Trong công nghệ xử lý nước thải sinh học, đặc biệt là các hệ thống hiếu khí, việc cấp khí ✔️ ổn định và hiệu quả là yếu tố then chốt quyết định đến chất lượng đầu ra. Một trong những thiết bị không thể thiếu để thực hiện nhiệm vụ này chính ✔️ là đĩa thổi khí – thiết bị khuếch tán khí chuyên dụng được sử dụng phổ biến trong nhiều công trình từ quy mô nhỏ đến lớn. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan và chuyên sâu về vai trò, cấu tạo, và các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn đĩa thổi khí phù hợp.
Đĩa thổi khí là gì?
Khái niệm cơ bản
Đĩa thổi khí (hay còn gọi là đĩa phân phối khí, đĩa khuếch tán khí) là thiết bị có dạng hình tròn, được lắp đặt dưới đáy bể xử lý hiếu khí, có chức năng đưa khí (chủ yếu là oxy) từ máy thổi vào nước, thông qua các lỗ nhỏ trên bề mặt màng. Nhờ tạo ra các bọt khí mịn, thiết bị này giúp tăng cường quá trình hòa tan oxy vào nước, từ đó hỗ trợ hoạt động của vi sinh vật trong phân hủy chất hữu cơ.
Mục đích sử dụng
Đĩa thổi khí đóng vai trò quan trọng trong việc:
-
Cung cấp oxy hòa tan cho vi sinh vật hiếu khí.
-
Tăng cường hiệu quả xử lý BOD, COD, nitơ, amoni.
-
Hạn chế lắng cặn đáy bể, thúc đẩy quá trình trộn đều dòng nước.
Đối tượng ứng dụng
Thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong:
-
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, đô thị.
-
Nhà máy xử lý nước thải công nghiệp (thực phẩm, thủy sản, dệt nhuộm…).
-
Các hệ thống xử lý tại chỗ trong khu dân cư, khu nghỉ dưỡng, khách sạn…
Cấu tạo chi tiết của đĩa thổi khí
Màng khuếch tán khí
Là phần tiếp xúc trực tiếp với nước và khí, thường được làm từ EPDM, silicone hoặc PTFE. Màng có hàng nghìn lỗ nhỏ được đục chính xác giúp tạo ra bọt khí đồng đều và mịn.
Thân đĩa
Thường được chế tạo từ nhựa ABS, polypropylene hoặc nhựa gia cường, có khả năng chịu ăn mòn hóa học và áp lực tốt. Thân đĩa đóng vai trò nâng đỡ và định hình thiết bị.
Đầu nối
Đĩa thổi khí thường có ren kết nối với ống dẫn khí (dạng ren ngoài hoặc ren trong), phù hợp với các tiêu chuẩn ống PVC hoặc HDPE phổ biến.
Gioăng và vòng đệm
Được thiết kế để đảm bảo khí không bị rò rỉ tại vị trí kết nối, giúp khí chỉ thoát ra đúng vị trí mong muốn trên màng khuếch tán.
Nguyên lý hoạt động của đĩa thổi khí
Khí được thổi từ máy thổi khí (blower) qua đường ống dẫn đến từng đĩa. Dưới áp lực nhất định (thường từ 0.2 – 0.6 bar), khí sẽ đi qua các lỗ nhỏ trên màng đĩa, tạo thành các bọt khí mịn. Các bọt khí này nổi lên từ từ trong nước, mang theo oxy để hòa tan vào nước. Diện tích tiếp xúc lớn và thời gian nổi lâu giúp oxy được hấp thụ hiệu quả vào môi trường nước, phục vụ hoạt động của vi sinh vật.
Ưu điểm nổi bật của đĩa thổi khí
Hiệu suất cấp oxy cao
Đĩa thổi khí tạo ra bọt khí đường kính nhỏ (1–3 mm), giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa oxy và nước, nâng cao hiệu quả hòa tan, từ đó tối ưu hóa khả năng phân hủy chất hữu cơ.
Tiết kiệm năng lượng
Nhờ hoạt động ổn định ở áp suất thấp, đĩa thổi khí giúp giảm tải công suất cho máy thổi khí, từ đó tiết kiệm đáng kể điện năng tiêu thụ toàn hệ thống.
Dễ lắp đặt và bảo trì
Cấu tạo đơn giản, đầu nối linh hoạt, phù hợp với nhiều hệ thống đường ống hiện hữu. Khi cần thay thế, chỉ cần tháo lắp từng đĩa mà không cần dừng toàn bộ hệ thống.
Bền bỉ và chống ăn mòn
Các loại vật liệu sử dụng đều có khả năng chống tia UV, chống hóa chất, chịu nhiệt, từ đó kéo dài tuổi thọ trung bình của đĩa lên đến 5–8 năm.
Các loại đĩa thổi khí phổ biến hiện nay
Theo kích thước
-
Đĩa đường kính 215mm (8 inch): phù hợp cho các hệ thống nhỏ, tiết kiệm chi phí.
-
Đĩa đường kính 270mm (10 inch): phổ biến nhất trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.
-
Đĩa đường kính 350mm (12 inch): dùng trong hệ thống lớn, công suất cao.
Theo loại màng
-
Màng EPDM: chống ăn mòn tốt, phù hợp với hầu hết môi trường nước thải thông thường.
-
Màng Silicone: chịu nhiệt cao, không bị cứng theo thời gian.
-
Màng PTFE: chống hóa chất, chống bám cặn và chống tắc nghẽn tốt.
Lưu ý khi lựa chọn đĩa thổi khí
Phù hợp với loại nước thải
Tùy vào đặc tính nước thải (hàm lượng dầu, hóa chất, nhiệt độ…), nên chọn màng đĩa có vật liệu phù hợp để đảm bảo độ bền và hiệu quả.
Lưu lượng khí thiết kế
Cần tính toán lưu lượng khí yêu cầu cho mỗi đĩa (thường từ 1–6 m³/h) để đảm bảo khí phân bố đều, tránh lãng phí hoặc quá tải.
Tương thích với hệ thống ống dẫn khí
Chọn đúng loại ren và kích thước ống (thường là 27mm hoặc 34mm) để thuận tiện cho việc lắp đặt.
Hiệu suất truyền oxy (SOTE)
Nên chọn các sản phẩm có chỉ số SOTE ≥ 25% để đảm bảo hiệu quả cao trong cung cấp oxy.
Hướng dẫn lắp đặt đĩa thổi khí đúng kỹ thuật
-
Khoảng cách giữa các đĩa tối ưu từ 30–50 cm.
-
Chiều sâu lắp đặt từ 1.5 – 4.5 m để đảm bảo áp suất đủ cho khí đi qua màng.
-
Gắn chắc chắn đĩa vào ống, kiểm tra kỹ các điểm nối.
-
Đảm bảo có van điều chỉnh lưu lượng cho từng nhánh để cân bằng áp suất.
Bảo trì và vệ sinh định kỳ
Tần suất bảo trì
-
Kiểm tra áp suất và lưu lượng khí mỗi tháng một lần.
-
Vệ sinh bề mặt màng 6 tháng/lần để tránh tắc nghẽn.
-
Thay mới khi nhận thấy khí ra yếu, không đồng đều hoặc có dấu hiệu cặn bám cứng.
Cách vệ sinh
-
Dùng bàn chải mềm và dung dịch chuyên dụng để lau màng.
-
Không dùng hóa chất mạnh hoặc vật nhọn làm hư bề mặt màng.
Đĩa thổi khí và xu hướng xử lý nước thải thông minh
Với sự phát triển của công nghệ, đĩa thổi khí ngày càng được tối ưu về thiết kế khí động học, độ bền và khả năng kết nối với hệ thống IoT, từ đó:
-
Tự động điều chỉnh lưu lượng khí theo nhu cầu oxy trong bể.
-
Giám sát thời gian thực nồng độ DO để tối ưu vận hành.
-
Giảm chi phí điện năng và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
Đĩa thổi khí không chỉ là thiết bị đơn thuần trong hệ thống xử lý nước thải, mà còn là yếu tố quyết định đến hiệu suất, độ ổn định và chi phí vận hành của toàn bộ quá trình. Việc hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu điểm và các lưu ý lựa chọn đĩa thổi khí sẽ giúp nhà đầu tư, kỹ sư vận hành đưa ra quyết định đúng đắn, đảm bảo hiệu quả cao nhất cho hệ thống xử lý nước thải trong dài hạn.