Bể tuyển nổi trong hệ thống xử lý nước thải có chức năng tách loại bỏ các chất rắn hòa tan từ chất lỏng dựa trên độ tan của khí áp. Trong bài viết này, Nihophawa sẽ cùng quý khách tìm hiểu chi tiết hơn về bể tuyển nổi và các đặc tính, ưu điểm của thiết bị này.
Bể tuyển nổi là gì?
Bể tuyển nổi là 1 thuật ngữ quen thuộc trong xử lý nước thải y tế thường sử dụng tại Việt Nam. Thực chất, bể tuyển nổi được gọi đúng chuyên môn là Tuyển nổi không khí hòa tan DAF. Viết tắt của cụm từ Dissolved Air Flotation. Đây là 1 quá trình làm trong nước trong xử lý nước thải (nước thải y tế, công nghiệp và sinh hoạt). Bằng việc loại bỏ các vật chất lơ lửng như dầu mỡ hoặc các hạt rắn.
Nguyên tắc là hòa tan không khí trong nước thải dưới áp suất, sau đó giải phóng không khí ở áp suất khí quyển trong bể. Không khí được giải phóng tạo thành bong bóng nhỏ bám vào vật chất lơ lửng. Làm cho vật chất đó nổi lên mặt nước và được loại bỏ dễ dàng.
Ứng dụng
Bể tuyển nổi được sử dụng rất rộng rãi trong ngành xử lý nước thải ở nhiều lĩnh vực. Từ các nhà máy lọc dầu, hóa dầu hay các nhà máy hóa chất, chế tạo khí thiên nhiên, sản xuất giấy, xử lý nước hay các ngành công nghiệp sản xuất khác. Các quá trình tương tự tuyển nổi không khí hòa tan là tuyển nổi bọt, sử dụng trong chế biến khoáng sản.
Trong ngành công nghiệp dầu mỏ, các tuyển nổi khí hòa tan DGF (dissolved gas flotation) không sử dụng không khí làm môi trường tuyển nổi do nguy cơ phát nổ. Thường sử dụng khí nitơ thay thế để tạo ra bong bóng.
Sơ đồ quá trình hoạt động
Vị trí lắp đặt
Bể tuyển nổi không khí hòa tan DAF là 1 trong những quy trình linh hoạt hiệu quả nhất trong xử lý nước thải và khử mặn trước khi thải ra môi trường. Có thể được lắp đặt tại các điểm khác nhau trong hệ thống xử lý tùy thuộc vào thiết kế của đơn vị thi công.
Ở 1 số hệ thống, bể được lắp đặt ở đầu quá trình xử lý nước, ngay sau khi tiền xử lý để loại bỏ chất béo và dầu mỡ. Cũng có thể lắp đặt ở đầu quá trình xử lý sinh học để giảm tải chất ô nhiễm. Hoặc lắp đặt ở điểm cuối cùng trong quá trình xử lý nước thải nhằm mục đích làm trong cũng được thực hiện khá phổ biến.
Đối với nước mặn, quá trình khử muối sử dụng màng lọc sợi thủy tinh để ngăn chặn sự phát triển của tạo.
Bể tuyển nổi không khí hòa tan dựa trên 1 quá trình hóa lý, phân tách các hạt rắn và lỏng bằng các bọt khí rất nhỏ. Những bóng khí này bám vào vật chất rắn và đẩy tốc tộ nổi của chúng lên cao. Khi các vật chất đã nổi chúng sẽ được thu một các cơ học vào phễu. Bể tuyển nổi so với bể lắng có tốc độ hiệu quả gấp 5 lần, nhờ đó tiết kiệm thời gian và không gian cho các bể chứa.
Cấu tạo
Một hệ thống bể tuyển nổi thường cấu tạo bởi:
- Bể thép không gỉ
- Các thành phần ổ đĩa và bơm
- Chương trình kiểm soát chất lượng đa cấp
- Các ống tích hợp.
- Cảm biến giám sát áp suất/ lưu lượng tương tự.
- Giám sát mức độ bùn
- Giám sát TSS
- Có bảng điều khiển cài đặt hệ thống tùy chỉnh.
Các thông số thiết kế
- Thời gian lưu nước tại bể: 20 – 60 phút
- Tỉ số A/S (air/ sludge): 0,02 – 0,45
- Thời gian lưu nước tại bồn khí tan: 0.5- 3 phút
- Tải trọng bề mặt: 2- 350m3/m2/ngày
- Áp lực khí nén: 3.5 -7atm
- Lượng không khí tiêu thụ: 15 – 50l/m3
Bể tuyển nổi ứng dụng trong loại bỏ chất rắn sinh học trong nước thải rất hiệu quả. Giúp tạo ra nhiều bùn chất rắn và giảm thiểu bùn sinh học. Sản phẩm nước thải đầu ra trong hơn và chất lượng tốt hơn.
Phản ứng trong bể tuyển nổi
Phản ứng keo tụ trong ống
Nước cấp vào bể tuyển nổi DAF không thường xuyên được định lượng bằng các chất keo tụ như sắt clorua hoặc nhôm sunfat, sắt sunfat, polychloride. Giúp đông tụ các hạt vật chất thành các cụm lớn hơn. Nước thải được bơm vào ống keo tụ – ống này có hình zíc zắc để dễ pha trộn với các thuốc thử hóa học. Sau đó, chất keo tụ được thêm vào. Các chất này làm mất ổn định các hạt lơ lửng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tách chất lỏng tiếp theo.
Phản ứng bong bóng
1 phần nước thải trong bể đã được làm trong sẽ được bơm vào 1 bình áp suất nhỏ Air Drum, đồng thời cũng đưa khí nén vào. Dẫn đến nước thải bão hòa với áp suất không khí. Dòng nước này được tái chế trước khi vào bể tuyển nổi, đi qua van giảm áp khiến cho không khí thoát ra dưới dạng bong bóng nhỏ. Các bong bóng hình thành tại các vị trí trên bề mặt hạt lơ lửng, bám dính vào các hạt. Càng nhiều bong bóng hình thành, lực nâng càng nhanh chóng vượt qua trọng lực hấp dẫn. Sau khi nổi lên bề mặt sẽ được loại bỏ bằng skimmer. Phần nước đã được làm trong thoát ra khỏi bể nổi.
Hỗ trợ phân tách
1 số hệ thống bể tuyển nổi được lắp đặt thêm lamelas hoặc IPS dạng tấm song song để giúp quá trình phân tách diễn ra hiệu quả hơn.
Phân loại hình dạng
DAF có thể được phân loại theo bể hình tròn và bể hình chữ nhật. Loại hình tròn hiệu quả hơn với tốc độ bằng không. Cho phép trạng thái keo tụ vật chất trong nước đạt hiệu suất cao nhất. Trong khi loại hình chữ nhật có thời gian lưu trú lâu hơn, cần 20 – 30 phút.
Ưu và nhược điểm của bể tuyển nổi
Ưu điểm
Hiệu quả loại bỏ hàm lượng chất rắn lơ lửng cao: 90 -95%
Giảm được thời gian và dung tích bể so với các công trình khác
Loại bỏ được các hạt cặn hữu cơ khó lắng
Kết hợp với quá trinh tuyển nổi sử dụng hóa chất đem lại hiệu quả cao
Bùn cặn thu được có độ ẩm thấp, có thể tái sử dụng
Nhược điểm
Chi phí đầu tư , bảo dưỡng thiết bị cao
Đòi hỏi kỹ thuật khi vận hành
Cấu tạo phức tạp, quá trình kiểm soát áp suất khó khăn
Nguồn: Sưu tầm
