Hướng dẫn cách tính công suất máy thổi khí cho bể Aerotank

Hệ thống sục khí thường chiếm hơn $60\%$ chi phí điện năng của toàn trạm xử lý. Do đó, việc tính công suất máy thổi khí chính xác là bài toán kinh tế hàng đầu của kỹ sư môi trường. Một máy thổi khí quá nhỏ sẽ khiến vi sinh bị chết ngạt, gây ra hiện tượng bùn đen và mùi hôi. Ngược lại, máy quá lớn sẽ làm vỡ bông bùn hoạt tính và hao phí điện năng. Hãy áp dụng công thức thực nghiệm dưới đây để lựa chọn thiết bị phù hợp cho /quy-trinh-xu-ly-nuoc-thai-sinh-hoat.

[Image: Engineering chart calculating airflow and dissolved oxygen requirements]

1. Công thức tính lưu lượng khí cần thiết ($Q_{khí}$)

Lưu lượng khí cần cung cấp phụ thuộc trực tiếp vào thể tích bể và nhu cầu oxy của vi sinh.

Theo tiêu chuẩn thiết kế thực nghiệm, lưu lượng không khí cần thiết cho $1$ $m^3$ thể tích bể Aerotank dao động từ $20$ đến $30$ $m^3$ không khí/ngày. Công thức tính tổng lưu lượng khí ($Q_{khí}$) trong một giờ là:

Trong đó:

• $V$: Thể tích của bể hiếu khí Aerotank ($m^3$).

• $R$: Cường độ sục khí thực nghiệm (Chọn $R = 25$ $m^3$ khí / $m^3$ bể $\cdot$ ngày).

2. Xác định áp lực cột áp của máy thổi khí ($H_{áp}$)

Máy thổi khí phải tạo ra một áp lực đủ lớn để thắng được sức cản của mực nước và đường ống.

Công thức tính áp lực cột áp ($H_{áp}$) tiêu chuẩn bao gồm:

Trong đó:

• $h_{nước}$: Chiều cao mực nước thực tế trong bể Aerotank ($m$).

• $h_{tổn thất}$: Tổn thất áp suất trên đường ống dẫn khí (thường chọn $0.3$ – $0.5$ $m$).

• $h_{đĩa}$: Áp lực để khí xuyên qua màng đĩa phân phối (thường chọn $0.2$ – $0.3$ $m$).

Ví dụ, nếu bể của bạn sâu $4$ $m$, áp lực đầu ra của máy thổi khí cần đạt tối thiểu là $4.7$ $m$ cột nước (tương đương khoảng $0.47$ $bar$).

[Image: Mechanical technician verifying air pressure at the blower output valve]

3. Cách tính công suất động cơ máy thổi khí ($P$)

Sau khi có lưu lượng ($Q_{khí}$) và áp lực ($H_{áp}$), bạn có thể tính công suất điện ($P$).

Công thức tính công suất động cơ ($kW$) trên lý thuyết được xác định như sau:

Trong đó:

• $\eta$: Hiệu suất của máy thổi khí (thường dao động từ $0.6$ đến $0.75$).

• $K$: Hệ số an toàn cho động cơ (thường chọn $K = 1.15$ đến $1.2$).

Dựa vào giá trị $P$ tính toán được, bạn sẽ chọn dòng motor tiêu chuẩn có sẵn trên thị trường (ví dụ: $2.2$ $kW$, $3.7$ $kW$, $5.5$ $kW$, $7.5$ $kW$). Việc lựa chọn thiết bị có công suất phù hợp giúp hệ thống phân phối khí vận hành êm ái. Đồng thời, nó bảo vệ các đĩa sục khí không bị rách do quá áp.