B. ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CHẤT LỎNG
13.2. THIẾT BỊ LẮNG
Chế tạo các thiết bị lắng là tạo các điều kiện thuận lợi để các phần tử pha phân tán chuyển động nhanh hơn và tách ra khỏi pha liên tục. Để giảm thời gian lắng, ngƣời ta thƣờng kết hợp các phƣơng pháp sau:
Cho dịng chảy chuyển động với một vận tốc thích hợp vì nếu để yên dung dịch huyền phù ở trạng thái tĩnh, dƣới tác dụng của trọng lực các hạt rắn chuyển động xuống dƣới với vận tốc lắng w0 do đĩ năng suất thấp, thời gian lâu, thiết bị kồng kềnh chiếm nhiều diện tích.
Thay đổi hƣớng cũng nhƣ phƣơng của dịng chảy nhằm làm tăng thời gian lƣu của pha phân tán trong thiết bị cũng nhƣ tạo ra lực quán tính để tăng cƣờng quá trình lắng.
Giảm chiều cao lắng là phƣơng án quan trọng nhất để giảm thời gian lắng và tăng tốc độ lắng
Trong quá trình thiết kế thì phải luơn chú trọng đến khâu lấy bùn.
13.2.1. Thiết bị lắng hệ bụi (khí bụi)
Hỗn hợp khí bụi chuyển động vào thiết bị, sau khi đi hết quãng đƣờng L, khí trở nên sạch hơn và đƣợc tháo ra ngồi cịn bụi đƣợc tháo ra bên dƣới.
Hỗn hợp
khí bụi Khí sách
Bụi Bụi
Thiết bị này kết hợp việc thay đổi hƣớng của dịng chảy để tăng thời gian lƣu, tạo lực quán tính.
Đây là thiết bị cĩ năng suất lớn, đơn giản, tháo cặn dễ nhƣng kồng kềnh, hiệu suất thấp. Để khắc phục nhƣợc điểm này ngƣời ta tạo ra thiết bị lắng nhiều ngăn nhƣ hình 13.3.
Thiết bị này cĩ một ƣu điểm rất lớn là giảm đƣợc chiều cao lắng. Nếu khơng cĩ tấm ngăn thì chiều cao lắng là H, nghĩa là hạt rắn phải đi hết chiều cao H mới đụng sàn lắng. Trong khi đĩ khi cĩ tấm ngăn thì chiều cao lắng là khoảng cách giữa hai tấm ngăn, giảm đi rất nhiều so với khi chƣa cĩ tấm ngăn.
Thiết bị này cĩ nhƣợc điểm là việc tháo cặn khĩ khăn. Để tháo cặn, ngƣời ta dùng khí với áp lực lớn thổi ngƣợc lại (đĩng van đầu vào) và thu bụi bên hơng nhƣ hình 13.4. Hỗn hợp bụi Khí sạch Thu bụi L H h
Hình 13.4: Thiết bị lắng hệ bụi nhiều tầng
13.2.2. Thiết bị lắng huyền phù (hệ lỏng-rắn) a. Thiết bị lắng bán liên tục
Các khâu nhập liệu và tháo nƣớc trong đều đƣợc thực hiện liên tục cịn lấy cặn thì đƣợc lấy ra theo chu kì. Ngƣời ta đƣa huyền phù vào thiết bị, bên trong thiết bị cĩ đặt các tầm ngăn nằm nghiêng một gĩc khoảng 45 – 600
nhằm làm giảm chiều cao lắng, tăng thời gian lƣu, tạo lực quán tính, đồng thời giúp việc tháo cặn đƣợc đơn giản hơn.
Thiết bị gián đoạn bất lợi, năng suất thấp, thời gian lâu và thiết bị chiếm nhiều diện tích.
Hình 13.5: Tấm nghiêng trong thiết bị lắng bán liên tục
Thiết bị ở hình 3.6 cĩ ƣu điểm là năng suất lớn, thiết bị gọn hơn, chiếm ít diện tích. Bề mặt lắng đƣợc tạo ra bằng cách xếp các tấm nghiêng hình chĩp chồng lên nhau. Huyền phù vào trong thiết bị theo các rãnh giữa hai chĩp, lúc này chiều cao lắng giảm đi đáng kể và pha phân tán lắng trên bề mặt chĩp và trƣợt xuống dƣới. Nƣớc trong theo ống tâm đi ra ngồi.
Hình 13.6: Thiết bị lắng huyền phù loại đứng
Hình 13.7 cũng là thiết bị lắng bán liên tục nhƣng việc tháo cặn đƣợc dùng khí nén nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên phƣơng pháp này tốn nhiều chi phí hơn (chi phí đầu tƣ ban đầu và chi phí vận hành).
Các thiết bị này vẫn cịn một nhƣợc điểm là việc tháo cặn vẫn cịn gián đoạn.
Hình 13.7: Thiết bị lắng tháo cặn bằng khí nén
b.Thiết bị lắng liên tục
Hình 13.8a: Thiết bị lắng nhiều tầng làm việc liên tục
Trong trƣờng hợp này việc nhập liệu, thu nƣớc trong và tháo cặn đƣợc thực hiện một cách liên tục. Nhƣ vậy so với các thiết bị bán liên tục, ngƣời ta đã cơ giới hĩa việc tháo cặn bằng cách dùng cào gạt để lấy bùn ra.
Thiết bị lắng liên tục nhiều tầng là thiết bị hình trụ. Huyền phù đƣợc nhập liệu vào trung tâm ở độ sâu từ 0,3 1m so với mặt thống chất lỏng. Bã lắng xuống sàn của mỗi tầng đƣợc cào dồn vào tâm và chứa trong hộp đựng bã nhờ bộ phận cánh gạt bùn chuyển động thơng qua mơtơ. Nƣớc trong đƣợc lấy ra từ đỉnh của mỗi tầng.
Hình 13.8b: Thiết bị lắng nhiều tầng làm việc liên tục
13.3. LẮNG TRONG TRƢỜNG LỰC LY TÂM 13.3.1. Trƣờng lực ly tâm và tốc độ lắng