Thông số Giá trị
Thời gian lƣu bùn, ngày = 5 – 20 ngày
Tỷ số F/M,
F/M = 0,1 - 0,4
Nồng độ bùn hoạt tính, mg/l MLVSS = 4000 - 16000
Thơng số tính tốn
Hệ số sản lƣợng tế bào: Y = 0,4 kg VSS/kgBOD
Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính MLVSS đƣợc duy trì trong bể MBR: X = 6000 mg/l
Tỷ lệ giữa BOD5 và BODu là: 0,68
MLVSS/MLSS = 0,8
Nhiệt độ nƣớc thải: t = 260C
Giả sử rằng chất lơ lửng trong nƣớc thải đầu ra là chất rắn sinh học (bùn hoạt tính), trong đó có 80% là chất dễ bay hơi và 65% là chất có thể phân hủy sinh học.
Xác định nồng độ BOD5 hòa tan trong nƣớc thải đầu ra
Tổng BOD5 = BOD5 h a tan trong nƣớc đầu ra + BOD5 của cặn lơ lửng đầu ra.
(Trang 500/[4]) Trong đó:
BOD5(SS) ở đầu ra (Theo SS): Sra = 20,15 mg/l. BOD5(S) h a tan đi ra từ bể MBR là S, mg/l.
BOD5(ra) chứa trong lƣợng cặn lơ lửng ở đầu ra đƣợc xác định nhƣ sau:
Lƣợng cặn có thể phân hủy sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra: SSph = 0,65 x TSSr = 0,65 x 20,15 = 13,1 mg/l
(Trang 500/[4]) Lƣợng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lƣợng cặn có thể phân hủy sinh học:
BOD20 = SSph (mg/l) x 1,42 (
Đồng thời, lƣợng oxy cần cung cấp này chính là giá trị của phản ứng. Q trình tính tốn dựa theo phƣơng trình phản ứng :
C5H7O2N + 5O2 => 5CO2 + 2H2O + NH3 + Năng lƣợng 113mg 160mg
1mg 1,42mg
Chuyển đổi từ giá trị BODL sang BOD5: tỉ lệ BOD5: BOD20 = 0,68 BOD5(ra) = BOD20 × 0,68 = 18,6 × 0,68 = 12,7 (mg/l)
(Trang 500/[4]) BOD5(SS) = BOD5(S) + BOD5(ra)
=> S = BOD5(S) = BOD5(SS) - BOD5(ra) = 20,15 – 12.7 = 7,45 (mg/l)
Hiệu quả xử lý của bể MBR theo BOD5 (theo SS) hòa tan :
E = =
x 100% = 96%
(Trang 500/[4])
Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 tổng cộng:
E = = x 100% = 90% (Trang 500/[4]) Xác định thể tích bể MBR : Vr = = 81,2 m 3 (Trang 501/[4]) Trong đó:
ϴc: Thời gian lƣu bùn 15 (ngày) Q : Lƣu lƣợng nƣớc thải
Y: Hệ số sản lƣợng tế bào, đây là một thông số động học xác định bằng thực nghiệm. Ở trên ta đã chọn Y = 0,6 mgVSS/mg
X: Hàm lƣợng bùn hoạt tính sinh ra trong bể MBR (mg/l), chọn X = 6000 mg/l : Hệ số phân hủy nội bào, đây cũng là thông số động học đƣợc xác định bằng thực nghiệm. Chọn
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở Phương Toàn Phát phường Chánh Phú
Hịa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương cơng suất 530 m3/ngày.đêm
: Nồng độ BOD5 của nƣớc thải dẫn vào bể MBR, So = 201,5 mg/l S: Nồng độ BOD5 h a tan của nƣớc thải ra bể MBR, S = 7,45 mg/l
Thời gian lƣu nƣớc trong bể MBR: HRT = ϴ =
=
= 3,67 giờ
Chiều cao tổng cộng của bể:
Hxd = H + hbv = 3,5 + 0,5 = 4m Trong đó:
H: Chiều cao hữu ích bể, chọn H = 3,5 m hbv: Chiều cao bảo vệ bể, chọn hbv = 0,5 m
Tính tốn lƣợng bùn dƣ thải ra mỗi ngày
Hệ số sản lƣợng quan sát: Yobs = = = 0,34 (Trang 498/[4])
Lƣợng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS: PX(VSS) = = = 35 kg/ngày (Trang 498/[4])
Tổng lƣợng cặn lơ lửng sinh ra trong một ngày:
= 0,8 => MLSS = => PX(SS) = = = 43,75 kgSS/ngày
Lƣợng bùn dƣ thải ra mỗi ngày:
Pxả = PX(SS) – Pra = PX(SS) - Qtbngày x Sra x 10-3 = 43,75 – 530 x 20,15 x 10-3 = 33 kgSS/ngày
Lƣợng bùn xả thải ra khỏi thiết bị:
Qw = = = 3,6 m 3 /ngày Trong đó: V: Thể tích bể MBR, Vr = 81,2 m3
ϴc: Thời gian lƣu bùn, ϴc = 15 ngày
X: Hàm lƣợng bùn hoạt tính trong bể, X = 6000 mgVSS/l Xra: Nồng độ sinh khối đầu ra hệ thống, Xe = 20,15 mg/l Qw: Lƣu lƣợng bùn thải
Qe: Lƣu lƣợng nƣớc ra, Qra = Q = 530 m3/ngày đêm
Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể MBR
Tải trọng thể tích LBOD: LBOD = = = 1,3 (Trang 499/[4]) Giá trị này nằm trong khoảng cho phép của thông số khi thiết kế bể (
). Tỉ số F/M: = = = 0,22 (ngày -1) (CT 4.129/[4]) Giá trị này nằm trong khoảng cho phép của thông số khi thiết kế bể (
).
Tính tốn hệ thống cấp khí
Nhu cầu oxy cho quá trình làm sạch BOD, oxy hóa amoni NH4+ thành NO3-, khử NO3- : OCo = – 1,42 x Px(VSS) + 4,57 x Q x (N0 – N) x 10 -3 = (CT 6.15/105/[9]) Trong đó:
Q: Lƣu lƣợng nƣớc thải trung bình, Q = 530 m3/ngày So: Hàm lƣợng BOD5 đầu vào, So = 201,5 mg/l S: Hàm lƣợng BOD5 đầu ra, S = 10,1mg/l
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở Phương Toàn Phát phường Chánh Phú
Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương cơng suất 530 m3/ngày.đêm
Px: Lƣợng sinh khối sinh ra mỗi ngày theo MLVSS, Px =35 kg/ngày
f: Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20, f = 0,45 – 0,68, chọn f = 0,68
Lƣợng oxy thực tế cần dùng cho bể OCt = OCo x ( ) x = 227,9 x ( ) x = 327,3 kg/ngày (CT 6.16/106/[9]) Trong đó:
OCo: Lƣợng oxy cần thiết, OCo = 227,9 kgO2/ngày
C20: Nồng độ oxy bão h a trong nƣớc ở 20˚C, C20 = 9,08 mg/l C25: Nồng độ oxy bão h a trong nƣớc ở 25˚C, C20 = 8,24 mg/l
Cd: Nồng độ oxy cần duy trì trong bể, Cd = 1,5 – 3 mg/l. Chọn Cd = 2 mg/l
α: Hệ số điều chỉnh lƣợng oxy ngấm trong nƣớc thải do ảnh hƣởng của hàm lƣợng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, trong khoảng (0,6 – 0,94),
chọn = 0,9.
β: Hệ số hiệu chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lƣợng muối, đối với nƣớc thải = 1.
Cơng suất hịa tan của thiết bị thổi khí
OU = Ou x h = 7 x 3,5 = 24,5 grO2/m3.m
(CT 7.3/112/[9]) Trong đó:
Ou: Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ, Ou = 7 grO2/m3.m (Bảng 7-1/112/[9]) h: Độ sâu ngập nƣớc, h = 3,5 m
Lƣợng khơng khí lý thuyết cho q trình: Qkk = x f = x 1,5 = 834,9 m 3 /h = 13,9 m3/p = 0,23m3/s Trong đó: OCt: Lƣợng oxy thực tế cần dùng cho bể
OU: Cơng suất hịa tan của thiết bị, OU = 24,5 grO2/m3.m