Lọc đa phương tiện: Tính diện tích lọc, tổn thất áp sạch và rửa ngược

Đối tượng đọc: kỹ sư thiết kế xử lý bậc 3 (tertiary) khu đô thị nhiệt đới. Thời gian đọc: ~6 phút. Công cụ liên quan: Thiết kế bể lọc đa phương tiện · Cẩm nang thiết kế

Nguyên lý

Nước qua lớp vật liệu (anthracite / cát / sỏi), cặn lơ lửng bị giữ lại. Lọc đa phương tiện (dual / multimedia) cho tốc độ cao hơn lọc cát nhanh, thường đặt sau sinh học hoặc màng để polishing TSS.

Diện tích lọc

A_net = Q/(v·24); A_total = A_net·n/(n−1); A_cell = A_total/n. Δh = 180·(1−ε)²/ε³·ν·v·L/(g·d²).

Với Q = 10000 m³/d, v = 10 m/h, n = 4 ngăn, L = 1,0 m, d10 = 0,6 mm, ε = 0,45, T = 30 °C: ν = 1,0e-6·0,8^((30−20)/10) = 0,8e-6 m²/s; A_total = 10000·4/(10·24·3) ≈ 55,6 m², A_cell ≈ 13,9 m²; Δh ≈ 0,38 m.

Rửa ngược

V_bw = v_bw·A_cell·(t_bw/60). Tốc độ rửa 30–60 m/h × 5–15 min; có thể kết hợp sục khí 50–60 m/h.

Dải thiết kế điển hình

Dual / multimedia: v ≤ 10–12 m/h; cát nhanh 5–8 m/h; lớp vật liệu 0,6–1,2 m; luôn ≥2 ngăn (1 ngăn off-line rửa). Nhiệt đới ν(30 °C) ≈ 0,8·ν(20 °C) → Δh thấp hơn, nhưng vẫn giữ v trong cửa sổ.

5 sai lầm thiết kế

1. Chỉ 1 ngăn: không rửa ngược khi vận hành → nghẽn, tràn.
2. v > 12 m/h: cặn cuốn theo nước ra, TSS ra tăng.
3. Quên ν nhiệt đới: tính Δh sai nếu dùng ν(20 °C).
4. Lớp vật liệu < 0,6 m: giữ cặn kém, tuổi thọ ngắn.
5. Không tính V_bw: bể chứa nước rửa quá nhỏ → rửa không sạch.

Kết luận

Bể lọc đa phương tiện: A_total = Q·n/(v·24·(n−1)), Δh = 180·(1−ε)²/ε³·ν·v·L/(g·d²), rửa ngược 30–60 m/h × 5–15 min, giữ v ≤ 12 m/h và luôn ≥2 ngăn.