TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
LỚP DH11HH
BÁO CÁO KĨ THUÂT MÔI TRƯỜNG
Â
ĐỀ TÀI : CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI
BẰNG CƠ HỌC, HÓA LÝ, SINH HỌC
1
Mục lục
Phần1.
Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học.............5
1.Lắng..............................................................................................................................5
1.
1.2
1.3
1.4
1.5
Nguyên tắc...................................................................................................5
Phân loại.......................................................................................................5
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng....................................................6
Các thiết bị lắng...........................................................................................7
Quy trình vâ n hành......................................................................................9
â
1.2Lọc..............................................................................................................................10
1.2
21.
1.23
1.24
Nguyên tắc.................................................................................................10
Phân loại.....................................................................................................11
Các thiết bị lọc...........................................................................................11
Quy trình vâ n hành....................................................................................12
â
1.3Tuyển nổi....................................................................................................................16
1.3
1.32
1.3
1.34
1.35
Khái niê m...................................................................................................16
â
Nguyên tắc.................................................................................................17
Mục đích....................................................................................................17
Các phương pháp tuyển nổi.......................................................................17
Quy trình công nghê â tuyển nổi..................................................................21
1.4Tách rác......................................................................................................................22
1.4
Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn............................................................22
Phần2.
Các phương pháp xử lí môi trường bằng hóa lý................................25
2.1Keo tụ tạo bông..........................................................................................................25
2.1
2.1
2.13
2.14
52.1
2.16
Khái niê m...................................................................................................25
â
Mục đích....................................................................................................25
Nguyên tắc.................................................................................................25
Cơ chế vâ ân hành........................................................................................27
Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình KTTB...............................................29
Thiết bị.......................................................................................................29
2.Oxy hóa......................................................................................................................31
2.1
2.
2.3
Oxy hóa bằng Clo và các hợp chất của Clo..............................................32
Oxy hóa bằng hydroperoxit.......................................................................33
Quá trình Fenton trong xử lý nước thải.....................................................33
2.31Định nghĩa quá trình Fenton trong xử lý nươc thải..................................33
2.3Quá trình Fenton trong xử lý nước thải.....................................................34
2.3Ứng dụng quá trình Fenton trong xử lý nước thải:...................................35
2.34Ứng dụng quá trình Fenton trong xử lý nước thải dệt nhuộm:.................36
..........22.35Ứng dụng quá trình Fenton xử lý nước bề mặt nhiễm thuốc trừ sâu:
....................................................................................................................37
2
2.4
52.
2.6
2.7
Oxy hóa bằng piroluzit MnO2...................................................................39
Oxy hoá bằng oxy trong không khí...........................................................40
Ozon hóa....................................................................................................40
Các phương pháp oxy hóa khác................................................................42
2.3Khử trùng....................................................................................................................42
2.31
2.3
Các phương pháp lý học............................................................................43
Các phương pháp hóa học.........................................................................45
Phần3.
Phương pháp xử lí nước thải sinh học................................................53
3.1.Nguyên tắc............................................................................................................53
3.2.Phân loại...............................................................................................................53
3.2.1. Phương pháp công nghệ sinh học lên men kị khí.........................................53
3.2.1.1 Thiết bị...........................................................................................56
3.2.1.2 Công nghệ sinh học kỵ khí UASB................................................57
3.2.1.3 Công nghệ lọc kị khí bám dính cố định – AFR............................58
3.2.2 Công nghệ sinh học hiếu khí.........................................................................58
3.2.2.1 Công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank)
60
3.2.2.2 Công nghệ xử lý sinh học dạng mẻ (SBR)...................................63
......3.2.2.3 Công nghệ RBC ( Roltating Biological Contactor – Đĩa quay
sinh học);....................................................................................................66
3.2.2.4. Công nghệ lọc sinh học (Trickling Filter)....................................72
3.2.2.5. Công nghệ sinh học MBBR.........................................................74
3.2.3 Công nghệ sinh học thiếu khí Anoxic............................................................79
3.2.3.1 Công nghệ sinh học USBF..........................................................................81
Tài liệu tham
khảo..................................................................................................86
3
Giới thiê êu chung về tình hình môi trường hiê ên nay
Một vấn đề nóng bỏng, gây bức xúc trong dư luận xã hội cả nước hiện nay là
tình trạng ô nhiễm môi trường sinh thái do các hoạt động sản xuất và sinh hoạt
của con người gây ra. Vấn đề này ngày càng trầm trọng, đe doạ trực tiếp sự phát
triển kinh tế - xã hội bền vững, sự tồn tại, phát triển của các thế hệ hiện tại và
tương lai. Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh CNH,
HĐH hiện nay không chỉ là đòi hỏi cấp thiết đối với các cấp quản lí, các doanh
nghiệp mà đó còn là trách nhiệm của cả hệ thống chính trị và của toàn xã hội.
Trong những năm đầu thực hiện đường lối đổi mới, vì tập trung ưu tiên phát
triển kinh tế và cũng một phần do nhận thức hạn chế nên việc gắn phát triển kinh
tế với bảo vệ môi trường chưa chú trọng đúng mức. Tình trạng tách rời công tác
bảo vệ môi trường với sự phát triển kinh tế - xã hội diễn ra phổ biến ở nhiều
ngành, nhiều cấp, dẫn đến tình trạng gây ô nhiễm môi trường diễn ra phổ biến và
ngày càng nghiêm trọng. Đối tượng gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là hoạt động
sản xuất của nhà máy trong các khu công nghiệp, hoạt động làng nghề và sinh
hoạt tại các đô thị lớn. Ô nhiễm môi trường bao gồm 3 loại chính là: ô nhiễm đất,
ô nhiễm nước và ô nhiễm không khí. Trong ba loại ô nhiễm đó thì ô nhiễm không
khí tại các đô thị lớn, khu công nghiệp và làng nghề là nghiêm trọng nhất, mức độ
ô nhiễm vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép. Vì vậy bảo vệ môi trường sinh thái
trong quá trình CHN, HĐH hiện nay là yêu cầu cấp thiết đặt ra đối với cả hệ
thống chính trị, các cấp, các ngành, các tổ chức, doanh nghiệp và của mọi công
dân. Trong bài báo cáo này, chúng em muốn giới thiê âu về mô t số biê ân pháp xử lí
â
môi trường như cơ học, hóa lý và sinh học, hi vọng nó sẽ giúp ích cho thầy cô và
các bạn hiểu mô ât phần nào đó về các biê n pháp để có thể chung tay bảo vê â môi
â
trường sống của chúng ta!
Phần 1. Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
1.1. Lắng
1.1.1. Nguyên tắc
Nguyên tắc chung: Vật thể có khối lượng riêng đủ lớn dưới tác dụng của trọng
lực xảy ra quá trình lắng.
1.1.2. Phân loại
Quá trình
lắng
Mô tả
Ứng dụng
Lắng hạt
riêng lẻ
(discrete
particle
settling)
- Đề cập đến quá trình lắng bởi
trọng lực trong dung dịch có hàm
lượng chất rắn thấp với điều kiện
trường gia tốc ổn định.
- Xử lý hạt cát trong
môi trường lỏng (bể
lắng cát).
Lắng tạo
bông
(Flocculent
settling)
- Các hạt được lắng theo các thực
thể riêng biệt và không có sự tương
tác đáng kể đối với các hạt bên
cạnh.
- Đề cập đến quá trình lắng trong
dung dịch mà trong quá trình lắng
các hạt rắn kết hợp hoặc đông tụ lại
với nhau.
- Thông qua quá trình đông tụ này,
các hạt luôn gia tăng về khối lượng
trong quá trình lắng và làm thay
đổi vận tốc lắng.
- Quá trình này có thể có sự bổ
sung chất trợ lắng (polymer) để
thúc đẩy vận tốc lắng.
- Xử lý bụi trong môi
trường không khí
(buồng lắng bụi)
- Các quá trình lắng
tuân thủ theo định luật
Stokes
- Loại bỏ một phần
TSS trong nước thải
tại bể lắng sơ cấp.
- Loại bỏ các bông cặn
trong bể lắng.
- Giảm một phần BOD
và P.
- Có thể diễn ra trong
bể lắng sơ cấp.
- Một phần chất trợ lắng có thể
được tuần hoàn lại quá trình lắng.
Lắng cản trở
(Hindered
settling) hay
là lắng vùng
- Đề cập đến dung dịch có hàm
lượng rắn trung bình trong đó lực
tương tác giữa các hạt có ảnh
hưởng cản trở đến quá trình lắng
của các hạt xung quanh.
- Các hạt có xu hướng duy trì ở vị
5
Diễn ra trong bể lắng
thứ cấp sử dụng trong
quá trình xử lý sinh
học (bể lắng thứ cấp
của quá trình sinh học
hiếu khí Aerotank).
trí cố định đối với nhau. Khối
lượng của hạt ổn định ở một giá trị
cụ thể.
- Bề mặt rắn - lỏng hình thành phía
trên khối lắng.
Lắng nén ép
(Compressio
n settling)
- Đề cập đến quá trình lắng trong
đó các hạt rắn ở một giá trị nồng
độ tương đối lớn để tạo thành một
cấu trúc và quá trình lắng tiếp theo
chỉ diển ra bởi sự nén ép của lớp
cấu trúc này.
- Quá trình nén diễn ra nhờ khối
lượng của hạt rắn đã được tạo ra ổn
định trong cấu trúc thông qua quá
trình lắng từ dung dịch nổi trên bề
mặt.
Bảng 1: Phân loại các quá trình lắng
Hình 1: Các quá trình lắng
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng
Quá trình lắng phụ thuô âc vào :
‒ Thể tích bể lắng
6
Thường diễn ra ở lớp
dưới của thiết bị lắng
(bể lắng sơ cấp hay
thiết bị làm đặc bùn).
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
Lưu lượng nước thải
Thời gian lắng
Khối lượng riêng
Tải lượng chất rắn lơ lửng
Tải lượng thủy lực
Sự keo tụ các hạt rắn
Vâ ân tốc dòng chảy trong bể
Sự nén bùn đă âc
Từ công thức tính vận tốc lắng:
u
√
4 gd p p− p
3 pξ
, m/s
Vận tốc lắng phụ thuộc vào các yếu tố sau:
‒ Đường kính hạt d: đường kính hạt càng lớn thì vận tốc lắng càng nhanh, quá
trình lắng sẽ diễn ra nhanh hơn.
‒ Độ chênh lệch khối lượng riêng giữa 2 pha (liên tục và phân tán): quá trình
lắng là một hàm số của sự chênh lệch khối lượng riêng của 2 pha liên tục và
phân tán.
‒ Hệ số trở lực: hệ số trở lực tỷ lệ nghịch với vận tốc lắng. Hệ số trở lực phụ
thuộc vào khối lượng riêng của pha liên tục, vận tốc chuyển động, đường kính
hạt và độ nhớt của môi trường.
‒ Hệ số lắng (thông qua các thông số vận tốc lắng (u) và độ nhớt của môi trường
(µ)
1.1.4. Các thiết bị lắng
Thiết bị lắng tấm nghiêng
7
Thiết bị lắng kiểu hố ga
Thiết bị lắng hình nón
Thiết bị lắng kiểu răng cào bã
1.1.5. Quy trình vâ Ân hành
8
Quá trình lắng của các hạt rắn trong nước:
Lắng riêng rẽ (Lắng loại I):
Quá trình lắng của các hạt lơ lửng ở nồng độ thấp.
Các hạt lắng riêng rẽ do trọng lực mà không có tương tác với nhau.
Loại các sạn ra khỏi nước ở công đoạn lắng sơ cấp.
Lắng keo tụ ( Lắng loại II)
Quá trình lắng các hạt lơ lửng được keo tụ hình thành hạt các kích thước
lớn hơn.
Loại một phần chất lơ lửng trong nước chưa xử lý trong quá trình lắng
sơ cấp
Loại phần trên của lắng thứ cấp.
Loại bông keo trong quá trình keo tụ.
Lắng vùng (Lắng loại III)
Các hạt tương tác với nhau cản trở lắng riêng rẽ và tạo thành một khối
có trọng lượng lớn và lắng cùng nhau tạo thành hai lớp tách biệt nhau.
Xảy ra trong quá trình lắng thứ cấp tiếp sau quá trình xử lý sinh học.
Lắng nén (Lắng loại IV)
Quá trình lắng của các hạt trong nước có nồng độ cao.
Các hạt liên kết tạo nên một cấu trúc.
Các hạt khác rơi vào cấu trúc làm tăng trọng lượng của cấu trúc và lắng
xuống.
Diễn ra ở phần thấp của khối lượng bùn lắng, ở đáy của bể lắng thứ cấp
hoặc bể nén bùn.
9
1.2. Lọc
1.2.1. Nguyên tắc
Quá trình phân riêng hỗn hợp không đồng nhất bằng cách cho hỗn hợp qua lớp
vách ngăn: pha phân tán bị giữ lại còn pha liên tục sẽ đi qua vách ngăn
Màng lọc loại bỏ các hạt vật chất từ dòng nước thải mang nó khi các hạt này va
chạm và sau đó được bắt giữ trên hoặc trong vật liệu lọc. Thời gian lọc tăng lên
thì độ dày các hạt vật chất lắng đọng tại vật liệu lọc cũng tăng lên và chúng sẽ
đóng vai trò như một phần của vật liệu lọc đối với những hạt đến sau. Khi lượng
chất thải lắng đọng quá nhiều, làm tăng áp suất cần thiết để đẩy dòng khi đi qua
vật liệu lọc thì màng lọc cần được thay thế hay làm sạch.
Quá trình loại bỏ hạt rắn bởi màng lọc thông qua 3 cơ chế chính (hình sau):
Hình 6: Các cơ chế chính trong quá trình lọc
* Thu bắt trực tiếp (direct interception): diễn ra khi dòng nước thải đi qua
trong phạm vi ½ đường kính vật liệu lọc, không quan tâm đến đường kính hạt,
khối lượng hay tính chất, nó sẽ bị thu giữ nếu dòng nước thải đi đủ gần vật liệu
lọc.
* Thu bắt quán tính (inertial impaction): diễn ra khi nước thải đi qua vật
liệu lọc ở khoảng cách xa hơn, tuy nhiên lực quán tính của hạt làm cho nó có xu
hướng chuyển động thẳng tách ra khỏi dòng nước mang nó và điều này giúp nó
vẫn va chạm với vật liệu lọc và bị thu giữ.
* Thu bắt do lực hút tĩnh điện (electrostatic attraction): diễn ra khi cả hạt
bẩn và vật liệu lọc đều trải qua quá trình tích điện, thắng được lực quán tính rồi
sau đó được giữ lại bởi vật liệu lọc thay vì thoát ra ngoài cùng dòng nước.
Màng lọc lớp cố định sử dụng các hạt vật liệu có đường kính từ 0,5 – 1mm
với tải trọng lọc hay vận tốc lọc từ 4,9 – 12,2 m/h. Khi nước sạch chảy qua lớp vật
10
liệu sạch, độ giảm áp suất có thể được xác định bằng công thức sau (phương trình
Kozeny):
2
h kμ1−ε A 2
v
L
V
g ρε 3
Trong đó:
h: Độ giảm áp suất trong màng lọc có độ dày L, m
k: Hệ số Kozeny, bằng 6
g: Gia tốc trọng trường, 9,81m/s2
µ: Độ nhớt tuyệt đối của nước, N.s/m2
ρ
ε
A
V
: Khối lượng riêng của nước, kg/m3
: Độ rỗng của vật liệu lọc, vô thứ nguyên
: Tỷ số của diện tích bề mặt hạt lọc trên một đơn vị thể tích, =6/d với
hạt hình cầu, =
6
ψd
đối với hạt bất kỳ (
ψ
là hệ số hình dạng hạt)
v: vận tốc lọc, m/s
1.2.2. Phân loại
‒ Tạo chênh lệch áp suất không đổi (∆P = const):Quá trình lọc gián đoạn
Vận tốc lọc thay đổi từ wmax→0
‒ Lọc với áp suất thay đổi: Quá trình lọc liên tục
Vận tốc lọc không đổi (w = const)
1.2.3. Các thiết bị lọc
Hê â thống lọc liên tục
11
1.2.4.
Quy trình vâ Ân hành
Lọc được xem là quá trình quan trọng trong quá trình xử lý nước thải và nước
cấp. Đây là quá trình loại bỏ các hạt rắn lơ lửng có trong nước bằng cách cho
dòng nước đi qua các loại vật liệu lọc. Vật liệu lọc có thể là cát, than, diatomit,
khoáng ilmenite hoặc các loại vật liệu sợi dệt.
Lọc cát đã được sử dụng từ lâu và cho đến nay vẫn tỏ ra là một biện pháp xử lý
có hiệu quả cao. Đây là biện pháp xử lý hiệu quả các bông cặn chứa các vi sinh
vật như tảo, vi khuẩn, virut. Quá trình lọc thông thường diễn ra sau các quá trình
xử lý sơ bộ như đông tụ, keo tụ, lắng. Tuy nhiên, quá trình lọc có thể được sử
dụng trực tiếp đối với những nguồn nước có độ sạch nhất định. Quá trình lọc hai
lớp (cát, than hoạt tính) cho hiệu quả xử lý cao hơn so với quá trình lọc một lớp và
12
được sử dụng phổ biến hơn. Tất cả các loại màng lọc cần được làm sạch sau một
chu kỳ hoạt động nhất định dựa vào độ giảm áp suất trong quá trình lọc.
Màng lọc có thể đươc phân loại dựa vào tải trọng lọc cho phép (allowing loading
rate). Tải trọng lọc là lưu lượng của vật liệu cần lọc (khí, lỏng) trên một đơn vị
diện tích bề mặt vật liệu lọc và được xác định bằng:
V
Q
A
, m3/m2.ngày
Trong đó
V: tải trọng lọc, m3/m2.ngày
Q: lưu lượng cần lọc, m3/ngày
A: diện tích vật liệu lọc, m2
Dựa vào tốc độ lọc này, người ta có thể phân chia thành: lọc chậm, lọc nhanh và
lọc tốc độ cao. Đối với mỗi loại vật liệu lọc đều có các tiêu chí thiết kế cơ bản
như: tải trọng lọc, kích thước hiệu quả, hệ số đồng nhất, yêu cầu chiều sâu tối
thiểu và quá trình rửa lọc. Tải trọng lọc đối với quá trình lọc nhanh vào khoảng
120m3/m2.ngày. Với lọc tốc độ cao thì giá trị này có thể gấp từ 4 đến 5 lần.
* Kích thước vật liệu lọc
Kích thước hạt là đặc tính cơ bản nhất của vật liệu lọc ảnh hưởng đến quá trình
lọc. Kích thước hạt ảnh hưởng đến độ giảm áp suất đối với cả màng lọc sạch và
màng lọc trong quá trình vận hành.
Nếu vật liệu lọc có hạt càng nhỏ thì áp lực sử dụng để tạo ra quá trình lọc càng
lớn để khắc phục trở lực ma sát trong quá trình lọc. Ngược lại, nếu kích thước hạt
quá lớn sẽ có nhiều vật chất ô nhiễm dạng hạt có kích thước nhỏ sẽ lọt qua màng
lọc.
* Độ giảm áp suất
Màng lọc lớp cố định sử dụng các hạt vật liệu có đường kính từ 0,5 – 1mm với tải
trọng lọc hay vận tốc lọc từ 4,9 – 12,2 m/h. Khi nước sạch chảy qua lớp vật liệu
sạch, độ giảm áp suất có thể được xác định bằng công thức sau (phương trình
Kozeny):
2
h kμ1−ε A 2
v
L
V
g ρε 3
Trong đó:
h: Độ giảm áp suất trong màng lọc có độ dày L, m
k: Hệ số Kozeny, bằng 5 đối vất vật liệu lọc mới.
13
g: Gia tốc trọng trường, 9,81m/s2
µ: Độ nhớt tuyệt đối của nước, N.s/m2
ρ
ε
A
V
: Khối lượng riêng của nước, kg/m3
: Độ rỗng của vật liệu lọc, vô thứ nguyên
: Tỷ số của diện tích bề mặt hạt lọc trên một đơn vị thể tích, =6/d với hạt hình
cầu, =
6
ψd
đối với hạt bất kỳ (
ψ
là hệ số hình dạng hạt)
v: vận tốc lọc, m/s
Quá trình lọc kết thúc khi nồng độ chất rắn lơ lửng SS trong dòng nước sau xử lý
bắt đầu gia tăng vượt quá mực độ cho phép chấp nhận được hay khi mức độ giảm
áp suất quá mức diễn ra trong màng lọc. Khi đạt đến một trong hai điều kiện này,
quá trình lọc sẽ đạt đến giới hạn và quá trình làm sạch sẽ bắt đầu diễn ra để loại
bỏ bớt lượng chất rắn lơ lửng đã tích lũy trên vật liệu lọc. Quá trình làm sạch diễn
ra bằng cách cho dòng nước chảy ngược lại so với chiều diễn ra quá trình lọc.
Lượng nước làm sạch thích hợp khi chúng tạo ra được trạng thái trương nở (tầng
sôi) làm cho các hạt trong lớp lọc tách rời nhau.
Các vật liệu tích lũy trong lớp vật liệu lọc sẽ được loại bỏ bởi các lực cắt được tạo
ra bởi nước làm sạch khi chúng di chuyển qua các lớp vật liệu lọc đã bị trương nở.
Hình: Mối quan hệ giữa các thông số: hiệu quả lọc, trở lực và thời gian lọc
* Quá trình làm sạch
Quá trình lọc kết thúc khi nồng độ chất rắn lơ lửng SS trong dòng nước sau xử lý
bắt đầu gia tăng vượt quá mực độ cho phép chấp nhận được hay khi mức độ giảm
14
áp suất quá mức diễn ra trong màng lọc. Khi đạt đến một trong hai điều kiện này,
quá trình lọc sẽ đạt đến giới hạn và quá trình làm sạch sẽ bắt đầu diễn ra để loại
bỏ bớt lượng chất rắn lơ lửng đã tích lũy trên vật liệu lọc. Quá trình làm sạch diễn
ra bằng cách cho dòng nước chảy ngược lại so với chiều diễn ra quá trình lọc.
Lượng nước làm sạch thích hợp khi chúng tạo ra được trạng thái trương nở (tầng
sôi) làm cho các hạt trong lớp lọc tách rời nhau.
Các vật liệu tích lũy trong lớp vật liệu lọc sẽ được loại bỏ bởi các lực cắt được tạo
ra bởi nước làm sạch khi chúng di chuyển qua các lớp vật liệu lọc đã bị trương nở.
Hình: Cơ chế quá trình lọc (hình trên) và tái sinh vật liệu lọc backwashing (hình
dưới)
1.3. Tuyển nổi
1.3.1. Khái niêm
Â
15
Tuyển nổi là một quá trình tách các chất lơ lửng, chất hoạt tính bề mặt, dầu mỡ,…
trong nước thải bằng bọt khí nổi. Hiện nay, tuyển nổi ngoài việc được áp dụng
rộng rãi trong quy trình xử lý nước thải, còn được áp dụng trong xử lý nước cấp
cho sinh hoạt.
1.3.2.
Nguyên tắc
Lợi dụng sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của hạt và pha lỏng để tách hạt rắn
ra.
1.3.3. Mục đích
Tách các tạp chất ở dạng hạt rắn (cặn lơ lững) hoặc lỏng phân tán không tan
(dầu, mỡ), tự lắng kém ra khỏi pha lỏng, tách các hạt có tỷ trọng nhỏ hơn tỷ
trọng chất lỏng chứa nó.
Tách các chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt.
Trong xử lý nước thải:
‒ Tách các chất lơ lửng.
‒ Làm đặc bùn sinh học.
Ứng dụng:
Xử lý nước thải sinh hoạt.
Xử lý nước thải công nghiệp:
‒ Nhiễm dầu.
‒ Thuộc da.
‒ Chế biến thịt.
‒ Tái chế giấy.
‒ Thực phẩm.
‒ Chế tạo máy…
16
1.3.4. Các phương pháp tuyển nổi
Tuyển nổi với tách không khí từ dung dịch: Áp dụng để làm sạch nước thải
chứa hạt ô nhiễm rất mịn.
Bản chất: tạo dung dịch quá bão hòa không khí.
Nguyên tắc hoạt động chung:
Nước được bão hòa không khí ==> không khí tách khỏi nước ==> các bọt khí nhỏ
nổi lên trên mă ât nước
Tùy thuộc vào biện pháp tạo dung dịch quá bão hòa người ta chia ra các loại tuyển
nổi sau:
‒ Tuyển nổi chân không.
‒ Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí hòa tan).
‒ Tuyển nổi bơm dâng.
Ưu điểm:
Nước Các bong
Buồng thông bóng tuyển nổi
Buồng
thải Bơm chân khí
được
khí không
(P rất
bảo hòa = 225-300mmHg)
nhỏ
không thoát ra
khí ở áp làm nổi
suất khí một phần
quyển chất bẩn
Sự tạo bọt khí và sự kết dính với các hạt bẩn diễn ra trong môi trường yên tĩnh.
Hiệu suất tuyển nổi cao.
Tiêu hao năng lượng thấp.
Nhược điểm:
‒ Độ bão hòa của nước bởi không khí không lớn không áp dụng được khi nồng
độ hạt lơ lửng cao (không lớn hơn 250-300mg/l).
‒ Chế tạo thiết bị tuyển nổi kín và có bố trí cào cơ khí bên trong cấu tạo phức
tạp, khó khăn trong công tác quản lý nhất là khi phải sửa chữa.
17
‒ Nhiệt độ cao độ hòa tan của không khí giảm
thải có nhiệt độ cao.
không thể áp dụng cho nước
Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí hòa tan)
Các quá trình trong tuyển nổi áp lực: Trong quá trình tuyển nổi áp lực xảy ra lần
Cấp Hòa tan bọt khí
Tạo
khôngkhông từ dung dính
Kết
khí vào Tách cặnBám dính
khí vào
dịch quá khí
ra bọt
nướckhỏi nướchòa khí
nước
bão trong vào
cặn
bể tuyển nổi khí
bọt
lượt các công đoạn sau:
Điều kiện hoạt động:
‒ Hoạt động ở áp suất trong bình cao áp là 0.17-0.39 MPa.
‒ Thời gian lưu trong bình cao áp là 14 phút, trong bồn tuyển nổi là 10-20 phút.
‒ Thể tích không khí chiếm 1.5-5% thể tích nước cần xử lí.
Ưu điểm:
Làm sạch nước với nồng độ chất lơ lửng cao ( 4 – 5 g/l).
Tạo ra các bọt khí đều và mịn.
Hiệu quả khử cặn lơ lửng cao (80-85%).
Thiết bị cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, dễ thực hiện thi công, lắp đặt sửa chữa.
Nhược điểm:
‒ Hiệu quả xử lí phụ thuộc vào nhiệt độ, nước và áp suất làm thoáng đòi hỏi
trình độ kĩ thuật khi vận hành.
‒ Phương pháp này không có hiệu quả khi nhiệt độ lớn hơn 40 độ C.
Tuyển nổi bơm dâng
Thiết bị bơm dâng được xử dụng để xử lí nước thải trong công nghiệp hóa học.
Sơ đồ hệ thống tuyển nổi bơm dâng:
18
Ưu điểm:
Có kết cấu đơn giản.
Chi phí năng lượng khoảng 2-4 lần ít hơn thiết bị áp suất.
Nhược điểm: buồng tuyển nổi phải được bố trí cao.
Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ khí
Sự phân tán khí trong thiết bị tuyển nổi được thực hiện nhờ bơm tuabin kiểu cánh
quạt, đó là đĩa có cánh quay hướng lên trên.
Thiết bị này được ứng dụng để xử lí nước có nồng độ các hạt lơ lửng cao (lớn
hơn 2g/l).
Ưu điểm: xử lí nước có nồng độ các hạt lơ lửng cao (lớn hơn 2g/l).
Nhược điểm: khó tạo được những bọt khí phân tán tốt phương pháp này không
được dùng để xử lí triệt để các loại nước thải.
Tuyển nổi với việc cho không khí qua vật liệu xốp
19
‒ Khi cho không khí qua các tấm xốp sẽ thu được các bọt khí có kích thước
bằng:
R 6 √ σr 2
4
Trong đó: R,r là bán kính bọt khí và lỗ (m).
σ là sức căng bề mặt nước.
‒ Hiệu quả tuyển nổi phụ thuộc:
Kích thước lỗ xốp
Áp suất không khí (0,1-0,2MPa).
Lưu lượng không khí
Thời gian tuyển nổi (20-30 phút).
Mực nước trong buồng tuyển nổi (1,5-2m)
Ưu điểm:
Kết cấu buồng tuyển nổi đơn giản.
Chi phí năng lượng thấp.
Nhược điểm:
Các lỗ xốp mau bị bẩn và dễ bịt kín.
Khó chọn vật liệu có lỗ giống nhau để tạo bọt khí nhuyễn và kích
thước bằng nhau.
Ngoài ra, người ta còn thực hiện một số phương pháp tuyển nổi khác:
Tuyển nổi hóa hoc.
Tuyển nổi sinh học.
Tuyển nổi ion.
Tuyển nổi điện hóa.
Tuyển nổi tự nhiên
1.3.5. Quy trình công nghê Âtuyển nổi
Cơ sở quá trình tuyển nổi
Sự lôi cuốn của các hạt lơ lững lên bề mặt khí phân tán nhỏ.
Các bọt khí kết dính với các hạt lơ lững trong nước. Khi lực nổi của tập hợp
này đủ lớn sẽ cùng nhau nổi lên mặt nước.
Sơ đồ công nghệ của quá trình tuyển nổi
20
- Xem thêm -