Tư Vấn Kỹ Thuật
Trạm bơm nước thải: thiết kế hố gom, chọn 2 bơm luân phiên
Th11
Trạm bơm nước thải là cụm công trình gồm hố gom, tối thiểu 2 bơm chìm (1 chạy – 1 dự phòng, tự luân phiên), khớp nối nhanh, đường ống – van và tủ điện điều khiển theo mực nước, dùng để đưa nước thải từ nơi thấp lên cống chung hoặc lên trạm xử lý. Muốn trạm chạy bền, anh cần tính đúng 3 thông số: lưu lượng giờ cao điểm, cột áp toàn phần và thể tích hữu ích của hố gom. Dưới đây em hướng dẫn từng bước, kèm bảng model và 2 ví dụ.
Trạm bơm nước thải gồm những gì?
Trạm bơm phục vụ cả một khu dân cư hoặc nhà xưởng, nên hỏng một bơm không được làm ngập cả khu. Một trạm tiêu chuẩn gồm:
- Hố gom (giếng bơm): bể bê tông hoặc composite chứa nước thải trước khi bơm.
- Song chắn rác hoặc giỏ rác ở cửa nước vào, giữ lại nilon, giẻ, chai lọ.
- 2 máy bơm chìm nước thải trở lên: thường là bơm cắt rác hoặc bơm cánh hở thân gang.
- Khớp nối nhanh và thanh dẫn hướng: cho phép kéo bơm lên – thả xuống mà không cần xuống hố, không cần tháo bu lông đường ống.
- Đường ống đẩy, van một chiều, van chặn cho từng bơm, sau đó gom về ống chung.
- Phao hoặc cảm biến mực nước và tủ điện điều khiển 2 bơm luân phiên, có báo tràn, bảo vệ mất pha – quá tải.
- Ống thông hơi thoát khí H₂S, mêtan.
Bước 1: Tính lưu lượng giờ cao điểm
Bơm phải đáp ứng được lưu lượng giờ cao điểm, không phải lưu lượng trung bình.
Với khu dân cư
- Lượng nước thải ngày: Qngày = số người × 120 – 150 lít/người/ngày (lấy khoảng 80 – 100% lượng nước cấp).
- Lưu lượng trung bình giờ: Qtb = Qngày ÷ 24.
- Lưu lượng giờ cao điểm: Qmax = Qtb × K, với K khoảng 2 – 3 cho khu quy mô nhỏ và vừa (khu càng nhỏ, K càng lớn).
Với nhà xưởng, nhà máy
- Nước thải sinh hoạt của công nhân: khoảng 45 – 60 lít/người/ca.
- Nước thải sản xuất: theo lượng nước dùng thực tế, cộng nước rửa sàn, thiết bị.
Mỗi bơm phải tự đáp ứng được Qmax vì khi một bơm hỏng, bơm còn lại gánh toàn bộ.
Bước 2: Tính cột áp máy bơm
Cột áp toàn phần: H = Hhh + Hf + Hdư
- Hhh – chênh cao hình học: từ mực nước tắt bơm trong hố đến điểm xả cao nhất (miệng ống xả vào cống, vào bể điều hòa).
- Hf – tổn thất trên đường ống đẩy và van, cút: với ống đẩy dài, phần này có thể chiếm 30 – 50% cột áp. Tham khảo nhanh khoảng 1,5 – 3 m cho mỗi 100 m ống khi vận tốc 1 – 1,5 m/s, cộng thêm tổn thất qua van một chiều, van chặn, cút.
- Hdư – dự phòng 1 – 2 m.
Lưu ý vận tốc ống đẩy: nên giữ khoảng 0,7 – 2 m/s. Dưới 0,7 m/s cặn dễ lắng; trên 2 – 2,5 m/s tổn thất tăng mạnh, dễ gây búa nước. Công thức nhanh: v = Q ÷ (3.600 × π × D²/4), với Q tính bằng m³/h, D tính bằng m.
Bước 3: Thiết kế hố gom
Thể tích hữu ích
Thể tích hữu ích là phần nước giữa mức phao chạy và mức phao tắt. Hố quá nhỏ làm bơm bật tắt liên tục, nhanh hỏng; hố quá lớn thì nước lưu lâu, sinh mùi, lắng cặn. Công thức thường dùng:
V = Qbơm ÷ (4 × Z)
Trong đó Qbơm là lưu lượng thực tế của một bơm (m³/h), Z là số lần khởi động cho phép trong 1 giờ (thường khoảng 6 – 10 lần với bơm nhỏ và vừa; bơm công suất lớn nên lấy ít hơn – xem khuyến cáo của từng hãng).
Các lưu ý khác khi thiết kế hố gom
- Mực nước tắt bơm phải đủ cao để bơm không hút khí và động cơ được làm mát theo yêu cầu của hãng; đáy hố nên làm dốc về phía bơm để không đọng bùn.
- Thể tích chứa sự cố phía trên mức báo tràn, phòng khi mất điện.
- Cửa thăm rộng hơn bơm, có móc treo hoặc pa lăng.
Chọn bơm cho trạm bơm nước thải
Với nước thải sinh hoạt khu dân cư (có giẻ, tã, túi nilon, sợi tóc), em khuyên anh dùng bơm chìm nước thải cắt rác như dòng bơm cắt rác Showfou DL: dao cắt nghiền nhỏ rác trước khi vào cánh, giảm hẳn tình trạng kẹt bơm và tắc ống đẩy nhỏ. Với nước thải sản xuất ít rác sợi nhưng có cát, bùn (nước rửa sàn, nước mưa lẫn nước thải), có thể dùng bơm thân gang Veratti KTZ. Điểm làm việc (Q, H) đã tính nên nằm khoảng giữa dải của bơm, không sát lưu lượng hay cột áp tối đa.
Với dòng DL, mã model thể hiện: họng xả – lưu lượng – cột áp thiết kế – công suất. Ví dụ 100DL100-15-7.5 là họng xả 100 mm, khoảng 100 m³/h ở 15 m, động cơ 7,5 kW.
| Model | Công suất | Lưu lượng max | Cột áp max | Họng xả | Phù hợp |
|---|---|---|---|---|---|
| Showfou 80DL45-12-3.0 | 3 kW | 70 m³/h | 23 m | 80 mm | Khu dân cư 1.000 – 2.500 người |
| Showfou 100DL65-12-4.0 | 4 kW | 90 m³/h | 25 m | 100 mm | Khu dân cư, trạm trung chuyển nhỏ |
| Showfou 100DL100-15-7.5 | 7,5 kW | 130 m³/h | 35 m | 100 mm | Nhà xưởng, khu dân cư lớn |
| Showfou 150DL150-15-11 | 11 kW | 180 m³/h | 36 m | 150 mm | Trạm bơm khu công nghiệp |
| Veratti KTZ45.5 | 5,5 kW | 102 m³/h | 22 m | 100 mm | Nước thải có cát, ít rác sợi |
| Veratti KTZ67.5 | 7,5 kW | 123 m³/h | 31 m | 150 mm | Nước rửa sàn, nước mưa lẫn nước thải |
Các model trên đều dùng điện 3 pha 380V; cột “Phù hợp” chỉ là gợi ý tham khảo.
Vận hành 2 bơm luân phiên
Trạm bơm nước thải nên có ít nhất 2 bơm giống nhau, điều khiển theo 4 mức nước:
- Mức tắt: nước xuống đến đây thì bơm dừng.
- Mức chạy: nước lên đến đây thì 1 bơm chạy; lần sau đổi sang bơm kia để 2 bơm mòn đều.
- Mức chạy thêm: nước vẫn dâng (giờ cao điểm, mưa lớn) thì bơm thứ 2 chạy cùng.
- Mức báo tràn: còi, đèn hoặc báo về điện thoại để người vận hành xử lý.
Tủ điện nên có: tự luân phiên, tự chuyển sang bơm còn lại khi một bơm lỗi, bảo vệ quá tải – mất pha – lệch pha, chế độ AUTO/Manual. Dòng tủ Veratti IOT-30A2-11 và IOT-30A2-22 điều khiển 2 bơm, vỏ inox đặt ngoài trời, có APP tiếng Việt để xem điện áp, dòng điện và trạng thái từ xa. Xem thêm bài tủ điện máy bơm.
Để kéo bơm lên bảo dưỡng không cần xuống hố, mỗi bơm nên lắp một bộ khớp nối nhanh đúng cỡ họng xả, ví dụ khớp nối nhanh DN80 cho bơm họng 80 mm, DN100 cho bơm họng 100 mm. Cách lắp em đã viết chi tiết ở bài khớp nối nhanh bơm chìm.
Ví dụ tính toán
Ví dụ 1: Khu dân cư 2.000 người
- Nước thải ngày: 2.000 × 150 = 300.000 lít = 300 m³/ngày.
- Trung bình: 300 ÷ 24 = 12,5 m³/h; giờ cao điểm với K = 2,5: khoảng 31 m³/h.
- Cột áp: mực nước tắt sâu 4 m dưới mặt đất, xả vào bể điều hòa có miệng cao 3 m → Hhh = 7 m. Ống đẩy DN100 dài 250 m: vận tốc ≈ 31 ÷ (3.600 × 0,00785) ≈ 1,1 m/s, tổn thất khoảng 2 m/100 m → 5 m, cộng van – cút khoảng 1 m. Dự phòng 1 m → H ≈ 14 m.
- Chọn bơm: 2 × Showfou 80DL45-12-3.0 (thiết kế khoảng 45 m³/h ở 12 m, max 70 m³/h – 23 m). Tại 14 m, lưu lượng vẫn dư so với 31 m³/h, điểm làm việc nằm giữa dải. Mỗi bơm lắp 1 khớp nối nhanh DN80.
- Hố gom: lấy lưu lượng bơm thực tế khoảng 40 m³/h, Z = 10 → V = 40 ÷ 40 = 1 m³. Hố 2 × 2 m thì khoảng cách mức chạy – mức tắt khoảng 25 cm; nên thêm phần chứa sự cố phía trên.
- Tủ điện: IOT-30A2-11 điều khiển 2 bơm 3 kW luân phiên.
Ví dụ 2: Nhà xưởng chế biến – 90 m³/h, 15 m
- Nước thải sản xuất và rửa sàn giờ cao điểm khoảng 90 m³/h; cột áp tính được khoảng 15 m (đưa lên bể điều hòa của trạm xử lý, ống đẩy DN150 dài 120 m, vận tốc ≈ 1,4 m/s).
- Nước có vụn, sợi, bao bì nhỏ → chọn 2 × Showfou 100DL100-15-7.5 (thiết kế khoảng 100 m³/h ở 15 m). Điểm 90 m³/h – 15 m nằm sát điểm thiết kế, hiệu suất tốt.
- Hố gom: V = 100 ÷ (4 × 8) ≈ 3,1 m³. Khớp nối nhanh DN100 cho mỗi bơm; tủ điều khiển 2 bơm 7,5 kW, ví dụ IOT-30A2-22 cho dư tải.
Lỗi thường gặp khi làm trạm bơm
| Lỗi | Hậu quả | Cách tránh |
|---|---|---|
| Chỉ lắp 1 bơm | Bơm hỏng là ngập hố, tràn nước thải | Luôn 2 bơm, mỗi bơm đủ Qmax |
| Tính theo lưu lượng trung bình | Giờ cao điểm nước dâng, báo tràn liên tục | Nhân hệ số K 2 – 3 |
| Quên tổn thất ống đẩy dài | Bơm chạy nhưng nước lên yếu | Tính Hf theo chiều dài và vận tốc |
| Hố gom quá nhỏ | Bơm bật tắt liên tục, cháy động cơ, hỏng khởi động từ | Tính V = Q ÷ 4Z |
| Không có song chắn rác | Kẹt cánh, quấn rác, nhảy aptomat | Lắp giỏ rác, dùng bơm cắt rác |
| Không có khớp nối nhanh | Phải xuống hố tháo bơm, nguy hiểm khí độc | Lắp khớp nối nhanh + thanh dẫn hướng |
Nếu trạm đã chạy mà bơm hay ngắt, kêu to hoặc lên nước yếu, anh tham khảo bài bơm chìm nước thải bị lỗi. Với hố thu nhỏ trong tòa nhà, anh xem bài bơm nước thải tầng hầm.
Câu hỏi thường gặp về trạm bơm nước thải
Trạm bơm nước thải cần mấy bơm?
Tối thiểu 2 bơm giống nhau: 1 chạy – 1 dự phòng, chạy luân phiên và cùng chạy khi lưu lượng cao điểm. Trạm lớn có thể dùng 3 bơm (2 chạy – 1 dự phòng).
Trạm bơm nước thải nên dùng bơm cắt rác hay bơm thường?
Nước thải sinh hoạt khu dân cư, khách sạn, bệnh viện có nhiều rác sợi nên dùng bơm cắt rác. Nước thải sản xuất ít rác, có cát thì bơm cánh hở thân gang là đủ và bền với mài mòn.
Hố gom trạm bơm cần bao nhiêu m³?
Thể tích hữu ích tính theo V = Qbơm ÷ (4 × Z). Ví dụ bơm 40 m³/h, cho phép 10 lần khởi động/giờ thì cần khoảng 1 m³ giữa mức chạy và mức tắt, chưa kể phần chứa sự cố phía trên.
Liên hệ tư vấn
Công ty TNHH Thương Mại MT Minh Anh cung cấp đủ bộ thiết bị cho trạm bơm nước thải: bơm chìm nước thải (cắt rác Showfou DL, Veratti KTZ, SVm…), khớp nối nhanh, tủ điện điều khiển 2 bơm. Anh gửi cho em số người hoặc lượng nước thải, độ sâu hố và chiều dài ống đẩy, em tính giúp lưu lượng, cột áp và chọn model phù hợp.
Hotline/Zalo: 0983.533.332 – Email: congtyminhanh0906@gmail.com.