L ỜI CẢM ƠN
4.3. Tính toán theo phương án 2
4.3.1. Bể Anoxic
• Nhiệm vụ
Nước thải từ bể điều hòa và nước tuần hoàn sau bể sinh học hiếu khí Aerotank được bơm qua bể sinh học thiếu khí Anoxic theo hướng từdưới lên. Bể sinh học này có
nhiệm vụ khử nitrogen
Lượng N được xử lý ở các công trình sinh học
Nồng độ BOD5dòng vào bểAerotank là 194,4 mg/l, N= 60 mg/l, H= 85%
Tỷ lệBOD5: N : P = 100 : 5 : 1 𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵5 𝑁𝑁 = 100 5 => 𝑁𝑁 =𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵5× 5 × 85% 100 = 194,4 × 5 × 0,85 100 = 8,3 ( 𝑚𝑚𝑛𝑛 𝑙𝑙 ) N đã sử dụng cho tổng hợp tế bào của bểAerotank là 8,3 mg/l/
N còn lại ở bểAerotank là: 60 – 8,3= 51,7 (mg/l)
Lượng N dạng amonia (NH3) để chuyển hóa thành NO3- trong bể Aerotank:
𝑁𝑁𝐵𝐵3− = 51,7 × 95% = 49,1(𝑚𝑚𝑛𝑛𝑙𝑙 )
Lượng ammonia ra khỏi hệ thống nước thải:
Lượng Nitrat (NO3-) vào bể Anoxic: 49,1 mg/l Lượng Nitrat (NO3-) bị khử tại vể Anoxic:
49,1 x 80%= 39,3 (mg/l)
Lượng Nitrat (NO3-) ra khỏi hệ thống:
49,1 – 39,3= 9,8 (mg/l)
Lượng P được xử lý ở các công trình sinh học
Nồng độ BOD5dòng vào bểAerotank là 194,4 mg/l, P= 4mg/l, H= 85%
Lượng P dùng để tổng hợp tế bào tại bể Aerotank:
𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵5
𝑃𝑃 =
100 1
=> 𝑃𝑃 =𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵5× 1 × 85%100 =194,4 × 1 × 0,85100 = 1,6 (𝑚𝑚𝑛𝑛𝑙𝑙 )
Lượng P còn lại sau khi tổng hợp tế bào:
4 – 1,6= 18,4 (mg/l)
• Tính toán
Lưu lượng Q= 1500m3/ngày
Nồng độ NO3-đầu vào = 49,1 mg/l Nồng độbùn X = 3500 mg/l Hiệu suất khửNO3- của bểlà 80% Nồng độ NO3- đầu ra = 9,8mg/l Tốc độ khử NO3- thành N2: 𝜌𝜌𝑁𝑁2𝑇𝑇 =𝜌𝜌𝑁𝑁220°𝐶𝐶× 1,09(𝑇𝑇−20)× (1− 𝐵𝐵𝐵𝐵) = 0,1 × 1,09(30−20)× (1−0,25) = 0,17/𝑛𝑛 Trong đó: 𝜌𝜌𝑁𝑁2𝑇𝑇: tốc độ khửNO3- thành N2 𝜌𝜌𝑁𝑁220°𝐶𝐶: tốc độ khử nitrat ở 20°C, 𝜌𝜌𝑁𝑁220°𝐶𝐶 = 0,1/𝑛𝑛
DO: Hàm lượng oxy hòa tan trong vùng hiếu khí, DO= 0,25 mg/l
Hiệu suất chuyển hóa nitrat là 80%, vậy lượng nitrat chuyển đổi là:
𝑁𝑁𝐵𝐵𝑚𝑚 = 80% × 49,1 = 39,28(𝑚𝑚𝑛𝑛𝑙𝑙 )
Lượng N trong nước thải tuần hoàn từ bểAerotank, Nr= 9,8 (mg/l). Hệ số tuần hoàn α= 0,6
Tỷ số nội tuần hoàn
𝐼𝐼𝐼𝐼 =𝑁𝑁𝐵𝐵𝑁𝑁𝑚𝑚
𝑟𝑟 −1− 𝐼𝐼 =49,19,8 −1−0,6 = 3,4
Tổng lưu lượng vào bể anoxic
𝑄𝑄(max) = (𝐼𝐼𝐼𝐼+𝐼𝐼) ×𝑄𝑄𝑛𝑛𝑛𝑛𝑡𝑡𝑡𝑡à𝑦𝑦+𝑄𝑄𝑟𝑟 = (3,4 + 0,6) × 1500 + 900 = 6900(𝑛𝑛𝑛𝑛𝑚𝑚à3𝑦𝑦)
𝑄𝑄𝑟𝑟 =α× 1500 = 900 (𝑛𝑛𝑛𝑛𝑚𝑚à3𝑦𝑦) Thể tích vùng thiếu khí 𝑉𝑉 =𝑛𝑛(𝑁𝑁𝐵𝐵3−) ×𝑄𝑄𝑑𝑑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜌𝜌𝑁𝑁2𝑇𝑇 ×𝑋𝑋 = 1 × (49,1−𝑙𝑙9,8)𝑚𝑚𝑛𝑛× 6900𝑛𝑛 0,17 𝑛𝑛 × 3500𝑙𝑙𝑚𝑚𝑛𝑛 = 456(𝑚𝑚3)
Thời gian lưu nước:
𝑡𝑡= 𝑉𝑉 𝑄𝑄 = 456 6900 = 0,066(𝑛𝑛𝑛𝑛à𝑦𝑦) = 1,58(𝑛𝑛𝑡𝑡ờ)(𝑡𝑡ℎỏ𝑚𝑚 1− 3ℎ) Chọn chiều cao làm việc của bể: H= 4m Chọn chiều cao bảo vệ: hbv= 0,5m
Chiều cao xây dụng bể: Hxd= H+ hbv= 4 + 0,5= 4,5 (m)
Diện tích bề mặt bể:
𝐹𝐹 =𝐻𝐻𝑉𝑉 =4564,5 = 101(𝑚𝑚2)
Chọn kích thước bểAnoxic: L x B x Hxd= 11,2m x 9m x 4,5m
Thể tích xây dựng của bể: Wt= L x B x Hxd= 11,2 x 9 x 4,5= 453,6 (m3)
Tính toán đường ống dẫn nước thải ra:
Lưu lượng nước tuần hoàn: Q= 1500 m3/ngày= 0,0174m3/s.
Nước chảy sang bểAerotank với vận tốc nước chảy trong ống là v= 1,2m/s. với
v= (0,7 – 1,5 m/s) [1]
Đường kính ống dẫn nước thải từ Anoxic qua bể Aerotank:
𝐵𝐵 =�4 ×𝑣𝑣×𝑄𝑄𝜋𝜋 =�4 × 0,0174
1,2 ×𝜋𝜋 = 0,135(𝑚𝑚) Chọn ống dẫn nước thải ra bằng ống nhựa uPVC có φ140mm
Kiểm tra lại vận tốc nước trong ống:
𝑣𝑣 =𝐵𝐵4 ×2×𝑄𝑄𝜋𝜋 =4 × 0,01740,142×𝜋𝜋 = 1,13�𝑚𝑚𝑠𝑠�(𝑡𝑡ℎỏ𝑚𝑚)
Tính toán máy khuấy
Năng lượng khuấy từ 3 -10 kW/103m3 (mục 9.5/925/[4])
Chọn năng lượng khuấy bằng 3 kW/103m3
Công suất máy khuấy:
Chọn máy khuấy: Máy khuấy trộn chìm EVAK EM – 5.10
Công suất: 0,75 kW
Xuất xứ: Đài Loan.
Lưu lượng: 2 -100 m3/phút Đơn giá: 20.630.000 VNĐ
Bố trí 4 máy khuấy trộn chìm đặt ở 4 góc tường.
Bảng 4.17: Tóm tắt thông số tính toán bể Anoxic
Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Thời gian lưu nước T giờ 1,75
Kích thước bể Chiều dài L mm 11200
Chiều rộng B mm 9000
Chiều cao xây
dựng Hxd mm 4500 Đường kính ống dẫn nước thải ra D mm 140 Thể tích xây dựng bể Wt m3 453,6 4.3.2. Bể aerotank • Nhiệm vụ
Aerotank là nơi diễn ra quá trình vi sinh vật lơ lửng bùn hoạt tính nhằm xử lý chất hữu cơ tồn tại trong nước. Nhờlượng khí cung cấp vào bể, vi sinh vật hiếu khí sẽ phát triển và sẽ phân hủy chất ô nhiễm thành CO2, H2O và một phần chuyển thành sinh khối lắng thứ cấp. Hiệu quả xửlý BOD, COD của Aerotank đạt từ75 – 90%, phụ thuộc vào các yếu tốnhư lượng bùn, pH, nhiệt độ, nồng độ oxy…
Bảng 4.18: Các thông số tính toán bể Aerotank
Thời gian lưu bùn 𝜃𝜃𝑐𝑐 = 10−15 𝑛𝑛𝑛𝑛à𝑦𝑦.𝑐𝑐ℎọ𝑛𝑛𝜃𝜃𝑐𝑐
= 10 𝑛𝑛𝑛𝑛à𝑦𝑦
Tỷ sốF/M 0,2 – 0,6 kg/kg.ngày
Tải trọng thể tích 0,6 – 1,92 kg BOD5/m3.ngày
Thời gian lưu nước 𝜃𝜃 =𝐻𝐻𝐼𝐼𝑇𝑇 = 4−8 𝑛𝑛𝑡𝑡ờ
Hàm lượng BOD20trong nước thải
đầu ra
65%
Tỷ số tuần hoàn bùn hoạt tính Qtb/Q= 0,25 – 1
Tốc độ phân hủy nội bào kd= 0,06 ngày-1
Hệ số sản lượng bùn Y Y= 0,4 – 0,8 mgVSS/mgBOD5 chọn Y= 0,6 mgVSS/mgBOD5 Nồng độvi sinh ban đầu X0= 0 Nồng độbùn hoạt tính tuần hoàn XR XR= 8000 – 120000mg/l Chọn XR= 8000 mg/l
Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi X= 3000 – 4000 mg/l
chọn X= 3000 mg/l
Nồng độ MLSS 2500 – 4000 mg/l
(Bảng 4.1/10/[6])
Thông số đầu vào
Các thông sốtính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn. - Q: Lưu lượng nước thải. Q= 1500m3/ngđ.
- Hàm lượng BOD5ở đầu vào: 194,4mg/l
- Hàm lượng SS ởđầu vào: 80 mg/l
- t: Nhiệt độ trung bình của nước thải, t= 25°C.
- Cặn lơ lửng ở đầu ra SSra= 30 mg/l gồm có 65% là cặn có thể phân hủy sinh học
- hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 là 0,68
- X0: Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể, X0= 0mg/l.
- X: Nồng độ chất lơ lửng dễbay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính MLVSS,
X= 2500mg/l (cặn bay hơi).
- XT: Nồng độ cặn lắng ởđáy bể lắng đợt II cùng là nồng độ cặn tuần hoàn, XT= 10000mg/l.
- 𝜃𝜃c: Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình. 𝜃𝜃c=
(0,75 – 15 ngày). Chọn 𝜃𝜃c= 10 ngày.
- Y: Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (hệ sốsinh trưởng cực đại)
mg bùn hoạt tính/mg BOD. Y= (0,4 – 0,6) mg/mg, chọn Y= 0,6.
- Kd: Hệ số phân hủy nội bào: Kd= (0,02 – 0,1) ngày-1 chọn Kd= 0,06. - Z: Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng II. Z= 0,2 trong có 80%
cặn bay hơi.
- F/M: Tỷ lệBOD5có trong nước thải và bùn hoạt tính. F/M= (0,2 – 1,0) kg
BOD5/kg bùn hoạt tính, với bểAerotank xáo trộn hoàn toàn.
- L: Tải trọng các chất hữu cơ sẽđược làm sạch trên một đơn vị thể tích của bể xử lý. L= (0,8 – 1,9) kg BOD5/m3.ngày với bểAerotank xáo trộn hoàn toàn.
Các thành phần hữu cơ khác nhau như Nito và photpho có tỷ lệphù hợp để xử lý sinh học (BOD5:N:P = 100 : 5 : 1)
(Nguồn: Tính toán thiết kế các công trình xửlý nước thải – TS. Trinh Xuân Lai).
Phương trình cân bằng vật chất:
BOD5đầu ra = BOD5 hòa tan đi ra từ bểAerotank+ BOD5 của SS ởđầu ra.
Trong đó:
BOD5ở đầu ra: 29,16 mg/l.
BOD5hòa tan đi ra từ bểAerotank là S, mg/l.
• Tính nồng độ BOD5 hòa tan trong nước đầu ra Nồng độ cặn hữu cơ có thể bị phân hủy:
a= 0,65 x 30= 19,5(mg/l)
1 mg SS khi bị oxy hóa hoàn toàn tiêu tốn 1,42mgO2. Vậy nhu cầu oxy hóa cặn như sau:
b= 19,5 x 1,42= 27,69 mg/l
Lượng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra (chuyển đổi từ BOD20 sang BOD5):
c= 27,69 x 0,68= 18,83 mg/l
Lượng BOD5 hòa tan còn lại trong nước khi ra khỏi bể lắng:
S= BOD5(S)= 29,16 – 18,83= 10,33 mg/l
• Xác định hiệu quả xử lý
Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan:
𝐸𝐸 =(𝑆𝑆0𝑆𝑆− 𝑆𝑆)
0 =(194,4194,4−10,33)= 94,6% (Trang 501/[1])
Hiệu quả xử lý theo BOD tổng cộng:
𝐸𝐸 =(194,4194,4−29,16) = 85% (Trang 501/[1])
𝑊𝑊 =𝜃𝜃𝑐𝑐𝑋𝑋×× (1 +𝑄𝑄×𝑌𝑌× (𝐾𝐾 𝑆𝑆0− 𝑆𝑆) 𝑑𝑑×𝜃𝜃𝑐𝑐) (Trang 501/[3])
Trong đó:
- W: Thể tích bểAerotank, m3
- Q: Lưu lượng nước thải đầu vào, Q= 1500m3/ngđ.
- Y: Hệ số sản lượng bùn, Y= 0,6 mgVSS/mgBOD.
- S0 – S: 194,4 – 10,33= 184,07mg/l
- X: Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi được duy trì trong bểAerotank, X=
2500mg/l. - kd: 0,06 ngày-1
- 𝜃𝜃𝑐𝑐: Thời gian lưu bùn 10 ngày.
𝑊𝑊 =102500×1500(1+0×0,,606××18410,)07= 414,1(m3)
Thời gian lưu nước:
𝐻𝐻𝐼𝐼𝑇𝑇 =𝜃𝜃 = 𝑊𝑊
𝑄𝑄𝑡𝑡𝑡𝑡ℎ =414,162,5 = 6,6(𝑛𝑛𝑡𝑡ờ)
Diện tích của aerotank trên mặt bằng:
𝐴𝐴 =𝑊𝑊𝐻𝐻 =4144,1= 103,5(m2)
H: Chiều cao công tác của aerotank, chọn H= 4m.
Chọn L x B= 11,5m x 9m
Chiều cao xây dựng của bể Aerotank:
Hxd= H + hbv= 4 + 0,5= 4,5m hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn hbv= 0,5m
Thể tích thực của bể:
𝑊𝑊𝑡𝑡 = 11,5 × 9 × 4,5 = 465,75m3
• Tính tổng lượng cặn sinh ra hằng ngày Tốc độ tăng trưởng của bùn:
𝑌𝑌𝑡𝑡 =1+𝑘𝑘𝑌𝑌
𝑑𝑑.𝜃𝜃𝑐𝑐 (Trang 501/[1])
𝑌𝑌𝑡𝑡 =1 + 0,6 × 100,6 = 0,375
Lượng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày do khử BOD5:
Px= Yb x Q(S0 – S) x 10-3= 0,375 x 1500 x (194,4-10,33) x 10-3=103,5 (kg/ngđ)
(Trang 501/[1])
Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn Z= 0,2
𝑃𝑃𝑚𝑚(𝑆𝑆𝑆𝑆) = 𝑃𝑃𝑚𝑚
1−𝑍𝑍=1−0103,,52 = 129,4(kg/ngđ)
Lượng bùn thải bỏ mỗi ngày = Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS – Hàm lượng chất lơ lửng còn lại trong dòng ra:
𝑃𝑃𝑚𝑚ả=𝑃𝑃𝑚𝑚(𝑆𝑆𝑆𝑆)− 𝑄𝑄𝑛𝑛𝑛𝑛𝑡𝑡𝑡𝑡à𝑦𝑦×𝑆𝑆𝑟𝑟𝑚𝑚 = 129,4−1500 × 29,16 × 10−3 = 85,66(𝑘𝑘𝑛𝑛𝑆𝑆𝑆𝑆𝑛𝑛𝑛𝑛à𝑦𝑦)
• Tính lượng bùn dư phải xả hàng ngày Qxả
𝑄𝑄𝑚𝑚ả =𝑊𝑊×𝑋𝑋−𝑄𝑄𝑟𝑟×𝑋𝑋𝑟𝑟×𝜃𝜃𝑐𝑐 𝜃𝜃𝑐𝑐𝑋𝑋𝑇𝑇
𝑄𝑄𝑚𝑚ả =465,75×2500−150010×7000×20,14×10= 12,3(m3/ngày).
Trong đó:
- W: Thể tích của bể, V= 748,5 m3.
- Qr = Qv = 1500m3/ngày coi lượng nước theo bùn là không đáng kể.
- X= 2500mg/l. Nồng độbùn hoạt tính trong bể.
- 𝜃𝜃𝑐𝑐: Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình. 𝜃𝜃𝑐𝑐=
0,75 – 15 ngày. Chọn 𝜃𝜃𝑐𝑐= 10 ngày.
- XT: Nồng độ cặn lắng ởđáy bể lắng đợt II cũng là nồng độ cặn tuần hoàn. XT= 0,7 x 10000= 7000mg/l
- Xr: Nồng độ bùn hoạt tính đã lắng:
Xr= 0,7 x 29,16= 20,4mg/l. (0,7 là tỷ lệlượng cặn bay hơi trong tổng số
cặn hữu cơ, cặn không tro).
• Xác định lưu lượng bùn tuần hoàn QT
Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ ở giá trị 2500mg/lta có: Phương trình cân bằng vật chất:
Qv ×XO +QT ×XT = (QV +QT ) ×X
(Trang 497/[1])
Trong đó:
Qv: lưu lượng nước thải.
QT: lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn.
X0: nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bểAerotank, mg/l.
X: nồng độVSS trong bểAerotank. X= 3000mg/l.
XT: nồng độVSS trong bùn tuần hoàn, XT thuộc khoảng (7000 – 12000) mg/l, chọn XT= 8000mg/l Giả sử X0 rất nhỏ so với X và XT, do đó ta có phương trình: QT × XT = (QV +QT ) × X 𝑄𝑄𝑇𝑇 𝑄𝑄𝑣𝑣 =𝑋𝑋𝑋𝑋 𝑻𝑻−𝑋𝑋 =7000−25002500 = 0,55 => 𝑄𝑄𝑇𝑇 = 0,55 × 1500 =
Vậy lượng bùn tuần hoàn: QT= 825m3/ngày= 34,3m3/h
• Kiểm tra tỉ trọng F/M và tải trọng hữu cơ
𝐹𝐹 𝑀𝑀= 𝑆𝑆0 𝜃𝜃×𝑋𝑋 (Công thức 5 – 22. Nguồn [7]) =6,6194,4 24 × 2500 = 0,28(𝑛𝑛𝑛𝑛à𝑦𝑦−1
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép thiết kế bể khuấy trộn hoàn chỉnh là 0,2
÷0,6.
Tốc độ sử dụng chất nền của 1g bùn hoạt tính trong 1 ngày:
𝜌𝜌 =𝑆𝑆0−𝑆𝑆 𝜃𝜃×𝑋𝑋 =1940,275,4−10×2500,33= 0,267mg/ng.ngđ Tải trọng thể tích bể: 𝐿𝐿 =𝑆𝑆0×𝑄𝑄 𝑊𝑊 =194,4×46510−3,75×1500= 0,62 (kgBOD5/m3/ngđ) ∈ (0,6 – 1,9kgBOD5/m3.ngày)(Bảng 6 – 1/[2])
• Tính lượng oxy cần thiết cung cấp cho bể Aerotank
Lượng oxy lý thuyết cần cung cấp theo điều kiện chuẩn.
𝐵𝐵𝐶𝐶0 =𝑄𝑄(𝑆𝑆0𝑓𝑓− 𝑆𝑆)−1,42 ×𝑃𝑃𝑚𝑚 + 4.57 ×𝑄𝑄× (𝑁𝑁0− 𝑁𝑁) × 10−3
(CT 6.15/105/[2])
Với f: hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20là 0,67
𝐵𝐵𝐶𝐶0 =1500×(194,04−10,67 ,33)×10−3−1,42 × 103,5 + 4,57 × 1500 × (60−
6,12) × 10−3 = 634,4(𝑘𝑘𝑛𝑛𝐵𝐵2/ngđ)
Trong đó:
Q: lưu lượng nước thải, Q= 1500 m3/ngày. S0: Hàm lượng BOD5 đầu vào, S0= 194,4 mg/l.
S: Hàm lượng BOD5đầu ra, S= 10,33 mg/l.
Px: lượng sinh khối sinh ra mỗi ngày theo MLVSS, Px= 103,5 kg/ngày.
F: hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD, f trong khoảng (0,45 – 0,68), chọn f= 0,67
1,42: Hệ số chuyển đổi từ tếbào sang COD.
N0: Tổng hàm lượng nito đầu vào (TKN), N0= 60g/m3
N: Tổng hàm lượng nito đầu ra, N= 6,12g/m3
4,57: Hệ số sử dụng oxy khi oxy hóa NH4+thành NO3-
Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực:
𝐵𝐵𝐶𝐶𝑡𝑡 =𝐵𝐵𝐶𝐶0× ( 𝐶𝐶𝑠𝑠20
𝛽𝛽𝐶𝐶𝑠𝑠ℎ−𝐶𝐶𝐿𝐿) ×1,0241(𝑇𝑇−20)×1𝑚𝑚(CT 6.16/106/[2])
- Cs20: Nồng độoxy bãohòa trong nước ở 20°C, Cs20= 9,08mg/l
- CL: Lượng oxy hòa tan cần duy trì trong bể, CL= 2mg/l
- Csh: Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ 25°C (nhiệt
độ duy trì trong bể), Csh= 8,3mg/l.
- β: Hệ sốđiều chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lượng muối. Đối với nước thải, β = 1
- α: Hệ sốđiều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm
lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dạng và
kích thước bểcó giá trị từ 0,6 ÷ 2,4. Chọn α = 0,6.
- T: Nhiệt độnước thải, T= 25oC
𝐵𝐵𝐶𝐶𝑡𝑡 = 634,14 ×(1×98,08,3)−2×1,024(125−20)×01,6 = 1352,9 (kgO2/ngđ)
Lượng không khí cần thiết cung cấp cho bể:
𝑄𝑄𝑘𝑘𝑘𝑘 =𝐵𝐵𝐶𝐶𝐵𝐵𝑂𝑂𝑡𝑡 ×𝑓𝑓 Trong đó:
- OCt: Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể
- OU: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối
OU= Ou x h
- H: Chiều sâu ngập nước của thiết bị phân phối. Chọn độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối (xem như gần sát đáy) và chiều cao của giá đỡ không
đáng kể H= 4m.
- Ou: Lượng oxy hòa tan vào 1m3 nước thải của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn ở chiều sâu 1m. Chọn Ou= 8gO2/m3.m.
OU= Ou x H= 8 x 4= 32gO2/m3
- f: Hệ số an toàn, chọn f= 1,5. 𝑄𝑄𝑘𝑘𝑘𝑘 =𝐵𝐵𝐶𝐶𝑡𝑡
𝐵𝐵𝑂𝑂 ×𝑓𝑓 =135232,9×103× 1,5 = 63417m3/ngđ= 0,73m3/s
Chọn đĩa phân phối khíSSI AFD 350. Lưu lượng riêng phân phối khí của
đĩa thổi khí Ω = 0 – 333,33 l/phút, chọn Ω=300 l/phút. Xuất xứ: Mỹ. Đơn giá: 442.000 VNĐ.
Lượng đĩa thổi khí trong bể aerotank:
𝑁𝑁 = 10 3×𝑄𝑄𝑘𝑘𝑘𝑘(𝑛𝑛𝑛𝑛𝑚𝑚à3𝑦𝑦) 24 × 60 ×Ω(𝑝𝑝ℎ𝑙𝑙ú𝑡𝑡)= 103× 63417 24 × 60 × 300 = 146,7 đĩ𝑚𝑚 Chọn N= 150 đĩa thổi khí
Với diện tích đáy bể 11,5m x 9m, ống phân phối chính từ máy thổi khí đặt dọc theo chiều rộng bể, ống đặt trên giá đỡcách đáy 0,2m.
𝑚𝑚𝑛𝑛 =𝑠𝑠ốố𝑛𝑛𝑛𝑛𝑠𝑠ốđĩ𝑚𝑚𝑛𝑛ℎá𝑛𝑛ℎ =15010 = 15(đĩ𝑚𝑚) Khoảng cách giữa các đĩa trên ống nhánh:
𝑙𝑙 =𝑚𝑚 𝐵𝐵 𝑛𝑛−1=
9
15−1= 0,6(𝑚𝑚)
• Tính toán máy thổi khí
Áp lực cần thiết của máy thổi khí: Hm= h1 + hd + H
Trong đó:
- h1: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1= 0,4m.
- hd: Tổn thất qua đĩa phun không quá 0,7m, chọn hd= 0,6m.
- H: Độ sâu ngập nước của miệng vòi phun H= 4m
Hm= 0,4 + 0,6 + 4= 5m
Công suất máy thổi khí:
𝑁𝑁𝑚𝑚á𝑦𝑦 =29,7 ×𝐺𝐺 ×𝐼𝐼𝑛𝑛××𝑇𝑇1𝑒𝑒× [�𝑝𝑝𝑝𝑝2
1�0,283−1]
Trong đó:
- Pmáy: Công suất yêu cầu của máy nén khí, Kw.
- G: Trọng lượng của dòng không khí, kg/s
𝐺𝐺 =𝑄𝑄𝑘𝑘𝑘𝑘 ×𝜌𝜌𝑘𝑘ℎí = 0,7 × 1,3 = 0,91𝑘𝑘𝑛𝑛/𝑠𝑠
- R: Hằng số khí, R= 8,314 KJ/K.mol°K
- T1: Nhiệt độ tuyết đối của không khí đầu vào T1= 273 + 25= 298°K
- P1: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1= 1atm.
- P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra 𝑃𝑃2 = 𝐻𝐻𝑚𝑚