Nghiên cứu áp dụng công nghệ tuyển nổi áp lực trong xử lý nước cấp với nguồn nước mặt khu vực đồng bằng Bắc Bộ

Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả năng áp dụng công nghệ DAF trong xử lý nước cấp cho sinh hoạt ñối với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB.. Nghiên cứu làm chủ công nghệ DAF ñể áp dụng trong x

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

_

Nguyễn Mạnh Hùng

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TUYẾN NỔI

ÁP LỰC TRONG XỬ LÝ NƯỚC CẤP VỚI NGUỒN NƯỚC MẶT KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng

Mã số: 62.58.02.10

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội - Năm 2015

Công trình ñược hoàn thành tại Trường Đại học Xây dựng

Người hướng dẫn khoa học 1 PGS.TS Nguyễn Việt Anh Người hướng dẫn khoa học 2 TS Phạm Tuấn Hùng

Phản biện 1: PGS.TS Mai Liên Hương

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Ngọc Dung

Phản biện 3: GS TS Dương Thanh Lượng

Luận án sẽ ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm luận án cấp trường họp tại Trường Đại học Xây dựng

Vào hồi giờ ngày tháng năm 2015

Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia và Thư viện Trường Đại học Xây dựng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài luận án

Nguồn nước mặt cấp cho sinh hoạt của các tỉnh thuộc ñồng bằng Bắc

Bộ (ĐBBB) chủ yếu từ hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình Tuy nhiên, chất lượng nguồn nước ngày càng có nguy cơ bị ô nhiễm do phải tiếp nhận nhiều nguồn thải khác nhau Trong khi ñó, nhu cầu dùng nước của vùng ĐBBB ngày càng tăng Do vậy, cần phải tìm kiếm áp dụng các công nghệ xử lý nước phù hợp ñảm ñáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lượng của người tiêu dùng

Công nghệ xử lý nước mặt hiện nay chủ yếu ñều áp dụng công nghệ lắng truyền thống Với công nghệ này chỉ loại bỏ ñược phần lớn hàm lượng cặn vô cơ, một phần cặn hữu cơ và hầu như không lắng ñược cặn nhẹ, dẫn ñến chất lượng nước sau xử lý có thể không ñảm bảo an toàn Mặt khác, nếu quá trình keo tụ và lắng không hiệu quả, thì bể lọc

sẽ phải làm việc với tải trọng chất bẩn cao, dẫn ñến phải rửa lọc nhiều Chính vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng các công nghệ mới ñể nâng cao chất lượng nước sau xử lý, tiết kiệm chi phí xây dựng và vận hành là rất cần thiết Những khó khăn và nguy cơ ñang ñối mặt tại các NMN trong khu vực như ñã trình bày ở trên có thể giải quyết ñược bằng một

số công nghệ mới, trong ñó có công nghệ tuyển nổi áp lực (DAF)

Từ các kết quả nghiên cứu và áp dụng ở trên Thế giới cho thấy công nghệ DAF có hiệu quả cao trong việc loại bỏ các cặn bẩn có kích thước nhỏ không thể lắng trong các bể lắng nhưng có thể dính bám và nổi theo các bọt khí Những ưu ñiểm của công nghệ DAF cho thấy tiềm năng áp dụng trong lĩnh vực xử lý nước mặt ở Việt Nam

1 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá khả năng áp dụng công nghệ DAF trong xử lý nước cấp cho sinh hoạt ñối với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB

Nghiên cứu làm chủ công nghệ DAF ñể áp dụng trong xử lý nước cấp cho sinh hoạt với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB

Đề xuất dây chuyền xử lý nước áp dụng công nghệ DAF với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB và xác ñịnh các thông số kỹ thuật chủ yếu của công nghệ DAF

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu áp dụng công nghệ DAF ñể áp dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt

Phạm vi nghiên cứu: Nguồn nước mặt từ hệ thống sông Hồng – Thái Bình của vùng ĐBBB

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu tổng quan: Nghiên cứu tổng quan về tình hình nghiên cứu

và áp dụng công nghệ DAF ở trên Thế giới và Việt Nam, ñể tổng hợp

và kế thừa các kết quả nghiên cứu ñã có nhằm áp dụng ñể nghiên cứu

ñề tài luận án

Nguyên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về công nghệ DAF

ñể hiểu ñược bản chất cơ chế hoạt ñộng và các yếu tổ ảnh hưởng ñến quá trình tuyển nổi

Nghiên cứu thực nghiệm: Trên cơ sở kế thừa những nghiên cứu có trước và cơ sở lý thuyết về DAF, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm ñể kiểm chứng và xác ñịnh các thông số làm việc của DAF với nguồn nước mặt vùng ĐBBB

Đề xuất các thông số kỹ thuật chủ yếu của dây chuyền xử lý nước mặt

áp dụng công nghệ DAF Xác ñịnh các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy nước áp dụng công nghệ DAF

5 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu ñược áp dụng ñể thực hiện bao gồm:

- Phương pháp phân tích, tổng hợp

- Phương pháp kế thừa

- Phương pháp ñiều tra và thu thập số liệu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp mô hình hóa

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Phương pháp chuyên gia

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài nghiên cứu

Việc áp dụng công nghệ DAF mở ra hướng ñi mới trong lĩnh vực xử

lý nước mặt cấp cho sinh hoạt và công nghiệp ở Việt Nam, cho phép ñạt hiệu quả xử lý cao, chất lượng nước sau xử lý ñảm bảo ñáp ứng các tiêu chuẩn về cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp

Dây chuyền xử lý nước áp dụng công nghệ DAF cho phép loại bỏ bể lắng cồng kềnh khó lắng các loại cặn nhẹ, do vậy sẽ giảm ñược diện tích ñất xây dựng NMN Nâng cao chất lượng nước trước khi vào bể lọc, nhờ vậy kéo dài ñược chu kỳ lọc và giảm ñược chi phí rửa lọc Độ

ẩm của cặn sau tuyển nổi (93-94%) nhỏ hơn so với ñộ ẩm của cặn sau lắng (97-98%), do vậy công trình xử lý bùn cặn của công nghệ DAF nhỏ hơn so với công nghệ lắng truyền thống

Công nghệ DAF có hiệu quả xử lý cao hơn so với lắng truyền thống, ñiều ñó khẳng ñịnh hướng nghiên cứu của ñề tài là hoàn toàn phù hợp

Vì vậy, công nghệ DAF rất cần ñược áp dụng trong thực tiễn, nhằm ñảm bảo chất lượng nước sau xử lý và ñáp ứng ñược yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng

7 Những ñóng góp mới của luận án

Lần ñầu tiên ở Việt Nam, nghiên cứu ñã khẳng ñịnh công nghệ DAF hoàn toàn áp dụng ñược ñối với nguồn nước mặt của ĐBBB Bể tuyển nổi thay thế ñược bể lắng ñối với NMN cải tạo và xây mới Bằng việc nghiên cứu tổng quan, nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm, ñã làm chủ ñược công nghệ DAF ñể áp dụng trong xử lý nước cấp cho sinh hoạt với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB

Đã ñề xuất dây chuyền xử lý nước áp dụng công nghệ DAF ñể xử lý nước cấp với nguồn nước mặt của ĐBBB cụ thể là: Với ñộ ñục nước

nguồn < 350 NTU, sử dụng dây chuyền: Keo tụ – Tuyển nổi – Lọc

nhanh – Khử trùng Với ñộ ñục nước nguồn > 350 NTU, phải bổ sung thêm bể sơ lắng

Đã ñề xuất các thông số kỹ thuật chủ yếu của công nghệ DAF ñể xử lý nguồn nước mặt vùng ĐBBB phù hợp với ñiều kiện Việt Nam, cụ thể là: i) Thời gian phản ứng tạo bông cặn Tf =10-18 phút; ii) Tỷ lệ nước tuần hoàn R = 10-20%, phải tăng tỷ lệ tuần hoàn R lên 20-25% khi ñộ ñục của nước thô cao; iii) Áp suất bão hòa Pbh = 4,5-5,0 bar ; iv) Thời

gian tiếp xúc Tcz = 1,0-2,0 phút; v) Tải trọng thủy lực trong vùng tách cặn Vsz= 5-12 m3/m2.h; và một số các thông số khác có liên quan

Chương 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC CỦA KHU VỰC

1.1.1 Hệ thống sông của vùng Đồng bằng Bắc Bộ

Vùng ĐBBB ñược hình thành bởi hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình Do hệ thống sông Thái Bình có nối với sông Hồng bởi sông Đuống ở Thượng Lưu và sông Luộc ở hạ lưu, vì vậy thường gọi là hệ thống sông Hồng – Thái Bình Hệ thống này giúp phân nước sông Hồng khi mùa lũ Các sông thuộc hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình ñược mô tả trong hình 1.1 dưới ñây

Hình 1.1: Hệ thống sông của vùng ñồng bằng Bắc Bộ

1.1.2 Đánh giá chung về chất lượng nước

Chất lượng nước sông của vùng ĐBBB nói chung thường dao ñộng theo mùa và theo vùng ñịa lý Đặc ñiểm chung của chất lượng nước

các sông vùng ĐBBB là ñộ pH tương ñối ổn ñịnh, hàm lượng cặn và

ñộ ñục biến ñộng theo mùa, ñộ ñục cao nhất xuất hiện trong các tháng mùa lũ

Nhìn chung chất lượng nước hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình, tương ñối tốt, ñáp ứng tiêu chuẩn nước thô dùng ñể xử lý sử dụng cho mục ñích sinh hoạt Tuy nhiên, ở một số khu vực gần các khu công nghiệp, khu ñô thị, các khu ñông dân cư, nguồn nước sông có nguy cơ

bị nhiễm bẩn bởi các nguồn nước thải và chất thải không qua xử lý

1.2 TỔNG QUAN VỀ TUYỂN NỔI ÁP LỰC

1.2.2 Khái niệm về tuyển nổi áp lực

Sơ ñồ dây chuyền công

nghệ tuyển nổi áp lực

ñược mô tả trong hình 1.2,

bao gồm bốn giai ñoạn: i)

Giai ñoạn keo tụ và tạo

bông; ii) Giai ñoạn hình

thành bọt khí; iii) Giai

ñoạn tiếp xúc ; iv) Giai

ñoạn tách cặn Hình 1.2: Sơ ñồ công nghệ DAFCác giai ñoạn xử lý của công nghệ tuyển nổi áp lực như sau:

- Giai ñoạn keo tụ và tạo bông: Quá trình keo tụ và tạo bông cặn nhằm tạo ra các tác nhân có khả năng dính bám các chất làm bẩn nước

ở dạng hòa tan và hoặc lửng thành các bông cặn có kích thước lớn Nước chứa các phần tử cặn hoặc các bông cặn chảy vào bể tuyển nổi

và ñược dính bám vào các bọt khí trong vùng tiếp xúc Quá trình keo

tụ và tạo bông cho tuyển nổi tương tự như lắng Đối với trình lắng, kích thước bông cặn càng to thì càng dễ lắng, ngược lại ñối với tuyển nổi thì lại cần bông cặn kích thước nhỏ

- Giai ñoạn hình thành bọt khí: Không khí có áp suất cao ñược hoà tan vào dòng nước tuần hoàn trong bình bão hoà Dòng nước tuần hoàn ñược lấy từ phía sau bể tuyển nổi, không khí ñược cấp từ máy nén khí Dòng nước tuần hoàn bão hòa khí ñược ñưa vào ngăn tiếp xúc của bể tuyển nổi thông qua các vòi phun và hình thành các bọt khí kích thước rất nhỏ db = 10-100 µm trong vùng tiếp xúc

- Giai ñoạn tiếp xúc: Vùng tiếp xúc ñược ñặt ở phía ñầu bể tuyển nổi, tại ñây các bọt khí ñược hình thành tiếp xúc và dính bám các bông cặn với bọt khí và hình thành tổ hợp bông cặn - bọt khí

- Giai ñoạn tách cặn: Các bọt khí và tổ hợp bông cặn- bọt khí, ñược chảy sang vùng tách cặn của bể tuyển nổi Tại ñây, bọt khí tự do và tổ hợp bông cặn – bọt khí ñược nổi lên bề mặt tạo thành lớp váng nổi Theo thời gian, lớp váng nổi càng dày ñặc như là một lớp bùn và ñược gạt vào ngăn thu bùn, nước trong ñược thu ở phía dưới ñáy bể

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ tuyển nổi áp lực ở trên Thế giới

1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển

Công nghệ DAF lần ñầu tiên ñược nghiên cứu áp dụng trong xử lý nước cấp ở Phần Lan vào những năm 1920 Bể tuyển nổi thời ñó có hình dạng bể dài, nông, tải trọng thuỷ lực Vzs < 5m3/m2.h, và ñạt hiệu suất thấp nên không tìm thấy nhiều ứng dụng, trừ lĩnh vực xử lý nước thải của công nghiệp giấy

Những năm 1960, các chuyên gia Thụy Điển, sau ñó là Phần Lan tiến hành nghiên cứu và cải tiến các bể tuyển nổi ñể áp dụng trong xử lý nước cấp Trong những năm 1970-1990, khá nhiều NMN áp dụng công nghệ DAF ñã ñược xây dựng ở Bắc Âu và Anh quốc Từ ñó trở

ñi, công nghệ DAF ñã ñược phổ biến rộng rãi trên Thế giới như một giải pháp thay thế bể lắng truyền thống

Giai ñoạn những năm 1960 - 1970 là giai ñoạn có nhiều nghiên cứu về DAF, ñóng góp cho sự phổ biến nhanh của công nghệ này trong công nghiệp Một số nghiên cứu ñiển hình về tạo bọt khí, tính chất của bọt, ảnh hưởng của kích thước bọt ñến hiệu suất xử lý, keo tụ và tạo bông,

về sự va chạm và dính bám của bọt khí vào bông cặn ñược thực hiện Nhiều nhà máy xử lý nước áp dụng công nghệ DAF với quy mô công suất vừa và lớn ñã ñược xây dựng ở khắp nơi trên Thế giới

1.2.2.2 Tình hình áp dụng trong lĩnh vực xử lý nước cấp

Trên Thế giới, công nghệ DAF ñược sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực

xử lý nước cấp, nước thải và xử lý bùn cặn cùng với sự phát triển của công nghệ và kỹ thuật trong lĩnh vực cấp thoát nước Trong lĩnh vực

xử lý nước cấp các công ty chuyên về xử lý nước như hãng Leopold, Degrémont (Pháp), GHD, KWI (Úc), ETS, Envirowise (Mỹ), AJM Environ DAF, Australia, vv ñều ñã và ñang áp dụng công nghệ DAF

Tại Mỹ, công nghệ DAF lần ñầu tiên ñược áp dụng ở Lenox, bang Massachusets vào những năm 1980 Đến nay, khoảng trên 100 nhà máy nước sử dụng DAF ở Mỹ, với công suất từ nhỏ( <3800 m3/ngày) ñến lớn (vài trăm ngàn m3/ngày) Nhà máy xử lý nước sử dụng công nghệ DAF cấp nước cho khu vực Croton, New York, ñược ñưa vào sử dụng năm 2012, có công suất lên tới 1,1 triệu m3/ngày

1.2.3 Tình hình nghiên cứu và áp dụng ở Viêt Nam

Một số nghiên cứu về việc áp dụng công nghệ DAF trong lĩnh vực xử

lý nước cấp, cụ thể như sau:

- Đề tài nghiên cứu phát triển công nghệ DAF ñể xử lý nước và bùn cặn trong xử lý nước cấp ñô thị với nguồn nước mặt ở Hà Nội (PGS.TS Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Mạnh Hùng và nnk, Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, 2008) do Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội quản lý

- Đề tài nghiên cứu áp dụng công nghệ DAF ñể xử lý nước cấp cho sinh hoạt với nguồn nước mặt của các tỉnh thuộc Đồng bằng sông Cửu Long (PGS.TS Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Mạnh Hùng và nnk, Hội Môi trường Xây dựng Việt Nam, 2013), do Bộ Xây dựng quản lý

- Luận án cũng ñã kế thừa kết quả nghiên cứu của hai ñề tài trên của nhóm nghiên cứu mà tác giả là nghiên cứu chính, ñể áp dụng nghiên cứu cho ñề tài của luận án, cụ thể là: Nghiên cứu tổng quan về tuyển nổi áp lực; Nghiên cứu cụ thể về mô hình thí nghiệm tuyển nổi áp lực cũng như vòi phun và thùng bão hòa khí; Nội dung nghiên cứu thực nghiệm của NMN Thái Bình ñược kế thừa như một nội dung của ñề tài nghiên cứu của Luận án Từ ñó phát triển các nội dung nghiên cứu tiếp theo với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB

- Năm 2010, Công ty TNHH một thành viên Xây dựng và Cấp nước Thừa Thiên Huế (HueWACO) ñã tiếp cận và nhập khẩu trọn bộ công nghệ DAF kết hợp bể lọc (In Filter DAF) của nước ngoài ñể áp dụng tại NMN Sông Nông, huyện Phú Lộc và NMN Điền Môn, huyện

Quảng Điền Sau khi ñược chuyển giao công nghệ, Công ty HueWACO ñã phát triển thành ñề tài Nghiên cứu công nghệ In Filter DAF cho NMN di ñộng Về thực chất, ñề tài này chỉ ñơn thuần là ứng dụng công nghệ nhập khẩu của Mỹ vào một nguồn nước cụ thể có quy

mô công suất cụ thể ở Huế Do vậy, cơ sở khoa học và tự chủ về công nghệ thiết bị và khả năng nhân rộng còn hạn chế

1.3 NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI VÀ HƯỚNG GIẢI QUYẾT

1.3.1 Những vấn ñề còn tồn tại

Ở Việt Nam hiện nay công nghệ tuyển nổi nói chung và DAF nói riêng bước ñầu ñược áp dụng trong lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp Việc áp dụng công nghệ tuyển nổi trong lĩnh vực xử lý nước cấp, cũng như xử lý bùn cặn ñang trong giai ñoạn nghiên cứu

Việc áp dụng công nghệ DAF trong lĩnh vực xử lý nước cấp với nguồn nước mặt khu vực phía Bắc bước ñầu ñã ñược viện khoa học và

kỹ thuật môi trường (IESE), trường Đại học Xây dựng (ĐHXD) nghiên cứu Nội dung của ñề tài là nghiên cứu phát triển công nghệ và thiết bị xử lý nước cấp và nước rửa lọc, bùn cặn từ trạm xử lý nước bằng công nghệ DAF với nguồn mặt có ñộ ñục cao như sông Hồng và sông Trà Lý và chưa có nghiên cứu rộng với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB

Mặc dù trên Thế giới ñã nghiên cứu và áp dụng rộng rãi công nghệ DAF trong xử lý nước cấp, nhưng họ ñều có những bí quyết công nghệ riêng và ñã ñược ñăng ký bản quyền Vì vậy, muốn áp dụng công nghệ DAF ñược ở Việt Nam thì phải nhập khẩu dây chuyền công nghệ

và thiết bị với chi phí rất cao và việc chuyển giao công nghệ cũng khó khăn do có sự khác biệt về trình ñộ công nghệ và vận hành

Mặt khác, thông tin về công nghệ DAF trong các tài liệu về xử lý nước ñược ñề cập rất sơ lược Chưa có nghiên cứu cụ thể ñể áp dụng công nghệ DAF ñối với các nguồn nước mặt của vùng ĐBBB Chính

vì vậy, việc nghiên cứu và làm chủ công nghệ DAF ñể áp dụng và thiết bị áp dụng trong xử lý nước với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB phù hợp với ñiều kiện Việt Nam là việc làm cần thiết

1.4.2 Hướng giải quyết của ñề tài

Nghiên cứu tổng quan về công nghệ DAF: Tổng hợp tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ DAF trong lĩnh vực xử lý nước, liên quan mật thiết ñến ñề tài; nêu những vấn ñề còn tồn tại; những vấn ñề mà

ñề tài cần tập trung nghiên cứu, giải quyết

Nguyên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về công nghệ DAF,

ñể hiểu ñược bản chất cơ chế hoạt ñộng và các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình tuyển nổi

Nghiên cứu thực nghiệm: Trên cơ sở kế thừa những nghiên cứu có trước và cơ sở lý thuyết, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm ñể kiểm chứng và xác ñịnh các thông số làm việc của công nghệ DAF

Từ kết quả nghiên cứu tổng quan, nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, ñề xuất dây chuyền công nghệ, ñề xuất các thông số kỹ thuật chủ yếu của công nghệ DAF trong xử lý nước cấp Xác ñịnh các chỉ tiêu kinh tế của NMN áp dụng công nghệ DAF

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA TUYỂN NỔI ÁP LỰC

2.1.1 Quá trình keo tụ và tạo bông

Các hạt cặn trong nước thiên nhiên chủ yếu tạo ra hệ keo kị nước gồm các hạt mang ñiện tích (-) Bọt khí ñược hình thành trong dòng nước bão hòa mang ñiện tích (-) Để bọt khí dính bám vào bông cặn, hệ keo trong nước cần phải ñược keo tụ và tạo bông ñể tạo các hệ keo mới mang ñiện tích (+)

Việc tạo bông cặn cho quá trình tuyển nổi khác với quá trình lắng Quá trình lắng cần các bông cặn có kích thước lớn, quá trình tuyển nổi cần các bông cặn có df < 100µm, thông thường df = 25-50 µm

2.1.2 Quá trình hình thành bọt khí

Quá trình tạo bọt khí như sau: Không khí có áp suất cao hoà tan vào dòng nước tuần hoàn trong thùng bão hoà, không khí ñược cấp từ máy

nén khí, dòng nước tuần hoàn ñược lấy tư sau bể tuyển nổi Dòng nước bão hòa khí ñược ñưa vào vùng tiếp xúc thông qua các vòi phun

và hình thành các bọt khí kích thước trong khoảng db = 10-100 µm Các bọt khí nhỏ này làm cho hỗn hợp khí nước trong bể tuyển nổi có màu trắng ñục như sữa, và tạm gọi là “nước sữa” ñể mô tả các bọt khí

lơ lửng trong vùng tiếp xúc của bể tuyển nổi

Sau ñó, các bọt khí lơ lửng trong vùng tiếp xúc ngày càng ñậm ñặc

Độ ñậm ñặc của bọt khí trong vùng tiếp xúc ñược mô tả theo: i) Nồng

ñộ khối lượng; ii) Nồng ñộ dung tích; iii) Nồng ñộ số lượng

2.1.4 Quá trình tách cặn

Mục ñích của vùng tách cặn là tách các bọt khí và tổ hợp bông cặn – bọt khí, quá trình này phụ thuộc vào vận tốc dâng của tổ hợp bông cặn – bọt khí Trước tiên xác ñịnh vận tốc lắng của các bông cặn, sau ñó

so sánh với vận tốc dâng lên của bọt khí và tổ hợp bông cặn - bọt khí

Hình 2.1: Mặt cắt ngang bể tuyển nổi

2.1.4.1 Vận tốc lắng của bông cặn

Công thức cơ bản mô tả lắng của các phân tử là phương trình Stokes Định luật Stokes áp dụng với các phần tử hình cầu và dòng chảy của nước quanh các phân tử khi lắng xuống là dòng chảy tầng

w

p w p p

d g

v

µ

ρ ρ

w

b b w b

d g

v

µ

ρρ18

là (ρ w – ρ b)

Vận tốc dâng của tổ hợp bông cặn - bọt khí

Vận tốc dâng của một bọt khí dính bám vào bông cặn và nhiều bọt khí dính bám vào bông cặn ñược tính theo công thức 2.3 Số lượng bọt khí lớn nhất có thể dính bám vào bông cặn phụ thuộc vào diện tích bề mặt của bông cặn và bọt khí

w

fb fb w fb

K

d g

v

µ

ρρ