Bài thuyết trình Cơ sở công nghệ môi trường: Quá trình tuyển nổi và ly tâm

Bài thuyết trình Cơ sở công nghệ môi trường: Quá trình tuyển nổi và ly tâm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC

PHẨM TP.HCM Khoa: CNSH & KTMT

ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH TUYỂN NỔI VÀ LY TÂM

GVHD: TRẦN THỊ NGỌC MAI LỚP: 03DHMT2

NHÓM: 3

Danh sách nhóm

Họ và tên MSSV Công việc

Trần Thị Mai 2009120180 Giới thiệu chung quá

Đoàn Minh Giăng 2009120188 Máy xyclon thủy lực

của quá trình ly tâm

Nguyễn Đại Phát 2009120141 Máy ly tâm của quá

trình ly tâm

Nội Dung :

I QUÁ TRÌNH TUYỂN NỔI

1.Giới thiệu chung

2 Các phương pháp tuyển nổi

3 Cơ sở quá trình tuyển nổi

1.Giới thiệu chung

2 Các phương pháp tuyển nổi

3 Cơ sở quá trình tuyển nổi

II QUÁ TRÌNH LY TÂM

1.Xyclon thủy lực

2 Máy ly tâm1.Xyclon thủy lực

2 Máy ly tâm

I QUÁ TRÌNH TUYỂN NỔI:

1 Giới thiệu chung:

Tuyển nổi là một quá trình tách các chất lơ

lửng, chất hoạt tính bề mặt, dầu mỡ,… trong nước thải bằng bọt khí nổi

Hiện nay, tuyển nổi ngoài việc được áp dụng rộng rãi trong quy trình xử lý nước thải, còn được áp dụng trong xử lý nước cấp cho sinh hoạt

Mô hình một bể tuyển nổi:

Nguyên tắc: lợi dụng sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của hạt và pha lỏng để tách hạt rắn ra.

Mục đích:

 Tách các tạp chất ở dạng hạt rắn (cặn lơ lững) hoặc lỏng phân tán không tan (dầu, mỡ), tự lắng kém ra khỏi pha lỏng, tách các hạt có tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng chất lỏng chứa nó

 Tách các chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt

 Trong xử lý nước thải:

 Tách các chất lơ lửng

 Làm đặc bùn sinh học

 Ứng dụng:

 Xử lý nước thải sinh hoạt

 Xử lý nước thải công nghiệp:

2 Các phương pháp tuyển nổi:

2.1 Tuyển nổi với tách không khí từ dung dịch:

 Áp dụng để làm sạch nước thải chứa hạt ô nhiễm rất mịn

 Bản chất: tạo dung dịch quá bão hòa không khí

 Nguyên tắc hoạt động chung:

Nước được

bão hòa

không khí

Không khí tách khỏi nước

Các bọt khí nhỏ nổi trên mặt nước

Các bọt khí nhỏ nổi trên mặt nước

 Tùy thuộc vào biện pháp tạo dung dịch quá bão hòa người ta chia ra các loại tuyển nổi sau:

 Tuyển nổi chân không

 Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí hòa tan)

 Tuyển nổi bơm dâng

 Tuyển nổi chân không:

ra làm nổi một phần chất bẩn

Các bong bóng khí rất nhỏ thoát

ra làm nổi một phần chất bẩn

Nước thải được bảo hòa không khí ở áp suất khí quyển

Nước thải được bảo hòa không khí ở áp suất khí quyển

Bơm chân không

 Ưu điểm:

Sự tạo bọt khí và sự kết dính với các hạt bẩn diễn ra trong môi trường yên tĩnh

Hiệu suất tuyển nổi cao

Tiêu hao năng lượng thấp

 Nhược điểm:

Độ bão hòa của nước bởi không khí không lớn không áp dụng được khi nồng độ hạt

lơ lửng cao (không lớn hơn 250-300mg/l)

Chế tạo thiết bị tuyển nổi kín và có bố trí cào cơ khí bên trong cấu tạo phức tạp, khó khăn trong công tác quản lý nhất là khi phải sửa chữa

Nhiệt độ cao độ hòa tan của không khí giảm không thể áp dụng cho nước thải

có nhiệt độ cao

 Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí hòa tan):

 Các quá trình trong tuyển nổi áp lực:

Trong quá trình tuyển nổi áp lực xảy ra lần lượt các công đoạn sau:

Tạo bọt khí

từ dung dịch quá bão hòa khí

Kết dính bọt khí

Bám dính cặn vào bọt khí

Tách cặn ra khỏi nước trong

bể tuyển nổi

Điều kiện hoạt động:

 Hoạt động ở áp suất trong bình cao áp là 0.17-0.39 MPa

 Thời gian lưu trong bình cao áp là 14 phút, trong bồn tuyển nổi là 10-20 phút

 Thể tích không khí chiếm 1.5-5% thể tích nước cần xử lí

 Ưu điểm:

 Làm sạch nước với nồng độ chất lơ lửng cao ( 4 – 5 g/l)

 Tạo ra các bọt khí đều và mịn

 Hiệu quả khử cặn lơ lửng cao (80-85%)

 Tuyển nổi áp lực có năng suất từ 5-10 đến 1.000-2.000 m3/h

 Thiết bị cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, dễ thực hiện thi công, lắp đặt sửa chữa

 Nhược điểm:

 Hiệu quả xử lí phụ thuộc vào nhiệt độ, nước

và áp suất làm thoáng đòi hỏi trình độ kĩ thuật khi vận hành

 Phương pháp này không có hiệu quả khi nhiệt độ lớn hơn 40 độ C

 Tuyển nổi bơm dâng:

 Thiết bị bơm dâng được xử dụng để xử lí nước thải trong công nghiệp hóa học

 Sơ đồ hệ thống tuyển nổi bơm dâng:

Cặn

Nước thải

Nước

sạch

Không khí

Bồn cao vị

Bình sục khí

Bể tuyển

nổi

 Ưu điểm:

 Có kết cấu đơn giản.

 Chi phí năng lượng khoảng 2-4 lần ít hơn thiết bị áp suất

 Nhược điểm: buồng tuyển nổi phải được bố trí cao

2.2 Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng

cơ khí:

 Sự phân tán khí trong thiết bị tuyển nổi được thực hiện nhờ bơm tuabin kiểu cánh quạt, đó là đĩa có cánh quay hướng lên trên

 Thiết bị này được ứng dụng để xử lí nước có nồng độ các hạt lơ lửng cao (lớn hơn 2g/l)

Ưu điểm: xử lí nước có nồng độ các hạt lơ lửng cao (lớn hơn 2g/l).

Nhược điểm: khó tạo được những bọt khí phân tán tốt phương pháp này không được dùng để xử lí triệt để các loại nước thải

2.3 Tuyển nổi với việc cho không khí qua vật liệu xốp:

 Khi cho không khí qua các tấm xốp sẽ thu được các bọt khí có kích thước bằng:

Trong đó: R,r là bán kính bọt khí và lỗ (m)

σ là sức căng bề mặt nước

R  

1 Buồng tuyển nổi.

2 Tấm lọc.

3 Cào bã.

4 Rãnh gom cặn.

Nước thải

Không khí

Nước thải sau xử lý

 Hiệu quả tuyển nổi phụ thuộc:

 Kích thước lỗ xốp ( )

 Áp suất không khí (0,1-0,2MPa)

 Lưu lượng không khí ( )

 Thời gian tuyển nổi (20-30 phút)

 Mực nước trong buồng tuyển nổi (1,5-2m)

m3 / 270

40 

Ưu điểm:

 Kết cấu buồng tuyển nổi đơn giản

 Chi phí năng lượng thấp

Nhược điểm:

 Các lỗ xốp mau bị bẩn và dễ bịt kín

 Khó chọn vật liệu có lỗ giống nhau để tạo bọt khí nhuyễn và kích thước bằng nhau

 Ngoài ra, người ta còn thực hiện một số

phương pháp tuyển nổi khác:

 Tuyển nổi hóa hoc

 Tuyển nổi sinh học

 Tuyển nổi ion

 Tuyển nổi điện hóa

 Tuyển nổi tự nhiên

3 Cơ sở quá trình tuyển nổi:

• Sự lôi cuốn của các hạt lơ lững lên bề mặt khí phân tán nhỏ

• Các bọt khí kết dính với các hạt lơ lững trong nước

• Khi lực nổi của tập hợp này đủ lớn sẽ cùng nhau nổi lên mặt nước

Bọt khí

Hạt rắn

Sơ đồ công nghệ của quá trình tuyển nổi:

Các yếu tố ảnh hưởng:

Khả năng kết hợp của bọt khí và các hạt trong nước tạo thành tổ hợp bọt khí phụ thuộc vào các yếu tố:

 Ưu điểm:

– Hoạt động liên tục

– Ứng dụng rộng rãi

– Chi phí thấp, thiết bị đơn giản

– Vận tốc nổi lớn hơn vận tốc lắng, có thể thu cặn tạp chất

– Tuyển nổi kèm theo sự thổi khí làm giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất

dễ bị oxi hóa

1.Xyclon thủy lực

II QUÁ TRÌNH LY TÂM

- Phần thân hình trụ: đây là phần có lối dẫn huyền phù đi vào Xyclon theo đường tiếp tuyến để tạo ra lực ly tâm cho

cả khối chất lỏng

- Phần hình chóp: phần này tạo ra lực xoáy ly tâm theo hai phương thẳng đứng và nằm ngang tạo sự phân cấp trong Xyclon thủy lực Tại đây xảy

ra quá trình phân chia dòng liệu theo kích thước và tỷ trọng của hạt

- Đầu cấp liệu vào Xyclon: được thiết kế để dẫn liệu dạng huyền phù vào Xyclon theo phương tiếp tuyến với thân hình trụ.

- Đầu tháo nước tràn: được lắp ở phần trên Xyclon thủy lực, đây là nơi dẫn các thành phần có tỷ trọng nhẹ, độ hạt mịn hoặc nước trong ra khỏi Xyclon

- Đầu thoát hạt nặng: được lắp ở phía dưới Xyclon thủy lực để thải các hạt nặng Phần liệu đi qua đầu này có độ hạt lớn và tỷ trọng cao hoặc tách pha có nồng

- Trong công nghệ tuyển tách khoáng dạng huyền

phù Rắn – Lỏng, người ta ứng dụng Xyclon thủy

lực dựa trên sự kết hợp của hai lực cơ bản đó là:

+ Lực trọng trường

+ Lực ly tâm

b Nguyên lí làm việc của Xyclon thủy lực

Mô tả nguyên lý dòng chuyển động trong Cyclon

+ Luồng ngoài chuyển động xoắn theo thành hình côn, đi xuống và tháo thoát ra ở đầu hình côn qua ống xả đáy.

+ Luồng bên trong xoáy xung quanh cột dọc trục, đi lên trên

và theo thành trong của ống tháo nước tràn ra ngoài

Như vậy, luồng cấp liệu và

Xyclon được phân thành hai sản phẩm hạt đáy thô và sản phẩm nước tràn mịn.

c Phân loại:

 Theo mục đích sử dụng, Cyclon thủy lực được chia làm 3 loại như sau:

- Cyclon thủy lực phân cấp hạt

- Cyclon thủy lực cô đặc sản phẩm

- Cyclon thủy lực làm giàu quặng

 Theo áp suất làm việc, Cyclon thủy lực cũng được chia làm 3 loại sau:

- Cyclon thủy lực hoạt động áp suất đầu vào thấp, dưới 1,0 atm

- Cyclon thủy lực hoạt động áp suất đầu vào trung bình, từ 1 ÷ 3,0 atm

- Cyclon thủy lực hoạt động áp suất đầu vào cao, trên 3,0 atm

d Ứng dụng:

 Cô đặc sản phẩm và làm sạch nước: trong quá trình tuyển nổi vấn đề cô đặc sản phẩm rất quan trọng Do đó người ta thường sử dụng Xyclon thủy lực để cô đặc sản phẩm tinh quặng

 Phân cấp độ hạt: Quá trình phân cấp độ hạt được ứng dụng đối với công nghệ tuyển quặng

và các nguyên liệu hóa chất nhất là trong khâu nghiền – phân cấp khép kín

 Làm giàu quặng bằng Xyclon thủy lực

e Ưu điểm:

 Năng suất phân tách cao

 Gọn nhẹ chiếm ít diện tích mặt bằng

 Chi phí năng lượng thấp

f Nhược điểm: các thông số cấu tạo khác của

Xyclon (đường kính ống cấp liệu, ống nước tràn, ống tháo cát) đều phụ thuộc vào đường kính Xyclon

2 Máy ly tâm

 Cơ sở khoa học

Ly tâm là quá trình sử dụng lực ly tâm để phân

riêng các cấu tử có khối lượng riêng khác nhau

Động lực của quá trình là lực ly tâm và yếu tố khác biệt để phân riêng là khối lượng riêng

Sự khác biệt khối lượng riêng càng lớn thì quá trình phân riêng được thực hiện càng dễ dàng

Máy Ly Tâm Bùn

Nguyên lý hoạt động:

• Dung dịch cặn được bơm vào máy theo ống

đặc ở dọc tâm máy, sau đó chuyển động chậm

và ngược chiều cùng với thùng quay để dồn cặn khô đến cửa xã cặn

• Cặn đi ra khỏi đặt ở cuối thùng quay, cặn chịu

tác dụng của lực ly tâm dính vào mặt trong thùng và sau đó nước sẽ ra ở lỗ đặt cuối thùng quay

Máy ly tâm tách nước

Nguyên lý hoạt động:

Nguyên liệu được cấp vào bên trong ống ở trên cửa trên, sau hoạt động của lực li tâm, dung dịch đi qua lưới lọc và được xả ra ngoài máy, trong khi bã được giữ trong ống và khi máy dừng bã được lấy từ của trên của máy

Vận hành dễ dàng

Vật liệu không

dễ vỡ

Vật liệu không

dễ vỡ

Linh hoạt

Linh hoạt

Ưu điểm

Khả năng làm việc hạn chế

Cần bảo

trì thường xuyên

Cần bảo

trì thường xuyên

Nhược điểm

Thank You!