Thiết bị thu váng, bùn nổi và vai trò trong xử lý nước thải

Trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt, bên cạnh việc kiểm soát chất lượng nước sau lắng, việc quản lý và loại bỏ các chất thải nổi trên bề mặt là một thách thức không hề nhỏ. Sự xuất hiện váng dầu mỡ, bùn nổi do khử Nitơ và chất rắn lơ lửng nhẹ. Nếu không được kiểm soát, chúng sẽ trôi ra ngoài, làm tăng chỉ số TSS (tổng chất rắn lơ lửng) và phá vỡ giới hạn xả thải. Để giải quyết triệt để vấn đề này, thiết bị thu váng bùn nổi đã trở thành một mắt xích công nghệ không thể thiếu, đóng vai trò như “người gác cổng” bề mặt, đảm bảo sự tối ưu cho quy trình xử lý. Bài viết này Pendin sẽ cung cấp cái nhìn toàn cảnh về khái niệm cũng như vai trò quan trọng của hệ thống này trong các trạm xử lý nước thải hiện đại, giúp Chủ đầu tư có cơ sở vững chắc để lựa chọn giải pháp phù hợp.

Cơ chế hình thành váng nổi và bài toán thủy lực bề mặt

Để lựa chọn giải pháp xử lý chính xác, trước tiên cần thấu hiểu bản chất lý – hóa của đối tượng cần loại bỏ. Trong các bể lắng thứ cấp (Secondary Clarifier), hiện tượng bùn nổi thường là hệ quả của quá trình khử nitrat hóa (Denitrification) không kiểm soát. Khi bùn lưu quá lâu dưới đáy bể trong điều kiện thiếu khí (Anoxic), vi sinh vật sẽ chuyển hóa Nitrat thành khí Nitơ tự do. Các bọt khí N2 kích thước micro này sẽ bám vào cấu trúc bông bùn, làm giảm tỷ trọng tổng thể của khối bùn xuống thấp hơn nước, khiến chúng nổi lên bề mặt tạo thành các mảng váng nâu sẫm. Đối với nước thải công nghiệp thực phẩm, giết mổ hay gia công kim loại, lớp váng lại chủ yếu là dầu mỡ tự do hoặc dạng nhũ tương bền vững, cùng với các hạt cặn lơ lửng nhẹ (như xơ sợi, hạt nhựa).

Sự tồn tại của lớp váng này gây ra hàng loạt vấn đề nghiêm trọng. Về mặt thủy lực, chúng làm thay đổi đặc tính dòng chảy bề mặt, gây cản trở quá trình thoát khí và tạo môi trường cho vi khuẩn dạng sợi (Filamentous bacteria) phát triển gây bọt (Scum foaming). Nếu lớp váng này không được thu gom liên tục, chúng sẽ phân hủy kỵ khí gây mùi hôi thối nồng nặc và làm tăng tải trọng hữu cơ (BOD/COD) cho nguồn tiếp nhận. Do đó, yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị thu váng bùn nổi là phải có khả năng tách ly triệt để lớp vật chất này với lượng nước đi kèm thấp nhất, đồng thời không gây xáo trộn dòng chảy tầng (Laminar flow) trong bể.

Thiết bị gạt váng nổi (Scum Skimmer): Giải pháp cho quá trình lắng trọng lực

Đối với các bể lắng trọng lực truyền thống, nơi mà cơ chế tách hạt chủ yếu dựa vào chênh lệch tỷ trọng tự nhiên, Thiết bị gạt váng nổi của Pendin là giải pháp tiêu chuẩn. Khác với các phương pháp vớt thủ công kém hiệu quả, hệ thống này được cơ khí hóa hoàn toàn. Một hệ thống thanh gạt (Skimmer blade) được tích hợp trên cầu quay trung tâm (đối với bể tròn) hoặc hệ thống xích tải (đối với bể chữ nhật). Khi vận hành, thanh gạt sẽ di chuyển tịnh tiến trên mặt nước, gom các mảng váng rải rác lại và đẩy chúng về phía hố thu váng (Scum box).

Điểm tinh tế trong công nghệ chế tạo của Pendin nằm ở sự đồng bộ hóa chuyển động. Tốc độ di chuyển của thanh gạt được tính toán kỹ lưỡng để vừa đủ thắng lực căng bề mặt của nước, đẩy váng đi mà không tạo ra sóng hay dòng xoáy làm vỡ cấu trúc váng. Tại điểm kết thúc hành trình, cơ cấu hố thu váng được thiết kế với độ dốc tối ưu kết hợp với dòng nước xả tràn (flushing water) để đảm bảo váng trôi nhanh vào đường ống, ngăn chặn hiện tượng đóng bánh hay tắc nghẽn. Đây là giải pháp không thể thiếu cho các trạm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị, đảm bảo nước sau lắng luôn đạt độ trong suốt tối đa.

Công nghệ Tuyển nổi khí hòa tan (DAF): Đột phá xử lý chất lơ lửng nhẹ

Khi đối mặt với các loại nước thải có tỷ trọng chất ô nhiễm xấp xỉ bằng nước (như dầu mỡ, váng sữa, sợi giấy), phương pháp lắng trọng lực trở nên vô hiệu. Lúc này, công nghệ Tuyển nổi khí hòa tan (DAF – Dissolved Air Flotation) là giải pháp bắt buộc. Nguyên lý cốt lõi của DAF là định luật Henry: không khí được hòa tan vào nước dưới áp suất cao, sau đó giải phóng vào bể tuyển nổi dưới áp suất khí quyển. Quá trình này tạo ra hàng tỷ bọt khí kích thước micro (20-50 µm). Các bọt khí này đóng vai trò như những “chiếc phao cứu sinh”, bám dính vào các hạt cặn lơ lửng, làm giảm tỷ trọng biểu kiến của chúng và cưỡng bức chúng nổi lên bề mặt với tốc độ rất nhanh.

Đối với Tuyển nổi DAF dạng chữ nhật, Pendin ứng dụng hệ thống gạt váng xích tải (Chain & Flight) chạy dọc theo chiều dài bể. Thiết kế này tối ưu hóa cho các không gian nhà xưởng hẹp ngang (như trong nhà máy chế biến thực phẩm, dệt nhuộm). Hệ thống thanh gạt liên tục đẩy lớp bùn nổi dày đặc (Sludge cake) về phía máng thu, đồng thời tích hợp gạt bùn đáy để loại bỏ các hạt cặn nặng. Ưu điểm lớn nhất của DAF chữ nhật là khả năng tạo ra dòng chảy nút (Plug flow), giúp quá trình tách pha diễn ra triệt để dọc theo chiều dài bể.

Đối với Tuyển nổi DAF dạng tròn, đây là giải pháp dành cho các hệ thống công suất lớn (High capacity). Thiết kế hình tròn với cơ cấu phân phối nước từ tâm ra biên giúp triệt tiêu các vùng chết (Dead zones) và cân bằng áp lực thủy tĩnh. Hệ thống gạt váng được gắn trên cầu quay trung tâm (Rotating Bridge), hoạt động bền bỉ liên tục 24/7. Ứng dụng điển hình của DAF tròn là trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy để thu hồi sợi bột (Fiber recovery), hoặc các trạm xử lý nước thải tập trung quy mô lớn, nơi yêu cầu thiết bị phải chịu được tải trọng động và dao động lưu lượng lớn.

Vật liệu chế tạo: Yếu tố then chốt cho độ bền công nghiệp

Môi trường làm việc của thiết bị thu váng bùn nổi là tại ranh giới Khí – Lỏng, nơi nồng độ Oxy bão hòa cao nhất kết hợp với các khí ăn mòn như H2S, NH3 bay lên từ nước thải. Đây là điều kiện lý tưởng cho quá trình ăn mòn kim loại diễn ra nhanh chóng. Chính vì vậy, Pendin thiết lập tiêu chuẩn vật liệu cực kỳ khắt khe. Toàn bộ kết cấu khung máy, máng thu, tấm chắn váng đều được chế tạo từ Inox 304 hoặc Inox 316L (tùy thuộc tính chất nước thải).

Đặc biệt đối với các chi tiết chuyển động ngập nước như xích tải, bánh nhông trong bể DAF, Pendin sử dụng vật liệu nhựa kỹ thuật cao cấp gia cường sợi thủy tinh hoặc Inox đúc nguyên khối. Sự lựa chọn này giúp triệt tiêu ma sát, giảm tiếng ồn, tiết kiệm năng lượng và quan trọng nhất là trơ hoàn toàn với hóa chất. Các mối hàn Inox đều được xử lý thụ động hóa (Passivation) để khôi phục lớp màng oxit crom bảo vệ, ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn điểm (Pitting corrosion) thường thấy ở các sản phẩm gia công kém chất lượng.

Chính sách bảo hành và cam kết chất lượng từ Pendin

Chất lượng thiết bị không chỉ thể hiện qua hiệu suất vận hành mà còn qua cam kết hậu mãi. Pendin áp dụng chính sách bảo hành minh bạch để bảo vệ quyền lợi tối đa cho khách hàng:

Sản phẩm được bảo hành miễn phí đối với tất cả các lỗi kỹ thuật phát sinh từ nhà sản xuất trong thời hạn ghi trên Sổ bảo hành và Tem bảo hành. Khách hàng cần lưu ý giữ nguyên trạng Tem bảo hành của Pendin (bao gồm cả Tem gốc của hãng động cơ/thiết bị phụ trợ) và Phiếu bảo hành hợp lệ. Trong trường hợp tem bị rách, mờ hoặc mất phiếu, chúng tôi vẫn hỗ trợ tra cứu số serial trên hệ thống quản lý sản xuất để xác minh nguồn gốc, tuy nhiên quyết định bảo hành sẽ dựa trên tình trạng thực tế.

Chúng tôi từ chối bảo hành đối với các hư hỏng do lỗi chủ quan của người sử dụng như: vận hành sai quy trình, đấu nối sai điện áp, tự ý tháo dỡ sửa chữa, hoặc các tác động cơ học (rơi vỡ, va đập), thiên tai, hỏa hoạn. Mọi hoạt động bảo hành, khắc phục sự cố sẽ được thực hiện nhanh chóng tại địa điểm lắp đặt (đối với thiết bị lớn) hoặc tại Trung tâm Bảo hành Pendin, đảm bảo hệ thống của Quý khách luôn vận hành liên tục.

Tổng kết lại, việc đầu tư vào hệ thống thu váng bùn nổi (dù là Gạt váng cơ khí hay Tuyển nổi DAF) là một quyết định chiến lược, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước đầu ra và chi phí vận hành (OPEX). Với năng lực thiết kế chuyên sâu và dải sản phẩm đa dạng, Pendin tự tin mang đến những giải pháp tối ưu nhất, giúp Quý khách hàng kiểm soát hoàn toàn bề mặt bể xử lý.