Bể tuyển nổi là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Bể tuyển nổi là gì? Bể tuyển nổi là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong quá trình lọc nước. Với những ưu điểm vượt trội trong việc loại bỏ các hạt cặn lơ lửng, dầu mỡ và các tạp chất hữu cơ khác khó lắng đọng, bể tuyển nổi đang là lựa chọn hàng đầu trong nhiều hệ thống xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt. Trong bài viết này, Thiết Bị Ngành Nước Song Phụng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về bể tuyển nổi.

Bể tuyển nổi là gì?

Bể tuyển nổi, còn gọi là bể DAF (Dissolved Air Flotation), là thiết bị xử lý nước thải dùng để tách các hạt rắn lơ lửng, dầu mỡ và các chất không hòa tan ra khỏi nước dựa trên nguyên tắc hòa tan không khí trong nước dưới áp suất cao, sau đó giải phóng không khí ở áp suất khí quyển trong bể. Không khí thoát ra dưới dạng các bong bóng nhỏ bám vào các hạt chất lơ lửng, làm cho chúng nổi lên bề mặt nước, từ đó dễ dàng loại bỏ bằng cần gạt skimmer

Cấu tạo của bể tuyển nổi

Bể tuyển nổi là thiết bị quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải, được thiết kế chủ yếu dưới hai dạng: hình trụ và hình vuông. Một hệ thống bể tuyển nổi hoàn chỉnh thường bao gồm các bộ phận chính sau:

• Bể chính bằng thép không gỉ, đảm bảo độ bền và chống ăn mòn.
• Hệ thống truyền động gồm ổ đĩa và bơm để cấp khí hoặc tạo áp lực phù hợp.
• Các ống dẫn được tích hợp để phân phối khí/nước đều trong bể.
• Cảm biến theo dõi áp suất và lưu lượng giúp kiểm soát quá trình ổn định.
• Chương trình điều khiển chất lượng nhiều cấp độ nhằm tối ưu hiệu suất vận hành.
• Bộ giám sát độ dày lớp bùn trong bể.
• Hệ thống giám sát tổng chất rắn lơ lửng (TSS).
• Bảng điều khiển trung tâm cho phép cài đặt và điều chỉnh hệ thống linh hoạt.

Ứng dụng của bể tuyển nổi

Bể tuyển nổi (DAF) được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực xử lý nước thải. Dưới đây là một số ứng dụng điển hình của bể tuyển nổi:

• Xử lý nước thải thủy sản: Loại bỏ hiệu quả các chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, váng sữa có trong nước thải từ các nhà máy chế biến thủy sản.
• Xử lý nước thải thuộc da: Giúp tách các hạt cặn hữu cơ và chất không hòa tan trong nước thải ngành thuộc da.
• Xử lý nước thải công nghiệp: Áp dụng rộng rãi trong các ngành như hóa dầu, cơ khí, sản xuất giấy, chế biến khoáng sản, bánh kẹo, giết mổ gia súc… để loại bỏ các chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, dung môi hữu cơ.
• Xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải khu du lịch, khách sạn: Giúp làm sạch nước thải sinh hoạt, loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ.
• Các hệ thống xử lý nước thải khác: Bể tuyển nổi còn được sử dụng trong nhiều hệ thống xử lý nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, khó lắng, cần tách dầu mỡ và chất hoạt động bề mặt

Các thông số thiết kế bể tuyển nổi

Các thông số thiết kế bể tuyển nổi

• Thời gian lưu nước tại bể: 20 – 60 phút
• Tỷ số A/S (Air/Sludge): 0,02 – 0,45
• Thời gian lưu nước tại bồn khí tan: 0,5 – 3 phút
• Tải trọng bề mặt: 2 – 350 m³/m²/ngày
• Áp lực khí nén: 3,5 – 7 atm
• Lượng không khí tiêu thụ: 15 – 50 l/m³

Vị trí lắp đặt bể tuyển nổi

Để lắp đặt bể tuyển nổi, bạn cần phải lựa chọn vị trí sao cho phù hợp. Thông thường trí lắp đặt của bể DAF thường khác nhau trong các hệ thống xử lý nước thải. Bể DAF thường được đặt ở bước đầu tiên trước khi nước thải vào hệ thống xử lý. Khi đó những chất béo, dầu mỡ, các chất ô nhiễm sẽ được lọc bỏ. Ngoài ra, bể DAF cũng được lắp ở cuối hệ thống xử lý nước nhằm mục đích làm trong nước.

Quy trình xử lý nước thải tại bể tuyển nổi

Phản ứng keo tụ trong ống

Nước thải sẽ được bơm vào bể tuyển nổi và đi qua hệ thống ống keo tụ có hình dạng ziczac. Tại đây, những keo tự như: Nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua hoặc polychloride được bổ sung vào.

Chức năng chính của keo tụ đó là làm mất tính ổn định của các hạt lơ lửng trong nước, khiến chúng kết hợp thành từng cụm lớn hơn. Quá trình này tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tách chất rắn và lỏng ở giai đoạn tiếp theo.

Phản ứng bong bóng

Nước thải sau khi được làm sạch sẽ được bơm và một bình áp suất nhỏ. Tại đây, chúng ta cũng sẽ bơm khí nén vào. Việc này giúp cho nước thải bão hoà với áp suất của không khí. Dòng nước sẽ được tái chế trước khi đi vào bể tuyển nổi, di chuyển qua van giảm áp khiến cho không khí thoát ra bên ngoài theo dạng bong bóng nhỏ.

Các bong bóng này hình thành và bám vào bề mặt của các hạt lơ lửng trong nước. Khi số lượng bong bóng tăng lên, lực nâng do các bong bóng tạo ra sẽ nhanh chóng vượt qua trọng lực, làm cho những hạt này nổi lên bề mặt. Sau khi nổi lên, các hạt lơ lửng sẽ được loại bỏ bằng máy gạt bỏ. Nước đã được làm trong sẽ được dẫn thoát ra khỏi bể tuyển nổi.

Hỗ trợ phân tách

Một số bể tuyển nổi được trang bị thêm các tấm lamelas hoặc tấm IPS dạng nghiêng hoặc song song nhằm tăng diện tích bề mặt phân tách, giúp quá trình tách cặn diễn ra hiệu quả hơn.

Phân loại các loại bể tuyển nổi hiện nay

Bể tuyển nổi hiện nay được phân loại chủ yếu theo hai tiêu chí: theo hình dạng và theo tính chất, chức năng.

Phân loại hình dạng

• Bể tuyển nổi hình tròn: Có hiệu quả xử lý cao hơn do khả năng phân phối khí và dòng chảy tốt hơn. Thời gian lưu nước ngắn, tốc độ xử lý vượt trội.
• Bể tuyển nổi hình chữ nhật: Thời gian lưu nước lâu hơn so với bể tròn, có thể làm chậm quá trình xử lý. Thiết kế đơn giản, dễ thi công nhưng hiệu quả xử lý thường thấp hơn bể tròn.

Phân loại theo tính chất và chức năng

• Bể tuyển nổi cơ học: Sử dụng quá trình tuyển chọn cơ học để loại bỏ các hạt chất lơ lửng.
• Bể tuyển nổi chân không: Sử dụng áp suất chân không để hút các hạt chất lơ lửng lên bề mặt.
• Bể tuyển nổi áp lực: Sử dụng áp suất nước để đẩy các hạt chất lơ lửng nổi lên mặt nước.
• Bể tuyển nổi hóa học: Kết hợp với việc sử dụng các hóa chất keo tụ để tăng hiệu quả tách các hạt rắn, dầu mỡ trong nước thải.

Thông số thiết kế của bể sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng đơn vị. Một số thông số quan trọng bao gồm:

• Diện tích bề mặt bể.
• Lưu lượng nước xử lý.
• Áp suất khí tán.
• Tỷ lệ rắn/lỏng.
• Thời gian để lưu trú nước trong bể.

Các thông số này cần phải được điều chỉnh nhằm đảm bảo hiệu suất tốt nhất trong quá trình loại bỏ chất ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước xử lý.

Nghiên cứu thêm: Vai trò của bể điều hòa trong xử lý nước thải hiện nay

Ưu và nhược điểm của hệ thống bể tuyển nổi

Ưu điểm

• Loại bỏ hiệu quả những loại hạt cặn hữu cơ khó lắng đọng như váng dầu, mỡ, váng sữa, …
• Có thể xử lý chất rắn lơ lửng với tỷ lệ lên đến 90 – 95%.
• Thời gian lưu nước ngắn, góp phần giảm thời gian xử lý và thể tích cho các công trình phía sau.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư và vận hành tương đối cao, đặc biệt là khi cần phải bảo dưỡng thiết bị.
• Yêu cầu kỹ thuật viên cần phải có trình độ chuyên môn cao.
• Cấu tạo phức tạp khiến quá trình kiểm soát áp suất tương đối khó khăn.

Lưu ý khi vận hành bể tuyển nổi

Khi vận hành bể tuyển nổi (DAF), cần lưu ý các điểm sau để đảm bảo hiệu quả và ổn định hệ thống:

• Kiểm tra áp suất khí nén đảm bảo đạt tối thiểu 6.5 kg/cm² trước khi khởi động hệ thống
• Điều chỉnh van xả áp mở khoảng 1/2 đến 3/4 vòng và chỉnh van kim theo lưu lượng kế
• Khởi động bơm áp sau khi kiểm tra van và đảm bảo áp suất ổn định không giảm quá 1/3
• Tránh để ống phân tán hoạt động nếu khí nén không được cung cấp đủ và liên tục
• Thực hiện bảo dưỡng định kỳ kiểm tra đồng hồ áp suất và vệ sinh ống phân tán 2 lần mỗi năm
• Tắt thiết bị đúng trình tự đóng van trước sau đó ngắt bơm và dừng khí nén
• Nếu không sử dụng trên 3 ngày nên xả nước sạch qua ống phân tán vài phút trước khi tắt hoàn toàn
• Không thay đổi các cài đặt về mực nước van dẫn khí và hóa chất khi dừng thiết bị
• Theo dõi áp suất ống khí đạt mức 4 đến 6 kg/cm² và kiểm tra chất lượng nước sau xử lý
• Đào tạo nhân viên vận hành nắm rõ quy trình và nguyên lý hoạt động để xử lý kịp thời sự cố

Bài viết đã giúp chúng ta tìm hiểu về bể tuyển nổi là gì, cấu tạo, các thông số và phản ứng bên trong bể tuyển nổi. Qua đó, chúng ta đã thấy được ưu và nhược điểm của hệ thống bể tuyển nổi, từ khả năng loại bỏ hiệu quả các loại hạt cặn hữu cơ và chất rắn lơ lửng đến những thách thức về chi phí và yêu cầu kỹ thuật. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào hoặc cần tư vấn thêm, hãy liên hệ ngay với Thiết Bị Ngành Nước Song Phụng để được hỗ trợ chi tiết và kịp thời.

Tìm hiểu thêm về các bể lọc khác:

• Hướng dẫn tự xây bể lọc nước 3 ngăn với các bước đơn giản
• Bể lọc chậm trong ngành xử lý nước: Cấu tạo và cách hoạt động