Giới thiệu chung về Chương 2: Cơ sở các quá trình xử lý
Chương 2 của bài giảng Cơ sở công nghệ môi trường tập trung vào các quá trình xử lý, đặc biệt là các quá trình tách rắn – lỏng. Nội dung chương cung cấp kiến thức nền tảng về nguyên tắc, mục đích, các dạng và ứng dụng thực tế của quá trình lắng trong xử lý nước cấp và nước thải.
1. Quá trình lắng
Quá trình lắng là phương pháp tách cặn dựa vào trọng lực. Mục đích chính của quá trình này là loại bỏ các chất rắn lơ lửng (SS) trong nước thải, tách bông cặn trong quá trình keo tụ, và xử lý bùn hoạt tính/màng vi sinh. Có 4 dạng lắng cơ bản được trình bày:
- Lắng rời rạc (Loại 1): Xảy ra khi hàm lượng SS thấp, các hạt keo không keo tụ, sự tương tác giữa các hạt không đáng kể và tốc độ lắng không phụ thuộc hàm lượng.
- Lắng bông (Loại 2): Áp dụng khi SS thấp, các hạt có xu hướng kết bông, tăng kích thước và tốc độ lắng tăng dần trong quá trình lắng.
- Lắng cản trở (Loại 3): Xảy ra khi SS cao (trên 1000 mg/L), các hạt có khuynh hướng duy trì mật độ như nhau và cả khối hạt di chuyển xuống như một thể thống nhất.
- Lắng nén (Loại 4): Xảy ra do lực đẩy nước của khối bùn bị nén khi các hạt tiếp xúc nhau.
Trong thực tế, cả 4 dạng lắng này thường xảy ra phối hợp. Thiết kế bể lắng cần xem xét kỹ lưỡng quá trình lắng độc lập và lắng bông, vì chúng đóng vai trò quyết định hiệu quả xử lý.
2. Ứng dụng thực tế của quá trình lắng
Quá trình lắng được ứng dụng rộng rãi trong:
- Xử lý nước cấp: Bao gồm xử lý nước ngầm (tách bông cặn Fe(OH)3 sau quá trình oxy hóa Fe(II) thành Fe(III)), xử lý nước rửa lọc, xử lý nước mặt (xử lý sơ bộ trước khi lọc nhanh, chậm; quá trình keo tụ tạo bông/lắng là bước quan trọng trước lọc nhanh; xử lý nước rửa lọc để cô đặc thiết bị lọc).
- Xử lý nước thải: Bao gồm lắng cát, lắng cặn lơ lửng (lắng 1), lắng bông cặn sinh học sau quá trình xử lý bằng activated sludge hoặc bể lọc nhỏ giọt (lắng 2). Ngoài ra, còn có lắng bông cặn hóa học từ quá trình keo tụ và bể tự hoại, về cơ bản là một bể lắng nơi quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra khi lắng bùn.
3. Phân loại bể lắng
Bể lắng được phân loại dựa trên các tiêu chí:
- Theo hướng nước chảy: Bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm.
- Theo chức năng: Lắng cặn, lắng keo tụ, lắng bùn, nén bùn.
- Theo chế độ làm việc: Gián đoạn, liên tục.
- Theo hình dạng: Chữ nhật, vuông, tròn.
- Theo chế độ dòng chảy: Tia, ngang, đi lên.
Các dạng bể lắng thông dụng bao gồm bể lắng ngang, bể lắng ly tâm, bể lắng đứng, bể lắng vách nghiêng và bể lắng kết hợp.