Hệ thống xử lý nước thải là gì? Phân loại, quy trình xử lý

Hệ thống xử lý nước thải là quá trình loại bỏ các chất bẩn và ô nhiễm có trong nước thải (bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải từ công nghiệp, nước thải y tế…) với mục tiêu bảo vệ môi trường và tái sử dụng nguồn nước đã qua xử lý.

Có nhiều phương pháp khác nhau để xử lý nước thải, bao gồm các phương pháp vật lý, hóa học và sinh học. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp sẽ phụ thuộc vào từng loại nước thải cụ thể nhằm đạt được hiệu quả tối ưu nhất.

Hệ thống xử lý nước thải là gì?

Hệ thống xử lý nước thải, trong tiếng Anh được gọi là Wastewater Treatment System, là một hệ thống bao gồm nhiều công nghệ và hóa chất khác nhau nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến nước thải. Qua đó, hình thành nên một quy trình xử lý nước thải hoàn chỉnh.

Một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả được thiết kế để linh hoạt thích ứng với sự biến đổi của nhu cầu xử lý, có khả năng duy trì lâu dài và bền vững, từ đó giảm thiểu chi phí cho việc thay thế hoặc nâng cấp thiết bị.

Để đạt tiêu chuẩn, một hệ thống xử lý nước thải cần đáp ứng các yêu cầu sau:

– Thứ nhất: Phải xử lý triệt để các thành phần độc hại có trong nước thải, đảm bảo chất lượng nước thải theo quy định của Bộ Y tế (QCVN về nước thải).

– Thứ hai: Chi phí xây dựng và lắp đặt phải hợp lý nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước thải đạt yêu cầu.

– Thứ ba: Cần có khả năng nâng cấp dễ dàng khi có sự thay đổi về chất lượng nước trong tương lai.

– Thứ tư: Có thể tùy chỉnh thêm lượng hóa chất sử dụng trong quá trình xử lý nước thải.

Một hệ thống xử lý nước thải thường bao gồm những quy trình nào?

Việc thiết lập hệ thống xử lý nước thải trước khi xả ra môi trường là một nhiệm vụ quan trọng đối với mọi cơ sở, doanh nghiệp hay cá nhân. Quá trình xử lý nước thải bao gồm nhiều bước khác nhau như hóa học, vật lý và sinh học.

Các quy trình này có tác dụng nâng cao chất lượng nước, đồng thời giảm thiểu tối đa các thành phần độc hại được thải ra môi trường, nhằm tái sử dụng và tránh gây ô nhiễm. Dưới đây là một số giai đoạn của các hệ thống xử lý nước thải phổ biến hiện nay.

Quy trình xử lý cơ học, vật lý

Trong nước thải thường có sự hiện diện của các chất không tan với kích thước lớn ở dạng lơ lửng, do đó, giai đoạn đầu của hệ thống xử lý nước thải cần phải loại bỏ những chất này khỏi nước thải.

Để thực hiện việc tách biệt chúng, có thể áp dụng một số phương pháp như: lọc qua song chắn rác, sử dụng lưới chắn rác, lắng cát, hay tuyến nổi,… Việc lựa chọn công nghệ phù hợp sẽ phụ thuộc vào kích thước, tính chất lý hóa và đặc điểm của các chất lơ lửng trong nước thải.

Quy trình xử lý hóa học, lý hóa

Sau khi đã loại bỏ các chất thải có kích thước lớn trong nước thải, bước tiếp theo của hệ thống là tiến hành xử lý hóa học, bao gồm các quá trình như trung hòa pH, keo tụ và tạo bông,… nhằm điều chỉnh độ pH, loại bỏ các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, kim loại nặng cũng như các chất vô cơ có trong nước.

Quy trình xử lý sinh học:

Xử lý sinh học chủ yếu áp dụng các phương pháp như kỵ khí và hiếu khí để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan trong nước, chẳng hạn như H2S, sunfit, amoniac, nitơ, và các hợp chất tương tự.

Hệ thống xử lý nước thải loại bỏ được những gì?

Một hệ thống xử lý nước thải tiêu chuẩn sẽ được hình thành từ những công nghệ cần thiết nhằm xử lý và loại bỏ các chất thải sau đây:

1. Tổng chất rắn hòa tan (TDS)
2. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)
3. Nitrate và Phosphate
4. Mầm bệnh có trong nước thải
5. Kim loại nặng và nhẹ có mặt trong nước thải
6. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
7. Các loại hóa chất tổng hợp.

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

Để tối ưu hóa hiệu quả và tiết kiệm chi phí trong quy trình xử lý nước thải, bài viết này sẽ giới thiệu đến bạn những hệ thống xử lý nước thải có hiệu suất cao nhất.

Hệ thống xử lý nước thải điều lưu

Điều lưu là quá trình nhằm giảm thiểu hoặc kiểm soát sự biến động về đặc tính của nước thải, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình xử lý nước thải tiếp theo. Quá trình này được thực hiện bằng cách tích trữ nước thải trong một bể lớn và sau đó bơm định lượng vào các bể xử lý kế tiếp.

Các ứng dụng của quá trình điều lưu bao gồm:

• Điều chỉnh sự biến thiên về lưu lượng nước thải theo từng giờ trong ngày.
• Ngăn chặn sự thay đổi về hàm lượng chất hữu cơ ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn trong các bể xử lý sinh học.
• Kiểm soát pH của nước thải để đảm bảo điều kiện tối ưu cho các quy trình sinh học và hóa học tiếp theo.
• Khả năng chứa của bể điều lưu cũng giúp giảm thiểu tác động đến môi trường nhờ việc duy trì lưu lượng thải ở mức ổn định.
• Hơn nữa, bể điều lưu còn có vai trò giữ lại các độc tố trong quá trình xử lý sinh học, góp phần nâng cao hiệu suất của quy trình này.

Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ trung hoà

Nước thải thường có độ pH không phù hợp cho các quy trình xử lý sinh học hoặc khi xả ra môi trường. Do đó, việc trung hòa nước thải là cần thiết. Có nhiều phương pháp để thực hiện quá trình này:

– Kết hợp nước thải có pH axit và nước thải có pH kiềm. Bằng cách pha trộn hai loại nước thải với độ pH khác nhau, chúng ta có thể đạt được sự trung hòa. Quá trình này yêu cầu một bể chứa đủ lớn để lưu giữ nước thải.

– Trung hòa nước thải axit: Thông thường, người ta cho nước thải có pH axit chảy qua một lớp đá vôi để thực hiện quá trình trung hòa; hoặc thêm dung dịch vôi vào nước thải, sau đó tiến hành tách vôi ra thông qua quá trình lắng.

– Trung hòa nước thải kiềm: Sử dụng các axit mạnh (cần cân nhắc về tính kinh tế). Ngoài ra, CO2 cũng có thể được sử dụng để trung hòa nước thải kiềm; khi sục CO2 vào nước thải, nó sẽ hình thành axit carbonic và giúp trung hòa nước thải.

Xử lý nước thải bằng công nghệ keo tụ và tạo bông cặn

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

Điện tích này gây cản trở cho việc va chạm và kết hợp giữa các hạt, giữ cho dung dịch ở trạng thái ổn định. Việc bổ sung một số hóa chất như phèn hoặc ferrous chloride vào nước thải sẽ làm mất tính ổn định của dung dịch, từ đó tăng cường sự kết hợp giữa các hạt, hình thành nên những bông cặn có kích thước đủ lớn để có thể loại bỏ thông qua quá trình lọc hoặc lắng cặn.

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

Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp kết tủa

Kết tủa là một trong những phương pháp phổ biến nhất để loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải. Thông thường, các kim loại nặng sẽ được kết tủa dưới dạng hydroxide. Để thực hiện quá trình này, người ta thường bổ sung các chất kiềm vào nước thải nhằm điều chỉnh pH đến mức mà tại đó các kim loại nặng cần loại bỏ có độ hòa tan thấp nhất.

Trước khi tiến hành quá trình kết tủa, cần phải loại bỏ các chất ô nhiễm khác có thể gây cản trở cho quá trình này. Ngoài ra, phương pháp kết tủa cũng được áp dụng để giảm hàm lượng phosphate trong nước thải.

Ứng dụng công nghệ tuyển nổi xử lý nước thải

Quá trình này nhằm mục đích loại bỏ các chất có khả năng nổi trên bề mặt nước thải, bao gồm dầu, mỡ và các chất rắn lơ lửng. Trong bể tuyển nổi, người ta còn thực hiện việc cô đặc và loại bỏ bùn. Đầu tiên, nước thải hoặc một phần của nó được nén dưới áp suất cao cùng với một lượng không khí nhất định.

Khi nước thải trở về áp suất khí quyển bình thường, hiện tượng tạo ra bọt khí sẽ xảy ra. Các hạt dầu, mỡ và chất rắn lơ lửng sẽ kết hợp với bọt khí và với nhau, từ đó nổi lên bề mặt và được tách ra khỏi nước thải bằng một thanh gạt.

Bể lắng trong xử lý nước thải công nghiệp

Quá trình lắng là phương pháp sử dụng sự khác biệt về mật độ giữa nước, các chất rắn lơ lửng và các tạp chất khác trong nước thải nhằm loại bỏ chúng khỏi dòng nước. Đây là một kỹ thuật quan trọng trong việc xử lý các chất rắn lơ lửng.

Bể lắng thường có hình dạng chữ nhật hoặc tròn. Đối với bể lắng hình chữ nhật, đáy bể được thiết kế với thanh gạt bùn chạy ngang, thanh gạt này di chuyển về phía đầu vào của nước thải để gom bùn vào một hố nhỏ, từ đó bùn sẽ được xả ra ngoài.

Có hai loại bể lắng hình tròn:

• Loại 1: Nước thải được đưa vào bể tại tâm và lấy ra ở thành bể.
• Loại 2: Nước thải được đưa vào từ thành bể và lấy ra tại tâm bể.
• Bể lắng hình tròn thường có hiệu suất cao hơn so với bể lắng hình chữ nhật.

Quá trình lắng cũng có thể được kết hợp với quá trình tạo bông cặn bằng cách thêm một số hóa chất xử lý nước thải, điều này giúp nâng cao đáng kể hiệu quả lắng.

Giải pháp xử lý nước thải công nghiệp bằng công nghệ xử lý sinh học hiếu khí

Phần lớn các hợp chất hữu cơ trong nước thải được phân hủy thông qua quá trình sinh học. Trong giai đoạn xử lý sinh học, các vi sinh vật sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy các hợp chất hữu cơ, dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng về số lượng của chúng.

Bên cạnh các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, oxy (do chúng ta cung cấp) và một số loại dinh dưỡng khác cũng ảnh hưởng đến quá trình sinh học này.

Ngoài nitơ và photpho, các chất dinh dưỡng khác thường có mặt trong nước thải với nồng độ đủ để phục vụ cho quá trình xử lý sinh học. Nước thải sinh hoạt chứa các thành phần này với tỷ lệ phù hợp cho việc xử lý sinh học.

Một số loại nước thải từ công nghiệp, chẳng hạn như nước thải từ nhà máy giấy, có hàm lượng carbon cao nhưng lại thiếu hụt phospho và nitơ, do đó cần phải bổ sung hai nguồn dinh dưỡng này để đảm bảo vi khuẩn hoạt động hiệu quả. Ngoài ra, các yếu tố khác như nhiệt độ, pH và sự hiện diện của các độc tố cũng có tác động đến quá trình xử lý sinh học.

Có nhiều thiết kế khác nhau cho bể xử lý sinh học hiếu khí, tuy nhiên, loại phổ biến nhất là bể bùn hoạt tính. Nguyên lý hoạt động của bể này là các vi khuẩn sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải, sau đó hình thành các bông cặn đủ kích thước để dễ dàng lắng xuống.

Các bông cặn này sau đó được tách ra khỏi nước thải thông qua 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.

Ứng dụng máy sục khí trong Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp

Quá trình sục khí không chỉ cung cấp oxy cho vi khuẩn hoạt động trong việc phân hủy chất hữu cơ, mà còn hỗ trợ trong việc khử sắt và magie.

Hơn nữa, quá trình này còn kích thích các phản ứng oxy hóa hóa học đối với những chất hữu cơ khó phân hủy qua con đường sinh học, đồng thời tạo ra lượng oxy hòa tan (DO) đạt tiêu chuẩn để thải ra môi trường. Có nhiều phương pháp để thực hiện quá trình sục khí, bao gồm khuếch tán khí hoặc khuấy đảo.

Hệ thống xử lý nước thải cấp 3

Lọc

Quá trình lọc được thực hiện nhằm loại bỏ các chất rắn lơ lửng hoặc các bông cặn phát sinh từ quá trình keo tụ hoặc tạo bông cặn. Bể lọc cũng có chức năng giảm độ ẩm của bùn thu được từ các bể lắng.

Nguyên tắc hoạt động của quá trình lọc chủ yếu dựa vào việc nước thải đi qua một lớp vật liệu có cấu trúc rỗng, trong đó các hạt rắn có kích thước lớn hơn kích thước lỗ rỗng sẽ bị giữ lại.

Có nhiều loại bể lọc khác nhau, tuy nhiên không phải loại nào cũng phù hợp cho quá trình xử lý nước thải. Hai loại bể lọc thường được sử dụng trong lĩnh vực này là bể lọc cát và bể lọc trống quay.

Hấp phụ

Quá trình hấp phụ thường được áp dụng để loại bỏ các hạt hữu cơ nhỏ trong nước thải công nghiệp, đặc biệt là những loại khó xử lý bằng phương pháp xử lý sinh học. Nguyên tắc chính của quá trình này là bề mặt của các chất rắn (được sử dụng làm chất hấp phụ) có khả năng giữ lại các chất hòa tan trong nước thải khi tiếp xúc, nhờ vào sự khác biệt về sức căng bề mặt.

Chất hấp phụ phổ biến nhất được sử dụng là than hoạt tính dạng hạt. Việc lựa chọn loại than hoạt tính phù hợp sẽ phụ thuộc vào đặc điểm cụ thể của nước thải.

Quá trình hấp phụ rất hiệu quả trong việc giảm thiểu COD, màu phenol và các thành phần ô nhiễm khác. Sau một thời gian sử dụng, than hoạt tính sẽ đạt đến trạng thái bão hòa và mất đi khả năng hấp phụ.

Chúng ta có thể tái sinh than hoạt tính bằng cách áp dụng các phương pháp như nhiệt độ cao, hơi nước, acid, base, chiết xuất bằng dung môi hoặc oxy hóa hóa học để loại bỏ các chất đã bị hấp phụ.

Trao đổi ion

Trao đổi ion là quá trình áp dụng nguyên lý trao đổi ion thuận nghịch giữa chất rắn và chất lỏng mà không làm thay đổi cấu trúc của chất rắn.

Quá trình này được sử dụng để loại bỏ các cation và anion trong nước thải. Các cation sẽ được thay thế bởi ion hydro hoặc natri, trong khi các anion sẽ được thay thế bởi ion hydroxyl từ nhựa trao đổi ion.

Phần lớn các loại nhựa trao đổi ion là các hợp chất tổng hợp, bao gồm các chất hữu cơ hoặc vô cơ có trọng lượng phân tử cao, được gắn kết với các nhóm chức.

Nhựa trao đổi ion được sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải thường là các hợp chất hữu cơ có cấu trúc ba chiều và có tính rỗng. Các nhóm chức được gắn vào cấu trúc polymer thông qua phản ứng với các hóa chất chứa nhóm chức phù hợp.

Khả năng trao đổi ion được xác định dựa trên số lượng nhóm chức có trên một đơn vị trọng lượng của nhựa trao đổi ion.

Hiệu quả hoạt động và kinh tế của phương pháp này phụ thuộc vào khả năng trao đổi ion cũng như lượng chất tái sinh cần thiết. Nước thải sẽ được dẫn qua nhựa trao đổi ion cho đến khi các ion cần loại bỏ không còn tồn tại.

Khi nhựa trao đổi ion đã mất khả năng trao đổi, nó sẽ được tái sinh bằng các chất tái sinh thích hợp. Sau khi quá trình tái sinh hoàn tất, các chất tái sinh sẽ được rửa sạch bằng nước, và lúc này nhựa trao đổi ion đã sẵn sàng để tiếp tục chu trình sử dụng tiếp theo.

Phân loại hệ thống xử lý nước thải

Hệ thống xử lý nước thải được xây dựng dựa trên thành phần của các chất thải có trong nước thải. Mỗi loại nước thải sẽ có những thành phần khác nhau, chẳng hạn như chất thải lỏng và chất thải rắn phát sinh từ hộ gia đình, nhà máy công nghiệp, và các cơ sở nông nghiệp… Nước thải thường chứa nhiều loại chất ô nhiễm với các nồng độ khác nhau.

Đặc điểm của nước thải cũng thay đổi tùy thuộc vào nguồn gốc phát sinh. Các loại nước thải bao gồm: nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình, nước thải y tế, nước thải thực phẩm, nước thải đô thị và nước thải công nghiệp.

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt có thể được lắp đặt tại các hộ gia đình, văn phòng, trường học, bệnh viện hoặc những địa điểm công cộng khác.

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt được phân loại theo quy mô như sau:

• Quy mô nhỏ: Dành cho các hộ gia đình, thiết kế hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước đầu ra phù hợp với hệ thống nước thải chung.
• Quy mô trung bình: Áp dụng cho các khu chung cư, công ty, văn phòng, nhà cao tầng với hệ thống xử lý nước thải tập trung phục vụ cho nhiều nguồn xả thải nhỏ nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường.
• Quy mô lớn: Bao gồm các khu đô thị, khu dân cư,… với hệ thống được xây dựng một cách kỹ lưỡng và phức tạp, cần phải tiến hành khảo sát cẩn thận trước khi thi công.

Đặc điểm của nước thải sinh hoạt có sự biến đổi theo thời gian trong ngày, với lưu lượng phụ thuộc vào mức tiêu thụ nước bình quân đầu người, thói quen sinh hoạt, chế độ ăn uống, mức sống và phong cách sống.

Về mặt hóa học, nước thải chủ yếu bao gồm các hợp chất hữu cơ (70%) và vô cơ (30%), cùng với nhiều loại khí khác nhau. Các hợp chất hữu cơ chủ yếu là carbohydrate (25%), protein (65%) và chất béo (10%), cũng như xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp và các sản phẩm phân hủy của chúng.

Thành phần vô cơ có thể bao gồm kim loại nặng, nitơ, photpho, pH, lưu huỳnh, clorua, kiềm, và các hợp chất độc hại khác. Các khí thường hòa tan trong nước thải bao gồm hydro sulfide, metan, amoniac, oxy, carbon dioxide và nitơ. Hàm lượng chất rắn trong nước thải thô sinh hoạt rất thấp, trung bình khoảng 0,1%, thường bao gồm chất hữu cơ thải, một số chất rắn vô cơ, kim loại nặng, cát, đá vụn và mảnh vụn nổi.

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong quy trình hoạt động của các nhà máy công nghiệp. Khác với nước thải sinh hoạt hay đô thị, nước thải công nghiệp là sản phẩm phụ phát sinh từ các hoạt động sản xuất hoặc thương mại, có thể chứa:

• Các thành phần kim loại nặng, thường thấy ở các ngành như luyện kim và xi mạ.
• Các chất hữu cơ, ví dụ như trong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm.
• Các hóa chất hữu cơ phức tạp, liên quan đến các ngành như thuốc trừ sâu, dược phẩm, sơn, thuốc nhuộm, và hóa dầu.

Nước thải được tạo ra trong quá trình sản xuất, vệ sinh thiết bị,… mang theo các đặc trưng riêng của từng ngành công nghiệp và cần phải được xử lý trước khi xả vào hệ thống thoát nước chung nhằm ngăn chặn ô nhiễm môi trường.

Việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau như chăn nuôi, y tế, dệt nhuộm, bệnh viện, và thủy sản. Mỗi hệ thống sẽ có cấu trúc và quy trình vận hành riêng biệt, phù hợp với đặc điểm của loại chất thải cụ thể.

Hệ thống xử lý nước thải y tế

Quản lý nước thải y tế là một trong những bước quan trọng trong chuỗi giải pháp bảo vệ môi trường, nhằm giảm thiểu các tác động tiêu cực từ chất thải y tế, nước thải bệnh viện và rác thải đối với môi trường và đời sống hiện tại. Vấn đề này đang thu hút sự chú ý đáng kể từ cộng đồng xã hội.

Hệ thống xử lý nước thải có chất hữu cơ cao như sinh hoạt, thực phẩm

Mục tiêu chính của xử lý nước thải là đảm bảo rằng nước thải từ sinh hoạt và công nghiệp được xử lý một cách an toàn, không gây hại cho sức khỏe con người và không làm tổn hại đến môi trường tự nhiên.

Việc thiết kế các hệ thống xử lý nước thải thường dựa trên đặc điểm của nguồn nước thải. Các quy trình cần được lựa chọn và thiết kế sao cho phù hợp với khả năng kỹ thuật và kinh tế. Xử lý nước thải thông thường bao gồm sự kết hợp của các quá trình vật lý, hóa học và sinh học nhằm loại bỏ chất rắn cũng như chất hữu cơ có trong nước thải, bao gồm những phần sau:

Bể tiếp nhận:

Song chắn rác: thường được chế tạo từ kim loại, được lắp đặt tại cửa vào của kênh dẫn nhằm giữ lại các chất thải rắn như giẻ, rác, túi nilon và các loại vật liệu khác. Điều này giúp bảo vệ các thiết bị xử lý như bơm, ống dẫn và mương thoát nước.

Bể gom: là nơi tiếp nhận nước thải trước khi chuyển đến các hệ thống xử lý nước thải tiếp theo. Bể gom thường được xây dựng bằng bê tông hoặc gạch.

Bể điều hòa:

Được sử dụng để duy trì lưu lượng dòng thải ở mức gần như ổn định, việc điều chỉnh độ pH đến giá trị phù hợp cho quá trình xử lý sinh học là rất quan trọng. Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn nhằm đảm bảo hòa tan và phân bố đồng đều nồng độ các chất ô nhiễm trong toàn bộ thể tích bể, đồng thời ngăn chặn hiện tượng cặn lắng.

Hệ thống này cũng giúp làm giảm nồng độ của các chất độc hại nếu có. Bên cạnh đó, còn có thiết bị thu gom và xả bỏ bọt, váng nổi. Tại bể điều hòa, nước thải được điều chỉnh về trạng thái trung tính, với độ pH dao động trong khoảng 6.5 – 8.5.

Bể xử lý sinh học kỵ khí:

Tại đây, quá trình phân hủy các chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải diễn ra mà không cần oxy. Nước thải được đưa vào từ phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều tại đó, sau đó chảy ngược lên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ, nơi mà các chất hữu cơ và vô cơ sẽ được tiêu thụ.

Quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm trong nước thải thông qua vi sinh vật yếm khí diễn ra qua ba giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Một nhóm vi sinh vật tự nhiên có mặt trong nước thải thực hiện quá trình thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipid thành các hợp chất hữu cơ đơn giản nhẹ hơn như monosacarit và amino acid, nhằm tạo ra nguồn dinh dưỡng và năng lượng cho sự hoạt động của vi sinh vật.
• Giai đoạn 2: Nhóm vi khuẩn tạo acid sẽ chuyển đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các acid hữu cơ, thường là acid acetic, acid butyric và acid propionic. Trong giai đoạn này, pH của dung dịch sẽ giảm xuống.
• Giai đoạn 3: Các vi khuẩn tạo metan sẽ chuyển hóa hiđrô và acid acetic thành khí metan và cacbonic, dẫn đến việc pH của môi trường tăng lên.

Bể sinh học hiếu khí

Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng các vi sinh vật có khả năng sống trong môi trường có oxy liên tục. Quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ vào hoạt động của vi sinh vật được gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa.

Các vi sinh vật hiếu khí sẽ tiến hành phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải, thu nhận năng lượng để hình thành tế bào mới; chỉ một phần nhỏ chất hữu cơ sẽ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-,…

Trong bùn hoạt tính của bể sinh học, có sự hiện diện của nhiều loại vi sinh vật như Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, cùng với hai loại vi khuẩn tham gia vào quá trình nitrate hóa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngoài ra, còn có nhiều vi khuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix, và Geotrichum.

Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan, chất keo và các hạt phân tán nhỏ trong nước thải cần trải qua ba giai đoạn chính sau:

• Di chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt tế bào vi sinh vật;
• Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ giữa bên trong và bên ngoài tế bào;
• Chuyển hóa các chất bên trong tế bào vi sinh vật, tạo ra năng lượng và tổng hợp tế bào mới.

Tốc độ của quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng tạp chất, mật độ vi sinh vật cũng như mức độ ổn định của lưu lượng nước thải tại trạm xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý cụ thể, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa bao gồm chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng khác.

Tải trọng chất hữu cơ trong bể sinh học hiếu khí truyền thống thường dao động từ 0,32 đến 0,64 kg BOD/m3.ngày. Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải ở bể sinh học hiếu khí cần được duy trì luôn lớn hơn 2,5 mg/l.

Bể lắng

Nước thải sau khi trải qua quá trình xử lý sinh học hiếu khí sẽ được dẫn vào khu vực phân phối nước của bể lắng. Nước sạch sẽ được thu gom đồng đều từ bề mặt bể lắng thông qua hệ thống máng tràn, trong khi đó bùn vi sinh sẽ lắng xuống và được thu hồi về bể hiếu khí, một phần bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể chứa bùn.

Hệ thống khử trùng

Quá trình xử lý trong môi trường nhân tạo không thể loại bỏ hoàn toàn tất cả các loại vi khuẩn, đặc biệt là những vi khuẩn gây bệnh và lây nhiễm. Do đó, sau giai đoạn xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo, việc khử trùng nước thải trước khi thải ra môi trường là rất cần thiết.

Khi Chlorine được đưa vào nước, với tính chất oxi hóa mạnh mẽ, nó sẽ thẩm thấu qua màng tế bào của vi sinh vật và phản ứng với các enzyme bên trong tế bào, làm gián đoạn quá trình trao đổi chất và dẫn đến sự tiêu diệt vi sinh vật.

Bể chứa bùn thải

Bùn tại bể lắng sẽ được chuyển đến bể thu gom và sẽ được hút bỏ định kỳ bằng xe chuyên dụng trong quy trình xử lý nước thải công nghiệp.

Sơ đồ hoạt động của hệ thống xử lý nước thải

Quy trình xử lý nước thải được mô tả thông qua sơ đồ hoạt động dưới đây:

Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải là một yêu cầu thiết yếu nhằm bảo vệ môi trường tại các khu vực dân cư cũng như trong các nhà máy công nghiệp.

Công tác thu gom và xử lý nước thải một cách hợp lý là vấn đề cần được giải quyết để giảm thiểu tình trạng ô nhiễm nguồn nước hiện nay, đồng thời đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn pháp luật liên quan đến việc xả thải ra môi trường.

Công ty TNHH TM DV Quang Minh

Địa chỉ công ty: 154/20 Đường TCH 10, Khu phố 9, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh

Email liên hệ: tyqyem1234e@gmail.com

Điện thoại: 0981798409

Chúng tôi chuyên cung cấp dịch vụ tư vấn, thiết kế và lắp đặt các hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy, xử lý nước thải công nghiệp, nước thải y tế, nước thải sinh hoạt và nước thải rỉ rác. Quý khách có thể tham khảo thêm thông tin dịch vụ xử lý chất thải công nghiệp Quang Minh, qua các bài viết hoặc liên hệ trực tiếp với chúng tôi qua hotline (Zalo): 0981.798.409.