Vải lọc máy ép bùn: chọn PP, PET hay PA và khi nào thay

1. Vải lọc làm gì

Trong máy ép khung bản, ép băng tải và một số máy lọc khác, vải lọc là lớp giữ chất rắn lại để nước đi qua. Khi lớp bánh đầu tiên đã hình thành, chính lớp bánh này làm phần lớn việc lọc; vải cần giữ được lớp đầu tiên, cho nước thoát nhanh và nhả bánh khi xả. Ba yêu cầu này thường mâu thuẫn nhau: vải càng mịn thì giữ hạt càng tốt nhưng càng dễ bít.

Sổ tay LFPI (mục 6.1) chia vật liệu lọc của máy lọc tách nước thành ba nhóm: vải lọc (dệt hoặc không dệt), mặt lọc kim loại và giấy lọc. Với máy ép bùn, hai nhóm đầu là chính; giấy lọc dùng ở máy lọc dược phẩm, thực phẩm.

2. Chất liệu: PP, PET hay PA

Theo LFPI (2011), Sổ tay máy lọc tách nước dành cho người dùng, bảng 6-1 và 6-2. ◎ rất tốt · ○ tốt · △ trung bình · × kém. Khả năng chịu hoá chất thay đổi nhiều theo điều kiện thực tế; hỏi nhà sản xuất vải lọc.

Quy tắc chọn nhanh theo sổ tay (mục 6.2.4): PP là lựa chọn mặc định vì bền hoá chất; bùn axit hoặc nhiệt độ cao chuyển sang PET; bùn kiềm chuyển sang PA. Riêng máy ép băng tải thường dùng PET vì ít hút nước, ít giãn khi chịu lực căng liên tục (mục 6.2.2).

Chất liệu cũng quyết định hoá chất rửa vải: vải PET tránh dung dịch rửa kiềm, vải PA tránh dung dịch rửa axit (mục 6.2.5).

3. Kiểu sợi và kiểu dệt

Kiểu sợi (mục 6.2.1):

• Sợi đơn (monofilament): một sợi liền như dây cước. Mặt vải trơn, bánh bong tốt, rửa phục hồi tốt; hợp hạt tương đối lớn và bùn đã keo tụ bằng polymer. Nhược điểm: sợi đặc nên cản nước hơn, dễ trầy và mòn.
• Sợi đa (multifilament): nhiều sợi dài mảnh xoắn lại. Dệt được mắt mịn hơn sợi đơn, mặt vẫn trơn, không có lông tơ; là loại cân bằng, dùng phổ biến nhất ở máy ép khung bản.
• Sợi xơ ngắn (staple): sợi xe từ xơ ngắn, có lông tơ trên bề mặt. Giữ hạt mịn tốt nhất, nhưng lông tơ làm bánh khó bong; đôi khi phải đốt lông tơ.

Kiểu dệt: dệt trơn (mỗi sợi ngang đan qua một sợi dọc) chắc, giữ hạt mịn nhưng dễ bít; dệt chéo cân bằng nhất và dùng rộng rãi nhất; dệt satin mặt trơn nhất, bánh bong tốt, ít giãn nhưng kém cứng. Biến thể dệt xương cá (dệt chéo đổi hướng theo từng dải) giúp vải chạy thẳng, hay dùng cho máy ép băng tải và máy ép khung bản khổ lớn. Dệt nhiều lớp làm mặt trên mịn, mặt dưới chắc, dùng cho máy ép khung bản có màng ép; vải không dệt (nỉ) giữ hạt mịn tốt, hay dùng ở máy ép băng tải cho bùn khó bong như bùn hoạt tính dư, bùn đã phân huỷ.

Theo LFPI (2011), Sổ tay máy lọc tách nước dành cho người dùng, bảng 6-3. Đây là so sánh điển hình; với từng loại bùn có thể khác. ◎ rất tốt · ○ tốt · △ trung bình.

4. Chọn vải theo loại máy

Máy ép khung bản

Máy ép khung bản tự động cần vải vừa chắc vừa mềm, nên hầu như luôn dùng vải dệt. Máy vải cố định ưu tiên bánh bong, thường dùng vải sợi đơn; máy vải chạy (vải đi theo bánh khi xả) cần vải bền, mềm, ít giãn hơn, thường là sợi đa hoặc sợi đa có lõi sợi đơn, dệt trơn hoặc xương cá. Máy lớn, có màng ép hoặc bơm áp cao cần vải chịu lực kẹp mạnh để không rò mép (mục 6.2.2).

Hai kiểu xử lý thêm hay gặp: cán láng (ép nóng qua hai trục) làm mặt vải trơn, bánh bong tốt hơn và chỉnh được độ mịn của mắt vải; bịt mép bằng nhựa để chống rò nước ở mặt kẹp và lỗ kim may. Lớp nhựa quá dày thì dễ bong, và phải để khô hẳn trước khi lắp.

Máy ép băng tải

Vải băng tải chạy liên tục dưới lực căng lớn, nên ngoài giữ hạt, thoát nước, nhả bánh, dễ rửa còn cần chống giãn, chống nhăn và chịu mài mòn. Vải thường là PET sợi đơn; kiểu dệt cơ bản là xương cá 2:1 hoặc 3:1 (mục 6.2.4(3)).

Theo LFPI (2011), Sổ tay máy lọc tách nước dành cho người dùng, bảng 6-4 (đọc từ bản PDF). ◎ rất tốt · ○ tốt · △ trung bình · □ hơi kém.

• Độ mịn theo loại bùn: bùn nhiều xơ (bùn bể phốt, giấy, thực phẩm) dùng được vải mắt to; bùn hoạt tính dư khó tạo bông và bùn đã phân huỷ hạt mịn thì cần vải mịn hơn, đổi lại thoát nước kém hơn.
• Vải trên và vải dưới có thể khác nhau, ví dụ vải trên mịn hơn để bánh bong tốt; máy nhiều vùng có thể dùng vải thoát nước tốt ở vùng trọng lực và vải chắc, mịn ở vùng ép.
• Lực căng: mối nối kiểu chốt (pin seam) là chỗ yếu nhất, chịu khoảng 500–1.000 N mỗi cm chiều rộng; sổ tay khuyên chỉ dùng tới khoảng 80 N/cm. Căng hơn thì ép khô hơn nhưng vải nhanh hỏng (mục 6.2.5).

Máy ly tâm giỏ (lọc ly tâm) cần vải ít cản nước, vừa bền vừa mềm để ôm sát thành giỏ; thường dùng sợi xơ ngắn hoặc sợi đa. Ly tâm decanter dùng cho bùn không có vải lọc.

5. Đo vải: độ thông khí, điểm bọt và giới hạn của chúng

• Độ thông khí là lượng không khí đi qua vải ở một chênh áp nhất định; ví dụ theo JIS L 1096 đo ở chênh áp 125 Pa. Độ thông khí càng nhỏ thì vải càng kín. Chỉ số này chỉ dùng để so sánh các loại vải và kiểm tra chất lượng, không dùng để dự tính tốc độ lọc trên máy thật, vì tốc độ lọc còn phụ thuộc lớp bánh, lớp đỡ và đường ống (mục 6.2.3).
• Thử điểm bọt (bubble point) ngâm vải trong chất lỏng rồi tăng áp khí từ mặt dưới; áp suất khi bọt đầu tiên xuất hiện cho biết lỗ lớn nhất. Cỡ lỗ này không trùng với cỡ hạt vải giữ được, vì hạt bị giữ lại còn tuỳ lớp bánh và điều kiện lọc.
• Thử kéo cho biết lực đứt và độ giãn; với vải băng tải, độ bền mỏi khi uốn qua các trục và độ bền mối nối quan trọng hơn lực kéo đứt.

Muốn chọn vải chắc chắn thì thử lọc với bùn thật (xem Thử nghiệm tách nước bùn) hoặc lắp thử trên máy.

6. Lắp, vận hành, rửa và bảo quản

• Lắp: đúng cỡ và đúng máy; theo hướng dẫn của nhà sản xuất máy; không để nhăn; không vò, gấp nhỏ, cuộn quá chặt vì mắt vải bị giãn; không lắp ngược mặt hoặc ngược chiều.
• Vận hành máy ép băng tải: nhìn sợi ngang khi máy chạy, một mép đi trước mép kia hoặc cong cục bộ là dấu hiệu tải lệch, kiểm tra cấp bùn và các trục. Không ép dao gạt quá mạnh; cơ cấu lò xo phải nhả được khi mối nối đi qua.
• Rửa: rửa khi vải còn ướt, bánh khô dính lại rất khó gỡ; xả sạch sau khi rửa; chọn hoá chất rửa hợp chất liệu; rửa áp lực cao cẩn thận với vải sợi đa và xơ ngắn. Với máy ép băng tải, nước rửa đọng ở chỗ trũng khi dừng máy sẽ cô đặc lại khi khô và làm hỏng vải.
• Bảo quản: kê trên pallet, không để trực tiếp xuống nền, không chồng đống, tránh nóng ẩm, tránh nắng; tia UV phá huỷ vải PP.

7. Vải bít nặng và khi nào thay

Khi vải bít nặng, theo sổ tay (Hỏi đáp Q42): trước hết là rửa bằng hệ thống rửa của máy hoặc vòi áp lực cầm tay (cẩn thận vì áp lực làm giãn mắt vải); sau đó có thể rửa bằng hoá chất, nước nóng, rửa hai mặt, rửa ngược hoặc ngâm trong dung dịch rồi rửa. Song song nên xem lại phía bùn: chỉnh pH, đổi chất keo tụ, kiểm tra bơm có làm vỡ hạt không, dùng chất trợ lọc nếu được. Khi dừng máy dài ngày, đổ đầy nước hoặc nước lọc để vải không khô.

Vải hết tuổi khi rách, hư hỏng cơ học, hoặc khi bít, nhăn, bẩn tới mức bánh không bong, độ ẩm bánh không giảm được, tốc độ lọc chậm làm kéo dài chu kỳ (Hỏi đáp Q31). Vải đã dùng thường là chất thải công nghiệp, phải giao cho đơn vị xử lý có chức năng.

Chi phí vải lọc và nước rửa là một dòng trong chi phí vận hành; xem bài Chi phí vận hành và bảng sự cố ép khung bản trong bài Xử lý sự cố.

8. Mặt lọc kim loại ở các máy không dùng vải

Mặt lọc kim loại thường là inox austenit (SUS 304, 316). Ở máy lọc nói chung chúng chủ yếu làm lớp đỡ vải, nhưng một số máy ép bùn dùng chúng làm mặt lọc chính (mục 6.3):

• Tấm đục lỗ: lỗ cỡ vài mm đến vài trăm µm, chắc; không hợp lọc hạt mịn.
• Lưới nêm (wedge wire): dây tiết diện hình nêm quấn quanh khung, khe 10 µm đến khoảng 1 mm; khe mở rộng theo chiều nước chảy nên ít kẹt hạt, dễ rửa.
• Lưới thiêu kết nhiều lớp: nhiều lớp lưới thiêu dính thành một khối, bền, rửa dùng lại nhiều lần.

Rút gọn từ LFPI (2011), Sổ tay máy lọc tách nước dành cho người dùng, bảng 6-6 (đọc từ bản PDF; chỉ giữ các máy dùng cho bùn). Máy ép con lăn đa đĩa không có trong bảng gốc.

Ưu điểm chung theo sổ tay (Hỏi đáp Q32): bền hơn vải, không có lông tơ lẫn vào sản phẩm, chịu được rửa ngược lặp lại. Nhược điểm: mắt lọc thường to hơn vải nên có khi phải dùng polymer hoặc chất trợ lọc để nước lọc đủ trong; với sợi mảnh vài chục µm có thể bị ăn mòn trong môi trường mà kết cấu thép thông thường vẫn chịu được.

Các máy ép bùn dùng mặt lọc kim loại như ép trục vít, ép đĩa quay và máy ép con lăn đa đĩa elip (ví dụ Slit Saver, tách nước qua khe giữa các đĩa thép) không có khoản thay vải lọc định kỳ; đổi lại cần theo dõi mài mòn của mặt lọc kim loại khi bùn có nhiều cát, hạt cứng. Xem so sánh theo loại máy ở trang Lựa chọn công nghệ.

9. Nguồn tham khảo

• LFPI (2011), Sổ tay máy lọc tách nước dành cho người dùng (「ユーザーのための ろ過脱水機ガイドブック」), Hiệp hội Công nghiệp Công nghệ Làm trong Chất lỏng Nhật Bản (LFPI), 12/2011: chương 6 (mục 6.1, 6.2.1–6.2.5, 6.3.1–6.3.4; bảng 6-1 đến 6-6); chương 10, Hỏi đáp Q30, Q31, Q32, Q42.

Nội dung viết lại và tổng hợp, không phải bản dịch. Bảng được trình bày lại; ký hiệu đánh giá giữ nguyên theo bản gốc.

Câu hỏi thường gặp

Số liệu có dấu * là công bố của nhà sản xuất, không thay thế thử nghiệm với bùn thực tế.