Bài giảng xử lý nước thải chương 9

19 June 2010 NGUỒN THẢI DẦU, MỠ Nhà bếp/nhà hàng Cơng nghiệp Lọc dầu Gaga …… ?? ρdầu < ρnước → Tuyển “ “ Oil & gr ease Wat er TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 19 June 2010 MỤC ĐÍCH MỤC ĐÍCH Tạo điều kiện thuận lợi cho cơng trình xử lý sau Ảnh hưởng đến vi sinh vật xử lý nước Tách tạp chất rắn tan khơng tan lỏng có tỷ trọng nhỏ tỷ trọng chất lỏng Khó phân huỷ Oil Bact er ia TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 19 June 2010 ƯU ĐIỂM Các phần tử có bề mặt kỵ nước có khả dính kết vào bọt khí Các phần tử tập trung lên bề mặt bọt khí lên Có thể khử hòan tòan hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm thời gian ngắn Sau tách bọt khí phần tử dính kết Các phần tử khơng có khả dính kết vào bọt khí lại nước TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 KHUYẾT ĐIỂM Kém hiệu có nhiều hạt lơ lửng Kích thước tương đối lớn Thiết bị đắt tiền khó vận hành TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI BỌT Bọt khí phân tán vào nước Các bọt khí kéo lên tạo lớp bọt mặt nước Phần tử có khả tuyển dính bám vào bọt khí TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 10 TUYỂN NỔI 19 June 2010 19 June 2010 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG NGUN TẮC Độ bền vững mối dính kết bọt khí hạt Để ổn định kích thước bọt khí bổ sung thêm vào nước chất tạo bọt nhằm làm giảm lượng bề mặt phân chia pha Thời gian tồn tổ hợp khí – rắn Tác dụng tương hỗ tác nhân bề mặt hạt khả thấm ướt TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 11 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 12 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI BỌT Những hạt có khả tuyển Bọt khí Những hạt khơng có khả tuyển Những chất khơng họat tính bề mặt Dung dịch chứa huyền phù Bọt khí Những chất họat tính bề mặt Bọt khí Trên bề mặt bọt khí tập trung hạt khóang bao bọc chất tập hợp Dung dịch chứa chất tan Bọt khí Dung dịch chứa huyền phù TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Trên bề mặt bọt khí tập trung ion phần tử chất cần tách khỏi nước với chất tập hợp chất hoạt tính bề mặt Dung dịch chứa chất tan 13 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI ION HOẶC PHÂN TỬ 19 June 2010 TUYỂN NỔI ION HOẶC PHÂN TỬ Các bọt khí lên tạo lớp bọt bền vững Mục đích: tách chất tan khỏi nước Sản phẩm tách Cơ sở: gồm q trình – Phân chia bọt Trong chứa ion chất bẩn lên Lớp bọt – Tuyển màng hay tuyển ion – Tuyển trích ly Nước vào – Tách phân đọan bọt khí Nước Khí Phân chia bọt TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 15 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 16 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI ION HOẶC PHÂN TỬ TUYỂN NỔI ION HOẶC PHÂN TỬ Sản phẩm tạo bề mặt dung dịch lớp chất lỏng hữu (dày – 10mm) khơng tan nước Dung dịch hữu Trường hợp tạo thành lớp bọt thấp khơng bền vững Sản phẩm tách Lớp bọt Sau phá hủy tạo thành màng – sản phẩm kỵ nước, khó hòa tan chứa chất bẩn Sản phẩm tách Nước vào Nước vào Nước Nước Tuyển ion dùng để tách ion ion hoạt tính trái dấu TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 19 June 2010 Khí Khí Tuyển trích ly Tuyển ion (màng) 17 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI HUYỀN PHÙ VÀ ION HOẶC PHÂN TỬ 19 June 2010 TUYỂN NỔI ION HOẶC PHÂN TỬ Trong q trình tách phân đọan bọt khí, khí phá hủy bề mặt nước Sản phẩm tách TUYỂN NỔI 19 June 2010 Giống nhau: hai tách chất bẩn khỏi nước nhờ khả tập trung chúng lên bề mặt bọt khí Khác nhau: Mức độ phân tán phần tử chất bẩn Nước vào Như vậy, bọt khí làm nhiệm vụ chuyển chất bẩn từ lên mặt nước 18 Nước Huyền phù Các ion – phân tử Mức độ kỵ nước Độ hoạt tính bề mặt độ dính bám chúng vào hấp phụ chúng bọt khí biên giới khí – nước Khí Tách phân đọan bọt khí TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 19 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 20 TUYỂN NỔI 19 June 2010 KHẢ NĂNG TẨM ƯỚT Các phần tử chất bẩn dính bám vào bề mặt bọt khí chúng khơng bị tẩm ướt nước Khả tẩm ướt số chất lỏng phụ thuộc vào độ phân cực (độ phân cực chất lỏng cao khó tẩm ướt chất rắn) 22 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 19 June 2010 CÁC TRƯỜNG HỢP TẨM ƯỚT SỨC CĂNG BỀ MẶT Khả tẩm ướt chất lỏng phụ thuộc vào sức căng bề mặt biên giới phân chia khí – lỏng, đồng thời phân cực biên giới lỏng – rắn L Θ R R K Sức căng bề mặt chất lỏng hiệu phân cực nhỏ vật rắn dễ bị thấm ướt Θ L L R R TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Θ Θ 23 K Θ Θ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU L K 24 K TUYỂN NỔI 19 June 2010 SƠ ĐỒ VỊ TRÍ BỂ TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI PHÂN TÁN BẰNG THIẾT BỊ CƠ HỌC 19 June 2010 26 TUYỂN NỔI PHÂN TÁN BẰNG THIẾT BỊ CƠ HỌC TUYỂN NỔI 19 June 2010 Các thiết bị học (turbin hướng trục) cho phép tạo bọt khí nhỏ Khi tuabin quay, sau cánh quạt tạo áp suất chân khơng Khơng khí từ khí hút vào theo ống dẫn tạo thành bọt khí nhỏ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 27 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 28 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI PHÂN TÁN BẰNG THIẾT BỊ CƠ HỌC Sato gồm đĩa cánh hướng dòng Phía lưới chắn vùng tĩnh Các bọt khí chất bẩn dính bám vào lên mặt nước Khi cánh quạt quay hỗn hợp khơng khí nước trộn lẫn dạng nhũ tương bắn khỏi sato 29 Tốc độ quay turbin; 10 – 15 m/s TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI PHÂN TÁN BẰNG THIẾT BỊ CƠ HỌC Ứng dụng: – Đòi hỏi mức độ bão hòa khơng khí cao: 0,1 – 0,5 m3kk/m3 n.thải Khuyết điểm – Phải đặt nhiều động turbin để phân tán khí – Thường xun sửa chữa thay thiết bị – Khi sửa chữa gặp nguy hiểm nước thải chứa chất độc hại 31 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 30 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI PHÂN TÁN KHƠNG KHÍ BẰNG MÁY BƠM NÉN KHÍ Tuyển phân tán khơng khí qua vòi phun – Nồng độ chất bẩn cao (>2000 – 3000 mg/L) TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 19 June 2010 Xung quanh sato có lưới chắn hỗn hợp khơng khí – nước trạng thái tĩnh Đĩa có lỗ để nước tuần hòan bên TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI PHÂN TÁN BẰNG THIẾT BỊ CƠ HỌC TUYỂN NỔI Xử lý nước thải chứa tạp chất tan dễ ăn mòn vật liệu chế tạo thiết bị giới (bơm, turbin) với chi tiết chuyển động Thời gian tuyển nổi: 15 – 20 phút tùy thuộc vào lọai nước thải Khơng khí phân tán vào ngăn tuyển qua vòi phun đặc biệt gắn hệ thống đường ống phân phối đặt cách 250 – 300mm TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 32 TUYỂN NỔI 19 June 2010 19 June 2010 TUYỂN NỔI PHÂN TÁN KHƠNG KHÍ BẰNG MÁY BƠM NÉN KHÍ TUYỂN NỔI PHÂN TÁN KHƠNG KHÍ BẰNG MÁY BƠM NÉN KHÍ Tuyển phân tán khơng khí qua vòi phun Tuyển phân tán khơng khí qua vòi phun Áp suất cơng tác trước vòi phun: – 5at Tốc độ khơng khí qua vòi: 100 – 200 m/s TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 33 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 34 19 June 2010 TUYỂN NỔI PHÂN TÁN KHƠNG KHÍ BẰNG MÁY BƠM NÉN KHÍ TUYỂN NỔI 19 June 2010 THIẾT BỊ TUYỂN NỔI DAF Tuyển phân tán khơng khí qua xốp, chụp xốp Chất bẩn lên Nước vào Nước Phân phối khơng khí TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 35 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 36 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI PHÂN TÁN KHƠNG KHÍ BẰNG MÁY BƠM NÉN KHÍ Tuyển phân tán khơng khí qua xốp, chụp xốp Thu cặn Dầu Hỗn hợp khí – nước bơm vào ngăn làm thóang Do chênh lệch áp suất, nước đưa vào ngăn tuyển Nhờ áp suất chân khơng, khơng khí hình thành dạng bọt cực nhỏ kéo theo chất bẩn lên tạo thành lớp bọt bề mặt Phân phối khí Nước vào (TUYỂN NỔI CHÂN KHƠNG) Nước thải dẫn qua ngăn sau để tách khí chưa kịp hòa tan Nước sau xử lý Thu dầu 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC Thu cặn TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 37 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 38 19 June 2010 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI CHÂN KHƠNG ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM) (TUYỂN NỔI KHƠNG ÁP LỰC) ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM Q trình diễn trạng thái tĩnh nên hiệu suất tuyển cao Phải xây thiết bị chân khơng kín, với gạt giới bên Cấu tạo phức tạp, quản lý gặp nhiều khó khăn NHƯỢC ĐIỂM Khơng khí dẫn vào ống hút máy bơm từ máy nén khí ejector Hỗn hợp khí – nước tạo thành máy bơm đẩy vào bể hở kiểu lắng ngang Bọt khí lên kéo theo tạp chất Khi độ chênh lệch mực nước ngòai ngăn tuyển khơng đủ thắng áp suất chân khơng bên cần dùng máy bơm để tháo nước Mức độ bão hòa nước thấp, nên sử dụng lọai nước thải có nồng độ chất khơng tan (>250 – 300mg/L) TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 39 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 40 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI KHƠNG ÁP LỰC) 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI KHƠNG ÁP LỰC) Nhược điểm Khó điều chỉnh khơng khí Do chế độ cơng tác trạm khơng ổn định Bánh xe cơng tác máy bơm tạo bọt khí tương lớn nên hiệu suất tuyển khơng cao Khơng xử lýđược chất tán sắc nhỏ 41 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI ÁP LỰC) Máng thu bọt Nước thải Thiết bò vớt bọt Motor truyền động Nước sau xử lý Bồn khuếch tán Khí nén TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI VỚI TRẠM BƠM KHÍ NÉN) Nước bão hòa khơng khí áp lực cao, tách khơng khí mơi trường áp lực thấp Ống hỗn hợp khí nén – nước Ngăn tuyển 25 – 30m Khí nén Thùng cấp nước Ống nước Bơm tuần hoàn Van điều áp 42 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Máng thu cặn Thiết bò gạt cặn 43 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 44 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI ĐIỆN Cho dòng điện chiều qua nước thải Một điện cực tạo khí hydro Nước thải bão hòa bọt khí TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 46 19 June 2010 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI ĐIỆN TUYỂN NỔI ĐIỆN Khi sử dụng điện cực hồ tan, bơng đơng tụ bọt tạo thành mãnh liệt d: bóng khí = 20 – 100 µm Mật độ dòng điện : 200 – 260 A/m2 ) Ưu điểm: khí sinh đáy bình xuất đồng khơng cần có gradien vận tốc Trạm có cơng suất lớn, sử dụng ngăn: ngăn điện cực (ngăn keo tụ) ngăn tuyển TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 47 TUYỂN NỔI Khí lên kéo theo hợp chất khơng tan tạo thành váng bọt bề mặt TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 48 TUYỂN NỔI 19 June 2010 Cặn 19 June 2010 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG SƠ ĐỒ TUYỂN NỔI ĐIỆN MỘT NGĂN Cặn Nước vào Cường độ tất q trình phụ thuộc vào yếu tố sau: – Thành phần hóa học nước thải Nước – Vật liệu điện cực (tan khơng tan) Hệ điện cực – Các thơng số dòng điện Hệ điện cực Nước vào Nước Cặn Xi dòng TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Ngược dòng 49 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 50 19 June 2010 TUYỂN NỔI 19 June 2010 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TUYỂN NỔI ĐIỆN Thành phần hóa học nước thải Vật liệu điện cực (tan khơng tan) Các thơng số dòng điện: điện thế, cường độ, điện trở suất,… Nếu nước thải chứa chất bẩn khác chất điện phân làm thay đổi thành phần hóa học tính chất nước Có thay đổi thuận lợi cho q trình xử lý Một số biến đổi cần phải điều khiển để đạt hiệu suất cao TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 51 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 52 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI ĐIỆN 19 June 2010 TUYỂN NỔI SINH HỌC Khi sử dụng điện cực tan (sắt nhơm), anot diễn q trình tan kim lọai Dùng để đặc cặn từ bể lắng I Cation kim loại chuyển vào nước kết hợp nhóm OH tạo thành hydroxyt chất keo tụ Cặn từ bể lắng I tập trung vào bể đun nóng đến nhiệt độ 35 – 550C Như vậy, ngòai tun xảy q trình hấp phụ, dính kết, tạo bơng,… hiệu xử lý cao Vi sinh vật phát triển, lên men tạo bọt khí lên kéo theo cặn lên TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 53 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI HĨA HỌC Khi dùng hóa chất, song song với q trình hóa học bọt khí như: CO2, O2, Cl2 tạo thành Các bọt khí lên kéo theo chất bẩn khơng tan Hóa chất cần xáo trộn (3 – phút) với nước thải bể trộn, sau qua ngăn tuyển TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 55 TUYỂN NỔI Cặn giảm độ ẩm tới 80% TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 54 TUYỂN NỔI [...]... NƯỚC (TUYỂN NỔI ÁP LỰC) Máng thu bọt nổi Nước thải Thiết bò vớt bọt Motor truyền động Nước sau xử lý Bồn khuếch tán Khí nén TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI VỚI TRẠM BƠM KHÍ NÉN) Nước được bão hòa khơng khí dưới áp lực cao, rồi tách khơng khí ra dưới mơi trường áp lực thấp hơn Ống hỗn hợp khí nén – nước Ngăn tuyển nổi 25 – 30m Khí nén Thùng cấp nước. .. TUYỂN NỔI 19 June 2010 Cặn 19 June 2010 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG SƠ ĐỒ TUYỂN NỔI ĐIỆN MỘT NGĂN Cặn Nước vào Cường độ của tất cả q trình phụ thuộc vào các yếu tố sau: – Thành phần hóa học nước thải Nước sạch – Vật liệu điện cực (tan hoặc khơng tan) Hệ điện cực – Các thơng số của dòng điện Hệ điện cực Nước vào Nước sạch Cặn Xi dòng TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Ngược dòng 49 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 50 19 June 2010... nổi 25 – 30m Khí nén Thùng cấp nước Ống nước Bơm tuần hoàn Van điều áp 42 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Máng thu cặn Thiết bò gạt cặn 43 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 44 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI ĐIỆN Cho dòng điện một chiều đi qua nước thải Một trong các điện cực sẽ tạo ra khí hydro Nước thải được bão hòa bởi các bọt khí TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 46 19 June 2010 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI ĐIỆN TUYỂN NỔI ĐIỆN... DIỆU 50 19 June 2010 TUYỂN NỔI 19 June 2010 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TUYỂN NỔI ĐIỆN Thành phần hóa học nước thải Vật liệu các điện cực (tan hoặc khơng tan) Các thơng số của dòng điện: điện thế, cường độ, điện trở suất,… Nếu nước thải chứa các chất bẩn khác là chất điện phân thì làm thay đổi thành phần hóa học và tính chất của nước Có những thay đổi thuận lợi cho q trình xử lý Một số biến đổi cần phải điều... 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI KHƠNG ÁP LỰC) 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI KHƠNG ÁP LỰC) Nhược điểm Khó điều chỉnh khơng khí Do đó chế độ cơng tác trạm khơng ổn định Bánh xe cơng tác của máy bơm chỉ tạo được các bọt khí tương lớn nên hiệu suất tuyển nổi khơng cao Khơng xử lý ược các chất tán sắc nhỏ 41 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010... 19 June 2010 TUYỂN NỔI ĐIỆN 19 June 2010 TUYỂN NỔI SINH HỌC Khi sử dụng điện cực tan (sắt hoặc nhơm), ở anot diễn ra q trình tan kim lọai Dùng để cơ đặc cặn từ bể lắng I Cation kim loại chuyển vào nước và kết hợp nhóm OH tạo thành hydroxyt là chất keo tụ Cặn từ bể lắng I tập trung vào bể và đun nóng đến nhiệt độ 35 – 550C Như vậy, ngòai tun nổi xảy ra q trình hấp phụ, dính kết, tạo bơng,… hiệu quả xử. .. kết, tạo bơng,… hiệu quả xử lý cao hơn Vi sinh vật phát triển, lên men tạo bọt khí nổi lên kéo theo cặn cùng nổi lên TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 53 TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI HĨA HỌC Khi dùng hóa chất, song song với q trình hóa học các bọt khí như: CO2, O2, Cl2 được tạo thành Các bọt khí này nổi lên kéo theo các chất bẩn khơng tan Hóa chất cần được xáo trộn (3 – 5 phút) với nước thải ở bể trộn, sau đó qua ... bề mặt Phân phối khí Nước vào (TUYỂN NỔI CHÂN KHƠNG) Nước thải dẫn qua ngăn sau để tách khí chưa kịp hòa tan Nước sau xử lý Thu dầu 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC Thu cặn TRẦN THỊ... Khơng xử lý ược chất tán sắc nhỏ 41 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU TUYỂN NỔI 19 June 2010 TUYỂN NỔI TÁCH KHƠNG KHÍ TỪ NƯỚC (TUYỂN NỔI ÁP LỰC) Máng thu bọt Nước thải Thiết bò vớt bọt Motor truyền động Nước. .. cực Nước vào Nước Cặn Xi dòng TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Ngược dòng 49 TUYỂN NỔI TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 50 19 June 2010 TUYỂN NỔI 19 June 2010 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TUYỂN NỔI ĐIỆN Thành phần hóa học nước thải