Hệ thống xử lý nước thải là gì?

Hệ thống xử lý nước thải là một loạt các hệ thống máy móc công nghệ xử lý nước thải đơn lẻ cấu tạo thành. Với mục đích giải quyết các yêu cầu xử lý nước thải cụ thể cho từng loại hình sản xuất. Mỗi loại nước thải sẽ phụ thuộc vào độ lớn nhỏ của các hệ thống xử lý nước thải để tạo thành một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh.

Hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy xí nghiệp

Hệ thống xử lý nước thải được đánh giá là hiệu quả khi:

• Xử lý được những thành phần gây ô nhiễm môi trường nước trong nước thải. Đảm bảo chất lượng nước sau khi xử lý đạt chuẩn yêu cầu của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường.
• Chi phí đầu tư xây dựng và chi phí vận hành hệ thống thấp. Nhưng vẫn đáp ứng được độ bền và ổn định.
• Dễ dàng nâng cấp khi có quy định thay đổi về chất lượng nước sau xử lý.

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

Hệ thống xử lý nước thải cơ bản thì gồm những công đoạn nào?

• Công đoạn xử lý cơ học: Tách rác, lắng cát, tách dầu mỡ, …. loại bỏ rác, cặn bã, dầu mỡ, … ra khỏi nước thải.
• Công đoạn xử lý hóa học: Trung hòa pH, keo tụ-tạo bông-lắng, tuyển nổi, …. để điều chỉnh pH, loại bỏ cặn lơ lửng, kim loại, chất vô cơ.
• Công đoạn xử lý sinh học: Kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí, …. để loại bỏ thành phần ô nhiễm hữu cơ.
• Công đoạn lọc nước để loại bỏ các chất rắn lơ lửng còn xót lại. Mức độ lọc tuỳ thuộc vào quy định xả thải của nhà nước đối với hàm lượng chất rắn trong nước thải.
• Hệ thống Bảng điều khiển: Tuỳ thuộc vào mức độ tự động hoá yêu cầu…

Công dụng của hệ thống xử lý nước thải cơ bản sẽ loại bỏ những gì trong nước thải

• Oxy sinh học (BOD): là quá trình tạo ra một lượng oxi hóa. Trong đó các hợp chất trong nước dễ dàng bị phân hủy bởi các vi sinh vật vi sinh. Ngoài ra BOD còn được xem là chỉ tiêu để đánh giá, mức độ gây ra ô nhiễm hữu cơ của nước thải.
• Oxy hóa học (COD): là quá trình tạo ra một lượng oxi hóa. Trong đó các hợp chất trong nước bao gồm: các hợp chất vô cơ, và hữu cơ. Ngoài ra COD còn được xem là chỉ tiêu để đánh giá, mức độ gây ra ô nhiễm vô cơ, hữu cơ của nước thải.
• Nito và Photpho (TN và TP): Là chất gây phì dưỡng hóa nước.
• Coliform: Vi sinh vật gây hại tạo ra mầm bệnh
• Chất rắn lơ lửng: là loại chất rắn đặc biệt khó tan và khó lắng trong nước.
• Độ màu
• Vi sinh vật: Vi khuẩn gây bệnh, virus
• Các chất hữu cơ, phân hủy: Gây thiếu oxy trong ao hồ
• Chất hữu cơ khác: Chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, dầu mờ, hóa chất, dung môi, …
• Chất dinh dưỡng: Nitơ, phốt phi, amoni
• Kim loại: Hg, Pb, Cu, Ni
• BOD5, COD,
• v.v …

Các hệ thống xử lý nước thải tối ưu nhất hiện nay

1. Phương pháp điều lưu

Điều lưu là quá trình giảm thiểu hoặc kiểm soát các biến động về đặc tính của nước thải. Mục đích nhằm tạo điều kiện tối ưu cho các quá trình xử lý nước thải kế tiếp. Quá trình điều lưu được tiến hành bằng cách trữ nước thải lại trong một bể lớn. Sau đó bơm định lượng chúng vào các bể xử lý kế tiếp.

Quá trình điều lưu được sử dụng để:

• Điều chỉnh sự thay đổi về lưu lượng của nước thải theo từng giờ trong ngày.
• Tránh sự biến động về hàm lượng chất hữu cơ làm ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn trong các bể xử lý sinh học.
• Kiểm soát pH của nước thải để tạo điều kiện tối ưu cho các quá trình sinh học, hóa học sau đó.
• Khả năng chứa của bể điều lưu cũng góp phần giảm thiểu các tác động đến môi trườn. Do lưu lượng thải được duy trì ở một mức độ ổn định.
• Ngoài ra, bể điều lưu còn là nơi cố định các độc chất đối với quá trình xử lý sinh học. Nó làm cho hiệu suất của quá trình này tốt hơn.

2. Công nghệ trung hoà

Nước thải thường có độ pH không thích hợp cho các quá trình xử lý sinh học hoặc thải ra môi trường. Do đó, nó cần phải được trung hòa. Có nhiều cách để tiến hành quá trình trung hòa:

– Trộn lẫn nước thải có pH axit và nước thải có pH bazơ. Bằng cách trộn lẫn hai loại nước thải có pH khác nhau này, chúng ta có thể đạt được mục đích trung hòa. Quá trình này đòi hỏi bể điều lưu đủ lớn để chứa nước thải.

– Trung hòa nước thải Axit: người ta thường cho nước thải có pH axit chảy qua một lớp đá vôi để trung hoà; hoặc cho dung dịch vôi vào nước thải, sau đó vôi được tách ra bằng quá trình lắng.

– Trung hòa nước thải kiềm: bằng các axit mạnh (lưu ý đến tính kinh tế). CO2 cũng có thể dùng để trung hòa nước thải kiềm, khi sục CO2 vào nước thải. Nó tạo thành axit cacbonic và trung hòa với nước thải.

Ngoài áp dụng các hệ thống xử lý nước thải này, bạn có thể kết hợp với các loại hóa chất khác để hiệu quả được tốt hơn.

Hai quá trình hóa học này kết tụ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo để tạo nên những hạt có kích thước lớn hơn. Nước thải có chứa các hạt keo có mang điện tích (thường là điện tích âm).

Chính điện tích của nó ngăn cản không cho nó va chạm và kết hợp lại với nhau làm cho dung dịch được giữ ở trạng thái ổn định. Việc cho thêm vào nước thải một số hóa chất (phèn, ferrous chloride…) làm cho dung dịch mất tính ổn định và gia tăng sự kết hợp giữa các hạt để tạo thành những bông cặn đủ lớn để có thể loại bỏ bằng quá trình lọc hay lắng cặn.

Các chất keo tụ thường được sử dụng là muối sắt hay nhôm có hóa trị 3. Các chất tạo bông cặn thường được sử dụng là các chất hữu cơ cao phân tử như polyacrilamid. Việc kết hợp sử dụng các chất hữu cơ cao phân tử với các muối vô cơ cải thiện đáng kể khả năng tạo bông cặn.

Công nghệ keo tụ

4. Công nghệ tạo bông

Để tách các cặn nhỏ sinh ra ở quá trình keo tụ dễ dàng hơn và tiết kiệm thời gian lắng, dung dịch Polymer sẽ được thêm vào. Nhằm tạo ra các cầu nối để bắt giữ các bông cặn nhỏ, tạo thành các bông cặn lớn hơn, dễ tách loại ra khỏi nước.

5.  Phương pháp kết tủa

Kết tủa là phương pháp thông dụng nhất để loại bỏ các kim loại nặng ra khỏi nước thải. Các kim loại nặng được kết tủa dưới dạng hydroxit. Do đó, để hoàn thành quá trình này người ta thường cho thêm các bazo vào nước thải để cho nước thải đạt đến pH mà các kim loại nặng cần phải loại bỏ có khả năng hòa tan thấp nhất.

Thường trước quá trình kết tủa, người ta cần loại bỏ các chất ô nhiễm khác có khả năng làm cản trở quá trình kết tủa. Quá trình kết tủa cũng được dùng để khử phosphate trong nước thải.

6. Công nghệ tuyển nổi xử lý nước thải

Quá trình này dùng để loại bỏ các chất có khả năng nổi trên mặt nước thải như dầu, mỡ, chất rắn lơ lửng. Trong bể tuyển nổi người ta còn kết hợp để cô đặc và loại bỏ bùn.

Đầu tiên nước thải, hay một phần của nước thải được tạo áp suất với sự hiện diện của một lượng không khí đủ lớn. Khi nước thải này được trả về áp suất tự nhiên của khí quyển, nó sẽ tạo nên những bọt khí. Các hạt dầu, mỡ và các chất rắn lơ lửng sẽ kết dính với các bọt khí và với nhau để nổi lên trên và bị một thanh gạt tách chúng ra khỏi nước thải.

7. Công nghệ bể lắng

Quá trình lắng áp dụng sự khác nhau về tỉ trọng của nước, chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm khác trong nước thải để loại chúng ra khỏi nước thải. Đây là một phương pháp quan trọng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng.
Bể lắng thường có dạng chữ nhật hoặc hình tròn.

Đối với dạng bể lắng hình chữ nhật ở đáy bể có thiết kế thanh gạt bùn theo chiều ngang của bể, thanh gạt này chuyển động về phía đầu vào của nước thải và gom bùn về một hố nhỏ ở đây, sau đó bùn được thải ra ngoài. 

Có hai loại bể lắng hình tròn:

• Loại 1 nước thải được đưa vào bể ở tâm của bể và lấy ra ở thành bể
• Loại 2 nước thải được đưa vào ở thành bể và lấy ra ở tâm bể.
• Loại bể lắng hình tròn có hiệu suất cao hơn loại bể lắng hình chủ nhật.

Quá trình lắng còn có thể kết hợp với quá trình tạo bông cặn khi đưa thêm vào một số hóa chất xử lý nước thải để cải thiện rõ rệt hiệu suất lắng.

8. Công nghệ hiếu khí

Phần lớn các chất hữu cơ trong nước thải bị phân hủy bởi quá trình sinh học. Trong quá trình xử lý sinh học các vi sinh vật sẽ sử dụng oxy để phân hủy chất hữu cơ và quá trình sinh trưởng của chúng tăng nhanh.

Ngoài chất hữu cơ (hiện diện trong nước thải), oxygen (do ta cung cấp) quá trình sinh học còn bị hạn chế bởi một số chất dinh dưỡng khác. Ngoại trừ nitơ và photpho, các chất khác hiện diện trong chất thải với hàm lượng đủ cho quá trình xử lý sinh học.

Nước thải sinh hoạt chứa các chất này với một tỉ lệ thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Một số loại nước thải công nghiệp như nước thải nhà máy giấy có hàm lượng carbon cao nhưng lại thiếu phospho và nitơ, do đó cần bổ sung hai nguồn này để vi khuẩn hoạt động có hiệu quả. Những yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học là nhiệt độ, pH và các độc tố.

Có nhiều thiết kế khác nhau cho bể xử lý sinh học hiếu khí, nhưng loại thường dùng nhất là bể bùn hoạt tính, nguyên tắc của bể này là vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tạo thành các bông cặn đủ lớn để tiến hành quá trình lắng dễ dàng.

Sau đó các bông cặn được tách ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng cơ học. Như vậy một hệ thống xử lý bùn hoạt tính bao gồm: một bể bùn hoạt tính và một bể lắng.

9. Công nghệ kỵ khí

Quá trình xử lý bằng vi sinh trong điều kiện không cung cấp oxy, áp dụng để xử lý các chất hữu cơ ô nhiễm cao (COD>2000 mg/l). Cơ chế quá trình như sau:

Trong môi trường yếm khí (không có oxy), dưới tác dụng của vi sinh, các chất hữu cơ phức tạp sẽ chuyển hóa thành các chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (như đường, các amino acid, acid béo). Tiếp theo, các vi khuẩn sẽ chuyển hóa các chất hòa tan này thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO₂, H₂, NH₃, H₂S và sinh khối mới. Tiếp theo quá trình trên là giai đoạn Methane hoá. Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân huỷ yếm khí các Acid acetic, H₂, CO₂, acid formic và methanol. Để chuyển hóa thành methane, CO₂ và sinh khối mới quyết định đến hiệu quả xử lý của quá trình xử lý.

Điều kiện khi xử lý sinh học kỵ khí:

–        Tuyệt đối không có oxy;

–        Chất dinh dưỡng đủ và cân bằng;

–        Nhiệt độ thích hợp;

–        pH = 6.5 – 7.5;

–        Không có các hợp chất độc hại.

10. Hệ thống xử lý nước thải bằng máy sục khí

Quá trình sục khí không những cung cấp oxy cho vi khuẩn hoạt động để phân hủy chất hữu cơ, nó còn giúp cho việc việc khử sắt, magnesium. Ngoài ra còn kích thích quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ khó phân hủy bằng con đường sinh học và tạo lượng DO đạt yêu cầu để thải ra môi trường. Có nhiều cách để hoàn thành quá trình sục khí: bằng con đường khuếch tán khí hoặc khuấy đảo.

11. Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ lọc

Quá trình lọc nhằm loại bỏ các chất rắn lơ lửng hoặc các bông cặn, bể lọc còn nhằm mục đích khử bớt nước của bùn lấy ra từ các bể lắng.

Quá trình lọc dựa trên nguyên tắc chủ yếu là khi nước thải đi qua một lớp vật liệu có lổ rỗng, các chất rắn có kích thước lớn hơn các lổ rỗng sẽ bị giữ lại. Có nhiều loại bể lọc khác nhau nhưng ít có loại nào sử dụng tốt cho quá trình xử lý nước thải. Hai loại thường sử dụng trong quá trình xử lý nước thải là bề lọc cát và trống quay.

12. Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ hấp phụ

Quá trình hấp phụ thường được dùng để loại bỏ các mảnh hữu cơ nhỏ trong nước thải công nghiệp.

Nguyên tắc chủ yếu của quá trình là bề mặt của các chất rắn (sử dụng làm chất hấp phụ). Khi tiếp xúc với nước thải có khả năng giữ lại các chất hòa tan trong nước thải trên bề mặt của nó. Do sự khác nhau của sức căng bề mặt.

Chất hấp phụ thường được sử dụng là than hoạt tính (dạng hạt). Tùy theo đặc tính của nước thải mà chúng ta chọn loại than hoạt tính tương ứng. Quá trình hấp phụ có hiệu quả trong việc khử COD, màu phenol…

Than hoạt tính sau một thời gian sử dụng sẽ bảo hòa và mất khả năng hấp phụ. Chúng ta có thể tái sinh chúng lại bằng các biện pháp tách các chất bị hấp phụ ra khỏi than hoạt tính thông qua: nhiệt, hơi nước, acid, base, ly trích bằng dung môi hoặc oxy hóa hóa học.

13. Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là quá trình trao đổi ion thuận nghịch của chất rắn và chất lỏng. Mà không làm thay đổi cấu trúc của chất rắn. Quá trình này ứng dụng để loại bỏ các cation và anion trong nước thải. Các cation sẽ trao đổi với ion hydrogen hay sodium, các anion sẽ trao đổi với ion hydroxyl của nhựa trao đổi ion.

Hầu hết các loại nhựa trao đổi ion là các hợp chất tổng hợp. Nó là các chất hữu cơ hoặc vô cơ cao phân tử đính kết với các nhóm chức. Các nhựa trao đổi ion dùng trong hệ thống xử lý nước thải là các hợp chất hữu cơ cao phân tử có cấu trúc không gian 3 chiều và có lổ rỗng. Các nhóm chức được đính vào cấu trúc cao phân tử bằng cách cho hợp chất này phản ứng với các hóa chất chứa nhóm chức thích hợp.

Khả năng trao đổi ion được tính bằng số nhóm chức trên một đơn vị trọng lượng nhựa trao đổi ion. Hoạt động và hiệu quả kinh tế của phương pháp này phụ thuộc vào khả năng trao đổi ion và lượng chất tái sinh cần sử dụng. Nước thải được cho chảy qua nhựa trao đổi ion cho tới khi các chất ion cần loại bỏ biến mất.

14. Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp khử trùng

Mục đích của khử trùng nhằm loại bỏ các vi trùng, vi khuẩn… gây bệnh còn xót lại trong nước.

Quá trình tiêu diệt vi sinh vật xảy ra qua hai giai đoạn. Đầu tiên chất khử trùng khuyếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh. Sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất. Nó dẫn đến sự diệt vong của tế bào vi sinh.

Lợi ích của việc sử dụng hệ thống xử lý nước thải

Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải là thực sự cần thiết. Trước tiên là để bảo vệ môi trường xung quanh nơi công ty, cơ sở mình hoạt động. Giúp cho môi trường công ty xanh sạch đẹp. Không ảnh hưởng đến sức khỏe của các nhân viên đang làm việc tại công ty, xí nghiệp của bạn.

Xây dựng hệ thống xử lý nước thải giúp cho doanh nghiệp của bạn an tâm sản xuất. Không cần lo lắng khi bị các cơ quan môi trường, cảnh sát môi trường kiểm tra. Và không lo lắng bị người dân xung quanh kiện cáo. Vì việc xả nước thải chưa qua xử lý ra môi trường.

Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải giúp nâng hình ảnh của công ty đối với đối tác khách hàng của bạn. Đặc biệt là những đối tác khách hàng ngoại quốc họ rất quan trọng việc bảo vệ môi trường.

Và quan trọng hơn khi chúng ta xây dựng hệ thống xử lý nước thải là góp phần bảo vệ môi trường cho thế hệ tương lai của chính chúng ta.