MODULE II: LESSON 11. What is the p

MODULE II: LESSON 1
1. What is the purpose of raw water clarification?
Perpose to to remove these impurities are tailored to reflect both the quality of the water source and the quality of the water required.
Compare and contrast Clarification vs. Filtration
-Water clarification is the removal of colloidal suspended solids from water.
-Water clarification depends on the application of the principles of coagulation and flocculation.
- Water filtration is the process of removing suspended solids from water during passage through porous granular materials or membrane filters
- 2 types of filtration:
+ Granular media filtration is used to remove filterable solids from raw water and recycled water, floc particles from pretreated water, precipitates from the effluent of a lime or limesoda ash process, iron and manganese precipitation products, and as a tertiary treatment step in wastewater treatment
+ Membrane filtration is a surface filtration
technique, in which solids (dissolved and
suspended, depending on type of membrane process) are separated from liquid by a semipermeable membrane

2. What is the turbidity? The most common measure of the amount of suspended solids in water is turbidity. Turbidity is a measure of the clarity of the water and may be judged in several ways.
What is a general guideline for an acceptable turbidity limit in an industrial water?
Many process water applications require 1 NTU turbidity or less. But generally, a plant
will want to produce less than 5 NTU water
3. What is the source of color in most surface waters? Surface water runoff carries organic material leached from vegetation into streams and lakes, adding color to the water. Color is usually associated with naturally occurring tannins and lignins
4. What is the chemical theory for colloidal color stability?
Color colloids usually possess ionizable carboxyl groups. When these groups are ionized at normal water pH of 5-8, they give the colloid a negative charge. However, if acid is added to lower the pH, the carboxyl functionality becomes protonated and is no longer ionized, and reaches the point of zero charge (PZC) . The stability of this colloid suspension is now substantially reduced. to the point where it may agglomerate. This is
why color removal is usually easier at low pH (less than 6) than at high pH.
How does a coagulant destabilize a colloid? The coagulant reduces
electrostatic charges on the colloidal surface, allowing the colloidal particles to agglomerate
5. How does the ‘double-layer’ theory account for the performance of the streaming current detector (SCD)?
According to this theory, colloidal stability results from electrostatic charges that develop at the particle-water interface. As a result of this charge development, a charge balance must be established near the colloidal particle to fulfill the requirement of electro neutrality. Consequently, two layers of counter ions develop.
1. Fixed layer (Stern layer)
2. Diffuse layer (Gouy layer)
The fixed layer is compact and lies on the charged colloid surface. The diffuse layer extends into the bulk of the solution. If by some external force the particle moves, a plane of shear will be established in which only part of the diffused layer moves with the colloid(Helmholtz plane). The electrokinetic or zeta potential is defined as the potential at this plane of shear. If an external electrical potential isapplied, the colloid will move toward the electrode with the opposite charge. SCD is an instrument to measure the charge of particles in a system. The SCD measures the current produced by charged particles as water containing the particles moves to an electrode.
6. Compare a sludge blanket clarifier and an upflow sludge recirculating clarifier. How do they function similarly? Differently?
Sludge blanket clarifier
Upflow sludge recirculating clarifier
- Similar
+There is upflow of sludge in the clarifier
+ The clarifier uses mixing mechanism or hydraulic currents to mix sludge
- Different
+ To increase floc particle growth by solids contact from upflowing through
a bed of previously formed floc particles
+ In the sludge blanket clarifier, the influent raw water and coagulation chemicals are combined in a central reaction zone, (but in most proprietary designs, it is necessary to provide external rapid mix of some sort), then slow mixed mechanically or by hydraulic currents, and finally upflowed through previously formed sludge. Fine particles are removed by adsorption onto the floc particles forming the sludge blanket. The sludge blanket containing the chemical precipitates is kept in suspension by the hydraulic flow. An increase in mechanical agitation will tend to increase the bed height.
- Similar
+There is upflow of sludge in the clarifier
+ The clarifier uses mixing mechanism or hydraulic currents to mix sludge
- Different
+ To increase floc particle growth by the
recirculation of settled sludge back to the initial reaction zone
+ Upflow solids contact sludge recirculation clarifiers incorporate recirculation of controlled volumes of settled slurry, from the basin settling area, back to the center reaction zone. This design usually permits higher rise rates than solids contact units of the sludge blanket type.

7. How does sludge recirculation aid a clarifier?
Sludge recirculation makes higher rate of particle collision, so that to incerease floc paricle growth that makes settling velocity faster.
8. What is the purpose of the rapid mix area? Of the flocculation area?
The purpose is to provide rapid dispersion of the coagulant and high intensity mixing
Of the flocculation area, mixing is making a turbulence. If the turbulence (velocity gradient) is too high, the floc will break up. If the velocity gradient is too low, the flocculation system will not provide sufficient agitation for particle collisions, and the system will not attain the desired floc growth for faster settling and the capture of very fine suspended particles. Generally, the larger the flocgets, the more sensitive to shear it becomes. This is why many flocculator drives have variable speeds, and the velocity gradient tapers off as the chemically treated water flows through the series of flocculation chambers.
9. A clarifier with a 13m radius and a depth of 3m has a flow of 26000m3/day. The centerwell has a radius of 2m. What is the rise rate? What is the detention time?
Rise rate= 26000/(13*13*3.1416)=49 m3/d/m2
Detention time=3/(49/24)=1.47 h
10. How is sludge controlled in an upflow clarifier? Upflow clarifier use either a sludge concentrator or bottom rakes to concentrate and remove sludge from the clarifier.
What happens if sludge inventory us depleted?
Cause excessive suspended solids carryover in the effluent, because of the reduced
solids contact effect.
11. A 12m diameter upflow type clarifier has a flow of 9500 m3/day. The centerwell is 3m in diameter. The overflow weirs are 30cm wide and situated at the outer edge of the clarifier. What is the rise rate? Rise rate=9500/(3.1416*12*0.3)=840m3/d/m2
12. Describe the effect of increasing the agitator speed on the sludge blanket concentration of a sludge blanket clarifier.
By increasing the agitator speed, the sludge bed will become fluffier and rise. Otherwise, an increase in mechanical agitation will tend to increase the bed height.
13. Describe how a floc particle, exiting a clarifier, that is either too larger or too small can cause problems for a filter.
Floc particles with too small size could not settle so the filter will not work well.
Floc particles with too large size are too heavy for adequate suspension, that will create higher effluent turbidity and problems with the lower distribution system.
14. What advantages does a pressure filter have compared to other types of filtration equipment?
• Usually the lowest capital cost
• Longer filter runs are possible
• Minimum floor space
• No extra pumping
• On multiple units (four or more), filtrate can be used for backwash water
• Filters can be fully automated

Kết quả (Việt) 2:

PHẦN II: Bài 1
1. Mục đích của làm rõ nguyên nước là gì?
perpose để loại bỏ các tạp chất được thiết kế để phản ánh cả chất lượng của nguồn nước và chất lượng nước cần thiết.
So sánh và tương phản rõ vs lọc
-Nước làm rõ là việc loại bỏ các chất keo chất rắn lơ lửng trong nước.
làm rõ -Nước phụ thuộc vào việc áp dụng các nguyên tắc của sự đông máu và kết bông.
- Nước lọc là quá trình loại bỏ chất rắn lơ lửng trong nước trong thời gian qua thông qua các vật liệu dạng hạt xốp hoặc màng lọc
- 2 loại lọc:
+ Granular lọc phương tiện truyền thông được sử dụng để loại bỏ các chất rắn có thể lọc từ nước thô và nước tái chế, hạt floc từ nước xử lý sơ bộ, kết tủa từ các chất thải của quá trình vôi hoặc limesoda tro, sắt và mangan kết tủa sản phẩm, và như là một bước xử lý đại học trong xử lý nước thải
+ màng lọc là lọc bề mặt
kỹ thuật, trong đó các chất rắn (hòa tan và
bị đình chỉ, tùy thuộc vào loại quy trình màng) được tách ra từ chất lỏng bởi một màng bán thấm 2. Độ đục là gì? Biện pháp phổ biến nhất của lượng chất rắn lơ lửng trong nước là độ đục. Độ đục là một thước đo của sự rõ ràng của các nước và có thể được đánh giá bằng nhiều cách. hướng dẫn chung về giới hạn độ đục thể chấp nhận được trong một nước công nghiệp là gì? ứng dụng nước nhiều quá trình đòi hỏi 1 NTU độ đục hoặc ít hơn. Nhưng nói chung, nhà máy sẽ muốn sản xuất ít hơn 5 NTU nước 3. Nguồn gốc của màu sắc trong hầu hết các bề mặt nước biển là gì? Lượng nước chảy tràn bề mặt mang chất hữu cơ lọc từ thực vật vào suối, hồ, thêm màu vào nước. Màu thường được kết hợp với tannin tự nhiên và linhin 4. Lý thuyết hóa học cho sự ổn định màu keo là gì? chất keo màu thường có nhóm carboxyl ionizable. Khi các nhóm này được ion hóa ở pH nước bình thường của 5-8, họ cung cấp cho các dung dịch keo mang điện tích âm. Tuy nhiên, nếu axit được bổ sung làm giảm độ pH, các chức năng carboxyl trở thành proton và không còn bị ion hóa, và đạt điểm số không phí (PZC). Sự ổn định của hệ thống treo keo này còn bị giảm đáng kể. đến điểm mà nó có thể tích tụ. Đây là lý do tại sao loại bỏ màu sắc thường dễ dàng hơn ở pH thấp (ít hơn 6) hơn ở pH cao. Làm thế nào để một chất kết tủa làm mất ổn định một keo? Chất kết tủa làm giảm chi phí điện trên bề mặt keo, cho phép các hạt keo tích tụ 5. Làm thế nào để 'double-layer' tài khoản lý thuyết cho việc thực hiện của máy dò hiện streaming (SCD)? Theo lý thuyết này, kết quả ổn định keo từ phí điện mà phát triển tại giao diện hạt nước. Như một kết quả của sự phát triển phụ trách này, một sự cân bằng thu phí phải lập gần các hạt keo để thực hiện đầy đủ các yêu cầu về tính trung lập electro. Do đó, hai lớp ion phản phát triển. 1. Cố định lớp (layer Stern) 2. Lớp khuếch tán (Gouy layer) Lớp cố định là nhỏ gọn và nằm trên bề mặt keo tính. Các lớp khuếch tán mở rộng thành phần lớn các giải pháp. Nếu một số lực lượng bên ngoài các hạt chuyển động, một máy bay của lực cắt sẽ được thành lập, trong đó chỉ có một phần của di chuyển lớp khuếch tán với các dung dịch keo (máy bay Helmholtz). Tiềm năng electrokinetic hoặc zeta được định nghĩa là tiềm năng ở mặt phẳng này cắt. Nếu một tiềm năng điện bên ngoài isapplied, các dung dịch keo sẽ di chuyển về phía điện cực với phí đối diện. SCD là một công cụ để đo lường phí của các hạt trong một hệ thống. Các SCD đo hiện nay được sản xuất bởi các hạt tích điện như nước có chứa các hạt di chuyển đến một điện cực. 6. So sánh một lắng chăn bùn và một upflow bùn tuần hoàn lắng. Làm thế nào để chúng hoạt động tương tự như vậy? ? Khác nhau bùn chăn lắng Upflow bùn tuần hoàn lắng - tương tự + Có upflow bùn ở vùng lắng + The lắng sử dụng cơ chế trộn hoặc các dòng thủy lực để trộn bùn - Khác nhau + Để tăng tốc độ tăng trưởng hạt floc bởi chất rắn liên lạc từ upflowing thông qua một chiếc giường của trước đây hạt floc hình thành + Trong vùng lắng chăn bùn, nước thô và hóa chất đông máu chảy đến được kết hợp trong một khu trung tâm phản ứng, (nhưng trong hầu hết các mẫu thiết kế độc quyền, nó là cần thiết để cung cấp hỗn hợp nhanh bên ngoài của một số loại), sau đó chậm trộn bằng máy hoặc nhờ các dòng thủy lực, và cuối cùng upflowed qua bùn được hình thành trước đó. Hạt mịn được loại bỏ bằng hấp phụ lên các hạt floc hình thành chăn bùn. Chăn bùn có chứa các chất hóa học kết tủa được giữ trong đình chỉ do dòng thủy lực. Sự gia tăng sự rung động cơ sẽ có xu hướng tăng chiều cao giường. - Tương tự + Có upflow bùn ở vùng lắng + The lắng sử dụng cơ chế trộn hoặc các dòng thủy lực để trộn bùn - Khác nhau + Để tăng tốc độ tăng trưởng hạt floc do tuần hoàn bùn cư về khu vực phản ứng ban đầu + Upflow chất rắn xúc lắng bùn tuần hoàn kết hợp tuần hoàn khối lượng kiểm soát của bùn được quyết toán, từ khu vực lưu vực giải quyết, trở lại khu vực trung tâm phản ứng. Thiết kế này thường cho phép tỷ giá tăng cao hơn so với các đơn vị chất rắn liên lạc của các loại chăn bùn. 7. Làm thế nào để trợ giúp bùn tuần hoàn một lắng? bùn tuần hoàn làm cho tốc độ cao hơn của sự va chạm hạt, do đó để incerease floc tăng trưởng paricle mà làm cho việc giải quyết vận tốc nhanh hơn. 8. Mục đích của khu vực hỗn hợp nhanh chóng là gì? Trong số diện tích keo tụ? Mục đích là để cung cấp phân tán nhanh chóng của chất kết tủa và cường độ cao pha trộn của các khu vực kết bông, trộn là làm cho một nhiễu loạn. Nếu có sự bất ổn (vận tốc gradient) là quá cao, các floc sẽ chia. Nếu gradient vận tốc quá thấp, hệ thống keo tụ sẽ không cung cấp đủ cho kích động va chạm của hạt, và hệ thống sẽ không đạt được sự tăng trưởng floc mong muốn giải quyết công nhanh hơn và việc bắt giữ các hạt rất mịn lơ lửng. Nói chung, lớn hơn flocgets, nhạy cảm hơn để cắt nó trở thành. Đây là lý do tại sao nhiều ổ flocculator có tốc độ biến đổi, và gradient vận tốc thon tắt là nước được xử lý hóa học chảy qua dãy buồng keo tụ. 9. Một lắng với một bán kính 13m và độ sâu 3m có một dòng chảy của 26000m3 / ngày. Các centerwell có bán kính khoảng 2m. Tỷ lệ gia tăng là gì? Thời gian giam giữ là gì? Rise rate = 26000 / (13 * 13 * 3.1416) = 49 m3 / d / m2 thời gian giam giữ = 3 / (49/24) = 1.47 h 10. Làm thế nào là bùn được kiểm soát một lắng upflow? Sử dụng lắng Upflow hoặc là một bộ tập trung bùn hoặc đáy cào để tập trung và loại bỏ bùn từ vùng lắng. Điều gì sẽ xảy ra nếu hàng tồn kho bùn chúng tôi cạn kiệt? Nguyên nhân quá nhiều chất rắn lơ lửng trong nước thải mang sang, vì những giảm hiệu ứng chất rắn liên lạc. 11. Một đường kính 12m loại upflow lắng có một dòng chảy của 9500 m3 / ngày. Các centerwell 3m đường kính. Các đập tràn là 30cm rộng và nằm ở rìa ngoài của vùng lắng. Tỷ lệ gia tăng là gì? Tăng tỷ lệ = 9500 / (3.1416 * 12 * 0,3) = 840m3 / d / m2 12. Mô tả tác dụng làm tăng tốc độ khuấy vào nồng độ chăn bùn lắng của một chăn bùn. Bằng cách tăng tốc độ khuấy, giường bùn sẽ trở nên xốp và tăng lên. Nếu không, một sự gia tăng trong sự rung động cơ sẽ có xu hướng tăng chiều cao giường. 13. Mô tả cách thức một hạt floc, sau khi ra khỏi lắng, hoặc là quá lớn hay quá nhỏ có thể gây ra vấn đề cho một bộ lọc. hạt Floc có kích thước quá nhỏ không thể giải quyết để các bộ lọc sẽ không hoạt động tốt. hạt Floc có kích thước quá lớn quá nặng cho hệ thống treo thích hợp, mà sẽ tạo ra độ đục nước thải cao hơn và các vấn đề với hệ thống phân phối thấp hơn. 14. Những lợi thế nào thì một bộ lọc áp lực đã so sánh với các loại thiết bị lọc? • Thông thường chi phí đầu tư thấp nhất • bộ lọc chạy dài hơn là có thể • không gian sàn tối thiểu • Không bơm thêm • On nhiều đơn vị (bốn hoặc nhiều hơn), lọc có thể được sử dụng cho rửa ngược nước • Bộ lọc có thể được tự động hóa hoàn toàn