4 quá trình lắng cơ bản của hệ thống xử lý nước

Lắng là cách xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý sử dụng trọng lực để loại bỏ chất rắn lơ lửng ra khỏi nguồn nước. Theo nguyên lý hoạt động thì việc lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp với trọng lực và kích cỡ của từng hạt trong bể lắng. Mời các bạn cùng Môi trường Hợp Nhất tìm hiểu về các quá trình lắng trong hệ thống xử lý nước thải. 

1. Tầm quan trọng của bể lắng trong hệ thống

Bể lắng là công trình xử lý nước thải không thể thiếu trong hệ thống xử lý nước thải cho phép lưu giữ và xử lý nước thải, đặc biệt là loại bỏ chất lơ lửng nhờ tác dụng của trọng lực. Thông thường, bể lắng đòi hỏi diện tích xây dựng lớn với hiệu suất cơ bản phải đạt 60%.

Quá trình lắng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lưu lượng nước thải, thời gian lắng, khối lượng riêng, tải lượng chất thải, vận tốc dòng chảy, nhiệt độ và kích thước bể lắng.

Bể lắng được phân loại thành:

• Theo công dụng: Bể lắng đợt 1 (trước công trình sinh học) và bể lắng đợt 2 (sau công trình sinh học).
• Theo chế độ làm việc: Bể lắng gián đoạn và bể lắng hoạt động liên tục.
• Theo chế độ dòng chảy: Bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lamen và bể lắng radian.

2. Bốn quá trình lắng trong hệ thống xử lý nước thải

Dưới đây là 4 quá trình lắng cơ bản của hệ thống xử lý nước:

2.1. Lắng từng hạt riêng lẻ

• Những hạt rời rạc khi nồng độ chất rắn trong nước thải thấp hơn 500 mg/l. Vì thế quá trình lắng chủ yếu tác động đến hạt trong hỗn hợp huyền phù ở nồng độ thấp.
• Diễn ra với vận tốc độc lập, các hạt vẫn giữ kích thước và hình dạng khi lắng.
• Các hạt lắng hoàn toàn riêng biệt không có tác động qua lại với nhau.
• Ở nồng độ thấp, xác suất va chạm của hạt thấp nên tỷ lệ kết tụ cũng nhỏ hơn.
• Quá trình lắng này diễn ra theo 4 khu vực: khu vực đầu vào, khu lắng, vùng bùn và khu vực đầu ra.
• Ở khu vực đầu vào, lưu lượng chảy theo cùng một hướng. Khu lắng diễn ra sự lắng khi nước chảy qua khu vực đầu ra. Vùng bùn là nơi các hạt lắng đọng lại.
• Quá trình này chủ yếu loại bỏ cát, sỏi ra khỏi nước thải.

2.2. Lắng keo tụ

• Là quá trình lắng các hạt kết tụ trong hỗn hợp huyền phù hơi loãng.
• Những hạt rắn kết hợp với nhau làm tăng khối lượng hạt lắng và lắng nhanh hơn khi chúng phát triển.
• Những hạt này có thể phát triển nhanh hơn khi bể lắng có chiều sâu và thời gian lưu lâu hơn.
• Để tránh thời gian lưu thủy lực ngắn, bể lắng thường được xây dựng với chiều sâu từ 3 – 6m với thời gian lưu trong vài giờ.
• Quá trình này loại bỏ chất rắn lơ lửng và các loại bông keo tụ hóa học trong bể lắng trong hệ thống xử lý nước thải.

2.3. Lắng vùng

• Chủ yếu lắng hạt lơ lửng trong hỗn hợp huyền phù có nồng độ trung bình với xu hướng lắng như tấm chắn. Nhưng lực tương tác giữa các hạt lại cản trở sự lắng của nhiều hạt xung quanh.
• Khi nồng độ hạt lơ lửng quá cao, chúng tiếp xúc trong khoảng cách gần nên không còn khả năng lắng độc lập mà chồng chéo lên nhau.
• Cần hạn chế tác động của dòng chảy lên bên trên các chất để cân bằng vận tốc và tăng cường khả năng lắng nhanh hơn.
• Quá trình này thường ứng dụng cho công trình lắng thứ cấp tiếp ngay sau công trình xử lý sinh học.

2.4. Lắng nén

• Chủ yếu lắng hạt lơ lửng trong hỗn hợp huyền phù có nồng độ cao, hạt rắn lắng do sự nén ép của cấu trúc.
• Hiện tượng nén do trọng lượng các hạt tác dụng lên nhau kèm với sự lắng của hạt từ lớp lỏng phía trên.
• Tốc độ lắng thấp vì sự xuất hiện các dòng chảy ngược lên và phụ thuộc vào độ nhớt của môi trường.
• Lắng nén chủ yếu ở phần thấp của khối lượng bùn lắng, ở đáy của bể lắng thứ cấp hoặc bể nén bùn.
• Trong vùng nén, chất rắn lắng đọng được nén do trọng lượng của chất rắn và nước được tách ra hỗn hợp bùn.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng

Hiệu quả của quá trình lắng phụ thuộc vào đặc tính của nước, tính chất của hạt cặn và điều kiện thủy lực trong bể. Một số yếu tố quan trọng gồm:

• Đặc tính của hạt cặn: Kích thước, hình dạng và tỷ trọng của hạt ảnh hưởng trực tiếp đến vận tốc lắng. Các hạt có kích thước lớn, tỷ trọng cao thường lắng nhanh hơn. Ngược lại, các hạt nhỏ, nhẹ hoặc có dạng không đồng đều thường khó tách bằng phương pháp lắng đơn thuần.
• Nồng độ chất rắn: Khi nồng độ cặn thấp, các hạt có thể lắng tương đối độc lập. Khi nồng độ chất rắn tăng cao, các hạt bắt đầu tương tác và cản trở chuyển động của nhau, làm cơ chế lắng chuyển sang lắng vùng hoặc lắng nén.
• Khả năng keo tụ và tạo bông: Đối với các hạt cặn nhỏ, đặc biệt là chất rắn lơ lửng và hạt keo, quá trình keo tụ – tạo bông giúp tăng kích thước và khối lượng bông cặn, từ đó cải thiện khả năng lắng. Liều lượng hóa chất, pH, thời gian và cường độ khuấy đều có thể ảnh hưởng đến chất lượng bông cặn.
• Thời gian lưu nước: Thời gian lưu cần đủ để các hạt có khả năng lắng di chuyển xuống vùng thu cặn. Nếu thời gian lưu quá ngắn, cặn có thể chưa kịp lắng và bị cuốn theo dòng nước ra. Tuy nhiên, không nên đánh giá hiệu quả bể lắng chỉ dựa vào thời gian lưu, mà cần xem xét đồng thời tải trọng thủy lực và đặc tính cặn.
• Tải trọng bề mặt: Tải trọng bề mặt là một thông số quan trọng khi thiết kế bể lắng, thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng nước và diện tích bề mặt bể. Tải trọng quá lớn có thể làm giảm khả năng giữ cặn, gây hiện tượng cặn trôi theo dòng ra
• Điều kiện thủy lực trong bể: Dòng chảy trong bể cần được phân phối tương đối đồng đều. Dòng chảy rối, dòng ngắn mạch hoặc sự phân phối nước không đều có thể làm giảm hiệu quả lắng. Vì vậy, thiết kế khu vực phân phối nước, vùng lắng và hệ thống thu nước cần được tính toán phù hợp.
• Nhiệt độ và độ nhớt của nước: Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ nhớt của nước, từ đó tác động đến chuyển động và vận tốc lắng của các hạt. Khi độ nhớt tăng, hạt có xu hướng lắng chậm hơn.
• Quá trình thu gom và xả bùn: Bùn sau khi lắng cần được thu gom và xả với tần suất phù hợp. Nếu bùn tích tụ quá lâu trong bể, có thể xảy ra hiện tượng phân hủy, sinh khí và bùn nổi, làm ảnh hưởng đến chất lượng nước sau lắng.

Trên đây là một số nội dung về "4 quá trình lắng cơ bản của hệ thống xử lý nước". Có thể thấy quá trình lắng là một trong những công đoạn quan trọng trong hệ thống xử lý nước và nước thải, giúp loại bỏ cặn lơ lửng và giảm tải cho các công trình xử lý phía sau. 

Việc xác định đúng cơ chế lắng, tải trọng thủy lực, đặc tính cặn và điều kiện vận hành sẽ giúp lựa chọn, thiết kế bể lắng phù hợp, nâng cao hiệu quả xử lý và hạn chế các sự cố như bùn nổi, bùn trôi theo dòng ra. Vì vậy, khi đầu tư hoặc cải tạo hệ thống xử lý nước thải, cần đánh giá đồng thời đặc tính nước thải và yêu cầu xử lý thực tế để đưa ra phương án công nghệ phù hợp.

Quý Doanh nghiệp có nhu cầu thiết kế hệ thống xử lý nước thải hãy liên hệ trực tiếp Hotline: 0938.857.768 hoặc ĐỂ LẠI THÔNG TIN tại FORM TƯ VẤN để được tư vấn thông tin chi tiết hơn.