Đề tài : Quá trình lắng

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 17/02/2014 ‹#› BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM Khoa CN Sinh học và KT Môi trường Lớp: 03DHMT2 Môn: Cơ Sở Công Nghệ Môi Trường Đề tài: QUÁ TRÌNH LẮNG Nhóm 1 Giáo Viên : Trần Thị Ngọc Mai Danh sách nhóm Họ và tên MSSV Công việc Phan Anh Khoa 2009120167 Quá trình lắng độc lập Nguyễn Thị Hà 2009120144 Các loại bể lắng Võ Thị Út 2009120178 Ứng dụng thực tế Võ Đình Quang 2009120124 Quá trình lắng tạo bông Nguyễn Thị Thi 2009120119 Xác định kích thước bể lắng NỘI DUNG TIỂU LUẬN III CÁC LOẠI BỂ LẮNG I II ỨNG DỤNG THỰC TẾ GIỚI THIỆU CHUNG IV QUÁ TRÌNH LẮNG ĐỘC LẬP V QUÁ TRÌNH LẮNG TẠO BÔNG VI XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC BỂ LẮNG I. Giới thiệu chung Quá trình lắng là các quá trình tách các hạt cặn lơ lửng khỏi nước. Quá trình tách loại này thường xảy ra sau một khoảng thời gian lưu nước nhất định trong bể có điều kiện thích hợp cho quá trình lắng đối với hạt nặng hơn nước. I. Giới thiệu chung Theo nồng độ và khuynh hướng tương tác giữa các hạt, có 4 dạng lắng như sau: lắng độc lập, lắng tạo bông, lắng cản trở và lắng trong vùng nén. Lắng độc lập và lắng tạo bông thường xảy ra khi hàm lượng cặn lơ lửng tương đối thấp. Lắng cản trở và nén xảy ra khi nồng độ cặn lơ lửng cao. I. Giới thiệu chung II. Ứng dụng thực tế Quá trình lắng được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước. Trong lĩnh vực cấp nước, quá trình này được ứng dụng để xử lý nước ngầm và nước mặt. II. Ứng dụng thực tế 1. Xử lý nước ngầm * Tách loại bông cặn (Fe(OH)3) sau khi oxi hóa Fe (II) thành Fe (III); * Xử lý nước đã dùng trong quá trình rửa lọc. 2. Xử lý nước mặt * Lắng là quá trình xử lý sơ bộ trước khi lọc nhanh và lọc chậm; * Keo tụ/ tạo bông/lắng là quá trình xử lý sơ bộ trước khi lọc nhanh; * Xử lý nước rửa lọc nhằm cô đặc cặn bùn từ thiết bị lọc. II. Ứng dụng thực tế 3. Trong xử lí nước thải * Lắng cát (tách cát từ nước cống); * Lắng cặn lơ lửng trong bể lắng đợt 1; * Lắng bông cặn sinh học trong bể lắng đợt 2, ví dụ sau bể bùn hoạt tính hoặc bể lọc nhỏ giọt; * Lắng bông cặn hóa học từ quá trình keo tụ. Bể tự hoại về cơ bản là một bể lắng trong đó quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra sau khi lắng bùn. III. Các loại bể lắng a. Căn cứ theo công dụng: Bể lắng đợt I:đặt trước công trình xử lý sinh học Bể lắng đợt II: đặt sau công trình xử lý sinh học Bể lắng đợt III: Khi làm sạch sinh học hai bậc b. Căn cứ theo chế độ làm việc: Bể lắng hoạt động gián đoạn: là 1 bể chứa cứ xả nước thải vào đó và cho đứng yên trong một khoảng thời gian nhất định,nước đã được lắng tháo ra cho lượng nước mới vào. Bể lắng hoạt động liên tục: nước thải cho qua bể liên tục III. Các loại bể lắng c. Căn cứ theo chiều nước chảy: *Bể lắng ngang: Hình dạng: Có dạng hình hộp chữ nhật,tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m Cấu tạo: Gồm có mương dẫn nước vào,mương phân phối, tấm nửa chìm nửa nổi,máng thu nước,máng thu và xả chất nổi,và mương dẫn nước ra. Nguyên lý hoạt động: Là loại bể nước chảy theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối bể. III. Các loại bể lắng Ưu điểm: gọn,có thể làm hố thu cặn ở đầu bể và cũng có thể làm hố thu cặn dọc theo chiều dài của bể Nhược điểm: giá thành cao,có nhiều hố thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn,đồng thời không kinh tế vì tăng thêm khối tích không cần thiết của công trình c. Căn cứ theo chiều nước chảy: *Bể lắng ngang: III. Các loại bể lắng Loại bể Hình dáng Thông số thiết kế Ứng dụng Lắng đứng Trụ vuông hoặc tròn. Đáy chóp tạo với góc ít nhất 500 với mặt bằng Diện tích mặt nước không quá 100 m2 . Tốc độ dâng nước không quá 0.5—0.6 mm/s.Thời gian lưu nước khi có keo tụ 2 giờ Trạm có công suất không quá 3000 m3/ngày. Khi xử lý nước bằng chất keo tụ, áp dụng tốt để xử lý sắt trong nước ngầm Loại bể Hình dáng Thông số thiết kế Ứng dụng Lắng ngang Hộp chữ nhật.Tỉ lệ L:H > 10.Độ dốc ít nhất 0.02 theo chiều dọc và 0.05 theo chiều ngang Tốc độ nước ngang 0.003-0.012.Thời gian lưu nước ít hơn 4 giờ. Nhà máy nước công suất lớn Loại bể Hình dáng Thông số thiết kế Ứng dụng Lắng ly tâm Trụ tròn, đáy côn, có cần gạt thu bùn. Tính toán trên cơ sở thực nghiệm Khi lượng cặn lớn III. Các loại bể lắng III. Các loại bể lắng c. Căn cứ theo chiều nước chảy: *Bể lắng đứng: -Hình dạng: Hình trụ vuông hoặc tròn,đáy chóp tạo góc ít nhất là 500 so với mặt bằng. -Cấu tạo: Đường kính không vượt quá chiều sâu công tác, có thể đến 10m, gồm máng dẫn nước,ống trung tâm, máng thu nước, máng tháo nước, ống xả cặn và ống xả cặn nổi -Nguyên lý hoạt động: Nước chảy theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên,còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống. III. Các loại bể lắng c. Căn cứ theo chiều nước chảy: *Bể lắng đứng: Ưu điểm: thuận tiện trong công tác xả cặn,ít diện tích xây dựng Nhược điểm: chiều cao xây dựng lớn làm tăng giá thành xây dựng,số lượng bể nhiều,hiệu suất thấp Ứng dụng: bể lắng đứng áp dụng khi công suất nhỏ hơn 3000m3/ngày-đêm khi xử lý bằng chất keo tụ.Bể lắng đứng kết hợp bể phản ứng xoáy hình trụ (ống trung tâm),lắng đứng hay dùng trong công nghệ xử lý nước cấp quy mô nhỏ. III. Các loại bể lắng c. Căn cứ theo chiều nước chảy: *Bể lắng đứng: III. Các loại bể lắng c. Căn cứ theo chiều nước chảy: *Bể lắng ly tâm: Hình dạng,cấu tạo: Hình trụ tròn,đáy côn,có cần gạt thu bùn Nguyên lý hoạt động: Nước vào thường được đưa theo ống trung tâm,từ khoang trung tâm nước theo các tia bán kính chảy vào các máng thu bố trí quanh bể hình tròn. Bể lắng ly tâm thường áp dụng cho những nước có hàm lượng SS cao,nhất là trong xử lý nước thải III. Các loại bể lắng c. Căn cứ theo chiều nước chảy: *Bể lắng ly tâm: IV. Quá trình lắng độc lập *Khái quát: Quá trình lắng độc lập xảy ra khi trong suốt quá trình lắng các hạt cặn lơ lửng không thay đổi kích thước, hình dạng hoặc khối lượng. Lắng các hạt ở nồng độ thấp và không tác động với nhau. *Đặc điểm: Vận tốc lắng phụ thuộc vào kích thước hạt: hạt càng lớn và sự khác biệt giữa tỷ trọng của hạt so với nước càng cao, vận tốc lắng càng lớn. Vận tốc lắng cũng phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng. Nếu nhiệt độ giảm và độ nhớt của chất lỏng gia tăng, vận tốc lắng sẽ giảm. IV. Quá trình lắng độc lập *Cơ chế: Khi được giải phóng trong môi trường lỏng, hạt sẽ chuyển động theo phương thẳng đứng từ trên xuống nếu tỉ trọng của hạt lớn hơn tỉ trọng môi trường chất lỏng xung quanh. IV. Quá trình lắng độc lập *Cơ chế: Hạt sẽ được gia tốc cho đến khi lực ma sát của chất lỏng cân bằng với lực đẩy, sau đó vận tốc tương đối của hạt đối với môi trường chất lỏng theo phương thẳng đứng sẽ không thay đổi. IV. Quá trình lắng độc lập *Cơ chế: - Sau khi cặn đã được lắng xuống đấy , tiến hành thu nước bề mặt. IV. Quá trình lắng độc lập Quá trình quá sẽ mất thời gian khá lớn đối với các hạt cặn tương đối nhỏ. Quá trình lắng độc lập thường được dùng để lắng cặn trong nước cấp và nước thải. Quá trình lắng này có cơ chế hoạt động đơn giản. Vì thời gian lắng tương đối dài nên người ta thường phối hợp các quá trình lắng này với quá trình lắng khác khác để tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả. IV. Quá trình lắng tạo bông *Khái niệm Keo Tụ-Tạo Bông Đối với hệ phân tán có diện tích bề mặt riêng lớn (bụi trong không khí,phù sa trong nước…) các hạt luôn có xu hướng co cụm lại tạo thành hạt lớn hơn để giảm năng lượng liên kết bề mặt. Hiện tượng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo thành những hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để có thể lắng xuống do trọng lực trong thời gian ngắn được gọi hiện tượng keo tụ. Các hạt keo co cụm thành bông cặn lớn dễ lắng là dùng các tác nhân thích hợp “Khâu” chúng lại thành các hạt lớn hơn đủ nặng để lắng.                 10 1       10 1           um mm Hòa Tan Keo Lơ lửng Thô Keo Tụ Lắng, Trọng Lực, Tuyển Nổi   Kích thước các hạt trong nước và khả năng tách chúng * Cơ sở lý thuyết : Trong tự nhiên, các hạt keo có thể mang điện tích âm (đa số) hoặc dương Lớp thứ 1 rất mỏng, mang điện tích dương, và liên kết chặt chẽ với hạt keo gọi là lớp Stern Lớp 2 dày hơn, là hổn hợp các ion(hầu hết cation),liên kết lỏng lẻo gọi là lớp khuếch tán Tập hợp hai lớp trên là lớp kép. Thế điện động giữa 2 lớp gọi thế Zeta * Cấu tạo hạt keo: *Cơ chế: quá trình lắng tạo bông có 2 giai đoạn chính: Quá trình keo tụ: là quá trình thêm hóa chất vào dung dich để lám mất sự ổn định của hạt keo, tăng tốc độ lắng của pha phân tán nước. IV. Quá trình lắng tạo bông -Quá trình tạo bông và lắng: xảy ra sau khi làm mất độ ổn định của hạt keo, ở đó sự kết tụ và tạo bông lớn được hình thành. Việc khuấy trộn là cần thiết cho tạo bông. Sau khi tạo bông , tiến hành lắng lọc các bông keo tụ. IV. Quá trình lắng tạo bông IV. Chất keo tụ và tạo bông *Chất keo tụ: -Phèn nhôm Al2 (SO4)3.nH2O (n= 14-18) Đây là chất keo tụ phổ biến nhất. Al2(SO4)3 +3Ca(HCO3)22Al(OH)3+CaSO4+6CO2 Ngoài ra còn có: Fe2(SO4)3.8H2O; FeCl3; Aln(OH)mClx(SO4)y *Chất tạo bông: Polymer thiên nhiên:dextrin, chitin,.... Polymer tổng hợp: polyacrylamide, polyacrylic acid... VI. Xác định kích thước bể lắng Trong một bể lắng thường tồn tại 4 vùng: vùng nước vào, vùng lắng, vùng thoát nước sau khi lắng và vùng lưu trữ và thải bùn. Thiết kế hợp lý mỗi vùng này có ý nghĩa quan trọng đối với hiệu suất của bể lắng. Đối với một lưu lượng Q cần xử lý cho trước, những thông số cơ bản của vùng lắng như thể tích (V), độ sâu (H0), diện tích bề mặt (A) có thể xác định dựa trên khảo sát trong phòng thí nghiệm hoặc từ thực tế. VI. Xác định kích thước bể lắng Tuy nhiên, việc thiết kế đầy đủ sẽ gồm nhiều bộ phận khác như vùng vào, vùng thoát nước sau xử lý, vùng trữ và thải bỏ bùn. Kích thước của một vài bể lắng thông dụng như sau: VI. Xác định kích thước bể lắng *Bể lắng ngang:   VI. Xác định kích thước bể lắng *Bể lắng đứng:   VI. Xác định kích thước bể lắng *Bể lắng đứng:   Kết luận: Quá trình lắng nước là một quá trình sơ bộ trong quá trình xử lý nước. Vì thế là tương đối quan trong. Cần phải lựa chọn 4 phương pháp lắng cho hợp lý trong quy trình xử lý nước. Trong thực tế xử lý nước cấp và nước thải, 4 dạng lắng này thường xảy ra ở dạng phối hợp, nhưng khi thiết kế bể lắng, hai dạng lắng độc lập và lắng tạo bông đóng vai trò quyết định. Việc xây dựng các loại bể lắng phải phù hợp với nhu cầu, điều kiện, tính tối ưu... Việc tính toán các loại bể lắng là cần thiết để xây dựng chính xác, phù hợp công suất làm việc, đạt được hiệu quả cao nhất. Tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Văn Phước- Giáo trình kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp, NXB Xây Dựng [2] Nguyễn Ngọc Dung, Xử lý nước cấp, NXB Xây Dựng 1999. [3] Các phương pháp xử lý nước, GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ MÔN:KHOA HỌC LỚP 4 Cảm ơn cô và các bạn đã theo dõi ! The End