Bài giảng Quá trình lắng

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 6/20/2008 ‹#› QUÁ TRÌNH LẮNG KHÁI NIỆM CÁC DẠNG LẮNG BỂ LẮNG ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH LẮNG Khái niệm: Quá trình lắng là quá trình tách bằng trọng lực các hạt lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn nước. Quá trình lắng của các hạt rắn trong nước thải Lắng riêng rẽ Lắng nén Lắng Vùng Lắng keo tụ QUÁ TRÌNH LẮNG 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 thải ở công đoạn lắng sơ cấp. Quá trình lắng của các hạt rắn trong nước thải Quá trình lắng của các hạt rắn trong nước thải 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 thải 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. Quá trình lắng của các hạt rắn trong nước thải 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. Quá trình lắng của các hạt rắn trong nước thải CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH LẮNG - Thể tích bể lắng - Sự nén bùn đặc - Lưu lượng nước thải - Vận tốc dòng chảy trong bể -Sự keo tụ các hạt rắn - Tải lượng thủy lực - Tải lượng chất rắn lơ lửng - Thời gian lắng - Khối lượng riêng CÔNG ĐOẠN SỬ DỤNG QUÁ TRÌNH LẮNG Loại bỏ cát sạn trong lắng sơ cấp Loại bỏ tủa nổi sinh học trong bể lắng bùn hoạt tính Loại bỏ kết tủa do quá trình keo tụ hóa học hoặc trong quá trình cô đặc bùn thải Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải có điều hòa lưu lượng: Song chắn Bể lắng cát Bể điều hòa Trạm bơm Thiết bị đo lưu lượng Bể lắng cấp I Thiết bị xử lý cấp II Bể lắng cấp II 1 2 3 5 6 8 7 4 4 Nước thải CÔNG ĐOẠN SỬ DỤNG QUÁ TRÌNH LẮNG CÁC LOẠI BỂ LẮNG Theo chiều dòng chảy Bể lắng ngang Bể lắng đứng Theo cấu trúc Bể lắng khay Bể lắng có vách ngăn Bể lắng ống Bể lắng theo chiều dòng chảy Bể lắng đứng Bể lắng ngang CÁC LOẠI BỂ LẮNG Bể lắng theo cấu trúc Bể lắng ống CÁC LOẠI BỂ LẮNG Bể lắng theo cấu trúc CÁC LOẠI BỂ LẮNG Bể lắng cát Ứng dụng thực tế Bể lắng cát trong thực tế Ứng dụng thực tế Bể lắng theo phương bán kính Ứng dụng thực tế Quá trình lắng được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước. Lĩnh vực cấp nước Lĩnh vực xử lý nước thải Ứng dụng thực tế Trong cấp nước: quá trình lắng được ứng dụng để xử lý nước ngầm và nước mặt Xử lý nước ngầm: - Tách loại bông cặn Fe[OH sau khi oxi hóa sắt. - Xử lý nước đã dùng trong quá trình rửa lọc. Xử lý nước mặt: Lắng là quá trình sơ bộ trước khi lọc. Xử lý nước rửa nhằm cô đặc cặn bùn từ thiết bị lọc. Ứng dụng thực tế Trong xử lý nước thải Lắng cặn lơ lửng trong bể lắng đợt 1 Lắng bông cặn sinh học trong bể lắng đợt 2 - Lắng cát - Lắng bông căn hóa học từ quá trình keo tụ Ứng dụng thực tế HỆ THỐNG LỌC October 29, 2009 Sample footer 22 Lọc là quá trình tách các chất rắn có kích thước nhỏ mà các bể lắng không thể tách được. Quá trình lọc hoàn chỉnh Lọc Làm sạch KHÁI NIỆM October 29, 2009 Sample footer 23 Lọc liên tục: hai pha lọc và làm sạch diễn ra liên tục Lọc bán liên tục: hai pha lọc và làm sạch kế tiếp nhau QUÁ TRÌNH LỌC October 29, 2009 Sample footer 24 VẬT LIỆU LỌC Vách lọc: vật liệu lọc xếp thành vách, quá trình lọc diễn ra nhờ sự chênh lệch áp suất giữa hai bên vách lọc Cột lọc: vật liệu lọc xếp thành cột, quá trình lọc diễn ra dưới áp lực thủy tĩnh của cột chất lỏng QUÁ TRÌNH LỌC October 29, 2009 Sample footer 25 Năng suất của thiết bị lọc Trong đó: v: thể tích nước lọc sau khoảng F: diện tích bề mặt lọc τ : thời gian lọc ∆P: hiệu số áp suất µ : độ nhớt động lực nước lọc Rh , Rv : trở lực của lớp bã và của vách ngăn lọc QUÁ TRÌNH LỌC October 29, 2009 Sample footer 26 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc Đặc tính của nước cần lọc Đặc tính của vật liệu lọc Các thông số hóa học Vận tốc lọc QUÁ TRÌNH LỌC October 29, 2009 Sample footer 27 Vật liệu lọc Vách lọc: - Tấm kim loại đục lỗ - Lưới thép không gỉ - Vải, thủy tinh, amiang, sợi tổng hợp. Cột lọc: Cát thạch anh Than cốc Sỏi nghiền Than nâu, than bùn, than gỗ. QUÁ TRÌNH LỌC October 29, 2009 Sample footer 28 Các cơ chế lọc Lọc qua khe Lắng Nén Chặn Tạo bông Hấp phụ vật lý Dính bám Tăng trưởng sinh học Hấp phụ hóa học October 29, 2009 Sample footer 29 Cơ chế lọc qua khe Cơ chế lọc cơ học: những hạt có kích thước lớn hơn khe rỗng giữa các hạt vật liệu lọc sẽ bị giữ lại theo nguyên tắc cơ học - Cơ chế tiếp xúc ngẫu nhiên: các hạt có kích thước nhỏ hơn khe rỗng trong quá trình chuyển động qua lớp vật liêu sẽ bị giữ lại số sự tiếp xúc các khe có kích thước nhỏ hơn kích thước các hạt cặn một cách ngẫu nhiên. CƠ CHẾ LỌC October 29, 2009 Sample footer 30 Cơ chế lắng: các hạt lắng trên lớp vật liệu lọc. Cơ chế nén chặt: các hạt nặng sẽ không chuyển động theo dòng chảy. Cơ chế bị chặn: nhiều khi chuyển động cùng với dòng nước sẽ bị giữ lại khi tiếp xúc với bề mặt của hạt vật liệu. CƠ CHẾ LỌC October 29, 2009 Sample footer 31 Cơ chế bám dính - Các bông cặn sẽ bị dính bám vào bề mặt của lớp vật liệu khi chuyển động qua lớp này. - Do lực của dòng chảy, một số bông căn bị cắt nhỏ trước khi trở nên bị dính chặt và đẩy sâu vào lớp vật vật liệu lọc. CƠ CHẾ LỌC October 29, 2009 Sample footer 32 Cơ chế hấp phụ: là tách các chất hữu cơ và khí hòa tan khỏi nước thải Hấp phụ vật lý: tách các chất đó bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn Hấp phụ hóa học:bằng cách tương tác các chất bẩn hòa tan với các chất rắn CƠ CHẾ LỌC October 29, 2009 Sample footer 33 Cơ chế tạo bông Các hạt lớn có tốc đọ lắng hơn, khi va chạm với các hạt nhỏ sẽ dính kết với chúng và tạo thành những bông cặn có kích thước lớn hơn. Sự tăng trưởng sinh học Quá trình tăng trưởng màng vi sinh vạt trên bề mặt các hạt vật liệu lọc sẽ làm giảm thể tích của các lỗ rỗng và có thể làm tăng khả năng tách loại các hạt cặn. CƠ CHẾ LỌC October 29, 2009 Sample footer 34 CƠ CHẾ LỌC October 29, 2009 Sample footer 35 CƠ CHẾ LỌC October 29, 2009 Sample footer 36 Phân loại các hệ thống lọc Theo dòng học Theo kiểu hoạt động Theo PP kiểm tra lưu lượng Theo áp lực lọc Theo vật liệu lọc October 29, 2009 Sample footer 37 Theo kiểu hoạt động Hệ thống lọc liên tục HỆ THỐNG LỌC October 29, 2009 Sample footer 38 Lọc một lớp dòng xuôi Lọc hai lớp dòng xuôi HỆ THỐNG LỌC October 29, 2009 Sample footer 39 HỆ THỐNG LỌC Lọc một lớp dòng ngược Lọc dòng nhỏ giọt October 29, 2009 Sample footer 40 Quá trình tách ly tâm Lực ly tâm – tách chất rắn lơ lửng October 29, 2009 Sample footer 41 Lắng ly tâm October 29, 2009 Sample footer 42