Đĩa lọc (DISC Filter)

Thiết bị đĩa lọc, hay còn gọi là bộ lọc đĩa (Disk Filter), là một công nghệ lọc cơ học hiệu quả, chuyên dùng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng có kích thước từ nhỏ đến trung bình trong dòng nước.

Vị trí của thiết bị đĩa lọc trong hệ thống cấp nước thường là sau bơm và trước các thiết bị hoặc quy trình xử lý nhạy cảm với cặn bẩn như van điều khiển, vòi phun, hệ thống tưới nhỏ giọt, hoặc làm tiền xử lý bảo vệ màng lọc UF, RO.

Với khả năng giữ lại lượng lớn cặn bẩn và quy trình làm sạch hiệu quả, lọc đĩa đóng vai trò như một “người gác cổng” đáng tin cậy, bảo vệ các thiết bị hạ nguồn và nâng cao hiệu quả tổng thể của hệ thống cấp nước.

Nguyên Lý Hoạt Động của Thiết Bị Đĩa Lọc

Nguyên lý hoạt động của thiết bị đĩa lọc dựa trên cấu trúc độc đáo của lõi lọc, được tạo thành từ hàng trăm (hoặc hàng nghìn) các đĩa nhựa mỏng, có rãnh được xếp chồng lên nhau trên một trục trung tâm. Mỗi đĩa có các rãnh được thiết kế với hình dạng và kích thước chính xác.

Khi các đĩa này được nén chặt lại với nhau, các rãnh trên các đĩa liền kề sẽ giao nhau tạo thành một mạng lưới không gian ba chiều phức tạp, đóng vai trò như các “mắt lưới” lọc.

Quá trình lọc diễn ra như sau: Nước thô chứa cặn bẩn đi vào bộ lọc và chảy qua khối đĩa lọc từ ngoài vào trong. Các hạt cặn có kích thước lớn hơn kích thước của các rãnh sẽ bị giữ lại trên bề mặt ngoài và sâu bên trong các rãnh của khối đĩa. Nước sạch sau khi đã loại bỏ cặn bẩn sẽ chảy qua không gian trống ở giữa các đĩa và đi ra ngoài qua trục trung tâm.

Tầm quan trọng của áp suất trong quá trình lọc là không thể phủ nhận. Áp suất nước đẩy dòng chảy qua các rãnh đĩa, giúp quá trình lọc diễn ra liên tục. Tuy nhiên, khi cặn bẩn tích tụ trên khối đĩa, áp suất phía trước bộ lọc sẽ tăng lên và áp suất phía sau bộ lọc sẽ giảm xuống, tạo ra sự chênh lệch áp suất.

Sự chênh lệch áp suất này là một chỉ báo quan trọng cho biết bộ lọc cần được làm sạch. Đối với bộ lọc đĩa tự động, sự chênh lệch áp suất đạt đến một ngưỡng nhất định sẽ kích hoạt chu trình rửa ngược tự động.

Cấu Tạo Chi Tiết của Thiết Bị Đĩa Lọc

Thiết bị đĩa lọc được cấu tạo từ các bộ phận chính sau:

• Vỏ bộ lọc (Housing): Là bộ phận bên ngoài chứa toàn bộ lõi lọc và chịu áp lực của dòng nước. Vỏ thường được làm từ các vật liệu bền vững như nhựa kỹ thuật cao (ví dụ: Polypropylene, Polyamide) hoặc kim loại (thép không gỉ) tùy thuộc vào yêu cầu về áp suất và tính chất của nước. Vỏ bộ lọc có các cổng kết nối đầu vào, đầu ra và cổng xả cặn.
• Lõi lọc đĩa (Disk Stack): Đây là trái tim của bộ lọc, bao gồm nhiều đĩa nhựa mỏng được xếp chồng lên nhau. Mỗi đĩa có các rãnh lọc được thiết kế chính xác. Các rãnh này có thể có hình dạng khác nhau như tam giác, thang, hoặc các hình dạng phức tạp hơn để tối ưu hiệu quả lọc và rửa ngược. Màu sắc của đĩa lọc thường được sử dụng để phân biệt độ mịn lọc (ví dụ: đỏ cho 120 mesh/130 micron, vàng cho 100 mesh/150 micron).
• Trục trung tâm và cơ chế nén đĩa: Các đĩa lọc được lắp vào một trục trung tâm. Cơ chế nén (có thể là ren vặn, lò xo hoặc piston thủy lực đối với lọc tự động) giữ chặt các đĩa lại với nhau, đảm bảo các rãnh trên đĩa liền kề khớp vào nhau và tạo thành các kênh lọc có kích thước xác định.
• Gioăng làm kín: Các gioăng cao su (thường làm bằng EPDM hoặc NBR) được sử dụng để làm kín giữa vỏ bộ lọc và lõi lọc, cũng như tại các điểm kết nối khác, ngăn chặn rò rỉ nước và đảm bảo toàn bộ dòng nước đi qua khối đĩa lọc.
• Các cổng kết nối (vào/ra, xả cặn): Các cổng này được thiết kế để kết nối bộ lọc với hệ thống đường ống. Kích thước cổng kết nối (ví dụ: 1 inch, 2 inch, 3 inch) và kiểu kết nối (ren trong, ren ngoài, mặt bích) phụ thuộc vào lưu lượng và quy mô của hệ thống. Cổng xả cặn dùng để thoát nước bẩn chứa các hạt cặn đã được loại bỏ trong quá trình rửa ngược hoặc vệ sinh thủ công.
• Bộ điều khiển (đối với lọc đĩa tự động): Bao gồm các van điện từ, cảm biến áp suất (đo chênh lệch áp suất trước và sau lọc), và bộ lập trình. Bộ điều khiển sẽ theo dõi áp suất chênh lệch hoặc thời gian hoạt động để tự động kích hoạt chu trình rửa ngược.
• Hệ thống van (đối với lọc đĩa tự động): Gồm các van thủy lực hoặc van điện từ điều khiển dòng chảy của nước trong quá trình lọc và rửa ngược. Các van này chuyển hướng dòng nước từ chế độ lọc sang chế độ rửa ngược và xả cặn.

Các Loại Thiết Bị Đĩa Lọc Phổ Biến

Thiết bị đĩa lọc rất đa dạng về chủng loại, được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau để phù hợp với từng nhu cầu và ứng dụng cụ thể:

Phân loại theo cơ chế làm sạch

• Lọc đĩa thủ công: Đây là loại cơ bản nhất. Khi khối đĩa bị tắc nghẽn, người vận hành phải dừng hệ thống, tháo rời lõi lọc đĩa ra khỏi vỏ và vệ sinh thủ công bằng cách xịt rửa bằng nước hoặc dùng bàn chải làm sạch các rãnh
• Lọc đĩa bán tự động (Semi-Automatic Disk Filters): Loại này có thêm một cơ chế giúp nới lỏng các đĩa lọc mà không cần tháo rời hoàn toàn.
• Lọc đĩa tự động (Automatic Disk Filters): Đây là loại tiên tiến nhất, được trang bị hệ thống điều khiển tự động. Khi cảm biến phát hiện áp suất chênh lệch vượt ngưỡng cho phép hoặc sau một khoảng thời gian nhất định, bộ điều khiển sẽ kích hoạt chu trình rửa ngược tự động

Phân loại theo cấu hình lắp đặt

• Lọc đĩa chữ Y: Cấu hình phổ biến, thân bộ lọc có hình dạng chữ Y, lõi lọc đĩa nằm ở nhánh xiên. Thiết kế này giúp giảm thiểu tổn thất áp suất và dễ dàng tiếp cận để bảo trì.
• Lọc đĩa chữ T: Cấu hình chữ T, lõi lọc đĩa nằm vuông góc với dòng chảy chính. Phù hợp khi không gian lắp đặt hạn chế theo chiều dọc.
• Lọc đĩa thẳng hàng: Lõi lọc đĩa nằm thẳng hàng với đường ống. Thường được sử dụng cho các bộ lọc kích thước nhỏ.

Phân loại theo vật liệu và áp suất

Vật liệu chế tạo vỏ và đĩa lọc có thể là nhựa (Polypropylene, Polyamide) cho các ứng dụng thông thường hoặc kim loại (thép không gỉ) cho các ứng dụng yêu cầu áp suất cao, nhiệt độ cao hoặc xử lý hóa chất.

Áp suất hoạt động tối đa là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn, thường được nhà sản xuất ghi rõ trên thiết bị (ví dụ: 8 bar, 10 bar).

Phân loại theo kích thước và lưu lượng:

Bộ lọc đĩa có nhiều kích thước kết nối khác nhau (từ vài chục mm đến hàng trăm mm) và khả năng xử lý lưu lượng nước rất đa dạng, từ vài m³/h cho các ứng dụng nhỏ đến hàng trăm, thậm chí hàng nghìn m³/h cho các hệ thống công nghiệp lớn khi nhiều bộ lọc được lắp đặt song song thành một cụm lọc.

Việc lựa chọn loại bộ lọc đĩa phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm lưu lượng nước, chất lượng nước đầu vào, yêu cầu về độ sạch của nước đầu ra, áp suất hệ thống, không gian lắp đặt, ngân sách đầu tư và chi phí vận hành.

Ưu Điểm Nổi Bật của Thiết Bị Đĩa Lọc

Thiết bị đĩa lọc cấp nước sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, làm cho chúng trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ứng dụng lọc nước:

• Hiệu quả lọc cao và khả năng lọc sâu: Nhờ cấu trúc rãnh phức tạp trên các đĩa được nén chặt, bộ lọc đĩa tạo ra một ma trận lọc ba chiều. Điều này không chỉ giữ lại các hạt cặn trên bề mặt ngoài mà còn giữ lại chúng sâu bên trong các rãnh.
• Bền bỉ, tuổi thọ cao và ít bị ăn mòn: Đĩa lọc thường được làm từ nhựa kỹ thuật chất lượng cao hoặc thép không gỉ, có khả năng chống ăn mòn tốt bởi hóa chất và tia UV. Vỏ bộ lọc cũng được chế tạo từ vật liệu bền vững.
• Dễ dàng vận hành và bảo trì: Các bộ lọc đĩa, đặc biệt là loại tự động, yêu cầu sự can thiệp của con người rất ít trong quá trình vận hành hàng ngày. Việc theo dõi hoạt động chủ yếu là kiểm tra áp suất chênh lệch.
• Khả năng rửa ngược hiệu quả và tiết kiệm nước: Cơ chế rửa ngược của bộ lọc đĩa được đánh giá là rất hiệu quả. Khi thực hiện rửa ngược, các đĩa lọc sẽ được nới lỏng ra một chút, cho phép dòng nước sạch (thường chảy ngược từ trong ra ngoài với áp lực cao)
• Linh hoạt trong ứng dụng và lắp đặt: Thiết bị đĩa lọc có thể được sử dụng cho nhiều loại nguồn nước khác nhau và trong nhiều ngành nghề, ứng dụng khác nhau. Chúng có thể lắp đặt độc lập hoặc kết hợp với các công nghệ xử lý nước khác.
• Chi phí vận hành tương đối thấp: So với một số công nghệ lọc khác, chi phí vận hành của bộ lọc đĩa thường thấp hơn. Năng lượng tiêu thụ chủ yếu dành cho bơm nước qua bộ lọc và cho quá trình rửa ngược (đối với loại tự động)

Những ưu điểm này làm cho thiết bị đĩa lọc trở thành một giải pháp kinh tế và hiệu quả cho việc loại bỏ chất rắn lơ lửng trong các hệ thống cấp nước từ quy mô nhỏ đến lớn.

Ứng Dụng của Thiết Bị Đĩa Lọc Trong Hệ Thống Cấp Nước

Thiết bị đĩa lọc được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của hệ thống cấp nước nhờ khả năng loại bỏ hiệu quả các chất rắn lơ lửng. Các ứng dụng tiêu biểu bao gồm:

• Lọc thô cho hệ thống cấp nước sinh hoạt (gia đình, tòa nhà): Trước khi nước được đưa đến các vòi nước, thiết bị vệ sinh, hoặc các thiết bị gia dụng khác, việc lọc thô bằng bộ lọc đĩa giúp loại bỏ cát, bùn, rong rêu và các hạt cặn khác từ nguồn nước máy hoặc nước giếng khoan.
• Tiền xử lý cho các hệ thống lọc tinh hơn (UF, RO) trong công nghiệp và sản xuất nước sạch: Các hệ thống lọc màng tiên tiến như siêu lọc (UF) và thẩm thấu ngược (RO) rất nhạy cảm với các hạt rắn lơ lửng.
• Lọc nước cho hệ thống tưới tiêu nông nghiệp (đặc biệt tưới nhỏ giọt): Hệ thống tưới nhỏ giọt và tưới phun sương có các đầu tưới (emitter/sprinkler) rất nhỏ, dễ bị tắc nghẽn bởi các hạt cặn trong nước.
• Lọc nước tuần hoàn trong các hệ thống làm mát công nghiệp: Các hệ thống làm mát sử dụng nước tuần hoàn thường tích tụ nhiều cặn bẩn, rong rêu và các hạt lơ lửng khác từ môi trường và quá trình vận hành.
• Lọc nước trong các quy trình sản xuất công nghiệp khác nhau: Nhiều ngành công nghiệp yêu cầu nước có độ sạch nhất định cho các quy trình sản xuất của họ.
• Ứng dụng trong xử lý nước thải sơ bộ: Trong một số trường hợp, bộ lọc đĩa có thể được sử dụng ở giai đoạn tiền xử lý của hệ thống xử lý nước thải để loại bỏ các hạt rắn thô, giảm tải cho các công đoạn xử lý tiếp theo như xử lý sinh học hoặc hóa lý.

Sự đa dạng trong ứng dụng chứng tỏ tính linh hoạt và hiệu quả của thiết bị đĩa lọc trong việc giải quyết các vấn đề liên quan đến chất rắn lơ lửng trong hệ thống cấp nước.

Hướng Dẫn Lựa Chọn Thiết Bị Đĩa Lọc Phù Hợp

Việc lựa chọn thiết bị đĩa lọc cấp nước phù hợp là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống cấp nước. Cần cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố sau:

• Đánh giá chất lượng nguồn nước đầu vào: Đây là bước quan trọng nhất. Cần phân tích thành phần và nồng độ của các chất rắn lơ lửng trong nguồn nước
• Xác định yêu cầu chất lượng nước đầu ra (độ mịn lọc): Độ mịn lọc (thường tính bằng micron hoặc mesh) cần được lựa chọn dựa trên yêu cầu về độ sạch của nước sau khi lọc và tính nhạy cảm của các thiết bị hoặc quy trình sử dụng nước ở hạ nguồn
• Tính toán lưu lượng nước cần xử lý: Lưu lượng là yếu tố quyết định kích thước và số lượng bộ lọc cần thiết. Cần xác định lưu lượng đỉnh (lưu lượng lớn nhất cần xử lý tại một thời điểm) để đảm bảo bộ lọc có đủ công suất
• Xem xét áp suất hoạt động của hệ thống: Áp suất làm việc của hệ thống cần nằm trong phạm vi áp suất hoạt động cho phép của bộ lọc đĩa.
• Lựa chọn loại bộ lọc (thủ công, tự động) dựa trên quy mô và ngân sách
• Lựa chọn vật liệu phù hợp với tính chất nước: Nếu nước có tính ăn mòn cao, chứa hóa chất hoặc hoạt động ở nhiệt độ cao, cần lựa chọn bộ lọc có vật liệu chịu được các điều kiện này.
• Kích thước kết nối và không gian lắp đặt: Kích thước cổng kết nối của bộ lọc cần tương thích với đường ống hiện có trong hệ thống
• Lưu ý về thương hiệu và nhà cung cấp uy tín: Lựa chọn sản phẩm từ các nhà sản xuất có uy tín và nhà cung cấp đáng tin cậy sẽ đảm bảo chất lượng thiết bị, hiệu suất hoạt động và dịch vụ hỗ trợ sau bán hàng.

Việc cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố trên sẽ giúp bạn lựa chọn được thiết bị đĩa lọc tối ưu, đảm bảo hiệu quả lọc cao nhất và tuổi thọ hoạt động lâu dài cho hệ thống cấp nước.

Lắp Đặt Thiết Bị Đĩa Lọc Trong Hệ Thống Cấp Nước

Lắp đặt đúng cách là bước quan trọng để đảm bảo bộ lọc đĩa hoạt động hiệu quả và bền bỉ. Quy trình lắp đặt chung thường bao gồm các bước sau:

• Vị trí lắp đặt tối ưu: Bộ lọc đĩa nên được lắp đặt sau bơm và trước các thiết bị nhạy cảm như van điều khiển, vòi phun, hoặc màng lọc tinh.
• Hướng dòng chảy của nước: Các bộ lọc đĩa thường có mũi tên chỉ hướng dòng chảy của nước trên thân vỏ.
• Sử dụng các phụ kiện kết nối phù hợp: Sử dụng các loại fitting, joint nối và keo dán ống phù hợp với vật liệu và kích thước của đường ống cũng như cổng kết nối của bộ lọc. Đảm bảo các mối nối được làm kín hoàn toàn để tránh rò rỉ.
• Lắp đặt van khóa và đồng hồ đo áp suất: Nên lắp đặt van khóa ở cả đầu vào và đầu ra của bộ lọc để có thể cô lập bộ lọc khi cần bảo trì, vệ sinh hoặc sửa chữa mà không ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ hệ thống.
• Lắp đặt đường ống xả cặn (đối với lọc tự động): Đối với bộ lọc đĩa tự động, cần lắp đặt đường ống xả cặn từ cổng xả của bộ lọc đến nơi thoát nước thải phù hợp.
• Kiểm tra rò rỉ sau lắp đặt: Sau khi hoàn tất việc lắp đặt, từ từ mở van cấp nước vào hệ thống và kiểm tra kỹ lưỡng tất cả các mối nối của bộ lọc xem có bị rò rỉ nước hay không. Khắc phục ngay lập tức nếu phát hiện rò rỉ.

Kết Luận

Trong bối cảnh nhu cầu về nước sạch ngày càng tăng và nguồn nước ngày càng bị ô nhiễm, các công nghệ lọc nước đóng vai trò thiết yếu. Thiết bị đĩa lọc cấp nước đã khẳng định được vị trí quan trọng của mình trong hệ thống cấp nước nhờ những ưu điểm vượt trội về hiệu quả lọc, độ bền, dễ vận hành và khả năng làm sạch hiệu quả.