Máy ép bùn trục vít đa đĩa (vòng cố định, vòng động): tự làm sạch khe lọc và những nỗi đau về vòng đĩa

Máy ép bùn trục vít đa đĩa là biến thể của máy trục vít: thay lồng lưới cố định bằng các vòng cố định xen kẽ vòng di động, và chính ren của trục vít đẩy các vòng động chuyển động để làm sạch khe lọc. Nhờ vậy máy chạy rất chậm, êm, tự động và ít nước rửa, nên được dùng nhiều ở các trạm xử lý nước thải quy mô nhỏ và vừa. Nhưng “tự làm sạch” không có nghĩa là không bao giờ tắc. Bài này nói rõ cách máy hoạt động và những nỗi đau thực tế xoay quanh vòng đĩa, trục vít và chế độ vận hành.

Nguyên lý

Bên trong máy là một trục vít có bước ren thu hẹp dần về phía cửa xả, đặt xuyên qua một chồng vòng mỏng. Các vòng cố định giữ nguyên vị trí; các vòng động nằm xen giữa và bị ren vít đẩy dịch chuyển mỗi khi vít quay. Máy chia thành hai vùng chức năng:

• Vùng làm đặc (phía đầu vào): khe giữa vòng cố định và vòng động lớn hơn, khoảng 0,5 mm. Nước tự do thoát nhanh qua các khe này.
• Vùng khử nước (phía đầu ra): khe thu hẹp dần (một số tài liệu nêu 0,3 mm rồi 0,15 mm, có thiết kế còn nhỏ hơn). Thể tích buồng giảm, bùn bị nén và các hạt bùn bị xê dịch, vắt thêm nước liên kết.

Ở cuối máy, một tấm áp lực (back pressure plate) điều chỉnh lực nén và quyết định độ khô của bánh bùn. Vì vòng động luôn chuyển động theo vít, khe lọc được làm sạch liên tục mà không cần rửa ngược; trục vít quay rất chậm, thường chỉ vài vòng mỗi phút hoặc thấp hơn.

Về độ khô, một nhà cung cấp nêu bánh bùn thường đạt 20 đến 35% chất rắn tùy ứng dụng, còn tài liệu kỹ thuật của Nhật ghi giới hạn độ ẩm khoảng 75 đến 85% đối với nhóm máy trục vít. Kết quả thực tế phụ thuộc mạnh vào loại bùn, chất lượng bông bùn và cách chỉnh tấm áp lực.

Ưu điểm

• Vận hành tự động, có thể chạy không người. Tốc độ quay thấp nên ít rung, ít ồn, tiêu thụ điện thấp.
• Tự làm sạch khe lọc nhờ chuyển động của vòng động. Nước rửa chỉ dùng ngắt quãng, có nhà sản xuất nêu dưới 5 gallon mỗi giờ cho mỗi trục vít.
• Cấu tạo kín, gọn, ít phát tán mùi, ít làm bẩn xung quanh.
• Ít bộ phận chuyển động nên bảo trì tương đối đơn giản; vòng động là chi tiết hao mòn chính và có thể thay trong vài giờ theo một số nhà sản xuất.
• Phù hợp bùn dầu mỡ và bùn hỗn hợp ở trạm nhỏ, đặc biệt là bùn dư loãng rút thẳng từ bể sục khí và ít biến động.

Nhược điểm và giới hạn

• Chi phí thay cụm vòng và lồng ngoài. Vòng cố định và vòng động chịu ma sát liên tục nên mòn dần và ảnh hưởng đến hiệu quả tách nước. Chu kỳ thay khác nhau theo nhà sản xuất: một số nêu khoảng 5.000 giờ cho vòng cố định, một số nêu đại tu một phần sau 5 đến 10 năm, tài liệu chuyên ngành của Nhật nêu mốc tham khảo khoảng 10.000 giờ cho cụm lồng ngoài.
• Không phù hợp bùn mài mòn. Cát và hạt cứng làm mòn nhanh vòng đĩa và trục vít, trừ khi dùng vật liệu đặc biệt.
• Nhạy với bông bùn. Bông yếu, không ổn định thì bùn lọt qua khe, làm nước lọc đục và giảm tỷ lệ thu hồi.
• Công suất thực tế có thể thấp hơn catalog. Nhiều khách hàng phản hồi máy không đạt công suất công bố, nhất là khi bùn bám dính trong cánh vít làm giảm không gian chứa bùn.
• Nhạy với chế độ khởi động và dừng. Nếu không xả rửa bùn còn dư giữa các vòng trước và sau khi chạy, cặn khô sẽ làm tắc khe.
• Bánh bùn không khô nhất. Máy không dùng áp lực rất cao nên độ ẩm bánh bùn thường ở mức trung bình.
• Khó xử lý khi tỷ lệ bùn hỗn hợp thay đổi liên tục. Tính chất bùn thay đổi làm bông bùn dao động và kéo theo mọi sự cố ở trên.

Các sự cố thường gặp

Tắc khe giữa các vòng

• Biểu hiện: Nước lọc thoát chậm, bùn tích bên trong rồi tràn ra tấm áp lực hoặc cửa xả
• Nguyên nhân thường gặp: Sợi, tóc, hạt cứng kẹt giữa vòng; bùn nhiều mỡ hoặc dính; không xả rửa trước và sau khi chạy; polymer dư
• Hướng xử lý: Xả rửa vòng bằng vòi áp cao theo hướng khe ít nhất mỗi tuần, tránh mạnh tay làm biến dạng vòng; dùng chức năng đảo chiều quay bằng biến tần khi tắc nhẹ; tắc nặng thì dừng máy, xả nhiều nước và tháo trục vít làm sạch

Tắc do bùn vô cơ hạt thô

• Biểu hiện: Bánh bùn quá khô, đặc cứng, kẹt trong buồng lọc
• Nguyên nhân thường gặp: Bùn vô cơ nhiều hạt thô, tốc độ quay thấp làm bánh bùn mất độ chảy
• Hướng xử lý: Tách cát và sàng rác phía trước; cân nhắc loại máy khác nếu tỷ lệ vô cơ cao

Bánh bùn ướt

• Biểu hiện: Độ ẩm bánh bùn cao, nhão
• Nguyên nhân thường gặp: Lượng bùn cấp thấp hoặc bùn loãng; bông kém; khe tấm áp lực chưa đúng; quá tải
• Hướng xử lý: Cô đặc bùn trước; chọn lại loại và liều polymer bằng jar test; chỉnh tấm áp lực từng nấc nhỏ; không vượt công suất thiết kế

Nước lọc đục, rò rỉ bùn

• Biểu hiện: SS trong nước sau tách cao
• Nguyên nhân thường gặp: Bông bùn yếu hoặc nhỏ; thiếu polymer; khe vòng mòn rộng
• Hướng xử lý: Tối ưu hóa chất; kiểm tra khe và thay vòng mòn

Mòn vòng và trục vít

• Biểu hiện: Công suất giảm, không đủ thời gian lưu bùn, tiếng động bất thường
• Nguyên nhân thường gặp: Cát và hạt mài mòn; quá tải kéo dài gây ứng suất lớn lên vòng động và trục vít
• Hướng xử lý: Kiểm tra khe và tình trạng vòng mỗi tháng, thay vòng mòn kịp thời; kiểm tra bước ren và cánh vít

Hệ phun rửa hỏng

• Biểu hiện: Không phun được hoặc phun yếu, vòng dần bẩn
• Nguyên nhân thường gặp: Mất nước cấp; van điện từ lỗi; đầu phun tắc do dùng lâu
• Hướng xử lý: Kiểm tra áp nước khi phun; thông hoặc thay đầu phun; kiểm tra van điện từ

Xả bánh bùn kém

• Biểu hiện: Vít quay nhưng bánh bùn ra ít hoặc không ra
• Nguyên nhân thường gặp: Khe tấm áp lực không đúng (một hướng dẫn nêu cần trên 4 mm); trục vít quay ngược; bông yếu; sự cố motor
• Hướng xử lý: Kiểm tra chiều quay, khe tấm áp lực, liều polymer và motor

Motor tự ngắt, quá tải

• Biểu hiện: Máy dừng, dòng điện tăng
• Nguyên nhân thường gặp: Dị vật lớn vào máy; lượng bùn cấp quá nhiều; kẹt vòng; chập điện hoặc lỗi điều khiển
• Hướng xử lý: Loại dị vật, giảm lưu lượng cấp, chỉnh khe tấm áp lực; kiểm tra đầu nối và mạch điều khiển

Bùn bám trong cánh vít

• Biểu hiện: Công suất giảm dần dù cấp bình thường
• Nguyên nhân thường gặp: Bùn dính, nhiều mỡ hoặc sợi; polymer không hợp
• Hướng xử lý: Chạy lại jar test; xả rửa định kỳ; đo tải chất rắn thực tế so với thông số máy

Khởi động và dừng sai quy trình

• Biểu hiện: Cặn khô bám giữa các vòng, tắc ngay từ lần chạy sau
• Nguyên nhân thường gặp: Không chạy rỗng có phun nước trước khi cấp bùn; không xả bùn dư sau khi dừng
• Hướng xử lý: Chạy rỗng khoảng 10 phút có phun nước trước khi cấp bùn; sau khi ngừng cấp bùn, để máy chạy khoảng 30 phút và xả rửa để đẩy hết bùn dư

Khi nào phù hợp, khi nào nên cân nhắc lại

Thường phù hợp

• Trạm xử lý nhỏ và vừa, bùn dư loãng ít biến động
• Bùn có dầu mỡ, bùn hỗn hợp có tỷ lệ ổn định
• Cơ sở cần chạy tự động, ít ồn, ít nước rửa

Nên cân nhắc kỹ

• Bùn có cát, hạt mài mòn, bùn vô cơ hạt thô
• Bùn hỗn hợp thay đổi liên tục, khó giữ bông ổn định
• Cơ sở chưa có kế hoạch dự phòng và ngân sách thay cụm vòng

Danh mục kiểm tra vận hành

• Hằng ngày: kiểm tra đầu phun và áp nước rửa, rò rỉ, tiếng động lạ; chạy rỗng có phun nước trước khi cấp bùn.
• Hằng tuần: xả rửa các vòng bằng vòi áp cao dọc theo khe; kiểm tra liều polymer và bông bùn.
• Hằng tháng: kiểm tra khe và độ mòn của vòng cố định, vòng động và trục vít.
• Sau mỗi lần dừng: ngừng cấp bùn, cho máy chạy khoảng 30 phút và xả rửa để đẩy hết bùn dư.
• Theo dõi tải chất rắn thực tế (kgDS/giờ) và so với thông số máy để đánh giá công suất thật; dự trữ vòng và đầu phun.

Cần phân biệt loại này với máy ép bùn con lăn đa đĩa elip Slit Saver: hai loại đều tự làm sạch mặt lọc nhưng cấu tạo và cách vận hành khác nhau. Nếu bạn muốn chạy tự động, hãy tham khảo thêm máy pha Polymer KDS.

Câu hỏi thường gặp

Máy trục vít đa đĩa đã tự làm sạch thì vì sao vẫn bị tắc?

Vòng động chỉ giúp giảm tắc, không loại bỏ hoàn toàn. Sợi, tóc, hạt cứng, bùn nhiều mỡ, polymer dư hoặc việc bỏ qua xả rửa trước và sau khi chạy đều làm cặn tích giữa các vòng. Tắc nhẹ có thể xử lý bằng đảo chiều quay hoặc xả rửa áp cao; tắc nặng phải dừng máy và tháo trục vít làm sạch.

Nên chạy khởi động và dừng máy như thế nào để tránh tắc?

Chạy rỗng khoảng 10 phút có phun nước trước khi cấp bùn. Sau khi ngừng cấp bùn, để máy chạy khoảng 30 phút và xả rửa để đẩy hết bùn còn dư giữa các vòng.

Chi phí lớn nhất trong vòng đời máy là gì?

Thường là thay cụm vòng cố định, vòng động và lồng ngoài, cộng với đầu phun rửa. Chu kỳ thay khác nhau theo nhà sản xuất và loại bùn, nên cần hỏi rõ giờ vận hành thay thế và giá cụm vòng trước khi quyết định.

Nguồn tham khảo

• Kurita Water School – 目詰まりしらずの多重円板外胴型スクリュープレス脱水機: https://kcr.kurita.co.jp/solutions/water-school/049.html
• FRC Systems – Multi-Disc Screw Press: https://www.frcsystems.com/products/screw-press
• KUOSI – Screw Press Troubleshooting Guide for Sludge Dewatering: https://kuosiequipment.com/blogs/screw-press-troubleshooting-guide-for-sludge-dewatering/
• Clogging of the Dehydration Unit in Multi-Disk Screw Press and Solutions: https://www.chinambbr.com/info/clogging-of-the-dehydration-unit-in-multi-disk-102925952.html
• Causes and Solutions of Multi-disc Screw Press (YIXING TEIO): https://www.yxteio.com/list_4/128.html
• Tài liệu kỹ thuật của nhà cung cấp máy ép bùn đa đĩa (chu kỳ thay vòng, vận hành và bảo trì): https://www.envirep.com/volute-dewatering-press-dewater-sludge-efficiently/
• 汚泥脱水機導入ガイド – スクリュープレス型汚泥脱水機: https://www.sludge-dehydrator.com/kinds/screwpress.html
• 汚泥脱水機導入ガイド – 汚泥脱水機の故障原因TOP3: https://www.sludge-dehydrator.com/faq/failure-causes.html

Bài viết tổng hợp từ các tài liệu kỹ thuật công khai của nhà cung cấp và các trang kỹ thuật bằng tiếng Nhật và tiếng Anh. Số liệu mang tính tham khảo và cần được xác nhận theo từng thiết bị và từng loại bùn.

— Thợ Ép Bùn