Báo cáo môn Học: Xử lý Nước Thải Đô Thị | Xử lý nước thải đô thị | Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
SBR là từ viết tắt của từ Squencing biological reactor. Bể SBR trong xử lý nước thải, là công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ phản ứng sinh học theo quy trình phản ứng mẻ liên tục. Đây là một trong những loại bể phản ứng làm việc theo mẻ bằng bùn hoạt tính, đặc điểm của loại bể này là trong quá trình sục khí và lắng được vận hành và diễn ra trong cùng một bể chứa. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Xử lý nước thải đô thị (XLNTDT) 10 tài liệu
Trường: Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh 187 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN BÁO CÁO MÔN HỌC:
XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ
ĐỀ TÀI: BỂ SINH HỌC TỪNG MẺ (Sequency Biological Reactor) GVHD: ThS. PHẠM TRUNG KIÊN Nhóm thực hiện: Nhóm 9 Sinh viên thực hiện 1 Nguyễn Phan Ngọc Tuyên 19127066 2 Nguyễn Lê Hoàng Oanh 19127035 3 Trần Ý Như 20127130
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 03 NĂM 2023 MỤC LỤC
PHẦN I – TỔNG QUAN VỀ BỂ SINH HỌC TỪNG MẺ (SBR)...........................................................1
1. Khái niệm............................................................................................................................................1
2. Cấu tạo................................................................................................................................................1
3. Vị trí.................................................................................................................................................... 3
4. Chức năng...........................................................................................................................................3
5. Nguyên lý hoạt động...........................................................................................................................3
5.1. Pha làm đầy..................................................................................................................................4
5.2. Pha sục khí...................................................................................................................................4
5.3. Pha lắng........................................................................................................................................4
5.4. Pha rút nước................................................................................................................................4
5.5. Pha nghỉ (dự trữ).........................................................................................................................5
PHẦN 2 – TÍNH TOÁN CHI TIẾT BỂ LỌC SINH HỌC TỪNG MẺ (SBR)...................................6
6. Tính toán thiết kế...............................................................................................................................6
6.1. Xác định thời gian lưu bùn:........................................................................................................8
6.2. Tính toán lượng bùn hoạt tính cần có trong bể :.......................................................................8
6.3. Xác định nồng độ MLVSS..........................................................................................................9
6.4. Xác định lượng bùn dư................................................................................................................9
6.5. Xác định tỉ số F/M và tải trọng BOD.......................................................................................11
6.6. Tính lượng oxy cần thiết để khử BOD5 cho một mẻ...............................................................11
6.7. Tính toán thủy lực ống dẫn khí nén.........................................................................................13
6.8. Thiết bị rút nước trong..............................................................................................................13
6.9. Thiết bị bơm bùn.......................................................................................................................14
6.10. Bộ điều khiển...........................................................................................................................15
7. Ưu và nhược điểm của bể SBR........................................................................................................16
7.1. Ưu điểm......................................................................................................................................16
7.2 Nhược điểm.................................................................................................................................16
PHẦN I – TỔNG QUAN VỀ BỂ SINH HỌC TỪNG MẺ (SBR) 1. Khái niệm
SBR là từ viết tắt của từ Squencing biological reactor. Bể SBR trong xử lý nước
thải, là công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ phản ứng sinh học theo quy
trình phản ứng mẻ liên tục.
Đây là một trong những loại bể phản ứng làm việc theo mẻ bằng bùn hoạt tính, đặc
điểm của loại bể này là trong quá trình sục khí và lắng được vận hành và diễn ra trong cùng một bể chứa.
Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt SBR là một phương pháp đạt hiệu quả rất ao ᴄ trong lĩnh ự
ᴠ ᴄ хử lý nướᴄ thải. Kháᴄ ới ᴠ á
ᴄ ᴄloại bể truуền thống, bể SBR trong xử lý nước thải ó
ᴄ nhiều ưu điểm nổi bật ượt ᴠ
trội hơn hẳn, nguồn nướᴄ thải ra đạt lượng iᴠ
khuẩn rất thấp, an toàn à không gâу ra bất ᴠ ứ mối nguу hại nào ᴄ ho môi trường. ᴄ 2. Cấu tạo
Bể SBR được cấu thành bởi 2 dạng bể khác nhau, bể Selector và bể C-tech, 2 loại
này được thiết kế và tính toán một cách khoa học để đảm bảo trong quá trình vận hành đạt
chuẩn và chất lượng. Bể Selector làm nhiệm vụ xử lý sơ bộ nguồn nước thải, còn bể C-
tech sẽ tiến hành các bước quan trọng trong xử lý để đảm bảo nước đầu ra được xử lý triệt để.
Dù vậy cả hai bể đều bổ trợ tốt cho nhau, nếu thiếu một trong hai thì bể SBR xem
như thất bại. Nguyên lý hoạt động cơ bản của bể này là: Nước đầu nguồn sẽ được bơm xả
trực tiếp vào bể Selector tiến hành xử lý sơ bộ nguồn nước rồi trung chuyển sang bể trung
gian để tiếp tục được lưu chuyển trực tiếp sang bể C-tech tiến hành những công đoạn tiếp theo của toàn hệ thống.
Các thiết bị trong bể SBR:
Bộ cảm biến cấp độ (Level Sensor) Nhiệm
vụ : Cung cấp định lượng hiển thị chiều cao mứuc nước trong 2 bể sinh học
SBR ở màn hình điều khiển chính. Khi mực nước trong bể thấp thì kích hoạt van xả của
bể đóng lại. Khi mực nước trong bể thấp thì kích hoạt van mở nước vào của chính bể đó đóng lại. Van xả nước vào bể
Nhiệm vụ: Các van này mở khi bể bắt đầu làm việc, đóng khi nưuóc trong bể đặt
mứuc đầy hoặc hết 60 phút cho nước vào bể.
Van xả nước ra khỏi bể
Nhiệm vụ: Các van này làm việc theo thời gian, sau khi bể bắt đầu hoạt động 195
phút, sau khi mở 30 phút thì đóng lại hoặc khi cảm biến mứuc báo nước trong bể đặt mức cạn. 1
Van đóng mở đường ống dẫn bùn
Nhiệm vụ: Các van này bắt đầu mở sau khi bể làm việc được 225 phút, đóng lại sau
khi mở 15 phút hoặc khi cảm biến đo lưu lượng bùn báo hết bùn trong đường ống. Trong
đó, việc điều khiển van theo tín hiệu của cảm biến đo lưu lượng bùn có mức ưu tiên cao hơn.
Thiết bị kiểm soát DO – Khoảng đo: 0 – 20 mg/l
Nhiệm vụ: Cung cấp tín hiệu định lượng nồng độ oxy trong bể sinh học SBR để
hiển thị ở màn hình tủ điều khiển chính
Bơm hút bùn – Loại: bơm chìm
Nhiệm vụ: Bơm bùn hoạt tính (vi sinh vâth) từ bể sinh học SBR về bể chứa bùn.
Bơm hút bùn làm việc theo thời gian và theo lưu lượng bùn trong đường ống. sau khi van
đường ống hút bùn mở (sau 225 phút kể từ khi bắt đầu chu kỳ làm việc của bể) bơm được
phép hoạt động. Bơm ngừng làm việc sau 15 phút haowjc khi cảm biến đo lưu lượng bùn
báo hết bùn trong đường ống. Bộ điều khiển Decanter
Nhiệm vụ: Nhận tín hiệu điều khiển của van xả nước SBR và khoảng thời gian (do
lập trùnh) để thu và tháo nước sau quá trình lắng của bể sinh học SBR. Decanter thu nước
Nhiệm vụ: Thu nước sau khi xử lý ở bể SBR ra bể khử trùng. 2 Van thông khí
Nhiệm vụ: Điều chỉnh đóng mở đường ống dẫn khí từ máy thổi khí vào bể SBR. Máy khuấy
Nhiệm vụ: Máy khuấy làm việc theo thời gian, mứuc nước và nồng độ oxy trong
bể. Sau 60 phút kể từ khí đổ nước vào bể, đồng thời mức nước ở trong bể đặt mức làm
việc thì máy khuấy được phép làm việc. Hệ thống sục khí Máy thổi khí
Nhiệm vụ: Cung cấp khí cho bể SBR, nhận tín hiệu điều khiển từ van thông khí và
tín hiệu thời gian (do lập trình) 3. Vị trí
- SBR nằm trong giai đoạn xử lý sinh học.
- SBR nằm sau các công trình xử lý như song chắn rác, bể lắng cát...
- Có thể sử dụng riêng rẽ hoặc hết hợp với các công trình xử lý sinh học khác. 4. Chức năng
- Loại bỏ cặn lơ lửng, sau khi xử lý 3 - 25mg/l.
- Khử BOD, COD, nước thải sau xử lý BOD thường thấp hơn 20mg/l.
- Khử nitơ, photpho sinh hóa/ 5. Nguyên lý hoạt động 3
Công nghệ xử lý nước thải SBR gồm 2 cụm bể: cụm bể Selector và cụm bể C –
tech, Bể SBR (Sequencing Batch Reactor) là bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục. Đây là một dạng của bể Aerotank. Nước
được dẫn vào bể Selector trước sau đó mới qua bể C – tech. Bể Selector sẽ được sục khí
liên tục tạo điều kiện cho quá trình xử lý hiếu khí diễn ra. Nước sau đó được chuyển sang bể C-tech.
Bể SBR hoạt động theo một chu kỳ tuần hoàn với 5 pha bao gồm: Làm đầy, sục
khí, lắng, rút nước và nghỉ. Mỗi bước luân phiên sẽ được chọn lựa kỹ lưỡng dựa trên hiểu
biết chuyên môn về các phản ứng sinh học. Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ
SBR yêu cầu vận hành theo chu kỳ để điều khiển quá trình xử lý. Hoạt động chu kỳ kiểm
soát toàn bộ các giai đoạn của chu kỳ xử lý. Mỗi bước luân phiên sẽ được chọn lựa kỹ
lưỡng dựa trên hiểu biết chuyên môn về các phản ứng sinh học. 5.1. Pha làm đầy
Đây là pha dùng để thu nạp nước thải trực tiếp đổ vào bể. Thời gian xử lý giao động từ 1-3 tiếng.
Bể SBR sẽ xử lý các chất thải, và những hoạt động phản ứng sẽ “tiếp nối” nhau:
Làm đầy – Tĩnh – Làm đầy – Hòa trộn & Sục khí.
Đây đều là những quá trình xảy ra liên tục, thay phiên nhau và dựa trên hàm lương
BOD đầu vào. Trong pha làm đầy này, khi bổ sung nguồn nước thải vào. Đồng thời mang
theo một lượng lớn “nguồn lương thực” cho những vi sinh (bùn hoạt tính). Chính vì vậy,
khi quá trình này kết thúc, sẽ thúc đẩy mạnh quá trình phân hóa ở vi sinh. 5.2. Pha sục khí
Công dụng chính của pha này, là tạo ra sự chuyển động. Và các bọt khí mang theo
oxi vào trong nước được chứa trong ngăn chứa nước thải.
Phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính để tạo ra hợp chất Nitrat N-
NO3. Pha này sẽ mất khoảng 2 tiếng để có thể tiến hành quá trình phản ứng. 5.3. Pha lắng
Ở pha này, các chất hữu cơ sẽ lắng dần trong nước. Công đoạn này sẽ diễn ra ở
môi trường tĩnh. Sẽ mất khoảng 2 tiếng để có thể đợi bùn lắng và cô đặc lại.
Ngược lại, hỗn hợp được loại bỏ liên tục từ bể sục khí bùn hoạt tính với dòng chảy
liên tục. Được đưa qua bể lắng để đưa lượng lớn bùn trở lại bể sục khí. 5.4. Pha rút nước
Sau khi bùn đã lắng xuống dưới, phần nước trong sẽ được rút ra. Lượng nước rút
ra sẽ phụ thuộc vào hiệu quả của bể SBR xử lý nước thải, bùn hoạt tính được dữ lại để
chờ lượng nước thải tiếp theo được bổ sung vào. 4 5.5. Pha nghỉ (dự trữ)
Pha nghỉ để chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ phụ thuộc vào thời gian vận
hành, lưu lượng nước thải. 5
PHẦN 2 – TÍNH TOÁN CHI TIẾT BỂ LỌC SINH HỌC TỪNG MẺ (SBR) 6. Tính toán thiết kế Thông số Đầu vào bể SBR (mg/l) COD 505,7 BOD5 201,6 SS 78,239 Tổng N 267
- Lưu lượng nước thải trung bình theo ngày: Qngày= 300 m /ngđ 3 tb
- Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ: Qh = 300/24= 12,5 m3/h tb h
- Lưu lượng nước thải trung bình theo giây Qs = Qtb = 0,00347( m3/s) = 3,47( l/s) tb 3600 Các thông số đầu vào :
- Lưu lượng nước thải Q TB 3 h = 12,5 (m /h).
- Hàm lượng BOD đầu vào BOD5(vào) = 201,6 (mg/l).
- Cặn lơ lửng đầu vào LSSvào= 65% x TSS = 65% x 111,77 = 79,1 (mg/l) (cặn có thể phân hủy sinh học).
- Hàm lượng COD đầu vào CODvao = 505,7 (mg/l).
- Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính XTSS = 3500 mg/l, X nằm trong khoảng 2000 – 5000 mg/l).
- Chỉ số SVI: Giá trị SVI nằm trong khoảng 100-150 (g/ml), giá trị SVI cao hơn 150
nghĩa là bùn lắng không tốt. Giá trị này chọn là 120 g/ml.
- Tỷ lệ F/M = 0,1 gr BOD5/l gr bùn hoạt tính lơ lửng MLVSS (qui phạm từ 0,1-0,2).
- Độ tro của cặn Z = 0,3 (thường từ 0,2 - 0,3) hay cặn bay hơi bằng 0,7 cặn lơ lửng.
- Hàm lượng TSSvào = 111,77 mg/l - Ta có
= 0,7 VSSvào = 0,7 x 111,77 = 78,239 mg/l
- Hàm lượng VSS không phân hủy sinh học là: nbVSS = (1-0,65) x 78,239 = 27,38 mg/l
- Hệ số động học Y=0,6 gr/gr và K = 0,05 ngày-1 d . 6 Các thông số đầu ra:
Bảng 1: Các thông số đầu ra của bể SBR Hiệu suất xử lý Đầu ra bể SBR Thông số Đầu vào bể SBR (mg/l) (%) (mg/l) COD 505,7 75 126,4 BOD5 201,6 80 40,3 SS 78,239 75 19,56 Tổng N 267 70 72,9
Xác định chu kỳ vận hành của bể SBR
- Ta xây dựng 2 bể SBR. Giả sử 1 mẻ hoạt động là 12h - Ta có : Tc= Tf + Ta+Ts+T +T d i = 12 h Trong đó:
Bảng 2: Giờ vận hành bể SBR Tc
Thời gian tổng cộng của quá trình Tc= 12 h Tf Thời gian làm đầy Tf = 3 h Ta
Thời gian phản ứng( sục khí). Ta = 5 h Ts Thời gian lắng tĩnh Ts = 2,2 h Td Thời gian rút nước Td =1,8 h Ti Thời gian chờ Ti = 0 h
- Số mẻ một bể hoạt động trong một ngày: n = 24/12 = 2 mẻ/bể
- Số chu kỳ cả 2 bể hoạt động trong một ngày: n = 2 bể x 2 mẻ/bể = 4 (mẻ)
- Thể tích phần lấp đầy cho một chu kỳ: V 3 F = 300/4 = 75 (m )
Xác định kích thước bể
Ta có : Tổng lượng SS dòng vào = Tổng lượng SS sau lắng: VTX = VSXS Trong đó:
VT : Tổng lưu lượng của 1 bể , (m ) 3
X : Nồng độ MLSS trong dòng vào, X = 3500 (mg/l)
VS : Thể tích bùn lắng sau khi rút nước, (m ) 3
XS : Nồng độ MLSS trong bùn lắng, (mg/l) X -3 3
s = 1/SVI = 1/120 = 6,66 ×10 g/ml= 8333,33 (g/m ) - Ta có tỉ số 7
- Để đảm bảo SS không ra khỏi bể khi gạn nước, ta tính thêm 20%: V S=1,2 ×0,42=0,5 V T - Ta có : V V F S V 1 F 1 5 , 0 V V V V T = VF + VS T T T = 0,5 VF - Chọn VT = 0,5 V V F 75 T = = =150 (m3). 0,5 0,5
- Chiều sâu hoạt động bể SBR: H = 4,5 (m)
- Chiều sâu xây dựng của bể SBR: Htc = H + h bv
o Trong đó: h : chiều cao bảo vệ, h bv = 0,5 (m). bv Htc = 4,5 + 0,5 = 5m
- Diện tích mặt bằng bể : F = (m ) 2
- Chọn kích thước bể : L × B × H = 6m × 5m × 5m.
- Chiều sâu rút nước hF = 50% × H = 2,25 (m)
- Chiều cao phần chứa bùn: hb = 42% H = 0,42 × 4,5 = 1,9m
- Chiều cao an toàn của lớp bùn : han toàn = 8% × H = 0.08 × 4,5 = 0,36 m
- Thể tích phần chứa bùn : V 3
S = 0,42 x VT = 0,42 x 150 = 63m
- Thời gian lưu nước tổng cộng của cả 2 bể: = (ngày)
6.1. Xác định thời gian lưu bùn:
- Thời gian lưu bùn theo qui phạm nằm trong khoảng 10 – 30 ngày. Chọn thời gian lưu bùn là 20 ngày.
6.2. Tính toán lượng bùn hoạt tính cần có trong bể : Thể tích mỗi ngăn SBR: Q × S V = o (m3) T X ×(F / M) 8 Trong đó:
X: Nồng độ bùn hoạt tính, mg/l
F/M: Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính, F/M = 0,1gBOD /1g 5 bùn hoạt tính.
Q : Lưu lượng cần xử lý 1 mẻ, Q = 75 m3
So : BOD5 đầu vào, S0 = 201,6 mg/l
Nồng độ bùn hoạt tính cần duy trì trong bể: (mg/l).
Khối lượng bùn hoạt tính cần có trong bể : G = -3 bùn
VT X = 150 x 1008 x 10 = 151 (kg)
6.3. Xác định nồng độ MLVSS
Hàm lượng tăng sinh khối trong bể SBR tính theo MLVSS Yx Q x(S S) (f )(k )QY(S S) O d d O C P 1 ( k ) 1 ( k ) x,VSS = d c d c + Q(nbVSS)
= 0,4 ×150 ×161,3 0,15× 0,146 ×150 ×161,3 ×20 + +150 ×29, 1+0,146 × 20 1+0,146 × 20 = 10kg. Trong đó:
C : thời gian lưu bùn, ngày
Q: lưu lượng trung bình ngày ứng với mỗi bể , Q = 150 m3/ngđ
Y: hệ số sản lượng bùn, là thông số động học xác định bằng thực nghiệm Chọn Y = 0,4 mgVSS/mg bCOD5
SO : nồng độ BODvao, SO = 201,6 mg/l
S : nồng độ BODra , S = 40,3 mg/l
kd: hệ số phân hủy nội bào, là thông số động học được xác định bằng thực nghiệm. k T-20 25-20 d,T = k20 = 0,12 mg/mg.ng x (1,04) = 0,146 mg/mg.ngày
fd : Tỉ lệ vụn tế bào, fd = 0,15
6.4. Xác định lượng bùn dư
Giả sử bùn có trọng lượng riêng = 1,02 kg/m3
Lượng bùn có khả năng chứa trong bể 9 Mbùn = Vs × × XS
= 63 m3 × 1,02 kg/m3 × 8333,3 .10-3 = 535,5 kg n PX
Thể tích bùn choán chổ sau n chu kỳ : G = G 0,8 n n-1 + n 1 - + SSn Trong đó :
Gn-1 : lượng bùn của chu kỳ n-1, kg
PX : Hàm lượng MLSS sinh ra trong chu kỳ thứ n, kg
SSn : lượng căn hữu cơ đi vào bể mỗi chu kỳ, kg
- Tổng hàm lượng MLVSS trong 1 bể tính theo ngày: PX,VSS = 10 kg/ngày
- Tổng hàm lượng MLSS trong 1 bể tính theo chu kỳ : kg/chu kỳ
- Hàm lượng cặn trong bể:
G0 = VTXMLSS = 150 x 3500 = 525000g = 525kg.
- Lượng cặn hữu cơ đi vào bể mỗi chu kỳ là:
SS = ( TSS0 – VSS0) x VF = (121,7 – 85,2) x 75 = 2,74 kg
- Sau 1 chu kỳ làm việc, ta có: PX 5 525+ +2,74=534 G 0,8 0,8 1 = G0 + + SS =
- Sau chu kỳ làm việc thứ 2: PX 5 534+ +2,74=543 G 0,8 0,8 2 = G1 + + SS =
Do đó sau chu kỳ 2 ta phải thải bỏ bùn dư ra khỏi bể
- Khối lượng bùn cần thải bỏ là: Gbùn dư = G2 – G0 = 543 - 534 = 9 kg/1bể
- Lưu lượng bùn cần thải bỏ: Vbùn dư = ( m3).
- Thể tích bùn thực trong bể sau 1chu kỳ: Vb = (m3). 10
- Chiều cao bùn thực trong bể sau 1 chu kỳ: Hb = (m).
6.5. Xác định tỉ số F/M và tải trọng BOD - Tải trọng thể tích: LBOD = Trong đó :
Q : lưu lượng nước thải, Q =150 m3/ngày.bể
SO : hàm lượng BOD5 đầu vào, SO = 201,6 mg/l V 3
T : thể tích bể , VT = 150 m LBOD = g BOD5/m .ngày 3 = 0,2016 kg BOD 3 5/m .ngày
Trị số này nằm trong khoảng cho phép L 3 BOD = 0,1 0,3 kgBOD5/m .ngày - Tỉ số F/M: Q × S F/M = 0 150 × 201,6 = =0,06 (g/g.ngày) X ×V 3500 ×150 T
Trị số này nằm trong khoảng cho phép F/M = 0,04 0,1 g BOD5/g BHT.ngày
6.6. Tính lượng oxy cần thiết để khử BOD5 cho một mẻ.
- Lưu lượng không khí đơn vị tính bằng m để làm sạch 1m 3 nước thải: 3 q(L q = a− LT ) (m3/m3). K k × k ×n ×n ×(C −C) 1 2 1 2 p Trong đó:
q: Lưu lượng oxy của không khí, đơn vị tính bằng mg để giảm 1mg BOD5.Với bể
Aerôten làm sạch không hoàn toàn thì z = 0,9 (mg/mg).
La, Lt: LBOD5 của nước thải trước và sau xử lý.
k1: Hệ số kể đến kiểu thiết bị nạp khí. Theo bảng 47-[2], thiết bị phân tán khí dạng tạo bọt khí nhỏ. Ta có k 3 2
1 = 2, Imax = 50 m /m .h ứng với f/F = 0,5.
k2: Hệ số kể đến chiều sâu đặt thiết bị. Theo bảng 48-[2], ta có k2=2,52, Imin = 3,5
m3/m2.h với h = 4 m (Chọn h = 3 m theo 6.15.16-[II]).
n1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải.
n1 = 1 + 0,02. (ttb - 20) = 1 + 0,02. (37,5 - 20) = 1,35. 11
n2: Hệ số kể đến mối quan hệ giữa tốc độ hòa tan của oxy vào hỗn hợp nước và bùn với
tốc độ hòa tan của oxy trong nước sạch. Đối với nước thải sản xuất, lấy n2 = 0,7 (Điều 8.16.13-[2]).
Cp: Độ hoà tan ôxy của không khí vào trong nước
Ct: Độ hoà tan của oxy không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Được xác
định theo bảng 3-33-[8]. Theo đó ứng với nhiệt độ 37,5oC và áp suất khí quyển 760 mm
thủy ngân, ta có CT = 33,975 (mg/l).
C: Nồng độ trung bình của oxy trong Aeroten (mg/l) lấy bằng 2 mg/l. (m3/m ). 3
- Xác định cường độ nạp khí: (m3/m .h) 2 Trong đó:
H: Chiều sâu làm việc, H= 4,5m.
t : Thời gian nạp khí, t = 5h. (m3/m2.h). Ta có: I 3 3 2
A = 0,7 (m /m2.h) < Imin = 3,5 (m /m .h). Như vậy cần phải tăng thêm lưu
lượng không khí để đạt giá trị Imin. (m3/m ). 3
- Lưu lượng không khí cần cấp cho 1mẻ:
(m3/h) = 4875(l/phút) = 0,08 (m3/s).
Hệ thống phân phối khí được bố trí trên thành bể rồi chạy dọc theo thành bể xuống
đáy bể với các ống nhánh. Ống chính được đặt trên thành bể với lưu lượng khí thổi vào Qch = 0,08 (m3/s).
- Chọn trên ống chính gồm 11 ống nhánh, khoảng cách giữa tâm 2 ống nhánh liên tiếp là L/10 = 6/10 = 0,6m.
- Lưu lượng vào mỗi ống nhánh là: q 3
n = Qch/11 = 0,08/11 =0,0073 (m /s). 12
- Chọn thiết bị phân phối khí loại đĩa sứ, bố trí dạng lưới với lưu lượng khí là 11 -
96 l/phút.cái. Chọn lưu lượng 50 l/phút.cái. (Bảng 9.8-[8])
- Suy ra số đĩa sứ cần dùng trong một mẻ một bể là: Qch / 50 = 4875/50 = 98 cái
- Số đĩa trên một nhánh: 98/11 = 9 đĩa.
- Khoảng cách giữa các đĩa trên một nhánh là: (m).
6.7. Tính toán thủy lực ống dẫn khí nén
Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo công thức Hct = Hd + Hcb + Hf + H Trong đó:
Hd : tổn thất áp lực do ma sát theo chiều dài ống dẫn.
Hcb : tổn thất áp lực cục bộ. Hf
: tổn thất qua thiết bị phân phối. H
: chiều sâu hữu ích của bể.
Tổn thất Hd và Hcb thường không vượt quá 0,4, tổn thất Hf không quá 0,5m. Do đó, áp lực
cần thiết sẽ là: Hct = 0,4 + 0,5 + 4,5 = 5,4 (m)
Vậy máy thổi khí phải có áp lực tối thiểu là 5,4m, chọn Hct = 6m. Áp lực không khí sẽ là
Công suất của máy khí nén tính theo công thức
Với η : là hiệu suất máy khí nén, chọn η = 80% (quy phạm từ 0,7 – 0,9)
Sử dụng máy thổi khí ShowFou RLC – 65, công suất 5,5kW. ( giá 41 314 400VNĐ).
- Lưu lượng vào ống chính là Q 3
¿ 15m/s), chọn đường kính
ch = 0,08 m /s và vận tốc từ (9 D =
(mm). Chọn ống nhựa PVC có đường kính D = 90mm.
- Tiết diện ống chính : m2
- Ta có, vận tốc khí đi trong ống : v = Q ∈ ch/S = 0,08/0,007 =11,4 m/s (9 ¿ 15) m/s 13
- Lưu lượng vào mỗi ống nhánh là q 3 ¿
n = 0,0073 m /s, với vận tốc từ (6 9 m/s), chọn
đường kính ống nhánh d =√ 4Q =√4×0,0073 =34mm. Chọn loại ống nhựa PVC có π × v 3,14 × 8
đường kính 34mm. Kiểm tran lại vn = 8,1(m/s).
6.8. Thiết bị rút nước trong
Chọn thiết bị Decanter của nhà cung cấp Aqua – Aerobic. Thiết bị gồm một phao
nổi làm bằng vật liệu sợi thủy tinh, phía trên là hệ thống cơ điện tử tự động điều khiển
việc hút nước, được bao quanh bởi một lớp bảo vệ, phần này được nối với phần chứa
nước chìm ở dưới nước, giữa hai phần này được bịt kín hoàn toàn bằng một vòng đệm
nằm ở dưới đáy của phao nổi. Các hệ thống này được nối với ống dẫn nước ra bằng nhựa
dẻo có thể uốn cong theo sự lên xuống của thiết bị, sau cùng, ống dẫn nhựa dẻo nối với
ống dẫn nước ra cố định bằng nhựa PVC.
Thiết bị decanter này có ưu điểm là giữa phần chứa nước chìm và phần đáy phao
được thiết kế kín tuyệt đối, do đó tránh được sự xâm nhập của các chất lơ lửng như bùn.
Việc thiết kế này đảm bảo cho việc tháo nước ra khỏi bể chỉ xảy ra ở phần trên với một
độ sâu thích hợp và chỉ trong phạm vi đường kính của phao, tránh việc các chất nổi trên
bề mặt không bị kéo theo vào dòng chính.
Các thiết bị cơ khí phụ đi kèm với thiết bị rút nước gồm có:
- Dây phao với phao làm bằng sợi thủy tinh, dây neo thép không rỉ,khung neo dằn thép mạ và thép tấm.
- Ống xả nước bằng ống nhựa PVC
- Trụ neo thép mạ đường kính 120 mm
- Khung đỡ trụ neo bằng thép mạ.
- Khung đỡ dưới trụ neo bằng thép mạ - Bulong khớp nối
- Van bướm điều khiển bằng điện đường kính 100mm
Dựa vào catalogue về thiết bị rút nước kiểu phao (phụ lục 5), chọn thiết bị Rottnest
Island WA với chiều dài 2,1 m 6.9. Thiết bị bơm bùn
Tính toán đường ống dẫn bùn
Vận tốc trong đường ống dẫn bùn v = 0,3 – 0,5 m/s Chọn v = 0,3 m/s
Lưu lượng bùn thải cần bơm L = 1,06 m3 bùn
Thời gian bơm bùn t = 10 phút 14 Qb = 6,36(m3/h).
Đường kính ống dẫn bùn: D = (m) Chọn ống PVC có D = 30 mm
Kiểm tra lại vận tốc trong ống: (m/s)
Theo quy phạm trong đươngg ppngs dẫn bùn nằm trong khoảng 0,3 – 0,5 m/s. Như vậy,
đường kính ống dẫn bùn là chưa hợp lý. Chọn lại đường ống dẫn bùn có đường kính D = 80mm.
Kiểm tra lại vận tốc trong đường ống: (m/s). D =80mm.
Chọn bơm bùn có đặc tính sau:
Q = 15 (m /h); Cột áp H = 5 (m) 3 Công suất máy bơm. N = (Kw). Trong đó:
Q : lưu lượng bơm = 15 (m /h) 3
H : cột áp máy bơm = 5 (m)
: khối lượng riêng của bùn = 1020(kg/m ) 3
: hiệu suất máy bơm chọn = 0,7
Vậy :Chọn bơm Tsurumi Q = 0,4 m3 b
/phút, cột áp H = 5m, N = 0,55 kW, model: HSD2. 6.10. Bộ điều khiển
Bộ điều khiển dựa trên mạch PLC ( programmable Logical Controller). Bộ vi xử
lý Allen Bradley SLC5/04, được thiết kế với mục đích tối ưu hóa các quá trình của hệ thống SBR.
Bộ điều khiển là một hệ thống hoạt động dựa trên nhân tố thơi gian, đã được lập
trình sẵn theo các yếu tố như thời gian các pha, điều khiển các thiết bị phân phố khí, 15
khuấy trộn, rút nước, mang đến khả năng điều khiển hoàn toàn tự động, giúp giảm bớt tối
đa nhân tố con người tham gia vận hành hệ thống.
Bộ điều khiển hệ thống SBR gồm các bộ phận sau:
- Bộ vi xử lý Allen Braley SLC5/04 - Mạch PLC
- Màn hình Allen Braley panel 550
- Thùng chứa modem điều khiển - Dây cáp
7. Ưu và nhược điểm của bể SBR 7.1. Ưu điểm
- Giảm thời gian và chi phí khi xây dựng.
- Tiết kiệm tối đa năng lượng tiêu thụ.
- Khả năng xử lý chất thải và nước thải có nồng độ cao, xử lý chất hữu cơ an toàn, triệt để.
- Có thể kiểm soát mọi sự cố tại bề.
- Quá trình hoạt động vô cùng linh hoạt.
- Có thể áp dụng cho mọi công suất và hệ thống. 7.2 Nhược điểm
- Để vận hành bể phải có hệ thống tiên tiến, hiện đại.
- Việc bảo trì, bảo dưỡng bể vô cùng phức tạp, khó khăn.
- Đòi hỏi những người có trình độ cao mới có thể vận hành bể.
- Hệ thống thường bị tắc nghẽn do bùn.
- Khi thiết kế bể phải có điều hòa phụ trợ bởi các bể phụ trợ phía sau thường chịu nhiều sốc tải. 16