Chương 4 : Tính Toán – Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải
4.7 BỂ AEROTANK
a. Chức năng :
Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nhờ vi sinh vật hiếu khí
b. Tính toán
 Các thông số thiết kế và vận hành bể Aerotank
• Lưu lượng nước thải Q = 300 m
3
/ ngày = 12.5 m
3
/ h
• Hàm lượng BOD
5
đầu vào S
0
= 700 mg/L
• Hàm lượng COD đầu vào là 1 250 mg/L
• Hàm lượng SS đầu vào là 120 mg/L
• Nhiệt độ duy trì trong bể 25
O
C
• Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại C
o BOD
5
ở đầu ra ≤ 100 mg/L
o COD ở đầu ra ≤ 400 mg/L
o Cặn lơ lửng ở đầu ra SS
ra
= 100 mg/L gồm 65% cặn có thể phân hủy sinh học
• Nước thải khi vào bể Aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi ( nồng độ vi
sinh vật ban đầu ) X

5
tính toán
• Hệ số phân hủy nội bào: K
d
= 0.06 ( ngày
-1
)

Trang 60
Chương 4 : Tính Toán – Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải
 Sơ đồ làm việc của Aerotank

Q
r
, X
r
, S
Q+Q
r
, X
Q, X
0
, S
0
Q
e
, X
e
, S
Q

, S : Nồng độ chất nền ( tính theo BOD
5
) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi
qua bể lắng 2, mg/L.

 Tính toán chi tiết bể Aerotank

Nồng độ BOD
5
hòa tan sau lắng 2 trong nước thải đầu ra
Phương trình cân bằng vật chất
BOD
5
ở đầu ra = BOD
5
hòa tan đi ra từ bể Aerotank + BOD
5
của cặn
lơ lửng ở đầu ra
Trong đó
• BOD
5
ở đầu ra : 100 mg/L
• BOD
5
của cặn lơ lửng ở đầu ra được xác đònh như sau Trang 61
Chương 4 : Tính Toán – Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải

của cặn lơ lửng của nước thải sau bể lắng 2
BOD
5
= BOD
20
x 0.7 = 92.3 x 0.7 = 64.6 mg/L
• BOD
5
hòa tan của nước thải sau bể lắng 2 là S, mg/L
100 = S + 64.6
S = 35.4 mg/L

Hiệu quả làm sạch
• Hiệu quả làm sạch theo BOD
5
hòa tan
%95100
700
4.35700
%100
0
0
=×
−
=×
−
=
S
SS
E

SSYQ
V
θ
θ
×+×
−×××
=

Trong đó
o
V : Thể tích bể Aerotank, m
3

o
Q = 300 m
3
/ngày : Lưu lượng nước đầu vào

Trang 62
Chương 4 : Tính Toán – Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải
o
Y = 0.5 g VSS / g BOD
5
tính toán : Hệ số sản lượng cực đại
o
θ
c
= 10 ngày : Thời gian lưu bùn
o
S

===
Q
V
θ

ngày = 16.8 giờ

Lượng bùn dư phải xả mỗi ngày khỏi bể Aerotank
•

Hệ số tạo bùn từ BOD
53125.0
1006.01
5.0
1
=
×+
=
+
=
cd
obs
K
Y
Y
θ


kg SS / ngày ( vì
8.0=
MLSS
MLVSS
)

•

Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày
Lượng bùn dư cần xử lý = Tổng lượng bùn – Lượng SS trôi ra khỏi lắng 2
M
dư (SS)
= 77.9 kg SS/ngày – 300 m
3
/ngày x 100 g/m
3
x 10
-3
kg/g
M
dư (SS)
= 47.9 kg SS/ngày
•

Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lý
M
dư (VSS)
= 47.9 kg SS/ngày x 0.8 = 38.32 kg VSS/ngày

Trang 63

XQXV
Q
θ
θ
×
×
×−×
=

Trong đó
o
Nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn hoạt tính tuần hoàn
X
r
= 10 000 mg SS/L x 0.8 = 8 000 mg VSS/L
o
Nồng độ chất rắn bay hơi có trong dòng ra từ bể lắng 2
X
e
= 100 mg SS/L x 0.8 = 80 mg VSS/L
•

Lượng bùn dư thải từ bể lắng 2

875.4
108000
10803003000210
=
×
××−×

=
α
là hệ số bùn tuần hoàn.
6.0
30008000
3000
=
−
=
−
=
XX
X
r
α

•

Lượng bùn tuần hoàn
Q
r
=
Q×
α
= 0.6 x 300 m
3
/ngày = 180 m
3
/ngày = 7.5 m
3

1.9 )

Trang 64
Chương 4 : Tính Toán – Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải
•

Tỉ số F / M

33.0
30007.0
700
/
0
=
×
=
×
=
X
S
MF
θ

mg BOD
5
/ mg VSS ngày
Giá trò này nằm trong khoảng thông số cho phép khi thiết kế bể ( 0.2
÷
1 )
•

C
OC
0
=
f
SSQ
1000
)(
0
−
– 1.42 P
x (VSS)
Với f là hệ số chuyển đổi giữa BOD
5
và BOD
20
, f = 0.7

→ OC
0
=
10007.0
)4.35700(300
×
−×
–1.42 x 62.3 = 196.36 kg O
2
/ngày
•


)
o
C
25
= 7.01 mg/L : Nồng độ oxy bão hòa trong nước ở 25
0
C
o
C
L
: Lượng oxy hòa tan cần duy trì trong bể, chọn C
L
= 2 mg/L
o
T = 25
0
C : Nhiệt độ nước thải
OC
t
= 196.36 x 1.316
024.1
1
201.7
08.9
2025
=×
−
−
kg O
2


Cường độ thổi khí 225 L/phút. đóa

Độ sâu ngập nước của thiết bò phân phối h=3.5 m, chiều sâu bể 3.7 m

Tra bảng 7.1, trang 112
“ Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước
thải”
– Trònh Xuân Lai, ta có Ou = 7 g O
2
/ m
3
.m
OU = Ou x h = 7 x 3.5 = 24.5 g O
2
/m
3

o
f : Hệ số an toàn, chọn f = 1.5
•

Lượng không khí cần thiết cho máy thổi khí

=×
×
=
−
5.1
105.24
1.97
10)4.35700(300
19353
10)(
33
0
=
×−×
=
×−×
=
−−
SSQ
Q
q
kk
m
3
khí / kg BOD
5


Số đóa cần phân phối trong bể

60
225
13440
225

Tổng thể tích xây dựng bể
V
xd
= 4 x 10 x 6 = 240 m
3
Vậy bể Aerotank có kích thước như sau
L x B x H = 10 m x 6 m x 4 m
 Tính toán các thiết bò phụ

Tính toán máy thổi khí
•

Chọn 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên và 1 máy dự phòng.
•

Áp lực cần thiết cho hệ thống máy thổi khí tính theo mét cột nước
H
m
= h
d
+ h
c
+ h
f
+ H
Trong đó
o
h
d
: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống

Công suất máy thổi khí

⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
××
××
= 1
7.29
283.0
1
2
P
P
en
TRG