Đơn vị m Kích thước 7 7 4,4 0 , 5 4.4.7. Hệ thống AAO 4.4.7.1. Bể xử lý sinh học yếm khí
-Dung tích làm việc của bể:
V = , m3/ngày.
Trong đó:
Q - lưu lượng nước thải cần xử lý, m3/ngày; t - thời gian lưu của nước thải trong bể, t = 15 h
V =(7500 x 15)/24 = 4.687 m 3
- Xây dựng 2 bể, mỗi bể có dung tích là 2343 m3
- Tổng chiều cao xây dựng của bể:
H = H1 + H2 + H3
Trong đó:
H1 - chiều cao phần xử lý, chọn H1 = 5 m; H2 - chiều cao vùng lắng, H2 = 1, chọn H2 = 1,5 m;
H3 - chiều cao dự trữ, H3 = 0,3 – 0,5 m. Chọn H3 = 0,5 m.
H = 5 + 1,5 + 0,5 = 7 m; Chiều dài bể L = 18 m; Chiều rộng bể B = 19 m.
4.4.7.2. Bể xử lý sinh học thiếu khí
- Lượng nitơ cần khử trong một ngày: G = Q x Nr x R x 10-3
Trong đó:
Nr - hàm lượng nitơ của dòng ra, mg/l; R- hệ số tuần hoàn;
R = – 1
Với:
Nv - tổng nitơ dòng vào bể, Nv = 50 x 90% = 45 mg/l; Nr - tổng nitơ ở bể lắng thứ cấp, Nr = 8 mg/l.
- tỷ lệ nitrat hóa, = 0,5
R = x1 = 3,5
G = 7500 x 8 x 3,5 x 10-3 = 210 kg/ngày - Tỷ lệ tuần hoàn của dòng lỏng được nitrat hóa RN
R = RN + Rr Trong đó: Rr - tỷ lệ bùn tuần hoàn, Rr = 0, 5. RN = R – Rr = 3,5 – 0,5 = 3 , 0 - Dung tích bể thiếu khí: V = Trong đó:
a - hằng số tốc độ khử nitơ, a = 2gN/kgMLSS.giờ, với nồng độ MLSS = 2500 mg/l (X = 1500 – 3000 mg/l) (Trịnh Xuân Lai, 2000):
V= (210x102)/(2x24x2500x10-2)= 1750 m3
- Thời gian lưu nước thải trong bể
t= =(1750x24)/7500 = = 5,6 giờ
- Tổng chiều cao xây dựng bể
H = H1 + H2
Trong đó:
H1 - chiều cao phần thể tích xử lý, H1 = 5 m; H2 - chiều cao dự trữ H2 = 0,3 – 0,5 m. Chọn H2 = 0,5 m.
H = 5 + 0,5 = 5,5 m
- Diện tích cần thiết của mỗi bể
F= = 572/5= 114.4 m2
Vậy thông số thiết kế mỗi bể là:
Chiều cao xây dựng H = 5,5 m; Chiều dài của bể: L = 6 m; Chiều rộng của bể: B = 3.5 m.
4.4.7.3. Bể xử lý sinh học hiếu khí
1. Thể tích làm việc của bể hiếu khí [10]
V=
Trong đó:
Q - lưu lượng nước cần xử lý, m3/ngày;
So - hàm lượng BOD5 trong nước thải vào bể, mg/l; S - hàm lượng BOD5
trong nước thải sau xử lý, mg/l; X - nồng độ bùn hoạt tính (cặn hữu cơ bay hơi), mg/l.
X = 1500 – 3000 mg/l. Chọn X = 2500 mg/l;
Y - hệ số sinh trưởng cực đại, mg bùn hoạt tính/mg BOD5 tiêu thụ. Theo bảng 5 – 1 (Trịnh Xuân Lai, 2000) thì Y = 0 ,8;
Kd - hệ số phân hủy nội bào, ngày-1. Có thể lấy Kd theo giá trị điển hình trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt, bỏ qua ảnh hưởng của các chất đặc biệt, Kd = 0,04 ngày-1;
c- tuổi của bùn, ngày. c= 12 ngày.
V = (12x7500x(151,25-30)x0,8)/2500x(1+0,04x12) = 602 m 3. - Kiểm tra thời gian lưu nước trong bể aeroten:
- Thời gian lưu nước trong bể
= 602/7500= 0,32 ngay = 8 giờ
Thời gian lưu nước phù hợp với giá trị điển hình t = 6 – 15 h. Như vậy tuổi của bùn đã chọn là phù hợp.
- Chiều sâu công tác của bể thường lấy từ 3 – 6 m (Bộ Xây Dựng, 2008),
- Diện tích làm thoáng cần thiết của bể
= 602/5= 120,4 m2
Tỷ số giữa chiều rộng và chiều sâu làm việc của bể B : H = 1 : 2 (Bộ Xây dựng, 2008). Khi đó chiều rộng của mỗi hành lang B = 10 m.
- Tổng chiều dài (gồm các hành lang) của bể
Xây dựng 2 bể hiếu khí, mỗi bể bố trí 4 hành lang. Chiều dài mỗi hành lang. L = (l)/n.N Trong đó: N - số bể hiếu khí; n - số hành lang trong một bể. L = (120,4)/(4x2) = 15,05 m.
- Chiều cao xây dựng bể
Hxd = H + Hbv
Trong đó:
H - chiều cao công tác của bể, m;
Hbv - chiều cao bảo vệ của thànhbể trên mặt nước,m; Hbv =0,5m.[10] Hxd = 5 + 0,5 = 5,5 m.
- Hệ số chuyển hóa cơ chất (Trịnh Xuân Lai, 2000):
Yb=
Yb= = 0,5
- Theo tiêu chuẩn thiết kế của tiêu chuẩn ngành của Việt Nam, tổng lượng bùn khô sinh ra hàng ngày (Trịnh Xuân Lai, 2000):
Gbùn = 0,8 x (SS) + 0,3 x (BOD5) Trong đó:
SS - lượng cặn lơ lửng trong nước thải vào bể, kg/ngày; BOD5 - hàm lượng BOD5 trong nước thải vào bể, kg/ngày.
Gbùn = 0,8 x 7500 x 116,06 x 10-3 + 0,3 x 7500 x 151,25 x 10-3 = 100.3 kg/ngày.
2. Tính lượng oxy cần thiết cấp cho bể
- Tính lượng oxy cần thiết theo lý thuyết trong điều kiện tiêu chuẩn
Theo lý thuyết, lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng
sinh học gồm lượng oxy cần để làm sạch BOD, oxy hóa amoni NH+
4 thành NO3-, khử NO-
3 (Trịnh Xuân Lai, 2000):
OCo = – 1,42 × Px +
Trong đó:
OCo - lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20oC; Q - lưu lượng nước thải cần xử lý, m3/ngày;
So - nồng độ BOD5 đầu vào, g/m3; S - nồng độ BOD5 đầu ra, g/m3;
f - hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20; =
Thường f = 0,45 – 0,68, chọn f = 0 ,68;
Px - phần tế bào dư xả ra ngoài theo bùn dư, kg/ngày; Px = Yb x Q x (So – S) x 10-3
Px = 0,32 x 7500 x (151,25 – 30) x 10-3 = 291 kg/ngày. 1,42- hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD;
No- tổng hàm lượng nitơ đầu vào, g/m3; N- tổng hàm lượng nitơ đầu ra, g/m3;
4,57- hệ số sử dụng oxy hóa khi oxy hóa NH+
4 thành NO- 3.
OCo = 534 kg O2/ngày
- Tính lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế ở 25oC (Trịnh Xuân
OCt= OCo × × ×
Trong đó:
- hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy = 1;
Csh - nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ (ToC), mg/l. Ở 25oC, Csh = 8,1785 mg/l;
Cs20 - nồng độ oxy bão hòa trongnước sạch ở 20oC,mg/l,Cs20 = 9 ,08;
Cd - nồng độ oxy cần duy trì trong công trình, mg/l; Cd = 1,5 – 2 mg/l. Chọn Cd = 2 mg/l.
- hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm
lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng, kích thước bể, = 0,6 – 0,94. Chọn thiết bị phân phối bọt khí kích thước trung bình, = 0,8 (Trịnh Xuân Lai, 2000):
OCt = 534 × × × = 4300 kg/ngày
Qk = × , m3/ngày Lượng không khí cần thiết (Trịnh Xuân Lai, 2000):
Qk = (OCt/OU)xf
Trong đó:
OCt - lượng oxy cần thiết ở điều kiện xử lý, kg/ngày; f - hệ số an toàn, thường f = 1,5 – 2. Chọn f = 1,5;
OU = Ou x h - công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam oxy cho 1 m3 không khí;
Ou - công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối khí tính
theo gam oxy cho 1 m3 không khí, ở độ sâu ngập nước h = 1 m có thể chọn theo
bảng 7 – 2 (Trịnh Xuân Lai, 2000), ở điều kiện trung bình, Ou = 4,5 gO2/m3.m; h - độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí. Thiết bị phân phối khí đặt cách đáy 0,5 m; bể sâu 5 m, do đó h = 4,5 m.
OU = 4,5 x 4,5 = 20,25 g O2/m3.
Qk = ((4300)/20,25 x 10-3)x1,5 = 314,5x103 m3/ngày
Bảng 4.18. Kết quả tính toán hệ thống AAO Thông số L