Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

“

Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy
trong xử lý nước nhiễm phèn”

Họ và tên: Đoàn

Thị Kim Bình

Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Niên khóa: 2008-2012

-6/2012-


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi kính chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông
Lâm TP.HCM và Ban chủ nhiệm khoa Môi trường và Tài nguyên cùng với các thầy
cô đã giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian
qua.
Đặc biệt, trong thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự hướng dẫn tận
tình của Thầy Phạm Trung Kiên. Tôi cảm ơn Thầy đã hướng dẫn để tôi hoàn thành
Khóa luận tốt nghiệp này.

Tôi mong muốn bày tỏ lòng biết ơn vô hạn dành cho Bố Mẹ - Người đã dày
công sinh thành và nuôi nấng tôi nên người như ngày hôm nay. Cảm ơn các anh chị
trong Gia đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp
này.
Cảm ơn lớp DH08MT và những người bạn thân yêu – đã luôn động viên tôi tiến
về phía trước, là nguồn động lực to lớn đưa tôi vượt qua rất nhiều khó khăn thử thách.
Đồng thời, tôi xin cảm ơn anh Nguyễn Văn Tư, nhân viên quản lý Trạm bơm
Hiệp Bình Phước I, đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn !

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 05 Năm 2012
Sinh viên thực hiện

Đoàn Thị Kim Bình
i 
 

 

 

 

 

 


TÓM TẮT LUẬN VĂN
 

Đề tài: “ Nghiên cứ hiệu quả của Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn ”
được thực hiện tại Thành phố Hồ Chí Minh. Mô hình thí nghiệm được đặt tại Khoa
Môi trường và Tài Nguyên – Đại học Nông Lâm. Thời gian thực hiện từ 02/2012 đến
tháng 05/2012. Quá trình nghiên cứu và vận hành mô hình bể lắng xoáy được thực
hiện với nội dung như sau:
 Thu thập tài liệu về hiện trạng nguồn nước ngầm và các phương pháp xử lý
 Tiến hành vận hành mô hình Bể lắng xoáy có thể tích 20 lít va thí nghiệm keo tụ
đạt các kết quả sau đây:
+

Tỷ lệ hóa chất giữa PAC và xút là 1:1

+

Thời gian lưu nước tối ưu của bể lắng xoáy 75 – 90 phút

+

Tỷ lệ tuần hoàn mang hiệu quả tối ưu là 1 lần so với nước thải

+

Chiều cao mức bùn ban đầu để tạo lớp cặn lơ lửng trong mô hình tối ưu

nhất là

ଵ
ଷ

–

ଶ
ହ

so với chiều cao của mô hình

Mức bùn

Tỷ lệ tuần

Thời gian

Hiệu suất

Hiệu suất

hoàn bùn

lưu nước

% SS

% Fe

75 phút

74.95%

95.45%

90 phút

80.61%

98.48%

60 phút

76.36%

90.91%

75 phút

81.72%

95.45%

90 phút

88.59%

98.48%

90 phút

76.62%

96.97%

75 phút

74.55%

96.21%

90 phút

83.74%

99.24%

0.5
2
1
0.5
3

1

 
 

ii 
 

 

 

 

 

 


 

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ...............................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................... iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... v
MỤC LỤC BẢNG ....................................................................................................... vi
MỤC LỤC HÌNH ..................................................................................................... viii
CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................ 1
1.1 TỔNG QUAN ........................................................................................................1
1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI...........................................................................1
1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU...................................................................................2
1.4 GIỚI HẠN CỦA KHÓA LUẬN .............................................................................2
1.5 LUẬN ĐIỂM NGHIÊN CỨU ................................................................................2
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 3
2.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SẮT TRONG NƯỚC NHIỄM
PHÈN ..........................................................................................................................3
2.1.1 Phương pháp khử sắt trong xử lý nước ngầm nhiễm phèn .............................3
2.1.2 Sự biến đổi thành phần tính chất của nước khi khử sắt ..................................7
2.1.3 Công nghệ khử sắt trong nước ngầm ..............................................................8
2.1.4 Một số công nghệ thực tiễn...........................................................................11

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LẮNG XOÁY ..................................................15
2.2.1 Tổng quan về công nghệ lắng xoáy ..............................................................15
2.2.2 Nguyên tắc hoạt động ...................................................................................15
2.2.3 Các ưu điểm của Bể lắng xoáy .....................................................................16
2.2.4 Các Nghiên cứu trong và ngoài nước ...........................................................17
CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................... 18
3.1 VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM ....................................................................................18
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGIÊN CỨU ..........................................................................19
3.2.1 Thí nghiệm 1 - Thí nghiệm lựa chọn hóa chất..............................................19
3.2.2 Thí nghiệm 2: Xác định Thời gian lưu nước và Tỷ lệ tuần hoàn bùn và mức
bùn lưu tối ưu .........................................................................................................19
iii 
 


 

3.2.3 Thí nghiệm 3: Thí nghiệm So sánh hiệu quả xử lý tối ưu ở 4 mức bùn .......20
3.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ........................................................................................21
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................... 23
4.1 THÍ NGHIỆM 1 – THÍ NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG ..............................................23
4.1.1 Thí nghiệm với phèn nhôm – Thí nghiệm 1.1 ..............................................24
4.1.2 Thí nghiệm với PAC Vàng Cam...................................................................26
4.1.3 Thí nghiệm với Vôi.......................................................................................28
Thí nghiệm 1.3.1 - Xác định pH tối ưu ..................................................................28
4.2 THÍ NGHIỆM 2: XÁC ĐỊNH THỜI GIAN LƯU NƯỚC VÀ TỶ LỆ TUẦN
HOÀN BÙN VÀ MỨC BÙN THÍCH HỢP ................................................................31
4.2.1 Thí nghiêm 2.1: Thí nghiệm ở mức bùn 1 ....................................................31
4.2.2 Thí nghiêm 2.2: Thí nghiệm ở mức bùn 2 ....................................................37
4.2.3 Thí nghiêm 2.3: Thí nghiệm ở mức bùn 3 ....................................................42

4.2.4 Thí nghiêm 2.4: Thí nghiệm ở mức bùn 4 ....................................................47
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 57
5.1 KẾT LUẬN ..........................................................................................................57
5.1.1 Các thông số tối ưu .......................................................................................57
5.1.2 Khả năng ứng dụng .......................................................................................58
5.1.3 Các mặt hạn chế ............................................................................................58
5.2 KIẾN NGHỊ .........................................................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................60

iv 
 


 

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Fe

Chỉ tiêu Sắt

PAC

poly-aluminum chloride

pH

Độ axit hay độ chua của nước

SS

Chất rắn lơ lửng

TN

Thí nghiệm

v 
 


 

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 3 - 1: Bố trí thí nghiệm thực hiện ............................................................................ 21
Bảng 4 - 1 : Kết quả thí nghiệm 1.1.1 ............................................................................... 24
Bảng 4 - 2 : Kết quả thí nghiệm 1.1.2 ............................................................................... 25
Bảng 4 - 3: Kết quả thí nghiệm 1.2.1 ................................................................................ 26
Bảng 4 - 4: Kết quả thí nghiệm 1.2.2 ................................................................................ 27
Bảng 4 - 5: Kết quả thí nghiệm 1.3.1 ................................................................................ 28
Bảng 4 - 6: Kết quả thí nghiệm 1.3.2 ................................................................................ 29
Bảng 4 - 7: So sánh hiệu quả xử lý tối ưu của 3 loại hóa chất .......................................... 30
Bảng 4 - 8: Kết quả thí nghiệm 2.1.1 ................................................................................ 32
Bảng 4 - 9: Kết quả thí nghiệm 2.1.2 ................................................................................ 33
Bảng 4 - 10: Kết quả thí nghiệm 2.1.3 .............................................................................. 34
Bảng 4 - 11: Kết quả thí nghiệm 2.1.4 .............................................................................. 35
Bảng 4 - 12: Hiệu suất cao nhất ở các tỷ lệ bùn khác nhau ở mức bùn 1 ......................... 36
Bảng 4 - 13: Kết quả thí nghiệm 2.1.1 .............................................................................. 37
Bảng 4 - 14 Kết quả thí nghiệm 2.2.2................................................................................ 38
Bảng 4 - 15: Kết quả thí nghiệm 2.2.3 .............................................................................. 39
Bảng 4 - 16: Kết quả thí nghiệm 2.2.4 .............................................................................. 40

Bảng 4 - 17 Hiệu suất cao nhất ở các tỷ lệ bùn khác nhau ở mức bùn 2........................... 41
Bảng 4 - 18: Kết quả thí nghiệm 2.3.1 .............................................................................. 42
Bảng 4 - 19: Kết quả thí nghiệm 2.3.2 .............................................................................. 43
Bảng 4 - 20: Kết quả thí nghiệm 2.3.3 .............................................................................. 44
Bảng 4 - 21 : Kết quả thí nghiệm 2.3.4 ............................................................................. 45
Bảng 4 - 22 Hiệu suất cao nhất ở các tỷ lệ bùn khác nhau ở mức bùn 3........................... 46
Bảng 4 - 23: Kết quả thí nghiệm 2.4.1 .............................................................................. 48
Bảng 4 - 24: Kết quả thí nghiệm 2.4.1 .............................................................................. 49
Bảng 4 - 25: Kết quả thí nghiệm 2.4.3 .............................................................................. 50
Bảng 4 - 26: Kết quả thí nghiệm 2.4.4 .............................................................................. 51
Bảng 4 - 27 Hiệu suất cao nhất ở các tỷ lệ bùn khác nhau ở mức bùn 4........................... 52
Bảng 4 - 28: Kết quả thí nghiệm 3 .................................................................................... 53
Bảng 4 - 29 : Kết quả thí nghiệm của Khóa luận .............................................................. 55
vi 
 


 

MỤC LỤC HÌNH
Hình 2 - 1 :Sơ đồ làm thoáng đơn giản dùng giàn ống khoan lỗ......................................... 8
Hình 2 - 2: Sơ đồ làm thoáng bằng hệ thống máng tràn...................................................... 8
Hình 2 - 3 : Sơ đồ dây chuyền công nghệ khử sắt bằng giàn mưa – lắng tiếp xúc – lọc .... 9
Hình 2 - 4 : Thùng quạt gió ............................................................................................... 10
Hình 2 - 5 Công nghệ xử lý nước KATAWA ................................................................... 12
Hình 2 - 7 Công nghệ do Thành Đoàn TP.HCM triển khai .............................................. 12
Hình 2 - 6 Công nghệ ALUWAT ...................................................................................... 13
Hình 2 - 8 Công nghệ xử lý nước ngầm của City of Hamilton (USA) ............................. 13
Hình 2 - 9 Công nghệ xử lý nước ngầm tại Town of Normal ........................................... 14
Hình 2 - 10 Quy trình làm mềm nước (USA).................................................................... 14

Hình 2 - 11 Nguyên lý hoạt động của bể lắng xoáy .......................................................... 16
Hình 3 - 1: Mô hình Bể lắng xoáy ..................................................................................... 18
Hình 4 - 1 : Hiệu quả xử lý bằng phèn nhôm ở pH khác nhau .......................................... 24
Hình 4 - 2 : Hiệu quả xử lý ở pH tối ưu với liều lượng phèn khác nhau........................... 25
Hình 4 - 3 : Hiệu quả xử lý bằng PAC Vàng Cam ở pH khác nhau.................................. 26
Hình 4 - 4: Hiệu quả xử lý ở pH tối ưu với liều lượng PAC khác nhau............................ 27
Hình 4 - 5 : Hiệu quả xử lý bằng Vôi ở pH khác nhau...................................................... 28
Hình 4 - 6 : Hiệu quả xử lý ở pH tối ưu với liều lượng Vôi khác nhau ............................ 29
Hình 4 - 7 : Hiệu quả xử lý mức bùn 1 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 1.5................................... 32
Hình 4 - 8 : Hiệu quả xử lý mức bùn 1 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 1 ...................................... 33
Hình 4 - 9 : Hiệu quả xử lý mức bùn 1 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 0.5................................... 34
Hình 4 - 10 : Hiệu quả xử lý mức bùn 1 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 0.3 ................................. 35
Hình 4 - 11 : Hiệu suất xử lý mức bùn 1 với các tỷ lệ tuần hoàn bùn khác nhau ............. 36
Hình 4 - 12 : Hiệu quả xử lý mức bùn 2 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 1.5 ................................. 37
Hình 4 - 13 : Hiệu quả xử lý mức bùn 2 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 1.................................... 38
Hình 4 - 14: Hiệu quả xử lý mức bùn 2 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 0.5 .................................. 39
Hình 4 - 15 : Hiệu quả xử lý mức bùn 2 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 0.3 ................................. 40
Hình 4 - 16 : Hiệu suất cao nhất ở các tỷ lệ bùn khác nhau ở mức bùn 2 ......................... 41
Hình 4 - 17 : Hiệu quả xử lý mức bùn 3 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 1.5 ................................. 43
Hình 4 - 18 : Hiệu quả xử lý mức bùn 3 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 1.................................... 44
vii 
 


 

Hình 4 - 19 : Hiệu quả xử lý mức bùn 3 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 0.5 ................................. 45
Hình 4 - 20 : Hiệu quả xử lý mức bùn 3 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 0.3 ................................. 46
Hình 4 - 21 : Hiệu suất cao nhất ở các tỷ lệ bùn khác nhau ở mức bùn 3 ......................... 47
Hình 4 - 22 : Hiệu quả xử lý mức bùn 4 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 1.5 ................................. 48

Hình 4 - 23 : Hiệu quả xử lý mức bùn 4 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 1.................................... 49
Hình 4 - 24 : Hiệu quả xử lý mức bùn 4 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 0.5 ................................. 50
Hình 4 - 25 : Hiệu quả xử lý mức bùn 4 với tỉ lệ tuần hoàn bùn 0.3 ................................. 51
Hình 4 - 26 : Hiệu suất cao nhất ở các tỷ lệ bùn khác nhau ở mức bùn 4 ......................... 52
 

viii 
 


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 
 

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN
Nước sinh hoạt là một nhu cầu không thể thiếu của cuộc sống con người, nó
gắn liền với đời sống con người.Nguồn nước chúng ta sử dụng chủ yếu là nguồn nước
mặt và nước ngầm.Tuy nhiên đối với một số quận huyện việc sử dụng nguồn nước
mặt là điều không thể. Do thế, nhiều người dân phải sử dụng nước ngầm từ các hệ
thống giếng khoang.
Chất lượng nước ngầm tốt hơn chất lượng nước mặt, trong nước ngầm hầu như
không có các hạt keo, chất lơ lửng hay các vi sinh vật…
Chỉ tiêu đáng quan tâm trong chất lượng nước ngầm là độ cứng, độ phèn và sự
có mặt có của các kim loại nặng trong nước. Các chỉ tiêu này ảnh hưởng rất nhiều đến
việc sử dụng nguồn nước ngầm để phục vụ cuộc sống hằng ngày của con người. Đặc
biệt là khi nước ngầm bị nhiễm phèn.
Hiện nay các công trình để xử lý nước ngầm để phục vụ cho đời sống con
người để phục vụ cho các huyện quận không có nguồn nước mặt là điều cần thiết.
1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay các công trình để xử lý nước ngầm để phục vụ cho đời sống con

người để phục vụ cho các huyện quận không có nguồn nước mặt là điều cần thiết. Các
công trình xử lý được áp dụng hiện nay đều sử dụng giàn mưa, hệ thống bể trộn-phản
ứng và bể lắng… nhằm xử lý phèn trong nước ngầm. Tuy nhiên các công trình này
đều chiếm các diện tích lớn, cồng kềnh… Lượng bùn phát sinh ra khá lớn làm tăng
diện tích sân phơi bùn chiếm diện tích đất sử dụng..
Nếu sử dụng bể lắng xoáy thì có thể tuần hòa bùn trong bể đồng thời bể lắng
xoáy cũng chiếm khối lượng nhỏ, dễ vận hành, hiệu quả xử lý cao và chiếm ít diện
tích thiết kế… Vì vậy nghiên cứu ứng dụng của bể lắng xoáy xử lý nước ngầm bị
nhiễm phèn là đều hết sức cần thiết để ứng dụng hiệu quả bể lắng xoáy trong xử lý
nước bị nhiễm phèn để phục vụ trong sản xuất cũng như trong sinh hoạt.
GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình

Trang 1 
 


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Xác định các thông số thủy lực và các chỉ tiêu hóa lý để làm cơ sở tính toán và
vận hành trong phòng thí nghiệm và trên mô hình.
Nghiên cứu khả năng xử lý và ứng dụng của bể lắng xoáy để xử lý nước bị
nhiễm phèn tại Hiệp Bình Phước, quận Thủ Đức, TP.HCM thông qua việc đánh giá
hiệu quả xử lý độ phèn do muối sắt của bể lắng xoáy với nước ngầm.
1.4 GIỚI HẠN CỦA KHÓA LUẬN
Thời gian nghiên cứu được thực hiện từ tháng 02/2012 đến tháng 05/2012.
Nguồn nước phục vụ cho nghiên cứu là nguồn nước ngầm bị nhiễm phèn cao.
Với nồng độ sắt tổng trong nước lớn hơn 10 mg/l
Nguồn nước là nguồn nước ngầm được lấy tại Trạm bơm Hiệp Bình Phước I,

số 6, Khu phố 6, Hiệp Bình Phước, Thủ Đức, TP.HCM
Hoạt động nghiên cứu được thực hiện trên mô hình thực nghiệm
Các dữ liệu nghiên cứu: Hiệu quả xử lý của bể lắng xoáy dựa trên cơ sở phân
tích các số liệu đầu vào và đầu ra và chế độ vận hành.
Các số liệu nghiên cứu đầu vào và đầu ra: nghiên cứu chủ yếu dựa trên 02 chỉ
tiêu là hàm lượng tổng Fe và SS. Số liệu về chế độ vận hành: thời gian lưu, tỷ lệ hóa
chất và tỷ lệ tuần hoàn bùn và mức bùn lưu ban đầu
Do thời gian nghiên cứu có hạn nên thí nghiệm nhận các kết quả thí nghiệm đạt
hiệu suất 75 – 85 % về SS, và nồng độ Sắt hiệu suất trên 90 %.
1.5 LUẬN ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Bể lắng xoáy đã được ứng dụng trên thế giới và ở Việt Nam để xử lý nước thải
dệt nhuộm, giấy… thay thế cho chuỗi bể trộn – phản ứng – lắng.
Nước bị nhiễm phèn có đặc trưng là nồng độ Fe trong nước cao. Do đó việc
nghiên cứ và ứng dụng lắng xoáy cho xử lý nước bị nhiễm phèn là rất thích hợp và
khả thi.

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 2


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SẮT TRONG NƯỚC NHIỄM
PHÈN
2.1.1 Phương pháp khử sắt trong xử lý nước ngầm nhiễm phèn
Các phương pháp khử sắt trong nước ngầm thường được áp dụng hiện nay là:

2.1.1.1 Khử sắt bằng làm thoáng
 Phản ứng oxi hóa Fe2+ và thủy phân Fe3+ trong môi trường tự do (đây là
trường hợp khử sắt bằng giàn mưa hay thùng quạt gió)
Trong nước ngầm Fe(HCO3)2 là muối không bền vững, thường phân ly theo
dạng:
Fe(HCO3)2 = 2HCO3¯ + Fe2+
Nếu có oxi hòa tan, quá trinhg oxi hóa và thủy phân diễn ra:
4Fe2+ + O2 + 10 H2O = 4Fe(OH)3 + 8H+
H+ + HCO3¯ = H2O + CO2
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phản ứng:
-

Độ pH: quá trình thủy phân giải phóng H+, nếu môi trường quá nhiều H+

( độ pH thấp) thì phản ứng sẽ bị kìm hãm.
-

Độ kiềm: độ kiềm càng lớn thì phản ứng càng nhanh, do ion HCO3¯

trong nước sẽ tác dụng với H+ giải phóng tạo ra H2O và CO2. Ngoài ra độ kiềm
còn cần thiết cho quá trình thủy phân Fe3+ ở dạng ion thành dạng hydroxit
Fe(OH)3.
-

CO2 : CO2 giải phóng trong quá trình oxi hóa sắt là nguyên nhân giảm

pH, làm chậm trễ quá trình khử sắt.
-

Hàm lượng sắt trrong nước ngầm.

-

Lượng O2 hòa tan trong nước: tốc độ phản ứng tăng khi nồng độ O2 hòa

tan trong nước tăng.
-

Nhiệt độ

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 3


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

-

H2S, NH3, các chất hữu cơ trong nước: nếu trong nước có chứa các hợp

chất của lưu huỳnh dưới dạng khí H2S, ion HS¯ hoặc S2¯, các hợp chất này là
chất khử đối với hệ sắt nên ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình oxi hóa sắt.
Phạm vi ứng dụng
H2S < 0.2 mg/; NH4 < 1mg/l; độ oxi hóa của nước < 0.15[Fe2+] + 3 mgO2/l
Sau khi làm thoáng pH >7, độ kiềm > 2mgđl/l
 Phản ứng oxi hóa Fe2+ và thủy phân Fe3+ trong môi trường dị thể của lớp
vật liệu lọc (khử sắt bằng cách làm thoáng đơn giản và lọc)

Làm thoáng để cung cấp oxi cho nước. Khi làm thoáng, Fe2+ oxi hóa thành
Fe3+. Quá trinh oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+ thành Fe(OH)3 chủ yếu xảy
ra trong lớp vật liệu lọc.
Quá trình làm thoáng như vậy, sẽ tạo trên bề mặt các hạt vật liệu lọc một lớp
màng, có cấu tạo từ hợp chất sắt như: Fe2+, Fe3+, Fe(OH)2, Fe(OH)3. Lớp màng này có
tác dụng tăng tốc độ oxi hóa Fe2+ và có khả năng hấp thụ O2. Khi Fe2+ đến gần bề mặt
màng xúc tác quá trình oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+ thành Fe(OH)3 xảy
ra quá trình lọc các cặn sắt không tan mà là một quá trình phức tập. Thời gian để tạo
thành lớp màng tiếp xúc tác gọi là thời gian luyện vật liệu lọc. Thời gian ấy phụ thuộc
vào các yếu tố: cỡ hạt, chiều dày lớp vật liệu lọc, tốc độ lọc, hàm lượng cặn. Thời gian
luyện vật liệu lọc khoảng 140 – 330 giờ. Để rút ngắn thời gian lọc, người ta đưa thêm
vào dung dịch FeSO4 5% với tỷ lệ cho hàm lượng sắt 30 – 40 mg/l.
Phạm vi ứng dụng
pH > 6.8 ; Fe2+ ≤ 15 mg/l; NH4 < 1mg/l
Độ oxi hóa của nước < 0.15[Fe2+].5 mgO2/l
 Phản ứng oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ khi có mặt lớp màng xúc tác là oxit
mangan
Lớp màng oxit mangan là chất xúc tác làm tăng quá trình oxi hóa Fe2+ thành
Fe3+ ngay cả trong trường hợp pH thấp (pH < 5)
MnOMn2O7 + 4Fe(HCO3)2 + H2O  3MnO2 + 4Fe(OH)3 + 8CO2
3MnO2 + O2  MnOMn2O7

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 4


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

Dưới tác dụng xúc tác của MnOMn2O7 khi có hợp chất Fe2+ đi qua sẽ tạo thành
Fe(OH)3. Kết thúc phản ứng MnOMn2O7 lại được hình thành. Do đó màng càng dày,
quá trình phản ứng xảy ra càng nhanh.
Trong quá trình sử dụng, lớp màng tăng lên đến một giới hạn nhất định thì phải
bỏ lớp màng đi để thay thế.
Thực tế luyện cát lọc KMnO4 tạo thành lớp màng MnOMn2O7
2.1.1.2 Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất
 Khử sắt bằng các chất oxi hóa mạnh
Các chất oxi hóa mạnh thường sử dụng để khử sắt là: Cl2, KMnO4, O3… Khi
cho các chất oxi hóa mạnh vào nước, phản ứng xảy ra:
2Fe2+ +2Cl2 + 6 H2O = 2 Fe(OH)3+Cl¯+ 6H+
3Fe2+ + 4 KMnO4 +7H2O = 3Fe(OH)3 +MnO2 +K+ + 5H+
Trong phản ứng, để oxi hóa 1mg Fe2+ cần 0.64 mg Cl2 hoặc 0.94 mg KMnO4
và đồng thời độ kiềm của nước giảm đi 0..018 mgđl/l.
So sánh với phương pháp khử sắt bằng làm thoáng dùng chất oxi hóa mạnh
phản ứng xảy ra nhanh hơn, pH môi trường thấp hơn (pH<6). Trong nước còn tồn tại
các tạp chất như: H2S, NH3 thì chúng sẽ gây ảnh hưởng đến quá tronhf khử sắt.
 Khử sắt bằng vôi
Khử sắt bằng vôi thường kết hợp với quá trình ổn định nước hoặc làm mên
nước.
Quá trình khử sắt bằng vôi xảy ra theo 2 trường hợp:
- Trường hợp nước có oxi hòa tan:
4Fe(HCO3)2 + O2+ 2H2O + 4Ca(OH)2  4Fe(OH)3+ 4Ca(HCO3)2
- Trường hợp nước không có oxi hòa tan:
Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 FeCO3 + CaCO3 +H2O
2.1.1.3 Các phương pháp khử sắt khác
 Khử sắt bằng trao đổi cation
Cho nước đi qua lớp vật liệu lọc có khả năng trao đổi ion. Các ion H+ và Na+ có
thành phần vật liệu lọc sẽ trao đổi với ion Fe2+ có trong nước, kết quả Fe2+ được giữ

lại trong lớp vật liệu lọc.
2[K]Na + Fe(HCO3)2  [K]2Fe + 2NaHCO3

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 5


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

2[K]H + Fe(HCO3)2  [K]2Fe + H2CO3
Cation được tái sinh bằng HCl, NaCl
HCl +[K]2Fe[K]H + FeCl2
NaCl +[K]2Fe [K]Na + FeCl2
Các vật liệu đặc biệt có khả năng xúc tác, đẩy nhanh quá trình ôxy hoá khử
Fe2+ thành Fe3+ và giữ lại trong tầng lọc. Quá trình diễn ra rất nhanh chóng và có hiệu
quả cao. Cát đen là một trong những chất có đặc tính như thế.
Cát đen với thành phần chính là rutin (TiO2), ziron (ZrSiO4) và ilmenite
(FeTiO3) đây là nguồn nguyên liệu quý cho nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Theo
kết quả thăm dò địa chất, ở Việt Nam có hai nguồn quặng: nguồn quặng gốc có trữ
lượng lớn (4.5 triệu tấn) tập trung tại miền núi Thái Nguyên và nguồn quặng sa
khoáng (có tổng trữ lượng khoảng 16 triệu tấn) tạo thành những vùng mở rải rác ở các
tỉnh ven biển miền trung.
Phương pháp này đem lại hiệu quả khử sắt cao, thường sử dụng cho nguồn
nước có chứa Fe2+ ở dạng hòa tan. Dùng kết hợp với làm mềm nước. Chi phí khử Fe2+
bằng trao đổi cation khử giá khá đắt.
 Khử sắt bằng điện phân
Dùng cực âm bằng sắt, nhôm, cực dương bằng đồng, bạch kim hay đồng

mạ kền. Phương pháp trao đổi ion được sử dụng khi kết hợp với quá trình khử
cứng.Khi sử dụng thiết bị trao đổi ion để khử sắt, nước ngầm không được tiếp xúc với
không khí vì Fe3+ sẽ làm giảm khả năng trao đổi của các ionic.Chỉ có hiệu quả khi khử
nước ngầm có hàm lượng sắt thấp.
 Khử sắt bằng phương pháp vi sinh vật
Cấy các mần khử sắt trong lớp cát lọc của bể lọc. Một số loại vi sinh có khả
năng ôxy hoá sắt trong điều kiện mà quá trình ôxy hoá hoá học xảy ra rất khó khăn. Vi
khuẩn sử dụng sắt như “thức ăn”.Chúng ta cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp cát lọc
của bể lọc, thông qua hoạt động của các vi khuẩn sắt được loại ra khỏi nước. Thường
sử dụng thiết bị bể lọc chậm để khử sắt. Biện pháp này rất hiếm khi sử dụng vì tốn
thời gian, không thể kiểm soát được các sản phẩm phụ có tiềm năng gây hại cho sức
khỏe của con người.

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 6


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 



Khử sắt ngay trong lòng đất: Dựa trên nguyên tắc, các ion Ca2+, Mg2+

gắn trên khoáng vật trong tầng đất chứa nước có khả năng trao đổi với các ion Fe2+
của nước ngầm.
2.1.2 Sự biến đổi thành phần tính chất của nước khi khử sắt
-

Độ pH: khi trong nước nguồn tồn tại nhiều sắt ở dạng bicacbonat Fe(HCO3)2

thì lượng CO2 được giải phóng quá trình oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+
thành Fe(OH)3 là nguyên nhân giảm pH của nước làm chậm trễ quá trình khử sắt. Vì
vậy cần đuổi CO2 tự do ra khỏi nước nhờ công trình làm thoáng.
-

Quá trình khử sắt sẽ xảy ra nhanh chóng và triệt để khi độ pH của nước sau khi

làm thoáng để đạt được pH 7 -7.5. Nếu sau khi làm thoáng pH của nước nguồn nhỏ
hơn 7 thì sẽ không khử hết sắt. Khi độ pH của nước nguồn sai làm thoáng nhỏ, có thể
nâng độ pH bằng cách kiềm hóa hoặc có biện pháp tăng hiệu quả đuổi CO2 tự do ra
khỏi nước.
-

Độ kiểm của nước: độ kiềm của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khử sắt

có liên hệ với độ pH của nước. Độ kiềm càng lớn, lượng CO2 tự do trong nước càng
nhỏ thì độ pH của nước càng cao. Độ kiềm trong nước cao là do trong nước có nhiều
muối bicacbonat, các muối này không bền vững, dễ tách ra CO2 tự do. Nếu có biện
pháp đuổi CO2 tự do ra khỏi nước thì sẽ nâng cao được độ pH. Để oxi hóa và thủy
phân 1 mg Fe2+ thì tiêu thụ 0.143 mg O2 đồng thời làm tăng 1.60 mg CO2 và độ kiềm
giảm 0.036 mgđl/l.
-

Hàm lượng CO2 tự do trong nước: trong quá trình khử sắt sẽ tạo thành CO2 tự

do. Trong quá trình làm thoáng phần lớn CO2 tự do sẽ giải phóng ra khỏi nước và bay
vào không khí. Lượng CO2 giải phóng tùy thuộc vào loại công trình làm thoáng.

-

Khi pH< 6.8 thì không thể khử sắt bằng làm thoáng độc lập được. Khi đó kết

hợp với các biện pháp sau: pha vôi, pha clo, kết hợp vôi với clo, lọc xúc tác hay lọc
cation.
-

Khi sắt tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ ít tan, dùng biện pháp làm thoáng sẽ

không mang hiệu quả. Trường hợp này cần dùng biện pháp làm thoáng kết hợp với
Clo hóa sơ bộ.

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 7


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

2.1.3 Công nghệ khử sắt trong nước ngầm
2.1.3.1 Khử sắt bằng làm thoáng
 Làm thoáng đơn giản và lọc
- Cho nước phun hoặc tràn trên bề mặt bể lọc với chiều cao ≥ 0.6m, rồi lọc trực
tiếp qua lớp vật liệu lọc. Có thể dùng giàn ống khoan lỗ hay máng để phân phối nước.
1: Hệ thống phân phối nước (ống khoan
lỗ) 2: Bể lọc
Giàn ống khoan lỗ có dạng hình

xương cá, trên có khoan lỗ đường d = 5 –
7 mm. Khoảng cách từ tâm ống đến mực
nước cao nhất trong bể lọc ≥ 0.6m .
Hình 2 - 1 :Sơ đồ làm thoáng đơn giản
dùng giàn ống khoan lỗ

Hình 2 - 2: Sơ đồ làm thoáng bằng hệ thống
máng tràn

Bể lọc nhanh: có cấu tạo và nguyên tắc làm việc giống bể lọc nhanh thông
thường.
Do quá trình oxi hóa và thủy phân sắt còn tiếp tục xảy ra trong lớp vật liệu lọc,
nên ngay từ đầu chu kì lọc, cặn đã bá, trong lớp vật liệu lọc và độ chừa cặn của lớp vật
liệu lọc sẽ cao hơn vì vậy cấp phối hạt vật liệu lọc lấy lớn hơn.
Ưu điểm của phương pháp:
- Công trình xử lý đơn giản
- Hiệu quả xử lý cao và ổn định
- Chu kỳ lọc kéo dài do tổn thất áp lực trong lớp vật liệu tăng chậm.
GVHD Th S Ph

T

Kiê

T

8


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

Phạm vi áp dụng:
- Hàm lượng sắt ≤ 15 mg/l

- Độ màu ≤ 150

- Độ oxi hóa ≤ 0.15[Fe2+].5 mgO2/l

- NH4+ < 1 mg/l

- pH sau khi làm thoáng ≥ 6,8
- Độ kiềm còn lại trong nước > 1

 

 Giàn mưa – lắng tiếp xúc – lọc
Giàn mưa là công trình làm thoáng tự nhiên, có khả năng thu được
lượng oxi hòa tan bằng 5% lượng oxi bão hòa và có khả năng kh ử được 75 – 80%
lượng CO2 trong nước, nhưng lượng CO2 còn lại sau khi làm thoáng không xuống
thấp hơn 5 ÷ 6mg/l.

1: Hệ thống phân phối nước
2: Sàn đập

3: Cửa chớp 4:Ngăn thu nước

5: Ống dẫn nước vào bể lắng tiếp xúc
6:Bể lắng tiếp xúc 7: Bể lọc

 

Hình 2 - 3 : Sơ đồ dây chuyền công nghệ khử sắt bằng giàn mưa – lắng tiếp xúc –
lọc
Giàn mưa: chiều rộng giàn mưa ≤ 4m , kéo dài vuông gốc với hướng gió chính,
hoặc hệ thống giàn ống phân phối hoặc sàn phân phối.
Phạm vi áp dụng:
- CFe ≤ 25 mg/l
- Nước sau làm thoáng: PH ≥ 6,8; Ki ≥ 2mgđl/l; H2S<0,2mg/l;
NH4 < 1mg/l
- Trạm xử lý có công suất bất kỳ

GVHD Th S Ph

T

Kiê

T

9


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

Bể lắng tiếp xúc: Chức năng chính của bể lắng tiếp xúc là để cho Fe2+
tiếp xúc với ôxi của không khí tạo điều kiện cho quá trình oxi hóa và thủy phân sắt
diễn ra hoàn toàn, đồng thời giữ lại 1 phần bông cặn nặng trước khi đưa sang bể lọc.
Thời gian nước lưu trong bể t = 30 – 45 phút
Khi công suất trạm xử lý nhỏ hơn 30.000m3/ngđ → sử dụng bể lắng đứng tiếp
xúc. cấu tạo bể lắng đứng tiếp xúc giống như bể lắng đứng dùng để xử lý nước mặt.

Nhưng ống trung tâm của bể lắng tiếp xúc nhỏ hơn vì chỉ làm nhiệm vụ dẫn nước từ
giàn mưa xuống, vận tốc tính toán V = 0,8 ÷1,2m/s. Chu kỳ xả cặn dao động từ 7 ÷ 30
ngày.
Khi công suất trạm xử lý nước ngầm Q > 30.000m3/ngđ thì dùng bể lắng
ngang tiếp xúc. Cấu tạo của bể lắng ngang tiếp xúc về cơ bản giống bể lắng ngang làm
trong nước, nhưng người ta phải bố trí thêm các ngăn ngang theo chiều dọc của bể.
Khoảng cách giữa các vách ngăn từ 2 ÷ 4m.
 Thùng quạt gió - lắng tiếp xúc - lọc
Thùng quạt gió là công trình làm thoáng nhân tạo (làm thoáng cưỡng
bức). Theo TCXD – 33: 1985 thùng quạt gió giải phóng được 85 – 90% CO2 hòa tan
trong nước, lượng ôxi hòa tan lấy bằng
70% lượng bão hòa.

1. Hệ thống phân phối nước 2. Vật liệu
tiếp xúc
3. Sàn đỡ vật liệu tiếp xúc

4. Quạt gió

5. Ống cấp khí để rửa thông quạt gió
6. Ống cấp nước để rửa thông quạt gió
Hình 2 - 4 : Thùng quạt gió

7. Ống xả nước rửa thông quạt gió

Áp dụng: Trạm xử lý có công suất vừa và lớn và có hàm lượng sắt cao
Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc phụ thuộc vào độ kiềm toàn phần của nước
nguồn, lấy theo TCXD 33: 1985

GVHD Th S Ph

T

Kiê

T

10


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

2.1.3.2 Công nghệ khử sắt bằng hóa chất
Khi sắt tồn tại dưới dạng các chất không tan, dùng biện pháp khử sắt bằng làm
thoáng không mạng lại hiệu quả, mới dùng khử sắt bằng hóa chất.
Khử sắt bằng vôi: khi sắt ở dạng keo, pH, độ kiềm Ki thấp →dùng vôi khử
sắt.
Dây chuyền công nghệ tương tự xử lý nước mặt (bể trộn, bể phản ứng, bể lắng,
bể lọc). Do thiết bị pha chế cồng kềnh phức tạp nên người ta chỉ áp dụng khử sắt bằng
vôi kết hợp với quá trình xử lý ổn định nước hay làm mềm với nước.
Khử sắt bằng clo: Áp dụng khi sắt ở dạng hợp chất hữu cơ, ở dạng keo và Ph
cao (PH≥ 5 )
Ngoài ra Clo còn khử các hợp chất hữu cơ. Liều lượng Clo sử dụng bổ sung để
khử hữu cơ..
Khử sắt bằng KMnO4:
5Fe2+ + MnO4− + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
Thực tế: Khử sắt dùng hóa chất thường kết hợp với làm thoáng
2.1.4 Một số công nghệ thực tiễn
2.1.4.1 Công nghệ CEFINEA
Công suất 4-5 m3/h

Qui mô phục vụ: 600 – 1000 dân.
-

Hàm lượng sắt < 10 mg/l
Công trình: làm thoáng đơn giản – lọc chậm

-

Hàm lượng sắt 10 -35 mg/l
Công trình: làm thoáng – lọc tiếp xúc – lọc chậm

2.1.4.2 Công nghệ KATAWA
Công nghệ xử lý nước KATAWA do Viện Công nghệ Hóa học thuộc Trung
tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia nghiên cứu và được ứng dụng
nhiều nơi.

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 11


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

Sơ đồ công nghệ:

Hình 2 - 5 Công nghệ xử lý nước KATAWA
Nguyên tắc chung của công nghệ KATAWA được thực hiện như sau: Sắt ở
trong nước giếng thường ở dạng hòa tan chuyển sang dạng kết tủa, có thể loại bỏ sắt

bằng cách cho qua vật liệu lọc thích hợp để giữ lại phần sắt đã bị kết tủa, nước lọc
nhận được sẽ không chứa sắt.
Nước từ giếng được bơm lên đưa vào thiết bị AIRWA. Đây là thiết bị hoạt
động theo nguyên tắc ejector.Không khí đi qua bộ AIRWA bị xé nhỏ và phân tán rất
mịn trong dòng nước và bão hòa trong nước ở dạng bọt khí. Sau đó nước được đi qua
lần lượt tháp KATAWA 1 và 2 có thể giữ lại 90% lượng sắt kết tủa (chế tạo theo công
nghệ Nhật). Cuối cùng nước đưa về bể lọc 2 lớp : than gáo dừa và cát trước khi vào bể
chứa nước sạch.
2.14.3 Công nghệ ALUWAT
Đây cũng là một công nghệ được áp dụng vài năm trước đây cảu Phân viện
Khoa học Vật Liệu tại Tp.HCM nghiên cứu.
Sơ đồ công nghệ

Hình 2 - 6 Công nghệ ALUWAT
Nước ngầm sau khi được khai thác sẽ được bơm không khí vào bằng thiết bị
cung cấp không khí cưỡng bức được gọi là thiết bị deacrator rồi bơm nước vào các cột
GVHD Th S Ph

T

Kiê

T

12


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

ALUWAT(1) và ALUWAT (2) đến bình lọc tinh. Sauk hi lọc tinh là nước sạch cho

sinh hoạt.
Cả hai công nghệ KATAWA và ALUMAT đã được đưa vào sử dụng với công
suất 5 – 10 m3/h. Tuy nhiên, cơ chế hoạt động của xúc tác và vật liệu chưa được giải
thích rõ ràng.
2.1.4.4 Công nghệ do Thành Đoàn TP.HCM triển khai
Sơ đồ công nghệ

Hình 2 - 7 Công nghệ do Thành Đoàn TP.HCM triển khai

2.1.4.5 Các nghiên cứu xử lý nước ngầm ngoài nước
Qui trình xử lý nước ngầm của City of Hamilton (USA)

Hình 2 - 8 Công nghệ xử lý nước ngầm của City of Hamilton (USA)

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 13


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

Quy trình xử lý nước ngầm tại Town of Normal

Hình 2 - 9 Công nghệ xử lý nước ngầm tại Town of Normal

Quy trình làm mềm nước (USA)

Hình 2 - 10 Quy trình làm mềm nước (USA)

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 14


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LẮNG XOÁY
2.2.1 Tổng quan về công nghệ lắng xoáy
Lắng xoáy là một thiết bị vận hành nhờ sức nước có hình cone, dòng nước
chảy từ phía dưới lên trên, tiếp xúc với chất rắn, phản ứng với bùn. Nó tạo ra nước đã
xử lý có chất lượng cao.
Lắng xoáy kết hợp với các quá trinhg khuấy trộn, động tụ, kết bông, lắng lọc
chỉ với một công trình duy nhất. Nó mang lại hiệu quả trong thiết kê, giảm vốn đầu tư,
năng lượng và chi phí vận hành. Hơn nữa, nó không có hư hỏng thông thường như các
bể lắng khác và có thể vận hành và bảo quản dễ dàng bởi các công nhân nghiệp dư.
2.2.2 Nguyên tắc hoạt động
Bể lắng xoáy hình cone, dòng chảy từ dưới lên trên, tiếp xúc với chất rắn lơ
lửng. Bể lắng xoáy có hiệu quả cao thích hợp để xử lý các loại nồng độ chất lơ lửng
cao. Bể lắng xoáy là công trình kết hợp trộn, phản ứng, tạo bông và lắng cặn do đó nó
tiết kiện được chi phí đầu tư, giảm thiểu năng lượng và chi phí vận hành.
Nước sau khi được pha trộn hóa chất để keo tụ trong môi trường thích hợp sau
đó được bơm từ đáy bể theo hướng ly tâm tại chân bể lắng để tạo dòng xoáy lên trên
bể. Nước di chuyển từ dưới lên trên qua lớp chất rắn lơ lửng (gọi là vùng tiếp xúc) có
vận tốc giảm dần lên đến miệng bể. Bông cặn tạo ra do quá trình tạo bông nhờ lực
xoáy gom tụ tại trung tâm bể lắng và được bơm hút ra để tuần hoàn lại hệ thống.
Bùn tuần hoàn được bơm ở dưới chân bể theo hướng đối diện nhằm tạo dòng

xoáy cho bể, ở giai đoạn này, nước đầu vào cũng được pha trộn với bùn lắng tại đáy
bể làm chất xúc tác cho quá trình hình thành bông cặn được tốt hơn. Bùn tự tuần hoàn
trong bể lắng có chức năng như một lớp lọc giúp cho tốc độ lắng nhanh hơn các bể
thông thường.
Nước sau khi xử lý ở phần trên bể lắng được thu gom qua máng thu nước bề
mặt và chạy đến công trình tiếp theo.Hàm lượng cặn và tỷ lệ tuần hoàn bùn sẽ ảnh
hưởng đến hiệu quả xử lý của bể lắng xoáy, do đó cần phải khống chế và điều chỉnh
cho phù hợp với điều kiện thực tế.

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 15


“Nghiên cứu hiệu quả xử lý Bể lắng xoáy trong xử lý nước nhiễm phèn” 

Hình 2 - 11 Nguyên lý hoạt động của bể lắng xoáy
2.2.3 Các ưu điểm của Bể lắng xoáy
Bể lắng xoáy là công trình đơn vị xử lý hóa lý với chức năng lắng cặn trong
nước, bể lắng xoáy được thiết kế với dòng chảy xoắn từ đáy lên theo phương xoắn và
ly tâm trong khi cặn sau khi phản ứng được đáy bể tách ra khỏi dòng nước theo hướng
trung tâm và được thu gom lại để thải ra ngoài. Tại bể lắng xoáy, bùn cặn được tuần
hoàn, bổ sun tại đầu vào của dòng nước nhằm tăng khả năng phản ứng cũng như tăng
kích thước bông cặn giúp cho quá trình tách cặn trong nước xảy ra dễ dàng và nhanh
chóng hơn.
Bể lắng xoáy tách cặn theo cả hai nguyên tắc dòng xoáy và lắng trong có tầng
cặn lơ lửng. Phần dưới bể lắng là vùng phản ứng để cho các bông cặn hình thành.
Chính vì những yếu tố trên, kết hợp bởi nhiều nguyên lý và giai đoạn trong một công

trình làm cho bể lắng xoáy có hiệu quả xử lý rất cao và tiết kiệm được chi phí đầu tư
công trình cũng như mặt bằng sử dụng.

GVHD: Th.S Phạm Trung Kiên
SVTH: Đoàn Thị Kim Bình
 

Trang 16