Chưa có sản phẩm trong giỏ hàng.
Nước và Sức Khỏe
Cấu Tạo Bể Lắng Đứng – Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng Trong Xử Lý Nước
Bể lắng đứng (vertical sedimentation tank) là một trong những công trình không thể thiếu trong hệ thống xử lý nước thải và nước cấp. Với thiết kế đặc trưng, nó giúp loại bỏ các hạt cặn lơ lửng nhờ quá trình lắng trọng lực. Hiểu rõ cấu tạo bể lắng đứng sẽ giúp bạn vận hành hệ thống hiệu quả, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng nước đầu ra.
1. Cấu Tạo Chi Tiết Bể Lắng Đứng
Bể lắng đứng được thiết kế theo phương thẳng đứng, gồm 4 bộ phận chính:
1.1. Vùng Phân Phối Nước Vào (Inlet Zone)
- Cấu tạo:
- Ống dẫn nước vào có đường kính từ 150–300mm, thường làm từ thép hoặc nhựa PVC.
- Tấm chắn hoặc phễu phân phối để nước chảy đều vào bể, tránh xáo trộn lớp cặn.
- Chức năng: Điều hòa lưu lượng, giảm tốc độ dòng chảy để quá trình lắng diễn ra ổn định.
1.2. Vùng Lắng (Sedimentation Zone)
- Cấu tạo:
- Thân bể hình trụ hoặc vuông, chiều cao từ 4–6m, thể tích tùy công suất (thường 10–500 m³/ngày).
- Thành bể làm từ bê tông cốt thép, composite hoặc thép không gỉ.
- Chức năng: Tạo điều kiện để các hạt cặn lơ lửng (kích thước > 0.1mm) lắng xuống đáy nhờ trọng lực.
1.3. Hệ Thống Thu Gom Bùn (Sludge Collection System)
- Cấu tạo:
- Phễu thu bùn hình nón ở đáy bể, góc nghiêng 45–60° để bùn trượt dễ dàng.
- Van xả bùn kích thước DN50–DN100, kết nối với bơm hoặc đường ống dẫn đến bể chứa bùn.
- Chức năng: Tập trung và xả cặn lắng định kỳ, tránh tắc nghẽn.
1.4. Vùng Thu Nước Ra (Outlet Zone)
- Cấu tạo:
- Máng tràn răng cưa hoặc ống thu nước đục lỗ đặt quanh thành bể.
- Lớp vật liệu lọc phụ (vải địa kỹ thuật, tấm chắn) để ngăn cặn mịn theo nước ra.
- Chức năng: Thu nước đã lắng, đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn.
1.5. Các Bộ Phận Hỗ Trợ
- Ống thông hơi: Giải phóng khí tích tụ trong bể.
- Thiết bị giám sát: Đồng hồ đo lưu lượng, cảm biến mực bùn.
2. Nguyên Lý Hoạt Động Của Bể Lắng Đứng
Quy trình xử lý diễn ra theo 3 giai đoạn:
2.1. Giai Đoạn 1: Phân Phối Nước
- Nước thô (chứa cặn lơ lửng) được đưa vào qua ống dẫn ở đỉnh bể.
- Tấm chắn/phễu phân phối giảm tốc độ dòng từ 0.5–1 m/s xuống 0.02–0.05 m/s.
2.2. Giai Đoạn 2: Quá Trình Lắng
- Các hạt cặn (đất, cát, hữu cơ) chìm xuống đáy do trọng lực, tuân theo định luật Stokes:v=g⋅(ρs−ρl)⋅d218μTrong đó:
- v: Tốc độ lắng (m/s).
- ρs,ρl: Khối lượng riêng hạt cặn và nước.
- d: Đường kính hạt cặn.
- μ: Độ nhớt động lực của nước.
2.3. Giai Đoạn 3: Thu Gom Bùn Và Nước Sạch
- Bùn tích tụ ở phễu đáy được xả định kỳ (1–2 lần/ngày).
- Nước sạch tràn qua máng thu và chảy sang công trình xử lý tiếp theo (bể lọc, khử trùng).
3. Ưu Điểm Và Hạn Chế Của Bể Lắng Đứng
3.1. Ưu Điểm
- Tiết kiệm diện tích: Thiết kế thẳng đứng phù hợp khu vực đô thị.
- Hiệu suất lắng cao: Loại bỏ 60–70% SS (chất rắn lơ lửng) với thời gian lưu nước 2–4 giờ.
- Dễ vận hành: Ít phải vệ sinh, chi phí bảo trì thấp.
3.2. Nhược Điểm
- Khó xử lý nước có độ đục cao: Dễ gây tắc nghẽn ống xả bùn.
- Không phù hợp với hạt keo mịn: Cần kết hợp hóa chất keo tụ (PAC, phèn nhôm).
4. Ứng Dụng Thực Tế Của Bể Lắng Đứng
| Lĩnh Vực | Mục Đích | Ví Dụ |
|---|---|---|
| Xử lý nước cấp | Loại bỏ cát, đất trong nước ngầm | Nhà máy nước sạch đô thị |
| Xử lý nước thải | Tách bùn thô trước khi vào bể sinh học | Khu công nghiệp, bệnh viện |
| Công nghiệp thực phẩm | Lắng tinh bột, cặn hữu cơ | Nhà máy sản xuất bia, nước giải khát |
| Thủy sản | Xử lý nước ao nuôi tôm, cá | Trại nuôi tôm công nghệ cao |
Xem thêm: Van công nghiệp trong xử lý nước
5. So Sánh Bể Lắng Đứng Và Bể Lắng Ngang
| Tiêu Chí | Bể Lắng Đứng | Bể Lắng Ngang |
|---|---|---|
| Hình dáng | Thẳng đứng, diện tích nhỏ | Nằm ngang, chiếm nhiều diện tích |
| Thời gian lưu nước | 2–4 giờ | 4–8 giờ |
| Hiệu suất | 60–70% SS | 70–80% SS |
| Chi phí xây dựng | Thấp (do thể tích nhỏ) | Cao |
| Ứng dụng | Nước cấp, quy mô vừa và nhỏ | Nước thải công nghiệp, quy mô lớn |
6. 5 Lưu Ý Khi Thiết Kế Và Vận Hành Bể Lắng Đứng
- Tính toán kích thước:
- Thể tích bể = Lưu lượng nước (m³/h) × Thời gian lưu (h).
- Chiều cao vùng lắng tối thiểu 3m để đảm bảo hiệu suất.
- Chọn vật liệu:
- Bê tông cốt thép cho công trình cố định.
- Composite hoặc Inox cho hệ thống di động.
- Kiểm soát tốc độ dòng vào: Lắp đồng hồ đo lưu lượng để tránh quá tải.
- Vệ sinh định kỳ: Xả bùn ít nhất 1 lần/ngày, rửa máng thu nước 2 tuần/lần.
- Kết hợp hóa chất keo tụ (nếu cần): Sử dụng PAC liều lượng 5–10 mg/l để tăng hiệu quả lắng.
7. Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)
Q: Bể lắng đứng xử lý được nước nhiễm phèn không?
A: Có, nhưng cần kết hợp sục khí hoặc dùng hóa chất để oxy hóa phèn sắt thành hydroxit kết tủa.
Q: Tại sao bể lắng đứng hay bị tắc ống xả bùn?
A: Nguyên nhân do bùn khô, độ dốc phễu <45°, hoặc van xả không đủ lớn. Khắc phục bằng cách tăng tần suất xả và bổ sung nước rửa ngược.
Q: Nên chọn bể lắng đứng hay ly tâm cho hệ thống xử lý nước thải?
A: Bể lắng đứng phù hợp với dòng chảy nhỏ, ít biến động lưu lượng. Ly tâm hiệu quả hơn cho nước thải công nghiệp có lưu lượng lớn.
Kết Luận
Hiểu rõ cấu tạo bể lắng đứng và nguyên lý hoạt động giúp tối ưu hóa hiệu suất xử lý nước, đồng thời giảm thiểu sự cố trong vận hành. Dù là hệ thống quy mô hộ gia đình hay nhà máy công nghiệp, việc lựa chọn thiết kế phù hợp và bảo trì định kỳ sẽ mang lại nguồn nước đầu ra chất lượng, đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường.
