Bật mí cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể tuyển nổi

Cấu tạo của bể tuyển nổi (DAF)

Bể tuyển nổi thường bao gồm các thành phần sau:

• Cảm biến giám sát áp suất, lưu lượng chất khí.

• Thiết bị giám sát mức độ bùn.

• Bảng điều khiển cài đặt hệ thống tùy chỉnh.     

• Chương trình kiểm soát chất lượng đa cấp.

• Thiết bị giám sát TDS (Tổng số chất rắn tan trong nước).

• Bể làm bằng thép không gỉ.

• Ổ đĩa phân phối khí và bơm.

• Các ống phân phối khí tích hợp.

Thông số thiết kế cơ bản của bể tuyển nổi DAF

• Tải trọng bề mặt: từ 2 đến 350m3/m2/ngày.

• Áp lực khí nén: từ 3.5 đến 7atm.

• Lượng không khí tiêu thụ: từ 15 đến 50l/m3.

• Thời gian lưu nước tại bể: từ 20 đến 60 phút.

• Tỉ số A/S (air/sludge): từ 0,02 đến 0,45.

• Thời gian lưu nước tại bồn khí tan: từ 0.5 đến 3 phút.

Bể tuyển nổi được sử dụng rộng rãi để loại bỏ chất rắn sinh học trong nước thải. Trong quá trình hoạt động, bể có khả năng tạo ra bùn chất rắn và giảm thiểu bùn sinh học, giúp sản phẩm nước thải đầu ra có chất lượng tốt hơn.

Nguyên lý hoạt động của DAF

Khi hòa trộn nước và không khí để đạt trạng thái bão hòa không khí, hỗn hợp được đưa qua bể tuyển nổi qua các ngăn. Van giảm áp hoạt động để đưa áp suất từ bể áp suất khí quyển vào. Các khí hòa tan được tách ra khỏi hỗn hợp và các hạt rắn hòa tan trong nước thải bám vào chúng và tách ra khỏi bề mặt.

Bể tuyển nổi DAF được rộng rãi sử dụng trong xử lý nước thải của nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong các ngành hóa dầu, cơ khí, giấy và các ngành công nghiệp khác. Nó cũng được sử dụng trong khai thác khoáng sản và tuyển quặng. Trong những trường hợp mà khí gây nguy hiểm cháy nổ, các khí trơ được sử dụng thay vì không khí.

Vị trí đặt bể tuyển nổi

Bể tuyển nổi DAF thường được đặt ở vị trí đầu tiên trong hệ thống xử lý nước thải, ngay sau các giai đoạn tiền xử lý để loại bỏ các chất béo, dầu mỡ. Trong một số trường hợp, nó cũng có thể được đặt trước bể sinh học để giảm tải chất ô nhiễm.

Tuy nhiên, trong một số hệ thống xử lý nước thải, bể tuyển nổi DAF được đặt ở cuối cùng để làm trong nước. Việc sử dụng bể tuyển nổi giúp tăng hiệu suất quá trình lắng và hiệu suất của nó có thể lên đến 5 lần so với bể lắng thông thường. Do đó, nó giúp tiết kiệm thời gian và không gian trong quá trình xây dựng hệ thống xử lý nước thải.

Quy trình phản ứng trong bể tuyển nổi

Trong quá trình tuyển nổi, nước thải được xử lý qua 5 giai đoạn như sau:

Phản ứng keo tụ trong ống

Nước thải được cấp vào bể tuyển nổi DAF, được định lượng bằng các chất keo tụ như sắt clorua, nhôm sunfat, sắt sunfat, polychloride.

Các chất keo tụ đông tụ các hạt vật chất thành các cụm lớn hơn.

Nước thải được bơm vào ống keo tụ, có hình zíc zắc để dễ pha trộn với các thuốc thử hóa học.

Sau đó, chất keo tụ được thêm vào, làm mất ổn định các hạt lơ lửng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tách chất lỏng.

Phản ứng bong bóng

Nước thải sau khi được làm trong sẽ bơm một phần vào bình áp suất nhỏ gọi là Air Drum, đồng thời cũng đưa khí nén vào.

Dẫn đến nước thải bão hòa với áp suất không khí, dòng nước này được dẫn vào bể tuyển nổi, qua van giảm áp khiến cho không khí thoát ra dưới dạng bong bóng nhỏ.

Bong bóng hình thành tại các vị trí trên bề mặt hạt lơ lửng, bám dính vào các hạt có trong nước thải. Càng nhiều bong bóng hình thành, lực nâng càng lớn, dần vượt qua trọng lực hấp dẫn.

Khi đó, các hạt lơ lửng nổi lên bề mặt sẽ được loại bỏ bằng cần gạt skimmer.

Phần nước đã được làm trong sẽ thoát ra khỏi bể nổi.

Hỗ trợ phân tách

Một số hệ thống bể tuyển nổi được lắp đặt tấm lamelas hoặc tấm IPS dạng tấm song song hoặc nghiêng giúp quá trình phân tách diễn ra hiệu quả hơn.

Phân loại hình dạng

Bể tuyển nổi DAF thường được phân loại theo bể hình tròn và bể hình chữ nhật.

Loại hình tròn hiệu quả hơn với tốc độ cao, cho phép kết hợp trạng thái keo tụ trong nước đến hiệu suất cao nhất.

Ưu và nhược điểm của bể tuyển nổi

Ưu điểm:

• Có hiệu quả loại bỏ hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, đạt 90-95%.

• Giảm thời gian lắng và dung tích bể so với các công trình khác hoặc bể lắng.

• Có khả năng loại bỏ các hạt cặn hữu cơ khó lắng.

• Kết hợp quá trình tuyển nổi và sử dụng hóa chất keo tụ để đạt hiệu quả cao.

• Bùn cặn thu được có độ ẩm thấp nên có thể tái sử dụng.

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao và bảo dưỡng thiết bị phức tạp.

• Đòi hỏi công nhân vận hành phải có kỹ thuật.

• Cấu tạo phức tạp, quá trình kiểm soát áp suất khá khó khăn.

Tóm lại, bể tuyển nổi (DAF) là một thiết bị xử lý nước thải được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và cả trong xử lý nước thải đô thị. Thiết bị này có cấu tạo phức tạp và nguyên lý hoạt động dựa trên phương pháp tuyển nổi, trong đó các hạt vật chất được tách ra khỏi nước bằng cách dùng các chất keo tụ và tạo bong bóng khí.

Bể tuyển nổi cho phép loại bỏ các hạt rắn lơ lửng và hạt cặn hữu cơ khó lắng, đồng thời bùn cặn thu được có độ ẩm thấp và có thể tái sử dụng. Tuy nhiên, cần phải đầu tư ban đầu cao và có yêu cầu kỹ thuật cao trong vận hành và bảo dưỡng thiết bị.

Với ưu điểm vượt trội trong việc xử lý nước thải, bể tuyển nổi đang trở thành lựa chọn hàng đầu của các doanh nghiệp và cơ quan chức năng trong việc xử lý nước thải.