KỸ THUẬT
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
CHƯƠNG 2
XỬ LÝ SƠ BỘ
TS. Phan Thanh Lâm
Cácquátrìnhxửlýnướcthải
Sơ bộ •Sơ bộ
(preliminary)
Bậc 1
•Bậc I
(primary)
•Bậc I tăng
cường
(Advanced
primary)
Bậc 2
•Bậc II
(secondary)
•Bậc II với
khử chất
dinh dưỡng
Bậc 3
•Bậc III
(Tertiry)
Bậc cao
•Bậc cao
(Advanced)
Mứcđộxửlýnướcthải Mứcđộxửlý Môtả
Sơ bộ (preliminary)
Loại bỏ các thành phần như rác, vật nổi, cát, dầu mỡ mà có thể
gây ra các vấn đề trong vận hành và bảo dưỡng cho các công
trình
Bậc I (primary) Loại bỏ một phần SS và chất hữu cơ
Bậc I tăng cường
(Advanced primary)
Tăng cường khử SS và chất hữu cơ bằng cách thêm hoá chất
hoặc lọc
Bậc II (secondary)
Khử chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học ở dạng hoà tan và cặn lơ
lững bằng phương pháp sinh học/hoá học. Khử trùng cũng bao
gồm trong xử lý bậc II
Bậc II với khử chất
dinh dưỡng
Khử chất hữu cơ, SS và chất dinh dưỡng (N,P)
Bậc III (Tertiry)
Khử SS còn lại (sau xử lý bậc II) bằng lọc cát hoặc lưới lọc
(microscreens).
Khử chất dinh dưỡng
Bậc cao (Advanced)
Khử chất lơ lững và hoà tan còn lại sau quá trình xử lý sinh họ c
bình thường khi có yêu cầu tận dụng lại nước thải sau xử lý
Chắnrác
•Mục tiêu
•Khử cặn rác thô (rác) như nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy, lá cây, rễ
cây, giẻ rách
•Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy,…
•Phân loại dựa trên:
Kích thước
Thô
Trung
bình
Mịn
Hình dạng
Song
chắn
Lưới
chắn
Phương pháp
làm sạch
Thủ công
Cơ khí
Phun nước
áplực
Bề mặt lưới
chắn
Cố định Di động
Phânloạichắnrác
Loại chắn rác
Thô
Lưới quay
Mịn
Song chắnrác
cố định
Song chắnrác
di dộng
Cố định
Trống quay
ĐĩaĐai
Di động
Phânloạichắnrác
Loại lưới chắn
rác
Bề mặt lưới
Phân loại
kích thước
Kích thước lỗ
(mm)
Vật liệu chế tạo lưới Áp dụng
Nghiêng
(Cố định)
Vửa 0.25 – 2.5
Sợi lưới hình nêm không
gỉ
Xử ký bậc 1
Trống (quay) Thô 2.5 – 5
Sợi lưới hình nêm không
gỉ
Xử lý sơ bộ
Vửa 0.25 – 2.5
Sợi lưới hình nêm không
gỉ
Xử lý bậc 1
Nhỏ 6 – 35 µm
Lưới vải polester và thép
không gỉ
Loại bỏ cặn lơ
lửng còn lại sau
xử lý bậc 2
Di động ngang Vừa 1.6 – 4 Thanh thép không gỉ
Kết hợp hệ thống
cống tràn/cống
nước mưa
Tiếp tuyến Nhỏ 1200 µm Lưới bằng thép không gỉ
Kết hợp hệ thống
cống rãnh
Song chắnrácthô
•Bảo vệ bơm và đường ống
•Gồm nhiều thanh song song nhau
•Đặt trước bơm, hoặc bể lắng cát, bể lắng 1
Song chắnrácthô
Song chắnrácthô
•Tínhchấtvàkhốilượngráctáchđượcbằngsongchắnrácthô
Khoảng cách
giữacácsong
chắn (mm)
Độ ẩm
(%)
Trọng lượng
riêng
(kg/m
3
)
Thể tíchrácthu gomđược
(1/10
3
x m
3
)
Khoảng Trung bình
12.5 60 –90 700 –1100 37 –74 50
25 50 –80 600 –1000 15 –37 22
37.5 50 –80 600 –1000 7 –15 11
50 50 –80 600 –1000 4 –11 6
Song chắnráclàmsạchbằngcơkhí
Song chắnráclàmsạchbằngcơkhí
Song chắnráclàmsạchbằngthủcông
Tổnthấtáplực
•Tổn thất áp lực phụ thuộc vào:
•Tốc độ dòng chảy vào (U)
•Tốc độ qua song chắn (V)
??????
??????
L
??????
??????.??????
??????
??????
F ??????
??????
????????????
•Trongđó:
h
L
:tổnthất(m)
0.7:hệsốthựcnghiệm
V :dòngchảyquasongchắn (m/s)
U :tốcđộdòngchảytrongmươngđặtsongchắnrác(m/s)
g :giatốctrọngtrường(m/s
2
)
??????L??????
??????ổ???????????? ??????????????????ề?????? ??????ộ???????????? ??????????????????
??????ổ???????????? ??????????????????ề?????? ??????ộ???????????? ??????????????????E??????ổ???????????? ??????????????????ề?????? ??????ộ???????????? ??????ủ?????? ?????????????????????????????? ????????????ắ??????
Tổnthấtáplực
•TổnthấtáplựcquaSongchắnráclàhàmcủa:
•Vậntốctrongmươngđặtsongchắn (U)
•Hìnhdạngsongchắn
•Gócđặtsongchắn(q)
??????
??????
L ??????
??????
??????
??????
??????
??????
??????
????????????
sin??????
•Trong đó:
W:chiềurộng tốiđa của songchắn (m)
b :khe hở songchắn (m)
U :tốcđộ dòng chảy trong mương đặtsongchắn rác(m/s)
??????:Gócnghiêngsovới phương ngang
??????:Hệsốhìnhdạng
Tổnthấtáplực
•Lưu ý:
•Chỉ tính h
L
đối với song chắn rác sạch
•Không thể xác định h
L
khi song chắn rác đã bị tắc.
•Trở lực qua song chắn rác đã bị tắc:
??????L
??????
??????
??????
??????
H ??????
??????
•Trong đó:
H
0
:trở lựcđốivới songchắn rácsạch
P
0
:phần trămdiệntíchkhe hở ban đầu
P :phần trămdiệntíchkhe hở tạithời điểmxácđịnh
Thôngsốthiếtkếsong chắnrác
•Vậntốcdòngchảyquasongchắnrác:0.6–1.0m/s
Vậntốctốiưuquasongchắnrác:0.6m/s
Vận tốc cực đại qua song chắn rác: 0.75 – 1.0 m/s
Tránhđẩyrácquakhehởcủasongchắnrác
Vận tốc cực tiểu qua song chắn rác: 0.4m/sTránh
phânhủycácchấthữucơvàlắngcặn.
•Tổnthấtáplựcquasongchắnrác
Hệthốngxửlýnướccấp:h
L
:0.05–0.15m
Hệthốngxửlýnướcthải:h
L
:0.10–0.40m
Thôngsốthiếtkếsong chắnrác
Thông số
Đơn vị(SI)
Đơn vị
Phương pháp lấyrác
Thủ công Cơ khí
Kíchthước song chắn:
-Rộng
-Sâu
mm
mm
5 – 15
25 –38
5 – 15
25 –38
Khoảng cáchgiữacácthanh song
chắn
mm 25 – 50 15 – 75
Độ đốc so với phương thẳng đứng Độ (
0
) 30 –45 0 –30
Vận tốctrong mương
-Tối đa
-Tối thiểu
m/s
m/s
0.3 – 0.6
0.6 – 1.0
0.3 – 0.5
Tổn thấtáplựccho phép mm 150 150 -600
Lướichắnráctrungbìnhvàmịn
•Lướichắnráccốđịnh:
•Tổnthấtáplựcqualưới(h
L
)
??????
??????
L
??????
??????
????????????
??????
??????
??????
•Trongđó:
h
L
:tổnthấtáplực(m)
C :Hệsốlượngxảqualưới(=0.6đốivớilướisạch)
Q :Lưulượngqualưới(m
3
/s)
A :Diệntíchhiệuquảcủalưới(m
2
)
g :giatốctrọngtrường(m/s
2
)
Lưới chắn rác trung bình và mịn
•Lướichắnrácdiđộng
Lướichắnráctrungbìnhvàmịn
•Lướichắnrácmịn
Cóthểthaythếchobểlắng1
Kíchthướclưới15–64µm(loạitảo)
Đườngkính:0.8–3m
Tốcđộquay:0.075–0.75m/s
Làmsạch:phunnướcáplực •HiệuquảkhửBODvàTSScủalướichắnmịnđượcsửdụngđể
thay thế lắng 1(Hiệu quả khử thực tế phụ thuộc hệ thống thu
gomnướcthảitựnhiênvàthờigiandichuyểnnướcthải)
Dạngsong chắnrác Kíchthướckhehở(mm)
% khử
BOD TSS
Parabolcốđịnh 1.6 5 –20 5 –30
Trốngquay 0.25 25 –50 25 –45
Lướichắnráctrungbìnhvàmịn
•Lướichắnrácmịn
Tínhchấtvàkhốilượngráctáchđượcbằnglướichắnrácthanhnhỏ
vàsongchắndạngtrốngquay
Thôngsốthiếtkếcholưới chắnmịnđượcsửdụngchođầurasaubể
lắngđợt2
Quá trình
hoạtđộng
Khoảng
cáchkhe hở
(mm)
Độ ẩm
(%)
Trọng
lượng
riêng
(kg/m
3
)
Thể tíchráctáchđược
(1/10
3
x m
3
)
Khoảng Đặc trưng
Song chắn
thanh nhỏ
2.5 80 –90 900 –1100 44 –110 75
Trống quay
(phíasau
song chắn
nhỏ)
6.25 80 –90 900 –1100 30 –60 45
Lướichắnráctrungbìnhvàmịn
•Lưới chắn rác mịn
Thông số thiết kế cho lưới chắn mịn được sử dụng cho đầu ra sau bể
lắng đợt 2
Thông số1
Giá trị đặc trưng
(đơn vị SI)
Chú ý
Kích thước song
chắn
20 – 35 µm
Vải lưới polyester/thép
không gỉ, mắt lưới 15 – 60
µm
Tải trọng thủy lực 3 – 6 m
3
/m
2
.phut
Dựa trên diện tích đặt ngập
của trống
Tổn thất áp lực qua
song chắn
75 – 150 mm
Nên có đường xả sự cố
(bypass) khi tổn thất áp lực
trên 200 mm
Trống đặt ngập dưới
nước
2.5 – 5.0 m
Đường kính 3m thường được
sử dụng; kích thước nhỏ hơn
làm tăng nhu cần rửa ngược
Vận tốc lắng 4.5 m/phút ở 75mm tổn thất
Vận tốc quay tối đa được
giới hạn là 45m/phút
Yêu cầu rửa ngược
2% cặn qua lưới ở áp lực rữa
350kPa
5 % cặn qua lưới ở áp lực rữa
100kPa
Nhữngưuđiểmvànhượcđiểmcủanhững
dạngsong chắnráckhácnhau
Dạng của song chắn Ưu điểm Nhược điểm
Song chắn truyền động dây xích:
- Lấy rác mặt trước/quay về
mặt sau
Có nhiều thanh lấy rác (chu kỳ
lấy rác ngắn)
Ứng dụng cho công suất lớn
Bộ phận truyền động đặt ngập
trong nước, cần tháo nước trong
mương khi bảo dưỡng
Hiệu suất lấy rác thấp
- Lấy rác mặt trước/quay về
mặt trước
Nhiều thanh lấy rác (chu lỳ lấy
rác ngắn)
Rác qua song chắn rất ít
Bộ phận truyền động đặt ngập
trong nước, cần tháo nước trong
mương khi bảo dưỡng
Những bộ phận đặt chìm dưới
nước (dây xích, đĩa xích và trục)
dễ bị nghẹt
Những vật nặng có thể làm thiết
bị cào bị kẹt
- Lấy rác mặt sau/quay mặt
sau
Nhiều thanh lấy rác (chu lỳ lấy
rác ngắn)
Phần truyền động đặt chìm
dưới nước (dây xích, đĩa xích và
trục) được bảo vệ bởi thanh đỡ
Bộ phận truyền động đặt ngập
trong nước, cần tháo nước trong
mương khi bảo dưỡng
Răng cào dung lâu dễ bị gẫy
Nhữngưuđiểmvànhượcđiểmcủanhững
dạngsong chắnráckhácnhau
Dạng của song chắn Ưu điểm Nhược điểm
Song chắn truyền động dây xích:
- Cào rác lên
xuống
Khôngcóbộphậntruyềnđộngđặt
chìm dưới nước.
Việc bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng
Có thể xử lý những vật thể to (gạch,
lốp vỏ xe)
Khả năng cào và thải rác có hiệu suất
cao.
Chi phí vận hành và bảo dưỡng khá
thấp
Vật liệu chế tạo bằng thép không gỉ
nên làm giảm khả năng ăn mòn
Mương không đủ sâu mực nước có thể
ngập mô tơ cào và làm cháy mô tơ.
Đòi hỏi khoảng trống ở trên nhiều
hơn những dạng song chắn khác
Chu kỳ dài, năng suất cào bị giới hạn
Cát tích lũy ở mặt trước của thanh có
thể làm cản trở sự chuyển động của
cào
Kinh phí khá cao do vật liệu chế tạo
bằng thép không gì
Nhữngưuđiểmvànhượcđiểmcủanhững
dạngsong chắnráckhácnhau
Dạng của song chắn Ưu điểm Nhược điểm
Song chắn truyền động dây xích:
- Song chắn dây xích
(cantenary)
Bánh truyền động không đặt chìm
dưới nước, việc bảo dưỡng thực
hiện trên sàn công tác
Đòi hỏi khoảng không phía trên
Có nhiều bộ phận lấy rác (chu kỳ
lấy rác ngắn)
Có thể lấy được rác lớn
Do thiết kế đựa vào trọng lượng
của dây xích có gắn thanh cào
khớp với song chắn, vì vậy dây
xích rất nặng và khó điều khiển
Do độ nghiên của song chắn (45
–75
0
) lưới có chân đế rộng
Dây xích có thể bị cong oằn và
liên kết sai khi cào bị kẹt
Có thể phát sinh mùi do thiết kế
hở
- Dây đai liên tục
Việc bảo dưỡng thực hiện trên sàn
công tác
Bộ phận khó bị kẹt
Việc bảo dưỡng và thay thế những
bộ phận của song chắn phải tốn
nhiều thời gian và vận hành tốn
kém
Song chắnráckếthợpthiếtbịnghiềnrác
•Trong hệ thống xử lý nuớc thải, máy nghiền rác có thể đặt ở nhữ ng
vị trí sau:
Song song với song chắn rác
Song chắn rác và máy nghiền rác (nhằm loại những thành phần
có nổi, có kích thước lớn cần tách khỏi dòng nước thải)
Chỉ sử dụng máy nghiền rác (không có song chắn rác) và luôn
luôn đặt ở mương dẫn nước vào
Song chắnráckếthợpthiếtbịnghiềnrác
•Ưuđiểm:
Sử dụng máy nghiền rác trong hệ thống xử lý nước thải giúp
giảmsốlầnlàmsạchsongchắnrác.
Máynghiềnrácchỉthíchhợpchocáctrạmxửlýcôngsuấtnhỏ
•Nhượcđiểm:
Phảibảodưỡngdụngcụcắtthườngxuyên;
SStăngvàảnhhưởngcôngđoạnxửlýtiếptheo;
Gâytắcnghẽnhệthốngphânphốikhívàthiếtbịlàmthoáng
Tính chất cặn nặng/cát
•Mụctiêuthiếtkế:
Chỉ loại bỏ cặn nặng/cát không phải cặn hữu cơ. Nhưng thông
thườngcặnhữucơbámdínhtrêncặnnặngcầnphảirửa
•Tínhchất
Nặngvàtrơ
Vẫncònchấthữucơdễphânhủy
Cómùihôi
Hấpdẫnruồivàlàmmấtmỹquan
Rửachấthữucơ
•Lượngcát/cặnnặng
Phụthuộctínhchấtnướcthải
Lượng lớn trong đầu mùa mưa (nước mưa mang theo đất cát
vàocốngthoátnước)
Lýthuyếtlắngcặnnặng/cát
Dựatrên“Lắngrờirạccủahạttựdo”
SửdụngđịnhluậtStock(dòngchảytầng)
Hàm lượng cặn tương đối thấplắng rời rạc (loại 1: không
kếtdínhvớicáchạtkháckhilắng).
•ĐịnhluậtStockes:Đốivớicáchạthìnhcầu
??????
??????
L
??????
??????.??????
??????
??????
F ??????
??????
??????
??????
??????????????????
•Trongđó:
V
S
:tốcđộlắng(m/s)
g :giatốctrọngtrường(m/s
2
)
??????
S
:khốilượngriêngchấtrắn(kg/m
3
)
??????
L
:khốilượngriêngchấtlỏng(kg/m
3
)
d :đườngkínhhạtrắn(m)
??????
:độnhớtchấtlỏng(kg/s.m)
Lýthuyếtlắngcặnnặng/cát
•Định luật Law:
HạtΦ=0.2mmV
s
=0.021m/s
V
h
=0.3m/s:tiêuchuẩnthiếtkế
Chiều dài hiệuquả
Chiều sâu
hiệuquả
Quỹ đạo hạtcát
Quỹ đạo hạtnhẹ (cặnhữu cơ)
V
h
V
s
V
h
L
V
h
V
s
V
n
Q
W
H
Diện tích mặt bằng = W x L
Diện tíchmặtcắtngang
= W x H
??????/??????
L
??????ư?????? ??????ượ???????????? ??????ớ?????? ????????????ấ??????
??????ố?????? độ ??????ắ???????????? ??????ủ?????? ??????ạ?????? ????????????ỏ ????????????ấ??????
??????.?????????????????? ??????/??????
•Chiềudài:Xétđếnlýthuyếthạtrắnởlưulươngmax
h
max
:chiềucaomaxcủabểlắngcát(m/s)
??????
S
:TốcđộlắngcủahạtcóΦ0.2mm
??????
S
=0.021m/s
(StockesLaw)
??????
h
:Tốcđộtrongbểlắng(0.3m/s)
L :ChiềudàibểlắngcátL=14h
max
(m)
Thêmhệsốantoàn=1.2–1.5L≥18h
max
(m)
??????
?????????????????? ??????
??????
L
??????
??????
??????
Bể lắng cát
•Mụcđích:
Bảovệcácthiếtbịkhỏibịănmòn
Giảm sự lắng động chất rắn trong các đường ống và các kênh
dẫn
Giảmtầnsốlàmsạchcácthiếtbị
•Đặctrưngcủachấtrắntrongnướcthải
Hàmlượngchấtrắntừ35%đến80%
Hàmlượngchấtbayhơitừ1%đến55%
Khốilượngriêngcủacátxấpxỉbằng1.6g/cm
3
Thiếtkếbểlắngcát •Mụcđích:
Cungcấpđủthờigianlưuđểcátlắng
Duytrìtốcđộkhôngđổiđểrửasạchbùnhữucơ
•Tốc độ chảy của nước thải trong bể lắng được xác định theo
phươngtrìnhcủaCamp–Shields:
•Trongđó:
V L
:vậntốccủanước(m/s)
g :giatốctrọngtrường(m/s
2
)
??????
S
:khốilượngriêngchấtrắn(kg/m
3
)
??????
L
:khốilượngriêngchấtlỏng(kg/m
3
)
d :đườngkínhhạtrắn(m)
??????
:hệsốmasátDarey–Weisbach,
??????
=0.02chonướcthảiSH
K :hằgsốthựcnghiệm,liênquanđếnđộdàycủachấthữucơ
bằng0.04–0.06
??????
??????
L
?????? H?????? H?????? H??????
??????
??????
??????
F ??????
??????
??????
??????
Thiếtkếbểlắngcát VậntốcđiểnhìnhV
L
= 15 đến30 cm/s đốivớihạthữucơ
Khó khăn trong thiết kế bể lắng cát là duy trì V
L
luôn không
đổivìsựkhôngổnđịnhcủalưulượngnướcthải
Để khắc phục, thiết kế các loại đập chắn cho nước chảy qua để
duytrìtốcđộcủanướcthải
??????
??????
L
?????? H??????H??????H??????
??????
??????
??????
F??????
??????
??????
??????
Kiểmsoátdòngchảy
Qua đậpchắncólỗ
Qua đậphìnhchữnhật
Bằngmángparshall
Thiết kế bể lắng cát
Kiểmsoátdòngchảyquađậpchắncólỗ
Côngthức
??????L ??????
??????
??????
????????????
•Trongđó:
Q :Lưulượngnướcthải
g :giatốctrọngtrường
??????
d
:hệsốthải
??????
:diệntíchlỗ
H :chiềucaonướctrêntrungtâmcủalỗ
Thiếtkếbểlắngcát
Kiểmsoátdòngchảyquađậpnganghìnhchữnhật
Côngthức
??????L ??????
??????
????????????
??????
??????
•Trongđó:
Q :Lưulượngnướcthải
L :chiềudàiđậpchắn
H :chiềucaotừđỉnhđậptớibềmặtnước
•Gọi y là chiều cao của đập, hệ số thải C
D
được xác định bằng công thức
??????L
??????
??????
??????
?????? ??????
????????????
??????
??????
??????
L??????.???????????? E??????.????????????
??????
??????
•Qlàđượcxácđịnhtheocôngthức
?????? L??????.??????????????????????????????
??????
??????
Thiếtkếbểlắngcát
Kiểmsoátdòngchảybằngmángparshall
Máng parshall được phát triển bởi R. L. Parshall vào năm 1920
cho hệ thống của Anh. Nó đã được sử dụng rộng rãi để đo lưu
lượngcủamộtkênhhở
Thiết kế bể lắng cát
Kiểmsoátdòngchảybằngmángparshall
•Mángparshallbaogồmphầnhộitụ,phầnthắthẹpvàphầntỏa
ra.Đáycủaphầnthắtnghiêngvềphíatheođòngchảy.Đáycủa
phầntỏarabịdốchướnglên.
•Hình học tạo ra độ sâu tới hạn xảy ra gần phần đầu của phần
khe hẹpvàcũng tạoravòngnướcngượccó thể chophép đođộ
sâuH
a
.PhépđođiểmthứhaiH
b
ởvịtrídướicủaphầnthắt.
Thiếtkếbểlắngcát
Kiểmsoátdòngchảybằngmángparshall
•LưulượngquamánglàmộthàmcủaH
a
vàđượcxácđịnhbằng:
??????
??????.????????????????????????
??????.??????????????????
•Trongđó:
Q :Lưulượngnướcthải
W :độrộngcủavùngthắt
H :độsâucủanướcởthượngnguồn
trướcđiểmđo
•Tỷ lệ H
b
/H
a
tương ứng với độ rộng của vùng thắt trong máng
parshall
W (m) H
b
/H
a
76 –299 < 0.6
0.3 –2.44 < 0.7
3.05 –15.2 < 0.8
Bểlắngcátngang •Kiểmsoáttốttốcđộdòngchảy
•Thườngđượcsửsụngchocácnhàmáyxửlýnướcthảicôngsuấtnhỏ
•Hệthốngđơngiảnnhưnghiệuquảthấp
•Làmsạchthủcông/cơkhí
•Thôngthường:
Bốtrí1hoặc2mương
Thích hợp xây dựng 2 mương có tốc độ không đổi (0.3 m/s) cho tất
cảlưulượng
Bểlắngcátngang
•Thôngsốthiếtkếbểlắngcátngang
Thôngsốthiếtkế Đơnvị Khoảng Điểnhình
Thờigianlưu S 45 –90 60
Tốcdộngang m/s 0.25 –0.4 0.3
Tốcđộlắngđốivới
-Hạtcód = 0.21 mm
-Hạtcód = 0.15 mm
m/phút
m/phút
1.0 –1.3
0.6 –0.9
1.15
0.75
Tổnthấtáplựctínhtheo
chiềudàibểlắngcát
mm 30 –40 36
Độdàiđoạnđầuvàcuốibể
tránhxáotrộn
% 25 –50 40
Bểlắngcátthổikhí
•Nguyên tắc:
•Trọng lượng riêng của hổn hợp nước và khí < so với trọng
lượng riêng của nước cát dể lắng.
•Không khí được đưa vào đáy bể tạo thành quỉ đạo vòng của
chất lỏng tạo dòng ngang có tốc độ không đổi ở đáy bể.
•Tốc độ chuyển động của dòng đủ chậm cho các hạt lắng được,
đồng thời dể dàng tách cặn hữu cơ bám trên hạt và đủ lớn
không cho các cặn hữu cơ lắng kiểm soát tốc độ thổi khí
•Cát lắng xuống đáy bể và xuống phần chứa cát.
Bểlắngcátthổikhí
•Thôngsốthiếtkếbểlắngcátthổikhí
Thôngsốthiếtkế Đơnvị Khoảng Điểnhình
Thờigianlưuở lưulượngcao
điểm
Phút 2 –5 3
Kíchthước
-Sâu
-Dài
-Rộng
m
m
m
2 –5
7.5 –20
2.5 –7
Tỉsốrộng/sâu Tỉsố 1:1 đến5:1 1.5:1
Tỉsốdài/rộng Tỉsố 3:1 đến5:1 4:1
Cungcấpkhí/đơnvịchiềudài m
3
/m.phut 0.2 –0.5
Lượngcátthuđược m 3
/10
3
m
3
0.004 –0.2 0.015
Bểlắngcátxoay
•Nguyêntắc:
•Nước đi vào bể theo
hướng tiếp tuyến với
bể và tạo ra dòng
xoáy
•Dưới tác dụng của lực
ly tâm và trọng lực,
cát và các chất rắn
khác nhanh chóng
được thu vào trung
tâm của bể, đi vào
phễu thu cát và lắng
dọc theo độ dốc của
đáybể
Bểlắngcátxoay
•Thôngsốthiếtkếbểlắngcátdạngxoáynước
Thôngsốthiếtkế Đơnvị Khoảng Điểnhình
Thờigianlưuở lưulượngcao
điểm
s 20 –30 30
Đườngkính
-Bểlớnnhất
-Bểnhỏnhất
m
m
1.2 –7.2
0.9 –1.8
Chiềucao m 2.7 –4.8 1.5:1
Tốcđộkhử
-0.30 mm (50 mesh)
-0.24 mm (70 mesh)
-0.15 mm (100 mesh)
%
%
%
92 –98
80 –90
60 –70
95
85
65
Bểgạndầu(oidtrap) •Mụcđích:
•Hạn chế lượng hữu cơ nổi và một phần hữu cơ trong hỗn hợp
nhũ tươngkhông gây ảnh hưởng tới công trình xử lý hóa lý
phíasau
•Hạnchếcátvàcácchấtbồitíchtrongcáccôngtrìnhhóalý(gây
cảntrởkhitậptrungvàthugomdầu)
•Cân bằng hữu cơ bằng cách giảm nồng độ hữu cơ khi đạt cực
đại
•Tùytheođộmịncủahỗnhợpnhũtươngmànồngđộhữucơcó
giátrị20mg/lchotới150–200mg/l
Bểgạndầu(oidtrap) •Cácdạngtồntạicủadầutrongnướcthải:
•Để tách dầu ra khỏi nước cần phải phá vỡ các đạng bền của dầu
bằng các phương pháp hóa học (điện ly) hoặc bằng phương pháp
vậtlý(trọng lực,keotụ)
Bểgạndầu(oidtrap) •Cácquátrình:
Quá trìnhtách dầu
Dùng trọng lựctự
nhiên
Các hạtdầu tựnổi
lêndo tỷ trọng
riêng của chúng
Dùng trong lực
nhân tạo
Dùng lựcly tâm
hay cyclone tăng
cường trọng lực
Bểtáchngang •Bểtáchngangđượcthiếtkếđểtáchcácgiọtdầucókíchthướcd>
150µm.Nênthiếtkếítnhất2bể
•3thôngsốthiếtkếchính:
Diện tíchmặt lắng
•Q: lưulượng nước
thải
•F: hệ số hiệuchỉnh
•V : vận tốclắng
Diện tíchtiếtdiện
nhỏ nhất •V thường ≤ 45 m/h
khi phân phối đều
nước vào bể
Tỉ lệchiều caovà
chiều rộng:
H/W = 0.3 – 0.5
•Chiều rộng bể: 1.8
–6m
•Chiều sâu bể0.65 –
2.4 m
??????L
????????????
??????
??????L
??????
??????
Bểtáchngang •Bểtáchngangđượcthiếtkếđểtáchcácgiọtdầucókíchthướcd>
150µm
•3thôngsốthiếtkếchính:
•Diệntíchbềmặtlắng:
•F:Hệsốhiệuchỉnh,F=F
d
xF
t
•F
d
:hệsốphânphốinướctrongbể,F
d
=1.2
•F
t
: phụ thuộc vào tỷ số giữa vận tốc ngang của dòng nước
(V≤54m/h)vàvậntốclắng(V)
??????L
????????????
??????
V/v F
t
F
61.141.37
10 1.27 1.52
15 1.37 1.64
20 1.45 1.74
Bểtáchngang •Thudầuvàcặnnổi
•Ống thu dầu có đường kính
200–300mm
•Ống thu di chuyển dọc theo
chiều dài/rộng bể để có thể
thudầuứđọng
•Các bể tách dầu cần phải
được phủ bề mặt để tránh
bốc mùi và gây xáo động
dòngnướctrongbể.
•Cóthểdùnghốchứadầukhi
khôngthểphủbềmặthồ
Bểtáchngang •Kíchthướcthamkhảocủabểtáchngang
Nhiệt độ nước 10
0
C20
0
C37
0
C
Khối lượng riêng dầu 0.94 0.90 0.87 0.94 0.90 0.87 0.94 0.90 0.87
Vận tốc giọt dầu 150µm
(m/h)
1.98 3.24 4.14 2.9 4.5 5.7 5.0 7.4 9.0
Vận tốc ngang của dòng
nước (m/h)
30.6 48.6 54 43.2 54 54 54 54 54
F 1.64 1.64 1.59 1.64 1.56 1.50 1.52 1.44 1.38
Tải trọng bề mặt
(m
3
/m
2
.h)
1.21 1.94 2.60 1.77 2.94 3.90 3.37 5.22 9.60
Diện tích lắng với
Q = 277 m
3
/h
184 115 86 126 76 58 67 43 34
Bểtáchngang •Vídụthiếtkếbểtáchngangvớicácthôngsốsauđây:
•Nướcthô:
•Q=400m
3
/h
•Nhiệtđộnước=40
0
C
•Khốilượngriêng=0.995
•Hữucơ:
•Khốilượngriêng=0,925
•Vậntốcdângcủadầu(150µm),v=5m/h
•V
max
=45m/h
•V/v=9F=1.54
V/v F
t
F
6 1.14 1.37
10 1.27 1.52
15 1.37 1.64
20 1.45 1.74
Bểtáchngang •Vídụthiếtkếbểtáchngangvớicácthôngsốsauđây:
Nướcthô:
-Q=400m
3
/h
-Nhiệtđộnước=40
0
C
-Khốilượngriêng=0.995
-V
max
=45m/h
Hữucơ:
-Khốilượngriêng=0,925
-Vậntốcdângcủadầu(150µm),
v=5m/h
-V/v=9F=1.54
????????????ệ?????? ??????í???????????? ????????????ệ?????? ??????ụ???????????? L
??????????????????
??????
??????
??????
H??????.????????????
?????? ??????/??????
L ?????????????????? ??????
??????
????????????ệ?????? ??????í???????????? ????????????ế?????? ????????????ệ?????? L
??????????????????
????????????
L??????.?????? ??????
??????
•Chiềurộng=4.5m
•Chiềusâu=2m
•Chiềudài=27m
Tính thêm các phần
khác của bể, ta có
chiều dài của bể 30m,
thể tích 280m
3
Thờigianlưu40phút
Bểtáchdạngtròn •Ưuđiểmsovớibểdạngngang:
•Đáy rất đốc, có ngăn cô đặc dầu, có thanh gạt bùnQuét
đượctấtcảcácvịtrítrênbểlắng
•Ốngphânphốitrungtâmcóthểđượclắpđặtthêmthiếtbịhút
dầurangoài.
•Thời gian lưu nước trong máng từ 2 - 5 phútcô đặc được
dầu.Tránhđượcảnhhưởngcủagióvàítgâymùi
•Thờigianlưunước:30–40phút
•Tảitrọnglắng:3–6m
3
/h.m
2
•Khi nước vào từ phía trênkhông để nước rơi tạo thành nhũ
tương
•Khi nước vào từ phía dướihạnchếtốiđanguycơlắngcặn
trongốngdẫn
Bểtáchdạngtròn
Bểtáchdạngtròn
Bểtáchváchnghiêng
(CPI: CorregatePlate Interceptor) •Gócnghiêng45–60
0
•Số Reynold cho chế độ chảy rối = 400 – 1600 (tùy theo nhiệt độ
nước).ĐốivớibểhìnhchữnhậtRe>5000ởvậntốclớnnhất
•Chứa12–48tấmvàkhoảngcáchgiữacáctấm=10cm.
•Tăngdầnkíchthướccácgiọtdầudễtáchhơn
•Chutrìnhlàmviệccủacáctấmnghiêng=3–4tháng
Bểtáchriêngdòngdầuvànước(bểSkimovex) •Bể tách Skimovex có những tấm đặc biết để tách riêng dầu và
nướcởphíatrêntấmváchnghiêng
•Vách nghiêng thường làm bằng sợi thủy tinh gia cường lực hoặc
vậtliệukhôngbịănmòn
Bểtáchriêngdòngdầuvànước •Bể có các tấm đặt ngang, song song với dòng chảy, có ngăn lắng
cátphíađầuvào
Táchdầubằngcôngnghệtuyểnnổi
Côngnghệtuyểnnổi •Công nghệ tuyển nổi khí hòa tan (DAF: Dissolved AirFlotation):
được sử dụng rộng rãi hơn 40 năm gần đây để khử chất rắn lơ
lửng(TSS),dầumỡvànhucầuoxysinhhóa(BOD).
•HệthốngDAFthườngđượcsửdụngđểxửlýsơbộnướcthải,thu
hồi sản phẩm và nén bùn sinh học trong các ngành công nghiệp
chế biến thực phẩm, các ngành sản xuất giầy và công nghiệp dầu
mỏ
Táchdầubằngcôngnghệtuyểnnổi •Cácquátrìnhtrongtuyểnnổiáplực:
•Cấpkhôngkhívàonước
•Hòatankhôngkhívàonước
Quátrìnhhòatankhívàonước(ĐịnhluậtHenry)
C=k*P
C:độhòatancủakhí
k:hằngsốHenry(~nhiệtđộ+môitrườngchấtlỏng)
P:ápsuấtriêngcủakhí
Tốc độ hòa tan phụ thuộc vào cánh khuấy trộn không khí
vàonước
Ejector:0.8l/phút
Máykhuấy:30l/phút
Táchdầubằngcôngnghệtuyểnnổi •Cácquátrìnhtrongtuyểnnổiáplực:
•Cấpkhôngkhívàonước
•Hòatankhôngkhívàonước
•Tạobọtkhítừdungdịchbãohòanước
Khi giảm áp suất hoặc tăng nhiệt độkhí tách ra khỏi
nước
Kíchthướcnhỏnhấtcủabọtkhí
P:ápsuấtbãohòa
P
t:ápsuấtbìnhtuyểnnổi
??????:lựccăngbềmặtkhí–nước
??????
??????????????????
L
????????????
?????? F ??????
??????
Táchdầubằngcôngnghệtuyểnnổi •Cácquátrìnhtrongtuyểnnổiáplực:
•Cấpkhôngkhívàonước
•Hòatankhôngkhívàonước
•Tạobọtkhítừdungdịchbãohòanước
•Kếtdínhbọtkhí:cầnhạnchếkếtdínhbọtkhído:
Các hạt có kích thước nhỏ khó nổi lên bề mặt trong khi hạt
cókíchthướclớnhơnmớithamgiavàotuyểnnổi
Sựkếtdínhbọtkhílàmgiảmdiệntíchbềmặt,thờigianlưu
bọttrongbể.
•Bámchặtcặnvàobọtkhí
•Táchcặnrakhỏinướctrongbểtuyểnnổi
Táchdầubằngcôngnghệtuyểnnổi •Cácquátrìnhtrongtuyểnnổiáplực:
•Cấpkhôngkhívàonước
•Hòatankhôngkhívàonước
•Tạobọtkhítừdungdịchbãohòanước
•Kếtdínhbọtkhí
•Bámchặtcặnvàobọtkhí:3dạng
Cáchạtvachạmvàobọtkhívàdínhbám
Cácbọtkhíphátsinhtronglớpcặnlơlửng
Các bọt khí dính bám với nhau tạo thành bọt khí lớn
thamgiatuyểnnổi
•Táchcặnrakhỏinướctrongbểtuyểnnổi
Táchdầubằngcôngnghệtuyểnnổi
•Cácquátrìnhtrongtuyểnnổiáplực:
•Cấpkhôngkhívàonước
•Hòatankhôngkhívàonước
•Tạobọtkhítừdungdịchbãohòanước
•Kếtdínhbọtkhí
•Bámchặtcặnvàobọtkhí
•Táchcặnrakhỏinướctrongbểtuyểnnổi
Xảy ra theo 2 chiều ngược nhau: hỗn hợp cặn khí nổi lên
trên,nướctrongđixuốngdưới
Tải trọng bề mặt và lượng cặn nổi phụ thuộc thuộc tính
chấtcặnvàtỷsốA/S
Tảitrọngbềmặt:3–10m
3
/m
2
.h
Thờigianlưunướctrongbể:20–40phút
Lượngkhôngkhítiêuthụ:15–50l/m
3
nước
??????
??????
L
????????????ọ???????????? ??????ượ???????????? ????????????ô???????????? ????????????í ??????ò?????????????????????????????????????????????????????? ??????ướ??????
????????????ọ???????????? ??????ượ???????????? ??????ặ?????? ??????á???????????? ???????????? ????????????ỏ?????? ??????ướ??????
Táchdầubằngcôngnghệtuyểnnổi
Bểtuyểnnổitròn
Bểtuyểnnổitròn
•Chiềucaongăntạobọt:1.5m
•Đườngkínhngăntạobọt
Q:lưulượngcầnxửlý
V
k
:vậntốcnướctrongngăn,V
k
=6mm/s
0.6:hệsốđổiđơnvị
•Thờigianlưunướctrongngăn:4–6phút
•ChiềucaovùnglắngH
0
=1.5m,H
bể
=3m
•Đườngkínhbể
t:thờigianlưunướctrong bể,t=20–40phút
??????
??????
L??????.??????
??????
??????
??????
??????
??????ể
L
??????????????????
????????????
??????ể
????????????
Bểtuyểnnổitròn
•Saukhitínhtoánkíchthướcbểkiểmtratảitrọngbềmặt
•TínhtoántỉlệA/S
Bãohòakhítoànbộlượngnướccầnxửlý
f :hệsốtỉlệcủađộhòatankhôngkhívàonước,f=0.5
P:áplực(atm),p:áplựcápkế(Kpa)
C
c
:nồngđộcặn(mg/L)
C
k
:độhòatancủakhôngkhívàonước
??????L
??????
??????
??????ể
L
??????J???????????? m
3
/m
2
.h
??????
??????
L
??????.????????????
??????
??????∗?????????????
??????
??????
L:??????.?????????????????? F??????.????????????;
Nhiệtđộ,
0
C 0 10 20 30
C
k
(ml/l) 29.2 22.8 18.7 15.7
??????L
??????E??????????????????.??????
??????????????????.??????
Bểtuyểnnổitròn
•TínhtoántỉlệA/S
Bãohoànkhímộtphầnnướcxửlýsautuầnhoàn
R: lượng nước tuần hoàn hay lượng nước thô đưa vào bình áp
lực (m
3
/ngày)
1.3:tỷtrọngkhí
??????
??????
L
??????.????????????
??????
??????∗?????? ???????;.??????
??????
??????
.??????
= (0.015 –0.05)
Bểtuyểnnổitròn
Bểtuyểnnổitròn
Bàitậpvềnhà Lýthuyết
1. Hãychobiếtmụcđíchcủasongchắnrácvàbểlắngcát
2. Tại sao phải thiết kế đập chắn? Đập chắn có ý nghĩa gì trong
hệthốnglắngcủanhàmáyxửlýnướcthải.
3. Khithiếtkếbểlắngcátphảichúýđếnnhữngđiểmgì?
4. Trìnhbàycơsởlýthuyếtcủabểtuyểnnổi
Bàitập
1. Song chắn rác cơ học được sử dụng trong một kênh dẫn nước
thải với tốc độ cực đại là 1 m/s. Các thanh chắn rác có độ dày
bằng15mmvàđộrộngcủakhehởbằng25mm.Xácđịnh:
a.Tốcđộgiữacácthanh
b.Giảmthủylựctheođơnvịm
2. Lưu lượng trung bình được thiết kế của một nhà máy xử lý
nước thải là 0.438 m
3
/s. Thiết kế bể lắng cát sục khí khi thời
gian lưu của lưu lượng max là 4.0 phút. Cho hệ số lưu lượng
trungbìnhtớilưulượngmaxlà3
Bàitậpvềnhà Bàitập
3.Thiếtkếsongchắnrác.Chobiếtcácthôngsốsauđây:
-Lưulượngthiếtkếcựcđạivàomùamưalà0.631m
3
/s
-Tốc độ qua song chắn rác ở dòng chảy cực đại trong mùa mưa là
0.90m/s
-Tốcđộquasongchắnrácthiếtkếcựcđạivàomùakhôlà0.6m/s
-Song chắn rác đặt nghiêngθ=60
0
, với thiết bị làm sạch bằng cơ
học
-Độsâuphíatrênsongchắnráccủadòngchảybằng1.12m.
4. Mức nước ở trên dòng chảy và dưới dòng chảy tương ứng là 4.0
và1.2m(xemhình).Mộtlỗhìnhchữ
nhậtcómépnhọnvớikíchthướccao
1mvàrộng1.2m.TínhlưulượngthảiQ
Bàitậpvềnhà Bàitập
5.Thiếtkếbểlắnghìnhchữnhật.Chobiếtcácthôngsốsauđây:
-LưulượngQ=0.5787m
3
/s.
-Đườngkínhcủahạttốithiểucóthểlắngd=0.2mm
-Tỷtrọngcủahạtbằng2.6
-Tốcđộdòngchảyngangbằng0.30m/s
-Độsâulýthuyếtcủabểbằng1.0m.
6.Mộtnhàmáyxửlýnướcthảisẽtiếpnhậnlưulượng35000m
3
/d.
Tính diện tích bề mặt, thể tích và thời gian lưu của bể lắng cát
hình chữ nhật sâu 3m sẽ tách cát có tỷ trọng ≥ 1.9 và kích thước ≥
0.2mm