Các loại bể lắng trong xử lý nước thải

Bể lắng nước thải được biết đến là một trong những phương pháp xử lý nước thải hiệu quả được nhiều doanh nghiệp, đơn vị áp dụng nhất hiện nay. Bởi ưu điểm thực hiện đơn giản, hiệu quả cao, xử lý triệt để được các loại hóa chất gây ô nhiễm trong nước thải. Vậy cụ thể bể lắng nước thải là gì? Các loại bể lắng nước thải phổ biến? Tất cả sẽ được chúng tôi tổng hợp chi tiết ngay dưới đây.

Bể lắng nước thải là gì?

Bể lắng nước thải là một công trình được xây dựng quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải với mục đích tách, loại bỏ triệt để các chất rắn, chất lơ lửng gây ô nhiễm nước thải. Hiểu đơn giản hơn bể lắng nước thải là loại bể dùng để lưu trữ nước thải trong một khoảng thời gian nhất định để các chất thải được lắng cặn xuống dưới nhờ tác dụng của trọng lực.

Hiện nay, trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, y tế hay sinh hoạt, tự nhiên đều sử dụng bể lắng. Với hình dạng đa dạng tùy thuộc vào lưu lượng nước thải xử lý. Đa số được thiết kế hình chữ nhật chiều dài tối thiểu yêu cầu gấp đôi chiều rộng. Hiệu suất cơ bản đạt trên 60%, hiệu quả lắng chất rắn cao. Đây cũng chính là lý do tại sao nhiều khu công nghiệp, nhà máy sản xuất lựa chọn lắp đặt bể lắng nước thải.

Vai trò của bể lắng xử lý nước thải 

Như đã giới thiệu ở trên, bể lắng nước thải có chức năng chính là tách bỏ các chất rắn, chất lơ lửng khi lắng đọng. Theo thống kê, bể lắng hoạt động với 4 quy trình và mỗi quy trình sẽ có những vai trò, nhiệm vụ khác nhau. Cụ thể:

• Lắng từng hạt riêng lẻ: giúp loại bỏ các loại đá, cát bên trong nước thải. Áp dụng với chất rắn lơ lửng thấp và các hạt lơ lửng này sẽ được lắng xuống riêng lẻ tách rời nhau. Tuyệt đối không gây ảnh hưởng, không gây phản ứng với các hạt lân cận.
• Tạo bông cặn: Vai trò chính là loại bỏ một phần chất rắn chưa xử lý và nước thải sau khi đã xử lý bằng phương pháp sinh học. Trong quá trình lắng này cá hạt sẽ được liên kết với nhau hoặc tạo bông cặn. Kết quả trọng lượng sẽ được tăng lên và tốc độ lắng cặn sẽ nhanh hơn.
• Lắng tập thể: Được thực hiện ở bể lắng thứ cấp và được đặt sau bể lắng sinh học. Cụ thể khi lực tương tác giữa các hạt đủ lớn sẽ ngăn cản các hạt bên cạnh. Đồng thời mặt phân cách giữa chất lỏng và chất rắn cũng sẽ xuất hiện ở mặt bên trên của khối lắng.
• Lắng nén: Được diễn ra ở đáy các bể lắng thứ cấp và trong thiết bị cô bùn mục đích giúp làm giảm lượng nước, bùn nhanh bị cô đặc và khô hơn. Cụ thể khi hàm lượng chất các hạt tạo nên một cấu trúc nào đó và các hạt được đưa liên tục vào cấu trúc đó.

Đồng hồ đo lưu lượng nước thải dạng cơ sử dụng cơ chế Woltman Turbo sử dụng turbo bánh xe để đo tốc độ dòng chảy qua đồng hồ.

thiết bị đo lưu lượng công nghiệp

Phân loại bể lắng nước thải

Dựa vào công dụng, chế độ dòng chảy, chế độ làm việc có thể phân chia bể lắng nước thải thành các loại chính như sau:

Theo công dụng:

• Bể lắng đợt 1: đặt trước công trình sinh học
• Bể lắng đợt 2: đặt sau công trình sinh học

Theo chế độ làm việc:

• Bể lắng gián đoạn: nước thải sẽ được đưa vào bể theo từng mẻ với thời gian nhất định. Phần cặn bẩn sau khi được lắng được đưa vào hố thu cặn còn phần nước sẽ được tháo ra ngoài. Sau đó tiếp tục đưa một mẻ nước thải mới vào.
•  Bể lắng hoạt động liên tục: nước thải được cho đi qua bể liên tục để lắng cặn trong một thời gian dài.

Theo chế độ dòng chảy

• Bể lắng ngang: nước thải sẽ được chảy theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể. Phần đầu bể và cuối bể sẽ được thiết kế dốc để nước thải chảy dễ dàng và dễ lắng cặn hơn.
• Bể lắng đứng: nước thải sẽ được chảy từ dưới lên trên theo phương thẳng đứng. Các cặn bẩn sẽ được thu vào hố thu cặn.
• Bể lắng radian: nước chảy từ trung tâm ra thành bể (bể ly tâm) và theo hướng ngược lại (bể hướng tâm).

Các loại bể lắng nước thải phổ biến hiện nay

Dưới đây là một số loại bể lắng nước thải phổ biến, được sử dụng nhiều trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, sinh hoạt hiện nay:

Bể lắng ngang

Bể lắng ngang là dạng bể được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống xử lý nước thải hiện nay. Với thiết kế xây dựng có hình dạng chữ nhật có 2 hoặc nhiều ngăn chứa có kích thước khác nhau được phân chia tùy thuộc vào kích cỡ chiều ngang của từng loại bể lắng. Các bộ phận chính bao gồm: máng dẫn nước đi vào, máng phân phối nước, máng thu, xả chất nối, máng dẫn nước ra.

Về thiết kế, chiều dài và chiều rộng của bể được tính toán dựa vào lưu lượng nước thải, vị trí cần sử dụng. Độ sâu thông thường từ 2 – 3,5m, chiều dài được chế tạo gấp 10 lần chiều sâu, dao động trong khoảng 20 – 35m còn chiều rộng chỉ trong khoảng 3-6m. Số lượng vách ngăn trong bể sẽ là từ 2 ngăn trở lên, cụ thể sẽ phụ thuộc vào chiều dài của bể. Ngoài ra giữa các vách ngăn sẽ có khoảng cách rộng từ 1- 2m. 

Ứng dụng của loại bể lắng này là trong hệ thống xử lý có lưu lượng nước thải đi qua nhiều. Với chức năng chính là chứa nước thải, nước cấp trong giai đoạn lắng từ đó giúp nước ổn định độ trong và loại bỏ được cặn bùn, chất lơ lửng một cách nhanh chóng, hiệu quả.

Nguyên lý làm việc của bể lắng ngang

Cơ chế hoạt động của bể lắng ngang sẽ dựa theo nguyên tắc chuyển động của nước trong bể từ đầu này đến đầu kia. Theo đó khi thiết kế cần đảm bảo có một độ dốc nhất định để nước dễ di chuyển. Cụ thể, khi nước thải đi từ đầu cao hơn đến đầu thấp hơn các phần tử trong nước cũng sẽ chuyển động với vận tốc trung bình theo tính toán khoảng từ 0.2 – 0.3 m/s. Tuy nhiên, khi có thêm tác động của trọng lực vận tốc sẽ tăng lên đến mức tối đa là 0.5m/s. Kết quả các hạt này sẽ được lắng xuống, được giữ lại ở đáy và được thu bằng máng tràn.

Ưu, nhược điểm của bể lắng ngang

Ưu điểm:

• Thời gian lắng thông thường từ 1 – 3 giờ 
• Được sử dụng phổ biến trong hệ thống có lưu lượng nước thải lớn hơn 15000 m3 trên 1 ngày.
• Hiệu quả lắng cặn trong nước thải linh hoạt, cao, đạt trên 60%.
• Xây dựng nhanh, thiết kế đơn giản với chi phí đầu tư và bảo trì tương đối thấp, phù hợp với nhiều hệ thống.
• Khi vận hành không đòi hỏi yêu cầu cao về trình độ kỹ thuật.
• Kết cấu từ thép không gỉ, inox hoặc được đổ bằng bê tông cốt thép có độ bền cao, chịu lực tốt.
• Thân thiện, an toàn với môi trường và đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người.
• Có thể sử dụng tại vị trí có mực nước ngầm cao, nền đất yếu vì chiều sâu tối đa của bể không vượt quá 4m.
• Có khả năng hợp khối với các công trình bể phán ứng ziczac hay bể phản ứng xoáy.

Nhược điểm:

• Thời gian lắng cặn lâu hơn các loại bể lắng khác.
• Tính khả thi thấp, chi phí đầu tư ban đầu cao.
• Chỉ được ứng dụng trong xử lý nguồn nước cấp thông thường, còn đối với nguồn nước cấp có chứa hóa chất, kim loại nặng không khả quan.
• Tốn nhiều diện tích thiết kế, xây dựng vì hình dạng của bể là hình chữ nhật nên cần diện tích lớn.

Bể lắng dạng đứng

Bể lắng dạng đứng là loại bể được xây dựng, thiết kế có hình dạng chữ nhật dùng để lưu nước thải, tạo điều kiện cho các chất lơ lửng lắng xuống đáy trong thời gian nhất định. Hiểu đơn giản hơn công dụng của bể là xử lý cơ học để tách các chất rắn, loại bỏ tạp chất, đá, cát bên trong nước thải. Về tên gọi bể lắng dạng đứng là vì được xây dựng dạng hình trụ tròn hoặc hình trụ vuông với phần đáy được vát lại như một hình chóp.

Cấu tạo bể bằng chất liệu thép cacbon CT3 bên ngoài được sơn phủ một lớp sơn chống gỉ hoặc được đổ bê tông với kích thước lớn, xây gạch với bể nhỏ. Kết cấu chung gồm 4 phần: vỏ ngoài, ống trung tâm hướng dòng nước thải, máng thu nước kèm vách chắn bọt, bộ phận thu bùn thải kèm theo gạt bùn.

Mặt bằng đường kính chung của bể sẽ dao động trong khoảng 4-9m, chiều cao vùng lắng 2.7 – 3.8m. Vận tốc dòng chảy trong vùng công tắc dưới 0.7m/s, thời gian lắng trung bình 1-2 giờ. Ứng dụng chủ yếu trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt có quy mô lớn.  

Nguyên lý hoạt động

Khi nước thải được chảy vào ống trung tâm theo máng chảy sẽ được đưa xuống bộ phận hãm. Sau khi rời khỏi phần ống trung tâm sẽ được va vào thành bể và chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên. Lúc này các hạt cặn bẩn, chất lơ lửng sẽ rơi xuống đáy bể vào hố thu cặn. Nước sau khi được lắng trong sẽ được thu vào máng được bố trí xung quanh bể để đưa đến công đoạn xử lý tiếp theo.

Ưu điểm của bể lắng dạng đứng

• Thiết kế linh hoạt, cấu tạo các bộ phận đơn giản, chiếm ít diện tích hơn bể lắng nằm ngang.
• Phù hợp sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, sinh hoạt có lưu lượng nước thải thấp.
• Có thể làm hố thu cặn tiện lợi.
• Thời gian lắng cặn nhanh, hiệu quả lắng cao.

Tuy nhiên, bể lắng đứng có hạn chế là hiệu quả xử lý nước thải so với bể lắng ngang là thấp hơn và không được sử dụng trong hệ thống có lưu lượng nước thải lớn.

Y lọc được sử dụng để lọc rác, lọc cặn, chất thải rắn trong các hệ thống dẫn chất lỏng, hơi, khí. Mục đích bảo vệ các thiết bị van công nghiệp, máy bơm, đồng hồ…

thiết bị lọc chất rắn, tạp chất

Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm hay còn gọi là bể lắng radian là loại bể được thiết kế dạng hình tròn có đường kính dao động trong khoảng 16 – 60m, chiều sâu trong khoảng 1,5-5m. Với vai trò dùng để lưu trữ nước thải để loại bỏ các tạp chất, chất lơ lửng trong dòng nước thải khi lắng xuống dưới đáy trong một thời gian nhất định.

Bể lắng ly tâm cũng được xem là biến thể của bể lắng ngang vì hướng dòng chảy từ tâm ra xung quanh theo phương nằm ngang. Cấu tạo bể ly tâm gồm ống dẫn nước vào, ống trung tâm phân phối, ống thu nước sau lắng, ống tháo cặn nổi, mương thu, bộ chuyển động. Ngoài ra ở một số hệ thống còn có thêm cánh gạt bùn, bọt và các vành chắn, máng răng cưa. 

 Nguyên lý hoạt động

Nhìn chung khá đơn giản gồm 3 giai đoạn, vận tốc sẽ tăng dần theo hướng từ ngoài vào, ở phần tâm bể là lớn nhất. Cụ thể: giai đoạn đầu tiên nước thải sẽ được dẫn vào bể theo ống dẫn nước và được phân chia theo ống phân phối trung tâm. Tại điểm các tâm R/2 vận tốc dòng chảy sẽ không vượt quá 10nm/s.

Khi bùn cặn được đưa về hố thu ở giữa bể nhờ các cánh gạt bùn, bùn có thể trượt tự do nhờ vào độ dốc của đáy bể được thiết kế 0.1 – 0.3%. Sau đó bùn cặn sẽ được xả ra khỏi bể lắng ly tâm thông qua hệ thống xả thủy tĩnh hoặc là bơm hút bùn. Ngoài ra, để tăng hiệu suất bên trong bể lắng ly tâm ở giai đoạn 3 sẽ được thiết kế thêm ống phân phối nước và thu nước sau lắng chuyển động. Số vòng chuyển động trung bình khoảng 3- 4 vòng/giờ.

Ưu, nhược điểm của bể lắng ly tâm

Ưu điểm:

• Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn, vận hành đơn giản, không yêu cầu cao về kỹ thuật.
• Thuận tiện trong quá trình xả bùn và thu gom bùn.
• Hố thu cặn có thể đặt linh hoạt tại nhiều vị trí mà không ảnh hưởng đến hiệu suất: đầu bể, dọc theo chiều dài của bể.
• Chất liệu chế tạo bể cao cấp, chất lượng tốt, độ bền cao, thân thiện, an toàn với môi trường, sức khỏe con người.

Nhược điểm:

• Chi phí xây dựng, đầu tư ban đầu cao hơn bể lắng đứng, bể lắng ngang.
• Vẫn tồn tại nhiều vùng xoáy nước tại hố thu cặn nên hiệu suất làm việc, quá trình lắng cặn bị giảm.
• Chiếm nhiều diện tích xây dựng.

Bể lắng lamen

Được cấu tạo gồm 3 vùng: vùng phân phối nước, vùng lắng, vùng tập trung và chứa cặn. Bên trong bể gồm nhiều lớp mỏng là các tấm được đặt nghiêng với không gian, diện tích nhỏ hẹp. Mục đích đảm bảo tính linh động cũng như độ bền của bể lắng khi hoạt động. Ứng dụng chủ yếu của bể lắng lamen trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động

Khi nước thải có chứa bông bùn cặn được đưa vào bể theo các vách nghiêng theo hướng từ dưới lên. Lúc này phần cặn bẩn sẽ trượt tự do và lắng xuống bể mặt vách nghiêng. Kết quả tập trung về hố thu cặn và theo chu kỳ của hệ thống xử lý nước thải sẽ được xả đi.

Ưu điểm của bể lắng lamen

• Hiệu suất lắng cao và tốc độ, hiệu quả ổn định.
• Không chiếm nhiều diện tích lắp đặt, xây dựng.
• Thời gian lắng cặn ngắn, nhanh.
• Bên ngoài vỏ bể lắng lamen được làm bằng thép CT3 hoặc inox 304 có độ bền cao, làm kín tốt, chống rò rỉ, chống thấm cao.
• Thiết kế lắp đặt đơn giản, dễ dàng di chuyển vị trí.
• Vận hành đơn giản, nhanh gọn, bảo trì bảo dưỡng tiện lợi.

Bể lắng kết hợp tạo bông

Là loại bể có vai trò lắng cặn chất vô cơ và các tạp chất, rác thải có kích cỡ nhỏ. Với cơ chế hoạt động lắng cặn kết hợp khuấy trộn tạo bông để tăng kích thước hạt cặn lớn hơn. Từ đó giúp quá trình lắng cặn nhanh hơn, đạt hiệu quả cao hơn, dễ dàng lắng cặn hơn. 

Cấu tạo cơ bản của bể lắng kết hợp tạo bông gồm 2 bể được liên kết với bể lắng dùng động cơ có lắp cánh. Mục đích giúp khuấy trộn nhằm tăng khả năng lắng của các hạt keo, cặn trong nước thải. 

Bể lắng vách nghiêng

Được thiết kế bên trong bể gồm các tầm mỏng được đặt nghiêng 1 góc cố định và song song với nhau. Khi nước thải đi vào sẽ va đập, chuyển động giữa các tấm, kết quả cặn, tạp chất sẽ trượt xuống dưới vào bình chứa. Về cấu tạo bể có thể được thiết kế cùng chiều theo hướng của nước thải, cặn hoặc ngược nhiều chuyển động hoặc giao nhau vuông góc với hướng chuyển động của cặn.

Kết luận

Trên đây là những thông tin tổng hợp cơ bản về các loại bể lắng nước thải phổ biến, thông dụng trong hệ thống xử lý nước thải hiện nay. Nhìn chung, xử lý nước thải là vấn đề của mọi người, mọi nhà để đảm bảo an toàn cho sức khỏe, môi trường sống cũng như sự phát triển kinh tế, xã hội. Vì vậy, tất cả mọi người hãy cùng chung tay góp phần bảo vệ môi trường, tránh tình trạng ô nhiễm nước thải nhé.