Mỗi thiết bị được lắp đặt trong hệ thống xử lý nước thải đều giữ một nhiệm vụ riêng. Trong số đó, đĩa thổi khí (hay đĩa phân phối khí) là thiết bị hầu như luôn có mặt trong bể xử lý hiếu khí của hệ thống xử lý nước thải. Tuy nhiên không phải ai sử dụng cũng nắm rõ cấu tạo và vai trò cụ thể của nó. Hãy cùng Biogency tìm hiểu sâu hơn về bộ phận này qua bài viết dưới đây!
Các nội dung chính
Đĩa thổi khí là gì?
Đĩa thổi khí có tên tiếng Anh là Membrane Diffuser. Nó còn có một số tên gọi thông dụng khác là đĩa phân phối khí, đĩa tán khí hay đầu tán khí. Đĩa phân phối khí này là một bộ phận quan trọng đi kèm theo máy thổi khí. Hoạt động của nó sẽ giúp phân tán khí oxy vào trong nước thông qua hệ thống các lỗ nhỏ được thiết kế trên bề mặt màng của đĩa.
Để dễ phân biệt, người ta thường dựa vào số lượng cũng như kích thước lỗ khí để chia đĩa thổi khí thành 2 loại chính:
- Đĩa thổi khí tinh: lỗ nhiều và kích thước lỗ nhỏ.
- Đĩa thổi khí thô: số lượng lỗ khí ít và kích thước lỗ lớn hơn so với đĩa thổi khí tinh.
Cấu tạo của đĩa thổi khí
Giữ vai trò quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải nhưng cấu tạo của một chiếc đĩa thổi khí rất đơn giản. Chúng thường được sản xuất với dạng hình tròn và có cấu tạo gồm các phần sau:
- Đầu nối giữa đĩa với ống dẫn khí: có nhiệm vụ dẫn khí từ máy thổi đến với đĩa tán khí.
- Màng đĩa: có nhiệm vụ thổi khí thành những dòng nhỏ và dễ khuếch tán vào trong nước.
- Khung đĩa: có nhiệm vụ định hình và giữ cho màng đĩa cố định đúng vị trí.
- Bộ phận khuếch tán: giữ nhiệm vụ phân tán khí ra đều khắp bề mặt màng đĩa.
- Van một chiều: giữ 2 nhiệm vụ quan trọng:
- Giúp khí thoát ra và khuếch tán vào trong nước.
- Giúp ngăn cản nước và tạp chất lẫn trong nước lọt vào bên trong đường ống dẫn khí.
- Chốt: giúp cố định toàn bộ đĩa thổi khí nằm đúng vị trí trên đường ống.
Mỗi bộ phận của đĩa phân phối khí đóng vai trò riêng tạo nên một thiết bị hoàn chỉnh, trong đó người ta thường quan tâm nhiều nhất đến chất lượng của màng đĩa. Đây được coi là bộ phận quan trọng nhất của đĩa thổi khí.
Màng đĩa đóng vai trò thổi và khuếch tán khí vào dòng nước cho nên trên bề mặt màng sẽ có những lỗ nhỏ li ti được đục theo hình dạng xoắn ốc, các lỗ nhỏ này giúp phân tán khí thành nhiều bọt khí nhỏ.
Thông thường, trên bề mặt màng còn được phủ thêm một lớp màng bảo vệ, điều này giúp màng đĩa chống lại tác động của hóa chất, đồng thời ngăn cản tạp chất trong nước thải bám dính lên bề mặt màng gây tắc nghẽn.
Có 3 loại chất liệu chính thường được sử dụng để chế tạo màng đĩa, với những ưu điểm riêng thích hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau. Đó là 3 loại chất liệu sau:
- Cao su EPDM (ethylene – propylene – diene – monomer): đây là vật liệu phổ biến nhất được sử dụng để chế tạo nên màng đĩa thổi khí. Ưu điểm nổi bật của chất liệu này là có độ đàn hồi cao, sử dụng bền bỉ trong nhiều loại dung môi, môi trường axit loãng, kiềm loãng,… EPDM còn có thể làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, đồng thời chịu được tác động của ánh sáng mặt trời và khí ozone.
- Cao su FEPDM: đây là cao su EPDM có phủ lớp flo, nhờ vậy cũng hoàn thiện hơn về khả năng chống bám dính và ăn mòn, chất liệu này cũng có độ co giãn tốt hơn.
- Cao su PTFE (polytetrafluoroethylene): đây là vật liệu cao cấp nhất trong số 3 loại chúng tôi đề cập. Loại cao su này được tráng một lớp flo dày, giúp tăng khả năng chịu nhiệt, tăng độ chống bám dính và ăn mòn tối đa, giúp giảm mài mòn do va chạm cũng như rất ít chịu tác động của hóa chất.
Trong 3 loại chất liệu làm màng đĩa thổi khí kể trên, giá thành cũng như chất lượng tăng dần theo thứ tự: EPDM ➜ FEPDM ➜ PTFE. Vì vậy, tùy vào nhu cầu, mục đích sử dụng và điều kiện của mình mà bạn có thể lựa chọn loại màng đĩa với chất liệu phù hợp.
Ứng dụng đĩa thổi khí trong xử lý nước thải
Trong hệ thống xử lý nước thải, bể hiếu khí phải luôn được duy trì nồng độ oxy phù hợp. Các chuyên gia tính toán rằng lượng oxy chuẩn cần duy trì từ 1,5 – 4mg/lít nước. Lượng oxy quá thấp hay quá cao đều ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của bể:
- Oxy quá ít sẽ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật hiếu khí, từ đó giảm hiệu quả xử lý nước thải.
- Oxy quá nhiều không những gây lãng phí mà còn có thể phá vỡ cấu trúc của bùn hoạt tính, ảnh hưởng đến môi trường sống của vi sinh vật khiến nước phát sinh nhiều cặn, đục hơn và giảm hiệu quả xử lý.
Vì vậy trong bể hiếu khí của hệ thống xử lý nước thải, đĩa thổi khí là một thiết bị rất quan trọng vì các đĩa này sẽ giữ nhiệm vụ phân tán khí oxy từ hệ thống thổi khí, khuếch tán oxy đều vào trong bể nước. Điều này giúp cho những vi sinh vật hiếu khí thuận lợi phát triển, tăng cường quá trình oxy hóa những chất thải hữu cơ trong nước, đồng thời cũng giúp giữ cho bùn hoạt tính duy trì ở trạng thái lơ lửng lý tưởng, không bị lắng cặn.
Trong bể hiếu khí, hệ thống thổi khí sẽ được lắp đặt ở một số vị trí khác nhau như:
- Bể lắng
- Bể khuấy hay bể hòa trộn
Lượng oxy hòa tan và cường độ cấp khí của hệ thống sẽ có sự khác nhau tùy vào vị trí lắp đặt. Cụ thể, trong bể tuyển nổi cần cường độ cấp khí là 40 – 50m3/m2/giờ, còn trong bể lắng cát thì cần cường độ cấp khí là 3 – 5 m3/m2/giờ.
Để lựa chọn được hệ thống thổi khí phù hợp với hệ thống xử lý nước thải, giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí tối đa, khi xây dựng bể hiếu khí cần chủ động tính toán lượng khí oxy cần cho bể và chọn vị trí lắp đặt thiết bị.
Tiếp theo là tính toán số lượng đĩa thổi khí cần trong bể, loại đĩa phù hợp với tính chất xử lý của bể, từ đó đưa ra quyết định tối ưu nhất cho hệ thống xử lý nước thải của mình. Lưu ý, số lượng đĩa thổi khí cần dùng cho hệ thống sẽ được tính bằng lưu lượng của máy thổi khí chia cho lưu lượng đĩa thổi khí.
Doanh nghiệp của bạn muốn lựa chọn được hệ thống phân phối khí phù hợp nhất cần dựa vào nhiều yếu tố khác nhau như kích thước bể, nhu cầu sử dụng, kinh phí,… Điều quan trọng nhất là, dù lựa chọn loại đĩa thổi khí nào cũng phải đảm bảo được hiệu suất xử lý cao nhất cho bể, đảm bảo lượng khí phân tán vào trong nước luôn lớn hơn giá trị tối thiểu và nhỏ hơn giá trị tối đa.
Tham khảo: Đĩa lọc sinh học tiếp xúc quay RBC là gì
Với những thông tin Biogency cung cấp trên đây, hy vọng các bạn đọc đã nắm được rõ hơn về cấu tạo và vai trò thiết yếu của đĩa thổi khí trong xử lý nước thải. Mong rằng sau khi tham khảo những thông tin này, bạn sẽ đưa ra lựa chọn phù hợp nhất khi tìm kiếm đĩa phân phối khí cho hệ thống xử lý nước thải của mình. Nếu còn thắc mắc đừng ngại liên hệ ngay với Biogency qua Hotline 0909 538 514 để được tư vấn miễn phí!
Tài liệu tham khảo:
- Wastewater Technology Fact Sheet: Fine Bubble Aeration (epa.gov)
- Tipsheet 1 – Fine Bubble – Final.pdf (energy.gov)
- GILLOT, S., et al. Predicting oxygen transfer of fine bubble diffused aeration systems—model issued from dimensional analysis. Water research, 2005, 39.7: 1379-1387.
- FAYOLLE, Yannick, et al. Oxygen transfer prediction in aeration tanks using CFD. Chemical Engineering Science, 2007, 62.24: 7163-7171.
- GILLOT, S.; HEDUIT, A. Effect of air flow rate on oxygen transfer in an oxidation ditch equipped with fine bubble diffusers and slow speed mixers. Water research, 2000, 34.5: 1756-1762.
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
