LỌC NƢỚC
Mục đích – yêu cầu:
Về kiến thức: Sinh viên phải nêu được: - Ý nghĩa của quá trình lọc nước
- Các phương pháp lọc trong xử lý nước cấp
Về kĩ năng: Sinh viên phải hiểu được: - Biết cách quản lý, vận hành bể lọc nước
- Biết cách khắc phục các sự cố trong bể lọc nước Số tiết lên lớp: 4
Bảng phân chia thời lƣợng
STT Nội dung Số tiết
1 Giới thiệu về quá trình lọc nước 0,5
2 Các loại bể lọc 1,5
3 Kiểm soát hiệu quả quá trình lọc 0,5
4 Câu hỏi hiểu bài và thảo luận + báo cáo 1,5
Trọng tâm bài giảng
Nguyên tắc, bản chất của quá trình lọc nước
Các loại bể lọc thường được sử dụng
Các công trình phụ của bể lọc
Nội dung giảng dạy
4.1. Giới thiệu về quá trình lọc nƣớc [1 tr 111;112]
Chiếu clip về quá trình lọc nước
4.1.1. Khái niệm:
Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước.
Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để.
Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn ra khỏi vật liệu lọc. Bể luôn được hoàn nguyên nên quá trình lọc nước được đặc trưng bởi tốc độ lọc và chu kỳ lọc.
- Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian. (m/h)
- Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa bể lọc (T) 4.1.2. Phân loại bể lọc: - Bể lọc chậm - Bể lọc nhanh - Bể lọc cao tốc - Bể lọc trọng lực - Bể lọc áp lực - Bể lọc xuôi - Bể lọc ngược - Bể lọc hai chiều - Bể lọc một lớp vật liệu lọc
- Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc - Bể lọc có cỡ hạt nhỏ - Bể lọc có cỡ hạt vừa - Bể lọc có cỡ hạt thô - Bể lọc có vật liệu lọc ở dạng hạt - Bể lọc lưới - Bể lọc có màng lọc 4.1.3. Vật liệu lọc: - Cát thạch anh tự nhiên - Cát thạch anh nghiền - Đá hoa nghiền - Than antraxit - Hạt polyme xốp
Câu hỏi thảo luận
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Tại sao cần phải thổi, rửa bể lọc?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết: Phương pháp lọc nước truyền thống của người dân thường
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết: Theo tốc độ lọc có thể chia ra làm mấy loại bể lọc?
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Theo chiều của dòng nước có thể chia ra mấy loại bể lọc?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: Mục đích của quá trình lọc trong xử lý nước cấp?
4.2. Các loại bể lọc nƣớc [1 tr 113;157] 4.2.1. Bể lọc chậm 4.2.1. Bể lọc chậm
- Nước từ máng phân phối đi vào bể qua lớp cát lọc rất nhỏ (0,1 – 0,5m/h) Bể lọc gồm:
+ Cát + Sỏi
+ Sàn thu nước -Ưu điểm:
+ Không đòi hỏi nhiều máy móc, thiết bị phức tạp. + Quản lý vận hành đơn giản
-Nhược điểm: + Vận tốc nhỏ
+ Khó cơ khí hóa và tự động hóa quá trình rửa lọc
4.2.2. Bể lọc nhanh
Bể lọc nhanh gồm có hai loại: - Bể lọc một chiều
- Bể lọc hai chiều
4.2.2.1. Cấu tạo
1. Ống dẫn nước từ bể lắng sang
2. Hệ thống thu nước lọc và phân phối nước rửa lọc
3. ống dẫn nước lọc 4. ống xả nước lọc 5. Máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc 6. ống dẫn nước lọc 7. ống dẫn nước rửa lọc 8. Mương thoát nước
9. Máng phân phối nước lọc 10. ống xả nước lọc đầu 11. Van điều chỉnh tốc độ
4.2.2.2. Nguyên lý làm việc
- Khi lọc: Nước được dẫn từ bể lắng ngang → qua máng phân phối vào bể lọc → qua lớp vật liệu lọc → lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa vào bể chứa nước sạch.
- Khi rửa: Nước rửa do bơm hoặc đài nước cung cấp qua hệ thống phân phối nước rửa lọc → qua lớp sỏi đỡ → lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa → thu về máng tập trung, rồi được xả ra ngoài theo mương thoát nước.
- Quá trình rửa được tiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngưng rửa.
4.2.2.3. Động học của quá trình lọc nhanh
- Ở các bể lọc nhanh, nước đi qua lớp vật liệu lọc với tốc độ tương đối lớn, nên sức dính kết của nhiều hạt cặn không đủ để giữ chúng lại trên bề mặt cát lọc.
- Dưới tác dụng của áp lực thủy động, hạt cặn bị đẩy sâu dần vào trong lớp cát lọc.
- Hiệu quả lọc là kết quả của hai quá trình ngược chiều nhau:
+ Quá trình kết bám của các hạt cặn trong nước lên trên bề mặt hạt lọc + Quá trình tách cặn bẩn từ bề mặt hạt lọc đưa vào lớp cát lọc phía dưới - Hai quá trình này diễn ra đồng thời và lan dần theo chiều sâu lớp vật liệu lọc.
4.2.2.4. Rửa bể lọc nhanh
- Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào kết quả của quá trình rửa lọc
- Nếu rửa không sạch, bể lọc làm việc không đạt kết quả cao, chu kỳ làm việc của bể bị rút ngắn.
- Có hai phương pháp rửa bể lọc nhanh + Rửa bằng nước truyền thống
+ Rửa bằng gió kết hợp với nước
4.2.2.5. Hệ thống phân phối nƣớc rửa lọc
Có nhiệm vụ phân phối đều nước rửa theo toàn bộ diện tích lọc
- Hệ thống phân phối trở lực nhỏ: Gồm giàn ống phân phối và sàn phân phối lại - Hệ thống phân phối trở lực lớn: Có hai loại:
+ Hệ thống phân phối trở lực lớn có lớp sỏi đỡ:
Gồm giàn ống phân phối có ống chính và các ống nhánh đấu với nhau theo dạng hình xương cá.
Giàn ống phân phối được đặt trong lớp sỏi ở đáy bể. + Hệ thống phân phối trở lực lớn bằng chụp lọc
Thường áp dụng khi dùng biện pháp rửa bể lọc bằng gió và nước kết hợp
Chụp lọc được lắp trên sàn bằng thép hoặc bê tông cốt thép.
Số lượng chụp lọc lấy không nhỏ hơn 50 cái/m2
diện tích công tác của bể lọc. Cát lọc được đổ ngay trên sàn gắn chụp lọc
4.2.2.6. Hệ thống thu nƣớc rửa lọc
- Được thiết kế có khả năng thu nước trên toàn bộ diện tích bể và tiêu thụ nước nhanh.
- Để thu nước đều thì thiết kế các máng thu đặt song song và đặt song song với thành bể.
- Các máng thu nước rửa được làm bằng thép, bê tông cốt thép, gỗ…
- Khi dùng biện pháp rửa lọc bằng gió và nước kết hợp cần gắn thêm các tấm chắn bảo vệ vào mép máng hay phễu thu để ngăn chặn việc cuốn trôi cát vào máng thu.
- Để tránh sự tích lũy không khí dưới tấm chắn bảo vệ phải đặt thêm các ống thông khí. Khoảng cách giữa các ống thông khí từ 1,5 – 2m
4.2.2.7. Hệ thống cung cấp nƣớc rửa
Nước rửa lọc thường lấy từ bể nước sạch. Do cường độ rửa lọc lớn nên lưu lượng nước rửa lọc lớn, có thể dùng máy bơm rửa lọc hoặc đài bơm nước để cung cấp nước rửa lọc.
+ Dùng đài nước + Dùng máy bơm
4.2.2.8. Điều chỉnh tốc đô lọc
- Cần giữ cho tốc độ lọc luôn ổn định và đồng đều. - Cần quan tâm và điều chỉnh tổn thất áp lực:
+ Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc
+ Tổn thất áp lực qua hệ thống phân phối nước rửa + Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ
+ Tổn thất áp lực dọc đường và cục bộ trên đường ống dẫn nước đã lọc sang bể chứa.
+ Ống xả cặn: Được gắn ở đáy bể
Câu hỏi thảo luận
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Khi tính toán bể lọc nhanh cần phải dựa trên những chế độ
làm viêc nào?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết: Bể lọc chậm có thể rửa bằng những cách nào?
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết: Khi phân loại bể lọc cần dựa theo những tiêu chí nào?
Câu 4: Anh (chị) hãy kể tên một số loại vật liệu lọc?
Câu 5: Anh (chị) hãy nêu các yêu cầu, tiêu chuẩn của vật liệu lọc?
3.2.3. Bể lọc nhanh hai lớp
- Có nguyên tắc làm việc và cấu tạo giống với bể lọc nhanh thông thường. Tuy nhiên bể lọc nhanh hai lớp có hai lớp vật liệu lọc.
+ Lớp dưới là cát thạch anh. Có đường kính hạt từ 0,5 – 1,2mm chiều cao thông thường 400 – 500mm
+ Lớp phía trên là lớp than Angtraxit nghiền nhỏ có d= 0,8 – 1,8mm, chiều cao 400 – 500mm
3.2.4. Bể lọc sơ bộ