Tính toán bể tuyển nổi DAF trong hệ thống xử lý nước thải

Bể tuyển nổi là một trong những công trình đơn vị khá quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải, dùng để loại bỏ dầu mỡ, chất béo ra khỏi nước thải, nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý cho các công trình phía sau. Có nhiều loại dạng bể tuyển nổi, trong đó bể tuyển nổi DAF là loại bể được sử dụng nhiều nhất. Cùng moitruonghopnhat.com tìm hiểu chủ đề "tính toán bể tuyển nổi DAF trong hệ thống xử lý nước thải" qua bài viết dưới đây.

1. Bể tuyển nổi là gì?

Bản chất của quá trình tuyển nổi là khả năng lôi kéo các hạt lơ lửng trong nước thải lên bề mặt các bọt khí phân tán nhỏ và đều tạo thành lớp bọt nổi – lớp váng nổi lên bề mặt nước. Bể tuyển nổi chính là nơi để thực hiện quá trình này.

Phương pháp tuyển nổi được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải của nhiều ngành công nghiệp như chế biến dầu mỏ, bột giặt, sợi tổng hợp, giấy, da, chế biến mủ cao su, chế tạo máy, thực phẩm và hóa chất.

2. Các loại bể tuyển nổi

Hiện nay có nhiều dạng tuyển nổi như:

+ Tuyển nổi với sự tách khí từ dung dịch gồm có:

• Tuyển nổi chân không;
• Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi DAF).

+ Tuyển nổi với phân tán không khí bằng cơ khí,

+ Tuyển nổi với cấp không khí qua vật liệu xốp.

Trong đó bể tuyển nổi DAF là loại bể tuyển nổi được ứng dụng rộng rãi nhất. Dưới đây là nội dung về bể tuyển nổi DAF, mời bạn cùng tìm hiểu.

3. Bể tuyển nổi DAF (bể tuyển nổi áp lực)

Bể tuyển nổi DAF (viết tắt của cụm từ Dissolved Air Flotation) hay còn gọi là bể tuyển nổi siêu nông, bể tuyển nổi áp lực là bể được sử dụng để tách các chất rắn hòa tan (dầu mỡ, các hạt rắn) dựa trên sự thay đổi độ tan ở áp suất khí khác nhau.

Bể được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải do khả năng điều hòa mức độ bão hòa không khí tốt và có khả năng đạt hiệu quả xử lý nước thải đầu ra đến mức cần thiết với nồng độ các chất bẩn lơ lửng nước thải đầu vào đến 4.000 – 5.000 mg/l.

3.1. Nguyên tắc hoạt động của bể tuyển nổi DAF

Dưới đây là 5 bước về hoạt động của bể tuyển nổi DAF, mời bạn cùng tìm hiểu:

- Bước 1: Cấp nước: Nước được bơm vào buồng khí bằng bơm áp lực lực cao.

- Bước 2: Hòa tan không khí vào nước: Đưa các bọt khí vào trong nước thải (khí đưa vào nước thải ở dạng hòa tan với áp suất cao hơn áp suất của khí quyển), nước và không khí hòa trộn với nhau đến khi đạt tới hạn bão hòa không khí.

- Bước 3: Tạo bọt khí nhờ vào dung dịch khí bão hòa: Sau đó nước thải qua bồn tạo áp rồi qua van giảm áp và chảy đến bể tuyển nổi (van giảm áp giảm áp suất khí về bằng áp suất khí quyển một cách đột ngột, hình thành nên các bọt khí mịn hay còn gọi là bong bóng khí có kích thước nhỏ li ti).

- Bước 4: Kết dính bọt khí và bám dính cặn vào bọt khí: Nước thải được lưu lại bể tuyển nổi trong vòng 1 giờ, sau đó khí hòa tan tách ra khỏi nước thải, bám dính vào nhũ dầu, cặn lơ lửng lên bề mặt nước tạo thành các lớp váng nổi (bùn nổi), nổi trên bề mặt nước.

- Bước 5: Tách cặn: Sau cùng, người ta sử dụng các thiết bị gạt để gạt các lớp váng nổi (bùn nổi) vào máng thu. Nước thải sau khi xử lý được dẫn ra từ đáy bể tuyển nổi.

Trong quá trình hoạt động, việc tăng áp được thực hiện nhờ bơm cao áp và bơm tạo áp, lượng khí cấp vào bằng 2-3% lưu lượng của nước thải;

3.2. Cấu tạo của bể tuyển nổi DAF

Bể tuyển nổi DAF có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật, trong đó bể hình tròn có hiệu quả hơn bởi tốc độ cao.

Cấu tạo của một bể tuyển nổi DAF dạng tròn gồm có: ngăn dẫn nước, ngăn tuyển nổi, ngăn thu nước trong, hệ thống cánh gạt; bơm, thiết bị giám sát độ bùn, thiết bị giám sát TSS; bảng điều khiển, v.v…

3.3. Tính toán thiết kế bể tuyển nổi DAF trong hệ thống xử lý nước thải

Tính toán bể tuyển nổi với trường hợp bão hòa bọt khí toàn bộ lưu lượng nước thải cần xử lý.

Tỉ lệ khí/cặn lơ lửng (K/C) được tính theo công thức: K/C = (1,3 x d x (f x P - 1)/Cc

Trong đó:

• K/C: Tỉ lệ khí/cặn (ml không khí cho 1mg cặn lơ lửng, K/C = 0,015 – 0,05)
• d: Độ hòa tan của không khí vào nước, ml/l;
• f: Hệ số tỉ lệ độ hòa tan không khí vào nước tại áp lực P, thường f =0,5;
• P: Áp lực, at.

Công thức tính P - Áp lực:

P = (Po + 101,5)/101,5

Trong đó:

Po: Áp lực kế, Kpa;

Cc: Hàm lượng cặn lơ lửng, mg/l.

Thể tích bể tuyển nổi được tính theo công thức:

W = (Q x t)/(24 x 60), m3

Trong đó:

• Q: Lưu lượng nước thải, m3/ngày đêm;
• T: Thời gian lưu nước trong bể, t = 20 – 40 phút.

Diện tích của bể tuyển nổi:

S = W/Htn

Trong đó:

• Htn: Chiều cao bể, Htn = 2,5 – 4m

4. Bể tuyển nổi được bố trí ở đâu trong hệ thống xử lý nước thải?

Bể tuyển nổi có thể được đặt ở các vị trí khác nhau tùy vào mỗi hệ thống xử lý nước thải. Ở một số hệ thống, bể tuyển nổi có thể được đặt ở giai đoạn xử lý sơ cấp chỉ sau bể thu gom để loại bỏ bớt dầu mỡ, chất béo. Ở một số hệ thống, bể tuyển nổi được đặt ở ngay trước các bể xử lý sinh học để giảm bớt tải trọng các chất ô nhiễm.

Có thể thấy, bể tuyển nổi là một trong những công trình đơn vị khá quan trong trong hệ thống xử lý nước thải, giúp làm trong nước, nâng cao hiệu quả của quá trình lắng.

Cảm ơn bạn đã dành thời gian theo dõi bài viết, mọi thông tin góp ý về nội dung hoặc câu hỏi liên quan bạn có thể để lại bình luận bên dưới, công ty xử lý nước thải sẵn sàng hỗ trợ.

Đối với Doanh nghiệp có nhu cầu tư vấn - thiết kế - thi công bể tuyển nổi hoặc tìm nhà thầu thực hiện hệ thống xử lý nước thải, hãy liên hệ chúng tôi qua Hotline: 0938.857.768 để được tư vấn và báo giá.

5. Tài liệu tham khảo (Reference material)

Bài viết của chúng tôi có sử dụng tài liệu tham khảo và hình ảnh minh họa từ một số nguồn:

1. Sách Xử lý nước thải (wastewater treatment), Chủ biên: GS. TS. Lâm Minh Triết – GS. TS. Trần Hiếu Nhuệ;
2. Tài liệu Bộ phận Công nghệ - Công ty Môi Trường Hợp Nhất;
3. Tổng hợp Internet.