Bể lọc nhanh trọng lực trong quá trình xử lý nước thải

Bể lọc nhanh trọng lực là gì?

Bể lọc nhanh trọng lực là bể thiết bị được sử dụng phổ biến cho quá trình xử lý nước. Bể hoạt động theo nguyên lý trọng lực và chảy qua các lớp vật liệu lọc như cát thạch anh. Trong khi đi qua các hạt của bộ lọc, tạp chất sẽ dần dần được loại bỏ hoàn toàn. Nhờ các hạt sỏi hỗ trợ, nước tiếp tục di chuyển xuống dưới hệ thống thoát nước và sau đó chảy vào hồ chứa. 

Dưới đây là cơ chế của bể lọc nhanh trọng lực mà bạn cần biết:

• Cơ chế sàng: Các tạp chất có kích thước lớn sẽ bị chèn ép ra khỏi lớp vật liệu lọc thông qua phương pháp cơ học. Đối với các các tạp chất có kích thước nhỏ, sẽ bị mắc kẹt lại do sự tiếp xúc ngẫu nhiên
• Lắng đọng trầm tích: Các hạt sẽ định cư trên các phương tiện lọc
• Sự va chạm: không tuân theo dòng chảy.
• Ngăn chặn các hạt đi dọc theo dòng nước 
• Độ bám dính keo tụ và được gắn liền với lớp vật liệu lọc khi qua lớp lớp vật liệu lọc
• Sự hấp phụ xảy ra khi hạt được tiếp xúc với các hạt khác hoặc với bề mặt của lớp vật liệu lọc
• Keo tụ: Các hạt lớn sẽ gia nhập vào nhau, và hình thành những phần tử lớn hơn
• Tăng trưởng sinh học: giúp làm giảm khối lượng lỗ rỗng. Đồng thời tăng cường loại bỏ các hạt với bất kỳ cơ chế loại bỏ trên

 

Cấu tạo bể lọc nhanh trọng lực

Bể lọc nhanh bao gồm một cấu trúc có tác dụng chứa các lớp vật liệu lọc, một hệ thống thoát nước được thiết kế ở phía dưới. Một hệ thống xử lý chất thải và một hệ thống rửa lọc. Tuy nhiên, bạn phải chọn loại vật liệu đạt đủ các yêu cầu như sau:

• Đường kính hạt vật liệu lớp trên phải lớn hơn so với lớp dưới
• Trọng lượng riêng của vật liệu lọc lớp dưới nhỏ hơn trọng lượng riêng của vật liệu lọc lớp trên giúp tránh sự xáo trộn khi rửa lọc.
• Độ giãn nở khi rửa ngược phải tương đương nhau, đồng thời kiểm soát được chiều cao lớp vật liệu, tránh trôi vật liệu.
• Trọng lượng riêng, độ dãn nở đáp ứng được yêu cầu sử dụng

Nhìn chung, bể lọc nhanh có thể chia ra làm hai loại sau:

Loại thứ nhất: Bể lọc nhanh với hệ thống phân phối nước và gió rửa lọc bằng giàn ống khoan lỗ, bao gồm:

• Hệ thống khoan lỗ phân phối nước rửa và thu nước lọc. Hệ thống ống dẫn và phân phối gió
• Ống dẫn nước thô, ống xả nước rửa lọc, ống dẫn nước lọc về bể chứa sạch, ống dẫn nước sạch vào bể rửa lọc.
• Máng phân phối nước thô và thu nước rửa.
• Mương thoát nước rửa; mương tập trung nước rửa lọc.

Xét về hình dáng, bể lọc có thể là vuông, hình tròn hoặc hình chữ nhật. Nhưng các cơ quan, doanh nghiệp thường lựa chọn mặt bằng hình chữ nhật để có thể dễ dàng bố trí hành lang cũng như đặt ống và điều khiển hơn.

Loại 2. Bể lọc nhanh có gió rửa lọc và hệ thống phân phối nước

Ngoài các thiết bị kể trên thì bể lọc nhanh còn được thiết kế thêm nhiều các thiết bị khác như:

• Ống xả nước lọc đầu: ống này được nối trực tiếp với ống dẫn nước ra khỏi bể. Đặc biệt cần phải phải có lắp khoá trên đầu ống xả nước lọc để dễ dàng đóng mở. Nước lọc đầu thường sẽ cho ra chất lượng chưa được ổn định cho lắm và được xả ra hệ thống thoát nước.
• Ống xả cặn: ở đáy bể và có khoá để dễ quản lý. Với đường kính của ống xả cặn từ 100 – 200mm tuỳ theo diện tích bể lọc, các đầu ống xả nối trực tiếp với đáy bể lọc cần được bảo vệ bằng các tấm chắn hoặc lưới 
• Để giúp cho không khí không bị đọng lại ở những điểm cao của hệ thống phân phối nước, hãy đặt các ống xả khí với đường kính dao động trong khoảng từ 75 cho đến 150mm với van tự động xả không khí. Lưu ý rằng ống thoát khí phải đặt cao hơn mặt bể lọc ít nhất là 0,3m.
• Các thiết bị tự động hóa trong việc quản lý, theo dõi quá trình làm việc của bể lọc

 

Nguyên lý làm việc của bể lọc nhanh

Nhìn chung, hiệu quả cũng như năng suất hoạt động, làm việc của bể lọc nhanh phụ thuộc vào khoảng thời gian giữa hai lần rửa bể. Chu kỳ vận hành của bể lọc dài hay ngắn chủ yếu phụ thuộc vào chất lượng nước lọc cũng như những trị số tổn thất áp lực.

Nguyên lý hoạt động bể lọc nhanh được tiến hành theo thứ tự:

• Lọc theo chiều chuyển động từ trên xuống, sỏi vào hệ thống thu nước trong qua lớp vật liệu lọc và di chuyển vào bể chứa nước sạch. Khi làm việc nhớ lưu ý mở van 1,7; các van còn lại đều đóng 
• Cơ chế của quá trình lọc được thực hiện là do hạt vật liệu lọc lớn nên các hạt cặn được giữ lại theo cơ chế lọc nhanh. Bên cạnh đó, sức cản thuỷ lực tăng cũng dẫn đến công suất của bể giảm
• Rửa bể lọc bằng nước thuần túy (nước do bơm hoặc đài cung cấp) với chiều chuyển động ngược từ dưới đáy bể lên
• Đóng van 1,7 để bể dừng làm việc. Lúc này, dùng máng 2 tầng đóng van trên lại, sau đó tiếp tục mở van 8,9 để cho nước qua hệ thống phân phối phun qua lớp đỡ, kéo theo các cặn bẩn tràn vào máng thu về máng tập trung, theo van 9 xả ra ngoài mương thoát nước
• Quá trình thực hiện các bước rửa sạch được tiến hành cho đến khi nước rửa hết đục thì dừng lại. Cơ mà, trong lúc rửa gió nước kết hợp hạ nước xuống mực nước cách khoảng 20cm so với mặt đất và sục gió rửa bởi gió sẽ làm tơi cặn bám xung quanh vật liệu lọc

 

Ưu nhược điểm của bể lọc nhanh trọng lực

Ưu điểm của bể lọc nhanh

• Bể lọc nhanh có thể được ứng dụng rộng rãi, phổ biến trong nhiều trường hợp khác nhau, nhiều lĩnh vực khác nhau và có thể được sử dụng hoàn toàn một cách độc lập.
• Cho ra chất lượng nước sau khi lọc khá nhanh với lượng chất rắn lơ lửng khoảng 2 – 5g/m3 đảm bảo tiêu chuẩn về điều kiện để đi vào lọc chậm, và có thể xử lý nhanh chóng, dễ dàng được nước thô hàm lượng cặn từ 20 đến 50g/m3 hoặc cao hơn.
• Hành lang điều khiển được thiết kế thêm phần mái che nằm ngay trên hành lang  giúp cho người vận hành, người sử dụng dễ dàng và thuận tiện hơn trong việc quan sát các hiện tượng xảy ra.
• Bể lọc nhanh xử lý nước khá đơn giản, linh hoạt
• Thích hợp với những hệ thống xử lý chứa công suất lớn
• Chi phí đầu tư thấp

 

Nhược điểm của bể lọc nhanh:

• Bể lọc nhanh không có khả năng tạo ra nước lọc đảm bảo an toàn về mặt vi trùng, vì vậy cần phải kết hợp cả quá trình khử trùng 
• Lọc với vận tốc lớn, do đó rất dễ gây ra các hiện tượng làm tắc vật liệu lọc và chất lượng nước lại không đảm bảo, không đưa ngay vào bể chứa
• Công suất của bể lọc luôn thay đổi, gây khó khăn cho quản lý
• Do là các thiết bị lắp ghép nên không ổn định, lại tốn nhiều nhân công vận hành, tốn nhiều diện tích
• Không phù hợp với hệ thống có công suất nhỏ
• Phát sinh tảo, rêu, ... trong bể lọc ảnh hưởng tới chất lượng xử lý nước

Cơ mà, nếu so sánh bể lọc nhanh và bể lọc chậm sẽ thấy rằng bể lọc nhanh có chứa các hạt đồng nhất về kích thước và trọng lượng riêng còn bể lọc chậm thì nước chảy từ trên xuống dưới.