Đề tài: Bể lắng ngang

Chia sẻ: Nguyễn Quang Minh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

1.120
lượt xem 171
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu chính của đề tài: "Bể lắng ngang" là giới thiệu về bể lắng ngang, cấu tạo, nguyên tắc vận hành, thiết kế, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình vận hành, và ứng dụng thực tiễn của bể. Mời các bạn cung tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Bể lắng ngang

DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Các bể lắng đặc trưng được sử dụng trong xử lý nước. Bảng 2.Tải lượng tràn qua vách ngăn điển hình Bảng 3. Tiêu chuẩn thiết kế điển hình cho bể lắng ngang hình chữ nhật Bảng 4. Nồng độ hạt tương đối từ một thí nghiệm sự lắng DANH SÁCH HÌNH KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐẶT VẤN ĐỀ Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, góp phần vào sự thành công trong các chiến lược phát triển kinh tế - xã hội.Hiện nay, nguồn tài nguyên thiên nhiên quý hiếm và quan trọng này đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt.Nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và nước sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên trái đất.Chính vì vậy để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho người dân thì việc xử lí nước cấp là hết sức quan trọng, để đảm bảo chất lượng của bộ Y Tế Việt Nam quy định. Hiện nay đã có nhiều phương pháp xử lí nước, bên cạnh một số phương pháp hiện đại như tuyển nổi, phương pháp màng thì phương pháp truyền thống lắng, lọc vẫn được áp dụng rộng rãi cho các nhà máy xử lí nước và đạt hiệu quả cao. Trong đó lắng là khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước, là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước.Và bể lắng ngang là công trình phổ biến, được sử dụng và thiết kế sớm nhất trong các công trình lắng nước.Ở chuyên đề này nhóm tập trung tìm hiểu về bể lắng ngag hình chữ nhật. MỤC TIÊU Mục tiêu chính của đề tài là giới thiệu về bể lắng ngang, cấu tạo, nguyên tắc vận hành, thiết kế, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình vận hành, và ứng dụng thực tiễn của bể. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Phương pháp nghiên cứu: tìm kiếm, tham khảo các sách, tài liệu nước ngoài, có chọn lọc những thông tin hay, mới, hiệu quả để dịch xây dựng chuyên đề. Ngoài ra, nhóm còn tham khảo ý kiến giảng viên và trao đổi thông tin với các nhóm có đề tài tương tự để hỗ trợ kiến thức trong quá trình thực hiện. Nôi dung ngiên cứu: Để hoàn thành chuyên đề, nhóm phải thực hiện: • Dịch tài liệu tham khảo chính, đọc hiểu nội dung chính. • Hình thành ý tưởng dàn bài, cân nhắc các nội dụng cần thiết cho chuyên đề • Tìm kiếm các tài liệu, sách nước ngoài (trong nước) đã được công bố có liên quan. Sàng lọc các thông tin phù hợp và có tính mới lạ. • Tham khảo tài liệu tiếng Việt và giảng viên để nắm chắc thông tin. • Chỉnh sửa bài làm. ̉ ̀ GIAI TRINH [1] Water and wastewater engineering , Design Principles and Practice, Mackenzie L. Davis, Ph.D., P.E., BCEE, Michigan State University. Dòng 1-5 trang 385 Dịch hết phần “10-4 SEDIMENTATION BASIN DESIGN” trang 408  [2] Handbook of water and wastewater treatment technologies, Nicholas P.Cheremisinoff, Ph.D. N&P Limited, Boston Oxford Auckland Johannesburg Melbourne New Delhi. Dịch khung trang 316, bên trái  [3] Macquarie Matrix: Vol.2.2, December 2012, Sedimentation tank design for rural communities in the hilly regions of Nepal, E Wisniewski, Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Melbourne School of Engineering, The University of Melbourne. Dịch hết phần “Fundamental Design Principles of Sedimentation Units” Trang 163,164  [4] Operation of Water Treatment Plants Volume I, Kenneth D. Kerri, University Interprises, Inc.; 6th Edition edition (2008). Dòng 1-13 trang 403 Dịch lesson 14: Sedimentation and Flotation, phần Location in the Treatment Process: Vị trí bể lắng trong xử lí nước. Dịch hết phần “Zones” trang 2 [5] Water treatment, sedimation. Dòng 14-24 trang 53 Dịch hết phần Inflences on settling in a horizontal flow tank trang 58 cột 2 [6] Sedimentation, Monreo L. Weber shirk School of Civil and environmental engineering , Cornell university Dịch slile 12, 13, 14,
[7] Primary treatment, report of plant tour at 1 S 649 Shaffner Road Wheaton, IL 60187, Phone: 630-668-1515, Fax : 630-668-5536, Wheaton Sanitary District (web: http://www.wsd.dst.il.us ) Dịch cả trang PLAN TOUR [8] Simple Methods for the Treatment of Drinking Water, Grabriele Heber, GTZ; 1985 Dịch ở phần 3.3.2: 3.3.2 Simple Settling Basins dòng 2-6  CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1. SỰ LẮNG Lắng là khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước ( quá trinh xử lý mà ̀ trong đó cac hat lơ lửng như bông căn, cat và đât set được tach ra từ nước, làm sạch sơ ́ ̣ ̣ ́ ́ ́ ́ bộ trước khi đưa vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước). Nước cần xử lý được đưa vào bể và giữ lại đó trong suốt quá trình làm việc.Nhờ diện tích tiết diện bể lớn, tốc độ dòng chảy nhỏ mà quá trình xảy ra trong bể gần như ở trạng thái tĩnh.Dưới tác dụng của lực trọng trường, các hạt cặn có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng của nước bao quanh nó sẽ tự lắng xuống [1]. Khi xét đến khả năng liên kết giữa các hạt trong nước, người ta phân chia quá trình lắng tự do theo hai loại: lắng tự do của hạt không liên kết và lắng tự do khi các hạt có khả năng liên kết với nhau. Lắng tự do của các hạt riêng lẻ (không liên kết) xảy ra khi khả năng liên kết tự nhiên của các hạt không đáng kể, ví dụ trường hợp các hạt cát. Trong quá trình này các hạt cặn luôn duy trì tính đồng nhất, không thay đổi kích thước, không thay đổi khối lượng riêng và như vậy tốc độ lắng của chúng được xem như không đổi. Ngược lại, trong quá trình lắng kèm theo quá trình keo tụ tạo bông thì các hạt tương tác với nhau, tạo ra bông keo và do vậy kích thước và trọng lượng chúng có thể thay đổi ( tăng lên), vận tốc lắng cũng do vậy mà thay đổi (nhanh hớn) [1]. 1.2. BỂ LẮNG Để giữ lại các chất không tan hữu cơ đó (ở trạng thái chìm hoặc nổi trên mặt nước), người ta dung phương pháp lắng. Công trình thực hiện quá trình lắng được gọi là bể lắng. 1.2.1. Các loại bể lắng Có rất nhiều loại bể lắng khác nhau.
- theo hình dạng chúng có thể có hình dạng chữ nhật, hình vuông hoặc tròn; - theo cách đưa nước vào chúng có thể là loại liên tục hoặc gián đoạn; - theo hướng dòng chảy, có thể có loại nằm ngang hoặc thẳng đứng. Trong đó có 1 số bể lắng phổ biến là : bể lắng hình chữ nhật, bể lắng hình chữ nhật hai tầng , bể lắng hình vuông hoặc tròn với dòng chảy đứng, bể lắng chất rắn tiếp xúc (còn được gọi là bể lắng lamen) [4]. Hình 1. Một số bể lắng phổ biến.[4] Các bể lắng đặc trưng được sử dụng trong xử lý nước được liệt kê trong bảng 1. Trong số những bể được liệt kê, thứ tự ưu tiên lựa chọn lắng cặn keo tụ/tạo bông là (1) Bể lắng hình chữ nhật chứa các mô-đun có tỷ lệ cao, (2) Bể hình chữ nhật dài và (3) Bể lắng đúng tốc đôc cao (còn được gọi là bể lắng cát sàn). Đối với quá trình làm mềm vôi xút, thành phần chất rắn tiếp xúc theo dòng đi lên (còn gọi là bể lắng phản ứng hoặc bể lắng lớp bông bùn) thì được ưu tiên lựa chọn hơn. Bể lắng dòng đi lên, bể lắng chất rắn tiếp xúc là những bể độc quyền có kích thước cơ bản và những thiết kế của nó đã được thiết lập từ trước bởi các nhà sản xuất thiết bị. Chúng không được ưu tiên lựa chọn vì những lí do sau: (1) nhiệt độ dao động nhỏ ở mức 0,50C có thể gây ra dòng chảy mật độ cao ngắn mạch và (2) có một sự tổn thất nhanh về hiệu quả nếu thủy lực hoặc chất rắn quá tải. Tuy nhiên cũng có những trường hợp chúng có thể thích hợp.Những điều nay được thảo luận chi tiết bởi Kawamura (2000). Dòng chảy ngang với ống dẫn trung tâm, ống dẫn ngoại vi, và những bể lắng dòng đi lên không được khuyến khích vì sự không ổn định về thủy lực của chúng (Kawamura, 2000). [1] Bảng 1: Các bể lắng đặc trưng được sử dụng trong xử lý nước. [1] Tên Hình dạng hoặc nhận xét Bễ lắng ngang Bể dài hình chữ nhật
Nguồn cấp trung tâm Hình tròn, dòng chảy ngang Nguồn cấp ngoại vi Hình tròn, dòng chảy ngang Bể lắng đứng Độc quyền Dòng chảy đứng, bễ lắng chất Tuần hoàn bùn vớ lớp phủ bùn, độc quyền rắn tiếp xúc Bễ lắng modun tỉ lệ cao Hình chữ nhật, có tấm song song hoặc ống, độc quyền Bể lắng cát Bổ sung cát nhỏ, độc quyển (Nguồn từ Kawamura, 2000) 1.2.2. Vị trí bể lắng trong xử lí nước Các hình thức phổ biến nhất của quá trình lắng trầm tích là sau đông tụ/kết bông và trước quá trình lọc. Đây là loại lắng trầm tích đòi hỏi phải bổ sung hóa chất (trong đông tụ/kết bông) để loại bỏ các cặn bẩn trong nước. Lắng ở giai đoạn này có thể xử lý loại bỏ 90% các hạt lơ lửng trong nước, trong đó có cả vi khuẩn. Mục đích lắng ở đây là để làm giảm nồng độ của các hạt lơ lửng trong nước nhằm giảm tải xử lý cho quá trình lọc.Có hai giai đoạn lắng trong quá trình xử lý nước. Lắng trong quá trình tiền xử lý được gọi là tiền lắng (presedimentation). Tiền lắng cũng có thể được gọi là lắng trầm tích đơn giản vì quá trình này phụ thuộc chỉ vào trọng lực của các hạt lơ lững trong nước. Nếu không có đông tụ/kết bông, lắng đơn giản chỉ có thể loại bỏ các hạt thô dễ lắng ra khỏi nước mà không có sự bổ sung của hóa chất. Loại lắng này thường diễn ra trong một hồ chứa, lưu vực sạn, đập vụn, hoặc giai đoạn đầu vào của quá trình xử lý. Trong khi lắng sau đông tụ/kết bông để loại bỏ hầu hết các hạt lơ lửng trong nước trước khi nước đến quá trình lọc, tiền lắng sẽ loại bỏ hầu hết các trầm tích trong nước trong giai đoạn tiền xử lý.Vì vậy, tiền lắng sẽ giảm tải việc xử lý trong giai đoạn đông tụ/kết bông và trong bể lắng, cũng như giảm lượng hóa chất đông tụ cần thiết để xử lý nước.Ngoài ra, tiền lắng là rất hữu ích vì nước thô vào nhà máy từ một hồ chứa thường có chất lượng nước đồng đều mà không một lưu vực nước nào có được như vậy. Phần còn lại của bài này sẽ quan tâm tới lắng sau đông tụ/kết bông. Chúng ta sẽ xem xét các loại bể trầm tích và các bộ phận của một bể lắng điển hình, cụ thể ở đây là bể lắng dòng chảy ngang có hình dạng chữ nhật. [4] Lăng thường được sử dung trong ́ ̣ xử lý nước măt để tranh tăc nghen nhanh cac bộ loc cat sau keo tụ và sự hinh thanh bông ̣ ́ ́ ̃ ́ ̣ ́ ̀ ̀ ̣ ̀ căn (hinh 2 ) [5].
1.3. BỂ LẮNG NGANG Bể lắng ngang là loại có thiết kế đơn giản nhất, cho phép nước chảy ngang qua một bể lắng khá dài. Đây là loại bể thường được tìm thấy trong các nhà máy xử lý nước quy mô lớn.Bể lắng hình chữ nhật có nhiều lợi thế như khả năng dự báo, chi phí hiệu quả, và bảo trì thấp.Ngoài ra, các bể lắng hình chữ nhật ít có khả năng ngắn dòng, đặc biệt là khi chiều dài ít nhất bằng hai l ần chiều rộng.Một bất lợi của bể hình chữ nhật đòi hỏi một diện tích đất lớn. [4]  Ưu điểm: o Dễ thiết kế, xây dựng và vận hành. o Áp dụn cho lưu lượng lớn ( > 15.000 m3/ngày)  Khuyết điểm: o Thời dan lưu dài o Chiếm mặt bằng và chi phí cao  Ứng dụng: thường áp dụng trong xử lí nước cấp.
Hình 3. Bể lăng dong chay ngang.[5] ́ ̀ ̉  Nước trong bể lăng dong chay ngang ( hinh 2) được phân bố đêu trên diên ́ ̀ ̉ ̀ ̀ ̣ tich măt căt ngang cua bể lăng trong khu vực đâu vao. ́ ̣ ́ ̉ ́ ̀ ̀  Sự ôn đinh (không biên đông) của dong chay trong khu vực lăng ảnh ̉ ̣ ́ ̣ ̀ ̉ ́ hưởng nhiều đến sự lăng cac chât huyên phù trong khu vực lăng. ́ ́ ́ ̀ ́  Bun được tich lai ở dưới đay hoăc liên tuc được thải bo. ̀ ́ ̣ ́ ̣ ̣ ̉  Trong vung cửa ra, bun đăc bị lăng phai được ngăn chăn từ viêc lăng lai và ̀ ̀ ̣ ́ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ rửa sach với nước thai.[5] ̣ ̉ CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO- HOẠT ĐỘNG BỂ LẮNG NGANG 2.1. CẤU TẠO 2.1.1. Các bộ cơ bản Các bể lắng ngang có thể được xây dựng trên mặt đất với việc xây kín, bê tông hoặc bê tông cốt thép. Ngoài ra, các bể xấy dưới đất có thể được sử dụng với những bức tường thẳng hay nghiệng kín nước theo chiều dọc hoặc bên trong dốc. Cấu tạo bể lắng ngang bao gồm bốn bộ phận chính. Mỗ khu vực có hoạt động đặc trưng riêng: 1.Khu đầu vào (Inlet zone) : Trong khu vực này, nước được dẫn vào trong bể với dòng chảy ổn định và xáo trộn thấtp trên toàn bộ mặt cắt ngang của bể
2. Khu vực lắng (Settling zone) : Một phần của bể nơi xảy ra quá trình lắng đọng trầm tích. 3. Khu đầu ra (Outlet zone) : Chậm thống nhất hòa-off của nước làm rõ từ vùng giải quyết. Sự phát triển bên ngoài của dòng chảy sẽ không làm phiền các prozess giải quyết. 4. Khu vực chứa bùn( Sludge zone): Nơi thu thập , tập trung bùn. Nếu bùn để bùn tự trượt xuống khu thu bùn này, sàn của bể nên có độ dốc 45º. Việc hút bùn (cặn) xảy ra tại ống hút bùn. (8) Hình 4. Bốn khu vực chính của bể lắng ngang
2.1.2. Các bộ phận cấu tạo chi tiết của một số loại bể lắng ngang Hình 5a. Cấu tạo của bể lắng ngang hình thông thường (1) Mương dẫn nước thải vào bể (2) Máng phân phối nước (3) Tấm chắn (4) Máng thu nước sau lắng (5) Máng thu và xả chất nổi (6) Mương dẫn nước thải ra khỏi bể (7) Hố thu cặn (8) Ống thu cặn
Hình 5b. Cấu tạo bể lắng ngang với nhiều hố tập trung cặn (1) Mương dẫn nước thải vào bể (5) Mương dẫn nước thải ra khỏi bể (2) Máng phân phối nước (6) Các hố thu cặn (3) Tấm chắn nửa chìm nửa nổi (7) Các ống thu cặn (4) Máng thu nước sau lắng Hình 5c. Cấu tạo bể lắng ngang kết hợp bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng (1) Ngăc tách khí (4) ống phân phối nước vào (2) Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng (5) Máng thu nước bề mặt (3) Bể lắng ngang (Hình 4a) (6) Ống xả cặn
Hình 5d. Cấu tạo chi tiết bể lắng ngang co hệ thống thu cặn cơ khí.[1] 2.1.3. Đặc điểm cấu tạo chung - Chiều sâu công tác của bể có thể từ 2 - 3,5 m. - Chiều dài bể tối thiểu gấp 10 lần chiều sâu. - Bể lắng ngang thích hợp cho các trạm có công suất lớn (trên 30.000 m3/ngđ) - Đòi hỏi diện tích xây dựng rộng và thường xây dựng ở ngoài trời. - Để phân phối nước vào bể cũng như thu nước, cách thông thường là dùng các vách ngăn đặt cách vách bể 1 - 2m. - Vận tốc vào 0,2 - 0,3 m/s và vận tốc nước ra 0,5 m/s. - Nước sau lắng được thu bằng máng tràn. - Đáy thường được thiết kế có độ dốc về phía đầu bể đễ dễ dàng khi xả cặn và tránh xáo trộn bùn. - Cặn có thể được thu bằng biệt pháp cơ khí hoặc thủ công : • Độ dốc đáy bể lá 1% khi thu cặn bằng cơ khí • Độ dốc là 5 – 10% khi thu cặn bằng thủ công 2.2. QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA BỂ Sau qua trình đông tụ kết bông.Nước sẽ theo máng phân phối đều vào bể qua vách tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể tới khu vực lắng của bể. Sau
khi qua khu vực lắng nước sẽ tiếp tục di chuyển đến máng thu nước ở khu vực đầu ra. Tại đây các cặn nổi cũng một phần giữ lại nhờ màng thu chất nổi, còn lượng nước sau khi lắng cặn sẽ tới máng thu và theo ống thoát nước dẫn ra ngoài chuẩn bị cho quá trình lọc. Các cặn lắng (bùn lắnh) sẽ được thu gom lại tại hố thu cặn và cũng được xả ra ngoài theo ống xả cặn. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỂ LẮNG NGANG 3.1. NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA THIẾT KẾ MỘT ĐƠN VỊ LẮNG. Các thiết kế của hệ thống dòng là dựa trên nguyên tắc của trọng lực lắng xuống . Trọng lực của sự lắng xuống xảy ra trong bể nước với các khu vực mặt cắt ngang lớn, nơi chảy đến nhỏ và dòng chảy ra ngoài tạo ra một trạng thái thụ động thực sự trong hệ thống. Dưới ảnh hưởng của trọng lực, các hạt có tỉ trọng cao hơn so với các chất lỏng xung quanh sẽ chìm (trầm tích) trong khi các hạt có tỉ trọng nhẹ hơn sẽ đi lên hay còn gọi là nổi (Huisman, 1986). Các hạt trong hệ thống sẽ được lớp bùn ở đáy hồ giữ lại. Điều này cho thấy nước khi đi ra khỏi hệ thống trong trạng thái đã được làm trong (Huisman, 1986). Tỷ lệ tăng hay giảm của các hạt phụ thuộc vào kích thước hạt và mật độ tương đối của hạt so với chất lỏng.Hạt lớn hơn xuống nhanh hơn so với các hạt nhỏ hơn.Kích thước của hạt có thể được thay đổi bằng cách kết hợp. Điều này cho thấy có 2 cách tách riêng việc lắng thành hai loại (Hình ): sự lắng rời rạc và sự lắng kết bông. Sự khác biệt hiển thị sơ đồ giữa sự lắng rời rạc và sự lắng kết bông. Hình 6.Sự khác biệt giữa sự lắng rời rạc và sự lắng kết bông.[9] Sự lắng rời rạc xảy ra trong các hệ thống có nồng độ hạt nhỏ, nơi tập hợp hạt là không đáng kể và sự lắng xảy ra bởi các lực tự nhiên (lực trọng trường ). Trong sự lắng rời rạc,tốc độ đầu cuối hoặc tỷ lệ lắng của các hạt có thể được tính bằng cách sử dụng định luật Stokes’s (phương trình 1) trong đó giả sử tỷ lệ chỉ phụ thuộc vào kích thước của hạt, hình dạng (cầu thể) và mật độ cũng như độ nhớt và mật độ các chất lỏng xung quanh.định luật Stokes’s là: Ut=So= Trong đó :
Nước sau khi keo tụ kết bông phải được dẫn đến bể lắng, vận tốc dòng chảy thường được dùng là trong khoảng 0,15-0,6 m/s. Vận tốc này phải được giảm xuống và dòng chảy trải đều qua tiết diện của bể lắng. Một bức tường khuếch tán là cách hiệu quả nhất để thực hiện điều này.Các bức tường khuếch tán được đặt khoảng 2m phía hạ lưu của đường ống nạp vào.Sự hao hụt cột áp qua các lỗ nên từ 4-5 lần vận tốc của dòng chảy đến. Vận tốc qua các lỗ thông thường phải khoảng từ 0,20-0,30 m/s cho đủ hao hụt cột áp. Các lỗ có đường kính khoảng 0,10-0,20m cách nhau khoảng 0,25-0,60m. Chúng được phân bố đều trên tường. Các lỗ thoát nước thấp nhất nên khoảng 0,6m phía trên sàn của bể (Willis, 2005).[1] Có hai loại cửa đầu vào được hiển thị dưới đây. Thứ nhất là vách ngăn có lỗ (Stilling Wall), kéo dài toàn bộ thiết diện bể từ trên xuống dưới và từ bên này sang bên kia. Nước qua đầu vào và tiến vào vùng lắng của bể lắng qua các lỗ cách đều nhau trên vách ngăn. Hình 7. Hai loại cửa đầu vào của bể lắng ngang Loại thứ hai của cửa đầu vào là cho phép nước vào bể bằng cách chảy qua các lỗ cách đều nhau phía dưới cùng của một khoang ( Channel or Flume) và sau đó chảy theo vách ngăn ở phía trước của khoang. Sự kết hợp của khoang và vách để phân phối đều nước vào bể. 3.2.2. Khu vực lắng 3.2.2.1. Chức năng Khu vực lắng chỉ đơn giản là một khu rộng lớn để lắng các bông cặn trong nước. Sau khi qua khu vực đầu vào, nước tiến vào vùng lắng với vận tốc nước giảm đáng kể.Đây là nơi mà phần lớn các kết bông lắng xảy ra và khu vực này là khu vực lớn nhất của bể lắng.Để đạt hiệu quả tối ưu, các khu lắng đòi hỏi dòng nước phải chảy chậm. 3.2.2.2. Yêu cầu thiết kế Tỷ lệ tràn là các thông số thiết kế chính cho điều chỉnh kích thước tỷ lệ bể lắng. Các tỷ lệ này thường duy trì đủ để mà khu vực đầu vào không phải bổ sung thêm chiều dài được tính toán cho khu vực lắng này . Nếu tỷ lệ tràn dựa trên nghiên cứu thí điểm, sau đó chiều dài của khu vực đầu vào sẽ được thêm vào chiều dài được tính toán từ tỷ lệ tràn. Trong lý thuyết thì độ sâu bể lắng [còn gọi là độ sâu mặt bên của nước(SWD)] không nên là một thông số thiết kế bởi vì hiệu quả loại bỏ dựa trên tỷ lệ tràn. Tuy nhiên, cần có một độ sâu tối thiểu thực tiễn cần thiết cho các thiết bị loại bỏ bùn. Ngoài ra, độ sâu có thể là một thông số kiểm soát để giới hạn vận tốc dòng chảy qua và / hoặc xói của các hạt từ lớp phủ
bùn. Bể với thiết bị loại bỏ bùn cơ khí thường từ sâu 3 đến 5m (MWH, năm 2005, và Willis, 2005). Để cung cấp dòng chảy nguyên khối và giảm thiểu ngắn mạch, 1 tỷ lệ độ dài đối với chiều rộng tối thiểu (L: W) là 4: 1 được khuyến khích. Tỉ lệ tối ưu nhất là L:W 6:1 (Kawamura, 2000). Những bể lắng được mở lớn hơn 30m chiều dài đặc biệt rất dễ bị ảnh hưởng của gió. Đối với bể dài hơn, thiết bị chắn sóng ( mương tháo nước hoặc vách ngăn) được khuyến nghị đặt cách khoảng 30m. Độ sâu bể thường được tăng thêm khoảng 0,6m để cung cấp freeboard linh hoạt để hoạt động như một rào cản gió. Vận tốc dòng chảy ngang phải được kiểm soát để tránh sự hỗn loạn không đáng có lại khuấy trộn hay sói các hạt từ bùn. GLUMRB (2003) khuyến cáo rằng vận tốc phải không quá 0.15m / phút. Vận tốc 0,6 đến 1,2 m / phút được tìm ra là có thể chấp nhận cho độ sâu bể từ 2 đến 4. 3 m (Willis, 200 5). Những con số của Reynolds và Froude có thể được sử dụng để kiểm tra sự rối loạn và phát tán lại. 3.2.3. Khu vực đầu ra 3.2.3.1. Chức năng Khu vực đầu ra điều khiển nước chảy ra khỏi bể lắng.Như khu vực đầu vào, khu vực đầu ra được thiết kế để tránh sự cố ngắn dòng trong bể.Ngoài ra, một cửa ra tốt sẽ đảm bảo rằng chỉ có nước được lắng rời khỏi bể và đi vào bể lọc.Cửa ra cũng có thể được sử dụng để kiểm soát mức độ nước trong bể. Hình 8.Khu vực đầu ra của bể lắng ngang.[1] 3.2.3.2. Yêu cầu thiết kế Cửa ra được thiết kế để đảm bảo rằng nước chảy ra khỏi bể lắng có tối thiểu lượng kết bông lơ lửng trong nó.Nước chất lượng tốt nhất thường được tìm thấy ở phần trên cùng của bể lắng, vì vậy cửa ra thường được thiết kế sao cho nước chỉ lướt qua cửa để ra khỏi bể lắng.
Một khu đầu ra điển hình bắt đầu với một vách ngăn ở phía trước của dòng thoát ra.Vách ngăn này ngăn cản các vật liệu nổi thoát ra ngoài bể lắng và làm tắc nghẽn các bộ lọc. Sau vách ngăn rồi đến cấu trúc dòng thoát ra, thường bao gồm một máng có khoét hình răng cưa nước tràn và đường ống nước thoát. Một cấu trúc nước thoát ra điển hình được hiển thị dưới đây: Hình 9a. Cấu trúc thoát nước dạng máng tràn Thành phần chính của cấu trúc nước thoát là máng thu nước, các rảnh răng cưa cho phép nước chảy ra khỏi bể lắng và hướng nó vào đường ống nước thoát. Mục đích của các rảnh răng cưa giữa các vách nhằm ngăn nước chảy không kiểm soát vào máng, mặt khác để điều chỉnh lưu lượng nước hoạt động qua trong bể lắng. Các vách chắn nhằm để lướt đều nước ra khỏi bể và tiếp tục ngăn các bông kết tủa không lắng được nổi trên bề mặt nước. Nước chảy qua các lỗ (rảnh răng cưa) tràn vào máng thu nước. Sau đó, nước chảy vào cửa ra và tới ống nước thoát. Ống này dẫn nước ra khỏi bể lắng và sang bước tiếp theo trong quá trình xử lý. Cấu trúc nước thoát ra có thể nằm ở phần cuối của một bể lắng hình chữ nhật hoặc nằm xung quanh các cạnh của một bể lắng tròn. Ngoài ra, cấu trúc nước thoát ra có thể bao gồm vách tràn như các ngón tay (Finger Weirs) , một sự sắp xếp của máng thu nước mở rộng trong bể lắng như hình dưới đây. Hình 9b. Cấu trúc thoát nước dạng ngón. Khu vực thu nước đầu ra bao gồm các ống thoát nước chạy song song theo chiều dài của bể (Hình 9a, 9c). Các ống phải trải dài một phần ba và tốt nhất là lên đến một nửa chiều dài bể nước. Như trong hình 9a chúng được cách quảng đều trên toàn chiều rộng của bể.
Nếu sử dụng các ống có lộ, một hệ thống lỗ tháo được đặt nằm giữa các vách ngăn . Máng tràn có ba lợi thế: (1) giảm dần vận tốc dòng chảy về phía cuối của bể, (2) giảm thiểu tác động của sóng gió,và (3) thu gom nước được làm sạch nằm ở giữa của bể khi mật độ dòng chảy xảy ra . Mực nước trong bể được kiểm soát bởitường chịu lực cuối hoặc máng tràn. Máng tràn có rãng răng cưa hình chữ V được gắn với hệ thống thu nước. Lỗ ngập nước có thể được sử dụng trên hệ thống thu nước. Những bộ phần này được sử dụng để tránh việc vỡ các bông cặn mong manh khi các bộ lọc cát nhanh thông thường được sử dụng. Mặc dù tải lượng thủy lực tràn qua vách ngăn tối ưu phụ thuộc vào thiết kế của các quá trình trước và sau đó, tỷ lệ tảitràn điển hình được đưa ra trong Bảng 10-3. GLUMRB (2003) xác định rằng việc nước tràn qua không được vượt quá 250 m3/d · m của mương thoát nứơc, các lỗ ngập nước không được đặt thấp hơn 1 m dưới dòng chảy và vận tốc lối vào qua lỗ ngập không được vượt quá 0,15 m/s. [1] Bảng 2.Tải lượng tràn qua vách ngăn điển hình Loại bông cặn Tải lượng tràn qua vách ngăn, m3 /d ·m Cặn chứa ít phèn (nước ít bị đục) 140–180 Cặn chứa nhiều phèn hơn (nước đục nhiều hơn) 180–270 Cặn nặng từ vôi mềm 270-321 (Nguồn: Davis and Cornwell, 2008) 3.2.4. Khu vực thu-xả cặn 3.2.4.1. Chức năng Khu vực chứa bùn thường được đặt dưới cùng của bể lắng nơi bùn thu thập tạm thời. Vận tốc nước trong khu vực này rất chậm để ngăn chặn bùn không bị khuấy trộn lên lại. Một hố (cống) thu bùn được thiết kế ở dưới cùng của lưu vực cho phép bùn được dễ dàng thoát ra khỏi hồ. Đáy hồ nên có độ dốc về phía hố thu bùn để tạo thuận lợi cho việc loại bỏ bùn. 3.2.4.2. Yêu cầu thiết kế Trong một số nhà máy, loại bỏ bùn được thực hiện liên tục bằng việc sử dụng thiết bị tự động. Trong các nhà máy khác, bùn được loại bỏ bằng tay. Nếu tháo bùn bằng tay thì lưu vực này nên được làm sạch ít nhất hai lần mỗi năm, hoặc thường xuyên hơn nếu bùn tích tụ quá mức. Tốt nhất là nên làm sạch các bể lắng khi nhu cầu nước thấp, thường là vào tháng mưa và tháng có khí hậu tương đối mát lạnh. Các nhà máy nên có ít nhất hai bể lắng trầm tích để
nước có thể tiếp tục được xử lý trong khi một bể kia đang được làm sạch, bảo trì và kiểm tra. Nếu bùn không được loại bỏ trong bể lắng thường xuyên, hiệu quả (sử dụng được) khối lượng của bể sẽ giảm, làm giảm hiệu quả của quá trình lắng trầm tích.Ngoài ra, bùn đóng trên đáy hồ có thể trở nên tự hoại, có nghĩa là nó đã bắt đầu phân hủy kỵ khí.Bùn tự hoại có thể dẫn đến mùi vị trong nước hoặc có thể nổi lên trên mặt nước và trở thành cặn bã. Bùn cũng có thể trở thành cặn lơ lửng trong nước và được chuyển sang bể lọc. Trong việc chọn lựa độ sâu của bể lắng, 1 mức cho phép trong khoảng giữa từ 0,6m đến 1m được xây để cho việc tích bùn và các thiết bị loại bỏ bùn. Để thuận tiện cho việc loại bỏ bùn, ở phía dưới bể là đường dốc xuống về phía hố thu bùn ở trên phía đầu vào nằm dưới đáy của bể. Khi thiết bị cơ khí này được sử dụng, bể phải co độ dốc ở mức 1:600.  Xả cặn thuỷ lực Phải thiết kế hệ thống thu cặn bằng ống hoặc máng, đảm bảo xả 30-60% lượng cặn trong thờ gian 20-40%. Đáy bể lắng giữa các ống hoặc máng thu cặn phải cấu tạo hình lăng trụ với góc nghiêng giữa các cạnh là 45o. Khoảng cách giữa trục máng hoặc ống không lớn hơn 3m. Vận tốc của cặn ở cuối ống hay máng cần lấy không nhỏ hơn 1 m/s, vận tốc qua lỗ lấy bằng 1,5 m/s, đường kính lỗ không nhỏ hơn 25 mm,. Khoảng cách giữa các tâm lỗ và diện tích tiết diện máng hoặc ống phải lấy bằng 0,7 với mức xả cặn là 60%.Độ dốc đáy bể là 5 – 10% khi thu cặn bằng thủ công Hình 10.(a)Máng xả có lỗvà (b)Ống xả có lỗ. Không giống hệ thống xả cặn cơ khí, xả cặn thủy lựccó thể phục vụ các bể rất dài. Hiệu quả giá trị hơn cao hơn nếu chiều dài lưu vực vượt quá 80 đến 90 m, và chiều rộng vượt quá 12m. Chúng có thể mở rộng ra lên đến 30m (Kawamura, 2000).  Xả cặn bằng cơ khí Bể lắng phai thiết kế dung tích vùng chứa và nén cặn theo kích thước của thiết bị xả cặn. Độ dốc đáy bể lá 1% khi thu cặn bằng cơ khí. • Hệ thông thu gom xích- thanh cào ( thiết bị cào cặn cơ khí)
Được dùng để loại bỏ bùn đi.Chiều dài được giới hạn là khoảng 60m. Vận tốc của xích- thanh cào phải được giữ ở dưới 18 m/h để ngăn chặn việc bùn quay cặn lắng quay trở lại do bị xáo trộn. Thiết bị cào cặn trong cac bể hình chữ nhật đơn vị trầm tích hình chữ nhật cơ giới đầu tiên ́ tại Hoa Kỳ được thiết kế và lắp đặt bởi William M.Platt năm 1920 tại Gastoniu, Bắc Carolina. Từ đó chúng đã tìm thấy và ứng dụng rộng rãi trong các thiết kế tiêu chuẩn. Thiết bị loại bỏ bùn thuộc loại này thường bao gồm một cặp dây chuyền băng tải chuyển động liên tục quanh các ròng rọc nằm trên trục, một trong những trục được kết nối bằng dây chuyền và xích cho một đơn vị ổ đĩa ở một đầu của bể trục là chuỗi được kết nối dây chuyền và xích vào một đơn vị ổ đĩa ở một đầu của bể. Kèm theo dây chuyền là khoảng khoảng 10 thanh gạt là những mẩu chéo bằng gỗ hoặc cao su, mở rộng chiều rộng của bê. Tốc độ băng tải ̉ tuyến tính 2-3 feet mỗi phút được phổ biến với thnh gạt mỗi phút cho bùn hoạt tính. Một vấn đề lớn là bộ phận chuyện động ngâm dưới nước chóng hỏng và chi phí sửa chữa. Tuổi thọ trung bình của các thiết bị dưới nước là khoảng 8 năm. Điều quan trọng là nhận ra rằng các hệ thống lắp đặt kỹ thuật trong bể lắng hình chữ nhật có một ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của giai đoạn xử lí cuối cùng này. Đặc biệt quan trọng là thiết kế của phần đầu vào như bất ổn được tạo ra có bằng cách trộn với dòng nước thải có thể có một ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình lắng đọng trầm tích.Mật độ dòng chảy có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả tách.Dòng chảy mật độ chìm xuống đáy hồ trong dòng và đi đến cuối bể. Dòng chảy mật độ tăng khởi trở lại dòng chảy của nước làm rõ trên bề mặt. Để tăng hiệu quả tách của bê, dòng chảy mật độ nên được giảm thiểu hoặc các quy trình kỹ ̉ thuật được sửa đổi theo một cách mà dòng chảy mật độ sẽ được tích hợp với quá trình bồi lắng.
Đối với đơn vị loại bỏ hay thu gom bùn, vận tốc có thể cao ở mức như 60m/h để đạt hiệu quả lắng , không để bùn không bị khuấy trộn lên lại. Vị trí các thiết bị thu gom điển hình là ở 1 đến 1,2 m chiều rộng ở phía trên và khoảng 0,6 đến 1,2 m chiều sâu. Hoặc một ốc vít helicoid hoặc một cơ chế cào cặn cơ khí được sử dụng để di chuyển bùn qua hệ hố thu bùn để hút hoặc bơm thủy lực ra. Theo truyền thống, hố thu bùn có dốc đứng một góc khoảng 600 (Willi s, 2005). [1] Hình 11. Bể lắng ngang thu cặn bằng biện pháp cơ khí. 3.1. TIÊU CHUẨN, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO BỂ LẮNG NGANG [6] • Vận tốc ngang Vh = Q/A  Q: lưu lượng dòng chảy  A= W.H