4 phút đọc

Tính toán thiết kế thiết bị lắng lamen

Lắng Lamen là một thiết bị quan trọng trong xử lý nước thải và nước cấp, sử dụng nguyên lý lắng trọng lực kết hợp với các tấm nghiêng (còn gọi là Lamen hay Lamella) để tăng diện tích tiếp xúc và hiệu quả lắng. Sau đây là hướng dẫn thiết kế cơ bản và nguyên lý hoạt động:

1. Nguyên lý hoạt động của bể lắng Lamen

Bản chất: Lắng Lamen sử dụng các tấm nghiêng hoặc ống nghiêng để tạo bề mặt lắng lớn hơn trên cùng một diện tích bể. Các tấm nghiêng làm giảm khoảng cách mà hạt cặn cần lắng xuống.
Dòng chảy: Nước đi qua các tấm nghiêng, cặn lắng xuống và trượt dọc theo các tấm này để tập trung vào đáy bể.
Hiệu quả: Tăng hiệu quả lắng mà không cần mở rộng kích thước bể.

2. Các thông số thiết kế chính

2.1. Kích thước tấm Lamen (Lamella)

Góc nghiêng tấm Lamen: 55° - 60° so với mặt phẳng ngang (góc tiêu chuẩn để tránh bùn bám).
Khoảng cách giữa các tấm: 50 - 80 mm, tùy thuộc vào tải trọng bùn và chất lượng nước.
Chiều dài tấm Lamen: 1 - 2 m để đảm bảo quãng đường lắng đủ lớn.

2.2. Tải trọng thủy lực

Tốc độ nước chảy qua bể lắng: 0,5 - 1,5 m/h (lý tưởng 1 m/h).
Diện tích bề mặt lắng hiệu dụng: Xác định bằng cách nhân diện tích của từng tấm với số lượng tấm.

Công thức tính tải trọng thủy lực:

Trong đó:

Q: Lưu lượng nước (m³/h)
A (Lắng): Diện tích bề mặt lắng hiệu dụng (m²)

3. Cấu tạo của bể lắng Lamen

Bể lắng Lamen thường có các bộ phận chính như sau:

Vùng phân phối nước đầu vào: Giúp phân phối dòng nước đều vào các tấm nghiêng.
Vùng tấm Lamen (tấm nghiêng): Vùng thực hiện quá trình lắng cặn.
Hệ thống thu nước trong: Thu nước sau lắng và đưa ra ngoài.
Hệ thống thu bùn: Phễu bùn ở đáy bể để gom và xả bùn ra ngoài.

4. Quy trình thiết kế cụ thể

Bước 1: Xác định lưu lượng nước cần xử lý

Xác định Q (m³/h) từ yêu cầu công suất.

Bước 2: Tính diện tích bề mặt lắng hiệu dụng

Sử dụng tải trọng thủy lực tối ưu (q = 1 m/h):

Bước 3: Xác định kích thước tấm Lamen

Xác định chiều dài LLL và khoảng cách ddd giữa các tấm nghiêng.

Bước 4: Tính số lượng tấm Lamen

Tổng diện tích bề mặt các tấm:

Trong đó:

n: Số lượng tấm
L: Chiều dài tấm (m)
W: Chiều rộng tấm (m)
θ: Góc nghiêng tấm

Bước 5: Tính toán và bố trí hệ thống thu nước và xả bùn

Đảm bảo bùn trượt dọc theo tấm nghiêng về phễu bùn.
Xác định thời gian xả bùn định kỳ.

5. Ưu điểm của bể lắng Lamen

Giảm diện tích xây dựng so với bể lắng truyền thống.
Tăng hiệu quả lắng cặn.
Dễ lắp đặt, bảo trì và vận hành.

Tính toán thết kế

1. Dữ liệu đầu vào

Để bắt đầu tính toán, cần các thông số sau:

Lưu lượng nước cần xử lý (Q): m³/h
Tải trọng thủy lực (q): m³/m².h (thường lấy 0,5 - 1,5 m³/m².h)
Góc nghiêng tấm Lamen (θ): 55° - 60°
Chiều dài tấm Lamen (L): 1 - 2 m
Khoảng cách giữa các tấm (d): 50 - 80 mm

2. Các bước tính toán thiết bị lắng Lamen

Bước 1: Tính diện tích bề mặt lắng hiệu dụng

Dùng công thức:

Trong đó:

Q: Lưu lượng nước cần xử lý (m³/h)
q: Tải trọng thủy lực (m³/m².h)

Ví dụ: Nếu Q=100 m³/h, q=1m³/m².h:

Bước 2: Tính diện tích bề mặt các tấm nghiêng (Lamella)

Diện tích lắng của các tấm nghiêng phụ thuộc vào góc nghiêng θ:

Ví dụ:

Bước 3: Tính số lượng tấm Lamen

Tổng diện tích các tấm nghiêng được tính dựa trên kích thước của một tấm.

Giả sử:

Chiều dài một tấm L=2 mL
Chiều rộng tấm W=1 m

Diện tích một tấm:

Số lượng tấm cần thiết:

Bước 4: Tính khoảng cách giữa các tấm

Khoảng cách giữa các tấm thường trong khoảng 50 - 80 mm để đảm bảo dòng chảy không bị tắc nghẽn và bùn dễ trượt xuống.

Chọn khoảng cách tấm d=0,07 md (70 mm).
Với số lượng tấm nnn, chiều rộng tổng cộng của cụm tấm là:

Bước 5: Xác định kích thước tổng thể bể lắng Lamen

Chiều dài bể: Tùy thuộc vào chiều dài tấm Lamen và diện tích cần lắng.
Chiều rộng bể: Dựa trên tổng chiều rộng của cụm tấm Lamen.
Chiều cao bể: Bao gồm:
- Chiều cao vùng phân phối nước vào.
- Chiều cao cụm tấm Lamen (góc nghiêng).
- Chiều cao vùng thu nước và bùn.

Ví dụ sơ bộ:

Chiều dài bể: 2,5 m
Chiều rộng bể: 2 m
Chiều cao bể: 2,5 m

3. Kết quả thiết kế

Dựa trên ví dụ tính toán:

Diện tích bề mặt lắng hiệu dụng: 100 m²
Diện tích tấm nghiêng: 50 m²
Số lượng tấm Lamen: 25 tấm
Khoảng cách giữa các tấm: 70 mm
Kích thước tổng thể bể: 2,5 m (dài) x 2 m (rộng) x 2,5 m (cao).

4. Ghi chú khi thiết kế

Phân phối dòng chảy đều: Nước vào bể cần được phân phối đều trên toàn bộ diện tích các tấm.
Bùn lắng: Đảm bảo góc nghiêng đủ lớn (55° - 60°) để bùn trượt xuống dễ dàng.
Vật liệu tấm Lamen: Thường dùng nhựa PVC, thép không gỉ hoặc composite.
Hệ thống xả bùn: Cần có phễu thu bùn và van xả định kỳ.