Bể lắng ly tâm trong hệ thống xử lý nước thải

Bể lắng ly tâm là bể có dạng hình tròn trên mặt bằng. Lý do gọi là bể lắng ly tâm bởi vì nước chuyển động từ trung tâm ra chu vi. Bể có nhiệm vụ lưu nước thải với thời gian nhất định và loại bỏ tạp chất nhờ vào tác dụng của trọng lực làm cho các chất lơ lửng lắng xuống đáy bể.

1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm là một trong những công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, bể có dạng hình cầu. Ở nước ngoài, bể lắng ly tâm thường được xây dựng với đường kính D từ 16 – 40m (đôi khi tới 54 và 60m). Theo kinh nghiệm, tỷ lệ giữa đường kính D và chiều sâu H nên trong khoảng từ 6 đến 10 và chất liệu bể lắng ly tâm thường bằng bê tông cốt thép dùng cho nước thải sinh hoạt với đường kính 40m, chiều cao bể ở tường xung quanh là 4m. Thời gian lắng (nước lưu lại trong bể) khoảng 1,30h. Hiệu suất của bể lắng đạt tới 60%.

Nguyên lý hoạt động của bể lắng ly tâm là bể phân phối nước theo máng vòng xung quanh bể (máng chuyển động vòng).

Bể lắng ly tâm có thể ứng dụng làm bể lắng đợt một hoặc bể lắng đợt hai với công suất từ 20.000 m3.ngày. đêm trở lên.

2. Tính toán thiết kế bể lắng ly tâm

Tính toán bể lắng ly tâm theo lưu lượng giờ tối đa có hai phương pháp:

• Tính toán theo thời gian lắng. Đối với nước thải sinh hoạt chọn thời gian lắng 1,5h;
• Tính toán theo tải trọng q của nước thải trên 1m2 mặt thoáng của bể. Giá trị q chọn theo các số liệu kinh nghiệm quản lý các bể lắng đã làm việc vói nước thải tương tự.

Đối với nước thải sinh hoạt tải trong tính toán q dao động trong khoảng từ 2 đến 3,5m3/m2.h.

Diện tích bể lắng ly tâm (m2) trên mặt bằng là:

F = Q/q

Đường kính của bể lắng ly tâm (m)

D = (√4Q)/𝜋.q

Trong đó: Q: Lưu lượng giờ tối đa của nước thải, m3/h.

Tính toán theo tốc độ lắng u0 nhỏ nhất của hạt cặn lơ lửng cần giữ lại trong bể.

Khi đó: F = Q/u0

D = (√4Q)/𝜋. u0

Trong đó:

u0: Tốc độ lắng nhỏ nhất của hạt cặn lơ lửng, m/h.

Kích thước của bể lắng ly tâm đợt 1 ở nước ngoài được thiết kế định hình có thể tham khảo qua bảng dưới đây:

Bảng 1: Kích thước bể lắng ly tâm đợt một

Ở trung tâm bể người ta xây dựng các hồ tập trung cặn. Dung tích cặn xác định theo tính toán với thời gian giữa hai lần xả cặn thường là 4 giờ. Tường bên của hồ tập trung cặn phải xây dựng với độ nghiêng 60oC để cặn có thể trượt được dễ dàng.

Cặn lắng xuống nhờ thanh gạt chảy về hố tập trung. Những thanh gạt được gắn vào khung thép chuyển động vòng với tốc độ 2 đến 3 vòng/h. Thanh gạt có thể làm việc liên tục hoặc theo chu kỳ tùy lượng cặn lắng xuống. Nếu làm việc theo chu kỳ thì phải cho thanh gạt hoạt động một giờ trước khi bắt đầu xả cặn.

Quá trình xả cặn có thể tự động hóa. Độ ẩm của cặn bằng 95% khi xả cặn bằng tự chảy và 93% khi dùng bơm ly tâm hoặc bơm để hút.

Khi bể lắng chỉ tính với thời gian lắng 0,5 – 1h nghĩa là chỉ giữ lại phần chủ yếu các chất lơ lửng và xả cặn bằng bơm hút thì độ ẩm thường không quá 93%.

Đường kính ống xả cặn phải xác định bằng tính toán nhưng không dưới 200mm.

Chiều cao từ mực nước tới đỉnh tường bể thường chọn bằng 0,3m. Số bể lắng công tác tối thiểu phải là hai ở giai đoạn đầu khi xây dựng, không phụ thuộc công suất của nhà máy xử lý nước thải. Khi chọn kích thước của bể phải tính rằng: với cùng một lưu lượng tính toán dùng các bể lắng có kích thước lớn sẽ kinh tế hơn so với dùng các bể có kích thước nhỏ.

Để điều hòa tốc độ nước khi ra khỏi bể lắng các máng tràn có thể xây dựng theo kiểu răng cưa. Tải trọng trên 1m chiều dài đập tràn không quá 10l/s.

Các thông số chỉ yếu của bể lắng ly tâm với phân phối nước theo máng vòng xung quanh bể.

Bảng 2: Các thông số chủ yếu của bể lắng ly tâm với phân phối nước theo máng vòng xung quanh bể

Dòng chuyển động của nước sẽ choán đều trên toàn bộ tiết diện ướt của bể và hầu như không có những vùng nước xoáy cục bộ. Nước được dẫn vào tới tận đáy bể lắng sẽ làm cho chất lơ lửng chỉ phải qua một quãng đường ngắn.

Nhờ đặc điểm thủy lực như vậy nên hiệu suất lắng sẽ cao hơn so với bể lắng ly tâm thông thường khi dẫn nước vào từ trung tâm bể. Thời gian lắng của bể lắng ly tâm phân phối nước theo máng vòng xung quanh bể cũng nhỏ hơn cùng với hiệu quả lắng.

Có thể thấy, bể lắng ly tâm là một trong những công trình quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải. Ngoài ra, nhờ vào nguyên lý hoạt động của lực ly tâm nó còn được ứng dụng trong các ngành công nghiệp để tách rời các hạt rắn có kích thước khác nhau khỏi chất lỏng.

Trên đây là một số thông tin về bể lắng ly tâm. Công ty Môi trường Hợp Nhất là một trong những đơn vị chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và lắp đặt hệ thống xử lý nước thải theo yêu cầu. Tùy vào tính chất của từng dự án, Hợp Nhất thiết kế, thi công các bể xử lý như bể thu gom, bể lắng ly tâm, bể điều hòa, cụm bể xử lý sinh học, bể khử trùng, v.v…

Quý khách có nhu cầu thi công hệ thống xử lý nước thải, xin vui lòng liên hệ qua Hotline: 0938. 857.768 để được hỗ trợ tư vấn cụ thể hơn!

3. Tài liệu tham khảo

Trong bài viết này, chúng tôi có tham khảo nội dung và hình ảnh từ các nguồn sau:

• Sách Xử lý nước thải – Chủ biên: GS. TS. Lâm Minh Triết – GS. TS. Trần Hiếu Nhuệ cùng nhóm biên soạn.
• Tổng hợp.

Bộ phận Truyền thông & Marketing