Đề tài bể lọc nhanh dạng kín

CHƯƠNG TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU 1.1 LỌC Nước qua trình lắng không tinh khiết chứa số hạt lơ lửng nhỏ vi khuẩn Để loại bỏ giảm bớt tạp chất, nước lọc qua tầng vật liệu lọc cát, than, Quá trình luân chuyển nước thông qua tầng vật liệu dạng hạt gọi lọc Kết sau trình lọc, nước có chất lượng tốt bao gồm mặt vật lý, hóa học sinh học Lọc thường bước cuối trình xử lý nước Quá trình lọc trình cho nước qua lớp vật liệu lọc với chiều dày định để giữ lại bề mặt khe hở lớp vật liệu lọc hạt cặn vi sinh vật nước Sau thời gian làm việc thời điểm tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc đạt đến trị số giới hạn hay chất lượng nước lọc xấu phải tiến hành rửa lọc Tổn thất áp lực ban đầu lớp vật liệu lọc phụ thuộc vào tốc độ lọc, độ nhớt nước, kích thước hình dạng nước lỗ rỗng lớp vật liệu lọc, chiều dày lớp vật liệu lọc Trong trình lọc, số lượng cặn bẩn nước vật liệu lọc giữ lại ngày tăng, tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc không ngừng tăng lên, đến trị số giới hạn lớp vật liệu lọc bị nhiễm bẩn hoàn toàn Quá trình lọc đặc trưng bởi: − Tốc độ lọc: Lượng nước qua đơn vị diện tích bề mặt bể lọc đơn vị thời gian − Chu kì lọc: Khoảng thời gian hai lần rửa bể lọc 1.2 LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH LỌC NƯỚC Khi lọc nước qua vật liệu lọc, cặn bẩn bị lớp vật liệu lọc giữ lại, nước làm Cặn tích lũy dần lỗ rỗng làm tăng tổn thất thủy lực lớp lọc Lọc nước trình làm việc bể lọc, tăng tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc trình kèm với trình lọc nên hai trình cần phải tính đến tính toán, thiết kế quản lý bể lọc Hiệu lọc nước lớp lọc nguyên tố kết hai trình ngược nhau: − Cặn bẩn tách khỏi nước gắn lên bề mặt hạt tác dụng lực dính kết − Tách hạt cặn bẩn khỏi lớp hạt vật liệu lọc vào nước tác dụng lớp thủy động Quá trình lọc xảy cường độ dính kết hạt cặn bẩn vào bề mặt hạt lớn cường độ tách chúng Do trình tích lũy ngày nhiều cặn bẩn lỗ rỗng cát lọc, cường độ tách cặn lực thủy động gây ngày tăng Các hạt cặn khả dính kết lên bề mặt lớp vật liệu lọc, sau thời gian lọc, số lượng cặn tích lũy lớp vật liệu lọc tăng lên, số lượng cặn bám vào bề mặt hạt cát lọc bị dòng nước đẩy xuống ngày tăng vai trò lớp vật liệu nằm gần sát bề mặt trình lọc giảm dần Thời gian làm việc mà lớp vật liệu lọc có chiều dày L đảm bảo lọc nước đến độ quy định gọi thời gian bảo vệ lớp vật liệu lọc 1.3 VẬT LIỆU LỌC TRONG BỂ LỌC ÁP LỰC 1.3.1 Các loại tạp chất thường loại bỏ bể lọc áp lực − Sắt mangan − Asen − Chất phóng xạ − Chất Clorua − Chất hữu − Chất rắn lơ lửng − Dầu − Vị mùi khó chịu − Chất florua 1.3.2 Vật liệu lọc • Than hoạt tính: loại bỏ chất clorua chất hữu − Thanh hoạt tính có dạng hạt không chứa tạp chất vô hữu hòa tan gây độc hại người sử dụng nước − Than hoạt tính dùng làm vật liệu lọc không tạo nên thành phần nước vượt tiêu chuẩn vệ sinh quy định tạp chất than hoạt tính nằm giới hạn sau: + Chì Pb < 10 ppm + Kẽm Zn < 50 ppm + Cadmi Cd < ppm + Arsenic As < ppm + Độ ẩm < 8% tính theo khối lượng + Tỷ trọng > 0,36 g/cm3 • Cát Mangan: loại bỏ sắt mangan • Oxit Mangan ngậm nước (HMO): hấp thụ kim loại nặng bao gồm chất phóng xạ • Nhiều lớp vật liệu: loại bỏ cặn chất rắn lơ lửng • Trung lập hóa: sử dụng để trung lập hóa nước axit, làm tăng kiềm độ pH nước • Cát: loại bỏ hạt cặn nặng • Vỏ óc chó: loại bỏ dầu ô nhiễm • Nhôm hoạt tính: loại bỏ chất asen florua • Than antraxit • Sỏi đá 1.3.3 Yêu cầu chung vật liệu lọc: − Có tính chất hóa học ổn định − Độ bền tốt không bị vỡ vụn − Cỡ hạt thích hợp, rẻ tiền, dễ kiếm  Để xác định vật liệu lọc phải dựa vào số tiêu: − Độ bền học: tiêu chất lượng quan trọng vật liệu lọc có độ bền học không đạt yêu cầu rửa lọc, hạt nằm tình trạng hỗn loạn, va chạm vào bị hao mòn vỡ vụn, làm rút ngắn thời gian chu kỳ lọc chất lượng mức lọc xấu − Độ bền hóa học: tiêu quan trọng, đảm bảo cho nước lọc không bị nhiễm bẩn chất có hại cho sức khỏe người có hại cho quy trình công nghệ sản phẩm dùng nước − Hình dạng hạt − Kích thước hạt CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM CỦA BỂ LỌC ÁP LỰC 2.1 GIỚI THIỆU BỂ LỌC ÁP LỰC Bể lọc áp lực giống với bể lọc cát trọng lực ngoại trừ bể lọc hoàn toàn đóng kín thùng áp lực bể thép, hoạt động áp lực Bể lọc áp lực sử dụng lĩnh vực cung cấp nước công cộng không áp dụng rộng rãi, điển hình công dụng loại bỏ sắt mangan từ nước ngầm mặt đất Bể lọc áp lực sử dụng để giảm phí lắp đặt hoạt động Tuy nhiên, bể lọc áp lực tin cậy bể lọc trọng lực Tỷ lệ lọc lớn bể lọc áp lực từ đến 7,5 m/h Hinh1 Bể lọc áp lực 2.2 CẤU TẠO CỦA BỂ LỌC ÁP LỰC Bể lọc áp lực: bể dùng áp lực máy bơm, máy thổi khí để giúp khả lọc nước thải nước cấp diễn cách nhanh chóng nhằm tiết kiệm thời gian, diện tích, khối tích bể lọc thông thường Bể lọc áp lực loại bể lọc nhanh kín, thường chế tạo thép có dạng hình trụ đứng (cho công suất nhỏ) hình trụ ngang (cho công suất lớn) Bể lọc hình trụ đứng có đường kính từ đến 10 ft với sức chứa 300 gpm tỷ lệ lọc gpm/ft Bể lọc hình trụ ngang thường có đường kính ft, dài 10-25 ft với sức chứa từ 200 đến 600 gpm Những bể lọc tách nhiều ngăn để tiện cho việc rửa bể lọc Nước rửa bể đem vào bể lắng lại làm mềm để phục hồi chúng Bể lọc áp lực thường hoạt động với tỷ lệ dòng chảy gpm/ft Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu thiết kế cho tỷ lệ 6-8 gpm/ft Tại nhiệt độ thường, tỷ lệ nước rửa bể lọc 6-8 gpm/ft2 cho vật liệu lọc than antraxit 13-15 gpm/ft cho cát Bể lọc than antraxit liên quan đến trình làm mềm nóng yêu cầu tỷ lệ nước rửa lọc 12-15 gpm/ft nước dày nhiệt độ hoạt động cao Nước lạnh sử dụng để rửa lọc cho bể lọc trình nóng Điều làm co giãn hệ thống luyện kim, làm cho kim loại bị mỏi Ngoài ra, nước lạnh có nhiều oxy đẩy nhanh tiến độ ăn mòn thiết bị Loại bể áp dụng dây chuyền xử lý nước mặt cho dùng chất phản ứng hàm lượng cặn nước nguồn lên đến 50 mg/l, độ đục lên đến 80 Hình Bể lọc áp lực hình trụ đứng (trên) bể lọc áp lực hình trụ ngang (dưới) Do bể làm việc áp lực, nên nước cần xử lý đưa trực tiếp từ trạm bơm cấp I vào bể đưa trực tiếp vào mạng lưới không cần trạm bơm cấp II Bể lọc áp lực chế tạo sẵn xưởng Khi điều kiện chế tạo sẵn dùng thép hàn, ống thép, để chế tạo bể Các phận thiết bị bể lọc áp lựcvề giống bể lọc nhanh phổ thông Hình Cấu tạo bể lọc áp lực Áp kế; Ống dẫn nước vào bể (nước thô); Ống dẫn nước lọc; Vỏ bể (thùng áp lực); Vật liệu lọc (cát); Lớp sỏi hỗ trợ; Ống dẫn khí; Ống dẫn nước rửa lọc; Hệ thống thu nước 2.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ LỌC ÁP LỰC Nước đưa vào bể qua phễu bố trí đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào hệ thống thu nước trong, vào đáy bể phát vào mạng lưới Lúc này, van ống dẫn nước rửa lọc đóng lại, không sử dụng Khi rửa bể, nước từ đường ống áp lực chảy ngược từ lên theo ống dẫn nước rửa lọc qua lớp cát lọc vào phễu thu, chảy theo ống thoát nước rửa Hình Nguyên lý hoạt động bể lọc áp lực (theo dòng nước chảy màu xanh) CHƯƠNG THAU RỬA MÔI TRƯỜNG LỌC 3.1 GIỚI THIỆU 3.1.1 Khái niệm chung Khi bể lọc bị tắc nghẽn (bể đạt đến tổn thất áp lực cao nhất) bể bị thủng, sau thời gian dự kiến, trình lọc bị ngừng lại bể lọc tạm ngưng sử dụng để sữa chữa rửa bể lọc Chi tiết quy trình rửa bể lọc phụ thuộc vào nhà máy quy chế đặc trưng cung cấp từ nhà thầu Thau rửa môi trường lọc (rửa ngược) trình đảo ngược dòng nước xuyên qua lớp vật liệu lọc để loại bỏ chất rắn bị giữ lại Rửa ngược thực nước, khí nước liên tiếp khí nước kết hợp Phương pháp cuối biết đến cách rộng rãi hiệu nhất, hầu hết bể lọc thiết kế cho rửa ngược khí nước, việc thay đổi bể lọc để sử dụng hệ thống hoàn toàn khó khăn Với ba loại rửa ngược, điều kiện trình liên quan đến ngưỡng hóa lỏng (lớn nhất) điểm tham khảo, khí kết hợp với nước Ngưỡng điểm mà thủy lực (áp suất) thấp bể lọc cân tử trọng vật liệu lọc Tỷ lệ dòng chảy rửa ngược lớn không nên vượt 20 m/h, tỷ lệ dòng chảy cao làm trôi nhiều vật liệu lọc Trong suốt chu kỳ rửa ngược, bể lọc nên giãn nở 10% nhiều 20% để chắn bể rửa đầy đủ Như đề cập trên, rửa ngược phần khó khăn trình lọc giai đoạn lọc Nếu tỷ lệ rửa ngược cao, vật liệu lọc bị rửa trôi nhanh Nếu tỷ lệ thấp, hiệu làm giảm sút nhiều, bể lọc bền Trình tự thời gian rửa ngược phải lựa chọn để phù hợp với vật liệu lọc sử dụng nhiệt độ nước rửa ngược Điều cần thiết với nhiều trường hợp để điều chỉnh tỷ lệ rửa ngược theo giai đoạn để trì điều kiện tối ưu mà không làm vật liệu lọc Nước lọc hầu hết sử dụng cho rửa ngược Một bể chứa vị trí cao chứa nước để rửa ngược bể lọc Quá trình rửa ngược sử dụng khoảng 2-4% lượng nước đầu ra, lượng nước thấp tổng hợp lại để sử dụng cho phương pháp khí nước kết hợp 3.1.2 Vai trò thau rửa vật liệu lọc Thau rửa vật liệu lọc trình bơm nước ngược lại dòng nước đưa vào để lọc với áp suất cao cường độ lớn theo định kỳ Hiệu tuổi thọ bể lọc phụ thuộc nhiều vào chế độ vận hành bảo dưỡng, trình thau rửa vật liệu lọc Trong thực tế thau rửa vật liệu lọc tốn phần nước không nhỏ Việc tiết kiệm nước rửa lọc dẫn đến vật liệu lọc không rửa sách, bể lọc làm việc không đạt kết mong muốn, chu kì làm việc bể bị rút ngắn Bóng bùn khối tròn vật liệu lọc khác nhau, kích thước đường kính nhỏ hạt đậu đến hai inch Hình ảnh cho thấy bong bùn lớn Bóng bùn hình thành bề mặt lọc vật liệu kết dính gây làm dính hạt nước vật liệu lọc lại với Nếu lọc không rửa ngược rửa bề mặt vật liệu lọc, bóng bùn tiếp tục tích lũy ngày phát triển lớn hơn, cuối chúng chìm vào môi trường lọc Bóng bùn vật liệu lọc dẫn đến thời gian vận hành lọc rút ngắn khả lọc, nước qua bóng bùn chảy loanh quanh chúng Hình Bóng bùn Mặt khác, để giảm chi phí quản lý, công tác rửa bể lọc không thường xuyên nên bể lọc hoạt động ngày kém, dần xuống cấp không tác dụng lọc nước, gây tắc nghẽn, tràn bể lọc Điều làm cho chất lượng nước không đạt yêu cầu, công suất xử lý nước bị giảm sút nhiều Vì vậy, thau rửa vật liệu lọc có vai trò quan trọng trình lọc như: − Là nguyên công quan trọng thiếu − Tách cặn bám khỏi bề mặt hạt cát lọc lực ma sát lực cắt dòng nước chảy với cường độ lớn qua bề mặt − Làm giãn nở lớp lọc để tăng thể tích khe rỗng − Tạo điều kiện thuận lợi cho hạt cặn tách khỏi bề mặt hạt cát chuyển động lên nước dẫn 3.1.3 Quá trình thau rửa vật liệu lọc Quá trình rửa vật liệu lọc tiến hành tổn thất áp lực bể đạt tới giá trị giới hạn vào thời điểm lượng nước bắt đầu xấu Việc xác định thời điểm cần rửa vật liệu lọc thực thiết bị đo báo tự động người vận hành bể lọc quan sát độ chênh lệch mực nước trước sau bể lọc quản lý vận hành thủ công Trình tự tiến hành rửa vật liệu lọc sau: − Trước rửa bể, đóng van cấp nước đầu vào bể cho nước rút xuống ngang với mép mương thu nước rửa lọc − Sau đó, đóng van đường thu nước rửa lọc cho khí nước rửa có áp lực từ phía lên Nước rửa theo hệ thống đường ống khoan lỗ chụp lọc phân phối theo diện tích bể lên phía qua lớp vật liệu lọc với cường độ đảm bảo chuyển hạt lớp vật liệu lọc vào trạng thái lơ lửng theo dòng nước dẫn Hình Quá trình thau rửa vật liệu lọc 3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THAU RỬA MÔI TRƯỜNG LỌC Có ba phương pháp thau rửa vật liệu lọc chính: − Thau rửa cách giãn nở nước − Thau rửa không làm giãn nở lớp lọc khí nước − Thau rửa khí nước kết hợp 10 Vì lý thực tế độ nhớt h thường không đánh giá riêng rẽ Sau đó, thừa nhận để bao gồm giới hạn αHη (đơn vị mPa.s/m2) αHη (đơn vị mPa.sm/kg), tương ứng Sử dụng thuật ngữ αHη αmη kháng lọc nằm 1011 mPa.s/m2 (lọc nhanh) 1016 mPa.s/m2 (gần lọc), từ 108 đến 1013 mPa.sm/kg, tương ứng 4.1.2 Các phương trình Kozeny Carman Các kháng anpha vật liệu xốp phụ thuộc vào kích thước, số lượng lỗ rỗng cấu trúc xốp Trong xấp xỉ gần liên quan đến đường kính lỗ rỗng thủy lực cấu trúc xốp dh: ε độ xốp (tỷ lượng theo thể tích trống) môi trường xốp S v bề mặt bên cụ thể vật liệu (vật liệu lọc bánh lọc) liên quan tới khối lượng vật rắn Trong trường hợp hệ hạt hình cầu người ta viết: dS đường kính Sauter, đường kính trung bình phân bố kích thước hạt, thu cách chia tổng khối lượng hạt nhân với tổng diện tích bề mặt Ta thấy bề mặt riêng đường kính lỗ rỗng thủy lực phụ thuộc mạnh mẽ vào kích thước hạt Dựa dòng chảy thành lớp bên hệ thống xốp với lỗ rỗng có đường kính thủy lực dh kết hợp với phương trình Darcy (1) xấp xỉ hữu ích cho điện trở suất vật liệu xốp: (3) Phương trình (3) gọi phương trình Kozeny- Carman Các kháng lọc, kết từ phương trình mô tả hình hàm hạt kích thước d S độ xốp ε Trong ứng dụng thực tế kháng lọc bao gồm phạm vi rộng độ xốp Hạt mịn, bụi khô, thường tạo thành bánh với độ xốp cao đáng ngạc nhiên (xem hình 10) Cùng số lượng bột (lọc bổ dung, kích thước hạt trung bình mm) lắng nước nước với pH khác không khí Thể tích lắng đọng (và phần bề nhìn rõ) 15 khác Do kháng lọc phụ thuộc lớn vào kích thước hạt, bánh xốp trường hợp hạt mịn bề mặt lực lượng sản xuất xốp Hình Trở lọc so với kích thước hạt (Phạm vi giá trị thông thường so sánh với đường thẳng tính toán theo phương trình Kozeny-Carman, (3)) Phương thức lọc cho bề mặt bánh lọc lựa chọn theo đường kính lỗ rỗng (đường kính thủy lực) Để giảm sức cản thủy lực họ, chúng sản xuất với độ xốp cao Hình 10 Thể tích bị lắng thể tích lọc bổ sung (kích thước hạt mm) a) Trong nước pH 7; b) Trong nước pH 2; c) bột khô nén chặt lực hấp dẫn riêng 16 4.2 BÁNH LỌC 4.2.1 Các công thức bánh lọc Sự sụt giảm áp lực lọc bao gồm độ giảm áp lực ∆P1 bánh theo phương trình (1) độ giảm áp lực ∆P2 môi trường lọc, viết sau: (4) Trong b (đơn vị m-1) sức chịu đựng vật liệu lọc Do đó, tổng số sụt áp là: (5) Hay Nếu huyền phù đồng hỗn hợp, chiều cao bánh H (hoặc m/A) tỷ lệ thuận với số lượng phần lọc Sự ảnh hưởng nồng độ bánh xốp mô tả yếu tố KH: (6) Hoặc (7) Trong m đại diện cho khối lượng hạt bánh lọc, độc lập từ bánh xốp Với phương trình (6) (7) có được: (8) Hoặc 17 (9) Công thức (8) (9) giống hệt dạng tổng quát hóa αH KH = αm Km Tuy nhiên khác biệt hai phương trình hữu ích cho rõ ràng Các công thức (8) (9) tích hợp vào tốc độ dòng chảy liên tục áp suất không đổi Tích hợp cho tốc độ dòng chảy liên tục dV/dt = const Có tính toán thông thường: Hoặc Đối với ∆p = const Kết nhận được: (10) Và (11) 4.2.2 Đánh giá thí nghiệm với sơ đồ tuyến tính 4.2.2.1 Sơ đồ tuyến tính với mẫu phân biệt Nó thường hữu ích để tính toán trở lực thời dòng chảy chức thể tích lọc Các trở lực đặc trưng sụt giảm áp lực ∆p liên quan đến tốc độ dòng chảy tức thời dV/dt Sử dụng phương trình (4) (5) viết sau: 18 (12) Như hình 11A, cho đường thẳng có độ dốc b đoạn cắt a Đoạn cắt tượng trưng cho trở lực thời điểm trình lọc, trước bánh hình thành, điện trở vật liệu lọc bao gồm lớp để phân chia với bánh Độ dốc b chứa kháng lọc α theo Chèn KH Km (xem phương trình 7) tương ứng, dẫn đến (13) Và (14) 19 Hình 11 Tuyến tính theo phương trình (12) (15) A) Sơ đồ tuyến tính hình thức khác biệt B) Sơ đồ tuyến tính hình thức tích hợp 4.2.2.2 Sơ đồ tuyến tính mẫu hợp Một cách tiếp cận lọc phương trình tích hợp (10) (11) Kết thực nghiệm vẽ theo Nếu áp lực liên tục thời gian thử nghiệm, đường thẳng thu (15) Đây loại đồ thị phổ biến thực tế việc đánh giá thường dễ dàng hơn với phương trình (12) Giá trị thực nghiệm đo với xô đồng hồ bấm đưa trực tiếp vào phương trình (15), sơ đồ khác chúng phải chuyển đổi thành thời tốc độ dòng chảy dV/dt Ngược lại công thức (15) cho ∆p = const Hơn nữa, sơ đồ kết cho thấy rõ độ lệch từ tuyến tính sơ đồ dựa tỷ lệ lưu lượng tức thời Ví dụ 20 bánh ngừng phát triển giữ trở lực liên tục cho đoạn rõ rệt biểu đồ khác, có đường cong hyperbold sơ đồ tích hợp Trong trường hợp chu kỳ lọc ngắn, đánh giá ban đầu thực trình lọc việc xác định sức cản vật liệu lọc có vấn đề Tichy cho thấy, điểm giao đồ thị kết hợp phương trình (12) (15) điểm khởi đầu thực tế Ông cho thấy, sức cản trình lọc trung bình dựa thí nghiệm lọc cao nhiều so với sức cản trung bình đánh giá nhờ giảm áp lực chất lỏng (nước) Lý cho gia tăng trở lực bổ sung dựa lỗ rỗng ngăn chặn phần vật liệu lọc trình hình lớp 4.2.2.3 Ví dụ Quá trình nội suy kết thử nghiệm cho thấy hình 11 dẫn đến việc đường cắt a độ dốc b a = 3.6 s/mL – 3.6 x 106 s/m3 Và Các thông số sau biết đo: − Lọc áp lực = p = bar = 105 N/m2 − Phạm vi lọc = A = 20 cm2 = 20x10-4 m2 − Tính nhớt = η = 0.001 Pa.s = 10-3 Ns/m2 − Chiều cao bánh = He = 37 mm − Khối lượng bánh = me = 24.3g − Khối lượng phần lọc = Ve = 154 cm3 Những yếu tố nồng độ: Hoặc 21 Trở lực vật liệu lọc tính cách: Nếu độ xốp bánh lọc ε = 0,4 phần chất lỏng bên bánh lọc bỏ qua, nồng độ chất rắn (như phần tổng khối lượng) huyền phù là: Từ phương trình (13) (14) trở lực bánh lọc tính cách: 4.2.2.4 Độ lệch từ tuyến tính Dữ liệu thực nghiệm thường xuyên khác với đặc điểm tuyến tính thể hình 11 Các loại độ lệch chất hiệu ứng thứ cấp (xem hình 12): − Đường cong tuyến tính lý thuyết mà hiệu ứng thứ cấp (đường cong A, hình 12) − Một số chất rắn lắng trước lọc bắt đầu, dường tăng sức cản vật liệu lọc (đường cong B, Hình 12) 22 − Điểm khởi đầu lọc đo cách xác Lọc bắt đầu trước đo thời gian tính (đường cong C, hình 12) − Các chất rắn lắng hoàn toàn, tăng tốc độ tăng trưởng bánh Vào cuối trình lọc chất lỏng suốt chảy qua bánh không đổi (đường cong D, Hình 12) − Chỉ có hạt thô giải Sau thời gian hạt mịn lại lọc sức trở tăng dần (đường cong E, hình 12) − Hạt mịn chảy qua bánh ngăn chặn lỗ rỗng bánh vật liệu lọc Quá trình mô tả phương pháp chặn lọc (đường cong F, hình 8) (xem phần 4.3) − Xác định đầu điểm cuối lọc không xác Điểm cuối đặc biệt khó khăn để xác định kính nhìn lọc Do đó, thường bỏ qua số điểm vào đoạn cuối phép đo − Đặc tính bất thường trình huyền phù giống bong bóng bọt giọt dầu, lưu biến phi-Newton chất lỏng đẳng thước, hạt platelike với định hướng đặc biệt sinh loạt hiệu ứng − Chất rắn to để lắp đầy gần toàn hệ thống huyền phù Quá trình sau giống thay biểu trinh lọc (Phần 4.2) − Chất rắn kết tủa tiếp tục tích tụ ''chín'' thời gian trình lọc Hình 12 Độ lệch tiêu biểu từ tuyến tính A) Đồ thị phân biệt theo phương trình (12); B) Đồ thị tích theo phương trình (15) 4.2.3 Hệ số nén bánh lọc 23 Hầu hết bánh lọc nén, có nghĩa giảm độ xốp tăng sức đề kháng với áp lực ngày tăng Sự gia tăng x lần áp suất lọc thường đưa đến gia tăng nhỏ x lần tỉ lệ nén dòng chảy.Lực nén bánh ứng suất nén P S hạt khuôn khổ chúng gây lực kéo chất lỏng chảy (xem hình 13) Sự mát áp lực chất lỏng dpL khoảng cách ngắn dh chuyển thành tăng chất rắn áp lực dpS, tổng hai áp lực độ cao định bánh h giữ không đổi: Các trở lực cục trình lọc αloc bánh hàm ứng suất nén p S cục thấp bề mặt bánh cao gần mặt phân cách với phương tiện lọc Mối quan hệ trở lực ứng suất nén αloc = f (pS) đo tế bào nén thấm (tế bào CP) Chỉ có số trở lực trung binh αav bánh lọc (tất lớp kết hợp) quan trọng thực tế mục đích mở rộng Nó tính từ αloc = f (pS) đo tế bào CP Hình 13 Áp lực thủy lực pL áp lực rắn pS hàm chiều cao bánh Đường cong a đại diện cho bánh nén đường cong b Tuy nhiên bình thường, dễ dàng nhiều để đo αav trực tiếp với thí nghiệm lọc lọc áp lực Sự phân bố không đồng độ xốp cục trở lực 24 trinh lọc sau tính vào giá trị đo Trong trường hợp khác biệt áp lực thử nghiệm phải giống thiết bị nhà máy Sự phụ thuộc trở lực lọc αav αloc xấp xỉ với phương trình khác Ngoài công thức áp lực hạn chế (16) sử dụng: (16) αo trở lực hệ số giảm áp tiêu chuẩn po n số nén (bằng không cho bánh không nén) Các thông số xác định cách dễ dàng từ biểu đồ logarit α = f (pS), nơi độ dốc cho thấy số nén n Đưa αloc vào phương trình (13) (14), ta chứng minh [...]... (20) (19) Cho bể lọc áp lực không đổi và (20) Cho tỷ lệ lọc không đổi Lũy thừa mũ q dao động từ 0 đến 2, và mô tả tốc độ ngăn lọc − q = 0 : Ngăn lọc chậm − q = 1 : Ngăn lọc trung bình 26 − q = 1,5 : Ngăn lọc trung bình − q = 2 : Ngăn lọc hoàn toàn Hình 14 hình dung một số ví dụ: sức căng bề mặt tượng trưng cho ví dụ cổ điển của ngăn hoàn toàn (q = 2), nhưng sức căng cũng tăng theo đặc tính Lọc bình thường... Phương thức lọc cho bề mặt và bánh lọc được lựa chọn theo đường kính lỗ rỗng của nó (đường kính thủy lực) Để giảm sức cản thủy lực của họ, chúng được sản xuất với độ xốp cao Hình 10 Thể tích bị lắng của cùng thể tích lọc bổ sung (kích thước hạt 5 mm) a) Trong nước ở pH 7; b) Trong nước ở pH 2; c) bột khô nén chặt bởi lực hấp dẫn riêng của nó 16 4.2 BÁNH LỌC 4.2.1 Các công thức của bánh lọc Sự sụt giảm... trinh lọc (Phần 4.2) − Chất rắn kết tủa đôi khi tiếp tục tích tụ hoặc ''chín'' trong thời gian quá trình lọc Hình 12 Độ lệch tiêu biểu từ tuyến tính A) Đồ thị phân biệt theo phương trình (12); B) Đồ thị tích theo phương trình (15) 4.2.3 Hệ số nén của bánh lọc 23 Hầu hết bánh lọc đều được nén, có nghĩa là giảm độ xốp của nó và tăng sức đề kháng với áp lực ngày càng tăng Sự gia tăng x lần áp suất lọc do... xốp phân bố không đều sau khi lọc Các trở lực của quá trinh lọc thường được tập trung ở một lớp mỏng, lớp nén phải đối mặt với vật liệu lọc, phần còn lại của bánh là rất xốp và ẩm ướt Sự phân bố 25 được biểu diễn ở biểu thức sau đó sẽ rất hiệu quả, ngay cả ở áp suất trung bình, kể từ khi nó còn tác động lên các lớp trên của bánh 4.3 NGĂN LỌC VÀ CÁC CHẾ ĐỘ KHÁC CỦA LỌC 4.3.1 Ngăn lọc hoàn toàn Theo... trên mặt vật liệu lọc càng lớn − Lưu lượng nước thu hồi càng nhỏ − Máng tháo bùn càng cách xa nhau − Số lượng bùn thải càng lớn − Độ keo tụ và mật độ bùn càng cao 13 CHƯƠNG 4 MÔ HÌNH LỌC 4.1TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH GIẢM ÁP ĐỐI VỚI VẬT LIỆU LỌC HAY BÁNH LỌC 4.1.1 Định nghĩa của quá trình kháng lọc và bánh thấm: Công thức Darcy Quá trình chống lại dòng vật liệu xốp (vật liệu lọc hoặc bánh lọc) có thể được... một chế độ lọc xảy ra Ví dụ bánh lọc thường được bắt đầu bằng một giai đoạn đầu trước khi bánh hình thành có thể được mô tả trong ngăn chặn tiêu chuẩn Giai đoạn này được đặc trưng bởi độ sâu của quá trình lọc (hạt thâm nhập vào môi trường lọc) và hao hụt qua các phương tiện lọc (tạo độ 27 đục ban đầu của dịch lọc) Đối với nghiên cứu khoa học sau đó nó có thể hữu ích để xác định các cơ chế lọc chính... thước và đặt tính của vật liệu lọc Lớp vật liệu lọc giãn nở là nơi có dòng đối lưu Vật liệu lọc chạy xuống dưới vào một vùng nào đó và chạy lên cao trong vùng bên cạnh Thực tế các cục nhỏ của lớp lọc bám chặt bùn tạo nên vỏ bọc bề mặt vật liệu lọc và có thể chìm xuống đáy Dòng đối lưu làm nước xoáy và tạo ra bùn cứng và lớn, gây ra hiện tượng vón cục khi rửa vật liệu lọc Hiện tượng này có thể được... nở vật liệu lọc Hình 7 Quá trình lọc (trái) và quá trình rửa vật liệu lọc (phải) 3.2.2 Thau rửa không làm giãn nở lớp lọc bằng khí và nước Phương pháp này sử dụng lưu lượng nhỏ nước thu hồi để không gây ra sự giãn nở cát và đồng thời phun không khí nén Cát không bị giãn nở, còn vỏ bùn bọc ngoài vật liệu lọc sẽ bị phá hủy bằng khí Trong thời kì thổi khí, lưu lượng nước rửa càng lớn, càng nhanh thì việc... đồ tích hợp Trong trường hợp của một chu kỳ lọc ngắn, đánh giá ban đầu thực sự của quá trình lọc và việc xác định sức cản của vật liệu lọc có thể là có vấn đề Tichy cho thấy, đó là điểm giao nhau của các đồ thị kết hợp của phương trình (12) và (15) là điểm khởi đầu thực tế Ông cũng cho thấy, rằng các sức cản quá trình lọc trung bình dựa trên thí nghiệm bộ lọc là cao hơn nhiều so với sức cản trung bình... còn lại sẽ được lọc và sức trở tăng dần (đường cong E, hình 12) − Hạt mịn chảy qua bánh và ngăn chặn các lỗ rỗng của bánh hoặc của vật liệu lọc Quá trình này có thể được mô tả như một phương pháp chặn lọc (đường cong F, hình 8) (xem phần 4.3) − Xác định đầu hoặc điểm cuối của lọc có thể không chính xác Điểm cuối cùng là đặc biệt khó khăn để xác định nếu không có kính nhìn trong bộ lọc Do đó, thường ... đất Bể lọc áp lực sử dụng để giảm phí lắp đặt hoạt động Tuy nhiên, bể lọc áp lực tin cậy bể lọc trọng lực Tỷ lệ lọc lớn bể lọc áp lực từ đến 7,5 m/h Hinh1 Bể lọc áp lực 2.2 CẤU TẠO CỦA BỂ LỌC... chế tạo bể Các phận thiết bị bể lọc áp lựcvề giống bể lọc nhanh phổ thông Hình Cấu tạo bể lọc áp lực Áp kế; Ống dẫn nước vào bể (nước thô); Ống dẫn nước lọc; Vỏ bể (thùng áp lực); Vật liệu lọc (cát);... ÁP LỰC 2.1 GIỚI THIỆU BỂ LỌC ÁP LỰC Bể lọc áp lực giống với bể lọc cát trọng lực ngoại trừ bể lọc hoàn toàn đóng kín thùng áp lực bể thép, hoạt động áp lực Bể lọc áp lực sử dụng lĩnh vực cung cấp