Trong các hệ thống xử lý nước thải sinh học, việc cung cấp đủ lượng oxy cho vi sinh vật là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý. Một trong những thiết bị được sử dụng phổ biến để thực hiện nhiệm vụ này là máy thổi khí Roots.

Máy thổi khí Roots có khả năng tạo dòng khí liên tục với lưu lượng lớn, phù hợp cho các bể Aerotank, MBBR, SBR, bể điều hòa và nhiều hệ thống công nghiệp khác.

Không chỉ được ứng dụng trong xử lý nước thải, Roots blower còn xuất hiện trong nuôi trồng thủy sản, vận chuyển vật liệu bằng khí, dây chuyền sản xuất và nhiều lĩnh vực cần nguồn khí ổn định.

Vậy máy thổi khí Roots hoạt động như thế nào? Cấu tạo gồm những bộ phận nào? Và cần dựa vào những thông số gì để chọn đúng thiết bị?

Máy Thổi Khí Roots Là Gì?

Máy thổi khí Roots là thiết bị sử dụng các rotor quay đồng bộ trong buồng máy để hút và vận chuyển không khí từ cửa hút đến cửa xả.

Không giống máy nén khí tạo áp suất rất cao, máy thổi khí Roots thường được sử dụng trong những hệ thống yêu cầu:

• Lưu lượng khí tương đối lớn.
• Áp suất thấp đến trung bình.
• Dòng khí liên tục.
• Vận hành ổn định trong thời gian dài.

Trong ngành xử lý nước thải, máy thường được kết nối với hệ thống đường ống và đĩa phân phối khí đặt dưới đáy bể.

Không khí từ máy được đưa xuống nước, tạo thành các bọt khí giúp cung cấp oxy và hỗ trợ quá trình khuấy trộn.

Cấu Tạo Máy Thổi Khí Roots

Một hệ thống máy thổi khí Roots hoàn chỉnh thường bao gồm nhiều bộ phận.

1. Thân máy

Thân máy là bộ phận chứa buồng làm việc và rotor.

Vật liệu phổ biến là gang hoặc hợp kim có độ bền cao nhằm đáp ứng yêu cầu vận hành liên tục.

Thiết kế thân máy phải đảm bảo:

• Độ kín phù hợp.
• Chịu được áp suất làm việc.
• Hạn chế rung động.
• Duy trì khe hở rotor ổn định.

2. Rotor

Rotor là bộ phận quan trọng nhất của Roots blower.

Tùy thiết kế, máy có thể sử dụng:

• Rotor 2 thùy.
• Rotor 3 thùy.

Khi hai rotor quay đồng bộ, không khí được giữ trong khoảng không giữa rotor và thành buồng máy rồi vận chuyển từ cửa hút sang cửa xả.

Máy thổi khí Roots 3 thùy được sử dụng phổ biến trong nhiều hệ thống hiện nay nhờ khả năng tạo dòng khí ổn định và hỗ trợ giảm dao động khí.

3. Trục máy

Trục truyền chuyển động đến rotor.

Bộ phận này cần có độ chính xác và độ cứng cao để đảm bảo hai rotor hoạt động đồng bộ mà không va chạm vào nhau.

4. Bánh răng đồng bộ

Hệ thống bánh răng giữ cho các rotor quay đúng vị trí tương đối.

Đây là yếu tố quan trọng giúp rotor hoạt động mà không tiếp xúc trực tiếp với nhau trong điều kiện bình thường.

5. Vòng bi

Vòng bi giúp trục quay ổn định và giảm ma sát.

Vòng bi cần được kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ, đặc biệt với những máy vận hành liên tục 24/24.

6. Hệ thống bôi trơn

Dầu bôi trơn giúp giảm ma sát tại bánh răng và vòng bi.

Tùy cấu tạo máy, hệ thống bôi trơn có thể bố trí tại một hoặc hai đầu thân máy.

7. Bộ giảm thanh

Máy thổi khí Roots tạo ra tiếng ồn tương đối lớn trong quá trình vận hành.

Vì vậy, hệ thống thường được trang bị:

• Giảm thanh đầu hút.
• Giảm thanh đầu xả.
• Vỏ cách âm nếu cần.

8. Động cơ điện

Động cơ cung cấp năng lượng cho máy thổi khí.

Động cơ thường được kết nối với đầu thổi thông qua:

• Dây đai.
• Puly.
• Khớp nối.

Công suất động cơ được lựa chọn dựa trên lưu lượng, áp suất và điểm vận hành của hệ thống.

Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Thổi Khí Roots

Máy thổi khí Roots hoạt động theo nguyên lý dịch chuyển thể tích.

Khi động cơ hoạt động, rotor bên trong thân máy quay đồng bộ.

Không khí được hút vào cửa hút.

Các rotor giữ một lượng không khí trong khoảng không giữa rotor và thành máy rồi vận chuyển đến cửa xả.

Quá trình diễn ra liên tục khi rotor quay.

Khác với một số máy nén khí, quá trình tăng áp chủ yếu xảy ra khi dòng khí từ máy đi vào hệ thống có áp suất phía sau.

Do đó, áp suất vận hành của máy phụ thuộc đáng kể vào:

• Độ sâu của bể.
• Tổn thất đường ống.
• Đĩa phân phối khí.
• Van.
• Phụ kiện.
• Điều kiện vận hành của hệ thống.

Máy Thổi Khí Roots Được Dùng Để Làm Gì?

Cấp khí cho bể Aerotank

Bể Aerotank sử dụng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải.

Vi sinh vật cần oxy để duy trì hoạt động.

Máy thổi khí Roots cung cấp không khí qua đường ống đến hệ thống đĩa phân phối khí dưới đáy bể.

Không khí tạo thành các bọt khí, làm tăng khả năng truyền oxy vào nước.

Cấp khí cho bể MBBR

MBBR sử dụng các giá thể chuyển động làm nơi vi sinh vật phát triển.

Hệ thống sục khí có hai nhiệm vụ chính:

• Cung cấp oxy.
• Giúp giá thể chuyển động liên tục.

Máy thổi khí Roots thường được sử dụng nhờ khả năng cung cấp lượng khí lớn và ổn định.

Cấp khí cho hệ thống SBR

SBR là công nghệ xử lý nước thải theo từng chu kỳ.

Trong giai đoạn sục khí, máy thổi khí cung cấp oxy cho quá trình xử lý sinh học.

Khuấy trộn bể điều hòa

Bể điều hòa cần hạn chế cặn lắng và giúp nước thải có nồng độ đồng đều hơn.

Sục khí là một trong những phương pháp thường được sử dụng để tạo dòng khuấy trộn trong bể.

Nuôi trồng thủy sản

Roots blower có thể cung cấp oxy cho:

• Ao nuôi tôm.
• Ao cá.
• Bể nuôi thủy sản.
• Hệ thống nuôi tuần hoàn.

Nguồn oxy ổn định giúp duy trì môi trường phù hợp cho vật nuôi.

Vận chuyển vật liệu bằng khí

Trong một số ngành công nghiệp, máy thổi khí được sử dụng để tạo dòng khí vận chuyển:

• Xi măng.
• Bột.
• Hạt nhựa.
• Ngũ cốc.
• Vật liệu dạng hạt.

Công nghiệp sản xuất

Máy còn có thể được ứng dụng trong:

• Hệ thống sấy.
• Cấp khí.
• Hút khí.
• Khuấy trộn.
• Dây chuyền sản xuất.
• Hệ thống xử lý khí.

Ưu Điểm Của Máy Thổi Khí Roots

Cung cấp lưu lượng khí lớn

Một trong những ưu điểm nổi bật của Roots blower là khả năng cung cấp lượng khí lớn và liên tục.

Điều này phù hợp với các bể xử lý nước thải có thể tích lớn.

Lưu lượng tương đối ổn định

Trong phạm vi vận hành phù hợp, máy có thể duy trì dòng khí tương đối ổn định.

Đây là yếu tố quan trọng đối với hệ thống xử lý sinh học.

Có thể vận hành liên tục

Các dòng máy công nghiệp được thiết kế để đáp ứng yêu cầu vận hành trong thời gian dài nếu được lựa chọn và bảo trì đúng cách.

Cấu tạo cơ khí rõ ràng

Máy Roots có kết cấu cơ khí tương đối dễ kiểm tra và bảo trì.

Các bộ phận hao mòn có thể được kiểm tra hoặc thay thế khi cần.

Nhiều mức lưu lượng và áp suất

Trên thị trường có nhiều model khác nhau, phù hợp từ hệ thống nhỏ đến nhà máy xử lý nước thải quy mô lớn.

Máy Thổi Khí Roots 2 Thùy Và 3 Thùy Khác Nhau Như Thế Nào?

Hai loại phổ biến là Roots 2 thùy và Roots 3 thùy.

Máy thổi khí Roots 2 thùy

Đây là thiết kế truyền thống với mỗi rotor có hai thùy.

Ưu điểm:

• Cấu tạo đơn giản.
• Dễ bảo dưỡng.
• Nhiều dải công suất.

Máy thổi khí Roots 3 thùy

Mỗi rotor có ba thùy.

Thiết kế này có thể giúp dòng khí đều hơn và giảm dao động áp suất so với một số thiết kế hai thùy.

Hiện nay, máy Roots 3 thùy được sử dụng khá phổ biến trong hệ thống xử lý nước thải.

Việc lựa chọn loại nào vẫn cần dựa trên:

• Lưu lượng.
• Áp suất.
• Hiệu suất.
• Độ ồn.
• Thương hiệu.
• Yêu cầu vận hành.

Cách Chọn Máy Thổi Khí Roots Cho Hệ Thống Xử Lý Nước Thải

1. Xác định lưu lượng khí

Đây là thông số quan trọng hàng đầu.

Lưu lượng khí thường được thể hiện bằng:

• m³/phút.
• m³/giờ.
• Lít/phút.

Trong hệ thống xử lý nước thải, lưu lượng khí cần thiết phụ thuộc vào:

• Thể tích bể.
• Tải lượng ô nhiễm.
• Công nghệ xử lý.
• Nồng độ oxy hòa tan cần duy trì.
• Hiệu suất truyền oxy của thiết bị phân phối khí.

Không nên lựa chọn lưu lượng chỉ dựa trên kích thước bể.

2. Xác định áp suất

Máy cần tạo đủ áp suất để không khí đi đến đĩa phân phối khí dưới đáy bể.

Áp suất cần thiết phụ thuộc vào:

• Độ sâu mực nước.
• Tổn thất đường ống.
• Đĩa phân phối khí.
• Van.
• Co nối.
• Các phụ kiện khác.

Bể càng sâu thì áp suất máy cần tạo ra thường càng lớn.

3. Xác định công suất động cơ

Sau khi xác định lưu lượng và áp suất, có thể lựa chọn công suất động cơ phù hợp.

Không nên chọn máy chỉ dựa trên số kW.

Hai máy có cùng công suất động cơ nhưng có thể có lưu lượng và áp suất hoàn toàn khác nhau.

4. Kiểm tra đường kính ống

Đường ống quá nhỏ có thể tạo tổn thất áp suất lớn.

Khi thiết kế cần kiểm tra:

• Đường kính đầu xả máy.
• Đường kính ống chính.
• Các nhánh phân phối.
• Tốc độ dòng khí.

5. Xác định chế độ vận hành

Nếu máy hoạt động 24 giờ mỗi ngày, cần lựa chọn thiết bị phù hợp với vận hành liên tục.

Nhiều hệ thống sử dụng cấu hình:

• 1 máy chạy + 1 máy dự phòng.
• 2 máy chạy luân phiên.
• Nhiều máy hoạt động theo tải.

Điều này giúp tăng độ an toàn cho hệ thống.

Có Nên Dùng Biến Tần Cho Máy Thổi Khí Roots?

Biến tần có thể được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ trong phạm vi phù hợp.

Lợi ích có thể gồm:

• Điều chỉnh lượng khí theo nhu cầu.
• Giảm tình trạng cung cấp quá nhiều khí.
• Hỗ trợ tiết kiệm điện.
• Khởi động động cơ êm hơn.
• Kết hợp với hệ thống tự động.

Ví dụ, trong bể Aerotank có cảm biến DO, hệ thống có thể điều chỉnh tốc độ máy dựa trên lượng oxy hòa tan.

Tuy nhiên, không nên tùy ý giảm tốc độ quá thấp.

Mỗi máy có giới hạn tốc độ vận hành được nhà sản xuất quy định.

Các Thông Số Cần Quan Tâm Khi Mua Máy Thổi Khí Roots

Khi lựa chọn thiết bị nên kiểm tra:

• Lưu lượng khí.
• Áp suất.
• Công suất động cơ.
• Tốc độ vòng quay.
• Đường kính đầu hút.
• Đường kính đầu xả.
• Kiểu rotor.
• Điện áp.
• Độ ồn.
• Nhiệt độ khí đầu ra.
• Loại dầu bôi trơn.
• Kích thước máy.
• Trọng lượng.
• Tiêu chuẩn động cơ.

Ngoài đầu máy, cũng cần quan tâm đến phụ kiện đi kèm.

Một Bộ Máy Thổi Khí Roots Gồm Những Gì?

Một bộ máy hoàn chỉnh thường có:

• Đầu máy thổi khí.
• Động cơ điện.
• Khung đế.
• Puly.
• Dây đai.
• Bộ bảo vệ dây đai.
• Giảm thanh đầu hút.
• Giảm thanh đầu xả.
• Van an toàn.
• Van một chiều.
• Đồng hồ áp suất.
• Khớp nối mềm.
• Bộ lọc khí.

Tùy nhà cung cấp và cấu hình, danh mục phụ kiện có thể khác nhau.

Khi so sánh giá nên kiểm tra rõ báo giá bao gồm đầu máy hay cả bộ hoàn chỉnh.

Hướng Dẫn Lắp Đặt Máy Thổi Khí Roots

Chọn vị trí thông thoáng

Máy nên được lắp tại nơi:

• Có khả năng lưu thông không khí.
• Khô ráo.
• Ít bụi.
• Không bị ngập nước.
• Thuận tiện bảo dưỡng.

Không nên đặt máy trong không gian kín mà không có giải pháp thông gió.

Xây bệ máy chắc chắn

Bệ máy cần đủ cứng và bằng phẳng.

Máy phải được cố định chắc chắn để hạn chế rung động trong quá trình vận hành.

Kiểm tra dây đai

Dây đai cần có độ căng phù hợp.

Nếu quá lỏng có thể trượt.

Nếu quá căng có thể làm tăng tải lên vòng bi.

Lắp khớp nối mềm

Khớp nối mềm giữa máy và đường ống giúp hạn chế rung động truyền sang hệ thống đường ống.

Lắp van một chiều

Van một chiều giúp hạn chế khí hoặc nước chảy ngược về phía máy khi thiết bị dừng.

Lắp van an toàn

Nếu áp suất tăng vượt mức cho phép, van an toàn giúp giải phóng áp suất để bảo vệ máy.

Lắp đồng hồ áp suất

Đây là thiết bị rất hữu ích để kiểm tra tình trạng vận hành.

Nếu áp suất đột nhiên tăng cao, có thể xảy ra:

• Đường ống bị tắc.
• Van bị đóng.
• Đĩa phân phối khí bị nghẹt.
• Mực nước tăng bất thường.

Những Lỗi Thường Gặp Khi Máy Thổi Khí Roots Hoạt Động

Máy nóng bất thường

Nguyên nhân có thể gồm:

• Áp suất vận hành quá cao.
• Lọc khí bị bẩn.
• Không gian thiếu thông gió.
• Dầu bôi trơn không đủ.
• Máy hoạt động quá tải.

Áp suất tăng cao

Cần kiểm tra:

• Van đường ống.
• Đĩa phân phối khí.
• Đường ống.
• Mực nước trong bể.

Không nên để máy liên tục vận hành vượt áp suất thiết kế.

Lưu lượng khí giảm

Một số nguyên nhân phổ biến:

• Lọc hút bị tắc.
• Dây đai trượt.
• Đường ống rò rỉ.
• Rotor hoặc khe hở bên trong thay đổi.
• Tốc độ máy giảm.

Máy phát tiếng kêu bất thường

Có thể liên quan đến:

• Vòng bi.
• Bánh răng.
• Dây đai.
• Rotor.
• Đế máy.
• Cơ cấu truyền động.

Nếu xuất hiện tiếng kim loại bất thường, nên dừng máy để kiểm tra.

Máy rung mạnh

Nguyên nhân có thể do:

• Bulông chân đế lỏng.
• Puly mất cân bằng.
• Dây đai không đều.
• Vòng bi xuống cấp.
• Nền móng không chắc chắn.

Bảo Dưỡng Máy Thổi Khí Roots

Việc bảo dưỡng định kỳ ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ thiết bị.

Các công việc nên thực hiện gồm:

• Kiểm tra mức dầu.
• Thay dầu theo khuyến cáo.
• Làm sạch lọc khí.
• Kiểm tra dây đai.
• Kiểm tra vòng bi.
• Theo dõi tiếng ồn.
• Theo dõi độ rung.
• Kiểm tra nhiệt độ.
• Kiểm tra áp suất.
• Kiểm tra rò rỉ.
• Siết lại bulông.
• Vệ sinh giảm thanh.

Với máy hoạt động 24/24, nên xây dựng lịch bảo trì dựa trên số giờ vận hành.

Cách Giảm Tiếng Ồn Cho Máy Thổi Khí Roots

Tiếng ồn là vấn đề thường gặp trong phòng máy thổi khí.

Một số giải pháp có thể áp dụng:

Sử dụng bộ giảm thanh

Giảm thanh đầu hút và đầu xả giúp giảm tiếng ồn do dòng khí.

Lắp vỏ cách âm

Nếu phòng máy nằm gần khu dân cư hoặc khu làm việc, có thể sử dụng enclosure cách âm.

Lắp đệm chống rung

Đệm cao su hoặc hệ thống chống rung giúp giảm rung truyền xuống nền.

Bảo dưỡng máy thường xuyên

Máy có vòng bi, dây đai hoặc bánh răng xuống cấp thường phát ra tiếng ồn lớn hơn bình thường.

Giá Máy Thổi Khí Roots Bao Nhiêu?

Giá máy thổi khí Roots phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

• Lưu lượng.
• Áp suất.
• Công suất.
• Thương hiệu.
• Xuất xứ.
• Vật liệu.
• Động cơ.
• Bộ phụ kiện.
• Kiểu rotor.
• Cấu hình máy.

Một đầu máy thổi khí riêng sẽ có giá khác với một bộ hoàn chỉnh gồm động cơ, đế, giảm thanh, van và phụ kiện.

Vì vậy, khi yêu cầu báo giá cần xác định rõ phạm vi thiết bị cần mua.

Thông Tin Cần Cung Cấp Khi Chọn Máy Thổi Khí Roots

Để lựa chọn model phù hợp, nên chuẩn bị:

1. Lưu lượng khí yêu cầu.
2. Áp suất yêu cầu.
3. Độ sâu bể.
4. Kích thước bể.
5. Công nghệ xử lý.
6. Số lượng đĩa phân phối khí.
7. Chiều dài đường ống.
8. Nguồn điện.
9. Thời gian vận hành mỗi ngày.
10. Có sử dụng biến tần hay không.

Nếu chưa có lưu lượng và áp suất, cần tính toán hệ thống trước khi chọn máy.

Máy Thổi Khí Roots Và Máy Thổi Khí Con Sò: Nên Chọn Loại Nào?

Máy Roots thường phù hợp với:

• Hệ thống xử lý nước thải.
• Bể có độ sâu tương đối lớn.
• Lưu lượng khí lớn.
• Vận hành liên tục.
• Nhà máy công nghiệp.

Máy thổi khí con sò thường phù hợp với:

• Hệ thống nhỏ.
• Hồ cá.
• Máy móc sản xuất.
• Ứng dụng cần thiết bị nhỏ gọn.
• Nhu cầu áp suất và lưu lượng thấp hơn.

Không nên chỉ so sánh giá mua máy.

Cần so sánh toàn bộ:

• Lưu lượng.
• Áp suất.
• Điện năng tiêu thụ.
• Tuổi thọ.
• Chi phí bảo dưỡng.
• Điều kiện vận hành.

Câu Hỏi Thường Gặp Về Máy Thổi Khí Roots

Máy thổi khí Roots có dùng cho bể Aerotank không?

Có. Đây là một trong những ứng dụng phổ biến nhất. Máy cung cấp khí cho hệ thống phân phối khí dưới đáy bể để hỗ trợ quá trình xử lý sinh học hiếu khí.

Máy Roots có dùng cho bể MBBR không?

Có. Máy có thể vừa cung cấp oxy vừa tạo dòng chuyển động giúp giá thể MBBR lưu chuyển trong bể.

Tại sao máy thổi khí Roots nóng?

Máy có thể nóng do quá tải, áp suất cao, lọc khí tắc, thiếu dầu, thông gió kém hoặc hệ thống gặp sự cố.

Máy thổi khí Roots có chạy 24/24 được không?

Các dòng máy công nghiệp được thiết kế phù hợp có thể vận hành liên tục nếu lựa chọn đúng điểm làm việc và thực hiện bảo trì theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Máy Roots có dùng biến tần được không?

Nhiều hệ thống sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ. Tuy nhiên cần tuân thủ giới hạn tốc độ của máy và yêu cầu từ nhà sản xuất.

Chọn máy Roots theo công suất có được không?

Không nên. Cần lựa chọn dựa trên hai thông số quan trọng trước tiên là lưu lượng khí và áp suất, sau đó mới xác định công suất động cơ.

Kết Luận

Máy thổi khí Roots là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải, đặc biệt tại các bể Aerotank, MBBR, SBR và bể điều hòa.

Với khả năng cung cấp lưu lượng khí lớn và hoạt động liên tục, thiết bị còn được ứng dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản, vận chuyển vật liệu và sản xuất công nghiệp.

Để lựa chọn đúng máy thổi khí Roots, cần quan tâm đến:

• Lưu lượng khí.
• Áp suất.
• Độ sâu bể.
• Tổn thất đường ống.
• Công suất động cơ.
• Chế độ vận hành.
• Độ ồn.
• Điện năng tiêu thụ.

Lựa chọn đúng điểm làm việc ngay từ đầu sẽ giúp hệ thống cấp khí ổn định, hạn chế quá tải và tối ưu chi phí vận hành lâu dài.

Nếu cần lựa chọn máy thổi khí Roots cho hệ thống xử lý nước thải, hãy chuẩn bị thông tin về lưu lượng khí, áp suất, độ sâu bể và đường ống để xác định model phù hợp.