Các phương pháp xử lý nước thải hiệu quả

Hiện nay các hệ thống xử lý nước thải là bắt buộc đối với các nhà máy sản xuất lớn nhỏ và kể cả các hộ kinh doanh vì vấn đề môi trường và bảo vệ sức khỏe cho người lao động và cư dân sinh sống xung quanh. Bài viết dưới đây của Biogency sẽ cung cấp cho bạn thông tin về những phương pháp xử lý nước thải phổ biến nhất hiện nay.

Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Đây là phương pháp được áp dụng ở giai đoạn đầu của quy trình xử lý nước thải nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất không tan trong nước, rác thải nhựa, phế phẩm… để đảm bảo tính an toàn cho thiết bị xử lý và cho các quá trình xử lý sau.

Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học cần phải trải qua nhiều bước:

Song chắn rác

Song chắn rác thường được đặt phía trước hệ thống xử lý nước thải hoặc tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất, nhà máy nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như: nhánh cây, giấy, nylon, vải vụn, lá, gỗ cùng các loại rác khác, đồng thời dùng để bảo vệ các công trình bơm và tránh tắc đường ống, mương dẫn.

Dựa vào khoảng cách giữa các thanh, người ta chia song chắn rác thành 2 loại:

• Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷ 100 mm.
• Song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷ 25 mm.

Lưới lọc

Đây là thiết bị chủ yếu dùng để khử các chất lơ lửng kích thước nhỏ. Mắt lưới có kích thước trung bình từ 0,5 – 1mm. Các lưới lọc thường được đặt quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên những khung hình dĩa.

Bể điều hòa

Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ của dòng nước thải, đồng thời tránh những vấn đề về vận hành do sự dao động của lưu lượng nước và góp phần nâng cao hiệu suất ở các công đoạn cuối của công trình. Các bể điều hòa khác nhau được ứng dụng cho từng trường hợp khác nhau phụ thuộc vào đặc tính của hệ thu gom nước thải. Cụ thể, các phương án bố trí bể điều hòa lưu lượng có thể là điều hoà trên dòng thải hoặc ngoài dòng thải xử lý.

Do đó mà vị trí đặt bể điều hoà cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý.

Bể lắng

Bể lắng có tác dụng lắng đọng các chất thô khỏi nước thải dưới tác động của trọng lực. Sau khi lắng một thời gian, một lớp nước trong sẽ xuất hiện ở phần trên của bề mặt bể, các lớp nước này khi xuống càng sâu nồng độ chất cặn sẽ càng dày, thiết bị lắng sau đó sẽ chỉ còn lại hơi nước và nước cặn. 

Các loại bể lắng:

• Bể lắng ngang: Là bể hình dạng chữ nhật có hai hay nhiều ngăn hoạt động đồng thời. Nước thải khi được đưa vào sẽ di chuyển từ đầu này đến đầu kia của bể. Bể lắng ngang thường được ứng dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15.000m3/ ngày và hiệu quả lắng đạt 60%.
• Bể lắng đứng: Là bể dạng hình trụ có đáy chóp. Nước thải sau khi được đưa vào hệ thống theo ống trung tâm, sẽ bắt đầu chảy từ dưới lên theo các rãnh tràn. Từ đó quá trình lắng cặn sẽ diễn ra theo hướng đi lên với vận tốc nước từ 0.5 – 0.6 m/s. Hiệu quả xử lý thường đạt 40 – 50%, trong đó các hạt cặn lắng xuống đáy bể được lấy ra bằng hệ thống hút bùn.

• Bể lắng ly tâm:  Là bể lắng dạng tròn, trong đó nước sẽ di chuyển từ tâm ra vành đai với vận tốc nước nhỏ nhất nằm ở vành đai. Hiệu quả lắng của bể thường nằm ở mức 60%. Có thể tăng mức hiệu quả này lên bằng cách sử dụng chất keo tụ tăng vận tốc lắng.

• Bể lắng vách nghiêng: trong các bể này có những tấm mỏng đặt nghiêng và song song với nhau. Nước sẽ chuyển động giữa các tấm này còn cặn sẽ trượt xuống. Bể lắng này có thể được thiết kế theo nhiều loại: loại có nước và cặn chuyển động cùng hướng, ngược hướng hoặc vuông góc với nhau.

Bể lọc

Nước thải khi đi qua bể lọc sẽ giữ lại các chất rắn lơ lửng. Có 3 loại bể lọc:

• Bể lọc chậm: Hiệu quả lọc nước tốt nhưng vận tốc lọc của bể khá chậm. Thành phần của bể bao gồm, sỏi đỡ và hệ thống thu nước đã lọc.
• Bể lọc nhanh: Bao gồm các vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ cùng hệ thống thu nước sạch. Trong quá trình lọc nước, tốc độ lọc phải luôn ổn định trong suốt quá trình làm việc của bể, tránh sự thay đổi đột ngột.
• Bể lọc áp lực: Đây là loại bể lọc dạng khép kín, có cấu tạo giống như bể lọc nhanh. Nước thải được đưa vào bể thông qua một phễu được bố trí ở đỉnh qua lớp lọc cát, lớp đỡ cùng hệ thống thu nước trong, sau đó đi từ đáy bể và nguồn tiếp nhận.

Khi sử dụng bể lọc, cần kiểm tra kỹ các yếu tố sau: 

• Kiểm tra chiều dày của lớp vật liệu, quan sát bề mặt lớp lọc định kỳ 3 tháng một lần. Trước khi tiến hành rửa lọc cần quan sát sự phân bố của cặn bẩn trên bề mặt bể lọc sự tích lũy cặn trong các hốc, hố hình dạng phễu của bể.
• Kiểm tra những vị trí đã đánh dấu chiều dày lớp đỡ định kỳ 6 tháng một lần.
• Phân tích độ nhiễm bẩn của cát 1 năm 1 lần.
• Kiểm tra lượng cát bị hao hụt 6 tháng 1 lần.
• Kiểm tra mặt phẳng của mép máng thu rửa trong bể 1 năm 1 lần.

Sau mỗi quá trình sản xuất, bể lọc trong hệ thống xử lý nước thải phải được khử trùng với Clo nồng độ 20 -50 mg/l sau đó ngâm trong vòng 24 giờ. Cuối cùng là rửa bằng nước sạch cho đến khi nước rửa chỉ còn 0.3 mg/l Clo dư.

Nhược điểm phương pháp xử lý nước thải cơ học

• Hệ thống cần khá nhiều thiết bị, tiêu tốn diện tích lắp đặt và chi phí đầu tư.
• Cần người vận hành phải có trình độ cao bởi cơ cấu vận hành phức tạp.
• Tốn thời gian kiểm tra định kỳ bên trong thiết bị.

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học bao gồm các quá trình: trung hòa, oxy hóa – khử và tạo kết tủa. Người ta sử dụng phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong hệ thống xử lý nước khép kín.

Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước khi tiến hành xử lý sinh học hoặc phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn.

Trung hòa

Phương pháp này chủ yếu làm thay đổi nồng độ pH về mức trung tính để tạo điều kiện vi sinh vật phân hủy các tạp chất gây ô nhiễm trong nước. Khi phản ứng hoá học xảy ra giữa hai chất axit và kiềm, muối và axit lúc này là tác nhân trung hoà, đây chính là nguyên lý hoạt động của phương pháp này. Các tác nhân ảnh hưởng đến quá trình trung hòa là lưu lượng nước thải, nồng độ pH, nồng độ ô nhiễm và nhiệt độ.

Các tác nhân trung hoà bao gồm:

• Nước thải chứa axit cần dùng: NaOH, KOH, NH4OH, Na2CO3, CaCO3, MgCo3, vôi.
• Nước thải chứa kiềm cần dùng: H2SO4, HCL, HNO3, muối axit.
• Nước thải nhiễm kim loại nặng cần dùng: CaO, CaOH, Na2CO3, NaOH,…

Oxy hóa – khử

Phương pháp này sử dụng các chất Oxy hóa như Clo ở dạng khí/hóa lỏng, clorat canxi, dioxit clo, bicromat kali, pemanganat kali, ozon, hypoclorit và natri oxy không khí… để làm sạch nước thải. Trong quá trình Oxy hóa, các chất độc hại sẽ dần được chuyển hóa thành chất ít độc hơn, tách ra khỏi nước thải. 

Tạo kết tủa

Trong nước thải chứa rất nhiều thành phần kim loại nặng như Cu, Ni, Mg và tạp chất gây hại cần loại bỏ. Hai quá trình kết tủa cơ bản của phương pháp xử lý này là kết tủa cacbonat canxi và hydroxit. Cặn sau khi kết tủa sẽ được loại bỏ bằng phương pháp lắng cặn. Khi bắt đầu tạo kết tủa cần xác định nồng độ pH trong nước thải vì mỗi kim loại sẽ hoạt động mạnh trong điều kiện pH khác nhau. 

Nhược điểm của phương pháp xử lý nước thải hóa học

• Phương pháp này cần sử dụng nhiều hóa chất giá thành cao đòi hỏi chi phí xử lý lớn. Do đó không phù hợp với các hệ thống xử lý nước thải quy mô lớn.
• Các chất hóa học theo thời gian có nguy cơ gây hại đến môi trường và động vật thủy sinh.

Tham khảo: Nhược điểm xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Các phương pháp xử lý nước thải sinh học thường dựa trên các nguyên tắc dùng vi sinh vật để xử lý các chất hữu cơ và một số chất vô cơ gây ô nhiễm nước để tạo thành các sản phẩm không gây độc hại cho môi trường.

Tùy vào từng hệ vi sinh vật sử dụng mà người ta chia các phương pháp xử lý khác nhau. Bao gồm phương pháp xử lý hiếu khí, thiếu khí và kị khí.

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

Đây là phương pháp dùng các vi sinh vật hiếu khí để xử lý những vi sinh vật ô nhiễm trong điều kiện có sự tham gia của oxy.

Các hệ vi sinh vật thường được dùng là: Actinomyces, Bacillus, Bacterium, Micrococus,…

Theo Eckenfelder W.W và Connor D.J thì quá trình phân hủy trong điều kiện hiếu khí được thực hiện bởi các chuỗi phản ứng sau:

1. Oxy hóa các chất hữu cơ (Enzym là chất xúc tác)

CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + AH

1. Tổng hợp để xây dựng tế bào (Enzym là chất xúc tác)

CxHyOz + O2 -> Sinh khối vi khuẩn + CO2 + H2O + C5H7NO2 – ΔH

1. Oxy hóa chất liệu tế bào (tự oxy hóa) (Enzym là chất xúc tác)

Trong đó tế bào vi khuẩn có công thức:

C5H7NO2 +  O2 -> CO2 + H2O + NH3   ΔH

(Trong đó, ΔH là năng lượng thải ra hoặc hấp thụ vào.)

Tham khảo: Tìm hiểu quá trình sinh học hiếu khí trong xử lý nước thải

Phương pháp sinh học kị khí

Phương pháp sinh học kị khí là phương pháp sử dụng vi sinh vật kị khí để xử lý chất ô nhiễm trong điều kiện không có oxi. Hệ vi sinh vật thường được dùng là: Methanococcus, Methanobacterium,…

Quá trình xử lý kị khí được bao gồm bốn giai đoạn: Thủy phân polyme, lên men các chất aminoaxit và đường (Axit hóa), phân hủy kị khí (Axetic hóa) và hình thành chất khí metan (Metan hóa)

• Thủy phân polyme: quá trình này diễn ra ngay trong đường ống. Dưới tác dụng của enzym do vi khuẩn tiết ra, các polisaccarite, protein, lipit… liên kết với H+. Điều này tạo thành các aminoaxit, axit béo, đường và nước.
• Axit hóa: Chứa các loại vi khuẩn lên men. Các chất sau khi lên men sẽ chuyển hóa thành các axit béo dễ bay hơi, ancol, H2S,… gây nên mùi khó chịu
• Axetic hóa: Vi khuẩn axetic có nhiệm vụ chuyển hóa các axit béo thành axetic, Co2, H2O sau đó tạo ra sinh khối mới.
• Metan hóa: Quá trình này được hình thành từ hai phản ứng: CH3COOH và từ CO2.

Tham khảo: Quá trình sinh học kỵ khí

Phương pháp sinh học thiếu khí

Phương pháp sinh học thiếu khí được sử dụng nhằm mục đích xử lý Nitơ trong nước thông qua quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat.

Ngoài ra phương pháp này được sử dụng khi hàm lượng BOD đã giảm 90 – 98%, nhưng hàm lượng Nitơ trong nước vượt ngưỡng cho phép. Trong quá trình xử lý Nitrat ở điều kiện thiếu khí tạo nên sinh khối mới và N2, bạn nên sử dụng men vi sinh Microbe-Lift-IND kết hợp cùng phương pháp hiếu khí và kị khí để đạt hiệu quả xử lý cao nhất.

Tham khảo: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học thiếu khí

Sử dụng men vi sinh Microbe-Lift IND xử lý nước thải

Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn bổ sung vi sinh vật có lợi là không thể thiếu. Đối với các phương pháp xử lý nước thải cơ học và hóa học, bạn sẽ cần tiêu hao nhiều chi phí để trang bị, đầu tư các vào các chất. Giải pháp sử dụng bổ sung men vi sinh có lợi giúp bạn vừa tiết kiệm chi phí, vừa đem lại hiệu quả cao trong thời gian ngắn.

Men vi sinh Microbe-Lift IND chứa các hệ vi sinh vật đóng vai trò quan trọng đối với hiệu quả xử lý nước thải sinh học như Bacilus amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Clostridium butyricum, Clostridium sartagoforme… Các vi sinh này hoạt động mạnh gấp 5 – 10 lần vi sinh thông thường. Do đó mà sản phẩm này được sử dụng vô cùng phổ biến trong các hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học tại các bể trong hệ thống như: Bể Aerotank, MBR, MBBR, mương oxy hóa…

Hình 8: Men vi sinh Microbe-Lift IND chứa các hệ vi sinh vật đóng vai trò quan trọng đối với hiệu quả xử lý nước thải sinh học.

Điều kiện hoạt động của vi sinh:

• pH: ở mức từ 4 – 9
• Nhiệt độ: trung bình từ 4 độ C đến 40 độ C.
• Tỷ lệ C:N:P=100:5:1
• Tỷ lệ BOD/COD > 60%
• Độ mặn < 40 ‰ (khoảng 4%)
• COD < 12.000 mg/l
• BOD < 10.000mg/l

Ưu điểm sản phẩm: Có tác dụng tăng hiệu quả xử lý toàn diện cho hệ thống xử lý nước thải nhờ:

• Giảm BOD, COD, TSS.
• Giảm hiện tượng vi sinh bị chết do tải lượng đầu vào tăng cao đột ngột.
• Đẩy nhanh quá trình phục hồi hệ thống xử lý nước thải sau khi bị sự cố.
• Thúc đẩy quá trình khử Nitrat trong hệ thống do chứa các chủng vi sinh Khử Nitrat Pseudomonas sp giúp giảm lượng Nitơ tổng, Amoni, Nitrit, Nitrat.
• Tăng cường quá trình phân hủy sinh học cho toàn hệ thống xử lý.
• Hạn chế mùi hôi và giảm lượng bùn thải.

Vi sinh Microbe-Lift IND sản xuất ở dạng lỏng, có thể kích hoạt nhanh bởi vì đã bỏ qua giai đoạn hoạt hóa từ bào tử thành vi sinh, đảm bảo tỷ lệ hoạt động 100%.

Phân hủy được những hợp chất hữu cơ khó phân hủy như Benzene-, Toluene- or Xylene- (BTX). Sản phẩm thích nghi tốt trong cả 3 môi trường: Hiếu khí, kị khí và tùy nghi. Hoạt động trong điều kiện độ mặn lên đến 40 ‰ (khoảng 4%).

Ngoài ra, Microbe-Lift IND còn được sử dụng trong việc ủ phân compost. Giúp tăng cường chuyển hóa chất dinh dưỡng trong hệ thống, giảm mùi hôi và tiết kiệm thời gian ủ lên đến 30%. 

Có thể nói xử lý nước thải bằng men Microbe-Lift IND sẽ giúp bạn giải quyết được nhiều vấn đề về hệ thống xử lý nước thải vừa giúp nước thải đầu ra đạt chuẩn, tiết kiệm thời gian, chi phí vận hành và nhân công. Hy vọng từ những thông tin trong bài viết, bạn đã cho được cho mình các phương pháp xử lý nước thải phù hợp nhất. Liên hệ ngay với Biogency qua  Hotline 0909 538 514 để được tư vấn và hỗ trợ miễn phí về sản phẩm Microbe-Lift IND bạn nhé!

Chịu trách nhiệm nội dung

Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh