1. Khái niệm
Song chắn rác (screen) là công trình đầu tiên trong hệ thống xử lý nước thải, dùng để giữ lại các chất rắn có kích thước lớn (lá cây, rác, bao nilon, gỗ, kim loại, vải, xương…) nhằm:
✅Bảo vệ thiết bị bơm, van, máy thổi khí.
✅Giảm nguy cơ tắc nghẽn đường ống, kênh dẫn.
✅Giảm tải cho các công trình phía sau (lắng, sinh học).
✅Hạn chế phát sinh sự cố vận hành.
2. Phân loại
Có 3 nhóm chính:
1) Coarse screens (song thô): khe hở > 6 mm.
2) Fine screens (song mịn): khe hở 0.5–6 mm.
3) Microscreens (siêu mịn): khe hở < 0.5 mm.
Cấu tạo phần tử chắn rác:
✅Thanh song song (bar racks).
✅Dây thép hàn (wire), lưới (mesh).
✅Bản đục lỗ (perforated plates).
Cách vận hành:
✅Thủ công (manually cleaned): dùng cào tay.
✅Cơ giới (mechanically cleaned): dùng máy cào liên tục (chain-driven, reciprocating rake, catenary, continuous belt).
3. Đặc tính và khối lượng screenings
3.1. Coarse screens
Vật chất thu được: đá, gỗ, bao nhựa, rễ cây, kim loại, giẻ rách, lá cây…
Hàm lượng hữu cơ: khá cao → gây mùi, phân hủy mạnh.
|
Kích thước khe (mm) |
Độ ẩm (%) |
Khối lượng riêng (kg/m³) |
Lượng screenings (ft³/Mgal) |
Lượng screenings (L/1000 m³) |
|---|---|---|---|---|
|
6.0 |
60–90 |
700–1100 |
7–13.5 (typ. 9.5) |
51–100 (typ. 67) |
|
12.5 |
60–90 |
700–1100 |
5–10 (typ. 7) |
37–54 (typ. 50) |
|
25.0 |
50–80 |
600–1000 |
2–5 (typ. 3) |
15–37 (typ. 22) |
|
37.5 |
50–80 |
600–1000 |
1–2 (typ. 1.5) |
7–15 (typ. 11) |
|
50.0 |
50–80 |
600–1000 |
0.5–1.5 (typ. 0.8) |
4–11 (typ. 6) |
Bảng 1 - Đặc tính vật chất quá trình tách thô
3.2. Fine screens
Giữ lại: rác nhỏ, giẻ vụn, dao cạo, bã thức ăn, phân, mỡ dầu.
Độ ẩm cao hơn coarse screens → dễ phân hủy, gây mùi.
Lượng screenings thấp hơn coarse screens.
|
Loại |
Kích thước khe (mm) |
Độ ẩm (%) |
Khối lượng riêng (kg/m³) |
Lượng screenings (ft³/Mgal) |
Lượng screenings (L/1000 m³) |
|---|---|---|---|---|---|
|
Fine bar screens |
12.5 |
80–90 |
900–1100 |
6–15 (typ. 10) |
44–110 (typ. 75) |
|
Static wedge wire |
9.0 |
80–90 |
900–1100 |
5–12 (typ. 8) |
37–85 (typ. 60) |
|
Rotary drum |
6.0 |
80–90 |
900–1100 |
4–8 (typ. 6) |
30–60 (typ. 45) |
Bảng 2 - Đặc tính vật chất quá trình tách tinh
4. Thiết kế và vận hành song chắn rác thô
4.1. Manually cleaned bar racks
Dùng trong trạm nhỏ.
Khoảng cách khe: 25–50 mm (coarse).
Đặt nghiêng 30–45°.
Vận tốc dòng qua song: 0.45 m/s (typical).
Phải có rãnh phụ (bypass) khi cần bảo trì.
Hình 1 : Song chắn rác thủ công
4.2. Mechanically cleaned bar racks
Dùng trong trạm vừa và lớn.
Các dạng chính :
✅Chain-driven: dùng xích kéo liên tục.
✅Reciprocating rake (climber): cơ cấu gầu cào lên xuống.
✅Catenary: xích tự do, không bánh răng ngập nước.
✅Continuous belt: băng tải liên tục, tự làm sạch.
Hình 2 : Máy tách rác tự động
Thông số thiết kế :
Khoảng cách khe: 25–50 mm (manual), 15–75 mm (mechanical).
Vận tốc tới: 0.3–0.6 m/s (manual), 0.6–1.0 m/s (mechanical).
Headloss cho phép: 150 mm (manual), 150–600 mm (mechanical).
|
Loại |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|---|---|---|
|
Chain-driven |
Nhiều phần tử cào, chu kỳ ngắn; dùng cho tải nặng |
Bộ phận ngập nước, dễ tắc; bảo trì khó |
|
Reciprocating rake |
Không có bộ phận ngập; dễ bảo trì; xử lý được rác lớn |
Chu kỳ dài, cần không gian cao |
|
Catenary |
Không có bánh răng ngập; đầu tư thấp |
Xích nặng, khó bảo trì; chiếm diện tích lớn |
|
Continuous belt |
Khó bị kẹt, bảo trì trên mặt |
Thay thế tốn kém, cần nhiều chi phí |
Bảng 3 - Ưu nhược điểm từng loại thiết bị tách rác thô
5. Thiết kế và vận hành song chắn rác tinh
Fine screens có khe hở nhỏ (0.5–6 mm), thường dùng thay thế hoặc bổ sung cho bể lắng sơ cấp.
Hình 2 : Máy tách rác trống quay
5.1 Các loại thiết bị
-
Inclined fixed screen: dạng nghiêng cố định, khe 0.25–2.5 mm.
-
Rotary drum screen: dạng trống quay, khe 0.25–5 mm (coarse/medium) hoặc 6–35 µm (fine).
-
Horizontal reciprocating screen: dạng song ngang chuyển động qua lại, khe 1.6–4 mm.
-
Tangential screen: dạng xoáy, khe ≈1.2 mm.
| Loại thiết bị | Phân loại kích thước | Kích thước khe hở | Vật liệu sàng | Ứng dụng |
|---|---|---|---|---|
| Inclined (fixed) | Medium | 0.01–0.1 in (0.25–2.5 mm) | Thép không gỉ, wedge-wire | Xử lý sơ cấp (Primary) |
| Drum (rotary) | Coarse | 0.1–0.2 in (2.5–5 mm) | Thép không gỉ, wedge-wire | Xử lý sơ bộ (Preliminary) |
| Drum (rotary) | Medium | 0.01–0.1 in (0.25–2.5 mm) | Thép không gỉ, wedge-wire | Xử lý sơ cấp (Primary) |
| Drum (rotary) | Fine | 0.00024–0.0014 in (6–35 µm) | Thép không gỉ + vải polyester | Loại bỏ SS thứ cấp còn sót lại |
| Horizontal reciprocating | Medium | 0.06–0.17 in (1.6–4 mm) | Thanh thép không gỉ | Combined sewer overflow / stormwater |
| Tangential | Fine | 0.0475 in (≈1200 µm) | Lưới thép không gỉ | Combined sewer overflow |
Bảng 4 - Mô tả thiết bị screening dùng trong xử lý nước thải
5.2 Hiệu quả xử lý BOD & TSS
-
Fixed parabolic: BOD loại bỏ 5–20%, TSS loại bỏ 5–30%.
-
Rotary drum: BOD loại bỏ 25–50%, TSS loại bỏ 25–45%.
Rotary drum screen có thể thay thế bể lắng sơ cấp trong nhiều nhà máy hiện đại.
6. Microscreens
-
Cấu tạo: trống quay có lưới vải thép không gỉ, mắt lưới 10–35 µm.
-
Hiệu quả: loại bỏ 10 – 80% SS (trung bình ~55%).
-
Ứng dụng: xử lý bổ sung cho nước ra bể sinh học hoặc hồ ổn định.
-
Vận hành: cần rửa ngược bằng tia nước áp lực cao, dễ tắc nếu có nhiều tảo.
7. Xử lý screenings sau tách
Screenings cần rửa, ép, vận chuyển và tiêu hủy để giảm thể tích và mùi hôi:
-
Băng tải (conveyor belt): đơn giản nhưng dễ phát sinh mùi.
-
Pneumatic ejector: dùng khí nén đẩy screenings đi.
-
Compactor (thiết bị ép): vít tải hoặc ép thủy lực, giảm 50% độ ẩm và 75% thể tích.
-
Macerator: nghiền screenings để bơm đi, tránh tắc nghẽn.
8. Kết luận
Screening là bước đầu tiên, quan trọng trong xử lý nước thải.
Chọn loại coarse hay fine screen phụ thuộc vào: quy mô trạm, tính chất nước thải, yêu cầu bảo vệ công trình phía sau.
Với trạm lớn → thường dùng cơ giới (mechanical screens) để giảm nhân công, tăng hiệu quả.
Với trạm nhỏ hoặc lưu lượng thấp → có thể dùng manual screens.