Bài giảng Quá trình lắng

QUÁ TRÌNH LẮNG GIỚI THIỆU Lắng là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc. Các hạt lơ lửng, bông keo tụ, cát, sét,… lắng xuống nhờ trọng lực(KLR của cặn > KLR của nước). Vị trí bể lắng trong dây chuyền xử lý Bể lắng ngang Cấu tạo Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật, Bằng gạch hoặc bê tông, cốt thép Gồm 4 bộ phận chính: Bộ phận phân phối nước vào bể Vùng lắng cặn Hệ thống thu nước đã lắng Hệ thống thu xả cặn Căn cứ vào biện pháp thu nước đã lắng, người ta chia bể lắng ngang thành 2 loại: Bể lắng ngang thu nước ở cuối (thường kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng) Bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt (kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng) Thường chia thành nhiều ngăn, mỗi ngăn rộng từ 3-6m Bể lắng ngang BỂ LẮNG NGANG BỂ LẮNG ĐỨNG BỂ LẮNG ĐỨNG NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG Nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên; các hạt cặn rơi ngược chiều với chuyển động của dòng nước từ trên xuống. Chỉ áp dụng lắng cặn có keo tụ (Q khe hở giữa các hạt được giữ lại; Cơ chế lọc - Khi các hạt lớn bít dần khe rỗng giữa các hạt, các hạt mịn có kích thước nhỏ hơn bị bắt giữ; Cơ chế lọc Bề mặt lọc nhanh chóng bị bít  gây cản trở quá trình lọc trở lực qua lớp vật liệu lọc tăng lên (năng suất lọc giảm xuống)  cần vệ sinh lớp vật liệu lọc để tái tạo khả năng lọc PHÂN LOẠI BỂ LỌC Phân loại bể lọc Phân loại bể lọc Phân loại bể lọc Phân loại bể lọc Phân loại bể lọc BỂ LỌC CHẬM(LỌC CÁT CHẬM - SSF) LỊCH SỬ SSF được sử dụng vào đầu TK 19. Đầu tiên sử dụng cho cấp nước năm 1804 ở Scotland SSF được sử dụng phổ biến trong suốt TK 19 Thành phần cơ bản Bể bêtong Dàn thu nước: gồm ống, mương thu nước lọc dẫn đến bể chứa nước sạch Lớp sỏi đỡ ngăn cản cát đi vào ống thoát; Có thiết bị kiểm soát lưu lượng vào và ra để điều chỉnh lưu lượng ổn định qua lọc Vận hành Nước đi qua lớp cát lọc từ trên xuống Điều chỉnh lưu lượng ổn định MÔ TẢ QUÁ TRÌNH Ở giai đoạn đầu, nước qua lọc còn bẩn Hiệu quả của SSF phụ thuộc vào việc hình thành lớp sinh khối hoạt tính trên bề mặt vật liệu lọc, có độ nhớt Lớp này giữ lại cặn SS và vi khuẩn Một khi lớp này trở nên dày  hình thành lực cản  tăng tổn thất áp lực Lớp lọc được làm sạch bằng thủ công (1 -3 tháng) Cát dơ sau khi rữa được sử dụng lại Ưu điểm Chất lượng nước lọc tốt, hàm lượng Al, Fe và Mn rất thấp; Không cần xử lý sơ bộ; Không sử dụng hóa chất Đơn giản trong vận hành Nước lọc có tính ăn mòn thấp; Chu trình lọc tương đối dài Bất lợi Do tốc độ lọc rất thấp  diện tích bề mặt lớn, xây dựng lớn; Hiệu quả khử mùi kém; Khử đục kém nếu độ đục > 40 NTU Gây mùi khó chịu do vi sinh TÍNH TOÁN BỂ LỌC CHẬM Diện tích bề mặt được tính theo công thức: Lưu lượng nước xử lý (m3/h) Tốc độ lọc (m/h) Tốc độ lọc lấy theo bảng Tính toán bể lọc chậm Để luân phiên rửa cặn  chia diện tích lọc thành nhiều bể Có thể chọn số bể theo Số bể lọc Tốc độ lọc tăng cường Tính toán bể lọc chậm Chiều cao toàn phần được xác định: H = ht + hđ + hc+ hn+ hp hn: chiều cao lớp nước(m),(0.8 – 1.8m)  thường lấy 1.5m hp: chiều cao dự phòng (m); 0.3 – 0.5m ht: chiều dày lớp sàn đáy thu nước lọc từ 0.3 – 0.5m hc: chiều dày lớp lớp cát lọc (m) hđ: chiều dày lớp sỏi đỡ(m) Tính toán bể lọc chậm Cường độ rửa lọc Lượng nước lọc qua 1m2 bể trong 1giờ (m3/m2.h) Tổng số ngăn tập trung nước để rửa q0 = 1 – 2 l/s.m2 Dung tích nước cho một lần rửa 1 ngăn lọc Chiều rộng 1 bể,m Chiều dài bể,m Số ngăn trong 1 bể Tg rửa 1 ngăn lọc (giây) VÍ DỤ Tính bể lọc chậm cho trạm xử lý có công suất 1000m3/ngày đêm = 41.6 m3/h Biết: - SSnguồn = 50mg/l - chiều cao dự phòng 0.5m - thời gian rửa bể t = 20 phút BỂ LỌC NHANH(RSF) Cấu tạo và hoạt động Nước được dẫn từ bể lắng  bể lọc  lớp vật liệu lọc  lớp sỏi đỡ  bể chứa nước sạch. Động học của quá trình lọc nhanh Nướclớp vll với tốc độ tương đối lớn  hạt cặn bị đẩy sâu dần vào trong lớp cát lọc. Hiệu quả lọc: - Quá trình kết bám của các hạt cặn lên bề mặt hạt lọc - Quá trình tách cặn bẩn từ bề mặt hạt lọc  lớp cát lọc phía dưới Các loại lọc nhanh LỌC TRỰC TIẾP Áp dụng nước thô có SS thấp; Thay đổi chất lượng nước trong năm không nhiều Tốc độ lọc có thể thay đổi 4 – 25m/h Loại lọc nhanh LỌC NƯỚC QUA KEO TỤ - TẠO BÔNG Lượng lớn bông cặn được giữ lại ở bể lắng Nước qua lọc chỉ chứa lượng nhỏ bông cặn Chu kỳ lọc dài Loại lọc nhanh LỌC TẠO BÔNG TIẾP XÚC Thêm chất keo tụ, tăng cường khả năng giữ cặn; Dòng chảy qua lớp vật liệu có tác dụng như bể tạo bông để hình thành bông trong lớp vật liệu; Các polymer điện phân cationic thường được sử dụng  do thể tích bùn sinh ra nhỏ Tốc độ lọc 4 – 10m/h