1. Vì sao phải tính theo kgDS/h
Máy tách ép chỉ giữ lại chất rắn trong bùn, còn nước sẽ đi qua khe lọc. Hai dòng bùn cùng lưu lượng 10 m³/h nhưng một dòng có nồng độ 0,5% và dòng kia 3% thì tải chất rắn chênh nhau sáu lần. Vì vậy công suất máy phải được so sánh theo kgDS/h (khối lượng chất rắn khô mỗi giờ), không phải theo m³/h.
Cách tính dưới đây dùng được cho mọi loại máy tách ép và để lập hồ sơ kỹ thuật, so sánh báo giá hoặc đào tạo người vận hành.
2. Nồng độ bùn: TS, TSS hay DS?
- Tổng chất rắn (TS – total solids): gồm cả phần hòa tan và phần lơ lửng.
- Chất rắn lơ lửng (TSS – total suspended solids): phần thực sự được máy ép giữ lại và tách nước.
- Chất rắn khô (DS – dry solids): khối lượng chất rắn khô tuyệt đối, đơn vị kgDS.
Máy ép chỉ tách ép phần TSS. Trong nhiều hồ sơ thực tế người ta dùng TS thay cho TSS để tính; cách làm này chấp nhận được khi bùn ít chất hòa tan (TS ≈ TSS). Với bùn công nghiệp có nhiều muối hòa tan thì phải đo riêng TSS.
| Nồng độ (%) | g/L | mg/L | kgDS/m³ |
|---|---|---|---|
| 0,5 | 5 | 5.000 | 5 |
| 1 | 10 | 10.000 | 10 |
| 2 | 20 | 20.000 | 20 |
| 3 | 30 | 30.000 | 30 |
Quy ước kỹ thuật: 1% TSS ≈ 10 kgDS/m³.
3. Tải lượng bùn (kgDS/h)
M (kgDS/h) = Q (m³/h) × C (kgDS/m³)
Trong đó Q là lưu lượng bùn lỏng cấp vào máy theo chế độ vận hành thực tế và M là tải lượng chất rắn khô. Đây là con số phải khớp với cột "công suất" trong bảng model của nhà sản xuất.
4. Khối lượng bánh bùn sau tách ép
Chất rắn khô được bảo toàn qua máy: khối lượng DS trước và sau ép là như nhau. Từ độ ẩm bánh bùn W (dạng số thập phân) suy ra khối lượng bánh bùn ướt:
Ví dụ với W = 80% (0,8) thì bánh bùn chứa 20% chất rắn nên G = M ÷ 0,2 = 5 × M. Độ ẩm càng thấp thì G càng nhỏ; xem thêm bài Độ ẩm bánh bùn (cake moisture) là gì để hiểu vì sao vài điểm phần trăm độ ẩm tạo khác biệt lớn.
5. Ví dụ tính đầy đủ
- Dữ kiện: TSS đầu vào 1%, lưu lượng bùn Q = 10 m³/h, độ ẩm bánh bùn W = 80%.
- Quy đổi nồng độ: 1% = 10 kgDS/m³.
- Tải lượng: M = 10 × 10 = 100 kgDS/h.
- Bánh bùn ướt: G = 100 ÷ 0,2 = 500 kg/h.
- Nếu chạy 8 giờ/ngày: 800 kgDS/ngày và khoảng 4.000 kg (4 tấn) bánh bùn ướt/ngày.
| Lưu lượng Q (m³/h) | TSS 0,5% | TSS 1% | TSS 2% | TSS 3% |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 10 | 20 | 40 | 60 |
| 5 | 25 | 50 | 100 | 150 |
| 10 | 50 | 100 | 200 | 300 |
| 20 | 100 | 200 | 400 | 600 |
Giá trị = Q × TSS(%) × 10. Bánh bùn ướt ở độ ẩm 80% có khối lượng bằng khoảng 5 lần các giá trị trên.
Kiểm tra ngược với một hồ sơ thực tế đã ẩn danh: máy chạy 46,5 kgDS/h với bùn đã cô đặc khoảng 9.200 mg/L (0,92%) tương ứng lưu lượng cấp khoảng 5 m³/h (46,5 ÷ 9,2), phù hợp với thông tin vận hành 8 giờ/ngày của dự án.
6. Từ tải lượng đến chọn model
- Hệ số an toàn 1,2–1,5 để dự phòng biến động nồng độ bùn theo giờ và theo ca.
- Giờ vận hành: tính theo số giờ máy thực sự chạy mỗi ngày, không phải 24 giờ nếu bùn chỉ được cấp theo ca.
- So công suất theo kgDS/h với bảng model của nhà sản xuất; bảng công suất chỉ là giá trị tham khảo, có thể khác theo bùn và điều kiện vận hành.
Ví dụ: tải thiết kế 100 kgDS/h nhân hệ số 1,3 thành 130 kgDS/h. Theo bảng thông số của máy ép bùn dạng con lăn đa đĩa elip Slit Saver, dòng SD lớn nhất (SD-1212, mặt lọc rộng 1.180 mm) có công suất 90–110 kgDS/h, nên không đủ cho một máy; phương án hợp lý là dùng hai máy chạy song song hoặc chuyển sang cấu hình khác. Xem bảng đầy đủ ở trang Thiết bị.
Để có con số tham khảo độc lập, tài liệu của hiệp hội công nghiệp lọc – tách nước Nhật Bản nêu công suất trung bình khoảng 80 kgDS/(m chiều rộng mặt lọc·giờ) cho nhóm máy con lăn/đĩa đa tầng ở độ ẩm bánh bùn 75–85%.
7. Những sai lầm thường gặp
- So sánh máy theo m³/h mà không nêu nồng độ bùn.
- Dùng TS thay TSS với bùn có nhiều muối hòa tan (nước thải thủy sản, dệt nhuộm).
- Lấy một mẫu duy nhất làm nồng độ thiết kế; nên lấy nhiều thời điểm trong ca.
- Quên hệ số dự phòng hoặc tính theo giờ vận hành lý tưởng.
- Nhầm giữa độ ẩm và độ khô khi tính khối lượng bánh bùn (85% ẩm nghĩa là 15% khô).
Câu hỏi thường gặp
Vì sao không chọn máy theo m³/h?
Vì cùng một lưu lượng nhưng nồng độ khác nhau sẽ cho tải chất rắn rất khác nhau. Máy được thiết kế theo lượng chất rắn khô có thể tách ép mỗi giờ (kgDS/h).
Hệ số an toàn nên chọn bao nhiêu?
Thường 1,2–1,5 tùy mức biến động nồng độ bùn; bùn dao động mạnh theo ca nên chọn giá trị cao hơn.
Đổi độ ẩm bánh bùn sang khối lượng bánh bùn thế nào?
Lấy tải chất rắn khô chia cho phần chất rắn trong bánh bùn: G = M ÷ (1 − W). Ví dụ độ ẩm 80% thì G = 5 × M.
Bài liên quan
Độ ẩm bánh bùn (cake moisture)
Đọc độ ẩm và độ khô cho đúng.
Tỷ lệ thu giữ chất rắn
Đọc cùng độ khô bánh bùn và chất lượng nước lọc.
Nội dung tổng hợp và viết lại từ tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất thiết bị, sổ tay của nhà cung cấp hóa chất và tài liệu ngành độc lập. Số liệu có dấu * là công bố của nhà sản xuất, không thay thế thử nghiệm với bùn thực tế.