Khối lượng bùn thải quyết định cỡ máy ép, thể tích bể chứa, số chuyến xe thu gom và một khoản chi phí vận hành đáng kể. Vậy mà nhiều trạm chỉ biết con số này khi xe thu gom cân xong. Tính trước được khối lượng bùn giúp thiết kế đúng, dự toán đúng — và phát hiện được khi bùn phát sinh với bùn chuyển giao không khớp nhau.
Hai con số cần phân biệt
| Đại lượng | Ý nghĩa | Đơn vị |
|---|---|---|
| Khối lượng chất khô | Phần rắn thực sự trong bùn, không tính nước | kg chất khô/ngày |
| Khối lượng bùn bánh | Bùn sau ép, gồm cả chất khô và nước còn lại | kg hoặc tấn/ngày |
Mọi tính toán bắt đầu từ chất khô. Sau đó quy đổi ra bùn bánh theo độ khô sau ép.
Thuộc chuyên đề: Xử lý bùn thải trạm xử lý nước thải
Bùn sinh học
Vi sinh ăn chất hữu cơ và sinh sôi. Phần sinh khối tăng thêm phải được xả bỏ để giữ hệ ổn định — đó là bùn sinh học dư.
Bùn sinh học (kg chất khô/ngày) = Y × BOD bị loại bỏ (kg/ngày)
Trong đó Y là hệ số sinh bùn quan sát — kg chất khô sinh ra trên mỗi kg BOD bị loại bỏ. Hệ số này không cố định:
| Yếu tố | Ảnh hưởng đến Y |
|---|---|
| Tuổi bùn dài | Y thấp hơn — vi sinh tự phân hủy nhiều hơn |
| Tuổi bùn ngắn | Y cao hơn |
| Nước thải nhiều chất rắn trơ, không phân hủy | Y cao hơn — chất trơ tích lũy vào bùn |
| Nhiệt độ cao | Y thường thấp hơn |
Trong tài liệu kỹ thuật, Y quan sát của hệ bùn hoạt tính thường nằm trong khoảng 0,3 đến 0,8 kg chất khô/kg BOD tùy các yếu tố trên. Cách đáng tin nhất là xác định Y từ số liệu vận hành thực tế của chính trạm.
Bùn hóa lý
Bùn hóa lý gồm hai phần:
- Chất rắn bị loại bỏ — cặn lơ lửng, chất keo được keo tụ và lắng xuống
- Kết tủa hóa chất — nhôm hydroxit, sắt hydroxit sinh ra từ chính hóa chất keo tụ
Bùn hóa lý = TSS bị loại bỏ + Kết tủa từ hóa chất
Kết tủa từ hóa chất keo tụ
Mỗi kg nhôm (Al) châm vào tạo ra khoảng 2,9 kg nhôm hydroxit Al(OH)₃ — tính từ khối lượng mol 78/27.
Với PAC, cần quy đổi từ hàm lượng Al₂O₃:
| Bước | Tính |
|---|---|
| Al trong Al₂O₃ | 54/102 ≈ 0,53 |
| PAC có 30% Al₂O₃ → Al trong mỗi kg PAC | 0,30 × 0,53 ≈ 0,16 kg |
| Al(OH)₃ sinh ra mỗi kg PAC | 0,16 × 2,9 ≈ 0,46 kg |
Tức là mỗi kg PAC loại 30% Al₂O₃ tạo thêm khoảng 0,46 kg chất khô trong bùn — chưa tính cặn mà nó kéo theo. Con số thực tế còn phụ thuộc phản ứng phụ và độ kiềm, nhưng đủ để ước tính.
Châm thừa hóa chất không chỉ tốn tiền hóa chất mà còn tăng bùn phải xử lý.
Quy đổi sang bùn bánh
Bùn bánh (kg/ngày) = Chất khô (kg/ngày) ÷ Độ khô sau ép
Độ khô sau ép phụ thuộc loại bùn, loại máy ép và polymer. Bùn sinh học thường khó ép khô hơn bùn hóa lý.
Ví dụ tính đầy đủ
Số liệu giả định cho một trạm có hóa lý trước và sinh học sau:
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Lưu lượng | 500 m³/ngày |
| TSS bị loại ở hóa lý | 150 mg/L |
| Liều PAC (30% Al₂O₃) | 100 mg/L |
| BOD bị loại ở sinh học | 400 mg/L |
| Hệ số Y | 0,5 kg/kg BOD |
Tính:
| Thành phần | Cách tính | Kết quả |
|---|---|---|
| TSS loại ở hóa lý | 500 × 150 / 1.000 | 75 kg/ngày |
| PAC dùng | 500 × 100 / 1.000 | 50 kg/ngày |
| Kết tủa từ PAC | 50 × 0,46 | 23 kg/ngày |
| Bùn hóa lý | 75 + 23 | 98 kg/ngày |
| BOD bị loại | 500 × 400 / 1.000 | 200 kg/ngày |
| Bùn sinh học | 200 × 0,5 | 100 kg/ngày |
| Tổng chất khô | 98 + 100 | 198 kg/ngày |
Quy đổi sang bùn bánh:
| Độ khô sau ép | Bùn bánh |
|---|---|
| 18% | khoảng 1.100 kg/ngày |
| 20% | khoảng 990 kg/ngày |
| 25% | khoảng 790 kg/ngày |
Từ 18% lên 25% độ khô, khối lượng phải chở đi giảm khoảng 28%. Đó là lý do tối ưu polymer và máy ép có giá trị kinh tế rõ ràng.
Thể tích bùn lỏng trước ép: nếu bùn trong bể chứa có nồng độ khoảng 1%, 198 kg chất khô tương ứng khoảng 20 m³ bùn lỏng mỗi ngày — con số dùng để chọn thể tích bể chứa và công suất bơm bùn.
Kiểm tra bằng cân bằng vật chất
Sau khi trạm chạy, so sánh ba con số:
- Bùn tính toán từ số liệu vận hành
- Bùn đo được — lượng bùn xả, nồng độ bùn xả
- Bùn chuyển giao theo chứng từ thu gom
Lệch lớn giữa các con số là tín hiệu cần tìm hiểu:
| Lệch | Khả năng |
|---|---|
| Bùn chuyển giao ít hơn nhiều so với tính toán | Bùn đang mất theo nước ra, tích tụ trong bể, hoặc chứng từ không đầy đủ |
| Bùn chuyển giao nhiều hơn nhiều so với tính toán | Độ khô thấp hơn ước tính, châm hóa chất thừa, hoặc số liệu đầu vào chưa đúng |
| Bùn phát sinh tăng mà tải không đổi | Liều hóa chất tăng, hoặc nước thải đầu vào thay đổi thành phần |
Khối lượng bùn phát sinh và chuyển giao là điểm thanh tra hay đối chiếu. Có cân bằng vật chất rõ ràng giúp giải trình khi cần.
Bài liên quan
Biết bùn phát sinh mỗi ngày — và có khớp với chứng từ không
Tính toán một lần lúc thiết kế cho con số kỳ vọng. Nhưng khối lượng bùn thay đổi theo tải, theo liều hóa chất, theo độ khô sau ép — mỗi ngày một khác.
X-IRIS giúp theo dõi bùn thải:
- Tính khối lượng bùn phát sinh theo ngày từ lưu lượng, tải xử lý và liều hóa chất
- Ghi nhận độ khô, liều polymer cho từng mẻ ép
- Đối chiếu bùn phát sinh với bùn chuyển giao theo chứng từ
- Cảnh báo bể chứa bùn sắp đầy khi máy ép dừng
Bước tiếp theo
Gửi phiếu khảo sát hiện trạng trạm của Quý vị →
Liên hệ: 0919 124 338 · erp.xiris@gmail.com
Xem thêm: Báo cáo và số hóa vận hành · Theo dõi điện năng và hóa chất
Câu hỏi thường gặp
Có công thức nhanh để ước tính bùn theo lưu lượng không? Ước tính theo lưu lượng rất thiếu chính xác, vì khối lượng bùn phụ thuộc tải ô nhiễm và hóa chất, không phụ thuộc lưu lượng. Nên tính theo BOD bị loại bỏ, TSS bị loại bỏ và liều hóa chất.
Vì sao bùn sinh học khó ép hơn bùn hóa lý? Bùn sinh học chứa nhiều nước liên kết trong tế bào và chất nhầy ngoại bào, nên khó tách nước hơn. Bùn hóa lý có tỷ lệ chất vô cơ cao hơn, thường ép khô hơn.
Kéo dài tuổi bùn có giảm lượng bùn không? Có, tuổi bùn dài hơn làm vi sinh tự phân hủy nhiều hơn nên lượng bùn dư giảm. Đổi lại, bể sinh học cần lớn hơn và nhu cầu oxy tăng. Cần cân đối giữa chi phí xử lý bùn và chi phí điện sục khí.
Bùn bánh nặng hơn tính toán là do đâu? Thường do độ khô thực tế thấp hơn giả định, châm hóa chất nhiều hơn mức thiết kế, hoặc tải đầu vào cao hơn số liệu dùng để tính.
