Giới thiệu về các công nghệ xử lý nước trong thực phẩm
công nghệ xử lý nước trong thực phẩm
PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ
Phương pháp cơ học
Bể lắng đóng vai trò quan trọng trong việc làm sạch sơ bộ nước trước khi đưa vào bể lọc, giúp hoàn thiện quá trình làm trong nước Có nhiều loại bể lắng tùy theo chiều dòng chảy, bao gồm bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng có lớp cặn lơ lửng Trong bể lắng ngang, nước thải chảy theo phương ngang với vận tốc tối đa 16,3 mm/s, thường được áp dụng cho lưu lượng trên 3.000 m3/ngày Ngược lại, bể lắng đứng cho phép nước di chuyển theo phương thẳng đứng với vận tốc 0,3-0,5 mm/s, nhưng hiệu suất lắng của nó thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%.
Trong bể lắng, nước di chuyển theo chiều thẳng đứng từ dưới lên, trong khi các hạt cặn rơi ngược lại từ trên xuống Khi không sử dụng chất keo tụ, các hạt có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dâng của nước sẽ lắng xuống Ngược lại, các hạt có tốc độ rơi nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ dâng sẽ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nước ở phía trên bể.
Khi sử dụng nước có chất keo tụ, các hạt cặn có tốc độ rơi lớn hơn sẽ lắng xuống nhanh chóng, bên cạnh đó, những hạt cặn khác cũng có khả năng lắng xuống Tuy nhiên, hiệu quả lắng đứng không chỉ phụ thuộc vào chất keo tụ mà còn vào sự phân bố đều của dòng nước đi lên và chiều cao vùng lắng cần đủ lớn để các hạt cặn có thể kết dính với nhau.
Bể lắng lớp mỏng có cấu trúc tương tự như bể lắng ngang thông thường, nhưng điểm khác biệt là trong vùng lắng được trang bị các bản vách ngăn bằng thép không gỉ hoặc nhựa Những bản vách ngăn này được nghiêng một góc từ 450 đến 600 so với mặt phẳng ngang và song song với nhau, giúp tối ưu hóa quá trình lắng.
Bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn bể lắng ngang nhờ cấu tạo các bản vách ngăn nghiêng, giúp giảm diện tích bể lắng đến 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy Một ưu điểm nổi bật của bể lắng trong là lớp cặn lơ lửng, cho phép quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa diễn ra ngay trong điều kiện keo tụ tiếp xúc mà không cần xây dựng bể phản ứng.
Bể lắng trong có hiệu quả xử lý vượt trội so với các loại bể lắng khác và yêu cầu diện tích xây dựng nhỏ hơn Mặc dù vậy, cấu trúc của bể lắng trong khá phức tạp và đòi hỏi kỹ thuật vận hành cao Vận tốc nước di chuyển từ dưới lên trong vùng lắng không vượt quá 0,85 mm/s, với thời gian lưu nước khoảng từ 1,5 đến 2 giờ.
Nước được dẫn vào hệ thống phân phối, nơi các hạt cặn lớn lắng xuống Qua vách hướng dòng, chuyển động rối của nước được ngăn chặn, giúp các hạt cặn nhỏ lắng xuống từ từ Nước sạch ở bề mặt được thu lại qua ống thu nước bề mặt.
Nước được xử lý qua ống trung tâm vào giữa ngăn phân phối và sau đó được phân phối vào vùng lắng, nơi nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra ngoài Tại đây, cặn lắng xuống đáy và nước trong sẽ được thu vào máng vòng, sau đó dẫn qua ống sang bể lọc Để thu bùn, thiết bị gạt với dầm chuyển động theo ray vòng được sử dụng, kèm theo giàn cào bằng thép có các bàn gạt ở phía dưới Những bàn gạt này giúp dẫn cặn lắng ở đáy vào phểu và xả ra ngoài qua ống cặn.
Hình 3: Bể lắng ly tâm
2.1.2 Phương pháp lọc bằng màng Membrane
2.1.2.1 Phương pháp vi lọc (MF)
Vi lọc là một quá trình lọc vật lý, trong đó chất lỏng ô nhiễm được tách biệt khỏi vi sinh vật và các hạt lơ lửng thông qua một màng có kích thước lỗ đặc biệt Phương pháp này thường được kết hợp với các quy trình phân tách khác như siêu lọc và thẩm thấu ngược, nhằm đảm bảo sản phẩm cuối cùng không chứa các chất gây ô nhiễm không mong muốn.
Vật liệu màng trong hệ thống vi lọc có thể là hữu cơ hoặc vô cơ, tùy thuộc vào loại chất ô nhiễm cần loại bỏ và ứng dụng cụ thể.
Màng hữu cơ được sản xuất từ nhiều loại polyme như cellulose acetate (CA), polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyethersulfone và polyamide, nhờ vào tính linh hoạt và đặc tính hóa học nổi bật của chúng, mà chúng trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng.
Màng vô cơ được chế tạo từ kim loại thiêu kết hoặc nhôm xốp, có khả năng thiết kế đa dạng về hình dạng và kích thước lỗ, cùng với độ thấm trung bình.
Bộ lọc màn hình giữ lại các hạt và vật chất có kích thước bằng hoặc lớn hơn các khe hở của màn hình, giúp thu thập chúng trên bề mặt màn.
Bộ lọc độ sâu hoạt động bằng cách sử dụng vật chất và các hạt được nhúng trong các hằng số bên trong phương tiện lọc Bề mặt bộ lọc giữ lại các hạt lớn hơn, trong khi các hạt nhỏ hơn được thu giữ ở phần hẹp hơn và sâu hơn của phương tiện này.
Mô-đun màng vi lọc: Tấm và khung (Tấm phẳng)
Mô-đun màng cho vi lọc dòng chết chủ yếu bao gồm cấu hình tấm và khung, với tấm composite phẳng và màng mỏng không đối xứng Màng chọn lọc mỏng được hỗ trợ bởi lớp dày hơn có lỗ chân lông lớn Hệ thống này có thiết kế nhỏ gọn và chắc chắn So với lọc dòng chảy chéo, cấu hình tấm và khung có chi phí đầu tư thấp hơn, nhưng chi phí vận hành lại cao hơn Mô-đun tấm và khung thường được sử dụng cho các ứng dụng quy mô nhỏ và đơn giản, như trong phòng thí nghiệm, để lọc các dung dịch loãng.
PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
Trung hòa - neutralization
Phương pháp trung hòa là phản ứng hóa học giữa axit và kiềm, hoặc giữa muối với axit hoặc kiềm có trong nước thải Tác nhân trung hòa hóa học được chọn để phản ứng với các axit hoặc kiềm trong nước thải.
Để xử lý chất thải chứa axit, các tác nhân trung hòa phổ biến bao gồm đá vôi, đá dolomit (CaMg(CO3)2), vôi các loại, xút và soda (NaHCO3) Quá trình trung hòa có thể được thực hiện theo hai phương thức: gián đoạn hoặc liên tục.
Phương pháp trung hoà thường sử dụng
• Trộn nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm với nhau
• Xử lý nước thải bằng vôi (cho nước thải chảy qua lớp đệm đá vôi)
• Trung hoà bằng xút (NaOH) hoặc soda (Na2CO3)
Na2CO3 + H2CO3 → 2NaHCO3 hay NaOH + H2SO4 → NaHSO4 + H2O NaHSO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O
• Nếu dòng thải thiếu dinh dưỡng (N và P) thì dùng Na3PO4 hoặc NH4H2PO4 thêm vào dung dịch (nếu tiếp theo sẽ là xử lý sinh học)
• Xử lý nước thải chứa kiềm bằng cách sục khí CO2, trung hòa bằng axit sunfuric, axit clohydric (thêm axit H2SO4 hoặc HCl vào dòng thải)
H2CO3 + 2NaOH → Na2CO3 + 2H2O 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6.5 – 8.5 trước khi thải vào nguồn nhận
Trao đổi ion – ion exchange
Là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác hoá học giữa ion trong pha lỏng và ion trong pha rắn
Trao đổi ion là quá trình hóa học trong đó các ion trong pha lỏng thực hiện phản ứng thế với các ion trong pha rắn, chẳng hạn như hạt nhựa trao đổi.
Trao đổi ion là quá trình tương tác giữa dung dịch và pha rắn có tính chất trao đổi, có thể áp dụng cho cả cation và anion hữu cơ lẫn vô cơ Tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng trao đổi ion chủ yếu liên quan đến các chất vô cơ, do các chất hữu cơ thường yêu cầu chất tái sinh với nồng độ cao hoặc cần sử dụng dung môi hữu cơ để loại bỏ chúng.
Có hai phương pháp trao đổi ion chính:
• Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động, vận hành và tái sinh liên tục
Trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên là phương pháp phổ biến trong quá trình vận hành và tái sinh gián đoạn.
Phương pháp trao đổi ion là một kỹ thuật hiệu quả giúp thu hồi các chất có giá trị với độ làm sạch nước cao Nó được ứng dụng rộng rãi trong việc khử muối cho nước cấp và nước thải.
Trong xử lý nước cấp, phương pháp trao đổi ion thường được sử dụng để khử các muối, độ cứng, khoáng, nitrat, màu và các kim loại
Trong xử lý nước thải, phương pháp trao đổi ion hiệu quả trong việc loại bỏ kim loại nặng như kẽm, đồng, crom, nikel, chì, thủy ngân, cadimi, vanadi và mangan, cũng như các hợp chất độc hại như asen, phốt pho, xianua và phóng xạ Phương pháp này không chỉ giúp làm sạch nước đạt tiêu chuẩn cao mà còn cho phép thu hồi các chất có giá trị.
Xử lý triệt để và có tính chọn lọc đối tượng
Nhựa ion là vật liệu bền bỉ, có khả năng tái sử dụng nhiều lần với chi phí thấp và tiêu tốn ít năng lượng Ngoài ra, phương pháp này còn thân thiện với môi trường, giúp hấp thu các chất độc hại trong nước.
Nước tồn tại các hợp chất hữu cơ hay Fe 3+ , chúng sẽ bám dính vào các hạt nhựa ion, làm giảm khả năng trao đổi
Chi phí đầu tư và vận hành khá cao (ít được sử dụng công trình lớn và thường dùng cho trường hợp đòi hỏi mức độ xử lý cao).
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHUYÊN SÂU VỀ NĂNG LƯỢNG (ENERGY INTENSIVE
Khí quyển (Ozone)
Ozone, một phân tử gồm ba nguyên tử oxy, được tạo ra khi không khí hoặc oxy tiếp xúc với hồ quang điện có điện áp cao Ozone là chất khử trùng hiệu quả hơn nhiều so với clo, và đặc biệt không để lại dư lượng khử trùng sau khi chuyển đổi trở lại thành O2 Thời gian bán hủy của ozone trong nước cất ở 20 độ C chỉ khoảng 120 phút.
Ozone được sử dụng nhiều ở Châu Âu để làm sạch nước
Ozone dự kiến sẽ được sử dụng ngày càng nhiều tại Hoa Kỳ để giảm thiểu sự hình thành Trihalomethanes (THMs), một sản phẩm phụ phổ biến trong quá trình khử trùng nước bằng clo THMs thường được phát hiện và đo lường trong các nguồn cung cấp nước công cộng trên toàn thế giới, gây ra lo ngại về ô nhiễm nước Việc áp dụng ozone có thể giúp cải thiện chất lượng nước và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
Công nghệ xử lý nước bằng ozone giúp giảm chi phí duy trì cho các hệ thống xử lý nước Hệ thống này không chỉ giảm thiểu số lượng vi khuẩn mà còn kiểm soát hiệu quả sự hình thành cặn và ăn mòn.
Ozone có khả năng thay đổi điện tích bề mặt của các chất hữu cơ hòa tan và hạt lơ lửng dạng keo, dẫn đến hiện tượng kết tụ vi mô của các chất hữu cơ hòa tan và sự đông tụ của các hạt keo.
Nước thải sinh hoạt tại các khu vực thành thị thường được xử lý bằng Ozone, chủ yếu để sát khuẩn và khử độc, thường sau một hoặc hai lần xử lý thô Phương pháp này không chỉ giúp loại bỏ tàn dư ô nhiễm trong nước thải mà còn bổ sung lượng oxy hòa tan, từ đó ngăn chặn ô nhiễm ra môi trường.
Nước thải công nghiệp, đặc biệt trong ngành nhuộm, cần phải trải qua quy trình xử lý Ozone để loại bỏ màu sắc, thường sau một hoặc hai lần xử lý thô Ozone có khả năng oxy hóa mạnh mẽ, giúp tấn công trực tiếp vào các gốc gây màu và nhanh chóng phá hủy các liên kết của chúng.
Trong xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm, máy Ozone đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu diệt sinh vật và hỗ trợ phân giải vi sinh vật, được sử dụng ba lần trong quy trình xử lý Đối với ngành công nghiệp mạ điện, Ozone được áp dụng để phân hủy hợp chất Carbua nitrat và xử lý oxy hóa bề mặt kim loại nhẹ.
PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ
Quá trình keo tụ tạo bông
Chất keo tụ chủ yếu được sử dụng là Fe(III), Al(III), Al2(SO4)3.14H2O và FeCl3, nhưng phèn sắt thường được ưa chuộng hơn do có nhiều ưu điểm hơn phèn nhôm Để tăng cường hiệu quả lắng, người ta còn sử dụng các chất trợ keo tụ như sét, silicat hoạt tính và polymer, giúp hình thành bông lắng nhanh và đặc chắc.
Phèn sắt: gồm sắt (II) và sắt (III):
Khi cho phèn sắt (II) vào nước thì Fe(II) sẽ bị thuỷ phân thành Fe(OH)2
Fe 2+ + 2H2O =>Fe(OH)2 + 2H + Trong nước có O2 tạo thành Fe(OH)3
27 pH thích hợp là 8 – 9 => có kết hợp với vôi thì keo tụ tốt hơn
Phèn FeSO4 kỹ thuật chứa 47-53% FeSO4
Fe 3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H + Phản ứng xảy ra khi pH > 3.5
Hình thành lắng nhanh khi pH = 5.5 - 6.5
Quá trình khử màu và giảm độ đục trong nước thường sử dụng chất keo tụ để loại bỏ cặn lơ lửng và vi sinh vật Khi thêm chất keo tụ vào nước thô, các hạt mịn sẽ kết hợp thành các bông cặn lớn hơn, nặng hơn, giúp chúng dễ dàng tách ra khỏi nước thông qua lắng trọng lực.
• Muối sắt có ưu điểm hơn muối nhôm
• Hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ nước thấp
• Giá trị tối ưu pH trong khoảng rộng hơn
• Bông bền và thô hơnà lắng nhanh và dễ hơn
• Có thể ứng dụng cho nước có khoảng nồng độ muối rộng hơn
• Có khả năng khử mùi độc và vị lạ do có mặt của H2S
• Tính axit mạnh, làm ăn mòn thiết bị
• Bề mặt các bông ít phát triển hơn
Phương pháp trích ly
Trích ly pha lỏng là phương pháp hiệu quả để xử lý nước thải chứa phenol, dầu, axit hữu cơ và các ion kim loại Phương pháp này thường được áp dụng khi nồng độ chất thải vượt quá 3 – 4g/l, vì lúc này giá trị thu hồi sẽ đủ để bù đắp chi phí cho quá trình trích ly.
• Làm sạch nước bằng trích ly gồm 3 giai đoạn
Trộn nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) tạo ra hai pha lỏng: một pha chứa chất trích ly và chất được trích ly, và một pha gồm nước thải cùng chất trích ly Quá trình này diễn ra trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng.
Phân riêng hai pha lỏng nói trên
Tái sinh chất trích ly
• Để giảm nồng độ chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích ly và vận tốc của nó khi cho vào nước thải.
Phương pháp tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi là kỹ thuật hiệu quả để tách các tạp chất rắn không tan, tạp chất tan hoặc chất lỏng có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng nền.
Nếu sự khác nhau về tỉ trọng tách, gọi là tuyển nổi tự nhiên
Trong xử lý chất thải tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và nén bùn cặn
Phương pháp này có ưu điểm vượt trội so với phương pháp lắng, cho phép khử hoàn toàn các hạt nhỏ nhẹ và lắng chậm trong thời gian ngắn Khi các hạt nổi lên bề mặt, chúng có thể dễ dàng được thu gom bằng bộ phận vớt bọt.
❖ Phân loại và ứng dụng:
Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học
• Các trạm tuyển nổi với phân tán không khí bằng thiết bị cơ học (tuabin hướng trục)
• Được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực khai khoáng cũng như trong lĩnh vực xử lý nước thải
• Các thiết bị kiểu này cho phép tạo bọt khí khá nhỏ
Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén
Tuyển nổi phân tán không khí qua các vòi phun là phương pháp hiệu quả để xử lý nước thải chứa tạp chất có khả năng ăn mòn vật liệu chế tạo và các thiết bị cơ giới như bơm và tuabin với các chi tiết chuyển động.
Tuyển nổi phân tán không khí qua tấm xốp và chụp xốp có cấu tạo ngăn tuyển nổi tương tự như aeroten, giúp tiết kiệm điện năng và không yêu cầu thiết bị cơ giới phức tạp Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong việc xử lý nước thải có tính xâm thực cao.
Tuyển nổi với tách không khí từ nước
Biện pháp này được sử dụng rộng rãi với nước thải chứa chất bẩn kích thướt nhỏ vì nó cho phép tạo bọt khí rất nhỏ
Biện pháp này tạo ra dung dịch nước thải bão hòa không khí, sau đó không khí tách ra thành các bọt khí nhỏ Những bọt khí này nổi lên bề mặt và kéo theo các chất bẩn.
Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hoá học
Khi dòng điện một chiều đi qua nước thải, khí hydro sẽ được sinh ra tại điện cực catot Quá trình này làm nước thải bão hòa với các bọt khí, giúp kéo theo các chất bẩn không tan và hình thành váng bọt trên bề mặt.
Khi nước thải chứa các chất bẩn là các chất điện phân, dòng điện đi qua sẽ làm thay đổi thành phần hóa học và tính chất của nước Điều này dẫn đến sự thay đổi trạng thái của các chất không tan do các quá trình điện ly, phân cực, điện chuyển và oxy hóa khử diễn ra.
Tuyển nổi sinh học và hoá học
Dùng để cô đặc từ bể lắng đợt 1
Cặn từ bể lắng đợt 1 được tập trung vào một bể đặc biệt được đun nóng tới nhiệt độ 35 – 55 0 C trong vài ngày
Do sinh vật phát triển làm lên men chất bẩn tạo bọt khí nổi lên, kéo theo cặn cùng nổi lên bề mặt, sau đó gạt vớt lớp bọt
Kết quả cặn giảm được độ ẩm tới 80 %
KHỬ MÙI NƯỚC MỘT LẦN NỮA (WATER DISINFECTION ONE MORE TIME)
Ý NGHĨA KIỂM ĐỊNH NƯỚC
nước Ngô Thanh Thúy Tốt
TIÊU CHUẨN NƯỚC UỐNG HIỆN NAY
uống Ngô Thanh Thúy Tốt
1 Giới thiệu về các công nghệ xử lý nước trong thực phẩm 4
2.1.2 Phương pháp lọc bằng màng Membrane 7
2.2.1 Phương pháp khử trùng bằng nhiệt 20
2.2.2 Khử trùng bằng tia cực tím UV 20
2.2.3 Phương pháp sóng siêu âm 21
3.2 Trao đổi ion – ion exchange 22
3.3 Oxy hóa khử - Oxidation and Reduction 23
4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHUYÊN SÂU VỀ NĂNG LƯỢNG (ENERGY INTENSIVE
4.2 Tia cực tím (UV Light) 25
5.1 Quá trình keo tụ tạo bông 26
6 KHỬ MÙI NƯỚC MỘT LẦN NỮA (WATER DISINFECTION ONE MORE TIME) 30
8 TIÊU CHUẨN NƯỚC UỐNG HIỆN NAY 36
Nước là yếu tố thiết yếu trong cuộc sống, tham gia vào các phản ứng hóa sinh và là dung môi hòa tan các chất Trong ngành Công nghệ Thực phẩm, nước không chỉ chiếm tỷ lệ lớn trong nhiều loại thực phẩm, từ khô đến lỏng, mà còn ảnh hưởng đến khả năng bảo quản sản phẩm thông qua việc kiểm soát hoạt độ nước.
Nhóm 1 rất vinh dự khi được thực hiện đề tài “Tổng quan về các công nghệ xử lý nước dùng trong thực phẩm” Chúng em đã nỗ lực tìm kiếm thông tin từ nhiều nguồn khác nhau như sách khoa học, hướng dẫn của giáo viên, báo chí, mạng xã hội và thư viện Qua đó, nhóm đã tổng hợp và lựa chọn những nội dung phù hợp và chính xác để biên soạn bài tiểu luận này.
1 Giới thiệu về các công nghệ xử lý nước trong thực phẩm
Bốn nhóm công nghệ xử lý nước có thể được kết hợp hoặc sử dụng riêng lẻ tùy thuộc vào mục tiêu cụ thể Việc lựa chọn quy trình đơn vị và phần cứng trong mỗi nhóm công nghệ cần cân nhắc đến độ sạch của nước thải đầu ra, tính chất và số lượng nước đầu vào, cũng như các đặc tính của chất ô nhiễm cần loại bỏ Ngoài ra, các yếu tố như tính chất của chất thải rắn sinh ra và chi phí xử lý cũng rất quan trọng Tất cả các quy trình xử lý nước bao gồm nhiều quy trình đơn vị, mỗi quy trình tập trung vào một giai đoạn cụ thể nhằm đạt được sản phẩm cuối cùng với chất lượng nước mong muốn.
Bể lắng là bước quan trọng trong quá trình làm sạch nước, giúp loại bỏ các tạp chất trước khi đưa nước vào bể lọc Có nhiều loại bể lắng như bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng có lớp cặn lơ lửng Trong bể lắng ngang, nước thải chảy theo phương ngang với tốc độ tối đa 16,3 mm/s, thường được áp dụng cho lưu lượng nước lớn hơn 3.000 m3/ngày Ngược lại, bể lắng đứng cho phép nước di chuyển theo phương thẳng đứng với tốc độ 0,3-0,5 mm/s, nhưng hiệu suất lắng thường thấp hơn từ 10 đến 20% so với bể lắng ngang.
Trong bể lắng, nước di chuyển theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, trong khi các hạt cặn rơi ngược chiều từ trên xuống Khi xử lý nước mà không sử dụng chất keo tụ, các hạt cặn có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dâng của dòng nước sẽ lắng xuống Ngược lại, các hạt có tốc độ rơi nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ dâng của dòng nước sẽ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nước lên trên bể.
Khi sử dụng nước có chất keo tụ, các hạt kết dính trong nước không chỉ giúp các hạt cặn có tốc độ rơi lớn hơn lắng xuống, mà còn cho phép nhiều hạt cặn khác cũng lắng xuống Tuy nhiên, hiệu quả lắng đứng phụ thuộc vào chất keo tụ, sự phân bố đều của dòng nước đi lên và chiều cao vùng lắng, điều này cần thiết để các hạt cặn có thể kết dính với nhau.
Bể lắng lớp mỏng có cấu trúc tương tự như bể lắng ngang thông thường, nhưng điểm khác biệt là trong vùng lắng, bể được trang bị các bản vách ngăn bằng thép không gỉ hoặc nhựa Những bản vách này được nghiêng một góc từ 450 đến 600 độ so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau, giúp tối ưu hóa quá trình lắng.
Bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn bể lắng ngang nhờ cấu tạo các bản vách ngăn nghiêng, giúp giảm diện tích bể lắng xuống 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy Một ưu điểm nổi bật của bể lắng trong là không cần xây dựng bể phản ứng, vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa diễn ra ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng thông qua điều kiện keo tụ tiếp xúc.
Bể lắng trong mang lại hiệu quả xử lý vượt trội so với các loại bể lắng khác, đồng thời tiết kiệm diện tích xây dựng Tuy nhiên, thiết kế của bể lắng trong khá phức tạp và yêu cầu kỹ thuật vận hành cao Vận tốc nước di chuyển từ dưới lên trong vùng lắng không vượt quá 0,85 mm/s, với thời gian lưu nước khoảng 1,5 đến 2 giờ.
Nước được đưa vào hệ thống phân phối, nơi các hạt cặn lớn lắng xuống Khi nước đi qua vách ngăn, chuyển động rối của nước được kiểm soát, giúp các hạt cặn nhỏ lắng xuống từ từ Cuối cùng, nước sạch trên bề mặt được thu lại qua ống thu nước bề mặt.
Nước được đưa vào ống trung tâm tại giữa ngăn phân phối và sau đó được phân phối vào vùng lắng Tại vùng lắng, nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra ngoài, giúp cặn lắng xuống đáy Nước trong sau khi lắng được thu vào máng vòng và dẫn qua ống sang bể lọc Để thu bùn, thiết bị gạt gồm dầm chuyển động theo ray vòng với giàn cào bằng thép và các bàn gạt ở phía dưới được sử dụng Những bàn gạt này giúp dẫn cặn lắng ở đáy vào phểu và xả ra ngoài qua ống cặn.
Hình 3: Bể lắng ly tâm
2.1.2 Phương pháp lọc bằng màng Membrane
2.1.2.1 Phương pháp vi lọc (MF)
Vi lọc là một quá trình lọc vật lý, trong đó chất lỏng ô nhiễm được lọc qua màng với kích thước lỗ đặc biệt, giúp tách vi sinh vật và hạt lơ lửng Phương pháp này thường được kết hợp với các quy trình phân tách khác như siêu lọc và thẩm thấu ngược, nhằm tạo ra dòng sản phẩm sạch, không chứa các chất ô nhiễm không mong muốn.
Màng vi lọc có thể được chế tạo từ vật liệu hữu cơ hoặc vô cơ, tùy thuộc vào loại chất ô nhiễm cần loại bỏ và ứng dụng cụ thể.
Màng hữu cơ được sản xuất từ nhiều loại polyme như cellulose acetate (CA), polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyethersulfone và polyamide Những polyme này được ưa chuộng nhờ tính linh hoạt và các đặc tính hóa học ưu việt của chúng.
Màng vô cơ được chế tạo từ kim loại thiêu kết hoặc nhôm xốp, với thiết kế đa dạng về hình dạng và kích thước lỗ Chúng có độ thấm trung bình, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.