Bể lắng cát là gì? Đặc điểm, Quy trình hoạt động và Ứng dụng

Bể lắng cát là một trong những thành phần quan trọng trong hệ thống xử lý nước. Bể này có công dụng chính là loại bỏ các chất cặn lớn có trong nước. Những chất bẩn này nếu không được loại bỏ, sẽ gây nhiều khó khăn cho quá trình xử lý bùn. Vì thế, đây là thành phần quan trọng và nên được áp dụng. Đặc biệt đối với các nhà máy xử lý nước có công suất lớn. Cùng moitruonghopnhat.com tìm hiểu nội dung: "Bể lắng cát là gì? Đặc điểm, Quy trình hoạt động và Ứng dụng" qua bài viết dưới đây.

1. Bể lắng cát là gì?

Bể lắng cát là công trình quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải có tác dụng loại bỏ các chất cặn, chất bẩn trong nước. Tại đây lượng nước thải sẽ được lưu giữ với khoảng thời gian, đến khi chất bẩn lơ lửng chìm hết xuống đáy bằng tác dụng của trọng lực thì nước sẽ được chuyển đến giai đoạn xử lý tiếp theo.

Các nhà máy có công suất xử lý lớn (trên 20.000m3 nước/ngày) thường sử dụng phương pháp này để xử lý nước. Việc sử dụng bể lắng cát không cần phải tốn quá nhiều chi phí và thời gian, phương pháp xây dựng đơn giản, quy trình vận hành dễ dàng mà kết quả đem lại thì rất tốt. Tuy vậy, nhược điểm lớn nhất là công trình này phải có một diện tích khá lớn để lắp đặt.

Nếu xây dựng một bể lắng đạt tiêu chuẩn thì một ngày hiệu suất có thể đạt hơn 60%. Quy định chung là: "chiều dài của bể phải gấp hai lần chiều rộng".

2. Phân loại bể lắng cát trong thực tế

Có nhiều loại bể lắng cát khác nhau trong các hệ thống xử lý nước thải với những đặc trưng khác nhau riêng biệt. Để có thể sử dụng đúng bể lắng cho mỗi loại nước thải, bể lắng thường được phân loại theo ba cách là: theo công dụng, theo chế độ làm việc và theo dòng chảy. Cùng tìm hiểu bảng phân loại bể lắng cát dưới đây để hiểu rõ hơn.

3. Các bể lắng cát thông dụng trong xử lý nước thải

Như đã đề cập ở trên, bể lắng có rất nhiều loại. Dưới đây là thông tin về “Các bể lắng cát thông dụng trong xử lý nước thải” bao gồm:

• Bể lắng cát ngang;

• Bể lắng cát đứng;

• Bể ly tâm;

• Bể lắng cát Lamen.

3.1. Bể lắng cát ngang

Là loại bể hình chữ nhật, có thể chia nhiều ngăn. Đây là thành phần xử lý nước thải được nhiều hệ thống sử dụng nhất vì mang đến hiệu quả tốt, việc xử lý nước có thể đạt đến 15.000 m3/ngày. Độ sâu (chiều cao) dao động từ 2m tới 3.5m và chiều dài phải gấp 10 lần chiều sâu. Thông thường thì cứ 1 – 2 mét sẽ xây một vách ngăn.

Dòng nước sẽ chuyển động từ đầu này đến đầu kia, xuôi theo hướng với một vận tốc nhất định. Dưới ảnh hưởng của trọng lực thì vận tốc dòng chảy lúc đó sẽ thay đổi khoảng 0,5m/s.

3.2. Bể lắng cát đứng

Giống như tên gọi của mình, bể lắng đứng sẽ có hình trụ hoặc là hình chóp nón. Để hạn chế ăn mòn thì vật liệu xây dựng được chọn là bê tông hoặc thép không gỉ. Theo đường ống trung tâm, nước thải sẽ chảy trực tiếp vào bể theo chiều từ dưới lên, chảy vào các rãnh tràn và bắt đầu quá trình lắng cặn.

So với bể ngang thì hiệu quả của bể đứng thấp hơn 10 – 20%. Tuy nhiên bù lại khả năng tiết kiệm diện tích của bể này rất tốt.

3.3. Bể ly tâm

Bể lắng ly tâm là loại bể có hình tròn. Chiều sâu/ chiều cao của bể từ 1,5 tới 5 mét, đường kính đặc biệt hoành tráng, từ 16 - 60 mét. Những nơi có lưu lượng nước thải lớn người ta thường áp dụng xây dựng công trình này. Mỗi ngày chúng sẽ cho hiệu suất khoảng 20.000 m3. Hiệu quả lắng đạt 60%.

3.4. Bể lắng cát Lamen

Bể lắng Lamen là kiểu có nhiều vách ngăn, có khả năng lắng bùn tốt. Tổng cộng bể sẽ có 3 vùng khu vực: vùng chứa cặn, lắng nước và phân phối nước.

Quy trình xử lý nước thải của công trình này cũng tương tự như bể lắng hình trụ, nước sẽ chuyển động từ dưới lên, đi qua các vách ngăn thì bùn bị giữ lại. Vì vách nghiêng nên cặn sẽ chạy về chiều hố thấp hơn, đó cũng là khu vực thu cặn.

So với 3 loại bể lắng cát lọc ở trên thì bể Lamen là loại xử lý nước thải nhanh nhất. Bể cũng dễ dàng di chuyển, lắp ráp và xây dựng.

4. Quy trình hoạt động của bể lắng cát

Tùy theo  đặc tính của nước thải, ta có 4 loại quy trình hoạt động của bể lắng cát, đó là:

• Lắng hạt đơn: Các hạt lơ lửng được chìm một mình mà không ảnh hưởng đến các hạt bên cạnh, thường thích hợp cho nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng thấp. Loại quy trình này có thể loại bỏ các hạt lớn như sỏi và cát.
• Hình thành các bông cặn: Quá trình này giúp các hạt nhỏ hơn liên kết với nhau tạo thành các cục, do đó làm tăng trọng lượng của các hạt và dễ chìm hơn. Quá trình này loại bỏ một số tạp chất trong nước thải chưa qua xử lý sinh học.
• Lắng đồng loạt: Lúc này, lực tương tác giữa các hạt đủ lớn để làm các hạt lân cận dừng lại. Ở phía trên của vật liệu ngập nước, một mặt phân cách rắn-lỏng được hình thành. Quá trình này diễn ra trong bể lắng thứ cấp sau bể lắng lọc sinh học.
• Lắng nén: Xảy ra khi các hạt có mặt với số lượng đủ để tạo thành một cấu trúc nhất định và liên tục được đưa vào bể. Quá trình này diễn ra ở đáy thiết bị bay hơi và thiết bị lắng thứ cấp.

5. Ứng dụng bể lắng cát

Bể lắng ngày nay được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực xử lý nước thải. Công trình thường có mặt trong các nhà máy sản xuất, khu công nghiệp… Nhất là những ngành có nguồn nước thải tạp chất rắn.

Quá trình áp dụng bể có thể sẽ chịu tác động của nhiều yếu tố như khối lượng, tải lượng rác thải rắn, mực nước, thời gian lắng, nhiệt độ nước, kích thước bể lắng…

Thông thường, bể lắng cát được ứng dụng nhiều nhất là dành để loại bỏ cặn vô cơ kích thước lớn. Nếu không xử lý, các chất thải này sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến giai đoạn xử lý bùn trong thiết bị lọc nước sinh hoạt. Bởi cặn vô cơ có thể gây tắc nghẽn, hư hỏng đường ống dẫn và máy bơm.

6. Lưu ý khi thiết kế bể lắng cát

Việc tính toán, thiết kế bể lắng rất quan trọng. Nó góp phần vào sự hoạt động trơn tru của bể sau này. Cần phải phải đảm bảo 2 yếu tố sau:

• Đầu tiên bể cần một song chắn rác, phải đảm bảo tiêu chí giữ được rác kích thước lớn mà vẫn không làm ảnh hưởng đến mức độ điều hòa dòng chảy.

• Tính toán làm sao để cát, cát vô cơ lắng xuống, còn những chất hữu cơ lơ lửng khác trôi đi là điều không hề dễ. Bởi vì nhiệm vụ chủ yếu của bể lắng cát là lưu giữ lại những hạt cát, đá, sỏi, tro tàn, than… Để các thiết bị xử lý nước trong những công đoạn tiếp theo không bị mài mòn.

- Tính toán bể lắng cát đứng

Hiện nay, bể lắng đứng có phần phổ biến hơn bể lắng ngang do thiết bị này vận hành đơn giản hơn và không cần quá nhiều diện tích. Khi tính toán bể lắng đứng theo thứ tự như sau:

• Bước 1: Tính diện tích tiết diện ngang vùng lắng.

• Bước 2: Tính diện tích ngang của tiết diện ngăn bể phản ứng xoáy hình hộp.

• Bước 3: Tính kích thước đo của bể lắng từ bước 1 và bước 2.

• Bước 4: Tính thời gian xả cặn giữa 2 lần xả.

• Bước 5: Tính phần trăm lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng.

• Bước 6: Tính toán ống nước từ bể trộn sang bể cát lắng đứng.

• Bước 7: Tính máng thu nước để chuyển sang bể lọc.

Để tính toán bể lắng đứng cụ thể hơn, có thể tham khảo các sách chuyên ngành về thiết kế bể lắng. Ngoài ra, một cách đơn giản hơn là bạn cứ thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 7957:2008.

- Tính toán bể lắng cát ngang

Bên cạnh bể lắng cát đứng, việc tính toán bể lắng ngang cũng được nhiều người quan tâm và tìm hiểu. Nhất là khi thi công các công trình quy mô lớn, bể lắng ngang luôn được ưu tiên lựa chọn.

- Tính toán kích thước bể: Lưu ý chiều dài bể lắng, vận tốc nước chảy trong bể

- Tính toán thiết kế ngăn phân phối: Cần lưu tâm diện tích công tác của ngăn phân phối, lưu lượng nước qua bể, diện tích và số lỗ ở vách ngăn.

- Thiết kế ngăn thu nước: Còn đối với tốc độ nước chảy qua lỗ, khoảng cách tới tường của bể, số lượng lỗ, diện tích của các lỗ và 1 lỗ ở vách ngăn phân phối.

- Thiết kế vùng xả cặn: Dự toán hàm lượng cặn vào bể và thể tích cần để chứa cặn đó. Xem xét hiệu suất xử lý của bể lắng, chiều cao vùng nén cặn, lượng nước cần thiết cho việc xả cặn. Tính số máng thu cặn, diện tích ống thu và số lỗ cần đục trên ống thu đó.

- Tính kích thước xây dựng: Bao gồm chiều cao, chiều dài, chiều rộng và tổng chiều dài của toàn bể.

Trên thị trường hiện nay, mỗi một loại bể lắng cát sẽ có một đặc tính dòng chảy khác nhau. Tùy nhu cầu và kinh phí đầu tư mà bạn có thể cân nhắc, tính toán lựa chọn sản phẩm phù hợp.

Cảm ơn bạn đã dành thời gian theo dõi bài viết.

Môi trường Hợp Nhất là một trong những đơn vị thiết kế, thi công hệ thống xử lý nước thải, trong đó bao gồm cả công trình bể lắng cát. Ngoài ra, chúng tôi còn cung cấp các loại máy móc, thiết bị để phục vụ cho lĩnh vực xử lý sạch hoặc nước thải. Với nhiều năm kinh nghiệm hoạt động cùng đội ngũ kiến trúc sư giàu kinh nghiệm, Hợp Nhất cam kết mang tới cho khách hàng sự hài lòng tuyệt đối khi hợp tác.