Để điều khiển quá trình xử lý, cần thực hiện các bước sau: bùn tuần hoàn từ các bể lắng thứ cấp chảy vào bể bùn hoạt tính, tuần hoàn nội tại của hỗn hợp nước thải và bùn giàu nitơrát từ
Cơ sơ pháp lý trong việc xử lý nước thải
- Luật bảo vệ môi trường 72/2020/QH14
- Khoản 19 Điều 3 Nghị định 40/2019/NĐ-CP có hiệu lực từ ngày 01/07/2019
- Điều 37 Nghị định 38/2015/NĐ-CP
- Các qui định về xả thải đối với nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp
- Các tiêu chuẩn, qui chuẩn về xử lý nước thải: TCVN5945, TCVN7957, QCVN14, QCVN 40:2011/BTNMT
- Các thông tư, nghị định hướng dẫn về xử lý nước thải
Đại cương về xử lý nước thải
Khái niệm về xử lý nước thải
Nước thải chứa nhiều loại chất ô nhiễm ở các trạng thái vật lý khác nhau, bao gồm chất lắng, chất nổi, chất rắn lơ lửng, chất keo và chất hòa tan Để loại bỏ những chất này, các nhà máy xử lý nước thải áp dụng các quy trình kỹ thuật phù hợp với từng nhóm chất ô nhiễm Các quy trình này dựa trên các cơ chế vật lý, sinh học và hóa học nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải.
Bước đầu tiên trong xử lý nước thải là phương pháp cơ học, nơi các chất thô, cát và chất lắng được tách ra khỏi nước nhờ vào các quá trình vật lý đơn giản Sau đó, chất rắn lơ lửng và các chất hữu cơ hòa tan chủ yếu được loại bỏ thông qua xử lý sinh học Một số chất hòa tan cần được xử lý thêm bằng phương pháp keo tụ - lắng để hỗ trợ cho quá trình sinh học Đối với các chất độc hại, quy trình hóa học có thể là bước tiền xử lý cần thiết trước khi nước thải được đưa vào nhà máy xử lý.
Xử lý bùn thải là một phần quan trọng trong quá trình xử lý nước thải, bắt đầu từ việc tách các chất ra khỏi nước Bùn thải cần được xử lý qua quy trình xử lý bùn, trong đó áp dụng các phương pháp cơ học, hóa học và sinh học Do bùn có khối lượng lớn với lượng nước và nồng độ chất hữu cơ cao, việc ổn định và giảm thiểu khối lượng bùn là cần thiết Quá trình ổn định diễn ra thông qua việc phân hủy các chất hữu cơ, trong khi việc giảm thể tích bùn được thực hiện qua các bước tách nước khác nhau.
Để xử lý nước thải hiệu quả, có nhiều phương pháp khác nhau như cơ học, hóa học và sinh học, mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng Việc lựa chọn giữa bể lắng hình tròn hay hình chữ nhật, cùng với thiết bị hút hoặc gạt bùn, là rất quan trọng Để duy trì ổn định sinh học hiếu khí, ôxy được cung cấp qua thiết bị khí bề mặt hoặc hệ thống khí nén với các dạng phân phối khí khác nhau Tất cả thiết bị và công trình cần phải được lắp đặt đồng bộ để đảm bảo hiệu quả kinh tế và an toàn trong vận hành.
Quá trình xử lý
Trong nhà máy xử lý nước thải, quá trình xử lý diễn ra qua nhiều công đoạn khác nhau Để đảm bảo an toàn và ổn định trong vận hành, mỗi công đoạn được thực hiện trong các bể đơn vị Hệ thống thiết bị máy móc được lắp đặt với nhiều bộ và có dự phòng, giúp tăng cường độ tin cậy Thiết kế với nhiều đơn nguyên và thiết bị dự phòng không chỉ đảm bảo an toàn mà còn tạo sự chủ động trong quá trình vận hành.
Hình 1 : Sơ đồ công nghệ của một nhà máy xử lý có khử Nitơ
Do cống thoát nước nằm ở độ sâu lớn, nước thải thường cần được bơm lên các nhà máy hoặc trạm xử lý Quá trình xử lý cơ học bao gồm các thiết bị chắn rác, bể lắng cát, bể tách mỡ, bộ tách váng và bể lắng sơ cấp.
Quá trình xử lý sinh học bao gồm bể lọc sinh học nhỏ giọt kết hợp với bể lắng thứ cấp hoặc bể bùn hoạt tính và bể lắng thứ cấp Trong bể bùn hoạt tính AO, quá trình tách Nitơ được thực hiện qua hai ngăn: ngăn khử Nitơ (D) và ngăn Nitơrát hóa (N) Để kiểm soát quá trình xử lý, bùn từ bể lắng thứ cấp được tuần hoàn vào bể bùn hoạt tính, trong khi hỗn hợp nước thải và bùn giàu nitơrát từ ngăn N được chuyển về ngăn D Đồng thời, hỗn hợp nước và bùn không có nitơrát từ ngăn D được chuyển tới ngăn A, và nước thải không có oxy và nitơrat từ thiết bị cô đặc bùn được cấp vào ngăn A Sau khi khử nitơ theo bậc, nước thải đã lắng sơ bộ cần được phân chia vào các ngăn D hiện có.
Xử lý bùn là quá trình quan trọng trong việc xử lý nước thải, nơi các chất tách ra từ nước thải cần được xử lý tiếp Bùn thải trải qua các bước cô đặc, ổn định và tách nước để loại bỏ hoàn toàn các chất còn lại mà không gây hại cho môi trường Trong quá trình này, việc tái sử dụng bùn, như trong nông nghiệp hoặc sản xuất năng lượng, được ưu tiên hơn so với phương pháp chôn lấp.
Nước thải sau khi xử lý được xả vào nguồn nước để trở lại chu trình nước tự nhiên.
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học nhằm tách các chất rắn không hòa tan, giúp các quá trình công nghệ tiếp theo diễn ra ổn định Việc này cũng đảm bảo rằng các nguồn tiếp nhận nước thải không bị ảnh hưởng tiêu cực bởi cặn lắng.
Tất cả các chất rắn không hòa tan trong nước thải chịu tác động của trọng lực, dẫn đến việc các phần tử có tỉ trọng lớn hơn nước lắng xuống, trong khi các phần tử nhẹ hơn nổi lên Các công trình xử lý cơ học bao gồm song chắn rác và lưới lọc để loại bỏ vật thể lớn, thiết bị tách mỡ và tách váng để xử lý các chất nổi, cùng với bể lắng cát và bể lắng nhằm loại bỏ các phần tử nặng lắng xuống đáy.
Các vật thể lớn và chất nổi
Các vật thể lớn như rác và lá cây thường bị giữ lại trên song chắn rác, có thể được xử lý bằng cách cào cơ khí hoặc vớt thủ công Song chắn rác được thiết kế với các thanh thép được đặt vuông góc hoặc nghiêng một góc nhỏ so với dòng nước thải, giúp tăng hiệu quả giữ lại các chất thải lớn.
Mỡ nổi trên mặt nước có tác động tiêu cực đến các công trình xử lý nước, trong khi xăng và dầu gây hại cho quá trình ủ bùn Để loại bỏ chúng, nước được xử lý qua bể tách dầu, mỡ hoặc tách váng Bể này có các vách tường thẳng đứng, giúp các phần tử có tỉ trọng nhỏ nổi lên trên, trong khi nước sẽ di chuyển xuống dưới và theo dòng hướng lên để tách ra khỏi bể.
Các chất rắn không lắng và không nổi lên tạo thành huyền phù trong nước, chỉ có thể hấp thụ vào sinh khối trong quá trình xử lý sinh học Đây là các chất rắn không hòa tan, phân tán tinh hoặc các phần tử keo có tỉ trọng gần như nước Chúng có thể được tách ra bằng cách dính kết với bọt khí nhỏ, tạo thành váng nổi trên mặt nước để vớt ra Ngoài ra, các chất rắn lơ lửng này có thể kết tụ thành bông cặn lớn nhờ hóa chất keo tụ và lắng xuống.
Các chất không hòa tan trong nước có tỷ trọng lớn hơn nước có thể được tách ra thông qua các công trình lắng Hiệu quả lắng phụ thuộc vào tốc độ lắng của hạt cặn và vận tốc dòng chảy ngang Nếu vận tốc quá lớn, hạt sẽ không lắng được và trôi theo dòng nước Thời gian lắng của hạt nhỏ nhất phải nhỏ hơn hoặc bằng thời gian chảy trong bể theo phương nằm ngang.
Các công trình nhận nước trong dây chuyền xử lý nước thải thường bao gồm các công trình sau:
+ Ngăn tiếp nhận nước thải
+ Bể lắng sơ cấp, thứ cấp
+ Các công trình xử lý sinh học như : bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể bùn hoạt tính, mương oxy hóa, bể SBR, MSBR, bãi lọc trồng cây…
+ Các công trình khử trùng nước
Song chắn rác- Lưới chắn rác
Chức năng, nhiệm vụ
Trong nước thải thường chứa nhiều loại rác thải rắn như rơm rạ, cây cành, bao bì nhựa, dầu mỡ và cát sỏi Các hạt lơ lửng ở dạng huyền phù rất khó lắng và có thể cản trở dòng chảy Song chắn rác đóng vai trò quan trọng trong việc giữ lại các loại rác thải này, đảm bảo dòng chảy thông suốt và ngăn ngừa tắc nghẽn Ngoài ra, song chắn rác còn giúp hạn chế ngập úng, tăng cường khả năng thoát nước nhanh chóng, bảo vệ các công trình phía sau như bơm và máy móc khỏi hư hỏng do nghẹt rác, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý nước thải.
Song chắn rác là thiết bị thiết yếu trong hệ thống xử lý nước thải, giúp loại bỏ rác thải và ngăn ngừa ách tắc dòng nước Việc thiết kế và lắp đặt song chắn rác là bắt buộc, vì nó là thiết bị tiếp xúc đầu tiên với nước thải Song chắn có thể được đặt cố định hoặc di động, thường gặp nhất là loại cố định, bao gồm các thanh kim loại (thép không gỉ) trong khung thép hình chữ nhật, dễ dàng trượt lên xuống Các thanh song chắn có thể có tiết diện tròn, vuông hoặc hỗn hợp, nghiêng một góc từ 60-75 độ, đảm bảo hiệu quả trong việc xử lý nước thải.
Song chắn rác là thiết bị quan trọng giúp giữ lại rác thải như bao bì, túi ni lông và lá cây sau khi nước thải đi qua, từ đó làm sạch dòng chảy sơ bộ Khi song chắn rác đầy, cần tiến hành làm sạch bằng cách thu gom rác thủ công hoặc cơ giới Các vật thải này sau đó sẽ được xử lý tiếp để bảo vệ môi trường.
Biện pháp thu gom rác thải bao gồm việc sử dụng cào rác bằng kim loại để lấy rác thủ công nhiều lần trong ngày Khi khối lượng rác quá lớn, biện pháp cơ giới sẽ được áp dụng, bao gồm việc sử dụng máy và kết hợp với máy nghiền rác để xử lý hiệu quả hơn.
Song chắn rác là thiết bị quan trọng được lắp đặt ở vị trí đầu tiên trong hệ thống xử lý nước, thường được đặt nổi tại các kênh nước trước khi nước vào trạm xử lý hoặc trước trạm bơm, nhằm tập trung nước thải chảy vào hầm bơm Đặc biệt, song chắn rác được bố trí vuông góc với dòng chảy để tối ưu hóa hiệu quả thu gom rác thải.
Hình 2: Một số hình ảnh do minh họa tác hại của rác trong nước
Phân loại song chắn rác
Lọc cùng chiều/ ngược chiều
- Phân loại SCR theo chiều thu gom rác và chiều dòng chảy thì có 2 loại
+ Song chắn rác cùng chiều dòng chảy
+ Song chắn rác ngược chiều dòng chảy
Phân loại SCR theo kích thước của song chắn rác có các loại sau:
+ Song chắn rác thô Khoảng cách: 20 – 200 mm
+ Song chắn rác trung bình 11 – 20 mm
+ Song chắn rác tinh 2 – 10 mm
+ Song chăn rác siêu tinh 0,3 m/s
Vận tốc dòng chảy tối thiểu trong máng nước mở rộng: > 0,5 m/s
Vận tốc dòng chảy giữa các thanh chắn: < 1,2 m/s Đường dẫn nước qua song chắn rác phải có nhiều đường để đảm bảo
+ Điều chỉnh phù hợp với lượng nước đầu vào
+ Bảo đảm an toàn khi vận hành khi có sự cố xảy ra
1.3.2 Sự tác động của tốc độ dòng chảy
Khi lắp đặt song và lưới chắn rác trên mương máng dẫn nước, cần chú ý rằng chúng có thể làm giảm tiết diện dòng chảy, dẫn đến tăng vận tốc dòng chảy Để đảm bảo tiết diện dòng chảy không thay đổi, việc mở rộng tiết diện của mương và máng dẫn nước là rất cần thiết tại các vị trí lắp đặt.
Khi lắp đặt song, lưới chắn rác nên lắp theo các hình thức sau:
- Quay vòng: Để bảo đảm an toàn vận hành
- Nhiều đường chảy: + Để điều chỉnh phù hợp với lượng nước đầu vào + Bảo đảm an toàn vận hành (Các tình huống sự cố)
Vệ sinh song chắn rác bằng hiệu ứng chênh lệch mực nước
Chúng ta có thể tự động hóa quy trình vệ sinh song chắn rác bằng cách sử dụng các phép đo liên tục mực nước trước và sau song chắn rác hoặc độ chênh áp qua song chắn rác Việc này cho phép lấy tín hiệu điều khiển các thiết bị cào rác và vệ sinh hiệu quả Sử dụng cảm biến đo mực nước sẽ giúp xác định chính xác độ chênh lệch mực nước, từ đó tối ưu hóa quá trình làm sạch song chắn rác.
Để xác định mực nước tại SCR, có thể tự động hóa quá trình vệ sinh song chắn rác bằng bộ điều khiển thời gian hoạt động và thời gian nghỉ của thiết bị cào rác Chu kỳ thu rác được lập trình sẵn, luân phiên theo khoảng thời gian xác định, đặc biệt trong tình huống tải lượng thấp vào ban đêm, nhằm tránh việc rửa rác song chắn Ngoài ra, thiết bị cũng hoạt động liên tục khi gặp tình huống vượt tải, như trong mùa mưa.
Khi lắp đặt SCR, cần chú ý đến việc bố trí đường xả sự cố cho hệ thống Trong trường hợp SCR gặp sự cố và không hoạt động, nước sẽ được xả qua đường xả sự cố Ngoài ra, có thể thiết kế thành nhiều đơn nguyên để đảm bảo hoạt động liên tục, ngay cả khi có sự cố hoặc trong quá trình bảo trì, bảo dưỡng thiết bị.
Hình 7: Bố trí Song chắn rác Trong quá trình quản lý vận hành phải chú ý:
- Song chắn điều khiển bằng tay: nhiều lần trong ngày
- Song chắn thu rác bằng máy: một đến hai lần một ngày
- Khi mưa to/ mưa bão cần kiểm tra thường xuyên để song chắn không bị tắc nghẹt
Loại bỏ các chất lắng trong mương song chắn và tại điểm đo xác định độ chênh mực nước vì:
+ Chúng sẽ gây sai lệch trong phép đo chênh mực nước/ chênh áp
(đây là nguyên nhân gây sai lệch thường xuyên nhất)
+ Điều khiển chu trình thu gom rác không còn chính xác, nó dẫn tới việc điều khiển song chắn rác bị sai
Loại bỏ ngay các song bị hỏng và các đóng cặn phía trước song chắn
Chú ý tới việc đảm bảo tuần hoàn không khí, vì sẽ có nguy cơ hình thành các khí dễ nổ.
Xử lý chất thải rắn thu được từ song, lưới chắn rác
Trong quá trình thu gom và vận chuyển nước thải đến trạm xử lý, lượng rác thải được tách ra từ các song và lưới chắn rác khá lớn Rác thải này chứa nhiều chất hữu cơ, nếu không được xử lý kịp thời sẽ gây ra mùi hôi và thu hút sâu bọ, côn trùng Do đó, việc xử lý rác thải là cần thiết để đảm bảo môi trường sạch sẽ và ngăn ngừa các vấn đề vệ sinh.
+ Có thể tái sử dụng chuứng
+ Giảm thể tích và khối lượng rác cần vận chuyển, xử lý
+ Tăng giá trị nhiệt lượng
+Giảm ổ nhiễm môi trường, hạn chế côn trùng
+ Chuyển trở lại tải lượng hữu cơ vào nước thải
Rác thải thu được từ song và lưới chắn rác cần được xử lý theo quy trình kỹ thuật cụ thể Bước đầu tiên trong quy trình xử lý rác là tiến hành rửa sạch rác thải.
Quá trình rửa giúp cho:
+ Loại bỏ được phần, chất béo, bùn
+ Giảm các thành phần hữu cơ Giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm
+ Tăng khả năng tách nước của rác song chắn
+ Chuyển trở lại tải lượng hữu cơ vào nước thải
+ Nhờ rút nước, giá trị nhiệt được tăng lên giúp quá trình xử lý nhiệt được cải thiện
Giữ lại chất hữu cơ và cùng đó giữ lại BOD5 trong dòng đầu vào của trạm
XLNT giúp giảm sự phát tán mùi hôi, giảm thể tích vận chuyển và tiết kiệm chi phí xử lý Để tách nước khỏi rác và giảm khối lượng rác thải hiệu quả, việc sử dụng các thiết bị ép rác là giải pháp tối ưu.
Hình 12: Máy ép rác trục vít + Ép dạng pit tông
Hình 13 Máy ép rác pitong
Hình 14: Máy ép rác dạng trống
1.5.4 Tái sử dụng hoặc tiêu hủy
Rác thải thu gom từ các song và lưới chắn rác sau khi được rửa sạch có thể được phân loại để tái chế và tái sử dụng Những loại rác không thể tái chế hoặc tái sử dụng sẽ được xử lý tại bãi chôn lấp hoặc trong các lò đốt rác.
- Khả năng tái sử dụng của rác thải từ song chắn rác có thể :
+ Tận dụng làm phân vi sinh
+ Các chất không thẻ tái sử dụng thì đem chôn lấp
CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Trình bày chức năng nhiệm vụ, vị trí của song/lưới chắn rác trong dây chuyền xử lý nước thải
Câu 2: Trình các cách phân loại song/lưới chắn rác
Câu 3: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của song chắn rác cùng chiều dòng chảy?
Câu 4: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của song chắn rác ngược chiều dòng chảy?
Câu 5: Trình bày cách bố trí song/ lưới chắn rác trong dây chuyền xử lý nước thải
Câu 6: Trình bày qui trình quản lý vận hành song/lưới chắn rác
Câu 7: Tại sao cần phải xử lý rác thu được từ song/ lưới chắn rác
Câu 8: Nêu các biện pháp xử lý rác thu được từ song/lưới chắn rác.
Bể lắng cát
Chức năng, nhiệm vụ
Sự có mặt của cát trong nước thải gây ra các sự cố vận hành trong quá trình vận hành trạm xử lý nước thải như:
- Các bể hoạt tính có cát gây lắng đọng trong tạo ra các vùng chết
- Cát lắng đọng trong đường ống gây thay đổi thiết diện và cùng đó là điều kiện thủy lực
- Làm bít, tắc hệ thống phân phối khí trong các bể sinh học
- Bào mòn đường ống áp lực, bơm và các khớp nối
- Ăn mòn tăng trong các công trình chứa bùn và tách nước bùn
- Gây tắc các thiết bị hút bùn và ống vận chuyển bùn
- Giảm hiệu quả xử lý bùn nếu xuất hiện cát trong bể ủ
- Tăng sự ăn mòn lên các thiết bị máy móc nói chung
Để đảm bảo hoạt động ổn định và nâng cao hiệu quả xử lý tại trạm xử lý nước thải, việc tách cát là cần thiết nhằm giảm thiểu sự cố do cát gây ra trong quá trình vận hành.
Dầu mỡ và cát gây tắc nghẽn thiết bị thông gió, đường ống và thanh trượt, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của các công trình xử lý nước thải Chúng cản trở quá trình xử lý sinh học và lắng bùn, dẫn đến tình trạng bùn nổi và tạo bọt gia tăng nếu không được tách biệt Ngoài ra, dầu và xăng cũng có tác động tiêu cực đến quy trình xử lý bùn Để tách chất nổi, các công trình như bể tách dầu mỡ và bể lắng cát thổi khí thường được sử dụng, phù hợp cho việc loại bỏ xăng dầu không được phép trong hệ thống thoát nước Trước các trạm xử lý, bể tách mỡ được lắp đặt tại các nhà bếp lớn, lò mổ và xí nghiệp chế biến thực phẩm, trong khi thiết bị tách xăng dầu thường được đặt ở vị trí thấp tại các trạm xăng dầu hoặc ga-ra.
Tách chất nổi và váng bọt là bước cần thiết trước giai đoạn sinh học trong quy trình xử lý nước thải Đối với các trạm xử lý có công suất nhỏ, việc tách chất nổi có thể thực hiện ngay trong bể lắng sơ cấp Cần trang bị tấm chắn tại máng thu gom và máng dẫn để loại bỏ váng bọt và chất nổi ra ngoài bể lắng.
Thông số vận hành của bể lắng cát
2.2.1 Các thống số tính toán thiết kế a Bể lắng cát ngang:
- Vận tốc dòng chảy trong bể khi lưu lượng lớn nhất là 0,3 m/s; khi lưu lượng nhỏ nhất là 0,15 m/s
- Độ lớn thuỷ lực của cát giữ lại trong bể U0 lấy bằng 18 đến 24 mm/s
- Thời gian lắng cát không nhỏ hơn 30 s khi lưu lượng lớn nhất thường trong khoảng 5 đến 20 phút
- Chiều sâu tính toán Hn bằng 0,25 đến 1m b) Bể lắng cát có thổi khí:
- Độ lớn thuỷ lực của hạt cát U0 lấy 18mm/s
- Độ dốc ngang của đáy bể (về phía máng thu) 0,2 – 04
- Cửa đưa nước vào bể phải trùng với chiều quay của nước trong bể và cửa đưa nước ra phải đặt ngập
- Tổng chiều sâu của bể H lấy 0,2 - 3,5 m
- Dàn phân phối khí làm bằng ống đục lỗ, đường kính lỗ 3,5 mm đặt ở độ sâu 0,7H
- Tốc độ chảy khi lưu lượnglớn nhất V bằng 0,08 - 0,12 m/s
- Tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều sâu của bể B : H lấy 1: 1,5
2.2.2 Tính toán các thông số
Tính toán bể lắng cát ngang và bể lắng cát có thổi khí theo các công thức:
1 Diện tích tiết diện ướt W (m 2 ): n V
Q - Lưu lượng lớn nhất của nước thải (m 3 /s); n - Số bể hoặc số đơn nguyên;
V - Vận tốc của nước trong bể (m/s)
2 Chiều dài công tác của bể L (m):
U0 và U là độ lớn thủy lực của hạt (mm/s), được xác định thông qua tốc độ lắng tự do của hạt cát trong cả trạng thái tĩnh và động trong bể, theo quy định trong Bảng 26.
K- Hệ số tỷ lệ U0: U chọn theo Bảng 27.TCVN7957
Hn - Chiều cao tính toán của bể lắng cát Đối với bể lắng cát thổi khí chọn bằng nửa chiều cao tổng cộng của bể
V - Vận tốc chuyển động của nước thải trong bể, mm/s, được chọn theo Bảng
Phân loại bể lắng cát
- Lắng cát không thổi khí
- Lắng cát có thổi khí
- Kết hợp lắng cát và tách dầu mỡ b Theo dạng bể
- Bể lắng cát tròn hoặc lắng cát tiếp tuyến
Cấu tạo và hoạt động của bể lắng cát
2.4.1.1 Bể lắng cát ngang không thổi khí
Hình 15: Bể lắng cát ngang
Bể lắng cát ngang được thiết kế như máng dẫn nước với hai ngăn có tiết diện hình chữ nhật hoặc hình thang Trước đây, cát thường được thu gom thủ công, nhưng hiện nay, việc thu cát đã được cải tiến với xe hút bùn Tại các nhà máy xử lý lớn, cát được thu gom cơ khí bằng xe có cào và bơm ly tâm hoặc thiết bị nâng khí nén (airlift).
Nước được phân phối vào bể qua cửa phai và di chuyển dọc theo chiều dài bể Dưới tác động của trọng lực, các hạt cặn vô cơ có tỷ trọng lớn lắng xuống đáy bể, sau đó được loại bỏ bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới Nước sau khi lắng sẽ được thoát ra ngoài qua cửa phai Ưu điểm của hệ thống này là hiệu quả trong việc loại bỏ cặn, tuy nhiên, nhược điểm là cần có sự can thiệp để thu gom cặn lắng.
- Cấu tạo đơn giản, dễ xây dựng
- Hiệu quả tách cát tương đối cao
- Dễ quản lý vận hành Ứng dụng:
- Trạm xử lý nước thải sinh hoạt có công suất trung bình hoặc lớn công suất lớn
2.4.1.2.Bể lắng cát dài có thổi khí a Sơ đồ cấu tạo
Bể lắng cát dài có thổi khí hoạt động bằng cách phân phối nước dọc theo chiều dài bể, tạo ra dòng chảy xoắn ốc nhờ thổi khí từ mặt bên Dòng chảy này giúp các hạt cặn trong nước thải tiếp xúc và loại bỏ các chất hữu cơ, dầu mỡ khỏi cát, khiến cát lắng xuống đáy và được thu gom qua máng Dầu mỡ và váng nổi sẽ chuyển sang ngăn thu dầu mỡ và được loại bỏ bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới Cuối cùng, nước sau khi lắng sẽ được dẫn ra ngoài qua cửa phai thu nước.
Tác dụng của dòng chảy xoáy;
- Rửa trôi các chất hữu cơ
- Tránh/ giảm việc lắng đọng các chất hữu cơ
- Đưa cát vào máng thu gom cát
Dòng chảy xoắn ốc giúp loại bỏ các chất hữu cơ khỏi cát, đồng thời cát lắng xuống đáy được tập trung vào máng thu gom Với mức cấp khí từ 0,8 (bể nhỏ) đến 1,3 m³/(m³ãh), quy trình này giảm thiểu tình trạng giữ lại cát hiệu quả.
- Điều chỉnh được vận tốc dòng chảy trong bể
Khí cấp cho bể nên sử dụng hệ thống phân phối khí thô có kích thước lớn Ưu điểm, nhược điểm
- Hiệu quả không phụ thuộc vào lưu lượng;
- Quá trình sục khí cung cấp năng lượng tách chất hữu cơ khỏi cát;
- Hiệu quả tách cát cao;
- Tránh quá trình phân hủy chất hữu cơ khi vận tốc dòng chảy nhỏ
- Quá trình sục khí làm tăng hiệu quả xử lý
- Điều chỉnh được hiệu quả khử cát của bể dựa vào việc điều chỉnh cường độ cấp khí
- Tốn năng lượng chô máy thổi khí Ứng dụng:
- Trạm xử lý nước thải sinh hoạt công suất lớn;
Bể lắng cát tiếp tuyến là một hệ thống xử lý nước thải có thiết kế hình trụ với phần trên là hình trụ, giữa là phễu nông và dưới là khoang gom cát sâu Nước thải được dẫn vào bể theo phương tiếp tuyến, tạo ra dòng chuyển động vòng bên trong bể Nhờ vào dòng chảy này, cát sẽ tụ lại ở đáy phễu nông và trượt vào giữa, trong khi các chất hữu cơ được rửa sạch và cuốn theo dòng chảy.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là nước được phân phối vào bể theo phương tiếp tuyến, tạo ra dòng chảy tròn quanh bể Các hạt cát có tỷ trọng lớn sẽ lắng xuống đáy bể và được tập trung về tâm, sau đó được đưa ra ngoài bằng bơm khí nâng Nước đã lắng sẽ được dẫn ra ngoài qua ống thu nước.
Quá trình thổi khí từ phía dưới lên trong quá trình hút cát sẽ hỗ trợ cho quá trình phân tách cát/ chất hữu cơ hoặc liên tục
Thu cát bằng máy hút khí nén (bơm khí nén) hoặc máy bơm ly tâm từ tâm phễu ra Ưu điểm, nhược điểm
- Diện tích xây dựng nhỏ
- Hiệu quả tách cát không cao bẳng bể lắng cắt dài có thổi khí Ứng dụng:
- Trạm xử lý nước thải sinh hoạt công suất trung bình hoặc nhỏ
Sự cố khi vận hành bể lắng cát
Sự cố Nguyên nhân Hậu quả Hướng khắc phục
Lượng cát đầu vào tại bể lắng cát tăng đột biết
- Do trời mưa cuốn theo nhiều cát vào hệ thống
- Do có công tình xây dựng xả thải trái phép vào hệ thống
Bể lắng bị quá tải
- lượng cát đầu ra của bể có thể tăng
- Tăng vận tốc dòng nước trong bể
- rút ngắn thời gian lưu nước
- Tăng số lẩn rút cặn trong bể lắng Hàm lượng cát đầu ra tại bể lắng cát cao
- Thời gian lưu nước trong bể quá ngăn
- Vận tốc dòng nước trong bể quá lớn
- Hệ thống cấp khí với cượng độ lớn
- Lưu lượng nước thải tăng đột biến
Làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của các công trình tiếp theo
- Tăng thời gian lưu nước trong bể
- Giảm vận tóc dòng nước trong bể
- Điều chỉnh lại cường độ cấp khí
- Điều tiết lại lưu lượng nướ qua bể
Hệ thống phân phối khí bị hỏng, hoạt động không đảm bảo yêu cầu
- Do đường ống phân phối khí bị rò rỉ
- Do máy thổi khí có vấn đề, công suất máy thổi khí giảm
- Các van khóa trên đường ống bị đóng mở chưa hợp lý
Hiệu quả tách cát của bể lắng giảm
- Kiểm tra, xử lý khắc phục hệ thống phân phối khí
- Kiểm tra lại hoạt động của máy thổi khí
- Kiểm tra lại chế độ đóng mở của các van khóa trên đường ống
Lưu lượng đầu vào của bể lắng cát tăng đột biến
- Do có sự xâm nhập của nước lạ
- Có sự xả thải trái phép vào hệ thống
- Do hệ thống thu gom có vấn đề
- Bể lắng bị hoạt động quá tải
- giảm hiệu quả xử lý của bẻ
- kiểm tra lại mạng lưới thu gom nước thải xem tình trạng đấu nối, xả trái phép
- Kiểm tra lại hệ thống phân phối nước vào các bể lắng
- Kiểm tra lại sự hoạt động của bể điều hòa
- Điều chỉnh lại cường độ thổi khí cho tăng lên
Lượng bùn trong bể lắng cát cao
- Do thời gian lưu nước trong bể lắng cát lớn
- Vận tốc dòng chảy trong bể quá nhỏ
- hệ thống thổi khí có vấn đề
- Gây mùi cho bể lắng cát
- Giảm hiệu quả xử lý
- Gây khó khăn cho quá trình xử lý cát
Rút gắn thời gian lưu nước trong bể lắng
- Tăng vận tốc dòng chảy trong bể lăng
- Kiểm tra, điều chỉnh tăng cường độ phân phối khí
Trong bể lắng cát xuât hiện sự cố về dầu
- Do có sự cố vè dầu trên hệ thống thu gom
- Do có sự xả thải trái phép nước thải vào hệ thống
- Giảm hiệu quả xử lý trong các cong trình lắng và cac bể xử lý sinh học
- Có biện pháp xử lý dầu tại bể
Xử lý cát lắng
Cát được tách ra từ các bể lắng cát thường chứa nhiều chất hữu cơ và tạp chất khác nhau Việc không xử lý để loại bỏ các chất hữu cơ sẽ dẫn đến việc không thể tái sử dụng chúng, đồng thời gây ra mùi hôi và ô nhiễm môi trường Do đó, cần thiết phải xử lý cát thu được để tối ưu hóa việc tái sử dụng cát và các chất hữu cơ, từ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Máy phân loại cát có nhiệm vụ:
Tách các thành phần hữu cơ và vô cơ, tách nước và vận chuyển bằng thiết bị phân loại dạng trục vít
Tách riêng các nhóm chất bằng cách phân loại chúng theo kích thước hạt và khối lượng riêng Sau đó, đưa cát mịn cùng với các chất nền hữu cơ đã được tách ra trở lại đầu vào hoặc tái sử dụng.
Hinh 17: Sơ đồ dây chuyền công trình xử lý tái chế cát
Máy rửa cát (Máy rửa cát một cấp độ) Đạt độ sạch cao hơn máy phân loại nhờ sử dụng nước rửa và/ hoặc khí
Máy tái chế cát (Máy rửa cát nhiều cấp độ)
Kết hợp nhiều bước quy trình
Tách theo kích cỡ hạt với độ sạch cao (oTR < 2-5 %)
Tạo lớp cát lơ lửng ở đáy do sức ép của nước rửa, nhờ đó phân loại theo khối lượng riêng
Rút cát liên tục nhờ trục vít
Rút gián đoạn các thành phần hữu cơ
Hình 18: thiết bị rửa cát 2.6.4.Tái sử dụng và tiêu hủy
Các chất hữu cơ và sản phẩm thu được từ quá trình xử lý cát từ các bể lắng cát có thể được tái sử dụng hiệu quả Cụ thể, các chất hữu cơ có thể được ủ để làm phân sinh học, trong khi cát sỏi thu được có thể sử dụng để san lấp mặt bằng Nước thu được từ quá trình rửa cát cũng có thể tái sử dụng trong dây chuyền xử lý Đối với các chất không thể tái sử dụng, chúng sẽ được tiêu hủy bằng cách đốt hoặc chôn lấp.
CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Nêu chức năng, nhiệm vụ của bể lắng cát? Vị trí của bể lắng cát trong dây chuyền xử lý nước thải
Câu 2: Trình bày các thống số vận hành của bể lắng cát
Câu 3: Vẽ sơ đồ cấu tạo, nêu nguyên lý làm việc của bể lắng cát dài không thổi khí
Câu 4: Vẽ sơ đồ cấu tạo, nếu nguyên lý làm việc của bể lắng cát dài có thổi khí
Câu 5: Vẽ sơ đồ cấu tạo, nếu nguyên lý làm việc của bể lắng cát tròn
Câu 6: Trình bày các sự cố khi vận hành bể lắng cát Nêu nguyên nhân và cách khắc phục
Câu 7: Tại sao cần phải xử lý cát lắng thu được từ bể lắng cát?
Câu 8: Trình bày các biện pháp xử lý cát lắng từ bể lắng cát.
Tách các chất lơ lửng
Nhiệm vụ và sự cần thiết của việc tách các chất lơ lửng
Tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải, viết tắt là TSS (Total Suspended Solids), là tổng khối lượng các hạt khô, không hòa tan, lơ lửng trong nước, bao gồm hạt vô cơ, hữu cơ, đất sét, phù sa, sợi thực vật, vi khuẩn và tảo Những chất này được gọi là chất rắn lơ lửng vì chúng không thể lắng xuống, khác với các hạt có thể lắng xuống được gọi là SS.
Trong xử lý nước thải, TSS (Total Suspended Solids) là chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước; nước có TSS cao sẽ có độ đục lớn hơn Chỉ số TSS được sử dụng để đo lường hiệu quả của quá trình xử lý nước thải tại các hệ thống xử lý Mỗi Quy chuẩn xả thải quy định một mức hàm lượng TSS khác nhau, do đó hệ thống cần phải đảm bảo chỉ số TSS đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi xả thải ra môi trường.
Dầu mỡ gây tắc nghẽn thiết bị thông gió, đường ống và thanh trượt, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của các công trình xử lý nước thải Chúng cản trở quá trình xử lý sinh học và lắng bùn, dẫn đến sự gia tăng bùn nổi và bọt nếu không được tách biệt Ngoài ra, dầu và xăng cũng có tác động tiêu cực đến quá trình xử lý bùn Do đó, việc xây dựng các công trình tách dầu mỡ, váng nổi và chất lơ lửng là cần thiết để đảm bảo hoạt động ổn định và nâng cao hiệu quả xử lý tại các trạm.
Trong nước thải, tổng chất rắn lơ lửng chủ yếu đến từ chất thải công nghiệp và sinh hoạt, do những chất này không tự phân hủy và dễ kết tụ thành các chất không hòa tan Ngoài ra, các chất ô nhiễm như kim loại nặng và mầm bệnh có khả năng bám vào các hạt lơ lửng, dẫn đến việc xâm nhập vào nguồn nước.
TSS hấp thụ nhiệt, dẫn đến việc tăng nhiệt độ nước thải và cải thiện khả năng khuếch tán oxy hòa tan Tuy nhiên, điều này cũng khiến nồng độ oxy hòa tan (DO) trong nước giảm.
Khi nồng độ oxy hòa tan (DO) giảm trong môi trường thiếu khí, quá trình yếm khí diễn ra, dẫn đến sự hình thành khí CH4 và H2S, gây mùi khó chịu và ô nhiễm không khí Nồng độ DO thấp ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động sống và khả năng xử lý nước thải của vi sinh vật Đồng thời, quá trình phân hủy yếm khí này cũng tạo ra H2S và CH4, làm gia tăng mùi hôi trong môi trường.
Phương pháp xác định và xử lý tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải
Xác định được hàm lượng TSS giúp định hướng quá trình xử lý nhằm đạt hiệu quả cao nhất
Để xác định hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải, việc phân tích TSS trong phòng thí nghiệm bao gồm việc đo hai chỉ số quan trọng: chất rắn tổng cộng và chất rắn hòa tan.
Tổng chất rắn lơ lửng = chất rắn tổng cộng – tổng chất rắn hòa tan (TSS TS-TDS)
Cốc được làm từ các vật liệu sau: sứ, platin, thủy tinh có hàm lượng silicat cao
Tủ nung: có nhiệt độ 550 ± 50°C
Bình hút ẩm, có chứa chất hút ẩm chỉ thị màu đối với các độ ẩm khác nhau
Tủ sấy có nhiệt độ 103 – 105°C
Cân phân tích, chính xác đến 0,1mg
Cốc thí nghiệm cần được sấy khô ở nhiệt độ từ 103-105 độ C trong 60 phút Sau đó, cốc phải được làm nguội trong bình hút ẩm cho đến khi đạt nhiệt độ cân bằng trong vòng 60 phút Cuối cùng, lấy V (ml) nước thải cần phân tích TSS.
Chuẩn bị giấy lọc sợi thủy tinh và làm khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 103-105 độ C trong 60 phút Sau đó, làm nguội trong bình hút ẩm để thu được khối lượng a (g) Mẫu cần xác định TSS được xáo trộn đều qua giấy lọc Tiếp theo, làm bay hơi nước trong tủ sấy ở nhiệt độ 103-105 độ C cho đến khi đạt khối lượng không đổi, rồi làm nguội giấy lọc trong bình hút ẩm Cuối cùng, cân khối lượng giấy lọc để thu được khối lượng b (g).
Chất rắn lơ lửng TSS (mg/L) = [(b-a)×1000]/V
Ngoài ra, TSS còn được xác đinh bằng cách: đo TS và TDS trong PTN, từ đó: TSS = TS – TDS
– Đo TSS bằng thiết bị sử dụng cầm tay
Các thiết bị đo TSS cầm tay hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng công nghệ quang với bước sóng 880nm, giúp loại bỏ tín hiệu do tạp chất và bù trừ độ đục.
Máy đo tổng chất rắn lơ lửng TSS cầm tay cho phép đạt được kết quả chính xác trong khoảng ±5% trên toàn thang đo.
Cách xử lý tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải
Sử dụng bộ lọc hoặc chất keo tụ là phương pháp phổ biến để xử lý TSS trong nước thải Bộ lọc hiệu quả ở quy mô nhỏ, trong khi ở quy mô lớn, các chất keo tụ như phèn nhôm và sắt sunfat được sử dụng để lắng đọng.
Sử dụng men vi sinh là một giải pháp hiệu quả để phân hủy các chất lơ lửng trong nước thải Quá trình phân hủy này, đặc biệt là với men vi sinh hiếu khí, giúp giảm đáng kể tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước thải.
Phân loại bể tách các chất lơ lửng
- Tách dầu mỡ kết hợp với công trình lắng
3.2.1.Cấu tạo, nguyên tăc hoạt động của các bể tác các chất lơ lửng
Câu 1: Trình bày nhiệm vụ và sự cần thiết của việc tách các chất lơ lửng trong quá trìn xử lý nước thải
Cầu 2: Nêu các phương pháp xử lý chất lơ lửng, ưu nhược điểm của từng loại
Câu 3: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của các công trình xử lý chất lơ lửng
Lắng sơ cấp
Nhiệm vụ và sự cần thiết của bể lắng sơ cấp
Bể lắng sơ cấp có nhiệm vụ: Tách các chất lắng được và các chất nổi được trên bề mặt nước thải ra khỏi nước thải
Sự cần thiết của bể lắng sơ cấp: Bể lắng sơ cấp có vai tròn rất quan trong trong dây truyền công nghệ xứ lý nước thải như:
+ Bảo vệ các bước xử lý sau đó trong sự cố tràn dầu
+ Điều hòa lượng nước thải đầu vào,
+ Chức năng đệm trong trường hợp tải lượng đỉnh
+ Tách „bùn sơ cấp“ có thể ủ (bùn tươi) có sản lượng khí ga cao (có lợi đối với trạm XLNT có công trình ủ bùn)
+ Giảm chất ô nhiễm giúp giảm nhu cầu ô xy trong bể hoạt tính phía sau (khi bể lắng sơ cấp bị hỏng → Nhu cầu O2 trong bể hoạt tính tăng lên)
+ Giữ lại các chất trôi nổi (Dầu, mỡ) và bùn nổi trên bề mặt bể lắng
+ Có thể điều khiển (rút bùn, nạp máy cô đặc bùn/ tách nước bùn, nạp tháp ủ bùn)
+ Tránh bít tắc màng lọc khi sử dụng công nghệ màng lọc sinh học
Thông số vận hành
4.2.1 Tính toán thể tích, bề mặt, tải trọng bề mặt và thời gian lắng
Khi thiết kế bể lắng cần tuân thủ các quy định sau đây:
Chiều sâu tính toán của vùng lắng H dao động từ 1,5 đến 3m, tùy thuộc vào công suất của các công trình xử lý nước thải; trong một số trường hợp, chiều sâu này có thể đạt tới 4m.
+ Tỉ lệ giữa chiều dài và chiều sâu của bể lấy 8 –12, trong một số trường hợp có thể lấy 8 – 20 (đối với nước thải sản xuất)
+ Nước thải vào và ra khỏi bể phải phân phối theo chiều rộng bể
+ Góc nghiêng của thành hố thu cặn không nhỏ hơn 500
+ Phải có thiết bị xả cạn bể
+ Độ dốc của đáy bể không nhỏ hơn 0,005
+ Chiều cao lớp nước trung hoà cao hơn đáy bể 0,3m (ở cuối bể)
+ Chiều cao lớp bùn của bể lắng lần II lấy 0,2 – 0,5m
Chiều sâu của vùng lắng H dao động từ 1,5 đến 5m Tỉ lệ giữa đường kính bể và chiều sâu của vùng lắng thường được xác định trong khoảng từ 6 đến 12, nhưng trong một số trường hợp, có thể mở rộng tỉ lệ này từ 6 đến 30, đặc biệt là đối với nước thải xuất.
+ Đường kính bể không nhỏ hơn 1 m
+ Chiều cao lớp nước trung hoà 0,3 m
Chiều sâu lớp bùn trong bể lắng đợt hai thường dao động từ 0,3 đến 0,5 mét Đối với các bể lắng đợt hai có máy hút bùn, độ dốc đáy bể nằm trong khoảng 0,01 đến 0,03 Tuy nhiên, khi sử dụng thiết bị cào bùn, độ dốc đáy bể sẽ được duy trì ở mức 0,01.
+ Chiều sâu tính toán của vùng lắng H lấy 2,7 - 3,8 m; đối với bể lắng đợt hai, H không được nhỏ hơn 1,5m
+ Ống trung tâm có chiều dài bằng chiều cao tính toán của vùng lắng, có miệng phễu và tấm hắt cố định ở phía dưới
+ Đường kính và chiều cao của phễu lấy bằng 1,5 đường kính ống trung tâm
Đường kính của tấm hắt là 1,3 lần đường kính miệng phễu, với góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt và mặt phẳng ngang là 170 độ Chiều cao từ mặt dưới của tấm hắt đến bề mặt lớp cặn đạt 0,3 mét.
Vận tốc nước trong ống trung tâm không vượt quá 30 mm/s Tại khe hở giữa mép dưới của ống trung tâm và bề mặt tấm hắt ở bể lắng lần một, vận tốc nước không lớn hơn 20 mm/s, trong khi ở bể lắng đợt hai, vận tốc này được giới hạn ở mức 15 mm/s.
+ Máng thu nước đã lắng đặt trong thành trong của bể lắng
+ Góc nghiêng của bể lắng đợt một và đợt hai so với phương ngang không nhỏ hơn 500
- Xác định thể tích cần thiết của bể lắng sơ cấp dựa vào thời gian lưu nước với lưu lượng đỉnh mùa khô (Qtx):
0,5 – 1,0 h nếu có bể hoạt tính ở phía sau
1,7 – 2,5 h với công trình bể lọc nhỏ giọt (nhất thiết phải có bể lắng sơ cấp)
- Thời gian lưu nước tính toán (thời gian chảy qua) :
TA,bể = Vbể / Lưu lượng nước thải [m³/m³/s]
Nếu ngắn hơn thời gian lưu nước tối thiểu sẽ dẫn tới quá tải thủy lực trong bể lắng
Thời gian lưu nước thực tế thường ngắn hơn 10 – 20 %
Lưu ý dòng bổ sung từ tuần hoàn nội bộ
Thời gian chảy qua bể lắng sớ cấp vào mùa mưa: 20 – 45 phút
- Lưu lượng bề mặt bể được xác đinh theeo công thức sau:
- Tải trọng bề mặt của bể đước xác định theo công thức
Phân loại các bể lắng sơ cấp
+ Bể lắng dạng bể dài
+ Bể lắng dạng bể tròn
- Theo Nguyên tắc thu gạt cặn của thiết bị kỹ thuật + Bể lắng gạt bùn dạng bản
+ Bể lắng dạng hút bùn
+ Bể lắng dạng cào gạt bùn
- Theo cấu trúc của thiết bị kỹ thuật
- Theo kiểu của đường chuyển động của cầu gạt
- Theo kiểu truyền động của dòng nước trong bể.
Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
Bể lắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài khụng nhỏ hơn ẳ và chiều sõu khụng quỏ 4m
Cấu tạo gồm: mương dẫn nước vào, mương phân phối, tấm nữa chìm nữa nổi, máng thu nước, máng thu và xả chất nổi, mương dẫn nước ra
Cấu tạo và thiết bị công nghệ
Hình 19: Bể lắng sơ cấp dòng chảy ngang Nguyên tắc hoạt động
Nước thải được phân phối qua máng ngang vào bể thông qua đập tràn mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể, sau đó sẽ di chuyển dọc theo chiều dài của bể.
Các hạt cặn lắng xuống đáy bể sẽ được thu gom tại hố thu cặn nhờ thiết bị gạt cặn và được xả ra ngoài qua ống xả cặn hoặc bơm hút cặn Cặn nổi sẽ được thu gom về máng thu chất nổi, trong khi nước sau lắng sẽ được chuyển đến máng thu nước để tiếp tục sang các công trình tiếp theo.
Tấm chắn ở đầu bể được đặt cách thành cửa từ 0.5 đến 1 mét và không nông hơn 0.2 mét nhằm mục đích phân phối nước đều trên toàn bộ chiều rộng của bể Đáy bể có độ dốc i = 0.01 để dễ dàng thu gom cặn, trong khi độ dốc của hố thu cặn không nhỏ hơn 45 độ.
Vận tốc dòng nước chảy của nước thải trong bể lắng không được lớn hơn
0.01m/s, thồi gian lưu từ 1-3 giờ
Lượng tách cặn ra khỏi bể lắng phụ thuộc vào:
- Nồng độ cặn ban đầu
- Đặc tính của cặn (hình dạng, kích thước, trọng lượng riêng, tốc độ rơi, )
- thời gian nước lưu trong bể
- Độ sâu của bể phải đủ lớn để bùn không trôi khỏi bể Độ sâu hợp lý nằm trong khoảng từ 2,0 đến 2,5 m
- Tỉ lệ giữa độ sâu của nước và chiều dài bể từ 1:15 đến 1:20 là hợp lý
Bể ly tâm có mặt bằng hình tròn, đường kính từ 16-40m, chiều cao làm việc bằng 1/6 -1/10 đường kính bể
Cấu tạo gồm: ống dẫn nước vào bể, ống dẫn nước bùn, giàn quay, ống tháo nước và ống tháo cặn nổi
Hình 20: Bể lắng ly tâm Nguyên lý hoạt động
Nước thải được dẫn vào bể qua ống dẫn và chảy từ tâm ra ngoài, thu vào mương thu nước để dẫn ra ngoài Cặn lắng xuống đáy bể được tập trung về hố thu cặn nhờ thiết bị gạt cặn và được đưa ra ngoài bằng thủy lực hoặc bơm hút Bọt nổi được cánh gạt bọt chuyển về hố thu Đối với bể lắng ly tâm, việc chuyển hướng dòng nước từ giữa ra biên cần có bộ phân phối nước dạng cốc úp ngược để đảm bảo phân phối nước đều Vận tốc chảy giảm dần khi tiết diện ướt tăng lên, và trong các bể ly tâm lớn, gió có thể ảnh hưởng đến dòng chảy Để thu bùn, thiết bị gạt cặn với dầm chuyển động theo ray tròn và giàn cào thép có cánh gạt dưới giúp gạt cặn lắng vào phễu và xả ra ngoài qua ống xả cặn.
Bể lắng đứng có thiết kế mặt bằng hình tròn hoặc vuông, với đáy hình nón hoặc chóp cụt Đường kính của bể không vượt quá ba lần chiều sâu hoạt động Các thành phần chính bao gồm máng nước dẫn, ống trung tâm, máng thu nước, máng tháo nước, ống xả cặn và ống xả cặn nổ.
Hỡnh 22: Sơ đồ cấu tạo hệ thống cào cặn bằng thanh gạt bằng gỗ Nguyên tắc hoạt động
Nước thải được dẫn theo máng vào ống trung tâm, sau đó va vào thành bể và di chuyển lên trên Các hạt cặn lắng đọng xuống đáy bể vào hố thu cặn, sau đó được bơm hút hoặc xả ra ngoài bằng phương pháp thủy lực Nước sau khi lắng sẽ tràn qua máng thu quanh thành và được dẫn qua ống đến công trình tiếp theo.
Hiệu quả lắng phụ thuộc vào:
Thiết bị bể
4.5.2 Thiết bị cào bùn và thu váng nổi
- Rút bùn từ bể lắng sơ cấp (bùn sơ cấp hoặc bùn tươi) thông qua phễu bùn:
Tự động nhờ công tắc đặt giờ và/ hoặc dựa vào khối lượng riêng của bùn
Thủ công theo khoảng thời gian hoặc sau khi kiểm tra mực bùn trong phễu bùn, thường 1 – 2 lần một ngày
- Thời gian cô đặc quá lâu của bùn sơ cấp/ bùn tươi khiến cho quá trình ủ diễn ra
Khí ga hình thành sẽ bám chặt vào các hạt bùn
Nâng lên và hình thành bùn nổi (hiệu ứng tuyển nổi)
Ngăn cản quá trình lắng
- Thời gian cô đặc quá ngắn do rút bùn thường xuyên dẫn tới tạo bùn sơ cấp lỏng
Khả năng cô đặc và tách nước sẽ giảm
Buồng ủ sẽ bị quá tải thủy lực, sản lượng khí ga giảm
- Sự lắng đọng trên bề mặt chéo, phễu bùn cần được loại bỏ đều đặn bằng phương pháp thủ công (khoảng 1 lần 1 tuần) để tránh tắc nghẽn
Trong các bể lắng sơ cấp thường sử dụng các loại bơm khí nâng để hút bùn lắng hoăc các loại bơm trục vít, bơm màng.
Sự cố khi vận hành bể lắng
Sự cố Nguyên nhân Hậu quả Hướng khắc phục
Hàm lượng cát trong bùn nhiều
- Công trình tách cát làm việc không hiệu quả
- Có sự cố hoặc xả trái phép vào mạng lưới thu gom
Gây khó khăn cho quá trình thu bùn bể lắng và quá trình xử lý bùn
- Kiểm tra lại hiệu quả làm việc của bể tách cát
- kiểm tra lại hệ thống thu gom nước thải xem có sự xả trái phép vào hệ thống ko
Xuất hiện váng, bọt trên mặt bể
- Do có sự cố trên mạng lưới thu gom Nước thải đầu vào có dầu mỡ xâm nhập
- Công trình tách dầu mỡ, váng nổi làm việc không hiệu quả
- Thời gian lưu bùn trong bể lắng quá lâu
Làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của bể, gây mùi,
- Kiểm tra lại hệ thống thu bùn của bể
- kểm tra lại hệ thống phân phối khí
- Kiểm tra lại hiệu quả làm việc của công trình tách dầu mỡ và váng nổi
- Kiểm tra lại hệ thống thu gom nước thải
Hệ thống phân phối khí bị hỏng, hoạt động không đảm bảo yêu cầu
- Do đường ống phân phối khí bị rò rỉ
- Do máy thổi khí có vấn đề, công suất máy thổi khí giảm
- Các van khóa trên đường ống bị đóng mở chưa hợp lý
Giảm hiệu quả xử lý của bể
- Kiểm tra, xử lý khắc phục hệ thống phân phối khí
- Kiểm tra lại hoạt động của máy thổi khí
- Kiểm tra lại chế độ đóng mở của các van khóa trên đường ống
Hàm lượng cặn trong nước đầu ra lớn
- Tải trọng chất bẩn đi vào bể quá tải
- Lưu lượng nước thải phân phối vào bể không để
- Biện pháp thu nước sau lắng không đảm bào
- Vận tốc dòng nước trong bể quá lớn
- ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của công trình xử lý sinh học
- Giảm tải trọng chất bẩn bằng biện pháp pha loãng nước thai
- Kiểm tra xử lý lại hệ thống phân phối nước để đảm bảo phân phối đều nước vào bể
- Kiểm tra lại xử lý lại hệ thống thu nước để đảm bảo thu đều nước
Lượng bùn trong bể lắng cao
- Do hàm lượng cặn trong nước đầu vào tăng
- Do hệ thống thu gom bùn của bể có vấn đề
- Gây mùi cho bể lắng
- Giảm hiệu quả xử lý
- hàm lượng cặn nước đầu ra lớn
- Kiểm tra lại hệ thống thu gom bùn của bể
- Kiểm tra lại tải trọng của nước thải đi vào bể
- kiểm tra lại thời gian lưu nước trong bể
Trong bể lắng cát sự cố về dầu
- Do có sự cố vè dầu trên hệ thống thu gom
- Do có sự xả thải trái phép nước thải vào hệ thống
- Giảm hiệu quả xử lý trong các cong trình lắng và cac bể xử lý sinh học
- Có biện pháp xử lý dầu tại bể
CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Nêu chức năng nhiệm vụ, vị trí của bể lắng sơ cấp trong dây chuyền xử lý nước thải
Câu 2: Nêu các thông số vận hành của các loại bể lắng sơ cấp
Câu 3: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm của bể lắng ngang sơ cấp
Câu 4: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm của bể lắng đứng sơ cấp
Câu 5: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm của bể lắng ly tâm sơ cấp
Câu 6: Trình bày các sự cố khi vận hành bể lắng sơ cấp, nêu nguyên nhân và cách khắc phục.