TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI BẰNG
5.2 MƠ TẢ HỆ THỐNG.
DAF là quá trình xử lý nước thải mà nước thải được làm sạch bằng việc loại bỏ những chất rắn lơ lửng như dầu mỡ khống. Việc loại bỏ được thực hiện bằng cách hồ tan khơng khí vào trong nước hoặc nước thải dưới một áp lực và sau đĩ cho khơng khí thốt ra tại một áp lực khơng khí trong một bể tuyển nổi. Khí thốt ra dưới dạng bọt vơ cùng nhỏ, sau đĩ các chất rắn lơ lửng bám vào bọt khí này và nổi lên bề mặt nước nơi nĩ cĩ thể được loại bỏ bởi thiết bị tách, hớt bọt.
Thiết bị DAF tách các chất rắn lơ lửng trong nước thải. Thiết bị DAF cĩ thể là bể hình trịn hoặc là hình chữ nhật. Khi vận hành hệ thống DAF cần thêm vào một vài hợp chất đơng tụ để tăng tốc độ loại bỏ chất rắn lơ lửng cĩ trong nước thải. Cơng nghệ tuyển nổi bằng khí hồ tan cĩ hiệu quả kinh tế cao hơn cơng nghệ cơng nghệ làm sạch cặn với chi phí thiết kế kỹ thuật thấp hơn, chi phí lắp đặt hệ thống thấp hơn, chỉ chiếm 1/3 thời gian xử lý. DAF được xem là một cơng nghệ tuyệt vời cho việc loại bỏ các chất rắn lơ lửng và cho ra nước sạch. Với DAF nước được làm sạch cĩ thể được tái sử dụng hoặc được thải ra hệ thống cống rãnh của thành phố. Một yếu tố quan trọng khi vận hành hệ thống DAF là dịng nước thải đầu vào phải phù hợp và ổn định cả về lưu lượng và thành phần. Kinh nghiệm cho thấy thành phần nước thải của một số ngành cơng nghiệp thay đổi một cách đáng kể trong nhiều giờ, bởi vì những loại chất thải khác nhau lắng đi trong đường ống hình chữ U mà chúng ta khơng thể ước lượng được. Cĩ thể dùng các tấm chắn trước các hệ thống DAF, chúng sẽ giúp loại bỏ các chất rắn cĩ kích thước lớn trước khi dịng nước thải được bơm vào một bể điều hồ. Khi thiết kế bể lắng thì nên thiết kế đáy hình nĩn như vậy sẽ tăng vận tốc lắng và hiệu quả lắng. Nếu chất keo tụ và tạo
bơng được thêm vào dịng nước thải thì chúng cần phải cĩ thời gian xáo trộn và lưu lại.
Nhiệt độ thấp nhất và cao nhất trong nước cũng như độ pH cũng ảnh hưởng đến quá trình thực hiện của DAF. Với nước thải chứa dầu thì dầu thải cĩ thể được tách trước khi đưa vào hệ thống DAF. Kích thước ống cần được thiết kế một cách chính xác. Điều kiện tối ưu khi thực hiện DAF và giá trị hố chất lưu giữ sẽ được nghiên cứu, phân tính trước và tính tốn phù hợp với từng trường hợp, với từng loại nước thải và được đưa vào vận hành bằng các thiết bị chuyên dùng được thiết kế . Một hệ thống xử lý DAF được thiết kế tốt sẽ dẫn đến chi phí thấpvà xử lý hiệu quả.
Hiệu quả xử lý của hệ thống DAF phụ thuộc vào một số yếu tố:
• Kích thước của bọt khí ảnh hưởng đến q trình tuyển nổi, với những bọt khí lớn hơn 100 µm được xem là hiệu quả nhất ( Lovettt và Travers, 1986). Cịn những bọt khí từ 20 – 50 µm được coi là tốt nhất trong việc khơi phục lại những chất béo (Le Roux và Lanting, 2000).
Sự hình thành những bọt khí vơ cùng nhỏ phụ thuộc vào năng lượng khí cho vào nước để chúng bão hồ với nhau. Áp suất khí tại 300 – 600 kPa được bơm vào bình điều áp để khí hồ tan vào bình nước thải. Tại áp suất 300 – 400 kPa, khí hồ tan bão hồ vào nước cĩ thể đạt được 60 – 80%. Nước đã được bão hồ được đưa vào trong bể DAF, theo dịng chảy đưa các chất rắn nổi lên trên bề mặt nước. Thời gian lưu nước thải trong bể DAF nên nằm trong khoảng giữa 15 – 25 phút, với tốc độ nạp là 9 – 12 m3/m2/h.
Nước thải đầu vào được đưa vào thiết bị khuấy trộn của hệ thống DAF tạo ra các bọt khí nhỏ. Để đạt được tốc độ loại bỏ các chất rắn cao, thì điều quan trọng là phải tạo ra được các bọt khí nhỏ cĩ kích thước bằng nhau và giảm đến mức tối thiểu sự xáo trộn nước trong bể DAF. Một yếu
tố quan trọng để tăng hiệu quả của DAF lên tối đa là việc tạo ra các bọt khí nhỏ cĩ kích thước bằng nhau, tránh việc tạo ra các bọt khí to. Những bọt khí tốt là những bọt khí cĩ kích thước bằng nhau, kích thước bọt khí từ 20 – 50 µm sẽ mang theo các chất rắn lên bề mặt của bể với tốc độ 10 – 12 inches/phút. Những bọt khí lớn hay cịn gọi là bọt khí thơ, kết hợp với các bọt khí nhỏ tạo ra các bọt khí lớn hơn. Những bọt khí này sẽ đẩy lên và lọc khi lên mặt bể. Với những bọt khí lớn hiệu quả xử lý thấp hơn khoảng trên 50%. Thiết bị ATM tạo ra các bọt khí nhỏ bằng cách điều hồ và bão hồ nước thải với một thiết bị nén khí. Hệ thống đường ống của ATM sẽ mang nước đến hệ thống DAF tại một áp suất nước và khí sẽ bão hồ nhau.
• Tỷ lệ khí trên chất rắn (A/S) cĩ một ảnh hưởng lớn đến việc thực hiện của một hệ thống DAF (Langeneggere và Viviers 1978). Tỷ lệ xuất hiện của TS cũng như chất rắn lơ lửng cũng được đề cập đến trong việc xác định hiệu quả xử lý. Tỷ lệ A/S cao thì cần thiết để duy trì hiệu quả loại bỏ nước thải với phần trăm chất lơ lửng thấp (husband, Undated). Chất thải cĩ nồng độ chất rắn lơ lửng thấp bằng 1000 mg/l, tỷ lệ A/S là 0,05 thì cần phải tăng sự phục hồi qua sự tuyển nổi hơn là ổn định. Để cung cấp tỷ lệ A/S đạt u cầu thì máy nén khí cần thiết để thay đổi áp suất.
• Một thành phần quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống DAF là hố chất dùng để keo tụ - tạo bơng. Một số chất keo tụ thường được dùng là muối kim loại chủ yếu là sắt và nhơm, các dạng polymer để kết dính các hạt lại làm cho nĩ dễ kết với các bọt khí để nổi lên trên bề mặt.
Khi được sử dụng, sự điều hồ hố chất sẽ làm tăng khả năng loại bỏ các chất rắn trong nước thải. Việc cho chất keo tụ thêm vào cĩ thể làm tăng hiệu quả kinh tế cũng như hiệu quả xử lý. Hiệu quả xử lý này phụ thuộc vào
việc xử lý hố học phù hợp, thời gian xáo trộn phù hợp và hiểu rõ cách và vị trí để cho hố chất vào trong hệ thống đường ống phía trước của hệ thống DAF.