DAF không tách được dầu – Những nguyên nhân thường gặp

Hệ thống tuyển nổi không khí hòa tan DAF được sử dụng phổ biến để tách dầu mỡ, cặn lơ lửng và bông hóa lý trong nước thải công nghiệp. Khi vận hành đúng, các bọt khí siêu nhỏ sẽ bám vào bông cặn và giọt dầu, kéo chúng nổi lên bề mặt để thiết bị gạt bùn thu gom.

Tuy nhiên, nhiều nhà máy gặp tình trạng DAF vẫn hoạt động nhưng dầu không nổi, bông cặn lơ lửng, nước đầu ra còn đục hoặc lớp bùn nổi rất mỏng. Người vận hành thường tăng PAC 31% và Polymer, nhưng hiệu quả tách dầu không cải thiện đáng kể.

DAF không tách được dầu có thể xuất phát từ hai nhóm nguyên nhân chính: quá trình hóa lý chưa tạo được bông phù hợp hoặc hệ thống tuyển nổi không tạo và phân phối đủ bọt khí siêu nhỏ. Muốn xử lý đúng, cần kiểm tra đồng thời đặc tính nước thải, hóa chất, áp suất hòa tan khí, tỷ lệ hồi lưu và cơ cấu gạt bùn.

1. Dầu trong nước thải chưa được phá nhũ

DAF có khả năng tách hiệu quả dầu tự do, dầu phân tán và bông cặn chứa dầu. Tuy nhiên, thiết bị không thể tự phá vỡ hoàn toàn nhũ tương dầu bền.

Dầu nhũ tương gồm các giọt dầu rất nhỏ được bao quanh bởi chất hoạt động bề mặt, xà phòng, chất tẩy rửa hoặc phụ gia công nghiệp. Lớp màng này làm các giọt dầu khó kết hợp với nhau và khó bám vào bọt khí.

Dấu hiệu dầu chưa được phá nhũ gồm:

Nước có màu trắng sữa hoặc xám đục.
Không xuất hiện lớp dầu rõ khi để mẫu đứng yên.
Dầu đi xuyên qua DAF theo nước đầu ra.
Lớp bùn nổi mỏng và chứa nhiều nước.
Tăng PAC nhưng hiệu quả không thay đổi rõ rệt.
COD và dầu mỡ sau xử lý vẫn cao.

Trong trường hợp này, cần thử Demulsifier – chất phá nhũ trước công đoạn keo tụ. Demulsifier giúp phá lớp màng bảo vệ, làm các giọt dầu mất ổn định và kết hợp thành kích thước lớn hơn.

Sau khi nhũ tương được phá vỡ, PAC, Polymer và hệ thống DAF mới có điều kiện phát huy hiệu quả.

2. PAC chưa tạo được bông cặn phù hợp

PAC có nhiệm vụ trung hòa điện tích và keo tụ các giọt dầu, hạt keo cùng cặn lơ lửng. Nếu PAC chưa làm các hạt mất ổn định, bọt khí DAF sẽ không có bông đủ lớn để bám vào.

Một số nguyên nhân khiến PAC hoạt động kém gồm:

Liều PAC quá thấp.
Liều PAC quá cao làm tăng lượng cặn hóa học.
pH nằm ngoài vùng keo tụ phù hợp.
Thời gian khuấy nhanh quá ngắn.
PAC không được phân tán đều.
Chất lượng nước thải thay đổi nhưng liều châm giữ nguyên.
Loại PAC đang sử dụng không phù hợp với nhũ tương.

Dấu hiệu thường gặp là nước sau châm PAC vẫn đục đều, không xuất hiện các hạt nhỏ hoặc bông sơ cấp. Trong trường hợp này, tăng Polymer thường không giải quyết được vấn đề vì Polymer không có đủ hạt đã mất ổn định để liên kết.

Nhà máy nên thực hiện Jar Test theo nhiều mức pH và liều PAC khác nhau trước khi điều chỉnh hệ thống thực tế.

3. Chọn sai Polymer hoặc pha Polymer không đúng

Polymer giúp kết nối các hạt nhỏ thành bông lớn, có cấu trúc đủ nhẹ để bọt khí kéo nổi. Nếu chọn sai điện tích hoặc pha không đúng, bông có thể quá nhỏ, quá nặng hoặc dễ vỡ.

Các lỗi thường gặp gồm:

Dùng Polymer Anion trong khi nước thải phù hợp hơn với Polymer Cation.
Polymer chưa được ngậm nước hoàn toàn.
Nồng độ dung dịch Polymer quá cao.
Khuấy dung dịch quá mạnh làm đứt mạch Polymer.
Dung dịch Polymer để quá lâu trước khi sử dụng.
Châm Polymer quá gần điểm châm PAC.
Châm quá liều gây bông nhớt và tái ổn định.

Nhà máy nên so sánh Polymer Anion A1110 và Polymer Cation C1492 bằng Jar Test.

Loại Polymer phù hợp phải tạo được bông có kích thước tương đối lớn, kết cấu chắc, ít nhớt và dễ bám bọt khí. Không nên lựa chọn chỉ dựa trên giá mua hoặc thói quen vận hành trước đây.

4. pH nước thải không nằm trong vùng xử lý phù hợp

pH ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phá nhũ, keo tụ và tạo bông. Cùng một liều PAC nhưng hiệu quả có thể khác hoàn toàn khi pH thay đổi.

Nước thải dầu thường chứa chất tẩy rửa, kiềm, acid, dung dịch gia công kim loại hoặc phụ gia chống gỉ. Vì vậy, pH đầu vào có thể biến động theo từng ca sản xuất.

Dấu hiệu pH không phù hợp gồm:

PAC không tạo bông hoặc tạo bông rất chậm.
Bông hình thành nhưng dễ tan.
Lượng hóa chất tiêu hao tăng bất thường.
Hiệu quả DAF thay đổi giữa các thời điểm trong ngày.
Nước sau tuyển nổi còn nhiều cặn nhỏ.

Khi cần tăng pH, có thể sử dụng NaOH 98%, NaOH 32% hoặc Soda Ash.

Khi cần giảm pH, có thể cân nhắc H₂SO₄ 98% hoặc HCl 35%, tùy vật liệu thiết bị và yêu cầu an toàn.

Khoảng pH tối ưu phải được xác định bằng thử nghiệm trên mẫu nước thực tế, không nên áp dụng một giá trị cố định cho mọi loại nước thải dầu.

5. Bông cặn quá nhỏ nên không bám được bọt khí

DAF không trực tiếp kéo từng hạt dầu cực nhỏ lên bề mặt. Hiệu quả tuyển nổi phụ thuộc vào khả năng bọt khí bám vào bông cặn đã được hình thành trước đó.

Nếu bông quá nhỏ:

Diện tích tiếp xúc hữu hiệu với bọt khí giảm.
Bông dễ đi theo dòng nước đầu ra.
Lớp bùn nổi hình thành chậm.
Nước sau DAF vẫn đục.
TSS và dầu mỡ giảm không đáng kể.

Nguyên nhân có thể do thiếu PAC, thiếu Polymer, thời gian phản ứng ngắn hoặc chế độ khuấy không phù hợp.

Cần kiểm tra bông tại đầu vào DAF. Nếu nước đi vào thiết bị vẫn đục đồng nhất và hầu như không nhìn thấy bông, vấn đề nằm ở công đoạn hóa lý trước DAF chứ không chỉ ở thiết bị tuyển nổi.

6. Bông cặn quá nặng hoặc chứa nhiều chất vô cơ

DAF hoạt động tốt với bông nhẹ và có khả năng bám khí. Nếu bông chứa nhiều cát, kim loại, cặn vô cơ hoặc được tạo ra từ liều PAC quá cao, tỷ trọng bông có thể tăng.

Khi đó, lượng bọt khí sinh ra không đủ lực nâng bông lên bề mặt.

Dấu hiệu thường gặp gồm:

Một phần bông nổi nhưng phần lớn lắng xuống đáy.
Đáy DAF tích tụ nhiều bùn.
Hệ thống phải xả bùn đáy thường xuyên.
Lớp bùn trên mặt mỏng dù lượng cặn đầu vào lớn.
Nước đầu ra vẫn kéo theo các hạt nặng.

Cần kiểm tra nguồn cặn vô cơ và tránh châm PAC quá mức. Đối với nước thải có nhiều cát hoặc mạt kim loại, nên bố trí công đoạn lắng sơ bộ, tách cặn hoặc lọc trước khi đưa vào DAF.

7. Áp suất hòa tan khí không đủ

Bình hòa tan khí cần duy trì áp suất phù hợp để không khí hòa tan vào dòng nước hồi lưu. Khi dòng nước này được giải phóng vào bể DAF, áp suất giảm làm xuất hiện các bọt khí rất nhỏ.

Nếu áp suất quá thấp, lượng không khí hòa tan giảm và bọt khí sinh ra không đủ để kéo bông nổi.

Nguyên nhân có thể gồm:

Bơm hồi lưu bị giảm công suất.
Bơm hút khí hoặc cấp khí không ổn định.
Van điều áp bị sai vị trí.
Đồng hồ áp suất sai hoặc hư hỏng.
Bình hòa tan khí bị rò rỉ.
Đường ống bị nghẹt hoặc thất thoát áp.
Lưu lượng hồi lưu vượt khả năng của bơm.

Dấu hiệu dễ nhận biết là nước trắng tạo ra tại đầu phun yếu, ít bọt khí hoặc bọt biến mất rất nhanh. Người vận hành cần kiểm tra áp suất thực tế thay vì chỉ dựa vào trạng thái hoạt động của bơm.

8. Tỷ lệ nước hồi lưu không phù hợp

Dòng nước hồi lưu là nguồn mang không khí hòa tan vào bể DAF. Nếu tỷ lệ hồi lưu quá thấp, lượng bọt khí không đủ. Nếu quá cao, tải thủy lực tăng và có thể làm xáo trộn bể tuyển nổi.

Tỷ lệ hồi lưu không phù hợp có thể gây:

Bông nổi chậm.
Lớp bùn nổi không liên tục.
Dòng nước trong bể bị nhiễu động.
Bông bị cuốn xuống vùng nước trong.
Thời gian lưu thực tế giảm.
Nước đầu ra kéo theo bùn và dầu.

Tỷ lệ hồi lưu cần được điều chỉnh theo tải lượng chất rắn, nồng độ dầu, lưu lượng đầu vào và khả năng tạo khí của hệ thống.

Không nên giữ một tỷ lệ cố định khi lưu lượng hoặc đặc tính nước thải biến động lớn.

9. Bọt khí có kích thước quá lớn

Hiệu quả DAF phụ thuộc vào bọt khí có kích thước nhỏ và phân bố đều. Bọt lớn nổi lên quá nhanh, ít có cơ hội tiếp xúc với bông cặn và dễ làm xáo trộn lớp bùn trên mặt.

Nguyên nhân tạo bọt lớn gồm:

Áp suất bình hòa tan không ổn định.
Van giải áp mở không đúng.
Đầu phun hoặc nozzle bị mòn.
Đường ống phân phối khí bị nghẹt một phần.
Không khí không hòa tan hoàn toàn vào dòng hồi lưu.
Lưu lượng khí cấp quá lớn.

Dấu hiệu thường gặp là trong bể xuất hiện các bọt nhìn thấy rõ bằng mắt, bọt nổi nhanh và lớp nước trắng không đồng đều.

Cần kiểm tra đầu giải áp, bình hòa tan và hệ thống cấp khí. Việc tăng khí không kiểm soát có thể làm bọt lớn hơn nhưng không giúp tăng hiệu quả tuyển nổi.

10. Đầu phun khí bị tắc hoặc phân phối không đều

Đầu phun có nhiệm vụ giải phóng dòng nước bão hòa khí vào bể DAF. Nếu một số đầu phun bị tắc, bọt khí chỉ tập trung tại một khu vực.

Khi phân phối khí không đều:

Một phần bể có lớp nước trắng rõ.
Khu vực khác gần như không có bọt.
Bông chỉ nổi ở một phía.
Bùn tích tụ không đều trên bề mặt.
Nước đầu ra tại một số vị trí còn đục.

Nguyên nhân tắc đầu phun có thể do cặn PAC, Polymer, cặn vô cơ hoặc bùn quay ngược vào hệ thống hồi lưu.

Cần vệ sinh đầu phun định kỳ và kiểm tra chênh lệch lưu lượng giữa các nhánh phân phối. Không nên chỉ quan sát lớp bùn trên bề mặt mà bỏ qua vùng nước trắng bên dưới.

11. Lưu lượng đầu vào vượt công suất thiết kế

Khi lưu lượng vượt công suất, thời gian lưu trong DAF giảm. Bông cặn chưa kịp nổi đã bị dòng nước cuốn sang máng thu nước.

Dấu hiệu quá tải thủy lực gồm:

Mực nước trong DAF dao động mạnh.
Dòng chảy bề mặt nhanh.
Bông nổi nhưng bị kéo về phía máng thu.
Nước đầu ra đục khi lưu lượng sản xuất tăng.
Hiệu quả tốt vào giờ thấp điểm nhưng kém vào giờ cao điểm.

Ngoài lưu lượng nước, tải lượng dầu và TSS cũng có thể vượt công suất xử lý dù lưu lượng chưa thay đổi.

Nhà máy cần kiểm tra cả tải thủy lực và tải chất rắn. Nếu nước thải xả theo mẻ, bể điều hòa phải đủ dung tích để hạn chế sốc tải cho DAF.

12. Thời gian phản ứng hóa chất quá ngắn

Chất phá nhũ, PAC và Polymer đều cần thời gian tiếp xúc phù hợp trước khi nước đi vào DAF.

Nếu các điểm châm đặt quá gần thiết bị:

Demulsifier chưa kịp phá nhũ.
PAC chưa trung hòa hoàn toàn điện tích.
Polymer chưa tạo được cầu nối giữa các hạt.
Bông hình thành bên trong DAF và dễ bị dòng nước phá vỡ.

Mỗi hóa chất nên có vùng phản ứng riêng:

Điều chỉnh pH và trộn đều.
Châm Demulsifier với thời gian phá nhũ phù hợp.
Châm PAC 31% tại vùng khuấy nhanh.
Châm Polymer tại vùng khuấy chậm.
Đưa bông đã ổn định vào DAF.

Không nên châm toàn bộ hóa chất tại cùng một điểm vì các hóa chất có thể phản ứng với nhau trước khi thực hiện đúng chức năng.

13. Cơ cấu gạt bùn hoạt động không phù hợp

Ngay cả khi bông dầu đã nổi lên, hệ thống vẫn có thể tách kém nếu cơ cấu gạt bùn không thu gom hiệu quả.

Một số lỗi thường gặp gồm:

Tốc độ gạt quá nhanh làm lớp bùn bị xáo trộn.
Tốc độ quá chậm khiến bùn tích tụ dày.
Lưỡi gạt không tiếp xúc đều với bề mặt.
Bùn bị đẩy ngược xuống nước.
Máng thu bùn bị nghẹt.
Mực nước không phù hợp với vị trí lưỡi gạt.

Nếu lớp bùn lưu quá lâu trên mặt, dầu có thể tách trở lại hoặc bông bị phá vỡ. Một phần cặn sau đó quay lại vùng nước trong và làm chất lượng đầu ra giảm.

Cần điều chỉnh tốc độ gạt theo độ dày và tính chất của lớp bùn nổi, thay vì vận hành cố định trong mọi điều kiện tải.

14. Mực nước và máng thu nước vận hành không ổn định

Mực nước trong DAF ảnh hưởng đến chiều dày lớp bùn nổi, vùng nước trong và khả năng thu nước sau xử lý.

Nếu mực nước quá cao:

Bùn dễ tràn sang máng thu nước.
Lưỡi gạt khó thu lớp bùn đúng vị trí.
Nước đầu ra kéo theo váng dầu.

Nếu mực nước quá thấp:

Lưỡi gạt không tiếp xúc tốt với lớp bùn.
Bùn tích tụ trên bề mặt.
Vùng tuyển nổi thay đổi so với thiết kế.

Máng thu nước không cân bằng cũng có thể tạo dòng chảy cục bộ, kéo bông nổi xuống dưới hoặc cuốn bùn vào nước đầu ra.

Cần kiểm tra van điều tiết, máng tràn, tấm chắn và độ cân bằng của thiết bị.

15. DAF bị tích tụ bùn và cặn trong thời gian dài

Bùn lắng dưới đáy, cặn bám trong đường hồi lưu và lớp dầu đóng trên thành bể có thể làm giảm thể tích hữu dụng của DAF.

Khi thiết bị không được vệ sinh định kỳ:

Thời gian lưu thực tế giảm.
Dòng nước bị phân phối không đều.
Đường hút hồi lưu dễ nghẹt.
Bơm giảm lưu lượng.
Đầu phun tạo bọt không đồng đều.
Bùn cũ bong ra và đi theo nước đầu ra.

Nhà máy cần xây dựng lịch xả bùn đáy, vệ sinh đầu phun, kiểm tra đường hồi lưu và làm sạch máng thu bùn.

Không nên chỉ bổ sung hóa chất khi hiệu quả giảm mà bỏ qua tình trạng cơ khí và vệ sinh bên trong thiết bị.

Bảng chẩn đoán nhanh khi DAF không tách được dầu

Hiện tượng	Nguyên nhân có thể	Hướng kiểm tra
Nước trắng sữa đi xuyên qua DAF	Dầu nhũ tương chưa được phá	Thử Demulsifier trước PAC
Không thấy bông tại đầu vào DAF	Keo tụ, tạo bông chưa hiệu quả	Jar Test lại pH, PAC và Polymer
Có bông nhưng bông không nổi	Thiếu bọt khí hoặc bông quá nặng	Kiểm tra áp suất, hồi lưu và liều PAC
Bọt khí lớn, nổi rất nhanh	Van giải áp hoặc đầu phun không phù hợp	Kiểm tra bình hòa tan và nozzle
Chỉ một phần bể có nước trắng	Đầu phun bị tắc hoặc phân phối không đều	Vệ sinh hệ thống phân phối khí
Bông nổi rồi bị cuốn ra ngoài	Quá tải thủy lực hoặc máng thu không cân bằng	Kiểm tra lưu lượng và mực nước
Lớp bùn nổi dày nhưng nước đầu ra vẫn đục	Gạt bùn không hiệu quả hoặc bùn lưu quá lâu	Điều chỉnh tốc độ gạt và máng thu bùn
Hiệu quả giảm dần theo thời gian	Tích tụ cặn, tắc đầu phun hoặc giảm lưu lượng hồi lưu	Vệ sinh và bảo trì toàn bộ hệ thống

Quy trình kiểm tra DAF khi hiệu quả tách dầu giảm

Khi DAF hoạt động không hiệu quả, nên kiểm tra theo trình tự để tránh tăng hóa chất không cần thiết.

Lấy mẫu nước đầu vào và xác định dầu tự do, dầu phân tán hay dầu nhũ tương.
Thực hiện Jar Test với chất phá nhũ, PAC và các loại Polymer khác nhau.
Kiểm tra pH trước và sau khi châm hóa chất.
Quan sát kích thước và độ bền của bông trước DAF.
Kiểm tra áp suất bình hòa tan khí.
Đo hoặc xác nhận lưu lượng nước hồi lưu.
Quan sát kích thước và độ phủ của bọt khí trong bể.
Kiểm tra đầu phun, van giải áp và đường ống phân phối.
Kiểm tra tải lưu lượng và tải chất rắn đầu vào.
Kiểm tra mực nước, máng thu và cơ cấu gạt bùn.
Xả bùn đáy và vệ sinh thiết bị nếu có cặn tích tụ.
Theo dõi dầu mỡ, TSS, COD trước và sau DAF sau mỗi lần điều chỉnh.

Chỉ nên tăng liều hóa chất sau khi xác định công đoạn keo tụ chưa đạt. Nếu bông đã tốt nhưng không nổi, cần tập trung kiểm tra hệ thống khí hòa tan và điều kiện thủy lực.

Câu hỏi thường gặp

DAF có thể tự phá nhũ dầu không?

Không. DAF chủ yếu tách dầu tự do, dầu phân tán và bông dầu đã được tạo trước. Nhũ tương bền thường cần chất phá nhũ phù hợp.

Tại sao tăng PAC và Polymer nhưng dầu vẫn không nổi?

Nguyên nhân có thể do dầu chưa được phá nhũ, pH không phù hợp, bông quá nặng hoặc hệ thống không tạo đủ bọt khí siêu nhỏ.

Làm sao biết lỗi nằm ở hóa chất hay thiết bị DAF?

Nếu trước DAF chưa có bông rõ, cần kiểm tra hóa chất. Nếu bông đã lớn và chắc nhưng không nổi, cần kiểm tra áp suất, nước hồi lưu, đầu phun và bọt khí.

Bọt khí càng nhiều thì hiệu quả DAF càng cao phải không?

Không. Bọt phải có kích thước nhỏ và phân bố đều. Bọt quá lớn hoặc dòng khí quá mạnh có thể làm xáo trộn bông và giảm hiệu quả.

Khi nào cần dùng Demulsifier trước DAF?

Nên cân nhắc khi nước có màu trắng sữa, không tự tách lớp dầu, PAC tạo bông kém hoặc dầu vẫn đi xuyên qua DAF sau xử lý.

Kết luận

DAF không tách được dầu không chỉ do thiếu PAC hoặc Polymer. Hiệu quả của thiết bị phụ thuộc đồng thời vào khả năng phá nhũ, chất lượng bông hóa lý, áp suất hòa tan khí, tỷ lệ nước hồi lưu, kích thước bọt khí, tải thủy lực và cơ cấu gạt bùn.

Các nguyên nhân thường gặp nhất gồm:

Dầu nhũ tương chưa được phá vỡ.
pH và liều PAC chưa phù hợp.
Chọn sai hoặc pha sai Polymer.
Bông quá nhỏ, quá nặng hoặc dễ vỡ.
Áp suất hòa tan khí thấp.
Tỷ lệ nước hồi lưu không phù hợp.
Bọt khí quá lớn hoặc phân phối không đều.
DAF bị quá tải lưu lượng hoặc tải chất rắn.
Cơ cấu gạt bùn và mực nước không ổn định.
Đầu phun, đường hồi lưu hoặc đáy bể bị tích tụ cặn.

Để xử lý đúng, nhà máy nên kiểm tra bông trước DAF. Nếu chưa có bông tốt, cần tối ưu Demulsifier, PAC 31% và Polymer Anion hoặc Polymer Cation.

Nếu bông đã đạt nhưng không nổi, cần tập trung kiểm tra hệ thống hòa tan khí, áp suất, dòng hồi lưu, đầu phun, tải thủy lực và cơ cấu gạt bùn. Việc tăng hóa chất trong trường hợp thiết bị có lỗi chỉ làm tăng chi phí và lượng bùn mà không cải thiện chất lượng nước đầu ra.

Quý khách cần thử nghiệm hoặc lựa chọn các sản phẩm liên quan như Demulsifier, PAC 31%, Polymer Anion A1110, Polymer Cation C1492, NaOH 98% hoặc H₂SO₄ 98%, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được tư vấn theo mẫu nước thải và điều kiện vận hành thực tế.