Tiểu luận: Công nghệ tuyển nổi áp lực trong xử lý nước thải

1
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA: MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG

Môn: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Chuyên đề 70%:
CÔNG NGHỆ TUYỂN NỔI ÁP LỰC
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SVTH: 1.Nguyễn Việt Trinh 91202245
2. Nguyễn Tú Trinh 91202244
3.Trần Diệu Trang 91202237
GVHD: Ts. Phạm Anh Đức

Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014
2
MỤC LỤC
Mở đầu 3
1. Giới thiệu về tuyển nổi áp lực 4
2. Các phương pháp tuyển nổi 5
2.1. Tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch 4
2.2. Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ khí 5
2.3. Tuyển nổi nhờ các tấm xốp 5
2.4. Tuyển nổi hóa học 6
2.5. Tuyển nổi sinh học 6
2.6. Tuyển nổi điện hóa 6

2.7. Tuyển nổi tự nhiên 7
3. Tuyển nổi áp lực ( tuyển nổi bọt khí nhỏ ) 7
3.1. Nguyên lý chung 7
3.2. Các giai đoạn trong tuyển nổi áp lực 9
3.2.1. Chuyển không khí sang mặt phân chia khí-nước trong bình bão hòa: 10
3.2.2. Quá trình phân tán, hòa tan không khí vào nước 11
3.2.3. Sự hình thành bọt khí từ dung dịch quá bão hòa 12
3.2.4. Bọt khí và chất rắn va chạm và dính bám nhau trong vùng trộn 12
3.2.5. Sự vận chuyển các bọt khí đến các hạt rắn để tạo được “mối liên hệ” và
“sự dính bám” 13
3.2.6. Tốc độ vận chuyển không khí: 14
3.2.7. Quá trình tách cặn ra khỏi nước trong bể tuyển nổi 14

3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình tuyển nổi 16
3.4. Hệ thống tuyển nổi áp lực 18
4. Thiết kế tuyển nổi áp lực: 23
5. Ứng dụng 27
Kết luận 30
Tài liệu tham khảo 31
3
Mở đầu
Nguồn nước mặt (sông, hồ, suối…) đang và sẽ là nguồn cấp nước chủ đạo hiện nay và
trong tương lai cho hệ thống cấp nước ở nhiều đô thị. Quy mô sử dụng nước ngày càng
tăng, trong khi chất lượng nước của các nguồn nước mặt lại có xu hướng ngày càng suy
giảm do tiếp nhận nhiều nguồn thải khác nhau chảy vào khu vực. Mặt khác tầm quan

trọng của vấn đề môi trường tăng cao dẫn đến việc thành lập các tiêu chuẩn môi trường
chặt chẽ hơn, tiêu chuẩn này được áp dụng trên ô nhiễm nước thải các ngành công nghiệp.
Các công nghệ đang áp dụng hiện nay tại các nhà máy nước, ở cả các quy mô công suất
khác nhau, theo cách tiếp cận truyền thống như keo tụ-lắng-lọc nhanh-khử trùng hoặc sơ
lắng -keo tụ-lắng -lọc nhanh-khử trùng, chất lượng nước đầu ra của các nhà máy nước
ngày càng có nhiều nguy cơ không đáp ứng được tiêu chuẩn và/hoặc phải chịu chi phí xử
lý rất tốn kém. Xem xét số lượng lớn các chất thải là điều cần thiết để tìm ra công nghệ
mới cao hơn hiệu quả xử lý nước thải để đáp ứng các tiêu chuẩn mới. Những khó khăn và
nguy cơ đang đối mặt tại các nhà máy nước có khả năng giải quyết được bằng một số giải
pháp công nghệ mới, trong đó có tuyến nổi áp lực thay cho quá trình lắng thông thường.
Trên thế giới, công nghệ tuyển nổi áp lực (Dissolved air flotation - DAF) đã được áp
dụng tại các trạm xử lý nước cấp và nước thải, xử lý bùn cặn ở nhiều nước, nhằm mục

đích nâng cao chất lượng nước sau xử lý và giảm chi phí sản xuất nước cấp, ổn định và
làm khô bùn cặn, giảm lượng bùn phải xử lý, vận chuyển, chôn lấp và giảm đáng kể hoá
chất tiêu thụ cũng như kích thước các công trình xử lý bùn cặn như sân phơi bùn.
1. Giới thiệu về tuyển nổi áp lực
Tuyển nổi áp lực (DAF) đã được sử dụng rộng rãi trong bốn mươi năm qua, loại bỏ được
các chất rắn lơ lửng (TSS), các loại dầu và mỡ (O & G), và nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)
từ nước thải và quá trình công nghiệp khác bằng cách đưa các hạt lơ lửng lên bề mặt chất
lỏng.
Hệ thống DAF (tuyển nổi không khí hòa tan hay còn gọi là tuyển nổi áp lực) thường
được sử dụng để xử lí nước thải sơ bộ, được biết đến như một hệ thống mang tính kinh tế
và hiệu quả trong xử lý nước thải công nghiệp. Các hạt rắn, chất béo và các loại vật liệu
dầu được hệ thống DAF loại bỏ rất nhanh và bùn thu được từ hệ thống này có tính nhất

quán cao.
Hệ thống DAF lần đầu tiên được sử dụng để xử lý các bể trong công nghiệp, nơi mà hiện
tượng nổi xảy ra. Tốc độ dòng chảy của nước khoảng 2-3 m/giờ (không lớn hơn 5 m/giờ).
Hệ thống DAF lần thứ hai được giới thiệu vào năm 1960 và được sử dụng rộng rãi đến
ngày nay. Thiết kế của hệ thống DAF này là điển hình của hệ thống trước đó, với tốc độ
4
tải trọng bề mặt dưới 5-7 m/giờ và thời gian keo tụ kéo dài gần 45 phút. Một trong các
quá trình của bộ lọc DAF đã được phát triển vào cuối năm 1960, nơi mà tuyển nổi xảy ra
trực tiếp trên bộ lọc. Quá trình này được gọi là tuyển nổi không khí hòa tan/ phương pháp
lọc (DAFF). Thế hệ thứ ba của hệ thống DAF được phát triển vào năm 1990, ý tưởng
hoạt động dựa trên cơ sở DAFF. Tiến bộ gần đây bao gồm các công nghệ như lọc ngược
tuyển nổi không khí hòa tan (CoCoDAFF). CoCoDAFF đưa các dòng chảy tuần hoàn

trên bộ lọc thông qua số lượng lớn các vòi phun tốc độ dòng chảy thiết kế đặc biệt để
phân tán tốt các bọt khí. Một công nghệ khác gần đây gồm DAFRapide, kết hợp giảm
thời gian keo tụ với tải trọng bề mặt lên 40 m/giờ và AquaDAF có thể đặt được tốc độ tải
trọng bề mặt lên đến 40 m/giờ với tốc độ cao.
2. Các phương pháp tuyển nổi
2.1. Tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch
Phương pháp này được áp dụng để làm sạch nước thải ô nhiễm. Phương pháp này tạo
dung dịch quá bão hòa không khí. Khi giảm áp suất các bọt không khí sẽ tách ra khỏi
dung dịch và làm nổi chất bẩn.
Tùy thuộc vào biện pháp tạo ra dung dịch quá bão hòa người ta chia ra các loại tuyển nổi
sau:
- Tuyển nổi chân không: Trong tuyển nổi chân không, nước thải được bão hòa

không khí ở áp suất khí quyển trong buồng thông khí, sau đó cho vào buồng tuyển
nổi trong đó áp suất giữ ở khoảng 225-300 mmHg bằng bơm chân không. Trong
buồng tuyển nổi, các bong bong khí rất nhỏ thoát ra làm nổi một phần chất bẩn.
- Tuyển nổi bơm dâng: Thiết bị bơm dâng được sử dụng để xử lý nước thải trong
công nghiệp hóa học. Buồng tuyển nổi phải được bố trí cao
Nước thải
Cặn
Nước sạch
Không khí
Bồn cao vị
Bình
sục

khí
Bể tuyển nổi
5
Hình 1. Sơ đồ hệ thống tuyển nổi bơm dâng
- Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí hòa tan): Phổ biến nhất, làm sạch nước với nồng
độ chất lơ lửng cao (4-5 g/l).Tạo ra bọt khí mịn và đều.
2.2. Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ khí.
Sự phân tán khí trong máy tuyển nổi kiểu này được thực hiện nhờ bơm tuabin cánh quạt.
Được sử dụng để xử lí nước có nồng độ các hạt keo tụ cao (lớn hơn 2 g/l). Khi cánh quạt
quay trong chất lỏng xuất hiện các dòng xoáy nhỏ và tạo ra các bọt khí. Bọt khí càng nhỏ
thì quá trình càng hiệu quả.
Thông thường máy tuyển nổi gồm một số buồng mắc nối tiếp. Đường kính cánh quạt

600-700mm.
Hiện nay người ta dùng các máy tuyển nổi cơ khí được sản xuất đại trà trong tuyển nổi
quặng để xử lý nước thải. Như vậy thiết kế của các cánh khuấy và thông số hoạt động
không tối ưu khi xử lý nước thải. Để tuyển nổi nước thải cần đề xuất một thiết kế tuyển
nổi mới có xét đến những tính đặc hiệu của quá trình : chất ô nhiễm bị phân tán, năng
suất tạo bọt thấp (1-5%)và cần loại bỏ hoàn toàn các thành phần nhiễm bẩn.
2.3. Tuyển nổi nhờ các tấm xốp
Khi cho khí qua các tấm sứ xốp sẽ thu được bọt khí có kích thước bằng:
R=6
R, r :bán kính bong bóng khí và lỗ
:sức căng bề mặt của nước
Hiệu suất tuyển nổi phụ thuộc vào lỗ, áp suất không khí, lưu lượng không khí, thời gian

tuyển nổi, mực nước trong các thiết bị tuyển nổi.
6
Hình 2. Sơ đồ tuyển nổi nhờ các tấm xốp
2.4. Tuyển nổi hóa học.
Trong quá trình xử lý nước có thể diễn ra các quá trình hoá học với sự phát sinh các khí
khác như: O
2
, CO
2
,Cl
2
…bọt của các khí này có thể kết dính với các chất lơ lửng không

tan và đưa chúng lên lớp bọt. Ít được sử dụng nhiều trong công nghiệp.
2.5. Tuyển nổi sinh học.
Phương pháp này dùng để nén cặn từ bể lắng đợt 1 khi xử lý nước thải sinh hoạt. Trong
phương pháp này cặn được đun nóng bằng hơi nước đến 35- 55
0
C và nhiệt độ này được
giữ vào ngày đêm. Do hoạt động của các vi sinh vật các bọt khí sinh ra và mang các hạt
cặn lên lớp bọt, ở đó chúng được nén và khử nước. Bằng cách này 5- 6 ngày đêm độ ẩm
của cặn có thể giảm đến 80% và tiếp tục quá trình xử lý cặn tiếp theo.
2.6. Tuyển nổi điện hóa
Khi có dòng điện đi qua chất lỏng, hydro được giải phóng ở catot và oxy ở anot. Khác
với những phương pháp làm thoáng dùng không khí để tuyển nổi, trong phương pháp

điện hoá khí là hydro là chất tuyển nổi tích cực. Trong tuyển nổi điện hoá, khí được tạo ra
dưới dạng những bong bóng cực kỳ nhỏ kích thước 20 micromet, ở anot oxy được giải
phóng góp phần oxy hóa các chất hữu cơ.
Trong nước trung tính, kiềm yếu sự ăn mòn mạnh mẽ các kim loại ở anot xảy cùng với sự
tạo thành của hidroxide, hấp thụ một phần chất hữu cơ sau đó được tuyển nổi nhờ
hidrogen và được loại khỏi nước dưới dạng bọt. Do dó người ta còn gọi quá trình xử lý
điện hóa với anot là loại tuyển nổi – keo tụ điện hay tuyển nổi bông điện. Những yếu tố
7
này cho phép xử lý ở tốc độ rất cao. Nồng độ tồn dư của các hạt keo tụ trong nước thải từ
nhà máy có thể giảm còn 2-3 mg/l sau khi tuyển nổi điện hóa.
2.7. Tuyển nổi tự nhiên
Tuyển nổi tự nhiên thường dùng trong tất cả các quá trình loại bỏ sơ bộ dầu mỡ phương

pháp này( hai pha) có thể tiến hành trước sự hợp tính( cho phép liên kết các hạt nhỏ)để
đạt được một kích thước nhỏ nhất. Tuyển nổi tự nhiên có thể sinh ra khí do quá trình lên
men, đó là trường hợp của“mủ bùn” của công trình tiêu bùn có nồng độ MS từ 20 – 40%,
do đó tỷ trọng chỉ có 0,7 –0,8 Kg/l.
3. Tuyển nổi áp lực ( tuyển nổi bọt khí nhỏ )
3.1. Nguyên lý chung.
Trong các loại tuyển nổi thì tuyển nổi áp lực được ứng dụng rộng rãi hơn cả vì có khả
năng tạo ra các bọt khí có kích thước nhỏ (40-70µm) và dễ dàng phân phối đều trong toàn
bộ khối lượng nước cần xử lý.
Tuyển nổi áp lực (DAF) là một quá trình loại bỏ các hạt lơ lửng trong chất lỏng bằng
cách đưa các hạt lơ lửng lên bề mặt chất lỏng. Chất lỏng chảy đến có thể là nước thô,
nước thải hoặc bùn lỏng. Hệ thống tuyển nổi bao gồm bốn thành phần chính: cung cấp

không khí, máy bơm áp suất cao, bình áp lực (bể lưu giữ) và buồng tuyển nổi. Theo định
luật Henry, độ hòa tan của khí trong dung dịch nước tăng khi áp lực ngày càng tăng.
Không khí được hòa tan trong nước thải ở áp suất cao trong bình áp lực, và các bọt khí
nhỏ được hình thành khi trong nước xuất hiện những bọt khí ở áp suất khí quyển. Nguồn
nước cung cấp đến có thể được nén bằng một máy bơm áp lực từ 172 đến 620 kPa với khí
nén thêm vào bơm hút. Dòng áp lực được đưa vào bình lưu giữ ở áp suất cao khoảng 0.5
đến 30 phút cho phép đủ thời gian để hòa tan không khí vào dòng nước thải.
Sau đó dòng nước được đưa qua một van giảm áp để vào buồng tuyển nổi. Kết quả của
việc giảm đột ngột áp lực trong buồng tuyển nổi là sự tạo thành các bọt khí nhỏ. Các bọt
khí nhỏ bám dính vào các hạt cặn lơ lửng hoặc các hạt keo trong nước cho đến khi lực
đẩy nổi của nước tăng sẽ đưa hỗn hợp khí-cặn lên trên bề mặt tạo thành một lớp váng.
Tỷ lệ tăng theo chiều dọc của bọt khí dao động từ 0.152 đến 0.061 m/phút. Các máy cào

hoặc thiết bị gạn bọt khác tiếp tục loại bỏ các váng bọt nổi trên bề mặt. Dòng thải của
DAF được rút ra từ đáy bể tuyển nổi để tái sử dụng hoặc thải bỏ.
8
Hình 3. Tuyển nổi không khí hòa tan toàn dòng chảy
Hình 4. Tuyển nổi áp lực một phần dòng chảy không tuần hoàn
Hình 5. Tuyển nổi áp lực có tuần hoàn dòng chảy
Ba cấu hình hoạt động có sẵn của hệ thống DAF bao gồm:
- Tuyển nổi áp lực toàn dòng chảy, nơi mà toàn bộ dòng chảy đến được bão hòa và
đưa vào buồng tuyển nổi khi các bọt khí được hình thành (Hình 3). Quá trình này
9
thường được áp dụng cho dòng nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng vượt quá
800 mg/l, mà không cần keo tụ nhưng đòi hỏi một lượng lớn bọt khí.

- Tuyển nổi áp lực mà một phần dòng chảy không có hệ thống tuần hoàn, một phần
được đưa trực tiếp vào bể tuyển nổi (khoảng 30-50%). Phần còn lại của dòng chảy
được cung cấp bởi máy bơm trọng lực với áp suất thấp để vào bể tuyển nổi (Hình
4). Sơ đồ này được sử dụng trong loại bỏ các chất lơ lửng ở nồng độ thấp và yêu
cầu không khí thấp.
- Tuyển nổi áp lực có tuần hoàn dòng chảy, nơi một phần nước thải sau khi xử lý
(khoảng 15-20%) được tuần hoàn trở lại bể tuyển nổi (Hình 5). Quá trình này
thường sử dụng khi keo tụ tạo bông là một phần của hệ thống xử lý. Lựa chọn này
phổ biến nhất trong xử lý nước thải bao gồm việc loại bỏ dầu.
3.2. Các giai đoạn trong tuyển nổi áp lực.
Hình 5. Sơ đồ của quá trình tuyển nổi không khí hòa tan để xử lý nước
- Chuyển không khí sang mặt phân chia khí-nước trong bình bão hòa.

- Sự phân tán khí, hòa tan không khí vào trong nước.
- Không khí trong trạng thái hòa tan “kết tủa” để tạo thành bọt khí.
- Kết dính các bọt khí.
- Sự vận chuyển các bọt khí đến các hạt rắn để tạo được “mối liên hệ” và “sự
dính bám” .
- Tuyển nổi hỗn hợp của các bọt khí-hạt rắn trong buồng tuyển nổi.
10
- Tách cặn ra khỏi nước trong bể tuyển nổi.
3.2.1. Chuyển không khí sang mặt phân chia khí-nước trong bình bão hòa:
- Chuyển không khí theo đường ống hút của bơm
Hình 6. Sơ đồ cấp khí theo đường ống hút của bơm
Khi đưa khí vào phía trước bơm sẽ tăng cường khả năng làm nhỏ bong bóng

khí trong bơm. Tuy nhiên làm giảm công suất và áp lực của bơm,chế độ làm việc
của bơm sẽ không được tốt.
- Chuyển không khí theo đường ống có áp của bơm
Hình 7. Sơ đồ cấp khí theo đường ống có áp của bơm
Để cho nước không rơi vào ống đưa khí vào phải làm thêm van một chiều.
Khí + nước
Nước
Khí
Nước
Khí
Khí + Nước
11

- Dùng ejector
Hình 8. Sơ đồ ejector
Hai sơ đồ 7 và 8 được ứng dụng trong trường hợp các chất lơ lửng trong nước có kích
thước lớn. Sự dao động mực nước trong bể tiếp nhận làm ảnh hưởng đến chế độ
bơm, do đó mực nước trong bể không được thấp hơn 0,5m và thường dao động trong
khoảng 1,5 – 2m. Để bảo đảm mực nước này, có thể hoàn lưu trở lại bể tiếp nhận một ít
nước sau xử lý khi cần thiết.
3.2.2. Quá trình phân tán, hòa tan không khí vào nước.
Hiệu quả tuyển nổi phụ thuộc vào lưu lượng khí hoà tan trong nước và lượng bọt khí
thoát ra từ dung dịch quá bão hoà.
Cân bằng pha khí chuyển sang pha nước được đưa ra bởi định luật Henry. Định luật
Henry khẳng định rằng nồng độ dung dịch nước của khí hòa tan tỷ lệ thuân với áp suất

riêng phần của khí.
Trong đó:
C
A
: nồng độ của không khí hòa tan A trong dung dịch nước (kg/m
3
)
H: hằng số Henry (kg/m
3
/kPa)
X
A

: phần mol khí trong pha khí
P
T
: áp suất tổng của tất cả các pha (kPa)
Nồng độ không khí hòa tan khi ra khỏi bình áp lực thường thấp hơn so với mức độ cân
bằng như định luật Henry đã khẳng định. Tỷ lệ của hai giá trị là yếu tố hiệu quả. Do đó
có sự thay đổi trong định luật Henry cho bình áp lực:
Nước
Khí
Khí+ Nước
12
Trong đó f= tỷ lệ nồng độ khí ra khỏi bình áp lực với tỷ lệ nồng độ khí được dự đoán bởi

định luật Henry.
3.2.3. Sự hình thành bọt khí từ dung dịch quá bão hòa.
Các bọt khí nhỏ, 100µm hoặc ít hơn, được hình thành bằng cách bơm nước tuần hoàn quá
bão hòa dưới áp lực vào trong bể tuyển nổi bằng vòi phun thiết kế đặc biệt, sự chênh lệch
áp suất lớn trên vòi phun tạo ra các bọt khí một cách tự nhiên. Bọt khí phát triển cố định
do không khí di chuyển trong nước. Khi không khí thừa được chuyển từ pha khí để được
hòa tan, các bong bóng phát triển với các kích thước. Sự tăng trưởng các bọt khí có thể
xảy ra do sự tăng hoặc giảm áp suất thủy tĩnh hoặc sự kết dính.
Các phép đo kích thước của bọt khí cho hệ thống DAF chỉ ra rằng bọt khí duy trì một
phạm vi kích thước trạng thái ổn định từ 10-100µm. Ước tính hợp lý cho kích thước của
bọt khí là 40 µm. Trạng thái ổn định phụ thuộc vào áp lực của bình áp lực và tốc độ dòng
chảy. Sự phun phải diễn ra một cách nhanh chóng dưới áp suất thấp và có đủ để ngăn

chặn dòng chảy và sự tăng trưởng bọt khí trên bề mặt trong vùng lân cận của hệ thống
phun. Để đảm bảo bọt khí nhỏ, sự chênh lệch áp lực được khuyến khích từ 400 đến 600
kPa.
Theo định luật Henry, giảm áp suất hoặc tăng nhiệt độ khí sẽ tách ra khỏi nước. Kích
thước nhỏ nhất Rmin của bọt khí phụ thuộc vào lực căn bề mặt khí – nước và độ giảm áp
lực :
Rmin = 2 ᵰ /(P-P1), (mm).
Trong đó:
: lực căng bề mặt khí – nước
P : áp suất bão hoà (Pa)
P
1

: áp suất trong bình tuyển nổi (Pa).
3.2.4. Bọt khí và chất rắn va chạm và dính bám nhau trong vùng trộn.
Có ba cơ chế để hình thành hỗn hợp khí-rắn:
- Các bong bóng hình thành trước trong cấu trúc cụm xốp lớn (kích thước cụm xốp
lớn hơn nhiều so với quy mô kích thước của bọt khí)
13
- Sự tăng trưởng bọt khí trong các hạt hoặc trong cụm xốp
- Va chạm và bám dính bọt khí vào các hạt.
Đối với quá trình DAF, cơ chế thứ ba là quan trọng nhất. Góc tiếp xúc giữa các hạt và bọt
khí được sử dụng để mô tả mức độ bám dính của bọt khí. Ở đây góc tiếp xúc phải là hữu
hạn và đủ lớn để năng lượng bám dính vào nước của các hạt rắn là nhỏ hơn năng lượng
gắn kết của nước. Một góc tiếp xúc lớn hơn cho cả hai kỵ nước và dính ướt tốt. Tuy nhiên,

độ lớn của góc tiếp xúc phụ thuộc vào kích thước của bọt khí và hạt. Một quan điểm khác
của sự bám dính giữa hỗn hợp khí- cặn bởi bọt khí nhỏ là một góc tiếp xúc hữu hạn
không cần phải hình thành. Đối với các hạt kỵ nước có thể tăng lên bằng cách giảm điện
tích âm. Các hạt khác, chẳng hạn như kết tủa hoặc Al(OH)
3
, có sự phân cực và làm cho
nó thấm nước. Hiệu ứng thấm nước này có thể giảm sự trung hòa, nhưng hạt nhôm
hydroxit có một lớp phủ polymolecular thấm nước nên cản trở bong bóng bám dính.
Sự dính kết bọt khí ảnh hưởng đến số lượng và kích thước bọt khí, nên sẽ gây ra ảnh
hưởng đến quá trình tuyển nổi. Sự dính kết các bọt khí có thể xảy ra trong nước, trong
lớp bọt tạo thành của quá trình tuyển nổi. Đôi khi sự dính kết làm tăng hiệu quả của quá
trình tuyển nổi, nhưng thường nó làm cản trở quá trình này. Các hạt có kích thước nhỏ

khó nổi lên bề mặt, các hạt có kích thước lớn hơn lại tham gia quá trình tuyển nổi. Mặt
khác sự dính kết bọt khí làm giảm diện tích bề mặt và thời gian lưu của bọt khí trong bể.
Do vậy trong quá trình tuyển nổi cần hạn chế tối đa các ảnh hưởng xấu do sự dính kết bọt
khí gây ra.
3.2.5. Sự vận chuyển các bọt khí đến các hạt rắn để tạo được “mối liên hệ” và
“sự dính bám” .
Khả năng hình thành các keo khí phụ thuộc vào bản chất hạt cặn và có thể phân chia
thành ba dạng:
Các hạt cặn va chạm vào bọt khí và dính bám.
Các bọt khí phát sinh trong lớp cặn lơ lửng.
Đầu tiên trong lớp cặn hình thành các bọt khí nhỏ, sau đó chúng va chạm và dính bám với
nhau tạo thành các bọt khí lớn có đủ khả năng tuyển nổi.

Đối với hiệu quả khu vực phản ứng (dN
fl
/dt) được xác định là sự giảm số lượng của cụm
xốp với thời gian, kích cỡ cụm xốp và bọt khí (d
fl
và d
b
) và nồng độ được định nghĩa là
thông số quá trình có liên quan:
dN
ft
/dt = - (3/2)(α

pb
η
T
)(Φ
b
ν
b
N
fl
)/d
b
14

Trong đó:
α
pb
: hiệu quả bám dính
η
T
: tổng thu hiệu quả nhất
d
b
: đường kính bọt khí
ν
b

: tốc độ gia tăng của bọt khí
N
fl
: nồng độ cụm xốp
Φ
b
: nồng độ khối lượng bọt khí
Sự bám dính hỗn hợp khí-cặn được coi là cơ chế động học phù hợp nhất cho hiệu quả của
DAF, tùy thuộc vào kích thước cụm xốp và bọt khí (d
n
và d
b

), và sự kết hợp ở η
T.
3.2.6. Tốc độ vận chuyển không khí:
Sự vận chuyển khí trong một pha để hòa tan khí tỷ lệ thuận với độ thiếu hụt của bình áp
lực.
Trong đó: = tốc độ thay đổi nồng độ khí hòa tan (kg/m
3
/s)
t = thời gian trôi qua (s)
K
L
a: hệ số chuyển đổi khối lượng (s

-1
)
C
S
: nồng độ bão hòa (kg/m
3
)
C: nồng độ khí hòa tan trong một pha ở thời gian t (kg/m
3
)
Hệ số chuyển đổi khối lượng K
L

a = (D/) (A/pha khí nước)/V(bình áp lực)
Trong đó D= liên tục khuếch tán không khí hòa tan trong nước (m
2
/s)
: độ dày màng (m).
A (pha khí nước) = diện tích bề mặt khí nước trong bình áp lực (m
2
).
V (bình áp lực) = thể tích của bình áp lực (m
3
).
3.2.7. Quá trình tách cặn ra khỏi nước trong bể tuyển nổi

Tách cặn ra khỏi nước trong bể tuyển nổi xảy ra theo hai chiều ngược nhau.
Hỗn hợp cặn khí nổi lên trên, nước trong đi xuống dưới để vào máng thu dẫn ra
ngoài. Vận tốc nước đi xuống hay tải trọng bề mặt của bể tuyển nổi và lượng
cặn được tách ra phụ thuộc vào tính chất của cặn và tỷ số:
15
Trong xử lý nước thường nước nguồn có chứa cặn thô những hạt cặn nặng, chắc, diện
tích bề mặt không phát triển thường không bị đẩy lên bề mặt mà lắng xuống đáy bể, ví
vậy bể phải cấu tạo hố thu cặn và thiết bị xả cặn. Tiểu chuẩn thiết kế bể tuyển nổi lấy
trong giới hạn:
- Tải trọng bề mặt : 3 – 10m
3
/m

2
h.
- Thời gian lưu nước trong bể: 20 – 40 phút.
- Lượng không khí tiêu thụ : 15 – 50 lít/ m
3
nước.
- Cấu tạo bể tuyển nổi:
+ Bể tuyển nổi có bề mặt hình chữ nhật
+ Bể tuyển nổi hình tròn
- Chiều cao ngăn tạo bọt Hk = 1,5m.
- Đường kính ngăn tạo bọt:
D

k
=0,6
Trong đó:
Q: Lưu lượng nước xử lý (m
3
/h)
vk: vận tốc nước trong ngăn, lấy 6 mm/s
0,6: hệ số đổi đơn vị
Thời gian lưu nước trong ngăn 4 –6 phút.
Chiều cao vùng lắng H
0
= 1,5m, tổng chiều cao của bể H

⏀
= 3m.
Đường kính của bể:
Trong đó:
t
o
: thời gian lưu nước trong bể từ 20-40 phút
16
3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình tuyển nổi
 Keo tụ và tạo bông
 Hàm lượng nước thô
 Tốc độ dâng lên của hạt

 Tỷ lệ khí-rắn
 Tốc độ tải trọng thủy lực
 Tốc độ tải trọng rắn
 Tỷ số tuần hoàn
Keo tụ và tạo bông
Keo tụ là quá trình gây mất ổn định các hạt keo nhằm tăng sự va chạm của các hạt để
xuất hiện các hạt keo lớn hơn. Chất keo tụ là một hóa chất được thêm vào để làm mất đi
độ bền của các hạt keo và hỗ trợ sự hình thành bông cặn.
Keo tụ là quá trình mang lại những va chạm giữa các hạt lơ lủng mất ổn định và chất keo
tạo thành các hạt lớn hơn có thể loại bỏ dễ dàng.
Keo tụ và tạo bông là cơ chế mà các hạt lơ lửng và vật liệu dạng keo được loại bỏ khỏi
nước trong quá trình tuyển nổi. Tối ưu hóa keo tụ-tạo bông là chần thiết cho hiệu suất tối

ưu của hệ thống tuyển nổi. Định lượng loại và lượng hóa chất, cường độ khuấy trộn, thời
gian lưu trong vùng trộn, vùng tạo bông và kích thước bông cặn là thông số đóng vai trò
quan trọng trong việc thực hiện của hệ thống tuyển nổi.
Tỷ lệ khí-rắn (A/S)
Tỷ lệ khí-rắn là tham số thiết kế chính cho một hệ thống tuyển nổi không khí hòa tan. Nó
là thước đo tiêu chuẩn của trọng lượng không khí hòa tan trong nước trên trọng lượng
chất rắn được loại bỏ khỏi nước. Giá trị thông thường 0.005 – 0.06 ml/mg.
Đối với bình không khí bão hòa, mối quan hệ giữa tỷ lệ khí-rắn, độ hòa tan không khí, áp
suất vận hành, nồng độ chất rắn, tốc độ dòng chảy và tỷ số tuần hoàn được cho bởi
phương trình sau:
Trong đó:
A/S: tỷ lệ khí-rắn, ml(không khí)/mg(chất rắn)

1.3: trọng lượng không đổi của không khí, mg/ml
Sa: hệ số tan của không khí trong nước, ml/l
17
F: phần bão hòa, thường là 0.5
P: áp suất hệ thống tuần hoàn, atm
Ss: buồng chứa chất rắn lơ lưng, mg/l
R: tốc độ tuần hoàn dòng chảy áp lực, m3/ngày đêm
Q; tốc độ dòng chảy nước thô, m3/ngày đêm
Tỷ số tuần hoàn
Tỷ số tuần hoàn là phần cuối cùng của nước thải được trả về và bão hòa với không khí
chịu áp lực trước khi vào bể tuyển nổi nơi áp suất giảm đột ngột gây ra sự xuất hiện của
các bọt khí nhỏ. Phạm vi tỷ số tuần hoàn là từ 8% đến 150% dựa trên chất lượng nước

thô được xử lý.
Theo định luật Henry, tỷ lệ không khí hòa tan tỷ lệ thuận với áp suất tuyệt đối riêng phần
của các khí tiếp xúc với chất lỏng. Do đó, cao hơn áp suất vận hành của máy bơm DAF
hoặc bình không khí/ độ bão hòa nước, tăng khả năng hòa tan không khí, do đó hạ thấp
yêu cầu tỷ số tuần hoàn.
Tốc độ tải trọng thủy lực
Tốc độ tải trọng thủy lực là một phép đo khối lượng của nước thải được áp dụng hiệu quả
trên một đơn vị diện tích bề mặt trên một đơn vị thời gian. Kết quả là con số quá trình
thiết kế thể hiện như vận tốc dâng lên tương đương với các đơn vị m/giờ. HLR tùy thuộc
các yếu tố khác nhau, tuy nhiên nó dao động từ 4 đến 12 m/giờ. HLR tối đa phải nhỏ hơn
tốc độ tăng tối thiểu của các hạt rắn-khí để đảm bảo rằng tất cả các hạt sẽ nổi lên mặt
nước trước khi đi đến chỗ tháo nước cuối cùng của bể. Tốc độ tải trọng thủy lực được

kiển tra dựa trên tốc độ dòng chảy đến và tổng số tốc độ dong chảy (dòng chảy đến+tuần
hoàn
Công nghiệp Tốc độ tải trọng thủy lực
Nhà máy dầu khí/ hóa dầu/ năng lượng 6 đến 8 m/giờ
Chế biến thịt/mỡ 5 đến 7 m/giờ
Nhà máy gia cầm/sữa 4 đến 6 m/giờ
Ngành công nghiệp giấy và bột giấy 5 đến 6 m/giờ
Xử lý nước thải đô thị
6 đến 12 m/giờ
Tỷ lệ tải trọng chất rắn (SLR)
18
Tỷ lệ tải trọng chất rắn là tốc độ của tổng các chất rắn và FOG trong dòng chảy đến ảnh

hưởng đến diện tích bề mặt trong bể tuyển nổi. Đơn vị là khối lượng trên một đơn vị diện
tích trên một đone vị thời gian. SLR thiết kế trung bình khoảng từ 4 kg/m2.giờ lên đến 18
kg/m2.giờ với hóa chất. Nhìn chung, tăng SLR sẽ làm giảm nồng độ nổi.
3.4. Hệ thống tuyển nổi áp lực.
Các hệ thống phổ biến nhất hiện nay là sản xuất đơn vị hình chữ nhật bằng cách sử dụng
áp suất cao để cung cấp không khí hòa tan khuyến khích tuyển nổi.
Như minh họa trong hình 9, một hệ thống DAF bao gồm các chính sau đây thành phần:
Hình 9. Bộ phận chính cùa DAF
- Sự liên thông giữa các ngăn hoặc buồng tuyển nổi. Giúp cho sự pha trộn của
không khí hòa tan với dòng nước vào cho phép các bong bóng đính kèm vào hạt
keo tụ. Ngoài ra thậm chí cung cấp phân phối các dòng chảy theo chiều ngang của
các đơn vị.

- Buồng tuyển nổi cung cấp diện tích bề mặt nổi cho không khí hòa tan và các hạt
keo tụ. Hệ thống sử dụng việc sử dụng các tấm nghiêng để làm tăng thêm sự phân
chia chất rắn trong nước thải với các đặc tính nhất định.
- Gàu xúc bọt bề mặt: Là phương tiện để loại bỏ các hạt keo tụ nổi để chuyển khử
nước hoặc xử lí khác. Các hệ thống phổ biến nhất được sử dụng liên quan đến một
19
loạt các lần kéo để gạt bọt bởi một hệ thống ổ đĩa xích với biến tốc độ, ổ đĩa bộ
đếm thời gian vận hành.
- Phần cuối cùng của gàu xúc bọt bề mặt hoặc khoan. Giúp cho việc loại bỏ các chất
rắn ở dưới cùng của đơn vị.
- Nước thải xả vào vách ngăn buồng.Cho phép tách vật chất của nước làm rõ từ hạt
keo tụ và đáy trước khi xả từ các đơn vị thông qua các đập tràn hoặc cấu trúc

tương tự.
- Hệ thống không khí bão hòa. Cung cấp lượng không khí cần thiết trong các hình
thức thích hợp (kích thước bong bóng trong khoảng 10-100m), tốt nhất là sử dụng
dòng tái chế tối thiểu. Các hệ thống không khí bão hòa sử dụng bơm áp suất cao
để đẩy không khí vào trong dung dịch với một trong hai dòng chảy đến hoặc một
dòng rác thải làm rõ. Giải pháp máy nước là sau đó đưa vào dòng nước thải đến để
khuyến khích liên kết bong bóng rắn và tuyển nổi.
Trong khi các đơn vị DAF là trung tâm của một thiết kế hệ thống DAF, có một số khác
hỗ trợ các hệ thống quan trọng đối với hoạt động DAF tối ưu. Một số trong các hệ thống
được thể hiện trong Hình 10, một thiết kế quá trình DAF điển hình:
Hình 10. Một thiết kế quá trình DAF điển hình
20

- Sàng lọc. Mặc dù thỉnh thoảng bị bỏ qua bởi các nhà thiết kế, kiểm tra thích hợp
lớn chất rắn (ví dụ, các chất rắn sản phẩm, thùng rác) từ nước thải công nghiệp
làm giảm chất rắn trên DAF, có thể cải thiện điều hóa hạ lưu, và làm giảm bảo trì
yêu cầu do bị tắc van, máy bơm, và đường ống.
- Thiết bị hiệu chỉnh làm cân bằng thích hợp của nước thải công nghiệp có thể cung
cấp thường xuyên hơn và dòng đồng nhất để các đơn vị DAF. Điều này có thể
nâng cao hiệu quả của quá trình hóa học được sử dụng để làm đông và kết bông
trước khi tuyển nổi. Ngoài ra, cân bằng thủy lực làm giảm sự tăng cao có thể gây
hại đến hiệu suất của hệ thống.
- Hầu hết các hóa chất được sử dụng hoặc kết bông trong ống, bể tuyển nổi và được
cho vào trong quá trình dòng chảy. Những hệ thống này phải được thiết kế để
cung cấp lượng thời gian thích hợp và pha trộn năng lượng cho chương trình hóa

học được sử dụng. Ngoài ra, kiểm soát pH chính xác thường sẽ cải thiện hiệu suất
của hầu hết các quá trình hóa học.
- Xử lí bọt bề mặt. Các hóa chất điều chỉnh độ pH, chất keo tụ, và polyme được sử
dụng trong một quá trình hóa học sẽ ảnh hưởng đến các phương thức xử lý hoặc
bọt bề mặt được tạo ra bởi hệ thống DAF. Độ ẩm và khối lượng của vật liệu phục
hồi bằng một hệ thống khác nhau và phải được xem xét khi định cỡ bơm chuyển,
bể chứa và các hệ thống khử nước.
Quá trình keo tụ và tạo bông là cần thiết cho giai đoạn tiền xử lý. Sự keo tụ là bước thêm
vào hóa chất. Chất keo tụ được sử dụng hầu hết trong xử lý nước thải có nhôm và muối
sắt. Quá trình keo tụ có hai mục đích: để làm mất ổn định các hạt có trong nước thô và
chuyển đổi các chất hữu cơ tự nhiên hòa tan thành các hạt. Mục đích thứ hai, trong vòn
25 năm qua, keo tụ đã trở thành một phần thiết yếu của xử lý nước được sử dụng để có

thể loại bỏ càng nhiều cacbon hữu cơ. Việc lựa chọn liều lượng và điều kiện pH của chất
keo tụ một cách thích hợp để hình thành nên các hạt trong nước thô và các hạt mới được
hình thành thông qua sự kết tủa kim loại, đó có thể là các cụm xốp ở trong bể tạo bông,
và cuối cùng là để các bọt khí có thể bám vào. Mục tiêu của hóa chất keo tụ là để tạo ra
các hạt có ít hoặc không tích điện bề mặt và đặc tính kỵ nước tương đối. Các chất hóa học
keo tụ cho sự lắng và thiết bị DAF tương tự, do đó liều lượng chất keo tụ và điều kiện pH
là giống nhau để hình thành cụm xốp. Ngoại lệ là đối với một số loại nước, đặc biệt là
nước có độ đục thấp, các công trình lắng có thể yêu cầu liều lượng keo tụ cao hơn để tăng
động lực học chất keo và hình thành cụm xốp đủ lớn để quá trình xảy ra nhanh chóng.
21
Hình 11. Sơ đồ quy trình của công trình xử lý nước bằng phương pháp tuyển nổi áp
lực

Bước kết bông liên quan đến việc khuấy trộn của nước để tạo ra sự va chạm và kết bông
giữa các hạt. Kích thước của các cụm xốp ở đầu vào đến bể tuyển nổi ảnh hưởng lớn đến
sự va chạm giữa các bọt khí và cụm xốp trong vùng tiếp xúc của bể tuyển nổi, và sau đó
tăng vận tốc va chạm của các cụm xốp với bọt khí trong vùng phân tách của bể tuyển nổi.
Kết bông được sử dụng ở hai quá trình lắng và tuyển nổi, nhưng với mục đích khác nhau.
Sau quá trình lắng của kết bông, mục đích là để tạo ra các cụm xốp lớn có thể lắng với
tốc độ nhanh chóng. Cụm xốp có kích thước 100µm hoặc lớn hơn được yêu cầu để tạo ra
tỷ lệ lắng phù hợp. Kích thước cụm xốp thích hợp cho DAF khác nhau, đặc biệt là trong
xử lý nước cung cấp cho bể chứa với mật độ của các hạt thấp và độ đục nhỏ. Đối với xử
lý nước cho các loại cung cấp, kích thước tối ưu của các cum xốp trong vùng tiếp xúc của
bể tuyển nổi là 10s của µm được xác định từ mô hình, phòng thí nghiệm, và dữ liệu công
trình thí điểm (Edzwald et al. 1990; Edzwald and Wingler 1990; Edzwald et al. 1992;

Edzwald 1995). Nó được chứng minh thông qua việc mở rộng dữ liệu công trình thí điểm
rằng thời gian đủ để quá trình kết bông diễn ra là 5-10 phút (Valade et al . 1996;
Edzwald et al. 1999). Trong 10 đến 15 năm qua, nhiều công trình kích thước thực trên
toàn thế giới đã được đặt vào hoạt động với thời gian kết bông ngắn. Một nhà máy DAF
22
lớn(1.1x10
6
m
3
/d) với thời gian kết bông là 5 phút được xây dựng cho thành phố New
York.
Bể DAF được chia thành 2 phần với chức năng khác nhau được minh họa ở hình 10.

Vùng tiếp xúc, nơi mà các cụm xốp được đưa vào và tiếp xúc với bọt khí. Tại đây, diễn ra
sự va chạm giữa các bọt khí và cụm xốp. Nếu các hạt kết bông được chuẩn bị tốt qua quá
trình keo tụ về mặt hóa chất, sau đó các bọt khí va chạm với cụm xốp có liên quan đến
sản lượng hỗn hộp khí-cặn. Nước mang theo hỗn hợp khí-cặn lở lửng đến phần thứ hai
của bể, được gọi là vùng phân tách. Ở đây, các bọt khí chưa dính bám vào cum xốp và
hỗn hợp khí-cặn có thể nổi lên bề mặt của bể. Lớp váng trên bề mặt của bể bao gồm bọt
khí và hỗn hợp của bọt khí gắn với cụm xốp. Trong ứng dụng cho nước cấp, bọt này được
gọi là phao. Theo thời gian, lớp phao này được thu thấp và thải bỏ khỏi bể. Nước đã qua
xử lý được rút ra từ dưới đáy bể. Trong một số ứng dụng, DAF được đặt trước bộ lọc.
Không khí được hòa tan trong dòng chảy tuần hoàn bằng cách thêm không khí dưới áp
lực trong bình áp lực. Tỷ số tuần hoàn (R) được xác định bởi Eq.1, trong đó Q là dòng
chảy vào hệ thống và Q

r
là dòng chảy tuần hoàn. Tỷ lệ tuần hoàn là từ 8 đến 12%. Áp
suất của bình áp lực từ 400 đến 600 kPa. Dòng chảy tuần hoàn được đưa vào bằng vòi
phun hoặc van đặc biết ở lối vào phía dưới của vùng tiếp xúc. Các bọt khí nhỏ có kích
thước từ 10 đến 100 µm được sản xuất và cung cấp cho sự xuất hiện màu trắng sữa của
nước; do đó có tên là nước trắng.
(1)
Một số ý kiến giới thiệu được thực hiện về tải trọng thủy lực của bể DAF. Thông thường,
việc tải trọng thủy lực (V
nom-hl
) được sử dụng để mô tả DAF. Nó được định nghĩa bởi
Eq.(2). Chú ý rằng định nghĩa này bỏ qua các dòng chảy tuần hoàn và sử dụng toàn bộ

khu vực bể (A) của vùng tiếp xúc và vùng phân tách.
(2)
Việc loại bỏ bọt khí và hỗn hợp khí-cặn xảy ra trong vùng phân tách. Sự tách biệt của bọt
khí và hỗn hợp phụ thuộc vào việc tăng vận tốc liên quan đến tải trọng thủy lực của vùng
phân tách phải lớn. Vì vậy, việc thực hiện vùng phân tách phải được miêu tả với tải trọng
thủy lực (v
sz-hl
) sử dụng tổng của các dòng chảy thông qua thiết bị và dòng chảy tuần
hoàn được tách bởi khu vực phân tách (A
sz
) được trình bày bởi Eq.(3)
(3)

4. Thiết kế tuyển nổi áp lực
23
Ba thông số thiết kế tuyển nổi áp lực quan trọng đối với thành công của việc sục khí vào
nước thải đã được mô tả.
Hiện nay, các nhà quản lý nước thải và kỹ thuật viên thường xuyên gặp phải những vấn
đề trong xử lý nước. Những vấn đề như vậy có thể cải thiện hiệu suất của hệ thống tuyển
nổi áp lực hoặc giúp lựa chọn một đơn vị mới. Thông qua ứng dụng của các phân tích
quan trọng, quản lý và kỹ thuật viên sẽ cảm thấy hiệu quả xử ký nước được cải thiện
trong thời gian dài. Bằng cách tìm hiểu các thông số thiết kế, hạn chế các lỗi tiềm tàng có
thể tránh được trong thiết kế.
Tốc độ tải trọng thủy lực
Tốc độ tải trọng thủy lực của một đơn vị DAF được đưa ra như là dòng chảy trong galong

trên đơn vị diện tích. Tốc độ tải trọng thủy lực đôi khi còn được gọi là tỷ lệ bề mặt chảy
tràn hoặc tỷ lệ chảy tràn thủy lực. Tốc độ tải trọng là một hàm toán học mô tả sự cạnh
tranh của hai vận tốc trong bể DAF. Đây là vận tốc ngang của nước và vận tốc theo chiều
thẳng đứng của chất rắn lơ lửng trong cột nước. Đây là hình minh họa Hình 1.
Hình 12. Tốc độ tải trọng là một hàm của vận tốc ngang của nước và vận tốc thẳng
đứng của chất rắn lơ lửng.
Các nhà quản lý và kỹ thuật viên có thể đánh giá hiệu suất thủy lực của một hệ thống
DAF truyền thống bằng cách làm theo các bước sau. Nhân chiều dài và chiều rộng của
bình để tìm diện tích bề mặt. Tiếp theo phân chia tỷ lệ lưu lượng thiết kế của DAF bởi
diện tích bề mặt để thiết kế hệ thống cụ thể của tốc độ tải trọng thủy lực.
24
Ví dụ được đưa ra ở đây là dành cho một hệ thống DAF được thiết kế với tỷ lệ nước thải

có 125 galong trên phút với 1500 ppm TSS và tuần hoàn 20%. Từ nay, chúng ta có thể đo
lường và tính toán nhiều điểm đánh giá đối với các thông số thiết kế DAF như sau:
Tỷ lệ tải trọng thủy lực:
DAF: Chiều rộng: 6 ft. Chiều dài: 14 ft. Chiều cao: 6 ft
Diện tích bề mặt: 6 ft x 14 ft = 84.0 ft
2
Tốc độ dòng chảy DAF: 125 gpm + (125 x 20%) = 150 gpm
Tốc độ tải trọng thủy lực: 150 gpm ÷ 84.0 ft
2
= 1.79 gpm/ft
2
Nguyên tắc so sánh: 0.3 gpm/ft

2
đến 3.0 gpm/ft
2
Cho dù các cuộc thảo luận về tuyển nổi hoặc lắng các chất rắn, một chất rắn có trong
nước đi vào hệ thống DAF phải có thời gian để nổi lên bề mặt hoặc chìm xuống đáy
trước khi nó được đưa ra khỏi bề cùng với nước thải. Tuyển nổi hoặc lắng được định
nghĩa là tỷ lệ tăng hoặc tỷ lệ lắng, như trường hợp có thể. Sau đó hạt có tỷ lệ gia tăng
bằng hoặc lớn hơn tốc độ thiết kế của DAF sẽ được loại bỏ trước khi nước thoát ra khỏi
bể.
Một cách tốt nhất để nhận ra điều này đầu tiên là thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, các
hạt tăng năng suất bằng cách thu thập các mẫu nước trước khi đưa vào hệ thống DAF và
đo lường cụ thể chất rắn tăng tốc ở các bước mỗi phút. Điều này có thể được thực hiện

bằng cách chia 1 hoặc 2 lít trong xilanh hoặc máy kiểm soát không khí để mô phỏng DAF.
Tiếp theo phân chia dòng chảy DAF thep tỷ ệ tăng của hạt đó để tìm diện tích bề mặt cần
thiết cho DAF. So sánh con số đó với diện tích bề mặt thực tế của hệ thống được đánh giá.
Diện tích bề mặt được yêu cầu của DAF
DAF: Chiều rộng: 6 ft. Chiều dài: 14 ft. Chiều cao: 6 ft
Mẫu kiểm tra tỷ lệ tăng
trong phòng thí nghiệm: 0.5 ft/phút
Tốc độ dòng chảy của DAF: 150 gpm ÷ 7.48 ft
3
= 20.05 ft
3
/phút

Diện tích bề mặt yêu cầu: 20.05 ft
3
/phút ÷ 0.5 ft/phút = 40.1 ft
2
Quy luật diện tích bề mặt DAF: yêu cầu tối thiểu 125%
Yêu cầu so với thực tế: 40.1 ft
2
so với 84.0 ft
2
Chúng ta có thể thưc hiện thêm một bước nữa. Theo kinh nghiệm, tỷ lệ tăng hạt phải
bằng hoặc lớn hơn chiều cao của bể chia theo thời gian lưu nước của bể. Một so sánh trực
tiếp của việc tăng năng suất các hạt so với tỷ lệ tăng thiết kế của bể DAF cũng là công cụ

đánh giá có giá trị.
25
Kiểm tra tốc độ gia tăng
DAF: Chiều rộng: 6 ft. Chiều dài: 14 ft. Chiều cao: 6 ft
Khối lượng DAF: 6 ft x 14 ft x 6 ft x 7.48 g/ft
3
= 3,770 galong
Mẫu kiểm tra tỷ lệ tăng
trong phòng thí nghiệm: 0.5 ft/phút
Thời gian lưu trong DAF: 3,770 galong ÷ 150 gpm = 25.1 phút
Tỷ lệ tăng DAF: 6 ft chiều cao ÷ 25.1 phút = 0.24 ft/phút
Mẫu so với thực tế: 0.5 ft/phút so với 0.24 ft

Để đặt một điểm tốt hơn vấn đề này, bất kỳ hạt rắn nào với tỷ lệ tăng từ 0.24 ft/phút hoặc
lớn hơn sẽ nổi lên bề mặt của bể DAF và được gạt ra bởi dây chuyền các cánh gạn bọt.
Mục tiêu không vượt quá tốc độ tải trọng thủy lực của DAF và cản trở quá trình đó.
Tốc độ tải trọng chất rắn
Cũng giống như tốc độ tải trọng thủy lực, tốc độ tải trọng chất rắn được tính như một pao
chất rắn trên mỗi diện tích vuông bề mặt DAF trong mỗi giờ hoạt động. Về cơ bản, có
một giới hạn về số lượng chất rắn có thể tích tụ trên bề mặt của DAF trước khi hiệu suất
giảm đi.
Tốc độ tải trọng chất rắn
DAF: Chiều rộng: 6 ft. Chiều dài: 14 ft. Chiều cao: 6 ft
Diện tích bề mặt: 6 ft x 14 ft = 84.0 ft
2

Tải trọng TSS trong DAF: (1,500 ppm x 125 gpm x 8.34) ÷ 1,000,000 ÷ 84.0 ft
2
=
0.019 lít/ft
2
/phút
Tải trọng bề mặt: 0.019 lít/ft
2
/phút x 60 = 1.14 lít/ft
2
/giờ
Nguyên tắc so sánh: 1.0 lít/ft

2
/giờ so với 6.0 lít/ft
2
/giờ
Một hệ thống hoạt động tối ưu sẽ tích lũy chất rắn đồng đều trên bề mặt DAF. Các chất
rắn sẽ xây dựng một khối chặt chẽ và ngày càng dày lên. Các chất rắn sẽ được lấy ra tại
một điểm trước khi khối lượng của chúng giống như các hạt được lấy ra khỏi đáy của lớp
phủ và thoát ra cùng với nước thải.
Tỷ lệ rắn-khí
Tỷ lệ khí-rắn được tính toán với lượng khí áp dụng cho một khối lượng chất rắn nhất định
trong quá trình DAF. Giá trị này được thể hiện một pao không khí với pao chất rắn.
Lượng không khí cần thiết cho hoạt động thay đổi hiệu suất của DAF do đặc điểm thiết