Bài giảng kĩ thuật xử lý nước thải - Chương 4: Xử lý nước thải bằng phương sinh học

Æ V = Q.Y.(So - S)θc X(1 + Kd. θc) 
Cách 2 
+ rd: Tốc độ sử dụng chất nền 
rd = -
Qv
V (So – S) = - 
So - S
 θ 
+ Đặt: ρ = rdX : Tốc độ sử dụng chất nền tính cho 1 đơn vị khối lượng (g) bùn hoạt 
tính/đơn vị thời gian. 
ρ = rdX = 
Q
V 
So - S
 X 
Æ V = Q(So - S) ρX 
Ngoài ra: 
 Chỉ số quan trọng: lượng chất nền/khối lượng bùn hoạt tính ( FM ). 
Với: 
+ F: food 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 119 
+ M: microorganism ratio 
Æ FM = 
So
θX 
- Lưu ý: khi chọn lựa các thông số cần lưu ý: 
 So ≤ 100: X ≤ 1500 mg/l 
 So = 100-150: X ≤ 1000 mg/l 
 So = 150-200: X ≤ 2800 mg/l 
 So > 200: X = 2800-4000 mg/l 
 Độ tro: Z = 0,3 
c. Tính toán thiết kế 
+ Các thông số đầu vào 
QNT, So, f = 
BOD5
COD , t, Sra, CODra, SS, Xo, % cặn HC(= a), X, Z, Xtuần hoàn, Y, θc 
+ Xác định hiệu quả xử lý: 
 - Lượng cặn HC trong nước thải ra khỏi bể lắng: a.BOD5 ra = b. 
 - Lượng cặn HC theo COD: 
1,42.b.(1 –z) = c 
(1,42: mg O2 sdụng/md TBào phân huỷ) 
- Lượng BOD5 trong cặn ra khỏi bể: f.c = d 
- Lượng BOD5 hoà tan khỏi bể lắng: c = BOD5 cho phép – d 
 Hiệu quả xử lý theo COD: 
E = 
CODvào - (CODra - c)
CODvào 
 Hiệu quả xử lý theo BOD5: 
 E = 
BOD5 vào - d
BOD5 vào 
 Hiệu quả xử lý BOD toàn bộ 
 E = 
BODvào - BODra
BODvào 
+ Thể tích bể 
V = 
Q.Y.(So - S)θc
 X(1 + Kd. θc) (m
3) 
+ Thời gian lưu nước 
θ = VQ 
+ Lượng bùn HC lơ lửng khi sử dụng BOD5: 
 - Tốc độ tăng trưởng của bùn: 
 Yb = 
dc xK
Y
θ+1 (1/ngày) 
 - Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong ngày: 
Px = Yb.Q.(So - S) (kg/ngày) 
 - Tổng lượng cặn lưu lượng sinh ra (tổng bùn dư): 
Px1 = 
Px
1 - z 
 - Lượng cặn dư hằng ngày xả ra: 
Pxả = Px1 – Pra 
(Pra = Q.SSra.10-3) 
 - Lưu lượng xả bùn: 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 120 
Qxả = 
V.X - Qr.Xr. θc
XT.θc 
Với: 
+ Qr = Qv 
+ XT = (1-z)Xbùn 
+ Xr = (1-z).c (mg/l) 
+ Thời gian tích luỹ cặn (tuần hoàn toàn bộ) không xả cặn ban đầu 
T = 
V.Xb
Px (ngày) 
( Tthực = (3-4)T) 
+ Sau khi hệ thống hoạt động ổn định thì lượng bùn HC xả ra hằng ngày 
B = Qxả.Xb (kg/ngày) 
- Cặn bay hơi: B’ = (1-z).B. 
- Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể: B’’ = Qr.Xr 
- Tổng cặn HC sinh ra: B’ + B’’ = Px 
+ Xác định lưu lượng tuần hoàn: Qr 
QT
Qr = 
X
XT - X Giải ra tìm QT 
+ Tỷ lệ F/M 
F/M = 
So
 θ.X 
+ Lượng khí cần thiết 
- Lượng oxy cần thiết: 
OCo = 
Q(So - S)
1000.f - 1.42Px + 
4.57(No - N)
1000 (kg/ngày) 
Với: 
+ No: tổng nitơ ban đầu (sau khi bổ sung dinh dưỡng) 
+ N: tổng nitơ ra (5-6 mg/l) 
- Lượng oxy thực tế: 
OCt = OCo + 
Cs
Cs + C .
1
1.024(T - 20) .
1
α (kg/ngày) 
 Với: 
+ 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 
+ Tính lượng không khí cần thiết: 
Ok = 
OCt
OU fan toàn (f = 1,5) 
Với: 
+ OU: công suất hoà tan thiết bị: OU = Ou.h 
Trong đó: 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 121 
 Ou: phụ thuộc hệ thống phân phối khí (g O2/m3.m) 
 h: độ ngập nước (< hbể) 
Ok thực tế = 2Ok 
+ Áp lực khí máy nén 
Hd = hd + hc + hf + H 
Với: 
 hd: do ma sát. 
 hf: qua thiết bị phân phối (<= 0,5 m). 
 hc: tổn thất cục bộ ống (hd + hc <= 0,4 m). 
 H: chiều cao hữu ích của bể. 
+ Áp lực khí: 
p = 
10.33 + Hd
10.33 (atm) 
+ Công suất máy nén: 
N = 
34400(P0.29 -1).q
102.η 
Với: 
 q: tính chất khí (cường độ máy):1.18 
+ Chọn kích thước, bố trí phân phối khí 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 122 
Ví dụ áp dụng 1 : 
 Lưu lượng nước thải : 1500m3/ngày đêm. 
 Lượng BOD5 đầu vào (sau xử lý keo tụ ) (giảm 60%) : 
)/(2,305
100
40763 lmgx = 
 Tỷ lệ BOD5/COD = 305,2/460 = 0,66 
 Nhiệt độ nước thải t=300C 
 Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn BOD ≤ 50mg/l (30 mg/l). 
 Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn COD U 100 mg/l (70 mg/l). 
 Hàm lượng cặn lơ lửng 50 mg/l gồm 65% là cặn hửu cơ. 
 Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể X0=0. 
Thông số vận hành như sau : 
1. Nồngđộ bùn hoạt tính trong bể : X=3000 mg/l (cặn bay hơi). 
2. Độ tro của cặn Z=0,3-nồng độ cặn lắng ở đáy bể lắng đợt 2 và cũng là nồng độ cặn tuần hoàn 
10.000mg/l. 
3. Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi của cặn) trong công trình cθ =10 ngày. 
4. Chế độ xáo trộn hoàn toàn. 
5. Giá trị của thông số động học : Y = 0,46. 
6. Độ tro của cặn hữu cơ lơ lửng ra khỏi bể lắng là : 0,3 (70% lượng cặn bay hơi) 
7. Nước thải điều chỉnh sao cho : - BOD5 : N : P = 100 : 5 :1 
a. Xác định hiệu quả xử lý : 
Lượng cặn hữu cơ trong nước ra khỏi bể lắng (phần cặn sinh học dễ bị phân hủy là) : 65% x 50 = 32,5 
mg/l 
Lượng cặn hửu cơ tính theo COD : 1.42 x 32.5 x 0.7 = 32.305 (mg/l) 
Lượng BOD5 có trong cặn ra khỏi bể lắng : 0,66 x 32,305 = 21.3213 (mg/l) 
Lượng BOD5 hòa tan ra khỏi bể lắng bằng tổng BOD5 cho phép ở đầu ra trừ lượng BOD5 có trong cặn 
lơ lửng : 30 – 21.3213 = 8.6787(mg/l) 
Hiệu quả xử lý COD : 
%8,91
460
32,305) - (70 -460 ==E 
Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan. 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 123 
%15,97100
2,305
6787,82,305 =−= xE
Hiệu quả xử lý BOD toàn bộ. 
%2.90100
2,305
302,305 =−= xE
b.Thể tích bể Aerotank tính theo công thức ta có : 
Thời gian nước lưu lại trong bể : 
( ) ( )ngayhx
Q
V 284,082,624
1500
25,426 ====θ 
c.Lượng bùn hữu cơ lơ lửng sinh ra khi khử BOD5 đến 97,15% : 
Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức: 
2875,0
06,0101
46,0
1
=+=+= xkx
YY
dc
b θ 
Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày: 
Px = Yb x Q (So-S) = 0,2875 x 1500 x (305,2 – 8,6787) 
=127874,8106 g 
= 127,875 (kg/ngày). 
Tổng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn z = 0,3 
( )ngaykg
Z
P
P xx /68,1827,0
875,127
11
==−= . 
Lượng cặn dư hàng ngày phải xả đi 
Pxã = Px1 – Q x 50 x 10-3 =182,68 – 1500 x 50 x 10-3 
=107,68 (kg/ngày) 
Tính lưu lượng xã bùn Qxã theo công thức: 
rrTxa XxQXxQ
XxV
+=θ 
(Giáo trình tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải – Trịnh Xuân Lai). 
Suy ra: 
( )ngaym
x
xxx
xX
XxQXxVQ
CCT
xaxar
xa /4.13393.137000
1075.221500300025.426 3==−=−= θθ
θ
)(25,426
4800
97,2045996
)1006,01(3000
)6787,82,305(1046,0500.1
)1(
)( 30 m
x
xxx
xKX
SSxYxQV
cd
c ==+
−=+
−= θ
θ
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 124 
Trong đó: 
 V :Thể tích =426,25(m3) 
 QR =QV =1500 (m3/ngày) 
 X =3000 (mg/l) 
 θc =10 ngày 
 Xt = 0.7 x 10.000 =7000 (mg/l) 
 Xr =32.5 x 0.7 =22075 (0,7 là tỉ lệ lượng cặn bay hơi trong tổng số cặn hửu cơ , cặn 
không tro). 
d.Thời gian tích lũy cặn (Tuần hoàn toàn bộ) không xã cặn ban đầu: 
ngayx
P
XxVT
x
33.33
8106.127874
1000025.426 === 
Thực tế sẽ dài hơn 3-4 lần vì khi nồng độ bùn chưa đủ trong hiệu qủa xử lý ở thời gian đầu sẽ thấp và 
lượng bùn sinh ra ít hơn Px 
e. Sau khi hệ thống hoạt động ổn định thì lượng bùn hữu cơ xã ra hằng ngày: 
B = Qxã x 10.000 g/m3=13,4 x 10.000=134000 g/ngày =134 kg/ngày. 
Trong đó cặn bay hơi: 
B’ = 0,7 x134 = 93,8 kg 
Cặn bay hơi trong nước đã xử lý đi ra khỏi bể QR x XR 
B”= 1500 x 22.75 x 10-3= 34,125 (kg/ngày) 
Tổng cặn hửu cơ sinh ra: 
B’ + B” = 93,8 + 34,125 = 127,925 kg = 128 kg = Px . 
f. Xác định lưu lượng tuần hoàn :QT . 
Để nồng độ bùn trong bể luôn giữ giá trị: X =3000 mg/l Ta có: 
75,0
30007000
3000 =−=−= XX
X
Q
Q
TV
T 
QT =0,75x 1500 = 1125 (m3/ngày) 
g. Tỷ số F/M: 
( ) ngaybunmg
mgBOD
lmgx
lBODmg
Xx
S
M
F
.
358,0
/3000284,0
/2,305 50 ===θ 
h. Tính lượng khí cần thiết: 
Tính lượng ôxy cần thiết theo công thức: 
 ( ) ( )( )ngaykgNNP
f
SSQ
OC Ox
O
O /1000
57,4
42,1
1000
−+−−= 
Trong đó: 
 Q = 1500 m3/ ngày 
 So = 305,2 mg/l . 
 S = 8,6787 mg/l 
 No= Tổng hàm lượng N đầu vào :15,26 (mg/l) (sau khi bổ sung dinh dưỡng) 
 N = Tổng hàm lượng đầu ra : 5 (mg/l) (tiêu chuẩn là 6 mg/l). 
 PX = 127,875 (mg/ ngày) 
 f =BOD/COD =0,66 
Vậy: 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 125 
( ) ( ) ( )ngaykgx
x
OCO /4.4921000
526.1557,4875.12742,1
66.01000
6787.82.3051500 =−+−−= 
Lượng ôxy thực tế cần theo công thức: 
( )ngaykgxx
CC
CxOCOC T
s
s
ot /
1
024.1
1
)20( α−−= 
Trong đó : 
 Cs: Lượng ôxy bão hòa trong nước 9.08 mg/l. 
 C: Lượng ôxy cần duy trì trong bể 2 mg/l. 
 α: hệ số từ 0.6 – 0.94 . Chọn 0.7. 
Vậy 
( )ngaykgxxxOCt /4.7137.0
1
024.1
1
208.9
08.94.492 )2030( =−= − 
OCttrung bình = 29.7 (kg O2/h). 
OCtmax = 29.7 x 1.5 = 44.55 (kgO2/h). 
OCtmin = 29.7 x 0.8 = 23.97 (kg O2/h). 
i. Tính lượng không khí cần thiết. 
Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ, tra bảng 7.1 ( Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải 
– Trịnh Xuân Lai). Ta có Ou = 7gO2/m3.m. 
Bể sâu h1 = 3.5 m; độ ngập nước h = 3m 
Công suất hòa tan thiết bị. 
OU = Ou x h = 7 x 3 = 21 gO2/m3. 
Lượng không khí cần thiết . 
)./(59.0)/(509575.1
1021
4.713 33
3 smngaymxx
fx
OU
OCO tk ==== − 
Trong đó: 
 OCt : Lượng ôxy thực tế cần. 
 OU : Công suất hòa tan thiết bị. 
 f : Hệ số an toàn. Chọn 1.5. 
Qktb = 2123.2 m3/h. 
Qkmax = 1.5 x 3184.8 m3/h. 
Qkmin = 0.8 x 1698.56 m3/h. 
Lượng không khí cần thiết để chọn máy nén khí : 2 x 0,59 = 1.18 (m3/s). 
k. Tính áp lực khí máy nén: 
Vận tốc khí thoát ra khỏi khe hở :5-10 m/s. 
Ap lực cần thiết cho hệ thống ống khí nén xác định theo công thức : 
Hd = hd + hc + hf + H. 
Trong đó : 
 hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn (m). 
 hc : Tổn thất qua thiết bị phân phối (m). 
 hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối (m). Giá trị này không vượt quá 0.5m. 
 H: chiều cao hữu ích của bể. 3m. 
Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0.4 m. 
Vậy áp lực cần thiết là : 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 126 
Hd = 0.4 + 0.5 + 3 = 3.9 m. 
Ap lực không khí : 
 ( ) .38.1
33.10
33.10 amtHP d =+= 
Công suất máy nén : 
 ( ) ( ) )(27.41
8.0102
18.1138.134400
102
134400 29.029.0 KW
x
xx
nx
qxPxN =−=−= 
Số ống phân phối D100 dài 1m tính theo cường độ cho phép q của mỗi ống : 
).(4.147
36006
108.3184 3
max
max
max ongx
x
q
QNq === 
).(157
36003
1056.1698 3
min
min
min ongx
x
q
QNq === 
l. Chọn kích thước bể và ống phân phối khí. 
Ống phân phối khí bố trí dọc thành bể. 
Chiều rộng một hành lang: B = h = 3 m. 
Chiều dài hành lang. 
).(6.31
5.43
25.426
1
m
xbxh
V
b
FL ==== 
Trong bể bố trí 3 hành lang. Do đó kích thước bể là : D x R = 16 x 9. 
Dòng chảy trong bể là dòng chảy điều, chiều dài giàn ống xương cá: 
L = 2 x (16 – 3 ) = 26 m. 
Khoảng cánh giữa các ống trong hệ phân phối : 
).(165.0
157
26
min
m
N
Ll
q
=== 
3000 
3000 
3000 
16000
3000 
Cấp khí 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 127 
Cường độ thổi gió: 
)./(55.119
25.426
50957 23 ngaymmq == 
Chỉ tiêu gió: 
).1/(56.114
10)6787.82.305(1500
50957
10)( 5
3
33 kgBODkhimxxxSSxQ
Oa
o
k =−=−= −− 
Ví dụ áp dụng 2 .Tính Bể Aerotank với các thông số thiết kế: 
 + Lưu lượng nước thải: Qtb-ngđ = 150 (m3/ngàyđêm) 
+ Nhiệt độ nước thải: t = 25oC 
+ Hàm lượng BOD5 đầu vào = hàm lượng BOD5 đầu ra của bể lắng I So = 637 (mg/l) 
+ Hàm lượng COD đầu vào = hàm lượng COD đầu ra của bể lắng I. CODvào = 1160 
(mg/l) 
+ Cặn lơ lửng: SSvào = 230 (mg/l) 
 Đầu ra: Nước thải sau xử lý đạt TCVN 6980 - 2001 
+ BOD5 đầu ra = S < 40 (mg/l), Chọn BOD5 đầu ra = 20 (mg/l) 
+ COD đầu ra < 70 (mg/l), chọn COD ra = 50 (mg/l) 
+ Cặn lơ lửng: SSra < 50 (mg/l), Chọn SSra = 30 (mg/l) 
- Các thông số vận hành: 
+ Cặn hữu cơ, a = 75%. 
+ Độ tro z = 0,3 (Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai) 
+ Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể, Xo= 0. 
+ Nồng độ bùn hoạt tính, X = 2500 ÷ 4000 mg/l, chọn X = 3000 (mg/l) 
+ Lượng bùn hoạt tính tuàn hoàn là nồng độ cặn lắn ở đáy bể lắng 2, XT = 8000 (mg/l) 
+ Chế độ xáo trộn hoàn toàn. 
+ Thời gian lưu bùn trong công trình, θc = 5÷15 ngày, chọn θc = 10 ngày 
+ Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0.06 ngày-1 
+ Hệ số sản lượng bùn Y = 0,4 ÷ 0,8 mg VSS/mg BOD5, chọn Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5 
1. Xác định hiệu quả xử lý 
- Hiệu quả xử lý tính theo BOD5 : 
%86,96%100
637
20637 =×−=E 
- Hiệu quả xử lý COD: 
%69,95%100
1160
501160 =×−=E 
2. Kích thước bể Aerotank 
- Thể tích bể: 
V=
* * ( )
* (1 * )
c o
d c
Q Y S S
X K
θ
θ
−
+ = )10*06,01(*3000
)20637(*10*6,0*150
+
− ≈ 116 (m3) 
Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải: Q = 150 (m3/ngàyđêm) 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 128 
Y: Hệ số sản lượng bùn Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5 
S0: Hàm lượng BOD5 nước thải đầu vào, S0 = 637 (mg/l) 
S: Hàm lượng BOD5 nước thải đầu ra, S = 40 (mg/l) 
X: Nồng độ bùn hoạt tính, X = 3000 (mg/l) 
Kd: Hệ số phân hủy nội bào, Kd = 0,06 ngày-1 
θc : Thời gian lưu bùn trong công trình, θc = 10 ngày 
- Chọn chiều cao bể: 
 H = Hi + Hbv = 3 + 0,5 = 3,5 (m) 
Trong đó: Hi: Chiều cao hữu ích, chọn Hi = 3 (m) 
Hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0.5 (m) 
- Diện tích mặt bằng bể: 
 F = 
V
Hi
 = 
3
116
 = 38,67 ≈ 39 (m2) 
- Chọn chiều rộng bể: 
 B = 5 (m) 
- Chiều dài bể: 
 D = 7,8 (m) 
- Thể tích thực của bể: 
 Vt = D * B * H = 7,8 * 5 * 3,5 = 136,5 (m3) 
3. Thời gian lưu nước: 
θ = ngay
tbQ
V
 = 
150
116
 = 0,773 ngày = 18,55 (h) 
4. Tính toán lượng bùn dư thải bỏ mỗi ngày 
- Tốc độ tăng trưởng của bùn tính theo công thức: 
375,0
06,0*101
6,0
*1
=+=+= dcb K
YY θ 
- Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5: 
Px = Q 3*( )* 150*(637 20)*0,375*10o bS S Y
−− = − 
= 34,7 (kg/ngàyđêm) 
- Tổng lượng cặn sinh ra trong 1 ngày: 
1
34, 7 49, 6
1 1 0, 3
x
x
PP
z
= = =− − (kg/ngày) 
- Lượng cặn dư xả ra hàng ngày: 
raxxa PPP −= 1 
Với: Pra = SSra * Q = 30 * 10-3 * 150 = 4,5 (kg/ngày) 
→ Pxả = 49,6 – 4,5 = 45,1 (kg/ngày) 
- Lưu lượng bùn xả (nồng độ bùn hoạt tính trong nước ra khỏi bể lắng) 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 129 
Qxả = 
* * * 116 * 3000 150 * 22, 5 *10 5, 6
* 5600 *10
ra ra c
T c
V X Q X
X
θ
θ
− −= = (m3/ngày) 
Trong đó: XT: Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn (cặn không tro), XT = (1 - 0,3) * 
8000 = 5600 (mg/l) 
 Xra: Nồng độ VSS ra khỏi bể lắng: 
Xra = SSra * a = 30 * 0,75 = 22,5 (mg/l) 
5. Hệ số tuần hoàn bùn: 
Hình 4.7: Sơ đồ làm việc bể Aerotank 
Phương trình cân bằng vật chất đối với bể aeroten: 
 (Q + Qt) * X = Q * X0 + Qt * Xt 
Trong đó: Q : Lưu lượng nước thải vào bể, Q = 150 m3/ngày 
Qt : Lưu lượng bùn tuần hoàn, m3/ngày 
X : Nồng độ VSS trong bể, X = 3000 mg /l 
X0 : Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể, X0 = 0 
Xt : Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, Xt = 8000 mg/l 
Chia 2 vế phương trình cho Q, đặt α = tQ
Q
 là tỷ số tuần hoàn bùn: 
 X + α * X = α * Xt 
Suy ra: 
 α = 
XX
X
t −
=
30008000
3000
− = 0,6 
- Lưu lượng bùn tuần hoàn: 
Ta có: α = tQ
Q
Suy ra: Qt = α*Q = 0,6 * 150 = 90 m3/ngày 
6. Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể aeroten: 
- Kiểm tra tỷ số khối lượng chất nền trên khối lượng bùn hoạt tính F/M: 
F/M = X
S o
*θ = 3000*75,0
637
 = 0,28 kg BOD5/kg MLVSS.ngày 
F/M = 0,28 nằm trong giới hạn cho phép đối với bể Aeroten xáo trộn hoàn toàn: F/M = 0,2 – 
0,6 kg BOD5/kg MLVSS.ngày 
Bể lắng 
Q,X0 Bể 
AEROTANK 
Qt, Xt 
(Q +Qt), X 
Qx,Xt 
Q,Xr 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 130 
- Tải trọng thể tích: 
La = 
*oS Q
V
*10-3 = 
116
150*637
*10-3 = 0,8237 kg BOD/ m3.ngày 
 La = 0,8237 nằm trong giới hạn cho phép đối với aeroten xáo trộn hoàn toàn: La = 0,8÷1,9 kg 
BOD/m3.ngày (Theo tài liệu Thoát nước của PGS, TS. Hoàng Văn Huệ). 
7. Tính lượng ôxy cần thiết: 
- Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện chuẩn (không cần xử lý Nitơ) 
( )
7,34*42,1
55,0*1000
)20637(*150*42,1
*1000
* −−=−−= xoo Pf
SSQ
OC 
= 118,998 ≈ 119 (kgO2/ngđ) 
Trong đó: f: Hằng số chuyển đổi từ BOD5 sang BOD20, 55,0
20
5 =
BOD
BOD
 1,42- Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD 
 Px: Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong 1 ngày: Px = 33,6 (kg/ngđ) 
- Lượng ôxy cần thiết trong điều kiện thực tế: 
 20
1 1* ( ) * *
1, 024
s
t o T
s
COC OC
C C α−= − 
Trong đó: CS: Nồng độ ôxy bão hòa trong nước ở 20oC, CS ≈ 9,08 (mg/l) 
 C: Nồng độ ôxy cần duy trì trong bể, C = 1,5 ÷ 2 (mg/l) (Tính toán thiết kế các công 
trình xử lý nước thải- Trịnh Xuân Lai) 
 Chọn C = 2 (mg/l) 
 T = 25oC, nhiệt độ nước thải 
 α : Hệ số điều chỉnh lượng ôxy ngấm vào nước thải (do ảnh hưởng của hàm lựơng 
cặn, chất hoạt động bề mặt), α = 0,6 ÷ 0,94, chọn α = 0,7 
 25 20
9, 08 1 1119 * ( ) * * 193, 64
9, 08 2 1, 024 0, 7t
O C −= =− (kg/ngày) 
- Lượng không khí cần thiết: 
Qkhí = a
OU
t f
OC × 
Trong đó: fa: Hệ số an toàn, fa = 1,5 ÷ 2, chọn fa = 1,5 (Tính toán thiết kế các công trình xử lý 
nước thải- Trịnh Xuân Lai) 
 OU: công suất hòa tan ôxy vào nước thải của thiết bị phân phối tính theo gam ôxy 
cho 1m3 không khí. 
OU = Ou * h 
 Với: Ou: Phụ thuộc hệ thống phân phối khí. Chọn hệ thống phân phối bọt khí nhỏ và mịn, 
(tra bảng 7-1 sách Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- .Trịnh Xuân Lai). 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 131 
Bảng : Công suất hòa tan ôxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn 
Điều kiện tối ưu Điều kiện trung bình 
Điều kiện thí nghiệm 
Ou=grO2/m3.m Ou grO2/m3.m 
Nước sạch T=20oC 12 10 
Nước thải T=20oC,α =0,8 8,5 7 
 → Ou = 7 (gO2/m3.m) 
 h: Độ ngập nước của thiết bị phân phối khí, chọn h = 2,8 (m) 
 → OU = 7 * 2,8 = 19,6 (gO2/m3) 
 → Qkhí = 7,98795,1*
10*6,19
64,193
3 =− (m3/ngày) 
8. Tính áp lực máy nén: 
- Áp lực cần thiết cho hệ thống ống nén: 
 Hd = hd + hc + hf + H 
Trong đó: hd: tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, (m) 
 hc: tổn thất cục bộ (m) 
 Tổng tổn thất hd và hc thường không vượt quá 0,4 (m) 
 hf: tổn thất qua thiết bị phân phối (m) 
 Tổn thất hf không quá 0,5 (m) 
 H-: chiều sâu hữu ích của bể, H = 3 (m) 
 Do đó áp lực cần thiết sẽ là: Hd = 0,4 + 0,5 + 3 = 3,9 (m) 
- Áp lực không khí là: 
p = )(38,1
33,10
9,333,10
33,10
33,10 atmH ct =+=+ 
- Công suất máy nén khí: 
N = )(02,5
75,0102
114,0)138,1(34400
102
)1(34400 29,029,0
KW
n
qp k =×
×−×=×
×−×
Trong đó: qk: lưu lượng không khí: qk = 114,0
86400
=kQ (m3/s) 
 n: Hiệu suất máy nén khí, chọn n = 0,75 
9. Bố trí hệ thống sục khí: 
 Chọn hệ thống cấp khí cho bể gồm 1 ống chính, 4 ống nhánh với chiều dài mỗi ống là 7,8 m, đặt cách 
nhau 1 m 
- Đường kính ống chính dẫn khí: 
4 * 4 * 0,114 0,12
* 3,14 *10
khiQD
Vπ= = = (m) = 120 (mm) 
 → D= φ 120 (mm) 
Trong đó: V: tốc độ chuyển động của không khí trong mạng lưới trong ống phân phối, 
V=10 ÷ 15 (m/s), chọn V = 10 (m/s) (Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- Ts.Trịnh Xuân Lai) 
- Đường kính ống nhánh dẫn khí: 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 132 
 Dn = 10*14,3*4
114,0*4
14,3*10*4
*4 =kkq = 60 (mm) 
 → Chọn Dn =φ 60 (mm) 
- Chọn dạng đĩa xốp, đường kính 170 (mm), diện tích bề mặt F = 0,02(m2), cường độ khí 
200l/phút.đĩa = 3,3(l/s) 
- Số đĩa phân phối trong bể là: 
 3
0,114 34, 55
3, 3 3, 3 *10
kh iQN −= = = đĩa 
→ Chọn: Số lượng đĩa: N = 36 đĩa 
- Số lượng đĩa là 36 cái, chia làm 4 hàng, mỗi hàng 9 đĩa phân bố cách sàn bể 0,2 m và mỗi tâm đĩa 
cách nhau 0,78 m 
- Ñöôøng kính oáng daãn buøn tuaàn hoaøn 
Db = 
4 * 4 * 90 0, 0297 0, 03
* 3,14 *1, 5 * 86400
th
b
Q
vπ = = ≈ m 
Chọn Db = φ 34 
Qth: Lưu lượng bùn tuần hoàn Qth = 90 (m3/ngđ) 
Vb: Vân tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện bơm, Vb = 1 – 2 m/s 
 Chọn Vb = 1,5 m/s 
Các thông số thiết kế bể Aerotank 
Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 
Trang 133 
φ70
φ20
Bu loâng M20
MAËT BAÈNG
B
LAN CAN OÁNG SAÉT TRAÙNG KEÕM
±0.00
OÁNG PVC Φ42
DAÃN NÖÔÙC
THAÛI VAØO BEÅ
SAØN COÂNG TAÙC
MAËT CAÉT A-A
B
OÁNG PVC Φ60
DAÃN NÖÔÙC