Các phương pháp xử lý cơ học

Chuyên đề 3:Các phương pháp xử lý cơ học Nhóm 2 Người trình bày: Trần Thị Ngọc Oanh Nội dung trình bày: Phương pháp lọc I/-Khái niệm II/-Ưu điểm của phương pháp lọc III/-Các loại thiết bị lọc thông dụng 1/-Sân phơi bùn 2/-Thiết bị lọc chân không thùng quay 3/-Thiết bị lọc ép băng tải 4/-Thiết bị thùng quay 5/-Thiết bị lọc ép khung bản 6/-Thiết bị lọc bụi tay áo(túi vải) I/ Khái niệm: Lọc là một quá trình phân riêng các hỗn hợp nhờ vật ngăn. I/ Khái niệm(tt): - Vật ngăn gồm vách ngăn và bã và chỉ cho 1 pha của hệ đi qua (pha ngoại)còn pha kia bị giữ lại(bã, pha nội) - Quá trình lọc phụ thuộc vào nhiều yếu tố : hình dạng, kích thước hạt và tính chất của pha nội; tính chất của pha ngoại; vật liệu, phương pháp chế tạo vách ngăn lọc - Trong quá trình lọc, trở lực của vật ngăn tăng dần theo thời gian do lượng bã hình thành ngày càng nhiều, đến một lúc nào đó, lớp bã lọc quá dầy đến nỗi pha ngoại không thể đi qua được nữa quá trình lọc chấm dứt. I/ Khái niệm(tt): - Vách ngăn lọc được làm từ các vật liệu như: cát, đá, bông thủy tinh, sợi bông, sợi len…Việc chọn vách ngăn lọc phù hợp với yêu cầu cụ thể là việc làm phức tạp, liên quan đến chất lượng nước lọc, thời gian sử dụng, giá thành sản phẩm . Trong trường hợp cụ thể, nên giải quyết mâu thuẫn về khả năng giữ pha rắn và trở lực bằng cách áp dụng thêm các giải pháp kỹ thuật khác như: tăng nhiệt độ của huyền phù để giảm độ nhớt hoặc sử dụng thêm chất trợ lọc(có nhiệm vụ tạo thành trên bề mặt một lớp bã bổ sung làm tăng khả năng giữ pha rắn và giảm trở lực của pha lỏng) I/ Khái niệm(tt): - Động lực của quá trình lọc là sự chênh lệch áp suất 2 bên vách ngăn lọc : ∆P = P1 – P2 - Động lực của quá trình lọc có thể tạo ra bằng cách: Dùng áp lực của cột chất lỏng(áp suất thủy tĩnh); dùng máy bơm hay máy nén đưa huyền phù vào(lọc áp suất); dùng bơm chân không hút(lọc chân không) I/ Khái niệm(tt): - Lượng nước lọc thu được trên 1 đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn trong 1 đơn vị thời gian gọi là tốc độ lọc W = dV/S.dt, m/s Trong đó: V: Thể tích nước lọc thu được, m3 S: diện tích bề mặt vách ngăn lọc, m2 t: thời gian lọc kể từ thời điểm ban đầu (từ lúc nước lọc bắt đầu chảy) II/ Ưu điểm của quá trình lọc so với lắng: Khả năng phân riêng cao Thời gian phân riêng nhanh Phân riêng được những hệ rắn không phân riêng được bằng phương pháp lắng Hàm lượng ẩm sau khi lọc nhỏ Có thể làm việc ở áp suất thường, chân không, dư Thiết bị lọc chiếm ít diện tích Quá trình hoạt động ổn định Vận hành đơn giản III/ Các loại thiết bị lọc thông dụng : Sân phơi bùn Thiết bị lọc chân không thùng quay Thiết bị lọc ép băng tải Thiết bị thùng quay Thiết bị lọc ép khung bản Thiết bị lọc bụi tay áo(túi vải) 1/ Sân phơi bùn: là công trình làm khô cặn bùn, có thể làm giảm độ ẩm của bùn xuống còn 70-80%, tức tăng nồng độ cặn khô từ 20-30%. Cấu tạo: Sân phơi bùn được chia thành nhiều ô, kích thước mỗi ô phụ thuộc vào lưu lượng bùn xả ra hằng ngày, độ dày bùn cần làm khô, thời gian của một chu kỳ phơi. Đáy và thành ô phơi bùn thường làm thành bê tông cốt thép hay xây gạch, đảm bảo cách ly hoàn toàn dung dịch bùn với môi trường đất xung quanh Cấu tạo(tt): Trên đáy ô phơi đổ một lớp sỏi cỡ hạt : 8-10mm, dày 200 mm, trong lớp sỏi đặt hệ thống khoan lỗ  = 8 - 10mm hình xương cá để rút nước về hố thu. Độ dốc của đáy ô phơi và của hệ thống ống khoan lỗ i= 0,01 – 0,02 để nước dễ dàng chảy về hố thu. Trên lớp sỏi là lớp cát lọc cỡ hạt 0,5 – 2mm, dày 150 – 200mm. Sân phơi bùn có thể có mái che hoặc không có mái che, nếu không có mái che, về mùa mưa sân phơi không làm việc được. Nguyên lý hoạt động:Làm khô bùn trên sân phơi xảy ra nhờ trọng lực và sự bốc hơi nước tự nhiên (năng lượng cho quá trình bốc hơi phần lớn là nhờ năng lượng mặt trời). Hai giai đoạn trong quá trình làm khô bùn: Giai đoạn 1: lọc nước qua lớp cát, sỏi, nước được thu về hệ thống xử lý bằng hệ thống khoan lỗ  = 8 - 10mm hình xương cá. Giai đoạn 2: bốc hơi nước tự nhiên trên bề mặt rộng. Cấu tạo(tt): 2/- Thiết bị lọc chân không: Là thiết bị làm khô bùn có thể giảm độ ẩm của bùn từ 99% xuống 70 – 85% tùy thuộc vào tính chất của cặn và tốc độ quay của máy, thời gian làm khô. Loại thiết bị này được áp dụng nhiều trong quá khứ, mười năm gần đây do có nhiều loại thiết bị mới có hiệu suất cao hơn, chi phí đầu tư và chi phí quản lý rẻ hơn nhiều lần, lại có quá trình vận hành đơn giản hơn nên thiết bị lọc chân không đã không còn được sử dụng. 2/- Thiết bị lọc chân không(tt): Thiết bị lọc chân không bao gồm trống lọc hình trụ đặt nằm ngang, vành ngoài bọc vải lọc bằng sợi nilon hoặc sợi thép không rỉ, mắt lưới 80 – 100m. Trống lọc đặt ngập trong thùng chứa cặn 1/4 đến 1/3 đường kính. Khi lọc trống quay quanh trục nằm ngang, bên trong trống lọc được máy bơm chân không rút không khí và nước ra để tạo độ chân không từ 300 – 650 mmHg. Bên ngoài trống là áp lực khí trời, bên trong là chân không nên nước đi qua vải lọc vào phía trong còn cặn bị giữ lại trên mặt trống, cặn được làm khô đến độ ẩm 70 – 80%. 2/- Thiết bị lọc chân không(tt): 3/- Thiết bị lọc ép băng tải: Thiết bị lọc ép băng tải tách nước bằng cách tạo áp lực lên chất rắn sinh học(bùn) Thiết bị làm khô cặn bằng lọc ép băng tải được dùng phổ biến hiện nay vì quản lý đơn giản, ít tốn điện, hiệu suất làm khô cặn chấp nhận được. Các bộ phận chung của một thiết bị lọc ép băng tải gồm: băng tách nước, con lăn và ổ lăn, hệ thống kéo căng, bộ điều khiển, động cơ, hệ thống rửa băng tải và thu nước lọc. Nguyên tắc làm việc: Bùn được kẹp giữa hai băng tải xốp căng đi qua các con lăn có đường kính khác nhau. Lực ép ngày càng tăng khi băng tải chạy qua các con lăn có đường kính giảm dần. Chỉ tiêu thiết kế: Máy ép bùn băng tải trên thị trường có chiều rộng băng từ 0,5 – 3,5m, phổ biến là loại máy có chiều rộng băng 1m, 1,5m và 2m. Tải trọng cặn trên 1m rộng của băng tải dao động từ 90 – 680 kg/m chiều rộng băng.h tuỳ thuộc vào loại cặn và loại máy. Lượng nước lọc qua băng từ 1,6 – 6,3 l/m rộng.giây. Máy lọc ép băng tải nên đặt nơi rộng, thoáng gió đề phòng nồng độ H2S quá mức cho phép. Thiết bị lọc ép băng tải 4/-Thiết bị thùng quay: Lọc thùng quay cũng là loại thiết bị quan trọng trong quá trình tách nước. Bùn và polyme được đưa vào trong thiết bị. Nguyên lý vận hành đơn giản. Bùn được dẫn vào máng hình chữ nhật và ở giữa hai lưới song song bằng thép không rỉ mạ crôm quay tròn. Dịch lọc đi qua hai lưới sàng và bùn keo tụ chuyển tới bên trong máng. Khi đi quanh máng, bùn tiếp tục được loại nước, cuối cùng tạo thành bánh ở gần phía cửa xả. Lực ma sát của các lưới sàng chuyển động chậm, kết hợp với việc thu hẹp cửa xả có kiểm soát sẽ tạo ra một bánh bùn rất khô. Thiết bị thùng quay 5/- Thiết bị lọc ép khung bản: Thiết bị lọc ép khung bản được cấu tạo bởi bộ phận chủ yếu là khung và bản. Khung giữ vai trò chứa bả lọc và là nơi cửa ngỏ nhập huyền phù vào. Bản lọc tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước lọc. Khi tiến hành lọc người ta phải ép chặt các khung bản để giữ áp suất lọc không làm rò rỉ ra ngoài Thiết bị lọc ép khung bản(tt): Ưu điểm: Khi cần bánh bùn có độ ẩm thật thấp để xử lý nhiệt hay đốt sau đó. Trường hợp bùn cần được vắt bổ sung để có bánh bùn tốt đầu ra. - Trường hợp đòi hỏi diện tích lọc lớn trong một không gian hẹp. Thiết bị lọc ép khung bản(tt): 6/-Thiết bị lọc bụi tay áo (lọc túi vải) Máy lọc ép băng tải Máy lọc ép băng tải Thiết bị lọc ép khung bản Thiết bị thùng quay Bùn chứa 4% chất rắn Bánh bùn khô chứa 30-40 % chất rắn Sân phơi bùn