Đề tài : Quá trình lọc

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 2/23/2014 ‹#› Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 2/23/2014 ‹#› BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM Khoa: CNSH & KTMT MÔN: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH LỌC GVHD: TRẦN THỊ NGỌC MAI LỚP: 03DHMT2 NHÓM: 2 DANH SÁCH NHÓM MSSV HỌ VÀ TÊN CÔNG VIỆC 2009120004 ĐOÀN THỊ HUỲNH LIÊN Giới thiệu chung + Ứng dụng thực tế 2009120162 VÕ PHẠM THÙY DƯƠNG Các loại bể lọc + cơ chế quá trình lọc 2009120129 PHẠM CẨM TIÊN Kiểm soát lưu lượng + Quá trình lọc chậm trong XLNM 2009120154 NGUYỄN THỊ HƯỚNG DƯƠNG Lọc nước thải + Thiết bị lọc nhanh dùng trong XLNC 2009120153 NGUYỄN THỊ HỒNG OANH Mô hình hóa quá trình lọc: dòng chảy từ trên xuống 2009120132 CHÂU KIM PHỤNG Kích thước hạt và sự phân bố kích thước hạt NỘI DUNG GIỚI THIỆU CHUNG ỨNG DỤNG THỰC TẾ CÁC LOẠI BỂ LỌC CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH LỌC MÔ HÌNH HÓA QUÁ TRÌNH LỌC: DÒNG CHẢY TỪ TRÊN XUỐNG KÍCH THƯỚC HẠT VÀ SỰ PHÂN BỐ KICH THƯỚC KIỂM SOÁT LƯU LƯỢNG THIẾT BỊ LỌC NHANH DÙNG TRONG XLNC QUÁ TRÌNH LỌC CHẬM TRONG XLNM LỌC NƯỚC THẢI I. GIỚI THIỆU CHUNG Lọc là quá trình làm sạch nước thông qua lớp vật liệu lọc, nhằm tách các hạt cặn lơ lửng, các thể keo tụ và VSV trong nước. I. GIỚI THIỆU CHUNG PHÂN LOẠI: Dựa vào áp suất có 3 loại: Lọc do áp suất thủy tĩnh Lọc áp lực Lọc chân không I.GIỚI THIỆU CHUNG Dựa vào cấu tạo của lớp vật ngăn: Dạng hạt: đá, cát, than,... Dạng sợi: sợi tơ nhân tạo, sợi bông, đay, gai,... Vật liệu xốp: sứ xốp, thủy tinh xốp,… Màng lọc: kĩ thuật lọc đã phát triển ở trình độ cao, có những loại vật ngăn hiện đại như màng siêu lọc có thể lọc được cả vi khuẩn,… II. ỨNG DỤNG THỰC TẾ Qúa trình lọc được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước. Trong lĩnh vực cấp nước, quá trình này được ứng dụng để xử lý nước mặt, nước ngầm, nước thải. II. ỨNG DỤNG THỰC TẾ Xử lý nước mặt làm nước uống: Lọc nhanh: khử các hạt cặn trong nước. Lọc chậm: khử các chất hữu cơ và VSV trong nước. Xử lý nước ngầm làm nước uống: khứ sắt và mangan. II. ỨNG DỤNG THỰC TẾ Xử lý nước thải: Lọc nhanh nước sau xử lý bậc hai. Lọc chậm, gián đoạn, nước sau xử lý sơ bộ. Lọc qua lớp đất. III. CÁC LOẠI BỂ LỌC Bể lọc chậm: III. CÁC LOẠI BỂ LỌC Bể lọc nhanh: III. CÁC LOẠI BỂ LỌC Bể lọc áp lực Về nguyên tắc hoạt động cũng giống như bể lọc nhanh. III. CÁC LOẠI BỂ LỌC Bể lọc hai chiều: Nước được lọc theo hai chiều từ trên xuống và từ dưới lên rồi được thu vào hệ thống ống khoan lỗ đặt ở giữa bể. Bể lọc hạt thô: Lớp vật liệu có cỡ hạt lớn từ 2 – 2.5 mm, thường được dùng để làm trong sơ bộ. IV. CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH LỌC Quá trình lọc được thực hiện trong các bể lọc bằng cách cho nước đi qua vật liệu lọc, thường là cát thạch anh. Trong quá trình lọc, các cặn bẩn được tách khỏi nước nhờ tương tác giữa hạt cặn và vật liệu lọc. Vật liệu lọc thông dụng là cát nhưng nó thường tắc lọc rất nhanh và do vậy phải thường xuyên rửa ngược. Để kéo dài thời gian lọc và hạn chế quá trình rửa ngược, ta sử dụng các hạt vật liệu có kích thước lớn hơn ở phần trên của bể lọc. VẬT LIỆU LỌC Cát Sỏi Than Xỉ Thủy tinh IV. CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH LỌC IV. CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH LỌC Sàng lọc: Quá trình sàng lọc xảy ra ở bề mặt vật liệu lọc khi nước cần xử lý chứa các hạt cặn có kích thước quá lớn không thể xuyên qua vật liệu lọc được. Lắng: Những hạt cặn lơ lửng có kích thước khoảng 5µm và khối lượng riêng dư đủ lớn hơn khối lượng riêng của nước được tách theo cơ chế lắng trong các khe rỗng của lớp vật liệu lọc. IV. CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH LỌC Hấp phụ: Các hạt keo được tách loại theo cơ chế hấp phụ qua 2 giai đoạn: Vận chuyển các hạt trong nước đến bề mặt vật liệu lọc Kết dính các hạt vào bề mặt hạt vật liệu lọc. Quá trình này chịu ảnh hưởng của lực hút (lực đẩy). Trong nhiều trường hợp cần thêm chất tạo keo tụ như FeCl3 hoặc Al2(SO4)3 để khử lực đẩy giữa các hạt keo với nhau và giữa hạt keo với vật liệu lọc. IV. CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH LỌC Chuyển hóa sinh học: Quá trình chuyển hóa sinh học xảy ra khi nhiệt độ và thời gian lưu nước trong thiết bị lọc được duy trì thích hợp. Trong quá trình lọc, vi sinh vật gây bệnh tồn tại trong nước cần xử lý bị khử theo các cơ chế trên. Chuyển hóa hóa học: Hoạt tính sinh học của các thiết bị lọc có khả năng dẫn đến sự oxy hóa các chất hữu cơ, các hợp chất NH4+, sulphide sắt và mangan. V. Mô Hình Hóa Quá Trình Lọc: Dòng Chảy Từ Trên Xuống : Quá trình khử hạt cặn theo độ sâu: V. Mô Hình Hóa Quá Trình Lọc: Dòng Chảy Từ Trên Xuống jj  V. Mô Hình Hóa Quá Trình Lọc: Dòng Chảy Từ Trên Xuống Tổn thất áp lực ban đầu của lớp vật liệu lọc sạch dưới điều kiện chảy tầng có thể biểu diễn bằng công thức: V. Mô Hình Hóa Quá Trình Lọc: Dòng Chảy Từ Trên Xuống Sự thay đổi hệ số lọc theo V. Mô Hình Hóa Quá Trình Lọc: Dòng Chảy Từ Trên Xuống VII.KIỂM SOÁT LƯU LƯỢNG Do trở lực đối với dòng chảy trong thiết bị lọc tăng theo sự tích tụ cặn lắng bên trên và bên trong lớp vật liệu lọc, tốc độ dòng chảy có khuynh hướng giảm theo thời gian. Để duy trì lưu lượng ban đầu, việc kiểm soát lưu lượng dòng chảy là cần thiết. Lưu lượng dòng chảy có thể khống chế theo dòng vào hoặc ra khỏi thiết bị lọc. VII.KIỂM SOÁT LƯU LƯỢNGBể lọc cát điều khiển dòng vào: VII.KIỂM SOÁT LƯU LƯỢNG Khống chế dòng ra bằng bơm và bể chứa nước sạch: VIII.THIẾT BỊ LỌC NHANH DÙNG TRONG XỬ LÍ NƯỚC CẤP Cấu tạo và hoạt động: Nước được dẫn từ bể lắng  bể lọc  lớp vật liệu lọc  lớp sỏi đỡ  bể chứa nước sạch. VIII. THIẾT BỊ LỌC NHANH DÙNG TRONG XỬ LÍ NƯỚC CẤP Động học của quá trình lọc nhanh: Nướclớp vật liệu lọc với tốc độ tương đối lớn  hạt cặn bị đẩy sâu dần vào trong lớp cát lọc. Hiệu quả lọc: - Quá trình kết bám của các hạt cặn lên bề mặt hạt lọc - Quá trình tách cặn bẩn từ bề mặt hạt lọc  lớp cát lọc phía dưới VIII. THIẾT BỊ LỌC NHANH DÙNG TRONG XỬ LÍ NƯỚC CẤP Các loại lọc nhanh: Lọc trực tiếp: Áp dụng nước thô có SS thấp; Thay đổi chất lượng nước trong năm không nhiều Tốc độ lọc có thể thay đổi 4 – 25m/h VIII. THIẾT BỊ LỌC NHANH DÙNG TRONG XỬ LÍ NƯỚC CẤP Lọc nước qua keo tụ - tạo bông: Lượng lớn bông cặn được giữ lại ở bể lắng Nước qua lọc chỉ chứa lượng nhỏ bông cặn Chu kỳ lọc dài VIII. THIẾT BỊ LỌC NHANH DÙNG TRONG XỬ LÍ NƯỚC CẤP Lọc tạo bông tiếp xúc: Thêm chất keo tụ, tăng cường khả năng giữ cặn; Dòng chảy qua lớp vật liệu có tác dụng như bể tạo bông để hình thành bông trong lớp vật liệu; Các polymer điện phân cationic thường được sử dụng  do thể tích bùn sinh ra nhỏ Tốc độ lọc 4 – 10m/h IX. QUÁ TRÌNH LỌC CHẬM TRONG XỬ LÍ NƯỚC MẶT Thành phần cơ bản: Bể bêtong Dàn thu nước: gồm ống, mương thu nước lọc dẫn đến bể chứa nước sạch Lớp sỏi đỡ ngăn cản cát đi vào ống thoát; Có thiết bị kiểm soát lưu lượng vào và ra để điều chỉnh lưu lượng ổn định qua lọc IX. QUÁ TRÌNH LỌC CHẬM TRONG XỬ LÍ NƯỚC MẶT Vận hành: Nước đi qua lớp cát lọc từ trên xuống Điều chỉnh lưu lượng ổn định IX. QUÁ TRÌNH LỌC CHẬM TRONG XỬ LÍ NƯỚC MẶT Mô tả quá trình: Ở giai đoạn đầu, nước qua lọc còn bẩn Hiệu quả của SSF phụ thuộc vào việc hình thành lớp sinh khối hoạt tính trên bề mặt vật liệu lọc, có độ nhớt Lớp này giữ lại cặn SS và vi khuẩn Một khi lớp này trở nên dày  hình thành lực cản  tăng tổn thất áp lực Lớp lọc được làm sạch bằng thủ công (1 -3 tháng) Cát dơ sau khi rữa được sử dụng lại IX. QUÁ TRÌNH LỌC CHẬM TRONG XỬ LÍ NƯỚC MẶT Ưu điểm: Chất lượng nước lọc tốt, hàm lượng Al, Fe và Mn rất thấp; Không cần xử lý sơ bộ; Không sử dụng hóa chất Đơn giản trong vận hành Nước lọc có tính ăn mòn thấp; Chu trình lọc tương đối dài IX. QUÁ TRÌNH LỌC CHẬM TRONG XỬ LÍ NƯỚC MẶT Bất lợi: Do tốc độ lọc rất thấp  diện tích bề mặt lớn, xây dựng lớn; Hiệu quả khử mùi kém; Khử đục kém nếu độ đục > 40 NTU Gây mùi khó chịu do vi sinh. IX. THIẾT BỊ LỌC CHẬM TRONG XỬ LÍ NƯỚC MẶT TÍNH TOÁN BỂ LỌC CHẬM Diện tích bề mặt được tính theo công thức: Trong đó: Q: Lưu lượng nước xử lý (m3/h) v: Tốc độ lọc (m/h) Tốc độ lọc lấy theo bảng: IX. THIẾT BỊ LỌC CHẬM TRONG XỬ LÍ NƯỚC MẶT Chiều cao toàn phần được xác định: H = ht + hđ + hc+ hn+ hp Trong đó: ht: chiều dày lớp sàn đáy thu nước lọc từ 0.3 – 0.5m hđ: chiều dày lớp sỏi đỡ(m) hc: chiều dày lớp lớp cát lọc (m) hn: chiều cao lớp nước(m),(0.8 – 1.8m)  thường lấy 1.5m hp: chiều cao dự phòng (m); 0.3 – 0.5m IX. THIẾT BỊ LỌC CHẬM TRONG XỬ LÍ NƯỚC MẶT Cường độ rửa lọc: Lượng nước lọc qua 1m2 bể trong 1giờ (m3/m2.h) Tổng số ngăn tập trung nước để rửa q0 = 1 – 2 l/s.m2 Dung tích nước cho một lần rửa 1 ngăn lọc: Chiều rộng 1 bể,m Chiều dài bể,m Số ngăn trong 1 bể Tg rửa 1 ngăn lọc (giây) X. LỌC NƯỚC THẢI X. LỌC NƯỚC THẢI Có nhiều loại thiết bị lọc nước thải khác nhau như: Thiết bị lọc có dòng chảy từ trên xuống và dòng chảy theo phương ngang Thiết bị lọc với lớp vật liệu loc cát và lau sậy Thiết bị lọc tuần hoàn và không tuần hoàn X. LỌC NƯỚC THẢI Vật liệu lọc đặc biệt dùng trong thiết bị lọc như: than bùn, cát, sét, vỏ trấu, đá vôi,… được thêm vào cùng với cát lọc để tăng hiệu quả quá trình lọc X. LỌC NƯỚC THẢI Vì nước thải chứa chất thải ở nồng độ cao hơn so với nước mặt, tải trọng của thiết bị lọc nước thải thường thấp hơn nhiều so với thiết bị lọc dùng trong xử lí nước cấp. Tải trọng thủy lực của thiết bị lọc hiếu khí đối với nước thải đã xử lí sơ bộ dao động trong khoảng 20-30 cm/ngày. Do đó, diện tích bề mặt của thiết bị lọc thay đổi từ 2-3m2/ngày đối với thiết bị có dòng chảy theo phương thẳng đứng. X. LỌC NƯỚC THẢI X. LỌC NƯỚC THẢI Cảm ơn cô và các bạn đã chú ý lắng nghe THE END