Hệ thống thoát nước chân không
Hệ thống thoát nước chân không bao gồm một trạm chân không, nơi chân không được tạo ra, hệ thống đường ống chân không, các buồng thu gom với các bể thu gom và các đơn vị van điều tiết. Trái ngược với hệ thống thoát nước thải tự chảy thông thường với các trạm bơm trung gian, áp suất trong hệ thống chân không được duy trì dưới áp suất khí quyển. Hơn nữa, công nghệ chân không làm giảm lượng nước tiêu thụ đáng kể, cho phép lắp đặt linh hoạt bất kể địa hình và nguồn nước sẵn có. Ngoài ra, nó cho phép sử dụng xử lý riêng biệt các loại nước thải(tách nước đen và nước xám).
Ưu điểm
- Cần ít nước hơn để vận chuyển phân và phân đến hệ thống xử lý tập trung
- Tiết kiệm đáng kể chi phí xây dựng và thời gian xây dựng ngắn hơn nhiều
- Đường ống: Đường ống đặt trong rãnh nông và hẹp; đường ống đường kính nhỏ, xây dựng đường ống linh hoạt, dễ dàng đặt đường ống xung quanh chướng ngại vật
- Hệ thống thoát nước và đường ống dẫn nước có thể được đặt trong một rãnh chung
- Hệ thống kín không rò rỉ hoặc có mùi
- Không có hố ga dọc theo hệ thống thoát nước chân không
- Một trạm chân không trung tâm có thể thay thế một số trạm bơm
Nhược điểm
- Cần thiết kế của chuyên gia
- Cần năng lượng để tạo ra chân không ổn định
- Chi phí đầu tư tương đối cao
- Tái chế chất dinh dưỡng và năng lượng trở nên khó khăn
- Không phù hợp để tự xử lý, đòi hỏi các kỹ sư vận hành có tay nghề cao và được đào tạo
Nguyên tắc thiết kế cơ bản
Hệ thống thoát nước chân không sử dụng nguồn chân không trung tâm để chuyển nước thải từ các hộ gia đình đến trạm thu gom trung tâm (UNEP 2002). Nó là một hệ thống vận chuyển nước thải được cơ giới hóa. Không giống như dòng chảy trọng lực (ví dụ: cống thông thường, cống riêng biệt hoặc cống đơn giản), cống chân không sử dụng áp suất không khí chênh lệch (áp suất âm) để di chuyển nước thải. Cần có nguồn điện trung tâm để vận hành bơm chân không để duy trì chân không (áp suất âm) trên hệ thống thu gom. Hệ thống yêu cầu van giao diện chân không / trọng lực thường đóng tại mỗi điểm vào để làm kín các đường để có thể duy trì chân không. Các van này, nằm trong các hố van, mở ra khi một lượng nước thải được xác định trước tích tụ trong bể thu gom. Kết quả là sự chênh lệch áp suất giữa khí quyển và chân không trở thành động lực đẩy nước thải về phía trạm chân không (PDH ENGINEER 2007).
Vận chuyển nước thải
Một đường tự chảy truyền thống đưa nước thải xuống buồng thu gom (nên kết hợp với đường ống hút chân không hoặc bồn cầu xả thấp). Ngay sau khi mức đạt đến độ cao xác định, van giao diện chân không sẽ mở ra và áp suất âm sẽ hút nước thải vào ống thoát chân không chính. Cuối hệ thống ống có bể thu gom. Khi bể chứa đầy đến mức xác định trước, máy bơm nước thải sẽ chuyển các chất chứa đến nhà máy xử lý thông qua hệ thống cống thông thường hoặc riêng biệt. Điều quan trọng là phải hiểu rằng hệ thống thu gom được giữ ở mức chân không ổn định và liên tục.
Buồng thu gom
Nước thải từ các nhà dân được giữ lại trong các buồng thu gom, có van điều tiết khí nén ở gần các nhà dân. Khi một lượng nước thải nhất định được thu gom vào bể chứa trong buồng, một bộ điều khiển khí nén sẽ được kích hoạt bằng áp suất thủy tĩnh. Bộ điều khiển mở một van giao diện trong một khoảng thời gian có thể điều chỉnh được. Nước thải (10 đến 50 L) và một lượng không khí nhất định (20 đến 60 L) được thoát ra ngoài qua van mở vào đường cống chân không. Gradient áp suất giữa trạm chân không và áp suất khí quyển tại các hố thu gom là nguyên nhân dẫn đến sự di chuyển của nước thải đến bể chân không (GTZ 2005).
Trạm chân không
Tất cả các cống chân không được kết nối với bình thu gom chân không được lắp đặt tại trạm chân không trung tâm, nơi các máy bơm chân không tạo ra áp suất âm cần thiết (khoảng -0,6 bar). Bình chân không có thể được đặt bên trong hoặc chôn bên ngoài trạm chân không. Bơm chuyển chuyển nước thải từ tàu đến nhà máy xử lý nước thải hoặc đến hệ thống cống rãnh hiện có. Công suất và kích thước của trạm chân không được quyết định bởi các yêu cầu cụ thể của hệ thống cống. Hoạt động của máy bơm chân không và bơm chuyển tải được điều khiển bởi một phần mềm (ROEDIGER 2007).
Đường ống
Ngược lại với đường ống thoát nước tự chảy, việc xây dựng đường ống thoát nước chân không dễ dàng và rẻ hơn. Không cần hố ga hoặc trạm bơm thoát nước, chỉ cần các điểm kiểm tra để thử áp lực. Điều này giúp tránh lắng cặn bùn và không cần làm sạch hố ga (xem thêm phần nhân công hoặc việc làm sạch bằng sức người). Các đường ống của hệ thống cống chân không có đường kính nhỏ hơn (80 đến 250 mm) và rãnh hẹp và nông (1,0 đến 1,2 m). Đó cũng là một lợi thế nếu có mực nước ngầm cao. Có thể dễ dàng vượt qua chướng ngại vật không mong muốn bằng một thiết kế đường ống được sửa đổi và linh hoạt hơn. Nếu một đường ống bị hư hỏng, nguy cơ bị thấm nước thải là rất thấp, vì áp lực âm trong đường cống. Cần có thiết kế của chuyên gia, nhưng công việc xây dựng và lắp đặt có thể được thực hiện bởi các nhà thầu địa phương và các nhà cung cấp ống. Không cần máy móc hạng nặng và không có nguy cơ sập các rãnh sâu (ROEDIGER 2007).
Chi phí
Vì nó là một hệ thống công nghệ cao nên nó rất tốn kém. Nhưng so với hệ thống cống thông thường thì nó rẻ hơn. Chi phí đường ống thấp hơn, vì kích thước nhỏ hơn. Do đó, cần ít vật liệu hơn. Ngoài ra, việc lắp đặt có thể rẻ hơn vì đường ống độc lập với địa hình. Hơn nữa, không cần máy móc hạng nặng để đào các rãnh sâu, do đó, công việc có thể được thực hiện bởi công nhân địa phương, tạo ra việc làm. Cuối cùng, có thể tiết kiệm một lượng lớn nước xả, tiết kiệm và hợp lý về mặt sinh thái. Tuy nhiên, yêu cầu năng lượng không đổi cho việc tạo chân không vĩnh viễn có thể làm tăng chi phí.
Vận hành và bảo trì
Nguy cơ tắc nghẽn thấp và hầu như không có công việc làm sạch / đổ nước. Theo thời gian áp suất trong hệ thống cống chân không nên được kiểm tra. Hệ thống cần công nhân được hướng dẫn để bảo trì và vận hành công việc. Các vấn đề kỹ thuật và / hoặc phức tạp hơn thuộc trách nhiệm của nhà sản xuất.
Khía cạnh sức khỏe
Miễn là nó được bảo trì đúng cách, hệ thống thoát nước chân không sẽ đảm bảo mức độ tiện nghi và vệ sinh cao. Nguy cơ ô nhiễm do rò rỉ rất thấp. Đây là một hệ thống khép kín, do đó hầu như không có sự tiếp xúc giữa nước thải và người vận hành. Tuy nhiên, cần phải có hệ thống xử lý ở cuối đường ống.
Tóm tắt
Nguyên lý làm việc: Hệ thống thoát nước chân không sử dụng nguồn chân không trung tâm để chuyển nước thải từ các hộ gia đình đến trạm thu gom trung tâm.
Công suất: Có thể sử dụng ở những nơi đông dân cư cũng như nông thôn. Nó độc lập với địa hình (khu vực đồi núi hoặc bằng phẳng) và có thể vượt qua bất kỳ chướng ngại vật nào mà không gặp bất kỳ trở ngại nào
Hiệu suất: Hiệu suất rất cao
Chi phí: Chi phí vốn cao nhưng vẫn thấp hơn hệ thống cống tự chảy
Khả năng tương thích tự trợ giúp: Rất thấp
O&M: Nó là một hệ thống đáng tin cậy và không cần bảo trì nhiều
Độ tin cậy: Rất đáng tin cậy
Điểm mạnh chính: Độ sâu chôn cống nông và nó cần một lượng nước xả tối thiểu. Mức độ thoải mái và vệ sinh rất cao.
Điểm yếu chính: Nó tốn kém và nó cần một nguồn năng lượng liên tục cho các máy bơm chân không. Nó cần thiết kế của chuyên gia và phụ thuộc vào một hệ thống tập trung.
Khả năng áp dụng
Về cơ bản, phương pháp hút chân không phù hợp nhất ở những khu vực cần thu gom nhưng các phương án khác quá tốn kém hoặc không khả thi (Phỏng theo HUBA & PANZERBIETER 2006).
- Địa hình bằng phẳng: hệ thống trọng lực yêu cầu lắp đặt ở độ sâu lớn để duy trì dòng chảy phù hợp (trạm bơm, trạm nâng)
- Các lớp đá, cát chảy hoặc mực nước ngầm cao gây khó khăn cho việc đào sâu
- Các khu vực thiếu nguồn cung cấp nước hoặc các cộng đồng nghèo phải trả tiền và không có khả năng cung cấp lượng nước lớn cần thiết cho hoạt động của hệ thống tự chảy
- Các khu vực nhạy cảm về mặt sinh thái
- Các khu vực có thể xảy ra lũ lụt
- Các khu vực có chướng ngại vật đối với tuyến cống tự chảy
- Lắp đặt mạng lưới nước ngọt mới, cho phép lắp đặt đường ống thoát nước trong cùng một rãnh
Ở những nơi thiếu nước uống và / hoặc người dân nghèo, vận tốc xả nước trong cống tự chảy thường khó đạt được và duy trì. Hệ thống chân không dựa vào áp suất âm để đẩy chất lỏng với vận tốc quét và nó phần lớn không phụ thuộc vào thể tích nước được sử dụng.
HIMBA, 2022 (Lược dịch)
Nguồn: https://sswm.info/
Công ty Cổ phần Himba cung cấp các giải pháp tiên tiến nhằm giải quyết các vấn đề về nước một cách hiệu quả. Chúng tôi cam kết mang đến những sản phẩm và dịch vụ tốt nhất cho khách hàng của mình. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ!
CÔNG TY CỔ PHẦN HIMBA
Địa chỉ: Thôn Kính Nỗ, Uy Nỗ, Đông Anh, Hà Nội
Số điện thoại: +(84) 0985 85 88 51
Email: [email protected]
