Trạm xử lý nước thải, bóc tách đến từng lớp kết cấu.

CẤU TẠO THIẾT BỊ

Bóc tách 24 thiết bị chính, từng chi tiết và vật liệu.

Trong mô hình 3D chọn chế độ Chi tiết thiết bị để xem từng máy trên bệ trưng bày và kéo tách rời các chi tiết; mỗi thiết bị có bản vẽ riêng (BV-07, BV-08, BV-09, BV-10, BV-11, BV-12, BV-20, BV-21, BV-22, BV-23, BV-24, BV-29, BV-30, BV-37, BV-38, BV-39, BV-40, BV-41, BV-42, BV-46, BV-47, BV-48, BV-49, BV-50) gồm hình lắp ráp, hình bóc tách và bảng vật liệu.

CƠ SỞ THIẾT KẾ

Thông số đầu vào và mục tiêu đầu ra.

QCVN 40:2025/BTNMT, cột A (nguồn tiếp nhận cấp nước sinh hoạt hoặc quản lý cải thiện chất lượng nước mức A), F ≤ 2.000 m³/ngày. Cột áp dụng do cơ quan cấp giấy phép môi trường xác định theo nguồn tiếp nhận. Chất lượng nước thải đầu vào là giá trị thiết kế đại diện cho nước thải sản xuất kết hợp sinh hoạt; khi triển khai cho một nhà máy cụ thể phải thay bằng kết quả phân tích mẫu tổ hợp 24 giờ (tối thiểu 3 đợt) của chính nhà máy.

SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

15 số liệu đầu vào của trạm xử lý nước thải, mỗi số có trạng thái và nguồn.

Toàn bộ tính toán, bản vẽ và mô hình 3D trên trang đọc từ bảng này. Hiện 80 % số liệu là giả định để lập phương án; khi có số liệu thực tế (phân tích mẫu, khảo sát địa chất, báo giá), chỉ cần thay giá trị và đổi trạng thái thành thực tế, mọi kết quả tự tính lại.

Giả định phải thay bằng số liệu dự án · Tham khảo lấy từ tài liệu, dải điển hình · Thực tế số liệu của dự án

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

Công thức, số liệu và kết quả, kèm nguồn tham chiếu.

Các giá trị dưới đây được tính tự động từ cùng dữ liệu với mô hình 3D và bản vẽ. Kết quả kết cấu đã dẫn tới việc tăng chiều dày thành các bể cao 4,5 m lên 350 mm và hố thu lên 400 mm so với phương án ban đầu.

A. Công nghệ

1. Hệ số sản lượng bùn quan sát

   Yobs = Y / (1 + kd·θc)

   Y = 0.6 kgVSS/kgBOD5, kd = 0.06 1/ngày, θc = 15 ngày

   Yobs = 0,316 kgVSS/kgBOD5 ^[6]

2. Bùn sinh học sinh ra

   Px = Yobs·Q·(S0 − S)

   Q = 500 m³/ngđ, S0 = 245 mg/L (BOD5 sau lắng I, khử 30 %), S = 20 mg/L

   Px = 35,5 kgVSS/ngđ ^[6]

3. Thể tích bể hiếu khí theo tuổi bùn

   V = Y·θc·Q·(S0 − S) / [X·(1 + kd·θc)]

   X = MLVSS 3200 mg/L

   V yêu cầu = 167 m³ · bố trí 160 m³ ^[6]

   Bể 160 m³ đạt khi MLVSS ≥ 3340 mg/L.

4. Cân bằng nitơ

   NOx = TKN0 − NH4,ra − Norg,ra − Nsinh khối ; Nsinh khối = 0,12·Px/Q ; ΔNO3 = NOx − NO3,ra

   TKN0 = 50, NH4 ra = 3, Norg ra = 2, NO3 ra = 12 mg/L; Px = 35,5 kg VSS/ngđ

   Nsinh khối = 8,5 mg/L · NOx (bị nitrat hóa) = 36,5 mg/L · ΔNO3 cần khử = 24,5 mg/L ^[6]

   Tổng N ra = NH4 + NO3 + Norg = 3 + 12 + 2 = 17 mg/L ≤ 20 (QCVN 40:2025 cột A).

5. Thể tích bể thiếu khí

   V = Q·ΔNO3 / (SDNR·X)

   ΔNO3 = 24,5 mg/L, SDNR = 0,10 kgNO3-N/kgVSS·ngđ (dải 0,03 – 0,11)

   V yêu cầu = 38 m³ · bố trí 80 m³ ^[6]

6. Nhu cầu oxy (điều kiện tiêu chuẩn)

   OC0 = Q·(S0 − S)/f − 1,42·Px + 4,57·Q·NOx − 2,86·Q·ΔNO3

   f = BOD5/BODL = 0.68, NOx = 36,5 mg/L, ΔNO3 = 24,5 mg/L

   OC0 = 163,3 kgO2/ngđ ^[14]

7. Nhu cầu oxy thực tế

   OCt = OC0 · Cs20/(β·Cs,T − Cd) · 1/1,024^(T − 20) · 1/α

   Cs20 = 9.08, Cs,30 = 7.63 mg/L, Cd = 2 mg/L, α = 0.6, β = 1, T = 30 °C

   OCt = 346,4 kgO2/ngđ ^[14]

8. Lưu lượng khí cấp bể hiếu khí

   Qkk = OCt / (0,278 kgO2/m³ · E)

   E = 5 %/m × 3.85 m ngập = 19,3 % (đĩa bọt mịn, nước sạch)

   Qkk = 4,49 m³/phút (trung bình) · 6,74 m³/phút (hệ số 1.5) ^[6]

9. Tổng lưu lượng máy thổi khí

   Qmt = Qkk,max + Qđiều hòa + Qbể bùn

   Qđiều hòa = 208 m³ × 0,012 m³/m³·phút = 2,5, Qbể bùn = 0.6 m³/phút

   Qmt = 9,84 m³/phút · chọn 2 máy × 9 m³/phút (1 chạy, 1 dự phòng), biến tần ^[6]

   Vượt nhẹ công suất 1 máy ở giờ cao điểm; giảm cấp khí bể bùn/điều hòa khi tải đỉnh hoặc chọn máy 10 m³/phút.

10. Công suất trục máy thổi khí (nén đoạn nhiệt)

    P = w·R·T1 / (29,7·n·e) · [(p2/p1)^0,283 − 1]

    w = 0,197 kg/s, R = 8,314, T1 = 303 K, n = 0,283, e = 0,7, p1 = 101.325 kPa, p2 = 146,1 kPa (ngập 3.85 m + 4 kPa đĩa + 3 kPa ống)

    P = 9,2 kW · motor 15 kW (dự trữ cho dây đai, biến tần, nhiệt độ) ^[6]

11. Tải trọng bề mặt bể lắng II

    SOR = Q / A

    A = π·2,75² = 23,8 m²

    SOR = 21 m³/m²·ngđ (khuyến nghị 16 – 28) ^[6]

12. Tải trọng chất rắn bể lắng II

    SLR = (Q + Qr)·MLSS / A

    Qr = 0,75·Q = 375 m³/ngđ, MLSS = 4 kg/m³

    SLR = 6,1 kg/m²·h (khuyến nghị 4 – 6) ^[6]

    Vượt nhẹ khi tuần hoàn 75 % Q; vận hành tuần hoàn 50 – 60 % Q hoặc giữ MLSS ≤ 3.500 mg/L để SLR ≤ 6.

13. Thời gian tiếp xúc khử trùng

    t = V / Qmax

    V = 31 m³, Qmax = 41,7 m³/h

    t = 45 phút (≥ 30 phút) ^[8]

14. Lượng bùn khô và thể tích bùn

    DS = Px/0,8 + SS khử ở lắng I; Vb = DS / (C·ρ)

    SS khử ở lắng I = 60 % × 300 mg/L, C = 2,5 % sau nén

    DS ≈ 134 kg/ngđ · Vb ≈ 5,4 m³/ngđ · bể bùn 56 m³ lưu ≈ 10 ngày ^[6]

    Chưa tính bùn hóa chất PAC; xác định lại theo thí nghiệm jar-test.

B. Kết cấu bể BTCT

1. Vật liệu

   B25: Rb = 14,5 MPa, Rbt = 1,05 MPa, Eb = 30.000 MPa · CB400-V: Rs = 350 MPa, Es = 200.000 MPa

   fctm ≈ 2,2 MPa (tương đương C20/25), lớp bảo vệ c = 50 mm, γf = 1,1

   Dùng cho mọi kiểm tra bên dưới ^[1]

2. Mô men, lực cắt chân tường (công-xôn, tải tam giác)

   M = γ·H³/6 ; Q = γ·H²/2 (trên 1 m dài)

   Mô hình công-xôn ngàm chân, thiên về an toàn cho tường ngắn (L/H < 2)

   Áp dụng cho từng bể bên dưới ^[2]

3. Tiết diện thép chịu uốn

   αm = Mu/(Rb·b·h0²) ; ζ = (1 + √(1 − 2αm))/2 ; As = Mu/(Rs·ζ·h0)

   b = 1.000 mm, h0 = h − c − Ø/2

   As chọn ≥ As yêu cầu ^[1]

4. Bề rộng vết nứt

   wk = sr,max·(εsm − εcm) ; sr,max = 3,4c + 0,425·k1·k2·Ø/ρp,eff ; εsm − εcm = [σs − kt·fct,eff/ρp,eff·(1 + αe·ρp,eff)]/Es ≥ 0,6σs/Es

   k1 = 0,8 ; k2 = 0,5 ; kt = 0,4 ; σs từ tiết diện nứt đàn hồi

   wk ≤ wk1 theo cấp chống thấm 1 ^[3]

   wk1 = 0,2 − (hD/h − 5)·0,15/30 mm (EN 1992-3 Bảng 7.105).

5. Khả năng chịu cắt không cần cốt đai

   Qb,min = 0,5·Rbt·b·h0 ≥ γf·Q

   Kiểm tra cho từng bể ^[1]

6. Hố thu (chôn sâu): thành 400 mm

   Áp lực đất tĩnh K0·γ = 0,5 × 18 = 9 kN/m³ khi bể rỗng; H = 4,8 m → M = 165,9 kNm/m, γf·Q = 114 kN/m

   h0 = 339 mm · αm = 0,11 · ζ = 0,942 · As yêu cầu = 1.633 mm²/m

   Chọn Ø22a100 mặt ngoài (As = 3.801 mm²/m) · σs = 144 MPa · wk = 0,154 ≤ 0,165 mm · Qb,min = 178 kN/m · Đạt ^[4]

   Bản đáy 450 mm nhận mô men ngàm: tăng cường Ø20a100 hai lớp dải 1,5 m (wk = 0,163 mm).

7. Bể điều hòa: thành 350 mm

   Áp lực nước γw = 10 kN/m³ khi bể đầy; H = 4 m → M = 106,7 kNm/m, γf·Q = 88 kN/m

   h0 = 289 mm · αm = 0,097 · ζ = 0,949 · As yêu cầu = 1.222 mm²/m

   Chọn Ø22a125 mặt trong (As = 3.041 mm²/m) · σs = 135 MPa · wk = 0,144 ≤ 0,168 mm · Qb,min = 151,7 kN/m · Đạt ^[4]

   Bản đáy 400 mm nhận mô men ngàm: tăng cường Ø20a125 hai lớp dải 1,5 m (wk = 0,147 mm).

8. Khối thiếu khí + hiếu khí: thành 350 mm

   Áp lực nước γw = 10 kN/m³ khi bể đầy; H = 4 m → M = 106,7 kNm/m, γf·Q = 88 kN/m

   h0 = 289 mm · αm = 0,097 · ζ = 0,949 · As yêu cầu = 1.222 mm²/m

   Chọn Ø22a125 mặt trong (As = 3.041 mm²/m) · σs = 135 MPa · wk = 0,144 ≤ 0,168 mm · Qb,min = 151,7 kN/m · Đạt ^[4]

   Bản đáy 400 mm nhận mô men ngàm: tăng cường Ø20a125 hai lớp dải 1,5 m (wk = 0,147 mm).

9. Bể khử trùng: thành 300 mm

   Áp lực nước γw = 10 kN/m³ khi bể đầy; H = 2,6 m → M = 29,3 kNm/m, γf·Q = 37,2 kN/m

   h0 = 243 mm · αm = 0,038 · ζ = 0,981 · As yêu cầu = 386 mm²/m

   Chọn Ø14a150 mặt trong (As = 1.026 mm²/m) · σs = 126 MPa · wk = 0,137 ≤ 0,182 mm · Qb,min = 127,6 kN/m · Đạt ^[4]

   Bản đáy 400 mm nhận mô men ngàm: lưới Ø16a150 đủ.

10. Bể chứa bùn: thành 350 mm

    Áp lực nước γw = 10 kN/m³ khi bể đầy; H = 4 m → M = 106,7 kNm/m, γf·Q = 88 kN/m

    h0 = 289 mm · αm = 0,097 · ζ = 0,949 · As yêu cầu = 1.222 mm²/m

    Chọn Ø22a125 mặt trong (As = 3.041 mm²/m) · σs = 135 MPa · wk = 0,144 ≤ 0,168 mm · Qb,min = 151,7 kN/m · Đạt ^[4]

    Bản đáy 400 mm nhận mô men ngàm: tăng cường Ø20a125 hai lớp dải 1,5 m (wk = 0,147 mm).

11. Bể lắng I: vỏ trụ dày 300 mm

    N = γw·H·a ; β = [3(1 − ν²)/(a²·t²)]^¼ ; M0 = (1 − 1/(β·H))·γw·a·H·t/√(12(1 − ν²))

    H = 4,2 m, a = 2,65 m, ν = 0,2 → β = 1,461 1/m

    N = 111,3 kN/m → As kéo vòng ≥ 350 mm²/m; bố trí Ø12a150 hai mặt (1.508 mm²/m, σs = 74 MPa) · M0 = 8,23 kNm/m → Ø14a150 đạt (wk = 0,039 mm) ^[5]

12. Bể lắng II: vỏ trụ dày 300 mm

    N = γw·H·a ; β = [3(1 − ν²)/(a²·t²)]^¼ ; M0 = (1 − 1/(β·H))·γw·a·H·t/√(12(1 − ν²))

    H = 3,6 m, a = 2,9 m, ν = 0,2 → β = 1,397 1/m

    N = 104,4 kN/m → As kéo vòng ≥ 328 mm²/m; bố trí Ø12a150 hai mặt (1.508 mm²/m, σs = 69 MPa) · M0 = 7,39 kNm/m → Ø14a150 đạt (wk = 0,035 mm) ^[5]

C. Kiểm tra bổ sung (vận hành, kết cấu)

1. Độ kiềm tiêu thụ do PAC

   Al = PAC·%Al₂O₃·54/102 ; ΔAlk = 3·(Al/27)·(1 − B)·50

   PAC = 80 mg/L, Al₂O₃ = 31 %, độ bazơ B = 50 %

   Al = 13,1 mg/L → tiêu thụ 36,5 mg CaCO₃/L ^[6]

2. Độ kiềm tiêu thụ do nitrat hóa

   ΔAlk = 7,14·NOx

   NOx = 36,5 mg N/L (từ cân bằng nitơ)

   260,4 mg CaCO₃/L ^[6]

3. Độ kiềm hoàn lại do khử nitrat

   ΔAlk = 3,57·ΔNO3

   ΔNO3 = 24,5 mg N/L

   + 87,4 mg CaCO₃/L ^[6]

4. Độ kiềm cần bổ sung

   Thiếu = (PAC + nitrat hóa − khử nitrat + dư) − độ kiềm vào

   Độ kiềm nước thải vào 150 mg/L (giá trị thiết kế; nước thải sinh hoạt 50 – 200), độ kiềm dư sau sinh học 80 mg/L

   Cần 290 − có 150 = thiếu 140 mg CaCO₃/L ^[6]

   Nếu không bù, độ kiềm cạn, pH bể hiếu khí tụt dưới 6,5 và nitrat hóa dừng → Amoni ra vượt 5 mg/L.

5. Liều NaOH (bơm DP-402 theo pH)

   NaOH = 0,8·ΔAlk (40 g NaOH ≙ 50 g CaCO₃) ; m = D·Q

   ΔAlk = 140 mg/L, Q = 500 m³/ngày

   112 mg/L NaOH 100 % = 55,8 kg/ngày = 174 kg/ngày xút 32 % (≈ 129 L/ngày) ^[6]

   Châm tại bồn keo tụ giữ pH 7,2 – 7,5; phần kiềm dư đi theo dòng nước sang bể sinh học. Khi vận hành, chỉnh liều theo độ kiềm đo thực tế hằng tuần.

6. Tải trọng hữu cơ F/M bể hiếu khí

   F/M = Q·S0 / (V·X)

   Q·S0 = 122,5 kg BOD/ngày, V = 160 m³, X = 3.2 kg MLVSS/m³

   F/M = 0,24 kg BOD/kg MLVSS·ngày (khuyến nghị 0,1 – 0,4) · tải trọng thể tích 0,77 kg BOD/m³·ngày ^[6]

7. Tuổi bùn kiểm tra ngược

   θc = V·X / Px

   Px = 35,5 kg VSS/ngày

   θc = 14,4 ngày (thiết kế 15 ngày, đủ cho nitrat hóa ở 30 °C) ^[6]

8. Tải trọng máng tràn bể lắng II

   WLR = Q / L_máng

   L = π × 4,7 = 14,8 m

   WLR = 34 m³/m·ngày (≤ 125) ^[6]

9. Khử trùng – chỉ số CT

   CT = C·t

   C = 4 mg/L Clo hoạt tính, t = 38 phút ở Qmax (≥ 30 phút, TCVN 7957:2008)

   CT = 154 mg·phút/L; Clo dư ra 0,3 – 0,5 mg/L ≤ 1,0 (QCVN 40:2025 cột A) ^[6]

   Hiệu quả diệt Coliform xác nhận bằng phân tích mẫu khi vận hành thử.

10. Rửa ngược bồn lọc

    v_rửa = Q_bơm / A ; V = Q_bơm·t

    A = π·0,8² = 2,01 m², Q = 42 m³/h, t = 10 phút

    v = 20,9 m/h · 7 m³/lần · 14 m³/ngày (2,8 % Q) về bể điều hòa ^[6]

    Tốc độ rửa nước đơn thuần ≈ 21 m/h đủ làm giãn nở lớp than; nếu cát khó sạch, bổ sung sục khí rửa từ máy thổi khí.

11. Nước tuần hoàn về bể điều hòa

    Q_tuần hoàn = nước trong bể bùn + nước tách bùn + nước rửa lọc

    9,2 + 5,6 + 14 m³/ngày

    28,8 m³/ngày = 5,8 % Q → cụm hóa lý thiết kế cho 529 m³/ngày ^[6]

12. Bùn hóa lý gồm Al(OH)₃ từ PAC

    Bùn = SS khử + PAC·%Al₂O₃·(2·78/102)

    SS khử = 93 kg/ngày, PAC = 40 kg/ngày × 31 %

    Al(OH)₃ = 19 kg/ngày → tổng bùn khô 156 kg/ngày, bánh bùn 0,62 tấn/ngày ^[6]

    Giá trị này lớn hơn mục "Lượng bùn" ở trên vì đã cộng bùn hóa chất PAC.

13. Chống đẩy nổi hố thu khi bể rỗng (nước ngầm sát mặt đất)

    EN 1997-1 trạng thái UPL: 0,9·G_stb ≥ 1,0·U ; U = γw·A·h ; G = thành + đáy + đất trên mép bản đáy

    Bản đáy 4,8 × 4,8 m (vươn 500 mm ra ngoài thành), h = 5,25 m; G = thành 694 + đáy 259 + đất bão hòa 19 kN/m³ 784 kN

    U = 1.210 kN; 0,9·G = 1.563 kN → đạt (G/U = 1,44, trước khi mở rộng 1,13) ^[7]

    Bỏ qua ma sát đất – thành (thiên về an toàn). Bản đáy vươn 500 mm được tính cốt thép như công xôn chịu tải đất phía trên; 4 cọc dưới đáy là dự trữ thêm.

Giả thiết

• Lưu lượng 500 m³/ngày.đêm; chất lượng nước đầu vào theo bảng cơ sở thiết kế; nhiệt độ nước 30 °C.
• Mực nước ngầm, chỉ tiêu cơ lý đất và sức chịu tải cọc chưa có số liệu khảo sát: áp lực đất dùng K0 = 0,5, γ = 18 kN/m³; cọc, đẩy nổi và lún phải kiểm tra theo hồ sơ khảo sát địa chất.
• Tường tính như công-xôn ngàm chân (thiên về an toàn); tối ưu thêm bằng tính bản kê ba cạnh hoặc mô hình phần tử hữu hạn khi lập thiết kế kỹ thuật.
• Hệ số tải trọng γf = 1,1 là giả thiết; tổ hợp tải trọng chính thức lập theo TCVN 2737:2023 cho từng công trình.

Tài liệu tham chiếu

1. TCVN 5574:2018 – Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (cường độ Rb, Rbt, Rs, môđun Eb; tính tiết diện chịu uốn; khả năng chịu cắt Qb,min = 0,5·Rbt·b·h0)
2. TCVN 2737:2023 – Tải trọng và tác động (hệ số độ tin cậy về tải trọng; giá trị γf = 1,1 dùng ở đây là giả thiết, cần xác nhận cho từng dự án)
3. EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2 – §7.3.4 tính bề rộng vết nứt wk = sr,max·(εsm − εcm); Bảng 3.1 cường độ kéo fctm
4. EN 1992-3:2006 Eurocode 2 – Kết cấu chứa chất lỏng; Bảng 7.105: cấp chống thấm 1, wk1 = 0,2 mm khi hD/h ≤ 5 đến 0,05 mm khi hD/h ≥ 35
5. Timoshenko S., Woinowsky-Krieger S. – Theory of Plates and Shells, 2nd ed., McGraw-Hill, 1959 (bể trụ ngàm chân chịu áp lực thủy tĩnh)
6. Metcalf & Eddy / AECOM – Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery, 5th ed., McGraw-Hill, 2014 (bùn hoạt tính, nhu cầu oxy, công suất máy thổi khí, bể lắng)
7. EN 1997-1:2004 Eurocode 7 – Thiết kế địa kỹ thuật, §2.4.7.4 trạng thái giới hạn đẩy nổi (UPL): γG,stb = 0,9, γG,dst = 1,0
8. TCVN 7957:2023 – Thoát nước, mạng lưới và công trình bên ngoài, tiêu chuẩn thiết kế
9. TCVN 10304:2014 – Móng cọc, tiêu chuẩn thiết kế (sức chịu tải cọc theo vật liệu và theo đất nền)
10. TCVN 5575:2024 – Thiết kế kết cấu thép (thép CCT34/SS400 lấy f = 210 MPa; độ võng dầm sàn L/250)
11. EN 1993-1-1:2005 Eurocode 3 – §6.3.1 ổn định cột chịu nén, đường cong mất ổn định c cho tiết diện rỗng hàn
12. ISO 14122-3/-4:2016 – Phương tiện tiếp cận cố định: cầu thang (600 ≤ g + 2h ≤ 660 mm, góc 30 – 45°), thang leo (lồng bảo vệ khi chiều cao leo > 3 m)
13. ASME BPVC Section VIII Div. 1 – UG-27 chiều dày thân, UG-32 đáy elip, UG-99 thử thủy lực 1,3 × áp suất thiết kế
14. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp: tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM; Trịnh Xuân Lai – Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng

CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ VẬN HÀNH DÒNG CHẢY

Nước, bùn, hóa chất, khí đi đâu và bao nhiêu.

Mỗi dòng có số hiệu (S1 – S14) dùng chung cho bản vẽ BV-25 (cân bằng nitơ, độ kiềm, oxy ở BV-28) và lớp Lưu lượng, nồng độ, liều hóa chất trong mô hình 3D (phóng gần đường ống để thấy nhãn). Hiệu quả từng công đoạn lấy theo dải điển hình của Metcalf & Eddy và phải xác nhận bằng jar-test, vận hành thử.

• Lọc rác tinh 1 mm: TSS 5 – 10 %
• Vớt dầu nổi bằng băng vớt dầu (OS-201) tại bể điều hòa: Dầu tự do 50 – 90 %
• Keo tụ – tạo bông – lắng I (PAC 80 mg/L, Polymer 1,5 mg/L): TSS 60 – 80 %, BOD 25 – 40 %, COD 30 – 50 %, TP 70 – 90 %
• Thiếu khí – hiếu khí – lắng II: BOD ra 10 – 20, NH₄ ra 1 – 3, NO₃ ra 8 – 15 mg/L (θc 15 ngày, R 250 %)
• Lọc áp lực cát + than hoạt tính: TSS 50 – 70 %, COD 10 – 30 % (than hấp phụ)

Dầu mỡ khoáng đầu vào 20 mg/L nên trạm bổ sung thiết bị vớt dầu dạng băng OS-201 tại bể điều hòa; nếu không có, tính toán cho đầu ra ≈ 1,1 mg/L, vượt cột A (≤ 1,0). Coliform kiểm soát bằng CT = 180 mg·phút/L và xác nhận bằng phân tích.

TÍNH TOÁN CHI TIẾT TỪNG BỂ

Mỗi bể một bảng tính: kích thước, thời gian lưu, khuấy trộn, thiết bị.

Các kiểm tra theo từng hạng mục, dùng chung số liệu với bản vẽ BV-26, BV-27 và BV-31 đến BV-33. Bể điều hòa được kiểm tra bằng biểu đồ lưu lượng theo giờ của nhà máy chạy 2 ca; cụm hóa lý tính theo lưu lượng bơm đều sau điều hòa (127 m³ dung tích điều hòa, bơm 21,8 m³/h).

Kết quả kiểm tra đã dẫn tới các thay đổi: bể điều hòa mở rộng từ 8 × 5 m lên 8 × 6,5 m (dung tích yêu cầu 205 m³), máy khuấy thiếu khí giảm từ 2 × 1,5 kW xuống 2 × 0,75 kW (Tsurumi MR21NF750), cánh tạo bông tăng lên Ø1.400 để tốc độ đầu cánh ≤ 0,6 m/s. Vòng kiểm tra tiếp theo đã xử lý nốt các điểm còn mở: thêm mương song chắn B400 trước hố thu (v tới 0,35 – 0,44 m/s, v khe 0,7 m/s), bể khử trùng tăng từ 4 lên 6 ngăn (L/W 10 → 27), bản đáy hố thu vươn 500 mm ra ngoài thành để huy động đất đắp (G/U 1,13 → 1,44). Lớp than giữ vai trò đánh bóng: COD đầu ra tính được 56 mg/L ≤ 65 mg/L cột A nhờ sinh học, nên không cần bồn than riêng; chỉ bổ sung nếu COD đầu vào thực tế vượt 600 mg/L.

THỦY LỰC, ĐƯỜNG ỐNG VÀ CHỌN BƠM

Cột áp từng tuyến bơm, chọn bơm theo catalogue thật.

Chiều dài và số co của mỗi tuyến lấy trực tiếp từ đường ống trong mô hình 3D. Tổn thất ma sát tính theo Hazen–Williams, tổn thất cục bộ theo hệ số K của Crane TP-410. Bơm chìm được chọn tự động từ danh mục Tsurumi dòng B, U (Qmax, Hmax, công suất, giá niêm yết): chọn máy nhỏ nhất có cột áp tại lưu lượng thiết kế ≥ 1,1 × TDH, rồi tính điểm làm việc bằng giao điểm hai đường đặc tính. Tuyến bản vẽ: BV-16.

• TDH = Hs + hf + hm, hf = 10,67·L·Q^1,852 / (C^1,852·D^4,87), C = 140 (uPVC), 130 (inox), bùn nhân 1,2.
• hm = ΣK·v²/2g; K: co 90° 0,9 · tê nhánh 1,8 · van cổng 0,2 · van một chiều 2,5 · van bướm 0,4 · cửa vào 0,5 · cửa ra 1,0.
• Đường đặc tính bơm xấp xỉ H = Hmax·[1 − (Q/Qmax)²] từ hai điểm catalogue; nhà cung cấp phải xác nhận điểm làm việc trên đường cong chính hãng.

Kết quả tính đã điều chỉnh thiết bị so với phương án trước: bơm điều hòa giảm từ 1,5 xuống 0,75 kW, bơm cấp lọc từ H = 25 m / 5,5 kW xuống H = 15 m / 4 kW (TDH tính 10,1 m khi lọc bẩn), bơm bùn tuần hoàn tăng lên 16 m³/h để đúng tỷ lệ 75 % Q đã dùng khi kiểm tra bể lắng II, nhánh khí bể điều hòa tăng lên DN65 để vận tốc ≤ 9 m/s.

KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Cấu tạo bể bê tông cốt thép chống thấm.

Chế độ Bóc tách kết cấu trong mô hình tách lần lượt: cọc BTCT, bê tông lót, bản đáy, băng cản nước tại mạch ngừng, thành bể, lưới cốt thép hai lớp, thiết bị, sàn thao tác và mái che.

Bê tông thành, đáy bể

B25 (M350), cấp chống thấm W8, xi măng bền sunfat PCSR40 (TCVN 6067:2018) cho môi trường nước thải; tỷ lệ N/X ≤ 0,45; phụ gia giảm nước (TCVN 8826:2011)

Bê tông lót

B7.5 dày 100 mm trên nền đất đầm chặt K ≥ 0,95

Màng chống thấm

Màng HDPE 1,5 mm (hoặc nilon 2 lớp) trải dưới bản đáy, chống mất nước xi măng và nước ngầm xâm thực

Bản đáy

Dày 400 mm (hố thu 450 mm), lưới Ø16a150 hai lớp hai phương; tăng cường Ø20a125 hai lớp dải 1,5 m dọc chân tường để nhận mô men ngàm (hố thu Ø20a100); con kê 50 mm, ghế Ø12

Thành bể

Bể cao 4,5 m (điều hòa, sinh học, bể bùn): dày 350 mm, thép đứng mặt trong Ø22a125 vùng chân tường cao 1,5 m nối chồng Ø14a150 phía trên, mặt ngoài Ø14a150; hố thu: dày 400 mm, mặt ngoài Ø22a100 (áp lực đất khi bể rỗng); bể khử trùng: 300 mm, Ø14a150; thép ngang Ø12a150 hai mặt; cổ tường cao 150 mm đổ cùng bản đáy

Vút góc

150 × 150 mm tại chân thành và góc đứng, thép xiên Ø12a200 chống nứt tập trung ứng suất

Cốt thép

CB400-V (Ø ≥ 10) và CB240-T (Ø < 10) theo TCVN 1651-1/2:2018; nối buộc ≥ 40d, so le 50 %; tiết diện chọn theo tính toán cường độ (TCVN 5574:2018) và bề rộng vết nứt (EN 1992-1-1 §7.3.4, giới hạn EN 1992-3)

Mạch ngừng – chống thấm

Băng cản nước PVC W200 đặt giữa chiều dày tường tại mạch ngừng cổ tường và vách chung; ty xuyên tường có tấm chắn nước, lỗ ty trám vữa không co ngót

Lớp phủ bảo vệ

Sơn epoxy 2 thành phần (lót + 2 lớp phủ, tổng ≥ 300 μm) mặt trong bể điều hòa, hố thu, bể bùn, bể khử trùng

Móng cọc

Cọc BTCT 300 × 300, bê tông B30, thép chủ 4Ø16; đầu cọc ngàm 100 mm vào bản đáy, thép neo 4Ø16 dài ≥ 40d; chiều dài, sức chịu tải theo khảo sát địa chất và thử tĩnh

Kết cấu thép

Sàn grating 32 × 5 mm mạ kẽm nhúng nóng ≥ 85 μm (TCVN 5408:2007), lan can cao 1.100 mm, thanh giữa 550 mm, chân chặn 100 mm, cầu thang 45° bậc grating

Thử nghiệm

Ngâm nước thử kín ≥ 24 giờ, hao hụt ≤ 3 lít/m² diện tích thấm ướt/ngày đêm trước khi lấp đất và lắp thiết bị; nghiệm thu theo hồ sơ thiết kế được duyệt

Chi tiết A: nút thành – đáy bể

Chọn góc nhìn Chi tiết nút thành – đáy trong mô hình để xem tỉ lệ 1:1: đất nền đầm chặt, bê tông lót, màng HDPE, bản đáy với lưới Ø16a150 hai lớp trên con kê và ghế thép, cọc ngàm 100 mm với thép neo, cổ tường 150 mm, băng cản nước PVC W200, thép thành Ø22a125 mặt trong vùng chân tường và Ø14a150 mặt ngoài, thép ngang Ø12a150, dải tăng cường Ø20a125 trong bản đáy, vút góc 150 × 150 và lớp sơn epoxy.

Cao độ thủy lực tự chảy

Các bể sau cụm hóa lý được bố trí để nước tự chảy, chỉ dùng bơm ở hố thu, bể điều hòa, tuần hoàn và cấp lọc áp lực.

• Bồn tạo bông (cửa ra)+4,80 m
• Bể lắng I (mực nước)+4,20 m
• Bể thiếu khí / hiếu khí+4,00 m
• Bể lắng II (mực nước)+3,60 m
• Bể khử trùng+2,60 m

Tiêu chuẩn, quy chuẩn tham chiếu

• QCVN 40:2025/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (ban hành kèm Thông tư 06/2025/TT-BTNMT ngày 28/02/2025, hiệu lực 01/9/2025)
• QCVN 14:2025/BTNMT – Nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị, khu dân cư tập trung (phần nước thải sinh hoạt của nhà máy)
• QCVN 18:2021/BXD – An toàn trong thi công xây dựng
• QCVN 06:2022/BXD – An toàn cháy cho nhà và công trình
• TCVN 7957:2023 – Thoát nước, mạng lưới và công trình bên ngoài, tiêu chuẩn thiết kế
• TCVN 5574:2018 – Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
• TCVN 2737:2023 – Tải trọng và tác động
• TCVN 10304:2014 – Móng cọc, tiêu chuẩn thiết kế
• TCVN 9394:2012 – Đóng và ép cọc, thi công và nghiệm thu
• TCVN 4447:2012 – Công tác đất, thi công và nghiệm thu
• TCVN 4453:1995 – Kết cấu bê tông và BTCT toàn khối, thi công và nghiệm thu
• TCVN 5641:2012 – Bể chứa bằng bê tông cốt thép, thi công và nghiệm thu
• TCVN 9345:2012 – Phòng chống nứt kết cấu bê tông dưới tác động khí hậu nóng ẩm
• TCVN 1651-1/2:2018 – Thép cốt bê tông
• TCVN 5408:2007 – Lớp phủ kẽm nhúng nóng trên sản phẩm thép

Mô hình là phương án minh họa để trao đổi kỹ thuật. Kích thước, kết cấu và thiết bị của từng dự án được xác định sau khảo sát hiện trạng, phân tích mẫu nước thải, khảo sát địa chất và tính toán thiết kế được thẩm tra.

TÍNH TOÁN TỪNG CẤU KIỆN

Cọc, bản đáy, thành, vách, sàn thép, lan can, cầu thang, bồn thép: kích thước, cốt thép, kiểm tra.

Mỗi bể được tách thành từng cấu kiện, có kích thước, khối lượng, vật liệu và mã thép tra trong bảng thống kê cốt thép (bản vẽ BV-34). Chi tiết điển hình ở BV-35, kết cấu sàn thép cụm keo tụ – tạo bông ở BV-36. Số cọc, tiết diện dầm, trụ lan can, móng cột trong mô hình 3D lấy đúng kết quả dưới đây.

Danh mục cấu kiện từng bể

Bảng thống kê cốt thép (rút gọn)

Hình dạng thanh theo mã BS 8666: 00 thẳng, 11 chữ L, 21 chữ U. Nối chồng 40Ø khi thanh dài hơn 11,7 m đã cộng vào chiều dài. Bảng thống kê là cơ sở khối lượng cốt thép trong bóc tách và khái toán.

VẬT LIỆU XÂY DỰNG THEO SẢN PHẨM THỰC TẾ

Mỗi vật liệu gắn với sản phẩm, nhà cung cấp, tiêu chuẩn, đơn giá có nguồn.

Khối lượng lấy từ bảng thống kê cốt thép, bóc tách kết cấu và danh mục cấu kiện ở trên; đơn giá là giá công bố của nhà cung cấp hoặc đại lý tại thời điểm tra cứu, chưa gồm VAT. Tổng giá trị vật liệu và nhân công trong bảng: 1,99 tỷ đ.

VẬT LIỆU

Vật liệu và tiêu chuẩn áp dụng.

• Bê tông

  • Xi măng PCB40 (TCVN 6260:2020); xi măng bền sunfat (TCVN 6067:2018) cho bể tiếp xúc nước thải
  • Cát, đá dăm 1×2 theo TCVN 7570:2006
  • Nước trộn bê tông theo TCVN 4506:2012
  • Phụ gia hóa học theo TCVN 8826:2011
  • Bảo dưỡng ẩm ≥ 7 ngày, chống nứt khí hậu nóng ẩm theo TCVN 9345:2012

• Cốt thép, cọc

  • Thép thanh vằn CB400-V, thép tròn trơn CB240-T (TCVN 1651-1/2:2018)
  • Cọc BTCT đúc sẵn B30, ép tĩnh/đóng theo TCVN 9394:2012
  • Con kê vữa/bê tông cùng mác, dày bằng lớp bảo vệ

• Chống thấm, bảo vệ

  • Băng cản nước PVC W200 (gân giữa có ống rỗng)
  • Màng HDPE 1,5 mm dưới bản đáy
  • Sơn epoxy chịu hóa chất ≥ 300 μm, sơn chịu Clo cho bể khử trùng

• Đường ống

  • Ống khí trong bể: inox 304 (SUS304) DN50 – DN100
  • Ống khí ngoài bể: thép mạ kẽm/inox, khớp nối mềm sau máy thổi
  • Ống nước thải, bùn: uPVC PN10 (TCVN 8491-2:2011) hoặc HDPE PE100 (TCVN 7305-2:2008)
  • Ống hóa chất: uPVC/PE chịu hóa chất, van bi uPVC

• Thiết bị

  • Bơm chìm thân gang, cánh gang/inox, motor IP68, khớp nối tự động trên thanh dẫn hướng
  • Bơm ly tâm trục ngang thân gang, motor IP55
  • Máy thổi khí Roots 3 cánh, motor IE3, biến tần theo DO
  • Đĩa phân phối khí màng EPDM, bọt mịn 1 – 3 mm

• Kết cấu thép, kiến trúc

  • Thép hình SS400/CT3, mạ kẽm nhúng nóng (TCVN 5408:2007)
  • Tường gạch 200 mm vữa M75, mái tôn cách nhiệt, xà gồ thép C
  • Nhà điều hành tuân thủ an toàn cháy QCVN 06:2022/BXD

VAN, MỐI NỐI ỐNG, GIÁ ĐỠ, ĐẤU NỐI ĐIỆN

Từng van, mặt bích, bulông, giá đỡ và đầu nối điện theo kích thước tiêu chuẩn của nhà sản xuất.

Mô hình 3D vẽ đúng kích thước: mặt bích EN 1092-1 PN16 (đường kính, vòng lỗ, số và cỡ bulông, đai ốc lục giác, long đen, gioăng), chiều dài van theo EN 558, ống uPVC đúng đường kính ngoài với đầu nong dán keo mỗi 4 m, ống khí inox nối bích mỗi 6 m, giá đỡ ống theo khoảng cách treo của nhà sản xuất và hộp nút nhấn tại chỗ kèm ống ruột gà ở mọi động cơ ngoài trời. Phóng gần tới 0,3 m (con lăn chuột phóng theo vị trí con trỏ) để xem từng bulông. Bản vẽ BV-37 đến BV-42 bóc tách từng loại van, mối nối, giá đỡ, hộp nút nhấn; BV-43 là bảng van – mặt bích; BV-44 là sơ đồ đấu nối điện.

• uPVC PN10 D110: nong dán keo, đầu nong sâu 61 mm; giá đỡ mỗi 1,2 m.
• uPVC D160 tự chảy: nong dán keo, đầu nong sâu 86 mm; giá đỡ mỗi 1,5 m.
• uPVC PN10 D110: nong dán keo, đầu nong sâu 61 mm; giá đỡ mỗi 1,2 m.
• uPVC PN10 D140: nong dán keo, đầu nong sâu 76 mm; giá đỡ mỗi 1,5 m.
• uPVC PN10 D90: nong dán keo, đầu nong sâu 51 mm; giá đỡ mỗi 1,2 m.
• Inox 304 DN100 (Ø114,3): mặt bích PN16 mỗi 6 m; giá đỡ mỗi 3 m.
• uPVC PN16 D21: nong dán keo, đầu nong sâu 17 mm; giá đỡ mỗi 1 m.
• uPVC PN10 D60: nong dán keo, đầu nong sâu 36 mm; giá đỡ mỗi 1 m.

Van bướm Wonil và van 1 chiều lá lật là chủng loại trong bảng thiết bị chính hãng (giá có nguồn); van dao dùng cho tuyến bùn đặc. Khoảng cách giá đỡ ống nhựa theo bảng khoảng cách treo ống, lấy cận dưới vì nước thải 30 °C.

BÓC TÁCH KHỐI LƯỢNG

Khối lượng kết cấu tính từ mô hình.

Bê tông, cốp pha, cốt thép, băng cản nước, màng chống thấm, sơn epoxy và số cọc của từng bể, tính trực tiếp từ kích thước trong mô hình 3D và bản vẽ (chiều dày và cốt thép theo thuyết minh tính toán ở trên: thành 300 – 400, đáy 400 – 450, lót 100; thép đứng mặt chịu kéo vùng chân tường, Ø14a150, ngang Ø12a150, đáy Ø16a150 hai lớp và dải tăng cường; cộng 10 % nối chồng và hao hụt).

Khối lượng dùng để ước tính sơ bộ, chưa trừ lỗ mở; chiều dài cọc xác định theo khảo sát địa chất và thử tĩnh. Hồ sơ dự toán chính thức lập theo bản vẽ thiết kế được duyệt.

TRÌNH TỰ THI CÔNG

10 bước từ đào móng đến vận hành thử.

Chế độ Thi công trong mô hình dựng lần lượt từng bước: hố đào, cọc, bê tông lót, màng chống thấm, cốt thép, cốp pha, bê tông, thử kín nước, thiết bị và đường ống.

1. Định vị, đào đất, ép cọc

   Định vị tim trục, đào hố móng có mái dốc theo TCVN 4447:2012; ép cọc BTCT 300 × 300 theo TCVN 9394:2012, nghiệm thu cao độ đầu cọc.

2. Bê tông lót B7.5

   Đầm chặt nền K ≥ 0,95, đổ bê tông lót dày 100 mm tạo mặt phẳng thi công cốt thép.

3. Màng chống thấm HDPE

   Trải màng HDPE 1,5 mm chồng mí ≥ 100 mm, bọc quanh đầu cọc.

4. Cốt thép bản đáy, thép chờ

   Lắp lưới Ø16a150 hai lớp trên con kê 50 mm, ghế Ø12; đặt thép chờ thành và thép neo đầu cọc; nghiệm thu cốt thép trước khi đổ.

5. Đổ bê tông bản đáy, cổ tường

   Đổ bê tông B25 W8 liên tục, đổ cổ tường cao 150 mm cùng bản đáy, đặt băng cản nước PVC W200 tại mạch ngừng; bảo dưỡng ẩm.

6. Cốt thép thành, cốp pha

   Lắp thép đứng theo tính toán (mặt chịu kéo Ø22a125 vùng chân tường, còn lại Ø14a150) và thép ngang Ø12a150 hai lớp; dựng cốp pha ván ép phủ phim, sườn thép hộp, ty xuyên tường có tấm chặn nước, cây chống xiên.

7. Đổ bê tông thành, tháo cốp pha

   Đổ bê tông thành theo lớp ≤ 500 mm, đầm dùi; tháo cốp pha, trám lỗ ty bằng vữa không co ngót, thi công sơn epoxy mặt trong.

8. Thử kín nước

   Ngâm nước sạch đến mực thiết kế ≥ 24 giờ, theo dõi hao hụt và thấm mặt ngoài theo TCVN 5641:2012 trước khi lấp đất.

9. Lấp đất, lắp thiết bị

   Lấp đất đầm chặt theo lớp; lắp bơm, máy thổi khí, máy khuấy, cầu gạt, đĩa phân phối khí, bồn hóa chất; xây nhà điều hành.

10. Đường ống, sàn thao tác, vận hành thử

    Lắp đường ống công nghệ, sàn grating, lan can, cầu thang; chạy thử không tải, có tải, nuôi cấy vi sinh và vận hành ổn định trước khi nghiệm thu.

ĐIỆN ĐỘNG LỰC

Bảng phụ tải, chọn cáp, sụt áp và điện năng.

Dòng làm việc tính theo hiệu suất tối thiểu IE3 (IEC 60034-30-1). Cáp đồng CXV (CADIVI) chọn theo IEC 60364-5-52 Bảng B.52.12 (máng cáp đục lỗ), hiệu chỉnh nhiệt độ 40 °C và hệ số nhóm; chiều dài cáp đo theo tuyến máng cáp trong mô hình 3D. Sơ đồ một sợi: BV-15.

Công suất đặt

69,7 kW (41,3 kW chạy đồng thời)

Công suất biểu kiến

≈ 60 kVA · Ib ≈ 87 A

Bảo vệ tổng

MCCB 3P 125 A · cáp nguồn CXV 4×35

Điện năng

≈ 554 kWh/ngày · 1,11 kWh/m³

Giá điện bình quân

2.110 đ/kWh (QĐ 1279/QĐ-BCT, khung giờ QĐ 963/QĐ-BCT 2026)

Chi phí điện

≈ 1,17 triệu đ/ngày · 2.337 đ/m³

42 mạch trên máng cáp đục lỗ một lớp → hệ số nhóm 0,72 (B.52.17 mục 4), nhiệt độ 40 °C → 0,91 (B.52.14). Sụt áp theo IEC 60364-5-52 Phụ lục G (ρ1 = 0,0225 Ω·mm²/m, λ = 0,08 mΩ/m), giới hạn 5 %. Nguồn: IEC 60364-5-52:2009 – Bảng B.52.12 (dòng cho phép cáp Cu/XLPE nhiều lõi, phương pháp E), B.52.14 (hệ số nhiệt độ), B.52.17 (hệ số nhóm), Phụ lục G (sụt áp) · IEC 60034-30-1:2014 – Cấp hiệu suất động cơ IE3 (4 cực, 50 Hz) · TCVN 9206:2012 – Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng; TCVN 9207:2012 – Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng · Quyết định 1279/QĐ-BCT ngày 09/5/2025 (biểu giá bán lẻ điện) và Quyết định 963/QĐ-BCT ngày 22/4/2026 (khung giờ cao điểm 17h30 – 22h30, thấp điểm 0h – 6h).

Ngắn mạch, bù công suất, UPS

1. Dòng ngắn mạch tại tủ MCC-1601

   I_k3 = U/(√3·(Z_MBA + Z_cáp)) ; Z_MBA = U²·u_k/S

   MBA nhà máy 630 kVA, u_k 6 %, cáp cấp 60 m Cu 95 mm² (GIẢ ĐỊNH – lấy theo sơ đồ điện nhà máy)

   I_k3 thanh cái nhà máy ≈ 15,2 kA, tại MCC ≈ 7,8 kA → MCCB tổng I_cu ≥ 15 kA, MCB lộ ra ≥ 10 kA; cuối lộ dài nhất (P-1001A/B, 67 m) I_k ≈ 0,37 kA ≥ 10·I_n aptomat 10 A → cắt tức thời ^{(IEC 60364-5-52)}

2. Hệ số công suất, bù phản kháng

   Q_c = P·(tan φ₁ − tan φ₂)

   P = 48 kW, S = 60 kVA (bảng phụ tải) → cos φ₁ = 0,8, mục tiêu 0,95

   Q_c ≈ 20,2 kVAr → tụ bù 22,5 kVAr tại MCC hoặc dùng chung tủ bù của nhà máy ^{(Thông tư 15/2014/TT-BCT)}

3. UPS cho PLC, SCADA, thiết bị đo

   S_UPS ≥ 1,25·P/0,9 ; t ≥ 30 phút

   P ≈ 0,6 kW (PLC, HMI, bộ chuyển đổi, router, đầu đo)

   UPS online 1 kVA (Santak) lưu điện ≥ 30 phút để ghi dữ liệu và báo động khi mất điện; máy thổi khí khởi động lại tự động có trễ 10 – 30 giây sau khi có điện ^{(IEC 62040)}

TỰ ĐỘNG HÓA

15 thiết bị đo, 10 vòng điều khiển, PLC và SCADA.

Mã thiết bị đo theo ISA-5.1. Tín hiệu 4 – 20 mA về PLC tại tủ MCC; mỗi động cơ có chế độ Tay/Tắt/Tự động, bơm A/B luân phiên theo giờ chạy. Sơ đồ I&C: BV-14. 39 động cơ (7 qua biến tần), 15 thiết bị đo. Tổng I/O dự phòng 20 %: 239 điểm → Siemens S7-1500 CPU 1511-1 PN (S7-1200 giới hạn 8 module mở rộng, không đủ) + 4 × SM 521 DI32, 2 × SM 522 DQ32, module AI/AQ; HMI Siemens KTP700 Basic tại tủ, máy tính SCADA tại phòng điều hành.

DI – tín hiệu số vào

122 điểm → thiết kế 147 điểm · chạy, sự cố, chế độ tự động mỗi động cơ; phao; dừng khẩn

DO – tín hiệu số ra

45 điểm → thiết kế 54 điểm · lệnh chạy động cơ, van điện, đèn còi báo động

AI – tương tự vào 4 – 20 mA

20 điểm → thiết kế 24 điểm · cảm biến mức, pH, DO, ORP, MLSS, lưu lượng, áp lực, Clo dư, phản hồi tốc độ

AO – tương tự ra 4 – 20 mA

11 điểm → thiết kế 14 điểm · tốc độ biến tần, lưu lượng bơm định lượng

Liên động an toàn

• Bơm chìm không chạy khi mức bể dưới mức dừng (bảo vệ chạy khô); máy khuấy chìm chỉ chạy khi ngập cánh.
• Mất máy thổi khí > 30 phút: dừng bơm P-201 (giữ nước trong điều hòa), báo động SMS.
• Bơm định lượng hóa chất chỉ chạy khi bơm cấp tương ứng chạy và có lưu lượng.
• Nút dừng khẩn cấp (E-stop) tại tủ MCC và tại mỗi cụm thiết bị: cắt nguồn điều khiển, PLC ghi sự kiện.
• Chế độ Tay/Tắt/Tự động (H-O-A) cho từng động cơ; ở chế độ Tay vẫn giữ bảo vệ quá tải và chạy khô.
• Mất điện lưới: PLC và SCADA trên UPS ≥ 30 phút; khi có điện lại khởi động tuần tự cách nhau 5 s, máy thổi khí khởi động sau cùng.

Màn hình SCADA

• Tổng quan công nghệ: sơ đồ dòng chảy, trạng thái từng thiết bị (chạy/dừng/lỗi/tay), giá trị đo tức thời
• Hóa lý: lưu lượng, pH, liều PAC/NaOH/Polymer, mức bồn hóa chất, ước tính số ngày còn lại
• Sinh học: DO, ORP, MLSS, tần số máy thổi khí, áp lực khí, tuổi bùn tính toán
• Bùn: mức bể bùn, số mẻ ép, khối lượng bánh bùn, lượng Polymer cation
• Đầu ra: lưu lượng xả, pH, COD, TSS, nhiệt độ, Clo dư, trạng thái truyền dữ liệu quan trắc tự động
• Báo động và nhật ký sự kiện, báo cáo ca/ngày/tháng (điện năng, hóa chất, lưu lượng), xuất Excel/PDF

Trạm quan trắc tự động, liên tục và truyền số liệu về Sở Nông nghiệp và Môi trường theo Luật Bảo vệ môi trường 2020, Nghị định 08/2022/NĐ-CP và Thông tư 10/2021/TT-BTNMT (quy định kỹ thuật quan trắc môi trường, quản lý thông tin, dữ liệu quan trắc). Thông số và tần suất cụ thể theo giấy phép môi trường của cơ sở.

HẠ TẦNG NGOÀI NHÀ

Thoát nước mưa 57 L/s, 7 cột đèn, chống sét LPL III,4 cụm tiếp địa.

Nước mưa sạch thu riêng về rãnh có nắp song chắn, không trộn với nước thải công nghệ; chiếu sáng đường nội bộ và sân thao tác; chống sét bằng lưới thu trên mái, dây xuống và mạch vòng tiếp địa liên kết đẳng thế với nối đất an toàn của tủ điện. Mặt bằng và bảng khối lượng ở bản vẽ BV-51.

1. Cường độ mưa tính toán (TP. Hồ Chí Minh)

   q = A(1 + C·lgP)/(t + b)ⁿ

   A = 11.650, C = 0,58, b = 32, n = 0,95 (TCVN 7957:2008 Phụ lục B); chu kỳ P = 2 năm, thời gian mưa t = 10 phút

   q = 393 L/s·ha

   Tham số mưa lấy theo bảng của tiêu chuẩn; khi có số liệu trạm khí tượng gần nhất thì thay.

2. Hệ số dòng chảy trung bình

   C_tb = ΣCᵢ·Fᵢ / ΣFᵢ

   Mái nhà 130 m² × 0,95; Sân, đường bê tông 1.429 m² × 0,9; Dải cây xanh 239 m² × 0,15

   F = 1.797 m², C_tb = 0,8

   Mặt nước các bể hở nhận nước mưa trực tiếp, vào dây chuyền xử lý, không tính vào mạng thoát nước mưa.

3. Lưu lượng nước mưa

   Q = q·C_tb·F

   F = 0,18 ha

   Q = 57 L/s, chia 2 nhánh ≈ 28 L/s/nhánh

4. Kiểm tra rãnh B300 × H400 nắp song chắn gang

   Q = (1/n)·A·R^(2/3)·i^(1/2), đầy 75 %

   n = 0,013 (bê tông), i = 0,3 %

   Q_rãnh = 82 L/s ≥ 28 L/s, v = 0,91 m/s ≥ 0,6 m/s (tự làm sạch) → đạt

5. Hố ga thu nước, lắng cặn

   Khoảng cách hố ga ≤ 30 m trên rãnh, tại điểm đổi hướng và điểm xả

   Tổng chiều dài rãnh ≈ 149 m

   7 hố ga có hố lắng cặn sâu 0,3 m, nắp gang chịu tải xe; hố cuối có tấm chắn dầu trước khi xả ra cống chung

6. Cấp bảo vệ chống sét LPL III

   Phương pháp quả cầu lăn (IEC 62305-3 Bảng 2)

   R = 45 m, ô lưới thu sét 15 × 15 m, khoảng cách dây xuống 15 m

   Nhà điều hành: lưới 3 × 2 dây, 4 dây xuống

   Trạm XLNT ít người, không chứa chất nổ: chọn LPL III.

7. Nối đất chống sét mỗi dây xuống

   R₁ = ρ/(2πL)·ln(4L/d) ; n = R₁/(R·η)

   ρ = 100 Ω·m (giả định, đo Wenner), cọc thép mạ đồng Ø16 × 2,4 m, η = 0,65

   R₁ = 42,4 Ω → 7 cọc/cụm, R ≈ 9,3 Ω ≤ 10 Ω · 4 cụm nối mạch vòng cáp đồng trần 50 mm² chôn 0,8 m

   Mạch vòng nối đất chống sét liên kết đẳng thế với nối đất an toàn của tủ điện qua hộp kiểm tra (TCVN 9358:2012).

8. Chiếu sáng ngoài nhà

   N = E·A/(Φ·U·M)

   E = 20 lx (đường nội bộ, sân thao tác – EN 12464-2), A = 1.558 m², đèn LED 100 W 13.000 lm, U = 0,45, M = 0,8

   N = 6,7 → bố trí 7 cột thép mạ kẽm cao 8 m, E_tb ≈ 21 lx ≥ 20 lx · 0,7 kW, bật tắt theo cảm biến quang + hẹn giờ

Căn cứ

• TCVN 7957:2008 – Thoát nước – Mạng lưới và công trình bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế (cường độ mưa, hệ số dòng chảy, vận tốc, khoảng cách giếng thăm)
• TCVN 9385:2012 – Chống sét cho công trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống (điện trở nối đất chống sét ≤ 10 Ω)
• IEC 62305-3:2010 – Protection against lightning – Part 3: Physical damage to structures (cấp LPL, bán kính quả cầu lăn, ô lưới thu sét, khoảng cách dây xuống)
• TCVN 9358:2012 – Lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị cho các công trình công nghiệp – Yêu cầu chung
• QCVN 07-7:2016/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia – Các công trình hạ tầng kỹ thuật – Công trình chiếu sáng
• EN 12464-2:2014 – Light and lighting – Lighting of work places – Outdoor work places (độ rọi đường nội bộ, bãi bốc dỡ)

AN TOÀN LAO ĐỘNG

Nhận diện mối nguy, đánh giá rủi ro và biện pháp an toàn của trạm xử lý nước thải.

Rủi ro = Khả năng (1 – 5) × Hậu quả (1 – 5): ≥ 15 cao, 8 – 14 trung bình, < 8 thấp. Biện pháp theo thứ tự ưu tiên: loại bỏ → thiết kế kỹ thuật → quy trình, giấy phép → phương tiện bảo vệ cá nhân. Đây là đánh giá ở giai đoạn thiết kế; đơn vị vận hành lập lại theo Luật An toàn, vệ sinh lao động 84/2015/QH13 trước khi đưa vào sử dụng.

PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ

Phân hạng nguy hiểm cháy nổ từng khu vực và phương tiện chữa cháy.

Hạng theo QCVN 06:2022/BXD Phụ lục C: A, B (nguy hiểm cháy nổ: khí, hơi, bụi cháy có thể tạo hỗn hợp nổ); C1 – C4 (nguy hiểm cháy theo tải trọng cháy riêng: C1 > 2.200, C2 1.401 – 2.200, C3 181 – 1.400, C4 1 – 180 MJ/m²); D, E. Mọi khu vực đều trang bị bình chữa cháy và dự trữ ≥ 10 % theo TCVN 3890:2023.

Tính toán an toàn

1. Thông gió trước khi vào hố thu (không gian hạn chế)

   t = V/(k·Q)·ln(C₀/Cₜ)

   Hố thu 3 × 3 × 5,1 m = 45,9 m³; quạt di động Q = 1000 m³/h, k = 0,5; H₂S ban đầu 150 mg/m³ (giả định) → 5 mg/m³ (½ TWA)

   t ≈ 19 phút; bể bùn 63 m³: ≈ 26 phút — sau đó đo lại O₂ 19,5 – 23,5 %, H₂S < 10 mg/m³ mới vào ^[6]

   Thông gió tiếp tục trong suốt thời gian làm việc; có người giám sát và tời cứu hộ.

2. Ngưỡng cảnh báo đầu đo khí

   Cảnh báo = TWA ; báo động = STEL ; ppm = mg/m³·24,45/M

   H₂S: TWA 10, STEL 15 mg/m³; Clo: 1,5 / 3 mg/m³ (QCVN 03:2019/BYT)

   H₂S cảnh báo 7,2 ppm, báo động 10,8 ppm · Clo cảnh báo 0,52 ppm, báo động 1,03 ppm ^[4]

3. Tiếng ồn máy thổi khí

   Lp(r) = Lp(1 m) − 20·lg r

   Lp(1 m) = 88 dBA (giả định theo máy Roots 15 kW không vỏ), vỏ cách âm giảm 15 dB

   Không vỏ: > 85 dBA trong bán kính 1,4 m → bắt buộc vỏ cách âm hoặc chụp tai · Có vỏ: 73 dBA tại 1 m · Ranh giới 20 m: 47 dBA ≤ 55 dBA ban đêm ^[5]

   Kiểm tra lại bằng đo đạc khi chạy thử; số liệu ồn lấy theo catalogue máy thổi.

4. Bờ bao bồn hóa chất (tách riêng từng bồn)

   h = 1,1·V_bồn/A_ô

   4 bồn 1 m³, ô bờ bao 1,92 m²/bồn; phương án trước dùng 1 bờ chung cao 0,3 m

   h ≥ 0,57 m → bờ chung 0,3 m KHÔNG đủ; đã sửa trong mô hình: 4 ô riêng, bờ cao 0,6 m ≥ 0,57 m ^[7]

   NaOCl đặt ô riêng, xa PAC và NaOH; sàn phủ epoxy chịu hóa chất, hố thu riêng.

5. Nối đất an toàn trạm

   R₁ = ρ/(2πL)·ln(4L/d) ; n = R₁/(R·η)

   ρ = 100 Ω·m (giả định, đo Wenner), cọc thép mạ đồng Ø16 × 2,4 m, hệ số sử dụng η = 0,65

   R₁ = 42,4 Ω/cọc → 17 cọc cho ≤ 4 Ω (an toàn), 7 cọc cho ≤ 10 Ω (chống sét), nối bằng cáp đồng trần 50 mm² chôn 0,8 m ^[11]

6. Thiết bị chịu áp lực phải kiểm định

   P_làm việc > 0,7 bar → thuộc QCVN 01:2008/BLĐTBXH

   Bình lọc áp lực thiết kế 3.5 bar; máy thổi khí 0,5 bar

   Bình lọc áp lực: đăng ký, kiểm định lần đầu và định kỳ, van an toàn đặt ≤ áp suất thiết kế · Đường ống khí máy thổi (0,5 bar) không thuộc phạm vi ^[9]

BẢO HỘ, KIỂM ĐỊNH, ỨNG CỨU

Phương tiện bảo vệ cá nhân, thiết bị phải kiểm định và xử lý sự cố.

Thiết bị phải kiểm định, kiểm tra định kỳ

• Bình lọc áp lực (QCVN 01:2008/BLĐTBXH)
• Palăng nâng bơm, máy khuấy (QCVN 7:2012/BLĐTBXH)
• Hệ thống nối đất, chống sét (đo hằng năm)
• Bình chữa cháy (TCVN 3890:2023, kiểm tra 6 tháng)
• Đầu đo khí H₂S, clo (hiệu chuẩn theo nhà sản xuất)

Ứng cứu khẩn cấp

1. Người bị ngất trong hố, bể: KHÔNG xuống cứu khi chưa có mặt nạ cấp khí; kéo bằng tời cứu hộ, gọi 115, sơ cứu ngoài vùng khí độc.
2. Tràn hóa chất: cô lập khu vực, đóng van nạp, thu gom trong bờ bao, rửa người bị dính bằng vòi tắm khẩn cấp ≥ 15 phút.
3. Rò khí clo (NaOCl gặp axit): sơ tán ngược gió, thông gió, xử lý bằng dung dịch kiềm loãng; chỉ người có mặt nạ vào khu vực.
4. Cháy tủ điện: cắt điện tổng, dùng bình CO₂, không dùng nước; gọi 114.
5. Mất điện kéo dài: bể sinh học thiếu khí, ưu tiên cấp điện máy thổi khí khi có lại điện; không vào bể.

Quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng

1. Luật ATVSLĐ 84/2015/QH13 – Luật An toàn, vệ sinh lao động: Nghĩa vụ đánh giá rủi ro, huấn luyện, trang cấp bảo hộ, kiểm định, ứng cứu khẩn cấp (cả hai công trình)
2. QCVN 06:2022/BXD (Sửa đổi 1:2023) – An toàn cháy cho nhà và công trình: Phân hạng nguy hiểm cháy nổ (Phụ lục C), bậc chịu lửa, thoát nạn, ngăn cháy (văn bản)
3. TCVN 3890:2023 – Phương tiện phòng cháy và chữa cháy cho nhà và công trình – Trang bị, bố trí: Bình chữa cháy mọi khu vực, dự trữ ≥ 10 %, báo cháy, chữa cháy tự động (văn bản)
4. QCVN 03:2019/BYT – Giá trị giới hạn tiếp xúc cho phép 50 yếu tố hóa học tại nơi làm việc: CO 20/40, H₂S 10/15, Clo 1,5/3, NH₃ 17/25, HCl 5/7,5, SO₂ 5/10, NO₂ 5/10 mg/m³ (TWA/STEL) (văn bản)
5. QCVN 24:2016/BYT – Tiếng ồn – Mức tiếp xúc cho phép tại nơi làm việc: 85 dBA trong 8 giờ, 88 dBA 4 giờ, 91 dBA 2 giờ; vượt phải có phương tiện chống ồn (văn bản)
6. QCVN 34:2018/BLĐTBXH – An toàn lao động khi làm việc trong không gian hạn chế: Giấy phép vào, đo khí, thông gió, người giám sát, cứu hộ (hố bơm, bể bùn, buồng đốt, lọc túi, hầm rác) (văn bản)
7. QCVN 05A:2020/BCT (Sửa đổi 1:2024) – An toàn trong sản xuất, kinh doanh, sử dụng, bảo quản và vận chuyển hóa chất nguy hiểm: Khu chứa có bờ bao/hệ thu gom ≥ 110 % lượng chứa, phân khu hóa chất kỵ nhau, phiếu an toàn hóa chất (văn bản)
8. Thông tư 25/2022/TT-BLĐTBXH – Chế độ trang cấp phương tiện bảo vệ cá nhân trong lao động: Danh mục PTBVCN theo nghề: đầu, mắt – mặt, tai, hô hấp, tay, chân, thân, chống ngã cao, chống điện, chống đuối (văn bản)
9. QCVN 01:2008/BLĐTBXH – An toàn lao động nồi hơi và bình chịu áp lực: Bình khí nén, bình lọc áp lực, bình tích áp có áp suất làm việc > 0,7 bar: đăng ký, kiểm định (văn bản)
10. QCVN 7:2012/BLĐTBXH – An toàn lao động đối với thiết bị nâng: Cầu trục gầu ngoạm, palăng kéo bơm: kiểm định, giới hạn tải, chống va
11. QCVN 01:2020/BCT – An toàn điện: Cắt điện – khóa thẻ (LOTO), khoảng cách an toàn, làm việc có phiếu công tác
12. TCVN 9385:2012 – Chống sét cho công trình xây dựng: Kim thu sét ống khói, nhà xưởng; điện trở nối đất chống sét
13. QCVN 18:2021/BXD – An toàn trong thi công xây dựng: Đào hố sâu, làm việc trên cao, cẩu lắp, giàn giáo, xây lò trong giai đoạn thi công (văn bản)
14. QCVN 26:2010/BTNMT – Tiếng ồn môi trường: Khu vực thông thường: 70 dBA (6 – 21 h), 55 dBA (21 – 6 h) tại ranh giới
15. NFPA 86 · EN 14491 · IEC 60079-10-1 · ANSI/ISEA Z358.1 – Tiêu chuẩn quốc tế tham chiếu: Quét buồng đốt trước đánh lửa; van xả nổ bụi; phân vùng nguy hiểm nổ; vòi rửa mắt – tắm khẩn cấp ≤ 10 giây

DANH MỤC THIẾT BỊ

53 mã thiết bị, có thiết bị dự phòng.

THIẾT BỊ, VẬT TƯ CHÍNH HÃNG

Model thật, thông số catalogue, giá có nguồn.

Mỗi thiết bị được chọn từ sản phẩm đang bán trên thị trường Việt Nam và đối chiếu với kết quả tính toán ở trên (điểm làm việc bơm, lưu lượng khí, công suất bơm định lượng, số kênh PLC). Đơn giá chưa VAT, tra cứu 2025 – 2026, có đường dẫn nguồn; thiết bị niêm yết bằng USD quy đổi theo Tỷ giá bán USD Vietcombank 29/9/2026: 26.170 đ và chưa gồm thuế nhập khẩu, vận chuyển. Dòng ghi Ước tính là hạng mục chưa có giá công bố, cần báo giá. Bản vẽ: BV-18 (bảng thiết bị), BV-19 (bố trí tủ điện).

Tổng thiết bị, vật tư

4,23 tỷ đ · 70 hạng mục

Có nguồn giá tra cứu

86 % giá trị

Sản xuất, gia công trong nước

16 % giá trị · 16 hạng mục