Tổng hợp các công nghệ xử lý nước thải phổ biến hiện nay

Nước thải là gì?

Nước thải là gì? Chắc hẳn đây là câu hỏi của rất nhiều người khi nhắc đến vấn đề ô nhiễm môi trường. Nước thải được định nghĩa là nước đã bị thay đổi đặc tính sau khi sử dụng cho các hoạt động của con người như:

• Nước thải sinh hoạt (nước thải từ nhà bếp, nhà vệ sinh)

• Nước thải công nghiệp (nước thải ra từ quá trình sản xuất)

• Nước thải Y tế (nước thải từ bệnh viện, phòng khám)

• Nước thải nông nghiệp (nước chứa phân bón, thuốc trừ sâu)

• Nước thải chăn nuôi (nuôi nuôi gia súc, gia cầm)

Tùy vào nguồn gốc mà thành phần của nước thải sẽ khác nhau. Nhưng nhìn chung, nước thải thường chứa nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, vi khuẩn gây bệnh và một số hóa chất độc hại. Việc áp dụng các công nghệ xử lý nước thải sẽ giúp loại bỏ triệt để các vấn đề này.

Nước thải là gì?

Tại sao cần xử lý nước thải?

Bạn có biết nước thải gây ra những tác động nghiêm trọng đến môi trường không? Nếu nước thải không được xử lý đúng cách mà thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ra:

• Ô nhiễm nguồn nước trên bề mặt (sông, hồ, biển...), nguồn nước ngầm

• Làm chết các sinh vật thủy sinh, phá hủy hệ sinh thái

• Gây mùi hôi thối, khí độc ảnh hưởng đến sức khỏe con người

• Tạo điều kiện lý tưởng cho vi khuẩn, virus và mầm bệnh phát triển

Chính vì vậy, xử lý nước thải đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường sống của chúng ta. Xử lý nước thải giúp:

• Diệt trừ và loại bỏ các chất ô nhiễm có trong nước thải

• Làm sạch nước thải trước khi thải ra môi trường

• Ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh truyền nhiễm qua nguồn nước

• Bảo vệ nguồn tài nguyên nước quý giá

Nước thải cần được xử lý trước khi thải ra môi trường

Thực trạng ô nhiễm nước thải trên thế giới và Việt Nam

Theo báo cáo của Liên Hợp Quốc, trên thế giới mỗi năm có khoảng:

• 1.8 tỷ người sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm phân và vi khuẩn

• 2.4 tỷ người thiếu các dịch vụ vệ sinh cơ bản

• 80% nước thải trên toàn cầu không được xử lý trước khi xả thải

Tại Việt Nam, tình trạng ô nhiễm nước thải cũng đang ở mức báo động:

• 70% sông hồ bị ô nhiễm, đặc biệt là các sông chảy qua khu đô thị

• 50% số hộ gia đình chưa có nhà vệ sinh hợp vệ sinh

• Nhiều khu công nghiệp xả thải chưa qua xử lý ra môi trường

• Ô nhiễm nguồn nước gây thiệt hại 1.5% GDP mỗi năm

Hậu quả của ô nhiễm nước thải là hết sức nghiêm trọng:

• Nguồn nước bên ngoài môi trường bị ô nhiễm ở mức báo động

• Gia tăng dịch bệnh lây truyền qua nước

• Mất cân bằng sinh thái, suy giảm sự đa dạng sinh học

• Thiệt hại nặng nề về kinh tế

Thực trạng ô nhiễm nước thải đang cực kỳ báo động

Các công nghệ xử lý nước thải phổ biến

Để giải quyết vấn nạn ô nhiễm nước thải, nhiều công nghệ xử lý đã được áp dụng hiệu quả trên thế giới. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của các công nghệ xử lý nước thải phổ biến nhất nhé:

1. Công nghệ xử lý nước thải MBBR

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là công nghệ xử lý sinh học sử dụng các giá thể di động làm nơi bám dính của vi sinh vật.

Nguyên lý:

• Nước thải được dẫn vào bể phản ứng MBBR có chứa các giá thể nhựa đặc biệt (có diện tích bề mặt riêng lớn và tỷ trọng gần bằng nước).

• Các vi sinh vật hiếu khí sẽ phát triển và tạo thành màng sinh học bám trên bề mặt giá thể.

• Nhờ hệ thống sục khí, giá thể luôn chuyển động và tiếp xúc với nước thải. Vi sinh vật sẽ hấp thụ các chất hữu cơ và chuyển hóa thành bùn hoạt tính.

• Bùn hoạt tính sau đó được tách ra khỏi nước bằng bể lắng.

Công nghệ MBBR

2. Công nghệ xử lý nước thải MBR

MBR (Membrane Bio-Reactor) là công nghệ xử lý nước thải kết hợp giữa xử lý sinh học và lọc màng. Màng lọc đóng vai trò như một bể lắng với kích thước lỗ siêu nhỏ.

Nguyên lý:

• Vi sinh vật sẽ phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ tạo thành bùn hoạt tính.

• Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước được bơm qua một mô-đun màng lọc (dạng sợi rỗng hoặc tấm phẳng).

• Chất rắn và vi sinh vật sẽ bị giữ lại trên bề mặt màng, trong khi nước sạch đi qua màng.

• Bùn hoạt tính được tuần hoàn về bể phản ứng. Định kỳ bùn dư được lấy ra khỏi hệ thống.

Công nghệ MBR

3. Công nghệ xử lý nước thải SBR

SBR (Sequencing Batch Reactor) là công nghệ xử lý nước thải theo mẻ, toàn bộ quá trình xử lý diễn ra trong cùng một bể phản ứng theo chu kỳ.

Nguyên lý: Một chu kỳ SBR bao gồm 5 pha:

• Pha nạp: Nước thải được bơm vào bể SBR.

• Pha phản ứng: Nước thải được xử lý bằng vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí. Pha này kéo dài 2-4 giờ tùy nhu cầu xử lý.

• Pha lắng: Tắt hệ thống sục khí và khuấy trộn, bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể, nước trong nổi lên trên.

• Pha xả nước: Nước sau xử lý được rút ra khỏi bể.

• Pha nghỉ: Bể SBR chờ chu kỳ xử lý mới.

Công nghệ SBR

4. Công nghệ xử lý nước thải AAO

AAO (Anaerobic-Anoxic-Oxic) là quá trình xử lý sinh học liên tục gồm 3 giai đoạn: yếm khí, thiếu khí và hiếu khí để loại bỏ đồng thời chất hữu cơ, Nitơ và Phốtpho.

Nguyên lý:

• Trong bể yếm khí, vi khuẩn kị khí phân hủy chất hữu cơ tạo ra axit béo bay hơi. Đồng thời Photpho trong tế bào vi khuẩn được giải phóng vào nước.

• Trong bể thiếu khí, vi khuẩn denitrificans sẽ khử Nitrat thành khí Nitơ, đồng thời tổng hợp nội bào Polyhydroxyalkanoates (PHA) từ axit béo.

• Trong bể hiếu khí, Amoni được nitrat hóa thành Nitrat. Đồng thời vi khuẩn dự trữ Photpho sử dụng PHA đã tổng hợp trong bể thiếu khí để hấp thụ lượng lớn Photpho vào tế bào.

• Bùn vi khuẩn giàu Photpho được tuần hoàn về bể yếm khí và lắng. Bùn vi khuẩn dư định kỳ được loại bỏ cùng với Photpho tích lũy trong tế bào.

Công nghệ AAO

5. Công nghệ xử lý nước thải AO

AO (Anoxic-Oxic) là sự kết hợp của hai quá trình xử lý sinh học: nitrat hóa và khử nitrat để xử lý chất hữu cơ, Nitơ trong nước thải.

Nguyên lý:

• Trong bể thiếu khí, vi khuẩn denitrificans chuyển hóa Nitrat (có trong nước tuần hoàn từ bể hiếu khí) thành khí Nitơ, đồng thời sử dụng chất hữu cơ làm chất cho nhận điện tử.

• Trong bể hiếu khí, Amoni được nitrat hóa tạo Nitrat. Phần lớn Nitrat sẽ được tuần hoàn về bể thiếu khí.

• Bùn hoạt tính từ bể hiếu khí được tách ra tại bể lắng, một phần tuần hoàn về bể thiếu khí, phần dư thải bỏ.

Công nghệ AO

Ưu nhược điểm của từng công nghệ xử lý

Mỗi công nghệ xử lý nước thải đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Hãy cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định áp dụng cho từng trường hợp cụ thể nhé.

Công nghệ	Ưu điểm	Nhược điểm
MBBR	- Diện tích đất nhỏ - Vận hành đơn giản - Chịu tải trọng cao	- Tiêu tốn năng lượng sục khí - Chi phí giá thể cao
MBR	- Chất lượng nước sau xử lý tốt - Ít phát sinh bùn thải - Diện tích đất nhỏ	- Chi phí màng lọc cao - Tốn năng lượng bơm, sục khí
SBR	- Vận hành linh hoạt - Tiết kiệm năng lượng - Chi phí đầu tư thấp	- Cần bể chứa lớn - Khó tự động hóa - Chất lượng nước đầu ra thay đổi
AAO	- Loại bỏ đồng thời COD, N, P - Sử dụng lại bùn thải - Nước thải ra đạt tiêu chuẩn cao	- Cấu tạo phức tạp - Cần diện tích đất lớn - Vận hành phức tạp
AO	- Cấu trúc đơn giản - Lượng bùn dư ít - Chi phí đầu tư, vận hành thấp	- Không loại bỏ hoàn toàn N, P - Cần nhiều oxy sục khí

Nhìn chung, nên ưu tiên các công nghệ tiết kiệm năng lượng, diện tích đất nhỏ, chi phí đầu tư và vận hành thấp. Tuy nhiên cần đảm bảo các thông số nước thải đầu ra đạt quy chuẩn xả thải.

Chi phí của việc xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải

Xây dựng một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh đòi hỏi nguồn kinh phí đáng kể. Các chi phí chính bao gồm:

Chi phí đầu tư ban đầu:

• Chi phí thiết kế, khảo sát địa chất công trình.

• Chi phí xây dựng hệ thống và lắp đặt thiết bị

• Chi phí đền bù cho những khu vực cần giải phóng mặt bằng

• Chi phí đào tạo nhân công, kỹ thuật về chuyên môn xử lý nước

Chi phí vận hành, bảo trì:

• Chi phí điện, nước sử dụng cho hoạt động của hệ thống.

• Chi phí nhân công cho việc vận hành, bảo dưỡng và bảo trì.

• Chi phí mua hóa chất, vật tư tiêu hao.

• Chi phí sửa chữa, thay thế thiết bị định kỳ.

• Chi phí xử lý, vận chuyển bùn thải.

Chi phí môi trường, xã hội:

• Chi phí kiểm tra, kiểm định chất lượng.

• Chi phí xử phạt vi phạm (nếu có).

• Chi phí đền bù thiệt hại môi trường.

• Chi phí cải tạo môi trường.

Để tiết kiệm chi phí, các giải pháp sau có thể được xem xét:

• Tối ưu hóa thiết kế, vận hành hệ thống xử lý.

• Áp dụng các công nghệ xử lý bền vững, tiết kiệm năng lượng.

• Tái sử dụng nước thải sau xử lý vào các công việc khác.

• Nghiên cứu phát triển các công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp.

Mặc dù tốn kém, nhưng việc đầu tư xây dựng hệ thống và áp dụng công nghệ xử lý nước thải là cần thiết. Về lâu dài, lợi ích mang lại sẽ vượt xa chi phí bỏ ra. Bảo vệ môi trường là trách nhiệm và nghĩa vụ của mỗi quốc gia, doanh nghiệp và người dân.

Vận hành hệ thống xử lý nước thải sẽ tốn nhiều chi phí

Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt tiêu chuẩn

Một quy trình xử lý nước thải hoàn chỉnh thường gồm các giai đoạn chính sau:

• Xử lý sơ bộ: Loại bỏ các chất rắn lớn, cát, dầu mỡ nổi bằng song chắn rác, bể gạn cát, bể tách dầu mỡ. Bảo vệ các thiết bị sau này.

• Xử lý bậc 1: Loại bỏ các chất lơ lửng và một phần chất hữu cơ bằng quá trình lắng đọng, tuyển nổi. Thường dùng bể lắng sơ cấp.

• Xử lý bậc 2: Phân hủy chất hữu cơ bằng vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí. Các công nghệ thường dùng như: bùn hoạt tính, lọc sinh học, mbbr, ao hiếu khí…

• Xử lý bậc 3: Loại bỏ chất dinh dưỡng (N, P), vi sinh vật gây bệnh, màu, mùi bằng quá trình hóa lý như keo tụ tạo bông, khử trùng, hấp phụ than hoạt tính…

• Khử trùng: Diệt vi sinh vật gây bệnh bằng clo, tia cực tím, ozon. 

• Xử lý bùn: Bùn sinh học từ bể lắng được đưa đến khu xử lý bùn để làm đặc, ổn định, khử nước và cuối cùng là chôn lấp hoặc chế biến thành phân compost.

Trong đó, xử lý bậc 2 đóng vai trò quan trọng nhất, quyết định đến hiệu quả xử lý của toàn bộ quy trình. Một số quy trình còn áp dụng công nghệ xử lý kết hợp hiếu khí và kị khí để nâng cao hiệu suất xử lý.

Các vấn đề thường gặp trong xử lý nước thải và cách khắc phục

Trong quá trình vận hành các công trình xử lý nước thải, một số vấn đề thường gặp phải là:

Lượng bùn thải lớn: Bùn thải phát sinh nhiều sẽ gây khó khăn trong quá trình vận chuyển, xử lý. Giải pháp là nâng cao hiệu suất xử lý bùn bằng các phương pháp như:

• Phân hủy kỵ khí bùn thải để tạo ra khí sinh học.

• Sấy khô bùn thải để giảm thể tích, khử nước.

• Ép bùn thải để làm tăng nồng độ chất rắn.

• Ủ phân compost để tạo phân hữu cơ.

• Chôn lấp bùn thải đã xử lý ổn định tại bãi chôn lấp hợp vệ sinh.

Bọt, váng nổi trong bể xử lý: Hiện tượng này làm giảm hiệu quả xử lý và gây mất mỹ quan. Nguyên nhân có thể do nồng độ chất hoạt động bề mặt cao hoặc vi khuẩn dạng sợi phát triển quá mức. Giải pháp là điều chỉnh tải trọng chất hữu cơ, bổ sung chất diệt bọt và kiểm soát chặt chẽ các thông số vận hành.

Mùi hôi từ hệ thống xử lý: Nguyên nhân thường do quá trình phân hủy kị khí các chất hữu cơ tạo khí độc như H2S, Mercaptan... Giải pháp là thu gom và xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ (dùng than hoạt tính, vôi tôi, dung môi), đốt nhiệt hoặc xử lý sinh học.

Chi phí năng lượng cao: Để tiết kiệm chi phí, nên ưu tiên các công nghệ xử lý ít tiêu tốn năng lượng như các hệ thống tự nhiên (ao hồ sinh học, đất ngập nước...), hệ thống xử lý kị khí. Ngoài ra cần thường xuyên bảo trì, bảo dưỡng thiết bị để nâng cao hiệu suất hoạt động.

Nhân lực vận hành: Đào tạo đội ngũ vận hành có chuyên môn, trang bị bảo hộ an toàn, cơ chế giám sát và phân tích chất lượng định kỳ... là những biện pháp hữu hiệu để duy trì hiệu quả xử lý ổn định.

Dù chưa thể tránh khỏi hoàn toàn, song các vấn đề trên đều có thể khắc phục được nếu áp dụng các biện pháp kỹ thuật và quản lý phù hợp. Vận hành an toàn, ổn định hệ thống xử lý nước thải luôn là mục tiêu hàng đầu.

Vai trò của cộng đồng trong việc quản lý nước thải

Con người đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu lượng nước thải cần xử lý và bảo vệ nguồn nước sạch. Dưới đây là một số hoạt động thiết thực mà cộng đồng có thể thực hiện:

Sử dụng nước tiết kiệm:

• Tắt vòi nước khi đánh răng, cạo râu, rửa bát đĩa...

• Các thiết bị nước bị rò rỉ cần sửa chữa nhanh chóng và kịp thời

• Sử dụng các thiết bị tiết kiệm nước (vòi hoa sen, bồn cầu).

Xử lý chất thải rắn đúng cách:

• Không vứt rác thải rắn (thuốc, dầu mỡ...) xuống cống rãnh.

• Thu gom những loại chất thải rắn và xử lý theo quy định

Sử dụng các chất liệu thân thiện với môi trường:

• Ưu tiên các sản phẩm có khả năng phân huỷ sinh học

• Hạn chế sử dụng các loại chất tẩy rửa độc hại

• Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng và xử lý các sản phẩm hóa chất.

Nâng cao nhận thức:

• Tham gia các chương trình tuyên truyền về bảo vệ nguồn nước.

• Chia sẻ thông tin về tác động của nước thải đến môi trường.

• Khuyến khích mọi người cùng chung tay tiết kiệm nước và xử lý nước thải.

Bằng những hành động thiết thực này, cộng đồng có thể góp phần giảm tải lượng nước thải cần xử lý, bảo vệ nguồn nước sạch và xây dựng một môi trường sống bền vững hơn.

Đông Á chuyên sản xuất các loại hoá chất dùng trong xử lý nước thải công nghiệp

Hóa chất xử lý nước thải chuyên dụng hiện nay

Ngoài việc ứng dụng công nghệ xử lý nước thải thì việc sử dụng hoá chất cũng là một trong những cách hiệu quả, tiết kiệm chi phí được các doanh nghiệp và nhà nước lựa chọn. Các sản phẩm được sử dụng phổ biến bao gồm chlorine, PAC, NaOH, Clo… Tất cả được sản xuất bởi Đông Á Chemical với số lượng lớn, giá thành rẻ tận xưởng, đáp ứng mọi nhu cầu sử dụng trên toàn quốc.

Đông Á có diện tích nhà xưởng rộng lớn, đội ngũ nhân công làm việc ngày đêm, sản phẩm được kiểm tra và kiểm định kỹ lưỡng trước khi bán ra thị trường. Chúng tôi đang là đối tác của nhiều doanh nghiệp lớn nhỏ trong nước. Quý khách có nhu cầu mua hóa chất xử lý nước thải hãy liên hệ ngay tổng đài 0822 525 525  để được báo giá tốt nhất. 

Trên đây là bài luận tổng quan về công nghệ xử lý nước thải. Như chúng ta đã thấy, công nghệ xử lý nước thải đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học, hóa lý đã được áp dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả tích cực. Các công nghệ mới như MBBR, MBR, SBR... cũng đang dần được hoàn thiện, hứa hẹn nâng cao chất lượng nước thải xử lý