Thiết kế chế tạo thiết bị lọc nước năng suất 10m3 1h phục vụ trại giống thủy sản - Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản - Đại học Nha Trang

* Chiến lược phát triển: - Tập trung khai thác có hiệu quả cơ sở vật chất kỹ thuật hiện có để phục vụ đắc lực cho nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ về nuôi trồng thủy sản cho

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 4

Chương 1 6

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ TRẠI SẢN XUẤT GIỐNG 6

1.1 Tổng quan về Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản - Đại học Nha Trang 6

1.2 Tổng quan về công nghệ sản xuất giống thuỷ sản tại Viện nghiên cứu 8

1.2.1 Tổng quan về công nghệ sản xuất giống thủy sản 8

1.2.2 Tổng quan về công nghệ xử lý nước tại trại sản xuất giống 9

1.3 Yêu cầu kỹ thuật của nước cấp để sản xuất giống thuỷ sản tại Viện 10

1.3.1 Nguồn nước trong nuôi trồng thuỷ sản 11

1.3.1.1 Nước mặt 11

1.3.1.1.1 Nước biển 11

1.3.1.1.2 Nước sông, hồ 12

1.3.1.1.3 Sự khác biệt giữa nước biển và nước sông, hồ 15

1.3.1.2 Nước ngầm 16

1.3.2 Đặc tính môi trường nước phù hợp cho nuôi trồng thủy sản 17

1.3.2.1 Khối lượng riêng cao và độ nhớt thấp 17

1.3.2.2 Khối lượng luôn luôn chuyển động 18

1.3.2.3 Nhiệt dung riêng cao và độ dẫn nhiệt kém 18

1.3.2.4 Độ hòa tan lớn 18

1.3.3 Chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản 19

Chương 2 THIẾT KẾ KỸ THUẬT 24

2.1 Xác định yêu cầu kỹ thuật của thiết bị lọc nước 24

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế 24

2.2.1 Tổng quan về nguyên tắc chọn công nghệ xử lý nước trong nuôi 24

2.2.2 Các phương pháp xử lý nâng cao chất lượng nước trước 26

2.2.2.1 Phương pháp cơ học 27

2.2.2.2 Quá trình lọc nhanh 28

2.2.2.3 Các cơ chế trong quá trình lọc nhanh 31

2.2.2.4 Động học của quá trình lọc nhanh 35

2.2.2.5 Các dạng kết cấu bể lọc hoạt động theo quá trình lọc nhanh 40

2.3 Tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị lọc nước 47

2.3.1 Sơ đồ hoạt động của thiết bị lọc nước 47

2.3.2 Tính bán kính thùng lọc 48

2.3.3 Xác định tổn thất cột áp của toàn bộ thiết bị lọc 54

2.3.4 Tính chọn máy bơm 58

2.3.5 Chọn vật liệu lọc 60

2.3.6 Xác định giới hạn sôi của lớp vật liệu lọc 62

2.3.7 Xác định chiều cao thùng lọc 63

2.3.8 Xác định độ dày của thùng lọc và số bulông ghép 64

2.3.9 Tính toán thiết kế chân thùng lọc 71

2.3.10 Tính toán thiết kế van an toàn 73

2.3.11 Quá trình rửa hoàn nguyên vật liệu lọc của thiết bị 76

Chương 3 THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ 79

3.1 Phân tích khả năng gia công và xác định dạng sản xuất 79

3.1.1 Phân tích khả năng gia công 79

3.1.2 Xác định dạng sản xuất 79

3.2 Vật liệu và phương pháp chế tạo phôi 80

3.3 Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo chi tiết điển hình 85

3.3.1 Quy trình chế tạo thân thùng lọc 85

3.3.2 Quy trình chế tạo nắp thùng lọc 87

Chương 4 KHẢO NGHIỆM VÀ HOÀN THIỆN 89

4.1 Khảo nghiệm thiết bị 89

4.2 Hoàn thiện thiết bị 91

4.3 Hướng dẫn sử dụng 91

4.3.1 Quy trình lọc thực hiện qua các bước 91

4.3.2 Quy trình xả cặn (xả ngược) thực hiện qua các bước 92

4.3.3 Quy trình ngừng hoạt động của thiết bị thực hiện qua các bước 92

4.3.4 Các hiện tượng xẩy ra trong quá trình sử dụng thiết bị 92

4.4 Hạch toán giá thành thiết bị 93

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 94

A, Kết luận 94

B, Đề xuất ý kiến 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

LỜI NÓI ĐẦU

Nuôi trồng thủy sản hiện nay là ngành kinh tế mũi nhọn đang được Đảng và Nhà nước ta chú trọng phát triển Nằm ở vị trí có đường bờ biển dài, nhiều eo vịnh, nhiều cửa sông cửa lạch và nhiều đầm phá; Việt Nam đang khai thác một cách hiệu quả lợi thế này Xuất khẩu thủy sản đạt giá trị cao trong các mặt hàng xuất khẩu và thu hút một số lượng lớn lao động tham gia Tuy nhiên, nuôi trồng thủy sản hiện nay đang đặt ra một số vấn đề cấp bách trong đó có vấn đề môi trường, đó là ô nhiễm nguồn nước và làm mất cân bằng sinh thái Để phát triển bền vững và mang lại hiệu quả kinh

tế lâu dài thì ngành nuôi trồng thủy sản phải giải quyết tốt hai vấn đề này

Hiện nay, nguồn nước cho nuôi trồng thủy sản đang bị ô nhiễm do nhiều nguyên nhân khác nhau như: lũ lụt, động đất, nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp, nước thải công nghiệp,… nước bị ô nhiễm làm giảm tốc độ sinh trưởng và tăng tình hình dịch bệnh của giống nuôi dẫn đến năng suất giảm Để nguồn nước đạt tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản thì cần thiết phải có hệ thống

xử lý nước trước khi cấp cho ao nuôi Hệ thống xử lý nước cấp cho nuôi trồng thủy sản chủ yếu là xây dựng các ao, bể có diện tích lớn tốn nhiều diện tích, thời gian, công sức và chi phí cao Mặt khác, biện pháp xử lý như vậy không thực hiện được khi cần thay đổi vị trí ao xử lý

Để góp phần xử lý nước cấp trong nuôi trồng thủy sản một cách hiệu quả nhất thì cần thiết phải có hệ thống thiết bị xử lý đồng bộ, hiệu quả, giá thành thấp,…mà vẫn đảm bảo chất lượng nước cấp đạt tiêu chuẩn Mặt khác, theo chủ trương hiện đại hóa nghành nuôi trồng thủy sản thì cần phải đưa máy móc thiết bị vào ứng dụng để tăng năng suất và giảm sức lao động của con người Xuất phát từ yêu cần đó, Bộ môn Chế

tạo máy - Khoa Cơ khí – Đại học Nha Trang đã giao cho em thực hiện đề tài: “Thiết

kế chế tạo thiết bị lọc nước năng suất 10 m 3 /h phục vụ trại giống thủy sản tại Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang”

Sau một thời gian thực hiện, đến nay em đã hoàn thành đề tài với các nội dung

3 Thiết kế chế tạo thiết bị

4 Khảo nghiệm và hoàn thiện

5 Hạch toán giá thành thiết bị

6 Kết luận và đề xuất ý kiến

Trong thời gian thực hiện đề tài này em đã nhận được sự giúp đỡ chân tình và hiệu quả của các thầy - các bạn và gia đình Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu

sắc nhất đến PGS.TS Phạm Hùng Thắng và thầy Vũ Phương, các thầy đã trực tiếp

hướng dẫn em thực hiện đề tài này Xin chân thành cảm ơn Xưởng thực tập cơ khí, Bộ môn chế tạo máy và Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản tại Cam Ranh đã nhiệt tình giúp đỡ mọi mặt cho đề tài được hoàn thành Do trình độ bản thân cũng như thời gian thực hành, nghiên cứu hạn chế và là lần đầu tiên thực hiện một đề tài có tính thực tế cao nên chắc chắn báo cáo không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được

và chân thành tiếp thu sự chỉ bảo, ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn

Nha Trang, ngày 24 tháng 11 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Phan Lê Thắng

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ TRẠI SẢN XUẤT GIỐNG THUỶ SẢN CỦA VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG

THUỶ SẢN ĐẠI HỌC NHA TRANG

1.1 Tổng quan về Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản – Đại học Nha Trang

Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản được thành lập theo Quyết định số 680/QĐ-ĐHNT ngày 12 tháng 9 năm 2006 của Hiệu trưởng Trường Đại học Nha Trang trên cơ sở Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật nuôi trồng thủy sản

a, Chức năng và nhiệm vụ của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang

- Chức năng:

Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản có chức năng nghiên cứu và triển khai ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ vào thực tiễn nghề nuôi trồng thủy sản Phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học của nhà trường Hoạt động theo cơ chế tự hạch toán và tự chủ tài chính theo nghị định 43 của chính phủ

- Nhiệm vụ:

1 Xây dựng và triển khai các chương trình kế hoạch đề tài nghiên cứu khoa học

về nuôi trồng thủy sản và đề xuất áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn nghề nuôi trồng thủy sản

2 Tổ chức và triển khai các hoạt động dịch vụ khoa học, chuyển giao công

nghệ, nuôi trồng thủy sản cho các địa phương và các cơ sở

3 Phục vụ nhu cầu nghiên cứu, giảng dạy và học tập của cán bộ giáo viên, sinh

viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh

4 Liên kết với các nhà khoa học các tổ chức trong và ngoài nước các hoạt động

khoa học và chuyển giao công nghệ nuôi trồng thủy sản

5 Tham gia công tác đào tạo chuyên môn và bồi dưỡng cán bộ theo quy định

6 Tự cân đối hạch toán để duy trì, phát triển Viện và làm nghĩa vụ đối với

trường

7 Tổ chức các hoạt động đào tạo, bồi dưỡng nghề theo nhu cầu xã hội

b, Cơ sở vật chất và chiến lược của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang

- Cơ sở vật chất kỹ thuật của viện: là trại thực nghiệm nuôi trồng thủy sản tại

Cam Ranh Trại Cam Ranh có cơ sở vật chất với quy mô rộng lớn, diện tích mặt bằng gần 250.000 m2 ( gồm nhà ở, phòng làm việc, phòng thí nghiệm, nhà chế biến thức ăn, kho vật tư, hệ thống các công trình phục vụ sản xuất giống thủy sản, bể, ao hồ, máy móc thiết bị)

- Chiến lược phát triển:

* Mục tiêu phát triển:

Phấn đấu đưa Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản trở thành một trung tâm đào tạo, bồi dưỡng những chuyên gia đầu ngành về nuôi trồng thủy sản ở khắp các địa phương trong cả nước, đồng thời trở thành một trong những trung tâm nghiên cứu chuyển giao khoa học công nghệ sản xuất giống cá biển tầm cỡ quốc gia Tạo dựng uy tín, xây dựng thương hiệu và tăng vị thế cho trường Đại học Nha Trang về lĩnh vực nuôi trồng thủy sản

* Chiến lược phát triển:

- Tập trung khai thác có hiệu quả cơ sở vật chất kỹ thuật hiện có để phục vụ đắc lực cho nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ về nuôi trồng thủy sản cho các địa phương trong cả nước, đồng thời là cơ sở thực tập có chất lượng cao của sinh viên và công nhân kỹ thuật bậc cao trong ngành nuôi trồng thủy sản

- Tăng cường hợp tác với các đơn vị trong và ngoài nước về nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ, thực hiện các đề tài, các dự án trọng điểm,… trong lĩnh vực sản xuất giống cá biển

- Tổ chức nghiên cứu ứng dụng và sản xuất giống thủy sản có giá trị kinh tế cao góp phần đa dạng hóa đối tượng nuôi và tăng thêm thu nhập

- Mở rộng các loại hình dịch vụ để tăng thêm nguồn thu đáp ứng đầy đủ các nhu cầu của xã hội

* Phục vụ đào tạo:

Nhiệm vụ của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản là phục vụ đào tạo do đó Viện ưu tiên hàng đầu cho đào tạo Các hoạt động chính phục vụ cho đào tạo bao gồm: phục vụ nhu cầu nghiên cứu, giảng dạy và học tập của cán bộ giáo viên, sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh

Kết hợp với khoa Nuôi trồng thủy sản hướng dẫn thực tập giáo trình, thực tập tốt nghiệp cho các lớp đại học, cao đẳng chính quy và phi chính quy của ngành nuôi trồng thủy sản cụ thể:

1 Số lượng sinh viên thực tập giáo trình từ 200 – 300 sinh viên/năm

2 Số lượng sinh viên thực tập tốt nghiệp từ 20 – 30 sinh viên/năm

3 Đào tạo học viên cao học và nghiên cứu sinh từ 3 – 5 người

4 Đào tạo công nhân kỹ thuật nuôi trồng thủy sản bậc 2/6 và 3/6 cho con em nông ngư dân các vùng ven biển với quy mô 200 – 300 học viên/năm

5 Tập huấn nâng cao tay nghề cho người nuôi trồng thủy sản 200 – 300 người/năm

6 Phối hợp với trung tâm khuyến ngư tỉnh tập huấn, hướng dẫn nghiệp vụ, nâng cao trình độ chuyên môn cho đội ngũ cán bộ khuyến ngư cơ sở

7 Nghiên cứu nâng cao năng suất, chất lượng các đối tượng nuôi trồng đảm bảo tăng hiệu quả kinh tế, kết hợp với việc bảo vệ môi trường và nguồn lợi thiên nhiên

8 Tạo điều kiện thuận lợi cho cán bộ giáo viên và sinh viên khoa nuôi trồng thủy sản triển khai các đề tài nghiên cứu khoa học, các dự án…

9 Tiếp nhận các dự án chuyển giao công nghệ mới về nuôi trồng thủy sản

1.2 Tổng quan về công nghệ sản xuất giống thuỷ sản tại Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản – Đại học Nha Trang

1.2.1 Tổng quan về công nghệ sản xuất giống thủy sản

Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang hiện nay đang nuôi thương phẩm các loài thủy sản có giá trị cao như: tôn sú, tôm thẻ chân trắng, cá giò,…

và nguồn con giống chủ yếu do Viện tự sản xuất lấy Ngoài tự sản xuất giống để nuôi thì Viện còn sản xuất giống để bán và chuyển giao công nghệ Sản xuất giống thủy sản

là một mục tiêu quan trọng trong kế hoạch phát triển của Viện Do đặc thù của sản xuất giống thủy sản là đòi hỏi kỹ thuật cao và quy trình chặt chẽ nên cần có đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ cao và cơ sở vật chất đồng bộ Viện đã tiến hành sản xuất nhiều loại giống thủy sản như: tôm sú, tôm thẻ chân trắng, tôm đất, tảo, luân trùng,…

và đã đem lại hiệu quả kinh tế cao

Bảng 1.1 Doanh thu từ hoạt động sản xuất giống năm 2006

Tôm thẻ chân trắng 1.969.000con 60.756.000đ

Tuy nhiên, do Viện mới thành lập cơ sở vật chất đội ngũ cán bộ kỹ thuật còn thiếu nên hoạt động sản xuất giống còn gặp nhiều khó khăn Hiện tại, Viện đang có kế hoạch xây dựng một hế thống xử lý nước đồng bộ để cung cấp nước đạt yêu cầu cho trại giống

1.2.2 Tổng quan về công nghệ xử lý nước tại trại sản xuất giống

Quy trình xử lý nước tại trại giống thủy sản thực hiện theo sơ đồ sau:

Trong đó:

- Ao chứa nước có thể tích khoảng 6000m3 dùng để chứa nước cung cấp cho toàn bộ ao nuôi thương phẩm và trại giống Nước ở đây chưa được xử lý nên gọi là nước thô Từ ao chứa nước được cấp vào ao nuôi thương phẩm, trại giống nhờ hệ thống máy bơm và kênh dẫn

- Bể lắng có thể tích gần 40m3 dùng để lắng chất bẩn lơ lửng trước khi đưa nước qua bể xử lý sinh học Thời gian lắng 710 ngày nếu bể lắng ở trong nhà

và 3 ngày nếu bể lắng ở ngoài trời

- Bể xử lý hóa học có thể tích gần 40m3, xử lý hóa học ở đây chủ yếu dùng Chlorin (Ca(Ocl)2) để diệt vi sinh vật và dùng thuốc tím (KmnO4) để lắng chất bẩn lơ lửng trong nước Khi dùng Chlorin thì nồng độ Chlorin khoảng

3080g/m3 tùy theo độ đục của nước Sau khi cho Chlorin vào bể phải sục khí

và chờ thời gian là 2448h nếu bể ở ngoài trời; chờ 710 ngày nếu bể ở trong nhà để Chlorin bay hơi hết nhằm tránh hiện tượng giống nuôi bị ngộ Dùng thuốc tím để lắng các chất bẩn lơ lửng có kích thước rất nhỏ và nồng độ thuốc

Ao chứa

Nước

Bể lắng chất bẩn

Bể xử lý hóa học

Bể xử lý sinh học

Siêu lọc

Bể nuôi

tím khoảng 12g/m3 tùy độ đục của nước Sau khi cho thuốc tím vào bể phải sục khí và chờ thời gian là 2448h nếu bể ở ngoài trời; chờ 710 ngày nếu bể

ở trong nhà để thuốc tím bay hơi hết nhằm tránh hiện tượng giống nuôi bị ngộ độc Nếu xử lý Chlorin và thuốc tím cùng một bể thì xử lý Chlorin phải thực hiện trước xử khi lý thuốc tím bởi vì nếu xử lý thuốc tím trước thì chất bẩn lắng xuống đáy bể và đó là môi trường để vi sinh vật hoạt động nên rất khó diệt vi sinh vật nằm trong lớp bùn lắng này

- Bể xử lý sinh học có thể tích gần 40m3, xử lý

sinh học là dùng các chế phẩm sinh học (EM,

MAZZAL, BZT ) để phân hủy các hợp chất

hữu cơ, bổ sung các vi sinh vật có lợi cho ao

nuôi và ổn định các yếu tố môi trường

- Siêu lọc thực chất là lọc qua túi siêu lọc Túi

siêu lọc được làm từ vải lọc có khả năng giữ

lại những chất bẩn lơ lửng có kích thước rất

Thiết bị mà đề tài chế tạo sẽ thay thế bể lắng để lọc chất bẩn lơ lửng trong nước Khi qua thiết bị lọc, nước có nồng độ chất bẩn lơ lửng nằm trong giới hạn cho phép thì sẽ giảm được nồng độ thuốc tím cho vào 1m3 nước và giảm thời gian chờ thuốc tím bay hơi hết Nếu chất lượng nước lọc tốt thì có thể bỏ qua khâu xử lý bằng thuốc tím, điều này làm tăng hiệu quả của quá trình xử lý nước

1.3 Yêu cầu kỹ thuật của nước cấp để sản xuất giống thuỷ sản tại Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản – Đại học Nha Trang

Trại sản xuất giống thuỷ sản có yêu cầu cao về chất lượng nước, bởi vì chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ sinh trưởng và dịch bệnh của con giống

Hình 1.1 Túi siêu lọc

Trại sản xuất giống phải có đủ nước chất lượng tốt Hai yếu tố căn bản nhất của nguồn nước cần lưu ý là độ Ph và độ mặn Điều quan trọng là cả hai yếu tố này từ nguồn nước cấp không được biến động lớn Đối với nước mặn mức tối ưu của Ph là 7,5 – 8,5

và độ mặn là S‰ = 16 – 47‰, đối với lợ mức tối ưu của Ph = 7,5 – 8,5 và độ mặn là S‰ = 0,5 – 16‰, đối với nước ngọt mức tối ưu của Ph = 5,5 – 8,5 và độ mặn là S‰ =

0,2 – 0,5‰ [1, trang 29] Nước chứa nhiều chất bẩn lơ lửng thì không phù hợp vì các

chất này làm ảnh hưởng đến sự phát triển của phiêu sinh vật (tảo) và có khi có cả các chất gây ô nhiễm khác như: chất bẩn hữu cơ, thuốc trừ sâu…

1.3.1 Nguồn nước trong nuôi trồng thuỷ sản

1.3.1.1 Nước mặt:

1.3.1.1.1 Nước biển:

Khoảng 3/4 diện tích bề mặt trái đất được che phủ bởi nước, dựa vào độ mặn người ta chia: nước biển (ở các đại dương), nước lợ (ở các cửa sông và ven biển), nước ngọt (ở sông ngòi, ao hồ…) Sự khác biệt về hàm lượng trong nước ảnh hưởng mạnh tới các quá trình sinh học và hoá học xẩy ra trong thuỷ vực

a, Tính ổn định về thành phần muối của nước biển

Thành phần chủ yếu của nước biển là các anion như CL, SO 2

4

 , CO 2

3

 , SiO 2

3

 ,… và các cation như: Na, Ca 2, K, Mg 2,… vì biển và các đại dương thông nhau nên thành phần các chất trong chúng tương đối đồng nhất Hàm lượng muối (độ mặn) ở các vùng biển khác nhau có thể khác biệt, nhưng tương quan tỷ lệ giữa các chất hòa tan trong nước biển tương đối ổn định Tính ổn định về thành phần muối của nước biển được gọi là định luật tỷ lệ tương đối, do V.Dittmar phát minh ra năm 1884, được

biểu diễn theo bảng tóm tắt như sau:

Bảng 1.2 – Thành phần hóa học của nước biển

Nồng độ Muối

NaCl MgCl2MgSO4 CaSO4

K2SO4 CaCO3 MgBr2…

27,21 3,81 1,66 1,26 0,86 0,12 0,08





 89 , 10

76 , 77

60,3

73,4

(theo Dittmar, 1884) [1, trang 9]

b, Cân bằng trong nước biển

Ph trong nước biển dao động ổn định trong khoảng 8,10,2 có thể được giải thích như sau:

+ Do có sự tồn tại của hệ H2CO3 – HCO

3 - CO 2

3

 qua các quá trình phản ứng sau:

CO2 + H2O  pH5 H2CO3  pH5 H+ + HCO

3Al2Si2O5(OH)4I+9SiO2I+3K++3Ca+2+20H2O 3KcaAl2Si5O16(H2O)6I+16H+

Sự tồn tại của các hệ trên chính là yếu tố đệm chủ yếu trong nước biển

1.3.1.1.2 Nước sông, hồ:

a, Thành phần của nước sông hồ:

Trong nước sông, hồ có thể tìm thấy các thành phần sau đây:

- Các chất hòa tan dưới dạng ion và phân tử, có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ

- Các chất rắn lơ lửng, trong đó có cả chất hữu cơ, vô cơ

- Các phức chất, ví dụ các hợp chất humic (mùn)

Thành phần hóa học trung bình của nước sông, hồ được trình bày ở bảng sau:

Bảng 1.3 Thành phần hóa học trung bình của nước sông, hồ

Thành phần % trọng lượng Thành phần % trọng lượng

CO 2 3



SO 2 3



Cl

SiO2

NO 3

35,2 12,4 5,7 11,7 0,9

(Principles of Aquatic Chemistry, 1983) [1, trang10]

Nước sông, suối ở dạng nước chảy; còn nước ao, hồ ở dạng nước lặng

Nước sông, hồ có nguồn gốc từ nguồn nước chảy tràn từ các lưu vực do mưa đến các nguồn nước hoặc do mưa trực tiếp xuống nguồn hoặc nguồn gốc từ nước ngầm do nguồn dư thừa độ ẩm trong đất, hoặc do sự thải nước ngầm từ các tầng nước

có áp suất cao hơn sức chứa của nó

b, Chất lượng nước sông hồ:

Chất lượng nước sông, hồ bị tác động bởi 2 giai đoạn là chảy tới nguồn và thời gian lưu giữ tại nguồn đó, ở các dòng chảy và nguồn lặng nước cũng có sự biến động không giống nhau Chất lượng nước sông, hồ phụ thuộc vào yếu tố khí hậu, địa lý và hoạt động sản xuất của con người

+ Chất lượng nước sông:

Chất lượng nước sông phụ thuộc nhiều vào các yếu tố xung quanh như mức độ phát triển công nghiệp, mật độ dân số trong lưu vực, hiệu quả của công tác quản lý các dòng thải vào sông

Nơi có mật độ dân số cao, công nghiệp phát triển mà công tác quản lý các dòng thải công nghiệp, dòng thải nước sinh hoạt không được chú trọng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởi các hóa chất độc hại, các chất hữu cơ ô nhiễm…

Nơi có lượng mưa nhiều, điều kiện xói mòn, phong hóa dễ dàng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, độ đục cao do các chất huyền phù và các chất rắn, chất mùn có trong nguồn nước

Chất lượng nước cũng phụ thuộc nhiều vào tính chất lưu vực: các vùng chứa nhiều đất đá có tính thấm kém thì nước đục và mềm do các hạt mịn (vô cơ, hữu cơ) bị cuốn theo và khó sa lắng Vùng lưu vực chứa nhiều đá vôi CaCO3, đá phấn CaSO4 thì nước trong và cứng Nước chảy qua các vùng đồi trọc không cây cối rửa trôi, cuốn theo hầu hết các thành phần trong đất; qua rừng rậm thì nước trong và chứa nhiều chất hữu cơ tan

+ Chất lượng nước hồ:

Nước trong các đầm, hồ là loại nước lặng được bổ sung thêm và chảy ra, nên về nguyên tắc được coi là nguồn nước có dòng chảy chậm, thời gian lưu giữ lớn Các nguồn nước lặng thường chịu hậu quả của hai tác động chủ yếu là: sự phát triển của thực vật thủy sinh như rong, tảo và đối với nguồn nước lặng có độ sâu lớn còn chịu sự phân tầng nhiệt

Chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời gian lưu, vào các điều kiện thời tiết và chất lượng các nguồn nước chảy vào hồ, trong đó có cả các nguồn nước thải sinh hoạt

và nước thải công nghiệp

Ở những hồ mà điều kiện lưu thông kém và chất thải hữu cơ nhiều, nước hồ sẽ

có hàm lượng ôxy hòa tan thấp, điều kiện yếm khí tăng, nước có mùi khó chịu

Tuy nhiên, trong nước sông và nước hồ vẫn thường xuyên xảy ra các quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ, quá trình nitrat hóa các hợp chất chứa nitơ…

1.3.1.1.3 Sự khác biệt giữa nước biển và nước sông, hồ:

a, Sự khác biệt về hàm lượng các ion hòa tan:

Bảng 1.4 Các ion đa lượng (mg/l) [1, trang 12]

Bảng 1.5 Các ion vi lượng (µ/l) [1, trang 13]

Trong nước sông, hồ thì ngược lại silic rất cao, còn Bo, Flo lại tương đối thấp

và ít nhất là Niken, Molipđen

b, Sự khác biệt về độ hòa tan các chất khí:

Trong nước biển do hàm lượng muối cao nên sự hòa tan của các chất khí vào trong nước kém hơn đối với nước sông, hồ Ở cùng nhiệt độ, độ hòa tan của O2 trong nước mặn (S‰ = 35‰) chỉ bằng 80% trong nước ngọt (S ‰ = 42‰)

c, Sự khác biệt về sự lắng phù sa (chất huyền phù):

Chất rắn không tan, còn gọi là phù sa hay chất huyền phù gây đục có thể tồn tại sẵn trong nguồn nước Chúng có độ bền (không dễ bị sa lắng) là do chuyển động nhiệt Trong nước biển do nồng độ các ion cao nên dễ khử được tính bền của chúng và tạo điều kiện cho chúng kết nối được với nhau, thực hiện quá trình sa lắng Trong nước biển, tốc độ lắng chìm của phù sa nhanh hơn trong nước ngọt

d, Sự khác biệt về hệ đệm cacbonnat:

Nước biển có độ cứng và độ kiềm cao (độ cứng trung bình là 6,6mg CaCO3/l),

do đó các vùng nước mặn và nước lợ pH thường cao hơn 7,5 Mặt khác, nhờ hệ cân

bằng cacbonnat ổn định, nên pH của nước ít thay đổi

Trong nước ngọt thường có độ kiềm thấp và khoảng dao động pH rộng

Tầng nước giới hạn là tầng bị phủ trên nó một lớp đất đá không có khả năng thấm nước Nước tích tụ trong đó là các dòng chảy ngang, chậm, từ các tầng không giới hạn đến, nó không có lớp bão hòa, có cấu trúc kiểu bánh kẹp giữa các lớp không thấm nước, áp lực thủy tĩnh của tầng giới hạn lớn, nên khi khoan hoặc đào giếng, nước

từ đó được phun lên

Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào một loạt các yếu tố: chất lượng nước mưa, chất lượng nước ngầm đã tồn tại thời gian dài trong lòng đất, bản chất lớp đá

nước thấm qua, bản chất lớp đá chứa tầng nước Bởi vậy, ở các khu vực khai thác khác nhau nước ngầm có thành phần hóa học khác nhau

Bảng 1.6 Chất lượng nước ngầm ở 4 giếng khoan khác nhau [1, trang 17]

Giếng Thành phần

1.3.2 Đặc tính môi trường nước phù hợp cho nuôi trồng thủy sản

Nước có nhiều đặc tính lý – hóa – cơ học thuận lợi cho đời sống và sự phát triển của thủy sinh vật

1.3.2.1 Khối lượng riêng cao và độ nhớt thấp:

Ở 40C nước tinh khiết có khối lượng riêng lớn nhất là 1g/cm3, ở khoảng trên hoặc dưới nhiệt độ này khối lượng riêng giảm đi

Nước tự nhiên, do sự có mặt của các chất hòa tan, ở 40C khối lượng riêng của nước có thể lên tới 1,347g/cm3

Độ nhớt của nước thấp so với nhiều chất lỏng khác, ở 100C là 1,31 đơn vị, trong khi đó độ nhớt của glyxêrin là 3950 đơn vị

Khối lượng riêng cao và độ nhớt thấp ảnh hưởng lớn tới sự di động của thủy sinh vật Lực đẩy lớn sẽ làm vật dễ nổi, sức cản nhỏ vật bơi sẽ nhanh hơn và tiêu hao ít năng lượng

1.3.2.2 Khối lượng luôn luôn chuyển động:

Nước trong thủy vực chuyển động dưới dạng sóng và dòng chảy Sóng là do gió gây nên, tạo ra chuyển động dao động của khối nước trên mặt, nhiều khi rất lớn Ngoài sóng trên mặt còn có sóng ngầm do những nguyên nhân khác

Dòng chảy là sự chuyển động của khối nước theo một hướng nhất định trong thủy vực Dòng chảy có thể là dòng chảy ngang, dòng chảy thẳng hay hỗn hợp Dòng chảy có thể được gây nên do sự chênh lệch về nhiệt độ và độ mặn, hoặc do nhiều nguyên nhân khác

Nước chuyển động giúp cho sự đi lại của thủy sinh vật, cung cấp nhu cầu ôxy

và thức ăn trong nước, phân tán chất thải, điều hòa nhiệt độ và độ mặn, khí hòa tan trong nước được thuận lợi dễ dàng

1.3.2.3 Nhiệt dung riêng cao và độ dẫn nhiệt kém:

Để nâng 1kg nước từ 14,50C lên 15,50C cần cung cấp nhiệt lượng là 1kcal Cũng một lượng nhiệt như vậy có thể đun nóng 2 lít cồn C2H5OH hoặc 5kg cát, hoặc 10kg sắt lên 10C Điều này có nghĩa là nước chậm móng hơn nhiều so với các chất khác

Độ dẫn nhiệt của nước kém Nước có khả năng tích lũy nhiệt năng từ khí quyển, nhưng do nhiệt dung riêng lớn nên quá trình tích lũy đó diễn ra chậm chạp, bên cạnh

đó, do độ dẫn nhiệt kém, nên sự truyền nhiệt từ tầng nước này sang tầng nước khác rất lâu Hai đặc tính này làm khối lượng nước trong thủy vực tăng nhiệt chậm, giữ nhiệt tốt, đảm bảo điều kiện nhiệt độ ôn hòa cho đời sống thủy sinh vật

1.3.2.4 Độ hòa tan lớn:

Nước là một dung môi hòa tan tốt Nhờ vậy, mà môi trường nước đã trở thành một môi trường dinh dưỡng cung cấp các muối dinh dưỡng và các chất khí cho thủy sinh vật, đồng thời phân tán dễ dàng các chất thải (khí CO2, sản phẩm thải ở dạng hòa tan và dạng rắn) do chúng thải ra trong quá trình hô hấp và trao đổi chất, đảm bảo đời

sống bình thường cho thủy vực

1.3.3 Chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản

Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra các chỉ tiêu về chất lượng nước

như sau:

a, Các chỉ tiêu vật lý cơ bản (các yếu tố thủy lý) như: Nhiệt độ, màu nước, độ

trong, mùi nước, vị nước

b, Các chỉ tiêu hóa học của nước (các yếu tố thủy hóa) như: Các chất khí hòa

tan, các ion, các muối dinh dưỡng, các chất hữu cơ

c, Các chỉ tiêu sinh học: vi khuẩn, virus, vi tảo

Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản:

Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi thủy sản là giới hạn hoặc nồng độ thích hợp

về các yếu tố thủy lý, thủy hóa của nước phù hợp cho mục đích nuôi thủy sản

Bảng 1.7 Giá trị giới hạn cho phép về nồng độ các chất ô nhiễm trong nước biển vùng

nuôi thủy sản ven bờ [1, trang 56]

hóa học

Giá trị giới hạn

(Kèm theo thông tư số 01/2000/TT-BTS ngày 28 tháng 4 năm 2000 của

Bộ Thủy sản)

Bảng 1.8 Giá trị giới hạn cho phép về nồng độ các chất ô nhiễm trong vùng nước ngọt

nuôi thủy sản [1, trang 57]

STT Thông số Đơn vị tính Công thức hóa học Giá trị giới hạn

mg/l bq/l bq/l

<3

80

12 0,10

50 0,02 0,10 0,05 1,00 1,00 2,00 0,10 1,00 2,00 0,005 1,00

<0,01 1,50

<0,01 0,05 0,02 Không 0,30 0,20 5,000 0,15

0,01 0,10 1,00 (Kèm theo thông tư số 01/2000/TT-BTS ngày 28 tháng 4 năm 2000 của

Bộ Thủy sản)

Một nguồn nước đạt chất lượng để nuôi thủy sản là: phải đầy đủ ôxy hòa tan, không chứa các chất gây ô nhiễm, giàu dinh dưỡng, có pH thích hợp và ổn định

Riêng đối với các đối tượng nuôi thủy sản còn thêm điều kiện: cần được duy trì thường xuyên độ mặn cần thiết

Tuy nhiên, khi triển khai nuôi một đối tượng cá hoặc tôm (một loài cụ thể nào đó) để đảm bảo cho quá trình nuôi thành công, người ta phải tiến hành nghiên cứu để xác lập được tiêu chuẩn chất lượng nước cho đối tượng đó

Bảng 1.9 Các thông số môi trường cho ao nuôi tôm sú [1, trang 58]

Thông số Giới hạn tối ưu Đề nghị

Không < 4 ppm Phụ thuộc vào dao động của pH

Tính độc khi pH thấp Tính độc khi pH và nhiệt độ cao (Quản lý sức khỏe tôm trong ao nuôi, P.Chanratchacool, 1994)

Bảng 1.10 – Đặc điểm các yếu tố nguồn nước thích hợp

cho trại sản xuất giống tôm càng xanh [16, trang 44]

(mg/l)

Nước ngọt (mg/l)

Nước lợ (mg/l)

<0,02 0,02 0,01

-

19.00019.567 5.95010.500

399525

390451 1.2501.343

314 0,03 0,03 0,034,6 0,4 0,050,15 0,005

-

6.6007.790 3.50040.000

-

>5 2.3252.173

2831 (New và Valenti, 2000)

Chương 2 THIẾT KẾ KỸ THUẬT

2.1 Xác định yêu cầu kỹ thuật của thiết bị lọc nước

Nước cung cấp cho trại sản xuất giống thủy sản có yêu cầu cao về chất lượng

Đó là nồng độ các chất gây ô nhiễm phải nằm trong giới hạn cho phép Đối với loại giống thủy sản khác nhau thì có tiêu chuẩn về nồng độ các chất gây ô nhiễm khác

nhau Trong các chất gây ô nhiễm có chất rắn lơ lửng, nếu nồng độ chất rắn lơ lửng

cao làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, từ đó dẫn tới hiện tượng tương đối thấp về năng suất Nồng độ chất rắn lơ lửng cao dẫn tới độ đục vô cơ cao làm tôm, cá khó hô hấp, cường độ bắt mồi giảm Thiết bị lọc nước có nhiệm vụ tách được chất rắn lơ lửng ra khỏi nước đầu

vào cho trại sản xuất giống thủy sản, để nồng độ chất rắn lơ lửng nằm trong giới hạn cho phép (50mg/l)

Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị:

- Nước sau khi qua thiết bị lọc có nồng độ chất rắn lơ lửng nhỏ hơn 50mg/l

- Lớp vật liệu lọc của thiết bị có khả năng giữ lại được các chất bẩn lơ lửng có kích thước từ 5.10-2mm trở lên

- Phù hợp với nhiều loại huyền phù

- Độ bền cao, chống được sự ăn mòn của nước biển

- Đạt năng suất 10 m3/h

- Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

- Thao tác lắp ráp, vận hành đơn giản

- Di chuyển từ vị trí này đến vị trí khác dễ dàng

- Giá thành rẻ, chi phí bảo dưỡng thấp

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế

2.2.1 Tổng quan về nguyên tắc chọn công nghệ xử lý nước trong nuôi thủy sản

Chất lượng nguồn nước có một ý nghĩa rất quan trọng cho quá trình xử lý nước Chất lượng nguồn nước quyết định dây chuyền xử lý Lựa chọn một dây chuyền xử lý nước phải phù hợp với từng nguồn nước, ví dụ thành phần, độ bẩn và bản chất của nó,

số lượng nước nguồn và độ tin cậy của nguồn nước… Công nghệ xử lý cho nguồn nước cụ thể phải mang tính khả thi Các phân tích về hóa học, lý học, vi sinh vật học

cần thiết để có đầy đủ thông tin về nguồn nước và để thấy được các điều kiện tiếp theo

Lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc rất nhiều chất lượng nước và đặc trưng của nguồn nước, yêu cầu chất lượng nước cấp cho hoạt động sản xuất thủy sản

Hầu hết các chất bẩn trong nước có kích thước hạt từ milimet đến nanomet hoặc nhỏ hơn Các hạt có kích thước nhỏ từ 10-4 – 10-6 mm được gọi là các hạt keo Hệ keo gồm các khoáng chất, các chất keo phù du kết hợp đất vi trùng, tảo, virus, polyme sinh học và các phần tử lớn Các hạt có kích thước nhỏ hơn 10-6 mm là các hạt chất hòa tan, gồm có ion, các phân tử vô cơ đơn giản và các tổ hợp

Sau đây là sơ đồ phương án lựa chọn quá trình xử lý dựa vào kích thước hạt cặn

có trong nước: [1, trang 85]

Ôxy hóa sinh học (Chất hữu cơ)

Tách cơ học

Lắng trong - tuyển nổi

Lọc – siêu lọc

2.2.2 Các phương pháp xử lý nâng cao chất lượng nước trước khi nuôi thủy sản

Xuất phát từ chất lượng nước của nguồn nước tự nhiên ở một địa điểm cụ thể

Ví dụ như: nguồn nước đục, độ mặn quá cao hoặc quá thấp, nước kiềm, nước chứa nhiều sắt và nhiều hợp chất humat

Vấn đề này có thể được phòng tránh bằng cách lựa chọn địa điểm xây dựng hoặc áp dụng các biện pháp xử lý thích hợp

Liên quan tới các tới các vấn đề chất ô nhiễm có thể xâm nhập vào ao nuôi từ các vùng phụ cận, nhiều khi vấn đề lại là do hậu quả của việc lựa chọn địa điểm kém Một con sông là nguồn nước cấp cho các ao nuôi thủy sản có thể bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải nông nghiệp

Xử lý nước trước khi đưa vào nuôi và sau khi thải ra trong hệ thống nuôi trồng thủy sản có ý nghĩa quan trọng giúp cho quá trình sản xuất phát triển mà vẫn đảm bảo môi trường bền vững

Xử lý nâng cao chất lượng nước về thực chất là loại bỏ các chất bẩn vô cơ, các hợp chất hữu cơ, các loài vi sinh vật, các loài tảo đơn bào, các loài nguyên sinh động vật… vượt quá tiêu chuẩn cho phép, gây hại đối với mục đích sử dụng nguồn nước phục vụ sản xuất

Để cải thiện chất lượng nước, một mặt chúng ta phải tiến hành xử lý nước trước khi đưa vào nuôi thủy sản, thiết lập hệ thống xử lý nước sau khi nuôi thải ra ngoài khu vực nước tự nhiên, mặt khác phải tiến hành quy hoạch xây dựng hệ thống kênh mương cấp thoát nước đúng tiêu chuẩn

Hiện nay, trong hệ thống nuôi thủy sản người ta áp dụng các phương pháp xử lý nước như sau:

1 Phương pháp cơ học: Lọc cơ học và lắng là hai phương pháp chủ yếu để loại bỏ các chất gây đục trong nước

Trong một hệ thống nuôi tôm sú, người ta sử dụng ao lắng để lắng tụ phù sa trong nguồn nước trước khi chuyển vào ao nuôi

2 Phương pháp hóa học: Sử dụng ao xử lý hóa học bằng các hóa chất có tính ôxy hóa mạnh trước khi chuyển nước vào ao nuôi

3 Phương pháp sinh học: Sử dụng hệ thống lọc sinh học trong hệ thống tuần hoàn kín

Hoặc sử dụng các chế phẩm sinh học để phân hủy các chất thải hữu cơ được tích tụ trong thời gian nuôi làm cho đáy ao không bị nhiễm bẩn

Hoặc sử dụng hệ thống xử lý nước thải từ các ao nuôi bằng các giải pháp sinh học

4 Phương pháp kết hợp: Áp dụng phương pháp nuôi trong hệ kín với hệ thống ao hoàn chỉnh: ao chứa lắng, ao xử lý hóa học, ao nuôi và ao xử lý nước thải

Do phạm vi nghiên cứu của đề tài là thiết bị lọc nước đầu vào cung cấp cho trại sản xuất giống thủy sản nên ta tập trung nghiên cứu phương pháp cơ học

2.2.2.1 Phương pháp cơ học

- Khái niệm chung về quá trình lọc cơ học: Lọc là một quá trình làm sạch nước

thông qua lớp vật liệu lọc nhằm tách các hạt cặn lơ lửng, các thể keo tụ và ngay cả vi sinh vật trong nước Kết quả là sau quá trình lọc, nước có được chất lượng tốt hơn cả

về mặt vật lý, hóa học và sinh học

Xét theo lớp vật liệu lọc, người ta có thể lọc bề mặt (lọc tạo bánh) hay lọc sâu (cột lọc) Lọc bề mặt, vật liệu lọc là lớp bề mặt có các mao quản nhỏ, phần chất rắn trong nước có kích thước lớn hơn kích thước mao quản sẽ bị giữ lại trên bề mặt vật liệu lọc, chỉ có nước và các phần tử có kích thước nhỏ hơn lỗ mao quản mới có khả năng đi qua Ngược lại, lọc sâu khi lớp vật liệu tạo thành cột lọc, khi lọc, các chất bẩn

lơ lửng trong nước được giữ lại trong không gian giữa các hạt vật liệu lọc

Trong thực tế xử lý nước, vật liệu lọc có thể sử dụng ở dạng hạt như cát, sỏi, xỉ than, thủy tinh… trong đó cát được sử dụng rộng rãi nhất do giá thành rẻ, dễ kiếm và hiệu suất lọc khá cao Ngoài ra cũng có thể sử dụng kết hợp cát với các loại vật liệu khác tạo thành cột lọc nhiều lớp và do vậy hiệu quả lọc được nâng cao

Trong quá trình lọc, các chất bẩn được tách ra khỏi nước tích tụ trên bề mặt vật liệu lọc và trong các lỗ mao quản, dần dần gây cản trở cho quá trình lọc, trở lực qua lớp vật liệu lọc tăng lên năng suất lọc giảm xuống, khi đó phải vệ sinh lớp vật liệu lọc

để tái tạo lại khả năng lọc của nó

Trong công nghệ xử lý nước, người ta sử dụng công nghệ lọc sâu Trong công nghệ lọc sâu, tùy thuộc vào tốc độ lọc và thời gian giữa hai lần hoàn nguyên vật liệu lọc, người ta chia thành lọc nhanh và lọc chậm Sự khác biệt giữa hai quá trình này được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2.1 Sự khác biệt giữa quá trình lọc nhanh và lọc chậm [2, trang 93]

- Tách được các chất gây đục

- Có tính hấp phụ khi dùng than hoạt tính

- Tách được axít khi dùng cột lọc CaCO3

- Ôxy hóa tách được sắt và mangan

- Ứng dụng lọc nhanh sinh học NH

4 hữu cơ,

C, NO2, NO

3

Dựa vào bảng so sánh trên chọn phương án nghiên cứu của đề tài là thiết

bị hoạt động theo quá trình lọc nhanh

2.2.2.2 Quá trình lọc nhanh

a, Giới thiệu về quá trình lọc nhanh:

Trong quá trình lọc nhanh, nước cần xử lý đi qua lớp hạt có kích thước trung bình lớn, vận tốc rất cao Người ta chia bề dày lớp vật liệu lọc thành nhiều lớp mỏng

với kích thước hạt khác nhau Ban đầu đa số cặn bẩn trong nước tiếp xúc với bề mặt vật liệu lọc đầu tiên và đều giữ lại ở đó Theo thời gian, bề dày lớp màng cặn tăng dần,

độ bền liên kết của lớp màng cặn bị phá vỡ, một phần cặn bẩn bị cuốn đi xa hơn đến các lớp hạt lọc tiếp theo và lại kết bám lên bề mặt hạt tại đó Cứ như vậy, với mỗi lớp hạt lọc, hiệu quả lọc là kết quả của hai quá trình ngược nhau: quá trình kết bám của lớp cặn mới từ nước lên bề mặt hạt lọc và quá trình tách cặn bẩn từ bề mặt hạt lọc đưa vào nước Hai quá trình trên diễn ra đồng thời và lan dần theo chiều sâu lớp vật liệu lọc Đối với quá trình lọc nhanh, người ta sử dụng kích thước các hạt cát tương đối đồng đều, thay đổi từ 0,5 đến 2,0mm hoặc lớn hơn tùy theo từng trường hợp

Vận tốc lọc nhanh thông thường là 1,5.10-3m/s, vận tốc lớn như vậy đã gây ra hiện tượng chóng làm tắc vật liệu lọc, vì vậy việc làm sạch hoàn nguyên vật liệu lọc theo chu kỳ là cần thiết Do vật liệu lọc có kích thước hạt lớn, nên các chất bẩn trong nước được giữ lại lắng sâu vào trong mao quản vật liệu lọc Do đó đối với lọc nhanh việc dùng dòng nước ngược chiều để rửa và hoàn nguyên vật liệu lọc là cần thiết Dòng ngược chiều đó sẽ cọ rửa các hạt, làm xốp lớp hạt và cuốn theo các chất bẩn thành nước thải

Nước đưa vào lọc có thể đi qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống dưới hay từ dưới lên trên Sử dụng dòng chảy từ trên xuống dưới có ưu điểm là tạo được động lực cho quá trình nhờ chênh lệch áp suất trước và sau khi qua lớp vật liệu lọc nhờ lực trọng trường Nhược điểm của biện pháp này là sau khi rửa vật liệu lọc phải sử dụng dòng ngược chiều, các hạt nhỏ được đẩy lên trên và các hạt to được giữ lại ở dưới đáy Do

đó, khi nước tiếp xúc với các hạt bé trước nên dễ làm tắc mao quản lọc, trở lực lọc tăng nhanh và thời gian cần rửa lại bị rút ngắn Để giải quyết vấn đề này, người ta dùng vật liệu có kích thước hạt đều nhau, do vậy giá thành cao hơn

Khi sử dụng dòng chảy từ dưới lên trên, nước bẩn tiếp xúc với các hạt lớn của lớp vật liệu lọc trước, do đó lớp vật liệu lọc có thể giữ được nhiều chất bẩn, trở lực lọc không tăng được là bao Ở phần trên của lớp vật liệu lọc, nước sạch tiếp xúc với lớp vật liệu hạt nhỏ mịn nên chất lượng nước lọc tốt hơn Đó là qua trình lọc từ hạt to đến hạt bé, quá trình như vậy cũng có thể được áp dụng cho dòng chảy từ trên xuống bằng cách dùng nhiều lớp vật liệu lọc có kích thước giảm dần theo chiều dòng chảy Để tránh hiện tượng đảo ngược của lớp vật liệu do quá trình rửa ngược chiều, người ta dùng khối lượng riêng của hạt lớn dần tỷ lệ nghịch với kích thước hạt

- Bảo đảm thành phần hạt theo yêu cầu phân loại

- Bảo đảm độ đồng đều về kích thước hạt

thiểu

Tối

đa

Tương đương

Hệ số không đồng nhất

Chiều dày lớp vật liệu lọc, m Bình

thường

Tăng cường Một lớp cát

thạch anh

0,5 0,7 0,9

0,5 1,5 1,8

0,7 – 0,8 0,9 – 1,0 1,1 – 1,2

2,0 –2,2 1,8 – 2,0 1,5 – 1,7

0,7 1,2 – 1,3 1,8 – 2,0

thạch anh

và antraxit

0,5 0,8

1,2 1,8

0,8 1,1

2

2

0,4 – 0,5 0,4 – 0,5 10 12

Lớp vật liệu lọc có thể có nhiều lớp, số lượng lớp vật liệu lọc càng tăng thì lượng chất bẩn bị giữ lại càng nhiều Tuy nhiên, càng nhiều lớp vật liệu lọc thì tổn thất

áp lực qua các lớp vật liệu lọc càng lớn, để khắc phục hạn chế này người ta giảm độ dày của mỗi lớp vật liệu lọc Vì vậy số lớp vật liệu lọc thường không quá 4 lớp, các lớp có kích thước hạt chênh nhau không quá lớn Các vật liệu lọc thường có kích thước hạt khoảng trên 2mm và vận tốc lọc tới 1,5.10-3m/s hoặc cao hơn

(1) Lọc một lớp lọc (2) Lọc hai lớp lọc

Hình 2.1 Quan hệ giữa tổn thất áp lực và thời gian lọc [2, trang 96]

2.2.2.3 Các cơ chế trong quá trình lọc nhanh

Quá trình lọc nhanh là sự kết hợp các cơ chế khác nhau để tách pha rắn ra khỏi pha lỏng Các cơ chế có thể bao gồm: cơ chế sàng, cơ chế lắng, cơ chế hấp phụ, cơ chế hoạt hóa và cơ chế sinh hóa

(hình 2.2) Ngoài ra, khi xẩy ra hiện tượng bắc cầu giữa các hạt lơ lửng trong lỗ mao

quản cũng có thể giữ lại các hạt có kích thước nhỏ

Quá trình chuyển động của các phần tử lơ lửng trong mao quản vật liệu lọc được thực hiện nhờ građient vận tốc làm cho các hạt có kích thước nhỏ tiếp xúc và liên kết với nhau tạo thành bông keo to hơn Các bông keo này được giữ lại sâu trong các

lỗ mao quản, làm cho tiết diện tự do của mao quản nhỏ dần đi và hiệu suất cơ chế sàng

sẽ tăng lên theo thời gian

Trong thực tế, cơ chế sàng chỉ tách được một phần không đáng kể các chất bẩn

lơ lửng trong nước Khi nước chứa nhiều phần tử lơ lửng kích thước lớn thì cơ chế sàng đóng vai trò quan trọng Để tránh hiện tượng tăng trở lực lọc theo thời gian, nên chọn vật liệu lọc có kích thước lớn và thô

Hình 2.2 Kích thước mao quản và các hạt lơ lửng [2, trang 99]

b, Cơ chế lắng:

Cơ chế lắng giải thích quá trình tách các phần tử lơ lửng có kích thước nhỏ hơn kích thước có lỗ mao quản Các phần tử lơ lửng lắng trên bề mặt hạt vật liệu lọc theo nguyên lý giống như quá trình lắng trong bể lắng Tuy nhiên, khi lắng trong bể lắng, các phần tử lắng xuống đáy bể, còn ở đây chúng lắng trên bề mặt hạt vật liệu lọc Nếu không gian tự do của mao quản là p = 1m3 và hạt vật liệu lọc là hạt tròn có đường kính

d, thì diện tích bề mặt vật liệu lọc sẽ là:

d

6.(1 – ), m2/m3 [2, trang 100]

Do vậy, nếu độ rỗng là  = 0,4m3 và đường kính hạt là 0,8mm thì tiết diện bề mặt vật liệu lọc lên đến 4500m2/m3 với chiều sâu lớp vật liệu lọc là 1m

Thậm chí chỉ một phần bề mặt này có tác dụng (không tính đến chỗ các hạt vật liệu lọc tiếp xúc nhau) và chỉ kể đến bề mặt đối diện với hạt lắng thì bề mặt trên 1m3vật liệu lọc cũng có thể đạt đến 300m2

Bông keo Al hoặc Fe 20µm

Vi khuẩn 2µm

Tảo Asterionella 20µm Hạt silic 20µm

Đường kính hạt 800µm

Đường kính vòng tròn bao 60µm

Hiệu suất của cơ chế lắng là hàm số của tỷ số giữa tải trọng bề mặt và vận tốc lắng Vcl của các hạt rắn lơ lửng

Đối với chế độ lắng dòng, theo định luật Stockes ta có:

18

1

d g

c, Cơ chế hấp phụ:

Hấp phụ là cơ chế quan trọng nhất trong quá trình lọc nhanh để tách các hạt keo, các phần tử lơ lửng và các tạp chất hòa tan Lực hấp dẫn chỉ có tác dụng khi khoảng cách giữa các hạt lơ lửng trong nước và bề mặt hấp phụ rất nhỏ, do đó cơ chế hấp phụ chỉ có tác dụng khi các cơ chế đã đưa ra hạt chất bẩn cần tách trong nước đến tiếp cận với bề mặt vật liệu lọc

Cơ chế vận chuyển này bao gồm các lực như lực trọng trường, lực quán tính, lực khuyếch tán, lực thủy động và lực xoáy Cơ chế vận chuyển chất lỏng và vận chuyển các hạt rắn trong nước làm cho các hạt bẩn trong nước có đủ động năng để đến tiếp xúc với bề mặt vật liệu lọc Khi đó lực hấp phụ giữa các hạt bẩn trong nước và vật liệu sẽ mạnh hơn lực đẩy và quá trình hấp phụ xẩy ra

Các hạt cát với cấu trúc tinh thể của chúng, ở pH bình thường, thường mang điện tích âm, do đó cát có khả năng hấp phụ các hạt mang điện tích dương ở dạng keo hoặc hạt lơ lửng như tinh thể cacbonat, các bông keo tụ nhôm, mangan, sắt, ôxyt nhôm, hyđrat… những sản phẩm này thường có điện tích bề mặt dương, kể cả các cation sắt, nhôm, mangan… Quá trình hấp phụ các ion đã làm giảm điện thế âm của bề mặt vật liệu lọc Khi đó có quá nhiều hạt tích điện dương tích tụ lên bề mặt vật liệu lọc

sẽ xảy ra hiện tương quá bão hòa và bề mặt vật liệu lọc trở nên tích điện dương, do đó lại xẩy ra quá trình hấp phụ thứ hai, hấp phụ các hạt mang điện tích âm xảy ra Các hạt keo có nguồn gốc từ động thực vật, các chất bẩn hòa tan, các anion như NO

3, PO3 

sẽ được hấp phụ ở giai đoạn này Quá trình hấp phụ các hạt mang điện tích âm sẽ đạt đến quá bão hòa và trên bề mặt vật liệu lọc lại xẩy ra quá trình các hạt mang điện tích

dương Hiện tượng đảo thế bề mặt vật liệu lọc xảy ra liên tục và điện thế bề mặt sẽ giảm dần theo thời gian lọc Do đó lực hấp phụ giảm và hiệu suất lọc theo cơ chế này cũng giảm dần theo thời gian

Trường hợp trong nước chủ yếu chỉ chứa các hạt mang điện tích âm muốn chúng tách ra khỏi nước thì ngay từ đầu phải tạo ra được điện thế dương trên bề mặt lớp vật liệu lọc, bằng cách phủ một lớp hạt mang điện tích dương hoặc một lớp mỏng các cation polyme trên bề mặt vật liệu lọc

d, Cơ chế hoạt hóa:

Cơ chế này biến đổi các chất bẩn hòa tan trong nước thành các hợp chất đơn giản, vô hại hoặc là làm sao cho chúng thành những hợp chất không tan để có thể tách chúng ra khỏi nước nhờ cơ chế sàng, lắng, hấp phụ

Khi trong nước có ôxy hòa tan, các chất hữu cơ có thể bị phân hủy hiếm khí theo phản ứng sau:

C5H7O2N + 5O2  H2O + 4CO2 + NH

4 + HCO

3

Như vậy phải cần đến 1,4 O2 để tạo ra 0,16g amoniac trên 1g chất hữu cơ Dioxyt cacbon tạo ra trong trường hợp này luôn bị hòa tan trong nước Amoniac được ôxy hóa nhờ vi khuẩn vi sinh (nitrosomonas) tạo ra nitrit theo phản ứng sau:

NH

4 + 2

3O2  H2O + 2H+ + NO

2

và với nitrobacter tạo thành nitrat:

NO

2 + 2

C5H7O2N + 7O2 nitrosomonasnitrobacter

3H2O + 5CO2 + NO

3 + H+Lượng ôxy cần thiết tăng tới 2,0g cho 1g chất hữu cơ Để chuyển hóa hoàn toàn 1g amoniac có trong nước cần không ít hơn 3,6g O2

Đối với quá trình khử sắt, lượng ôxy cần đến ít hơn nhiều Để sắt hòa tan thành sắt oxyt hyđrat không tan khi có mặt bicacbonat theo phản ứng:

4Fe2+ + O2 + (2n + 4)H2O  2Fe2O3.nH2O + 8H+

8H+ + 8HCO

3  8H2O + 8CO2Cộng hai quá trình trên ta có:

4Fe2+ + O2 + (2n + 4)H2O + 8HCO

3  2Fe2O3.nH2O + 8CO2 + 8H2O Như vậy chỉ cần đến 0,14g O2 để chuyển hóa 1g sắt

Quá trình khử mangan xảy ra như sau:

4Mn2+ + (2x + y – 2)O2 + (2y + 4z +4)H2O  4MnOx(OH)y(H2O)Z + 8H+

4Mn2+ +(2x + y – 2)O2 +(2y + 4z – 4)H2O+8HCO

3  4MnOx(OH)y(H2O)Z + 8CO2Giá trị của 2x + y cao nhất là 4 nên 2x + y – 2 không bao giờ lớn hơn 2 Lượng ôxy cần thiết do vậy là 0,29g cho 1g mangan, tương ứng với phản ứng sau :

e, Cơ chế sinh hóa:

Cơ chế cuối cùng trong quá trình lọc nhanh là cơ chế hoạt động của các chất hữu cơ vi sinh có mặt trên bề mặt vật liệu lọc Với mục đích khử sắt, mangan và các chất hữu cơ trong nước, người ta cấy các vi khuẩn lên lớp bề mặt vật liệu lọc để chúng trở thành tác nhân cho quá trình khử các chất hữu cơ và vô cơ trong nước Các chất hữu cơ và vô cơ trong nước một phần trở thành thức ăn cho vi khuẩn, cung cấp năng lượng cho chúng hoạt động và một phần chuyển hóa vào tế bào để cho chúng phát triển Trong quá trình chuyển hóa các chất nói trên, nhờ vi khuẩn các chất hữu cơ phân hủy dần, ví dụ amoniac chuyển hóa thành nitrit rồi sau đó thành nitrat; các chất khác chuyển hóa thành các chất vô cơ vô hại như nước, CO2, nitrat, photphat… Sản phẩm của quá trình đi theo nước lọc cùng với một phần các vi khuẩn bị phân hủy, có phần được khoáng hóa

Quá trình lọc nhanh không đảm bảo chất lượng nước về mặt vi trùng học

2.2.2.4 Động học của quá trình lọc nhanh

Các thông số chủ yếu của cột lọc bao gồm: vận tốc lọc, chiều dày lớp vật liệu lọc, kích thước hạt lọc, tổn thất áp lực theo chiều dày lớp vật liệu lọc, thời gian lọc, thời gian của một chu kỳ lọc Tất cả thông số đó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước lọc, hiệu suất lọc và có thể xác định được bằng thực nghiệm nhờ bể lọc thí nghiệm

a, Nguyên lý giữ hạt chất bẩn trong cột lọc

Chất lượng nước phụ thuộc vào hai yếu tố: chiều dày lớp vật liệu lọc và thời gian kể từ khi bắt đầu lọc

Theo nguyên lý giữ hạt chất bẩn lơ lửng trong môi trường hạt, tốc độ lọc tối đa được xác định theo tương quan giữa lực đẩy của dòng nước và lực kết dính tác dụng lên hạt chất bẩn Nếu ta chia bề dày hạt lọc thành nhiều lớp mỏng, ban đầu đa số hạt chất bẩn trong nước khi tiếp xúc với bề mặt các hạt vật liệu lọc ở lớp đầu tiên đều bị giữ lại ở đó, dần dần tạo thành một màng chất bẩn bao quanh hạt vật liệu lọc

Bề dày của màng chất bẩn tăng dần lên và cấu trúc của màng không bền vững, đến lúc vượt quá lực liên kết giữa màng và vật liệu lọc quá yếu, màng chất bẩn bị dòng nước phá vỡ, một phần chất bẩn bị nước cuốn xa hơn, đến các lớp vật liệu lọc tiếp theo Hiệu quả lọc là kết quả của hai quá trình ngược nhau: quá trình kết bám của lớp chất bẩn mới trong nước lên bề mặt hạt lọc và quá trình tách chất bẩn từ bề mặt lọc đưa vào nước Hai quá trình đó diễn ra đồng thời và lan dần theo chiều sâu của lớp vật liệu lọc

Đối với tổn thất áp lực trong cột lọc cũng hoàn toàn đúng như vậy: tổn thất áp lực càng lớn ở độ sâu càng lớn của chiều dày lớp vật liệu lọc tính từ trên xuống và tổn thất áp lực tăng theo thời gian lọc

Đối với bể lọc nhanh, tổn thất áp lực lấy cao nhất là 2,5m, đó là giới hạn chiều cao lớp nước bảo vệ trên bề mặt vật liệu lọc Độ tăng tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc không được vượt quá bề dày lớp nước để tránh tạo ra chân không trong lớp cát lọc

Đối với thời gian làm việc của thiết bị lọc, kết quả thực nghiệm cho thấy rằng, các chỉ tiêu kinh tế của thiết bị lọc phụ thuộc vào các thông số công nghệ và cấu tạo của nó

Qua thực tế người ta còn thấy rằng:

- Chọn vật liệu lọc có kích thước nhỏ hay lớn không ảnh hưởng tới giá thành thiết bị

- Tăng chiều cao lớp nước bảo vệ trên vật liệu lọc hay tăng giảm chiều dày lớp vật liệu lọc, giá thành thiết bị cũng ít thay đổi

Nếu giảm vận tốc lọc sẽ ảnh hưởng tới giá thành thiết bị Để có thể sử dụng vận tốc lọc lớn, người ta phải chọn vật liệu lọc có kích thước hạt lớn, tức bể lọc có chiều dày lớp vật liệu lọc lớn, như vậy chiều sâu nhập vào của chất bẩn vào lớp vật liệu lọc

sẽ lớn hơn Khi vận tốc lọc tăng có nghĩa là tăng vận tốc cọ xát giữa các hạt chất bẩn

lơ lửng trong nước với bề mặt vật liệu lọc nên trở lực thủy lực cũng tăng lên, nhưng ưu điểm là tăng khả năng thấm sâu của các hạt xuống mao quản vật liệu lọc

Tuy nhiên, chất lượng nước theo thời gian vẫn có thể không đảm bảo, do đó thời gian làm việc của thiết bị lọc phải đạt các yêu cầu sau: chất lượng nước lọc phải đạt yêu cầu và tổn thất áp lực nhỏ hơn giá trị tối đa cho phép

Vậy thời gian làm việc tối ưu của thiết bị lọc cũng phụ thuộc vào tính chất lý hóa sinh học của nước thô cần xử lý; vận tốc lọc và đặc điểm của lớp vật liệu lọc (chiều dày, kích thước và sự phân bố hạt vật liệu lọc) Cũng cần lưu ý rằng, chất lượng nước thô thay đổi theo mùa

Trong thưc tế, thời gian lọc để đảm bảo chất lượng nước lọc thường lớn hơn thời gian đảm bảo tổn thất áp lực và nhỏ hơn giá trị tối đa đối với mọi điều kiện vận hành thiết bị lọc Để đảm bảo có giải pháp kinh tế thì sự khác nhau của hai thời gian đó không được nhiều quá, thường từ 1 đến 1,5 ngày

b, Phương trình đặc trưng cho quá trình lọc nhanh

Để tìm ra phương trình đặc trưng cho quá trình lọc nhanh ta hãy xét một lớp vật liệu lọc có chiều dày x, cách bề mặt khối vật liệu lọc một khoảng x giới hạn bằng hai

Đến mặt phẳng I – I, nước có nồng độ chất bẩn C1, qua đoạn x đến mặt phẳng

II – II, nước có nồng độ cặn C2 Biến thiên của nồng độ chất bẩn qua đoạn đường x

dày của lớp vật liệu lọc và được gọi là građient nồng độ chất bẩn

Giá trị građient nồng độ chất bẩn phụ thuộc vào khoảng cách x từ mặt lớp hạt lọc đến điểm tính toán và thời gian lọc Dấu (-) trong công thức trên biểu thị tương quan thuận nghịch của nồng độ chất bẩn và khoảng cách x

Giả sử nguồn nước có hàm lượng chất bẩn C0 (g/cm3) trên một đơn vị diện tích của lớp vật liệu lọc dày x, sau một đơn vị thời gian lọc được một lượng nước tương ứng với tốc độ lọc v Lượng chất bẩn bị lớp vật liệu lọc x giữ lại trên một đơn vị diện tích sẽ là:

Nếu gọi  là khả năng hấp phụ chất bẩn của một đơn vị thể tích hạt vật liệu lọc thì lượng chất bẩn bị hấp phụ sau một đơn vị thời gian là:

Như đã nói ở trên, hiệu quả của quá trình lọc nhanh là kết quả của hai quá trình đối lập, kết bám và tách chất bẩn xẩy ra đồng thời trên bề mặt hạt vật liệu lọc Do đó,

sự biến thiên nồng độ chất bẩn trong lớp vật liệu lọc x có thể viết:

C = C1 - C2 [2, trang 120]

Trong đó :

+ C1 – biến thiên nồng độ chất bẩn do kết dính lên bề mặt hạt lọc, C1 luôn tỷ lệ với nồng độ chất bẩn trung bình của nước lọc C với chiều dày x của lớp vật liệu lọc:



[2, trang 120]

a, b – các thông số lọc của quá trình lọc

Trong thực tế, chất bẩn thiên nhiên thường rất đa dạng và có tính chất hóa lý hoàn toàn khác nhau ; còn vật liệu lọc thì thường không đồng nhất về kích thước Sự không đồng nhất của chất bẩn và vật liệu lọc làm cho các thông số lọc a, b có giá trị thay đổi theo chiều dày lớp vật liệu lọc và là các hàm số a = 1(x) ; b = 2(x) Dạng của các hàm số này chỉ có thể xác định bằng thực nghiệm

Trong điều kiện lọc lý tưởng, các thông số a, b có giá trị không đổi và là hằng số Trong thực tế, để có thể xác định được các thông số của quá trình lọc, cần đơn giản trong quá trình tính toán bằng cách sử dụng các chuẩn số đồng dạng với quá trình lọc

lý tưởng

c, Các yếu tố khác ảnh hưởng tới chất lượng vận hành thiết bị lọc

* Các thông số vật lý:

- Độ nhớt của nước thô: Khi độ nhớt của nước cần xử lý giảm thì trở lực thủy

lực cũng giảm và hiệu suất lọc có xu hướng tốt lên Trong thực tế vận hành thiết bị lọc vào mùa hè tốt hơn mùa đông vì độ nhớt tỷ lệ nghịch với nhiệt độ

- Kích thước của hạt vật liệu lọc: Kích thước hạt vật liệu lọc là một thông số có

ảnh hưởng lớn đến quá trình lọc Khi kích thước hạt vật liệu lọc nhỏ thì hiệu suất tách tăng lên vì tăng bề mặt lọc nhưng đồng thời cũng làm tăng trở lực lọc

- Kích thước của các hạt chất bẩn lơ lửng trong nước: Do cơ chế vận chuyển

các hạt tới tiếp xúc với bề mặt lớp vật liệu lọc phụ thuộc trực tiếp vào kích thước của hạt chất bẩn cần tách Vì vậy, khi kích thước hạt tăng lên (với các hạt lớn hơn 1) thì

khả năng cọ xát của các hạt với bề mặt lọc cũng tăng lên và các hạt dễ được giữ lại trên bề mặt vật liệu lọc

* Các thông số hóa học:

Hiệu suất lọc phụ thuộc vào khả năng hấp phụ các hạt lơ lửng trong nước lên bề mặt vật liệu lọc, đó là cơ chế chính của quá trình lọc Khả năng đó giảm dần theo thời gian lọc nên hiệu suất lọc cũng phụ thuộc vào chu kỳ rửa hoàn nguyên vật liệu lọc

- ảnh hưởng của độ pH: Điện thế bề mặt của các hạt vật liệu lọc phụ thuộc vào

độ pH Vật liệu lọc thường dùng là cát, than, các vật liệu này đều có điện thế bề mặt

âm với giá trị pH từ 7 đến 9 và đó là giá trị pH thường dùng trong xử lý nước Để tách các hạt bông keo của sắt bằng quá trình lọc, hiệu quả cao nhất ở pH bằng 7 (theo Omelia và Stump) và ở pH bằng 7 đến 9 (theo Stanley)

- ảnh hưởng của các ion hóa trị cao: Mô hình lớp điện tích kép chỉ ra rằng, khi

tăng cường độ của ion thì lớp khuyếch tán bị nén mạnh hơn và lực hút mạnh hơn lực đẩy Thực nghiệm chỉ ra rằng, đối với các hạt huyền phù cũng như các hạt vật liệu lọc, khi điện thế động  tăng thì hiệu suất lọc giảm, có nghĩa là tăng lực đẩy của lớp điện tích kép Phân tích bằng kính hiển vi đối với các kích thước hạt bông keo ta thấy rằng, khi điện tích âm tăng lên thì độ thấm sâu của hạt chất bẩn xuống vật liệu lọc cũng tăng theo

2.2.2.5 Các dạng kết cấu bể lọc hoạt động theo quá trình lọc nhanh

Trong các trại sản xuất giống thủy sản, nước thường được lọc theo hình thức lọc sâu (cột lọc), tức là các lớp vật liệu lọc tạo thành cột lọc, khi lọc, các chất bẩn lơ lửng trong nước được giữ lại trong khoảng không gian giữa các hạt vật liệu lọc

a, Bể lọc bề mặt – thuận:

- Hoạt động: Trong lọc bề mặt, nước được đi qua cột lọc gồm các lớp vật liệu

cát, đá có kích thước hạt khác nhau Khi lọc, các chất bẩn lơ lửng trong nước được giữ lại trên bề mặt và trong không gian giữa các hạt vật liệu lọc

Nguyên lý tầng lọc ngược: nước đi từ nơi có khe hở giữa các hạt có kích thước nhỏ nhất đến tầng có khe hở lớn nhất rồi chảy ra ngoài nên gọi là lọc ngược Tác dụng chủ yếu là ở lớp cát mịn