การออกแบบตะกอนกระตุ้นชีวภาพแบบมาตรฐาน: ปริมาตรเครื่องปฏิกิริยา F/M SRT และออกซิเจน

กลุ่มเป้าหมาย: วิศวกรออกแบบโรงงานบำบัดน้ำเสีย (เทศบาลและอุตสาหกรรม) ในเวียดนาม อินโดนีเซีย มาเลเซีย และประเทศไทย เวลาอ่าน: ~7 นาที เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง: การออกแบบตะกอนกระตุ้นชีวภาพ · คู่มือการออกแบบ

หลักการ

ตะกอนกระตุ้นชีวภาพแบบมาตรฐาน (CAS) เป็นกระบวนการแบบตะกอนลอย: น้ำเสียผสมกับมวลชีวภาพ (MLSS) ในถังเติมอากาศ แล้วแยกที่เคลริฟิเยอร์รยอง โดยตะกอนบางส่วนถูกส่งกลับ (RAS) ปริมาตรเครื่องปฏิกิริยากำหนดจาก F/M (ภาระอาหารต่อมวลชีวภาพ) บทความนี้คำนวณปริมาตร SRT ความต้องการออกซิเจน (AOR) RAS และกำลังไฟเป่าลม

สูตรพื้นฐาน

ภาระ_BOD = Q×BOD/1000 (กก./วัน) · V_t = ภาระ_BOD/(F/M×MLSS) (m³) · M_SS = V_t×MLSS (กก.) · SRT = 100/wast (วัน) · ภาระ_O₂ = Q×(BOD−20)/1000; N_nit = Q×(TKN−5)/1000; VSS = 0.3×ภาระ_O₂; AOR = 0.9×ภาระ_O₂ + 4.57×N_nit − 1.42×VSS (กก. O₂/วัน) · RAS = R×Q (m³/วัน) · kW = AOR/(SAE×24) · อากาศ = AOR/0.28/1440 (m³/นาที; SOTE 0.28 กก. O₂/m³)

F/M = 0.2–0.5 (ช่วงของ CAS), MLSS = 2–4 ก./ลิตร, wast = อัตราการระบายตะกอน (%), R = อัตราส่วน RAS (ปกติ 0.75), SAE = 2 กก. O₂/kWh หมายเหตุ: ปริมาณอากาศที่ใช้คำนวณจาก AOR และ SOTE (0.28) หารด้วย 1440 — ฐานเดียวกับกำลังไฟเป่าลม (kW = AOR/(SAE×24))

ตัวอย่าง

Q = 10000 m³/วัน, BOD = 250, TKN = 45, MLSS = 3.5, F/M = 0.3, wast = 5, R = 0.75, SAE = 2: ภาระ_BOD = 2500; V_t = 2500/(0.3×3.5) = 2381 m³; M_SS = 8333 กก.; SRT = 20 วัน; ภาระ_O₂ = 2300; N_nit = 400; VSS = 690; AOR = 0.9×2300+4.57×400−1.42×690 = 2918 กก. O₂/วัน; RAS = 7500 m³/วัน; kW = 2918/(2×24) = 60.8 kW; อากาศ ≈ 2918/0.28/1440 = 7.2 m³/นาที.

5 ข้อผิดพลาดในการออกแบบ

1. F/M อยู่นอกช่วง 0.2–0.5: ต่ำเกินไปมวลชีวภาพง่อนเพลีย สูงเกินไปการไนตริฟิเคชันล้มเหลว
2. MLSS > 4 ก./ลิตร: ภาระออกซิเจนและการตกตะกอนเพิ่มขึ้น; เคลริฟิเยอร์รยองรับไม่ไหว
3. SRT < 10 วัน: การไนตริฟิเคชันไม่เสถียร → เพิ่ม MLSS หรือลดอัตราการระบายตะกอน
4. ลืม RAS: flow meter ของ RAS และหัววัด MLSS ช่วยคุม F/M ให้คงที่; หากไม่มีมวลชีวภาพจะหลุดออก
5. สับสนหน่วย กก. O₂/วัน กับ kW: kW = AOR/(SAE×24); อย่าเปรียบเทียบหน่วยที่ต่างกัน

เคล็ดลับการเดินระบบ

ใช้ เครื่องคำนวณตะกอนกระตุ้นชีวภาพ จากอัตราการไหล BOD TKN และ MLSS เพื่อหาปริมาตร SRT AOR และ RAS เมื่อน้ำทิ้งมาจาก เคลริฟิเยอร์ปฐมภูมิ (ต้นน้ำ) ให้เทียบกับ เคลริฟิเยอร์รยอง (ปลายน้ำ) ติดตั้ง EMF ของ RAS, DO ออนไลน์, MLSS แบบจับแสง และความขุ่นของน้ำทิ้ง

สรุป

ตะกอนกระตุ้นชีวภาพ: V_t = (Q×BOD/1000)/(F/M×MLSS), SRT = 100/wast และ AOR = 0.9×BOD_rem+4.57×N_nit−1.42×VSS ควบคุม F/M 0.2–0.5, MLSS 2–4 ก./ลิตร และ SRT ≥ 10 วัน เพื่อให้การไนตริฟิเคชันเกิดได้ดี