Giáo trình Công trình xử lý nước thải (Phần 1)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ 
KHOA CÔNG NGHỆ 
--- oOo --- 
BÀI GIẢNG MÔN HỌC 
CÔNG TRÌNH 
XỬ LÝ NƯỚC THẢI 
(Wastewater Treatment Works) 
GIÁO TRÌNH DÙNG CHO CÁC SINH VIÊN 
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 
Biên soạn 
LÊ ANH TUẤN 
- 2005 - 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
------------------------------------------------------------------------------ 
---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
MỞ ĐẦU - MỤC LỤC 
ii
LỜI MỞ ĐẦU 
--- oOo --- 
Con người là một trong các sinh vật sống trong tự nhiên và là một phần của hệ 
sinh thái môi trường. Các hoạt động của con người ngày càng tác động đến môi 
trường sống càng rõ rệt. Nước thải từ các hoạt động sản xuất, sinh hoạt đang là 
một trong các nguy cơ làm ô nhiễm và hủy hoạt môi trường sống. Việc hạn chế 
và ngăn chận ô nhiễm do nước thải là một trong các yêu cầu quan trọng của kỹ 
thuật môi trường. Bài giảng môn học CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI này 
dành cho các sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường. Bài giảng đặt trọng 
tâm cho sinh viên các nguyên lý tính toán và thiết kế cơ bản cho một số hạng 
mục công trình xử lý nước thải. Sinh viên học môn học này còn bắt buộc thực 
hiện thêm 1 đồ án môn học, được xem như một chuyên đề nghiên cứu thực tế 
(case study). 
Môn học có 2 phần: Phần lý thuyết có 2 tín chỉ (30 tiết) và phần Đồ án 1 tín chỉ. 
Phần Đồ án sẽ thực hiện sau khi học phần lý thuyết. Trong điều kiện cho phép, 
Khoa Công nghệ sẽ phối hợp với giảng viên tổ chức cho sinh viên đi thăm một 
số chuyến viếng thăm các công trình xử lý nước thải trong khu vực. 
Các thuật ngữ sử dụng trong bài giảng là các từ tương đối quen thuộc trong 
nước. Để tránh nhầm lẫn, một số thuật ngữ có phần chú thích tiếng Anh đi kèm. 
Ngoài các bài giảng chính, sinh viên có thể tham khảo thêm một số tài liệu tham 
khảo trình bày ở cuối giáo trình. Sinh viên có thể sử dụng các tài liệu tham khảo 
như một tài liệu thứ hai cho việc bổ sung kiến thức của mình. 
Tài liệu này biên soạn dựa vào nhiều tài liệu tham khảo và nghiên cứu khác 
nhau mà người viết tích lũy được. Một số ví dụ, hình vẽ, câu giải thích ... trong 
bài giảng được trích dịch từ các tài liệu của các tác giả trong tài liệu tham khảo. 
Do không có điều kiện tiếp xúc, trao đổi để xin phép để trích dẫn các nguồn khác 
nhau, mong quí vị vui lòng miễn chấp. Bài giảng này chỉ sử dụng trong nội bộ, 
không mang tính kinh doanh vụ lợi. 
Mặc dầu có nhiều cố gắng nhưng bài giảng không thể tránh khỏi các khuyết 
điểm, sai sót, tác giả mong được nhận các phê bình đóng góp của các bạn để 
hoàn chính dần cho các biên soạn kế tiếp. 
Trân trọng. 
Lê Anh Tuấn 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
------------------------------------------------------------------------------ 
---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
MỞ ĐẦU - MỤC LỤC 
iii
MỤC LỤC 
 ========== 
trang ... 
TRANG BÌA.................................................................................................... 
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................. ii 
MỤC LỤC....................................................................................................... iii 
Chương 1 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI................ 1 
1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC KHÁI NIỆM......................................................... 1 
1.1.1 Định nghĩa Nước thải ........................................................................... 1 
1.1.2 Giới thiệu môn học ............................................................................... 1 
1.1.3 Khái niệm về Công trình Xử lý Nước thải ............................................ 2 
1.1.4 Các phương pháp cơ bản để Xử lý Nước thải .................................... 3 
1.1.5 Các yêu cầu chính của một Công trình XLNT...................................... 7 
1.2 CÁC BƯỚC HÌNH THÀNH MỘT DỰ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI .............. 7 
1.2.1 Tiến trình tổng quát............................................................................... 7 
1.2.2 Điều tra, khảo sát.................................................................................. 8 
1.2.3 Định khối lượng nước thải.................................................................... 8 
1.2.4 Đề xuất Phương án ............................................................................. 9 
1.2.5 Phân tích các Phương án..................................................................... 9 
1.3 HỒ SƠ CÔNG TRÌNH XLNT................................................................... 9 
1.3.1 Yêu cầu................................................................................................. 9 
1.3.2 Tóm tắt công trình................................................................................. 10 
1.3.3 Tập thuyết minh Công trình .................................................................. 10 
1.3.3 Các số liệu - Phụ lục............................................................................. 11 
Chương 2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC 
THẢI LIÊN QUAN ĐẾN CÁC CHỈ SỐ THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ................. 12 
2.1 NƯỚC THẢI SINH HOẠT........................................................................ 12 
2.1.1 Khối lượng ............................................................................................ 12 
2.1.2 Thành phần và tính chất ....................................................................... 13 
2.2 NƯỚC THẢI SẢN XUẤT ......................................................................... 17 
2.2.1 Khối lượng ............................................................................................ 17 
2.2.2 Thành phần và tính chất ....................................................................... 18 
2.3 CÁC VÍ DỤ CƠ BẢN XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ THIẾT KẾ THỦY LỰC........... 19 
2.3.1 Phương trình Manning và phương trình Hazen-Williams .................... 19 
2.3.2 Xác định đường kính tối ưu cho máy bơm........................................... 20 
2.3.3 Đập tràn thành mỏng ............................................................................ 21 
2.3.4 Đo lưu lượng nước thải ........................................................................ 21 
2.3.5 Cân bằng dòng chảy............................................................................. 22 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
------------------------------------------------------------------------------ 
---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
MỞ ĐẦU - MỤC LỤC 
iv
Chương 3 CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC ................ 25 
3.1 CÔNG TRÌNH LÀM SẠCH CƠ HỌC....................................................... 25 
3.1.1 Song chắn rác ...................................................................................... 25 
3.1.2 Một số kiểu song chắn rác ................................................................... 27 
3.2 BỂ LẮNG CÁT ......................................................................................... 31 
3.3 BỂ LẮNG SƠ CẤP .................................................................................. 37 
3.4 BỂ THU DẦU, BỂ THU MỠ .................................................................... 42 
3.5 BỂ LỌC.................................................................................................... 43 
Chương 4 CÔNG TRÌNH LÀM SẠCH NƯỚC THẢI DƯỚI ĐẤT ................ 48 
4.1 CÔNG TRÌNH NHÀ VỆ SINH.................................................................. 48 
4.1.1 Khái quát............................................................................................... 48 
4.1.2 Bố trí Nhà vệ sinh ................................................................................. 49 
4.1.3 Phân loại Nhà vệ sinh........................................................................... 51 
4.1.4 Bể tự hoại ............................................................................................. 53 
4.3 HỆ THỐNG GÒ LỌC .............................................................................. 61 
4.2 CÔNG TRÌNH GIẾNG THẤM .................................................................. 62 
4.2.1 Nguyên lý và Sơ đồ giếng thấm ........................................................... 62 
4.2.2 Kết cấu giếng thấm............................................................................... 64 
4.3 CÁNH ĐỒNG LỌC, TƯỚI ....................................................................... 65 
4.3.1 Nguyên lý ............................................................................................. 65 
4.3.2 Thiết kế ................................................................................................ 65 
4.3.3 Tính toán mức tải thủy lực và xác định diện tích.................................. 70 
Chương 5 TỔ HỢP CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI ........................... 81 
5.1 NGUYÊN LÝ ........................................................................................... 81 
5.2 CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ ....................................................................... 83 
5.2.1 Số liệu thiết kế ..................................................................................... 83 
5.2.2 Sơ đồ hệ thống công trình ................................................................... 83 
5.2.3 Chọn phương án xử lý ......................................................................... 85 
5.3 VÍ DỤ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ KỸ NGHỆ ..... 86 
5.4 QUẢN LÝ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI ...................................... 90 
5.4.1 Nguyên tắc chung ................................................................................ 90 
5.4.2 Công tác đo lường ............................................................................... 90 
5.4.3 Công tác quản lý .................................................................................. 91 
BẢNG QUI ĐỔI ĐƠN VỊ................................................................................ 92 
PHỤ LỤC ...................................................................................................... 93 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 99 
=========================================================== 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
------------------------------------------------------------------------------- 
--------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1 
Chương Ø 
KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 
--- oOo --- 
1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC KHÁI NIỆM 
1.1.1 Định nghĩa Nước thải 
Tất cả các hoạt động sinh hoạt và sản xuất trong mỗi cộng đồng đều tạo ra các 
chất thải, ở các thể khí, lỏng và rắn. Thành phần chất thải lỏng, hay nước thải 
(wastewater) được định nghĩa như một dạng hòa tan hay trộn lẫn giữa nước 
(nước dùng, nước mưa, nước mặt, nước ngầm, ...) và chất thải từ sinh hoạt trong 
cộng đồng cư dân, các khu vực sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, 
thương mại, giao thông vận tải, nông nghiệp, ... Ở đây cần hiểu là sự ô nhiễm 
nước (water pollution) xảy ra khi các chất nguy hại xâm nhập vào nước lớn hơn 
khả năng tự làm sạch của chính bản thân nguồn nước. 
Nước thải chưa xử lý (untreated wastewater) là nguồn tích lũy các chất độc hại 
lâu dài cho con người và các sinh vật khác. Sự phân hủy các chất hữu cơ trong 
nước thải có thể tạo ra các chất khí nặng mùi. Thông thường, nước thải chưa xử 
lý là nguyên nhân gây bịnh do nó chứa các loại độc chất phức tạp hoặc mang các 
chất dinh dưỡng thuận lợi cho việc phát triển cho các loại vi khuẩn, các thực vật 
thủy sinh nguy hại. 
Tại nhiều quốc gia trên thế giới, việc đòi hỏi phải kiểm soát và xử lý nguồn nước 
thải đã trở thành luật lệ bắt buộc. Hầu hết các ngành sản xuất đều có các tài liệu 
chỉ dẫn về tiêu chuẩn làm sạch nước thải. 
1.1.2 Giới thiệu môn học 
Môn học Công trình Xử lý Nước thải (Wastewater Treatment Works) là một trong 
những môn học bắt buộc đối với chuyên ngành học Kỹ thuật Môi trường. Môn này 
là phần tiếp nối tiếp môn học Phương pháp Xử lý Nước thải. Môn học đặt trọng 
tâm phần giới thiệu các thiết bị, công trình trong chuỗi xử lý nước. Các kiến thức 
khoa học cơ bản như Toán học,Vật lý, Hóa học, ... tạo nền móng ban đầu cho 
môn học. Các môn cơ sở như Thủy lực, Thủy văn, Kết cấu công trình, Ô nhiễm 
môi trường ... là các môn tiên quyết cho môn học này. Phương pháp và Công 
trình Xử lý Nước thải là môn học chuyên ngành cho việc đào tạo Kỹ sư ngành Kỹ 
thuật Môi trường. 
Tuy nhiên do giới hạn thời gian và qui mô đào tạo, môn học này chỉ giới hạn ở 
mức hướng dẫn việc khảo sát, thiết kế, xây dựng và quản lý vận hành các công 
trình làm sạch nước thải sinh hoạt dân dụng và một phần công nghiệp với qui mô 
nhỏ (liên quan đến một cộng đồng khoảng 5.000 cư dân trở lại, mức nước thải tối 
đa trung bình cho 1 cư dân là 250 lít/ngày đêm) và vừa (mức độ từ 5.000 đến 
50.000 - 100.000 cư dân). Phần công trình xử lý nước thải cho một cộng đồng 
trên 100.000 cư dân nằm trong một chuyên đề khác (như Luận văn Tốt nghiệp). 
Mục tiêu chính của môn học là: 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
------------------------------------------------------------------------------- 
--------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2 
• Hiểu được tiêu chuẩn chất lượng đòi hỏi cho một hệ thống xử lý nước thải 
sinh hoạt và một số ngành công nghiệp. 
• Có khả năng định lượng việc chuyển tải thủy lực nước thải đến trạm/nhà 
máy xử lý nước thải. 
• Có khả năng xác định việc bố trí và tập trung các ảnh hưởng của nước thải 
đến trạm /nhà máy xử lý nước thải. 
• Có khả năng thiết kế các hạng mục công trình xử lý nước thải. 
• Biết cách quản lý, vận hành một hệ thống xử lý nước thải. 
1.1.3 Khái niệm về Công trình Xử lý Nước thải 
Công trình Xử lý Nước thải là một khái niệm chung để chỉ một hệ thống tổ hợp 
bao gồm các hạng mục công trình và thiết bị đi kèm để biến nước thải thành nước 
sạch ở mức độ chấp nhận được. 
Có 4 loại nước thải có thể chảy vào hệ thống xử lý nước: 
• Nước thải sinh hoạt cư dân (domestic watsewater): do các hộ dân thải ra qua 
sinh hoạt gia đình, mua bán, văn phòng, ... 
• Nước thải công nghiệp (industrial watsewater): do các nhà máy sản xuất công 
nghiệp và tiểu thủ công nghiệp nói chung. 
• Nước thẩm lậu/nước chảy tràn (infiltration/inflow): nước thẩm lậu là tất cả các 
loại nước chảy vào hệ thống cống rãnh do sự rò rỉ, bể vỡ đường ống hoặc 
thấm qua tường chắn. Nước chảy tràn là lượng nước mưa chảy vào hệ thống 
cống rãnh từ hệ thống tiêu nước mưa, mái nhà, hè phố, ... 
• Nước mưa (stormwater): nước tràn mặt do mưa tại chỗ hoặc tuyết tan. 
Tùy theo nhiệm vụ công trình và khả năng tài chính, người ta có thể tách ra từng 
hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước mưa riêng rẽ 
hoặc tổng hợp. Theo thời gian, nướ ... rình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
38
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
39
Các hạt chất rắn có tốc độ lắng khác nhau, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như số 
lượng hạt rắn, hình dạng, trọng lượng riêng, động lực dòng chảy và cả nhiệt độ 
nước nữa. Một số nhà nghiên cứu về thủy lực đã cố gắng xác định quá trình lắng 
bằng một phương trình toán học nhưng đến nay vẫn chưa có thể khái quát hóa 
được. Đến nay quá trình lắng động học thường xác định bằng cách thực nghiệm. 
Vận tốc lắng của thành phần hạt Vs có thể lấy theo công thức: 
 2).(
.18
dgV wss ρρµ −= (3-7) 
trong đó g - gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 
 µ - hệ số nhớt động học (dynamic viscosity), µ= ν.ρ, N.s/m2 
(ν là hệ số nhớt động lực - kinematic viscosity - của chất lỏng, m2/s và 
ρ là trọng lượng riêng - density -, kg/m3) 
ρs và ρw - lần lượt là khối lượng riêng của nước thải và nước tinh 
d - đường kính hạt, mm 
 Hình 3.13: Một kiểu bể xử lý sơ cấp hình tròn 
Chỉ tiêu thiết kế bể lắng sơ cấp gồm: 
• Lượng chảy tràn mặt thoáng (surface overflow rate - SOR) (m3/day/m2) 
• Chiều sâu lớp nước 
• Đặc điểm hình học của mặt bằng 
• Thời gian lưu tồn thủy lực 
• Tốc độ nước chảy qua một đơn vị chiều dài đập tràn thành mỏng 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
40
Bảng 3.4: Các số liệu để thiết kế bể lắng sơ cấp 
Thông số Khoảng biến thiên Khoảng 
chuẩn 
♦ Bể lắng sơ cấp trước trạm xử lý thứ cấp 
 Thời gian lưu tồn, giờ 
 Lưu lượng, gal/ft2.day (m3/m2.day) 
 - Trung bình 
 - Tối đa 
Lưu lượng qua 1 đơn vị chiều dài đập tràn 
gal/ft.day (m3/m.day) 
♦ Bể lắng sơ cấp có hoàn lưu bùn hoạt tính 
Thời gian lưu tồn, giờ 
 Lưu lượng, gal/ft2.day (m3/m2.day) 
 - Trung bình 
 - Tối đa 
 Lưu lượng qua 1 đơn vị chiều dài đập tràn 
 gal/ft.day (m3/m.day) 
1,5 - 2,5 
800 - 1.200 (32,56 - 48,84) 
2.000 - 3.000 (81,4 - 122,1) 
10.000 - 40.000 (124 - 496) 
1,5 - 2,5 
600 - 800 (24,42 - 32,56) 
1.200 - 1.700 (48,84 - 69,19) 
10.000 - 40.000 (124 - 496) 
2,0 
2.500 (101,75) 
20.000 (248) 
2,0 
1.500 (61,05) 
20.000 (248) 
Nguồn: George T., Franlin L. B., Wastewater Engineering, 1995 
Bảng 3.5: Số liệu thiết kế bể lắng sơ cấp hình chữ nhật và hình tròn 
Thông số Khoảng biến thiên Khoảng chuẩn 
♦ Bể lắng hình chữ nhật 
 - chiều sâu, ft (m) 
 - chiều dài, ft (m) 
 - chiều rộng, ft (m) * 
Vận tốc thiết bị gạt váng, ft/min (m/min) 
♦ Bể lắng hình tròn 
 - chiều sâu, ft (m) 
 - đường kính, ft (m) 
 - độ dốc đáy, in/ft (mm/m) 
Vận tốc thiết bị gạt váng cặn, r/min 
10 - 15 (3,048 - 4,572) 
50 - 300 (15,24 - 91,44) 
10 -80 (3,048 - 24,384) 
2 - 4 (0,6096 - 1,2192) 
10 - 15 (3,048 - 4,572) 
10 - 200 (3,048 - 60,96) 
0,75 - 2 (62,5 - 166,6) 
0,02 - 0,05 
12 (3,6576) 
80 - 130 (24,384 - 39,624) 
16 - 32 (4,8768 - 9,7536) 
3 (0,9144) 
12 (3,6576) 
40 - 150 (12,192 - 45,72) 
1 (83,3) 
0,03 
Nguồn: George T., Franlin L. B., Wastewater Engineering, 1995 
* nếu chiều rộng bể chữ nhật lớn hơn 20 ft (6,096 m) ta có thể dùng thiết bị gạt 
nhiều cánh, loại này cho phép thiết kế chiều rộng bể lên đến 80 ft (24,384 m) hoặc 
hơn nữa. 
Nước thải có thành phần kích thước hạt như bảng. 
Kích thước hạt d, mm 0,1 0,08 0,07 0,06 0,04 0,02 0,01 
% trọng lượng hạt lắng 
Vận tốc lắng Vs (mm/s) 
Số Reynolds, Re 
10 
0,81 
0,08 
15 
0,52 
0,042 
35 
0,40 
0,028 
65 
0,30 
0,018 
90 
0,13 
0,005 
98 
0,03 
0,0006 
100 
0,008 
0,00008 
Ví dụ 3.5: Xác định kích thước một bể lắng sơ cấp hình vuông để xử lý 36.400 
m3/day nước thải với lượng chảy mặt là SOR = 12 m3/ m2.ngày và thời gian lưu 
là 6 giờ. Tính lượng thải loại toàn bộ nếu trong lượng riêng của nước thải là 1,15. 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
41
Giải: Diện tích mặt thoáng 033.3
12
400.36 ===
SOR
QAp m
2 
 Bể hình vuông 072,553033 ===WL m, lấy tròn 56 x 56 m 
Với việc chọn bể hình vuông 56 x 56 m thì lượng chảy mặt thực tế SOR' sẽ là: 
5656
400.36
×=′RSO = 11,607 m
3/ m2.ngày 
Chiều sâu bể 
24
6033,12. ×== tVH s = 2,901 m. Lấy tròn H = 3,0 m 
Kiểm tra lượng chảy qua đập tràn (Weir overflow rate, WOR): 
56
400.36==
W
QWOR = 650 m3/day/m 
Ví dụ 3.5: Thiết kế một bể lắng sơ cấp để loại 60% chất rắn lơ lửng (SS) với lưu 
lượng dòng nước thải trung bình là 5.000 m3/ngày so với hệ số lưu lượng max là 
2,5. Xác định mức giảm của BOD5. 
Giải: Căn cứ vào đồ thị trong hình 3.10 ta thấy, để giảm 60% SS thì tốc độ chảy 
trà mặt sẽ cần là SOR = 35 m3/day.m2. Đồng thời giá trị này cũng dẫn đến giảm 
32% BOD5. 
Diện tích mặt thoáng: 143
35
5000 ===
SOR
QAp m
2 
Chọn bể tròn có đường kính 13,5 m và chiều sâu bể là 3m. 
Thể tích bể : V = 143 x 3 = 429 m3 
Thời gian lưu tồn : 06.2
./.5000
.24.429
23
3
=×==
ngaymm
hm
Q
V
T day h 
Tại lưu lượng max: 87
143
50005.2 =×=SOR m3/ day.m2. 
Với SOR = 87 m3/day.m2, tra lại đồ thị hình 3.10 ta xác định được mức loại thải 
SS là 38% và BOD5 giảm 20%. 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
42
3.4 BỂ THU DẦU, BỂ THU MỠ 
Dầu mỡ trong nước thải từ các nhà máy lọc dầu, xưởng sửa chữa xe cộ, xí 
nghiệp chế biến thực phẩm gia súc, ... là các chất độc hại cho môi trường sinh 
thái. Cách tính toán kích thước và kết cấu hai loại bể thu dầu và bể thu mỡ thì 
tương tự. 
Đối với các chất cặn ván nổi được trong nước như dầu (có kích thước hạt khoảng 
0,1 - 0,08 mm) và mỡ (có kích thước hạt lớn hơn 0,1 mm) thì tốc độ nổi lên Umin 
của hạt sẽ được xác định theo công thức Stokes: 
 µ
ρρ dndU −= ..
18
981 2
min (cm/s) (3-8) 
trong đó : d - đường kính hạt dầu, cm 
 ρn, ρd - lần lượt là trọng lượng riêng của nước thải và dầu, g/cm3 
 µ- độ nhớt của nước thải, ở 20°C có thể lấy µ = 0,01 g/cm3.s 
Chiều dài của bể thu dầu có thể xác định theo công thức: 
 h
U
v
L tt ..
min
α= (m) (3-8) 
trong đó : vtt - tốc độ tính toán của dòng chảy 
 h - chiều sâu công tác của bể 
 α - hệ số chảy rối theo quan hệ giữa vtt/Umin, có thể lấy theo 
vtt/Umin 20 15 10 
α 1,75 1,65 1,5 
Nếu xây và vận hành tốt, có thể thu hồi 97 - 98% lượng dầu trong nước thải. 
Ví dụ 3.6: 
Một nhà máy lọc dầu xả có kênh nước thải trộn lẫn với dầu cặn với lưu lượng thải 
220 l/s. Hàm lượng dầu trong nước thải là 5.000 mg/l. Cho biết hạt dầu có đường 
kính d = 0,008 cm, ở nhiệt độ 20°C, trọng lượng riêng của dầu là ρd = 0,87 g/cm3, 
nước thải ρn = 1 g/cm3, độ nhớt của môi trường nước thải là µ = 0,01 g/cm3.s. Tỉ 
số vận tốc dòng chảy ngang trong bể và vận tốc nổi tối thiểu là vtt/Umin = 10. Yêu 
cầu xác định kích thước bể thu dầu. 
Giải : Tốc độ nổi lên của hạt dầu: 
0465,0
01,0
87,01.008,0.
18
981..
18
981 22
min =−=−= µ
ρρ dndU cm/s = 0,00465 m/s 
Với vtt/ Umin = 10, ta có hệ số chảy rối α = 1,5 
Vận tốc tính toán vtt = 10.Umin = 0,465 cm/s 
Mặt cắt ướt bể thu dầu: 
48
00465,0
22,0 ≈==
ttv
Qω m2 
Thanh gạt dầu thường có chiều rộng 1,2 - 1,5 m. Chọn 4 thanh, chiều rộng bể thu 
dầu lấy là B = 6 m, 4 ngăn. Khi đó chiều sâu công tác của bể là: 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
43
2
46
48 =×== B
wh m 
Chiều dài của bể thu dầu: 
302105,1..
min
=××== h
U
v
L ttα m 
Dung tích bể thu dầu: 
W = B.L.h = 24 x 30 x 2 = 1.440 m3 
Thời gian lắng nước thải trong bể thu dầu: 
=×
×==
60465,0
10030
ttv
Lt 107,52 phút # 1 giờ 47 phút 
3.5 BỂ LỌC 
Người ta có thể dùng các hạt sạn sỏi, cát, than ... để loại bỏ một phần các chất 
rắn lơ lửng của nước thải và lượng BOD trước khi cho qua các công trình xử lý 
sinh học hay hóa học khác. Bể lọc thấm hay bể lọc nhỏ giọt (percolating hay 
trickling filters) là một trong các hình thức lọc cổ điển với dạng hình hộp tròn , hình 
chữ nhật bằng bê tông hoặc thép chứa sỏi, đá vôi (có đường kính hạt khoảng 25 - 
100 mm). Kích thước các bể thường vào khoảng 1,0 - 2,5 m theo chiều sâu và có 
đường kính khoảng 5 - 50 m, đáy bể là các tấm lược để thu hồi nước thải đã qua 
xử lý bể lọc thấm. Gần đáy bể có một lỗ nhỏ thông khí. Sơ đồ bể như hình vẽ. 
 Hình 3.14: Sơ đồ một bể lọc thấm 
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc xử lý và thiết kế bể lọc: 
• Thành phần và khả năng xử lý của nước thải; 
• Loại vật liệu lọc và bề dày lớp lọc; 
• Tính dẫn tải thủy lực và hữu cơ; 
• Tỉ số quay vòng và sắp xếp nước thải; 
• Nhiệt độ nước thải; 
• Sự vận hành của hệ thống phân phối nước thải 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
44
Bảng 3.6: Các đặc trưng của bể lọc nhỏ giọt 
Đặc trưng thiết kế (vận tốc) Thấp Trung Cao Rất cao Lọc tròn 
Loại vật liệu lọc 
Tải thủy lực (x 1000 m3/m2. ngày) 
Tải hữu cơ (kg BOD5/m3. ngày) 
% BOD bị loại khử 
Nitrat hoïa 
Sỏi 
10 - 40 
1 - 3 
80 - 85 
Có 
Sỏi 
40 - 100 
3 - 6 
50 - 70 
Một số 
Sỏi 
100 - 400 
6 - 12 
40 - 80 
Không 
Plastic 
150 - 900 
< 30 
65 - 85 
Ít 
Plastic/ Sỏi 
600 - 1800 
> 20 
40 - 85 
Không 
Nguồn: American Water Works Association (AWWA), 1992 
Nhiệt độ của dòng nước thải càng cao thì hiệu quả lọc càng lớn. Công thức kinh 
nghiệm sau cho thấy quan hệ giữa hiệu suất bể lọc và nhiệt độ nước thải: 
 2020.
−= tt aEE % (3-9) 
trong đó : Et - hiệu suất bể lọc ở nhiệt độ nước thải t °C 
 E20 - hiệu suất bể lọc ở nhiệt độ nước thải 20 °C 
 a - hằng số thực nghiệm, a = 1,035 
Thông thường, giàn phun nước thải quay với vận tốc 1 vòng/phút với lượng nước 
thải phun ra mỗi đợt khoảng 30 giây. Nếu tần suất phun lớn hơn 30 giây thì phải 
điều chỉnh giàn quay chậm lại nhằm giảm sự vương vãi bụi nước thải và vi trùng 
trên mặt bể. Bể lọc có khả năng làm giảm lượng BOD. Tuy nhiên hiệu suất của 
việc giảm BOD tùy thuộc rất nhiều vào thành phần và độ đồng đều của vật liệu 
lọc. Hai công thức kinh nghiệm sau để tính toán hiệu suất giảm BOD của bể: 
Î Theo Mô hình của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia (The National Research 
Council, NRC) của Mỹ, 1948: 
VFW
E
/.448,01
100
+= % (3-10) 
trong đó: E - hiệu suất giảm BOD (efficiency of BOD removal) của bể lọc 
 W - lượng BOD vào (influent BOD), kg/ngày 
 V - lượng lọc thải (filter removal), m3 
 F - hệ số hoàn lưu (recirculation factor) = (1+R)/(1 +0,1R)2 
 R = Qr/Q = lượng hoàn lưu/lượng nước thải 
Lưu ý: + Có thể thay W/V bằng L với L là lượng tải BOD (g/m3 mỗi ngày) 
 + Theo Kriengsak Udomsinrot (AIT, 1989), hệ số thực nghiệm 0,448 của 
Mỹ có thể thay bằng 0,014 trong điều kiện áp dụng ở Đông Nam Á do điều kiện xử 
lý lọc thải vùng nhiệt đới cao hơn các vùng ôn đới, dẫn đến hiệu suất cao hơn. 
Î Theo Cẩm nang Mô hình Thực nghiệm Anh quốc (The British Manual of 
Practices Model), 1988: 
 ( )[ ]nmto QsAKL
L
/.1
1
15
1
−+= α (3-11) 
trong đó: L1 - lượng BOD vào, mg/l 
 Lo - lượng BOD ra sau khi đã xử lý, mg/l 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
45
 K - hệ số lọc (K = 0,02 với sạn sỏi, = 0,4 với plastic) 
 Asm - diện tích mặt thấm (media surface area) và hệ số, m2/m3 
 (m = 1,41 với sạn sỏi, = 0,73 với plastic) 
 Qn - tốc độ tải khối (volumetric loading rate) và hệ số, m2/m3.ngày 
 (m = 1,25 với sạn sỏi, = 1,4 với plastic) 
 α- hệ số nhiệt độ (= 1,111), t - nhiệt độ của nước thải, °C 
Ví dụ 3. 7: Nước thải đô thị cho số liệu sau: 
 Lượng BOD5 ban đầu = 360 mg/l 
 Tiêu chuẩn BOD5 đòi hỏi = 25 mg/l 
 Dân số tương đương (PE) = 20.000 người với lượng thải 225 l/người.ngày 
 Nhiệt độ nước thải t = 20 °C 
Xác định thể tích một bể lọc nhỏ giọt đơn với vật liệu lọc là sạn sỏi, nếu tỉ số hoàn 
lưu R là 1:1 và 2:1. Sử dụng phương trình NRC. 
Giải: Hiệu suất giảm BOD yêu cầu: %93
360
25360 =−=E 
Với R = 1:1 = 1, sử dụng phương trình NRC: 
 Hệ số hoàn lưu: 
65,1
)1.1,01
11
)1,01(
1
22 =+
+=+
+=
R
RF 
Lượng tải BOD5 ban đầu: 
W = 20.000 x 225 x 360 x 10-6 = 1620 kg/ngày 
Phương trình NRC: 
)65,1(/1620.448,01
10093
/.448,01
100
VVFW
E +==+= 
 Î V = 34.793 m3 
Nếu hiệu suất hữu dụng là 80 % thì V' = 34.793/ 80% = 43.491 m3 
Với R = 2:1 = 2 
Hệ số hoàn lưu: 
083.2
)21,01
21
)1,01(
1
22 =×+
+=+
+=
R
RF 
Phương trình NRC: 
)083,2(/1620.448,01
10093
/.448,01
100
VVFW
E +==+= 
 Î V = 26.550 m3 
Nếu hiệu suất hữu dụng là 80 % thì V' = 26.550/ 80% = 31.212 m3 
Giáo trình CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Lê Anh Tuấn 
-------------------------------------------------------------------------------- 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Chương 3: CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CƠ HỌC 
46
Chọn n = 10 bể lọc hình tròn với kích thước: sâu h = 2,5 m, đường kính D = 40 m. 
Kiểm tra: 416.315,2
4
401416,310).
4
.(
22
=


 ×××== hDnVtk π m3 > 31.212 m3 (thỏa). 
Ví dụ 3.8: Cho BOD5 của nước thải WBOD = 200 mg/l 
 Lượng nước thải WW = 1.400 m3/ngày 
 Thể tích bể lọc nhỏ giọt Vtf = 16.000 m3 
 Sử dụng bể lọc nhỏ giọt vận tốc thấp, không có hệ thống hoàn lưu. 
Xác định hiệu suất lọc hệ thống trong điều kiện nhiệt đới và lượng BOD5 loại bỏ. 
Giải: Tính lượng tải BOD5 
 5,17
).(16000
)/.(200)/.(1400
3
3
=×=×=
m
lmgngaym
V
WWW
L
tf
BOD g/m3.ngày 
 Hệ số hoàn lưu 
 1
)1,01(
1
2 =+
+=
R
RF , vì R = 0 (không có lượng nước thải hoàn lưu) 
 Hiệu suất bể lọc trong điều kiện nhiệt đới : 
 =+=+= 1/5,17.014,01
100
/.014,01
100
FL
E 84,41 % 
 Lượng BOD5 loại thải: 
 EffBOD = (1 - E).WBOD = (1 - 0,8441) x 200 = 31 mg/l 
=============================================================