วิธีคำนวนระบบบำบัดน้ำ้สียเเบบ AS(Activated Sludge)

การควบคุมดูแลระบบบําบัดน้ําเสีย

แบบตะกอนเรง

     (Activated Sludge Process)

  DOWNLOAD เอกสารฉบับเต็มได้ที่ด้านบนคับ

กลุมงานสารสนเทศสิ่งแวดลอม

สํานักงานสิ่งแวดลอมภาคท 11(นครราชสีมา)

ระบบบําบัดน้ําเสียแบบตะกอนเรง (Activated Sludge) เปนระบบ

บําบัดน้ําเสียที่มีประสิทธิภาพสูง ในการ บําบัดน้ําเสียที่มีองคประ

กอบหลักเปนสารอินทรีย ปจจุบันมีการใชบําบดน้ําเสียในโรงงาน

อุตสาหกรรม ประเภทตางๆเปนจํานวนมาก และใชในการบําบัดน้ําเสียจากชุมชนบางแหง    น้ําเสียจากโรงพยาบาล และอา รสถานประกอบการตางๆ เชน โรงแรม  หางสรรพสินคา   เปนตน โดยใชจุลินทรียในการยอยสลายความ สกปรกในน้ําเสีย ซึ่งตองมีการควบคุมสภาวะที่เหมาะสมใหกับแบคทีเรียแบบใชอากาศ  ในการควบคุมระบบ บําบัดน้ําเสียแบบตะกอนเรงใหมีประสิทธิภาพสูงสุดนั้น มพารามิเตอรที่สําคัญในการควบคุมระบบดังน

1) คาอัตราสวนอาหารตอปริมาณจุลินทรียในระบบ(Food-to Microorganism ratios :F/M

Ratios)

2)ระยะเวลาที่น้ําเสียอยูในถังเติมอากาศ (Hydroulic retention time,HRT)

3) อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย (Volumetric Loading ,VL)

4) อายุตะกอน

5) การควบคุมอัตราการทิ้งตะกอนสวนเกิน

6. การตรวจสอบที่เห็นได

1)วิธีควบคุมคาอัตราสวนอาหารตอจลินทรีย

ปริมาณตะกอนจุลินทรียในถังเติมอากาศที่จะทํางานไดดีนั้น ตองมีปริมาณอาหาร(สารอินทรียในน้ํา

เสียที่เขาสูระบบ)ที่พอเหมาะ ซึ่งจะควบคุมไดโดยการรักษาอัตราสวนของน้ําหนกบีโอดีที่เขาสูระบบตอ

น้ําหนักของตะกอนจุลินทรียซึ่งวดในรูปของตะกอนแขวนลอย((Mixed Liquor  Suspended Solids: MLSS)

หรือตะกอนแขวนลอยระเหย ((Mixed Liquor Volatile Suspended Solids: MLVSS )ใหมีคาคงทตามท

ตองการ และเรียกคาที่ใชควบคุมนี้วา   อตราสวนอาหารตอจุลินทรย(Food   to Microorganism Ratio,:F/M) ซึง

คาF/M ratio สําหรับระบบตะกอนเรงโดยทั่วไปมคาอยูในชวง 0.2-0.4  ตอวัน

อัตราสวนอาหารตอจุลินทรีย  =     น้ําหนกของสารอินทรยที่เขาสูระบบตอวัน น้ําหนักของจุลินทรียในถังเติมอากาศ

=        น้ําหนักของบีโอดที่เขาระบบ  (กโลกรัม/วน) น้ําหนักของจุลินทรียในถังเติมอากาศ(กโลกรัม)

=          BOD X Flow

MLSS X V

=             ความเขมขนของบีโอดี( มก./ล) ที่เขาระบบx อัตราการไหลของน้ําเสีย (ลบม./วัน)

ปริมาตรถังเติมอากาศ(ลบม.) x ความเขมขนของจุลินทรียในถังเติมอากาศ( MLSS )(มก./ล)

ตัวอยางท 1 ใหคํานวณคาอัตราสวนอาหารตอจุลินทรียตามขอมูลตอไปน อัตราการไหลของน้ําเสียเขาระบบเทากับ   800 ลบ.ม./วัน ความเขมขนของบีโอดีที่เขาสูระบบ เทากับ 300 มก./ล. คาความเขมขนของตะกอนจุลินทรียในถังเติมอากาศ(MLSS)  เทากับ 2500 มก./ล ปริมาตรถังเติมอากาศ เทากับ = 400 ลบม.

Q in = 800 ลบม./ว

BOD in = 300 มก./ล

ถัง ถังเติมอากาศ                                            ตกตะกอน

MLSS=  2500 มก./ล

อัตราสวนอาหารตอจุลินทรีย  = น้ําหนกของสารอินทรียทเขาสูระบบตอวัน น้ําหนักของจุลินทรียในถังเติมอากาศ

=                      บีโอดี( มก./ล) x อัตราการไหลของน้ําเสีย (ลบม./วัน)              ปริมาตรถังเติมอากาศ(ลบม.) X ความเขมขนของจุลินทรียในถังเติมอากาศ( MLSS )(มก./ล)

น้ําหนักของสารอินทรียที่เขาสูระบบตอวันเทากับ   =   800 ลบม./ว. x 300 มก./ล.x   1 กก.    X   103 ล.

106 มก.       ลบม.

= 240 กก./ว

น้ําหนักของจุลินทรียในถังเติมอากาศ = 400 ลบม. x 2500 มก./ล x  1 กก.    X   103 ล.    =  1,000 กก.

106 มก.      ลบม.

หมายเหต  การคํานวณคา F/M ratio สามารถใชไดทั้งคา MLSS และ MLVSS โดย MLVSS/ MLSS หมายถึง

อัตราสวนของน้ําหนกจุลินทรียตอน้ําหนกของของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศ โดยมคาประมาณ 0.8

ขึ้นกับผูออกแบบระบบจะกําหนดเปนคา MLVSS หรือ  MLSS

2. ระยะเวลากักพักน้ํา (Hydraulic retention time ,HRT) ขนาดของถังเติมอากาศจะมีผลตอระยะเวลากักพัก

น้ํา ระบบที่มีระยะเวลากักพักน้ําที่เหมาะสมจะช้วยใหจุลินทรียสามารถยอยสลายสารอินทรียไดจนถึงที่สุด ถา

มีระยะเวลากักพักน้ําสั้นเกินไป  จะทําใหคาบีโอดในน้ําทิ้งมีคาสูง และหากระยะเวลากักพักน้ํามีระยะ

เวลานานเกินไป จะเปนการสิ้นเปลืองคาใชจายในการเติมอากาศ คาที่เหมาะสม อยู่ในชวง 6-12 ชั่วโมง มีคา

เทากับ ปริมาตรของถังเติมอากาศ หารดวยปริมาณของน้ําเสียที่เขาสูระบบตอวัน

HRT =           ปริมาตรถังเติมอากาศ (ลบม.)

ปริมาณน้ําเสียที่เขาสูระบบตอวน(ลบม.วัน)

ตัวอยางที่ 2 จากตัวอยางที่ 1 คา HRT    เทากับ             400 ลบม.     X  24 ชม.    = 12 ชม.

800 ลบม./วัน         วัน

3. อัตราภาระบรรทุกสารอินทรย์ (Volumetric Loading ,VL) หมายถึงปริมาณสารอินทรียที่เขาสูระบบตอ ปริมาตรของถังเติมอากาศ โดยมีคาที่เหมาะสมอยูในชวง 0.3-0.6 กก.บีโอดี/วัน/ลบม.

อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย                    น้ําหนักของสารอินทรียที่เขาสูระบบ (กก./วัน) ปริมาตรของถังเติมอากาศ

ตัวอยางที่ 3 จากตัวอยางที่ 1  อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย  =         240 กก/ว. = 0.6 กก.บีโอดี/วน/ลบม.

400 ลบม.

4. อายุตะกอน หมายถึง ระยะเวลาที่จุลินทรียอยูในถังเติมอากาศ(Mean Cell  Residence Time) สามารถ คํานวณไดจากอัตราสวนน้ําหนักของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศตอน้ําหนักของแข็งแขวนลอยที่ระบายออ จากระบบในแตละวัน คาอายุตะกอนควรมีคาอยูในชวง 5-15 วัน ซงสามารถเขียนเปนสมการไดดังน

อายุตะกอน (วัน)   =     น้ําหนักของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศ (กก.) น้ําหนักของแข็งแขวนลอยที่ออกจากระบบตอวัน(กก./วัน

Q1

C1                                                             ถังเติมอากาศ

C3

Q2 (อัตราการสูบตะกอนกลับ)

ถัง               Q4

ตกตะกอน          C4

C2                                                                                                                       Q5 (อัตราการสูบตะกอน

สวนเกิน)

C5

คาอายุตะกอน    =                           น้ําหนักของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศ  (กก.)

น้ําหนักของแข็งแขวนลอยในทอสูบตะกอนทิ้ง + คาของแข็งแขวนลอยในน้ําทิ้งจากระบบ

โดย

C3    =     MLSS  ในถังเติมอากาศ V    =    ปริมาตรถังเติมอากาศ

=                   C3 x V

(C5x Q5)+(C4 x Q4)

C1    =     ความเขมขนของของแข็งแขวนลอยในน้ําเสียที่เขาระบบ Q1      =    อัตราการไหลของน้ําเสยที่เขาระบบ

C2    =     ความเขมขนของแข็งแขวนลอยในทอสูบตะกอนกลับ Q2    =    อัตราการสูบตะกอนกลับ

Q4    =   อัตราไหลของน้ําทิ้งจากระบบ

C5    =     ความเขาขนของตะกอนสวนเกิน

Q5    =   อัตราการสบตะกอนสวนเกิน

อายุตะกอน (วน)   =                น้ําหนักของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศ (กก.)

น้ําหนักของแข็งแขวนลอยที่ออกจากระบบตอวัน(กก./วัน

=                  C3 x V

(C5 x Q5)+(C4 x Q4)

อายุตะกอน (วัน)  =                                   3,000 มก./ล.  X 700 ลบ.ม.

(10,000 มก./ล. X20 ลบ.ม./วัน)+(  30 มก./ล.X1,500 ลบ.ม./วัน)

5) การควบคุมอัตราการทิ้งตะกอน

=                         3,000 X 700

(10,000 X 20 )+( 30 X 1,500)

เทากับ 8.57 วัน

ดังนั้น    อายุตะกอนเทากับ  9 วัน

การควบคุมอัตราการทิ้งสลัดจหรือตะกอนสวนเกินของระบบสามารถคํานวณไดหลายวิธ (1)  คํานวณจากอัตราสวนอาหารตอจุลินทรีย

(2)  คํานวณจากคาอายุตะกอน

(3)  คํานวณจากดุลมวลสาร(Mass Balance)

(1)การคํานวณจากอัตราสวนอาหารตอจุลินทรีย  โดยทาไประบบบําบัดน้ําเสียแบบตะกอนเรงในแต ละแหงผูอออกแบบจะกําหนดคาที่เหมาะสมไว    ซึ่งสามารถคํานวณกลับหาคา MLSS ได  จากสูตร

F/M Ratios = BOD X Flow / MLSS X V

ดังนั้น MLSS = = BOD X Flow / F/M ratios X V

-กรณีพบวา คา MLSS จากการคํานวณมีคานอยกวา คา MLSS ที่ไดจากการวิเคราะห์คาสารแขวนลอย

(SS.)ในถังเติมอากาศ แสดงวามีสลัดจ์  หรือตะกอนสวนเกิน

--กรณีพบวา คา MLSS จากการคํานวณมีคามกกวา คา MLSS ที่ไดจากการวิเคราะห์คาสารแขวนลอย

(SS.)ในถังเติมอากาศ  แสดงวาไมมตะกอนสวนเกน  โดยคํานวณไดดังน

น้ําหนักตะกอนสวนเกิน(กก.) = ผลตาง MLSS X ปริมาตรถังเติมอากาศ

ถาตองการคํานวณปริมาณของตะกอนสวนเกินจากน้ําหนกดังกลาวจะคํานวณไดจาก

วิธีคํานวณ                      F/M      = คาบีโอดีที่เขาสูระบบตอวัน

คาของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศ

0.2 =    200 มก./ล x 1000 ลบม./วัน MLSS (มก./ล.)x 500 ลบ.ม.

ดงนั้น    MLSS (มก./ล.)  =            200 x 1000             =  2000 มก./ล

0.2 x 500

จากโจทยคา MLSS ในถังเติมอากาศ เทากับ 2500 มก./ล

ผลตาง MLSS เทากับ 2500-2000 = 500 มก/ล

ดังนั้น  น้ําหนักของ MLSS ที่ตองทิ้ง = 500 มก/ล . x 500 ลบม./วัน x   กก.   X  103 ล.

106 มก.       ลบม.

ปริมาตรตะกอนที่ตองทิ้ง              =          250 กก.

= 250 กก.

คา SS ในทอสูบตะกอนกลับ

จากสูตร คาอายุตะกอน     =                           น้ําหนักของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศ (กก.)

น้ําหนักของของแข็งแขวนลอยที่ออกจากระบบตอวน

=                  น้ําหนักของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศ  (กก.) น้ําหนกของแข็งแขวนลอยในทอสูบตะกอนทิ้ง + คาของแข็งแขวนลอยในน้ําทิ้งจากระบบ

ดังนั้น  น้ําหนักของแข็งแขวนลอยที่ออกจากระบบตอวน  =   น้ําหนักของแข็งแขวนลอยในถังเติมอากาศ อายุตะกอน

น้ําหนักตะกอนสวนเกิน = น้ําหนักของแข็งแขวนลอยที่ออกจากระบบ – ค่าของแข็งแขวนลอยในน้ําทง

ปริมาณตะกอนสวนเกิน  =    น้ําหนักตะกอนสวนเกิน ความเขมขนตะกอนสวนเกิน

ตัวอยางที่ 6 จงคํานวณปริมาณตะกอนสวนเกินจากขอมูลต่อไป คาอายุตะกอนเทากับ                           10  วัน อัตราการไหลของน้ําเสียที่เขาระบบ  เทากับ 1,000  ลบ.ม./วัน