Ôn tập môn học: Xử lý nước thải

ÔN TẬP MÔN HỌC: XỬ LÝ NƯỚC THẢI Câu 1:Các quá trình hoà tan và tiêu thụ ôxy trong nước thải. Các chỉ tiêu BOD và COD của NTSH. Trả lời: Quá trình hoà tan và tiêu thụ ôxy trong nước thải. Các điều kiện cần có để xử lý nước thải : + Phải có O2 để ôxy hoá hiếu khí các chất bẩn hữu cơ. - Nguồn cung cấp O2 : không khí. - Quá trình diễn ra : - hoà tan ôxy (cung) - tiêu thụ ôxy (cầu). + Sự có mặt của vi sinh vật. * Diễn biến của quá trình khoáng hoá (ôxy hoá sinh hoá) các chất bẩn hữu cơ Quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ diễn ra được là nhờ tác dụng của vi sinh vật khoáng hoá và còn gọi là quá trình ôxy hoá sinh hoá. Trong quá trình này các vi khuẩn sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn thức ăn để thu nhận năng lượng và tổng hợp sinh khối.Có hai loại vi khuẩn: -Vi khuẩn yêu cầu ôxy tự do để oxy hoá các chất hữu cơ -Vi khuẩn không cần ôxy tự do để oxy hoá các chất hữu cơ Quá trình khoàn hoá chất hữu cơ nhờ ôxy sinh hoá diễn ra theo 2 giai đoạn: - Giai đoạn 1 : ôxy hoá các chất hữu cơ chứa C. - Giai đoạn 2 : ôxy hoá các chất hữu cơ chứa N. * Quy luật của quá trình tiêu thụ ôxy (ôxy hoá) Tốc độ ôxy hoá (hay tốc độ tiêu thụ ôxy), với nhiệt độ không đổi, ở mỗi thời điểm nhất định, tỷ lệ thuận với lượng các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải. Diễn giải quy luật : Lt = La - Xt. La - lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá toàn bộ lượng chất hữu cơ trong nước thải ở thời điểm đầu. Xt - lượng ôxy đã tiêu thụ sau thời gian t. Lt - lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá các chất bẩn hữu cơ còn lại sau thời gian t. Biểu thị quy luật : = k1’ (La - Xt) Þ - ln (La - Xt) = k1’t +C Điều kiện biên : t = 0 Þ Xt = 0. C = - ln La. Þ ln (La - Xt) = - k1’t + ln La Đặt k1 = k1’ lge = k1’ ´ 0,434 Þ k1’ = = k1 ´ ln 10 Lt = La - Xt = La ´ 10 (1) Xt = La – Lt = La ´ (1 - 10) (2) k1 - hằng số tốc độ tiêu thụ ôxy. Như vậy nếu không có chất hữu cơ thêm vào thì trong quá trình ôxy hoá, tốc độ ôxy hoá sẽ giảm dần theo thời gian. Các yếu tố ảnh hưởng : * Nhiệt độ : k1 = f (To) nếu To tăng thì k1 tăng. k1 (T2) = k1 (T1) ´ 1,047 T2 - T1 k1 (T1), k1 (T2) - hằng số tốc độ tiêu thụ ôxy ở nhiệt độ T1 và T2. Công thức này chỉ áp dụng với To trong khoảng 10 oC - 30 oC. nếu T1 = 20 oC : k1 (T2) = k1 (20 oC) ´ 1,047 T2 -20 oC k1 (20 oC) = 0,1. Đối với các loại nước thải khác nhau thì giá trị k1 sẽ khác nhau, tuỳ thuộc tính chất nước thải. Lượng ôxy tiêu thụ tổng cộng La cũng phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải : La (T) = La (20 oC) ´ (0,02T + 0,6)(công thức thực nghiệm) * Thời gian cần thiết để giảm lượng ôxy tiêu thụ từ La ® Lt : t = (ngđ) (k1 = ngđ-1) Nếu Lt = 0 ® t = ¥ (Phân tích - bình luận) * Quy luật của hoà tan ôxy - Sự hoà tan chất khí trong nước - các yếu tố ảnh hưởng : T o, áp suất,điều kiện khuấy trộn bề mặt tiếp xúc. - Quy luật : Tốc độ hoà tan ôxy trong nước ở mỗi thời điểm nhất định tỷ lệ nghịch với độ bão hoà ôxy và tỷ lệ thuận với độ thiếu hụt ôxy. - Biểu thị độ thiếu hụt : phần mười, % hoặc mg/l. Da = độ thiếu hụt ôxy lúc ban đầu,mg/l ; Dt = độ thiếu hụt ôxy của nước sau thời gian t, ngđ. Dt = Da ´ 10 Các yếu tố ảnh hưởng đến k2 : To = 20 oC ® k2 = 0,2/ngđ. To tăng thì k2 tăng. Song thực tế tốc độ hoà tan ôxy không thay đổi lắm nên khi tính toán quá trình hoà tan ôxy, không cần phải điều chỉnh k2 theo nhiệt độ. *Khi xả nước thải vào nơi tiếp nhận, do nước thải có nhiều chất hữu cơ ® các VK oxy hoá chất hữu cơ làm thiếu một lượng ôxy® xảy ra hiện tượng khuyếch tán oxy từ ngoài vào trong nước qua bề mặt, quá trình tiêu thụ oxy được đặc trưng bởi mô hình Phelp-Streeter . - Đối với quá trình tiêu thụ oxy: hay Lt= (1) - Đối với quá trình tổng hợp hoà tan và tiêu thụ oxy: (2) Lấy tích phân 2 vế ph.trình (2) được: Dt= Trong đó: Da- Độ thiếu hụt oxy ban đầu, mg/l; Dt- Độ thiếu hụt oxy ở thời điểm t, mg/l; k1- Tốc độ hoà tan, ngày -1; La- BOD ban đầu của nước sông và nước thải, mg/l; Lt-BOD của nước sông và nước thải sau thời gian t, mg/l. ® Thời gian tới hạn của nước thải ( từ khi bắt đầu tiêu thụ oxy tới khi nồng độ oxy hoà tan nhỏ nhất). Nếu kể đến số lần pha loãng n, sự giảm BOD trong hỗn hợp nước sông và nước thải sau thời gian t: Lt=Lng. Trong đó: Lng- BOD trong nước nguồn tại thời điểm trước khi xả nước thải; Lbs- BOD bổ sung trong nước thải trong thời gian t . Trong tính toán k1,ng và k1,nth (hh nước thải và nước nguồn) lấy giống nhau ở cùng một nhiệt độ để dễ tính, ở 200C thì k1,ng =k1,nth = 0,1 ngày-1; b-Các chỉ tiêu BOD,COD của nước thải sinh hoạt Nhu cầu oxy hoá học (Chemical Oxygen Demand- COD) là lượng oxy hóa hoá học các chất hữu cơ thông qua các chất oxy hoá mạnh như pemanganat (MnO4) hoặc dicromat (Cr2) trong môi trường axit. Đối với nước thải sinh hoạt, không quá 65% hàm lượng chất hữu cơ được oxy hoá theo phương pháp penmanganat. Vì vậy người ta thường phân tích COD của nước thải theo phương pháp dicromat. Phương trình phản ứng: Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical Oxygen Demand-BOD) là lượng oxy yêu cầu để lượng vi khuẩn oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Thông thường trong nước thải sinh hoạt ở điều kiện 20oC sau 5 ngày lượng oxy tiêu thụ chủ yếu cho oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ chứa các bon (BOD5) và sau 20 ngày lượng oxy tiêu thụ cho quá trình sinh hoá là ổn định (BOD20). Mối quan hệ gần đúng giữa các nhu cầu oxy trong nước thải sinh hoạt có thể xác định gần đúng theo tỷ lệ sau: ThOD: Câu 2: Các công trình và thiết bị trong dây chuyền xử lý bùn cặn bằng phương pháp cơ học. Trả lời:*Mục đích: loại các tạp chất lớn và các chất vô cơ ra khỏi nước thải để không ảnh hưởng đến biện pháp xử lý sinh học tiếp. Trong phương pháp này thường ứng dụng các công trình sau đây: Song chắn rác:Để loại các loại rác và các tạp chất có kích thước lớn hơn 5 mm thường ứng dụng song chắn rác, còn các tạp chất nhỏ hơn 5 mm thường ứng dụng lưới chắn. Bể lắng cát: Bể lắng cát được ứng dụng để loại các tạp chất vô cơ và chủ yếu là cát trong nước thải. Bể vớt mỡ, dầu, dầu mỏ: Các loại công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp, nhằm để loại các tạp chất nhẹ hơn nước: mỡ, dầu mỏ... và tất cả các dạng chất nổi khác. Đối với nước thải sinh hoạt, khi hàm lượng mỡ không cao thường việc vớt mỡ không thực hiện ở bể vớt mỡ mà thực hiện ngay bể lắng nhờ các thanh gạt bố trí ngay trong bể lắng. Bể lắng:Bể lắng được ứng dụng để loại các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước. Các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy bể, còn chất lơ lửng có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước. Bể lắng được chia làm ba loại: - Bể lắng ngang trên mặt bằng có dạng hình chữ nhật. Quá trình lắng được thực hiện theo phương chuyển động ngang của nước thải với tốc độ tính toán tương ứng. - Bể lắng đứng trên mặt bằng thường có dạng hình tròn hoặc hình vuông. Quá trình lắng được thực hiện theo phương thẳng đứng ngược chiều với chiều chuyển động của nước thải. - Bể lắng li tâm trên mặt bằng thường có dạng hình tròn, quá trình lắng chất lơ lửng xảy ra tương tự như ở bể lắng ngang, nhưng khác ở chỗ nước thải chuyển động từ tâm ra xung quanh. Bể lọc: Bể lọc được ứng dụng để loại các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bé bằng cách lọc chúng qua lưới lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc. Công trình này chỉ ứng dụng để xử lý một vài loại nước thải công nghiệp. Trường hợp khi mức độ cần thiết làm sạch nước thải không cao lắm (40 - 60 %) và các điều kiện vệ sinh cho phép thì phương pháp xử lý cơ học giữ vai trò chính trong trạm xử lý. Trong những trường hợp khác, phương pháp xử lý cơ học chỉ là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi xử lý sinh hoá (sinh học). Phương pháp xử lý cơ học có thể loại được đến 60 % các tạp chất không hoà tan trong nước thải sinh hoạt và có thể làm giảm BOD đến 20 %. Để tăng hiệu suất làm việc của phương pháp xử lý cơ học có thể ứng dụng nhiều biện pháp tăng cường quá trình lắng trong các công trình tương ứng: bể làm thoáng có bùn hoạt tính dư, bể làm thoáng không có bùn hoạt tính dư (hiệu suất lắng có thể đạt 60 - 65 %) hoặc bể đông tụ sinh vật (hiệu suất lắng đạt đến 75 % và hàm lượng BOD giảm đến 40 - 45 %). * Xử lý cặn trong nước thải phương pháp sinh học yếm khí Trong quá trình xử lý nước thải, bằng bất kỳ phương pháp nào cũng có tạo nên một lượng cặn đáng kể. Các chất không hoà tan ở bể lắng đợt I được gọi là cặn tươi. Còn cặn lắng sau giai đoạn xử lý sinh học được gọi là màng vi sinh (nếu dùng biôphin) và bùn hoạt tính (nếu dùng aêrôten) cặn hay bị giữ lại ở bể lắng đợt II. Nói chung, các loại cặn trên đều có mùi hôi thối khó chịu (nhất là cặn tươi) và đó là sự biểu hiện trạng thái nguy hiểm về phương diện vệ sinh. Do vậy mà cặn nhất thiết phải được xử lý thích đáng. Để giảm hàm lượng các chất hữu cơ trong cặn và để đạt được các chỉ tiêu về mặt vệ sinh trong thực tế thường ứng dụng phương pháp xử lý sinh học yếm khí trong các công trình tương ứng: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ và bể mêtan. Bể tự hoại và bể lắng hai vỏ hoàn thành đồng thời hai chức năng: - Tách các chất không hoà tan ra khỏi nước thải dưới dạng lắng - Lên men cặn lắng. Tuy nhiên về cường độ của quá trình yếm khí ở bể lắng hai vỏ cao hơn. Bể mêtan là loại công trình hiện đại chỉ ứng dụng để chế biến lên men cặn. Đôi khi loại công trình này còn được ứng dụng để xử lý sơ bộ nước thải có nồng độ lớn. Để giảm độ ẩm của cặn đã lên men, cũng như để giảm thể tích của chúng thường ứng dụng các công trình như : hồ chứa bùn (đối với trạm xử lý không lớn lắm), sân phơi bùn và thiết bị sấy khô cặn cơ giới: lọc chân không, lọc ép... Khi lượng cặn khá lớn, có thể ứng dụng phương pháp sấy khô cặn bằng nhiệt. Việc lựa chọn các phương án xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp cũng như khi tìm vị trí đặt trạm xử lý, điều trước tiên cần phải nghĩ đến khả năng ứng dụng nước thải và cặn vào mục đích phát triển nông nghiệp. Câu 3:Bể aeroten: sơ đồ cấu tạo. nguyên tắc làm việc và phạm vi ứng dụng. Trả lời: * Sơ đồ cấu tạo: * Nguyên tắc làm việc:- BÓ ho¹t ®éng dùa trªn nguyªn t¾c sö dông c¸c qu¸ tr×nh «xy ho¸ sinh ho¸ c¸c chÊt bÈn h÷u c¬ trong n­íc th¶i. - Vai trß chñ ®¹o lµ nh÷ng vi sinh vËt mµ chñ yÕu lµ vi khuÈn hiÕu khÝ, tËp hîp nh÷ng vi sinh vËt ®ã ®­îc gäi lµ bïn ho¹t ho¸ (bïn ho¹t tÝnh) - Trong bÓ Aeroten, n­íc th¶i vµ bïn ho¹t ho¸ ®­îc tiÕp xóc víi nhau, ®Ó tiÕp xóc ng­êi ta ph¶i liªn tôc khuÊy trén ®ång thêi ph¶i th­êng xuyªn cung cÊp «xy. Do vËy ng­êi ta th­êng sö dông kh«ng khÝ nÐn ®Ó ®¶m b¶o c¶ 2 chøc n¨ng: KhuÊy trén vµ cung cÊp «xy. Ngoµi ra ng­êi ta cã thÓ sö dông c¸c thiÕt bÞ c¬ giíi vµ lµm tho¸ng bÒ mÆt hoÆc c¸c c¸nh qu¹t ch©n vÞt kÕt hîp víi c¸c èng cung cÊp «xy. Víi c¸c tr¹m nhá ng­êi ta dïng PA c¬ khÝ. Víi c¸c tr¹m lín ng­êi ta dïng PA khÝ nÐn. - BÓ th­êng ®­îc x©y dùng b»ng bª t«ng cèt thÐp. ChiÒu s©u cña bÓ th­êng b»ng 2 ¸5m; - ChiÒu réng cña bÓ b=2¸8m, tØ lÖ b/h tèt nhÊt lµ 1¸1, *Phạm vi ứng dụng: Các công trình XLNT theo nguyên lý bùn hoạt tính dùng để sử lý sinh học hoàn toàn hay không hoàn toàn, công suất của trạm>10000m3/ngđ. Yêu cầu của công trình phải có trạm khí nén và trạm bơm. Dùng cho trạm có công suất lớn và giá thành điện rẻ. -Aeroten không có ngăn tái sinh bùn dùng để xử lý sinh học hoàn toàn -Aeroten có ngăn tái sinh bùn dùng dể xử lý sinh học không hoàn toàn nước thải khi BOD yêu cầu giảm đi 40-80% hoặc xử lý sinh học hoàn toàn một số loại nước thải công nghiệp , hỗn hợp nước thải sinh hoạt và công nghiệp có chứa chất độc hại cho các vi khuẩn hiếu khí. Câu 4: Xác định mức độ XLNT cần thiết theo chất lơ lửng, BOD Trả lời:*. Xác định mức độ cần thiết làm sạch nước thải theo hàm lượng chất lơ lửng Do thực tế sông hồ nước ta có hàm lượng cặn lơ lửng lớn hơn TCVN ®người ta xác định mức độ cần thiết làm sạch dựa vào việc quy định hàm lượng chất lơ lửng không được tăng lên quá 1 giới hạn nào đó. Phương trình cân đối vật chất: a.Q.b + q.m = (a.Q +q ) (b + p) +m - lượng chất lơ lửng giới hạn cho phép trong nước thải trước khi xả ra sông, được xác định từ : m = p(+1) + b +p - hàm lượng chất lơ lửng tăng cho phép sau khi xả nước thải vào nguồn (phụ thuộc vào loại nguồn nước),g/m3 ;(lấy theo TCVN51-84) +b - hàm lượng chất lơ lửng trong nguồn nước trước khi xả nước thải, g/m3 ; +a - hệ số xáo trộn ; +Q - lưu lượng nước nguồn (trung bình tháng nhỏ nhất) m3/sec ; +q - Lưu lượng nước thải, m3/sec ; Mức độ cần thiết làm sạch theo hàm lượng chất lơ lửng D: Ess = 100% C-hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải trước khi xử lý (nồng độ bẩn ban đầu của nước thải) g/m3 ; mg/l *. Xác định mức độ cần thiết làm sạch nước thải theo BOD Mức độ cần thiết làm sạch nước thải theo BOD được xác định theo 2 đk cần và 1 đk đủ: - Đk cần: + Xả nước thải thế nào để đến điểm tính toán nồng độ chất bẩn < nồng độ cho phép; + Lượng oxy hoà tan ở điểm tính toán không được giảm quá mức cho phép. - ĐK đủ: Nồng độ chất bẩn ở điểm xả phải nhỏ hơn giới hạn cho phép của các TCVN Có thể tính theo BOD5 hoặc BOD20 . - Theo BOD5 cho phép của hỗn hợp nước thải và nước sông. £ Lcf mg/l O2 a.Q.LS + qLT = (a.Q +q ).Ls+T Trong đó : Ls -BOD5 của nước sông trước chỗ xả nước thải (g/m3) LT -BOD5 của nước thải (g/m3) Ls+T -BOD5 của hỗn hợp nước sông và nước thải lúc ban đầu (g/m3) Giải phương trình trên ta được : LT = Từ công thức chung ta lại có : Lcf – BOD5 cho phép của hỗn hợp nước thải và nước nguồn, phụ thuộc vào loại nguồn nhận nước thải, tra PL QP TCVN 51:1984. LT = D = .100%. k1 (To) = k1(20oC) ´ 1,047T - 20 T = nhiệt độ nước sông về mùa hè. t = (ngđ) Đối với hỗn hợp nước thải và nước sông k1 (20) = 0,1 có thể chọn k1 theo bảng. Câu 5: Bể lọc sinh học cao tải:Sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, phạm vi ứng dụng Trả lời:* Sơ đồ cấu tạo *Nguyên tắc làm việc:BÓ läc sinh häc lµ bÓ cã d¹ng h×nh trßn trªn mÆt b»ng trong ®ã n­íc th¶i ®­îc ph©n phèi ®Òu trªn bÒ mÆt líp VLL. Sau ®ã n­íc ®­îc ch¶y qua lç rçng cña c¸c h¹t vËt liÖu. Qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ c¸c chÊt bÈn còng t­¬ng tù nh­ XLNT trªn ®Êt. §Çu tiªn c¸c h¹t l¬ löng vµ keo sÏ dÝnh b¸m vµo bÒ mÆt c¸c h¹t vËt liÖu läc. Sau 20 ¸30 ngµy sÏ h×nh thµnh mét líp mµng sinh häc trªn bÒ mÆt c¸c h¹t VLL (chiÒu dµy cña líp mµng sinh häc kho¶ng 1¸2mm). §Õn l­ît m×nh mµng sinh häc l¹i hÊp phô nh÷ng chÊt bÈn d¹ng l¬ löng kh«ng l¾ng ®­îc, d¹ng keo vµ tan tõ trong n­íc th¶i. Sau ®ã c¸c chÊt bÈn l¹i thÈm thÊu vµo bªn trong c¸c tÕ bµo vi khuÈn ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh «xy ho¸. KÕt qu¶: N­íc ra khái líp vËt liÖu läc ®­îc lµm s¹ch. Qu¸ tr×nh cø thÕ diÔn ra. Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng mµng sinh häc sÏ dÇn dÇn bÞ l·o ho¸ vµ bÞ trãc khái bÒ mÆt c¸c h¹t VL nhê c¸c ®ît n­íc míi t­íi vµo. Vµ v× vËy n­íc sau khi ra khái bÓ läc sinh häc nã chøa c¸c chÊt l¬ löng, ®Ó t¸ch khái n­íc ng­êi ta ph¶i dïng bÓ l¾ng hai sau bÓ läc sinh häc. Nh­ vËy bÓ läc sinh häc sÏ gåm 3 bé phËn chÝnh: (1): HÖ thèng ph©n phèi n­íc. (2): Líp VLL. (3): HÖ thèng thu n­íc. - S¶n phÈm cña qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt kÞ khÝ: CO2,H2S, CH4. - S¶n phÈm cña qu¸ tr×nh ph©n huû cña líp vá mµng sinh häc ® §iÒu kiÖn chñ ®¹o cña qu¸ tr×nh lµ chøa O2. *Phạm vi ứng dụng: Bể Biophin cao tải dùng để xử lý sinh học hiếu khí nước thải với tải trọng thuỷ lực từ 10-30m3nước thải/m2 bề mặt bể .ngày. Bể dùng để XLNT sinh hoạt hoặc các loại nước thải khác có thành phần tính chất tương tự , công suất từ 500- hàng chục nghìn m3 trong ngày. Tải trọng chất bẩn hữu cơ theo BOD5 của bể thường từ 0,2-1,5kgBOD/m3ngày. Bể hoạt động hiệu quả khi BOD của nước thải dưới 300mg/l Câu 6: Tính toán bể nén bùn và sân phơi bùn A-BÓ nÐn bïn Trả lời:Bïn gi÷ l¹i bÓ l¾ng 2 cã ®é Èm 99 - 99,2%. PhÇn lín bïn qua t¸i sinh, vÒ aªr«ten - bïn tuÇn hoµn. Do ho¹t ®éng VSV, bïn liªn tôc t¨ng - bïn d­, t¸ch khái bïn tuÇn hoµn, xö lý ë bÓ mªtan, tr¹m lµm kh« cÆn, dïng cho n«ng nghiÖp. §­a vÒ bÓ mªtan l­îng lín bïn d­ cã ®é Èm cao kh«ng kinh tÕ ® nÐn bïn gi¶m ®é Èm. Tr¹m xö lý cã aªr«ten lín hiÖn ®¹i nhÊt thiÕt ph¶i cã bÓ nÐn bïn. L­îng bïn d­ phô thuéc hµm l­îng SS, hoµ tan (h÷u c¬), hiÖu suÊt l¾ng bÓ l¾ng 1: bÓ l¾ng 1 lµm viÖc tèt, l­îng bïn d­ Ýt. L­îng bïn d­ ë aªr«ten chän theo b¶ng L­îng bïn d­ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Karpinski A.A: p = a C1 - b (6-107) p - hµm l­îng bïn d­ - mg/l a - hÖ sè = 1,25 - 1,35 (trung b×nh 1,3) : lµm s¹ch hoµn toµn, 1,0 - 1,2 (trung b×nh 1,1) : lµm s¹ch kh«ng hoµn toµn C1 - hµm l­îng chÊt l¬ löng sau l¾ng 1 - mg/l b - hµm l­îng chÊt l¬ löng (bïn ho¹t ho¸) sau l¾ng 2 - mg/l L­îng bïn tèi ®a: Pmax = K . p (mg/l) (6-108) K - hÖ sè kh«ng ®iÒu hoµ th¸ng cña bïn d­, K = 1,15 - 1,2 TÝnh to¸n bÓ theo l­u l­îng giê tèi ®a bïn d­ : Pmax . Q qmax = ------------ (m3/h) (6-109) 24 . C Pmax - hµm l­îng bïn d­ tèi ®a - g/m3 Q - l­u l­îng n­íc th¶i - m3/ng®. C - nång ®é bïn d­ sau nÐn - g/m3 C¸c lo¹i bÓ nÐn : ®øng, ly t©m. §øng : tr¹m xö lý lµm s¹ch kh«ng hoµn toµn, bïn nÆng h¬n. TÝnh to¸n nh­ bÓ l¾ng 1, 2. Nång ®é bïn d­, thêi gian nÐn (l¾ng), tèc ®é n­íc vïng l¾ng theo b¶ng 6-24. L­îng n­íc tèi ®a t¸ch ra sau nÐn: P1 - P2 qn = qmax ------------ (m3/h) (6-110) 100 - P2 P1 - ®é Èm bïn tr­íc nÐn, P1 = 99,2% P2 - ®é Èm bïn sau nÐn, theo b¶ng 6-24. Dung tÝch phÇn bïn cña bÓ lµ: 100 - P1 tb Wb = qmax ----------- . ---- (6-111) 100 - P2 n n - sè bÓ nÐn bïn tb - thêi gian bïn l­u l¹i trong bÓ: mçi ca x¶ 1 lÇn tb = 8 h BÓ nÐn bïn vu«ng: x©y nhiÒu hè thu bïn. Gãc nghiªng t­êng phÇn h×nh chãp, nãn ³ 50o bïn dÔ tr­ît. Ly t©m : XL sinh häc hoµn toµn, ®é Èm bïn sau nÐn 97% ; ®øng 98%. DiÖn tÝch h÷u Ých bÓ nÐn ly t©m tÝnh theo qmax , qo - t¶i träng bÒ mÆt bÓ nÐn bïn (m3/m2h) phô thuéc nång ®é bïn C tr­íc nÐn. C = 2-3 g/l : qo = 0,5 m3/m2h C = 5-8 g/l : qo = 0,3 m3/m2h D bÓ tÝnh nh­ bÓ l¾ng ®øng. H c«ng t¸c bÓ nÐn ly t©m: H = qo .t (m) (6-112) t - thêi gian nÐn bïn, theo b¶ng 6-24. ChiÒu cao tæng céng cña bÓ: Htc = H + hb + h (6-113) hb - chiÒu cao líp bïn, hb = 0,3 m : thanh g¹t hb = 0,7 m : vßi hót h - chiÒu cao tõ mÆt n­íc ®Õn ®Ønh t­êng Bïn x¶ liªn tôc. V quay thanh g¹t trßn 0,75-4 vßng/h, hÖ thèng hót 1 vßng/h i = 0,03 t©m - xung quanh : hÖ thèng vßi hót, i = 0,01 xung quanh - t©m : thanh g¹t. BÓ nÐn bïn theo nguyªn t¾c tuyÓn næi: b¬m ly t©m 3,4 - 4 at ®­a bïn d­ vµo bÓ tuyÓn næi. Kh«ng khÝ hoµ tan trong n­íc bïn víi l­u l­îng ®¸ng kÓ nhê ezect¬ víi ¸p suÊt trªn. Gi¶m ¸p suÊt tíi ¸p suÊt khÝ quyÓn, c¸c bät khÝ v« cïng nhá t¸ch khái bÓ tuyÓn næi, kÐo bïn næi lªn bÒ mÆt. Thêi gian tuyÓn næi 2,4 - 2,8 h. §é Èm bïn cßn 96,8 - 97%. L­îng chÊt l¬ löng sau tuyÓn næi tíi 300-1500 mg/l ® bÓ nµy kh«ng phæ biÕn réng r·i. *S©n ph¬i bïn: - Lµ nh÷ng « thöa ®­îc quy ho¹ch víi c¸c ®iÒu kiÖn tuú thuéc vµo ®Êt ®ai, tèt nhÊt lµ ®Êt c¸t, sau ®ã lµ ¸ c¸t, cßn ¸ sÐt vµ sÐt lµ nh÷ng vïng ®Êt khã thÊm n­íc. - X¸c ®Þnh kÝch th­íc cña s©n: (m2) Trong ®ã: W-L­îng cÆn bïn x¶ ra trong mét ngµy ®ªm,(m3/ng®); h- ChiÒu cao líp bïn tÝnh to¸n, lÊy b»ng 2,5¸3m/n¨m tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn ®Êt ®ai. - Ngoµi ra ng­êi ta cßn tÝnh to¸n thªm diÖn tÝch phô dµnh cho c¸c bê, ®­êng ®i trong khu vùc: Fp=10%.F - KÝch th­íc cña mét « thöa: BxL= - Mçi lÉn x¶ bïn vµo víi chiÒu cao 20¸30cm. - NÒn cña s©n ph¬i bïn cã thÓ lµ tù nhiªn hoÆc nh©n t¹o, nÕu lµ ®Êt c¸t th× cã thÓ ¸p dông nÒn tù nhiªn, nÕu lµ ®Êt sÐt th× cã thÓ x©y dùng nÒn nh©n t¹o b»ng bª t«ng hoÆc bª t«ng cèt thÐp. - ViÖc ph©n phèi cÆn nhê c¸c m¸ng dÉn hoÆc èng vµ nh÷ng m¸ng x¶ cho tõng «. -§é dèc ®¸y b»ng 1¸2%. -§Ó rót n­íc ng­êi ta ®Æt èng khoan lç d=150¸200mm. §­êng kÝnh lç khoan D=1¸2 cm, ®Æt c¸ch nhau 5¸10cm. - ChiÒu cao bê thöa tèi thiÓu lµ 0,7m. - Chu kú gi÷a hai lÇn ph¬i cÆn tuú thuéc vµo cÊu t¹o cña s©n vµ ®iÒu kiÖn thêi tiÕt. - CÆn bïn sau khi s©n ph¬i kh« cã thÓ vËn chuyÓn b»ng xe c¶i tiÕn hoÆc « t« t¶i. Câu 7: Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bể lắng cát ngang Câu 8: Tính toán bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ Trả lời: ( trong vở) J Câu 9:Xác định mức độ XLNT cần thiết theo oxy hoà tan và BOD Trả lời:Đại lượng BOD tối đa cho phép của nước thải trước khi xả ra sông được xác định từ những yêu cầu vệ sinh về sự bảo đảm lượng ôxy hoà tan nhỏ nhất trong nước nguồn sau khi xả nước thải vào nguồn là 4 mg/l. Tức là lượng ôxy tối thiểu ứng với điểm tới hạn A (tth). Các điểm còn lại sẽ bảo đảm O2 > 4 mg/l. Nguồn ôxy hoà tan : dự trữ - sẵn có + do mặt thoáng, quang hợp (trong tính toán không xét tới lượng ôxy hòa tan do quang hợp); chỉ xét cho 2 trường hợp : Trường hợp 1: chỉ kể tới lượng ôxy dự trữ hoà tan, không kể lượng ôxy hoà tan qua mặt thoáng. Người ta tính rằng nếu lượng ôxy hoà tan chứa trong nước nguồn ³ 4 mg/l trong vòng 2 - 3 ngày đêm đầu thì lượng ôxy đó sẽ không giảm nữa trong những ngày tiếp theo - từ ngày thứ 4 trở đi. a.Q.Os - (a.Q.L5s + a.Lt.T ).0,55 = (a.Q + q). 4 trong đó: a.Q - lưu lượng tính toán của nước sông tham gia quá trình xáo trộn Os - lượng ô xy hoà tan trong nước sông trước cống xả nước thải vào sông, g/m3 ; q - lượng nước thải, m3/sec; Lss , LtT - BOD5 của nước sông và nước thải, g/m3 0,55 - hệ số biến đổi từ BOD5 ra BOD2 (nếu chuyển từ BOD20 ® BOD2 thì hệ số là 0,4 - kinh tính theo BOD20) 4 - lượng ô xy hoà tan nhỏ nhất cần phải đạt được trong nước nguồn, g/m3 Đối với nước thải - khi biết q của nó, mức độ xáo trộn cần thiết sẽ là : - BOD5 tối đa cho phép cả nước thải là : L5t = Trường hợp 2 : Có tính đến lượng ôxy hoà tan qua mặt thoáng. Khi đó, ngoài những trị số kể trên cần phải biết thêm : - Tốc độ trung bình của nước sông vtb m/s. - Nhiệt độ của nước sông trong thời gian tính toán, T oC, - Các giá trị k1, k2 - hằng số tốc độ tiêu thụ và hoà tan ôxy. * 3 điều kiện cần có : - tth - thời gian tới hạn - từ đầu đến khi độ thiếu hụt đạt tới giá trị tối đa (Dth ® max) tức là lượng O2 đạt tới giá trị tối thiểu. - Tiêu chuẩn về ôxy hoà tan : O2 ³ 4 mg/l (hoặc 6 mg/l). D(th)t = O2s - 4. + Trước khi xả nước thải : D(th)a = O2s - O2s’. + Sau khi xả nước thải: D(th)t = O2s - 4. Thí dụ với T oC = 20 oC, O2s = 9,17 mg/l. - Las+t-BOD5 cho phép của nước sông sau khi pha loãng với nước thải phải đáp ứng với điều kiện đảm bảo O2 hoà tan là 4 (hoặc 6 mg/l). La1 = + Giá trị k2 : - Đối với hồ, hồ chảy yếu : k2 = 0,05 - 0,15. - Đối với sông chảy yếu (v< 0,5 m/s) : k2 = 0,02 - 0,025. - Đối với sông chảy mạnh (v> 0,5 m/s): k2 = 0,05 - 0,8. Sau khi biết tth, Las+t, D(th)a, D(th)t ta có thể xác định được lượng O2 tối thiểu. Ta hãy lập phương trình xáo trộn nước sông và nước thải theo BOD. aQL5s +qL5t = (aQ + q )La(5)s+t Mức độ cần thiết làm sạch nước thải: D = .100% Câu 11:Tính toán bể aeroten không có ngăn tái sinh theo TCXDVN 51-2006 Trả lời:Ph­¬ng ph¸p thø nhÊt cña K«-r«l-k«p K.N: Dung tÝch bÓ x¸c ®Þnh theo l­îng kh«ng khÝ cÇn thiÕt D cho mét m3 n­íc th¶i : (6-52) La , Lt - NOS20 vµo, ra khái bÓ (g/m3) K - hÖ sè sö dông kh«ng khÝ H - chiÒu s©u cña bÓ aªr«ten (m) d - ®é thiÕu hôt «xy (tÝnh b»ng phÇn m­êi) trong n­íc ë nhiÖt ®é cho tr­íc so víi lóc b·o hoµ. D - L­îng kh«ng khÝ cÇn thiÕt thæi vµo bÓ ®Ó sau t, NOS20 gi¶m tõ La xuèng Lt . Xö lý sinh häc hoµn toµn chän Lt = 0 (thùc tÕ Lt = 15 mg/l). §Çu bÓ hoµn toµn kh«ng «xy, d = 1; cuèi bÓ n­íc ®­îc lµm s¹ch, «xy b·o hoµ hoµn toµn ® d = 0, trong bÓ aªr«ten trung b×nh d = 0,5: (6-53) Thêi gian lµm tho¸ng : (6-54) I - c­êng ®é lµm tho¸ng (l­îng khÝ cÇn thæi vµo trong 1 h/1m2 diÖn tÝch mÆt tho¸ng n­íc (m3/m2h). I phô thuéc NOS20 tr­íc - sau lµm s¹ch, chän trong b¶ng . Khi chän I ®¶m b¶o 2 ®iÒu kiÖn: + lµm b·o hoµ «xy cho hçn hîp n­íc th¶i - bïn ho¹t tÝnh. + gi÷ bïn ho¹t tÝnh tr¹ng th¸i l¬ löng. Thùc tÕ, bÓ cã thÓ lµm viÖc víi I thÊp (2 - 2,3 m3/m2h). C­êng ®é lµm tho¸ng chØ lµ ®¹i l­îng qui ­íc, kh«ng khÝ chØ thæi vµo trªn diÖn tÝch nhá lµ diÖn tÝch c¸c tÊm xèp hoÆc c¸c lç ë c¸c èng trong bÓ. DiÖn tÝch bÓ aªr«ten: (m2) (6-55) Q - l­u l­îng n­íc th¶i (m3/h) - HÖ sè kh«ng ®iÒu hoµ chung cña n­íc th¶i vµo < 1,25 : tÝnh b»ng QhTB ngµy ®ªm (kh«ng kÓ l­u l­îng bïn ho¹t tÝnh tuÇn hoµn). - HÖ sè kh«ng ®iÒu hoµ chung > 1,25 : Qhmax trong kho¶ng thêi gian lµm tho¸ng. ThÓ tÝch bÓ aªr«ten: W = F . H (m3) (6-56) KÝch th­íc bÓ (gi¸ thµnh x©y dùng), chi phÝ qu¶n lý thæi khÝ phô thuéc I: I nhá : chi phÝ qu¶n lý Ýt, bÓ lín ® dùa trªn so s¸nh kinh tÕ kü thuËt chän I tèi ­u. Nh÷ng c«ng thøc trªn dïng cho tÊt c¶ c¸c bÓ cã, kh«ng cã bÓ t¸i sinh. Riªng c«ng thøc 6-54 chØ dïng khi La £ 250 mg/l ®èi víi bÓ kh«ng cã bÓ t¸i sinh, La £ 350 mg/l ®èi víi bÓ cã bÓ t¸i sinh. La > 250 mg/l vµ 350 mg/l ®èi víi c¸c bÓ trªn : t chän theo b¶ng C«ng thøc (6-52) cã thÓ viÕt d­íi d¹ng: (6-57) NÕu c¸c gi¸ trÞ d, H, D ®Òu b»ng 1 th× La - Lt = K. ® K ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh gi¶m NOS20 (g/m3, mg/l) khi Q kh«ng khÝ 1m3/1m3 n­íc, chiÒu s©u bÓ 1m, trong n­íc hoµn toµn kh«ng «xy hoµ tan. K phô thuéc : cÊu t¹o hÖ thèng ph©n phèi khÝ, thµnh phÇn, nång ®é n­íc th¶i, l­îng bïn ho¹t ho¸ trong bÓ... K thay ®æi theo thêi gian trong n¨m, th¸ng, ngµy. K = 12 g/m4 : ph©n phèi b»ng tÊm xèp, K = 6 g/m4 : ph©n phèi qua èng cã lç. Thêi gian lµm tho¸ng víi lµm s¹ch kh«ng hoµn toµn : (6-58) m - hÖ sè phô thuéc møc ®é cÇn thiÕt gi¶m NOS20 , chän theo b¶ng Khi lµm s¹ch kh«ng hoµn toµn, D x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (6-52), I : b¶ng 6-15 (víi NOS20 ®· lµm s¹ch 15 mg/l), 50% dung tÝch bÓ lµm bÓ t¸i sinh. Ph­¬ng ph¸p thø hai cña K«-r«l-K«p K.N (1934): chÝnh x¸c h¬n ph­¬ng ph¸p mét, c¬ së: qu¸ tr×nh «xy ho¸ sinh ho¸ diÔn ra theo hai giai ®o¹n kiÓu bËc thang. §Æc ®iÓm giai ®o¹n hai : n­íc th¶i tÝch luü «xy hoµ tan ® tèc ®é tiªu thô «xy giíi h¹n qu¸ tr×nh (kh«ng ph¶i tèc ®é hoµ tan «xy). Gi¶ ®Þnh: ®éng häc qu¸ tr×nh diÔn ra theo ph­¬ng tr×nh ph¶n øng ®¬n ph©n tö: (6-59) hay: (6-59a) (6-60) La , Lt - NOS vµo, qua thêi gian t. K1 - h»ng sè tèc ®é tiªu thô «xy, phô thuéc nhiÖt ®é T n­íc, nång ®é bïn ho¹t ho¸ a (g/l chÊt kh«): K1 = 0,0326 . a . 1,078 T (6-61) Thêi gian lµm tho¸ng tæng céng (ttc) b»ng tæng thêi gian giai ®o¹n I (t1) + II (t2): (6-62) Lb - NOS20 thêi ®iÓm kÕt thóc giai ®o¹n I: Lb = 2,7 K. I (6-63) L­îng kh«ng khÝ trªn 1 m3 n­íc th¶i: (6-64) §é thiÕu hôt «xy d ë giai ®o¹n I chän b»ng 1 Dung tÝch bÓ: W = W1 + W2 = ( t1 + t2 ) . Q (6-65) Q - l­u l­îng n­íc th¶i m3/h Câu 12: Động học của quá trình lắng nước thải, ý nghĩa của nó trong việc tính toán các loại bể lắng. Trả lời:a, Qu¸ tr×nh l¾ng, c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng: BÓ l¾ng gi÷ l¹i c¸c t¹p chÊt th« - kh«ng tan, chñ yÕu d¹ng h÷u c¬. ChÊt v« c¬ d¹ng h¹t riªng biÖt râ rÖt, phÇn tö h÷u c¬ lµ nh÷ng b«ng d¹ng rÊt kh¸c nhau, träng l­îng riªng rÊt nhá Þ qu¸ tr×nh l¾ng b«ng cÆn diÔn ra phøc t¹p. Khi l¾ng, mét mÆt diÔn ra hiÖn t­îng dÝnh kÕt Þ t¨ng kÝch th­íc, träng l­îng Þ V l¾ng t¨ng lªn. Nguyªn nh©n chÝnh : do keo tô träng lùc - do va ch¹m, dÝnh kÕt c¸c phÇn tö cãV l¾ng vµ kÝch th­íc kh¸c nhau. MÆt kh¸c c¸c phÇn tö bÞ ph¸ vì, t¸ch ra, l¾ng chËm hoÆc kh«ng l¾ng mµ l¬ löng khi träng l­îng riªng £ 1 Þ Trong n­íc th¶i kh«ng chØ l¾ng mét b«ng c¸ biÖt, mµ tËp hîp nhiÒu b«ng cÆn. V l¾ng, hiÖu suÊt l¾ng phô thuéc : hµm l­îng cÆn ban ®Çu (hµm l­îng cao Þ hiÖu suÊt l¾ng % cao). YÕu tè kh¸c ¶nh h­ëng tíi qu¸ tr×nh l¾ng c¸c b«ng lµ lùc c¶n gi÷a chóng vµ dÞch thÓ. Lùc ®ã tuú thuéc kÝch th­íc, h×nh d¹ng, V l¾ng cña b«ng, ®é nhít cña dÞch thÓ. BÓ ho¹t ®éng liªn tôc: qu¸ tr×nh l¾ng chÞu t¸c ®éng xÊu bëi dßng ch¶y rèi - lùc c¶n do "tèc ®é l¬ löng" W (tèc ®é thµnh phÇn dßng ch¶y rèi) Þ V l¾ng thùc tÕ < U0 khi x¸c ®Þnh trong ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm tr¹ng th¸i tÜnh. Gi¸o s­ Juk«v AI lµ ng­êi ph¸t hiÖn ra ¶nh h­ëng cña W, ®Ò ra ph­¬ng tr×nh cô thÓ x¸c ®Þnh W khi tèc ®é tÝnh to¸n V < 20 mm/sec: W = K . Vn (4-36) k = const ; vµ n = f (V) V = 5 ¸ 10; 10 ¸ 15; 15 ¸ 20 mm/s Þ gi¸ trÞ tuyÖt ®èi W t­¬ng øng = 0,05; 0,1 vµ 0,5 mm/s. C¸c yÕu tè n÷a ¶nh h­ëng tíi qu¸ tr×nh l¾ng : pH, toC, khÝ t¹o ra do ph©n gi¶i c¸c chÊt h÷u c¬ v.v.; tl¾ng; tû lÖ gi÷a nh÷ng kÝch th­íc h×nh häc cña bÓ (h/D, h/L), t¶i träng thuû lùc trªn bÒ mÆt tho¸ng bÓ. b, Lý thuyÕt vµ ®éng häc cña qu¸ tr×nh l¾ng tÜnh: Mèi t­¬ng quan gi÷a hai lùc quyÕt ®Þnh V l¾ng cña h¹t t¹p chÊt kh«ng tan cã träng l­îng riªng > träng l­îng riªng cña n­íc: Träng l­îng b¶n th©n cña h¹t (P) phô thuéc khèi l­îng, kÝch th­íc hat, tû träng n­íc: P = V (r - r1 ) g (4-37) Lùc c¶n tæng céng xuÊt hiÖn khi h¹t chuyÓn ®éng d­íi t¸c dông cña träng l­îng P1 phô thuéc kÝch th­íc, h×nh d¹ng, tèc ®é h¹t, ®é nhít cña n­íc. P1 = k . f . (4-38) V, r - thÓ tÝch, tû träng h¹t rt - tû träng n­íc trong ®ã h¹t l¾ng xuèng. g - gia tèc r¬i tù do k - hÖ sè søc kh¸ng, phô thuéc ®é nhít cña n­íc, h×nh d¹ng h¹t. f - diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña h¹t (tiÕt diÖn vu«ng gãc víi ph­¬ng th¼ng ®øng khi h¹t l¾ng xuèng) U0 - tèc ®é l¾ng trung b×nh cña h¹t trong n­íc (®é lín thuû lùc cña h¹t) n - hÖ sè t¨ng søc c¶n cña m«i tr­êng, phô thuéc V l¾ng cña h¹t. V l¾ng cña mçi h¹t riªng biÖt coi lµ ®Òu trong suèt thêi gian l¾ng (nÕu h¹t kh«ng thay ®æi kÝch th­íc khi ®ã) v× gia tèc r¬i tù do c©n b»ng víi lùc c¶n cña m«i tr­êng. V l¾ng cña h¹t riªng lÎ ë tr¹ng th¸i tÜnh x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng c¸c lùc t¸c dông ®èi víi h¹t: P = P1 (4-39) Khi ®ã: U0 = (4-40) Nh÷ng h¹t h×nh cÇu nhá (d £ 0,1 mm), lùc c¶n tû lÖ tèc ®é bËc mét cña h¹t: P1 = 3 pmUo d (4-41) m - hÖ sè nhít tuyÖt ®èi cña n­íc. Khi ®ã: V(r - r1 ) g = 3 pmUo d (4-42) vµ Uo = (4-43) Sau khi biÓu thÞ thÓ tÝch h¹t qua ®­êng kÝnh cña nã ta ®­îc c«ng thøc Stèc: Uo = (4-43a) Tõ c«ng thøc 4 - 43a Þ r < r1 h¹t næi lªn Þ c«ng thøc nµy dïng ®Ó x¸c ®Þnh tèc ®é næi lªn cña h¹t. §Þnh luËt Stèc chØ ®óng víi h¹t cã kÝch th­íc nhá, V l¾ng xuèng - næi lªn nhá, nghÜa lµ chÕ ®é ch¶y tÇng víi trÞ sè R©yn«n Re = 0,5 - 1 øng víi h¹t c¸t kÝch th­íc d £ 0,1 mm, V l¾ng = 1 cm/s, nhiÖt ®é n­íc 15oC. Stèc bá qua lùc qu¸n tÝnh cña h¹t h×nh cÇu l¾ng xuèng trong c«ng thøc nµy. H¹t h×nh cÇu d > 0,1 mm, lùc c¶n tû lÖ víi b×nh ph­¬ng tèc ®é l¾ng. H×nh d¹ng c¸c h¹t trong n­íc ë tr¹ng th¸i l¬ löng rÊt ®a d¹ng, kh«ng ph¶i h×nh cÇu Þ ®­a vµo kh¸i niÖm b¸n kÝnh t­¬ng ®­¬ng (b¸n kÝnh = b¸n kÝnh h¹t cÇu cã cïng V l¾ng, tû träng ë 15oC. B¸n kÝnh t­¬ng ®­¬ng cña h¹t thay ®æi theo vÞ trÝ h¹t khi l¾ng xuèng, h×nh d¹ng h¹t. Qui luËt l¾ng cña tËp hîp c¸c b«ng kh¸c nhau hoµn toµn kh¸c qui luËt l¾ng h¹t cÇu riªng lÎ, ®ång nhÊt; tr¹ng th¸i tÜnh kh¸c tr¹ng th¸i ®éng. Tæ hîp tÊt c¶ c¸c yÕu tè trªn lµ rÊt phøc t¹p, ch­a ai cã thÓ biÓu thÞ chóng b»ng ph­¬ng tr×nh to¸n häc lµm c¬ së duy nhÊt cho tÝnh to¸n c¸c bÓ l¾ng Þ ®éng häc qu¸ tr×nh l¾ng t¹p chÊt ®a ph©n t¸n ®èi víi c¸c lo¹i n­íc th¶i kh¸c nhau chØ cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm trong phßng thÝ nghiÖm. §Ó ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh l¾ng th­êng ®­îc biÓu thÞ b»ng biÓu ®å quan hÖ gi÷a sè l­îng cÆn vµ tèc ®é l¾ng, gi÷a hiÖu suÊt l¾ng vµ thêi gian l¾ng (H×nh 4.11) Tõ ®å thÞ h×nh (4.11a) thÊy râ sù biÕn thiªn cña ®å thÞ, t¹i mét thêi ®iÓm nµo ®ã, ®­êng cong chuyÓn thµnh ®­êng th¼ng gÇn nh­ // trôc hoµnh, phÇn lín l­îng t¹p chÊt kh«ng tan (th«) cã thÓ l¾ng xuèng, næi lªn sÏ hoµn toµn l¾ng xuèng, næi lªn råi Þ tl¾ng » 1 h, trong n­íc vÉn cßn mét l­îng ®¸ng kÓ c¸c t¹p chÊt l¬ löng, ph©n t¸n nhá ch­a kÞp l¾ng xuèng - næi lªn. V l¾ng xuèng - næi lªn tuú thuéc träng l­îng riªng, kÝch th­íc, kh¶ n¨ng keo tô. C¸c h¹t kh«ng thÓ l¾ng xuèng - næi lªn (träng l­îng riªng h¹t = n­íc) Þ kh«ng t¸ch khái n­íc b»ng ph­¬ng ph¸p l¾ng. Qu¸ tr×nh l¾ng - næi lªn tiÕp diÔn rÊt l©u, sau 2 giê l¾ng, hiÖu suÊt hÇu nh­ kh«ng t¨ng, quy ­íc : sau 2 giê l¾ng 100% c¸c t¹p chÊt th« ®· l¾ng xuèng hoÆc næi lªn råi. §óng víi ®a sè c¸c lo¹i n­íc th¶i. H×nh 4-11. §å thÞ biÓu thÞ qu¸ tr×nh l¾ng ®éng häc cña n­íc th¶i sinh ho¹t C¸c sè liÖu vÒ tèc ®é l¾ng hoÆc næi lªn Uo cña c¸c chÊt l¬ löng rÊt tiÖn sö dông trong thùc tÕ. Nh­ng kh«ng cÇn x¸c ®Þnh gi¸ trÞ tèc ®é tõng h¹t Þ chØ x¸c ®Þnh tèc ®é l¾ng tèi thiÓu Uo mét l­îng nµo ®ã - biÓu thÞ % tæng l­îng tuyÖt ®èi cã trong n­íc. X¸c ®Þnh Uo : Uo = (4-44) Quan hÖ gi÷a Uo (mm/s) vµ l­îng cÆn % biÓu thÞ ë h×nh 4-11b Þ x¸c ®Þnh U nhá nhÊt cña bÊt kú l­îng t¹p chÊt nµo ®ã cÇn gi÷ l¹i. C©u 13:S¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn t¾c lµm viÖc cña c¸c lo¹i bÓ l¾ng ®øng Tr¶ lêi:BÓ h×nh trô, mÆt b»ng trßn - vu«ng, ®¸y h×nh nãn - chãp (h×nh 4-37) - N­íc vµo èng trung t©m xuèng d­íi, ra khái èng thay ®æi h­íng, tõ tõ chuyÓn ®éng lªn m¸ng thu. Träng l­îng riªng chÊt kh«ng tan > n­íc Þ l¾ng xuèng. N­íc ph©n phèi ®iÒu hoµ theo tiÕt diÖn ngang hay kh«ng tuú thuéc : tèc ®é ch¶y trong èng trung t©m V1, trong b¶n th©n bÓ l¾ng lµ V; H/D; h trung hoµ v.v... - TÊm ch¾n, miÖng loe èng trung t©m lµm n­íc ph©n phèi ®Òu h¬n trªn toµn tiÕt diÖn bÓ, chèng sôc cÆn bïn khi n­íc ra khái èng trung t©m. - H¹t cÆn cã khuynh h­íng chuyÓn ®éng cïng líp n­íc = tèc ®é V n­íc. Nh­ng do t¸c dông träng lùc, cÆn cã khuynh h­íng l¾ng xuèng tèc ®é Uo (Uo phô thuéc kÝch th­íc, h×nh d¹ng, träng l­îng h¹t, ®é nhít n­íc). - §Ó h¹t ë l¹i bÓ : V = Uo : h¹t l¬ löng, Uo > V : h¹t l¾ng xuèng. - N­íc chøa t¹p chÊt c¬ häc, ®é lín thuû lùc kh¸c nhauÞ n­íc qua bÓ víi V = const, vÞ trÝ h¹t t¹p chÊt kh¸c nhau. Mét sè h¹t (Uo = V) l¬ löng, cßn l¹i (Uo < V) theo n­íc lªn trªn, ra khái bÓ. Trªn ®­êng ®i gÆp mét vïng (líp) n­íc - líp läc l¬ löng, qua líp ®ã nh÷ng h¹t nhá nhÊt dÝnh kÕt thµnh nh÷ng h¹t lín h¬n vµ bÞ gi÷ l¹i. - Theo qui ph¹m, n­íc th¶i sinh ho¹t : V = 0,7 mm/s. tl¾ng phô thuéc møc ®é lµm trong n­íc : t = 0,5h (tr­íc c¸nh ®ång läc) ¸ 1,5 h (tr­íc aªr«ten, läc sinh häc). H×nh 4-37. BÓ l¾ng ®øng. 1. M¸ng dÉn n­íc vµo; 2. èng trung t©m; 3. M¸ng tËp trung n­íc; 4. M¸ng dÉn n­íc ra; 5. èng x¶ cÆn; 6. èng x¶ cÆn næi; 7. Vïng chøa cÆn; 8. Vïng n­íc c«ng t¸c - Mùc n­íc x¸c ®Þnh bëi m¸ng thu n­íc ®· l¾ng. - ThÓ tÝch phÇn chøa cÆn phô thuéc chu kú x¶ cÆn : T £ 2 ng®. - X¶ cÆn : ¸p lùc thuû tÜnh (1,5 ¸ 2 m) so víi mùc n­íc trong bÓ. P = 95 %. - ¦u ®iÓm : x¶ cÆn thuËn tiÖn, Ýt diÖn tÝch x©y dùng. - Nh­îc ®iÓm: H lín Þ t¨ng gi¸ thµnh XD (vïng cã n­íc ngÇm, D£10mÞ nhiÒu bÓ) C©u 14: S¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn t¾c lµm viÑc cña c¸c bÓ l¾ng ngang Tr¶ lêi:BÓ cã d¹ng ch÷ nhËt dµi trªn mÆt b»ng, B/H > 1/ 4, H £ 4m (h×nh 4-24) H×nh 4-24. S¬ ®å bÓ l¾ng ngang. 1 - Kªnh dÉn n­íc vµo. 4 - M¸ng thu n­íc. 2 - M¸ng ph©n phèi 5 - M¸ng thu vµ x¶ chÊt næi. 3 - TÊm ch¾n nöa ch×m nöa næi 6 - Kªnh dÉn n­íc ®i. N­íc vµo bÓ theo kªnh, m¸ng ph©n phèi ngang, ®Ëp trµn thµnh máng ®Æt ®Çu bÓ theo chiÒu réng. Cuèi bÓ cã m¸ng thu n­íc ®Æt c¸c tÊm ch¾n nöa ch×m nöa næi cao h¬n mÆt n­íc 0,15¸0,2 m. TÊm ch¾n ®Çu bÓ c¸ch mÐp m¸ng trµn 0,5 ¸ 1 m, ngËp 0,5 ¸ 1 m, ph©n phèi n­íc theo chiÒu s©u bÓ. TÊm ch¾n cuèi bÓ ng¨n c¸c chÊt næi, c¸ch ®Ëp trµn 0,25¸0,5 m, ngËp 0,25 m. Thu, x¶ c¸c chÊt næi b»ng m¸ng ®Æc biÖt víi ®Ëp trµn kÒ s¸t tÊm ch¾n cuèi bÓ. N­íc chuyÓn ®éng víi tèc ®é £ 20 mm/s theo phÇn c«ng t¸c bÓ, s©u h1, c¸c chÊt l¬ löng l¾ng xuèng phÇn cÆn s©u h3. KÝch th­íc ®ã tuú thuéc l­îng cÆn l¾ng. Gi÷a phÇn c«ng t¸c vµ phÇn bïn cã líp trung gian h2 = 0,4 m. ChiÒu cao tõ mÆt n­íc tíi ®Ønh bÓ h4 = 0,25 ¸ 0,40 m. ChiÒu s©u tæng céng cña bÓ: Htc = h1 + h2 + h3 + h4 (4-46) G¹t cÆn c¬ giíi : ®¸y bÓ i ³ 0,01. §é dèc nghiªng hè tËp trung cÆn ³ 45o. Kh«ng nªn thiÕt kÕ bÓ l¾ng ngang g¹t bïn thñ c«ng. C©u 15:S¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn t¾c lµm viÖc cña c¸c bÓ l¾ng ly t©m Tr¶ lêi:- BÓ d¹ng trßn trªn mÆt b»ng, n­íc chuyÓn ®éng tõ trung t©m ra chu vi. Tèc ®é n­íc thay ®æi tõ tèi ®a ë trung t©m ®Õn tèi thiÓu ë chu vi. DÉn n­íc theo kªnh Þ èng trung t©m h­íng tõ d­íi lªn trªn. - Dïng lµm bÓ l¾ng I, II : Q ³ 20000 m3/ng.®; D =16 - 40 m (54 - 60 m). D/H t¹i m¸ng thu ë chu vi = 6 - 10 ; - Liªn x« th­êng dïng nhÊt bÓ l¾ng ly t©m BTCT - n­íc th¶i sinh ho¹t, D = 40m; chiÒu cao bÓ = 4 m. - Thêi gian l¾ng (n­íc l­u l¹i trong bÓ) » 1,4h. HiÖu suÊt l¾ng 60%. - Trung t©m bÓ x©y c¸c hè thu cÆn. Dung tÝch cÆn tÝnh theo T : T = 4 h. - T­êng bªn hè thu 60o. - Nh÷ng thanh g¹t chuyÓn ®éng 2 - 3 vßng/h, lµm viÖc liªn tôc hoÆc chu kú tuú l­îng cÆn l¾ng xuèng. Lµm viÖc chu kú : thanh g¹t ho¹t ®éng 1 h tr­íc khi x¶. - X¶ cÆn cã thÓ tù ®éng ho¸: tù ch¶y: P = 95 %; b¬m : P=93%. - Khi tl¾ng = 0,5 ¸ 1 h Þ gi÷ l¹i chñ yÕu chÊt l¬ löng, x¶ cÆn nhê b¬m : P £ 93%. - D èng x¶ cÆn ph¶i tÝnh : D ³ 200 mm. - ChiÒu cao tõ mùc n­íc tíi ®Ønh bÓ = 0,3 m. - Sè bÓ c«ng t¸c : N ³ 2, kh«ng phô thuéc Q tr¹m. - Víi cïng Q : bÓ cã kÝch th­íc lín kinh tÕ h¬n c¸c bÓ cã kÝch th­íc nhá. - §Ëp trµn r¨ng c­a ®iÒu hoµ tèc ®é n­íc ra khái bÓ. q/1m chiÒu dµi ®Ëp £ 10 l/s. - Cã thÓ x©y thªm mét sè m¸ng trung gian thu n­íc (S¬ ®å cÊu t¹o nh­ trong vë) C©u 16: TÝnh to¸n song ch¾n r¸c Tr¶ lêi:HiÖu suÊt c«ng t¸c cña song ch¾n r¸c phô thuéc ®é chÝnh x¸c trong tÝnh to¸n. TÝnh to¸n song ch¾n r¸c gåm: X¸c ®Þnh kÝch th­íc, tæn thÊt ¸p lùc cña n­íc. a/ KÝch th­íc song ch¾n: Sè khe hë n gi÷a c¸c thanh: q = w VS = b . n . h1 . VS (4-1) n = (4-2) qmax- l­u l­îng tèi ®a cña n­íc th¶i, m3/sec ; b - chiÒu réng khe hë gi÷a c¸c thanh, m ; w - diÖn tÝch tiÕt diÖn ­ít cña song ch¾n m2 ; w ³ 2 wk : cµo thñ c«ng; w ³ 1,2 wk : cµo c¬ giíi ; (wk - diÖn tÝch tiÕt diÖn ­ít kªnh dÉn vµo). VS - tèc ®é n­íc qua song ch¾n - m/sec: VS = 0,7 m/sec : l­u l­îng trung b×nh VS < 1 m/sec : l­u l­îng tèi ®a C«ng thøc (4-2) kh«ng tÝnh tíi ®é thu hÑp cña dßng ch¶y khi dïng cµo c¬ giíi. TÝnh ®é thu hÑp ta cã hÖ sè K0 = 1,05. Khi ®ã: n = x K0 (4-2a) ChiÒu réng tæng céng cña song ch¾n lµ: BS = S ( n - 1) + b . n (4-3) S - chiÒu dÇy thanh. ChiÒu dµi ®o¹n kªnh më réng tr­íc song ch¾n: l1 = (4-4) j = 20o th× l1 = 1,37 ( BS - Bk ) (4-4a) Bk - chiÒu réng cña kªnh dÉn n­íc vµo ChiÒu dµi ®o¹n thu hÑp l¹i sau song ch¾n: l2 = 0,5 l1 (4-5) Khi song ch¾n r¸c ®Æt mét gãc g (h×nh 4-4): BS = 0,83 B'S (4-3a) Khi l­u l­îng nhá nhÊt, tèc ®é n­íc ë ®o¹n kªnh më réng tr­íc song ch¾n ph¶i ³ 0,4 m/sec (tr¸nh l¾ng cÆn) b/ X¸c ®Þnh tæn thÊt ¸p lùc qua song ch¾n r¸c : Tæn thÊt ¸p lùc phô thuéc : ®é thu hÑp cña tiÕt diÖn ­ít, tû lÖ gi÷a chiÒu dµy thanh vµ chiÒu réng khe hë, h×nh d¹ng thanh vµ gãc nghiªng song ch¾n, ®Æc tÝnh c¸c chÊt bÈn th« trong n­íc th¶i. Tæn thÊt ¸p lùc qua song ch¾n: hS = . K (4-6) Vmax- tèc ®é dßng ch¶y trong kªnh tr­íc song ch¾n, øng víi l­u l­îng max - m/s ; k - hÖ sè t¨ng tæn thÊt ¸p lùc (v­íng m¾c r¸c ë song ch¾n) ; k = 3,36 . VS - 1,32 (4-7) x - hÖ sè tæn thÊt côc bé qua song ch¾n, phô thuéc vµo h×nh d¹ng tiÕt diÖn c¸c thanh: x = (4-8) S - chiÒu dµy thanh, m ; b - chiÒu réng khe hë, m ; a - gãc nghiªng so víi mÆt ph¼ng ngang ; b - hÖ sè phô thuéc vµo tiÕt diÖn ngang cña thanh song ch¾n ( tra b¶ng) - L­îng r¸c gi÷ l¹i phô thuéc lo¹i n­íc th¶i, chiÒu réng khe hë. §èi víi n­íc th¶i sinh ho¹t, l­îng r¸c theo mét ng­êi trong mét n¨m lµ: a = 6 l khi chiÒu réng khe hë b = 16 mm, vµ a = 5 l khi b = 20 mm. - §é Èm cña r¸c kho¶ng 80 % ; ®é tro = 7 ¸ 8 % ; träng l­îng thÓ tÝch = 750 kg/m3. - Trong r¸c sau khi nghiÒn, h¹t cã kÝch th­íc 1 mm : 54 %, 1 ¸ 8 mm : 46 %. L­îng r¸c ®­îc x¸c ®Þnh: Wr = m3/ng.d - N¨ng l­îng ®iÖn tiªu thô cho cµo c¬ giíi, b¨ng chuyÒn vµ m¸y nghiÒn kho¶ng 1 Kw.h cho 1000 m3 n­íc th¶i. - NÕu kh«ng cã m¸y nghiÒn, xö lý khö ®éc r¸c: - §æ r¸c vµo hè, lÊp b»ng ®Êt, than bïn, bïn . - Xö lý b»ng nhiÖt trong c¸c lß cïng víi r¸c tõ c¸c nhµ ë. - NÐn r¸c, dïng nhiªn liÖu rÎ tiÒn ®Ó ®èt. - Dïng v«i, clorua v«i r¾c vµo r¸c, chë khái tr¹m (tr¸nh ruåi vµo mïa hÌ). ë Nga ng­êi ta ®· thiÕt kÕ ®Þnh h×nh mét sè lo¹i song ch¾n r¸c c¬ giíi nh­ ë b¶ng C©u 18:TÝnh to¸n bÓ läc sinh häc cao t¶i theo quy ph¹m TCXDVN 51-2006 Tr¶ lêi:BOD20 cho phÐp cña n­íc th¶i hoÆc cña hçn hîp n­íc th¶i víi n­íc pha lo·ng tr­íc khi ch¶y vµo bÓ läc LHH x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: LHH=K.LT (mg/l) LT- BOD cña n­íc th¶i sau khi läc cÇn ®¹t ®­îc (mg/l); K- HÖ sè phô thuéc vµo: To TB n¨m cña kh«ng khÝ hoÆc To TB vÒ mïa ®«ng cña NT, chiÒu cao líp VLL, ®­îc x¸c ®inh ë b¶ng 36 TCXD51:1984. HÖ sè tuÇn hoµn n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (SV tù C/M) La- BOD cña n­íc th¶i tr­íc khi vµo bÓ läc, (mg/l) Tæng diÖn tÝch cña bÓ läc lµ: (m2) Q- L­u l­îng n­íc th¶i trung b×nh ngµy ®ªm, (m3/ng®); N- Søc t¶i lín nhÊt cho phÐp, gBOD/1m2 diÖn tÝch bÓ läc trong ngµy ®ªm, ®­îc lÊy theo b¶ng sau. ThÓ tÝch c«ng t¸c cña vËt liÖu läc: W=F.H (m3); T¶i träng thuû lùc q trªn bÒ mÆt bÓ läc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (m3/m2.ng®) *Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n: - Khi BOD20 kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 300mg/l. Tr­êng hîp lín h¬n ph¶i tuÇn hoµn. - X¸c ®Þnh hÖ sè: - Theo nhiÖt ®é trung b×nh mïa ®«ng cña n­íc th¶i vµ K ®· tÝnh ®­îc, chän H,q,B theo b¶ng 36-TCXD51-2006; - NÕu Ktt kh¸c Kb th× chän Kb»Ktt, nÕu Kb<Ktt th× ph¶i tuÇn hoµn vµ ng­îc l¹i. - X¸c ®Þnh LHH,n, F. C©u 19: TÝnh to¸n bÓ Aeroten cã ng¨n t¸I sinh Tr¶ lêi:- Néi dung cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ: X¸c ®Þnh thêi gian lµm tho¸ng hay thêi gian n­íc l­u l¹i trong bÓ Aeroten. Thêi gian tæng céng: tch=ta+tts ta- Thêi gian n­íc l­u l¹i trong bÓ t¸i sinh; aa- LiÒu l­îng bïn ho¹t tÝnh trong bÓ Aeroten µ-HÖ sè, ats- Nång ®é bïn trong bÓ t¸i sinh tts=tch-ta aa=1,5¸2g/l; ats=4g/l. Dung tÝch bÓ Aeroten + Nång ®é trung b×nh cña bïn trong hÖ HÖ thèng víi bÓ Aeroten 2 bËc (VN ®äc) + L­îng kh«ng khÝ ®¬n vÞ cÇn thiÕt : (m3kk/m3NT) Trong ®ã: Z- L­u l­îng oxy ®¬n vÞ tÝnh b»ng mg ®Ó lµm s¹ch 1mg BOD x¸c ®Þnh nh­ sau:Khi lµm s¹ch hoµn toµn-1,1 mg/mg; khi lµm s¹ch kh«ng hoµn toµn-0,9mg/mg. K1- HÖ sè kÓ ®Õn thiÕt bÞ n¹p khÝ (tra b¶ng 39-TCXD51:1984) K2- HÖ sè phô thuéc vµo ®é nhóng ch×m cña thiÕt bÞ sôc khÝ(tra b¶ng 40-TCXD 52:1984) n1- HÖ sè kÓ ®Õn nhiÖt ®é cña n­íc th¶i n1=1+0,02(T-20) T- NhiÖt ®é trung b×nh hµng th¸ng cña n­íc th¶i vÒ mïa hÌ; 20- NhiÖt ®é tiªu chuÈn; n2- HÖ sè tÝnh tíi sù thay ®æi tèc ®é hoµ tan cña n­íc th¶i so víi n­íc s¹ch(tra b¶ng 41-TCXD 51:84) Cp-§é hoµ tan cña «xy kh«ng khÝ trong n­íc(mg/l) x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: CT - ®é hoµ tan «xy tuú thuéc nhiÖt ®é, ¸p suÊt (mg/l) C - nång ®é nhá nhÊt cho phÐp cña «xy hoµ tan (mg/l) Mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu cho thÊy : lµm s¹ch hoµn toµn z = 1,1 mg «xy/mg NOStp cÇn khö; kh«ng hoµn toµn z = 0,9 mg/mg; kho¸ng ho¸ hoµn toµn bïn z = 2,2 mg/mg. K1 chän theo ®iÒu kiÖn chuyÓn khèi l­îng «xy tõ kh«ng khÝ vµo n­íc tuú lo¹i thiÕt bÞ lµm tho¸ng, tû lÖ diÖn tÝch vïng lµm tho¸ng - thæi khÝ f víi diÖn tÝch bÓ aªr«ten F (b¶ng 6.19). K2 chän theo chiÒu s©u h thiÕt bÞ lµm tho¸ng (b¶ng 6.20) ThiÕt bÞ lµm tho¸ng t¹o bät khÝ trung b×nh vµ hÖ thæi khÝ ¸p suÊt thÊp th× : K1 = 0,75. - I > Imax : t¨ng diÖn tÝch vïng lµm tho¸ng. - I < Imin : t¨ng l­u l­îng kh«ng khÝ, chän Imin theo b¶ng 6.20. Nhu cÇu «xy : (O2 ) = a’ Le + b’ St (6.100) Nh÷ng vi khuÈn cÊu thµnh bïn ho¹t ho¸ cÇn «xy phôc vô, tiªu hao cho «xy ho¸ l­îng chÊt bÈn ®· bÞ khö a’Le; ®¸p øng nhu cÇu trao ®æi c¬ b¶n t­¬ng øng víi h« hÊp néi bµo (b’ St ) VSV, nã tû lÖ khèi l­îng bïn ho¹t ho¸ trong bÓ. HÖ sè a’, b’ x¸c ®Þnh trong PTN. a, a’ trong (6.100) t­¬ng ®­¬ng l­îng «xy VSV tiªu thô ®Ó «xy ho¸ chÊt h÷u c¬ (NOH - COD). a dïng ®Ó tæng hîp mét l­îng sinh khèi; am , a’ bÞ ®èt ch¸y lÊy n¨ng l­îng phôc vô tæng hîp. b biÓu thÞ l­îng vËt chÊt ch¸y do h« hÊp néi bµo, b’ : l­îng «xy t­¬ng øng cÇn cung cÊp cho h« hÊp néi bµo. L­îng t¨ng sinh khèi cña bïn : TÝnh theo mét trong c¸c c«ng thøc 6.51a ®Õn 6.51d. Ch¼ng h¹n : K hay DS = 0,8C + 0,3 La. C - chÊt l¬ löng vµo bÓ. (BÓ kho¸ng ho¸ hoµn toµn : nh©n hÖ sè 0,7). Khi tÝnh bÓ nÐn bïn : K hay DS t¨ng thªm 30% - t¨ng kh«ng ®iÒu hoµ bïn theo mïa. C©u 20: C¸c ph­¬ng ph¸p xö lý n­íc th¶i sinh ho¹t Tr¶ lêi:..1. Xử lý cơ học *Mục đích: loại các tạp chất lớn và các chất vô cơ ra khói nước thải để không ảnh hưởng đến biện pháp xử lý sinh học tiếp. .2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học và hoá lý *Mục đích: Thực chất của phương pháp hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó. Chất này tác dụng với các tạp chất bẩn chứa trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dưới dạng hoà tan không độc hại. Thí dụ phương pháp trung hòa nước thải chứa a xit và kiềm, phương pháp oxy hoá... Các phương pháp hoá lý thường ứng dụng để xử lý nước thải là: phương pháp keo tụ, hấp phụ, trích ly, cô bay hơi, tuyển nổi... Phương pháp hoá học và hoá lý học được ứng dụng chủ yếu để xử lý nước thải công nghiệp. Phụ thuộc vào điều kiện địa phương và mức độ cần thiết xử lý mà phương pháp xử lý hoá học hay hoá lý là giai đoạn cuối cùng (nếu như mức độ xử lý đạt yêu cầu có thể xả nước ra nguồn) hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ (thí dụ khử một vài các liên kết độc hại ảnh hưởng đến chế độ làm việc bình thường của các công trình xử lý). 3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hoá Thực chất của phương pháp sinh hoá là quá trình khoáng hoá các chất bẩn hữu cơ chứa trong nước thải ở dạng hoà tan, keo và phân tán nhỏ nhờ các quá trình sinh hoá. Nói một cách khác, thực chất của quá trình sinh hoá là dựa vào sự hoạt động sinh tồn của vi sinh vật có khả năng ôxy hoá hoặc khử các chất bẩn hữu cơ chứa trong nước thải. Phụ thuộc vào các điều kiện làm thoáng mà phương pháp xử lý sinh hoá được chia làm hai dạng: * Trong điều kiện hiếu khí : Tự nhiên: cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh vật... Trong điều kiện khí hậu nước ta, các công trình xử lý sinh học tự nhiên có một ý nghĩa lớn. Thứ nhất nó giải quyết vấn đề làm sạch nước thải đến mức độ cần thiết, thứ hai nó phục vụ tưới ruộng, làm mầu mỡ đất đai và nuôi cá. Điều quan trọng là cần nghiên cứu tìm cho được các thông số tính toán thích hợp với điều kiện nước ta và trên cơ sở đó tìm phương pháp xử lý tối ưu nhất. Đó là phương hướng nghiên cứu đúng đắn nhất về vấn đề xử lý nước thải ở Việt nam trong điều kiện hiện nay. Nhân tạo: bể lọc sinh vật nhỏ giọt (biôphin nhỏ giọt), bể lọc sinh vật cao tải, aêrôten. Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo có thể thực hiện đến mức độ hoàn toàn (xử lý sinh học hoàn toàn) khi BOD của nước thải giảm đến 90 - 95 % và không hoàn toàn khi BOD giảm đến 40 - 80 % . * Trong điều kiện kỵ khí. Giai đoạn xử lý sinh học được tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học. Bể lắng ở giai đoạn xử lý cơ học được gọi là bể lắng đợt 1 hay gọi một cách đơn giản là bể lắng I. C©u 21: TÝnh to¸n bÓ Mªtan Tr¶ lêi L­îng cÆn t­¬i tõ bÓ l¾ng I: Wc = m3/ng.® CH.H - hµm lîng ban ®Çu cña chÊt l¬ löng (mg/l) ; E - hiÖu suÊt l¾ng ë bÓ l¾ng ®ît I , % ; K - hÖ sè tÝnh ®Õn sù t¨ng lîng cÆn do cì h¹t l¬ löng lín: K = 1,1-1,2 ; Pc - ®é Èm cña cÆn % ; gc - träng lîng thÓ tÝch cña cÆn t¬i Q - l­u l­îng trung b×nh ngµy ®ªm cña n­íc th¶i, m3/ng.®; L­îng bïn ho¹t tÝnh d­ : Wb = m3/ng.® a - hÖ sè tÝnh ®Õn sù t¨ng kh«ng ®iÒu hoµ cña bïn ho¹t tÝnh trong qu¸ tr×nh lµm s¹ch ; a = 1,15 - 1,25 ; b - hµm lîng bïn ho¹t tÝnh tr«i theo níc ra khái bÓ l¾ng ®ît II; mg/l Pb - ®é Èm cña bïn ho¹t tÝnh, % ; gb - träng l­îng thÓ tÝch cña bïn ho¹t tÝnh L­îng r¸c ®­îc nghiÒn nhá: Wr = W1. m3/ng.® W1 – l­îng r¸c víi ®é Èm ban ®Çu P1 P1, P2 - ®é Èm cña r¸c tríc vµ sau nghiÒn nhá, % ThÓ tÝch cña hçn hîp cÆn: W = Wc + Wb + Wr §é Èm trung b×nh cña hçn hîp cÆn: PHH = 100 % Ck l­îng chÊt kh« cña cÆn t¬i: Ck = T/ng.® Bk – l­îng chÊt kh« trong bïn ho¹t tÝnh d: Bk = T/ng.® Rk – l­îng chÊt kh« trong r¸c nghiÒn: Rk = T/ng.® Dùa vµo ®é Èm cña hçn hîp cÆn ®Ó chän chÕ ®é lªn men thÝch hîp nhÊt. Khi ®é Èm < 94%, chän chÕ ®é lªn men nãng. Dung tÝch cña bÓ mªtan: WM = d - liÒu lîng cÆn cho vµo trong ng.® (phô thuéc chÕ ®é lªn men vµ ®é Èm cña cÆn)   ThÓ tÝch cña bÓ mªtan phô thuéc ®é Èm thùc tÕ cña hçn hîp cÆn Lîng khÝ ®èt thu ®îc trong qu¸ tr×nh lªn men: y = m3/kg chÊt lîng kh«ng tro a - kh¶ n¨ng lªn men lín nhÊt cña chÊt kh«ng tro trong cÆn, %; phô thuéc thµnh phÇn ho¸ häc cña cÆn: a = (0,92 B + 0,62 H + 0,34 A). 100 B, H, A - sè lîng chÊt bÐo, hy®rat c¸cbon vµ anbumin (pr«tªin) cã trong 1g chÊt kh«ng tro cña cÆn. Khi kh«ng cã sè liÖu vÒ thµnh phÇn ho¸ häc, a sÏ lµ: CÆn t¬i cña bÓ l¾ng I vµ r¸c nghiÒn: a = 53% Bïn ho¹t tÝnh d, a ®­îc tÝnh theo tû lÖ trung b×nh sè häc cña c¸c cÊu tö trong hçn hîp theo chÊt kh«ng tro:  a = Co , Ro , Bo - lîng chÊt kh«ng tro cña cÆn t¬i, r¸c ®· nghiÒn, bïn ho¹t tÝnh: Co = T/ng.®; Ro = T/ng.® Bo = T/ng.®   Ac , Ar , Ab - ®é Èm h¸o n­íc øng víi cÆn t­¬i, r¸c nghiÒn, bïn ho¹t tÝnh d, % (trung b×nh c¸c gi¸ trÞ trªn cã thÓ lÊy » 5-6%) Tc , Tr , Tb - tû lÖ cña tro trong chÊt kh« ®èi víi cÆn t­¬i, r¸c nghiÒn T » Tr = 25%, bïn ho¹t tÝnh d Tb » 27% n - hÖ sè phô thuéc vµo ®é Èm cña cÆn vµ chÕ ®é lªn men:  Lîng khÝ ®èt tæng céng: WK = y (Co + Ro +Bo ) . 1000 m3/ng.®   §é tro trung b×nh cña chÊt kh« tuyÖt ®èi trong hçn hîp cÆn: THH = 100. C©u 23:C¸c s¬ ®å c«ng nghÖ víi bÓ läc sinh häc L1- BÓ l¾ng ®ît I; L2- L¾ng ®ît II; L3- Läc