Các phương pháp xác định dung tích, tiêu chuẩn thời gian lưu nước, hệ thống sục khí chống lắng cặn và lựa chọn thiết bị phụ trợ. Đây là tài liệu quan trọng giúp tối ưu hóa hiệu suất xử lý cho các công trình xử lý nước thải công nghiệp và đô thị.
NỘI DUNG BÀI VIẾT
Trong bất kỳ hệ thống xử lý nước thải (XLNT) hiện đại nào, sự ổn định của dòng vào là yếu tố tiên quyết quyết định hiệu suất của toàn bộ dây chuyền công nghệ. Một bể điều hòa được thiết kế đúng giúp ổn định lưu lượng mà còn cân bằng nồng độ các chất ô nhiễm, tạo điều kiện vận hành tối ưu cho các công trình xử lý sinh học và hóa lý phía sau. Việc bỏ qua hoặc thiết kế sai lệch công trình này thường dẫn đến các sự cố như quá tải thủy lực, sốc nồng độ chất độc, gây hư hỏng hệ vi sinh hoặc làm giảm chất lượng nước đầu ra.
Mục đích chính là khắc phục sự biến động không ngừng của nước thải về cả mặt số lượng (lưu lượng Q) và mặt chất lượng (nồng độ chất ô nhiễm C). Trong các khu công nghiệp hoặc khu dân cư, lưu lượng nước thải thường thay đổi theo giờ trong ngày hoặc theo chu kỳ sản xuất.
Nếu không có sự can thiệp của công trình này, các bể lắng hoặc bể sinh học phía sau sẽ phải chịu áp lực rất lớn vào những giờ cao điểm và hoạt động kém hiệu quả vào giờ thấp điểm.
Công trình này được phân loại dựa trên khả năng điều hòa: chỉ điều hòa lưu lượng, điều hòa nồng độ. Việc sử dụng bể điều hòa là cần thiết khi một trong hai thông số trên không ổn định.
Ngược lại, đối với các trạm XLNT có dòng vào cực kỳ ổn định, có thể cân nhắc loại bỏ công trình này để tiết kiệm chi phí đầu tư và diện tích xây dựng.
Công trình này thường được bố trí sau cụm công trình xử lý cơ học gồm song chắn rác (SCR) và bể lắng cát. Việc đặt bể sau các thiết bị này giúp loại bỏ rác có kích thước lớn và cát sỏi, tránh gây tắc nghẽn hệ thống phân phối khí hoặc gây mài mòn bơm đặt trong bể.
Nếu nước thải chứa hàm lượng dầu mỡ cao hoặc các chất nổi đáng kể, bể điều hòa nên được đặt ngay sau bể tách dầu hoặc bể tuyển nổi. Trong trường hợp hệ thống có sử dụng bể lắng đợt 1, bể điều hòa có thể được bố trí linh hoạt trước hoặc sau bể lắng này.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nếu đặt trước bể lắng 1, buộc phải thiết kế hệ thống sục khí hoặc khuấy trộn để chống lắng cặn ngay tại đây.
Thường áp dụng hai phương pháp chính: phương pháp đồ thị và phương pháp tính toán số học. Cả hai phương pháp đều dựa trên biểu đồ biến thiên lưu lượng theo từng giờ trong ngày để tìm ra sự chênh lệch giữa lượng nước thải đi vào và lượng nước được bơm ra ổn định sang các công đoạn sau.
Phương pháp đồ thị (Đường cong lũy tích): Vẽ đường cong biểu diễn tổng lượng nước thải lũy tích theo thời gian (V_tichluy). Sau đó, một đường thẳng đại diện cho lưu lượng trung bình giờ (Q_TB_h) được kẻ từ gốc tọa độ đến điểm kết thúc của chu kỳ 24 giờ. Dung tích của bể điều hòa chính là khoảng cách thẳng đứng lớn nhất giữa đường lũy tích và đường lưu lượng trung bình.
Phương pháp tính toán số học: Đây là cách lập bảng tính theo từng khoảng thời gian (thường là mỗi 2 giờ hoặc 4 giờ). Bằng cách tính toán hiệu số giữa lượng nước vào và lượng nước ra ổn định tại mỗi khoảng thời gian, xác định được các giá trị tích lũy dương (lượng nước thừa cần chứa) và tích lũy âm (lượng nước thiếu cần bổ sung từ bể). Tổng giá trị tuyệt đối lớn nhất của các giá trị tích lũy này sẽ cho ra dung tích bể cần thiết.
Thời gian lưu nước (HRT) là chỉ số phản ánh khả năng duy trì độ ổn định của bể. Theo quy chuẩn QCVN 07-2:2016/BXD, đối với các hệ thống cần điều hòa đồng thời cả lưu lượng và nồng độ, HRT của bể điều hòa phải đạt tối thiểu từ 6 giờ trở lên.
Đây là khoảng thời gian đủ để các dòng thải có nồng độ khác nhau được trộn lẫn hoàn toàn, làm giảm đỉnh nồng độ các chất gây hại cho vi sinh vật.
Trong các trường hợp đặc thù, nếu công trình chỉ thực hiện nhiệm vụ điều hòa lưu lượng hoặc nồng độ đơn thuần, HRT có thể được tính toán theo điều kiện thực tế nhưng nên duy trì ở mức trên 2 giờ. Đặc biệt, nếu bể điều hòa được thiết kế nối tiếp ngay sau bể lắng đợt 1 với HRT dưới 2 giờ, có thể xem xét lược bỏ hệ thống thổi khí để tiết kiệm chi phí năng lượng.
Do nước thải đi vào thường chứa một lượng lớn chất rắn lơ lửng (SS), việc ngăn chặn sự lắng đọng bùn cặn dưới đáy bể là vô cùng quan trọng để tránh quá trình phân hủy kỵ khí gây mùi hôi thối. Giải pháp chống lắng cặn được lựa chọn dựa trên nồng độ SS trong nước thải.
Sử dụng khí nén: Áp dụng khi hàm lượng SS < 500 mg/l. Cường độ cấp khí thường dao động trong khoảng 0,01 - 0,015 m3/m3 bể mỗi phút. Hệ thống này vừa giúp xáo trộn dòng thải, vừa cung cấp một lượng oxy hòa tan nhỏ giúp ngăn chặn sự phát sinh mùi.
Sử dụng khuấy trộn cơ khí: Được ưu tiên khi SS > 500mg/l. Các thiết bị khuấy chìm hoặc cánh khuấy được lắp đặt để tạo ra vận tốc dòng chảy đủ lớn (độ lớn thủy lực khoảng 10 mm/s) nhằm giữ các hạt cặn ở trạng thái lơ lửng.
Khi sử dụng phương pháp thổi khí bằng ống khoan lỗ, việc bố trí hệ thống ống dẫn khí phải đảm bảo tính đồng đều trên toàn bộ diện tích đáy bể. Các ống phân phối khí thường được đặt nằm ngang và cách đáy bể một khoảng từ 6 - 10 cm để tránh bị bùn lấp lỗ thổi. Các lỗ khoan trên thân ống có đường kính tiêu chuẩn d = 5 mm, hướng xuống mặt dưới của ống và cách nhau từ 3 - 6 cm.
Trong trường hợp sử dụng đĩa thổi khí, các đĩa này phải được bố trí theo bán kính phục vụ của thiết bị để không có "vùng chết" trong bể. Nếu đặt thiết bị sục khí ở một phía sát vách bể, khoảng cách từ thiết bị đến thành bể đối diện phải đạt từ 1,0 đến 1,5 lần chiều sâu lớp nước (H) để tạo ra dòng chảy tuần hoàn tối ưu.
Đường kính ống sục khí cũng được tính toán dựa trên cường độ cấp khí: ống 50 mm nếu cường độ < 8 m3/m dài/h và ống 75 mm nếu cường độ > 8 m3/m dài/h.
Sau khi đã xác định được dung tích và phương án xáo trộn, cần thực hiện các bước tóm tắt cuối cùng để hoàn thiện hồ sơ thiết kế. Quy trình này bao gồm việc xác định kích thước hình học, lựa chọn thiết bị bơm và hệ thống giám sát tự động.
Tính toán kích thước: Chọn chiều cao lớp nước (Hn) dựa trên điều kiện địa chất và diện tích mặt bằng, sau đó tính chiều cao xây dựng (H_XD) bao gồm cả chiều cao bảo vệ H_bv. Từ dung tích V đã có, tính diện tích mặt bể A = V/Hn và xác định chiều dài, chiều rộng cụ thể.
Lựa chọn bơm: là thiết bị cực kỳ quan trọng giúp vận chuyển nước từ bể điều hòa sang các công trình tiếp theo với lưu lượng ổn định (thường bằng Q_TB_h). Cần tính toán số lượng bơm hoạt động và bơm dự phòng để đảm bảo an toàn hệ thống.
Lắp đặt thiết bị đo: Để kiểm soát chất lượng nước đầu vào, bể cần được trang bị các thiết bị đo mức nước tự động, máy đo pH và chỉ số oxy hòa tan (DO). Đặc biệt, nếu nước thải chứa các chất độc hại dễ bay hơi, bể phải được thiết kế nắp đậy kín và có hệ thống thông hơi/xử lý khí thải.
Xác định dòng tuần hoàn: Cuối cùng, cần xác định vị trí đặt các dòng nước thải tuần hoàn từ các công đoạn phía sau quay trở lại bể điều hòa để đảm bảo quá trình xử lý diễn ra liên tục và ổn định.
Việc thực hiện đúng và đủ các bước trong quy trình thiết kế bể điều hòa sẽ giúp chủ đầu tư sở hữu một hệ thống XLNT vận hành bền bỉ, tiết kiệm năng lượng và luôn đạt chuẩn môi trường.
Thông tin liên hệ:
Số 2 Nguyễn Văn Cự, Kp5, P. Tân Tạo , Quận Bình Tân, Tp. Hồ Chí Minh
Hotline: 0908 394 311 - 0984 320 511 (Mr. Phong)
.png "BỘ BÓNG ĐÈN UV VIQUA VH200 (CANADA)")
