CÔNG NGHỆ xử lý nước TINH KHIẾT RO

CÔNG NGHỆ LỌC NƯỚC RO REVERSE OSMOSIS Công nghệ RO được phát minh từ những năm 50 của thế kỷ trước, các khe hở của màng lọc RO được cấu tạo từ nhiều cuộn film nén, bản thân nước ko tự

I CÔNG NGHỆ LỌC NƯỚC RO ( REVERSE OSMOSIS)

Công nghệ RO được phát minh từ những năm 50 của thế kỷ trước, các khe hở của màng lọc RO

được cấu tạo từ nhiều cuộn film nén, bản thân nước ko tự chảy qua màng này được nên cần dùng đến bơm tạo áp lực, nước đi qa máy hoàn toàn nước tinh khiết ( nước qua màng được lọc hết tất cả

các chất bẩn và các chất có lợi cho cơ thể), còn lại chất bẩn theo đường nước thải đi ra ngoài

Là công nghệ lọc nước sử dụng màng siêu lọc, khe lọc 0.0001micron (lọc đến kích thước ion, nguyên tử)

để sản xuất nước siêu tinh khiết, ứng dụng trong các lĩnh vực sau:

Sản xuất nước tinh khiết đóng chai

Tái sử dụng (lọc lại) nước tiểu của các nhà du hành vũ trụ thành nước uống trên các trạm vũ trụ

Chạy thân nhân tạo

Lọc nước biển thành nước ngọt…

Lọc thẩm thấu ngược là công nghệ phát minh tại Mỹ, được xác định là công nghệ lọc nước tiên tiến nhất thế giới hiện nay

Thẩm thấu ngược là gì?

Diễn giải một cách nôm na, đó là một quy trình ngược lại của thẩm thấu

Thẩm thấu là một hiện tượng tự nhiên Nước bao giờ cũng chuyển dịch từ nơi có nồng độ muối/ khoáng thấp đến nơi có nồng độ cao hơn Quá trình diễn ra cho đến khi nồng độ muối khoáng từ 2 nơi này cân bằng

Để làm điều ngược lại (thẩm thấu ngược), người ta dùng một áp lực đủ để đẩy ngược nước từ nơi có hàm lượng muối/ khoáng cao “thấm” qua một loại màng đặc biệt để đến nơi không có hoặc có ít muối/ khoáng hơn

Màng RO

Là một màng mỏng làm từ vật liệu Cellulose Acetate, Polyamide hoặc màng TFC có những lỗ nhỏ tới 0.001 micron Tất cả các màng này đều chịu áp suất cao nhưng khả năng chịu pH và chlorine không giống nhau

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC TINH KHIẾT - RO

Quá trình lọc:

Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của màng RO Một phần trong số những phân tử nước “chui” qua được những lỗ lọc Các tạp chất bị dòng nước cuốn trôi và “thải” bỏ ra ngoài Với cách thức này, bề mặt của màng RO liên tục được rửa sạch và có tuổi thọ tới 2 – 5 năm

Qua hình ảnh trên chúng ta thấy rằng, công nghệ lọc nươc RO có khả năng lọc cao hơn Công nghệ siêu

lọc, công nghệ tinh lọc và tất nhiên là cả công nghệ sơ lọc

Hiệu suất loại bỏ tạp chất của màng RO:

Với cấu tạo đặc biệt, màng RO (thẩm thấu ngược) loại bỏ hiệu quả hầu như tất cả những gì không phải là nước Vì thế, công nghệ thẩm thấu ngược cho ta kết quả là Nước Nguyên Chất

Ứng dụng và lịch sử công nghệ thẩm thấu ngược

Sau hơn 50 năm thương mại hóa, màng lọc thẩm thấu ngược đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ xử lý nước, từ công nghiệp vũ trụ cho tới bếp ăn gia đình Màng lọc RO có thể thấy rất nhiều trong các nhà máy lọc nước biển, các nhà máy điện tử, dược phẩm, điện hạt nhân,

Do những ưu việt của màng lọc đặc biệt này, trong thực tiễn tại nhiều nơi, nhiều lúc, nó bị lạm dụng quá mức Ví dụ như nhiều nhà máy nước tinh khiết, mặc dù có nguồn nước tốt, không bị ô nhiễm nhưng vẫn chọn công nghệ thẩm thấu ngược trong khi có nhiều thay thế khác hợp lý hơn, tiết kiệm và thân thiện môi trường hơn

Ngày nay công nghệ này được áp dụng trong cuộc sống hàng ngày để lọc nước tinh khiết cho gia đình, công sở, bệnh viện , trường học, và cá nhà máy xí nghiệp… Phục vụ nước uống trực tiếp cho người sử dụng Ngòai ra công nghệ này là công nghệ duy nhất để lọc nước uống tinh khiết đóng chai, đóng bình đạt tiêu chuẩn của Bộ y Tế, trong kinh doanh thương mại…

ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ RO TRONG CÔNG NGHIỆP

Quá trình lọc nước RO không yêu cầu năng lượng nhiệt Lưu lượng thông qua hệ thống RO có thể được quy định bởi bơm áp lực cao Việc thu hồi nước tinh khiết phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau bao gồm kích thước màng, màng kích thước lỗ màng, nhiệt độ, áp suất vận hành và diện tích bề mặt màng Các màng RO có một lớp dày đặc trong các ma trận lọc (màng tế bào) Trong hầu hết trường hợp, màng RO được thiết kế để cho phép chỉ có nước đi qua lớp ma trận lọc dày đặc này, và giữ lại các chất tan ( như các ion muối) Lọc tinh loại bỏ các hạt 1 micromet hoặc lớn hơn Siêu lọc loại bỏ các hạt từ 0.2 micromet hoặc lớn hơn Thẩm thấu ngược là trong hạng mục cao cấp nhất của lọc màng, loại bỏ các hạt lớn hơn 0,0001 micromet Quá trình này đòi hỏi phải có một áp suất cao có tác dụng lên phía nồng độ cao của màng tế bào, áp suất để lọc nước ngọt là 2-17 bar (30-250 psi ), nước lợ 15,5-26 bar, hoặc 1,6-2,6 MPa (225 đến 375 psi) và cho nước biển khoảng 55 đến 81,5 bar hoặc 6-8 MPa (800 đến 1.180 psi) để xé tan sức căng của nước hay còn gọi đảo ngược quá trình thẩm thấu Màng RO được biết đến nhiều nhất trong khử muối (loại

bỏ muối và khoáng chất khác từ nước biển để có được nước ngọt), nhưng kể từ đầu những năm 1970, nó cũng được sử dụng để làm sạch nước ngọt cho các ứng dụng y tế, công nghiệp, và trong nước

Bộ lọc trao đổi ion để loại bỏ các hạt lơ lửng, sắt và Ca, Mg; – Lọc tinh; -Bộ lọc than hoạt tính để giữ lại các tạp chất hữu cơ và clo, nếu không xử lý triệt để sẽ tấn công và làm suy giảm màng thẩm thấu ngược (TFC); – Bộ lọc thẩm thấu ngược (RO), là một phim màng mỏng bán thấm cao phân tử (TFM hoặc TFC ); – Một bộ lọc carbon thứ hai để chụp những hợp chất không được gỡ bỏ được bởi các màng RO; – Một bộ đèn cực tím để khử vi khuẩn có thể thoát khỏi màng lọc thẩm thấu ngược; Trong một số hệ thống, các bộ lọc trước carbon được bỏ qua, và được sử dụng màng cellulose triacetate (CTA) Màng CTA dễ bị thối rữa, trừ khi được bảo vệ bằng nước khử trùng bằng clo, trong khi màng TFC là dễ bị phá vỡ dưới ảnh hưởng của chất clo Trong hệ thống TCA, một bộ lọc carbon là cần thiết để loại bỏ clo; Các bộ xử lý nước

RO di động có thể được sử dụng bởi những người sống ở các vùng nông thôn không có nước sạch, cách xa

từ các đường ống

nước của thành phố RO là thiết bị dễ dàng sử dụng để lọc nước sông, nước mưa, và nước lợ (nước mặn cần màng đặc biệt) Một số khách du lịch trên du thuyền dài, câu cá, hoặc các chuyến đi cắm trại đảo, hoặc ở các nước nơi cung cấp nước địa phương bị ô nhiễm hoặc không đạt tiêu chuẩn, sử dụng bộ vi xử lý nước

RO kết hợp với một hoặc nhiều tiệt trùng tia cực tím Trong sản xuất nước khoáng đóng chai, nước đi qua một bộ xử lý nước RO để loại bỏ các chất ô nhiễm và vi sinh vật Ở các nước châu Âu, chế biến nước khoáng tự nhiên không được phép sử dụng hệ thống RO do họ lo ngại RO sẽ loại bỏ mất các khoáng chất

có lợi trong nước Trong thực tế, một phần nhỏ của các vi khuẩn sống và có thể đi qua màng RO thông qua các khiếm khuyết nhỏ, hoặc đi qua màng thông qua các rò rỉ nhỏ Vì vậy, hệ thống RO nên sử dụng ánh sáng tia cực tím hoặc ozon để ngăn chặn ô nhiễm vi sinh cho chắc chắn RO được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác như xử lý nước mưa, nước phục vụ nồi hơi công nghiệp, nước cho nhà máy nhiệt điện, xử lý

nước thải, nước khử ion cho sản xuất dược phẩm…

II XỬ LÝ NƯỚC RO CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Ngoài mục đích khử muối, thẩm thấu ngược còn ứng dụng lọc chất lỏng thực phẩm (chẳng hạn như nước

ép trái cây) so với quá trình xử lý thông thường Nghiên cứu đã được thực hiện trên nồng độ của nước cam

và nước ép cà chua Lợi thế của nó bao gồm chi phí vận hành thấp hơn và khả năng để tránh quá trình xử lý nhiệt, mà nó phù hợp với các chất nhạy cảm với nhiệt như các protein và enzyme được tìm thấy trong hầu hết các sản phẩm thực phẩm Thẩm thấu ngược được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sữa để sản xuất bột whey protein (chất lỏng còn lại sau khi sản xuất pho mát) và nồng độ của sữa để giảm chi phí vận chuyển, được cô đặc bởi RO có tổng chất rắn từ 5% thành 18-22% để làm giảm kết tinh và chi phí làm khô bột lactose Trong ngành công nghiệp rượu vang, RO được sử dụng rộng rãi Khoảng 60 máy thẩm thấu

ngược được sử dụng tại Bordeaux , Pháp vào năm 2002

III XỬ LÝ NƯỚC SẢN XUẤT XI-RÔ

Năm 1946, một số nhà sản xuất xi-rô bắt đầu sử dụng thẩm thấu ngược để loại bỏ nước từ nhựa cây trước khi được tiếp tục đun sôi để sản xuất xi-rô Việc sử dụng thẩm thấu ngược cho phép khoảng 42-54% lượng

nước được loại bỏ khỏi nhựa cây, giảm tiêu thụ năng lượng và tiếp xúc của xi-rô với nhiệt độ cao

IV SẢN XUẤT HYDRO

Đối với quy mô nhỏ sản xuất hydro, thẩm thấu ngược đôi khi được sử dụng để ngăn chặn hình thành các muối khoáng trên bề mặt của điện cực

V XỬ LÝ NƯỚC SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM VÀ Y TẾ

Xử lý nước tinh khiết phục vụ cho quá trình sản xuất dược phẩm trong các nhà máy sản xuất thuốc và chế phẩm dược

Nước trong bệnh viện dung trong labo thí nghiệm, nuôi cấy tế bào, rửa dụng cụ y tế Cấp nước uống trực tiếp cho cán bộ bệnh viện và bệnh nhân

VI XỬ LÝ NƯỚC BIỂN – DESALINATION- KHỬ MUỐI

Các khu vực không có nước mặt, nước ngầm có thể chọn để khử muối trong nước biển hoặc nước lợ để có được nước ngọt Thẩm thấu ngược là phương pháp phổ biến nhất của khử muối, mặc dù 85% của nước khử muối được sản xuất ở nhiều nhà máy chưng cất Thẩm thấu ngược và nhà máy khử muối chưng cất được sử dụng trong khu vực Trung Đông, đặc biệt là Saudi Arabia Yêu cầu năng lượng của các nhà máy khử muối rất lớn, nhưng điện có thể được sản xuất tương đối rẻ với trữ lượng dầu khí dồi dào trong khu vực Các nhà máy khử muối thường nằm liền kề với các nhà máy điện, nhằm giảm tổn thất năng lượng trong truyền tải

và tận dụng lượng nhiệt thải sử dụng trong quá trình khử muối chưng cất, làm giảm lượng năng lượng cần thiết để khử muối trong nước và cung cấp nước giải nhiệt máy Khử muối trong nước biển là một quá trình khử muối bằng màng thẩm thấu ngược đã được sử dụng thương mại kể từ đầu những năm 1970 Sử dụng thực tế đầu tiên của nó đã được chứng minh bởi Sidney Loeb và Srinivasa Sourirajan từ UCLA tại

Coalinga, California Bởi không sử dụng nhiệt, nên yêu cầu năng lượng thấp hơn khi so sánh với các phương pháp khác của khử muối, nhưng vẫn cao hơn nhiều so với các hình thức cung cấp nước khác nếu nước không nhiễm mặn Hệ thống khử muối điển hình bao gồm các thành phần sau:

Tiền xử lý – Bơm áp lực cao – Lắp ráp màng – Hóa chất bảo quản màng và điều chỉnh pH – Khử trùng

– Bảng điều khiển

Tiền xử lý rất quan trọng để bảo vệ màng RO và lọc nano (NF) siêu lọc(UF) Loại bỏ chất rắn: Các chất rắn trong nước phải được loại bỏ làm giảm nguy cơ thiệt hại cho các thành phần máy bơm áp lực cao Cột lọc tinh: các bộ lọc polypropylene được sử dụng để loại bỏ các hạt từ 1-5 đường kính micromet Các chất oxy hóa diệt vi sinh vật, chẳng hạn như Clo, Javen có thể phá hủy màng RO, NF, UF Sử dụng các chất bảo vệ màng như chất ức chế biofouling, không tiêu diệt vi khuẩn, nhưng chỉ đơn giản là ngăn không cho chúng phát triển thành các mảng trên bề mặt thành màng Điều chỉnh pH: điều chỉnh pH ở giới hạn thích hợp theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất màng Máy bơm cung cấp áp lực cần thiết để đẩy nước qua màng RO, áp lực bơm cần thiết thể hiện qua tổng lượng muối khoáng hòa tan Áp lực tiêu biểu cho nước lợ khoảng từ 225 đến 375 psi (15,5-26 bar, hoặc 1,6-2,6 MPa) Trong trường hợp của nước biển, dao động trong khoảng từ 800 đến 1.180 psi (55 đến 81,5 bar hoặc 6-8 MPa) Điều này đòi hỏi một các bơm chuyên dụng có áp lực cao Các vách màng phải đủ vững để chịu được áp lực của máy bơm Màng RO được thực

hiện trong một loạt các kết cấu màng, với hai cấu tạo phổ biến nhất là xoắn ốc và sợi rỗng

VII KHỬ TRÙNG

Thẩm thấu ngược là một rào cản có hiệu quả để ngăn các vi khuẩn gây bệnh Tuy nhiên trong quá trình

xử nước, màng có thể bị tổn hại và các vấn đề tái nhiễm vi khuẩn Khử trùng bằng đèn tia cực tím (còn gọi là diệt khuẩn hoặc tiệt khuẩn) được sử dụng để đảm bảo nước hoàn toàn tiệt trùng

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý bằng những phương pháp thích hợp khác nhau Một cách tổng quát, các phương pháp xử lý nước thải được chia thành các loại sau:

Khuấy trộn hóa chất và chất khí với nước thải, và giữ cặn ở trạng thái lơ lửng

Giúp cho việc tập hợp của các hạt cặn nhỏ thành các hạt cặn lớn hơn để có thể

tách ra bằng lắng trọng lực Tách các cặn lắng và nén bùn Tách các hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt cặn có tỷ trọng xấp xỉ tỷ trọng của nước hoặc sử dụng để nén bùn sinh học

Tách các hạt cặn lơ lửng còn lại sau khi xử lý sinh học hoặc hóa học tương tự quá trình lọc tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định

Bổ xung và tách khí bay hơi các hợp chất hữu cơ từ nươc thải

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC

Phương pháp hóa học sử dụng các phản ứng hóa học để xử lý nước thải Các công trình xử lý hóa học thường kết hợp với các công trình xử lý lý học Mặc dù có hiệu quả cao, nhưng phương pháp

xử lý hóa học thường đắt tiền và đặc biệt thường tạo thành các sản phẩm phụ độc hại Việc ứng

dụng các quá trình xử lý hóa học được tóm tắt trong Bảng 3.2

Bảng 3.2 Áp dụng các quá trình hóa học trong xử lý nước thải (Metcalf & Eddy, 1991)

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh Chlorine là loại hóa chất được sử dụng rộng rãi nhất

Tách lượng clo dư còn lại sau quá trình clo hóa

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Với việc phân tích và kiểm soát môi trường thích hợp, hầu hết các loại nước thải đều có thể được

xử lý bằng phương pháp sinh học Mục đích của xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ và tách các loại keo không lắng và ổn định (phân hủy) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động

của vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường

là các chất khí (CO2, N2, CH4, H2S), các chất vô cơ (NH4+, PO43-) và tế bào mới Các quá trình sinh học chính sử dụng trong xử lý nước thải gồm năm nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình thiếu khí, quá trình kị khí, thiếu khí và kị khí kết hợp, và quá trình hồ sinh vật Mỗi quá trình riêng biệt còn có thể phân chia thành chi tiết hơn, phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện trong

hệ thống tăng trưởng lơ lửng (suspended-growth system), hệ thống tăng trưởng dính bám

(attached-growth system), hoặc hệ thống kết hợp Phương pháp sinh học có ưu điểm là rẻ tiền và

có khả năng tận dụng các sản phẩm phụ làm phân bón (bùn hoạt tính) hoặc tái sinh năng lượng

(khí methane)

1.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC

Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng Để tách các chất này ra khỏi nước thải thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm, và lọc Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp

1.2.1 SONG CHẮN RÁC

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác Tại đây, các thành phần có

kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilon,… được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải

Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng

cách giữa các thanh từ 10 đến 25 mm Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động Các loại song chắn rác được trình

bày tóm tắt như sau:

và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 – 1 m/s Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 m/s – 1 m/s nhằm tránh

đẩy rác qua khe của song Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn

1.2.2 LẮNG CÁT

Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2 mm đến 2

mm ra khỏi nước thải nhằm bảo đảm an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau Bể lắng cát có thể được phân

thành 2 loại: (1) bể lắng ngang và (2) bể lắng đứng Ngoài ra, để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng

cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi

Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt quá 0,3 m/s Vận tốc này cho phép các

hạt cát, hạt sỏi và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không

lắng và được xử lý ở những công trình tiếp theo

1.2.3 LẮNG

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn

được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Theo chiều

dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng

Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn

0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5-2,5 giờ Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000 m3/ngày Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5-0,6 m/s và thời gian lưu nước trong

bể dao động trong khoảng 45 phút – 120 phút Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn

bể lắng ngang từ 10 đến 20%

1.2.4 TUYỂN NỔI

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng Trong một số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt Trong xử lý nước thải, quá trình

tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này

sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt

Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 đến 30 ìm (bình thường từ 50-120 ìm) Khi

hàm lượng hạt rắn cao, xác suất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó lượng khí

tiêu tốn sẽ giảm Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trong Để đạt mục đích này đôi khi người ta bổ sung thêm vào nước các chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt phân pha như cresol, natri alkylsilicat, phenol, … Điều kiện tốt nhất

để tách các hạt trong quá trình tuyển nổi là khi tỷ số giữa lượng pháp khi và pha rắn đạt 0,01 –

0,1

Tỷ lệ này thay đổi tùy theo loại chất lơ lửng có trong nước thải và thường được xác định bằng thực nghiệm

A =

1,3 sa(fP – 1)

Sa

Trong đó

sa Độ hòa tan của không khí (mL/L)

f Phần khí hòa tan ở áp suất P, thường f = 0,5

P Áp suất (atm)

Sa Nồng độ chất rắn (mg/L)

1,3 Khối lượng riêng của không khí (1,3 mg/mL)

Trong trường hợp có tuần hoàn dòng bão hòa khí:

Trong đó

A

S =

1,3 sa(fP – 1)R SaQ

R Lưu lượng dòng tuần hoàn (m3/ngày)

Q Lưu lượng nước thải (m3/ngày)

Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi được thực hiện theo các phương thức sau:

- Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Floation) Trong trường hợp này, thổi trực tiếp

khí nén vào bể tuyển nổi để tạo thành bọt khí có kích thước từ 0,1 – 1 mm, gây xáo trộn hỗn

hợp khí – nước chứa cặn Cặn tiếp xúc với bọt khí, dính kết và nổi lên bề mặt

- Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation) Trong trường hợp này, bão hòa không khí ở áp

suất khí quyển, sau đó, thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không Hệ thống này thường ít

sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao

- Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation) Sục không khí vào nước ở áp suất cao

(2-4 atm), sau đó giảm áp giải phóng khí Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước 20-100 ìm (Hình 3.4)

lý

Bơm tuần hoàn

Van điều áp Máng thu cặn Thiết bị gạt cặn

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống tuyển nổi dạng ADF

1.2.5 LỌC

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại được bằng phương pháp lắng Quá trình lọc ít khi dùng trong xử lý nước thải, thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau khi xử lý đòi hỏi có chất lượng cao

Để lọc nước thải, người ta có thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau Thiết bị lọc có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục; theo dạng

của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân không (áp

suất 0,085 MPa), lọc áp lực (từ 0,3 đến 1,5 MPa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng;

Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không cần sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao

mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than

cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hoặc than gỗ Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào

loại nước thải và điều kiện địa phương Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau:

- Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học;

Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh, thiết bị

lọc hở và thiết bị lọc kín Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở dao động trong khoảng 1-2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 – 1 m

Hình 1.4 Thiết bị siêu lọc sử dụng màng membrane

1.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ

1.3.1 TRUNG HÒA

Nước thải chứa các acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể

thực hiện bằng nhiều cách nhau:

- Trộn lẫn nước thải acid với nước thải kiềm;

- Bổ sung các tác nhân hóa học;

- Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa;

- Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid