Tin tức

Hệ bơm cho xử lý nước thải: bơm bùn, bơm tuần hoàn, bơm định lượng

Trong mọi trạm xử lý nước thải – từ khu dân cư nhỏ, khách sạn – resort, đến khu công nghiệp và nhà máy – hệ bơm chính là “trái tim” giúp nước thải đi đúng đường, đúng lưu lượng, đúng áp lực để các công trình đơn lẻ (bể điều hòa, bể sinh học, bể lắng, bể khử trùng…) hoạt động hiệu quả.

Về cơ bản, một hệ xử lý nước thải thường có ba nhóm bơm quan trọng:

  • Bơm bùn: bơm bùn hoàn lưu, bơm bùn dư, bơm bùn cô đặc sang máy ép bùn.
  • Bơm tuần hoàn: tuần hoàn nước, tuần hoàn bùn, tuần hoàn nội bộ giữa các bể.
  • Bơm định lượng: châm hóa chất (PAC, NaOCl, polymer, kiềm/axit điều chỉnh pH…).

Bên cạnh đó là các bơm thu gom – nâng nước thải đầu tuyến, thường dùng máy bơm chìm hút nước thải Wilo, bơm chìm nước thải Wilo SVP, bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Drain-ST, bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Waste ST… tùy vị trí và tính chất chất lỏng.

Hệ bơm cho xử lý nước thải: bơm bùn, bơm tuần hoàn, bơm định lượng
Hệ bơm cho xử lý nước thải: bơm bùn, bơm tuần hoàn, bơm định lượng

Nếu lựa chọn bơm không đúng:

  • Nước thải không được đưa đều vào các bể → hiệu suất xử lý giảm, dễ vượt QCVN.
  • Bùn hoạt tính không được tuần hoàn đúng lưu lượng → bể sinh học mất cân bằng, vi sinh “chết đói” hoặc “ngộ độc”.
  • Châm hóa chất không chính xác → pH, độ màu, coliform… không đạt.

Vì thế, hiểu rõ vai trò của bơm bùn, bơm tuần hoàn, bơm định lượng và cách lựa chọn từng loại là bước bắt buộc với kỹ sư MEP, kỹ sư môi trường, cũng như nhà thầu thiết kế – thi công.

Trong bài này, mình sẽ đi lần lượt:

  1. Tổng quan dây chuyền xử lý nước thải & vị trí từng loại bơm.
  2. Bơm bùn: chức năng, yêu cầu kỹ thuật, cách chọn.
  3. Bơm tuần hoàn: phân loại, ứng dụng trong bể sinh học – mương oxy hóa – hồ sinh học.
  4. Bơm định lượng: vai trò trong châm hóa chất & lưu ý khi thiết kế.
  5. Gợi ý ứng dụng thực tế với các dòng máy bơm nước Wilo:
    • Máy bơm chìm hút nước thải Wilo PDN, PDV/PDV-S
    • Máy bơm chìm Wilo SDP
    • Bơm chìm nước thải Wilo SVP
    • Bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Drain-ST, Wilo Initial Waste ST

Tổng quan dây chuyền xử lý nước thải & vị trí các loại bơm

Một sơ đồ khối đơn giản của trạm xử lý nước thải

Tùy công nghệ (sinh học hiếu khí, kỵ khí, MBBR, SBR, AAO…), nhưng đa số dây chuyền đều có các bước chính:

  1. Thu gom & bơm nước thải thô
    • Nước thải từ mạng lưới → hố thu đầu trạm.
    • Bơm chìm nâng nước từ hố thu lên song chắn rác, bể tách mỡ, bể điều hòa.
    • Ở đây thường dùng máy bơm chìm hút nước thải Wilo như:
      • Máy bơm chìm hút nước thải Wilo PDN 1500Q, PDN 2200Q, PDN 3700Q, PDN 5500Q, PDN 7500Q
      • Hoặc các model WILO PDV A400E 400W, WILO PDV A750E 1HP, WILO PDV A750EA 1HP, WILO PDV-S600EA, WILO PDV-S750EA…
  2. Xử lý cơ học & điều hòa
    • Song chắn rác, bể lắng cát, bể tách mỡ, bể điều hòa.
    • Có thể dùng bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Drain-ST để bơm nước điều hòa sang bể sinh học.
  3. Xử lý sinh học
    • Các bể anoxic, aerotank, MBBR, SBR…
    • Cần bơm tuần hoàn bùn, bơm tuần hoàn nitrát, có thể là bơm bùn hoặc bơm tuần hoàn thấp áp, lưu lượng lớn.
  4. Lắng II & khử trùng
    • Bùn lắng xuống đáy → bơm bùn hoàn lưu về bể sinh học, bơm bùn dư đi cô đặc/ép bùn.
    • Nước trong ở phía trên → bể khử trùng, châm NaOCl, ClO₂, UV… bằng bơm định lượng.
  5. Xử lý bùn
    • Bể nén bùn, bể chứa bùn, máy ép bùn băng tải/khung bản.
    • Cần bơm bùn cô đặc hoặc bơm định lượng polymer cho khâu ép bùn.

Như vậy, ngay trong một trạm xử lý cỡ vừa (500–2.000 m³/ngày đêm) đã có thể dùng tới:

  • 4–10 bơm bùn
  • 2–6 bơm tuần hoàn
  • 3–8 bơm định lượng hóa chất
  • Và 2–6 máy bơm chìm nước thải cho khâu thu gom – nâng nước thải.

Bơm bùn (Sludge Pump): Chịu mài mòn, ít tắc nghẽn, vận hành ổn định

Bùn là gì và khác nước thải thế nào?

Trong trạm xử lý, bùn là hỗn hợp:

  • Nước
  • Chất rắn lơ lửng (SS)
  • Vi sinh vật (bùn hoạt tính)
  • Cặn vô cơ, hữu cơ

Tỷ lệ chất rắn của bùn có thể từ 0,5–1% (bùn loãng) đến 3–8% (bùn cô đặc), thậm chí cao hơn. Điều này làm cho:

  • Độ nhớt cao hơn, bơm ly tâm thường kém hiệu quả nếu bùn quá đậm.
  • Nguy cơ mài mòn cánh bơm, trục, thân bơm tăng lên.
  • Dễ tắc nghẽn nếu cánh bơm không phù hợp.

Bơm bùn vì thế cần được phân biệt với bơm nước thải thông thường.

Các vị trí dùng bơm bùn trong trạm xử lý

  1. Bơm bùn hoàn lưu (Return Activated Sludge – RAS)
    • Hút bùn từ đáy bể lắng II về bể sinh học.
    • Bùn thường loãng (0,5–1% SS).
    • Có thể dùng bơm ly tâm cánh mở hoặc bơm chìm nước thải dạng vortex.
  2. Bơm bùn dư (Waste Activated Sludge – WAS)
    • Bơm bùn hoạt tính dư sang bể nén bùn.
    • Bùn đậm hơn bùn hoàn lưu (1–2% SS).
    • Nên dùng bơm có khả năng chịu mài mòn tốt hơn.
  3. Bơm bùn cô đặc sang máy ép bùn
    • Bùn sau nén có 3–6% SS, rất đậm.
    • Thường dùng bơm trục vít (progressive cavity) hoặc bơm màng thay vì ly tâm.
  4. Bơm bùn từ bể chứa bùn
    • Tùy cách thiết kế, có thể dùng bơm bùn chìm đặt trong bể.

Lựa chọn bơm bùn: ly tâm, trục vít, màng… chọn loại nào?

Bơm ly tâm cánh mở/cánh xoáy (vortex)

  • Phù hợp với bùn loãng (RAS, WAS), nước thải có nhiều cặn.
  • Nếu cần bơm chìm để tối giản lắp đặt, có thể dùng các dòng bơm chìm nước thải Wilo SVP:

Nhờ cánh xoáy và đường kính dòng chảy rộng, bơm chìm nước thải Wilo SVP giúp hạn chế tắc khi bùn lẫn tóc, rác nhỏ.

Bơm trục vít (progressive cavity)

  • Chuyên cho bùn đậm đặc, độ nhớt cao.
  • Lưu lượng ổn định, ít xung động, thích hợp bơm sang máy ép bùn.
  • Nhược điểm: giá cao, cần bảo dưỡng định kỳ (stator – rotor).

Bơm màng (diaphragm pump)

  • Dùng khí nén hoặc motor.
  • Xử lý tốt bùn đặc, có hạt lớn, nhưng lưu lượng thường thấp.
  • Phù hợp khi cần bơm bùn qua cự ly ngắn, áp lực không quá lớn.

Liên hệ với các dòng máy bơm nước Wilo

Trong nhiều trạm xử lý nước thải, máy bơm nước Wilo thường được dùng song song:

  • Máy bơm chìm hút nước thải Wilo PDN 2200Q, PDN 3700Q làm bơm thu gom nước thải và bùn loãng từ hố chứa.
  • Bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Waste ST 6-9/1.1-3/10M dùng cho bể bùn loãng có tính ăn mòn (nhiều hóa chất, nước giặt, nước tẩy rửa).
  • Ở khu vực bùn cô đặc, kỹ sư thường chọn bơm trục vít của các hãng chuyên về bơm bùn, kết hợp bơm định lượng polymer để hỗ trợ ép bùn.

Điểm quan trọng là: đừng cố “ép” bơm nước thải thông thường làm việc trong vùng bùn quá đậm đặc, dễ gây cháy motor, mòn cánh, hỏng phớt.

Bơm tuần hoàn (Recirculation Pump): Giữ dòng chảy “sống” trong hệ sinh học

Bơm tuần hoàn là gì?

Khác với bơm bùn (thường tập trung vào bùn đáy), bơm tuần hoàn phụ trách:

  • Tuần hoàn nước giữa các bể (anoxic → aerotank, bể lọc, hồ sinh học…).
  • Tuần hoàn bùn trong mương oxy hóa.
  • Tuần hoàn nội bộ (internal recycle) trong các sơ đồ AAO, UCT để tối ưu khử nitơ, photpho.

Đặc điểm của bơm tuần hoàn:

  • Lưu lượng lớn, cột áp thường thấp đến trung bình.
  • Làm việc liên tục 24/7, yêu cầu tiết kiệm điện, độ tin cậy cao.
  • Thường dùng thiết kế ít tắc nghẽn, chịu được chất rắn lơ lửng.

Các kiểu bơm tuần hoàn thường gặp

  1. Bơm ly tâm trục ngang/đứng đặt khô
    • Dùng cho nước đã xử lý sơ bộ, ít rác lớn.
    • Ưu điểm: hiệu suất cao, dễ bảo trì.
    • Nhược điểm: cần phòng bơm khô, mồi ban đầu.
  2. Bơm chìm hỗn lưu (mixed-flow) / hướng trục (axial-flow)
    • Dùng trong kênh/mương hở, bể lớn.
    • Lưu lượng rất lớn, cột áp nhỏ (0,5–2 m).
    • Thích hợp cho tuần hoàn nội bộ trong các mương oxy hóa, hồ sinh học.
  3. Bơm chìm nước thải dạng vortex
    • Dùng cho tuần hoàn nước thải có nhiều cặn.
    • Các dòng như bơm chìm nước thải Wilo SVP có thể đảm nhiệm vai trò này trong những hệ thống vừa và nhỏ.

Ứng dụng cụ thể trong các bể xử lý

Tuần hoàn nitrát (Nitrate recycle)

  • Nước giàu nitrat được bơm từ bể aerotank về bể anoxic để khử nitrat.
  • Yêu cầu: lưu lượng bằng 2–4 lần lưu lượng nước thải vào (tùy thiết kế).
  • Có thể sử dụng bơm ly tâm đặt khô hoặc bơm chìm nếu bố trí trong hố.

Tuần hoàn nước trong mương oxy hóa (oxidation ditch)

  • Bơm tuần hoàn nước để duy trì vận tốc trong mương, tránh lắng cặn.
  • Thường dùng bơm hướng trục hoặc bơm hỗn lưu lưu lượng lớn.

Tuần hoàn nước sau lắng về đầu bể lọc hoặc bể sinh học

Nhờ cấu tạo bằng inox, máy bơm chìm Wilo SDP chịu ăn mòn tốt hơn, phù hợp cho nước sau xử lý, nước xám, nước tái sử dụng.

Dùng bơm chìm nước thải inox toàn phần cho tuần hoàn trong môi trường ăn mòn

Ở những khu vực nước có hóa chất tẩy rửa, nước thải nhà hàng, nước hồ bơi, bơm tuần hoàn cần vật liệu tốt:

  • Bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Drain-ST như:
    • Initial Drain-ST 6-11/0.75-1/AF-10M
    • Initial Drain-ST 9-12/1.1-1/AF-10M
  • Bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Waste ST như:
    • Initial WASTE-ST 6-7/0.75-1/AF-10M
    • Initial WASTE-ST 6-9/1.1-3/10M
    • Initial WASTE-ST 9-10/1.5-3/10M

Những dòng này có thân và cánh inox 304, cánh xoáy hạn chế tắc, phù hợp để vừa nâng nước, vừa tuần hoàn trong các bể chứa nước thải có tính ăn mòn nhẹ. Việc sử dụng máy bơm nước Wilo với vật liệu inox giúp tăng đáng kể tuổi thọ và độ ổn định vận hành.

Bơm định lượng (Dosing Pump): “Nhân viên châm thuốc” chính xác cho hệ xử lý

Bơm định lượng làm gì trong trạm xử lý nước thải?

Bơm định lượng chịu trách nhiệm châm các loại hóa chất:

  • Chất keo tụ (PAC, phèn nhôm, phèn sắt…)
  • Chất trợ keo tụ (polymer) cho bể lắng hoặc ép bùn
  • Kiềm/axit để điều chỉnh pH (NaOH, HCl, H₂SO₄…)
  • Chất khử trùng (NaOCl, ClO₂, chlorine…)
  • Một số hóa chất đặc thù khác (chống tạo bọt, chất dinh dưỡng cho vi sinh…).

Khác với bơm bùn hay bơm tuần hoàn, bơm định lượng yêu cầu:

  • Lưu lượng nhỏ nhưng chính xác cao (ml/h – vài m³/h).
  • Áp làm việc có thể cao (đưa hóa chất vào đường ống áp lực).
  • Dễ điều chỉnh theo tín hiệu từ PLC/SCADA (4–20 mA, xung từ flowmeter…).

Các loại bơm định lượng phổ biến

  1. Bơm màng điện từ (solenoid diaphragm pump)
    • Phù hợp lưu lượng nhỏ, áp không quá cao.
    • Giá vừa phải, dễ vận hành.
    • Thích hợp châm NaOCl, PAC, chất điều chỉnh pH.
  2. Bơm màng cơ khí (mechanical diaphragm pump)
    • Dùng motor điện, lưu lượng lớn hơn, áp cao hơn.
    • Thường dùng cho các trạm xử lý công suất trung bình – lớn.
  3. Bơm piston (piston metering pump)
    • Áp cao, chính xác rất tốt.
    • Tuy nhiên không phù hợp hóa chất ăn mòn mạnh nếu vật liệu không đúng.
  4. Bơm trục vít định lượng (progressive cavity dosing pump)
    • Dùng cho dung dịch polymer đậm đặc, nhớt.
    • Ít xung, bảo vệ tốt cho hệ thống pha trộn polymer.

Lưu ý khi thiết kế bơm định lượng

Khi chọn bơm định lượng, cần trả lời các câu hỏi:

  • Hóa chất là gì? Nồng độ bao nhiêu? Ăn mòn mạnh hay không?
  • Lưu lượng châm tối đa, tối thiểu? Có cần dải điều chỉnh rộng?
  • Áp tại điểm châm hóa chất là bao nhiêu (trong bể mở, trong ống áp lực…)?
  • Yêu cầu điều khiển:
    • Chạy tay
    • Điều khiển theo tín hiệu 4–20 mA (theo lưu lượng nước thải, theo pH…)
    • Điều khiển theo xung từ đồng hồ đo lưu lượng
  • Vật liệu phần ướt (PVDF, PVC, PP, inox 316, PTFE, EPDM, FKM…) có phù hợp với hóa chất không?

Trong hệ xử lý, bơm định lượng thường không phải là các dòng máy bơm nước Wilo như đã liệt kê (vì đó là bơm ly tâm/bơm chìm cho nước thải, bùn, tuần hoàn). Tuy nhiên, hệ thống tổng thể sẽ kết hợp:

  • Hệ bơm thu gom – nâng nước thải (máy bơm chìm hút nước thải Wilo, bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Drain-ST, Wilo Initial Waste ST…).
  • Hệ bơm tuần hoàn/bơm bùn (bơm chìm nước thải Wilo SVP, bơm trục vít…).
  • Hệ bơm định lượng hóa chất từ các hãng chuyên về dosing pump.

Thiết kế đúng và đồng bộ 3 nhóm này giúp trạm xử lý làm việc đúng quy trình, giảm rủi ro vượt chuẩn xả thải.

Ví dụ bố trí hệ bơm cho một trạm xử lý nước thải 1.000 m³/ngày

Để dễ hình dung, giả sử ta có trạm xử lý nước thải sinh hoạt 1.000 m³/ngày cho một khu phức hợp có khách sạn, shophouse, khu dịch vụ.

Thu gom và nâng nước thải đầu trạm

Bể điều hòa và bể sinh học

Bể điều hòa:

Bể sinh học hiếu khí (aerotank/MBBR):

  • Bơm tuần hoàn nitrát: dùng bơm ly tâm đặt khô hoặc bơm chìm lưu lượng lớn tùy thiết kế.
  • Bơm bùn hoàn lưu: nếu bùn loãng, có thể dùng bơm chìm nước thải Wilo SVP 50/9-1.1-V đặt ở bể lắng II, bơm về aerotank.

Bể lắng II và xử lý bùn

  • Đáy bể lắng II:
    • 1 bơm bùn hoàn lưu + 1 bơm bùn dư.
    • Bơm hoàn lưu có thể dùng bơm chìm nước thải Wilo SVP 50/11-1.5-V, bơm bùn dư dùng bơm ly tâm hoặc bơm trục vít nhỏ nếu bùn đậm hơn.
  • Bể nén bùn & bể chứa bùn:
    • Tại bể chứa, có thể lắp một bơm bùn chìm dùng bơm nước thải có cánh mở hoặc vortex, kết hợp bơm trục vít đưa bùn sang máy ép bùn.

Khử trùng & nước sau xử lý

  • Bể khử trùng:
    • Bơm định lượng NaOCl châm vào bể.
    • Nước sau xử lý nếu cần tái sử dụng (tưới cây, xả bồn cầu) có thể dùng máy bơm chìm Wilo SDP 40/21-1.5-V bằng inox để bơm sang bể chứa nước tái sử dụng.

Như vậy, trong một trạm xử lý 1.000 m³/ngày, ta đã thấy sự hiện diện của cả ba nhóm:

  • Bơm bùn (SVP, trục vít).
  • Bơm tuần hoàn (bơm ly tâm/axial-flow, một phần dùng bơm chìm nước thải inox).
  • Bơm định lượng (hóa chất).

Và đồng thời tận dụng được hệ sinh thái máy bơm nước Wilo:

Checklist nhanh khi chọn bơm cho hệ xử lý nước thải

Để tránh “lạc trong mê cung” thiết bị, bạn có thể dùng checklist sau:

  1. Xác định loại chất lỏng
    • Nước thải thô, nước xám, bùn loãng, bùn đậm, hóa chất…
    • Độ nhớt, nồng độ SS, tính ăn mòn.
  2. Xác định chức năng bơm
    • Bơm bùn hoàn lưu / bùn dư / bùn cô đặc?
    • Bơm tuần hoàn nước/bùn/nitrát?
    • Bơm định lượng hóa chất?
    • Hay bơm thu gom – nâng nước thải?
  3. Tính toán Q–H (lưu lượng – cột áp)
    • Dựa trên lưu lượng thiết kế trạm, hệ số an toàn.
    • Tính tổn thất đường ống, cột nước tĩnh, phụ kiện.
  4. Chọn loại bơm phù hợp
    • Bùn đậm → bơm trục vít, bơm màng.
    • Bùn loãng/nước thải → bơm ly tâm, bơm chìm nước thải.
    • Hóa chất → bơm định lượng.
  5. Chọn vật liệu & thương hiệu
    • Nước ăn mòn → ưu tiên inox, ví dụ bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Drain-ST, Wilo Initial Waste ST.
    • Nước thải thông thường → có thể dùng thân gang chất lượng cao, như máy bơm chìm hút nước thải Wilo PDN.
    • Kết hợp các dòng máy bơm chìm Wilo SDP và bơm chìm nước thải Wilo SVP cho các vị trí cần độ bền và hạn chế tắc.
  6. Đảm bảo chế độ làm việc & dự phòng
    • Bố trí N+1 (1 bơm dự phòng).
    • Xem xét chế độ làm việc liên tục, số lần khởi động/giờ.
  7. Tích hợp điều khiển & giám sát
    • Phao mức, cảm biến mức, tín hiệu 4–20 mA, kết nối PLC/SCADA.
    • Bảo vệ quá tải, bảo vệ khô, báo lỗi từ xa.

Kết luận: Muốn trạm xử lý “chạy khỏe”, đừng xem nhẹ bài toán bơm

Trong mọi trạm xử lý nước thải, dù công suất 200 hay 20.000 m³/ngày, bơm bùn, bơm tuần hoàn, bơm định lượng luôn là ba nhóm bơm nền tảng:

  • Bơm bùn quyết định sức khỏe bể sinh học và khả năng xử lý ổn định.
  • Bơm tuần hoàn quyết định dòng chảy nội bộ và hiệu suất khử N, P.
  • Bơm định lượng quyết định hiệu quả châm hóa chất và chất lượng nước sau xử lý.

Song song, các dòng máy bơm nước Wilo như:

  • Máy bơm chìm hút nước thải Wilo PDN 1500Q, PDN 2200Q, PDN 3700Q, PDN 5500Q, PDN 7500Q
  • Các model WILO PDV A400E 400W, WILO PDV A750E 1HP, WILO PDV-S600EA, WILO PDV-S750EA
  • Máy bơm chìm Wilo SDP 40/11-0.55-V, SDP 40/16-1.1-V bằng inox
  • Bơm chìm nước thải Wilo SVP 40/9-0.55-V, SVP 50/11-1.5-V bằng inox
  • Bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Drain-ST và bơm chìm nước thải inox toàn phần Wilo Initial Waste ST

giúp nhà thầu và chủ đầu tư dễ dàng lựa chọn thiết bị phù hợp cho từng vị trí: từ hố thu nước thải đầu trạm, bể điều hòa, bể sinh học, bể lắng, bể bùn, đến khu khử trùng và tái sử dụng nước.

admins