Giải pháp tách rác đầu vào bảo vệ hệ thống xử lý nước thải

Trong thiết kế và vận hành trạm xử lý nước thải, hạng mục Tách rác (Screening) thường chiếm tỷ trọng rất nhỏ trong tổng ngân sách đầu tư (thường dưới 5%) nhưng lại quyết định đến 90% sự ổn định và tuổi thọ của toàn bộ hệ thống phía sau. Một lựa chọn sai lầm ở khâu này sẽ gây ra hiệu ứng domino sụp đổ dây chuyền: Máy bơm bị tắc cánh do rác quấn, màng lọc MBR bị rách do vật sắc nhọn, hoặc bể sinh học bị trơ hóa do lắng cặn vô cơ. Tại Pendin, chúng tôi quan niệm rằng một thiết bị tách rác tốt không phải là thiết bị đắt tiền nhất, mà là thiết bị “hiểu” dòng chảy nhất. Bài viết chuyên khảo dưới đây sẽ đi sâu phân tích các thông số kỹ thuật cốt lõi, các rủi ro vận hành tiềm ẩn và đưa ra giải pháp tách rác đầu vào toàn diện giúp Chủ đầu tư tối ưu hóa hiệu quả ngay từ cửa ngõ nhà máy.

Tầm quan trọng sống còn của công đoạn Tách rác đầu vào (Headworks)

Để hiểu tại sao chúng ta cần đầu tư bài bản cho giải pháp tách rác, trước hết cần nhìn nhận rõ những mối nguy hại mà rác thải gây ra cho các thiết bị đắt tiền trong trạm xử lý. Nước thải đầu vào không chỉ đơn thuần là chất lỏng ô nhiễm, nó là một hỗn hợp phức tạp chứa đựng đủ loại tạp chất rắn: từ những cành cây, khúc gỗ, chai nhựa kích thước lớn cho đến những búi tóc, sợi vải, bao bì nilon dai dẳng. Nếu không có “tấm khiên” bảo vệ vững chắc ngay từ đầu, những tạp chất này sẽ trở thành những kẻ phá hoại thầm lặng nhưng tàn khốc.

Mối nguy đầu tiên và trực diện nhất là đối với hệ thống bơm nước thải. Các máy bơm chìm hay bơm ly tâm dù được thiết kế với cánh cắt rác (Cutter) hay cánh xoáy (Vortex) thì vẫn có giới hạn chịu đựng. Các loại rác dạng sợi dài như nilon, giẻ lau hay tóc rất dễ gây ra hiện tượng “bó cánh” (Ragging). Chúng quấn chặt lấy trục bơm và cánh bơm, làm tăng ma sát, khiến động cơ phải làm việc quá tải, dẫn đến hiện tượng nhảy Aptomat bảo vệ hoặc nghiêm trọng hơn là cháy cuộn dây động cơ. Chi phí để kéo bơm lên, tháo dỡ vệ sinh và quấn lại động cơ không chỉ tốn kém về tiền bạc mà còn làm gián đoạn quy trình xử lý, gây nguy cơ tràn nước thải ra môi trường.

Mối nguy thứ hai mang tính dài hạn và khó phát hiện hơn, đó là sự suy giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý sinh học. Các loại rác vô cơ không phân hủy như hạt nhựa, cao su, cát sỏi nhỏ nếu lọt qua song chắn rác thô sẽ đi vào bể điều hòa hoặc bể Aerotank. Tại đây, chúng sẽ lắng xuống đáy và tích tụ dần theo thời gian. Lớp cặn này chiếm chỗ của nước, làm giảm thời gian lưu (HRT) thực tế của bể, khiến hiệu suất xử lý BOD/COD sụt giảm nghiêm trọng. Nguy hiểm hơn, lớp rác lắng này có thể lấp kín hệ thống đĩa phân phối khí dưới đáy bể, làm tăng áp lực đường ống khí và gây hỏng màng đĩa thổi khí. Việc nạo vét bể vi sinh đang hoạt động là một công việc cực kỳ phức tạp, tốn kém và tiềm ẩn rủi ro chết vi sinh diện rộng.

Các thông số Thủy lực quyết định hiệu quả tách rác

Một giải pháp tách rác hiệu quả không bắt đầu từ việc chọn mua máy của hãng nào, mà bắt đầu từ việc tính toán các thông số thủy lực (Hydraulic Calculation) chính xác. Pendin nhận thấy rất nhiều sự cố tách rác bắt nguồn từ việc thiết kế mương dẫn và chọn kích thước khe hở không phù hợp với vận tốc dòng chảy.

Yếu tố then chốt đầu tiên là Vận tốc dòng chảy qua khe (Velocity through screen). Đây là con số “vàng” quyết định sự thành bại của quá trình tách rác. Theo tiêu chuẩn thiết kế quốc tế và kinh nghiệm thực tế của Pendin, vận tốc này nên nằm trong khoảng từ 0.6 m/s đến 0.9 m/s. Nếu vận tốc thiết kế quá thấp (dưới 0.4 m/s), dòng chảy sẽ không đủ lực để cuốn trôi các hạt cát, sỏi nhỏ. Chúng sẽ lắng đọng ngay tại mương dẫn trước máy tách rác, lâu ngày sẽ chèn cứng chân máy, gây kẹt hệ thống cào hoặc làm mòn các chi tiết cơ khí dưới nước. Ngược lại, nếu vận tốc quá cao (trên 1.0 m/s), áp lực dòng nước sẽ rất lớn. Khi rác bám vào song chắn, thay vì được giữ lại nhẹ nhàng để lược cào vớt lên, chúng sẽ bị áp lực nước “ép chặt” vào thanh chắn. Điều này tạo ra lực ma sát tĩnh cực lớn, khiến hệ thống lược cào không thể bóc tách rác ra được, dẫn đến quá tải động cơ và gãy răng cào. Hơn nữa, áp lực nước lớn còn có thể xé rách các bao nilon hoặc làm biến dạng các rác mềm, đẩy chúng lọt qua khe hở đi vào hệ thống phía sau.

Yếu tố quan trọng thứ hai là Tổn thất áp lực (Headloss). Khi rác bám vào song chắn, diện tích thoáng của dòng chảy bị thu hẹp, làm mực nước phía trước song chắn dâng cao hơn so với phía sau. Độ chênh lệch này gọi là tổn thất áp lực. Một thiết kế tốt phải đảm bảo tổn thất áp lực ở mức cho phép (thường < 150mm khi máy sạch và < 300mm khi máy bám rác tối đa). Nếu không tính toán kỹ, khi lượng rác về đột ngột (ví dụ khi trời mưa to), mực nước trước song chắn dâng lên quá nhanh gây tràn bờ mương, làm ngập các thiết bị điện xung quanh, trong khi mực nước phía sau lại quá thấp gây hiện tượng xâm thực (Cavitation) cho bơm.

Tối ưu hóa thiết bị Tách rác thô (Coarse Screening)

Giai đoạn tách rác thô được ví như “tuyến phòng thủ đầu tiên” của nhà máy. Nhiệm vụ của nó là loại bỏ các vật thể có kích thước lớn (từ 10mm đến 50mm) để bảo vệ bơm và các thiết bị cơ khí. Đối với giai đoạn này, Pendin khuyến nghị sử dụng Máy lược rác thô dạng cơ khí (Mechanical Bar Screen) thay vì song chắn rác thủ công hay các loại máy lưới mịn.

Về mặt cấu tạo, Máy lược rác thô của Pendin được thiết kế với các thanh chắn song song làm từ vật liệu chịu lực cao. Điểm khác biệt nằm ở biên dạng của thanh chắn (Bar Profile). Thay vì sử dụng thanh la hình chữ nhật thông thường dễ gây cản trở dòng chảy và tăng tổn thất áp lực, Pendin ưu tiên sử dụng thanh chắn có tiết diện hình giọt nước (Teardrop shape) hoặc hình thang vát cạnh. Thiết kế khí động học này giúp dòng nước lướt qua dễ dàng hơn, giảm thiểu sự nhiễu loạn dòng chảy và quan trọng nhất là hạn chế tối đa tình trạng rác bị kẹt cứng (Jamming) giữa hai khe thanh.

Cơ cấu thu gom rác cũng là một điểm cần tối ưu. Các dòng máy lược rác thế hệ mới của Pendin sử dụng hệ thống cào dạng xích tải (Chain driven) hoặc dạng tay cần (Arm driven) hoạt động linh hoạt. Răng cào được chế tạo từ vật liệu nhựa kỹ thuật chịu mài mòn hoặc thép hợp kim cứng, được thiết kế ăn khớp chính xác vào khe hở giữa các thanh chắn. Điều này đảm bảo toàn bộ lượng rác bám trên bề mặt song chắn được “chải” sạch hoàn toàn trong mỗi chu kỳ hoạt động, ngăn chặn hiện tượng rác tích tụ lâu ngày làm hẹp dòng chảy. Đặc biệt, hệ thống điều khiển được tích hợp cảm biến chênh lệch mực nước (Differential Level Sensor). Máy sẽ không chạy liên tục gây lãng phí điện năng mà chỉ kích hoạt khi lượng rác bám đủ nhiều tạo ra chênh lệch mực nước cài đặt, hoặc chạy theo chu kỳ thời gian (Timer) để ngăn chặn rác khô cứng bám chặt vào song chắn.

Nâng cao hiệu quả với Tách rác tinh (Fine Screening)

Sau khi đi qua tách rác thô, nước thải đã loại bỏ được các vật thể lớn nhưng vẫn còn chứa nhiều rác kích thước nhỏ như vụn giấy, tàn thuốc, hạt nhựa, xơ sợi dệt. Đối với các công nghệ xử lý tiên tiến như MBR (Màng lọc sinh học) hay MBBR (Giá thể di động), những loại rác tinh này là kẻ thù không đội trời chung. Chúng có thể len lỏi vào làm tắc các lỗ màng siêu nhỏ hoặc bám dính vào giá thể, làm giảm diện tích tiếp xúc vi sinh. Do đó, giải pháp tách rác cần bổ sung thêm bước Tách rác tinh với khe hở từ 1mm đến 5mm.

Thiết bị tối ưu cho giai đoạn này là Máy vớt rác trống quay (Rotary Drum Screen) hoặc Máy tách rác tĩnh (Static Screen). Máy trống quay của Pendin sử dụng lưới lọc dạng dây nêm (Wedge wire) hình chữ V. Cấu trúc hình chữ V này có ưu điểm vượt trội là chống tắc nghẽn (Non-clogging). Các hạt rác chỉ cần lọt qua được bề mặt lưới là sẽ đi thoát ra ngoài dễ dàng nhờ khe mở rộng phía sau, không bị kẹt lại như lưới lỗ tròn hay lưới đan.

Hơn nữa, đối với nước thải có chứa dầu mỡ (như nước thải giết mổ, thực phẩm), máy tách rác tĩnh thường gặp hiện tượng “mù mắt sàng” (Blinding) do mỡ bám dính bịt kín lỗ lọc. Trong trường hợp này, Máy trống quay tích hợp hệ thống vòi phun rửa áp lực cao (Backwash system) là giải pháp bắt buộc. Nước sạch được phun với áp lực lớn từ bên ngoài vào trong (hoặc ngược lại tùy thiết kế) sẽ liên tục làm sạch bề mặt lưới, đánh bay các mảng mỡ bám, đảm bảo diện tích lọc luôn được duy trì ở mức tối đa. Pendin cũng thiết kế tích hợp bộ phận ép rác (Screw Compactor) ngay đầu ra của máy trống quay. Rác sau khi vớt lên chứa rất nhiều nước, bộ phận này sẽ ép vắt nước quay trở lại mương dẫn, làm giảm thể tích và khối lượng rác phải vận chuyển đi xử lý, tiết kiệm chi phí vận hành cho nhà máy.

Xem thêm: Giải pháp thu rác trạm xử lý nước thải: Tư vấn & Thiết kế toàn diện

Giá trị từ sự “May đo” của nhà sản xuất Pendin

Thị trường thiết bị môi trường hiện nay tràn ngập các sản phẩm nhập khẩu nguyên chiếc hoặc gia công tại các xưởng cơ khí nhỏ lẻ. Tuy nhiên, việc áp dụng một thiết bị có sẵn (Standard Product) vào một công trình đặc thù thường dẫn đến sự khập khiễng về kỹ thuật. Mỗi trạm xử lý có cao độ mương dẫn khác nhau, lưu lượng biến thiên khác nhau và thành phần rác thải cũng khác nhau.

Là đơn vị OEM (Original Equipment Manufacturer) với nhà máy sản xuất quy mô lớn và đội ngũ kỹ sư thiết kế chuyên sâu, Pendin mang đến giá trị cốt lõi là sự “May đo”. Chúng tôi không bắt khách hàng phải sửa lại mương dẫn để vừa với cái máy, mà chúng tôi chế tạo cái máy để vừa khít với mương dẫn hiện trạng. Từ chiều rộng mương, góc nghiêng lắp đặt (thường là 75 độ hoặc 90 độ), đến chiều dài xả rác đều được tính toán và sản xuất chính xác theo yêu cầu thực tế.

Ngoài ra, vật liệu chế tạo cũng là yếu tố được Pendin tư vấn kỹ lưỡng. Đối với nước thải sinh hoạt thông thường, Inox 304 là lựa chọn kinh tế và bền vững. Tuy nhiên, đối với nước thải công nghiệp xi mạ, dệt nhuộm có tính axit hoặc kiềm cao, hay nước thải nhiễm mặn ven biển, chúng tôi sẽ đề xuất sử dụng Inox 316L hoặc Duplex Stainless Steel để đảm bảo khả năng chống ăn mòn tuyệt đối. Sự linh hoạt trong lựa chọn vật liệu giúp Chủ đầu tư tối ưu hóa chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX) mà vẫn đảm bảo tuổi thọ công trình (Life-cycle Cost) dài hạn.

Kết luận

Đầu tư cho giải pháp tách rác đầu vào bài bản không phải là chi phí, mà là khoản tiết kiệm khổng lồ cho tương lai. Nó giúp bạn loại bỏ nỗi lo cháy bơm, tắc bể và giảm thiểu tối đa nhân công vận hành vớt rác thủ công. Đừng để hệ thống xử lý nước thải tiền tỷ của bạn bị đánh sập chỉ vì những mảnh rác vô tri. Hãy liên hệ với Pendin để được khảo sát và tư vấn giải pháp thu gom rác tối ưu nhất cho trạm xử lý của bạn ngay hôm nay.

LIÊN HỆ NHẬN BÁO GIÁ & TƯ VẤN KỸ THUẬT

Đội ngũ kỹ sư của Pendin luôn sẵn sàng hỗ trợ Quý khách 24/7.

• Hotline tư vấn: 0972.839.315
• Email yêu cầu báo giá: infor.pendin@gmail.com
• Đăng ký tư vấn trực tuyến: https://pendin.vn/lien-he/