BỂ TỰ HOẠI – CẤU TẠO, NGUYÊN TẮC HOAT ĐỘNG, THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH

Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bậc một ( xử lý sơ bộ ) đồng thời thực hiện hai chức năng: lắng nước thải và lên men cặn lắng. Sơ đồ cấu tạo bể tự hoại:

>>>Xem thêm bài:

-> Van cửa phai

-> Dây chuyền công nghệ Xử lý bùn bể tự hoại

-> Đề xuất Công nghệ xử lý phân bùn bể tự hoại

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bể tự hoại

Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, xây dựng bằng gạch, bê tông cốt thép, hoặc chế tạo bằng vật liệu Composite. Bể được chia thành 2 hoặc 3 ngăn. Do phần lớn cặn lắng tập trung trong ngăn thứ nhất nên dung tích ngăn này chiếm 50 đến 75% dung tích toàn bể. Các ngăn thứ hai hoặc thứ ba của bể có dung tích bằng 25% đến 35% dung tích toàn bể. Bể thường sâu 1,5 đến 3,0m, chiều sâu lớp nước trong bể tự hoại không bé hơn 0,75m và không lớn hơn 1,8m, chiều rộng của bể tối thiểu là 0,9m và chiều dài tối thiểu là 1,5m. Thể tích bể tự hoại không nhỏ hơn 2,8m3 trong đó thể tích phần lắng không nhỏ hơn 2,0m3. Cấu tạo một số loại bể tự hoại hai ngăn hoặc ba ngăn được nêu trên các hình 3.3a và 3.3b. Kích thước của một số loại bể tự hoại BTCT thường được ứng dụng ở Việt nam được nêu trong bảng 3.1.

Các ngăn bể tự hoại được chia làm hai phần : phần lắng nước thải (phía trên ) và phần lên men cặn lắng ( phía dưới ). Nước thải vào với thời gian lưu lại trong bể từ 1 đến 3 ngày. Do vận tốc trong bể bé nên phần lớn cặn lơ lửng được lắng lại. Hiệu quả lắng cặn trong bể tự hoại  từ 40 đến 60% phụ thuộc vào nhiệt độ và chế độ quản lý, vạn hành bể. Qua thời gian 3 đến 6 tháng, cặn lắng len men yếm khí. Quá trình lên men chủ yếu diễn ra trong giai đoạn đầu là lên men axit / 9,34/. Các chất khí tạo nên trong quá trình phân giải (CH4,CO2,H2S…) nổi lên kéo theo các hạt cặn khác có thể làm cho nước thải nhiểm bẩn lại và tạo nên một lớp váng  nổi trên mặt nước. Chiều dày lớp váng  này có thể từ 0,3 đến 0,5m.

Để dẫn nước thải vào và ra khỏi bể người ta thường dùng các phụ kiện tê (T) với đường kính tối thiểu là 100 mm với một đầu ống đặt dưới lớp màng nổi, đầu khác được nhô lên phía trên để tiện kiểm tra và tẩy rửa. Cặn trong bể tự hoại được lấy ra theo định kỳ. Mỗi lần lấy phải để lại khoảng 20% lượng cặn đã lên men lại trong bể để làm giống men  cho bùn cặn tươi mới lắng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy cặn.

1. Sơ đồ  hoạt động kết hợp bể tự hoại với các công trình XLNT khác.

Cấu tạo bể tự hoại đơn giản dễ vận hành quản lý và thường dùng để XLNT tại chỗ cho  các ngôi nhà khu tập thể, cụm dân cư dưới 500 người hoặc lưu lượng nước thải dưới 30 m3/ngày. Bể tự hoại thường được xây dựng độc lập hoặc kết hợp với các công trình XLNT khác như  ngăn lọc sinh học kỵ khí, giếng thấm, hào lọc, bãi lọc ngập nước… , phụ thuộc vào đặc điểm, công suất hệ thống thoát nước, điều kiện đất đai, khí hậu thời tiết khu vực …Điều kiện hoạt động kết hợp giữa bể tự hoại với các công trình XLNT khác được nêu trên hình 3.4.

Công trình XLNT   Hệ thống thoát nước     XLNT tiếp tục hoặc          Tiếp nhận nước thải

Hình 3.4. Sơ đồ ứng dụng bể tự hoại để XLNT tại chỗ.

Thành phần đất, hệ  số thấm và vận tốc thấm  các loại đất, mực nước ngầm, độ dốc địa hình, diện tích đất sử dụng để XLNT… là những yếu tố cần phải tính đến  khi lựa chọn các công trình XLNT tiếp  sau bể tự hoại.

 Hiện nay người ta thường xây dựng bể tự hoại kết hợp với các ngăn lọc kỵ khí. Ngăn lọc kỵ khí của bể tự hoại hoạt động theo nguyên lý lọc ngược từ dưới lên với chiều dày lớp vật liệu 0,5m đến 0,6m phân bố từ trên xuống dưới như sau:

  -Lớp sỏi  hoặc đá dăm đường kính  3÷6mm dày 0,1÷0,2m

  -Lớp cuội , sỏi  hoặc đá đường kính trung bình  12÷18mm  dày 0,4m.

Số ngăn lọc kị khí có thể một hoặc nhiều ngăn.

2. Tính toán thiết kế bể tự hoại.

Do bể tự hoại có hai phần: phần lắng và phần chứa cặn nên kích thước bể được tính như sau.

1. Thể tích phần lắng của bể tự hoại ( W1, m3).

, m3 (3.1).

1. Thể tích phần chứa và lên men cặn (W2, m3)

1. Tổng thể tích của bể tự hoại  ( W, m3 )

           W=W1+W2 (3.3).

Trong đó:  a- tiêu chuẩn thải nước của một người trong một ngày, l/ng.ngày; b- tiêu chuẩn cặn lắng lại trong bể tự hoại của một người trong một ngày; giá trị của b phụ thuộc vào chu kỳ hút cặn khỏi bể; nếu thời gian giữa hai lần hút cặn dưới 1 năm thì b lấy bằng 0,1 l/ng.ngày, nếu trên 1 năm thì b lấy bằng 0,08 l/ng.ngày; T1- thời gian nước lưu lại trong bể tự hoại; T2- thời gian giữa hai lần hút bùn cặn lên men thường lấy từ 1 đến 3  ngày; N – số người bể tự hoại phục vụ.

Thể tích của bể tự hoại cũng có thể được chọn theo quy định của Quy chuẩn cấp thoát nước cho nhà và công trình /4/ như sau ( Bảng 3.2).

Bảng 3.2. Thể tích bể tự hoại của nhà ở

3. Vận hành kỹ thuật bể tự hoại

Bể tự hoại có thể đưa vào sử dụng ngay sau khi xây dựng. Nó không cần một yêu cầu đặc biệt nào trước khi đưa vào vận hành. Tuy nhiên sự lên men bùn cặn phải bắt đầu sau vài ngày. Bùn cặn lên men phải được hút sau 1 đến 3 năm bể hoạt động. Tại thời điểm hút, phần bùn cặn chưa lên men nằm phía trên vì thế ống hút của máy bơm phải đặt sâu xuống đáy bể. Thông thường người ta giữ lại khoãng 20% lượng bùn cặn để ” gây men ” cho bùn cặn tươi đợt sau. Khi hút bùn cặn ra khỏi bể, hỗn hợp bùn cặn  nước thường có BOD5 khoảng 6.000mg/l, tổng các chất rắn (TSS) khoảng 15.000 mg/l, tổng nitơ khoảng 700 mg/l ( trong đó N-NH3 là 400 mg/l), tổng phốt pho khoảng 250 mg/l và tổng dầu mỡ khoảng 8.000 mg/l. Bùn cặn đã lên men được làm khô trên sân phơi bùn, trong hầm ủ làm phân compot hoặc xử lý tiếp tục trong các bãi lọc ngập nước trồng cây phía trên.

Khi ra khỏi bể COD của nước thải giảm từ 25% đến 50%. Nồng độ các chất bẩn trong  dòng nước thải ra khỏi bể tự hoại  nằm ở trong giới hạn sau đây :

-BOD5 : 120-140 mg/l

-Tổng các chất rắn: 50-100 mg/l

-Nitơ amôn (N-NH3 ):20-50 mg/l

-Nitơ nitơrat ( N-NO3) : <1 mg/l

-Tổng nitơ : 25-80 mg/l

-Tổng phốt pho : 10-20 mg/l

-Tổng coliform : 103-106 MPN/100ml

-Virut : 105-107 PFU/ml

Đối với các ngăn lọc kị khí của bể tự hoại có ngăn lọc kị khí, để chống tắc nước sau thời gian từ 18 đến 24 tháng cần phải dỡ lớp vật liệu ra rửa sạch và sau đó nạp lại. Sau thời gian lên men các chất không hoà tan nổi lên từ lớp bùn cặn vào nước.  Trong nhiều trường hợp, hiệu quả xử lý hỗn hợp nước thải và cặn lắng trong bể tự hoại có ngăn lọc kị khí  không ổn định. Lớp màng nổi trên bề mặt bể tự hoại thường làm giảm dung tích công tác và nhiểm bẩn nước trở lại. Vì vậy cần phải định kỳ phá màng nổi và hút bùn cặn từ bể tự hoại.

(Nguồn:ST)