Nội dung bài viết
Chức năng của cột lọc than hoạt tính
Châm Clo trong nước để khử trùng là một phương pháp được sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc giá trên thế giới. Tuy nhiên, ở Việt Nam, do đường ống cấp nước bị rò rỉ nên tại nhà máy nước cấp luôn châm dư Clo để đảm bảo khử trùng trên đường ống. Clo dư trong nước này có ảnh hưởng xấu không những đến sức khỏe như đã nêu ở phần một mà còn sinh ra Clo tự do, oxi hóa phá hủy màng RO và hạt nhựa trao đổi ion.
Do đó, các hệ thống lọc nước tinh khiết đều yêu cầu Clo tự do phải thấp hơn 0.1 mg/l trước khi đi vào hệ trao đổi ion hoặc hệ lọc RO.
Để xử lý Clo trong nước, ngoài sử dụng cách châm hóa chất NaHSO3, còn có cách là sử dụng than hoạt tính. Ngoài ra, than hoạt tính còn có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ tan trong nước.
Để thiết kế cột lọc than hoạt tính xử lý Clo trong nước, người thiết kế phải đi xác định 4 yếu tố: Kích cỡ cột lọc, loại than cần sử dụng, lượng than và cách bố trí than trong cột lọc.
Các nguyên tắt khi thiết kế cột lọc than hoạt tính
Để xác định các thông số này, việc thiết kế module xử lý Clo trong nước, tuân thủ theo các nguyên tắt bên dưới đây:
- Vận tốc lọc chuẩn 2-12.5 m3/h.m2
- Thời gian tiếp xúc 10 -30 phút
- Đường kính 50 cm đến 3m
- Diện tích lọc 0.2 đến 7 m2
- Lưu lượng lọc 10 l/h đến 100 m3/h
- Áp suất lọc 4 to 10 bar
Thứ nhất là tính toán kích cỡ cột lọc than hoạt tính.
Để xác định kích thướt cột lọc, chúng ta đi xác định hai thông số là đường kính cột lọc và chiều cao cột lọc.
Đường kính cột lọc sẽ dựa và hai thông số quan trọng nhất là lưu lượng dòng nước và vận tốc lọc.
Vận tốc lọc (m/h) = lưu lượng (m3/h)/diện tích bề mặt lớp lọc (m2)
Ví dụ, chúng ta cần thiết kế cho một dòng nước có lưu lượng 24 m3/h, là nước máy có nồng độ Clo trung bình thấp. Giả sử chúng ta chọn vận tốc lọc trung bình là 6 m/h, từ công thức trên chúng ta tính ra tiết diện cột lọc.
Tiết diện = lưu lượng/vận tốc lọc = 24 m3/h / 6 m/h = 4 m2
Từ tiết diện 4 m2, chúng ta tính ra đường kính cột lọc:
S = 3.14*R2 => R = 1.13 m
Chiều cao cột lọc than
Chiều cao cột lọc sẽ gồm tổng chiều cao lớp than và chiều cao lớp khoảng trống bên trên, công thêm 10 cm lớp sỏi đỡ bên dưới. Trong đó chiều cao lớp than được tính dưa vào thời gian tiếp xúc.
Trong đó, chiều cao lớp than được tính dựa vào thời gian tiếp xúc và tổng thể tích than hoạt tính của quá trình lọc.
Thời gian tiếp xúc = thể tích lớp than / lưu lượng lọc
Ví dụ, chúng ta cần thiết kế cho một dòng nước có lưu lượng 25 m3/h, chọn thời gian tiếp xúc là 10 phút, chúng ta có thể tính ra thể tích lớp than như sau:
Thể tích lớp than = (thời gian tiếp xúc * lưu lượng lọc )
= 1/6 giờ * 24 m3/giờ = 4 m3
Với chiều cao là 4m3 thì chiều cao lớp vật liệu lọc sẽ là:
V = tiết diện * chiều cao
=> Chiều cao = V/ tiết diện = 4 m3/ 4 m2 = 1m
Chiều cao khoảng không gian trống trên lớp than
Khoảng không bên trên tối thiểu của lớp than là 50% chiều cao lớp than. Như vậy tối thiểu chiều cao này sẽ là 1 m * 50% = 0.5 m
Chiều cao lớp sỏi đỡ là 10 cm.
Do đó, chiều cao của cột lọc = 1 + 0.5 + 0.1 = 1.6 m.
Như vậy chúng ta đã tính ra kích thước cảu cột lọc than hoạt tính để xử lý Clo cho một ví dụ lưu lượng nước đầu vào là 24 mg/l.
Còn tiếp hướng dẫn thiết kế cột lọc than hoạt tính phần 2
Các bạn có thể tham khảo các khóa học về thiết kế hệ thống lọc nước tại đây.
