ระบบร่องออกซิเจชัน (Oxidation Ditch): ปริมาตร F/M SRT และความต้องการออกซิเจน

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

หลักการ

ระบบร่องออกซิเจชัน (oxidation ditch) เป็นตะกอนกระตุ้นชีวภาพแบบหมุนเวียนยาวที่ให้อากาศที่ผิวน้ำหรือเป็นช่วง ๆ ปริมาตรถูกกำหนดจาก HRT (ไม่ใช่ F/M อย่างเคร่งครัด) และการไนตริฟิเคชันเกิดขึ้นในโซนแอโนกซิก (บางส่วนของร่องไม่ได้เติมอากาศ) บทความนี้คำนวณปริมาตร F/M SRT และ AOR

สูตรพื้นฐาน

V = q×hrt/24 (m³; hrt = เวลากักน้ำ) · BOD_load = q×bod/1000 (กก./วัน) · FM = BOD_load/(V×mlss) (กก./กก.·วัน) · N_ox = q×(tkn−nh₃ₑ)/1000 (กก./วัน ไนตริฟิเคชัน) · N_den = N_ox×(anx/100) (เดนิไตรฟิเคชัน ∝ สัดส่วนโซนแอโนกซิก) · VSS_prod = VSS_BOD×BOD_load · AOR = O2_carbon×BOD_load + 4.57×N_ox − 2.86×N_den − 1.42×VSS_prod (กก. O₂/วัน) · SRT_d = 100/wast; SRT_nT = SRT_N20×Q10^(20−T)/10 · V_anx = V×anx/100; V_ox = V−V_anx · kW = AOR/oae/24; kWh/m³ = (AOR/oae)/q (oae = ประสิทธิภาพการเติมอากาศ)

O2_carbon ≈ 1.0, VSS_BOD ≈ 0.4, oae = 1.0–2.0 กก. O₂/kWh (แบบผิวน้ำ < แบบกระจายละออง) anx = 30–50 % ต้องมี SRT_d ≥ SRT_nT (ตามอุณหภูมิ) จึงจะให้การไนตริฟิเคชันเสถียร

ตัวอย่าง

q = 10000 m³/วัน, hrt = 24, bod = 200, mlss = 3.5, tkn = 45, nh₃ₑ = 5, anx = 30, VSS_BOD = 0.4, oae = 1.5, wast = 4, T = 20: V = 10000×24/24 = 10000 m³; BOD_load = 2000; FM = 2000/(10000×3.5) = 0.057; N_ox = 400; N_den = 120; VSS_prod = 800; AOR = 1×2000+4.57×400−2.86×120−1.42×800 = 2349 กก. O₂/วัน; SRT_d = 25; kW = 2349/1.5/24 = 65.3; kWh/m³ = 0.157; V_anx = 3000, V_ox = 7000.

5 ข้อผิดพลาดในการออกแบบ

1. HRT < 12 ชม.: ไนตริฟิเคชันไม่มีเวลาพอ → ต้องเพิ่มปริมาตร
2. anx น้อยเกินไป: เดนิไตริฟิเคชันไม่สมบูรณ์ → NO₃ หลุดรอด; ต้องเพิ่มโซนแอโนกซิก
3. SRT < SRT_nT(T): อุณหภูมิต่ำทำให้ไนตริฟิเคชันล้มเหลว → เพิ่ม MLSS
4. oae สูงเกินไป: กำลังไฟสูญเปล่า → ใช้ค่า oae จริง (ผิวน้ำ < กระจายละออง)
5. ลืม VSS_prod: AOR ต่ำเกินไป → เครดิตออกซิเจนจากการสลายตัวสูญเสีย

เคล็ดลับการเดินระบบ

ใช้ เครื่องคำนวณร่องออกซิเจชัน จากอัตราการไหล BOD TKN และ MLSS เพื่อหาปริมาตร F/M SRT และกำลังไฟ ให้เทียบกับ ตะกอนกระตุ้นชีวภาพแบบมาตรฐาน (ทางเลือกเมื่อมีพื้นที่มาก) และ เคลริฟิเยอร์รยอง ติดตั้ง DO ออนไลน์, ORP (โซนแอโนกซิก) และ MLSS

สรุป

ร่องออกซิเจชัน: V = q×hrt/24, AOR = BOD_load+4.57×N_ox−2.86×N_den−1.42×VSS_prod และ kW = AOR/oae/24 ควบคุม SRT ≥ SRT ตามอุณหภูมิ และมีโซนแอโนกซิกให้เพียงพอสำหรับการเดนิไตริฟิเคชัน