Quá trình lắng là quá trình tách các hạt lơ lững bằng trọng lực. Nhưng đối với những chất rắn có kich thước quá nhỏ thì quá trình lắng không thể tách được các hạt này, vì vậy người ta phải dùng một phương pháp khác để tách các hạt có kích thước nhỏ. Phương pháp đó chính là phương pháp lọc trong xử lý nước thải.
Quá trình lọc trong xử lý nước thải
Quá trình lọc hoàn chỉnh mục đích là lọc và làm sạch. Hai pha lọc và làm sạch diễn ra liên tục thì gọi là lọc liên tục, hai pha lọc và làm sạch kế tiếp nhau thì được gọi là bán liên tục.
Trong quá trình lọc người ta sử dụng vật liệu lọc xếp thành vách (vách lọc), quá trình lọc diễn ra nhờ sự chênh lệch giữa hai bên vách lọc và vật liệu xếp thành cột (cột lọc), quá trình lọc diễn ra dưới áp lực của thủy tĩnh của cột chất lỏng.
Năng suất của thiết bị lọc được tính theo công thức:
Trong đó:
V: Thể tích nước lọc sau khoảng
F: Diện tích bề mặt lọc
t: Thời gian lọc
ΔP: Hiệu số áp suất
µ: Độ nhớt động lực nước lọc
Rh , RV : Trỡ lực của lớp bã và của vách ngăn lọc
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc như đặc tính của nước lọc, đặc tính của nước cần lọc, vận tốc lọc và các thông số hóa học.
Trong quá trình lọc vật liệu vách lọc gồm có: Tấm kim loại đúc lỗ, lưới thép không gỉ, vải, thủy tinh, amiang và sợi tổng hợp.
Vật liệu cột lọc gồm có: Cát thạch anh, than cốc, sỏi nghiền, than nâu, than bùn và than gỗ.
Các cơ chế lọc
Cơ chế lọc qua khe được chia thành hai cơ chế đó là cơ học và cơ chế tiếp xúc ngẫu nhiên.
Cơ chế lọc cơ học là những hạt có kích thước lớn hơn khe rỗng giửa các hạt vật liệu lọc sẽ bị giữ lại theo nguyên tắc cơ học.
Cơ chế tiếp xúc ngẫu nhiên là các hạt có kích thước nhỏ hơn khe rỗng trong quá trình chuyển động qua lớp vật liệu sẽ bị giữ lại. Số sự tiếp xúc các khe có kich thước nhỏ hơn kích thước các hạt cặn một cách ngẫu nhiên.
Cơ chế lắng: là các hạt lắng trên lớp vật liệu lọc.
Cơ chế nén: chặt là các hạt sẽ không chuyển động theo dòng chảy.
Cơ chế bị chặn: Nhiều khi chuyển động cùng với dòng nước sẽ bị giữ lại khi tiếp xúc với bề mặt của hạt vật liệu.
Cơ chế bám dính: Các bông cặn sẽ bị dính bám vào bề mặt của lớp vật liệu khi chuyển động qua lớp này và do lực của dòng chảy, một số bông cặn bị cắt nhỏ trước khi trở nên bị dính chặt và đẩy sâu vào lớp vật liệu lọc.
Cơ chế hấp phụ: là tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước thải. Có hai loại hấp phụ đó là hấp phụ hóa học (tương tác các chất bẩn hòa tan với các chất rắn) và hấp phụ vật lý (tách các chất đó bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn).
Cơ chế tạo bông: Các hạt lớn có tốc độ lắng hơn, khi va chạm với các hạt nhỏ sẽ dính kết với chúng và tạo thành những bông cặn có kích thước lớn hơn.
Sự tăng trưởng sinh học: Quá trình sinh trưởng màng vi sinh vật của các vi sinh xử lý nước thải trên bề mặt các hạt vật liệu sẽ giảm thể tích của các lỗ rỗng và có thể làm tăng khả năng tách loại các hạt cặn.
Cơ chế lọc trong xử lý nước thải
Phân loại các hệ thống lọc trong xử lý nước thải
Các hệ thống lọc gồm có lọc theo dòng học, theo vật liệu lọc, theo áp lực lọc, theo PP kiểm tra lưu lượng và theo kiểu hoạt động. Bạn có thể tham khảo một số hình ảnh dưới đây cho từng loại hệ thống lọc.
Hệ thống lọc liên tục