Mơ hình thiết bị khắ nâng được thể hiện như hình 4.11. Đường kắnh trong của downcomer là 6,25 cm. Riser cĩ chiều cao là 90 cm, cĩ đường kắnh trong là 4cm, thiết bị này nằm cách đáy của downcomer 1,25cm. Bể phản ứng này hoạt động như bể phản ứng gián đoạn nên cịn được gọi là thiết bị khắ nâng gián đoạn (SBAR). Thời gian lưu nước trong hệ thống là 5 - 6 giờ và tải lượng các chất lơ lửng đầu vào là 2,5 kg COD/m3.ngày. Khơng khắ được cung cấp bởi thiết bị thổi khắ nhỏ nằm ở đáy với vận tốc 80m/giờ, và tốc độ dịng khắ này được kiểm sốt bởi mass-flow controller. Nhiệt độ của bể phản ứng được duy trì ở 20oC bằng cách sử dụng các thiết bị ổn nhiệt, và
Khố Luận Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS. Hồng Hưng
pH luơn được duy trì ở giá trị 7,0 ổ 0,2. Bể phản ứng đạt sự pha trộn tốt và mức độ hỗn loạn cao với thời gian tuần hồn chất lỏng khoảng 0,6 giây.
Hình 4.15: Mơ hình thiết bị khắ nâng
Bể phản ứng hoạt động hiệu quả với chu kỳ 3 giờ/lần. Trong mỗi chu kỳ hoạt động, cần 2 phút để đưa chất lỏng vào hệ thống, 170 phút thơng giĩ, 3 phút để lắng đọng và 5 phút để thu hồi dịng ra. Dịng thải ra được thu hồi tới vị trắ cách đáy bể 50cm.
Bùn hoạt tắnh từ quá trình loại bỏ các chất dinh dưỡng trong hệ thống xử lý sẽ được inoculum. DO, pH và khắ CO2 thốt ra từ hệ thống sẽ được kiểm tra liên tục. Trọng lượng khơ của bể phản ứng (dw), phần tro của sinh khối, tổng C hữu cơ trong dịng ra (TOC), sinh khối trong bể phản ứng và mật độ sinh khối (r) sẽ được tắnh tốn mỗi ngày. Hình thái của các hột nhỏ sẽ được đo một cách đều đặn bằng phương pháp IA (phân tắch hình ảnh). Acetate, NH4+, NO2-, và NO3- đơi khi sẻ được tắnh tốn trongmỗi chu kỳ vận hành ựể xác định chu kỳ tuần hồn của chúng.
Bể phản ứng này vận hành trong khoảng 140 ngày. Ở ngày thứ 42, một vài mg bùn hoạt tắnh nitrat hĩa sẽ được thêm vào bể để thúc đẩy sự tắch lũy nitrifiers trong hệ
Khố Luận Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS. Hồng Hưng
thống. Quá trình Nitrat hĩa và khử nitrat luơn được chú ý trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống. Để đánh giá sự tối ưu của quá trình khử nitrat hĩa, từ ngày 66 đến ngày thứ 71, DO trong bể phản ứng sẽ được giảm xuống đến mức khơng đổi bằng cách pha trộn thêm vào dịng khắ cung cấp ban đầu một lượng khắ N2, nhưng vẫn duy trì tốc độ dịng khắ như cũ, và trong những ngày tiếp theo, DO của hệ thống vẫn khơng được điều chỉnh lại.
Hoạt động của bể phản ứng này cũng cần sự tham gia của các chất trung gian, như: Medium A: NaAc 97,7mM, MgSO4.7H2O: 3,7mM. Medium B: K2HPO4: 20mM, KH2PO4 10mM, KCl 4,8mM, NH4Cl 30 mM; các yếu tố vi lượng tan như Vishniac và Santer 10 ml/l. Trong mỗi chu kỳ hoạt động, khoảng 150 ml medium A, 150 ml medium B và 1300 ml nước máy được thêm vào trong bể phản ứng.
Hình 4.16 Mơ hình quá trình lắng đọng và mật độ các hạt bùn trong bể phản ứng
Các hạt bùn bắt ựầu xuất hiện và phát triển trong bể phản ứng trong vịng 1 tuần đầu sau khi được gắn kết vào bể, và trong các ngày phản ứng tiếp theo, các hạt bùn này sẽ bắt đầu tăng kắch thước dần dần. Quá trình chọn lọc các hạt bùn từ hỗn hợp sinh khối trong bể phản ứng dựa vào tốc độ lắng đọng khác nhau giữa các hạt bùn (tốc độ lắng đọng nhanh) và các sợi tảo (tốc độ lắng đọng chậm). Những yếu tố cĩ thời gian lắng đọng
Khố Luận Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS. Hồng Hưng
khoảng 10 m/giờ sẽ được giữ lại trong bể phản ứng. Sau 3 phút, những phần tử nào khơng kịp lắng xuống sẽ bị đưa ra ngồi theo dịng thải. Sau 1 tháng vận hành, các hạt bùn sẽ đạt được đường kắnh 2,5mm. Đồng thời, mật độ bùn trong bể gia tăng tỷ lệ thuận với sự gia tăng sinh khối, mật độ cao nhất mà nĩ đạt được là khoảng 60 g VSS/l. [5]
Hình 4.17 Kắch thước hạt bùn trong trong thiết bị khắ nâng theo thời gian