Ngăn ngừa hiện tượng tạo bọt trong cooling tower: Nguyên nhân, tác hại và giải pháp

Bạn có biết? Tạo bọt trong cooling tower có thể làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt đến 25%, gây tràn nước, cuốn hóa chất, và làm hỏng bơm tuần hoàn chỉ sau vài tuần vận hành – theo cảnh báo của Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME) và Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7957:2019.

Trong bài viết này, chuyên gia xử lý nước công nghiệp với 25 năm kinh nghiệm sẽ phân tích chi tiết nguyên nhân, tác hại và giải pháp ngăn ngừa hiện tượng tạo bọt trong cooling tower – giúp hệ thống vận hành ổn định, tiết kiệm chi phí và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Một chương trình kiểm soát chất lượng nước tuần hoàn toàn diện là nền tảng để ngăn chặn bọt hình thành.

(Cập nhật theo tiêu chuẩn ASME, TCVN 7957:2019 và khuyến cáo của Hiệp hội Nước và Xử lý Nước Hoa Kỳ)

1. Case study: Bọt tràn gây ngừng sản xuất nhà máy 3 ngày

Tháng 9/2026, một nhà máy hóa chất tại Bà Rịa – Vũng Tàu gặp sự cố bọt trào khỏi bể chứa cooling tower, cuốn theo hóa chất, làm mất nước tuần hoàn, nhiệt độ bình ngưng tăng vọt, buộc dừng sản xuất 3 ngày. Nguyên nhân: nước bổ nhiễm dầu rò rỉ từ thiết bị, kết hợp với chất hoạt động bề mặt từ hóa chất tẩy rửa. Đội ngũ Sao Việt đã thêm chất khử bọt khẩn cấp, tăng xả đáy, xác định nguồn rò rỉ. Sau 48 giờ, hệ thống ổn định trở lại.

2. Tạo bọt trong cooling tower là gì? Nguyên nhân chính

Tạo bọt là hiện tượng hình thành các bong bóng khí bền vững trên bề mặt nước tuần hoàn, có thể tràn ra ngoài bể chứa hoặc cuốn theo dòng nước. Nguyên nhân chính:

• Chất hữu cơ và dầu mỡ: Rò rỉ dầu từ máy nén, bơm, hoặc chất tẩy rửa, dung môi hữu cơ làm giảm sức căng bề mặt nước.
• Vi sinh vật phát triển quá mức: Màng sinh học, tảo, vi khuẩn tiết ra polymer ngoại bào tạo bọt.
• Chất ức chế và chất phân tán quá liều: Một số polymer hoặc chất hoạt động bề mặt khi dùng quá nồng độ có thể tạo bọt.
• Chất rắn lơ lửng (TSS) cao: Bùn, cát, cặn mịn làm ổn định bọt.
• pH không ổn định hoặc độ kiềm quá cao: Làm thay đổi tính chất bề mặt nước.

3. 5 tác hại nghiêm trọng của hiện tượng tạo bọt

• Mất nước tuần hoàn: Bọt tràn ra ngoài gây thất thoát nước, phải bổ sung liên tục, tăng chi phí.
• Cuốn hóa chất, giảm hiệu quả xử lý: Hóa chất ức chế, diệt khuẩn bị cuốn theo bọt, nồng độ trong hệ thống giảm.
• Gây ô nhiễm môi trường xung quanh: Nước hóa chất tràn ra sàn nhà, thoát ra ngoài, vi phạm quy định.
• Hỏng bơm và thiết bị: Bơm hút phải bọt khí gây cavitation, giảm lưu lượng, hỏng vòng bi, phớt.
• Giảm hiệu suất trao đổi nhiệt: Lớp bọt trên bề mặt nước cản trở thoát nhiệt, làm tăng nhiệt độ nước ra.

4. Giải pháp 5 bước ngăn ngừa và xử lý bọt triệt để

4.1 Bước 1: Xác định nguyên nhân gây bọt qua phân tích nước

Lấy mẫu nước tuần hoàn, phân tích: TSS, dầu mỡ, hàm lượng chất hữu cơ (COD), pH, độ kiềm, vi sinh (tổng vi khuẩn hiếu khí). Quan sát màu sắc, độ bền của bọt. Kiểm tra thiết bị rò rỉ dầu (máy nén, bơm, đường ống). Đây là bước quan trọng để chọn giải pháp đúng trọng tâm.

4.2 Bước 2: Loại bỏ nguồn gốc hữu cơ và dầu mỡ

Nếu phát hiện rò rỉ dầu, sửa chữa ngay. Dùng thiết bị tách dầu hoặc chất hấp phụ dầu (vải thấm, than hoạt tính). Tăng xả đáy để loại bỏ chất hữu cơ hòa tan. Nếu nước bổ sung bị nhiễm dầu, cần xử lý đầu vào. Với chất tẩy rửa, thay bằng loại ít tạo bọt hơn.

4.3 Bước 3: Điều chỉnh pH và độ kiềm ổn định

Duy trì pH 7,5 – 8,5, độ kiềm M dưới 200 ppm. Nếu pH quá thấp, dùng kiềm; nếu quá cao, dùng axit H₂SO₄. Một ổn định nước cho cooling bằng cách kiểm soát pH và kiềm sẽ giảm đáng kể xu hướng tạo bọt do thay đổi điện tích bề mặt. Điều chỉnh từ từ, tránh sốc.

4.4 Bước 4: Sử dụng chất khử bọt chuyên dụng

Khi đã có bọt hoặc nguy cơ cao, châm chất khử bọt (defoamer) dạng gốc silicone, polyether hoặc dầu gốc. Châm trực tiếp vào vùng bọt hoặc pha loãng rải đều. Liều lượng thấp (5-20 ppm) đã hiệu quả. Không dùng quá liều vì có thể gây vón cặn. Chất khử bọt phá vỡ màng bọt, làm bong bóng vỡ nhanh.

4.5 Bước 5: Kiểm soát vi sinh và chất rắn lơ lửng

Vi sinh vật tạo polymer gây bọt. Sử dụng giải pháp kiểm soát vi sinh cooling với biocide luân phiên (Maxtreat 6910) để diệt vi khuẩn, phá hủy màng sinh học. Duy trì clo dư 0,5-1 ppm hoặc biocide định kỳ. Xả đáy để giảm TSS. Lắp lọc cát hoặc lọc tự động nếu cần. Vệ sinh bể chứa, tháp định kỳ.

5. Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Làm thế nào phân biệt bọt do hóa chất hay do vi sinh?

Bọt do hóa chất thường trong suốt, nhanh tan, xuất hiện sau khi châm hóa chất. Bọt do vi sinh có màu xanh, nâu, đen, dày đặc, có mùi hôi, kéo dài. Phân tích mẫu nước tìm vi sinh hoặc dư lượng polymer.

2. Có thể ngừng hẳn tạo bọt mà không cần chất khử bọt không?

Có thể nếu loại bỏ hoàn toàn nguyên nhân gốc: không rò rỉ dầu, kiểm soát vi sinh, điều chỉnh pH ổn định, không quá liều hóa chất. Tuy nhiên, trong thực tế khó đạt tuyệt đối, nên dùng chất khử bọt như biện pháp dự phòng.

3. Chất khử bọt có ảnh hưởng đến hóa chất ức chế ăn mòn không?

Hầu hết chất khử bọt trơ về mặt hóa học, không tương tác với chất ức chế. Tuy nhiên, một số loại gốc silicone có thể làm giảm hiệu quả của chất phân tán nếu dùng quá liều. Nên chọn sản phẩm tương thích và tham khảo nhà cung cấp.

4. Khi nào cần tăng xả đáy để giảm bọt?

Khi TSS > 50 ppm, COD > 100 ppm, hoặc có dầu mỡ. Xả đáy giúp loại bỏ chất gây bọt. Nên xả liên tục với tỷ lệ phù hợp thay vì xả gián đoạn lượng lớn.