1. Khái quát về quá trình lắng (Sedimentation Process)
Trong hệ thống xử lý nước thải, bể lắng là công trình quan trọng giúp tách các chất rắn lơ lửng và bùn hoạt tính ra khỏi nước. Tùy thuộc vào nồng độ chất rắn và tính chất keo tụ (flocculation) của hạt, quá trình lắng có thể diễn ra theo nhiều cơ chế khác nhau.
Trong thiết kế bể lắng thứ cấp, có bốn loại cơ chế lắng điển hình:
-
Type I: Lắng rời rạc (Discrete settling)
-
Type II: Lắng bông (Flocculent settling)
-
Type III: Lắng vùng (Zone settling / Hindered settling)
-
Type IV: Lắng nén (Compression settling)
Hình 1 Bốn loại cơ chế lắng điển hình
2. Phân loại cơ chế lắng
2.1. Type I – Lắng rời rạc (Discrete Settling)
-
Đặc điểm:
Các hạt lắng riêng lẻ, không kết dính, vận tốc lắng không thay đổi theo thời gian. -
Ví dụ: Lắng cát trong grit chamber, hoặc hạt cặn vô cơ không keo tụ.
-
Yếu tố chi phối: Tải trọng bề mặt (Surface Overflow Rate – SOR).
2.2. Type II – Lắng bông (Flocculent Settling)
-
Đặc điểm:
Hạt ban đầu lắng riêng lẻ, sau đó va chạm và kết bông, làm vận tốc lắng tăng dần. -
Ứng dụng: Quá trình lắng trong xử lý nước cấp (coagulation–flocculation), hoặc lớp bùn loãng phía trên bể lắng thứ cấp.
-
Yếu tố chi phối: SOR và chiều sâu bể.
-
Xác định thực nghiệm:
-
Dùng thí nghiệm cột lắng (Batch settling test) với cột đường kính 120 mm × 200 mm cao.
-
Lấy mẫu tại các cổng (withdrawal ports) theo thời gian để xác định hiệu suất loại bỏ chất rắn lơ lửng.
-
Kết quả biểu diễn thành đường cong lắng (Batch settling curves)
-
Công thức tính:
-
\[SOR = \frac{V_c \cdot H}{t}\]
Trong đó:
-
\(V_c\): vận tốc lắng (m/min),
-
H: chi...