Hệ thống tuyển nổi DAF thường được sử dụng để tách dầu mỡ, chất rắn lơ lửng và bông cặn ra khỏi nước thải bằng các bọt khí siêu nhỏ. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành, nhiều hệ thống vẫn gặp tình trạng nước sau DAF còn váng dầu, đục, có giọt dầu li ti hoặc chỉ số dầu mỡ đầu ra cao.
Nước sau DAF còn nhiều dầu không đồng nghĩa chỉ cần tăng PAC hoặc Polymer. Nguyên nhân có thể nằm ở dầu đang tồn tại dưới dạng nhũ tương, pH chưa phù hợp, hóa chất châm sai liều, bọt khí không đạt, thời gian tạo bông quá ngắn hoặc lớp bùn nổi không được thu gom hiệu quả.
DAF có thể tách dầu tự do, dầu phân tán và một phần dầu nhũ hóa khi các hạt dầu đã được keo tụ, tạo bông phù hợp. Nếu nhũ tương vẫn ổn định, các giọt dầu quá nhỏ sẽ không dễ bám vào bọt khí và tiếp tục đi theo nước sau xử lý.
1. Xác định dầu còn lại ở dạng nào
Trước khi điều chỉnh hệ thống, cần xác định dầu trong nước sau DAF đang tồn tại ở dạng dầu tự do, dầu phân tán hay dầu nhũ hóa.
- Dầu tự do: Tạo thành lớp váng rõ trên bề mặt, các giọt dầu tương đối lớn và dễ tách bằng trọng lực hoặc tuyển nổi.
- Dầu phân tán: Tồn tại dưới dạng các giọt nhỏ, làm nước có màu trắng đục hoặc ánh dầu.
- Dầu nhũ hóa: Các giọt dầu rất nhỏ được ổn định bởi chất hoạt động bề mặt, protein hoặc hóa chất sản xuất nên rất khó tự nổi.
- Dầu hòa tan: Không tạo giọt dầu rõ ràng và thường khó loại bỏ chỉ bằng DAF.
Nếu nước sau DAF còn lớp váng nổi rõ, cần kiểm tra khả năng thu gom bùn và dầu trên bề mặt. Nếu nước không có váng lớn nhưng vẫn trắng đục hoặc có ánh dầu, khả năng cao dầu đang tồn tại dưới dạng nhũ tương hoặc giọt phân tán rất nhỏ.
DAF được sử dụng để tách chất rắn lơ lửng, dầu và mỡ bằng cách cho các bọt khí bám vào hạt, làm giảm khối lượng riêng biểu kiến và đưa chúng lên bề mặt. Hiệu quả phụ thuộc vào kích thước giọt dầu, khả năng tạo bông và khả năng bám bọt khí.
2. Dầu nhũ hóa chưa được phá hoàn toàn
Đây là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất khiến nước sau DAF vẫn còn nhiều dầu.
Nhũ tương dầu được hình thành khi các giọt dầu rất nhỏ được bao quanh bởi chất hoạt động bề mặt hoặc các hợp chất giúp chúng ổn định trong nước. Trạng thái này thường gặp trong nước thải:
- Gia công cơ khí và dầu cắt gọt.
- Chế biến thực phẩm, thủy sản và thịt.
- Sản xuất mỹ phẩm, chất tẩy rửa.
- Dệt nhuộm.
- Sơn, mực in và hóa chất.
- Vệ sinh thiết bị bằng chất tẩy rửa.
Trong trường hợp này, chỉ tăng PAC có thể làm lượng bùn tăng nhưng dầu vẫn chưa được tách tốt. Hệ thống cần phá lớp ổn định quanh giọt dầu trước, sau đó mới keo tụ, tạo bông và tuyển nổi.
Cách khắc phục:
- Thử điều chỉnh pH để làm giảm độ ổn định của nhũ tương.
- Sử dụng Demulsifier phá nhũ phù hợp với loại dầu và chất hoạt động bề mặt.
- Jar Test đồng thời Demulsifier, PAC và Polymer.
- Không châm Demulsifier, PAC và Polymer tại cùng một điểm.
- Đảm bảo có đủ thời gian phản ứng giữa phá nhũ và keo tụ.
3. pH chưa phù hợp với quá trình phá nhũ và keo tụ
pH ảnh hưởng đến điện tích của giọt dầu, khả năng hoạt động của Demulsifier, sự thủy phân của PAC và cấu trúc bông cặn.
Nếu pH chưa phù hợp:
- Nhũ tương dầu vẫn giữ trạng thái ổn định.
- PAC không tạo được bông hydroxide phù hợp.
- Polymer không liên kết được các giọt dầu và vi bông.
- Bông dầu nhỏ, mềm và khó bám bọt khí.
- Nước sau DAF vẫn đục hoặc có ánh dầu.
Không có một giá trị pH cố định phù hợp cho mọi loại nước thải dầu. Khoảng pH tối ưu phụ thuộc vào loại dầu, chất hoạt động bề mặt, hóa chất sản xuất và chất keo tụ đang sử dụng.
Cách khắc phục: Thực hiện Jar Test tại nhiều mức pH, sau đó giữ nguyên pH tốt nhất để tối ưu tiếp liều Demulsifier, PAC và Polymer. Không nên thay đổi đồng thời pH và tất cả liều hóa chất trong cùng một lần thử.
4. Liều PAC chưa phù hợp
PAC được sử dụng để làm mất ổn định các hạt keo, hấp phụ giọt dầu và tạo các vi bông ban đầu. Một số hệ thống DAF sử dụng PAC, acid và Polymer kết hợp để tạo bông chất béo, protein và chất rắn trước khi tuyển nổi.
Nếu PAC thiếu:
- Giọt dầu chưa được trung hòa điện tích.
- Bông nhỏ, rời rạc.
- Nhiều hạt dầu li ti đi theo nước ra.
- Tăng nhẹ PAC có thể cải thiện rõ độ trong.
Nếu PAC quá liều:
- Hạt có thể bị tái ổn định.
- pH giảm xuống ngoài khoảng tối ưu.
- Lượng bùn hóa lý tăng.
- Bông dễ trở nên nhỏ hoặc nặng.
- Tăng PAC nhưng dầu đầu ra không giảm thêm.
Cách khắc phục: Jar Test với dải liều PAC thấp hơn và cao hơn liều hiện tại. Có thể tham khảo PAC 31% khi cần chất keo tụ cho công đoạn phá ổn định và tạo vi bông, nhưng liều cụ thể phải được xác định trên mẫu nước thực tế.
5. Chọn sai loại hoặc sai liều Polymer
Polymer có nhiệm vụ liên kết các vi bông và giọt dầu đã mất ổn định thành bông lớn, đủ chắc để bám vào bọt khí và nổi lên bề mặt.
Nếu chọn sai Polymer:
- Bông dầu không lớn lên.
- Bông mềm, dễ vỡ.
- Nước sau DAF vẫn còn nhiều hạt mịn.
- Polymer phải châm liều rất cao mới tạo bông.
- Bông nhớt hoặc khó gạt khỏi bề mặt.
Trong nhiều hệ thống dùng PAC, có thể bắt đầu sàng lọc Polymer Anion A1110. Tuy nhiên, nước thải giàu dầu mỡ và chất hữu cơ cũng có thể phù hợp với Polymer Cation C1492, tùy điện tích của bông sau phá nhũ và keo tụ.
Dấu hiệu Polymer quá liều:
- Bông nhớt, kéo sợi.
- Lớp bùn nổi khó gạt.
- Nước sau DAF có cảm giác nhớt.
- Tăng Polymer nhưng dầu không giảm.
- Bùn chứa nhiều nước.
Cách khắc phục: Giữ PAC ở liều gần tối ưu, sau đó Jar Test nhiều loại Polymer với cùng liều ban đầu. Chọn sản phẩm tạo bông chắc, nổi nhanh và nước sau tách trong nhất, không chỉ chọn cốc có bông lớn nhất.
6. Trình tự và vị trí châm hóa chất chưa đúng
Ngay cả khi sử dụng đúng loại hóa chất, châm sai thứ tự hoặc các điểm châm quá gần nhau vẫn có thể làm hiệu quả DAF giảm.
Trình tự thường được cân nhắc là:
Điều chỉnh pH → Demulsifier → PAC → Polymer → DAF
Tùy đặc tính nước, Demulsifier có thể được châm trước hoặc kết hợp theo một trình tự khác được xác định bằng Jar Test. Polymer thường được châm sau PAC và tại vùng khuấy nhẹ hơn.
Các lỗi thường gặp gồm:
- Châm PAC khi pH chưa ổn định.
- Châm Demulsifier và PAC tại cùng một điểm.
- Châm Polymer ngay sát đầu châm PAC.
- Polymer đi qua bơm có lực cắt cao.
- Không có đủ thời gian tạo bông trước DAF.
- Bông bị phá vỡ trong đường ống hoặc van.
Cách khắc phục: Lấy mẫu tại từng vị trí sau châm hóa chất để quan sát sự thay đổi của giọt dầu và bông. Nếu bông hình thành tốt trước DAF nhưng bị nhỏ lại tại đầu vào bể, cần kiểm tra đường ống, bơm và lực cắt.
7. Hệ thống khí hòa tan hoạt động không ổn định
DAF chỉ tách tốt khi tạo được đủ lượng bọt khí nhỏ và phân bố đều. Các bọt khí bám vào bông dầu, đưa chúng lên bề mặt để thu gom.
Nếu hệ thống khí hòa tan gặp sự cố:
- Bọt khí quá lớn, khó bám vào bông nhỏ.
- Lượng khí tạo ra không đủ.
- Dòng nước trắng phân bố không đều.
- Áp suất bình hòa tan không ổn định.
- Van giảm áp hoặc đầu phun bị nghẹt.
- Tỷ lệ nước tuần hoàn quá thấp.
- Máy nén khí hoặc bơm tuần hoàn hoạt động không đúng công suất.
DAF dựa trên việc giải phóng khí từ dòng nước đã được bão hòa dưới áp suất; khi giảm áp, các bọt nhỏ được tạo ra và hỗ trợ tách dầu cùng chất rắn.
Cách khắc phục:
- Kiểm tra áp suất bình hòa tan.
- Kiểm tra tỷ lệ nước hồi lưu.
- Vệ sinh van giảm áp và đầu phân phối.
- Quan sát kích thước và độ đồng đều của nước trắng.
- Kiểm tra lưu lượng bơm tuần hoàn và khí cấp.
- So sánh hiệu quả ở nhiều mức hồi lưu khác nhau.
8. Bông dầu không phù hợp với quá trình tuyển nổi
Bông dùng cho DAF không nhất thiết phải là bông lớn và nặng giống bông dùng cho bể lắng.
Bông phù hợp với DAF cần:
- Có kích thước đủ để bắt giữ giọt dầu và bám bọt khí.
- Không quá nặng.
- Có cấu trúc chắc nhưng không quá đặc.
- Không bị vỡ khi đi qua vùng tiếp xúc.
- Dễ nổi và tạo lớp bùn có thể gạt bỏ.
Nếu PAC quá cao hoặc bông quá nặng, bọt khí có thể không đủ lực đưa bông lên bề mặt. Nếu Polymer quá liều, bông có thể trở nên nhớt, giữ nhiều nước và khó gạt.
Cách khắc phục: Trong Jar Test, ngoài quan sát khả năng lắng, cần mô phỏng tuyển nổi hoặc quan sát khả năng bông bám khí. Không nên chọn liều chỉ vì bông lắng nhanh trong cốc.
9. Lưu lượng hoặc tải dầu vượt công suất DAF
Khi lưu lượng nước hoặc tải lượng dầu tăng quá cao, thời gian tiếp xúc và thời gian lưu trong DAF giảm. Bông chưa kịp nổi đã bị cuốn theo nước đầu ra.
Nguyên nhân thường gặp:
- Nước thải sản xuất xả tập trung theo ca.
- Sự cố tràn dầu hoặc thất thoát nguyên liệu.
- Bể điều hòa không đủ thể tích.
- Bơm cấp DAF chạy vượt lưu lượng thiết kế.
- Nồng độ dầu đầu vào tăng nhưng liều hóa chất không thay đổi.
- Lượng chất rắn và bùn vượt khả năng gạt.
Cách khắc phục:
- Đo lưu lượng và dầu mỡ đầu vào theo từng ca.
- Điều tiết nước qua bể điều hòa.
- Không bơm toàn bộ dòng thải dầu đậm đặc vào DAF trong thời gian ngắn.
- Kiểm tra công suất bơm cấp và tốc độ bề mặt của DAF.
- Tăng tần suất thu gom dầu, bùn nổi.
- Thu hồi dầu tự do trước DAF nếu tải dầu quá cao.
Kiểm soát và điều hòa dòng thải đầu vào giúp tránh các biến động gây bất lợi cho DAF và các công đoạn sinh học phía sau.
10. Lớp bùn nổi và hệ thống gạt bùn hoạt động kém
DAF có thể tạo bông và đưa dầu lên bề mặt tốt nhưng nước đầu ra vẫn còn dầu nếu lớp bùn nổi không được thu gom đúng cách.
Các lỗi thường gặp:
- Cánh gạt chạy quá chậm.
- Cánh gạt đặt quá cao hoặc quá thấp.
- Lớp bùn nổi quá dày.
- Bùn bị khuấy trở lại nước.
- Máng thu bùn bị nghẹt.
- Bùn lưu lâu và tách dầu trở lại.
- Mực nước trong DAF không ổn định.
Cách khắc phục:
- Điều chỉnh tần suất và tốc độ gạt.
- Không để lớp bùn tích tụ quá dày.
- Vệ sinh máng thu và đường bùn.
- Kiểm tra cao độ mực nước.
- Thu gom bùn nổi liên tục khi tải dầu cao.
- Quan sát hiện tượng dầu tách trở lại từ lớp bùn lưu lâu.
Nhiều hệ thống DAF sử dụng cánh gạt để thu lớp chất rắn, dầu và chất béo đã nổi lên bề mặt. Nếu khâu này không ổn định, vật chất đã được tách có thể quay trở lại dòng nước.
Bảng chẩn đoán nhanh nước sau DAF còn dầu
| Hiện tượng | Nguyên nhân có thể | Hướng xử lý ưu tiên |
|---|---|---|
| Nước trắng đục, không có váng lớn | Dầu nhũ hóa chưa được phá | Jar Test Demulsifier và pH |
| Có nhiều giọt dầu nhỏ | PAC hoặc Polymer chưa phù hợp | Tối ưu PAC trước, sau đó chọn Polymer |
| Bông tốt nhưng không nổi | Thiếu khí, bọt khí lớn hoặc bông quá nặng | Kiểm tra áp suất, hồi lưu và giảm liều PAC |
| Bông nổi nhưng nước ra vẫn có dầu | Lưu lượng cao hoặc dòng chảy tắt | Giảm tải và kiểm tra phân phối dòng |
| Lớp bùn nổi dày, dầu quay lại nước | Gạt bùn chậm hoặc máng thu nghẹt | Tăng tần suất gạt và vệ sinh máng bùn |
| Bùn nổi nhớt, khó gạt | Polymer quá liều | Giảm Polymer và Jar Test lại |
| Dầu tăng theo ca sản xuất | Tải dầu biến động, bể điều hòa kém | Điều tiết lưu lượng và kiểm soát nguồn xả |
Quy trình kiểm tra và khắc phục đề xuất
- Lấy mẫu trước và sau DAF để đo dầu mỡ, COD, TSS và pH.
- Quan sát dầu tự do, dầu phân tán hay dầu nhũ hóa.
- Kiểm tra lưu lượng và tải dầu theo từng ca.
- Thực hiện Jar Test pH và Demulsifier.
- Tối ưu liều PAC sau khi phá nhũ.
- Giữ PAC ổn định và sàng lọc Polymer phù hợp.
- Kiểm tra khoảng cách và thứ tự các điểm châm.
- Kiểm tra bông trước khi đi vào DAF.
- Kiểm tra áp suất bình hòa tan, bơm hồi lưu và van giảm áp.
- Quan sát kích thước và mật độ bọt khí.
- Kiểm tra hệ thống gạt bùn và máng thu.
- Chỉ thay đổi một thông số trong mỗi lần điều chỉnh.
Câu hỏi thường gặp
Tăng PAC có giúp dầu sau DAF giảm không?
Có thể nếu hệ thống đang thiếu chất keo tụ. Tuy nhiên, nếu dầu còn lại là dầu nhũ hóa hoặc PAC đã quá liều, tăng thêm PAC có thể chỉ làm tăng bùn mà không cải thiện hiệu quả.
Khi nào cần sử dụng Demulsifier trước DAF?
Nên cân nhắc khi nước có màu trắng đục, giọt dầu rất nhỏ, chứa nhiều chất hoạt động bề mặt hoặc PAC và Polymer không tạo được bông dầu ổn định.
DAF có xử lý được dầu hòa tan không?
DAF chủ yếu xử lý dầu tự do, dầu phân tán và dầu nhũ hóa sau khi đã được phá ổn định. Dầu hòa tan có thể cần hấp phụ, oxy hóa, màng hoặc xử lý sinh học phù hợp.
Tại sao bông dầu hình thành tốt nhưng không nổi?
Nguyên nhân có thể là lượng khí hòa tan không đủ, bọt khí quá lớn, tỷ lệ hồi lưu thấp hoặc bông quá nặng do PAC châm cao.
Nước sau DAF còn dầu có nên đưa thẳng vào Aerotank không?
Không nên khi tải dầu còn cao. Dầu có thể bám lên bông bùn, giảm truyền oxy, tạo bọt và làm bùn lắng kém. Cần tối ưu DAF hoặc bố trí công đoạn xử lý bổ sung trước bể sinh học.
Kết luận
Nước sau DAF còn nhiều dầu thường không chỉ do thiếu hóa chất mà có thể liên quan đồng thời đến phá nhũ, pH, keo tụ, tạo bông, khí hòa tan và khả năng thu gom lớp bùn nổi.
Các nguyên nhân cần ưu tiên kiểm tra gồm:
- Dầu đang tồn tại dưới dạng nhũ tương ổn định.
- pH chưa phù hợp với phá nhũ và keo tụ.
- Liều PAC hoặc Polymer chưa tối ưu.
- Chọn sai loại Polymer.
- Thứ tự và vị trí châm hóa chất không phù hợp.
- Áp suất, tỷ lệ hồi lưu hoặc bọt khí DAF không đạt.
- Lưu lượng và tải dầu vượt công suất.
- Cánh gạt và hệ thống thu bùn hoạt động kém.
Nguyên tắc xử lý nên áp dụng là:
Xác định dạng dầu → Phá nhũ → Tối ưu PAC và Polymer → Kiểm tra khí hòa tan → Kiểm soát tải → Thu gom bùn nổi
Không nên tăng đồng thời Demulsifier, PAC và Polymer khi chưa xác định nguyên nhân. Giải pháp phù hợp nhất là thử nghiệm trên mẫu nước thực tế, điều chỉnh từng thông số và theo dõi dầu mỡ, COD, TSS cùng trạng thái bông sau mỗi lần thay đổi.
Quý khách cần tư vấn lựa chọn Demulsifier xử lý dầu nhũ hóa, PAC 31% hoặc Polymer phù hợp cho hệ thống DAF, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được hỗ trợ theo mẫu nước và điều kiện vận hành thực tế.
