Đề tài Bể aerotank khuấy trộn hoàn toàn

Bộ Giáo Dục – Đào Tạo Trường Đại Học Dân Lập Văn Lang Khoa Công Nghệ Sinh Học K13S2 BỂ AEROTANK KHUẤY TRỘN HOÀN TOÀN GVHD: Ths. Trương Thế Quang SVTH : Trần Thị Liên Phan Mỹ Linh Phan Thu Hà Ngô Quang Hùng Trương Thị Thu An Nguyễn Thị Anh Thư Trần Thị Thùy Trang Tô Thị Hồng Phượng Châu Huỳnh Kim Phụng Đoàn Thị Bích Nhung TP.HCM :29/11/2010 I/KHÁI NIỆM -Bể Aerotank là công trình nhân tạo xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí bằng cách thổi khí nén và khuấy đảo cơ học làm cho vi sinh vật tạo thành các hạt bùn hoạt tính lơ lửng trong khắp pha lỏng , trong đó người ta cung cấp ôxi và khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính ( đó là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ ). -Aerotank được đưa ra và nghiên cứu rất lâu (từ 1887-1914 áp dụng). Hệ thống bể Aerotank II/VỊ TRÍ BỂ -Nước thải từ hệ thống thoát nước của nhà máy chảy đến Bể tiếp nhận (Ø 800mm) có lắp đặt Song chắn rác thô nhằm loại bỏ cặn thô tránh trường hợp nghẹt bơm. Và một đường ống Ø 90mm dẫn nước thải đậm đặc chảy đến bể chứa nước thải đậm đặc. Nước thải từ bể tiếp nhận bơm và bể chứa nước thải đậm đặc được bơm qua Máy tách rác mịn nhằm loại bỏ rác có kích thước lớn hơn 2 mm. -Nước thải tiếp tục được đưa vào Bể điều hòa với hệ thống khuấy trộn chìm để điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, giúp làm giảm kích thước, tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau, tránh hiện tượng quá tải. Nước thải sau bể điều hòa sẽ được tiếp tục được bơm qua Bể điều chỉnh pH nhằm ổn định pH trước khi nước thải qua quá trình xử lý sinh học. -Trong Bể sinh học kỵ khí (UASB) xảy ra quá trình phân huỷ các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải với sự tham gia của các vi sinh vật yếm khí. Vi sinh vật yếm khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải, phân huỷ và chuyển hoá chúng thành khí (khoảng 70 – 80% là metan, 20 – 30% là cacbonic). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn, nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Hiệu quả khử BOD và COD có thể đạt 70 - 90%. -Nước thải sau bể kị khí tiếp tục tự chảy sang Bể sinh học hiếu khí (Aerotank). Trong bể sinh học hiếu khí, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học-quần thể vi sinh vật hiếu khí - có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực. Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính, cung cấp oxy cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ. Dưới điều kiện như thế, vi sinh sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn. Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải chảy đến Bể lắng 2 có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Bùn sau khi lắng có hàm lượng SS = 8.000-12.000 mg/L, một phần sẽ tuần hoàn trở lại bể sinh học (25-75% lưu lượng) để giữ ổn định mật độ cao vi khuẩn tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ, đồng thời ổn định nồng độ MLSS. -Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa nhiều vi khuẩn. Vì vậy, trước khi xả ra môi trường, nước thải được đưa đến Bể khử trùng, một lượng hóa chất natri hypochlorite (NaOCl) được châm vào để tiêu hủy vi khuẩn trong dòng nước ra. Nước thải sau khi khử trùng đảm bảo đạt tiêu chuẩn đầu ra TCVN 5945-2005 loại A. -Bùn từ bể kỵ khí và bể lắng 2 sẽ được bơm đến Bể nén bùn và tiếp tục được đưa vào máy ép bùn để xử lý. Bùn sau khi ép có thể vận chuyển đi xử lý như chất thải rắn. UASB Máy tách rác Bể tiếp nhận có SCR thô Nước thải Nguồn tiếp nhận Bể khử trùng Máy ép bùn Bể nén bùn Bể lắng Bể Aerotank Sơ đồ thể hiện vị trí bể Aerotank III/KẾT CẤU BỂ -Bể Aerotank được làm bằng bê tông, cốt thép, gạch..với mặt bằng thông dụng là hình chữ nhật,Hỗn hợp bùn và nước thải cho chảy suốt chiều dài bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan và tăng cường quá trình oxy hóa chất bẩn hữu cơ có trong nước. Nước thải với bùn hoạt tính tuần hoàn sau khi qua bể aerotank cho qua bể lắng đợt 2. Một phần bùn lắng quay trở lại bể aerotank, phần còn lại sẽ đến bể lắng bùn. Sơ đồ kết cấu của bể Aerotank Cấu trúc aerotank phải thỏa mãn 3 điều kiện + Giữ được liều lượng bùn cao trong aerotank + Cho phép vi sinh phát triển liên tục ở giai đoạn “bùn trẻ” + Bảo đảm lượng oxy cần thiết cho vi sinh ở mọi điểm của aerotank. IV/CÁC QUÁ TRÌNH SINH HÓA XẢY RA TRONG BỂ AEROTANK 1/Qúa trình tăng sinh khối Vi sinh vật có thể sinh trưởng thêm nhiều nhờ sinh sản phân đôi, sinh sản giới tính, nhưng chủ yếu chúng phát triển bằng cách phân đôi. Thời gian cần để phân đôi tế bào thường gọi là thời gian sinh sản, có thể dao động từ dưới 20 phút đến hằng ngày.  Các giai đoạn sinh trưởng của vi khuẩn a/Giai đoạn tiềm tàng hay thích nghi (giai đoạn sinh trưởng chậm - Lag phase): là giai đoạn vi khuẩn cần thời gian để thích nghi với môi trường dinh dưỡng. Ở giai đoạn này, nồng độ BOD trong nước thải cao, nồng độ oxy hoà tan thấp. Nhóm protozoa có thể sống trong điều kiện này là trùng biến hình (amoebae) và trùng roi (flagellates). Trùng tiên mao (ciliated protozoa), trùng bánh xe (rotifers), giun tròn sống tự do (free-living nematodes) cũng xuất hiện ở giai đoạn này nhưng số lượng ít và khả năng hoạt động không hiệu quả. Vì vậy, hiệu quả xử lý BOD  trong suốt pha lag không cao, nước thải bị đục. b/Giai đoạn tăng sinh khối theo số mũ (Log phase): Ở pha log vi khuẩn sản xuất ra nhiều enzym cần thiết để làm giảm BOD và tổng hợp tế bào cần thiết cho quá trình sinh trưởng. Có thể chia pha log thành hai giai đoạn nhỏ. - Trong nửa giai đoạn đầu, tế bào vi khuẩn hấp thụ BOD và hàm lượng bay hơi của MLSS tăng. Lúc này vi khuẩn chưa sinh trưởng nhiều. - Trong nửa giai đoạn còn lại, quá trình tổng hợp và sinh trưởng xảy ra. Vi khuẩn sử dụng cBOD đã hấp thụ được để sản sinh ra tế bào mới, số lượng vi khuẩn lúc này tăng nhanh theo cấp số mũ. Hiệu quả xử lý BOD lúc này rất cao. Nồng độ ô nhiễm trong nước thải giảm và nồng độ oxy hòa tan tăng. Số lượng trùng tiên mao bơi (free-swimming ciliates) tăng nhanh trong suốt pha log và là động vật nguyên sinh đặc trưng ở pha này, thời gian sinh trưởng của trùng tiên mao bơi khoảng 24 giờ. Trong khi đó, trùng biến hình (amoebae) và trùng roi (flagellates) không thể cạnh tranh thức ăn với trùng tiên mao nên trong giai đoạn này số lượng trùng biến hình và trùng roi giảm. Sự xuất hiện của một lượng lớn trùng tiên mao bơi làm tăng hiệu quả xử lý, chất lượng nước thải đầu ra được cải thiện đáng kể: nồng độ BOD, nồng độ TSS và độ đục giảm. Ngoài ra, trùng tiên mao bò, trùng tiên mao có cuống, trùng bánh xe, và giun tròn sống tự do cũng xuất hiện nhưng số lượng rất ít. c/ Giai đoạn tăng trưởng chậm dần (Declining log phase): Đây là giai đoạn quan trọng nhất đối với sự phát triển của vi sinh vật cũng như sự hình thành bông bùn. Trong giai đoạn này, có 2 điều kiện quan trọng để hình thành bông bùn. Đầu tiên,  phải có một lượng lớn vi khuẩn. Thứ hai, các vi khuẩn này phải sản xuất ra một lượng lớn các sợi tế bào cùng các polysaccarit và các hạt polyhydrobutyrate (PHB). Các sợi tế bào, polyscaccarit và PHB chính là các yếu tố hình thành bông bùn. Các sợi tế bào có kích thước rất nhỏ (2 - 5nm), gồm nhiều gốc hoá học như cacbonxyl (-COOH), hydroxyl (-OH), sulfhydryl (-SOOH) và photphoryl (-POOH). Những gốc hoá học này sẽ bị ion hoá trong khoảng pH tối ưu của bùn hoạt tính. Khi đó, phân tử hydro sẽ tách ra, còn lại là các gốc ion âm (-COO-, -O-, -SOO-, -POO-). Các gốc này hoạt động như các ion âm, chúng sẽ kết hợp với các ion đa hoá trị trong nước thải ví dụ như Ca2+ và liên kết các vi khuẩn lại với nhau, hình thành bông bùn. pH là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mức độ ion hoá nên khi pH thay đổi sẽ ảnh hưởng quá trình tạo bông bùn. Nhiều loại polysaccarit không hòa tan được sản sinh trong suốt quá trình tạo bông. Các polysaccarit này đóng vai trò như chất kết dính để gắn kết các tế bào vi khuẩn lại với nhau. Trong giai đoạn này, lượng sinh khối rất nhiều và đa dạng, hiệu quả xử lý BOD cao. Số lượng trùng tiên mao nhiều, trong đó chiếm ưu thế là trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa). Trùng tiên mao bơi không nhiều vì ở giai đoạn này lượng vi khuẩn ít phân tán gây khó khăn trong việc tìm thức ăn cho loài này. d/Giai đoạn hô hấp nội bào (Endogenous phase): Trong giai đoạn này xảy ra hiện tượng giảm dần sinh khối. Phần lớn lượng BOD bị vi khuẩn phân hủy trong giai đoạn này được sử dụng cho hoạt động sống của tế bào vi khuẩn hơn là tổng hợp và sinh trưởng. Một điều thay đổi đáng kể trong giai đoạn này là sự phát triển của các vi khuẩn dạng sợi (filamentous). Bông bùn trong giai đoạn này cần có một lượng vi khuẩn dạng sợi đủ để phát triển ở kích thước trung bình (150 - 500mm) và kích thước lớn (> 500mm). Trong giai đoạn này, vi sinh đa dạng, do đó đẩy nhanh hiệu quả xử lý. Ở giai đoạn này, nước thải đã được xử lý gần hết, mức độ ô nhiễm giảm mạnh. Số lượng trùng tiên mao bò và trùng tiên mao có cuống ở giai đoạn này rất cao. Dưới những điều kiện tối ưu, số lượng của chúng có thể là 50.000/ml. Trùng bánh xe và giun tròn sống tự do cũng như những động vật đa bào khác có thời gian phát sinh trưởng dài hơn so với động vật nguyên sinh, thời gian sinh trưởng của chúng là vài tuần. Thời gian này thường lâu hơn tuổi bùn của hầu hết các quá trình bùn hoạt tính. Thời gian sinh trưởng dài chính là một trong 2 yếu tố làm cho số lượng trùng bánh xe không nhiều. Yếu tố thứ hai là do sự xáo động trong môi trường bùn hoạt tính gây khó khăn cho vi sinh vật đực và cái gặp nhau. Chúng sẽ tăng nhanh trong môi trường ổn định và có tuổi bùn cao, thường là trong các hồ sinh học. Biểu đồ thể hiện quá trình tăng sinh của vi sinh vật 2/Qúa trình chuyển hóa cơ chất -Chất hữu cơ + O2 = CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian -Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hoá sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hoà tan, vì vậy xác định tổng lượng oxy hoà tan cần thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là phép đo quan trọng đánh giá ảnh hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước. BOD có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân huỷ bằng các vi sinh vật. -COD (Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học) là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Như vậy, COD là lượng oxy cần để oxy hoá toàn bộ các chất hoá học trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hoá một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ bởi vi sinh vật. -Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được lấy từ oxy hoà tan trong nước (DO). Do vậy nhu cầu oxy hoá học và oxy sinh học cao sẽ làm giảm nồng độ DO của nước, có hại cho sinh vật nước và hệ sinh thái nước nói chung. Nước thải hữu cơ, nước thải sinh hoạt và nước thải hoá chất là các tác nhân tạo ra các giá trị BOD và COD cao của môi trường nước. 3/Qúa trình khử Nito và phospho V/BỂ AEROTANK KHUẤY TRỘN HOÀN CHỈNH -Dựa trên nguyên lý làm việc của aerotank khuấy đảo hoàn chỉnh người ta thay không khí nén bằng cách sục oxi tinh khiết. VI/MỘT SỐ VI SINH VẬT TRONG BỂ AEROTANK Vi khuẩn: Zooglea,Pseudomonas,Flavobacterium,Alcaligenes,Bacilus,Achromobacter, Corynebaterium, Comomonas, Brevibacterium, Acinetobacterium Vai trò: oxi hóa các chất hữu cơ, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành bông bùn -Nhiều vi khuẩn Sợi khó ổn định sinh khối Chuyển amon thành nitrit : Nitrosomonas,Nitrosopira, Nitrococcus Chuyển nitrit thành nitrat : Pseudomonas Quá trình nitrat sẽ chậm hơn do sự giảm nhiệt độ. Zooglea : Các loài vi khuẩn dạng sợi đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành bông bùn. Chúng là xương sống của hệ bùn hoạt tính Nấm : Bùn họat tính không thuận lợi cho sự phát triển của nấm Geotrichum, Candida, Trichoderma Penicillium, Cepholosporium và Alternaria Tảo : Bùn hoạt tính thường không ưu tiên cho sự phát triển của tảo Có thể thấy xuất hiện khá thường các loại tảo dạng sợi trong bông bùn ví dụ như các sợi tảo lam 4. Protozoa Trùng biến hình (trùng chân giả) Trùng roi Trùng tiên mao (trùng cỏ, trích trùng, mao trùng) Trùng bánh xe Các loài không xương sống cấp cao hơn Trùng biến hình : Rất phong phú, kích thước 10 – 200 mm Chỉ thị nước thải có CHC dạng tinh bột Arcella trên vỏ cứng có các vân như hoa văn gọi là trùng biến hình có vỏ 5. Loài không xương sống cấp cao hơn : Nhóm này gồm bộ giun tròn Do tốc độ sinh trưởng chậm, giun tròn nói chung thường được nhìn thấy ở thời gian lưu bùn dài hơn Các loài còn lại chỉ xuất hiện ở các hệ bùn hoạt tính đang nitrat hóa, có thể do chúng dễ bị tổn thương bởi độ độc của ammonia VII/YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM SẠCH NƯỚC THẢI CỦA BỂ AEROTANK Lượng oxi hoà tan trong nước Thành phần dinh dưỡng đối với VSV Nồng độ chất bẩn hữu cơ trong nước thải Các chất độc tính có trong nước thải pH của nước thải Nhiệt độ Nồng độ chất lơ lửng VIII/SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG BỂ AEROTANK 1/ Những vấn đề trong bùn hoạt tính Hiện tượng bung bùn : -Bung bùn có sợi - Bung bùn không có sợi Bông bùn điểm Hiện tượng lên bùn Hiện tượng tạo bọt và váng Hiện tượng bùn trương * Hiện tượng bung bùn : Bung bùn có sợi : - Nguyên nhân : Những vi sinh vật bành trướng khỏi bông bùn và cản trở việc nén và lắng của bùn. àChỉ số thể tích SVI cao, nước thải ra trong Bung bùn có sợi Bung bùn không có sợi : Nguyên nhân : Vi sinh vật hiện diện với số lương lớn trong lớp màng ngoại bào. à Giảm tính lắng và tốc độ nén. Trên thực tế không có việc phân tách trong những trường hợp nghiêm trọng, tạo nên chảy tràn của lớp bùn trong bể lắng đợt 2 Cách khắc phục hiện tượng bung bùn : Xử lý bằng chất oxy hoá mạnh Xử lý bằng chất keo tụ Điều chỉnh lượng bùn tuần hoàn * Bông bùn điểm : Nguyên nhân : Những bông bùn nhỏ, chẵc, yếu, có cấu hình tạo thành lắng nhanh. Những khối tụ nhỏ hơn lắng chậm .à Chỉ số thể tích bùn SVI thấp và nước thải ra đục * Sự phát triển phân tán: Nguyên nhân :Vi sinh vật không tạo thành bông nhưng khuếch tán, tạo thành những cụm nhỏ hay tế bào đơn lẻ.-à Nước ra đục, không có vùng lắng trong bùn * Hiện tượng lên bùn : Nguyên nhân : Việc khử nitrat trong bể lắng đợt 2 tạo ra những bóng khí Nito, bám dính với những bông bùn hoạt tính và nổi lên trên bề mặt bể lắng 2.àLớp váng của bùn hoạt tính được tạo thành trên mặt của bể lắng đợt 2. Cách khắc phục: Tăng tỷ lệ bùn tuần hoàn từ bể lắng về bể Aerotank để giảm thời gian lưu bùn trong bể lắng. Tăng nhanh tốc độ rút bùn dư ở bể lắng Giảm thời gian lưu bùn để tránh quá trình nitrat hóa *Sự tạo thành bọt và váng Nguyên nhân : Những chất hoạt diện bề mặt không bị thoái hóa và sự hiện diện của những loài Nocardia, đôi khi bởi sự hiện diện cả Microthrix parvicella. à lượng lớn bùn nổi của chất rắn trong bùn hoạt tính tới bề mặt của đơn vị xử lý. Bọt được tích lũy và có thể bị thối. Chất rắn có thể chảy tràn vào bể lắng 2 Cách khắc phục : Có thể khắc phục hiện tượng bọt và váng bằng cách : dùng chlorine phun lên trên bề mặt hay sử dụng các cation polymer để kiểm soát Cách khắc phục hiện tượng bùn trương : Tăng cường sục khí Xả bùn dư Tạm thời giảm tải trọng thủy lực của bể Pha loãng nước thải bằng nước sông, hồ 2/Những vấn đề trong quá trình xử lí nước thải : Công trình bị quá tải Lượng nước thải đột xuất trở nên quá lớn Nguồn cấp điện bị mất Không kịp sửa chữa, đại tu Cán bộ, công nhân không theo nguyên tắc quản lý kĩ thuật an tòan Cách khắc phục: Nước thải sản xuất có lưu lượng và nồng độ dao động lớn trong ngày và đêm, thì chỉ được phép xả vào mạng lưới thoát nước đô thị sau khi đã qua xử lí cục bộ trong xí nghiệp công nghiệp. Điều chỉnh chế độ bơm cho phù hợp với công suất của bể xử lí. Tiến hành tẩy rửa kênh mương đều đặn. Cần dùng 2 nguồn điện độc lập để tránh bị tắt điện đột ngột. Cần nâng cao trình độ quản lí kĩ thuật cho các cán bộ trong quá trình điều hành các công trình xử lí. IX/TÍNH TOÁN BỂ AEROTANK A/ Các chỉ tiêu thiết kế Các thông số đầu vào Xác định hiệu quả xử lý Hiệu quả xử lý theo COD Hiệu quả xử lý theo BOD5 Hiệu quả xử lý BOD toàn bộ Thể tích bể Xác định thể tích bể (V) a. Xác định theo tỷ số khối lượng chất nền và khối lượng bùn hoạt tính F/M QSo V = X. F/M Q: Lưu lượng nước cần xử lý (m3/ngày) So: Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào (mg/l) X: Nồng độ bùn hoạt tính (mg/l) F/M:Tỉ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính (mg BOD5/mg bùn) b. Xác định theo tốc độ sử dụng chất nền của 1g bùn hoạt tính trong 1đơn vị thời gian Q(So – S) V = ρ(a –Z) ρ : Tốc độ sử dụng chất nền của 1 gram bùn hoạt tính trong 1 ngày (g BOD5/1 g bùn ngày) a: Nồng độ bùn thực trong bể Aerotank (mg/l) Z: Độ tro của cặn, thường là 0,3 mg/mg c. Xác định theo tuổi của cặn θc (thời gian lưu giữ bùn hoạt tính trong bể) θc(So – S) Y V = X (1+Kd θc) θc: Tuổi của bùn (ngày) Kd : Hệ số phân hủy nội bào (ngày-1) S: Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu ra (mg/l) d. Xác định theo tải trọng chất nền trên một đơn vị thể tích của bể (kg BOD5/m3)QSo V = La La : Tải trọng các chất hữu cơ sẽ được làm sạch trên một đơn vị thể tích của bể xử lý (kg BOD5/l m3 ngày) Thời gian lưu nước Lượng bùn hữu cơ lơ lửng khi sử dụng BOD5 Tốc độ tăng trưởng của bùn Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong ngày Tổng bùn dư Lượng cặn dư hằng ngày xả ra Lưu lượng xả bùn Thời gian tích lũy cặn (tuần hoàn toàn bộ) không xả cặn ban đầu Lượng bùn hữu cơ xả ra hằng ngày Xác định lưu lượng tuần hoàn Tỷ lệ F/M Lượng khí cần thiết Lượng oxy cần thiết Lượng oxy thực tế Lượng không khí cần thiết Áp lực khí máy nén Áp lực khí Công suất máy nén Chọn kích thước, bố trí phân phối khí B/Lập mô hình tính toán bể Thể tích bể Q .Y .(So – S) .θc Y V = X ( 1 + Kd .θc) (m3) Q: lưu lượng bùn trung bình ngày (m3/ngày.đêm) Y: hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (mg/mg) θc: thời gian lưu bùn (ngày) So: chất nền trong nước thải (mg/l) S: nồng độ chất nền còn lại sau khi ra khỏi bể (mg/l) X: nồng độ bùn hoạt tính sau khi hòa trộn (mg/l) Kd: hệ số phân hủy nội bào Thể tích thực của bể: Vthực = B . L . H (m3) B, L, H : kích thước bể (m) Thời gian lưu nước (Ɵ) V θ = Q V: thể tích bể (m3) Q: lưu lượng bùn trung bình ngày (m3/ngày.đêm) Lượng oxi cần thiết (Ok) Lượng oxi cần thiết Q .(So – S) Y OC0 = 1000. f - 1.42. Px + 1000 4.57(N0 – N) No: tổng nito ban đầu ( sau khi bổ sung dinh dưỡng) N: tổng nito ra ( 5 – 6 mg/l) Lượng oxi thực tếCs Y OC0 + Cs +C 1,024(T-20) α 1 OCT = 1 Cs: oxy bão hoà trong nước (9,08 mg/l). C: lượng oxy cần duy trì trong bể (2-3 mg/l) α: 0,6-0,94. OCTB = OCt/24 (kg/h) OCt max = 1,5.OCt TB OCt min = 0,8.OCt TB Lượng oxi không khí cần thiếtOCt Ok = OU fan toàn OU: công suất hoà tan thiết bị: OU = Ou . h Ou: phụ thuộc hệ thống phân phối khí (g O2/m3.m) h: độ ngập nước (< hbể) Ok thực tế = 2Ok Tốc độ sử dụng chất nền (rd)μm . X .S rd = Y (Ks + S) KS + S K . X . S = rd: tốc độ sử dụng chất nền (g/m3.s). Y: hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (mg/mg). μm: tốc độ tăng trưởng riêng max. S: nồng độ chất nền trong nước thải ở thời điểm tăng trưởng bị hạn chế (lúc số lượng chất nền chỉ có giới hạn).(nồng độ còn lại trong nước thải) Ks: hằng số bán tốc độ (nói lên sự ảnh hưởng của nồng độ chất nền ở thời điểm X: nồng độ bùn hoạt tính (g/m3)