Phần một – Xử lí nước và nước thải

PHẦN MỘT – XỬ LÍ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI CHƯƠNG 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP TIỀN XỬ Lí Chương này trỡnh bày nguyờn lớ của cỏc đơn vị xử lớ sử dụng nguyờn lớ vật lớ hoặc hoỏ học theo trỡnh tự gần đỳng từ khi nước thụ vào tới khi ra khỏi hệ xử lớ. Về nguyờn tắc một nhà mỏy xử lý nước (nước thải) trước khi nhận nước phải cú hố thu (hố tiếp nhận nước/nước thải). Đõy chỉ là cơ cấu xõy dựng đơn thuần cú chức năng nhận/gom nước để nước bắt đầu qua cỏc đơn vị xử lớ nờn gần như khụng cú yờu cầu đặc biệt về cụng nghệ. Cỏc yờu cầu về kĩ thuật xem trong TCXDVN 51:2008 (nõng cấp bản 1984) và cỏc tài liệu giảng dạy của Trường ĐHXD HN (Trần Hiếu Nhuệ, Lõm Minh Triết, 1974.). Sau hố thu nước qua đơn vị xử lớ đầu tiờn là song chắn rỏc. Chắn rỏc DANH MỤC MỘT SỐ HÃNG CUNG CẤP CHÍNH Chắn rỏc American Well Works; BIF Sanitrol, a unit of General Signal; Chain Belt Co.; Envirex Inc., a Rexnord Co.; FMC Corp. Materials Handling Div.; Hycor Corp.; Keene Corp., Water Pollution Control; Lakeside Equipment Corp.; Link Belt Co.; LYCO; Walker Process Corp.; Welker Equipment Co.; Wemco Nghiền rỏc Chicago Pump Co.; Clow Corporation; Infilco; Worthington Pump Corp.; Yeomans Đõy là đơn vị xử lớ đầu tiờn, tiếp sau với hệ cụng suất lớn sẽ là lắng cỏt và bể điều hũa. Chức năng chắn rỏc: Loại bỏ rỏc thụ (khe thụng thủy tớnh bằng cm), chống tắc cho hệ thống phớa sau. Cũng cú thể dựng mỏy lọc tinh với khe hở cỡ mm. Lượng chất rắn tỏch từ nước thải sinh hoạt thành phố bằng lọc tinh thường ở mức 0,28 đến 0,99 m3/ngày tớnh cho 3785 m3/ngày (0,0074 đến 0,026% thể tớch nước thải vào) hay 5 - 20% tổng SS trong nước thải, phụ thuộc vào kớch thước khe thụng nước. Chắn rỏc thường được lắp đặt ngay đầu vào hệ xử lớ. Chức năng của nú là: tỏch loại rỏc, vật nổi, bảo vệ cỏc thiết bị cơ khớ, giảm thiểu trục trặc kĩ thuật do rỏc gõy ra như tắc bơm, kẹt van, tắc đường ống .... Cỏc thiết bị chắn rỏc hoạt động như cỏi rõy tỏch rỏc thụ, rỏc thu gom được sẽ được thu gom và ứng xử như chất thải rắn, vớ dụ thải bỏ bằng cỏch chụn lấp hoặc đốt, đụi khi được nghiền nhỏ và đưa vào dũng thải. Vị trớ: số 1 Hỡnh XX Sơ đồ nhà mỏy xử lớ nước thải sinh hoạt (cụng nghệ BHT cổ điển) Một số kĩ thuật chắn rỏc: Ta phõn biệt: Chắn rỏc thụ (khe hở thụng thủy, kớch thước 2,4 – 15,2 cm (VN: 2 – 20cm) Chắn rỏc tớnh: khe hở nhỏ hơn CR thụ, hệ thủ cụng thụ hơn hệ cơ khớ Mỏy lọc (dựng lưới lọc hoặc tấm lọc xẻ rónh như mặt sàng/rõy) kớch thước khe thụng thủy tới mm. Chắn rỏc thụ thường là cỏc chấn song chế tạo từ cỏc thanh kim loại hỡnh trụ hoặc vuụng, chữ nhật xếp song song, khe hở giữa cỏc thanh thường là 5,1 tới 15,2 cm. Chỳng cú chức năng tỏch loại rỏc thụ, thường được đặt trước cỏc lọc rỏc tinh hoặc nghiền rỏc. Chắn rỏc và lọc rỏc cú thể được lắp đặt vuụng gúc với dũng nước hoặc phổ biến hơn là tạo một gúc với mặt nước để tăng thiết diện làm việc. Chỳng được lắp đặt trước cỏc thiết bị cơ khớ như bơm nước thải, lắng cỏt, điều hũa, lắng sơ cấp. Khi sử dụng chắn rỏc, nghiền rỏc hoặc cả hai cần cú đường chảy tắt trong trường hợp vệ sinh hoặc tắc dũng (Hỡnh 1). Hỡnh 1. Chắn rỏc làm sạch thủ cụng cú nhỏnh chảy vũng Hai thống số thiết kế quan trọng của hệ này là tốc độ đầu vào, đầu ra và tổn thất ỏp. Kờnh lắp đặt chắn rỏc cần cú vỏch lỏi dũng và phõn bố đều dũng chảy. Sau chắn rỏc nền kờnh phải hạ thấp 7,62 – 15,24cm so với đỏy đường dẫn vào để bự tổn thất ỏp (Hỡnh 1). Diện tớch chắn rỏc được tớnh trờn cơ sở diện tớch khe thoỏt ngập nước, tổng diện tớch khe hở cho nước chảy qua khụng nhỏ hơn 150 - 250% của mặt cắt dũng nước thải vào. Khe hở và Thuỷ lực Một mặt khe hở phải đủ nhỏ để tỏch rỏc, tuy nhiờn lại phải đủ lớn để phõn, giấy vệ sinh đi qua. Bảng 1 liệt kờ cỏc kớch thước khe hở thường gặp. Tốc độ nước qua khe càng nhỏ, khả năng tỏch rỏc càng lớn. Bảng 1. Cỏc kớch thước khe hở của chắn rỏc thường gặp Loại chắn rỏc Khe hở, cm Ghi chỳ a) Chắn rỏc 5,1-15,2 Thường = 7,6 cm b1) Chắn rỏc làm sạch thủ cụng 2,4-4,4 b2) Chắn rỏc làm sạch cơ giới 1,4-2,5 Thường = 1,9 cm c) Lọc tinh 0,24-0,48 Đụi khi nhỏ hơn 0,24 cm Mỏy nghiền 1-1,9 Khe hở phụ thuộc tải thuỷ lực Rỏc tớch luỹ gõy mựi, tăng tổn thất ỏp nờn cần được thu gom thường xuyờn. Thu gom cú thể được thực hiện bằng thủ cụng hoặc mỏy cào (lược). Theo tiờu chuẩn của Mỹ (The Ten states’ standards (Great Lakes-Upper Mississippi River Board of State Sanitary Engineers 1968)) tốc độ nước chảy trung bỡnh qua song chắn rỏc vệ sinh thủ cụng phải vào khoảng 1 fps (0,3048 m/s), tốc độ tối đa (khi trời mưa) qua chắn rỏc làm sạch cơ khớ khụng vượt quỏ 2.5 fps (0,762 m/s). Tốc độ phải tớnh theo hỡnh chiếu đứng của khe chắn rỏc. Cỏc tài liệu của VN chấp nhận khe hở lớn hơn. Tốc độ nước vào và qua khe chắn rỏc tớnh trờn cơ sở TCVN (chọn giỏ trị thấp), từ đú tớnh ra bề rộng và độ sõu kờnh dẫn phự hợp. Tổn thất ỏp qua chắn rỏc phụ thuộc vào cấu tạo và hoạt động của cơ cấu chắn rỏc. Cụng thức tớnh tổn thất ỏp như sau: hoặc H = 0,0222(V2v2) (1) Trong đú: H = tổn thất ỏp, ft (1feet = 0,3048m) V = tốc độ chảy qua chắn rỏc, fps (feet/s) v = tốc độ nước vào, fps g = gia tốc trọng trường, (g = 9,81 m/s2 = 32,2 ft/s2) Cụng thức này tớnh theo hệ US (ft), sau đú kết quả phải chuyển sang SI (m). Rừ ràng tốc độ nước vào V càng lớn thỡ H càng cao. Giới hạn V của Việt Nam cũng cao hơn của Mỹ (0,6–1 m/s). Đối với cơ cấu làm sạch thủ cụng giỏ trị tổn thất ỏp tối thiểu cho phộp là 0,615 m, tối đa là nhỏ hơn 0,75 m. Rỏc mắc vào song chắn sẽ cản dũng chảy, tăng tổn thất ỏp, tăng mực nước ở kờnh dẫn vào. Ngoài ra rỏc tớch luỹ lõu sẽ thối rữa, gõy mựi nờn cần dọn thường xuyờn. Khi dọn rỏc nước chảy nhanh sẽ kộo theo rỏc và cú thể gõy sự cố cho hệ thống phớa sau. Vỡ vậy, độ dốc của dũng vào trước chắn rỏc càng thấp (để giảm tốc độ dũng) càng tốt. Cỏc loại chắn rỏc CHẮN RÁC THỦ CễNG Những hệ nhỏ thường trang bị chắn rỏc thủ cụng. Thường chắn rỏc thủ cụng được đặt thành gúc nghiờng 30°-45° so với phương nằm ngang, khi đú diện tớch thụng thuỷ sẽ tăng 40 - 100% so với đặt thẳng đứng 90o, dễ vớt dọn rỏc hơn, thụng thuỷ tốt hơn. Khoảng thụng thuỷ giữa hai thanh chắn rỏc phải vào khoảng 2,4 đến 8,255 cm, tần suất thu gom rỏc, làm sạch càng cao càng tốt, thường là 2 – 5 lần/ngày. Trong trường hợp khụng chảy kịp cú thể cho nước chảy qua nhỏnh vũng (Hỡnh 1) cú chắn rỏc rộng hơn (8 – 10 cm). CHẮN RÁC CƠ KHÍ Chắn rỏc cơ khớ được gọi là chắn rỏc cơ khớ hoặc cào rỏc. Cỏc nhà mỏy trung bỡnh hoặc lớn đều sử dụng hệ chắn rỏc cơ khớ, cỏc nhà mỏy nước thải nhỏ nhưng cú rỏc đặc trưng khú tỏch bằng chắn rỏc tiờu chuẩn cũng sử dụng cỏc loại chắn rỏc cơ khớ. Khe hở trong Hỡnh 2. Chắn rỏc làm sạch mặt sau bằng cơ cấu cào (lược) cơ khớ chắn rỏc thường nằm trong khoảng 1,6 đến 2,5 cm. Do kớch thước khe thụng thuỷ nhỏ hơn ở trờn nờn người ta đụi khi coi là chắn rỏc tinh. Thuật ngữ “tinh” ở đõy là tương đối, nhiều nhà mỏy nước thải cụng nghiệp phải sử dụng khe chắn rỏc chỉ vài mm nếu quỏ nhiều cặn hoặc cặn khú tỏch bằng chắn rỏc thụng thường. Hỡnh 3, 4. Chắn rỏc cơ khớ và thu gom rỏc Hệ chắn rỏc cơ khớ cú thể làm sạch từ phớa trước hoặc từ phớa sau. Cơ cấu cào rỏc thường cú dạng như “lược” chải qua cỏc khe hở của chắn rỏc để kộo rỏc ra, thời gian thực hiện mỗi chu kỡ “chải” cú thể từ vài giõy tới 60 phỳt. Cỏc chắn rỏc cơ khớ thường được chế tạo sẵn và cú rất nhiều dạng. Trong chắn rỏc cơ khớ thường bố trớ cơ cấu nhận rỏc tự động (Hỡnh 2-4). Cơ cấu chắn rỏc cũng cú thể được phối hợp với cơ cấu lắng cỏt và thu gom rỏc tự động (Hỡnh 4). LỌC RÁC “TINH” Do lọc rỏc chỉ tỏch được khoảng 10 – 20% so với 60% của lắng cấp 1 nờn đụi khi người ta bỏ qua đơn vị xử lớ này. Tuy nhiờn trong cụng nghiệp lọc tinh vẫn được ứng dụng rộng rói, vớ dụ cụng nghiệp thực phẩm, len, dệt nhuộm. Trong một số nhà mỏy, lọc tinh được dựng thay thế lọc cỏt để xử lớ SS trước khi xả ra mụi trường. Lọc tinh thường lắp trước cỏc đơn vị xử lớ sinh học. Thường diện tớch thụng thuỷ của lọc tinh là 0,186 m2/3785 m3/ngày hay 20.300 m3/ngày/m2 đối với nước thải sinh hoạt và 0,280 m2/3785 m3/ngày hay 13.500 m3/ngày/m2 đối với nước thải hỗn hợp. Lọc tinh cũng thường được lắp trước lọc nhỏ giọt để ngăn ngừa hiện tượng tắc cỏc vũi phun. Thiết kế và làm sạch mặt sàng lọc tinh Do lỗ thoỏt nhỏ nờn rõy lọc tinh phải thường xuyờn được làm sạch. Cú thể làm sạch bằng chổi, thanh quột tự động, bằng tia nước hoặc khớ từ mặt sau. Hiệu quả làm sạch phụ thuộc vào kớch thước lỗ cho nước qua. Kớch thước lỗ thường chọn như sau: Mặt sàng cú kớch thước lỗ 0,8 – 2,4 mm. Nếu dựng chổi để làm sạch thỡ mặt sàng làm bằng thộp tấm. Nếu dựng lưới đan thỡ kớch thước lỗ thường vào khoảng 3 mm. Vải lọc cú kớch thước lỗ nhỏ hơn. Trống lọc Hỡnh 5. Trống quay lọc rỏc nhận nước vào từ phớa trong Trống lọc là cơ cấu tỏch rỏc bằng cỏch lọc qua tang trống được làm bằng lưới thộp khụng gỉ hoặc thộp tấm đục lỗ. Nếu là lưới đan thỡ thường dựng loại lưới No.12 đến No.20 mesh (kớch thước lỗ 1,68 – 0,84 mm). Khi trống quay quanh trục của nú một phần sẽ ngập trong nước (Hỡnh 5). Chắn rỏc kiểu trống quay nhận nước ở trong Trong loại chắn rỏc này nước thải vào trống theo hướng song song với trục quay. Nước thải vào, lọc qua lưới trống lọc, đi ra theo hướng vuụng gúc với trục quay (Hỡnh 5). Rỏc tớch tụ ở bờn trong tang trống lọc gõy ra trở lực làm dõng mức nước bờn ngoài, vỡ vậy thỉnh thoảng phải dựng tia nước hoặc khớ nộn để rửa, rỏc bị đẩy ra rơi vào mỏng dẫn tự chảy ra ngoài. Như vậy, thực tế là trống làm việc liờn tục và tự động. Chắn rỏc kiểu trống quay nhận nước ở ngoài Trong loại chắn rỏc này nước thải vào trống từ ngoài theo hướng vuụng gúc với trục quay. Sau khi lọc qua lưới trống lọc, nước đi ra theo song song với trục quay. Rỏc tớch tụ ở bờn ngoài tang trống lọc gõy ra trở lực làm dõng mức nước bờn ngoài, vỡ vậy thỉnh thoảng phải dựng chổi, tia nước hoặc khớ nộn để rửa cào rỏc vào mỏng dẫn tự chảy ra ngoài. Nhược điểm chớnh của phương phỏp lọc rỏc này là chi phớ nước rửa. Đĩa quay thẳng đứng Rỏc cũng cú thể được tỏch bằng cơ cấu đĩa đục lỗ quay, đĩa đục lỗ sẽ được đặt chắn ngang dũng chảy và được động cơ quay từ từ (Hỡnh 6). Nước sạch sẽ qua, rỏc đọng lại sẽ được dao gạt gạt vào mỏng hay ống nhận rỏc. Hỡnh 6. Đĩa quay chắn rỏc đặt thẳng Cơ cấu này sẽ hoạt động kộm hiệu quả nếu chất rắn cú tớnh bỏm dớnh, bầy nhày thường gặp trong cụng nghiệp chế biến thực phẩm từ hải sản, giết mổ. Tương tự như trống quay, người ta cũng cú thể dựng bổ xung tia nước để rửa đĩa.. Kiểu đĩa quay nghiờng Đĩa quay cũng cú thể đặt nghiờng 10°-25° so với phương nằm ngang (Hỡnh 7). Đĩa quay thường cú khe 1,6 - 0.8 mm cho nước qua. Làm sạch được thực hiện bằng chổi thộp. Hỡnh 7. Đĩa quay chắn rỏc đặt nghiờng Hệ lắng cỏt và tỏch-vớt dầu mỡ Bể lắng cỏt, rỏc dạng hạt Sạn cỏt cú nguồn gốc từ đường dẫn nước thải sinh hoạt, hệ thu gom nước mưa chảy tràn, cỏc chất thải cụng nghiệp, xõy dựng, cụng tỏc bơm, nạo vột bựn. Chỳng cú thể đơn giản là cỏt, sỏi, đỏ, mảnh vụn kim loại, gốm sứ, cõy cối, chất dẻo. Chỳng cũng cú thể cú nguồn gốc nhà bếp như mảnh xương, vỏ trứng, cỏc loại hạt, củ, quả ...Cỏc chất thải này phải được tỏch loại để ngăn ngừa khả năng chỳng gõy hại đối với cỏc thiết bị cơ khớ của hệ xử lớ nhờ bơm, van, hệ thống đường ống. Thành phần nhúm vật thể này rất đa dạng, thường chứa 13-63% ẩm, 1-56%là accs chất bay hơi. Tỷ khối dao động từ 2,7 đối với gốc vụ cơ và 1,3 đối với hữu cơ. Tỷ khối đổ đống khoảng 1600 kg/m3 (Metcalf and Eddy, Inc. 1991). Cỏc nhà mỏy đều phải cú hệ tỏch rỏc loại này, chỳng thường được đặt trước cỏc giếng bơm hoặc nghiền rỏc (nếu cú). Cỏc nhà mỏy xử lớ nước thải thường cú ớt nhất là 2 hệ thống này nếu là hệ thủ cụng hoặc 1 hệ thống tự động kềm theo đường tắt. Cú ba loại lắng cỏt và rỏc dạng hạt, chủ yếu theo cỏch làm sạch: loại thủ cụng, loại cơ khớ, và loại dựng khớ hoặc tạo lốc xoỏy (kiểu vortex). Về kĩ thuật lắng chỳng cú thể là lắng đứng, lắng ngang, lắng li tõm. Về hỡnh dạng cụng trỡnh chỳng cú thể cú hỡnh khối vuụng, hộp chữ nhật hoặc hỡnh trụ (xem Chương 5. Lắng). Hỡnh XX. Lắng cỏt kiểu lốc xoỏy Đối với chất rắn gốc hữu cơ thỡ tốc độ nước là 0,3m/s. Cường độ sục khớ thường sử dụng mức 4,6-7,7 L/s trờn 1m dài ngăn lắng là tốc độ của khớ tớnh theo bề mặt chiếm chỗ của ngăn lắng. Tốc độ chảy bề mặt phải là 0,6-0,8 m/s (WEF 1996a). Thời gian lưu nước = 3-5 phỳt. Tớnh thể tớch phải tớnh theo Qh tối đa; tỷ lệ sõu : rộng = d:w = (1,5-2,0):1. Cỏc thụng số thiết kế chi tiết cú thể tham khảo trong TCXDVN 51:2008. VÍ DỤ: Tớnh hệ lắng cỏt-vật liệu dạng hạt cho nhà mỏy nước thải sinh hoạt cụng suất 0,438m3/s. Tớnh ngăn lắng cặn thụ với thời gian lưu 4,0 phỳt vào giờ cao điểm (thường = 3-5 min). Lời giải: Bước 1. Tớnh lưu lượng giờ tối đa Qh Sử dụng hệ số pic là 3,0 Qh tối đa = 0,438m3/s x 3 = 1,314m3/s Bước 2. Tớnh thể tớch ngăn lắng Sử dụng 2 ngăn; vậy mỗi ngăn cú kớch thước V = 1,314 m3/s x 4 min x 60 s/min : 2 = 137,7m3 Bước 3. Tớnh kớch thước ngăn lắng Chọn bề rộng = 3 m, sử dụng d:w = 1,5:1 d = 3 m x 1,5 = 4,5 m l-chiều dài = V/(d x w) = 137,7 m3/(4,5m x 3m) = 10,2m Đỏp số: Kớch thước mỗi ngăn sẽ là 3m x 4,5m x 10,2m Bước 4. Tớnh cường độ cấp khớ Sử dụng cường độ 7,7 L/(s.m). Cường độ khớ = 7,7 L/(s.m)*10,2m = 0,0785 m3/s Bước 5. Đỏnh giỏ thể tớch cặn thu gom Chấp nhận 52,4 mL/m3 là thể thớch cặn thụ trung bỡnh. V cặn thụ = 52,4 mL/m3 x 0,438 m3/s x 86.400 s/d = 1.980.000 mL/d = 1,98 m3/d Bể tỏch và vớt dầu mỡ Dầu mỡ và vật nổi gõy bọt, cản trở quỏ trỡnh hũa tan khớ, phõn tỏn sinh khối trong bể sục khớ. Cú thể lắng đơn giản bằng bể 2-3 ngăn lấy nước ở giữa ở phớa đối diện đầu vào, sau vỏch ngăn. Thời gian lưu nước trong bể chỉ khoảng 30 phỳt, đủ để dầu mỡ nổi tạo lớp vỏng. Vỏng dầu gạt ra bằng cỏc hệ gạt cơ khớ hoặc thủ cụng. Hỡnh XX Thiết bị tỏch dầu mỡ Cú thể kết hợp với tuyển nổi (xem Ch.5). Điều hoà Chức năng: Dựng để duy trỡ sự ổn định của dũng thải, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động của lưu lượng dũng nước thải gõy ra, điều hũa chất lượng nước vào hệ thống, trỏnh sốc cho cỏc hệ xử lớ đi sau, từ đú nõng cao độ ổn định và hiệu suất xử lớ của dõy chuyền xử lý. Như vậy bể điều hũa phải trữ đủ nước khi nước vào cú lưu lượng thấp để hệ thống đi sau cú nước, trữ nước khi lưu lượng vào quỏ lớn. Để tớnh thể tớch bể điều hũa ta phải cú số liệu về lưu lượng nước thải theo giờ và vẽ đường cong Thể tớch nước thải – Thời gian. Từ đõy sử dụng phương phỏp đồ thị xỏc định cỏc điểm bụng của đường cong thực nghiệm để xỏc định Vđh (cỏch tớnh xem Hỡnh xx). Nếu khụng cú số liệu, đối với nhà mỏy sản xuất cú thể tớnh theo lượng nước thải của 1 ca sản xuất. Hỡnh XX Xỏc định dung tớch bể điều hũa bằng phương phỏp đồ thị Bể điều hũa được hỗ trợ bằng hệ thống khuấy trộn. Cú thể khuấy bằng mỏy khuấy cơ khớ hoặc bằng khớ nộn. Chi tiết kĩ thuật tớnh toỏn xem (Trịnh Xuõn Lai. Tớnh toỏn thiết kế cỏc cụng trỡnh xử lớ nước thải, NXB XD, HN, 2000, tr. 31-43. Và TCXDVN 58:2008). Trớch TCXDVN 58:2008 (mục Bể điều hũa 7.38 đến 7.49): 7.47 Cấu tạo bể điều hũa lưu lượng tương tự như bể lắng đợt một hay bể chứa thụng thường và phải cú hố tập trung cặn và thiết bị xả cặn. Cú thể dựng mỏy bơm để bơm nước thải sang cụng trỡnh xử lý nước thải tiếp theo vào cỏc giờ cú lưu lượng min. Tớnh toỏn thể tớch bể điều hũa lưu lượng tương tự như bể chứa hay đài nước trong hệ thống cấp nước. 7.41 Sử dụng bể điều hũa khuấy trộn bằng khụng khớ nộn để điều hũa nồng độ nước thải khi nồng độ chất lơ lửng dưới 500 mg/l với độ lớn thủy lực 10 mm/s . - Thể tớch bể điều hũa khi xả tập trung nước thải được tớnh toỏn theo cỏc cụng thức sau: khi Kyc < 5 (7.7 TCXDVN) khi Kyc ³ 5 (7.8 TCXDVN) Trong đú : qw = lưu lượng nước thải, m3/h ttt = thời gian xả nước tập trung, h. Kyc = hệ số điều hũa yờu cầu, xỏc định theo cụng thức (7-9 TCXDVN) (7.9 TCXDVN) Trong đú: Cmax = Nồng độ lớn nhất của chất bẩn Nn khi xả tập trung, mg/L CTB = Nồng độ trung bỡnh của chất bẩn Nn trong nước thải, mg/L Ccp = Nồng độ cho phộp của chất bẩn Nn sau khi điều hũa, phụ thuộc vào điều kiện hoạt động của cụng trỡnh phớa sau, mg/L. 7.42 Thể tớch bể điều hũa Wđh (m3), khi nồng độ dao động theo chu kỳ, được xỏc định theo cụng thức: khi Kyc < 5 (7.10 TCXDVN) khi Kyc ³ 5 (7.11 TCXDVN) Trong đú : tck = chu kỳ dao động nồng độ, h. Kyc = hệ số điều hũa yờu cầu, xỏc định theo cụng thức (7-9 TCXDVN) Khi nồng độ dao động bất kỳ, thể tớch bể sẽ tớnh theo phương phỏp tiệm cận gần đỳng. 7.43 Việc phõn phối nước thải theo bề mặt bể điều hũa sục khớ phải đảm bảo đồng đều. Cú thể dựng ống phõn phối cú lỗ hay mỏng tràn tiết diện chữ V, chữ U để phõn phối. Vận tốc dũng nước trong mỏng khụng dưới 0,4 m/s. 7.44 Hệ thống sục khớ của bể điều hũa như sau : - Thiết bị sục khớ: cỏc ống cú lỗ khoan đường kớnh lỗ d = 5mm cỏch nhau từ 3 đến 6cm, nằm ở mặt dưới ống. Ống phải đặt tuyệt đối theo phương ngang, dọc theo tường dọc của bể trờn cỏc giỏ đỡ để ở độ cao 6 - 10 cm so với đỏy. - Nếu đặt thiết bị sục khớ chỉ ở một phớa và sỏt thành bể thỡ khoảng cỏch từ thiết bị tới thành bể đối diện lấy bằng 1 đến 1,5 H. - Đường kớnh của thiết bị sục khớ lấy bằng 50 mm nếu cường độ sục khớ nhỏ hơn 8m3/h cho 1m dài và bằng 75mm nếu cường độ sục khớ lớn hơn. 7.45 Bể điều hũa khuấy trộn cơ khớ được sử dụng để điều hũa với hàm lượng chất lơ lửng trờn 500 mg/l với chế độ nước vào bể bất kỳ. Thể tớch bể điều hũa khuấy trộn cơ khớ cũng được tớnh toỏn tương tự như bể điều hũa sục khớ. 7.46 Dung tớch bể điều hũa kiểu nhiều hành lang khi xả nước thải tập trung được xỏc định theo cụng thức: (7.12 TCXDVN) Trong đú: qt = lưu lượng nước thải (m3/h), ttt = khoảng thời gian xả nước thải tập trung, (h), Kyc = hệ số điều hũa yờu cầu. Chương 2 Trung hoà 2.1 Cơ chế trung hoà Nước tinh khiết có công thức hoá học H2O và là một chất phân li rất kém, phương trình phân li viết như sau: H2O đ H+ + OH- (2.1) Phản ứng (2.1) được gọi là “phản ứng” phân li. Thuật ngữ “phản ứng” được đặt trong dấu ngoặc kép có ý nghĩa là đây không phải là phản ứng hoá học theo nghĩa thông thường tức là chất A phản ứng với chất B mà là phương tiện để mô tả quá trình phân tử nước trung hoà phân li để tạo hai ion nghịch dấu nhau là ion H+ - proton và ion hyđroxyl OH-. ở điều kiện tiêu chuẩn, phân tử khối của nước, H2O là 1x2 + 16 = 18 đơn vị C, vậy 1 lít hay 1000 gram nước tinh khiết có nồng độ là 1000 : 18 = 55,6 mol/L (hay M). Trong khi đó ở 25 oC nồng độ H+ và OH- trong nước tinh khiết bằng nhau và chỉ bằng 10-7 M. Giá trị [H+] = [OH-] = 10-7 M là đại lượng quá nhỏ so với nồng độ của nước (10-7 : 55,6 = 1,8.10-9), nó có nghĩa là trong số một tỷ phân tử nước chỉ có 1,8 phân tử phân li, điều này có nghĩa là nước là một chất phân li rất kém. Giả thiết ta có dung dịch axit, ví dụ HCl là một chất phân li mạnh, nghĩa là phân li hoàn toàn 100%, có nồng độ 0,1 M: HCl đ H+ + Cl- (2.2a) Do HCl là một chất phân li mạnh nên ta tính được nồng độ các hạt như sau: Một mol HCl phân li hoàn toàn tạo 1 mol ion H+ và 1 mol Cl- Vậy 0,1 mol/L HCl phân li sẽ tạo 0,1 mol H+/L, hay [H+] = 10-1 M So với nước tinh khiết có [H+] = 10-7 M thì nồng độ H+ ở đây lớn hơn một triệu lần. Tương tự, nếu có dung dịch kiềm, ví dụ NaOH cũng là một chất phân li hoàn toàn và có nồng độ 0,1 M, ta có phản ứng phân li: NaOH đ Na+ + OH- (2.2b) Do NaOH là một chất phân li mạnh nên ta cũng tính được nồng độ các hạt như vậy: Một mol NaOH phân li hoàn toàn tạo 1 mol ion Na+ và 1 mol OH- Vậy 0,1mol/L NaOH phân li sẽ tạo 0,1mol OH-/L, hay [OH-]= 10-1 M So với nước tinh khiết có [OH-] = 10-7 M thì nồng độ OH- ở đây cũng lớn hơn một triệu lần (xem thêm phần kiến thức bổ xung dưới đây). Trong ví dụ đầu với dung dịch HCl nước chứa nhiều ion H+ hơn nước tinh khiết, ta nói nước có tính axit; trong trường hợp sau nước có tính kiềm. Nếu lấy mỗi dung dịch nói trên 1 lít và trộn đều chúng với nhau ta có phản ứng sau: HCl + NaOH đ NaCl + H2O (2.3) Nếu viết dưới dạng phân li đầy đủ ta có: H+ + Cl- + Na+ + OH- đ Cl- + Na+ + H2O (2.4) Gạch bỏ Cl- + Na+ ở hai vế ta có phương trình dạng ion rút gọn (2.5) trong đó H2O là phân tử phân li kém. H+ + OH- đ H2O (2.5) Như vậy thực chất của phản ứng (2.3) là phản ứ