Kỹ thuật xử lý nước thải – Cơ sở để lựa chọn công trình xử lý nước thải

Kỹ thuật xử lý nước thải đúng chuẩn cần đến rất nhiều yếu tố, có thể kể đến như từ việc phân loại dạng nước thải, xác định khối xử lý để chọn máy móc, tìm ra cơ sở thực tiễn phù hợp để chọn công trình xử lý đạt chuẩn. Bài viết này Biogency sẽ giúp bạn làm rõ các vấn đề này.

Phân loại các dạng nước thải phổ biến hiện nay

Để có thể có thể hiểu về kỹ thuật và lựa chọn đúng công nghệ xử lý, ta cần phải biết phân biệt các loại nước thải khác nhau. Có nhiều cách để phân biệt nước thải, nhưng theo kỹ thuật xử lý nước thải, thì nước thải được chia làm 3 loại:   

Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là dạng nước thải bị thải bỏ sau mục đích sinh hoạt của cộng đồng như: tắm, giặt, tẩy rửa, vệ sinh,… Nước thải này thường thải ra tại các căn hộ, cơ quan, trường học, chợ, bệnh viện và các công trình công cộng khác. Phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp nước, hay đặc điểm hệ thống mà có lưu lượng nước thải khác nhau. 

Nước thải sinh hoạt gồm có 2 loại:  

– Nước thải bị nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người, động vật đi ra từ các phòng vệ sinh  

– Nước thải bị nhiễm bẩn do các chất sinh hoạt khác như: các chất rửa trôi, cặn bã từ nhà bếp, từ vệ sinh sàn nhà,…  

Tham khảo: Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt đạt chuẩn

Nước thải công nghiệp (nước thải trong sản xuất)

Đây là dạng nước thải hình thành sau quá trình sản xuất, tuỳ thuộc vào loại hình sản xuất sẽ có những loại nước thoải khác nhau. Nước thải công nghiệp rất đa dạng, khác nhau về thành phần, hàm lượng, nồng độ nước thải,…(Tham khảo Đặc điểm nước thải công nghiệp từng ngành nghề). Có 2 loại nước thải công nghiệp:

• Nước thải công nghiệp quy hoạch nước sạch: Là dạng nước thải sau sử dụng giúp làm nguội sản phẩm và làm mát thiết bị, vệ sinh sàn nhà,…
• Nước thải công nghiệp nhiễm bẩn đặc trưng: Đây là dạng nước thải cần phải được xử lý qua nhiều quy trình trước khi xả thẳng vào mạng lưới thoát nước chung hay vào nguồn nước tùy thuộc vào quy chuẩn xử lý

Nước thải có chứa nước mưa

Sau khi  mưa, nước mưa sẽ chảy tràn trên mặt đất và kéo theo các chất cặn bã, rác thải, dầu mỡ,… đi vào hệ thống thoát nước, phần nước thải này được gọi là nước thải có chứa nước mưa. Với những nơi có hệ thống thoát nước riêng biệt, sẽ có hệ thống thoát nước khác nhau để nhận về mạng lưới cống thoát nước mưa.

Kỹ thuật xử lý nước thải

Hệ thống xử lý cơ học

Ttách các chất không hòa tan và 1 phần dạng keo (song chắn rác, lắng cát, lắng, bể điều hoà, vớt dầu lọc,…), một số khối xử lý cơ học phổ biến: 

• Song chắn rác:  Thiết kế để có thể ngăn chặn hầu hết các loại rác thải rắn và thô từ nguồn nước thải đầu vào hệ thống xử lý nhằm tránh sự tắc nghẽn của đường ống dẫn nước trong các công trình xử lý nước thải.
• Bể điều hòa: Có mặt hầu hết trong các hệ thống xử lý nước thải hiện hành, giúp điều chỉnh nước thải đầu vào dựa vào lưu lượng và nồng độ của nguồn. Bể điều hoà luôn đảm bảo lượng chất thải đầu ra cho những quy trình xử lý tiếp theo, giúp tiết kiệm chi phí trong xây hệ thống xử lý nước thải. 
• Bể lắng cát: Nước thải xuất hiện các hạt cát sỏi, mảnh kim loại, thuỷ tinh, bụi bẩn,… làm mài mòn máy móc, hệ thống xử lý. Vậy nên sự xuất hiện của bể lắng cát là rất hợp lý để có thể giảm thiểu cặn, giúp quá trình phía sau hoạt động trơn tru.
• Bể lắng: Giúp loại bỏ các hạt lơ lửng, các cặn bẩn không hoà tan trong nước bằng phương pháp cơ học.
• Hệ thống lọc: Đóng vai trò xử lý các loại chất bẩn có kích thước nhỏ mà bể lắng không thể xử lý triệt để.
• Bể tuyển nổi: Các chất không hòa tan được trong nước như dầu mỡ, hạt keo, chất dính, … sẽ được tách ra trong quá trình sục khí tạo bọt, các chất này nổi thành vùng trên mặt nước.

Hệ thống xử lý hóa học

Thông thường đặt sau các công trình xử lý cơ học và  công trình xử lý sinh học: giúp biến đổi hóa học và kết hợp cơ học ( hấp phụ, keo tụ, kết tủa, oxy hoá,…):

• Phương pháp trung hòa: giúp thay đổi nồng độ pH trung tính, tạo điều kiện tốt nhất cho vi sinh vật phân huỷ các chất ô nhiễm. Với các chất thải có nồng độ acid hay kiềm nhiều thì cần đưa độ pH về ngưỡng trung tính là 6,5-8,5. Các tác nhân có thể trung hòa gồm có: Xử lý nước thải chứa nhiều acid nên dùng NaOH, Na2CO3, vôi,… – Xử lý nước thải nhiều kiềm nên dùng H2SO4, HNO3, HCl, muối acid,… – Với nước thải nhiễm kim loại nặng thì dùng CaO, CaOH, Na2CO3,…  
• Phương pháp tạo kết tủa: Nước thải chứa nhiều kim loại nặng như Cu, Pb, Ni, Mg,… thì rất cần thiết dùng phương pháp hoá học để loại bỏ. Ta sẽ loại bỏ hàm lượng kim loại đó bằng chuỗi phản ứng tạo kết tủa cơ bản là Canxi Cacbonat (CaCO3) và hidroxit (KL + OH- ).
• Phương pháp oxy hóa khử: được xem là phản ứng cho nhận các electron, sự khử là phản ứng đi ngược với oxy hoá. Oxi hoá khử chính chính xác là 2 quá trình trong cùng 1 phản ứng, nếu như một chất bị oxy hoá thì chất còn còn lại chính là chất khử. Một số tác nhân thường dùng để oxi hoá nước thải là: Cl2, HClO, O3, NaClO, CaCl2.H2O,…

Hệ thống xử lý sinh học

Sử dụng vi sinh sinh vật để có thể oxi hoá các chất hữu cơ dạng keo và hoà tan (ở điều kiện tự nhiên, nhân tạo: bể lọc sinh học, bể sinh học kỵ khí, bể sinh học hiếu khí, bể sinh học thiếu khí,…)

• Bể sinh học kỵ khí: Trong điều kiện không được cung cấp oxy, tại bể vi sinh vật vẫn có thể phân huỷ các chất thải hữu cơ và vô cơ trong nước thải. 
• Bể sinh học hiếu khí: Các vi sinh vật hiếu khí  sử dụng oxy có trong nguồn nước nhờ quá trình sục khí. Với quá trình sục khí liên tục tại bể hiếu khí sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển thuận lợi. 
• Bể sinh học thiếu khí: hay còn gọi là bể lên men (được sử dụng kết hợp với các công nghệ hiếu khí hay kỵ khí)  chức năng xử lý nước chứa nồng độ Amoni (NH4), NO3 (Nitrat), NO2 (Nitrit), Nitơ vô cơ, Polyphosphate, Phosphate một cách hiệu quả.

Xem thêm: Công nghê sinh học xử lý nước thải

Hệ thống xử lý cặn

Quy trình này giúp do các chất thải cặn được hình thành trong quá trình xử lý cơ học, ,hoá học, sinh học ( sân phơi bùn, bể metan, trạm xử lý cơ học bùn cặn…) 

• Bể metan: các chất bùn cặn sau các quá trình xử lý trước được lên men (ổn định yếm khí) tại hệ thống này.
• Sân phơi bùn: có chức năng giảm bớt nước bùn chứa trong cặn ở điều kiện tự nhiên (độ ẩm còn khoảng 80%). Sau quá trình phơi, với tác động của tia tử ngoại, các vi khuẩn gây hại và mùi hôi thối cũng được giả, bớt. 
• Làm khô bùn cặn bằng phương pháp cơ học: Với những trạm xử lý có công xuất xử lý lớn việc xây dựng sân phơi bùn sẽ chiếm rất nhiều diện tích, chưa kể với những nơi có khí hậu mưa nhiều thì lại càng khó khăn,… Bằng cách sử dụng các thiết bị cơ khí như:  máy lọc chân không, máy ép lọc băng tải, ly tâm , máy xung lọc,… sẽ giúp đẩy nhanh quá trình làm khô chất thải cặn nhanh chóng.

Hệ thống khử trùng

sử dụng phương pháp khử trùng trước khi xả thải ra nguồn (sử dụng trạm trộn Clo, bể tiếp xúc,…) 

• Trạm trộn Clo: Bơm định lượng Clo phù hợp vào đường ống sạch, sau quá trình xử lý nước sẽ đi vào bể chứa.
• Bể tiếp xúc chlorine: cho Chlorine  tác dụng với phenol tạo nên mono-, di- hoặc trichlorophenol tạo nên mùi và vị của nước. Đây là phương pháp sử dụng khá phổ biến để khử trùng nước thải hiện nay. 

Cơ sở lựa chọn công trình xử lý nước thải

Với việc lựa chọn và quyết định xây dựng công trình xử lý nước thải, cần phải tuân thủ theo quy trình 3E như sau: 

• Môi trường (Environment),  
• Kỹ thuật (Engineering), 
• Kinh tế (Economic)

 Tiến hành khảo sát thiết kế một tổ hợp công trình phù hợp 2 yếu tố trên, bạn có thể tham khảo tiến trình: 

Lựa chọn một công trình đòi hỏi rất nhiều yếu tố để có thể hình thành một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả. Một vài yếu tố có thể kể đến là kỹ năng của kỹ sư thiết kế, khả năng đầu tư xây dựng công trình, chiến lược của nhà quản lý, nhập trang bị các thiết bị máy móc, chất lượng thi công, lắp đặt, chi phí xây dựng, vận hành, bảo dưỡng,….

Tham khảo: Những chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải 

Tổng quan cách lựa chọn kỹ thuật xử lý nước thải và công trình xử lý nước thải:

Công nghệ xử lý	Kỹ thuật xử lý	Công trình xử lý	Mục tiêu xử lý
Xử lý sơ bộ	Hóa Lý Hóa học	– Tuyển nổi – Hấp phụ – Keo tụ – Oxy hóa – Trung hòa	– Tách các chất lơ lửng và khử màu – Trung hòa và khử độc nước thải
Xử lý tập trung	Cơ học Sinh học Khử trùng Xử lý bùn cặn	– Song chắn rác – Bể chắn rác – Bể lắng đợt I – Hồ sinh vật – Cánh đồng lọc, tưới – Kênh oxy hóa – Aeroten – Bể lọc sinh học – Bể lắng đợt II – Trạm trộn Clo – Máng trộn – Bể tiếp xúc – Bể metan – Sân phơi bùn – Trạm xử lý cơ học bùn cặn	– Tách các tạp chất rắn và cặn lơ lửng – Tách các chất hữu cơ dạng lơ lửng và hòa tan – Khử trùng trước khi xả ra nguồn – Ổn định và làm khô nguồn cặn
Xử lý triệt để	Cơ học Sinh học Hóa học	– Bể lọc cát – Bể aeroten bậc II – Bể lọc sinh học bậc II – Hồ sinh vật – Bể khử nitrat – Bể oxy hóa	– Tách các chất lơ lửng – Khử nitơ và phốtpho – Khử nitơ ,photpho và các chất khác

Ví dụ: 

Sơ đồ phân khối xử lý nước thải sinh hoạt: 

Sơ đồ xử lý nước thải ngành dệt nhuộm:

Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện: 

Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy giấy:

Chịu trách nhiệm nội dung

Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh