Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Công nghệ tuyển nổi áp lực trong xử lý nước thải

Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Công nghệ tuyển nổi áp lực trong xử lý nước thải giới thiệu về tuyến nổi áp lực, các phương pháp tuyến nổi, tuyển nổi áp lực (tuyển nổi bọt khí nhỏ), thiết kế tuyển nổi áp lực và ứng dụng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiểu luận Quá trình công nghệ môi trường: Công nghệ tuyển nổi áp lực trong xử lý nước thải TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA: MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG  Môn: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Chuyên đề 70%: CÔNG NGHỆ TUYỂN NỔI ÁP LỰC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SVTH: 1.Nguyễn Việt Trinh 91202245 2. Nguyễn Tú Trinh 91202244 3.Trần Diệu Trang 91202237 GVHD: Ts. Phạm Anh Đức Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014 MỤC LỤC Mở đầu Nguồn nước mặt (sông, hồ, suối…) đang và sẽ là nguồn cấp nước chủ đạo hiện nay và trong tương lai cho hệ thống cấp nước ở nhiều đô thị. Quy mô sử dụng nước ngày càng tăng, trong khi chất lượng nước của các nguồn nước mặt lại có xu hướng ngày càng suy giảm do tiếp nhận nhiều nguồn thải khác nhau chảy vào khu vực. Mặt khác tầm quan trọng của vấn đề môi trường tăng cao dẫn đến việc thành lập các tiêu chuẩn môi trường chặt chẽ hơn, tiêu chuẩn này được áp dụng trên ô nhiễm nước thải các ngành công nghiệp. Các công nghệ đang áp dụng hiện nay tại các nhà máy nước, ở cả các quy mô công suất khác nhau, theo cách tiếp cận truyền thống như keo tụ-lắng-lọc nhanh- khử trùng hoặc sơ lắng -keo tụ-lắng -lọc nhanh-khử trùng, chất lượng nước đầu ra của các nhà máy nước ngày càng có nhiều nguy cơ không đáp ứng được tiêu chuẩn và/hoặc phải chịu chi phí xử lý rất tốn kém. Xem xét số lượng lớn các chất thải là điều cần thiết để tìm ra công nghệ mới cao hơn hiệu quả xử lý nước thải để đáp ứng các tiêu chuẩn mới. Những khó khăn và nguy cơ đang đối mặt tại các nhà máy nước có khả năng giải quyết được bằng một số giải pháp công nghệ mới, trong đó có tuyến nổi áp lực thay cho quá trình lắng thông thường. Trên thế giới, công nghệ tuyển nổi áp lực (Dissolved air flotation - DAF) đã được áp dụng tại các trạm xử lý nước cấp và nước thải, xử lý bùn cặn ở nhiều nước, nhằm mục đích nâng cao chất lượng nước sau xử lý và giảm chi phí sản xuất nước cấp, ổn định và làm khô bùn cặn, giảm lượng bùn phải xử lý, vận chuyển, chôn lấp và giảm đáng kể hoá chất tiêu thụ cũng như kích thước các công trình xử lý bùn cặn như sân phơi bùn. 1. Giới thiệu về tuyển nổi áp lực Tuyển nổi áp lực (DAF) đã được sử dụng rộng rãi trong bốn mươi năm qua, loại bỏ được các chất rắn lơ lửng (TSS), các loại dầu và mỡ (O & G), và nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) từ nước thải và quá trình công nghiệp khác bằng cách đưa các hạt lơ lửng lên bề mặt chất lỏng. Hệ thống DAF (tuyển nổi không khí hòa tan hay còn gọi là tuyển nổi áp lực) thường được sử dụng để xử lí nước thải sơ bộ, được biết đến như một hệ thống mang tính kinh tế và hiệu quả trong xử lý nước thải công nghiệp. Các hạt rắn, chất béo và các loại vật liệu dầu được hệ thống DAF loại bỏ rất nhanh và bùn thu được từ hệ thống này có tính nhất quán cao. Hệ thống DAF lần đầu tiên được sử dụng để xử lý các bể trong công nghiệp, nơi mà hiện tượng nổi xảy ra. Tốc độ dòng chảy của nước khoảng 2-3 m/giờ (không lớn hơn 5 m/giờ). Hệ thống DAF lần thứ hai được giới thiệu vào năm 1960 và được sử dụng rộng rãi đến ngày nay. Thiết kế của hệ thống DAF này là điển hình của hệ thống trước đó, với tốc độ tải trọng bề mặt dưới 5-7 m/giờ và thời gian keo tụ kéo dài gần 45 phút. Một trong các quá trình của bộ lọc DAF đã được phát triển vào cuối năm 1960, nơi mà tuyển nổi xảy ra trực tiếp trên bộ lọc. Quá trình này được gọi là tuyển nổi không khí hòa tan/ phương pháp lọc (DAFF). Thế hệ thứ ba của hệ thống DAF được phát triển vào năm 1990, ý tưởng hoạt động dựa trên cơ sở DAFF. Tiến bộ gần đây bao gồm các công nghệ như lọc ngược tuyển nổi không khí hòa tan (CoCoDAFF). CoCoDAFF đưa các dòng chảy tuần hoàn trên bộ lọc thông qua số lượng lớn các vòi phun tốc độ dòng chảy thiết kế đặc biệt để phân tán tốt các bọt khí. Một công nghệ khác gần đây gồm DAFRapide, kết hợp giảm thời gian keo tụ với tải trọng bề mặt lên 40 m/giờ và AquaDAF có thể đặt được tốc độ tải trọng bề mặt lên đến 40 m/giờ với tốc độ cao. 2. Các phương pháp tuyển nổi 2.1. Tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch Phương pháp này được áp dụng để làm sạch nước thải ô nhiễm. Phương pháp này tạo dung dịch quá bão hòa không khí. Khi giảm áp suất các bọt không khí sẽ tách ra khỏi dung dịch và làm nổi chất bẩn. Tùy thuộc vào biện pháp tạo ra dung dịch quá bão hòa người ta chia ra các loại tuyển nổi sau: - Tuyển nổi chân không: Trong tuyển nổi chân không, nước thải được bão hòa không khí ở áp suất khí quyển trong buồng thông khí, sau đó cho vào buồng tuyển nổi trong đó áp suất giữ ở khoảng 225-300 mmHg bằng bơm chân không. Trong buồng tuyển nổi, các bong bong khí rất nhỏ thoát ra làm nổi một phần chất bẩn. - Tuyển nổi bơm dâng: Thiết bị bơm dâng được sử dụng để xử lý nước thải trong công nghiệp hóa học. Buồng tuyển nổi phải được bố trí cao. Nước thải Cặn Nước sạch Không khí Hình 1. Sơ đồ hệ thống tuyển nổi bơm dâng - Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí hòa tan): Phổ biến nhất, làm sạch nước với nồng độ chất lơ lửng cao (4-5 g/l).Tạo ra bọt khí mịn và đều. 2.2. Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ khí. Sự phân tán khí trong máy tuyển nổi kiểu này được thực hiện nhờ bơm tuabin cánh quạt. Được sử dụng để xử lí nước có nồng độ các hạt keo tụ cao (lớn hơn 2 g/l). Khi cánh quạt quay trong chất lỏng xuất hiện các dòng xoáy nhỏ và tạo ra các bọt khí. Bọt khí càng nhỏ thì quá trình càng hiệu quả. Thông thường máy tuyển nổi gồm một số buồng mắc nối tiếp. Đường kính cánh quạt 600-700mm. Hiện nay người ta dùng các máy tuyển nổi cơ khí được sản xuất đại trà trong tuyển nổi quặng để xử lý nước thải. Như vậy thiết kế của các cánh khuấy và thông số hoạt động không tối ưu khi xử lý nước thải ...