PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC
4.2. LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
4.2.3. Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý
4.2.3.6. Lựa chọn bể lọc
Nước đi qua bể lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi đi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép <3 mg/l. Do nước đã trộn phèn nên bể lọc chắc chắn phải là bể lọc nhanh gồm có:
a) Bể lọc trọng lực Ưu điểm:
+ Nước sau khi đi qua bể lọc có chất lượng tốt.
+ Do có cấu tạo hở nên quan sát được quá trình rửa lọc và khống chế được lớp cát mất đi nên làm việc hiệu quả.
+ Hiện nay có công nghệ cải tiến thành bề lọc AquazurV tăng cường hiệu quả lọc và rửa lọc.
Nhược điểm:
+ Có cấu tạo lớn nên tốn diện tích.
b) Bể lọc áp lực Ưu điểm:
+ Gọn, chế tạo tại công xưởng, tiết kiệm đất phù hợp với những nơi chật hẹp.
+ Áp lực sau bể lọc còn dư có thể chẩy thẳng lên đài hay cấp tiếp cho các hộ tiêu thụ mà không cần máy bơm đợt 2.
+ Có thể tăng chiều dày lớp vật liệu lọc để tăng vận tốc lọc.
Nhược điểm:
+ Phải dùng bơm để bơm nước từ bể lắng lên bể lọc áp lực, cánh bơm làm phá vỡ bông cặn nên hiệu quả kém.
+ Do bể lọc kín nên không theo dõi được hiệu quả của quá trình rửa lọc, chủ yếu dùng để lọc sơ bộ nước sông và lọc nước ngầm, cấp cho công nghiệp, đòi hỏi chất lượng không cao và công suất ở mức dưới 5000 m3/ngđ.
Chọn bể lọc nhanh trọng lực (AquazurV).
Bể lọc nhanh AquazurV trọng lực gồm có 3 loại:
- Bể lọc có hệ thống phân phối nước và gió rửa lọc bằng dàn ống khoan lỗ: đối với loại này khi tiến hành rửa lọc sẽ xảy ra sự xáo trộn giữa lớp sỏi đỡ và lớp cát lọc tạo thành các các ụ và hố sỏi nhỏ làm giảm khả năng lọc của bể.
- Bể lọc có hệ thống phân phối nước và gió rửa rửa lọc bằng sàn chụp lọc: khi sử dụng bể lọc này thì ngoài các tác dụng của bể lọc nêu trên, nó còn hạn chế sự hình thành các ụ, và hố sỏi… làm tăng hiệu quả lọc.
- Bể lọc có hệ thống phân phối nước và gió rửa rửa lọc bằng đan lọc HDPE: khi sử dụng bể lọc này thì ngoài các tác dụng của bể lọc nêu trên, nó còn hạn chế sự hình thành các ụ, và hố sỏi… làm tăng hiệu quả lọc.
Phương án dùng bể lọc AquazurV sử dụng đan lọc 2 tầng HDPE và phương án dùng bể lọc AquazurV sử chụp lọc. Tuy nhiên để việc so sánh được đúng đắn ta so sánh hai khối lọc này trong cùng một điều kiện như nhau về các công trình phía trước, nghĩa là giả sử trước cả hai khối này đều dùng bể lắng Lamen sử dụng hệ thống hút bùn Siphon CT2.
- Bể lọc AquazurV sử dụng chụp lọc.
- Ưu điểm:
+ Với điều kiện Việt Nam hiện nay có thể sản xuất được.
- Nhược điểm:
+ Lắp đặt khó khăn.
+ Cần có sàn đỡ, dẫn đến chiều cao xây dựng bể lớn.
+ Hiệu quả rửa loc thấp.
+ Phải bảo dưỡng.
- Bể lọc AquazurV sử dụng đan lọc 2 tầng.
- Đặc điểm của đan lọc 2 tầng HDPE của Leopold:
Hình 4.9. Đan lọc 2 tầng HDPE - Trọng lượng nhẹ nên dễ vận chuyển.
- Được chế tạo bằng HDPE bền và không bị ăn mòn.
- Bề mặt láng nên giảm khả năng vôi hoá.
- Hoạt động của đan lọc 2 tầng HDPE:
Bởi vì luồng gió đi từ dưới lên qua hệ thống đan lọc tạo ra vùng áp suất thấp ngay trong đan, một số lỗ có thể thiếu luồng gió… hoặc thậm chí thay đổi chiều của luồng gió. Leopold đã thiết kế một mương hồi nước vào trong ống đan lọc kiểu để đảm bảo luồng gió phân phối đồng đều và liên tục đến tất cả các lỗ. Mương hồi nước được thiết kế cho phép nước đi vào đan lọc để cân bằng những vùng áp suất thấp. Điều này cải tiến đáng kể đến việc vận hành của đan lọc và đem lại kết quả tốt hơn, đặc biệt với thiết kế đan theo kiểu 2 tầng.
- Ưu điểm của đan lọc 2 tầng HDPE:
+ Mở rộng dãy lưu lượng gió, từ 1 đến 5 scfm/sf.
+ Nâng cao sự ổn định lưu lượng gió trong mọi điều kiện vận hành để tất cả các lỗ được cung cấp luồng gió đồng đều và liên tục.
+ Bảo đảm tỉ lệ phân phối đều trên 95% diện tích của bể lọc.
+ Rửa vật liệu sạch hơn: Đan lọc có tác dụng dẫn nước đã lọc từ quy trình lọc vào bể chứa, nó cũng có tác dụng dẫn nước và gió vào bể lọc cho quá trình rửa lọc và sục khí. Đan lọc được thiết kế để phân phối nước và gió rửa lọc một cách đồng nhất nhằm rửa sạch mọi ngóc ngách của bể lọc mà không làm xáo trộn lớp vật liệu lọc. Đan lọc hiệu quả hơn các thiết kế chụp lọc, vì khoảng cách lỗ gần nhau, không tạo ra các
vùng chết, nên vật liệu lọc sẽ được rửa tốt hơn. Dưới đây là hình ảnh minh hoạ hiệu quả của việc rửa lọc với thiết kế đan lọc 2 tầng HDPE và thiết kế chụp lọc.
+ Dễ vận chuyển, bền và không bị ăn mòn.
+ Rửa lọc hiệu quả hơn các thiết bị chụp lọc.
+ Giảm chiều cao xây dựng.
+ Dễ lắp đặt.
+ Không phải bảo dưỡng.
- Nhược điểm:
+ Đây là công nghệ của Hoa Kỳ nên phải nhập ngoại.
Kết luận: Trên cơ sở phân tích cặn kẽ các đặc điểm của bể trộn, bể phản ứng, bể lắng, bể lọc và các ưu, nhược điểm của các phương án ta đưa ra dây chuyền xử lý cụ thể như sau:
N ớ c hồ Bể trộn
đứng PhÌ n
Bể phản ứng có tầng cặn
lơ lửng
Bể lắng Lamen
Bể lọc AquazurV
Bể chứa n í c sạch
Bể điều hòa l u l ợ ng Công trình
xử lý bù n cặn
Clo
Hãa chÊt Vôi
Bù n N ớ c thải rửa lọc
TB2
N ớ c tuần hoàn ống dẫn n ớ c thô
Hình ảnh cho thấy vật liệu lọc có những vùng chết lớn khi bể lọc sử dụng chụp lọc.
Hình ảnh cho thấy vật liệu lọc không còn những vùng chết khibể lọc sử dụng đan lọc 2 tầng HDPE.
Hình 4.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án chọn Mô tả nguyên lý hoạt động của phương án
Với yêu cầu của nước nguồn như vậy thì đây là dây chuyền hợp lý, tuy nhiên để có một dây chuyền hoàn chỉnh, đạt được hiểu quả xử lý cao nhất mà vẫn phù hợp với điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội của khu vực cần xử lý nước thì chúng ta cần phải đánh giá tổng thể trên nhiều mặt.
Nước thô từ công trình thu được đưa về bể trộn. Hóa chất keo tụ được châm vào bể từ phía dưới, nước đi vào bể trộn đứng từ phía dưới lên.
Nước sau khi vào bể trộn đi tiếp vào bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng. Tại đây dòng nước đi lên, do trọng lực nên cặn đi xuống theo thời gian 3-4h sẽ hình thành lớp cặn lơ lửng dày không nhỏ hơn 3m. Nước đã phản ứng được thu trên máng răng cưa rồi dẫn đến mương thu nước tập trung cuối bể phản ứng. Nước từ mương tập trung đi vào ngăn hướng dòng qua các lỗ. Sau đó, nước từ ngăn hướng dòng đi qua các lỗ với vận tốc dâng 0,03mm/s rồi đi vào vùng ổn định của bể lắng.
Dòng nước qua ống lắng được bố trí theo chiều ngược lại so với dòng vào nhằm gia tăng khả năng tiêu hao năng lượng của hạt cặn và làm cho hạt cặn lắng nhanh hơn trên ống lắng. Nước sau lắng được thu bằng các máng thu bề mặt có gắn máng răng cưa điều chỉnh được. Với thiết kế ống lắng theo từng modul theo công nghệ hiện đại, nhà máy vận hành có thể chạy quá tải với công suất vượt cho phép 20-30%
và chất lượng nước thô thay đổi đột ngột.
Bể lọc được thiết kế với bể lọc AquazurV sử dụng đan lọc hai tầng HDPE. Tình trạng làm việc của bể lọc được theo dõi bởi chỉ tiêu chính là độ chênh áp do tổn thất qua lớp vật liệu lọc, mực nước trong bể lọc và thời gian vận hành của bể lọc. Nước lọc của từng bể sẽ đi vào ngăn thu trung gian, qua bờ tràn để vào mương dẫn nước chung về bể chứa.
Bùn cặn từ bể phản ứng, bể lắng được đưa trực tiếp đến công trình xử lý bùn.
Còn bùn cặn từ bể lọc được đưa vào bể tập trung và điều hòa lưu lượng rồi mới đưa lên công trình xử lý bùn.
Để xử lý bùn ta lựa chọn máy ép bùn dạng băng tải. Bùn khô được vận chuyển đi chôn lấp hoặc đem đi sản xuất phân Compost.