Tìm hiểu về bể lắng cát

Khi nào dùng bể lắng cát

Để xử lý nước thải, người ta sử dụng rất nhiều các loại bể có tác dụng lắng bớt bùn đất như bể lắng đứng, bể lắng ngang…Mỗi loại bể lại có những đặc điểm riêng, những ưu thế và được sử dụng trong những trường hợp khác nhau.

Bể lắng ngang

Bể lắng ngang là loại bể lắng được xây dựng theo hình chữ nhật với hai hoặc nhiều ngăn. Đây là loại bể được sử dụng khá nhiều và mang lại hiệu quả khá cao trong quá trình xử lý nước thải đặc biệt với những nơi có lưu lượng nước thải hàng ngày lớn hơn 15.000 m3.

Thông thường với bể lắng ngang chiều sâu của bể thường được thiết kế với  độ sâu khoảng từ 2 tới 3,5 mét, chiều dài của bể phải gấp 10 lần độ sâu dao động từ 20 tới 35 mét và chiều rộng ở mức 3 tới 6 mét. Ở giữa bể, người ta sẽ đặt các vách ngăn. Thông thường đặt vách ngăn cách bể 1-2 mét là thích hợp nhất.

Bể lắng ngang hoạt động theo nguyên lý nước trong bể sẽ chuyển động từ đầu này tới đầu kia của bể. Các hạt phân tử trong nước sẽ chuyển động  xuôi theo dòng nước từ đầu này tới đầu kia với vận tốc xác định từ khoảng 0,2-0,3 m/s. Dưới tác dụng của trọng lực, vận tốc của hạt phân tử này thay đổi lên mức 0,5m/s.

Như vậy, bể lắng ngang có thể lắng được những hạt mà quỹ đạo của chúng cắt ngang đáy bể trong phạm vi chiều dài của nó với thời gian lắng từ 1 tới 3 giờ.

Bể lắng đứng

Tương tự như bể lắng ngang, bể lắng đứng cũng được sử dụng trong công nghệ xử lý nước thải nhằm làm giảm các chất độc hại trong nước với môi trường.

Bể lắng đứng thường được xây dựng hình trụ với đáy là hình chóp. Bể được làm từ thép hoặc bê tông, để chống hiện tượng ăn mòn, người ta phải phủ một lớp sơn bên bề mặt của bề. Nước thải sẽ chảy vào bể bằng hệ thống ống trung tâm.

Sau khi vào bể, nước sẽ chảy ngược từ dưới lên vào các rãnh tràn. Quá trình lắng cặn bắt đầu.

Lúc này, vận tốc dòng chảy trong bể đạt từ ,5 tới 0,6m/s với chiều cao vùng lắng khoảng từ 4-5 m. Khi vận tốc nước đầu ra nhỏ hơn vận tốc đầu vào nghĩa là các hạt bụi bị cuốn lên trên và ngược lại.

Qua thực tế quá trình sử dụng người ta nhận ra, so với bể lắng ngang, bể lắng đứng hoạt động kém hiệu quả hơn với hiệu quả thấp hơn từ 10-20%.

Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm là một trong các loại bể lắng nữa mà chúng tôi muốn tiếp tục giới thiệu tới các bạn.

Nếu bể lắng ngang được xây hình chữ nhật, bể lắng đứng là hình trụ thì bể lắng li tâm lại có dạng hình tròn. Đây là loại bể lắng có chiều sâu dao động từ 1,5 tới 5 mét với đường kính của bể khoảng từ 16-60 mét.

Thông thường, người ta thường sử dụng bể lắng ly tâm để xử lí nước thải ở những nơi có lưu lượng nước thải lớn, ít nhất khoảng 20.000 m3/ngày.

Nguyên tắc hoạt động của bể ly tâm chính là nước trong bể chuyển động từ tâm của bể ra sát vành đai. Vận tốc của nước cũng giảm dần từ trong ra ngoài, lớn nhất là ở tâm bể. Theo tính toán, hiệu quả lắng của loại bể này ước đạt khoảng 60%.

Bể lắng Lamen

Bể lắng lamen là loại bể được cấu tạo gồm từ các vách ngăn có khả năng lắng bùn hiệu quả với 3 vùng như các bể lắng khác hiện nay: Vùng phân phối nước, vùng để lắng nước và vùng chứa cặn.

Trong quá trình xử lý nước thải, nước trong bể lắng chứa bùn sẽ chuyển động theo chiều từ dưới lên qua giữa các vách ngăn. Phần bùn cặn sẽ bị lắng lại phía dưới. Do các vách ngăn này được đặt nghiêng nên bùn sẽ tập trung chảy về hố thu cặn.

Bể lắng lamen  mang lại hiệu quả xử lí nước thải cao với hiệu suất ổn định và thời gian lắng rút ngắn hơn so với các bể lắng khác. Đồng thời, dễ dàng di chuyển, thi công hay tháo lắp cũng là ưu điểm của loại bể lắng này.

Phương pháp tính toán bể lắng cát trong công trình xử lý nước thải

1 Nguồn Cát

– Rửa đường phố;

– Nước thải sinh hoạt.

2 Mục Đích Bể lắng cát

Bể lắng cát được sử dụng nhằm mục đích:

– Tránh mài mòn và phá hỏng những bộ phận chuyển động cơ học;

– Giảm sự hình thành các chất lắng trng đường ống, kênh dẫn;

– Giảm số lần làm sạch thiết bị phân hủy.

3 Cơ Sở Lý Thuyết

– Dựa vào quá trình lắng tự do của các hạt;

– Áp dụng định luật Stokes (với dòng chảy tầng).

+ Định luật Stoke (đv cáchạt hình cầu)

– Vs : vận tốc lắng (m/s);

– g : gia tốc trọng trường (m/s2);

– ρs : khối lượng riêng của chất rắn (kg/m3);

– ρL : khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3);

– μ : độ nhớt của chất lỏng (kg/s.m).

– Hạt có d = 0,2 mm, ρs = 2,65 kg/L, ρL = 1 kg/L, ☞ Vs = 0,021 m/s

– Diện tích tiết diện ngang của bể lắng cát:

– Chiều dài cần thiết của bể lắng cát:

W x hmax x Vh = W x L x vs

+ hmax : Chiều cao cực đại của bể lắng cát;

+ vs : Vận tốc lắng của hạt cát d = 0,2 mm, vs = 0,021 m/s;

+ L : Chiều dài của bể lắng cát;

+ vh : Vận tốc theo phương ngang (vận tốc tới), vh = 0,3 m/s.

L ≈ 14 hmax

– Hệ số an toàn f = 1,2 – 1,5 → L ≥ 18 hmax

– Tốc độ lắng của hạt cát trong nước thải = độ lớn thủy lực của hạt = tải trọn bề mặt của bể lắng cát = U0

Bảng 2.1 U0 theo đường kính hạt trong nước thải sinh hoạt ở 150C

d (mm)	U0 (mm/s)		d (mm)	U0 (mm/s)
0,10	5,12		0,30	28,30
0,12	7,37		0,35	34,50
0,15	11,50		0,40	40,70
0,20	18,70		0,50	51,60
0,25	24,20

Nguồn: Lai (1999).

4 Đặc Tính Và Số Lượng Cát Trong Nước Thải

Đặc Tính

– Tương đối dễ làm ráo nước;

– Sau khi làm khô, độ ẩm = 13-65%; VSS = 1 – 56%

– Cát trơ (sạch) có ρ = 2,65 – 2,7 kg/L;

– Khi có chất hữu cơ dính bám ρ = 1,3 kg/L;

– Khi đổ thành đống ρ = 1.600 kg/m3;

– Kích thước hạt cát d = 0,2 – 2 mm;

– Cát chưa rửa có thể chứa ≥ 50% cặn hữu cơ.

Lượng cát phát sinh từ bể lắng cát có thể ước tính bằng 0,037-0,22 m3 cát/1000 m3 nước thải.

3.5 Thiết Kế Bể Lắng Cát

BỂ LẮNG CÁT NGANG

Trong bể lắng cát ngang, nước chuyển động theo phương ngang (dọc theo chiếu dài bể và mặt bằng bể có dạng hình chữ nhật.

– Chiều cao phần công tác H của bể chọn theo tỷ lệ H/L, kiểm tra theo V và thời gian lưu nước (HRT_;

– HRT = 1 – 2 phút = 60 – 120 s;

– Để chất hữu cơ không lắng được, vận tốc dòng chảy phải bằng hằng số. Điều này có thể khống chế được bằng cách xây cửa tràn;

– Chiều rộng cửa tràn thu hẹp từ B xuống b;

– Đáy cửa tràn chênh với đáy bể lắng cát một khoảng tính bằng ΔP nhằm tạo độ chênh áp, nhờ đó nước ra khỏi bể lắng có vận tốc không đổi.

Trong đó:

+ Qmax, Qmin: lưu lượng tối đa và tối thiểu qua BLC khi tốc độ nước chảy qua bể là v không đổi;

+ K = Qmin/Qmax;

+ m: hệ số lưu lượng của cửa tràn phụ thuộc vào góc tới (Bảng 2.2).

Bảng 2.2 Giá trị m đối với cửa tràn theo góc tới θ

b/B	Cotgθ = 0	Cotgθ = 0,5	Cotgθ = 1	Cotgθ = 2	Cotgθ = 3
0,1	0,320	0,343	0,350	0,353	0,350
0,2	0,324	0,346	0,352	0,355	0,352
0,4	0,330	0,350	0,356	0,358	0,356
0,6	0,340	0,356	0,361	0,363	0,361
0,8	0,355	0,365	0,369	0,370	0,369
0,9	0,367	0,373	0,375	0,376	0,375
1,0	0,385	0,385	0,385	0,385	0,385

• Vận tốc lắng của cát thay đổi theo kích thước hạt cát và nhiệt độ (Bảng 2.3).

Bảng 2.3 Vtốc lắng của cát trong nước ở t0C khác nhau

d (mm)	Vận tốc lắng (mm/s)				d (mm)	Vận tốc lắng (mm/s)
	50C	100C	150C	200C		50C	100C	150C	200C
3,50	240,5	245,5	250,5	255,5	0,275	21,55	23,78	26,0	28,82
3,00	225,5	227,5	232,5	237,5	0,25	18,45	20,5	22,5	24,6
2,50	204,2	209,2	214,2	219,2	0,20	12,85	14,5	16,15	17,8
2,00	182,5	187,5	192,5	197,5	0,15	7,87	9,15	10,42	11,69
1,75	168,2	173,2	178,2	183,2	0,14	6,92	8,12	9,32	10,52
1,50	151,5	156,5	161,5	166,5	0,13	6,00	7,15	8,30	9,45
1,25	133,0	138,0	143,0	148,0	0,125	5,52	6,64	7,77	8,90
1,00	112,0	116,85	121,7	126,55	0,12	5,1	6,175	7,25	8,325
0,90	103,2	107,9	112,6	117,2	0,11	4,55	5,40	6,25	7,10
0,85	98,4	102,95	107,5	112,05	0,10	3,85	4,6	5,35	6,10
0,80	93,65	98,08	102,92	106,92	0,095	3,44	4,14	4,84	5,54
0,77	91,3	95,65	100,0	104,35	0,0925	3,34	3,97	4,60	5,23
0,75	88,1	92,3	96,5	100,7	0,090	3,15	3,75	4,35	4,95
0,70	81,6	85,7	89,8	93,9	0,085	2,82	3,36	3,90	4,44
0,65	74,8	78,75	82,7	86,65	0,080	2,525	3,005	3,485	3,965
0,60	67,8	71,55	75,3	79,05	0,075	2,245	2,665	3,085	3,505
0,50	53,35	56,68	60,0	63,32	0,070	1,940	2,32	2,70	3,08

Bảng 2.3 Vtốc lắng của cát trong nước ở t0C khác nhau

d (mm)	Vận tốc lắng (mm/s)				d (mm)	Vận tốc lắng (mm/s)
	50C	100C	150C	200C		50C	100C	150C	200C
0,400	39,7	42,6	45,5	48,4	0,0685	1,847	2,217	2,587	2,957
0,375	36,2	39,0	41,8	44,6	0,0690	1,682	2,007	2,332	2,657
0,350	32,4	35,05	37,7	40,35	0,0615	1,51	1,805	2,10	2,395
0,325	28,7	31,2	33,7	36,2	0,0600	1,455	1,73	2,005	2,280
0,300	25,1	27,45	29,7	32,15	0,0570	1,325	1,57	1,815	2,060

– Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát:

+ hc : chiều cao lớp cát trong bể;

+ L : chiều dài bể lắng cát;

+ n : số ngăn công tác;

+ B : chiều rộng của một ngăn công tác.

– Chiều cao xây dựng của bể lắng cát:

HXD = hmax + hc + 0,4

– Kiểm tra lại sao cho vmin ≥ 0,15 m/s.

– Diện tích hữu ích của sân phơi cát:

+ F : diện tích hữu dụng của sân phơi cát (m2);

+ P : lượng cát giữ lại ở bể lắng P = 0,02 l/ng.ngđ;

+ N : dân số tính toán;

+ h : chiều cao lớp bùn cát = 4-5 m/năm.

BỂ LẮNG CÁT THỔI KHÍ

Ứng Dụng

– Trạm xử lý nước thải sinh hoạt công suất lớn;

– Khí sẵn có, rẻ tiền;

– Quá trình sục khí làm tăng hiệu quả xử lý.

Ưu Điểm

– Hiệu quả không phụ thuộc vào lưu lượng;

– Quá trình sục khí cung cấp năng lượng tách chất hữu cơ khỏi cát;

–   Hiệu quả tách cát cao.

– Tránh quá trình phân hủy chất hữu cơ khi vận tốc dòng chảy nhỏ.

 

Tính Toán Bể Lắng Cát Thổi Khí

– Vận tốc xoay 0,25 – 0,3 m/s;

– Tỷ lệ chiều rộng và chiều sâu W : H = 1 – 1,5;

– Thời gian lưu nước HRT = 3 – 5 phút;

– Khí cấp vào = 3 – 8 m3/m2.h.

Tốc độ chuyển động xoay được duy trì không đổi nhằm:

– Bảo đảm cặn hữu cơ ở trạng thái lơ lửng;

– Tạo điều kiện cho các hạt cát va chạm với nhau, tách bớt cặn hữu cơ bám quanh;

– Cát sạch hơn, thành phần vô cơ chiếm 90-95% nên để lâu khôn gây mùi hôi thối..

Hệ thống sục khí được làm ống nhựa châm lỗ, đường kính lỗ = 3,5 – 5,0 mm. Ống đặt ngập trong nước ở khoảng cách bằng 0,7 – 0,75 H và cách đáy bể 45-60 cm.

Cát có thể được lấy khỏi bể lắng bằng phương pháp thủ công hay cơ giới, một cách lien tục hay gián đoạn, cũng có thể dùng bơm phun tia dồn cát về máng thu. Trong trường hợp này cần:

– Lắp ống cấp nước φ ≥ 100 mm;

– Cấp nước cho vòi đặt cách nhau 0,4 m;

– Lưu lượng nước lùa cát: Q = v.F = v.B.L (m3/s). Trong đó, v là vận tốc đẩy cát về máng thu = 0,0065 m/s (đẩy cát cỡ 0,05 cm) và  F là diện tích mặt bằng bể (m2).

Bảng 2.4 Thông số thiết kế bể lắng cát thổi khí

Thông số	Khoảng	Đặc trưng
HRT đối với Qmax (phút)	2 – 5	3
Kích thước bể: + Độ sâu (ft) + Chiều dài (ft) + Chiều rộng (ft) + Tỷ số chiều rộng – độ sâu + Tỷ số chiều dài – chiều rộng	7 – 1625 – 65 8 – 23 1:1 – 5:1 3:1 – 5:1	1,5 : 1 4,0 : 1
Khí cung cấp (ft3/phút.ft chiều dài)	2,0 : 5,0
Lượng cát (ft3/Mgal)	0,5 – 27	2,0

ft3/phút.ft x 0,0929 = m3/phút.m

ft3/Mgal x 0,00748 = m3/103 m3

Nguồn: Giáo trình Xử lý nước thải

 

 

 

Tag: autocad tiếng anh gì bản vẽ cad bài nhược in english