1) Định nghĩa & ký hiệu

\(N_{DP}\)​ (mg NO3​-N/L): lượng nitrat tối đa có thể khử được trong các giai đoạn kị khí/thiếu khí của một chu kỳ, nếu có đủ NOx được cấp.

\(S_{S1}\)​ (mgCOD/L): rbCOD có sẵn ngay tại đầu giai đoạn trộn (đầu chu kỳ).

\(C_{S1}\) (mgCOD/L): tổng COD có thể phân hủy sinh học ở đầu chu kỳ (≈ rbCOD + sbCOD), do đó \(C_{S1}-S_{S1}\)​ là phần sbCOD/hydrolysable COD ban đầu.

\(T_{AOX}\)​: tổng thời gian anoxic trong chu kỳ; \(T_P\)​: thời lượng phần trộn-phản ứng của chu kỳ.

\(\eta\) (0–1): hệ số hiệu chỉnh hoạt tính dị dưỡng khi thiếu oxy (tốc độ/khả năng sử dụng cơ chất dưới điều kiện anoxic thấp hơn hiếu khí).

\(Y_{NH}\): hiệu suất sinh khối dị dưỡng dưới điều kiện anoxic (đơn vị theo COD/COD). Khi dị dưỡng sử dụng COD, một phần \(Y_{NH}\) đi vào sinh khối, phần còn lại \(1-Y_{NH}\) bị oxy hóa (cung cấp electron cho khử NOx).

Hệ số chuyển đổi: 2.86 mgCOD cần để khử 1 mg NO3​-N đến N₂​.

2) Cân bằng electron cho khử nitrat

Khử NO3−N​ tiêu thụ “COD hô hấp” – chính là phần COD bị oxy hóa, không tính vào phần tạo sinh khối.

Với mỗi mg COD bị oxy hóa, lượng NO3​-N khử được là 2.86 mg N.

Vì vậy, nếu trong pha anoxic có sẵn \(COD_{anox}^{ox}\)​ (mgCOD/L) để bị oxy hóa, thì:

\[N_{DP}=\frac{COD_{anox}^{ox}}{2.86}\]

Phần COD bị oxy hóa chính là \((1-Y_{NH})\times COD_{anox}^{rem}\)​, với \(COD_{anox}^{rem}\) là lượng COD có thể bị loại (tiêu thụ) trong các pha anoxic. Suy ra:

\[N_{DP}=\frac{1-Y_{NH}}{2.86}\; COD_{anox}^{rem}\]

3) COD khả dụng trong pha anoxic của SBR

Trong SBR, COD khả dụng cho khử nitrat đến từ hai “nguồn” tại đầu chu kỳ:

(i) rbCOD tức thời: có ngay để sử dụng trong anoxic ⇒ đóng góp \(S_{S1}\)​.

(ii) sbCOD (hydrolysable COD): chỉ trở thành rbCOD nhờ thủy phân theo thời gian. Với giả định bậc-nhất/chia đều theo thời gian ở mức đơn giản, tỷ phần của sbCOD được giải phóng trong khoảng anoxic bằng tỷ phần thời gian anoxic: