Trong hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí (như bể Aerotank, bể MBBR, bể SBR), hệ thống cấp khí đóng vai trò quyết định đến hiệu quả sống của vi sinh vật và khả năng phân hủy chất hữu cơ (BOD/COD). Một trong những thiết bị quan trọng nhất ở đáy bể là đĩa phân phối khí (hoặc đầu sục khí).
Việc tính toán số lượng và lựa chọn đĩa phân phối khí đúng chủng loại không chỉ giúp đảm bảo lượng ôxy hòa tan (DO) tối ưu mà còn giảm thiểu chi phí điện năng vận hành máy thổi khí. Bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn anh/chị cách tính toán nhu cầu khí và lựa chọn thiết bị phân phối khí phù hợp nhất.
 |
| Hướng dẫn tính toán và chọn đĩa phân phối khí cho bể hiếu khí (Aerotank) |
1. Nhu cầu ôxy trong bể sinh học hiếu khí là gì?
Để vi sinh vật hiếu khí hoạt động tốt, nồng độ ôxy hòa tan (DO) trong bể cần duy trì ổn định từ 2.0 - 4.0 mg/L. Nhu cầu ôxy tổng cộng (Ot) phụ thuộc vào 2 yếu tố chính:
Ôxy cần thiết để phân hủy chất hữu cơ (BOD_5): Trung bình cần từ 1.1 - 1.5 kg O2 cho mỗi kg BOD5 loại bỏ.
Ôxy cần thiết cho quá trình Nitrat hóa (N-NH4+): Cần khoảng 4.57 kg O2 cho mỗi kg NH4+ chuyển hóa thành NO_3-.
2. Các bước tính toán chọn đĩa phân phối khí chi tiết
Bước 1: Xác định lưu lượng khí thực tế cần cấp (Q)
Sau khi tính được lượng ôxy lý thuyết cần cung cấp trong 1 giờ (kg O2/h), ta cần quy đổi sang lưu lượng khí thực tế (m3/h) của máy thổi khí dựa trên hiệu suất hòa tan ôxy (SOTE) của đĩa.
Công thức tính sơ bộ:
Trong đó:
CO2: Tỷ lệ ôxy trong không khí (21\23 tính theo khối lượng).
ho: Khối lượng riêng của không khí (1.2 kg/m3 ở điều kiện tiêu chuẩn).
E_SOTE: Hiệu suất chuyển hóa ôxy chuẩn của đĩa phân phối khí (thường dao động từ 15% - 35% tùy độ sâu mức nước bể và loại bọt).
Bước 2: Tính toán số lượng đĩa phân phối khí
Số lượng đĩa (N) được xác định bằng công thức:
Trong đó:
Q_air: Tổng lưu lượng khí cần cung cấp cho bể (m3/h).
q_disk: Lưu lượng khí làm việc tối ưu của từng đĩa (m3/h.đĩa).
Lưu ý kỹ thuật: Không nên vận hành đĩa ở lưu lượng tối đa (Max Flow) liên tục vì sẽ làm giảm tuổi thọ màng EPDM và giảm hiệu suất chuyển hóa ôxy. Hãy chọn mức lưu lượng làm việc danh định (Nominal Flow).
3. Lựa chọn chủng loại đĩa phân phối khí phù hợp
Hiện nay trên thị trường có 2 dòng đĩa sục khí chính:
Đĩa phân phối khí tinh (Bọt mịn): Đường kính bọt khí từ 1 - 3 mm. Diện tích tiếp xúc giữa không khí và nước cực lớn, cho hiệu suất chuyển hóa ôxy cao (SOTE > 25%). Thích hợp cho bể Aerotank, MBBR, bể điều hòa.
Đĩa phân phối khí thô (Bọt lớn): Đường kính bọt 3 - 5 mm. Hiệu suất hòa tan ôxy thấp hơn nhưng khả năng khuấy trộn cơ học rất mạnh, chống nghẹt màng tốt. Thích hợp cho bể điều hòa có nhiều cặn lơ lửng, bể phân hủy bùn hiếu khí.
Thiết bị đề xuất cho bể Aerotank:
Đối với các bể sinh học cần tiết kiệm điện năng cho máy thổi khí, việc sử dụng các dòng đĩa sục khí bọt mịn tiêu chuẩn kỹ thuật cao là lựa chọn ưu tiên. Bạn có thể tham khảo dòng sản phẩm
Dòng
4. Những lưu ý quan trọng khi lắp đặt đĩa sục khí ở đáy bể
Phân bố mật độ đĩa: Khoảng cách giữa các tâm đĩa nên duy trì từ 0.5 - 1.0 m để đảm bảo bọt khí không bị hợp nhất (gộp bọt) làm giảm diện tích tiếp xúc.
Cân bằng mặt phẳng đĩa: Các đĩa trong cùng một đường ống phân phối phải nằm trên cùng một mặt phẳng ngang (độ lệch cao độ < 10 mm để đảm bảo khí phân phối đều toàn bộ đáy bể, tránh hiện tượng khí chỉ tập trung thoát ra ở vị trí đĩa cao hơn.
Thử nước trước khi vận hành: Sau khi lắp đặt xong toàn bộ hệ thống ống và đĩa, tiến hành bơm nước sạch ngập mặt đĩa khoảng 10 - 20cm và bật máy thổi khí kiểm tra độ rò rỉ tại các mối nối ren cũng như độ đều của bọt khí.
(Nguồn tham khảo giải pháp & thiết bị: Ogieo Việt Nam)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét