 m, đặt cách
nhau 1 m
- Đường kính ống chính dẫn khí:
4 * 4 * 0,114
0,12
* 3,14 *10
khiQ
D
Vπ
= = = (m) = 120 (mm)
→D= φ 120 (mm)
Trong đó: V: tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới trong ống phân phối,
V=10 ÷15 (m/s), chọn V = 10 (m/s) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Ts.Trịnh Xuân Lai)
- Đường kính ống nhánh dẫn khí:

38. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 132
Dn =
10*14,3*4
114,0*4
14,3*10*4
*4
=kkq
= 60 (mm)
→ Chọn Dn =φ 60 (mm)
- Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170 (mm), diện tích bề mặt F = 0,02(m2
), cường độ khí
200l/phút.đĩa = 3,3(l/s)
- Số đĩa phân phối trong bể là:
3
0,114
34, 55
3, 3 3, 3 *10
khiQ
N −
= = = đĩa
→ Chọn: Số lượng đĩa: N = 36 đĩa
- Số lượng đĩa là 36 cái, chia làm 4 hàng, mỗi hàng 9 đĩa phân bố cách sàn bể 0,2 m và mỗi tâm đĩa
cách nhau 0,78 m
- Ñöôøng kính oáng daãn buøn tuaàn hoaøn
Db =
4 * 4 * 90
0, 0297 0, 03
* 3,14 *1, 5 * 86400
th
b
Q
vπ
= = ≈ m
Chọn Db = φ 34
Qth: Lưu lượng bùn tuần hoàn Qth = 90 (m3
/ngđ)
Vb: Vân tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện bơm, Vb = 1 – 2 m/s
Chọn Vb = 1,5 m/s
Các thông số thiết kế bể Aerotank

39. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 133
φ70
φ20
Bu loâng M20
MAËT BAÈNG
B
LAN CAN OÁNG SAÉT TRAÙNG KEÕM
±0.00
OÁNG PVC Φ42
DAÃN NÖÔÙC
THAÛI VAØO BEÅ
SAØN COÂNG TAÙC
MAËT CAÉT A-A
B
OÁNG PVC Φ60
DAÃN NÖÔÙC
THAÛI SANG BEÅ
LAÉNG
MAËT CAÉT B-B LÔÙP ÑAÁT TÖÏ NHIEÂN
BEÂTOÂNG MAÙC 200
LÔÙP VÖÕA TRAÙT
LÔÙP CHOÁNG THAÁM
+4000
La 30x3 mm
CHI TIEÁT 1:
Goái ñôõ chöõ I baèng beâ toâng
TL: 1:10
CHI TIEÁT ÑAÀU PHAÂN PHOÁI KHÍ
TL: 1: 2
BAÛN VEÕ CHI TIEÁT BEÅ AEROTEN
COÂNG SUAÁT 400 M /NGAØY3
1000200
200
1000
6000
4800
500 1000 1000 1000 500
I
I
250
450
Bu loâng M20
200
300
SV thieát keá
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA
THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH
KHOA MOÂI TRÖÔØNG
Tæ leä : 1: 50
Soá baûn veõ: 3
Baûn veõ soá: 3
NHT: 18/6/2001
1
TL: 1:50
OÁNG SAÉT
TRAÙNG KEÕMΦ60
NBV: 23/6/2001
STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị
1 Chiều dài bể (L) 7,8 (m)
2 Chiều rộng bể (B) 5 (m)
3 Chiều cao bể (H) 3,5 (m)
4 Thời gian lưu nước (θ ) 18,55 giờ
5 Thời gian lưu bùn ( Cθ ) 10 ngày
6 Đường kính ống dẫn khí chính 120 mm
7 Đường kính ống dẫn khí nhánh 60 mm
8 Công suất máy nén khí 5,02 KW/h
9 Số lượng đĩa 36 Đĩa
4.2.3. Bể lắng 2
Có nhiệm vụ lắng trong nước sau khi xử lý sinh học.

40. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 134
PT cân bằng:
G = (Q + Qt)Co = S.VPL.CL
G = (Q + Qt)Co = S.VPL.CTR
S =
(Q + Qt)Co
CtVt
Gọi α là hệ số tuần hoàn: Qt = α.Q
Do đó:
S =
Q(1 + α).Co
Ct.VL
TÍNH TOÁN BỂ LẮNG II:
1/ Diện tích mặt bằng của bể lắng II:
S >=
Q(1 + α).Co
Ct.VL
Với:
+ Q: lưu lượng nước thải (m3
/h).
+ α: hệ số tuần hoàn, lấy α = 0,6-0,8
+ Co: nồng độ bùn hoạt tính trong bể sinh học.
Co = β.X (β ~ 0,8)
+ Ct: nồng độ bùn trong vòng tuần hoàn (7000-15000 mg/l)
+ VL: vận tốc lắng của mặt phân chia L.
VL = Vmax.e-KCL.10-6
(m/h)
Với:
- Vmax = 7 m/h
- K = 600 (khi 50 < SVI <150) và đây là thông số phải sử dụng.
2/ Diện tích buồng trung tâm
fB = 10% S
3/ Tổng diện tích bể
F = S + fB
4/ Thường xây dựng dạng bể tròn (li tâm)
(Q + Qt)Co
C = 0
CL
Vp = VL + Vt
Vp = Vt
L
T
QtCt
Q
+ Vt =
Qt
S : do tuần hoàn
+ VL: vận tốc lắng của hạt.
+ Nồng độ hạt tại các mặt
cắt L và T là CL, CT.

41. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 135
π
xF
D
4
=
5/ Đường kính buồng phân phối
π
Bxf
d
4
= ( d = 25%D)
6/ Kiểm tra lại fB, S
7/ Tải trọng thuỷ lực
a =
Q
S (m3
/m2
.ngày)
8/ Vận tốc đi lên của nước trong bể
V =
a
24 (m/h)
9/ Máng đặt vòng ngoài có
Dmáng = 80% D
10/ Chiều dài máng thu nước
L = πDmáng
11/ Tải trọng chiều dài máng
aL =
Q
L
12/ Tải trọng bùn
b =
Q(1 + α)Co
24.S (kg/m2
h)
13/ Chiều cao bể
+ h1: Chiều cao mặt thoáng dự trữ (0,3-0,5m).
+ h2: Chiều cao phần nước trong (2-6m).
+ h3: Chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 2% : h3 = 2%R
+ h4: Chiều cao chứa bùn : H = h1 + h2 + h3 + h4 (m)
14/ Thể tích phần chứa bùn
Vb = S h4
15/ Lượng bùn chứa trong bể lắng
Ctb = Vb.Ctb (kg)
(Gtb =
2
tL CC +
, CL =
2
tC
)
16/ Thời gian lưu nước trong bể lắng
T =
V
Q(1 + α)
+ Dung tích bể lắng: V = H.S
17/ Thời gian cô đặt cặn
T2 =
Vbùn
Qt + Qxả
Ví dụ áp dụng 1
a. Diện tích mặt bằng của bể lắng được tính theo công thức:
( )
Lt
o
VxC
CxxQ
F
α+
=
1
Trong đó:
Q: Lưu lượng nước thải bằng 1500 m3
/ngày = 62.5 m3
/h.
α: Hệ số tuần hoàn lấy 0.75.

42. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 136
C0: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotent.
)/(3750
8.0
3000
8.0
lmg
X
Co === .
Ct: Nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn bằng 10000 (mg/l)
VL: Vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL.
)/(5000
2
10000
2
lmg
C
C t
L === .
VL được xác định theo công thức.
)./(35.07
66
10500060010
max hmexexVV xxxCxK
L
L
===
−−
−−
Trong đó :
Vmzx =7m/h.
K = 600.
Vậy:
( ) ).(118)(1875.117
35.010000
375075.015.62 22
mm
x
xx
F ==
+
=
Nếu kể cả buồng phân phối trung tâm
Fbể =1.1 x 118 = 129.8 (m2
) = 130 (m2
).
Xây dựng một bể lắng tròn rađian. Đường kính bể:
)(13
14.3
13044
m
xF
D be
===
π
Đường kính buồng phân phối:
d = 0.25 x D = 0.25 x 13 = 3.25 (m).
Diện tích buồng phân phối trung tâm:
)(3.8
4
14.325.3 2
2
m
x
f == .
Vậy diện tích vùng lắng của bể:
SL = 103 – 8.3 = 125.7 (m2
).
Tải trọng thủy lực:
3 21500
12( / . )
125.7L
Q
a m m ngay
S
= = = .
Vận tốc đi lên của nước trong bể.
)/(5.0
24
12
24
hm
a
V ===
Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0.8 đường kính bể.
Dmáng = 0.8 x 13 = 10.4m.
Chiều dài máng thu nước :
L = π x Dmáng = 3.14 x 10.4 = 32.656 (m).
Tải trọng thu nước trên 1m dài của ống:
250

43. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 137
)./(12593.45
656.32
1500 23
ngaymm
L
Q
aL <=== .
Tải trọng bùn:
( ) )./(26.3
7.12524
103750150075.1
24
2
3
hmkg
x
xxx
Sx
CxQQ
b
L
ot
==
+
=
−
b.Xác định chiều cao bể :
Chọn chiều cao bể H = 4m; chiều cao dự trữ trên mặt thoáng h1 = 0.3 m. Chiều cao nước trong bể là
3.7 m. Gồm:
Chiều cao phần nước trong h2 = 1.5m.
Chiều cao phần chóp đáy bể có đọ dốc 2% về tâm:
h3 = 0.02 x 6.5 = 0.13 (m).
Chiều cao chứa bùn phần hình trụ:
h4 = H – h1 – h2 –h3 = 4 – 0.3 – 1.5 – 0.13 = 2.07 (m).
Thể tích phần chứa bùn.
Vb = S x h4 = 130 x 2.07 = 269.1 (m3
).
Nồng độ bùn trung bình trong bể :
)./(5.7)/(7500
2
100005000
2
33
mkgmg
CC
C tL
tb ==
+
=
+
=
Lượng bùn chứa trong bể lắng:
Gbùn = Vb x Gtb = 269.1 x 7.5 = 2018.25 (kg).
Lượng bùn cần thiết trong một bể aeroten
Gcần = n xV x Co = 1 x 426.25 x 3.750 = 1598 (kg)..
c.Thời gian lưu nước trong bể lắng:
Dung tích trong bể lắng:
V = H x S = 3.7 x 130 = 481(m3
).
Nước đi vào bể lắng:
QL = (1 + α) x Q = 1.75 x 62.5 = 109.375 (m3
/h).
Thời gian lắng:
481
4.39( )
109.375t
V
T gio
Q Q
= = =
+
Thời gian cô đặc cặn:
)(67.5
4.13150075.0
241.269
2 gio
x
x
QQ
V
T
xat
bun
=
+
=
+
=
Ví dụ áp dụng 2
- Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm

44. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 138
2
1
(1 0, 6) * 0, 0035
0, 28( )
0, 02
ttQ
F m
V
+
= = =
Trong đó: Vtt: Tốc độ chuyển động của nước thải trong ống trung tâm, lấy không lớn
hơn 30 (mm/s) (điều 6.5.9 TCXD-51-84).
Chọn Vtt = 20 (mm/s) = 0,02 (m/s)
Qtt: Lưu lượng tính toán khi có tuần hoàn, Qtt = (1 + α)*Qmax
s
- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng
)(2,11
0005,0
0035,0*)6,01( 2
2 m
V
Q
F tt
=
+
==
Trong đó: V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng,
V = 0,0005 (m/s) (điều 6.5.6 TCXD-51-84).
- Diện tích tổng cộng của bể lắng 2:
F = F1 + F2 = 0,28 + 11,2 = 11,48 (m2
)
- Đường kính của bể :
4 4 *11, 48
3,8( )
3,14
F
D m
π
= = =
- Đường kính ống trung tâm:
d = 14 * F
π
=
π
28,0*4 = 0,59 m ≈ 0,6 m
- Chiều cao tính toán của vùng lắng trong bể lắng đứng:
htt = V*t = 0,0005*1,5*3600 = 2,7 (m)
Trong đó: t: Thời gian lắng, t = 1,5 giờ (điều 6.5.6 TCXD-51-84).
V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng đứng,
V = 0,0005 (m/s) (điều 6.5.6 TCXD-51-84).
- Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng được xác định:
h n = h2 + h3 = ( ) *
2
nD d
t g α
− = (
2
5,08,3 − )*tg50o
= 1,96 2≈ (m)
Trong đó: h2: chiều cao lớp trung hòa (m)
h3: chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể
D: đường kính trong của bể lắng, D = 3,8 (m)
dn: đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt, lấy dn = 0,5 m
α : góc ngang của đáy bể lắng so với phương ngang, α không nhỏ hơn 500
, chọn α
= 50o
- Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng và bằng 2,7 m.
. Đường kính phần loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường
kính ống trung tâm:
D1 = hl = 1,35 * d = 1,35 * 0,6 = 0,81 (m), chọn D1 = 0,8 (m)
. Đường kính tấm chắn: lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe và bằng:
Dc = 1,3 * Dl = 1,3 * 0,8 = 1,04 (m)
. Góc nghiêng giữa bề mặt tấm chắn so với mặt phẳng ngang lấy bằng 17o
- Chiều cao tổng cộng của bể lắng đứng sẽ là:

45. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 139
H = htt + hn + hbv = htt + (h2 + h3) + hbv = 2,7 + 2 + 0,3 = 5 (m)
Trong đó: hbv: khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, hbv = 0,3 (m)
Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Thiết kế máng thu
nước đặt theo chu vi vành trong của bể, đường kính ngoài của máng chính là đường kính trong của bể.
- Đường kính máng thu: Dmáng = 80% đường kính bể
Dmáng = 0,8*3,8 = 3,04 ≈ 3,1 (m)
- Chiều dài máng thu nước:
L = ×π Dmáng = 3,14 * 3,1 = 9,734 (m)
- Tải trọng thu nước trên 1m dài của máng:
aL =
150 *1, 6
24, 65
9, 734
Q
L
= = (m3
/mdài.ngày)
Kiểm tra lại thời gian lắng nước
- Thể tích phần lắng:
( ) ( ) ( )32222
8,297,2*6,08,3
4
14,3
*
4
mhdDV ttl =−=−=
π
- Thời gian lắng:
( )
2 9 ,8
1, 4 9 2
1 2 , 5 * (1 0 , 6 )
l
t h
V
t h
Q Q
= = =
+ +
- Thể tích phần chứa bùn:
( )3
5,2296,1*48,11* mhFV nb ===
- Thời gian lưu bùn:
( )h
QQ
V
t
thx
b
b 9,2
5,723,0
5,22
=
+
=
+
=
Trong đó: Qx: Lưu lượng bùn thải: Qx = 5,6 (m3
/ngđ) = 0,23 (m3
/h)
Qth: Lưu lượng bùn tuần hoàn: Qth = 0,6*12,5 = 7,5 (m3
/h)
Các thông số thiết kế bể lắng II
STT Tên thông số Số liệu dùng thiết kế Đơn vị
1 Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm
(f)
0,28 (m2
)
2 Diện tích tiết diện ướt của bể lắng (F) 11,2 (m2
)
3 Đường kính ống trung tâm (d) 0,6 (m)
4 Đường kính của bể lắng(D) 3,8 (m)
5 Chiều cao bể (H) 5 (m)
6 Thời gian lắng (t) 1,5 giờ
7 Đường kính máng thu 3,1 (m2
)

46. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 140
CHI TIEÁT MAÙNG RAÊNG CÖA TÆ LEÄ 1:5
CHI TIEÁT MAÙNG THU NÖÔÙC TÆ LEÄ 1:10
CHI TIEÁT OÁNG NOÁI PVC Ø114 QUA TÖÔØNG TÆ LEÄ 1:10
CHI TIEÁT SAØN COÂNG TAÙC TÆ LEÄ 1:20
MAËT BAÈNG BEÅ LAÉNG ÑÖÙNG TÆ LEÄ 1:20MAËT CAÉT A-A TÆ LEÄ 1:20
LÔÙP ÑEÄM CAO SU
MAÙNG RAÊNG CÖA
4 LOÃ 14 BAÉT VÔÙI BULOÂNG M12 CHOÂN SAÜN
TRONG THAØNG BEÅ
KHUNG THEÙP THANG LEO L40X40X4
OÁNG TRUNG TAÂM
OÁNG XAÛ CHAÁT NOÅI Ø150
OÁNG DAÃN PVCØ114 DAÃN NÖÔÙC
OÁNG PVC Ø114 DAÃN NÖÔÙC THAÛI TÖØ
BEÅ AEROTEN
MAÙNG RAÊNG CÖA
MÖÔNG THU NÖÔÙC
OÁNG TRUNG TAÂM Ø600
OÁNG XAÛ BUØN Ø150
OÁNG PVCØ114 DAÃN NUÔÙC RA NGUOÀN
OÁNG XAÛ CHAÁT NOÅI Ø150
OÁNG TRUNG TAÂM Ø600
MAÙNG RAÊNG CÖA
TAÁM CHAÉN CHAÁT NOÅI
CAÀU THANG LEO
HAØNH LANG COÂNG TAÙC
TAÁM CHAÉN
SAØN COÂNG TAÙC
THEÙP KHUNG L50X50X5
LÖÔÙI THEÙP L18 HAØN CHAËT
VAØO KHUNG THEÙP
DAÂY NEO
BULOÂNG M10
RAÂU THEÙP Ø6 HAØN CHAËT
VAØO PHUÏ TUØNG OÁNG
OÁNG SAÉT TRAÙNG KEÕM
RAÊNG MOÄT ÑAÀU
KHAÂU RAÊNG NGOAØI
OÁNG PVC Ø114
OÁNG SAÉT TRAÙNG
KEÕM ÑAÕTIEÄN RAÊNG SAÜN
LAN CAN TAY VÒN STKØ34
+1.15
OÁNG PVCØ114 DAÃN
NÖÔÙC THAÛI TÖØ BEÅ AEROTEN
BEÂTOÂNG LOÙT M75
BEÂTOÂNG COÁT THEÙP M200
OÁNG PVCØ150 XAÛ BUØN
+1.90
+1.15
±0.00
-3.25
-5.25
-3.25
±0.00
KHE DÒCH CHUYEÅN 12mm
PHEÃU THU CHAÁT NOÅI
TAÁM CHAÉN CHAÁT NOÅI
PHEÃU THU CHAÁT NOÅI
OÁNG LOE
TAÁM CHAÉN
4.2.4. Xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí (bể UASB)
4.2.4.1. Cấu tạo:
300
NT ra
1000
(Vùng lắng)
1200
(Vùng XL)
Dẫn nước
vào
2000
450
>=55
Khí

47. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 141
4.2.4.2. Nguyên tắc
Nước thải sau khi điều chỉnh pH và dinh dưỡng được dẫn vào đáy bể và nước thải đi lên với
vận tốc 0,6-0,9 m/h. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí xảy ra (bùn + nước
thải) tạo ra khí (70-80% CH4)
4.2.4.3. TÍNH TOÁN
1/ Hiệu quả làm sạch
E =
Sv - Sr
Sv
2/ Lượng S khử 1 ngày
G = Q (Sv – Sr),10-3
(kg/ngày)
3/ Tải trọng COD cả bể: phụ thuộc các nguồn thải (4 -18 kg COD/m3
.ng)
4/ Dung tích xử lý yếm khí cần thiết
V =
G
a (m3
)
5/ Tốc độ nước đi lên (v = 0,6-0,9m/h)
6/ Diện tích bể cần thiết
F =
Q
v
7/ Chiều cao phần xử lý
H1 =
V
F
8/ Chiều cao
H = H1 + H2 + H3
Với:
+ H1: chiều cao phần xử lý
+ H2: chiều cao vùng lắng : H2 = (1,2-2m)
+ H3: chiều cao dự trữ : H3 = (0,3-0,5m)
9/ Thời gian lưu nước
T =
V
Qngày
.24 =
H.F.24
Qngày
Ví dụ áp dụng 1. Tính bể UASB cho công trình xử lý nước thải Thủy sản công suất 300m3/ngày đêm
Khi đi qua các công trình xử lý trước thì hàm lượng COD giảm từ 20 ÷ 40 %. Chọn hiệu quả xử lý của
các công trình phía trước là 0 % thì hàm lượng COD đầu vào của bể UASB là: CODv = 500
(mgCOD/l)
Trong bể UASB để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý yếm khí phải duy trì được tình trạng
cân bằng thì giá trị pH của hỗn hợp nước thải từ 6,6 ÷ 7,6.Giả sử rằng,tỉ lệ chất dinh dưởng là phù hợp
cho thích nghi và phát triển vi sinh vật.
Để tạo điều kiện tốt cho hoạt động phân hủy các hợp chất hữu cơ thành khí mêtan giá trị pH
trong bể xử lý phải thích hợp: 6,8 ÷ 7,5. Do đó trước khi nước thải vào bể UASB ta tiến hành bổ sung
hoá chất để duy trì giá trị pH = 7.
Yêu cầu nước thải trước khi vào công trình xử lý yếm khí tiếp theo chỉ tiêu COD cần đạt là
325 mg/l.
A. Tính toán kích thước bể :
Lưu lượng nước vào bể là : QV=300 m³ /ngày đêm
Chọn hiệu xuất xử lý : 65 %
Đầu vào có C0= 500 mgCOD/l
Đầu ra có Ce= 175 mgCOD/l
Lượng COD cần khử trong 1 ngày: m = (500 – 175) *300 * 10-3
=97.5 (kgCOD/ngy)

48. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 142
Chọn tải trọng COD của bể là: L = 3 (kg COD/m³ .ngày)
(Trang 455, XLNT đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết).
Thể tích phần xử lý yếm khí cần l:
V =
L
m
=
3
5.97
= 32.5 (m3
)
Tốc độ nước đi lên trong bể: v = 0.6 ÷ 0.9 (m/h) để đảm bảo bùn trong bể được duy trì ở trạng thái lơ
lửng.
Chọn v = 0.781 (m/h)
=> Diện tích bề mặt l:
F=
VaoV
Q
=
24*781.0
300
= 16 (m²)
=> Kích thước tiết diện bể: F=B*L= 4 * 4 = 16(m2
)
Chiều cao phần xử lý yếm khí l:
H1=
F
V
=
16
5.32
=2.031 (m) ≈2.1 (m)
Chiều cao phần lắng: H2 ≥ 1m . (Trang 195 – Tính tốn thiết kế cc cơng trình xử lý nước thải – TS. Trịnh
Xuân Lai)
=> Chọn H2 = 1.2 (m)
Chiều cao bảo vệ, chính l phần thu khí: H3=0.3 (m)
Chiều cao xây dựng của bể UASB sẽ là:
Htc= H1+ H2 + h3 = 2.1+1.2+0.3 =3.6 (m)
Trong bể thiết kế 1 ngăn lắng. Nước đi vào ngăn lắng sẽ được tách bằng các tấm chắn khí.
Tấm chắn khí đặt nghiêng một góc α (với α ≥ 550
)
Chọn α = 550
Gọi Hlắng : chiều cao toàn bộ ngăn lắng.
=> HLắng= 2 (m).
(Trang 195 – Tính tốn thiết kế cc cơng trình xử lý nước thải – TS. Trịnh Xuân Lai)
Kiểm tra: %30%89.63
6.3
3.023
≥=
+
=
+
be
lang
H
HH
(Thỏa yêu cầu)
Thời gian lưu nước trong ngăn lắng (tlắng ≥ 1 h).
Chọn tlắng= 1 giờ.
h
hm
mL
Q
HBL
Q
V
t
matthoang
langmatthoang
lang
lang 1
/5.12
)(2*4**5,0***
2
1
3
3
====
Lmặtthống=3.125 (m)
Khoảng cách từ mí trên cùng của ngăn lắng đến thành bể là: (L-Lmặtthống)/2 = (4-3.125)/2= 437
(mm)
Thời gian lưu nước trong bể (HRT = 4 ÷ 12 h) :
h
hm
m
Q
HHBL
HRT be
224.4
/5.12
)3,06.3(4*4)(
3
3
=
−
=
−×
= (Thỏa yêu cầu)
B. Tấm chắn khí và tấm hướng dịng:

49. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 143
Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí là :b
Vận tốc nước qua khe vào ngăn lắng (vqua khe = 9 ÷ 10 m/h) [1]
Chọn vqua khe = 9m/h
Ta có: hm
bmmkhe
hm
S
Q
v
khe
quakhe /9
44
/5.12 3
=
××
==
∑
→ b= 0,087m=87 mm
Trong bể UASB, ta bố trí 2 tấm hướng dòng và 4 tấm chắn khí, các tấm này đặt song song với
nhau và nghiêng so với phương ngang một góc 550
Tấm chắn khí 1:
.Dài = B = 4 m
.Rộng = m
HH
b
lang
976.0
55sin
2,12
55sin 00
2
1 =
−
=
−
=
→ Chọn rộng = 975 mm
Tấm chắn khí 2:
Đoạn xếp mí của 2 tấm chắn khí lấy bằng 0,25 m.
.Dài = B = 4 m
.Rộng = 0,25 m + 0
32
55sin
hHH −+
.Với h = b*sin(900
– 550
) = 87*sin 350
= 50 (mm)
.Rộng = b2 = )(02,2
55sin
050.03.02.1
25,0 0
mm =
−+
+
→ Chọn rộng = 2020 mm
=> Tấm hướng dòng: được đặt nghiêng so với phương ngang một góc ϕ và cách tấm chắn khí dưới
87 mm.
Khoảng cách từ đỉnh tam giác của tấm hướng dòng đến tấm chắn 1:
0000
0
2
00
12
00
1
000
765221802180
52
56
71
7155sin8755sin
5650106
5055cos*8755cos*
106
35cos
87
)5590cos(
=×−=×−=
=→==
≈×=×=
=−=−=
===
==
−
=
θϕ
θθ
a
h
tg
mmbh
mmala
mmba
mm
b
l
khe
khe
khe
Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10÷20 cm. Chọn mỗi bên nhô ra 15 cm.
mmlD 5121502106215022 =×+×=×+×=
Chiều rộng tấm hướng dòng:
mm
D
b 416
)5290sin(
2
512
)90sin(
2
003 =
−
=
−
=
θ
Chiều dài tấm hướng dòng: B = 4 m
C. Tính máng thu nước :
Chọn máng thu nước bê tông
Máng thu nước được thiết kế theo nguyên tắc máng thu của bể lắng, thiết kế 1 máng thu nước đặt giữa bể chạy
dọc theo chiều dài của bể. Vận tốc nước chảy trong máng: 0,6÷0,7 m/s (Nguyễn Ngọc Dung – Xử lý nước cấp,
NXB Xây Dựng, 1999)
Chọn Vmáng= 0,6 m/s
Diện tích mặt cắt ướt của mội máng:

50. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 144
2
3
0058,0
/6,03600
/5.12
m
sm
sm
V
Q
A
mang
=
×
==
⇒ Chọn chiều ngang máng 200 mm
chiều cao máng 200 mm
Máng bê tông cốt thép dày 65 mm, có lắp thêm máng răng cưa thép tấm không gỉ, được đặt dọc bể, giữa các tấm
chắn khí. Máng có độ dốc 1% để nước chảy dễ dàng về phần cuối máng. Tại đây có đặt ống thu nước Φ 90
bằng thép để dẫn nước sang bể Aerotank.
Máng răng cưa:
Máng tràn gồm nhiều răng cưa hình chữ V.
Chiều cao một răng cưa: 60 mm
Dài đoạn vát đỉnh răng cưa: 40 mm
Chiều cao cả thanh: 260 mm
Khe dịch chỉnh: Cách nhau 450 mm
Bề rộng khe: 12 mm
Chiều cao: 150 mm
D.Tính lượng khí sinh ra và ống thu khí :
Lượng khí sinh ra trong bể = 0.5 m 3
/kgCODloaịbỏ (Metcalf & Eddy – Waste water engineering
Treating, Diposal, Reuse, MccGraw-Hill, Third edition, 1991)
Qkhí = 0,5 m3
/kgCODloaịbỏ * 97.5kgCODloaịbỏ /ngaỳ
= 48.75 m3
/ngaỳ = 2.03125 m3
/h = 0,564 (l/s)
Trong đó lượng khí metan sinh ra chiếm 70 ÷80%
Chọn metan sinh ra chiếm 70%.
=> Lượng khí methane sinh ra = 0,35 /kgCODloaịbỏ
QCH4 = 0,35 m3
kgCODloaịbỏ * 97.5 kgCODloaịbỏ
= 34.125 (m3
/ngaỳ)
Tính ống thu khí
Chọn vận tốc khí trong ống Vkhí = 10 m/s
Đường kính ống dẫn khí :
Dkhí =
khí
khí
V
Q
**3600*24
*4
π
=
10**3600*24
75.48*4
π
= 0,0085 m = 8 mm
Chọn đường kính ống khí φ 14 ( φtrong = 8)
Kiểm tra vận tốc khí :
V khí = 2
4
xD
xQkhí
π
= 2
008,0*
00056,0*4
π
= 11,141 (m/s)
E.Tính lượng bùn sinh ra và ống xả bùn :
Lượng bùn sinh ra trong bể = 0,05 : 0,1 g VSS/g COD loaị bỏ . (Metcalf & Eddy – Waste water
engineering Treating, Diposal, Reuse, MccGraw-Hill, Third edition, 1991)
Khối lượng bùn sinh ra trong một ngày
Mbùn = 0,1 kg VSS/kg CODloại bỏ * 97.5 kg VSS/kg CODloại bỏ /ngày
=9.75 kg VSS/ngày
Theo sách “Anaerobic Sewage Treament “(Adianus C.van Haander and Gatze lettinna,trang 91 ) và
Lâm Minh Triết.
Ta có: 1 m3
bùn tương đương 260 kgVSS
Thể tích của bùn sinh ra trong một ngày
Vbùn =
P
Mbuøn
=
)/(260
)/(75.9
ngaykgVSS
ngaykgVVS
= 0,0375 m3
/ngày
Lượng bùn sinh ra trong một tháng = 0,0375 * 30 = 1.125 m3
/tháng
Chiều cao của bùn trong 1 tháng :
hbùn =
F
Vbuøn
=
4*4
125.1
= 0.070 m

51. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 145
Ống xả bùn
Chọn thời gian xả bùn 1-3 tháng một lần
Thể tích bùn sinh ra trong 3 tháng
Vbùn = 1.125 ( m3
/tháng) * 3 (tháng) = 3.375 m3
Chọn thời gian xả bùn là 3 giờ .
Lưu lượng bùn xả ra :
Qbùn =
3
375.3
= 1.125 m3
/h
Bùn xả ra nhờ áp lực thủy tĩnh thông qua 1 ống inox φ76,đặt cách đáy 400 mm, độ dốc 2%
F. Lấy mẫu :
Để kiểm tra sự hoạt động bên trong bể ,dọc theo chiều cao bể ta đặt các van lấy mẫu .Với các
mẫu thu được ở cùng 1 van ,ta có thể ước đoán lượng bùn ở độ cao đặt van đó. Dựa vào kết quả đo đạt
và quan sát màu sắc bùn ,từ đó mà có sự điều chỉnh thích hợp
Trong điều kiện ổn định , tải trọng của bùn gần như không đổi , do đó mật độ bùn tăng lên đều
đặn .Việc lấy mẫu được thực hiện đều đặn hằng ngày
Khi mở van , cần điều chỉnh sao cho bùn ra từ từ để đảm bảo thu được bùn gần giống trong bể
vì nếu mở van lớn quá thi` nước sẽ thoát ra nhiều hơn.Thể tích mẫu thường lấy 500/1000 m3
.
Bể cao 3.6 m,do đó dọc theo chiều cao bể đặt 5 van lấy mẫu , các va đặt cách nhau 0,5 m.Van
dưới cùng đặt cách đáy 0.5 m .
Chọn ống và van lấy mẫu bằng nhựa PVC cứng φ27 ( φtrong = 20 ).
G. Hệ thống phân phối nước trong bể :
Với loại bùn dạng hạt ,tải trọng > 4 kgCOD /m3
.ngày thì số điểm phân phối nước trong bể cần thõa
∼ 2 m2
trên đầu phân phối . Theo “Metcalf & Eddy – Waste water engineering Treating, Diposal, Reuse,
MccGraw-Hill, Third edition, 1991”,
Số đầu phân phối cần :
daum
x
/2
44
2
= 8 đầu
Nước từ bể tuyển nổi được bơm qua bể UASB theo đường ống chính ,phân phối đều ra 4 ống nhánh nhờ
hệ thống van và đồng hồ đo lưu lượng đặt trên từng ống .
Vận tốc nước trong ống chính ( là ống đẩy của bơm ): Vchính = 1,5 : 2,5 m/s
Chọn Vchính = 2 m/s
→ Chọn đường kính ống chính :
Dchính =
chínhV
Q
.
4
π
=
2*
)3600/5.12(*4
π
= 0.047 m =47 mm
⇒ sử dụng ống inox φ60 (φtrong = 50) làm ống chính .
Kiểm tra vận tốc nước trong ống chính
Vchính =
chínhS
Q
= 22
3
)4/(
)/(3600/83,20
m
sm
πφ
= 1.7684 m/s
Vận tốc trong ống nhánh : Vnhánh = 1 : 3 m/s
Chọn Vnhánh = 2 m/s .
Lưu lượng nước trong mỗi ống nhánh
Qnhánh =
4
Q
=
4
/5.12 3
hm
= 3.125 m3
/h
→ Đường kính ống nhánh
Dchính =
Vnhanh
Q
.
4
π
=
2*
)3600/125.3(*4
π
= 0,024 m = 24 mm
⇒ sử dụng ống inox φ27 (φtrong = 24) để dẫn nước phân phối trong UASB.
Kiểm tra vận tốc nước trong ống nhánh :
Vnhánh =
nhanhS
Q
= 22
3
)4/(
)/(3600/125.3
m
sm
πφ
= 1.919 m/s
H. Bơm :
Lưu lượng cần bơm Q = 12.5 m3
/h.
Cột áp của bơm : H = Δz + ∑h (m H2O)
Δz : khoảng cách từ mặt nước bể tuyển nổi đến mặt nước bể UASB .

52. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 146
MAËT BAÈNG BEÅ UASB
MAËT CAÉT A-A MAËT CAÉT B-B CHI TIEÁT 2
TÆ LEÄ 1/5
MAËT CAÉT C -C
MAËT BAÈNG
MAÙNG THU NÖÔÙC
TÆ LEÄ 1/5
CHI TIEÁT 1
TÆ LEÄ 1/ 5
MAÙNG RAÊNG CÖA
TÆ LEÄ 1/10
B
B
- 0.600
0.000
+6.800
+6.000
+
500
1000 1000 1000 10001000 2000 2000 2000 2000 2000 1000
30030041001600300
500
450
15
0
15
0
56
°
12
00
40
0
98014001400
1000 2000 2000 2000 2000 2000
30050005000
OÁNG THU BUØN -
HAØNH LANG COÂNG TAÙC
OÁNG THU KHÍ -
172
400
270
150
TAÁM KEÏP GIÖÕ OÁNG
BULOÂNG
200
200
100250100
150
75
ÑEÄM CAO SU
BULOÂNG M10
MAÙNG RAÊNG CÖA
ÑEÄM CAO SU
TAÁM INOX
BULOÂNG
100200100
200
507575
30
C
CAÀU THANG
OÁNG PHAÂN PHOÁI NÖÔÙC -
OÁNG THU NÖÔÙC -
OÁNG THU NÖÔÙC -
25
2500
50 480
200
60
20 60 40 KHE DÒCH CHÆNH 12mm
4000 4000 4000
12000
MAÙNG THU NÖÔÙC
CHI TIEÁT 2
CHI TIEÁT 1
C
300 300
300300
ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC KYÕ THUAÄT XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI
THIEÁT KEÁ BEÅ XÖÛ LYÙ SINH HOÏC NÖÔÙC
THAÛI NGAØNH THUOÄC DA
QUAÙCH.M.TUAÁN
NG .TAÁN PHONG
NG.VAÊN PHÖÔÙCCNBM
GVHD
SVTH
TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA
TP. HOÀ CHÍ MINH
KHOA MOÂI TRÖÔØNG
SOÁ BAÛN VEÕ: 3
CHI TIEÁT BEÅ UASB
BAÛN VEÕ SOÁ :3
6/2001
TYÛ LEÄ : 1/50
1000100010001000
Van laáy maãu
40
∑h : tổng tổn thất của bơm ,bao gồm tổn thất cục bộ ,tổn thất dọc đường ống ,tổn thất qua lớp bùn lơ
lửng trong bể UASB.
Một cách gần đúng ,chọn Δz = 4 m H2O
∑h = 7 m H2O
⇒ H = 4+ 7 = 11 m H2O
Công suất yêu cầu trên trục bơm :
N =
η.1000
... HgpQ
=
8.0*1000
11*/81.9*/1000*)3600/5.12( 233
msmmkgm
= 0,468 kw
Vậy chọn bơm ly tâm công suất 0.75 kw= 1 (HP )
Ví dụ áp dụng 2. Tính bể UASB cho công trình xư lý NT có các thong số cho trong bài
1) Hiệu quả xử lý COD, BOD của UASB là 75% (tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải,
Trịnh Xuân Lai, 2001)
BODra= 1367 - (1367*75%)= 342 mg/l
- Hiệu quả xử lý COD.
CODra= 2236 - (2236*75%)= 517 mg/l
- Hiệu quả xử lý N, P:
Tỷ lệ BOD : N : P trong bể UASB tốt nhất = 350 : 5 : 1.
Nồng độc BOD bị khử: 1367*0.75 = 1025.25mg/l
Nồng độ N bị khử tương ứng: lmg /17
350
5*25.1025
==
Nồng độ P bị khử tương ứng: lmg /3
350
1*25.1025
==
lmgNra /9417111 =−=
lmgPra /24327 =−=

53. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 147
- Lượng COD cần khử mổi ngày.
G = 1000m3
*(75%*2236)=1677 kgCOD/ngày
- Tải trọng khử COD của bể, theo quy phạm từ 4 - 18 kg COD/m3
. ngày.Chọn a=7 kgCOD/ngày.
2) Thể tích xử lý yếm khí cần thiết.
3
240
7
1677
m
a
G
V ===
3) Để giữ lớp bùn ở trạng thái lơ lững tốc độ nước dâng trong bể khoảng
0,6-0,9m/h (Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai,2001 ).
Chọn v = 0,9m3
/h
- Diện tích bể cần thiết
3.46
9.0*24
1000
===
v
Q
F m2
4) Chiều cao cần xử lý yếm khí.
m
F
V
H 2.5
3.46
240
1 ===
5) Tổng chiều cao bể.
H=H1+H2+H3
H1: chiều cao cần phải xử lý yếm khí.
H2: Chiều cao vùng lắng, chiều cao này phải lớn hơn 1 để đảm bảo không gian an toàn cho vùng lắng. Chọn
H2=1,5m
H3: Chiều cao dự trữ chọn 0,3m
=> H=5.2+1,5+0,3= 7 m.
6) Kiểm tra thời gian lưu nước.
24
V
T h
Q
= ∗
Với V=H*F= 7*46.3=324.1 (m3
).
=> hT 78.724*
1000
1.324
==
7) Kích thước bể:
Với diện tích F= 46.3 m2
, chiều cao tổng cộng H=7 m
chiều dài bể L=8m
Chiều rộng bể B=5.9m
8) Nước khi vào ngăn lắng sẽ được tách khí bằng các tấm chắn khí đặt nghiêng so với phương ngang
một góc 45-600
. Chọn 500
2
50 30
B
HH
tg lang +
= 2*500
3 BtgHHlang =+
=>Hlắng=3.46 – 0,3 = 3.16m, >30% so với chiều cao bể nên thỏa mãn điều kiện thiết kế.
9) Trong bể lắp 1 tấm hướng dòng.
Với một tấm hướng dòng lắp 4 tấm chắn khí, đặt theo hình chữ V, mỗi bên đặt 2 tấm, các tấm nầy đặt
song song với nhau và nghiêng so với phương ngang 1 góc 500
.
Chọn khe hở các tấm chắn nầy bằng nhau.

54. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 148
Tổng diện tích các khe hở chiếm 15-20% tổng diện tích bể.
Chọn Fkhe=0,15Fbể
Trong ngăn có 4 khe hở, diện tích mỗi khe.
2
74.1
4
3.46*15.0*15.0
m
sokhe
F
F be
khe ===
Khoảng cách (bề rộng) giữa các khe hở.
m
sokhe
F
l khe
435.0
4
77.1
===
10) Tấm chắn khí 1.
Chiều dài l1=L=8m
Chiều rộng b1.
m
HH
b lang
17.2
50sin
5.116.3
50sin 00
2
1 =
−
=
−
=
11) Tấm chắn khí 2:
Chiều dài l2= L = 8m
Chiều rộng b2
mmh 280)5090sin(*435 =−=
Độ dài tấm b2 chồng lên b1 chọn 400mm
m
hHH
b 38.2
50sin
280.03.05.1
400
50sin
400 32
2 =
−+
+=
−+
+=
12) Tấm hướng dòng được đặt nghiêng so với phương ngang 1 góc 500
và cách tấm chắn khí 1 là 435mm
Khoảng cách giữa hai tấm chắn khí là L=4X.
Với X=435*cos 500
=280mm
=>L=4X=4*280=1119mm ≈1.12m
laéngH3
T m h ng
dòng
T m ch n
khí 1
T m ch n
khí 2
435

55. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 149
Tấm hướng dòng có chức năng chặn bùn đi lên phần xử lý yếm khí lên phần lắng nên độ rộng đáy D
giữa hai tấm hướng dòng phải lớn hơn L.
Đoạn nhô ra của tấm hướng dòng nằm bên dưới khe hở từ 10-20cm, chọn mổi bên nhô ra 20cm.
=>D=1120+400=1520m
Chọn D=1520m
Chiều rộng tấm hướng dòng mm
CosCos
D
1182
50
2
1520
50
2
00
===
13) Tính toán ống phân phối nước:
Vận tốc nước chảy trong đường ống chính dao động từ 0.8-2m/s.Chọn vống=1m/s
Đường kính ống chính:
mmm
v
Q
D
ong
ongchinh 122122.0
3600*24*1*14.3
1000*4
3600*24**14.3
*4
====
Vậy chọn ống chính là thép không gỉ có đường kính 125mm.
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống:
sm
D
Q
v
ongchinh
ong /943.0
3600*24*14.3*
*4
2
== , gần bằng 1m/s (thỏa).
14) Hệ thống đầu phân phối nước:
Bể UASB được thiết kế có tổng cộng 15 đầu phân phối nước.
Kiểm tra diện tích trung bình của 1 đầu phân phối nước:
2
1.3
15
8.5*8
man == (nằm trong khoảng cho phép từ 2-5m2
/đầu.)
15) Đường kính ống nhánh

56. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 150
Chọn vận tốc nước chảy trong ống nhánh vnhánh= 1.5m/s.
Chọn 5 ống nhánh để phân phối nước vào bể. Các ống này đặt vuông góc chiều dài bể. Mỗi ống cách nhau 1.6m,
2 ống sát tường đặt cách tường 0.8m.
Đường kính ống nhánh:
mmm
v
Q
D
ongnhanh
ongnhanh
ongnhanh 44044.0
24*3600*5.1*14.3
5
1000*4
3600*24**14.3
*4
====
Chọn đường kính ống nhánh Dong nhanh= 45mm.
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống nhánh:
sm
D
Q
v
ongnhanh
ongnhanh
ongnhanh /46.1
3600*24*14.3*
*4
2
==
16) Lổ phân phối nước:
Tổng cộng có 15 đầu phân phối nước trên 5 ống nhánh.
một ống nhánh sẽ có 3 đầu phân phối nước.
Tại 1 đầu phân phối nước bố trí 2 lổ theo 2 phía của đường ống..
Lưu lượng qua lỗ phân phối: ./333.33
6
200
6
3
ngàym
Q
Q ongnhanh
phanphoi ===
Đường kính lổ phân phối:
mmm
v
Q
D
phanphoi
phanphoi
lo 18018.0
3600*24*5.1*14.3
6
200*4
3600*24**14.3
*4
====
Vận tốc nước qua lổ phân phối = 1.5m/s.
lổ phân phối có đường kính 18mm.
Các ống phân phối nước đặt cách đáy 20cm.
17) Tính lượng khí sinh ra
Lượng khí sinh ra trong bể tương đương: 0.5m3
/1kgCODloại bỏ
Thể tích khí sinh ra trong ngày:
./5.8381677*5.0 3
ngàymVkhí ==
Lượng khí metan sinh ra tương đương 0.35m3
/1kgCODloại bỏ
Thể tích khí metan sinh ra: ./95.5861677*35.0 3
tan ngàymVkhíme ==
18) Đường kính ống thu khí:
Vận tốc khí trong ống từ 10-15m/s.
Chọn vận tốc khí trong ống 10m/s.
Lắp 2 ống dẫn khí 2 bên thành bể
Đường kính ống dẫn khí:
m
v
Q
D
khi
khi
khi 025.0
3600*24*10*14.3
25.419*4
3600*24**14.3
2
*4
===
Chọn đường kính ống dẫn khí 50mm.
19) Lượng bùn sinh ra:

57. Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trang 151
Lượng bùn sinh ra tron bể tương đương 0.05-0.1gVSS/gCODloai bo.
Khối lượng bùn sinh ra trong 1 ngày:
./7.167*1677*1.0 ngaykgVSSMbun ==
Theo quy phạm: 1m3
bùn tương đương 260kg VSS.
Thể tích bùn sinh ra trong 1 ngày:
ngaymVbun /645.0
260
7.167 3
==
Chọn thời gian lưu bùn là 3 tháng:
Lượng bùn sinh ra trong 3 tháng = 0.645*30*3= 58 m3
Chiều cao bùn trong 3 tháng: = m24.1
3.46
58
=
20) Đường kính ống thu bùn:
Chọn thời gian xả cặn là 120 phút.
Lượng cặn đi vào ống thu bùn trong 120 phút: = sm /008.0
60*120
58 3
=
Bố trí 3 ống thu bùn, các ống này đặt vuông góc với chiều rộng bể, mỗi ống cách nhau 1.94m, 2 ống sát
tường cách tường 0.96m
Vận tốc bùn trong ống chọn 0.5m/s.
Diện tích ống xả cặn:
2
0054.0
5.0*3
008.0
mFbun ==
Đường kính ống thu bùn: mmm
S
D 830083.0
14.3
0054.0*4
14.3
*4
====
Chọn đường kính ống 85mm
21) Số lổ đục trên ống thu bùn:
Chọn tốc độ bùn qua lổ v = 0.5m/s
Chọn đường kính lỗ dlo= 30mm.
diện tích lỗ:
2
22
0071.0
4
03.0*14.3
4
*14.3
m
d
f lo
lo ===
Tổng diện tích lỗ trên 1 ống xả cặn:
2
0054.0
5.0*3
008.0
mFlo ==
Số lổ trên 1 ống: 6.7
00071.0
0054.0
===
lo
lo
f
F
n
Chọn số lỗ trên 1 ống 8.
3 ống sẽ có 24 lỗ.
22) Đường kính ống thu bùn trung tâm:
Chọn vận tốc 0.3m/s
Đường kính ống thu bùn: mmD 185
3.0*14.3
008.0*4
==
Theo TCXD 51-84, đường kính ống thu bùn tối thiểu 200mm. Chọn đường kính ống trung tâm là 200mm.
23) Máng thu nước: