Vì sao đĩa lọc được ưa chuộng trong các nhà máy nước cấp?

Trong bối cảnh nguồn tài nguyên nước ngày càng khan hiếm và các tiêu chuẩn về chất lượng nước cấp (nước sinh hoạt và công nghiệp) ngày càng thắt chặt, việc lựa chọn công nghệ lọc phù hợp trở thành bài toán sống còn đối với các nhà quản lý dự án và kỹ sư môi trường. Trong số các công nghệ hiện đại, đĩa lọc (disc filter) đang nổi lên như một giải pháp tối ưu, dần thay thế các phương pháp truyền thống như lọc cát hay lọc màng lưới (screen filter).

Vậy tại sao đĩa lọc lại được ưa chuộng trong các nhà máy nước cấp hiện nay? Bài viết này sẽ phân tích chi tiết cơ chế, ưu điểm vượt trội và hiệu quả kinh tế mà công nghệ này mang lại.

Tổng quan về công nghệ Đĩa lọc

Trước khi đi sâu vào lý do “đắt khách”, chúng ta cần hiểu rõ bản chất của công nghệ này.

Đĩa lọc là gì?

Hệ thống lọc đĩa là một thiết bị lọc nước sử dụng chồng các đĩa nhựa (thường là Polypropylene hoặc Polyamide) có các rãnh nhỏ trên bề mặt. Các đĩa này được xếp chồng lên nhau và nén chặt lại trên một khung cố định.

Nguyên lý hoạt động: Lọc sâu

Khác với lọc màng lưới chỉ lọc trên bề mặt (surface filtration), đĩa lọc sử dụng nguyên lý lọc sâu.

Cấu trúc rãnh: Mỗi đĩa có các rãnh được thiết kế chéo nhau. Khi các đĩa được ép chặt, các rãnh này tạo thành vô số khe hở nhỏ và đường dẫn mê cung phức tạp.
Quy trình lọc: Nước đi từ bên ngoài vào bên trong chồng đĩa. Các cặn bẩn, tạp chất lơ lửng (TSS) sẽ bị giữ lại không chỉ ở bề mặt ngoài của chồng đĩa mà còn len lỏi và mắc kẹt sâu trong các rãnh giữa các đĩa.
Kết quả: Điều này cho phép đĩa lọc giữ lại lượng cặn bẩn lớn hơn nhiều so với lọc lưới cùng kích thước và xử lý tốt các loại cặn hữu cơ mềm, dính.

Vì sao đĩa lọc được ưa chuộng? 5 Ưu điểm cốt lõi

Sự chuyển dịch từ các hệ thống lọc truyền thống sang lọc đĩa tại các nhà máy nước cấp xuất phát từ 5 lợi ích kỹ thuật và vận hành sau:

Hiệu suất lọc vượt trội và độ chính xác cao

Trong xử lý nước cấp, đặc biệt là giai đoạn tiền xử lý cho màng UF (Ultrafiltration) hoặc RO (Reverse Osmosis), việc loại bỏ hạt cặn lơ lửng là cực kỳ quan trọng để bảo vệ màng.

Dải lọc đa dạng: Đĩa lọc cung cấp độ chính xác từ 5 micron đến 400 micron. Các đĩa được mã hóa bằng màu sắc giúp kỹ sư dễ dàng nhận biết cấp độ lọc (ví dụ: màu vàng là 80 micron, màu đỏ là 130 micron…).
Khả năng xử lý cặn hữu cơ: Đây là điểm yếu của lọc lưới (dễ bị bám dính và tắc nghẽn). Nhờ cấu trúc lọc sâu 3D, đĩa lọc có thể giữ lại các hạt cặn mềm, tảo, và chất hữu cơ mà không làm tắc nghẽn bề mặt lọc ngay lập tức, đảm bảo dòng chảy ổn định.

Cơ chế tự làm sạch (Backwash) thông minh và tiết kiệm nước

Một trong những nỗi đau đầu của các nhà máy nước là tốn quá nhiều nước cho việc rửa lọc (đối với bể lọc cát) hoặc phải tháo lắp thủ công. Đĩa lọc giải quyết triệt để vấn đề này.

Cơ chế bung đĩa: Khi chênh lệch áp suất (ΔP) đạt đến mức cài đặt, hệ thống tự động chuyển sang chế độ rửa ngược. Dòng nước sạch được bơm ngược từ trong ra ngoài, đồng thời lò xo nén đĩa được thả lỏng. Các tia nước áp lực cao phun vào các rãnh, làm các đĩa quay tít và tách rời nhau.
Lực ly tâm: Sự kết hợp giữa tia nước và lực quay ly tâm đánh bật hoàn toàn cặn bẩn ra khỏi đĩa chỉ trong vài giây.
Tiết kiệm nước: Quá trình rửa ngược chỉ tốn từ 15 – 30 giây với lượng nước tiêu thụ cực thấp (thường <1% tổng lưu lượng nước sản xuất), thấp hơn nhiều so với lọc cát (cần hàng chục phút rửa).

Độ bền cao và khả năng chống ăn mòn

Các nhà máy nước cấp thường phải đối mặt với nhiều loại nguồn nước thô khác nhau, đôi khi có tính ăn mòn hoặc nhiễm mặn.

Vật liệu nhựa kỹ thuật cao: Đĩa lọc thường được chế tạo từ nhựa tổng hợp chịu lực, chịu nhiệt và trơ với hóa chất. Không giống như lọc lưới kim loại dễ bị rỉ sét hay ăn mòn theo thời gian, đĩa lọc gần như “miễn nhiễm” với sự oxy hóa.
Tuổi thọ: Một bộ đĩa lọc được bảo trì tốt có thể hoạt động bền bỉ trong nhiều năm mà không cần thay thế, giúp giảm chi phí khấu hao thiết bị.

Tiết kiệm diện tích lắp đặt

Đây là yếu tố “ghi điểm” mạnh đối với các nhà máy nước nằm ở khu vực đô thị hoặc khu công nghiệp nơi tấc đất là tấc vàng.

So sánh với bể lọc cát: Để lọc cùng một lưu lượng nước, bể lọc cát cần diện tích khổng lồ và kết cấu xây dựng phức tạp.
Thiết kế Modular: Hệ thống lọc đĩa được thiết kế theo dạng module (nhiều bầu lọc ghép song song). Chúng nhỏ gọn, có thể lắp đặt theo chiều thẳng đứng, chiếm diện tích sàn cực nhỏ. Việc nâng công suất chỉ đơn giản là lắp thêm các module mà không cần đập phá hay xây dựng lại hạ tầng.

Vận hành liên tục không gián đoạn

Trong các nhà máy nước cấp quy mô lớn, việc dừng hệ thống để bảo trì là điều tối kỵ.

Hệ thống lọc đĩa nhiều module hoạt động theo cơ chế: Khi một bầu lọc tiến hành rửa ngược, các bầu lọc còn lại vẫn tiếp tục lọc nước cung cấp cho hệ thống. Điều này đảm bảo lưu lượng nước đầu ra luôn liên tục, không làm gián đoạn quy trình sản xuất phía sau.

So sánh Đĩa lọc với các công nghệ khác

Để thấy rõ hơn vị thế của đĩa lọc, hãy cùng so sánh nó với hai “đối thủ” phổ biến: Lọc cát và Lọc lưới.

Tiêu chí	Lọc Cát (Sand Filter)	Lọc Lưới (Screen Filter)	Lọc Đĩa (Disc Filter)
Cơ chế lọc	Lọc sâu (qua lớp vật liệu)	Lọc bề mặt (2D)	Lọc sâu (3D)
Khả năng giữ cặn	Cao	Thấp	Cao
Xử lý chất hữu cơ/Tảo	Tốt	Kém (dễ tắc)	Tốt
Diện tích lắp đặt	Rất lớn	Nhỏ	Nhỏ
Nước dùng rửa ngược	Rất nhiều	Ít	Rất ít
Áp suất vận hành	Thấp	Trung bình/Cao	Trung bình
Bảo trì	Phức tạp (thay cát)	Đơn giản	Đơn giản
Chi phí đầu tư	Thấp (nhưng xây dựng cao)	Thấp	Trung bình

Nhận định: Đĩa lọc là sự kết hợp hoàn hảo giữa khả năng lọc sâu của lọc cát và sự nhỏ gọn, tiện lợi của lọc lưới.

Ứng dụng thực tế trong nhà máy nước cấp

Đĩa lọc không chỉ là lý thuyết, nó đang hiện diện ở khắp các khâu trong quy trình xử lý nước:

Tiền xử lý cho hệ thống UF và RO

Màng RO (thẩm thấu ngược) và UF có chi phí đầu tư rất lớn. Kẻ thù của chúng là các hạt cặn sắc nhọn hoặc chất hữu cơ gây tắc màng (fouling). Đĩa lọc với kích thước khe hở chính xác (ví dụ 50-100 micron cho tiền xử lý UF, 5-20 micron cho tiền xử lý tinh) đóng vai trò như “người gác cổng”, loại bỏ các tác nhân gây hại, kéo dài tuổi thọ màng.

Xử lý nước cấp cho tháp giải nhiệt

Trong các nhà máy công nghiệp, nước cấp bù cho tháp giải nhiệt cần loại bỏ bụi bẩn để tránh tắc nghẽn đầu phun và giảm hiệu suất trao đổi nhiệt. Đĩa lọc là lựa chọn số 1 nhờ khả năng lọc lưu lượng lớn với chi phí vận hành thấp.

Xử lý nước sinh hoạt

Tại các trạm cấp nước quy mô nhỏ hoặc các khu resort, đĩa lọc được dùng để loại bỏ cặn lơ lửng sau quá trình keo tụ – lắng, đảm bảo nước trong trước khi đi vào khâu khử trùng.

Phân tích bài toán kinh tế

Khi đầu tư vào hệ thống xử lý nước, các chủ đầu tư quan tâm đến hai chỉ số: CAPEX (Chi phí đầu tư ban đầu) và OPEX (Chi phí vận hành).

CAPEX: Tuy giá thành thiết bị đĩa lọc có thể cao hơn lọc lưới đơn giản, nhưng lại thấp hơn chi phí xây dựng bể lọc cát. Hơn nữa, do không cần nhà xưởng quá lớn, chi phí hạ tầng giảm đáng kể.
OPEX: Đây là nơi đĩa lọc “sinh lời”.
- Tiết kiệm điện: Do áp suất tổn thất qua đĩa lọc thấp (khi sạch), bơm không cần hoạt động quá tải.
- Tiết kiệm hóa chất: Ít phải vệ sinh màng RO/UF phía sau hơn đồng nghĩa với việc tiết kiệm hóa chất tẩy rửa màng (CIP).
- Giảm nhân công: Hệ thống tự động hoàn toàn qua PLC, không cần nhân viên trực vận hành liên tục.

Kết luận

Sự ưa chuộng của đĩa lọc trong các nhà máy nước cấp không phải là một trào lưu nhất thời, mà là kết quả của sự tiến bộ công nghệ hướng tới tính hiệu quả, bền vững và tiết kiệm.

Với khả năng lọc sâu đa tầng, cơ chế tự làm sạch thông minh, tiết kiệm nước và diện tích, đĩa lọc giải quyết được hầu hết các “điểm đau” của các phương pháp truyền thống. Đối với các nhà máy nước cấp hiện đại, việc tích hợp hệ thống lọc đĩa không chỉ đảm bảo chất lượng nước đầu ra ổn định mà còn là một quyết định đầu tư kinh tế thông minh trong dài hạn.

Nếu doanh nghiệp của bạn đang tìm kiếm giải pháp nâng cấp hệ thống xử lý nước, hãy cân nhắc công nghệ lọc đĩa như một ưu tiên hàng đầu.