Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội và đô thị hóa, việc nâng cao chất lượng đời sống của người dân luôn đi kèm với yêu cầu cấp thiết về quản lý, xử lý chất thải nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên nước và môi trường sống. Nước thải sinh hoạt nếu không được thu gom và xử lý đạt quy chuẩn sẽ gây suy thoái nguồn nước mặt, nước ngầm và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Sự phối hợp đồng bộ giữa mạng lưới thoát nước và trạm xử lý nước thải tập trung là điều kiện tiên quyết để đảm bảo hiệu quả bảo vệ môi trường tại các khu dân cư mới.

Đồ án "Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho KDC Mỹ Thạnh Hưng" được thực hiện với các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

  1. Mục tiêu nghiên cứu: Tính toán, thiết kế chi tiết hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Khu dân cư Mỹ Thạnh Hưng với công suất $530\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT, Cột B trước khi xả vào nguồn tiếp nhận (sông).
  2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
    • Giới thiệu tổng quan về Khu dân cư Mỹ Thạnh Hưng và điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành phố Mỹ Tho, tỉnh Tiền Giang.
    • Trình bày cơ sở lý luận về đặc tính nước thải sinh hoạt và tổng quan các phương pháp xử lý cơ học, hóa học, sinh học.
    • Đề xuất các phương án dây chuyền công nghệ xử lý nước thải, phân tích so sánh để lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu.
    • Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đã chọn.
    • Lập dự toán kinh tế cho trạm xử lý nước thải bao gồm chi phí xây dựng, chi phí thiết bị, điện năng, nhân công và tính toán giá thành xử lý $1\text{ m}^3$ nước thải.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt, vệ sinh của cư dân tại Khu dân cư Mỹ Thạnh Hưng.
  • Phạm vi không gian: Khu dân cư Mỹ Thạnh Hưng tọa lạc tại Phường 6, thành phố Mỹ Tho, tỉnh Tiền Giang, có quy mô diện tích 5,65 ha với 232 nền nhà liên kế (kích thước $4 \times 23\text{ m}$) và 22 nền nhà biệt thự (kích thước $14 \times 20\text{ m}$). Dân số tính toán thiết kế là 4.420 người.
  • Phạm vi thông số kỹ thuật: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt lấy theo TCXDVN 33:2006 là $150\text{ lít/người/ngày}$; lưu lượng nước thải tính bằng $80%$ lượng nước cấp, tương đương $530,4\text{ m}^3/\text{ngày}$ (chọn $530\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

Đồ án xây dựng dựa trên các cơ sở lý thuyết xử lý nước thải đô thị, các phản ứng sinh hóa của vi sinh vật hiếu khí/kỵ khí trong môi trường nước và hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng - môi trường của Việt Nam:

  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B - áp dụng cho nguồn tiếp nhận không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt).
  • Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước TCXDVN 33:2006 và Tiêu chuẩn thiết kế thoát nước - mạng lưới bên ngoài và công trình TCXDVN 51:2006 / TCVN 51:2008.
  • Các tài liệu chuyên ngành: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình (Lâm Minh Triết, 2004), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải (Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga, 2000), Giáo trình Xử lý nước thải (Hoàng Huệ), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải (Trịnh Xuân Lai).
Thông số ô nhiễm Đơn vị Nồng độ nước thải đầu vào QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B) Hiệu quả xử lý yêu cầu
pH - 6,5 – 7,5 5 – 9 Đạt chuẩn
Chất rắn lơ lửng (SS) mg/L 150 – 200 100 50%
$\text{BOD}_5$ mg/L 200 – 250 50 85%
$\text{COD}$ mg/L 300 – 400 175 – 200 75%
$\text{NH}_4^+$ (theo N) mg/L 15 – 25 10 Đạt chuẩn
$\text{NO}_3^-$ (theo N) mg/L 5 – 10 50 Đạt chuẩn
Tổng Phospho mg/L 5 – 10 10 Đạt chuẩn
Tổng Coliform MPN/100 mL $10^8$ 5.000 Khử trùng triệt để

Tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD} = 250/400 = 0,625 - 0,63$ cho thấy nước thải sinh hoạt của khu dân cư có khả năng phân hủy sinh học cao, rất thích hợp để ứng dụng công nghệ sinh học hiếu khí.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập tài liệu về hiện trạng quy hoạch, quy mô dân số KDC Mỹ Thạnh Hưng, điều kiện khí hậu, thủy văn thành phố Mỹ Tho để làm cơ sở xác định lưu lượng và tải lượng ô nhiễm.
  • Phương pháp so sánh: Phân tích ưu điểm, nhược điểm về mặt kỹ thuật, kinh tế và vận hành giữa hai phương án công nghệ xử lý sinh học (bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank và bể lọc sinh học) để lựa chọn giải pháp phù hợp.
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật: Sử dụng các công thức thủy lực, phương trình phản ứng sinh học và thông số thiết kế kỹ thuật môi trường để định cỡ các công trình đơn vị, chọn công suất bơm, máy thổi khí và đĩa khuếch tán khí.
  • Phương pháp trao đổi ý kiến: Tiếp thu chỉ dẫn kỹ thuật từ giảng viên hướng dẫn trong quá trình lập phương án và hiệu chỉnh thông số.
  • Phương pháp đồ họa: Sử dụng phần mềm AutoCAD để thể hiện bản vẽ mặt bằng tổng thể, sơ đồ công nghệ và chi tiết cấu tạo các hạng mục công trình xử lý.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Sơ đồ dây chuyền công nghệ đã lựa chọn (Phương án 1)

Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải được lựa chọn bao gồm chuỗi công trình đơn vị hoạt động liên hoàn:

  • Nước thải từ nhà vệ sinh được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại của từng hộ gia đình để lắng cặn và phân hủy kỵ khí một phần.
  • Nước thải sinh hoạt từ các nguồn khác cùng nước tràn bể tự hoại theo mạng lưới cống thu gom dẫn về Ngăn tiếp nhận của trạm xử lý.
  • Nước thải đi qua Song chắn rác để loại bỏ rác thô có kích thước lớn, sau đó qua Bể tách dầu mỡ nhằm thu hồi dầu mỡ động thực vật và khoáng chất.
  • Nước tự chảy vào Bể điều hòa, tại đây hệ thống phân phối khí đáy hoạt động liên tục nhờ máy thổi khí để xáo trộn, tránh lắng cặn, chống phân hủy yếm khí sinh mùi và ổn định lưu lượng, nồng độ chất bẩn.
  • Nước thải được bơm chìm đưa sang Bể Aerotank. Vi sinh vật hiếu khí lơ lửng (bùn hoạt tính) sử dụng oxy hòa tan ($DO \ge 2\text{ mg/L}$) để chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan thành sinh khối, $\text{CO}_2$ và nước.
  • Hỗn hợp bùn nước tự chảy sang Bể lắng đợt 2 theo ống trung tâm; bùn hoạt tính lắng xuống đáy bằng trọng lực. Một phần bùn được bơm tuần hoàn về bể Aerotank để duy trì nồng độ sinh khối $2.000 - 3.000\text{ mg MLSS/L}$, lượng bùn dư được xả định kỳ về hầm tự hoại (hút bùn 1 lần/năm).
  • Nước trong thu qua máng răng cưa dẫn sang Bể tiếp xúc khử trùng, được châm hóa chất $\text{NaOCl}$ để diệt vi khuẩn Coliform trước khi bơm xả ra nguồn tiếp nhận là sông.

Bảng tổng hợp thông số thiết kế các công trình đơn vị

Công trình đơn vị Thông số thiết kế chính Kích thước / Quy cách kỹ thuật Thiết bị kèm theo
Song chắn rác - Vận tốc dòng chảy: $v = 0,8\text{ m/s}$
- Góc nghiêng: $60^\circ$
- Khe hở: $b = 16\text{ mm}$
- Hiệu quả xử lý: giảm 6% SS, $\text{BOD}_5$		 - Chiều rộng mương: $B_m = 150\text{ mm}$
- Chiều rộng song chắn: $B_s = 240\text{ mm}$
- Số khe: $n = 10$ (9 thanh dày $8\text{ mm}$)
- Chiều sâu xây dựng: $H = 710\text{ mm}$
- Chiều dài xây dựng: $L = 1.680\text{ mm}$		 Thanh chắn rác bằng inox
Ngăn tiếp nhận - Thời gian lưu nước: $t = 20\text{ phút}$
- Chiều cao hữu ích: $H = 3,0\text{ m}$
- Chiều cao bảo vệ: $h_{bv} = 0,5\text{ m}$		 - $L \times B \times H_{xd} = 2,5\text{ m} \times 2,4\text{ m} \times 3,5\text{ m}$
- Thể tích thực: $W_t = 21\text{ m}^3$
- Đường kính ống vào/ra: $\varnothing 75\text{ mm}$		 02 bơm chìm ($N = 2\text{ kW}$, cột áp $H = 10\text{ m}$, 1 chạy, 1 dự phòng)
Bể tách dầu mỡ - Thời gian lưu nước: $t = 20\text{ phút}$
- Chiều cao lớp nước: $H = 2,0\text{ m}$
- Hiệu quả: giảm 10% SS
- Dầu cần vớt: $1,06\text{ m}^3/\text{ngày}$		 - $L \times B \times H_{xd} = 2,5\text{ m} \times 1,5\text{ m} \times 2,5\text{ m}$
- Thể tích thực: $W_t = 9,4\text{ m}^3$
- Ống mỡ: $\varnothing 60\text{ mm}$; Ống ra: $\varnothing 75\text{ mm}$		 Vách ngăn phân phối nước đầu vào (khe 5%) và đầu ra (khe 10%)
Bể điều hòa - Thời gian lưu nước: $t = 4\text{ h}$
- Lưu lượng khí: $64\text{ m}^3/\text{h}$ ($1.067\text{ L/phút}$)
- Hiệu quả giảm: 10% SS, $\text{BOD}_5$, COD		 - $L \times B \times H_{xd} = 5,0\text{ m} \times 5,0\text{ m} \times 4,6\text{ m}$
- Thể tích thực: $W_t = 100\text{ m}^3$
- Chiều cao hữu ích: $H = 3,5 - 4,0\text{ m}$		 - 16 đĩa sục khí ($d = 170\text{ mm}$)
- Ống khí chính $\varnothing 42\text{ mm}$, nhánh $\varnothing 21\text{ mm}$
- 02 máy thổi khí $1,5\text{ kW}$
- 02 bơm chìm $0,75\text{ kW}$
Bể Aerotank - Chế độ: Xáo trộn hoàn toàn
- Nồng độ bùn: $X = 2.500\text{ mg MLVSS/L}$
- Nồng độ bùn tuần hoàn: $X_T = 10.000\text{ mg/L}$
- Tỷ lệ $Y = 0,6$; $K_d = 0,06\text{ ngày}^{-1}$
- Tỷ lệ dinh dưỡng: $\text{BOD}_5:\text{N}:\text{P} = 100:5:1$		 - Thông số đầu vào: $\text{BOD}_5 = 179,77\text{ mg/L}$, $SS = 169,2\text{ mg/L}$
- Hiệu quả xử lý $\text{BOD}_5$ hòa tan: đạt $89,6% \approx 90%$		 Hệ thống phân phối khí duy trì $DO \ge 2\text{ mg/L}$, hệ thống đường ống tuần hoàn bùn

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƯ MỸ THẠNH HƯNG

  • Quy mô khu dân cư: Tọa lạc tại Phường 6, thành phố Mỹ Tho, tỉnh Tiền Giang với tổng mức đầu tư hạ tầng 30,703 tỷ đồng, diện tích 5,65 ha. Cơ cấu xây dựng gồm 232 nền nhà liên kế, 22 nền nhà biệt thự, hệ thống công viên cây xanh và khu thể thao.
  • Điều kiện tự nhiên thành phố Mỹ Tho: Diện tích tự nhiên $81,54\text{ km}^2$, dân số khoảng 204 nghìn người (thời điểm 9/2009), gồm 11 phường và 6 xã. Nằm ở bờ bắc hạ lưu sông Tiền, khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo với nhiệt độ trung bình $28^\circ\text{C}$, độ ẩm trung bình $79,2%$, lượng mưa bình quân $1.500\text{ mm/năm}$. Giao thông thuận lợi cả về đường thủy (sông Tiền kết nối vùng ĐBSCL và Biển Đông) và đường bộ (Quốc lộ 1A, Quốc lộ 60).
  • Điều kiện kinh tế - xã hội (năm 2017): Tổng giá trị sản xuất toàn thành phố đạt 50.710 tỷ đồng (tăng 13,9% so với năm 2016), trong đó khu vực công nghiệp - xây dựng chiếm 39.099 tỷ đồng, dịch vụ chiếm 8.983 tỷ đồng, nông nghiệp - thủy sản đạt 2.628 tỷ đồng. Thu nhập bình quân đầu người đạt 82,26 triệu đồng/người/năm.

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT & CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

  • Nguồn gốc và đặc tính ô nhiễm: Nước thải sinh hoạt phát sinh từ chất bài tiết qua nhà vệ sinh và các hoạt động tắm giặt, nấu nướng, dọn dẹp. Thành phần chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy (carbohydrate, protein, lipid), chất rắn lơ lửng, hợp chất dinh dưỡng (Nito, Phospho), chất hoạt động bề mặt và vi sinh vật gây bệnh (vi khuẩn tả Vibrio comma, thương hàn Salmonella typhosa, virus, giun sán).
  • Phân loại các phương pháp xử lý:
    • Phương pháp cơ học: Song chắn rác (loại bỏ rác thô kích thước $>16\text{ mm}$), bể lắng cát (giữ cát hạt $\mu = 18\text{ mm/s}$), bể tách dầu mỡ, bể điều hòa lưu lượng/nồng độ và bể lắng (lắng đợt 1, lắng đợt 2).
    • Phương pháp hóa học và hóa lý: Keo tụ - tạo bông (sử dụng phèn nhôm $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$, phèn sắt $\text{FeCl}_3$, polymer), tuyển nổi (tách bọt khí kích thước $15 - 30\text{ }\mu\text{m}$), hấp phụ, trung hòa và khử trùng bằng Clo, $\text{NaOCl}$, Ozone.
    • Phương pháp sinh học: Xử lý trong điều kiện tự nhiên (cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh học hiếu khí/tùy tiện) và điều kiện nhân tạo gồm hệ sinh trưởng bám dính (bể lọc sinh học nhỏ giọt, đĩa quay sinh học RBC, bể Bioten) và hệ sinh trưởng lơ lửng (bể Aerotank, bể kỵ khí UASB, tiếp xúc kỵ khí, ANAFIZ, ANAFLUX).

CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU DÂN CƯ MỸ THẠNH HƯNG

Chương này phân tích tính chất dòng thải đầu vào ($\text{BOD}_5 = 200 - 250\text{ mg/L}$, $\text{COD} = 300 - 400\text{ mg/L}$, $\text{SS} = 150 - 200\text{ mg/L}$) và xây dựng hai phương án công nghệ sinh học hiếu khí để so sánh:

Tiêu chí so sánh Phương án 1: Bể Aerotank (Bùn hoạt tính lơ lửng) Phương án 2: Bể lọc sinh học (Màng vi sinh dính bám)
Chi phí xây dựng Chi phí xây dựng thấp hơn Chi phí xây dựng cao hơn
Chi phí vật liệu lọc Không tốn chi phí mua vật liệu lọc Tốn chi phí mua vật liệu lọc đệm ban đầu
Vận hành & bảo dưỡng Quản lý đơn giản, dễ kiểm soát và điều chỉnh thông số Phải rửa lọc định kỳ để chống tắc nghẽn bề mặt lọc
Cấu tạo công trình Cấu tạo đơn giản, xáo trộn hoàn toàn Cấu tạo phức tạp do có hệ thống giá thể và sàn đỡ
Cấp khí & Tuần hoàn Cấp khí cưỡng bức liên tục; cần bơm bùn tuần hoàn Thông gió tự nhiên; không yêu cầu tuần hoàn bùn

Quyết định lựa chọn: Phương án 1 (Bể Aerotank) được lựa chọn do có ưu điểm vượt trội về chi phí đầu tư, cấu tạo kỹ thuật đơn giản và khả năng kiểm soát chế độ vận hành ổn định cho trạm công suất $530\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.

CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN CHI TIẾT

Tác giả trình bày toàn bộ các bước tính toán thủy lực và công nghệ cho từng hạng mục:

  • Tính toán lưu lượng: $Q_{tb} = 530\text{ m}^3/\text{ngày đêm} = 22,08\text{ m}^3/\text{h} = 6,13\text{ L/s}$. Dựa vào TCXDVN 51:2006, nội suy hệ số không điều hòa chung $K_{max} = 2,4$ và $K_{min} = 0,39$, tính được lưu lượng giờ lớn nhất $Q_{hmax} = 52,99\text{ m}^3/\text{h} = 0,015\text{ m}^3/\text{s}$.
  • Thiết kế Song chắn rác: Kích thước mương $B = 0,15\text{ m}$, vận tốc $v = 0,8\text{ m/s}$, kiểm tra vận tốc chống lắng cặn $v_{kt} = 0,5\text{ m/s} > 0,4\text{ m/s}$ (đạt yêu cầu), tổn thất áp lực qua song chắn $h_s = 0,08\text{ m}$.
  • Thiết kế Ngăn tiếp nhận: Thời gian lưu $20\text{ phút}$, thể tích $21\text{ m}^3$, bố trí 2 bơm chìm công suất $2\text{ kW}$.
  • Thiết kế Bể tách dầu mỡ: Thể tích $9,4\text{ m}^3$, lượng dầu thu gom $1,06\text{ m}^3/\text{ngày}$, ống xả mỡ $\varnothing 60\text{ mm}$.
  • Thiết kế Bể điều hòa: Thời gian lưu $4\text{ h}$, thể tích $100\text{ m}^3$, lắp đặt 16 đĩa thổi khí $d = 170\text{ mm}$, 2 máy thổi khí công suất $1,5\text{ kW}$, 2 bơm chìm luân phiên $0,75\text{ kW}$.
  • Thiết kế Bể Aerotank: Xác định nồng độ $\text{BOD}_5$ hòa tan dòng ra $S = 16,618\text{ mg/L}$, hiệu suất xử lý đạt xấp xỉ $90%$.
  • Danh mục tính toán các công trình kế tiếp: Bể lắng II, Bể tiếp xúc khử trùng, Bể chứa và nén bùn trọng lực.

CHƯƠNG 5. DỰ TOÁN KINH TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Chương 5 thiết lập bảng tính kinh tế kỹ thuật cho dự án trạm xử lý nước thải:

  • Bảng tổng hợp các hạng mục xây dựng và giá thành từng công trình đơn vị.
  • Dự toán chi phí mua sắm, lắp đặt thiết bị công nghệ (máy bơm nước thải, máy thổi khí, đĩa khuếch tán khí, đường ống công nghệ uPVC, song chắn rác).
  • Bảng tính toán chi phí điện năng tiêu thụ hàng tháng của trạm.
  • Bảng lương nhân công vận hành hệ thống.
  • Tính toán tổng hợp chi phí vận hành và giá thành xử lý trên $1\text{ m}^3$ nước thải.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xác lập đầy đủ cơ sở tính toán và hoàn thiện phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho 4.420 người tại KDC Mỹ Thạnh Hưng với công suất $530\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
  • Lựa chọn sơ đồ công nghệ tối ưu sử dụng phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng (Aerotank) kết hợp lắng trọng lực và khử trùng bằng $\text{NaOCl}$.
  • Tính toán chi tiết kích thước hình học, thông số thủy lực, thiết bị cơ điện cho toàn bộ các hạng mục: Song chắn rác ($n = 10\text{ khe}$, $B_s = 240\text{ mm}$), Ngăn tiếp nhận ($21\text{ m}^3$), Bể tách dầu mỡ ($9,4\text{ m}^3$), Bể điều hòa ($100\text{ m}^3$, 16 đĩa phân phối khí), Bể Aerotank ($X = 2.500\text{ mg MLVSS/L}$, hiệu suất xử lý $\text{BOD}_5 \approx 90%$).
  • Đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT, Cột B, giảm nồng độ $\text{BOD}_5$ từ $250\text{ mg/L}$ xuống $\le 50\text{ mg/L}$, SS từ $200\text{ mg/L}$ xuống $\le 100\text{ mg/L}$, và diệt khuẩn Coliform từ $10^8\text{ MPN}/100\text{ mL}$ xuống $\le 5.000\text{ MPN}/100\text{ mL}$.

Đóng góp thực tiễn

  • Cung cấp hồ sơ tính toán thiết kế hoàn chỉnh, có tính khả thi kỹ thuật và hiệu quả kinh tế rõ ràng, làm tài liệu tham khảo trực tiếp cho chủ đầu tư dự án KDC Mỹ Thạnh Hưng trong việc triển khai xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung.
  • Góp phần giải quyết bài toán ô nhiễm môi trường nước tại Phường 6, TP. Mỹ Tho, bảo vệ hệ sinh thái sông Tiền và nâng cao chất lượng vệ sinh đô thị.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Các thông số về thành phần, nồng độ ô nhiễm nước thải đầu vào ($\text{BOD}_5$, COD, SS, Nito, Phospho) được xác định dựa trên số liệu quy chuẩn, giáo trình và tài liệu tham khảo đối với nước thải sinh hoạt đô thị chứ chưa có điều kiện phân tích thực nghiệm trên mẫu nước thải thực tế dài ngày tại hiện trường.
  • Hướng mở rộng: Khi dự án đi vào vận hành thực tế, cần tiến hành lấy mẫu quan trắc định kỳ để hiệu chỉnh thời gian lưu bùn ($\theta_c$), tỷ lệ tuần hoàn bùn ($R$), liều lượng hóa chất khử trùng và chế độ bật tắt máy thổi khí nhằm tối ưu hóa chi phí điện năng vận hành trạm.

Giá trị tham khảo

Đồ án có giá trị tham khảo chuyên môn cao cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Môi trường, Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị: Tham khảo cấu trúc hoàn chỉnh của một đồ án tốt nghiệp thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt từ khâu khảo sát số liệu, lựa chọn công nghệ đến tính toán chi tiết từng công trình đơn vị.
  • Kỹ sư thiết kế và quản lý dự án cấp thoát nước: Ứng dụng chuỗi công thức tính toán thủy lực (mương dẫn, tổn thất áp lực qua song chắn rác theo hệ số $\beta$, trở lực đường ống theo công thức Bernoulli, tính toán công suất máy thổi khí và đĩa phân phối khí đáy).
  • Học viên thực hiện đồ án môn học: Tham khảo cách lập dự toán chi phí xây dựng, chi phí thiết bị và phân tích giá thành xử lý cho $1\text{ m}^3$ nước thải trạm quy mô vừa và nhỏ.

Câu hỏi thường gặp

1. Công suất thiết kế của trạm xử lý nước thải KDC Mỹ Thạnh Hưng được tính toán như thế nào?
Dân số tính toán của khu dân cư là 4.420 người. Áp dụng tiêu chuẩn cấp nước TCXDVN 33:2006 là $150\text{ L/người/ngày}$, tiêu chuẩn thải nước bằng $80%$ lượng nước cấp: $$Q = 80% \times 4.420 \times 150 = 530.400\text{ L/ngày} \approx 530\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$$

2. Vì sao đồ án lựa chọn công nghệ Bể Aerotank thay vì Bể lọc sinh học?
Qua so sánh kinh tế - kỹ thuật, bể Aerotank có chi phí xây dựng thấp hơn, không tốn chi phí mua và thay thế vật liệu lọc, không gặp sự cố tắc nghẽn bề mặt lọc, cấu tạo đơn giản và dễ dàng khống chế các thông số vận hành (như oxy hòa tan, tỷ lệ tuần hoàn bùn hoạt tính) hơn so với bể lọc sinh học.

3. Tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD}$ của nước thải KDC Mỹ Thạnh Hưng là bao nhiêu và có ý nghĩa gì?
Tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD}$ của dòng thải đầu vào là $0,625 - 0,63$ ($> 0,5$). Tỷ lệ này chứng minh phần lớn các hợp chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt của khu dân cư có khả năng phân hủy sinh học, khẳng định việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí là hoàn toàn phù hợp và mang lại hiệu quả cao.

4. Hệ thống cấp khí cho Bể điều hòa được thiết kế với thông số nào?
Bể điều hòa có thể tích $100\text{ m}^3$, được trang bị 16 đĩa khuếch tán khí dạng lưới ($d = 170\text{ mm}$, lưu lượng $80\text{ L/phút/đĩa}$), hệ thống ống chính $\varnothing 42\text{ mm}$, ống nhánh $\varnothing 21\text{ mm}$ và 02 máy thổi khí công suất $1,5\text{ kW}$ hoạt động luân phiên để chống lắng cặn và làm thoáng sơ bộ.

5. Nước thải sau xử lý phải đáp ứng tiêu chuẩn môi trường nào trước khi xả thải?
Nước thải sau trạm xử lý phải đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT, Cột B trước khi xả ra nguồn tiếp nhận là sông.

Kết luận

Đồ án đã hoàn thành đầy đủ nhiệm vụ tính toán, thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho Khu dân cư Mỹ Thạnh Hưng tại thành phố Mỹ Tho với công suất $530\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Dây chuyền công nghệ bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank kết hợp các công trình cơ học sơ bộ và khử trùng bằng $\text{NaOCl}$ đảm bảo nước thải đầu ra đạt chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, Cột B. Toàn bộ các thông số kỹ thuật, kích thước công trình đơn vị, thiết bị bơm khí và bảng dự toán kinh tế được tính toán rõ ràng, mang lại giải pháp kỹ thuật khả thi phục vụ công tác bảo vệ môi trường cho dự án khu dân cư.