Tài liệu tổng hợp toàn diện về cấu tạo, nguyên lý và các thông số công nghệ của hệ thống tuyển nổi áp lực hòa tan không khí DAF. Nội dung cung cấp chi tiết sơ đồ vận hành, tải trọng bề mặt, thời gian lưu nước thủy lực và cẩm nang tính toán kích thước công trình.
NỘI DUNG BÀI VIẾT
Bể tuyển nổi (DAF - Dissolved Air Flotation) nhằm phân tách các thành phần chất rắn lơ lửng và dầu mỡ khó lắng ra khỏi pha lỏng. Để đạt được kết quả cần xác định rõ điều kiện vận hành, vị trí lắp đặt cụ thể cũng như các phương pháp tính toán tối ưu cho công trình này.
Quyết định lựa chọn và xây dựng bể tuyển nổi phụ thuộc hoàn toàn vào các đặc tính lý hóa của dòng thải đầu vào.
Công trình này được đưa vào vận hành khi hàm lượng dầu mỡ hoặc chất lơ lửng trong nước thải vượt quá tiêu chuẩn cho phép đối với các công trình đơn vị tiếp theo trong sơ đồ hệ thống. Việc phân tách bớt các thành phần giúp giảm thiểu đáng kể tải trọng ô nhiễm, bảo vệ các công trình xử lý sinh học phía sau khỏi nguy cơ bị bám dính chất béo làm giảm hiệu suất trao đổi oxy.
Giai đoạn đầu (Tiếp nhận và lược rác): Dòng nước thải đầu vào trước tiên sẽ đi qua hệ thống song chắn rác để loại bỏ các tạp chất thô có kích thước lớn nhằm bảo vệ các cụm bơm phía sau.
Giai đoạn tách cát và dầu thô: Nước thải tiếp tục di chuyển qua bể lắng cát để loại bỏ các hạt cặn vô cơ. Đối với các hệ thống có lưu lượng dòng thải lớn với thông số Q >= 100 m3/ngd và nồng độ chất ô nhiễm đặc thù C >= 100 mg/L, dòng thải sẽ được chuyển tiếp qua bể tách dầu nhằm phân tách các hạt dầu tự do có kích thước đường kính d ~ 80-100 μm.
Quy trình quản lý chất thải phụ trợ: Rác thải tách ra từ song chắn được đưa vào thùng chứa để chuyển cho đơn vị chức năng thu gom, xử lý. Cát từ bể lắng cát được dẫn ra sân phơi cát trước khi chuyển giao đơn vị thu gom. Lượng váng dầu thô thu được từ bể tách dầu sẽ chuyển vào thùng chứa chuyên dụng để đưa tới nhà máy xử lý chất thải nguy hại hoặc thực hiện các biện pháp tái sử dụng phù hợp.
Sau khi đi qua công trình tuyển nổi, dòng nước thải di chuyển tuần tự qua các hạng mục công nghệ tiếp theo của trạm:
Bể lắng đợt 1: Lắng giữ các chất rắn có khả năng lắng trọng lực.
Quá trình xử lý sinh học: Phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan. Hệ thống này được hỗ trợ bởi cụm cấp khí để duy trì nồng độ oxy hòa tan cho vi sinh vật.
Bể lắng đợt 2 : Phân tách bùn sinh học ra khỏi pha lỏng. Lượng bùn này một phần được tuần hoàn lại bể sinh học, phần bùn dư được dẫn về cụm nén bùn thải trước khi đưa đến các cơ sở xử lý bùn và chất rắn. Bùn sau nén cùng dòng nước tách bùn được quản lý theo chu trình khép kín.
Khử trùng và xả thải: Nước trong sau lắng đợt 2 qua bể lọc – cụm này có tích hợp bể chứa nước rửa lọc để cấp nước rửa ngược quay lại đầu bể lắng đợt 1. Cuối cùng, nước được hòa trộn hóa chất khử trùng Clo qua thiết bị trộn, lưu giữ tại bể tiếp xúc trước khi chuyển thành dòng sạch xả ra nguồn tiếp nhận.
Hệ thống còn bố trí bể điều hòa lưu lượng tách dòng để giảm thiểu ảnh hưởng của lưu lượng đỉnh.
Hệ thống thiết bị tuyển nổi áp lực hòa tan không khí DAF được chia thành hai mô hình cấu tạo chính dựa trên đặc điểm của đường dòng áp lực: hệ thống không có dòng tuần hoàn và hệ thống có dòng tuần hoàn. Tuy nhiên, module phân tách cốt lõi luôn nằm ở bể tuyển nổi nơi tích hợp cơ chế thu gom váng nổi bề mặt và cặn lắng đáy.
Toàn bộ lượng nước thải đầu vào được hòa trộn với hóa chất và gia áp trực tiếp cùng không khí trước khi vào bể phân tách. Cấu trúc dòng chảy và trang thiết bị bao gồm:
Đường ống cấp nước thải thô đầu vào .
Bồn chứa hóa chất keo tụ cùng bơm định lượng để đưa hóa chất vào dòng thải.
Bộ phận trộn cơ học giúp hóa chất phân tán đều.
Bơm gia áp hút hỗn hợp nước thải đẩy trực tiếp vào bồn tạo áp cùng với dòng khí nén được cấp liên tục.
Hỗn hợp bão hòa khí dưới áp suất cao di chuyển qua van điều khiển áp suất để giảm áp đột ngột trước khi phun vào bể tuyển nổi chính .
Tại đây, lớp váng bùn dày nổi lên bề mặt được thu gom bằng thiết bị gạt, nước trong đi qua tấm chắn thoát ra ngoài theo đường nước sạch . Phần cặn nặng lắng xuống đáy được thiết bị cào bùn đáy tập trung và đưa ra ngoài qua đường xả cặn.
Đối với nguồn nước thải nhiễm bẩn nặng hoặc chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng rất cao, mô hình tuần hoàn được ưu tiên sử dụng để ngăn ngừa hiện tượng tắc nghẽn bồn tích áp và cánh bơm.
Điểm đặc trưng là dòng gia áp bão hòa khí là một phần nước trong sau xử lý được quay vòng lại với tỷ lệ tuần hoàn thiết kế từ 15% đến 120%. Sơ đồ cấu tạo chi tiết gồm:
Nước thải thô đi theo đường Influent feed line, tiếp nhận hóa chất từ Chemical mix tank nhờ thiết bị châm, qua bộ phận trộn rồi đi thẳng vào bể tuyển nổi chính mà không qua cụm bơm áp lực.
Dòng nước trong đi ra một phần được trích lại làm dòng tuần hoàn hoặc kết nối với nguồn cấp phụ trợ lấy từ bể lắng đợt 1 hoặc nước thải sau xử lý của toàn trạm.
Bơm áp lực hút dòng tuần hoàn này đẩy vào bồn tạo áp phối hợp với dòng khí nén cấp vào để bão hòa khí.
Dòng áp lực cao sau bồn chứa đi qua van điều khiển áp suất để giảm áp và hòa trộn trực tiếp với dòng nước thải thô ngay tại vị trí cửa vào của bể tuyển nổi chính. Quy trình tách váng nổi, chức năng tấm chắn, thu gom cặn đáy và đường xả cặn vận hành đồng bộ như mô hình không tuần hoàn.
Hiệu quả loại bỏ váng cặn phụ thuộc hoàn toàn vào chuỗi biến đổi vật lý diễn ra liên tục. Tất cả các công đoạn này diễn ra khép kín trước và trong bể tuyển nổi để đạt hiệu quả tối ưu, bao gồm 6 bước công nghệ tiêu chuẩn:
Cấp không khí vào dòng nước: Khí nén được đưa vào pha lỏng dưới áp suất cao để chuẩn bị cho quá trình hòa tan.
Hòa tan không khí vào nước: Không khí được nén mạnh và hòa tan vào pha lỏng để tạo thành dung dịch bão hòa khí. Tốc độ của quá trình này phụ thuộc chặt chẽ vào phương pháp và hiệu quả khuấy trộn giữa không khí và nước. Các giải pháp kỹ thuật áp dụng bao gồm: sử dụng thiết bị sục khí với thông số vận hành 0.8 lít/phút trong thời gian từ 2 đến 3 phút, thiết kế ống có áp với bơm gia áp đặt cách bể tuyển nổi tối thiểu từ 50 đến 60 m, hoặc vận hành cụm bồn tạo áp bão hòa.
Tạo bọt khí từ dung dịch bão hòa: Khi dòng áp lực đi qua van giảm áp, áp suất sụt giảm nhanh về áp suất khí quyển, làm giảm độ hòa tan đột ngột và giải phóng ra hàng triệu bọt khí siêu vi.
Kết dính bọt khí: Các bọt khí siêu nhỏ va chạm và liên kết với nhau tạo thành các cụm bọt khí có kích thước phù hợp cho quá trình tuyển nổi.
Bám dính cặn vào bọt khí: Các bông cặn keo tụ và hạt váng dầu bám chặt vào bề mặt các cụm bọt khí nhờ các lực tương tác bề mặt.
Tách cặn ra khỏi nước trong bể tuyển nổi: Tỷ trọng tổng thể của tổ hợp cặn và bọt khí giảm xuống thấp hơn tỷ trọng của nước, tạo lực đẩy đưa chúng nổi nhanh lên bề mặt và tách hoàn toàn ra khỏi pha lỏng.
Cần phân định rõ quy mô lưu lượng dòng thải để lựa chọn cấu hình hình học phù hợp cho công trình. Quy chuẩn thiết kế hình học dựa trên công suất trạm được quy định cụ thể như sau:
Bể dạng hình chữ nhật: Được áp dụng khi lưu lượng nước thải của trạm ở quy mô nhỏ, cụ thể là Q < 100 m3/h. Thông số kích thước hình học tiêu chuẩn yêu cầu chiều sâu lớp nước dao động từ 1.0 đến 1.5 m và thời gian tuyển nổi thiết kế kéo dài khoảng 20 phút.
Bể dạng hình tròn: Được áp dụng cho các trạm xử lý có công suất lớn với thông số lưu lượng Q > 100 m3/h. Đối với cấu hình hình học này, thông số bắt buộc là chiều sâu lớp nước trong bể phải đạt giá trị từ 3.0 m trở lên.
Bên cạnh hình dáng hình học, các thông số thủy động học sau đây là bắt buộc phải tuân thủ trong quá trình tính toán công nghệ DAF:
Tải trọng bề mặt thủy lực : Định mức thiết kế tiêu chuẩn dao động từ 3 đến 10 m3/m2.h.
Thời gian lưu nước thủy lực: Thời gian lưu nước trong bể tuyển nổi yêu cầu từ 20 đến 40 phút để đảm bảo váng cặn nổi lên hoàn toàn.
Lượng không khí cấp vào hệ thống: Yêu cầu định mức từ 15 đến 50 L/m3 H2O , tương đương khoảng 3% đến 5% thể tích lượng nước cần xử lý.
Thời gian bão hòa khí: Thời gian lưu giữ dòng nước trong bồn tích áp để hòa tan không khí yêu cầu duy trì từ 1 đến 3 phút.
Diện tích bề mặt bể: Được tính toán xác định dựa trên các thông số về vận tốc nổi của chất rắn dao động từ 8 đến 160 L/m2.phút, nồng độ chất rắn đầu vào, mức độ yêu cầu tách cặn và tải trọng bề mặt của chất rắn tính bằng đơn vị kg/m2.h.
Một thông số nền tảng quyết định trực tiếp đến việc tính toán diện tích bề mặt của thiết bị DAF chính là tải trọng bề mặt chất rắn, biểu thị bằng đơn vị kg/m2.h. Tùy thuộc vào đặc tính công nghệ và nguồn gốc của loại bùn đưa vào xử lý, tải trọng này sẽ thay đổi rõ rệt.
| Loại chất rắn đưa vào xử lý | Tải trọng bề mặt thông thường (kg/m2.h) | Tải trọng tối đa khi có hóa chất trợ lắng (kg/m2.h) | Lượng hóa chất tiêu hao định mức (kg hóa chất) |
| Bùn hoạt tính hỗn hợp | 1.2 - 3.0 | Đến 10 | Đến 10 |
| Bùn hoạt tính – lắng | 2.4 - 4.0 | Đến 10 | Đến 10 |
| Bùn từ bể lắng 1 + Bùn hoạt tính | 3.0 - 6.0 | Đến 10 | Đến 10 |
| Bùn bể lắng 1 + Bùn từ trickling filter | 4.0 - 6.0 | Đến 10 | Đến 10 |
| Bùn từ bể lắng 1 | 4.0 - 6.0 | Đến 10 | Đến 10 |
Quá trình châm hóa chất keo tụ cho phép đẩy tải trọng bề mặt chất rắn lên mức tối đa đạt đến 10 kg/m2.h đối với tất cả các loại bùn xử lý, từ đó thu gọn đáng kể diện tích xây dựng và tối ưu hóa mặt bằng trạm công nghiệp.
Tóm lại, việc xây dựng và vận hành một bể tuyển nổi hoạt động ổn định, đạt hiệu suất phân tách cao đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa tính toán thủy lực và kiểm soát quá trình bão hòa khí nén. Việc nắm vững các thông số định mức về tải trọng bề mặt, thời gian lưu nước thủy lực giúp tối ưu hóa công nghệ, đảm bảo chất lượng nước đầu ra luôn đáp ứng các tiêu chuẩn xử lý nghiêm ngặt.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC TRUNG DIỆP TÍN
Địa chỉ: 1232 Tỉnh Lộ 10, Khu Phố 5, Phường Tân Tạo, Quận Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh
Số 2 Nguyễn Văn Cự, Phường Tân Tạo, TP. Hồ Chí Minh
Hotline: 0908.394.311
Website: xulynuoctrungdieptin.com
Facebook: https://www.facebook.com/xulynuoc.trungdieptin/
Fanpage: https://www.facebook.com/congtyxulynuocTrungDiepTin/
Youtube: https://www.youtube.com/@xulynuoctrungdieptin6686
Tiktok: https://www.tiktok.com/@xlntrungdieptin
Email: trungdieptin@yahoo.com.vn | xlntrungdieptin@gmail.com.
.jpg "Lõi lọc sợi quấn Cpp 20inch")
