III. TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH
a.Tính hiệu quả xử lý:
Trong đó:+ Q, Qr, Qw, Qe: lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượng bùn xả và lưu lượng nước đầu ra, m3/ngày
+ S0, S: nồng độ chất nền (tính theo BOD5) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua bể Aerotank và bể lắng, mg/L
+ X, Xr, Xc: nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank, nồng độ bùn tuần hoàn và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng II, mg/L
- Phương trình cân bằng vật chất:
BOD5 ở đầu ra = BOD5 hòa tan đi ra từ bể Aerotank + BOD5 chứa trong lượng cặn lơ lửng ở đầu ra
Trong đó: + BOD5 ở đầu ra: 50 mg/L
+ BOD5 hòatan đi ra từ bể Aerotank là S, mg/L
+ Cặn lơ lửng ở đầu ra SSra = 60 mg/L gồm có 65% là cặn có thể phân hủy sinh học.
- BOD5 chứa trong cặn lơ lửng ở đầu ra được xác định như sau:
+ Lượng cặn có thể phân hủy sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra: 0,65 * 60 = 39 mg/l
+ Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lượng cặn có thể phân hủy sinh học: 39 * 1,42 (mgO2/mg tế bào) = 55,38 mg/l
+ Lượng oxy cần cung cấp này chính là giá trị BOD20 của phản ứng. Quá trình tính toán dựa theo phương trình phản ứng:
C5H7O2N + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 + Năng lượng 113 mg/L 160 mg/L
1 mg/L 1,42 mg/L
oxy hóa hoàn toàn 1 mg tế bào cần 1,42 mg oxy + Chuyển đổi từ giá trị BOD20 sang BOD5
Vậy: 50 mg/L = S + 37,66 mg/L ⇒ S = 12,34 mg/L + Tính hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan:
E = 0 0 S S S − * 100 = * 100 = 98,3%
+ Hiệu quả xử lý BOD5 của toàn bộ sơ đồ
E0 = * 100 = 93,12% b. Tính thể tích của bể - Thể tích mỗi bể Aerotank V = (1 ) ) ( 0 c d c k X S S Y Q θ θ + − Trong đó: + V: Thể tích bể Aerotank , m3
+ Q: Lưu lượng nước đầu vào mỗi bể Q = 250 m3/ngày đêm + Y: Hệ số sản lượng cực đại Y= 0,46
+ S0 - S: tải lượng xử lý của mỗi bể, S0 - S = 726,64 – 12,34= 714,3 mg/L + X: Nồng độ chất rắn bay hơi được duy trì trong bể Aerotank , X = 3500 mg/L + kd: Hệ số phân hủy nội bào, kd = 0,06 ngày-1
+ θc: Thời gian lưu bùn trong hệ thống, θc = 10 ngày
V = = 140 m3
- Kích thước bể Aerotank
+ Thể tích bể V = 140 m3
Diện tích bể F = Vh = = 28 m2
+ Chiều dài bể L = 7 m + Chiều rộng bể B = 4 m + Chiều cao bảo vệ hdt = 0,5m
+ Chiều cao tổng cộng của bể H = h+ hdt = 5 + 0,5 = 5,5 m Vậy bể Aerotank có kích thước: L * B * H = 7 * 4 * 5,5 (m3)