Hệ thống lọc bậc ba nước thải công nghiệp giảm TSS và độ đục

Hệ thống lọc bậc ba nước thải công nghiệp giảm TSS và độ đục là công đoạn xử lý hoàn thiện được bố trí sau xử lý sơ cấp và thứ cấp nhằm loại bỏ phần chất rắn lơ lửng còn lại trong nước sau sinh học hoặc hóa lý. Tùy đặc tính nước và yêu cầu đầu ra, hệ thống có thể sử dụng lọc đa lớp, lọc cát, lọc đĩa, lọc vải hoặc các công nghệ lọc tinh khác để giữ lại hạt cặn và bông cặn còn sót lại, qua đó giảm TSS và độ đục trước khi khử trùng, xả thải hoặc tái sử dụng. Tài liệu kỹ thuật về lọc bậc ba xác định TSS và độ đục là hai chỉ tiêu thường được sử dụng để đánh giá hiệu quả công đoạn lọc.

Trong một dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp, hệ thống lọc bậc ba không đơn thuần là một thiết bị lọc đặt ở cuối đường ống. Cấu hình thực tế cần được xác định từ chất lượng nước sau lắng, kích thước và đặc tính hạt, lưu lượng, yêu cầu TSS/độ đục đầu ra, chế độ vận hành và phương án rửa lọc. SKY Envitech cung cấp hệ thống lọc bậc ba nước thải công nghiệp theo cấu hình phù hợp với điều kiện công nghệ của từng dự án.

Cấu tạo và nguyên lý của hệ thống lọc bậc ba nước thải công nghiệp

Công đoạn lọc bậc ba thường nằm sau bể lắng thứ cấp, bể lắng Lamella, tuyển nổi hoặc một công đoạn hóa lý/sinh học tương đương. Vai trò của nó là xử lý phần cặn mà công đoạn phía trước chưa tách được. Theo tài liệu của EPA, các yếu tố quan trọng khi thiết kế lọc nước thải bậc ba gồm nồng độ TSS đầu vào, kích thước và phân bố hạt, cũng như độ bền của bông cặn. Với nước sau xử lý thứ cấp, TSS và độ đục có thể biến động đáng kể, vì vậy việc xác định thiết kế chỉ từ lưu lượng là chưa đủ.

Tùy dự án, hệ thống lọc TSS nước thải có thể sử dụng một trong các cấu hình sau:

• Lọc đa lớp: thường gồm anthracite, cát thạch anh và lớp vật liệu đỡ như sỏi. Nhiều lớp vật liệu với kích thước và tỷ trọng khác nhau giúp khai thác chiều sâu lớp lọc.
• Lọc cát áp lực: nước được bơm qua lớp cát lọc để giữ lại cặn.
• Lọc đĩa: các đĩa lọc được xếp thành cụm, nước đi qua bề mặt lọc và chất rắn được giữ lại.
• Lọc vải: nước đi qua vật liệu vải lọc, cặn được giữ trên bề mặt hoặc trong cấu trúc sợi.
• Lọc tinh dạng module: sử dụng cartridge, lưới hoặc vật liệu lọc chuyên dụng khi yêu cầu xử lý hạt nhỏ hơn.

Các công nghệ lọc bậc ba hiện được ứng dụng từ lọc vật liệu dạng hạt đến lọc đĩa, lọc vải và màng. Việc lựa chọn phụ thuộc vào mục tiêu xử lý và điều kiện vận hành của nhà máy.

Một cấu hình hệ thống lọc bậc ba hoàn chỉnh thường gồm bể hoặc thiết bị lọc, đường ống cấp nước, van cách ly, hệ thống phân phối, lớp vật liệu lọc hoặc module lọc, bộ thu nước, đường xả/rửa, bơm cấp, đồng hồ áp suất hoặc cảm biến chênh áp và tủ điều khiển.

Đối với hệ thống lọc đa lớp, nước thường đi từ phía trên xuống qua các lớp vật liệu. Chất rắn được giữ lại nhờ nhiều cơ chế như sàng lọc, va chạm, giữ trong khe rỗng, lắng cục bộ và hấp phụ bề mặt. Khi lượng cặn tích tụ tăng, tổn thất áp suất qua lớp lọc tăng lên; đến ngưỡng cài đặt, hệ thống cần thực hiện rửa ngược để khôi phục điều kiện lọc.

Đối với lọc đĩa hoặc lọc vải, quá trình làm sạch có thể được tự động hóa bằng tín hiệu chênh áp, thời gian hoặc mức nước. Một số hệ thống lọc đĩa thương mại được thiết kế cho lọc bậc ba nước thải và có chu trình rửa tự động, trong khi lọc vải sử dụng cấu trúc sợi để giữ chất rắn lơ lửng.

Thông số kỹ thuật và cấu hình tham khảo

Không có một bộ thông số duy nhất áp dụng cho mọi hệ thống lọc bậc ba nước thải công nghiệp. Cấu hình phải được tính toán theo lưu lượng, TSS đầu vào, kích thước hạt, yêu cầu nước sau lọc và công nghệ lọc được lựa chọn.

Với lọc đa lớp, vật liệu có thể được bố trí theo nguyên tắc từ lớp vật liệu nhẹ, kích thước hạt lớn hơn ở phía trên đến vật liệu nặng, hạt nhỏ hơn ở phía dưới. Cách bố trí này giúp phân bố quá trình giữ cặn theo chiều sâu lớp lọc thay vì tập trung hoàn toàn ở lớp bề mặt. EPA ghi nhận lọc đa vật liệu có thể khai thác tốt hơn chiều sâu lớp lọc so với một số cấu hình đơn vật liệu.

Tính năng của hệ thống lọc bậc ba

Một điểm cần lưu ý là độ đục không phải lúc nào cũng tương đương trực tiếp với TSS. Độ đục phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và tính chất quang học của hạt, trong khi TSS là phép đo khối lượng chất rắn lơ lửng. Vì vậy, khi đặt mục tiêu xử lý, nên xác định riêng giới hạn TSS và độ đục thay vì dùng một chỉ tiêu để thay thế hoàn toàn cho chỉ tiêu còn lại. EPA cũng ghi nhận độ đục thường được dùng để giám sát liên tục hiệu suất lọc trong các hệ thống lọc bậc ba.

Ứng dụng của hệ thống lọc bậc ba trong các ngành công nghiệp

Hệ thống lọc bậc ba nước thải công nghiệp giảm TSS và độ đục có thể được bố trí ở nhiều vị trí khác nhau tùy mục tiêu cuối cùng của nhà máy.

Nhà máy thực phẩm và đồ uống

Sau xử lý sinh học và lắng thứ cấp, nước có thể vẫn chứa bông bùn sinh học hoặc hạt hữu cơ nhỏ. Công đoạn lọc bậc ba giúp xử lý phần cặn còn lại trước khử trùng hoặc tái sử dụng. Với nước có dầu mỡ hoặc tải lượng chất rắn cao, cần bố trí tiền xử lý thích hợp để hạn chế quá tải thiết bị lọc.

Ngành dệt nhuộm

Nước sau xử lý hóa lý và sinh học có thể còn chứa các hạt màu, bông cặn và chất rắn mịn. Thiết bị lọc TSS nước thải có thể được dùng như bước polishing trước công đoạn khử trùng hoặc xử lý nâng cao.

Ngành giấy và bột giấy

Nước thải giấy thường có xơ sợi và chất rắn lơ lửng. Cần lựa chọn kích thước khe/lưới hoặc vật liệu lọc dựa trên đặc tính xơ sợi để tránh hiện tượng tắc nghẽn nhanh. Với một số hệ thống, lọc cơ học hoặc lọc đĩa có thể được sử dụng trong công đoạn xử lý hoàn thiện. Các hệ thống lọc bậc ba thương mại hiện cũng được ứng dụng để loại bỏ chất rắn trong dòng nước sau xử lý.

Ngành hóa chất và sản xuất vật liệu

Sau quá trình kết tủa, keo tụ – tạo bông và lắng, nước có thể còn hạt kết tủa nhỏ. Lọc bậc ba giúp giữ lại phần cặn này trước khi nước chuyển sang công đoạn tiếp theo.

Nước thải cần tái sử dụng

Khi nước sau xử lý được đưa vào mục đích tái sử dụng, công đoạn lọc có thể đóng vai trò tạo hàng rào loại bỏ chất rắn trước UV, Chlorine, UF, RO hoặc các bước xử lý chuyên sâu khác. Lọc bậc ba đã được sử dụng trong các sơ đồ xử lý nước thải phục vụ tái sử dụng, bao gồm kết hợp với lọc đĩa hoặc các công nghệ lọc khác.

Nâng cấp trạm xử lý hiện hữu

Đối với nhà máy đã có xử lý sinh học nhưng chất lượng nước sau lắng chưa đáp ứng yêu cầu TSS hoặc độ đục, hệ thống lọc bậc ba có thể được xem xét như một công đoạn bổ sung. Việc lựa chọn cần kiểm tra lại lưu lượng, tải lượng cặn, diện tích lắp đặt, cao độ thủy lực và khả năng xử lý nước rửa lọc.

Lưu ý khi lựa chọn hệ thống lọc TSS và độ đục

Thông số quan trọng nhất không chỉ là lưu lượng. Hồ sơ thiết kế nên có TSS đầu vào, độ đục, kích thước hạt, đặc tính bông, lưu lượng trung bình, lưu lượng cực đại và yêu cầu TSS/độ đục sau lọc. EPA khuyến nghị xem xét đặc tính hạt và độ bền bông khi thiết kế lọc bậc ba; thử nghiệm pilot có thể cần thiết đối với nguồn nước biến động hoặc yêu cầu đầu ra chặt chẽ.

Nếu dùng lọc đa lớp, cần quan tâm đến chiều cao lớp vật liệu, kích thước hạt, tỷ trọng, tốc độ lọc, tổn thất áp suất và tốc độ rửa ngược. Nếu dùng lọc đĩa hoặc lọc vải, cần xác định cấp lọc, diện tích lọc, chu kỳ tự làm sạch và lượng nước rửa. Các hệ thống thương mại hiện có thể được thiết kế theo dạng module, nhiều cấp lưu lượng và tự động rửa dựa trên điều kiện vận hành.

Q&A – Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống lọc bậc ba dùng để làm gì?
Dùng để xử lý hoàn thiện nước sau công đoạn sinh học hoặc hóa lý, chủ yếu nhằm giảm TSS, độ đục và các cặn còn sót.

2. Lọc bậc ba có thay thế bể lắng thứ cấp không?
Thông thường không. Lọc bậc ba thường được bố trí sau công đoạn tách cặn chính nhằm xử lý phần chất rắn còn lại.

3. Có thể dùng lọc cát để giảm TSS nước thải không?
Có. Lọc cát hoặc lọc đa lớp là một nhóm công nghệ được sử dụng cho lọc nước thải sau xử lý, với cấu hình phụ thuộc tải lượng cặn và yêu cầu đầu ra.

4. Khi nào cần rửa ngược bộ lọc?
Có thể cài đặt theo chênh áp, thời gian, lưu lượng hoặc chất lượng nước sau lọc tùy thiết kế.

5. Có thể lắp cảm biến độ đục online không?
Có. Độ đục thường được sử dụng như một chỉ tiêu theo dõi liên tục hiệu suất của công đoạn lọc bậc ba.

Để lựa chọn hệ thống lọc bậc ba nước thải công nghiệp giảm TSS và độ đục phù hợp, doanh nghiệp nên cung cấp kết quả phân tích nước trước và sau xử lý hiện hữu, lưu lượng Qmin/Qtb/Qmax, yêu cầu chất lượng đầu ra, diện tích lắp đặt và phương án tái sử dụng hoặc xả thải. SKY Envitech là nhà cung cấp thiết bị và giải pháp xử lý nước, có thể dựa trên các dữ liệu kỹ thuật này để xác định cấu hình lọc phù hợp với từng công trình.

Tài liệu kỹ thuật

1. U.S. EPA – Nutrient Control Design Manual – Chapter 11: Design Approach for Effluent Filtration.
2. Water Environment Federation – Liquid Stream Fundamentals: Tertiary Filtration.
3. U.S. EPA – Development Document for Final Effluent Limitations Guidelines and Standards – Pharmaceutical Manufacturing Category.
4. U.S. EPA – Wastewater Filtration: Design Considerations.
5. Tài liệu kỹ thuật về lọc đa lớp, lọc đĩa và lọc vải trong xử lý nước thải bậc ba.

Meta Description gợi ý: Hệ thống lọc bậc ba nước thải công nghiệp giảm TSS và độ đục giúp xử lý hoàn thiện nước sau sinh học hoặc hóa lý, có thể kết hợp lọc đa lớp, lọc đĩa hoặc lọc vải và tự động hóa theo yêu cầu.