Bể lắng cát: “Cánh tay đắc lực” trong hệ thống xử lý nước thải

Bể lắng cát là gì?

Bể lắng cát với nhiệm vụ loại bỏ các chất cặn lơ lửng, đặc biệt là các hạt cát, có kích thước lớn hơn 0.2mm, sỏi, các chất rắn vô cơ trong nước thải trước khi đưa vào các giai đoạn xử lý tiếp theo. Việc loại bỏ các chất cặn này giúp bảo vệ các thiết bị xử lý tiếp theo, nâng cao hiệu quả xử lý và giảm thiểu tắc nghẽn. Do đó, bể lắng cát đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ toàn bộ hệ thống xử lý nước thải.

Bể lắng cát là gì?

Tầm quan trọng của bể lắng cát trong xử lý nước thải

Bể lắng cát trong hệ thống xử lý nước thải là công trình quan trọng, đóng vai trò giúp nâng cao hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải bởi bể lắng cát giúp lọc các tạp chất rắn nổi có kích thước lớn, chúng sẽ được loại bỏ riêng để không ảnh hưởng đến quá trình lọc, xử lý bùn sau này, các thiết bị khác như đường ống, máy bơm cũng ít bị hỏng hóc

Nguyên lý hoạt động

Bể lắng cát hoạt động dựa trên nguyên lý trọng lực, trong đó các hạt cặn lớn hơn sẽ lắng xuống đáy bể trong khi nước sạch hơn tiếp tục chảy qua các giai đoạn xử lý tiếp theo. 

• Nước thải vào bể: Nước thải từ hệ thống xử lý sơ bộ chảy vào bể lắng cát.

• Hình thành bông cặn: Các hạt nhỏ hơn liên kết với nhau tạo thành các khối làm tăng trọng lượng dễ chìm lắng xuống hơn. 

• Quá trình lắng cặn: Các hạt cặn nặng hơn sẽ lắng xuống đáy bể dưới tác động của trọng lực.

• Thu gom cặn: Cặn lắng xuống đáy bể được thu gom và loại bỏ định kỳ.

• Nước sạch đi ra: Nước thải sau khi được loại bỏ cặn sẽ chảy qua các giai đoạn xử lý tiếp theo.

Mô hình nguyên lý hoạt động bể lắng cát đứng

Phân loại & đánh giá ưu nhược điểm một số loại bể lắng cát phổ biến

Bể lắng cát được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau, phù hợp từng nhu cầu sử dụng như phân loại theo chế độ làm việc, theo chế độ dòng chảy, thông thường các bể phân theo chế độ dòng chảy được sử dụng thông dụng hơn cả.

Theo chế độ làm việc

• Bể lắng cát gián đoạn: nước thải sẽ chảy qua bể lắng theo từng đợt với khối lượng nhất định, sau khi xả ra xong mới cho đợt khối lượng tiếp theo vào xử lý.
• Bể lắng cát liên tục: Cho phép cho nước thải chảy qua bể liên tục

Theo chế độ dòng chảy

• Bể lắng cát ngang: Dòng nước chảy theo chiều ngang qua bể thiết kế hình chữ nhật. Các hạt cặn sẽ lắng xuống đáy do trọng lực và được thu gom dễ dàng. Bể lắng ngang phù hợp với các hệ thống có diện tích lớn và lưu lượng nước thải cao. Ưu điểm: Dễ thi công, hiệu quả lắng cặn cao, phù hợp với lưu lượng lớn. Nhược điểm: Cần có khu vực xây dựng quy mô lớn cùng với chi phí xây dựng cao.

Mô hình bể lắng cát ngang

• Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy theo chiều đứng qua bể. Thiết kế của bể này thường là hình trụ, nước thải chảy từ dưới lên trên. Bể lắng đứng phù hợp với các khu vực có không gian hạn chế, yêu cầu diện tích xây dựng nhỏ. Ưu điểm: Không tốn diện tích xây dựng, dễ dàng sử dụng và vận hành. Nhược điểm: Hiệu suất lắng cặn thấp hơn, khó bảo trì.

Mô hình bể lắng cát đứng

• Bể lắng cát ly tâm: Dòng nước chảy từ khu vực giữa ra phía thành bể. Đây là loại bể có thiết kế hình tròn, sử dụng lực ly tâm để tách các hạt cặn ra khỏi nước thải. Bể lắng ly tâm thường được áp dụng trong các hệ thống có lưu lượng nước thải lớn và yêu cầu hiệu suất cao.

Mô hình bể lắng cát ly tâm

• Bể cát lắng hướng tâm: Dòng nước chảy từ thành bể vào khu vực giữa. Đây là loại bể có thiết kế hình tròn, sử dụng lực hướng tâm để tách các hạt cặn ra khỏi nước thải.
• Bể lắng cát Lamen: Loại bể này có nhiều vách ngăn, tạo ra các dòng chảy chậm giúp tối ưu hóa quá trình lắng cặn. Ưu điểm: Hiệu quả xử lý cao, dễ lắp ráp và vận hành. Nhược điểm: Yêu cầu thiết kế phức tạp, chi phí đầu tư cao.

Mô hình bể lắng cát Lamen

Ứng dụng của bể lắng cát trong thực tế

Bể lắng cát được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đảm bảo nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường:

• Xử lý nước thải sinh hoạt: Loại bỏ các chất cặn, cát, dầu mỡ trong nước thải sinh hoạt trước khi đưa vào các giai đoạn xử lý tiếp theo. 

Ứng dụng bể lắng trong xử lý nước thải sinh hoạt

• Xử lý nước thải công nghiệp: Tại các nhà máy sản xuất, bể lắng cát giúp loại bỏ các hạt cặn lớn, bảo vệ thiết bị xử lý nước thải và giảm thiểu nguy cơ tắc nghẽn hệ thống.

• Xử lý nước thải nông nghiệp: Loại bỏ bùn, đất cát trong nước thải từ các trang trại chăn nuôi. 

Ứng dụng bể lắng trong xử lý nước thải nông nghiệp

Các loại vật liệu xây dựng bể lắng cát

Bể lắng cát có thể được xây dựng từ nhiều loại vật liệu khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống xử lý nước thải. Có thể lựa chọn một trong các loại vật liệu phổ biến sau:

• Bê tông cốt thép: Đây là vật liệu phổ biến nhất do độ bền cao và khả năng chịu lực tốt. Bê tông cốt thép thích hợp cho các bể lắng có kích thước lớn và yêu cầu tuổi thọ lâu dài.

• Thép không gỉ: Vật liệu này được sử dụng cho các bể lắng cát trong môi trường nước thải có tính ăn mòn cao. Thép không gỉ giúp bảo vệ bể khỏi sự mài mòn và kéo dài tuổi thọ.

• Nhựa composite: Nhựa composite nhẹ và dễ lắp ráp, thích hợp cho các bể lắng cát có kích thước nhỏ hoặc cần di chuyển. Tuy nhiên, độ bền của nhựa composite không cao bằng bê tông hoặc thép.

Một số loại vật liệu bể lắng cát

Các vấn đề thường gặp khi vận hành 

Trong quá trình xử lý nước thải, bể lắng cát có thể xảy ra một số vấn đề sau:

• Tắc nghẽn: Rác lớn hoặc cặn không được loại bỏ đúng cách có thể gây tắc nghẽn, làm giảm hiệu suất của bể.

• Mài mòn thiết bị: Cặn cát có thể gây mài mòn các thiết bị và bề mặt bể, làm giảm tuổi thọ của hệ thống.

• Hiệu suất lắng cặn giảm: Nếu thiết kế bể không phù hợp hoặc không được bảo trì đúng cách, hiệu suất lắng cặn sẽ giảm, ảnh hưởng đến chất lượng nước thải đầu ra.

• Chi phí vận hành cao: Các bể lắng cát ly tâm hoặc bể lắng cát có thiết kế phức tạp đòi hỏi chi phí vận hành và bảo dưỡng cao, đòi hỏi nhân viên có kinh nghiệm để vận hành hiệu quả.

Lưu ý khi thiết kế và vận hành bể lắng cát

Để bể lắng cát hoạt động hiệu quả, cần lưu ý một số vấn đề sau:

• Kích thước bể: Kích thước bể lắng cát phải phù hợp với lưu lượng nước thải và nồng độ chất rắn, đảm bảo các hạt cặn có đủ thời gian để lắng xuống.

• Tốc độ dòng chảy: Tốc độ dòng chảy trong bể phải đủ chậm để các hạt cặn lắng xuống đáy.

• Độ sâu lớp cát: Độ sâu lớp cát cần được tính toán kỹ để đảm bảo hiệu quả lắng.

• Vệ sinh định kỳ: Bể lắng cát cần được vệ sinh định kỳ để loại bỏ cặn bẩn tích tụ, đảm bảo hiệu quả hoạt động lâu dài.

• Thiết kế hệ thống chắn rác: Đảm bảo loại bỏ các rác lớn trước khi nước thải vào bể, giúp duy trì hiệu suất lắng cặn và ngăn ngừa tắc nghẽn.

• Lựa chọn vật liệu xây dựng: Chú ý lựa chọn vật liệu phù hợp mới quy mô, khối lượng, tính chất nước thải cần xử lý.

Bể lắng cát bộ phận không thể thiếu trong hệ thống xử lý nước thải, giúp loại bỏ hiệu quả các hạt cặn lớn và bảo vệ hệ thống xử lý tiếp theo. Đông Á mong rằng việc hiểu rõ về các loại bể lắng cát, quy trình hoạt động, và các vấn đề thường gặp khi vận hành sẽ giúp đảm bảo hiệu suất xử lý nước thải đạt mức tối ưu, đồng thời kéo dài tuổi thọ của hệ thống.