1. Mở đầu
Bồn lọc áp lực là một trong những thiết bị lọc hạt được sử dụng phổ biến trong hệ thống xử lý nước cấp, nước công nghiệp và một số công đoạn xử lý hoàn thiện nước thải. Thiết bị có hình thức tương đối đơn giản: nước được đưa qua một lớp vật liệu lọc chứa trong bồn kín và được thu lại sau quá trình lọc. Tuy nhiên, nếu chỉ hiểu bồn lọc áp lực là “bồn chứa cát để giữ cặn” thì chưa phản ánh đúng bản chất công nghệ.
Điểm đặc trưng của bồn lọc áp lực không nằm ở một loại vật liệu cụ thể mà ở cấu hình thủy lực: lớp vật liệu lọc được đặt trong một thiết bị kín chịu áp, nước đi qua lớp vật liệu nhờ chênh lệch áp suất. Tùy vật liệu và điều kiện tiền xử lý, cùng một dạng bồn có thể được sử dụng để giữ chất rắn lơ lửng, loại kết tủa sắt – mangan, làm trong nước, hấp phụ một số chất hòa tan hoặc thực hiện các chức năng xử lý chuyên biệt khác.
Vì vậy, khi đánh giá khả năng áp dụng bồn lọc áp lực cần tách ba câu hỏi: nước cần loại bỏ thành phần nào, cơ chế xử lý cần thiết là gì và việc đặt lớp vật liệu trong bồn kín chịu áp có phù hợp với sơ đồ công nghệ hay không.
2. Bồn lọc áp lực là gì?
Bồn lọc áp lực là thiết bị trong đó nước được dẫn qua một lớp vật liệu lọc nằm bên trong *bồn kín có khả năng chịu áp suất*, thay vì đi qua bể hở dưới tác dụng chủ yếu của cột nước như bể lọc trọng lực.
Về mặt cấu tạo cơ bản, một bồn thường bao gồm:
- Thân bồn chịu áp.
- Lớp hoặc các lớp vật liệu xử lý.
- Hệ thống phân phối nước đầu vào.
- Hệ thống thu nước dưới lớp vật liệu.
- Đường nước vào và nước ra.
- Hệ thống rửa ngược.
- Van điều khiển và thiết bị đo áp suất hoặc chênh áp.
- Tùy cấu hình có thể có đường cấp khí rửa, đường xả khí, cửa kiểm tra và các thiết bị phụ trợ khác.
Trong các tài liệu kỹ thuật về xử lý nước, lọc hạt thường được phân thành hai cấu hình lớn là lọc trọng lực và lọc áp lực. Với lọc áp lực, vật liệu được chứa trong thiết bị kín và nước phải có đủ năng lượng thủy lực để đi qua lớp vật liệu và các tổn thất của hệ thống.
Điều quan trọng là “áp lực” mô tả trạng thái vận hành của thiết bị chứ không xác định cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm.
Ví dụ, bồn chứa cát thạch anh và anthracite có thể chủ yếu thực hiện lọc chất rắn. Bồn chứa vật liệu giàu mangan dioxide có thể đồng thời hỗ trợ quá trình oxy hóa – lọc sắt, mangan trong những điều kiện thích hợp. Bồn chứa than hoạt tính dạng hạt lại dựa đáng kể vào cơ chế hấp phụ. EPA cũng mô tả than hoạt tính dạng hạt và một số vật liệu hấp phụ có thể được bố trí trong thiết bị áp lực.
Do đó, tên gọi “bồn lọc áp lực” chưa đủ để xác định hiệu quả xử lý. Muốn đánh giá đúng phải biết ít nhất chất lượng nước đầu vào, mục tiêu xử lý, loại vật liệu, chiều sâu lớp vật liệu, tải thủy lực, tiền xử lý và chế độ hoàn nguyên hoặc rửa lọc.
3. Bản chất của quá trình lọc trong bồn áp lực
3.1. Chênh lệch áp suất tạo động lực cho dòng nước
Khi bồn vận hành, nước không đi qua lớp vật liệu vì bản thân bồn có “khả năng hút cặn”, mà vì tồn tại chênh lệch năng lượng giữa đầu vào và đầu ra.
Nếu bỏ qua một số thành phần nhỏ và hai vị trí đo có cao độ gần tương đương, tổn thất áp suất qua bồn có thể biểu diễn gần đúng:
Trong đó:
- \(\Delta P\): chênh lệch áp suất qua bồn.
- \(P_{\mathrm{in}}\): áp suất phía trước bồn.
- \(P_{\mathrm{out}}\): áp suất phía sau bồn.
Quy đổi sang chiều cao cột nước:
Trong đó \(h_L\) là tổn thất cột áp tương ứng, \(\rho\) là khối lượng riêng của nước và \(g\) là gia tốc trọng trường.
Giá trị đo thực tế có thể bao gồm tổn thất qua lớp vật liệu, hệ thống phân phối – thu nước, van, phụ kiện và các bộ phận bên trong thiết bị. Vì vậy, không nên mặc định toàn bộ \(\Delta P\) đo giữa hai đầu bồn đều là tổn thất riêng của lớp vật liệu.
Khi chất rắn được giữ lại trong lớp lọc, không gian dòng chảy bị thu hẹp và sức cản thủy lực thường tăng. Vì vậy, chênh áp tăng dần trong một chu kỳ lọc là một chỉ báo quan trọng để đánh giá trạng thái bồn. EPA cũng mô tả sự tích tụ chất rắn trong lớp lọc làm tăng tổn thất và chênh áp có thể được sử dụng làm một trong các tín hiệu xác định thời điểm rửa lọc.
Tuy nhiên, không nên sử dụng duy nhất một giá trị chênh áp cố định cho mọi thiết bị. Ngưỡng kết thúc chu kỳ lọc phải được xác định theo cấu tạo bồn, giới hạn thiết bị, đặc tính vật liệu, chất lượng nước sau lọc và hướng dẫn vận hành của hệ thống cụ thể.
3.2. Áp suất không phải là cơ chế giữ cặn
Một nhầm lẫn thường gặp là cho rằng tăng áp suất vận hành sẽ làm tăng chất lượng lọc. Điều này không đúng về bản chất.
Áp suất cung cấp động lực thủy lực để duy trì dòng chảy. Trong khi đó, khả năng loại bỏ hạt phụ thuộc vào sự tương tác giữa hạt cặn, nước và lớp vật liệu. Trong lọc hạt sâu, chất rắn có thể được giữ lại tại nhiều vị trí bên trong chiều sâu lớp vật liệu thay vì chỉ hình thành một “màng cặn” trên bề mặt.
Tùy kích thước hạt, kích thước vật liệu và điều kiện dòng chảy, nhiều cơ chế có thể đồng thời tham gia như chặn giữ, va chạm, lắng cục bộ, tương tác bề mặt và giữ hạt trong các khe rỗng của lớp lọc.
Nếu tăng lưu lượng trong khi diện tích lọc không đổi, tốc độ lọc tăng:
Trong đó:
- \(v_f\): tốc độ lọc biểu kiến.
- \(Q\): lưu lượng nước qua bồn.
- \(A\): diện tích tiết diện lớp vật liệu theo phương vuông góc với dòng chảy.
Tốc độ lọc cao hơn không mặc nhiên tốt hơn. Nó làm thay đổi thủy lực trong lớp vật liệu, tổn thất áp suất và khả năng giữ cặn. Vì vậy, lựa chọn tải thủy lực phải dựa trên vật liệu, chất lượng nước, tiền xử lý và yêu cầu nước đầu ra chứ không dựa đơn thuần vào khả năng chịu áp của thân bồn.
4. Bồn lọc áp lực khác gì với bể lọc trọng lực?
Bồn lọc áp lực và bể lọc trọng lực có thể cùng sử dụng vật liệu dạng hạt và có những cơ chế giữ cặn tương tự. Khác biệt cơ bản nằm ở cách tạo động lực cho dòng nước và kết cấu chứa lớp vật liệu.
| Tiêu chí | Bồn lọc áp lực | Bể lọc trọng lực |
|---|---|---|
| Kết cấu | Bồn kín chịu áp | Bể hở hoặc gần áp suất khí quyển |
| Động lực dòng chảy | Chênh lệch áp suất | Chủ yếu nhờ cột nước trọng lực |
| Khả năng quan sát lớp lọc | Hạn chế | Thuận lợi hơn |
| Kết nối với đường ống áp lực | Thuận lợi | Thường cần bố trí thủy lực hoặc bơm phù hợp |
| Bố trí không gian | Thiết bị tương đối gọn | Thường cần diện tích mặt bằng lớn hơn |
| Kiểm tra trực quan khi rửa | Khó hơn | Dễ quan sát hơn |
| Mở rộng công suất | Có thể ghép nhiều bồn song song | Có thể chia thành nhiều ngăn lọc |
| Phù hợp hệ công suất lớn | Có thể áp dụng nhưng cần đánh giá kinh tế – vận hành | Phổ biến trong nhiều hệ thống xử lý nước quy mô lớn |
EPA lưu ý một hạn chế của lọc áp lực là người vận hành không thể quan sát trực tiếp lớp vật liệu trong quá trình vận hành và rửa lọc như đối với bể hở, khiến một số hiện tượng bất thường trong lớp vật liệu khó phát hiện hơn bằng kiểm tra trực quan.
Một ưu điểm quan trọng của bồn áp lực là có thể duy trì nước trong mạng đường ống kín có áp. Trong một số sơ đồ, nước từ bơm hoặc công đoạn trước có thể đi trực tiếp qua bồn và tiếp tục sang thiết bị phía sau mà không cần phá áp tại một bể hở rồi bơm lại.
Đây thường là lý do thủy lực và bố trí công nghệ quan trọng hơn việc so sánh đơn giản rằng loại nào “lọc tốt hơn”.
5. Bồn lọc áp lực có thể sử dụng những loại vật liệu nào?
Không có một vật liệu duy nhất đại diện cho bồn lọc áp lực.
5.1. Vật liệu lọc hạt thông thường
Cát thạch anh và anthracite là các vật liệu thường gặp trong hệ thống lọc hạt. Có thể bố trí một lớp, hai lớp hoặc nhiều lớp vật liệu tùy mục tiêu thiết kế.
Với lọc đa lớp, việc lựa chọn kích thước hạt, khối lượng riêng và trình tự các lớp cần bảo đảm cả hiệu quả giữ cặn lẫn ổn định lớp vật liệu sau rửa. Không thể đơn giản xếp nhiều loại vật liệu vào cùng một bồn mà coi đó là lọc đa lớp đúng nghĩa.
5.2. Vật liệu xúc tác hoặc vật liệu hỗ trợ oxy hóa
Đối với nước có sắt hoặc mangan hòa tan, chỉ có lớp vật liệu lọc cơ học không nhất thiết đủ để loại bỏ trực tiếp các ion hòa tan.
Thông thường cần chuyển thành phần hòa tan sang dạng có thể giữ lại hoặc tạo điều kiện phản ứng trên vật liệu thích hợp. Các quá trình oxy hóa – lọc sử dụng clo, permanganat, oxy hoặc vật liệu chứa mangan dioxide là những hướng được sử dụng trong xử lý sắt và mangan. EPA ghi nhận oxy hóa kết hợp lọc áp lực là một kỹ thuật có thể áp dụng cho loại bỏ sắt – mangan, nhưng hiệu quả phụ thuộc vào chất oxy hóa, loại vật liệu và điều kiện nước.
Điều này cho thấy cần phân biệt rõ:
Bồn lọc áp lực là thiết bị chứa quá trình, còn oxy hóa – lọc mới là chuỗi cơ chế xử lý.
5.3. Than hoạt tính dạng hạt và vật liệu hấp phụ
Than hoạt tính dạng hạt hoặc các vật liệu hấp phụ chuyên dụng cũng có thể được đặt trong bồn chịu áp. Tuy nhiên, khi đó cơ chế xử lý chính có thể là hấp phụ thay vì lọc cặn.
Đối với vật liệu hấp phụ, các thông số như thời gian tiếp xúc, dung lượng hấp phụ, điểm đột phá, cạnh tranh hấp phụ và khả năng hoàn nguyên hoặc thay vật liệu có thể quan trọng hơn các chỉ tiêu thường sử dụng cho bồn lọc cát.
Vì vậy, không nên dùng chung một bộ tiêu chí thiết kế cho mọi bồn có hình dạng giống nhau.
6. Phạm vi áp dụng của bồn lọc áp lực
6.1. Làm trong nước sau các công đoạn tiền xử lý
Một ứng dụng điển hình là giữ lượng chất rắn còn lại sau quá trình tạo cặn, lắng hoặc các công đoạn tách chất rắn phía trước.
Trong trường hợp này, bồn lọc đóng vai trò xử lý hoàn thiện. Hiệu quả thường ổn định hơn khi nước đầu vào đã được điều hòa về tải chất rắn và cặn có đặc tính phù hợp với lọc hạt.
Nếu đưa trực tiếp dòng nước có tải chất rắn quá lớn vào bồn, lớp vật liệu có thể nhanh chóng tăng tổn thất, rút ngắn chu kỳ lọc và làm tăng tần suất rửa.
Vì vậy, câu hỏi đầu tiên không phải “bồn lọc có giữ được cặn hay không” mà là:
Tải lượng cặn đưa vào bồn có phù hợp với một quá trình lọc hạt hay không?
6.2. Xử lý nước ngầm chứa sắt và mangan
Bồn lọc áp lực được sử dụng nhiều trong các dây chuyền xử lý nước ngầm, đặc biệt sau công đoạn oxy hóa sắt hoặc mangan.
Cơ chế tổng quát có thể biểu diễn:
Nếu quá trình oxy hóa phía trước không hoàn thành hoặc điều kiện pH – thế oxy hóa khử không phù hợp, thành phần hòa tan có thể đi qua bồn dù lớp vật liệu vẫn có khả năng giữ cặn tốt.
Do đó, khi bồn xử lý sắt – mangan hoạt động không đạt, việc chỉ thay cát hoặc tăng thời gian rửa chưa chắc giải quyết được vấn đề. Cần kiểm tra cả trạng thái hóa học của sắt – mangan trước khi đi vào lớp vật liệu.
6.3. Xử lý nước công nghiệp
Bồn lọc áp lực phù hợp với nhiều hệ thống nước công nghiệp vì có thể tích hợp trực tiếp vào đường ống kín.
Các ứng dụng có thể bao gồm:
- Tiền xử lý trước các công đoạn xử lý sâu.
- Giảm chất rắn lơ lửng và độ đục.
- Bảo vệ các thiết bị phía sau khỏi tải cặn quá lớn.
- Lọc nước tuần hoàn trong những hệ thống có điều kiện phù hợp.
- Xử lý nước ngầm dùng cho sản xuất.
- Bố trí vật liệu chuyên dụng cho một mục tiêu xử lý xác định.
Đối với tiền xử lý trước màng, trao đổi ion hoặc các thiết bị nhạy với cặn, bồn lọc có thể là một hàng rào bảo vệ hữu ích nhưng không nên mặc định rằng nó có thể thay thế toàn bộ các công đoạn tiền xử lý cần thiết.
6.4. Xử lý hoàn thiện nước thải
Bồn lọc áp lực cũng có thể được sử dụng để giảm chất rắn còn lại trong nước thải sau xử lý sinh học và tách bùn, đặc biệt khi nước cần được xử lý thêm trước một công đoạn phía sau.
Tuy nhiên, việc chuyển kinh nghiệm thiết kế từ nước cấp sang nước thải phải được thực hiện thận trọng. Thành phần chất rắn trong nước thải có thể chứa bông sinh học, chất hữu cơ, polymer và các hạt có đặc tính nén – bám dính khác đáng kể so với cặn vô cơ của nước cấp. EPA từng lưu ý kinh nghiệm lọc nước uống không thể được áp dụng máy móc cho lọc nước thải vì đặc tính dòng nước và chất rắn khác nhau.
Bồn áp lực sẽ phù hợp hơn khi dòng vào đã được xử lý tương đối ổn định và thiết kế được kiểm tra theo tải chất rắn thực tế.
7. Khi nào bồn lọc áp lực là lựa chọn phù hợp?
Không nên lựa chọn bồn lọc chỉ vì thiết bị nhỏ gọn hoặc có sẵn trên thị trường. Một phương án thường có cơ sở tốt khi đồng thời đáp ứng một số điều kiện sau:
- Dòng nước đang hoặc cần được duy trì trong hệ thống đường ống có áp.
- Lưu lượng phù hợp với việc bố trí một hoặc nhiều bồn chịu áp.
- Thành phần cần loại bỏ có thể được xử lý bằng lớp vật liệu đã lựa chọn.
- Chất lượng nước đầu vào tương đối ổn định hoặc đã có tiền xử lý phù hợp.
- Tải chất rắn không làm chu kỳ lọc trở nên quá ngắn.
- Có đủ nguồn nước và điều kiện thủy lực cho quá trình rửa.
- Có phương án thu gom và xử lý nước rửa.
- Có thể bố trí thiết bị dự phòng hoặc vận hành nhiều bồn khi yêu cầu hệ thống không được gián đoạn.
- Đơn vị vận hành có khả năng theo dõi áp suất, chênh áp, lưu lượng và chất lượng nước sau lọc.
Trong các hệ thống nhỏ và vừa, khả năng chế tạo thiết bị theo mô-đun cũng có thể tạo thuận lợi cho thi công và mở rộng. Tuy nhiên, khi công suất tăng, số lượng bồn, đường ống, van, thiết bị đo và hệ thống rửa cũng tăng theo. Khi đó cần so sánh tổng thể với giải pháp bể lọc trọng lực thay vì chỉ so diện tích chiếm chỗ của riêng thân bồn.
8. Khi nào không nên xem bồn lọc áp lực là giải pháp mặc định?
8.1. Nước đầu vào có tải chất rắn quá cao hoặc biến động lớn
Nếu lượng cặn đưa trực tiếp vào bồn lớn, chất rắn có thể nhanh chóng lấp đầy khả năng chứa cặn của lớp vật liệu.
Hệ quả thường gặp là:
Khi tần suất rửa quá cao, ưu điểm về tính gọn của thiết bị có thể bị đánh đổi bằng lượng nước rửa lớn, thời gian ngừng lọc và yêu cầu vận hành phức tạp hơn.
Trong trường hợp này, cần xem xét tiền xử lý hoặc một công nghệ tách chất rắn phù hợp hơn trước bồn lọc.
8.2. Dòng nước chứa nhiều chất có khả năng gây bám dính
Dầu mỡ, chất hữu cơ bám dính, bùn sinh học hoặc một số loại cặn mềm có thể gây đóng bết lớp vật liệu theo cơ chế khác với cặn hạt thông thường.
Rửa ngược bằng nước không phải lúc nào cũng phục hồi hoàn toàn lớp lọc. Nếu nguyên nhân bám dính không được xử lý, việc tăng lưu lượng rửa có thể không giải quyết được vấn đề và còn làm tăng nguy cơ thất thoát vật liệu.
8.3. Cần quan sát trực tiếp lớp vật liệu thường xuyên
Do bồn kín, khả năng kiểm tra trực quan lớp vật liệu trong quá trình vận hành bị hạn chế. Nếu đặc tính công nghệ khiến việc quan sát sự phân lớp, bề mặt hoặc trạng thái rửa có vai trò đặc biệt quan trọng, bể lọc hở có thể thuận lợi hơn.
8.4. Mục tiêu xử lý nằm ngoài khả năng của vật liệu
Một bồn lọc cát không thể mặc nhiên loại bỏ các chất hòa tan chỉ vì nước được ép qua dưới áp suất.
Nếu mục tiêu là loại bỏ:
- Ion hòa tan.
- Muối hòa tan.
- Một số kim loại ở dạng hòa tan.
- Các hợp chất hữu cơ hòa tan.
- Những chất cần phản ứng hóa học chuyên biệt.
thì phải xác định công nghệ tương ứng như kết tủa, oxy hóa, hấp phụ, trao đổi ion hoặc màng. Bồn áp lực chỉ có thể đóng vai trò là thiết bị chứa vật liệu nếu cơ chế xử lý đó phù hợp.
9. Những yếu tố quyết định phạm vi áp dụng thực tế
9.1. Chất lượng nước đầu vào
Không nên lựa chọn bồn lọc từ lưu lượng trước rồi mới kiểm tra chất lượng nước.
Tối thiểu cần đánh giá các chỉ tiêu liên quan trực tiếp đến mục tiêu xử lý như:
- Chất rắn lơ lửng và độ đục.
- Kích thước và tính chất của cặn.
- Sắt, mangan và trạng thái tồn tại của chúng nếu có.
- pH và các điều kiện hóa học có liên quan đến phản ứng.
- Chất hữu cơ.
- Dầu mỡ hoặc thành phần có nguy cơ gây bám dính.
- Biến động theo thời gian của chất lượng nước.
Giá trị trung bình thường chưa đủ. Một bồn hoạt động tốt ở điều kiện trung bình vẫn có thể mất ổn định khi xuất hiện tải đỉnh.
9.2. Mục tiêu chất lượng nước sau lọc
Hai hệ thống có cùng nước đầu vào nhưng yêu cầu đầu ra khác nhau có thể cần cấu hình lọc hoàn toàn khác.
Ví dụ, mục tiêu giảm cặn để bảo vệ thiết bị cơ khí phía sau khác với mục tiêu tiền xử lý cho một quá trình màng nhạy với fouling. Vì vậy, “nước trong” theo quan sát bằng mắt không phải tiêu chí thiết kế đầy đủ.
9.3. Tiền xử lý
Đối với nhiều ứng dụng, hiệu quả của bồn được quyết định đáng kể bởi công đoạn xảy ra *trước bồn*.
Nếu mục tiêu là lọc bông cặn nhưng quá trình keo tụ hoặc tạo bông không phù hợp, hiệu quả lọc có thể không ổn định. Nếu mục tiêu là loại sắt nhưng sắt vẫn chủ yếu tồn tại ở dạng hòa tan không tương thích với cơ chế của vật liệu, tăng chiều dày cát không giải quyết được bản chất vấn đề.
Do đó, bồn lọc phải được xem như một mắt xích trong dây chuyền thay vì một thiết bị độc lập.
9.4. Khả năng rửa lọc
Một hệ thống chỉ thực sự khả thi khi có thể phục hồi lớp vật liệu sau khi tích tụ chất rắn.
Rửa ngược thường đảo chiều dòng nước so với chế độ lọc và tạo điều kiện giãn nở lớp vật liệu, tách cặn rồi đưa cặn ra khỏi bồn. Mức độ giãn nở và vận tốc cần thiết phụ thuộc vào kích thước, khối lượng riêng, hình dạng vật liệu và tính chất nước.
Vì vậy, thiết kế không nên kết thúc ở lưu lượng lọc. Cần kiểm tra đồng thời:
- Lưu lượng rửa cần thiết.
- Nguồn nước rửa.
- Áp lực rửa.
- Khả năng thu và thoát nước rửa.
- Nguy cơ cuốn trôi vật liệu.
- Trình tự van trong quá trình chuyển chế độ.
Một bồn lọc được tính đúng ở chế độ vận hành nhưng không đủ năng lực rửa vẫn là một hệ thống thiết kế chưa hoàn chỉnh.
9.5. Cấu hình nhiều bồn
Trong thực tế, hệ thống thường không nhất thiết chỉ có một bồn.
Nhiều bồn có thể bố trí song song để chia lưu lượng và duy trì vận hành khi một bồn rửa hoặc bảo trì. Bố trí nối tiếp có thể được sử dụng khi các bồn thực hiện các chức năng khác nhau.
Cần phân biệt:
Hai bồn cùng chức năng đặt song song nhằm phân chia lưu lượng với hai bồn khác chức năng đặt nối tiếp nhằm tạo nhiều hàng rào xử lý.
Không nên xem việc tăng số lượng bồn là cách tự động tăng hiệu quả nếu không xác định rõ vai trò thủy lực và công nghệ của từng thiết bị.
10. Những nhầm lẫn thường gặp khi lựa chọn bồn lọc áp lực
Một trong những sai lệch phổ biến nhất là lựa chọn thiết bị dựa vào tên gọi thương mại thay vì cơ sở quá trình.
Bồn lọc cát loại bỏ được mọi loại cặn. Không đúng. Hiệu quả phụ thuộc kích thước và đặc tính cặn, lớp vật liệu, tải thủy lực và tiền xử lý.
Áp suất càng cao thì nước càng sạch. Không đúng. Áp suất tạo động lực dòng chảy; chất lượng lọc phụ thuộc cơ chế giữ chất ô nhiễm và điều kiện vận hành.
Bồn chứa vật liệu nào cũng tính giống bồn lọc cát. Không đúng. Lọc hạt, hấp phụ và các quá trình phản ứng trên vật liệu có tiêu chí thiết kế khác nhau.
Chỉ cần biết lưu lượng là chọn được đường kính bồn. Không đủ. Quan hệ (Q/A) mới chỉ xác định tải thủy lực; chưa kiểm tra khả năng giữ cặn, chiều sâu vật liệu, tổn thất áp suất, chu kỳ lọc và chế độ rửa.
Nước sau bể lắng có thể luôn đưa thẳng vào bồn lọc. Không thể kết luận nếu chưa biết tải chất rắn, đặc tính cặn và mức biến động của dòng vào.
Rửa càng mạnh càng sạch. Không đúng. Rửa phải đủ để làm sạch và tái phân bố lớp vật liệu nhưng không được gây thất thoát vật liệu hoặc phá vỡ cấu trúc lớp lọc ngoài ý muốn.
11. Cách xác định nhanh bồn lọc áp lực có phù hợp hay không
Ở bước lựa chọn công nghệ sơ bộ, có thể đánh giá theo trình tự:
- Xác định chính xác thành phần cần loại bỏ.
- Xác định thành phần đó đang ở dạng hạt, keo hay hòa tan.
- Xác định cơ chế cần thiết: lọc, phản ứng – lọc, hấp phụ hay cơ chế khác.
- Kiểm tra chất lượng và mức biến động của nước đầu vào.
- Xác định tiền xử lý cần thiết trước bồn.
- Kiểm tra lợi ích của việc duy trì hệ thống ở trạng thái có áp.
- Đánh giá tải chất rắn dự kiến lên lớp vật liệu.
- Kiểm tra khả năng rửa và xử lý nước rửa.
- Xác định yêu cầu dự phòng và số lượng bồn.
- Sau đó mới tiến hành tính tải thủy lực, kích thước, vật liệu và hệ thống van – đường ống.
Trình tự này giúp tránh một lỗi thiết kế thường gặp: chọn trước thiết bị rồi cố điều chỉnh quá trình để phù hợp với thiết bị đã chọn.
12. Kết luận
Bồn lọc áp lực về bản chất là thiết bị chứa lớp vật liệu xử lý trong một hệ thống kín chịu áp, trong đó chênh lệch áp suất cung cấp năng lượng để nước đi qua lớp vật liệu. Bản thân áp suất không quyết định cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm và cũng không bảo đảm chất lượng nước sau lọc.
Công nghệ này đặc biệt hữu ích khi cần duy trì dòng nước trong đường ống áp lực, xử lý nước ngầm sau oxy hóa sắt – mangan, làm trong nước, bảo vệ các công đoạn phía sau hoặc bố trí các loại vật liệu xử lý trong một thiết bị kín. Tuy nhiên, phạm vi áp dụng phải được đánh giá theo tải chất rắn, trạng thái hóa học của chất cần loại bỏ, tiền xử lý, khả năng rửa và yêu cầu chất lượng nước đầu ra.
Trong thiết kế thực tế, câu hỏi quan trọng không phải là “có nên dùng bồn lọc áp lực không?” mà là “quá trình xử lý cần cơ chế gì, và bồn chịu áp có phải cấu hình phù hợp để thực hiện cơ chế đó trong toàn bộ dây chuyền hay không?”.
Thư viện hình ảnh
