Xử lý nước thải là một quá trình kết hợp áp dụng phương pháp lắng – lọc và sử dụng các loại hóa chất, vi sinh vật phù hợp để xử lý nước thải từ các khu nhà hàng khách sạn, tòa nhà cao tầng, bệnh viện, doanh nghiệp sản xuất hay khu dân cư tập trung. Sau khi được xử lý theo quy trình phù hợp, sản phẩm thu được là nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN về xả thải; an toàn với môi trường sống và một lượng bùn dư nhất định. Chúng ta sẽ phải xử lý tiếp phần bùn này trước khi thải ra môi trường hay dùng để làm phân bón trong nông nghiệp.

Bể xử lý nước thải sinh hoạt

II. NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI NƯỚC THẢI

Nước thải nói chung thường được phân ra làm các loại như sau:

Nước thải sinh hoạt

Là nguồn nước thải phát sinh trong quá trình sinh hoạt hằng ngày của con người (ăn uống, vệ sinh, tắm giặt, tẩy rửa sàn nhà, dịch vụ nhà hàng, khách sạn có khu bếp nấu nướng…hoặc khu căng tin trong các công ty sản xuất). Đây là loại nước thải phổ biến nhất trong số những loại nước thải mà chúng ta cần phải xử lý.

Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất)

Là nguồn nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất trang thiết bị, sản phẩm công nghiệp, gia dụng, thực phẩm, xi mạ… phục vụ đời sống sinh hoạt của con người. Tùy theo từng loại ngành nghề và tính chất của các loại nguyên vật liệu đầu vào mà thành phần trong nước thải công nghiệp có thể thay đổi.

Nước thải y tế

Là nguồn nước thải phát sinh trong quá trình hoạt động của các bệnh viện, trung tâm y tế, phòng khám…, ngoài các thành phần cơ bản như nước thải sinh hoạt, thì trong nước thải y tế còn có thêm các loại thuốc, chất tẩy rửa, thuốc sát trùng phát sinh trong quá trình khám chữa bệnh.

Nước thải chăn nuôi

Là nguồn nước thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi gia súc, gia cầm… tại các trang trại, thành phần chủ yếu là thức ăn thừa, nước tẩy rửa sàn trang trại chăn nuôi, các chất thải của gia súc gia cầm.

Nước mưa và nước chảy tràn trên bề mặt

Bản chất nước mưa là nước sạch, tuy nhiên với thực trạng ô nhiễm hiện nay, trong nước mưa chắc chắn sẽ tồn tại các thành phần hóa học độc hại (mưa axit); khi nước mưa rơi xuống tạo thành dòng chảy tràn trên bề mặt sẽ cuốn theo các tạp chất có trong đất. Thường thì dòng nước này sẽ chảy vào các mương thoát nước chung của đô thị và gần như không được xử lý. Chỉ trong một số nhà máy, khu công nghiệp có hệ thống thu gom và xử lý tập trung thì nguồn nước này mới được xử lý trước khi xả ra môi trường.

Nước thải công nghiệp có chứa kim loại nặng

III. ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI NƯỚC THẢI VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

Mỗi loại nước thải đều có những đặc tính riêng, tùy theo thành phần, tính chất của từng loại mà chúng ta sẽ xây dựng hệ thống và áp dụng công nghệ phù hợp nhất để xử lý một cách triệt để nhưng cũng cần đảm bảo chi phí xử lý cũng như vận hành hệ thống luôn tối ưu về chi phí, bởi nếu đầu tư sai và công nghệ không phù hợp thì chi phí để duy trì, cải tạo cũng như thay đổi công nghệ sau này sẽ cực kì tốn kém, gây thất thoát một khoản tiền không hề nhỏ cho doanh nghiệp.

1. Đặc tính cơ bản của nước thải sinh hoạt và phương pháp xử lý tối ưu nhất:

Trong nước thải sinh hoạt có chứa rất nhiều các chất hữu cơ dễ phân hủy, thành phần bã thải lớn, hàm lượng BOD, COD rất cao. Các chất hữu cơ trong quá trình phân hủy sẽ hình thành môi trường sống cho các loại vi khuẩn độc hại gây bệnh cho con người, vật nuôi; Loại nước thải này khi xả ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nguồn nước mặt. Ngoài ra, quá trình phân hủy của chất hữu cơ còn phát sinh mùi hôi thối khó chịu, gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng và đời sống của chúng ta.

1.1. Phương án xử lý nước thải sinh hoạt tối ưu nhất hiện nay:

Dựa vào thành phần, đặc tính của nước thải sinh hoạt, chúng tôi đề xuất phương án sử dụng công nghệ sinh học để xử lý.
Công nghệ này ứng dụng các loại vi sinh vật hiếu khí và kị khí để phân hủy các chất hữu cơ, sử dụng chúng như là thức ăn cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển. Trong quá trình này cần đảm bảo ổn định nồng độ, thành phần nước thải để đảm bảo môi trường tốt nhất cho hệ vi sinh xử lý triệt để.

1.2. Sơ đồ công nghệ mô phỏng quy trình xử lý nước thải sinh hoạt đạt chuẩn nhất:

1.3. Tóm tắt quy trình xử lý:

• Bước 1: Điều hòa, ổn định lưu lượng và nồng độ pH của nước thải để tạo môi trường lý tưởng nhất để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển.
• Bước 2: Sử dụng vi sinh vật phù hợp để xử lý BOD, COD. Quá trình này sẽ tiêu thụ oxy, nitơ và photpho. Vì vậy cần đảm bảo cung cấp oxy đầy đủ để đảm bảo môi trường thuận lợi nhất cho vi sinh.
• Bước 3: Loại bỏ những chất lơ lửng còn sót lại bằng phương pháp lắng cơ học.
• Bước 4: Tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh bằng phương pháp khử trùng, sau đó điều chỉnh lại pH phù hợp trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.

2. Đặc tính cơ bản của nước thải sản xuất (nước thải công nghiệp) và phương pháp xử lý

Trong nước thải công nghiệp tồn tại rất nhiều  chất độc hại như hóa chất (là các chất dùng để tẩy rửa bề mặt, điện hóa, oxy hóa, hòa tan) và kim loại nặng (đồng, chì, thủy ngân…). Riêng trong ngành chế biến thủy sản- hải sản thì có tồn tại các chất hữu cơ thường thấy  như polychlorinatex và biphenyl có khả năng gây nhiễm độc cho con người, các chất thải trong quá trình chế biến dễ phân hủy gây mùi hôi thối, biến đổi màu sắc của nước. Ngoài ra nếu hàm lượng photpho và nitơ tồn tại quá cao sẽ gây hiện tượng phú dưỡng.

2.1. Phương án xử lý nước thải sản xuất tối ưu nhất hiện nay

Tùy vào đặc thù của từng ngành nghề và hệ thống mà có thể ứng dụng phương pháp xử lý cơ học kết hợp hóa học. Đối với nước thải công nghiệp, không thể áp dụng công nghệ sinh học để xử lý vì các loại hóa chất, kim loại nặng có trong nước thải sẽ giết chết hệ vi sinh vật.
Rất khó để phân loại rõ nước thải cho từng ngành nghề sản xuất hiện nay, vì với mỗi một ngành nghề riêng biệt đều có nguồn nước thải đặc trưng riêng của nó. Tuy nhiên phần lớn đều tuân theo một quy trình xử lý như sau:

2.2. Sơ đồ quy trình sơ bộ xử lý nước thải công nghiệp

2.3. Tóm tắt quy trình xử lý chung

• Bước 1: Xử lý cơ học để loại bỏ căn, rác hoặc các dị vật có kích thước lớn đồng thời điều hòa lưu lượng dòng chảy cũng như nồng độ của nước thải.
• Bước 2: Xử lý hóa học (sử dụng chất keo tụ – tạo bông để hình thành các bông cặn lắng xuống dưới, từ đó ta tách được nước trong ở trên); Đối với các loại nước thải có chứa hàm lượng chất hữu cơ (nước thải chế biến tôm cá – thủy – hải sản) thì có thể áp dụng phương pháp xử lý sinh học để loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải.
• Bước 3: Xử lý bùn; Sử dụng máy ép bùn và phương pháp phơi để giảm độ ẩm trong bùn

 

3. Đặc tính của nước thải y tế và phương pháp xử lý tối ưu nhất

Nước thải từ các bệnh viện lớn cũng như các phòng khám, trạm ý tế thường phát sinh từ quá trình vệ sinh, giặt giũ, tắm rửa, khu căng tin ăn uống; quá trình khám chữa bệnh cho bệnh nhân, quá trình lau rửa và khử trùng sàn nhà, thiết bị…
Từ những đặc điểm nêu trên, chúng ta sẽ ứng dụng từng phương pháp khác nhau cho phù hợp với đặc tính của từng nguồn nước thải.

3.1. Sơ đồ xử lý các nguồn nước thải y tế:

3.2. Phương án xử lý tối ưu nhất hiện nay:

• Nước thải từ nhà vệ sinh được xử lý qua bể phốt, sau đó thu gom và dẫn qua trạm xử lý tập trung.
• Nước thải từ khu ăn uống được xử lý qua bể tách mỡ, rồi đến song chăn rác thô để loại bỏ dầu mỡ cùng các chất rắn có kích thước lớn.
• Nước thải từ quá trình điều trị, khám chữa bệnh được xử lý hóa lý; Riêng nguồn nước phát sinh từ quá trình giải phẫu, xét nghiệm được sục qua KMnO₄ trước khi dẫn về trạm xử lý chung của bệnh viện.
• Lượng nước mưa chảy tràn được dẫn về hệ thống cống thu nước và dẫn sang hệ thống thoát nước mưa của bệnh viện.

4. Đặc tính của nước thải chăn nuôi gia súc gia cầm và phương án xử lý rẻ nhất

4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi gia súc – gia cầm:

4.2. Quy trình xử lý tối ưu nhất:

• Nước thải từ trang trại chăn nuôi sẽ được chuyển về bể Biogas để phân hủy các chất hữu cơ. Tại đây, phản ứng kị khí sẽ xảy ra để xử lý các chất hữu cơ dạng rắn và lỏng. Các chất rắn sẽ được lắng lại tại bể này, phần nước ở trên sẽ theo hệ thống dẫn nước thải về bể thu gom. Một bơm chìm được bố trí tại đây để bơm nước qua bể sinh học kị khí, các vi sinh vật kị khí sẽ có nhiệm vụ phân hủy các chất hữu cơ phức tạp có trong nước thải. Quá trình phan hủy này sẽ sản sinh ra khí Biogas.
• Trong bể kị khí được bố trí giá thể dính bám để tạo điều kiện cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển, làm tăng nồng độ VSV có trong nước thải để đẩy nhanh quá trình phản ứng để chuyển hóa các chất hữu cơ.
• Tiếp theo nước thải được dẫn qua bể aeroten, Bể aeroten hay còn gọi là bể sinh học hiếu khí, sử dụng các loại vi sinh vật hiếu khí để phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Tại đây, một hệ thống sục khí được bố trí dưới đáy bể để cung cấp oxy cho VSV sinh trưởng và phát triển. Quá trình này hình thành bùn hoạt tính trong bể và khi lượng oxy hòa tan được cung cấp đủ cho quá trình phản ứng, các chất ô nhiễm được xử lý và quá trình nitrat hóa được diễn ra triệt để.
• Sau quá trình xử lý tại bể hiếu khí, nước thải được chuyển qua bể lắng để tách lượng bùn vừa được hình thành, Nước thải được phân phối vào ống lắng trung tâm, bùn hoạt tính được lắng xuống đáy bể, còn nước trong ở trên sẽ được cho chảy tràn qua ao sinh học. Phần bùn lắng thu được sẽ được tuần hoàn về bể aeroten để duy trì nồng độ vi sinh vật. phần bùn dư được chuyển sang bể chứa bùn để xử lý riêng.
• Tại ao sinh học, các loại sinh vật thủy sinh được nuôi trồng ở đây sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động, giúp cho quá trình xử lý nước thải đạt hiệu quả cao hơn.
• Nước thải từ ao sinh học được dẫn qua bể chứa trung gian và bơm lên bể keo tụ – lắng. Quá trình này diễn ra nhờ các loại hóa chất keo tụ được châm vào. Máy khuấy chìm bố trí trong bể sẽ có nhiệm vụ trộng đều nước thải và hóa chất, tạo điều kiện để phản ứng keo tụ diễn ra triệt để.
• Các bông cặn từ quá trình keo tu – tạo bông kết lại với nhau thành bông cặn có kích thước lớn, dưới tác dụng của trọng lực sẽ được lắng xuống đáy bể và được thu gom bằng thiết bị chuyên dụng. Phần nước tỏng ocnf lại sau quá trình phản ứng sẽ được dẫn sang bể trung gian để châm hóa chất khử trùng nhằm xử lý toàn bộ lượng vi sinh vật còn sót lại trong nước thải.
• Nước thải sau đó được bơm vào bể lọc áp lực để loại bỏ triệt để lượng cặn còn lại trước khi xả ra môi trường.

Lượng bùn sau khi thu được từ quá trình xử lý sinh học, quá trình keo tụ – tạo bông và sau lọc áp lực được dẫn về bể chứa bùn để xử lý. Lượng nước phát sinh sau quá trình xử lý bùn được dẫn về bể thu gom để tiếp tục quy trình xử lý.

IV. NHỮNG LƯU Ý QUAN TRỌNG KHI XÂY DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1. Lựa chọn nhà thầu có năng lực phù hợp

Việc lựa chọn nhà thầu có đầy đủ năng lực là điều tiên quyết trước khi tiến hành xây dựng trạm xử lý nước thải. Để thiết kế một hệ thống xử lý hoàn hảo, đảm bảo chất lượng nước đầu ra và khắc phục nhanh chóng các lỗi phát sinh đòi hỏi nhà thầu phải có kinh nghiệm lâu năm và có sự phán đoán chính xác khi phát sinh sự cố ngoài mong muốn.

2. Lựa chọn công nghệ phù hợp

Việc lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp với đặc tính và tính chất loại nước thải của doanh nghiệp sẽ tiết kiệm được tối đa chi phí xử lý cho chủ đầu tư. Lựa chọn sai công nghệ sẽ đưa đến hệ quả không hề nhỏ sau này. Việc thay đổi công nghệ sẽ dẫn đến thay đổi toàn bộ quy trình, thiết bị, gây tổn thất về tài chính cho doanh nghiệp.

3. Vị trí đặt trạm xử lý

Cần phải nghiên cứu, khảo sát thật kỹ vị trí đặt trạm để tránh mất mĩ quan trong khuôn viên, nhất là các khu vui chơi giải trí, khu tổ hợp chung cư nhà cao tầng, khách sạn…

4. Đầu tư bài bản một lần để sử dụng lâu dài

Nhiều chủ đầu tư vẫn có quan điểm đối phó, xây dựng hệ thống xử lý nước thải kiểu “cho có”, nước thải không qua hệ thống xử lý hoặc xử lý tạm bợ rồi xả trộm ra môi trường. Điều này gây ảnh hưởng rất lớn đến chính sức khỏe và môi trường sống của chúng ta. Hơn nữa, theo các thông tư, nghị định mới nhất của luật môi trường; các doanh nghiệp nếu không xử lý triệt để nước thải trước khi xả ra môi trường sẽ bị phạt rất nặng, thậm chí đình chỉ sản xuất. hệ thống tạm bợ lúc đó sẽ không thể xử lý hiệu quả mà phải cải tạo, xây mới dẫn đến tổn thất về tài chính không nhỏ.

Hệ thống xử lý nước thải thực phẩm đóng hộp xuất khẩu thân thiện với môi trường

V. CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1. Sự cố về bơm

• Tủ điện bị nhảy atomat hoặc mất nguồn cấp điện đến bơm: Khắc phục bằng cách kiểm tra các điểm đấu nối xem có bị chập hay không?
• Cánh bơm bị kẹt hoặc bị vướng vào rác: Nếu là bơm sau bể điều hòa, cần kiểm tra lại song chắn rác xem lưới chắn rác có đúng kích cỡ trong thiết kế hay không? Việc sử dụng sai kích thước lỗ lưới dẫn đến việc rác lọt vào bể điều hòa, sẽ gây tắc cánh bơm trong quá trình vận hành. Đối với bơm chìm, cần đảm bảo sử dụng đúng model theo thiết kế để không xảy ra hiện tượng tắc bơm gây giảm lưu lượng.
• Bơm có tiếng kêu lạ hoặc bị rung lắc: Kiểm tra xem bơm đã được cố định vào khung hay sàn hay chưa? Nếu đã cố định nhưng vẫn phát ra tiếng kêu thì nhanh chóng dừng bơm và kiểm tra các phớt cơ khí hoặc cánh quạt tản nhiệt bị vướng dị vật.
• Bơm nóng và chạy yếu: Cần dừng bơm ngay lập tức để kiểm tra roto, cuộn dây xem có bị nước vào hoặc om hay không. Thường các cuộn dây bị ẩm do nước hoặc dầu sẽ làm bơm chạy bị yếu, từ đó gây nóng và có thể xảy ra hiện tượng chập cháy.
• Để đảm bảo hệ thống xử lý nước thải không bị gián đoạn trong quá trình vận hành, cần trang bị thêm bơm dự phòng trong thiết kế ban đầu để nếu một bơm bị hỏng, ta có thể tháo đi sửa chữa mà vẫn đảm bảo hệ thống không phải dừng hoạt động.

2. Sự cố về các thiết bị sục khí và oxy

• Máy thổi khí bị kêu rít khác thường: Có thể do các đầu kết nối bị hở dẫn đến lượng khí thoát ra ngoài theo các khe hở đó gây tiếng rít;
• Máy thổi khí bị đọng nước: Một số hệ thống thiết kế sai hoặc do lỗi thiết bị dẫn đến việc nước bị tràn ngược vào máy sục khí gây chập cháy.
• Oxy trong bể xử lý không được phân tán đồng đều: Có thể các đĩa thổi khí bị tắc hoặc hỏng do lắp đặt sai cách.

3. Sự cố về dinh dưỡng

4. Sự cố về mùi

• Dư thừa chất hữu cơ do quá trình xử lý sơ bộ kém, bùn hoạt tính không được kiểm soát tốt dẫn đến việc BOD tăng cao
• Thông khí kém
• Thiết bị lọc bị quá tải

5. Sự cố về bùn vi sinh

• Bùn nổi: là hiện tượng thường gặp trong bể lắng đợt 2 do khí N2 sinh ra trong quá trình khử nitrat hóa. Khí N2 sẽ di chuyển lên trên và kéo theo bùn nổi lên trên bề mặt.
• Bùn tạo thành khối: Hiện tượng này xảy ra do các vi khuẩn dạng sơi phát triển quá mức dẫn đến bùn bị lắng kém.
• Nổi váng bọt nhờn ở bể hiếu khí: do tuổi bùn vi sinh già, khắc phucjn bằng cách “trẻ hóa” tuổi bùn. ngoài ra có thể do vãng dầu mỡ còn tồn tại do quá trình tách mỡ xảy ra lỗi; hoặc do các vi khuẩn tạo bọt.
• Bùn mất khả năng kết dính: Do sự phân chia của các bông bùn lớn hoặc do thiếu thức ăn cho vi sinh vật;
• Bùn bị phân tán: thường thấy là các cụm bùn nhỏ có đường kính từ 10-20mm, vi sinh không tạo thành bông bùn dẫn đến hiệu suất bể lắng thấp, bùn tuần hoàn ít và nước sau bể lắng thường có hiện tượng đục.
• Bùn chết: Do hệ thống thiếu oxy, không cung cấp đủ thức ăn cho vi sinh vật hoặc trục trặc do hư hỏng thiết bị mà toàn hệ thống phải dừng hoạt động trong một thời gian.

Sự cố bùn vi sinh

6. Hệ thống không đạt công suất theo thiết kế