Trong mọi hệ thống xử lý nước thải, bùn thải là phần tồn dư không thể tránh khỏi. Bùn lấy ra từ bể lắng, bể tuyển nổi hay bể sinh học thường có độ ẩm từ 95 đến 99%, nên chi phí vận chuyển và xử lý sẽ rất lớn nếu không tách nước đúng cách. Đây cũng là lý do nhiều chủ đầu tư và kỹ sư vận hành luôn băn khoăn nên chọn loại máy ép bùn nào để vừa đạt độ khô mong muốn, vừa tối ưu chi phí lâu dài.

Bài viết này phân tích dựa trên tính chất bùn, công suất và điều kiện vận hành thực tế. Đồng thời là một phần trong hệ thống kiến thức về máy ép bùn công nghiệp mà HITACHIS đã tổng hợp.

Vì sao cần xác định chọn loại máy ép bùn nào ngay từ giai đoạn thiết kế?

Khối lượng bùn quyết định gần như toàn bộ chi phí xử lý ở cuối chuỗi. Một tấn bùn khô ở độ ẩm 80% tương ứng với 5 tấn bùn ướt, nhưng nếu ép xuống độ ẩm 60% thì chỉ còn 2,5 tấn. Chênh lệch này đồng nghĩa với việc giảm một nửa số chuyến vận chuyển và chi phí xử lý.

Chọn sai thiết bị thường dẫn đến ba hậu quả quen thuộc là bánh bùn quá ướt, vải lọc hoặc băng tải nhanh hỏng và chi phí hóa chất tăng cao. Trong lĩnh vực môi trường, bùn thải còn phải được phân loại theo QCVN 50:2013/BTNMT và các quy định của Luật Bảo vệ môi trường năm 2020, vì vậy bùn có nguy cơ chứa thành phần nguy hại sẽ đòi hỏi độ khô và cách lưu giữ chặt chẽ hơn. Chính vì thế, việc chọn loại máy ép bùn nào cần được cân nhắc từ khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải, không nên đợi đến lúc bùn tồn đọng mới tính đến.

3 loại máy ép bùn phổ biến trong xử lý bùn thải công nghiệp

Trên thị trường hiện nay có ba nhóm thiết bị được sử dụng nhiều nhất là băng tải, khung bản và trục vít. Mỗi nhóm có cơ chế tách nước riêng nên phù hợp với từng loại bùn và quy mô khác nhau.

Máy ép bùn băng tải phù hợp với loại bùn nào?

Bùn sau khi trộn polymer tạo bông sẽ được dàn đều lên một lớp lưới lọc, sau đó đi qua hệ thống con lăn tạo áp lực tăng dần để tách nước. Dòng máy ép bùn băng tải vận hành liên tục, công suất lớn và mức tự động hóa cao nên thường được dùng cho bùn sinh học từ nước thải sinh hoạt, thực phẩm, giấy và khu công nghiệp tập trung. Độ ẩm bánh bùn thường nằm trong khoảng 75 đến 82%. Điểm cần lưu ý là thiết bị tiêu thụ khá nhiều nước rửa lưới và khu vực vận hành hở nên cần kiểm soát mùi.

Máy ép bùn khung bản dành cho yêu cầu độ khô cao

Bùn được bơm vào các buồng lọc giữa những tấm lọc xếp song song dưới áp suất cao, nước đi qua vải lọc còn chất rắn được giữ lại thành bánh bùn. Nhờ áp lực lớn, máy ép bùn khung bản cho bánh bùn khô nhất trong ba nhóm, độ ẩm thường chỉ khoảng 55 đến 70%. Loại này đặc biệt phù hợp với bùn hóa lý của ngành xi mạ, dệt nhuộm, hóa chất và các dòng bùn chứa kim loại. Đổi lại, máy vận hành theo mẻ, cần diện tích và chiều cao lắp đặt lớn hơn, đồng thời vải lọc phải được bảo dưỡng định kỳ.

Máy ép bùn trục vít cho hệ thống cần vận hành tự động

Bùn được đẩy dọc theo trục vít xoay chậm, đi qua các vòng lọc cố định và vòng động để tách nước dần dần. Với thiết kế kín, tốc độ chậm, điện năng và nước rửa tiêu thụ rất thấp, máy ép bùn trục vít đa đĩa xử lý tốt bùn có nhiều dầu mỡ như thủy sản, thực phẩm, chăn nuôi và giết mổ. Công suất thường ở mức nhỏ đến vừa, độ ẩm bánh bùn khoảng 75 đến 85%, phù hợp với nhà máy muốn giảm nhân công và hạn chế mùi.

So sánh nhanh để biết chọn loại máy ép bùn nào theo từng nhu cầu

bảng ss

Các tiêu chí kỹ thuật quyết định chọn loại máy ép bùn

Tính chất và nồng độ bùn đầu vào:

Hàm lượng chất rắn, tỷ lệ chất hữu cơ, dầu mỡ và kích thước hạt là bốn yếu tố cần xác định đầu tiên. Bùn sinh học giữ nhiều nước liên kết nên khó ép hơn, trong khi bùn hóa lý chứa hydroxide kim loại có cấu trúc cứng hơn và chịu được áp lực cao. Theo giáo trình của Metcalf và Eddy, đặc tính liên kết nước trong bùn là yếu tố chi phối hiệu quả tách nước, vì vậy nên lấy mẫu bùn thật để ép thử trước khi quyết định.

Công suất xử lý và điều kiện mặt bằng

Hãy quy đổi lượng bùn phát sinh thành kilogam bùn khô mỗi ngày và số giờ vận hành mong muốn. Hệ thống có lưu lượng lớn, chạy liên tục thường hợp với băng tải. Nhà máy hạn chế mặt bằng và nhân công nên cân nhắc trục vít, còn khung bản thích hợp khi ưu tiên độ khô và chấp nhận vận hành theo chu kỳ.

Độ khô bánh bùn và hướng xử lý sau ép

Nếu bánh bùn được đưa đi chôn lấp hoặc đồng xử lý, mỗi phần trăm độ ẩm giảm thêm đều giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển. Nếu bùn tiếp tục được sấy bằng máy sấy bùn cao áp, độ khô cao sau ép sẽ giảm đáng kể lượng nhiệt cần bù. Do đó nên xác định đường đi của bùn trước, rồi mới quay lại cân nhắc chọn loại máy ép bùn nào cho phù hợp.

Vai trò của polymer trong hiệu quả ép bùn

Mọi loại máy ép đều phụ thuộc vào khâu tạo bông. Bùn tạo bông kém sẽ khiến nước thoát chậm, bánh bùn nhão và vải lọc nhanh tắc. Vì vậy, cách phân tích và lựa chọn polymer với từng loại bùn thải cần được thực hiện song song với việc chọn thiết bị, thay vì xử lý sau khi máy đã lắp đặt.

Kết luận

Không có một loại máy tối ưu cho mọi trường hợp. Câu trả lời cho việc chọn loại máy ép bùn nào nằm ở sự kết hợp giữa tính chất bùn, công suất, độ khô cần đạt và ngân sách vận hành. Băng tải hợp với lưu lượng lớn, khung bản hợp với yêu cầu độ khô cao, trục vít hợp với hệ thống gọn và tự động.

Đội ngũ cơ khí môi trường của HITACHIS luôn khuyến nghị ép thử mẫu bùn thực tế để có số liệu trước khi chốt phương án, từ đó giúp hệ thống xử lý nước thải vận hành ổn định và tiết kiệm.

Nguồn tham khảo:

• Quốc hội, Luật Bảo vệ môi trường số 72/2020/QH14.
• Bộ Tài nguyên và Môi trường, QCVN 50:2013/BTNMT về ngưỡng nguy hại đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước.