Bể sinh học hiếu khí (CAS): Tính thể tích, F/M và SRT

Đối tượng đọc: kỹ sư thiết kế trạm xử lý sinh học quy mô trung bình–lớn. Thời gian đọc: ~6 phút. Công cụ liên quan: Thiết kế CAS · Cẩm nang thiết kế

Nguyên lý

CAS (conventional activated sludge): bùn hoạt tính hiếu khí phân hủy BOD, sau đó lắng ở bể lắng thứ cấp, phần bùn (RAS) trả về đầu bể. Là công nghệ sinh học nền tảng nhất.

Thể tích từ F/M

Thể tích Vt = (Q·BOD/1000) / (F/M·MLSS) (m³). Khối lượng MLSS Mss = Vt·MLSS (kg).

F/M (thức ăn/vi sinh) điển hình 0,2–0,5 kg BOD/kg MLSS·ngày; MLSS 2–4 g/L. F/M cao → bùn non, thấp → bùn già.

SRT (tuổi bùn)

SRT = 100 / wastage (ngày). CAS thường SRT 5–15 d. SRT < 10 d khó nitrat — nếu cần NH₃ ra thấp, chuyển sang A²/O hoặc MBR.

AOR (nhu cầu O₂)

AOR = 0,9·BODrem + 4,57·Nnit − 1,42·VSS (kg O₂/d). BODrem = Q·(BOD−20)/1000; Nnit = Q·(TKN−5)/1000; VSS = 0,3·BODrem.

Lưu lượng RAS RAS = R·Q; công suất kW = AOR/(SAE·24) (SAE ~2 kg O₂/kWh). Flowmeter RAS và đầu dò MLSS là 2 thiết bị giữ F/M ổn định.

5 sai lầm vận hành

1. F/M > 0,5: bùn non, lắng kém, nước đục.
2. F/M < 0,2: bùn già, tốn O₂ vô ích.
3. SRT < 10 mà đòi nitrat: ammonia ra vượt chuẩn.
4. Quên flowmeter RAS / đầu dò MLSS: F/M trôi, bùng nổ hoặc đói bùn.
5. Tính AOR thiếu nitrat: rotor thiếu công suất → thiếu O₂.

Kết luận

CAS là xương sống sinh học. Tính Vt = (Q·BOD/1000)/(F/M·MLSS), giữ F/M 0,2–0,5, SRT = 100/wastage (≥10 nếu nitrat), AOR = 0,9/4,57/−1,42, RAS = R·Q, kW = AOR/(SAE·24).