TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG
Môn học: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Chuyên đề 70%
BỂ LẮNG LY TÂM
SVTH: SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Hiền Nguyễn Văn Hiếu GVHD: GVHD: Th.S Phạm Anh Đức
MSSV 91102197 91202107
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014 2014
MỤC LỤC CHƯƠNG CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU .............................................. .......................................................................... ................................................. ..................... 4 1. Đặt vấn đề ............................................ ........................................................................ ..................................................... ................................. ........ 4 2. Mục tiêu ............................................... ........................................................................... ..................................................... ................................. ........ 4 3. Nội dung thực hiện................ ........ ................ ................ ................ ................. ................. ................. ................. ................ ................ ........... ... 4 CHƯƠNG CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG ........................................... .................................................................... ................................. ........ 5 2.1. Định nghĩa nghĩa lắng .............................................. ........................................................................... ............................................. ................ 5 2.2. Phân loại bể lắng ............................................... ......................................................................... ......................................... ............... 6 2.3. So sánh bể lắng ly tâm tâ m với các loại bể lắng phổ biến khác ................ ........ ................ ........... ... 6 2.3.1. Bể lắng ngang ............................................... ......................................................................... ......................................... ............... 6 2.3.2. Bể lắng lắng đứng ............................................... ......................................................................... ......................................... ............... 7 2.3.3. Bể lắng ly tâm ............................................... ......................................................................... ......................................... ............... 8 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lắng ...................................................... 9 2.4.1. Tỷ lệ dòng chảy.............................................. ........................................................................ ......................................... ............... 9 2.4.2. Kích thước thước và hình dạng bể ...................................................... ..................................................................... ............... 11 2.4.3. Sự sắp xếp dòng chảy ........................ .................................................. ...................................................... ............................12 2.4.4. Hạt và chất lượng lượng nước ................................................................... ........................................................................... ........ 12 2.5. Nội dung và các bước tính toán bể lắng ................ ........ ................. ................. ................ ................ .............. ...... 14 CHƯƠNG CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ BỂ LẮNG ................................................. ................................................................. ................ 17 3.1. Định nghĩa nghĩa .................................................. ........................................................................ .................................................. ............................17 3.2. Cấu tạo bể lắng ly tâm ...................................................... .................................................................................. ............................17 3.3. Nguyên lý làm việc ............... ....... ................ ................ ................ ................ ................ ................ ............... ............... ................ .......... 19 3.4. Ưu – nhươc điểm ............................. ......................................................... ..................................................... ................................. ........ 20 20 3.5. Ứng dụng của hệ thống trong xử lý nước thải và nước cấp............................ 20 3.6. Công nghệ n ghệ lắng xoáy –Vcone –Vcone ....................................................................... .......................................................................21 3.6.1. Nguyên Nguyên lý hoạt động ...................................... ................................................................... ......................................... ............ 21 3.6.2. Tối ưu hóa hệ thống................................................ ......................................................................... ................................. ........ 21 CHƯƠNG CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN BỂ LẮNG LY TÂM ..................................................... ......................................................... .... 23 4.1. Xây dựng công c ông thức ............................................ ......................................................................... ............................................. ................ 23 4.2. Ví dụ tính toán ................................................................ ......................................................................................... ................................. ........ 23 CHƯƠNG CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN .................................................................. ............................................................................................ ..........................26 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................... KHẢO................................................................. ...................................................... ............................26
DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Hình 1........................................................................................................................... 4 Hình 2........................................................................................................................... 5 Hình 3........................................................................................................................... 7 Hình 4........................................................................................................................... 8 Hình 5........................................................................................................................... 8 Hình 6........................................................................................................................... 10 Hình 7........................................................................................................................... 12 Hình 8........................................................................................................................... 13 Hình 9........................................................................................................................... 14 Hình 10......................................................................................................................... 17 Hình 11......................................................................................................................... 18 Hình 12......................................................................................................................... 19 Hình 13......................................................................................................................... 21 Bảng 1 .......................................................................................................................... 9 Bảng 2 ..........................................................................................................................15 Bảng 3 ..........................................................................................................................18
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.ĐẶT VẤN ĐỀ. Vai trò của nước đối với sản xuất và đời sống là vô cùng quan trọng nhưng hiện nay vấn đề đặt ra với chúng ta là phải bảo vệ nguồn nước nhất là nước ngọt một cách triệt để nhất vì cuộc sống của chúng ta và tương lai Nhu cầu sử dụng nước sạch trong công nghiệp đòi hỏi chất lượng rất khắt khe, đặc biệt là nước cấp cho các ngành dược phẩm, thực phẩm và lò hơi. Thông thường, nước khai thác từ nguồn nước ngầm hoặc từ nước cấp từ mạng lưới cấp nước không đạt tiêu chuẩn cho các ngành sản xuất trên, vì thế, việc xử lý nước cấp là điều kiện tiên quyết, bên cạnh đó, việc xử lý cần phải đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế.Chính vì vậy để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho người dân thì việc xử lí nước cấp là hết sức quan trọng để đảm bảo chất lượng của bộ Y Tế Việt Nam quy định. Hiện nay đã có nhiều phương pháp xử lí nước, bên cạnh một số phương pháp hiện đại như tuyển nổi, phương pháp màng…thì phương pháp truyền thống lắng, vẫn được áp dụng rộng rãi cho các nhà máy xử lí nước và đạt hiệu quả cao.
Hình 1 . Nước cấp. 2. MỤC TIÊU. Tìm hiểu chi tiết về bể lắng ly tâm Khả năng ứng dụng của bể lắng ly tâm trong thực tế 3. NỘI DUNG THỰC HIỆN. - Thu thập tổng hợp tài liệu của bể lắng ly tâm. Từ các tài liệu xử lý nước cấp , công nghệ xử lý nước thải , các đồ án nghiên cứu , các bài luận văn ,các tài liệu liên quan khác và tra cứu trên Internet sẽ có được các tài liệu ,các thông số và nguyên lý làm việc một cách tổng quát , cơ bản và đầy đủ nhất . - Tính toán bể lắng - Tính toán chi tiết các thông số của bể - Q, h ,L ,b . - Tính toán quá trình lắng. - Các thông số khác. - So sánh bể lắng ly tâm với các loại bể lắng phổ biến khác
CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU CHUNG. 2.1. Định nghĩa lắng. Lắng là một khâu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Quá trình lắng là giai đoạn tách các hạt cặn lơ lửng trước khi đưa vào công trình lọc của quá trình làm sạch nước.quá trình lắng dựa trên trọng lực nhờ đó các hạt cát sẽ bị giữ lại khoảng 90-99% và sẽ loại ra ngoài qua quá trình xả cặn.
Hình 2. Sơ đồ quá trình xử lý nước cấp Nước cần được xử lý được đưa vào bể và giữ lại đó trong suốt quá trình làm việc. Nhờ diện tích, tiết diện bề lớn, tốc độ dòng chảy nhỏ mà quá trình diễn ra trong bể gần như ở trạng thái tĩnh. Dưới tác dụng của lực trọng trường, các hạt cặn có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng của nước bao quanh nó sẽ tự lắng xuống. Trong xử lý nước thải, lắng là quá trình xử lý chính, nơi đó nó có thể loại bỏ 50-70% của các chất rắn lơ lửng (chứa 25-40 % BOD) trong nước thải. Sau khi xử lý sinh học, quá trình lắng được sử dụng để loại bỏ các bông keo tụ sinh học được sinh ra bởi các vi sinh vật trong quá trình này do đó, chất lượng nước thải sẽ tiếp cận một tiêu chuẩn phù hợp cho xả vào đường ống. Quá trình lắng được ứng dụng trong: - Lắng cát - Loại bỏ cặn hữu cơ trong lắng đợt 1 - Loại bỏ cặn sinh học ở bể lắng 2 - Loại bỏ các bông cặn hoá họctrong quá trình keo tụ tạo bông - Nén bùn trọng lực nhằm giảm độ ẩm bùn trong công đoạn xử lý bùn.
\ Quá trình lắng của các hạt rắn trong nước thải
Lắng riêng lẻ
Lắng keo tụ
Lắng vùng
Lắng nén
2.2. Phân loại bể lắng. Tuỳ theo công dụng của bể lắng trong công trình xử lý sinh học mà phân biệt bể lắng đợt I và bể lắng đợt II. Căn cứ theo chế độ làm việc: - Bể lắng hoạt động gián đoạn: thực chất đây là một bể chứa. Bể lắng kiểu này được áp dụng trong trường hợp lượng nước thải ít và chế độ thải không đều. - Bể lắng hoạt động liên tục: nước thải cho qua bể liên tục, nước chuyển động rất chậm. Căn cứ theo chiều nước chảy: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm: - Bể lắng ngang: nước chảy theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể. - Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo phương thẳng đứng. - Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng - nước lọc qua lớp cặn lơ lửng do chính các cặn bẩn tạo thành - Bể lắng ly tâm (bể lắng radian) là loại biến dạng của bể lắng ngang, nước chuyển động từ tâm ra chung quanh theo phương gần như bể lắng ngang. 2.3. So sánh bể lắng ly tâm với các loại bể lắng phổ biến khác. 2.3.1. Bể lắng ngang: Hình dạng: Có dạng hình hộp chữ nhật,tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đế nước, máng thu và xả chất nổi,và mương dẫn nước ra. Nguyên lý hoạt động: Là loại bể nước chảy theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối bể. Ưu điểm: gọn,có thể làm hố thu cặn ở đầu bể và cũng có thể làm hố thu cặn dọc theo chiều dài của bể . Nhược điểm: giá thành cao,có nhiều hố thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn,đồng thời không kinh tế vì tăng thêm khối tích không cần thiết của công trình.
Hình 3: Bể lắng ngang 2.3.2. Bể lắng đứng: Hình dạng: Hình trụ vuông hoặc tròn,đáy chóp tạo góc ít nhất là 50 0 so với mặt bằng. Cấu tạo: Đường kính không vượt quá chiều sâu công tác, có thể đến 10m, gồm máng dẫn nước,ống trung tâm, máng thu nước, máng tháo nước, ống xả cặn và ống xả cặn nổi Nguyên lý hoạt động: Nước chảy theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên,còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống. Ưu điểm: thuận tiện trong công tác xả cặn,ít diện tích xây dựng Nhược điểm: chiều cao xây dựng lớn làm tăng giá thành xây dựng,số lượng bể nhiều,hiệu suất thấp Ứng dụng: bể lắng đứng áp dụng khi công suất nhỏ hơn 3000m 3 /ngày.đêm khi xử lý bằng chất keo tụ. Bể lắng đứng kết hợp bể phản ứng xoáy hình trụ (ống trung tâm), lắng đứng hay dùng trong công nghệ xử lý nước cấp quy mô nhỏ.
Hình 4 : Bể lắng đứng 2.3.3. Bể lắng ly tâm Hình dạng,cấu tạo: Hình trụ tròn,đáy côn,có cần gạt thu bùn Nguyên lý hoạt động: Nước vào thường được đưa theo ống trung tâm,từ khoang trung tâm nước theo các tia bán kính chảy vào các máng thu bố trí quanh bể hình tròn. Bể lắng ly tâm thường áp dụng cho những nước có hàm lượng SS cao, nhất là trong xử lý nước thải
Hình 5: Bể lắng ly tâm
Loại Bể Lắng đứng
Hình dáng Trụ vuông hoặc tròn. Đáy chóp tạo với góc ít nhất 50 độ với mặt bằng
Lắng ngang
Hộp chữ nhật.Tỉ lệ L/H >10. Độ dốc ít nhất 2% theo chiều dọc và 5% theo chiều ngang Trụ tròn,đáy côn, có cần gạt thu bùn.
Lắng ly tâm
Thông số thiết kế Diện tích mặt nước không quá 100 m 2 . Tốcđộ dâng nước không quá 0.5—0.6 mm/s. Thời gian lưu nước khi có keo tụ 2 giờ Tốcđộ nước ngang 0.003- 0.012.mm/s Thời gian lưu nước ít hơn 4 giờ.
Ứng dụng Trạm có côngsuất khôngquá 3000 m3/ngày. Khi xửlý nước bằng chất keotụ ,áp dụng tốtđể xửlýsắt trongnước ngầm Nhà máy nướccông suất lớn
Tính toán trên cơ sở thực nghiệm
Khi lượng cặn lớn
Bảng 1: Phân loại các bể lắng 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lắng: 2.4.1. Tỷ lệ dòng chảy. Tải trọng bề mặt của bể lắng được diễn tả bằng tốc độ dòng chảy trên một đơn vị diện tích bề mặt của một phần bể, trong đó quá trình lắng xảy ra. Hiệu suất của các quy trình lắng ảnh hưởng bởi tải trọng bề mặt. Chất lượng lắng nước bị suy giảm khi bề mặt được tăng lên. Những lý do cho sự suy giảm này là khác nhau, nhưng (đặc biệt đối với quá trình lắng các hạt rời rạc) thay đổi trong tốc độ dòng chảy có thể ảnh hưởng đến hiệu suất keo tụ cũng như hiệu quả lắng.
Hình 6: Đường cong hiệu suất cho thấy sự suy giảm “ tạm thời” trong quá trình lắng của chất lượng nước.
2.4.2. Kích thước và hình dạng của bể. Mặc dù các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả bồi lắng, chẳng hạn như tải trọng, vận tốc và tỷ lệ kích thước khác nhau, kích thước và hình dạng của bể cũng ảnh hưởng đến hiệu suất lắng. Ví dụ, bể với diện tích bề mặt lớn sẽ có xu hướng dễ bị hư hỏng hơn với tác động môi trường, chẳng hạn như gió bão gây ra. Khi xem xét bể, hiệu suất của bể bông keo tụ phụ thuộc vào điều kiện vận tốc dòng chảy, nồng độ bông keo tụ, định lượng và thời gian lắng. Như vậy, kích thước và hình dạng của bể bông keo tụ không ảnh hưởng đến các yếu tố này, bất kỳ kích thước hoặc hình dạng bể như vậy có thể không được dự kiến sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả bồi lắng. Tuy nhiên, hiệu quả lắng bị ảnh hưởng vì sự khác biệt xảy ra giữa bể trong điều kiện thủy động lực học và thủy lực của họ cho kết bông và phân phối dòng chảy. Tỷ lệ chiều dài chiều rộng không liên quan đến quá trình lắng bông keo tụ, mặc dù vách ngăn đã được chứng minh là hữu ích (Gregory và Hyde, 1975). Với thiết kế nghiêng, chiều dài của dòng chảy ảnh hưởng đến hiệu quả bồi lắng (Yao, 1973). Khi chiều dài ngắn,có thể tác động tới hiệu quả bồi lắng. Ngoài ra, các vấn đề về phân phối dòng chảy với thiết kế tấm nghiêng và tấm hẹp hiệu quả hơn hơn so với những người sử dụng tấm rộng. Theo định luật của Hazen, , hiệu quả lắng phụ thuộc vào diện tích bể và không phụ thuộc vào chiều sâu. Tuy nhiên, trong thực tế, tăng chiều sâu bể thúc đẩy hiệu quả lắng và tương quan với chiều rộng trong chiều ngang và nghiêng. Chiều sâu tối thiểu cần thiết để hạn chế xói lở như đã đề cập trước đó. Độ sâu cũng xác định khoảng cách giữa các bề mặt nghiêng, do đó, số lượng các lớp và bề lắng nghiêng trở nên hiệu quả.
Hình 7: Mô tả quá trình lắng có bông cặn theo thời gian và chiều sâu của bể. 2.4.3. Sự sắp xếp dòng chảy. Mục đích của đầu vào là để phân phối nước đều trên mặt cắt ngang của bể với một loạt các dòng chảy. Việc bố trí đầu ra cũng quan trọng như đầu vào trong việc đảm bảo phân phối dòng chảy tốt. Nhiều nghiên cứu (Fair và Geyer, năm 1954; Thirumurthi, 1969) đã chỉ ra đầu ra và đầu vào trong bể lắng ngang, dòng chảy ảnh hưởng đến thời gian lưu nước và hiệu quả lắng. Vách ngăn trong bể dòng chảy ngang giúp phân phối dòng chảy ở đầu vào và đầu ra, để tăng tỷ lệ chiều dài chiều rộng theo chiều dọc, và như lá cánh quạt để giúp thay đổi hướng dòng chảy. Kawamura (1981) đã làm nhiều mô hình kiểm tra với những bức tường và khuếch tán đến một số hướng dẫn thiết kế liên quan đến vị trí của các bức tường và các khu vực tự do trong các bức tường. 2.4.4. Hạt và chất lượng nước. Hiệu quả bồi lắng có thể thay đổi theo mùa, nhiệt độ, độ kiềm, và các thông số tương tự, cũng như với những thay đổi trong bản chất của màu sắc và độ đục được đông tụ. Nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu quả lắng bằng cách ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học, tính tan, độ nhớt của nước, và vận tốc hạt lắng. Nhiệt độ cũng có thể là một thay thế cho sự thay đổi các thông số khác xảy ra theo mùa vụ tương tự. Thay đổi độ kiềm, màu sắc, độ đục, và nồng độ phosphate ảnh hưởng đến phản ứng đông tụ và các thuộc tính và tỷ lệ của
kết quả lắng hạt. Ở nhiệt độ cao, nước có độ nhờn thấp, vì vậy nước càng ở nhiệt độ cao, thì các chất rắn càng lắng nhanh hơn
Hình 8: Vận tốc lắng của hạt hình cầu trong nước tĩnh ở các nhiệt dộ khác nhau.
Hình 9: Đồ thị xác định vận tốc lắng theo đường kính và khối lượng riêng của hạt lắng ở 100C. 2.5 Nội dung và các bước tính toán bể lắng. Trong mỗi bể lắng ngưới ta phân biệt: phần dòng chảy hay còn gọi là phần công tác, trong đó nước chuyển động với tốc độ nhỏ, phần cặn để tập trung và chứa cặn lắng xuống, lớp trung hòa phân chia giữa phần cặn và phần công tác. Số bể lắng đối với nước thải sinh hoạt phải chọn không dưới hai, tất cả đều làm việc. Nếu một trong số những bể lắng phải ngừng làm việc để sữa chữa, những bể còn lại phải làm việc quá tải. Tính toán bể lắng là xác định kích thước của chúng theo hiệu suất lắng cần giữ lại các chất lơ lửng trong bể. Nếu không có các số liệu cụ thể về động học quá trình lắng của từng loại nước thải, có thể xác định hiệu suất lắng theo bảng 2.
Hiệu suất lắng Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng mm/s ( đã giảm với giá trị W ) với các chất lơ lửng nồng độ bạn đầu của chúng mg/L E% 150 200 250 ≥ 300 30 35 40 45
1,3 0,9 0,6 0,4
1,8 1,3 0,9 0,6
2,25 1,6 1,05 0,75
3,2 2,1 1,4 0,95
50 55 60
0,25 0,15 0,05
0,35 0,2 0,1
0,45 0,25 0,15
0,6 0,4 0,2
Bảng 2: Hiệu suất lắng các chất lở lửng của nước thải sinh hoạt ở bể lắng Trong đó tốc độ lắng của hạt cặn trong bể lắng (có tính đến tốc độ lơ lửng ) mm/s xác định theo công thức: =
3,6
Trong đó: H: chiều sâu phần công tác của bể lắng đứng, ngang hoặc ly tâm ( m ) t : thời gian lắng tính ( h ) Với bất kì loại nước thải nào số liệu cho trước để tính toán bể lắng là 1. Lượng nước thải và nồng độ ban đầu của chất lơ lửng có trong đó ( ) chọn theo số liệu phân tích nước thải 2. Nồng độ cuối cùng cho phép của các chất lơ lửng sau khi lắng. chọn theo tiêu chuẩn vệ sinh hoặc theo yêu cầu công nghệ của các công trình xử lý đứng sau bể lắng đợt 1, chẳng hạn khi tính bể lắng đợt 1 trước bể aeroten và bể lọc sinh học phải nằm trong khoảng 100 ÷ 150 mg/L Hiệu suất lắng cần thiết là: =
−
. 100%
Ứng với hiệu suất này là thời gian lắng t và tốc độ lắng của các hạt lơ lửng hoặc bảng 2. Hiệu suất lắng nước thải E sẽ ảnh hưởng rất nhiều tới hiệu quả kinh tế và hiệu suất công tác của các công trình tiếp theo, nhất là khi xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Nếu hàm lượng chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1 tăng lên thì lượng bùn hoạt tính dư trong bể aeroten cũng tang lên. Độ ẩm của bùn đó khá cao, tới 99%, tức là cao hơn nhiều so với độ ẩm của cặn tưới trong bể lắng đợt 1 ( 93 ÷ 95% ). Kết
quả là phải tang dung tích của bể nén bùn và các công trình để xử lý bùn hoạt tính dư đó. Để tang hiệu suất công tác của các bể lắng ngoài việc tang thời gian lắng, người ta còn dung nhiều biện pháp khác như: - Cho them hóa chất vào nước thải, tức là các chất đông tụ có khả năng dính kết các chất keo và tập hợp các tập chất phân tán khó lắng để tạo thành các bông cặn lớn hơn, dễ dàng hơn. - Cho them các chất lơ lửng dễ lắng, chẳng hạn bùn hoạt tính vào nước thảo và thổi khí dống vai trò là chất hấp thụ và chất đông tụ sinh học. Công trình xử lý được gọi là bể đông tụ sinh học, - Làm thoáng sơ bộ nước thải vì chúng tạo điều kiện tốt cho quá trình tạo bông và tập hớp các hạt nhỏ thành hạt lớn dễ lắng. Công trình xử lý này được gọi là bể làm thoáng sơ bộ. Biện pháp đầu thường dung đối với nước thải công nghiệp, còn hai biện pháp sau thường dùng đối với nước thải sinh hoạt, kể các nước thải một số ngành công nghiệp.
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ BỂ LẮNG LY TÂM 3.1. Định nghĩa. Lắng ly tâm là một phương pháp tách các chất, sử dụng lực ly tâm để tạo sự lắng gia tốc các hạt của một hỗn hợp rắn- lỏng. Trong bể ly tâm tạo thành hai pha chính phân biệt: Chất tầng cặn ly tâm , nói chung không có cấu trúc đồng nhất. Thực tế, có sự phân loại giữa các hạt , hạt có tỷ trọng lớn ( nằm ở đáy của lớp cặn được giữ lại và các hạt nhẹ hơn theo hữu cơ nằm trên mặt ); Chất lỏng nằm ở trên lớp cặn lắng ly tâm gọi là sản phẩm nổi đã ly tâm thường hợp thành một pha duy nhất đã lọc trong. Tuy nhiên nó có thể có hai hay nhiều pha nếu chất lỏng gồm các phần tử có tỷ trọng khác nhau ( có chứa dầu) .
Hình 10: Một số hình bể lắng ly tâm 3.2. Cấu tạo bể lắng ly tâm. Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn, là loại trung gian giữa bể lắng ngang và bể lắng đứng. Gọi là bể lắng ly tâm bởi vì nước chuyển động từ trung tâm ra xung quanh. Về chế độ thủy lực, đặc điểm của bể này là tốc độ của nước thải thay đổi từ giá trị tối đa ở trung tâm đến giá trị tối thiểu ở xung quanh. Nước thải được dẫn vào bể theo ống vào trung tâm bể lắng ly tâm hướng từ dưới lên trên.
Hình 11: Cấu tạo bể lắng ly tâm Có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó. Ở đây, các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất lơ lửng có tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng của nước sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể Ngoài ra, trong thực tế còn có các loại bể lắng ly tâm được sử dụng ở một số nước trên thế giới: - Bể lắng ly tâm phân phối nước theo máng vòng xung quanh bể - Bể lắng ly tâm phân phối và thu nước di động ( máng chuyển động vòng ) Bể lắng ly tâm có thể ứng dụng làm bể lắng đợt 1 hoặc bể lắng đợt 2 với công suất từ 20.000 m3/ngđ trở lên. Bể lắng ly tâm thường được xây dựng với đường kính D từ 16 – 40 m ( đôi khi tới 54 và 60 m ). Tỷ lệ giữa đường kính D và chiều sâu H nên trong khoảng từ 6 đến 10; ở nước ngoài thường dùng nhất là bể lắng ly tâm bằng bê tông cốt thép – dùng cho nước thải sinh hoạt với đường kính 40 m, chiều cao bể ở tường chung quanh là 4 m. Thời gian lắng ( nước lưu lại trong bể ) khoảng 1,3h. Hiệu suất lắng của bể đạt tới 60%. Thường để lắng nguồn nước có hàm lượng cao > 2000 mg/l.
Thông số Dãy giá trị Giá trị đặc trưng Thời gian lưu nước (h) 1,5 – 2,5 2 3 2 Tải trọng bề mặt (m /m .ngày) : + Lưu lượng trung bình 32 – 48 + Lưu lượng cao điểm 80 – 120 3 Tải trọng máng tràn, m /m.ngày 125 – 500 Ống trung tâm : + Đường kính (m) (15 – 20)% D + Chiều cao (m) (55 – 65)%H Chiều sâu bể lắng (m) 3 – 4,6 3,7 Đường kính bể lắng (m) 3–6 4,5 Độ dốc đáy (mm/m) 62 – 167 83 Tốc độ thanh gạt bùn (vòng/phút ) 0,02 – 0,05 0,03 Bảng 3: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng tròn (ly tâm) 3.3. Nguyên lý làm việc. Bể lắng này có máng phân phối nước ở chu vi và phễu thu nước ở trung tâm. Máng phân phối có chiều rộng cố định, nhưng chiều cao giảm dần từ đầu đến cuối máng. Ở đáy có nhiều lỗ để nước chảy xuống bể. Nước từ ngoài được đưa vào bể qua máng phân phối, dưới chuyển động của dàn quay nước chuyển động từ thành bể vào trung tâm , sau một thời gian cặn lắng rơi xuống đáy bể , sử dụng hệ thống ống cào gom cặn đưa vào ống tháo cặn thải ra ngoài, đồng thời nước trong sau khi lắng đưa vào hệ thống dẫn thoát nước ra khỏi bể.
Hình 12: Nguyên lý dòng chảy trong bể lắng ly tâm
3.4. Ưu điểm – nhược điểm. Ưu điểm: - Có thiết bị gạt bùn nên đáy bể có độ dốc (5 – 8%) nhỏ hơn so với bể lắng đứng. - Chiều cao công tác nhỏ (1,5 – 3,5m) thích hợp xây dựng ở khu vực có mực nước ngầm cao. - Khi xả cặn vẫn làm việc bình thường, tháo cặn liên tục và dễ dàng - Tốn ít diện tích đất và có thể vừa làm vừa xả cặn. - Năng suất cao hơn. - Góc tạo thành chữ V giúp cặn bùn dễ thoát ra ngoài. Nhược điểm: - Đường kính lớn nên hiệu quả lắng cặn kém - Nước trong chỉ có thể thu vào bằng hệ thống máng xung quanh bể nên thu nước không đều. - Hệ thống gạt bùn có cấu tạo phức tạp và làm việc trong điều kiện ẩm ướt nên nhanh bị hư hỏng. - Cấu tạo phức tạp. - Chi phí năng lượng cao. - Vận hành đòi hỏi kinh nghiệm, chi phí cao - Thời gian bảo trì máy móc thiết bị phức tạp. 3.5. Ứng dụng của hệ thống trong xử lý nước thải và nước cấp. Quá trình lắng được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước . Trong lĩnh vực cấp nước , quá trình này được ứng dụng để xử lý nước ngầm và nước mặt. - Xử lý nước ngầm: Tách loại bông cặn ( Fe(OH)3) sau khi oxi hóa Fe(II) thành Fe(III); Xử lý nước đã dùng trong quá trình rửa lọc . - Xử lý nước mặt: Lắng là quá trình xử lý sơ bộ trước khi lọc nhanh và lọc chậm; Keo tụ,tạo bông,lắng là quá trình xử lý sơ bộ trước khi lọc nhanh; Xử lý nước rửa lọc nhằm cô đặc cặn bùn từ thiết bị lọc. - Xử lý nước thải: Lắng cát (tách cát từng nước cống ) Lắng cặn lơ lửng trong bể lằng đợt 1. Lắng bông cắn sinh học trong bể lặng đợt 2, sau bể bùn hoạt tính hoặc bể lọc nhỏ giọt. Lắng bông cặn hóa học từ quá trình keo tụ Bể tự hại về cơ bản là một bể lắng trong đó quá trình phân hủy kị khí xảy ra sau khi lắng bùn
