4. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ CẶN LẮNG ĐẾN OXY HỒ TAN CỦA
BỀ LẮNG CÁT
Chức năng, vị trí
Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải. Trong nước thải, bản thân cát khơng độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các cơng trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mịn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải cĩ bể lắng cát.
Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp. Đơi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn cĩ lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn. Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng. Ở đây phải tính tốn thế nào để cho các hạt cát và các hạt vơ cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống cịn các chất lơ lửng hữu cơ khác trơi đi.
Cĩ ba loại bể lắng cát chính: bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dịng chảy (dạng chữ nhật hoặc vuơng), bể lắng cát cĩ sục khí hoặc bể lắng cát cĩ dịng chảy xốy.
Các giá trị tham khảo để thiết kế bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dịng chảy (hình chữ nhật)
Thơng số Giá trị
Khoảng biến thiên Giá trị thơng dụng
Thời gian lưu tồn nước (giây)
45 ÷ 90 60
Vận tốc chuyển động ngang ft/s
0,8 ÷ 1,3 1,0
Tốc độ lắng của các hạt ft/min
• Giữ lại trên lưới ∅ 0,21 mm
3,2 ÷ 4,2 3,8
• Giữ lại trên lưới ∅ 0,15 mm
Độ giảm áp % độ sâu diện tích ướt trong kênh dẫn
30 ÷ 40 36
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chú: ft/s × 0,3048 = m/s ft/min × 0,3048 = m/min
Chú ý thời gian lưu tồn nước nếu quá nhỏ sẽ khơng bảo đảm hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ cĩ các chất hữu cơ lắng. Các bể lắng thường được trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường ray để cơ giới hĩa việc xả cặn.
Loại bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dịng chảy hình vuơng được áp dụng hơn 50 năm qua và cĩ thể lắp đặt thêm bộ phận cơ giới để lấy cát ở đáy bể.
Diện tích cần thiết cho bể lắng cát cĩ trọng lượng riêng 2,65 (oF - 32 = oC)
Các cơng thức tính:
Kích thước bể lắng cát ngang phải được xác định chính xác, nếu quá nhỏ sẽ khơng bảo đảm hiệu quả lắng, nếu quá lớn thì cặn lắng sẽ chứa nhiều chất bẩn hữu cơ.
Chiều dài bể xác định theo cơng thức:
L = Vmax . t
(4.6) trong đĩ
Vmax: tốc độ dịng chảy khi lưu lượng tối đa (m/sec) t: thời gian nước lưu lại trong bể (chọn bằng 30 ÷ 60 sec) Từ điều kiện liên tục của dịng chảy ta cĩ:
(4.7)
trong đĩ
Ω : diện tích tiết diện ướt của bể (m2)
qmax: lưu lượng tối đa của nước thải (m3/sec) Số ngăn trong bể:
(4.8)
trong đĩ
b: chiều rộng của mỗi ngăn (thường chọn 0,6 ÷ 1,6 m đối với bể lắng cát thơng thường và 4 ÷ 6 m đối với bể lắng cát cĩ thanh gạt)
h1: chiều sâu cơng tác của bể, chọn lớn hơn chiều sâu dịng nước trong kênh dẫn nước vào bể một chút nhưng khơng quá 1,2 (thường h1 = 0,5 ÷ 1,2m)
n: phải là một số trịn.
Sau khi xác định được kích thước của bể phải kiểm tra lại để trường hợp nước chảy với lưu lượng nhỏ nhất (qmin) vẫn bảo đảm cĩ vận tốc Vmin > 0,15 m/giây.
Chiều sâu lớp cặn lắng xuống h2 phụ thuộc lượng cặn lắng và thời gian giữa hai lần xả. Thể tích phần cặn lắng xuống là:
(m3)
(4.9) trong đĩ
Ntt: dân số tính tốn theo chất lơ lửng (người)
P: lượng cặn theo đầu người, đối với nước thải sinh hoạt P = 0,02 L/ng.ng.đ T: thời gian giữa hai lần xả cặn, thường T = 2 ÷ 4 ngày đêm.
Ở các bể lắng cát ngang làm việc tốt thì cặn lắng xuống cĩ độ tro tới 85% trong đĩ cát chiếm 60%. Độ ẩm của cặn 60% và trọng lượng thể tích 1,5 T/m3.
Chiều sâu lớp cặn h2 là:
(4.10)
Đối với hệ thống thốt nước chung, thể tích cặn lắng trong bể lắng cát tăng gấp 1,5 ÷ 2 lần. Chiều sâu tổng cộng của bể lắng cát:
H = h1 + h2 + h3 (4.11)
với h3: chiều cao phần tường kể từ mặt nước trở lên. Chọn h3 = 0,2 ÷ 0,4m.
Bể lắng cát cĩ sục khí
Được thiết kế để loại các hạt cát cĩ kích thước lớn hơn 0,2 mm. Các ống phân phối khí đặt cách đáy bể 0,45 ÷ 0,6 m.
Các giá trị tham khảo để thiết kế bể lắng cát cĩ sục khí
Thơng số Giá trị
Khoảng biến thiên Giá trị thơng dụng
Thời gian lưu tồn nước ở lưu lượng cưc đại (phút)
2 ÷ 5 3 kích thướt • Sâu(ft) 7 ÷ 16 • Dài (ft) 25 ÷ 65 • Rộng (ft) 8 ÷ 23 • tỉ lệ sâu : rộng 1:1 ÷ 5:1 1,5:1 • tỉ lệ dài : rộng 3:1 ÷ 5:1 4:1
Lượng khơng khí cần (ft3/min.ft chiều dài)
2,0 ÷ 5,0 Lượng cát ft3/Mgal
0,5 ÷ 27 2
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chú: ft/s × 0,3048 = m/s
ft/min × 0,3048 = m/min
ft3/min.ft chiều dài × 0,0929 = m3/min.m ft3/Mgal × 0,00748 = m3/103 m3
Sơ đồ bể lắng cát cĩ sục khí và dịng chảy trong bể
Tính tốn:
(m2)
(4.12)
trong đĩ
qmax: lưu lượng tối đa của nước thải (m3/sec) Vt: tốc độ thẳng của dịng chảy (m/sec) n: số ngăn bể
W: tiết diện ngang của bể
Từ đĩ xác định được kích thước của tiết diện. Nên chọn tỉ lệ giữa chiều rộng : chiều sâu tổng cộng là1 :1,5, dài : rộng = 4 :1
Bể lắng cát đứng cĩ dịng chảy xốy Sân phơi cát
Cặn xả ra từ bể lắng cát cịn chứa nhiều nước nên phải phơi khơ ở sân phơi cát hoặc hố chứa cát đặt ở gần bể lắng cát.
Chung quanh sân phơi cát phải cĩ bờ đắp cao 1 ÷ 2 m.
Kích thước sân phơi cát được xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát h chọn bằng 3
÷ 5 m/năm. Cát khơ thường xuyên được chuyển đi nơi khác. Diện tích hữu ích của sân phơi cát xác định theo cơng thức sau:
(m)
(4.37) trong đĩ
p: lượng cặn lắng tính theo đầu người. Chọn p = 0,02 L/ng.ng.đ Ntt: dân số tính tốn theo chất lơ lửng.
Số ơ của sân phơi cát phải chọn khơng quá 2.
Sân phơi cát cĩ thể xây dựng trên nền đất tự nhiên hoặc nhân tạo.
Khi đất thấm tốt (cát, á cát) thì xây dựng sân phơi cát với nền tự nhiên. Nếu là đất thấm nước kém hoặc khơng thấm nước (á sét, sét) thì phải xây dựng nền nhân tạo. Khi đĩ phải đặt hệ thống ống ngầm cĩ lỗ để thu nước thấm xuống. Nước này cĩ thể dẫn về trước bể lắng cát.
Xem một số ảnh về bể lắng cát (lưu ý file lớn, bạn phải đợi lâu)