Xử lý sơ bộ là giai đoạn đầu tiên của nhà máy xử lý nước thải. Khử trùng đôi khi cũng được sử dụng trong giai đoạn xử lý sơ bộ. Hệ thống và thiết bị sử dụng trong giai đoạn xử lý sơ bộ bao gồm:
- Song và lưới chắn rác
- Máy nghiền rác
- Bể lắng cát, dầu mỡ
- Bể làm thoáng sơ bộ
- Tiệt trùng
1. THIẾT BỊ CHẮN RÁC
1. 1. Lưới chắn rác
Sử dụng lưới chắn rác để loại bỏ hoàn toàn các vật liệu trôi nổi như rác, rẻ rách, giấy, nilon, xác chết động vật, mảnh vỡ kim loại để bảo vệ cho hệ thống bơm của nhà máy cũng như ngăn cản không cho chúng đi vào giai đoạn xử lý sau. Lưới chắn rác có thể được chia ra nhiều loại: lưới chắn rác thô, chắn rác trung bình hoặc lưới chắn rác mịn (hình 2.1). Hoạt động làm sạch của lưới chắn rác có thể bằng thủ công hoặc cơ học. Bảng 2.1 đưa ra các loại lưới chắn rác thường được dùng trong giai đoạn xử lý sơ bộ.
Lưới chắn rác thô làm sạch bằng thủ công sử dụng phổ biến nhất được đặt ở trước hệ thống bơm nước thải. Sau đây, chúng ta sẽ nghiên cứu về cơ sở lý thuyết và thiết kế song chắn rác (bar rack) trong nhà máy xử lý nước thải.
Hình 1. Các loại lưới lọc
1. 2. Song chắn rác
Song chắn rác (hình 2.2) bao gồm các thanh bằng thép không rỉ sắp xếp song song với nhau tạo thành các khe hở. hình dáng bề mặt của các thanh hướng về phía dòng thải chảy tới. Thanh có thể là hình chữ nhật, hình chữ nhật có cạnh sắc, hình bán nguyệt, hình tròn…
Hình 2. Song chắn rác
Tổn thất thủy lực qua song chắn rác là một hàm của tốc độ dòng chảy tới và tốc độ dòng chảy qua song chắn rác (hình 2.3). Phương trình Bernoulli có thể sử dụng để xác định tổn thất thủy lực qua song chắn rác:
Độ chênh lệch dòng nước thải chảy qua song chắn rác được xác định bởi công thức:
Các thông số thiết kế song chắn rác
– Vận tốc dòng chảy trong thời gian lưu lượng cực đại không vượt quá 0,7 m/s.
– Độ rộng khe hở giữa các song chắn rác từ 25 đến 44 mm
– Song chắn rác đặt nghiêng với độ dốc từ 300 đến 450
– Tổn thất thủy lực qua song chắn rác cho phép từ 0,60 đến 0,70 m. Song chắn rác nên được làm sạch khi tổn thất thủy lực lớn hơn các giá trị cho phép này
1.3. Lưới chắn rác mịn
Lưới chắn rác mịn được sử dụng trong các nhà mày xử lý nước thải để xử lý sơ bộ hoặc xử lý sơ cấp (bậc 1). Khe hở của lưới lọc có thể được đan bằng dây thép, đục thành lỗ trên tấm kim loại hoặc sắp xếp các thanh chắn sát nhau với độ rộng của khe hở từ 1.5 – 6.4 mm. Lưới lọc mịn trong tiền xử lý có thể ở dạng quay hoặc cố định (hình 2.5).
Hình 3. Lưới lọc quay (Rotary discscreen)
Tổn thất áp lực qua lưới lọc mịn có thể được xác định theo phương trình:
Giá trị của C phụ thuộc vào kích thước, khe hở và phần trăm diện tích khe hở của lưới. Giá trị điển hình của C đối với lưới lọc mịn sạch là 0,60. Tổn thất áp lực của nước sạch qua lưới lọc sạch tương đối nhỏ. Tuy nhiên, tổn thất áp lực của nước thải qua lưới lọc mịn trong thời gian vận hành phụ thuộc vào phương pháp và số lần làm sạch, phụ thuộc vào kích thước và số lượng của chất rắn lơ lửng trong nước thải và kích thước khe hở của lưới lọc.
1. 4. Thiết bị nghiền rác
Thiết bị nghiền rác (hình 4) có thể thay thế song chắn rác hoặc lưới lọc được sử dụng để cắt và nghiền các vật liệu thô tới kích thước từ 6 – 10 mm sao cho chúng không làm hư hại các thiết bị xử lý trong hệ thống sau đó và được thu lại trong bể lắng sơ cấp (bể lắng loại 1).
Hình 4. Thiết bị nghiền rác
2. BỂ LẮNG CÁT
2. 1. Mục đích của bể lắng cát
– Bảo vệ các thiết bị khỏi bị ăn mòn.
– Giảm sự lắng đọng chất rắn trong các đường ống và các kêng dẫn.
– Giảm tần số làm sạch các thiết bị.
2. 2. Đặc trưng của chất rắn trong nứớc thải
– Hàm lượng chất rắn từ 35 đến 80%
– Hàm lượng chất bay hơi từ 1 đến 55%
– Khối lượng riêng của cát sấp xỉ bằng 1,6 gam/cm3
2.3. Thiết kế bể lắng cát
Mục đích thiết kế: – Cung cấp đủ thời gian lưu để cát sa lắng.
– Duy trì tốc độ không đổi để rửa sạch bùn hữu cơ.
Tốc độ chảy của nước thải trong bể lắng được xác định theo phương trình của Camp – Shields:
Vận tốc điển hình, Vc = 15 tới 30 cm/s đối với các hạt hữu cơ. Khó khăn trong thiết kế bể lắng cát là duy trì Vc luôn không đổi vì sự không ổn định của lưu lượng nước thải.
Để khắc phục vấn đề này, người ta thiết kế một đập chắn (hình 2. 7) cho nước chảy qua để duy trì tốc độ trong kênh hình chữ nhật:
Hình 5. Đập chắn có bề mặt nghiên để duy trì dòng chảy trong kênh dẫn nước thải
Phương trình Bernoulli khi tiếp cận tới đập của dòng chảy được biểu diễn theo công thức:
Tổng áp suất ở bề mặt của phần A ở mọi nơi là như nhau. Do vậy, giả sử tốc độ V không đổi
2.4. Lựa chọn các loại đập ngăn để duy trì tốc độ dòng chảy trong bể lắng cát
- Tốc độ dòng chảy cũng có thể đạt được không đổi bằng cách xây dựng đập đối xứng, (hình 2.9 và hình 2.10).
- Để duy trì tốc độ Vc, có thể cho dòng thải qua một kệnh dẫn hẹp (hình 2.11). Kênh dẫn hẹp có tổn thất thủy lực ít hơn đập.Lưu lượng và thủy lực trong kênh hẹp liên quan với nhau bởi phương trình:
Hình 6. Đập đối xứng
- Xác định hình học của bể sao cho Q/A = const đối với tất cả lưu lượng. Lấy vi phân phương trình của đập để nhận dòng chảy tăng lên trên độ sâu một khoảng dh:
Nguồn: Sưu tầm
>> Tài liệu môi trường: NGUỒN GỐC VÀ THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC THẢI (P1)
>> Tài liệu môi trường: NGUỒN GỐC VÀ THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC THẢI (P2)
>>> Tài liệu môi trường: NGUỒN GỐC VÀ THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC THẢI (P3)
>>> Tài liệu môi trường: NGUỒN GỐC VÀ THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC THẢI (P4)
