Tính toán thiết kế bể SBR

Các bước thực hiện quá trình :

– Nhiện vụ đầu tiên để tính toán thiết kế bể SBR là Thu thập các dữ liệu đặc tính nước thải dòng vào và xác định yêu cầu dòng ra.

– Chọn số bể SBR

Thường 2 bể , một bể luôn ở pha làm đầy, bể còn lại ở các pha phản ứng, lắng, rút nước.

– Chọn thời gian phản ứng/ thổi khí, lắng và rút nước. Quyết định chu kì và thời gian làm đầy. Xác định số chu
kì trong một ngày.

– Từ tổng số chu kì trong một ngày, xác định thể tích làm đầy trong một ngày.

– Chọn nồng độ MLSS và xác định tỉ số thể tích làm đầy với tổng thể tích bể chứa.

>>>Xem thêm bài:

Xác định độ sâu rút nước. Sử dụng độ sâu vừa tính, xác định thể tích bể.

Chọn Độ sâu bể phản ứng khoảng 3 m. Cân bằng chất rắn :

Khối lượng chất rắn khi đầy bể = Khối lượng chất rắn lắng

Vt X = VsXs

Trong đó : Vt : tổng thể tích , m3

X : nồng độ MLSS khi đầy bể , g/m3

Vs : thể lắng sau khi rút nước , m3

Xs : nồng độ MLSS trong thể tích lắng, g/m3

Ước tính Xs dựa vào chỉ số SVI khoảng 150 ml/g

Xác định tỉ số lắng và dự phòng khoảng 20% chất lỏng trên bùn để mà chất rắn không bị rút ra ngoài.

Sau đó xác định tỉ số làm đầy, giá trị khoảng 0.33 . Tỉ số làm đầy tính khoảng 0.37 thì giá trị được chọn đúng.

Giá trị này được sử dụng để tính thể tích tổng của bể phản ứng.

Vt = Vf / 0.33

Xác định thời gian lưu bùn trong bể SBR.

SRT là thông số rất quan trọng bởi vì nó ảnh hưởng không chỉ đến quá trình vận hành , mà còn thể tích bể, sản lượng bùn và nhu cầu oxy cung cấp. Trong thiết kế này SRT được quyết định bởi phương trình sau :

Trong thiết kế này, SRT = 14.36 ngày nằm khoàng giá trị cơ bản của bể SBR đủ để loại bỏ BOD và nitơ

Xác định lượng nitơ Kenjant trong dòng vào

Bởi vì thời gian lưu bùn được thiết kế lâu, bể SBR có thể nitrat hoá một lượng TKN trong dòng vào. SRT phải được xác định nếu thời gian phản ứng đủ để đạt được nồng độ N-NH4 dòng ra khoảng 0.5 g/m3 . Để làm được điều này, hàm lượng N-NH4 bị oxi hóa phải được tính bằng cách cân bằng nitơ sử dụng phương trình 6.35 và 6.33

Một khi NOx được xác định, biết được nồng độ N-NH4 có thể oxi hóa được được thêm vào mỗi chu kì, nhưng bởi vì có một lượng bùn được giữ lại ở chu kì trước, việc xác định tỏng lượng Nitơ có thể oxi hóa được trong bể phản ứng rất cần thiết. Sauk hi xác định, phương trình động học bể phản ứng được sử dụng để kiểm tra lại nếu thời gian thổi khí trong pha phản ứng đủ để cung cấp lượng nitơ phân huỷ :

trong đó Kn : hằng số bán vận tốc, nồng độ cơ chất với tốc độ sử dụng cơ chất riêng tối đa bán bão hoà , mg/l

No : nồng độ N-NH4 lúc t =0 mg/l

Nt : nồng độ N-NH4 lúc t, mg/l

DO : nồng độ oxy hòa tan, mg/l

Ko : hằng số bán bão hòa của DO, mg/l

Yn : sản lượng sinh khối , gVSS / g bsCODr

Xn : nồng độ vi khuẩn nitrat hóa, mg/l

T : thời gian , ngày

Unm : tốc độ phát triển riêng lớn nhất của vi khuẩn nitrat hóa, g tế bào mới / g tế bào * ngày

Đối với thiết kế này, việc khử nitrat xuất hiện khoảng 1.9 h, do đó việc thổi khí thêm vào rất cần thiết trong pha làm đầy .

Tính nồng độ sinh khối nitrate hoá và xác định thời gian thổi khí đủ để nitrat hoá đạt hiệu quả.

Điều chỉnh thiết kế khi cần thiết – Quá trình lặp lại có thể được thêm vào.

Xác định tốc độ gạn nước.

Tốc độ gạn nước được tính bằng thể tích bể đầy chia cho thời gian gạn nước. Tốc độ này được sử dụng để tính kích cỡ bơm gạn nước phao.Hệ thống này sẽ nổi lên bề mặt nước và trong khi rút nước sẽ rút nước khỏi bể cách mặt nước 0.3m. Điều này sẽ giảm thiểu lượng chất rắn nổi trôi ra . Bơm sẽ được định thời gian để rút một lượng nước và sau đó sẽ tắt để tránh thải chất thải rắn.

Xác định nồng độ oxy cần thiết và tốc độ chuyển hóa trung bình cho hệ thống thổi khí.

VSV trong quá trình bùn hoạt tính sử dụng oxy trong khi chúng tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải. Lượng oxy cần thiết:

Để tìm được tốc độ chuyển hóa oxy trung bình được phân chia bởi thời gian thổi khí trung bình hàng ngày. Bởi vì nhu cầu oxy sẽ cao hơn và đầu thời kì thổi khí , tốc độ chuyển hóa oxy sẽ được cộng bởi một hệ số cao nhất (2 trong thiết kế) để tính cho nhu cầu khởi đầu cũng như tải trọng cao nhất.

– Thiết kế hệ thống thổi khí :

Một khi tốc độ chuyển hóa oxy được tính, nó có thể được sử dụng để xác định tốc độ thổi khí .

– Xác định lượng bùn dư.

Lượng bùn dư sẽ được bơm ra ngoài, thể tích bể chứa bùn thải mỗi ngày được tính
– Tính tỷ số F/M và tải trọng thể tích BOD.