Tìm hiểu về khuấy trôn cơ khí, các loại máy khuấy trộn cũng như các công trình dùng khuấy trộn cơ khí

EBOOKBKMT.COM MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đối tượng phương pháp nghiên cứu 1.1.1 Đối tượng nghiên cứu 1.1.2 Phương pháp nghiên cứu 1.2 Mục đích nghiên cứu GIỚI THIỆU 2.1 Tìm hiểu quy trình xử lý nước thải 2.1.1 Định nghĩa nước thải phương pháp xử lý 2.1.2 Hệ thống xử lý nước 2.2 Quá trình khuấy trộn quy trình xử lý nước 2.2.1 Định nghĩa khuấy trộn 2.2.2 Vai trị q trình khuấy trộn 2.2.3 Vị trí q trình khuấy trộn 2.2.4 Các loại thiết bị khấy trộn 2.3 Tìm hiểu khuấy trộn khí 10 2.3.1 Định nghĩa khái quát khuấy trộn khí 10 2.3.2 Đăc điểm hoạt động 10 2.3.3 So sánh khuấy trộn khí với loại khấy trộn khác 11 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG 13 3.1 Nguyên lý hoạt động 13 3.2 Các kiểu cánh khuấy trộn 13 3.2.1 Cánh khuấy turbine 13 3.2.2 Cánh khuấy chân vịt 15 3.2.3 Bộ phận khuấy cánh 17 3.2.4 Cánh khuấy dạng mỏ neo 17 3.3 Các loại máy khuấy trộn khí thơng dụng 18 3.3.1 Máy khuấy trộn khí dạng chìm 18 3.3.2 Máy khuấy trộn khí kết hợp 19 CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN KHUẤY TRỘN CƠ KHÍ 21 4.1 4.1.1 Bể phản ứng tạo bơng cặn khí 21 Nguyên lý cấu tạo 21 EBOOKBKMT.COM 4.1.2 Ưu điểm hạn chế 21 4.2 Bể keo tụ nhiều ngăn dùng phương pháp khuấy trộn khí 22 4.2.1 Nguyên lý 22 4.3 Bể trung hòa dùng phương pháp khuấy trộn khí 24 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRONG KHUẤY TRỘN CƠ KHÍ 25 5.1 Tính tốn trộn khí 25 5.2 Thiết kế bể khuấy trộn khí nhiều bể kết hợp 26 5.3 Thiết kế bể phản ứng tạo cặn khí 27 5.4 Ví dụ tính tốn thiết kế bể keo tụ dùng phương pháp khuấy trộn khí 29 5.5 Thiết kế, bố trí thiết bị trộn khí 30 5.6 Thiết kế cánh khuấy khí 31 5.6.1 Thiết kế cánh khuấy giải phóng phân tầng gần 31 5.6.2 Thiết kế loại cánh khuấy tốc độ cao 33 TỔNG KẾT 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 DANH MỤC VIẾT TẮT [1] BOD: Nhu cầu oxy sinh hóa EBOOKBKMT.COM [2] COD: Lượng oxy cần thiết để oxy hóa hợp chất hóa học nước [2] tế) ISO: International Organization for Standardization ( Tổ chức tiêu chuẩn quốc [3] DO: Lượng oxy hòa tan nước cần thiết cho hô hấp sinh vật nước [4] VSV: Vi Sinh Vật DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH Danh mục bảng biểu: Bảng 1: Thông số thiết kế cánh khuấy giải phóng phân tầng gần EBOOKBKMT.COM Bảng 2: Thông số thiết kế loại cánh khuấy tốc độ cao Danh mục hình ảnh: Hình 1: Sơ đồ ví dụ hệ thống xử lý nước thải (ngành xi mạ) Hình 2: Máy khấy trộn khí Hình 3: Sơ đồ bể trộn dùng cánh khuấy khí Hình 4: Cánh khuấy turbine sơ đồ tạo dịng chảy thiết bị khuấy turbine Hình 5: Các dạng cánh khuấy turbine Hình 6: Sơ đồ tạo dòng chảy thiết bị khuấy chân vịt loại cánh khuấy chân vịt Hình 7: Bể khuấy trộn dùng cánh khuấy chân vịt Hình 8: Bộ phận khuấy cánh Hình 9: Cánh khuấy mỏ neo Hình 10: Máy khuấy trộn chìm HOMA Hình 11: Máy khuấy trộn khí kết hợp với cấp khí bề mặt Hình 12: Bể phản ứng tạo bơng cặn khí Hình 13: Bể keo tụ nhiều ngăn dùng phương pháp khuấy trộn khí Hình 14: bể keo tụ ngăn Hình 15: a) Bể trộn khí; b) Các loại cánh khuấy Hình 16: hình vẽ thiết kế bể trộn dùng máy trộn khí Hình 17: bố trí máy khuấy trộn TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đối tượng phương pháp nghiên cứu 1.1.1 Đối tượng nghiên cứu EBOOKBKMT.COM Đối tượng nghiên cứu khuấy trơn khí Tìm hiểu khuấy trơn khí, loại máy khuấy trộn cơng trình dùng khuấy trộn khí Tìm hiêủ cách tính tốn thiết kế khuấy trộn khí 1.1.2 Phương pháp nghiên cứu Thu thập, nghiên cứu tài liệu từ giảng, giáo trình, sách, trang thông tin điện tử với lĩnh vực nội dung liên quan đến thiết bị khuấy trộn khí cơng trình liên quan Phân tích tổng hợp liêu từ kiến thức thu thập Chọn lọc, thực chuyên đề sát với yêu cầu giảng viên 1.2 Mục đích nghiên cứu Hiểu sâu quy trình cơng nghệ mơi trường nói chung khuấy trơn khí nói riêng Hiểu rõ khuấy trộn khí, mục đích áp dụng khuấy trộn khí hiểu cách thiết kế cơng trình khuấy trộn khí GIỚI THIỆU 2.1 Tìm hiểu quy trình xử lý nước thải 2.1.1 Định nghĩa nước thải phương pháp xử lý EBOOKBKMT.COM Định nghĩa: Hiến chương Châu Âu định nghĩa nước nhiễm sau: “Ơ nhiễm nước biến đổi nói chung người chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước gây nguy hiểm với người, cho công nghiệp, nơng nghiệp, ni cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật ni lồi hoang dã” Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 ISO 6107/1-1980 Nước thải nước thải sau sử dụng tạo q trình cơng nghệ khơng có giá trị trực tiếp q trình Các phương pháp xử lý thường áp dụng: + Xử lý học: Phương pháp xử lý học sử dụng nhằm mục đích tách chất khơng hoà tan phần chất dạng keo khỏi nước thải Phương pháp xử lý học loại bỏ đến 60% tạp chất khơng hồ tan nước thải sinh hoạt giảm BOD (nhu cầu Ơxy sinh hố) đến 20% Thơng thường, xử lý học giai đoạn xử lý sơ trước cho trình xử lý sinh học + Phương pháp xử lý hoá - lý: Thực chất phương pháp xử lý hoá - lý đưa vào nước thải chất phản ứng để gây tác động với tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành chất khác dạng cặn chất hồ tan khơng độc hại, khơng gây nhiễm mơi trường Ví dụ phương pháp trung hồ nước thải chứa Axít, Bazơ, phương pháp Ơxy hố Phương pháp hố lý giải pháp cuối giai đoạn xử lý sơ cho giai đoạn + Phương pháp xử lý sinh học: Phương pháp thường dùng để loại chất phân tán nhỏ, keo hữu hồ tan (đơi vơ cơ) khỏi nước thải Ngun lí phương pháp dựa vào hoạt động sống vi sinh vật có khả phân huỷ, bẻ gẫy đại phân tử hữu thành chất đơn giản hơn, đồng thời chúng sử dụng chất có nước thải làm nguồn dinh dưỡng Cacbon, Nitơ, Phơtpho, Kali Q trình xử lý sinh học điều kiện nhân tạo đạt mức hồn tồn (xử lý sinh học hoàn toàn) với BOD giảm tới 90-95% khơng hồn tồn với BOD giảm tới 40-80% Phương pháp sinh học phương pháp triệt để nhất, tạo sản phẩm thân thiện với thiên nhiên biến đổi chất có hại trở thành EBOOKBKMT.COM hữu ích Ngày nay, phương pháp sinh học nghiên cứu, áp dụng để xử lý ô nhiễm môi trường 2.1.2 Hệ thống xử lý nước Hệ thống xử lý nước thường bao gồm cơng trình mà nước xử lý phương pháp học, hóa học, sinh học để loại bỏ chất rắn, chất hữu đơi chất dinh dưỡng có nước Nước tiến hành làm theo trình tự tăng mức độ xử lý từ xử lý sơ bộ, xử lý sơ cấp (bậc một), thứ cấp (bậc hai), triệt để (bậc ba), có thêm cơng đoạn xử lý đặc biệt khác Hình 1: Sơ đồ ví dụ hệ thống xử lý nước thải (ngành xi mạ) 2.2 Quá trình khuấy trộn quy trình xử lý nước 2.2.1 Định nghĩa khuấy trộn EBOOKBKMT.COM Trộn thường gọi khuấy nhanh, xáo trộn ban đầu Các mục đích việc trộn nhanh chóng để cung cấp phân tán đồng chất kết tủa hóa học khắp nước chảy đến Máy trộn cung cấp nhanh chóng xáo trộn hồn tồn pha trộn gần tức thời suốt toàn bể Kết là, khối lượng nước đến đánh sắc Một máy trộn hoạt động theo cách gọi bể phản ứng dung dịch bể ln pha trộn ngược với dòng chảy đến Khuấy trộn hoạt động quan trọng nhiều giai đoạn khác trình xử lý nước thải nhằm: - Trộn lẫn hoàn toàn chất với chất khác Khuấy trộn trì chất rắn lơ lửng trạng thái lơ lửng Khuấy trộn giọt chất lỏng trạng thái lơ lửng Tạo cặn Trao đổi nhiệt Thường q trình khuấy trộn cịn tạo hiệu phụ việc cung cấp thêm oxy hịa tan cho q trình phân hủy sinh học hiếu khí Trong xử lý nước thải, người ta thường sử dụng hai kiểu khuấy trộn: Khuấy trộn nhanh, liên tục: thời gian 30s trở xuống nhằm trộn hóa chất vào nước Khuấy liên tục: để giữ hạt chất rắn, lỏng bể trạng thái lơ lửng 2.2.2 Vai trị q trình khuấy trộn Trong q trình xử lý nước, trình xử lý diễn nhanh hơn, số phương pháp xử lý, người ta thường cho thêm hóa chất, dung dich vào nước thải để trình diễn nhanh So với lượng nước xử lý, lượng hóa chất sử dụng thường chiếm tỉ lệ nhỏ, khoảng vài chục phần triệu Mặt khác phản ứng chúng lại xảy nhanh sau tiếp xúc với nước Vì cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh hóa chất sau cho chúng vào nước, nhằm đạt hiệu xử lý cao 2.2.3 Vị trí q trình khuấy trộn Trong trình xử lý, tùy theo phương pháp mà trình khuấy trộn đặt vị trí khác nhau, ví dụ: với phương pháp hóa hoc, q trình khuấy trộn diễn bể trung hịa để khấy trộn hóa chất nhằm trung hịa chất giúp đạt pH cần thiết, phương pháp Hóa - Lý, q trình keo tụ tạo bơng, để q trình keo tụ diễn nhanh hơn, ngồi chất keo tụ trình khuấy quan trọng, ảnh hưởng lớn đến trình keo tụ EBOOKBKMT.COM 2.2.4 Các loại thiết bị khấy trộn Có ba loai thiết bị trộn là: + Trộn thủy lực: Nhờ thay đổi hướng chuyển động vân tốc dịng nước + Trộn khí: Nhờ cánh khuấy trộn (thường hay sử dụng) + Trộn khí nén: Đưa vào ống khuếch tán mặt nước 2.3 Tìm hiểu khuấy trộn khí 2.3.1 Định nghĩa khái quát khuấy trộn khí Khuấy trộn khí sử dụng loại cánh khuấy để trộn loại chất lỏng vào với cường độ công suất theo tùy chọn người sủ dụng từ làm tăng suất trình khuấy giúp tiết kiệm thời gian trình trộn Máy trộn khí nói chung loại thiết bịcánh quạt chèo Hơn cánh quạt cánhchèo cung cấp trục Stator (vách ngăn gần cánh quạt máy trộn vách bể) cung cấp để tối đa hóa chuyển giao lượng cho chất lỏng để giảm thiểu vận tốc lại đầu ra) Máy trộn khí thường xây dựng với trục thẳng đứng điều khiển giảm tốc độ động điện Loại cánh quạt máy trộn bố trí để đạo dòng nước chảy theo nhiều hướng Máy trộn khí thường khơng cung cấp với thiết bị biến tốc độ Nếu để điều chỉnh đầu vào lượng cần thiết, họ đạt cách thay đổi cánh quạt lưỡi mái chèo máy móc điều chỉnh tốc độ trục Cánh khuấy cấu tạo theo nhiều dạng khác phù hợp với nhiều mục đích trộn khác Cánh quạt loại mái chèo bể dành riêng phổ biến sử dụng hệ thống kết hợp nhanh chóng nhà máy xử lý nước Khuấy trộn khí có cường độ khuấy cao gradient vận tốc thường 8001000/s, nên thời gian khuấy ngắn, từ đến 30 giây 2.3.2 Đăc điểm hoạt động EBOOKBKMT.COM Khấy trộn khí dùng lượng cánh khấy chuyển động nước xáo trộn dòng chảy Năng lượng cánh khuấy phụ thuộc vào đường kính cánh tốc độ chuyển động cánh Điều chỉnh tốc độ quay cánh điều chỉnh lượng tiêu hao cường độ khuấy Khuấy trộn nhằm tăng khả phân tán lượng hóa chất đưa vào nguồn nước cần xử lý Đặc điểm phương pháp khuấy trộn kiểu khí là: - Động khuấy có cơng suất P = 0.2 – 11KW Năng lượng cánh khuấy tạo dòng chảy rối Cánh khuấy cấu tạo theo nhiều kiểu khác tùy thuộc vào mục đích khuấy trộn Ưu điểm phương pháp khuấy trộn kiểu khí: Thời gian khuấy trộn ngắn Có thể điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muốn Thiết bị lắp đặt gọn gàng, hoạt động hiệu quả, dễ vận hành Hình 2: Máy khấy trộn khí - 2.3.3 So sánh khuấy trộn khí với loại khấy trộn khác Lựu chọn hình thức khuấy trộn cho trình xử lý tùy theo ưu, nhược điểm hình thức điều kiện thực tế mà chọn 2.3.3.1 So sánh với khuấy trộn thủy lực + Ưu điểm so với khuấy trộn thủy lực: Có thể điều chỉnh tốc độ khuấy trộn theo ý muốn 10