Trong bài trước, chúng tôi đã giới thiệu về hệ thống xử lý nước thô trong dân dụng, nhất là khâu xử lý nước giếng khoan trong dân dụng. Bài viết hôm nay xin được phép chia sẻ về các hệ thống xử lý nước thô trong công nghiệp thường gặp.
Thông thường các nhà máy có xu hướng đặt vị trí sản xuất gần nguồn một số nguồn cung cấp. Chẳng hạn là gần đường giao thông, gần nguồn nguyên vật liệu cho sản xuất (nhất là các nhà máy khai thác khoáng sản), gần nguồn cấp phụ trợ như điện, nước… Với nguồn nước, các nhà máy có các sự lưa chọn phổ biến là:
-Nước lấy tại vị trí nội bộ tại nhà máy, thường là các giếng khoan sâu xuống lòng đất, đã được cấp phép. Nước giếng khoan này để đảm bảo chất lượng sử dụng thì hàm lượng các chất phải tuân theo giới hạn theo QCVN 09:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm. Sử dụng nguồn nước này, các nhà máy được chủ động trong nguồn cung và chất lượng nước đầu vào. Cần chú ý nước giếng khoan hay có xu hướng nhiễm kim loại nặng, phổ biến là sắt và mangan. Đôi khi nước cũng có độ cứng cao nếu nhà máy đặt ở khu vực gần núi. Hiện nay, việc sử dụng nguồn nước từ các giếng khoan thì hầu hết là các giếng khoan cũ. Các giếng khoan hầu hết sẽ không được cấp phép mở mới. Nguyên nhân là do sự lo ngại về sự sạt, lở đất và chất lượng nước có thể quá xấu (vượt ngưỡng nhiều lần với quy chuẩn cho phép.
-Nước lấy trực tiếp tại nguồn nước là nước sông, nước hồ lớn. Điều này cần được sự cho phép của chính quyền địa phương nơi đặt nhà máy vì liên quan đến tưới tiêu và hệ thống cấp thoát nước. Nguồn nước này dồi dào nhưng chất lượng biến động theo mùa, hơn nữa không thể kiểm soát hoàn toàn được chất lượng. Một số địa phương thì nguồn nước sông còn chịu ảnh hưởng từ nguồn pha trộn từ nước sinh hoạt, sự xâm lấn của nước mặn và nước lợ.
-Nguồn nước lấy thông qua các nhà máy tập trung/nguồn nước đã qua xử lý. Với nguồn nước này, chất lượng đã đảm bảo theo quy chuẩn nước sinh hoạt là QCVN 01:1-2018/BYT. Thông thường các nhà máy sẽ lựa chọn lấy nước của các nhà máy nước trong khu công nghiệp. Tuy nhiên, chi phí sử dụng của nguồn nước này thường khá cao.
Một số nhà máy sẽ lựa chọn việc sử dụng hỗn hợp các nguồn nước để đảm bảo chi phí và sự chủ động. Thông thường sẽ sử dụng nước giếng khoan và nước máy (nước đã qua xử lý).
2. Xử lý nước
Nhìn chung, xử lý nước thô trong công nghiệp sẽ tuân theo các bước sơ bộ như sau:
Nguồn cấp -> Tháp làm thoáng, xử lý kim loại nặng -> bể chứa -> xử lý lọc cát -> xử lý lọc than -> xử lý lọc ion -> xử lý lọc tinh.
Trong đó khâu xử lý lắng và châm hoá chất để xử lý kim loại sẽ thường dùng trong các nguồn nước giếng khoan. Hóa chất thường dùng là KMnO4, NaClO, H2O2, NaOH. Mục đích là để nâng cao pH đầu vào nhằm mục đích thuận lợi cho quá trình oxy hoá Fe (II) và Mn (IV). Hoá chất thông thường sẽ được định lượng (dosing) tự động với nước đầu vào, ngay trước vị trí tháp oxy hoá. Nước sau tháp oxy hoá sẽ được đưa vào bể chứa. Bể chứa này có 2 ngăn. Phần nước “trong” sẽ được lấy để xử lý cho khâu tiếp theo, phần “nước đục” và “cặn” sa lắng sẽ được bơm định kì thải ra ngoài.
Hình 1. Một tháp oxy hoá đang hoạt động
Với các nguồn nước còn lại, quá trình xử lý sẽ là xử lý lọc cát, lọc than và lọc ion (sử dụng hạt nhựa).
Các nguồn nước sau xử lý bằng lọc cát sẽ được cấp vào bể chứa. Lọc cát có tác dụng loại bỏ cặn, bùn lơ lửng, hoá chất còn sót lại sau quá trình châm hoá chất để tiệt trùng đường ống. Đôi khi, lớp lọc cát nhiều tầng này còn có tác dụng xử lý hiệu quả kim loại nặng trong nước. Cần đảm bảo độ dày vật liệu, thời gian vận hành để có thể biến “cát thường” thành vật liệu chuyên biệt xử lý kim loại nặng.
Nước từ bể chứa này sẽ cấp tiếp tục cho quá trình xử lý nước tiếp theo, cấp cho nước phòng cháy chữa cháy, nước cho vệ sinh, tưới tiêu…
Quá trình tiếp theo sẽ là xử lý qua lọc than. Quá trình này có tác dụng loại bỏ màu, mùi, vết các hợp chất hữu cơ. Than được lựa chọn sẽ là loại có chỉ số hấp phụ bề mặt cao (trên 1000 m2/g), đồng thời bền nhiệt.
Sau lọc than sẽ là quá trình lọc ion. Vật liệu lọc giúp giảm độ cứng trong nước. Thông thường chỉ cần dùng ion là loại cation gốc acid mạnh (SAC). Loại này dễ kiếm, có chỉ số tổng dung lượng trao đổi ion cao (từ 1.9eq/l trở lên) và dễ dàng hoàn nguyên bằng vật liệu an toàn. Một số nhà máy cũ hoặc nhà máy yêu cầu khắt khe về chất liệu nước đầu ra, hạt nhựa xử lý gồm cả cation và anion. Loại dùng sẽ là cation của gốc acid yếu (WAC), aninon của gốc acid mạnh (SBA). Vật liệu hoàn nguyên sẽ là các loại bazor và acid.
Trong suốt quá trình vận hành, hệ thống lọc cát, than và ion đều kèm quá trình vệ sinh để sạch vật liệu lọc. Thời gian sẽ phụ thuộc vào thông số cài đặt ban đầu (hầu hết các nguồn nước đã được xử lý có chất lượng nước đầu vào đã ổn định). Vệ sinh sẽ gồm quá trình rửa ngược và rửa xuôi. Thời gian rửa ngược thông thường sẽ là 15 phút. Nước cấp sử dụng rửa ngược là nước sau xử lý lọc ion. Việc bổ sung máy thổi khí vào trong nguồn nước rửa ngược cũng rất quan trọng, nó giúp “xới tung” vật liệu lọc, tách các cặn bẩn bám ra và thải ra ngoài. Sau quá trình rửa ngược là rủa xuôi để ổn định vật liệu lọc, thời gian diễn ra là 10 phút.
Tương tự như quá trình hoàn nguyên của hệ thống lọc ion, than cũng cần hoàn nguyên. Đây là điểm khác biệt rất lớn của hệ thống lọc trong công nghiệp và lọc trong dân dụng. Than sẽ được hoàn nguyên bằng nước nóng lên tới 90 độ và theo từng bước một. Quá trình này giúp than nhả hấp phụ từ từ, loại bỏ các chất đã “bắt” trong quá trình xử lý. Nước gia nhiệt cấp hoà nguyên có thể sử dụng hơi cấp (tối đa 2 bar) từ các hệ thống phụ trợ hoặc qua một thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản.
Hình 2. Sơ đồ nâng nhiệt độ nước hoàn nguyên than
3. Hệ thống thiết bị trong xử lý nước công nghiệp
Hầu hết các thiết bị sử dụng trong hệ thống xử lý đều theo quy chuẩn. Chẳng hạn đối với tank chứa thông thường sẽ sử dụng inox 304 đối với lọc cát và lọc than, composite với quá trình lọc ion. Hệ thống luôn được thiết kế để bố trí số lượng tank chứa vật liệu lọc hoạt động luôn phiên thay nhau, tức là một tank chạy, một tank nghỉ.
Hệ thống sử dụng trong công nghiệp hầu hết là inox 304 để thuận tiện trong quá trình lắp đặt và kết nối bằng que hàn TIG cùng với khí hàn Argon và là ống gang nếu nước cấp là nguồn nước cho phòng chống chữa cháy. Lúc này que hàn sử dụng là đồng được bọc thuốc hàn. Đối với hệ thống xử lý ion, đường ống sử dụng sẽ là nhựa PVC chuyên biệt. Loại nhựa này sẽ dán bằng keo chuyên biệt và chịu được hoá chất nồng độ cao (hoá chất sử dụng trong hoàn nguyên). Một số hãng nổi tiếng cung cấp vật liệu này là +GF+ và Spears.
Hệ thống van sử dụng trong lọc nước thông thường sẽ là van khí nén, đại diện tiêu biểu và van khí nén của EA, +GF+, KITZ, UTD, Kieselmann/ AWH (hay dùng trong thực phẩm).
Hình 3. Hệ thống đường ống và van trong lọc ion.
Trong hệ thống xử lý nước cấp công nghiệp sẽ sử dụng rất nhiều van. Các van này được điều khiển bằng khí nén (auto valve) hoặc điều chỉnh bằng tay (manual valve) và tạo thành một hệ thống ma trận van. Việc tiến hành lọc, vệ sinh hệ thống được điều khiển thông qua việc phối hợp đồng thời nhiều van với nhau. Quy cách của các van sẽ tuân theo tiêu chuẩn DIN ( Đức). Kích thước các van hay gặp sẽ là DN10, DN15, DN 20, DN25, DN32, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200.
Trên đây là những thông tin cơ bản về hệ thống xử lý nước thô trong công nghiệp. Mọi thông tin chi tiết và chuyên sâu hơn về hệ thống, vui lòng liên hệ tới địa chỉ mail ctfwaters@gmail.com. Công ty cổ phần công nghệ CTF cung cấp các giải pháp và công nghệ chuyên sâu trong lĩnh vực xử lý nước cấp, nước RO hân hạnh được phục vụ và hợp tác.
Thông thường các nhà máy có xu hướng đặt vị trí sản xuất gần nguồn một số nguồn cung cấp. Chẳng hạn là gần đường giao thông, gần nguồn nguyên vật liệu cho sản xuất (nhất là các nhà máy khai thác khoáng sản), gần nguồn cấp phụ trợ như điện, nước… Với nguồn nước, các nhà máy có các sự lưa chọn phổ biến là:
-Nước lấy tại vị trí nội bộ tại nhà máy, thường là các giếng khoan sâu xuống lòng đất, đã được cấp phép. Nước giếng khoan này để đảm bảo chất lượng sử dụng thì hàm lượng các chất phải tuân theo giới hạn theo QCVN 09:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm. Sử dụng nguồn nước này, các nhà máy được chủ động trong nguồn cung và chất lượng nước đầu vào. Cần chú ý nước giếng khoan hay có xu hướng nhiễm kim loại nặng, phổ biến là sắt và mangan. Đôi khi nước cũng có độ cứng cao nếu nhà máy đặt ở khu vực gần núi. Hiện nay, việc sử dụng nguồn nước từ các giếng khoan thì hầu hết là các giếng khoan cũ. Các giếng khoan hầu hết sẽ không được cấp phép mở mới. Nguyên nhân là do sự lo ngại về sự sạt, lở đất và chất lượng nước có thể quá xấu (vượt ngưỡng nhiều lần với quy chuẩn cho phép.
-Nước lấy trực tiếp tại nguồn nước là nước sông, nước hồ lớn. Điều này cần được sự cho phép của chính quyền địa phương nơi đặt nhà máy vì liên quan đến tưới tiêu và hệ thống cấp thoát nước. Nguồn nước này dồi dào nhưng chất lượng biến động theo mùa, hơn nữa không thể kiểm soát hoàn toàn được chất lượng. Một số địa phương thì nguồn nước sông còn chịu ảnh hưởng từ nguồn pha trộn từ nước sinh hoạt, sự xâm lấn của nước mặn và nước lợ.
-Nguồn nước lấy thông qua các nhà máy tập trung/nguồn nước đã qua xử lý. Với nguồn nước này, chất lượng đã đảm bảo theo quy chuẩn nước sinh hoạt là QCVN 01:1-2018/BYT. Thông thường các nhà máy sẽ lựa chọn lấy nước của các nhà máy nước trong khu công nghiệp. Tuy nhiên, chi phí sử dụng của nguồn nước này thường khá cao.
Một số nhà máy sẽ lựa chọn việc sử dụng hỗn hợp các nguồn nước để đảm bảo chi phí và sự chủ động. Thông thường sẽ sử dụng nước giếng khoan và nước máy (nước đã qua xử lý).
2. Xử lý nước
Nhìn chung, xử lý nước thô trong công nghiệp sẽ tuân theo các bước sơ bộ như sau:
Nguồn cấp -> Tháp làm thoáng, xử lý kim loại nặng -> bể chứa -> xử lý lọc cát -> xử lý lọc than -> xử lý lọc ion -> xử lý lọc tinh.
Trong đó khâu xử lý lắng và châm hoá chất để xử lý kim loại sẽ thường dùng trong các nguồn nước giếng khoan. Hóa chất thường dùng là KMnO4, NaClO, H2O2, NaOH. Mục đích là để nâng cao pH đầu vào nhằm mục đích thuận lợi cho quá trình oxy hoá Fe (II) và Mn (IV). Hoá chất thông thường sẽ được định lượng (dosing) tự động với nước đầu vào, ngay trước vị trí tháp oxy hoá. Nước sau tháp oxy hoá sẽ được đưa vào bể chứa. Bể chứa này có 2 ngăn. Phần nước “trong” sẽ được lấy để xử lý cho khâu tiếp theo, phần “nước đục” và “cặn” sa lắng sẽ được bơm định kì thải ra ngoài.
Hình 1. Một tháp oxy hoá đang hoạt động
Với các nguồn nước còn lại, quá trình xử lý sẽ là xử lý lọc cát, lọc than và lọc ion (sử dụng hạt nhựa).
Các nguồn nước sau xử lý bằng lọc cát sẽ được cấp vào bể chứa. Lọc cát có tác dụng loại bỏ cặn, bùn lơ lửng, hoá chất còn sót lại sau quá trình châm hoá chất để tiệt trùng đường ống. Đôi khi, lớp lọc cát nhiều tầng này còn có tác dụng xử lý hiệu quả kim loại nặng trong nước. Cần đảm bảo độ dày vật liệu, thời gian vận hành để có thể biến “cát thường” thành vật liệu chuyên biệt xử lý kim loại nặng.
Nước từ bể chứa này sẽ cấp tiếp tục cho quá trình xử lý nước tiếp theo, cấp cho nước phòng cháy chữa cháy, nước cho vệ sinh, tưới tiêu…
Quá trình tiếp theo sẽ là xử lý qua lọc than. Quá trình này có tác dụng loại bỏ màu, mùi, vết các hợp chất hữu cơ. Than được lựa chọn sẽ là loại có chỉ số hấp phụ bề mặt cao (trên 1000 m2/g), đồng thời bền nhiệt.
Sau lọc than sẽ là quá trình lọc ion. Vật liệu lọc giúp giảm độ cứng trong nước. Thông thường chỉ cần dùng ion là loại cation gốc acid mạnh (SAC). Loại này dễ kiếm, có chỉ số tổng dung lượng trao đổi ion cao (từ 1.9eq/l trở lên) và dễ dàng hoàn nguyên bằng vật liệu an toàn. Một số nhà máy cũ hoặc nhà máy yêu cầu khắt khe về chất liệu nước đầu ra, hạt nhựa xử lý gồm cả cation và anion. Loại dùng sẽ là cation của gốc acid yếu (WAC), aninon của gốc acid mạnh (SBA). Vật liệu hoàn nguyên sẽ là các loại bazor và acid.
Trong suốt quá trình vận hành, hệ thống lọc cát, than và ion đều kèm quá trình vệ sinh để sạch vật liệu lọc. Thời gian sẽ phụ thuộc vào thông số cài đặt ban đầu (hầu hết các nguồn nước đã được xử lý có chất lượng nước đầu vào đã ổn định). Vệ sinh sẽ gồm quá trình rửa ngược và rửa xuôi. Thời gian rửa ngược thông thường sẽ là 15 phút. Nước cấp sử dụng rửa ngược là nước sau xử lý lọc ion. Việc bổ sung máy thổi khí vào trong nguồn nước rửa ngược cũng rất quan trọng, nó giúp “xới tung” vật liệu lọc, tách các cặn bẩn bám ra và thải ra ngoài. Sau quá trình rửa ngược là rủa xuôi để ổn định vật liệu lọc, thời gian diễn ra là 10 phút.
Tương tự như quá trình hoàn nguyên của hệ thống lọc ion, than cũng cần hoàn nguyên. Đây là điểm khác biệt rất lớn của hệ thống lọc trong công nghiệp và lọc trong dân dụng. Than sẽ được hoàn nguyên bằng nước nóng lên tới 90 độ và theo từng bước một. Quá trình này giúp than nhả hấp phụ từ từ, loại bỏ các chất đã “bắt” trong quá trình xử lý. Nước gia nhiệt cấp hoà nguyên có thể sử dụng hơi cấp (tối đa 2 bar) từ các hệ thống phụ trợ hoặc qua một thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản.
Hình 2. Sơ đồ nâng nhiệt độ nước hoàn nguyên than
3. Hệ thống thiết bị trong xử lý nước công nghiệp
Hầu hết các thiết bị sử dụng trong hệ thống xử lý đều theo quy chuẩn. Chẳng hạn đối với tank chứa thông thường sẽ sử dụng inox 304 đối với lọc cát và lọc than, composite với quá trình lọc ion. Hệ thống luôn được thiết kế để bố trí số lượng tank chứa vật liệu lọc hoạt động luôn phiên thay nhau, tức là một tank chạy, một tank nghỉ.
Hệ thống sử dụng trong công nghiệp hầu hết là inox 304 để thuận tiện trong quá trình lắp đặt và kết nối bằng que hàn TIG cùng với khí hàn Argon và là ống gang nếu nước cấp là nguồn nước cho phòng chống chữa cháy. Lúc này que hàn sử dụng là đồng được bọc thuốc hàn. Đối với hệ thống xử lý ion, đường ống sử dụng sẽ là nhựa PVC chuyên biệt. Loại nhựa này sẽ dán bằng keo chuyên biệt và chịu được hoá chất nồng độ cao (hoá chất sử dụng trong hoàn nguyên). Một số hãng nổi tiếng cung cấp vật liệu này là +GF+ và Spears.
Hệ thống van sử dụng trong lọc nước thông thường sẽ là van khí nén, đại diện tiêu biểu và van khí nén của EA, +GF+, KITZ, UTD, Kieselmann/ AWH (hay dùng trong thực phẩm).
Hình 3. Hệ thống đường ống và van trong lọc ion.
Trong hệ thống xử lý nước cấp công nghiệp sẽ sử dụng rất nhiều van. Các van này được điều khiển bằng khí nén (auto valve) hoặc điều chỉnh bằng tay (manual valve) và tạo thành một hệ thống ma trận van. Việc tiến hành lọc, vệ sinh hệ thống được điều khiển thông qua việc phối hợp đồng thời nhiều van với nhau. Quy cách của các van sẽ tuân theo tiêu chuẩn DIN ( Đức). Kích thước các van hay gặp sẽ là DN10, DN15, DN 20, DN25, DN32, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200.
Trên đây là những thông tin cơ bản về hệ thống xử lý nước thô trong công nghiệp. Mọi thông tin chi tiết và chuyên sâu hơn về hệ thống, vui lòng liên hệ tới địa chỉ mail ctfwaters@gmail.com. Công ty cổ phần công nghệ CTF cung cấp các giải pháp và công nghệ chuyên sâu trong lĩnh vực xử lý nước cấp, nước RO hân hạnh được phục vụ và hợp tác.
Last edited: