TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG  Môn học: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG BỂ LẮNG LY TÂM Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 4 1. Đặt vấn đề 4 2. Mục tiêu 4 3. Nội dung thực hiện 4 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG 5 2.1. Định nghĩa lắng 5 2.2. Phân loại bể lắng 6 2.3. So sánh bể lắng ly tâm với các loại bể lắng phổ biến khác 6 2.3.1. Bể lắng ngang 6 2.3.2. Bể lắng đứng 7 2.3.3. Bể lắng ly tâm 8 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lắng 9 2.4.1. Tỷ lệ dòng chảy 9 2.4.2. Kích thước và hình dạng bể 11 2.4.3. Sự sắp xếp dòng chảy 12 2.4.4. Hạt và chất lượng nước 12 2.5. Nội dung và các bước tính toán bể lắng 14 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ BỂ LẮNG 17 3.1. Định nghĩa 17 3.2. Cấu tạo bể lắng ly tâm 17 3.3. Nguyên lý làm việc 19 3.4. Ưu – nhươc điểm 20 3.5. Ứng dụng của hệ thống trong xử lý nước thải và nước cấp 20 3.6. Công nghệ lắng xoáy –Vcone 21 3.6.1. Nguyên lý hoạt động 21 3.6.2. Tối ưu hóa hệ thống 21 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN BỂ LẮNG LY TÂM 23 4.1. Xây dựng công thức 23 4.2. Ví dụ tính toán 23 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Hình 1 4 Hình 2 5 Hình 3 7 Hình 4 8 Hình 5 8 Hình 6 10 Hình 7 12 Hình 8 13 Hình 9 14 Hình 10 17 Hình 11 18 Hình 12 19 Hình 13 21 Bảng 1 9 Bảng 2 15 Bảng 3 18 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.ĐẶT VẤN ĐỀ. Vai trò của nước đối với sản xuất và đời sống là vô cùng quan trọng nhưng hiện nay vấn đề đặt ra với chúng ta là phải bảo vệ nguồn nước nhất là nước ngọt một cách triệt để nhất vì cuộc sống của chúng ta và tương lai Nhu cầu sử dụng nước sạch trong công nghiệp đòi hỏi chất lượng rất khắt khe, đặc biệt là nước cấp cho các ngành dược phẩm, thực phẩm và lò hơi. Thông thường, nước khai thác từ nguồn nước ngầm hoặc từ nước cấp từ mạng lưới cấp nước không đạt tiêu chuẩn cho các ngành sản xuất trên, vì thế, việc xử lý nước cấp là điều kiện tiên quyết, bên cạnh đó, việc xử lý cần phải đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế.Chính vì vậy để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho người dân thì việc xử lí nước cấp là hết sức quan trọng để đảm bảo chất lượng của bộ Y Tế Việt Nam quy định. Hiện nay đã có nhiều phương pháp xử lí nước, bên cạnh một số phương pháp hiện đại như tuyển nổi, phương pháp màng…thì phương pháp truyền thống lắng, vẫn được áp dụng rộng rãi cho các nhà máy xử lí nước và đạt hiệu quả cao. Hình 1 . Nước cấp. 2. MỤC TIÊU. Tìm hiểu chi tiết về bể lắng ly tâm Khả năng ứng dụng của bể lắng ly tâm trong thực tế 3. NỘI DUNG THỰC HIỆN. - Thu thập tổng hợp tài liệu của bể lắng ly tâm. Từ các tài liệu xử lý nước cấp , công nghệ xử lý nước thải , các đồ án nghiên cứu , các bài luận văn ,các tài liệu liên quan khác và tra cứu trên Internet sẽ có được các tài liệu ,các thông số và nguyên lý làm việc một cách tổng quát , cơ bản và đầy đủ nhất . - Tính toán bể lắng - Tính toán chi tiết các thông số của bể - Q, h ,L ,b . - Tính toán quá trình lắng. - Các thông số khác. - So sánh bể lắng ly tâm với các loại bể lắng phổ biến khác CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU CHUNG. 2.1. Định nghĩa lắng. Lắng là một khâu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Quá trình lắng là giai đoạn tách các hạt cặn lơ lửng trước khi đưa vào công trình lọc của quá trình làm sạch nước.quá trình lắng dựa trên trọng lực nhờ đó các hạt cát sẽ bị giữ lại khoảng 90-99% và sẽ loại ra ngoài qua quá trình xả cặn. Hình 2. Sơ đồ quá trình xử lý nước cấp Nước cần được xử lý được đưa vào bể và giữ lại đó trong suốt quá trình làm việc. Nhờ diện tích, tiết diện bề lớn, tốc độ dòng chảy nhỏ mà quá trình diễn ra trong bể gần như ở trạng thái tĩnh. Dưới tác dụng của lực trọng trường, các hạt cặn có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng của nước bao quanh nó sẽ tự lắng xuống. Trong xử lý nước thải, lắng là quá trình xử lý chính, nơi đó nó có thể loại bỏ 50-70% của các chất rắn lơ lửng (chứa 25-40 % BOD) trong nước thải. Sau khi xử lý sinh học, quá trình lắng được sử dụng để loại bỏ các bông keo tụ sinh học được sinh ra bởi các vi sinh vật trong quá trình này do đó, chất lượng nước thải sẽ tiếp cận một tiêu chuẩn phù hợp cho xả vào đường ống. Quá trình lắng được ứng dụng trong: - Lắng cát - Loại bỏ cặn hữu cơ trong lắng đợt 1 - Loại bỏ cặn sinh học ở bể lắng 2 - Loại bỏ các bông cặn hoá họctrong quá trình keo tụ tạo bông - Nén bùn trọng lực nhằm giảm độ ẩm bùn trong công đoạn xử lý bùn. \ 2.2. Phân loại bể lắng. Tuỳ theo công dụng của bể lắng trong công trình xử lý sinh học mà phân biệt bể lắng đợt I và bể lắng đợt II. Căn cứ theo chế độ làm việc: - Bể lắng hoạt động gián đoạn: thực chất đây là một bể chứa. Bể lắng kiểu này được áp dụng trong trường hợp lượng nước thải ít và chế độ thải không đều. - Bể lắng hoạt động liên tục: nước thải cho qua bể liên tục, nước chuyển động rất chậm. Căn cứ theo chiều nước chảy: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm: - Bể lắng ngang: nước chảy theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể. - Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo phương thẳng đứng. - Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng - nước lọc qua lớp cặn lơ lửng do chính các cặn bẩn tạo thành - Bể lắng ly tâm (bể lắng radian) là loại biến dạng của bể lắng ngang, nước chuyển động từ tâm ra chung quanh theo phương gần như bể lắng ngang. 2.3. So sánh bể lắng ly tâm với các loại bể lắng phổ biến khác. 2.3.1. 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 đế 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. • 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. Quá trình lắng của các hạt rắn trong nước thải Lắng riêng lẻ Lắng nénLắng keo tụ Lắng vùng Hình 3: Bể lắng ngang 2.3.2. Bể lắng đứng: Hình dạng: Hình trụ vuông hoặc tròn,đáy chóp tạo góc ít nhất là 50 0 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. • 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 3000m 3 /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. Hình 4 : Bể lắng đứng 2.3.3. 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 Hình 5: Bể lắng ly tâm Loại Bể Hình dáng Thông số thiết kế Ứng dụng Lắng đứng Trụ vuông hoặc tròn. Đáy chóp tạo với góc ít nhất 50 độ với mặt bằng Diện tích mặt nước không quá 100 m 2 . Tốcđộ dâng nước không quá 0.5—0.6 mm/s. Thời gian lưu nước khi có keo tụ 2 giờ Trạm có côngsuất khôngquá 3000 m3/ngày. Khi xửlý nước bằng chất keotụ ,áp dụng tốtđể xửlýsắt trongnước ngầm Lắng ngang Hộp chữ nhật.Tỉ lệ L/H >10. Độ dốc ít nhất 2% theo chiều dọc và 5% theo chiều ngang Tốcđộ nước ngang 0.003- 0.012.mm/s Thời gian lưu nước ít hơn 4 giờ. Nhà máy nướccông suất lớn Lắng ly tâm Trụ tròn,đáy côn, có cần gạt thu bùn. Tính toán trên cơ sở thực nghiệm Khi lượng cặn lớn Bảng 1: Phân loại các bể lắng 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lắng: 2.4.1. Tỷ lệ dòng chảy. Tải trọng bề mặt của bể lắng được diễn tả bằng tốc độ dòng chảy trên một đơn vị diện tích bề mặt của một phần bể, trong đó quá trình lắng xảy ra. Hiệu suất của các quy trình lắng ảnh hưởng bởi tải trọng bề mặt. Chất lượng lắng nước bị suy giảm khi bề mặt được tăng lên. Những lý do cho sự suy giảm này là khác nhau, nhưng (đặc biệt đối với quá trình lắng các hạt rời rạc) thay đổi trong tốc độ dòng chảy có thể ảnh hưởng đến hiệu suất keo tụ cũng như hiệu quả lắng. Hình 6: Đường cong hiệu suất cho thấy sự suy giảm “ tạm thời” trong quá trình lắng của chất lượng nước. [...]... nằm ở trên lớp cặn lắng ly tâm gọi là sản phẩm nổi đã ly tâm thường hợp thành một pha duy nhất đã lọc trong Tuy nhiên nó có thể có hai hay nhiều pha nếu chất lỏng gồm các phần tử có tỷ trọng khác nhau ( có chứa dầu) Hình 10: Một số hình bể lắng ly tâm 3.2 Cấu tạo bể lắng ly tâm Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn, là loại trung gian giữa bể lắng ngang và bể lắng đứng Gọi là bể lắng ly tâm bởi vì nước chuyển... sẽ lắng xuống đáy, các chất lơ lửng có tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng của nước sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể Ngoài ra, trong thực tế còn có các loại bể lắng ly tâm được sử dụng ở một số nước trên thế giới: - Bể lắng ly tâm phân phối nước theo máng vòng xung quanh bể - Bể lắng ly tâm phân phối và thu nước di động ( máng chuyển động vòng ) Bể lắng. .. với nước thải sinh hoạt, kể các nước thải một số ngành công nghiệp CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ BỂ LẮNG LY TÂM 3.1 Định nghĩa Lắng ly tâm là một phương pháp tách các chất, sử dụng lực ly tâm để tạo sự lắng gia tốc các hạt của một hỗn hợp rắn- lỏng Trong bể ly tâm tạo thành hai pha chính phân biệt: • Chất tầng cặn ly tâm , nói chung không có cấu trúc đồng nhất Thực tế, có sự phân loại giữa các hạt , hạt có... lắng ly tâm có thể ứng dụng làm bể lắng đợt 1 hoặc bể lắng đợt 2 với công suất từ 20.000 m3/ngđ trở lên Bể lắng ly tâm thường được xây dựng với đường kính D từ 16 – 40 m ( đôi khi tới 54 và 60 m ) Tỷ lệ giữa đường kính D và chiều sâu H nên trong khoảng từ 6 đến 10; ở nước ngoài thường dùng nhất là bể lắng ly tâm bằng bê tông cốt thép – dùng cho nước thải sinh hoạt với đường kính 40 m, chiều cao bể ở... lắng đứng Gọi là bể lắng ly tâm bởi vì nước chuyển động từ trung tâm ra xung quanh Về chế độ thủy lực, đặc điểm của bể này là tốc độ của nước thải thay đổi từ giá trị tối đa ở trung tâm đến giá trị tối thiểu ở xung quanh Nước thải được dẫn vào bể theo ống vào trung tâm bể lắng ly tâm hướng từ dưới lên trên Hình 11: Cấu tạo bể lắng ly tâm Có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải... Hiệu suất lắng các chất lở lửng của nước thải sinh hoạt ở bể lắng Trong đó tốc độ lắng của hạt cặn trong bể lắng (có tính đến tốc độ lơ lửng ) mm/s xác định theo công thức: Trong đó: H: chiều sâu phần công tác của bể lắng đứng, ngang hoặc ly tâm ( m ) t : thời gian lắng tính ( h ) Với bất kì loại nước thải nào số liệu cho trước để tính toán bể lắng là 1 Lượng nước thải và nồng độ ban đầu của chất lơ... để nước chảy xuống bể Nước từ ngoài được đưa vào bể qua máng phân phối, dưới chuyển động của dàn quay nước chuyển động từ thành bể vào trung tâm , sau một thời gian cặn lắng rơi xuống đáy bể , sử dụng hệ thống ống cào gom cặn đưa vào ống tháo cặn thải ra ngoài, đồng thời nước trong sau khi lắng đưa vào hệ thống dẫn thoát nước ra khỏi bể Hình 12: Nguyên lý dòng chảy trong bể lắng ly tâm 3.4 Ưu điểm –... từ quá trình keo tụ Bể tự hại về cơ bản là một bể lắng trong đó quá trình phân hủy kị khí xảy ra sau khi lắng bùn 3.6 Công nghệ lắng xoáy –Vcone Bể lắng xoáy có hình Vcone, dòng chảy từ dưới lên, tiếp xúc chất rắn lơ lững Bể lắng xoáy có hiệu quả xử lý cao thích hợp để xử lý các loại nước có nồng độ chất rắn lơ lững cao Bể lắng xoáy là công trình kết hợp trộn, phản ứng, tạo bông và lắng cặn do đó nó... tụ tại trung tâm bể lắng và được bơm hút ra để tuần hoàn lại hệ thống Bùn tuần hòan được bơm ở dưới chân bể theo hướng đối diện nhằm tạo dòng xoáy cho bể, ở gia đọan này, nước đầu vào cũng được pha trộn với bùn lắng tại đáy bể làm chất xúc tác cho quá trình hình thành bông cặn được tốt hơn Bùn tự tuần hòan trong bể lắng có chức năng như một lớp lọc giúp cho tốc độ lắng nhanh hơn các bể lắng thông thường... của các chất lơ lửng sau khi lắng chọn theo tiêu chuẩn vệ sinh hoặc theo yêu cầu công nghệ của các công trình xử lý đứng sau bể lắng đợt 1, chẳng hạn khi tính bể lắng đợt 1 trước bể aeroten và bể lọc sinh học phải nằm trong khoảng 100 ÷ 150 mg/L Hiệu suất lắng cần thiết là: Ứng với hiệu suất này là thời gian lắng t và tốc độ lắng của các hạt lơ lửng hoặc bảng 2 Hiệu suất lắng nước thải E sẽ ảnh hưởng . hình bể lắng ly tâm 3.2. Cấu tạo bể lắng ly tâm. Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn, là loại trung gian giữa bể lắng ngang và bể lắng đứng. Gọi là bể lắng ly tâm bởi vì nước chuyển động từ trung tâm. thành - Bể lắng ly tâm (bể lắng radian) là loại biến dạng của bể lắng ngang, nước chuyển động từ tâm ra chung quanh theo phương gần như bể lắng ngang. 2.3. So sánh bể lắng ly tâm với các loại bể lắng. loại bể lắng 6 2.3. So sánh bể lắng ly tâm với các loại bể lắng phổ biến khác 6 2.3.1. Bể lắng ngang 6 2.3.2. Bể lắng đứng 7 2.3.3. Bể lắng ly tâm 8 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lắng