Bể tuyển nổi DAF (Dissolved Air Flotation) là một trong những công nghệ xử lý nước thải được sử dụng phổ biến trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp hiện nay. Công nghệ này đặc biệt hiệu quả trong việc tách dầu mỡ, chất rắn lơ lửng (TSS), cặn nhẹ, chất hữu cơ dạng hạt và các bông cặn khó lắng ra khỏi nước thải.

Với khả năng xử lý nhanh, diện tích xây dựng tương đối nhỏ và hiệu quả tách cặn cao, bể tuyển nổi DAF được ứng dụng rộng rãi trong các ngành như chế biến thực phẩm, thủy sản, giết mổ gia súc gia cầm, sản xuất đồ uống, chế biến nông sản, giấy, dệt nhuộm, hóa chất và nhiều ngành công nghiệp khác.

Công ty Cổ phần Himba Việt Nam cung cấp giải pháp thiết kế, chế tạo, lắp đặt hệ thống bể tuyển nổi DAF theo đặc tính nước thải và yêu cầu công nghệ của từng dự án.

1. Bể tuyển nổi là gì?

Bể tuyển nổi là công trình xử lý nước thải sử dụng các bọt khí nhỏ để đưa các hạt cặn, dầu mỡ và chất rắn có tỷ trọng nhỏ hoặc khó lắng nổi lên bề mặt nước.

Khác với phương pháp lắng trọng lực, trong đó cặn được tách ra nhờ chênh lệch tỷ trọng và trọng lực, công nghệ tuyển nổi sử dụng các vi bọt khí bám vào hạt cặn, làm tăng lực nổi và đưa chúng lên trên bề mặt.

Phần cặn nổi sau đó được thu gom bằng cơ cấu gạt bùn hoặc thiết bị thu gom váng nổi, trong khi phần nước đã được tách cặn tiếp tục chảy sang công đoạn xử lý tiếp theo.

Trong thực tế, bể tuyển nổi DAF thường được bố trí sau công đoạn keo tụ – tạo bông nhằm nâng cao khả năng loại bỏ TSS, dầu mỡ và các chất ô nhiễm dạng hạt.

2. Bể tuyển nổi DAF là gì?

DAF – Dissolved Air Flotation là công nghệ tuyển nổi bằng khí hòa tan.

Nguyên lý của hệ thống là một phần nước được tuần hoàn và đưa vào thiết bị hòa tan khí dưới áp suất cao. Không khí được hòa tan vào nước, sau đó dòng nước giàu khí được giảm áp đột ngột khi đưa trở lại bể tuyển nổi.

Khi áp suất giảm, không khí tách ra khỏi nước dưới dạng các vi bọt khí có kích thước rất nhỏ.

Các vi bọt này bám vào:

• Bông cặn;
• Chất rắn lơ lửng;
• Dầu mỡ;
• Chất béo;
• Các hạt hữu cơ;
• Cặn có tỷ trọng gần bằng hoặc thấp hơn nước.

Nhờ đó, hỗn hợp bọt khí + cặn nổi lên bề mặt và được thu gom.

Sơ đồ công nghệ DAF điển hình

Nước thải → Điều chỉnh pH → Keo tụ → Tạo bông → Bể tuyển nổi DAF → Xử lý sinh học → Lắng → Lọc → Khử trùng → Nước sau xử lý

Tùy đặc tính nước thải, bể DAF có thể được bố trí ở đầu hệ thống hoặc tại vị trí trung gian của dây chuyền xử lý.

3. Nguyên lý hoạt động của bể tuyển nổi DAF

Một hệ thống bể tuyển nổi DAF cơ bản thường gồm các bước sau:

Bước 1: Tiền xử lý nước thải

Nước thải đầu vào được loại bỏ rác và các vật thể có kích thước lớn bằng song chắn rác hoặc thiết bị lọc phù hợp.

Tùy nguồn nước thải, có thể bố trí thêm:

• Bể tách dầu mỡ;
• Bể điều hòa;
• Thiết bị lọc rác tinh;
• Hệ thống đo pH.

Bước 2: Keo tụ

Hóa chất keo tụ được châm vào dòng nước thải nhằm trung hòa điện tích của các hạt cặn nhỏ.

Các hạt vốn khó lắng sẽ liên kết với nhau và hình thành các hạt có kích thước lớn hơn.

Bước 3: Tạo bông

Nước sau keo tụ được đưa qua bể tạo bông.

Tại đây, polymer hoặc hóa chất hỗ trợ tạo bông có thể được bổ sung để hình thành các bông cặn có kích thước và cấu trúc phù hợp cho quá trình tuyển nổi.

Bước 4: Hòa tan khí

Một phần nước sau xử lý được tuần hoàn qua bơm áp lực và thiết bị hòa tan khí.

Không khí được đưa vào và hòa tan trong dòng nước dưới áp suất thích hợp.

Bước 5: Giải phóng vi bọt

Dòng nước giàu khí được đưa vào bể DAF và giảm áp.

Không khí thoát ra dưới dạng các vi bọt khí nhỏ.

Bước 6: Cặn nổi lên bề mặt

Vi bọt khí bám vào bông cặn, dầu mỡ và chất rắn lơ lửng.

Khối lượng riêng biểu kiến của các hạt giảm xuống, khiến chúng nổi lên bề mặt.

Bước 7: Thu gom cặn nổi

Cặn nổi được thu gom bằng gạt bùn bề mặt và đưa về bể chứa bùn hoặc hệ thống xử lý bùn.

Bước 8: Thu nước sau tuyển nổi

Phần nước đã được tách cặn được thu gom ở phía dưới hoặc cuối bể và tiếp tục đi sang công đoạn xử lý tiếp theo.

4. Cấu tạo bể tuyển nổi DAF

Một hệ thống DAF hoàn chỉnh không chỉ bao gồm phần bể mà còn có nhiều thiết bị phụ trợ.

Các thành phần cơ bản gồm:

4.1. Thân bể tuyển nổi

Thân bể có thể được chế tạo bằng:

• Thép carbon sơn phủ;
• Thép không gỉ SUS304;
• Thép không gỉ SUS316;
• Composite/FRP;
• Bê tông cốt thép.

Việc lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào tính chất nước thải, mức độ ăn mòn, lưu lượng và yêu cầu tuổi thọ công trình.

4.2. Bơm tuần hoàn

Bơm tuần hoàn có nhiệm vụ đưa một phần nước trở lại hệ thống hòa tan khí.

Bơm cần được lựa chọn dựa trên:

• Lưu lượng;
• Cột áp;
• Áp suất làm việc;
• Tính chất nước;
• Chế độ vận hành.

4.3. Bình hòa tan khí

Bình hòa tan khí là thiết bị quan trọng trong hệ thống DAF.

Tại đây, không khí được hòa tan vào dòng nước dưới áp suất phù hợp trước khi đưa vào khu vực tuyển nổi.

4.4. Máy nén khí

Máy nén khí cung cấp khí cho hệ thống.

Lưu lượng và áp suất khí cần được tính toán theo quy mô và cấu hình cụ thể của hệ thống tuyển nổi.

4.5. Bộ tạo vi bọt/van giảm áp

Thiết bị này giúp dòng nước giàu khí được giảm áp nhanh, tạo ra các vi bọt khí phân bố trong vùng tuyển nổi.

4.6. Hệ thống gạt bùn nổi

Cơ cấu gạt bùn có nhiệm vụ liên tục hoặc định kỳ thu gom lớp cặn nổi trên mặt bể.

Tùy thiết kế, hệ thống có thể sử dụng:

• Gạt xích;
• Gạt bản;
• Gạt thanh;
• Cơ cấu gạt tự động.

4.7. Máng thu nước

Nước sau tuyển nổi được thu gom thông qua hệ thống máng hoặc ống thu nước, sau đó dẫn đến công đoạn xử lý tiếp theo.

5. Ưu điểm của công nghệ tuyển nổi DAF

So với phương pháp lắng truyền thống trong một số ứng dụng, bể tuyển nổi DAF có nhiều ưu điểm nổi bật.

Khả năng tách dầu mỡ tốt

DAF đặc biệt phù hợp với nước thải chứa:

• Dầu;
• Mỡ động thực vật;
• Chất béo;
• Các hợp chất nhẹ hơn nước.

Hiệu quả loại bỏ TSS cao

Vi bọt khí giúp kéo các hạt cặn lên bề mặt nhanh chóng, đặc biệt đối với những loại cặn khó lắng.

Thời gian xử lý nhanh

Quá trình tuyển nổi thường diễn ra nhanh hơn quá trình lắng trọng lực đối với nhiều loại nước thải.

Tiết kiệm diện tích

Với cùng yêu cầu xử lý, hệ thống DAF có thể có diện tích xây dựng nhỏ hơn so với một số công trình lắng truyền thống.

Phù hợp với nước thải có tải lượng cao

DAF có thể được thiết kế cho nhiều quy mô lưu lượng khác nhau, từ hệ thống nhỏ đến các dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp quy mô lớn.

Có thể tự động hóa

Hệ thống có thể tích hợp:

• Tủ điện điều khiển;
• Biến tần;
• Cảm biến mức;
• Cảm biến áp suất;
• Đồng hồ lưu lượng;
• Bơm định lượng hóa chất;
• PLC;
• HMI.

6. Bể tuyển nổi DAF xử lý được những gì?

Tùy đặc tính nước thải và điều kiện vận hành, DAF có thể hỗ trợ loại bỏ đáng kể:

Lưu ý: Hiệu suất xử lý thực tế phụ thuộc vào đặc tính nước thải, hóa chất sử dụng, quá trình keo tụ – tạo bông, tải trọng bề mặt, tỷ lệ tuần hoàn, áp suất hòa tan khí và cấu hình thiết bị.

DAF thường là công đoạn tiền xử lý hoặc xử lý hóa lý, không phải công nghệ thay thế hoàn toàn cho xử lý sinh học đối với nước thải có tải lượng chất hữu cơ hòa tan cao.

7. Ứng dụng của bể tuyển nổi trong xử lý nước thải

Nước thải chế biến thủy sản

Nước thải thủy sản thường chứa lượng lớn:

• Dầu mỡ;
• Protein;
• Chất rắn lơ lửng;
• Cặn hữu cơ.

DAF giúp loại bỏ một phần đáng kể cặn và dầu mỡ trước khi đưa nước vào công đoạn sinh học.

Nước thải giết mổ

Đây là nhóm nước thải có hàm lượng chất hữu cơ, máu, mỡ và chất rắn cao.

Hệ thống DAF giúp giảm tải cho các công trình xử lý phía sau.

Nước thải chế biến thực phẩm

Các nhà máy sản xuất thực phẩm có thể phát sinh nhiều loại nước thải chứa dầu mỡ, chất béo và cặn hữu cơ.

DAF được sử dụng để tách các thành phần này trước xử lý sinh học.

Nước thải sản xuất đồ uống

DAF có thể được sử dụng trong các dây chuyền xử lý nước thải sản xuất bia, nước giải khát, sữa và thực phẩm dạng lỏng.

Nước thải chế biến nông sản

Các nhà máy chế biến nông sản thường có tải lượng TSS và chất hữu cơ cao.

DAF có thể đóng vai trò là công đoạn xử lý hóa lý nhằm giảm tải cho hệ thống sinh học.

Nước thải dệt nhuộm

Trong một số trường hợp, DAF được kết hợp với quá trình keo tụ để hỗ trợ loại bỏ màu, chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm liên kết với bông cặn.

Nước thải công nghiệp

DAF có thể được thiết kế theo đặc tính riêng của từng loại nước thải công nghiệp, đặc biệt khi nước thải chứa nhiều dầu mỡ và chất rắn khó lắng.

8. Khi nào nên sử dụng bể tuyển nổi DAF?

DAF đặc biệt phù hợp khi nước thải có một hoặc nhiều đặc điểm:

• Hàm lượng dầu mỡ cao;
• TSS cao;
• Cặn khó lắng;
• Bông cặn nhẹ;
• Chất rắn có tỷ trọng gần với nước;
• Nước thải cần giảm tải trước công đoạn sinh học;
• Diện tích xây dựng hạn chế;
• Cần quá trình tách cặn nhanh.

Ngược lại, nếu nước thải chủ yếu chứa chất ô nhiễm hòa tan, DAF đơn thuần thường không phải giải pháp tối ưu. Khi đó cần kết hợp với các công nghệ khác như xử lý sinh học, hấp phụ, oxy hóa hoặc màng lọc tùy yêu cầu.

9. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả bể tuyển nổi DAF

Để hệ thống DAF hoạt động ổn định, cần kiểm soát nhiều yếu tố.

pH

pH ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình keo tụ và tạo bông.

Lựa chọn khoảng pH phù hợp giúp hình thành bông cặn có khả năng tuyển nổi tốt hơn.

Hóa chất keo tụ

Loại và liều lượng hóa chất phải được xác định dựa trên đặc tính nước thải.

Có thể sử dụng các loại hóa chất như PAC, phèn hoặc các chất keo tụ phù hợp khác.

Polymer

Polymer hỗ trợ tạo bông, giúp tăng kích thước và độ bền của bông cặn.

Kích thước vi bọt

Vi bọt có kích thước phù hợp giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa khí và bông cặn, từ đó nâng cao hiệu quả tuyển nổi.

Tỷ lệ tuần hoàn

Tỷ lệ nước tuần hoàn ảnh hưởng đến lượng khí hòa tan và khả năng tạo vi bọt trong bể.

Áp suất hòa tan khí

Áp suất quá thấp có thể không tạo đủ khí hòa tan; áp suất không phù hợp cũng có thể làm hệ thống vận hành kém ổn định.

Tải trọng bề mặt

Đây là một trong những thông số quan trọng khi thiết kế bể DAF.

Nếu tải trọng quá cao, thời gian lưu và khả năng tách cặn có thể không đạt yêu cầu.

10. Thông số kỹ thuật tham khảo của bể tuyển nổi DAF

Thông số thực tế cần được tính toán theo lưu lượng và tính chất nước thải. Bảng dưới đây mang tính tham khảo:

Không nên lựa chọn thiết bị DAF chỉ dựa trên lưu lượng. Việc thiết kế cần căn cứ thêm vào TSS, COD, dầu mỡ, pH, nhiệt độ, tính chất bông cặn và yêu cầu đầu ra.

11. Bể tuyển nổi DAF và bể lắng – nên chọn công nghệ nào?

Kết luận: Không có công nghệ nào tốt tuyệt đối. Việc lựa chọn DAF hay bể lắng cần dựa trên đặc tính nước thải và yêu cầu của toàn bộ dây chuyền.

Trong nhiều hệ thống, DAF và bể lắng có thể được sử dụng kết hợp để tối ưu hiệu quả xử lý.

12. Bể tuyển nổi DAF kết hợp keo tụ – tạo bông

Đây là cấu hình được sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải công nghiệp.

Quy trình:

Nước thải → Bể điều hòa → Điều chỉnh pH → Keo tụ → Tạo bông → DAF → Xử lý sinh học → Lắng → Khử trùng

Trong đó:

Keo tụ giúp phá ổn định các hạt keo.

Tạo bông giúp các hạt nhỏ liên kết thành bông cặn lớn.

DAF sử dụng vi bọt khí để đưa bông cặn lên bề mặt và thu gom.

Sự kết hợp này giúp tăng hiệu quả loại bỏ TSS, dầu mỡ và các chất ô nhiễm liên kết với bông cặn.

13. Bùn từ bể tuyển nổi DAF được xử lý như thế nào?

Bùn nổi sau khi được gạt khỏi bề mặt bể thường được đưa về bể chứa bùn.

Sau đó có thể tiếp tục xử lý bằng:

• Máy ép bùn băng tải;
• Máy ép bùn khung bản;
• Máy ép bùn trục vít;
• Thiết bị tách nước bùn phù hợp.

Tùy tính chất bùn, polymer có thể được châm trước công đoạn ép bùn nhằm tăng khả năng tách nước.

Một dây chuyền hoàn chỉnh có thể được mô tả:

DAF → Bể chứa bùn → Điều hòa bùn → Châm polymer → Máy ép bùn → Bùn sau ép → Thu gom/xử lý theo quy định

14. Thiết kế và lựa chọn bể tuyển nổi DAF

Để thiết kế hệ thống DAF hiệu quả, cần khảo sát tối thiểu các thông tin:

Thông tin về lưu lượng

• Lưu lượng trung bình;
• Lưu lượng lớn nhất;
• Lưu lượng theo ca;
• Thời gian vận hành trong ngày.

Thông số nước thải

Cần có các chỉ tiêu như:

• pH;
• COD;
• BOD;
• TSS;
• Dầu mỡ;
• Tổng Nitơ;
• Tổng Phốt pho;
• Độ màu;
• Nhiệt độ;
• Các chỉ tiêu đặc thù của ngành sản xuất.

Yêu cầu nước sau xử lý

Cần xác định nước sau DAF sẽ:

• Xả ra nguồn tiếp nhận;
• Đi vào xử lý sinh học;
• Tái sử dụng;
• Hay tiếp tục qua các công đoạn hóa lý khác.

Từ đó mới có cơ sở xác định kích thước bể, tải trọng bề mặt, tỷ lệ tuần hoàn, công suất bơm, hệ thống hòa tan khí và thiết bị gạt bùn.

15. Himba Việt Nam – Thiết kế, chế tạo và lắp đặt bể tuyển nổi DAF

Công ty Cổ phần Himba Việt Nam cung cấp giải pháp tổng thể cho hệ thống tuyển nổi DAF, từ khảo sát, thiết kế đến chế tạo và lắp đặt tại công trình.

Dịch vụ của Himba Việt Nam gồm:

• Khảo sát hiện trạng hệ thống;
• Phân tích đặc tính nước thải;
• Tư vấn công nghệ;
• Thiết kế bể tuyển nổi DAF;
• Tính toán công suất thiết bị;
• Chế tạo bồn/bể DAF;
• Cung cấp bơm tuần hoàn;
• Cung cấp bình hòa tan khí;
• Cung cấp máy nén khí;
• Hệ thống gạt bùn nổi;
• Hệ thống châm hóa chất;
• Tủ điện điều khiển;
• Lắp đặt đường ống và thiết bị;
• Chạy thử, hiệu chỉnh;
• Hướng dẫn vận hành và bàn giao.

Hệ thống có thể được thiết kế theo lưu lượng và đặc tính nước thải thực tế của từng nhà máy, thay vì sử dụng một cấu hình cố định cho mọi dự án.

16. Báo giá bể tuyển nổi DAF

Chi phí đầu tư hệ thống DAF phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có:

• Công suất xử lý;
• Kích thước bể;
• Vật liệu chế tạo;
• Loại bơm;
• Công suất máy nén khí;
• Thiết bị hòa tan khí;
• Hệ thống gạt bùn;
• Tủ điện điều khiển;
• Mức độ tự động hóa;
• Hệ thống châm hóa chất;
• Vật liệu đường ống và phụ kiện;
• Chi phí vận chuyển, lắp đặt;
• Yêu cầu về tiêu chuẩn và xuất xứ thiết bị.

Vì vậy, không nên xác định giá bể tuyển nổi DAF chỉ dựa vào kích thước hoặc lưu lượng.

Để có báo giá chính xác, cần cung cấp thông tin về lưu lượng nước thải, đặc tính ô nhiễm và yêu cầu đầu ra.

17. Những câu hỏi thường gặp về bể tuyển nổi DAF

Bể tuyển nổi DAF có xử lý được dầu mỡ không?

Có. DAF là một trong những công nghệ phù hợp để tách dầu mỡ và chất béo khỏi nước thải, đặc biệt khi kết hợp với quá trình keo tụ – tạo bông.

Bể DAF có xử lý được COD không?

DAF chủ yếu loại bỏ TSS, dầu mỡ và các chất ô nhiễm liên kết với cặn. COD dạng hòa tan không dễ được loại bỏ bằng DAF và thường cần công đoạn sinh học hoặc công nghệ xử lý khác.

Bể tuyển nổi DAF có cần hóa chất không?

Không phải mọi hệ thống đều bắt buộc sử dụng hóa chất. Tuy nhiên, với nhiều loại nước thải công nghiệp, keo tụ – tạo bông giúp hình thành bông cặn phù hợp và nâng cao hiệu quả tuyển nổi.

DAF có thay thế bể lắng được không?

Trong một số dây chuyền, DAF có thể đảm nhiệm chức năng tách cặn thay cho công trình lắng. Tuy nhiên, lựa chọn cụ thể phải dựa trên đặc tính nước thải và yêu cầu công nghệ.

Bùn DAF có nhiều không?

Lượng bùn phụ thuộc vào hàm lượng TSS, dầu mỡ, hóa chất sử dụng và hiệu suất tách cặn. Bùn DAF thường cần được thu gom và xử lý bằng hệ thống xử lý bùn riêng.

Có thể lắp đặt DAF cho hệ thống xử lý nước thải hiện hữu không?

Có thể. DAF có thể được thiết kế bổ sung vào hệ thống hiện hữu nếu mặt bằng, lưu lượng, đường ống và yêu cầu công nghệ phù hợp.

18. Kết luận

Bể tuyển nổi DAF là giải pháp xử lý hóa lý hiệu quả cho nhiều loại nước thải công nghiệp, đặc biệt là các nguồn nước chứa dầu mỡ, chất rắn lơ lửng, cặn nhẹ và bông cặn khó lắng.

Việc thiết kế đúng công suất, lựa chọn thiết bị phù hợp và kiểm soát tốt quá trình keo tụ – tạo bông – hòa tan khí – tuyển nổi có vai trò quyết định đến hiệu quả vận hành của toàn hệ thống.

Với năng lực tư vấn, thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống xử lý nước thải, Himba Việt Nam có thể cung cấp giải pháp bể tuyển nổi DAF theo yêu cầu thực tế của từng công trình, tối ưu cả hiệu quả xử lý, diện tích lắp đặt và chi phí đầu tư.

LIÊN HỆ HIMBA VIỆT NAM

CÔNG TY CỔ PHẦN HIMBA VIỆT NAM

📌 Tư vấn – Thiết kế – Chế tạo – Lắp đặt hệ thống xử lý nước thải

📌 Bể tuyển nổi DAF – Thiết bị xử lý nước thải công nghiệp

📌 Máy ép bùn – Bồn lọc áp lực – Bơm – Thiết bị môi trường