Một nhà máy xử lý nước thải sản sinh bao nhiêu bùn?

Trả lời nhanh: Các nhà máy xử lý nước thải đô thị sản sinh khoảng 70–90 g chất rắn khô mỗi người mỗi ngày. Các nhà máy công nghiệp biến động lớn hơn nhiều, vì bùn hóa học từ quá trình keo tụ thường vượt quá bùn sinh học. Hãy tính theo chất rắn khô mỗi ngày, sau đó quy đổi sang thể tích bánh bùn — tuyệt đối không tính theo lưu lượng nước đầu vào.

Dòng chảy hầu như không cho bạn biết gì cả

Hai nhà máy xử lý cùng số mét khối mỗi ngày có thể tạo ra lượng bùn chênh lệch nhau gấp nhiều lần. Lưu lượng quyết định kích thước máy bơm và đường ống. Lượng bùn phụ thuộc vào tải lượng chất rắn và chất hữu cơ đầu vào, cộng với bất kỳ hóa chất nào bạn châm vào để loại bỏ chúng.

Vậy câu hỏi phải được xây dựng lại thành ba số riêng biệt:

1. Chất rắn khô mỗi ngày — sinh học cộng hóa học, tính bằng kg DS/d
2. Bánh khô — sau khi khử nước, bao nhiêu phần trăm của chiếc bánh đó là chất rắn
3. Thể tích bánh — những gì bạn thực sự phải trả để lưu trữ, vận chuyển và xử lý

Thành phố: bắt đầu từ con người

Đối với nước thải sinh hoạt, tải trọng thiết kế bình quân đầu người là điểm khởi đầu đáng tin cậy nhất. Hướng dẫn thiết kế của Cơ quan Kiểm soát Ô nhiễm Minnesota sử dụng 0,20 lb TSS (91 g) và 0,17 lb BOD₅ (77 g) mỗi người mỗi ngày như mức tối thiểu theo thiết kế.

Xử lý những thứ đó qua thu thập chính và sản lượng thứ cấp cho ra khoảng 70–90 g chất khô mỗi người mỗi ngày Tổng cộng, chia khoảng 60/40 giữa bùn sơ cấp và bùn hoạt tính dư. Do đó, một nhà máy phục vụ 50.000 người sản sinh khoảng 3,5–4,5 tấn chất rắn khô mỗi ngày.

Hai lưu ý về các chỉ số bình quân đầu người. Chúng giả định nước thải thực sự sinh hoạt — việc xả thải công nghiệp vào hệ thống cống phá vỡ giả định này ngay lập tức. Và các số liệu quốc gia được công bố không thể so sánh giữa các khu vực, vì một số chia cho dân số được kết nối và số khác chia cho tổng dân số.

Công nghiệp: bắt đầu từ việc nạp liệu, sau đó thêm hóa chất

Không có đường tắt tính theo đầu người cho nước thải công nghiệp. Chất rắn sinh học đến từ tải lượng hữu cơ thực sự được loại bỏ, và hiệu suất phụ thuộc rất nhiều vào thời gian bùn lưu lại trong hệ thống.

Tuổi bùn là toàn bộ câu chuyện. Đào tạo vận hành viên của Pennsylvania DEP đưa ra thời gian lưu bùn của 3,5–10 ngày đối với bùn hoạt tính thông thường chống lại 20–30 ngày đối với sục khí kéo dàiThời gian lưu giữ lâu hơn có nghĩa là nhiều sinh khối hơn bị tiêu thụ bởi quá trình phân hủy nội sinh, do đó sục khí kéo dài tạo ra khoảng một nửa đến một phần ba lượng chất rắn thải trên mỗi kg BOD được loại bỏ.

Như một kiểm tra cấp độ vận hành, đào tạo về bùn hoạt tính của Michigan EGLE sử dụng 0,7 lb chất rắn trên mỗi lb BOD được loại bỏ trên cơ sở tổng chất rắn lơ lửng cho vận hành thông thường. Hãy dùng nó như một kiểm tra hợp lý đối với một số liệu thiết kế, không phải như chính số liệu thiết kế — nó có thời gian lưu ngắn, dựa trên TSS, và bao gồm cả chất rắn trơ đi vào cùng dòng vào.

Bùn hóa học là thứ khiến người ta bất ngờ

Đây là chỗ mà các ước tính công nghiệp mắc sai lầm. Chất keo tụ không biến mất — nó kết tủa và đi vào bùn.

Tỷ lệ cân bằng hóa học rất đơn giản. Phèn chuyển thành nhôm hydroxit tạo ra khoảng 0,26 kg chất rắn khô trên mỗi kg phèn; sắt(III) clorua chuyển thành sắt(III) hydroxit tạo ra khoảng 0,66 kg mỗi kg FeCl₃Đó là mức tối thiểu: chúng chỉ tính hydroxide, không tính phosphate đồng kết tủa, chất hữu cơ bị hấp phụ hoặc chất rắn đầu vào bị giữ lại.

Các giá trị đo được xác nhận thứ tự độ lớn. Một nghiên cứu năm 2016 tại Khử muối và Xử lý nước đo lường 0,40–0,82 mg bùn trên mỗi mg FeCl₃ được định lượng trên cả nước thải hiếu khí và kỵ khí. Dải thiết kế thực tế từ 0,4–0,8 kg DS trên mỗi kg FeCl₃ là hợp lý.

Chạy so sánh và điểm mấu chốt trở nên rõ ràng. Ở 80 mg/L ferric chloride, bạn tạo ra khoảng 53 mg/L chất rắn hóa học. Một bậc sinh học loại bỏ 200 mg/L BOD với hiệu suất quan sát 0.3 tạo ra khoảng 60 mg/L. Ở liều đó, hai loại đã cùng bậc độ lớn — và liều công nghiệp thường cao hơn nhiều.

Một nghiên cứu năm 2016 cũng cho thấy rằng trên khoảng 80 mg/L FeCl₃, tỷ lệ chất rắn bay hơi trên tổng chất rắn giảm xuống còn khoảng 0,5. Bùn trở nên một nửa khoáng chất. Điều đó quan trọng gấp đôi: bùn khoáng nặng hơn, và nó khử nước khác với bùn sinh học.

Từ chất rắn khô đến thể tích bánh

Chất rắn khô mỗi ngày là một con số kỹ thuật. Thể tích bánh là con số bạn bị tính phí.

Chuyển đổi là:

Thể tích bánh (m³/ngày) = chất rắn khô (kg/ngày) ÷ [ khối lượng riêng đổ đống của bánh (kg/m³) × phần chất rắn ]

Khối lượng riêng đổ đống của bánh bùn thường được lấy trong khoảng 1.050–1.250 kg/m³, nghiêng về phía cao hơn đối với bánh bùn được xử lý bằng vôi hoặc sắt có hàm lượng khoáng cao. Sử dụng 1.100 kg/m³, một tấn chất rắn khô chiếm khoảng:

• 4,5 m³ ở 20% chất khô
• 3,6 m³ ở 25%
• 3,0 m³ ở 30%
• 2,6 m³ ở 35%

Chuyển bánh từ 20% lên 30% chất khô làm giảm khoảng một phần ba thể tích vận chuyển, với cùng khối lượng chất khô. Khi việc thải bỏ được tính theo thể tích, đó chính là lý do thương mại cho lọc áp lực được trình bày bằng số học thay vì một lời tuyên bố.

Độ khô bánh mà bạn thực sự có thể đạt được là bao nhiêu

Tờ thông tin của US EPA về máy ép lọc bản lõm báo cáo chất rắn trong bánh lọc là 45–50% đối với bùn hoạt tính sơ cấp cộng với bùn thảivà lên đến 55% đối với bùn cấp ba đã xử lý bằng vôi.

Đọc ghi chú điều hòa trước khi bạn lập kế hoạch dựa trên những con số đó. Cùng một tài liệu chỉ rõ 10–30% vôi và 5–7,5% clorua sắt trên cơ sở trọng lượng khô để đạt được chúng. Vôi và sắt đi vào bánh bùn như khối trơ, vì vậy một phần của tỷ lệ phần trăm cao đó là chất rắn được thêm vào chứ không phải nước được loại bỏ. Với chỉ xử lý polymer, cùng nguồn tin cho biết khoảng 45% đối với chất rắn sơ cấp và 35% đối với bùn sơ cấp cộng với bùn hoạt tính dư.

Để so sánh, bảng thông tin về máy ép băng tải của EPA đưa ra mức 20–35% đối với bùn sơ cấp thô cộng với bùn hoạt tính dư, và 12–22% đối với bùn hoạt tính dư đã phân hủy kỵ khí. Khoảng cách giữa lọc băng tải và lọc áp lực là có thật, và nó lớn nhất ở những loại bùn khử nước kém nhất.

Một câu trích dẫn đáng chú ý khác: bảng thông tin của EPA nêu rõ rằng máy ép bùn khung bản lõm là giải pháp hiệu quả về chi phí cho các nhà máy có công suất dưới khoảng 4 MGD (khoảng 15.000 m³/ngày).

Gửi gì cho báo giá bùn

• Dân số được phục vụ, hoặc lưu lượng xử lý và COD/BOD và TSS đầu vào
• Cống thoát nước có tiếp nhận nước thải công nghiệp hay không, và từ những ngành công nghiệp nào
• Loại và liều lượng chất keo tụ, và bất kỳ việc bổ sung vôi nào
• Tuổi bùn hoặc chế độ sục khí, nếu giai đoạn sinh học đã tồn tại
• Bùn có được phân hủy hay làm đặc trước khi khử nước hay không
• Cách tính phí xử lý — theo trọng lượng hay theo thể tích

Liên quan: Bạn cần bao nhiêu tấm lọc, Tính toán kích thước máy ép bùn cho bùn thải đô thị theo dân sốvà máy ép lọc so với máy ép trục vít. Thiết bị liên quan: Máy ép lọc kiểu buồng và Máy ép lọc kiểu màng.

Câu hỏi thường gặp

Một nhà máy xử lý nước thải sản sinh bao nhiêu bùn mỗi ngày?

Các nhà máy xử lý nước thải đô thị sản sinh khoảng 70 đến 90 gam chất rắn khô mỗi người mỗi ngày. Một nhà máy phục vụ 50.000 người sản sinh khoảng 3,5 đến 4,5 tấn chất rắn khô mỗi ngày. Các nhà máy công nghiệp có mức dao động lớn hơn nhiều, vì liều lượng chất keo tụ và tải lượng hữu cơ quyết định con số này chứ không phải dân số.

Có thể ước tính lượng bùn từ lưu lượng không?

Không. Kích thước bơm và đường ống được tính theo lưu lượng, không phải theo lượng bùn. Hai nhà máy xử lý cùng lưu lượng có thể tạo ra khối lượng bùn khác nhau gấp nhiều lần tùy thuộc vào chất rắn đầu vào, tải lượng hữu cơ và liều lượng hóa chất. Thay vào đó, hãy ước tính từ chất rắn khô mỗi ngày.

Ferric clorua tạo ra bao nhiêu bùn?

Khoảng 0,4 đến 0,8 kg chất rắn khô trên mỗi kg ferric chloride được định lượng, dựa trên các giá trị đo được. Giới hạn stoichiometric là 0,66 kg trên mỗi kg, chỉ tính kết tủa hydroxide. Phèn tạo ra khoảng 0,26 kg trên mỗi kg trên cùng cơ sở.

Bùn hóa học có nặng hơn bùn sinh học không?

Thường thì có, trong các nhà máy công nghiệp. Ở nồng độ 80 mg/L ferric chloride, chất rắn hóa học đã tương đương với chất rắn sinh học từ việc loại bỏ 200 mg/L BOD. Trên liều lượng đó, bùn trở nên gần như một nửa là khoáng chất, điều này làm thay đổi cả khối lượng và hành vi khử nước của nó.

Làm thế nào để chuyển đổi chất rắn khô thành thể tích bánh?

Lấy lượng chất khô mỗi ngày chia cho khối lượng riêng đổ đống của bánh nhân với phần chất khô. Sử dụng 1.100 kg trên mét khối, một tấn chất khô cho khoảng 3,0 mét khối bánh ở 30% chất khô, hoặc 4,5 mét khối ở 20%.

Sục khí kéo dài có tạo ra ít bùn hơn không?

Vâng, khoảng một nửa đến một phần ba lượng bùn hoạt tính thông thường trên mỗi kg BOD được loại bỏ. Lý do là tuổi bùn: sục khí kéo dài chạy từ 20 đến 30 ngày so với 3,5 đến 10 ngày của phương pháp thông thường, do đó sự phân hủy nội sinh tiêu thụ nhiều sinh khối hơn.

Hãy gửi dân số hoặc tải lượng xử lý, liều lượng chất keo tụ và cơ sở xử lý của bạn, chúng tôi sẽ cùng bạn tính toán lượng bùn và thể tích bánh bùn: Yêu cầu báo giá bùn và hồ sơ kích thước.

Tài liệu tham khảo: US EPA — Tờ thông tin về Máy ép lọc bản lõm (832-F-00-058), US EPA — Bảng thông tin về làm đặc bằng trọng lực (832-F-03-022), Cơ quan Kiểm soát Ô nhiễm Minnesota — Hướng dẫn Xác định Lưu lượng Thiết kế và Tải lượng.