THIẾT BỊ LỌC TỰ ĐỘNG KHÔNG VAN VÀ THIẾT BỊ LỌC LIÊN TỤC

I. Lọc tự động không van (Automatic Valveless Gravity Filter)

a. Giới thiệu

Hệ lọc tự động không van gồm 3 phần chứa chủ yếu: 1 ngăn chứa nước rửa lọc, ngăn thứ 2 chứa vật liệu lọc và ngăn cuối cùng thu nước sau lọc. Thiết bị được vận hành mà không cần cung cấp năng lượng bên ngoài.

Hình 1. Lọc tự động không van

Ngăn rửa lọc được thiết kế để giữ lượng nước rửa lọc thích hợp – chiều cao mực nước luôn được giữ ở một độ cao nhất định, vì thể tích rửa lọc luôn cố định. Tổn thất thủy lực khi đi qua lớp vật liệu lọc từ 1.2 – 1.5m, theo kinh nghiệm cho thấy khi điều kiện vận hành tổn thất thủy lực trong khoảng như trên thì không cần rửa bề mặt hoặc rửa ngược bằng khí vì điều này dẫn tới việc phá vỡ lớp bề mặt trên lớp vật liệu lọc.

Bảng a. Thông số của vật liệu lọc

b. Nguyên lý hoạt động

Nước thô dẫn tới bồn cao vị (2) chảy thông qua ống dẫn nước vào (3) và bồn chứa (4) để giảm áp lực và vận tốc trước khi dẫn trực tiếp đến phần chứa vật liệu lọc (7), sau đó qua lớp vật liệu lọc (8) giúp giữ lại bụi, đất, chất rắn lơ lửng có trong nước. Không khí tập trung ở phần trên của bồn chứa (4) sẽ được dẫn lên bồn cao vị (2) thông qua ống thông (5). Chụp lọc (9) được bố trí đều phía dưới lớp cát lọc (9) để thu nước đến ngăn chứa nước sau lọc (10), nước dâng ngược lên ngăn chứa nước rửa lọc (13), tràn vào ống dẫn nước ra (14) nhờ ống trung chuyển (12).

Hình 2. Quá trình lọc của bồn lọc tự động

Trong quá trình lọc, tạp chất không ngừng tăng lên dẫn đến tổn thất áp lực cũng tăng lên theo, do đó mực nước trong ống xi phông ngược (15) không ngừng tăng lên cao. Nước chảy vào ống khởi tạo xiphong (17) xuống hệ thống bơm phun tia(18), sau khi qua hệ bơm, nước được thu tại bồn (19), theo đó khí từ ống xi phông ngược (15) được thu qua đường hút (20), khí đi xuống hệ bơm tạo thành ejector kéo nước xuống nhanh chóng, điều này giúp một lượng nước lớn chảy lên ống (15) tạo thành xiphong kéo nước chảy ngược kéo theo các chất bẩn ra ngoài theo ống (21). Trong suốt quá trình rửa lọc lượng nước rửa lọc được thải ra gấp 5 lần so với nước vào.

Hình 3. Quá trình rửa lọc của bồn lọc tự động

Khi rửa lọc, nước trong két chứa nước rửa lọc (13) hạ xuống thấp đến vị trí cuối ống phá vỡ hệ xiphong (16), lúc đó khí qua ống (16) vào ống (18) làm phá vỡ chân không, quá trình rửa lọc dừng lại và lại tiếp tục quá trình lọc tiếp theo. Trong thời gian rửa lọc, để tránh nước chảy theo hướng nước rửa, có thể dùng động cơ hay thủy lực khống chế nước chảy vào bể lọc. Khi rửa hệ thống tự động ngừng cấp nước nguồn vào bể lọc, kết thúc quá trình rửa hệ thống mở van cho nước nguồn vào bể lọc.

Hình 4. Công nghệ xử lý nước ngầm - Xử lý nước cấp kết hợp Làm Thoáng - Keo Tụ - Lắng - Lọc tự động

c. Ưu điểm và lưu ý khi vận hành

i. Ưu điểm

Không yêu cầu bơm rửa lọc cho quá trình vận hành.

Không yêu cầu sử dụng điện cho quá trình vận hành.

Không cần van khoá trên hệ thống thiết bị lọc. Không cần xả nước lọc đầu.

Không cần áp lực nước để rửa lọc. Tự động rửa lọc khi vật liệu lọc bẩn.

Sử dụng một lượng nước thô nhỏ từ đầu vào và lượng khí nén thích hợp.

Tự vận hành không có sự điều khiển của công nhân hoặc thiết bị tự động phức tạp.

ii. Một số lưu ý khi vận hành

Kiểm tra lượng vật liệu lọc xem chiều dày có đủ so với thiết kế không, cấp phối vật liệu có bị xáo trộn trước khi cho nước vào không.

Kiểm tra hệ thống van khoá. Kiểm tra toàn bộ các ngăn lọc trong và ngoài xem có hiện tượng gì khác thường không.

Sau khi đổ vật liệu lọc theo các lớp thiết kế, tiến hành thao tác để bể bắt đầu hoạt động.

Khi đưa bể lọc vào làm việc phải cho nước vào bể từ từ để tránh hiện tượng làm xáo trộn vật liệu lọc, và phá vỡ màng lọc.

Không được để khô mặt vật liệu lọc vì nếu cát khô sẽ phá vỡ lớp màng lọc.

Quá trình lọc: Khi lọc nước, tốc độ lọc phải được giữ không đổi trong suốt chu kỳ làm việc của bể. Trong trường hợp cần thiết, muốn thay đổi tốc độ lọc, cần phải thay đổi từ từ, không được phép thay đổi đột ngột.

Quá trình rửa lọc của thiết bị lọc thô: Nước thô sau khi qua ngăn lắng dẫn sang bể lọc thô tiến hành mở van để nước sau rửa lọc ra ngoài rãnh thoát nước.

Quá trình rửa lọc của thiết bị lọc tự rửa: Do là bể lọc tự rửa nên mọi quá trình rửa lọc đều tự động, không cần sự can thiệp của người vận hành.

Hình 4. Hệ thống xử lý nước sạch sinh hoạt – Kết hợp thiết bị lắng lamen – lọc không van

Bảng b. Thông số kích thước của thiết bị lọc không van

IV. Bồn lọc liên tục

a. Giới thiệu

Lọc cát liên tục là thiết bị lọc làm sạch vật liệu lọc liên tục với dòng nước đầu vào được phân phối chảy ngược lên và vật liệu phải nặng hơn nước. Thiết bị được áp dụng rộng rãi ở giai đoạn xử lý bậc ba để xử lý chất rắn lơ lửng và độ đục, nhưng thiết bị cũng có 2 giai đoạn nitrat hóa và khử nitrat hóa.

Một số loại vật liệu lọc thường được sử dụng trong thiết bị lọc liên tục như than hoạt tính, cát thạch anh hoặc một số vật liệu như polyethylene,…. Các vật liệu lọc cần chống lại sự phá vỡ hoặc ăn mòn trong quá trình rửa lọc và suy thoái hóa học bởi các thành phần trong nước thải công nghiệp.

Hình 5. Hệ thống xử lý nước sạch sinh hoạt - Hệ lọc liên tục

Ngoài ra thiết bị còn có thể giảm bớt lượng chất dinh dưỡng:

Loại bỏ phospho hóa học thông qua quá trình kết tủa: Kết hợp với giai đoạn xử lý hóa lý (kết tủa/ keo tụ) các hợp chất photpho hòa tan như orthophosphate được chuyển thành phosphate không hòa tan được giữ lại trong lớp vật liệu lọc.
Nền cát cùng với chất rắn có thể giảm lượng nito nhờ quá trình khử nitrat hóa, nitrat trong nước được chuyển thành khí nito do sự tăng trưởng sinh khối trên bề mặt của vật liệu lọc, tạo ra điều kiên thiếu khí cho quá trình khử nitrat.

b. Nguyên lý hoạt động

Nước chưa được xử lý chảy qua ống đầu vào (1)và xuống bộ phận phân phối đầu vào hình ngôi sao (2) trong lớp lọc cát (3). Từ đó, nước chảy qua lớp cát lọc từ đáy đi ngược lên đỉnh được lọc bởi lớp cát lọc di chuyển ngược dòng với nước xuống tầng lọc.

Hình 6. Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc liên tục

Nước được lọc thoát ra khỏi thiết bị lọc bằng máng tràn (4) và ra ngoài thông qua ống dẫn nước đầu ra (5).

Cát bị ô nhiễm được chuyển đến bộ phận làm dịu vận tốc ở bằng cách sử dụng bơm khí nâng (6) với vận tốc 3 m/s. Từ đó cát rơi xuống bộ phận làm sạch (8), tại đây cát lọc được làm sạch bởi dòng chảy ngược của nước từ dưới lên. Cát được làm sạch rơi trở lại bề mặt của lớp lọc và đóng vai trò như một vật liệu lọc lần nữa. Bộ phân phối cát (9) đảm bảo phân phối đều cát trên toàn bộ khu vực lọc. Nước rửa bị nhiễm bẩn thoát ra khỏi bộ lọc thông qua cửa xả nước (10), để phòng hờ sự cố ống xả đáy (11) được thiết kế nằm ở đáy thiết bị.

c.Ưu điểm

Không cần bơm rửa lọc hay hệ thống rửa lọc phức tạp.

Không cần bồn bể chứa nước lọc hay rửa lọc.

Không bị tắt chụp lọc như các bể lọc thông thường.

Hệ thống dễ vận hành và bảo dưỡng.

Hiệu quả và tiết kiệm được chi phí đầu tư, vận hành.

Hệ thống linh hoạt và tiết kiệm chi phí để xử lý nước thải hiệu quả.

Thiết kế modun để dễ dàng thích ứng với mọi tốc độ dòng chảy.

Lọc liên tục giúp tiết kiệm chi phí vận hành và đầu tư.

Hình 7. Hệ lọc liên tục xây dựng bê tông

Hình 8. Tách shop hệ lọc liên tục bê tông

Nguồn: Báo cáo hiệu quả của bể lọc tự rửa - TS. Lương Văn Anh - Trung tâm Quốc Gia nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn

Automatic Valveless Gravity Filter - INDION

Optimisation of An Autonomous Valveless Gravity Filter for Cost Effective Production of Potable Water for Rural Areas

Một số nhà cung cấp: Parkson, Paques, Veolia, Severn Trent, FB Leopold.

Nhận Cung cấp thiết kế, lắp đặt, thi công các trạm xử lý nước cấp, xử lý nước thải. Lập bản vẽ chi tiết 2D, 3D, Shopdrawing. Đào tạo Revit môi trường cho Doanh nghiệp, Sinh viên, các trường Đại học. Đừng ngừng ngại liên hệ với chúng tôi.

Người viết: KS. Nguyễn Anh Tuấn

KS. Nguyễn Mai Trâm