Thuyết trình quá trình lọc, bể lọc và cao trình

Bài thuyết trình nhóm 3
MÔN: KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Nguyễn Ngọc Thiệp

QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
CAO TRÌNH


DANH SÁCH NHÓM 10CMT
Họ và tên
MSSV
Vương Thị Giáng Cầm 1022031
Trần Thị Kim Chi
1022036
Nguyễn Thị Thanh Dung 1022045
Chu Thế Dũng
1022053
Lê Kiều Thuý Hằng
1022090
Nguyễn Đăng Khoa
1022140
Nguyễn Thùy Linh
1022156
Dương Hồng Phúc
1022221
Lý Tiểu Phụng
1022227
Lê Nguyễn Thế Phương 1022228
Võ Nguyễn Ngọc Quỳnh 1022243
Trần Hoài Thanh

1022261


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
I – GIỚI THIỆU
- Lọc nước là giai đoạn kết thúc của quá trình làm trong nước và
được thực hiện trong các bể lọc. Quá trình lọc được sử dụng để tách
các hạt lơ lửng nhỏ và các vi sinh vật không loại được trong quá
trình lắng ra khỏi nước.
- Việc lọc nước được thực hiện bằng cách cho nước đi qua lớp vật
liệu lọc, thường là cát thạch anh có cỡ hạt 0.5 – 1.0 mm hoặc
anthracite (than gầy đập vụn). Sau một thời gian làm việc, các lớp
vật liệu lọc bị nhiễm bẩn, khi đó phải tiến hành rửa bể lọc.


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
- Quá trình lọc: là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày
nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật
liệu lọc các hạt cặn và VSV trong nước.
- Quá trình lọc của nước đặc trưng bởi hai thông số cơ bản: tốc độ
lọc và chu kì lọc.

Vận tốc lọc

Quá trình lọc

Chu kì lọc

-Tốc độ lọc (v) là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề
mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/s).

Q
v
F
Q: lưu lượng nước (m3/h)
F: là diện tích bể lọc (m2)
- Chu kì lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa bể lọc.
- Nước được lọc qua bể lọc do hiệu số áp lực ở cửa vào và cửa ra của
bể.


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
-Khi lọc nước có chứa cặn bẩn qua lớp vật liệu lọc, có thể xảy ra các
quá trình:
• Cặn bẩn chứa trong nước lắng đọng thành màng mỏng trên bề
mặt lớp vật liệu lọc (thường gọi là màng lọc)  hình thành lớp
lọc phụ có độ rỗng bé, giúp giữ các cặn bé phân tán trong nước 
tăng hiệu quả lọc khi màng dày lên  tổn thất thủy lực tăng 
hiệu quả lọc giảm  phải rửa lọc.
• Cặn bẩn chứa trong nước lắng đọng trong các lỗ rỗng của lớp vật
liệu lọc.
• Một phần cặn lắng đọng trên bề mặt tạo thành màng lọc còn một
phần khác thì lắng đọng trong các lỗ rỗng của lớp vật liệu lọc.


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG

Quy luật của quá trình lọc nước qua màng lọc tạo ra trên bề mặt
lớp cát (bể lọc chậm)
Tổn thất áp lực qua màng lọc:

 v (1  p ) 2
H K p  2

L p
2
3
 d
p
H: [mét cột nước]
Kp: hệ số thứ nguyên
µ: độ nhớt động học của nước
ν: vận tốc lọc
Ф: hệ số hình dạng của hạt cặn
d: đường kính hạt cặn
p: độ rỗng của màng lọc
Lp: chiều dày của màng lọc


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
 Quy luật của quá trình lọc nước qua lớp vật liệu lọc giữ cặn bám
trong các lỗ rỗng (lọc nhanh)
Hiệu quả lọc nước ở mỗi lớp lọc là kết quả của hai quá trình ngược
nhau:
• Quá trình cặn bám tách ra khỏi nước và gắn lên bề mặt của hạt dưới
tác dụng của lực dính kết

• Quá trình tách các hạt cặn bẩn đã bám lên bề mặt của hạt để chuyển
chúng ngược lại vào nước dưới tác dụng của lực thuỷ động.
 Hiện tượng dính kết và tách cặn quyết định sự tiến triển của quá
trình lọc nước, theo chiều dày lớp vật liệu lọc và theo thời gian lọc


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
 Cơ chế tách các hạt rắn ra khỏi nước gồm:
• Lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học
• Lắng trọng lực
• Bắt giữ hạt rắn bằng quán tính
• Hấp phụ hóa học
• Hấp phụ vật lý
• Sự bám dính
• Lắng đông tụ
• Nuôi dưỡng sinh học
 Các giai đoạn trong quá trình lọc
• Di chuyển các hạt tới bề mặt các chất tạo thành lớp lọc
• Gắn chặt các hạt vào bề mặt
• Tách hạt bám dính ra khỏi bề mặt


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
- Vật liệu lọc là các vật liệu có khả năng cho phép chất lỏng đi qua
và giữ lại các hạt lơ lửng nhỏ và các vi sinh vật có trong nước nhờ
các lỗ rỗng của vật liệu.
Khi chọn vật liệu lọc cần chú ý:
 Đảm bảo được thành phần hạt theo yêu cầu phân loại

 Đảm bảo mức đồng nhất về kích thước hạt.
 Đảm bảo độ bền cơ học.
 Đảm bảo độ bền về hóa học đối với nước lọc.
 Đảm bảo giá thành và điều kiện khai thác, vận chuyển.




A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
Độ lớn và độ đồng nhất của hạt trong lớp vật liệu lọc xác định bằng
phân tích rây trên một số cỡ rây khác nhau.
Đường kính tương đương của lớp vật liệu hạt, xác định theo công
thức
d tđ 

100
( mm)
Pi

di

Pi - số phần trăm lượng cát (tính theo trọng lượng) còn lại trên rây có
đường kính lớn hơn hoặc bằng kích thước mắt rây tương ứng d i.


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
Hệ số không đồng nhất của lớp vật liệu lọc

d 60
K 
d10
đường kính d60 kích thước của cỡ rây khi sàng cho lọt qua 60% tổng
số hạt
đường kính d10 là kích thước của cỡ rây khi sàng cho lọt qua 10%
tống số hạt


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
Độ bền của lớp vật liệu loc
• Đánh giá độ bền cơ học của lớp vật liệu lọc bằng 2 chỉ tiêu: độ bào
mòn và độ vỡ vụn. Vật liệu lọc có độ bền cơ học đảm bảo khi độ vỡ
vụn không lớn hơn 4% và độ bào mòn không lớn hơn 0.5%.


Quá trình rửa
lọc

Tổn thất áp lực

Độ bền cơ học

Hiệu quả lọc


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
Độ bền hoá học của lớp vật liệu lọc

• Đảm bảo cho nước lọc không bị nhiễm bẩn.
• Vật liệu lọc có độ bền đảm bảo khi:
Hàm lượng cặn hòa tan ≤ 20 mg/L
Độ oxi hóa ≤ 10 mg/L
Hàm lượng acid silisic ≤ 10 mg
→ Cát thạch anh, than anthracite thường thỏa mãn độ bền hóa học
theo yêu cầu đã nêu.


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
II – KHÁI NIỆM CHUNG
Sắp xếp vật liệu lọc:
• Vật liệu hạt đồng nhất về kích thước và trọng lượng riêng (bể lọc
cát thạch anh).
• Vật liệu hạt không đồng nhất (bể lọc hai lớp, lớp trên là than
anthracite, lớp dưới là cát thạch anh).
 Nguyên tắc sắp xếp lớp: lớp ở trên có cỡ hạt lớn hơn, tỷ trọng
(khối lượng riêng) nhỏ hơn lớp ở dưới.


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
III – BỂ LỌC
- Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong
nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối
tượng dùng nước.
-Bể lọc gồm:
• Vỏ bể.
• Lớp vật liệu lọc.
• Hệ thống thu nước lọc và phân phối nước rửa.
• Hệ thống dẫn nước vào bể lọc và thu nước rửa lọc.

A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
III – BỂ LỌC
Phân loại:
o Theo tốc độ lọc
Bể lọc chậm: Tốc độ lọc 0.1-0.5 m/h.
Bể lọc nhanh: Tốc độ lọc 2-15 m/h.
Bể lọc cực nhanh: Tốc độ lọc 25 m/h trở lên.
o Theo chế độ chảy
Bể lọc trọng lực là bể lọc hở không áp
Bể lọc áp lực là bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ áp lực nước
phía trên lớp vật liệu lọc


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
III – BỂ LỌC
Phân loại:
oTheo chiều của dòng nước
Bể lọc xuôi: cho nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống như bể
lọc chậm, bể lọc nhanh thông thường.
Bể lọc ngược: nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ dưới lên như bể lọc
tiếp xúc.
Bể lọc hai chiều: nước chảy qua lớp vật liệu lọc theo cả hai chiều từ
trên xuống, từ dưới lên, thu nước ở giữa.
o Theo số vật liệu lọc
Bể lọc một lớp vật liệu lọc.
Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc.

A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
III – BỂ LỌC
Phân loại:
o Theo cỡ hạt vật liệu lọc
Bể lọc hạt bé (ở bể lọc chậm) kích thước hạt của lớp trên cùng bé
hơn 0,4mm.
Bể lọc hạt trung bình (kích thước lớp hạt trên cùng bé bể hơn 0,4
-0,8mm).
Bể lọc hạt cỡ lớn (kích thước lớp hạt trên cùng lớn hơn 0,8mm)
dùng để lọc sơ bộ.
o Theo cấu tạo lớp vật liệu lọc
Bể lọc có lớp vật liệu lọc dạng hạt.
Bể lọc lưới: nước cho qua lưới lọc kim loại hoặc vật liệu xốp.
Bể lọc có màng lọc: nước đi qua màng lọc được tạo thành trên bề
mặt lưới đỡ hoặc lớp vật liệu rỗng.


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
III – BỂ LỌC
3.1 Bể lọc chậm
3.1.1 Giới thiệu
- Vận tốc lọc v < 0.5 m/h → hình thành màng lọc dày khoảng 2-3cm
(sau 1 ÷ 2 ngày).
- Bể lọc chậm dùng để lọc nước thải không đông tụ, có hiệu quả rất
cao trong việc khử cặn lơ lửng và làm trong nước. Hiệu suất làm
việc tối ưu khi hàm lượng cặn lơ lửng nhỏ hơn 10mg/L.
- Đối tượng:
Quy Mô nhỏ (nông thôn), công suất <1000m3/ngày.
Nguồn nước có độ đục thấp NTU <40 hay SS <50mg/l.

A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
III – BỂ LỌC
3.1 Bể lọc chậm
3.1.1 Giới thiệu
- Ưu điểm:
• Cấu tạo và quản lý đơn giản, giá thành thấp.
• Chất lượng nước lọc tốt và luôn ổn định.
• Không đòi hỏi người vận hành có trình độ nghề nghiệp cao.
• Bể lọc chậm có thể chịu được những đợt sốc ngắn hạn (2-3 ngày)
do tăng hàm lượng chất bẩn trong nước thô, cũng như tăng lưu lượng
nước thô.
• Nước lọc có tính ăn mòn thấp.
• Không sử dụng hóa chất.
• Khử được các vi sinh vật kể cả vi trùng E.coli và các vi trùng gây
bệnh khác.


A – QUÁ TRÌNH LỌC – BỂ LỌC
III – BỂ LỌC
3.1 Bể lọc chậm
3.1.1 Giới thiệu
- Nhược điểm:
• Do tốc độ lọc rất thấp  diện tích bề mặt lớn, đòi hỏi diện tích xây
dựng lớn.
• Mau bị tắc khi hàm lượng rong, tảo trong nước thô vượt quá mức
cho phép.
• Nếu thời gian ngừng hoạt động liên tục quá 1 ngày đêm, xảy ra
hiện tượng phân hủy yếm khí màng lọc, tạo ra bọt khí và mùi hôi làm
xấu chất lượng nước lọc.