Bể lắng ngang – Giải pháp hiệu quả loại bỏ cặn bẩn trong xử lý nước thải

Trong quy trình xử lý nước thải, bể lắng ngang đóng vai trò quan trọng giúp loại bỏ các chất rắn lơ lửng, cặn bẩn và tạp chất ra khỏi nguồn nước. Đây là một trong những công nghệ xử lý nước thải phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp và đô thị. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu điểm của bể lắng ngang trong xử lý nước thải.

Bể lắng ngang là gì?

Bể lắng ngang là một loại bể lắng có dòng nước chảy theo phương ngang, được thiết kế để tách các chất rắn lơ lửng ra khỏi nước thải thông qua quá trình lắng trọng lực. Bể lắng ngang thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải quy mô lớn, đặc biệt là trong các nhà máy xử lý nước thải đô thị và công nghiệp.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể lắng ngang

Sơ đồ cấu tạo bể lắng ngang (mặt bằng và mặt cắt) được giới thiệu như hình bên dưới:

Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật kéo dài trên mặt bằng, với tỷ lệ chiều rộng so với chiều dài khoảng 1:4, chiều sâu thường dưới 4m và tỷ lệ chiều sâu so với chiều dài dao động từ 1:8 đến 1:10.

– Cấu tạo của bể lắng ngang bao gồm: tấm chắn, vách hướng dòng, máng tràn, ngăn thu bùn, hệ thống xả bùn, thu gạt bùn và động cơ điện.

– Tấm chắn đầu bể có vai trò phân phối đều dòng nước vào bể, trong khi tấm chắn cuối bể giúp ngăn chặn các chất nổi khỏi thoát ra ngoài.

• Chiều sâu công tác: H = 1 – 3m;
• Thời gian lắng: t = 1,5 – 2,0h;
• Tốc độ dòng chảy: V = 7mm/s;
• Ứng dụng với Q>= 20.000 m3 ngày đêm (kể cả nhỏ hơn).

– Nguyên lý hoạt động: Nước thải được dẫn vào bể thông qua kênh và máng phân phối ngang, với đập tràn thành mỏng đặt ở đầu bể theo chiều rộng. Ở cuối bể, một máng thu nước tương tự cũng được bố trí, có các tấm chắn nửa chìm nửa nổi cao hơn mặt nước khoảng 0,15 – 0,2m. Tấm chắn đầu bể cách mép máng tràn từ 0,5 – 1m và ngập trong nước khoảng 0,5 – 1m để đảm bảo phân phối dòng chảy theo chiều sâu. Trong khi đó, tấm chắn cuối bể có tác dụng giữ lại các chất nổi, đặt cách đập tràn 0,25 – 0,5m và chìm dưới mặt nước 0,25m. Để thu gom và loại bỏ chất nổi, một máng chuyên dụng với đập tràn được bố trí gần tấm chắn cuối bể.Khi nước thải di chuyển trong bể với tốc độ nhỏ (không quá 20mm/s), các hạt lơ lửng dần lắng xuống lớp bùn dưới đáy. Bể lắng có ba vùng chính: vùng lắng với chiều sâu h1, lớp trung gian h2 (khoảng 0,4m), và lớp bùn lắng với độ sâu h3, tùy thuộc vào lượng cặn lắng. Khoảng cách từ mặt nước đến đỉnh bể h4 thường dao động từ 0,25 – 0,40m. Chiều sâu tổng cộng của bể được tính theo công thức:

H_tc = h₁ + h₂ + h₃ + h₄

Đáy bể được thiết kế có độ dốc tối thiểu 0,01 khi sử dụng hệ thống gạt bùn cơ giới. Đối với hố tập trung cặn, góc nghiêng của tường không nhỏ hơn 45°. Trong trường hợp bể lắng ngang sử dụng phương pháp gạt bùn thủ công, cần thiết kế đáy bể có độ dốc ít nhất 45° để cặn dễ trượt xuống hố tập trung, điều này đòi hỏi bể phải đào sâu hơn.

Tìm hiểu lý thuyết cơ bản để tính toán bể lắng ngang

Việc thiết kế bể lắng ngang cần dựa trên các yếu tố kỹ thuật quan trọng để đảm bảo hiệu suất xử lý tối ưu. Trước tiên, tốc độ dòng chảy phải được tính toán hợp lý nhằm giúp các hạt rắn có đủ thời gian lắng xuống đáy trước khi nước thải ra khỏi bể. Bên cạnh đó, thời gian lưu nước cũng là một thông số quan trọng, quyết định mức độ hiệu quả của quá trình lắng.

Ngoài ra, diện tích mặt bể và chiều sâu bể là hai yếu tố không thể bỏ qua. Diện tích mặt bể phụ thuộc vào lưu lượng nước thải cũng như tốc độ lắng của các hạt cặn. Chiều sâu bể được xác định dựa trên đặc tính lắng của chất rắn cũng như yêu cầu về không gian lắp đặt. Khi các thông số này được tính toán chính xác, bể lắng ngang sẽ vận hành ổn định và bền bỉ theo thời gian.

Công thức tính diện tích bể lắng ngang:

F=αU0​Q​

Trong đó:

• Q: Lưu lượng nước thải vào bể (m³/h).
• U0 : Tốc độ lắng của cặn hay tải trọng bề mặt (m/h).
• α: Hệ số điều chỉnh ảnh hưởng của dòng chảy trong vùng lắng, với α=(11−K30)

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng

Hiệu suất lắng trong bể lắng ngang không chỉ phụ thuộc vào thiết kế mà còn chịu tác động của nhiều yếu tố khác. Trước tiên, kích thước của các hạt rắn đóng vai trò quan trọng – hạt lớn sẽ lắng nhanh hơn hạt nhỏ, do đó nếu kích thước hạt không đồng đều, hiệu quả lắng có thể bị giảm.

Một yếu tố khác cần lưu ý là tốc độ dòng chảy. Khi dòng chảy quá nhanh, các hạt rắn không có đủ thời gian để lắng xuống đáy bể, làm giảm hiệu quả của quá trình lắng. Ngoài ra, nhiệt độ nước cũng ảnh hưởng đáng kể, bởi nước lạnh có độ nhớt cao hơn, làm chậm quá trình lắng.

Bên cạnh đó, độ đục của nước thải – phản ánh lượng hạt rắn lơ lửng – cũng có thể làm thay đổi hiệu suất lắng. Nếu nước có độ đục cao, cần áp dụng các phương pháp xử lý bổ sung để nâng cao hiệu quả lắng.

Những điều cần lưu ý khi xây dựng bể lắng ngang

Ở phần đầu bể, lượng cặn có kích thước lớn sẽ lắng xuống nhiều hơn. Nước dần trở nên trong hơn, và lượng cặn giảm dọc theo chiều dài bể. Vì vậy, cần thiết kế hố thu gom cặn ngay tại đầu bể.

Để bùn di chuyển về hố tập trung, thường sử dụng các thanh gạt kết hợp với thiết bị cơ giới. Nên bố trí một lớp trung hòa với chiều cao h2; nếu có thanh gạt, chọn h2 = 0,3m, cao hơn thanh gạt, còn nếu không có thanh gạt, h2 nên đạt 0,5m.

Đáy bể cần được xây dựng với độ dốc i theo hướng ngược với dòng chảy. Khi sử dụng thanh gạt, chọn i = 0,01 – 0,02; nếu không có thanh gạt, i phải đạt tối thiểu 0,05.

Việc xả cặn từ hố tập trung có thể thực hiện thông qua ống xả có đường kính 150 – 200mm, với áp lực thủy tĩnh tối thiểu 1,5m. Ngoài ra, có thể dùng bơm hút, bơm phun tia hoặc bơm hỗn hợp khí-nước để hỗ trợ quá trình này.

Chiều cao từ mặt nước đến đỉnh tường bể (h4) cần đảm bảo không nhỏ hơn 0,3m.

Kết Luận

Bể lắng ngang là một giải pháp hiệu quả và kinh tế trong xử lý nước thải, đặc biệt là trong các hệ thống quy mô lớn. Với cấu tạo đơn giản, nguyên lý hoạt động dễ hiểu và hiệu quả lắng cao, bể lắng ngang đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, bể lắng ngang chắc chắn là một lựa chọn đáng cân nhắc.

Hy vọng bài viết này đã cung cấp những thông tin hữu ích về bể lắng ngang trong xử lý nước thải. Để biết thêm chi tiết về các giải pháp xử lý nước thải, hãy liên hệ với các chuyên gia trong lĩnh vực này.