Quy trình xử lý nước thải

Nội Dung

Xử lý nước thải là quá trình loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ nước thải, bao gồm cả nước thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp, để đạt được tiêu chuẩn môi trường trước khi thải ra môi trường tự nhiên. Quy trình xử lý nước thải thường được chia thành các giai đoạn chính: xử lý sơ cấp, xử lý thứ cấp, xử lý bậc cao và xử lý bùn thải.

1. Xử lý sơ cấp (Primary Treatment)

Mục tiêu của giai đoạn này là loại bỏ các tạp chất rắn lớn, dầu mỡ và các hạt lơ lửng trong nước thải.

Quy trình:

• Song chắn rác:
  • Lọc bỏ các vật thể lớn như rác, bao bì, cành cây.
  • Rác thải được thu gom để xử lý riêng.
• Bể lắng cát:
  • Loại bỏ các hạt cát, sỏi và các vật liệu nặng khác có trong nước thải.
• Bể tách dầu mỡ:
  • Loại bỏ dầu mỡ nổi trên bề mặt.
• Bể lắng sơ cấp:
  • Lắng đọng các hạt rắn lơ lửng và bùn cặn nặng.

Kết quả:

• Loại bỏ khoảng 30-50% chất rắn lơ lửng.

2. Xử lý thứ cấp (Secondary Treatment)

Mục tiêu chính là loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan và các vi sinh vật gây hại thông qua các quá trình sinh học.

Quy trình:

• Xử lý sinh học:

  • Bể Aerotank (hiếu khí): Sử dụng vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ. Oxy được cấp liên tục để duy trì hoạt động của vi sinh vật.
  • Bể thiếu khí (Anoxic): Loại bỏ nitrat (NO3-) thông qua quá trình khử nitrat (denitrification).
  • Bể kỵ khí (Anaerobic): Xử lý các chất hữu cơ phức tạp, thường áp dụng cho nước thải chứa dầu mỡ hoặc chất hữu cơ khó phân hủy.

• Bể lắng thứ cấp:

  • Loại bỏ bùn vi sinh sau quá trình xử lý sinh học.

Kết quả:

• Loại bỏ 85-90% chất hữu cơ hòa tan, amoni, nitrat và phospho.

3. Xử lý bậc cao (Advanced Treatment)

Giai đoạn này nhằm loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm còn lại và khử trùng để đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.

Quy trình:

• Lọc cát:
  • Loại bỏ các hạt lơ lửng nhỏ mà các giai đoạn trước chưa xử lý hết.
• Hấp phụ bằng than hoạt tính:
  • Loại bỏ các chất hữu cơ độc hại và kim loại nặng.
• Trao đổi ion:
  • Loại bỏ các ion hòa tan, ví dụ như amoni, nitrat, hoặc kim loại nặng.
• Khử trùng:
  • Sử dụng hóa chất (clo, ozon) hoặc tia cực tím (UV) để tiêu diệt vi khuẩn, virus còn lại trong nước thải.

Kết quả:

• Nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải hoặc tái sử dụng.

4. Xử lý bùn thải (Sludge Treatment) 

Bùn thải từ quá trình xử lý nước thải được xử lý qua các bước sau để giảm thể tích, ổn định và đảm bảo an toàn môi trường:

Quy trình:

1. Làm đặc bùn (Thickening):

   • Sử dụng bể lắng hoặc thiết bị làm đặc để tách bùn ra khỏi nước, giúp giảm thể tích bùn.

2. Ổn định bùn (Stabilization):

   • Xử lý hiếu khí: Dùng oxy để phân hủy các chất hữu cơ trong bùn.
   • Xử lý kỵ khí: Sử dụng vi sinh vật kỵ khí phân hủy bùn thành khí methane (CH4), có thể tận dụng làm năng lượng.

3. Khử nước bùn (Dewatering):

   • Sử dụng thiết bị ép bùn (băng tải, khung bản hoặc ly tâm) để tách nước còn lại trong bùn, tạo ra bùn khô.

4. Xử lý và tiêu hủy:

   • Bùn khô sau khi xử lý có thể được:
     • Chôn lấp: Đối với bùn không độc hại.
     • Đốt: Đối với bùn chứa chất ô nhiễm nguy hại.
     • Tái sử dụng: Làm phân bón hoặc nguyên liệu sản xuất nếu bùn đạt tiêu chuẩn an toàn.

5. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải

Dưới đây là một sơ đồ đơn giản mô tả các bước xử lý:

Nước thải đầu vào → Song chắn rác → Bể lắng cát → Bể tách dầu mỡ → Bể lắng sơ cấp → Bể Aerotank / Kỵ khí → Bể lắng thứ cấp → Lọc cát / Than hoạt tính → Khử trùng → Nước thải đầu ra đạt chuẩn

Bùn thải → Làm đặc bùn → Ổn định bùn → Khử nước bùn → Xử lý hoặc tái sử dụng

6. Các công nghệ xử lý nước thải hiện đại

Ngoài quy trình truyền thống, các công nghệ tiên tiến đang được áp dụng:

• Công nghệ MBR (Màng lọc sinh học): Kết hợp quá trình sinh học với màng lọc, hiệu quả cao trong xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp.
• Công nghệ SBR (Bể phản ứng sinh học tuần hoàn): Quy trình linh hoạt cho xử lý nước thải có lưu lượng không ổn định.
• Công nghệ AO (Anoxic-Oxic): Xử lý nitơ và phospho hiệu quả, phổ biến trong xử lý nước thải đô thị.

7. Kết luận

Quy trình xử lý nước thải bao gồm các bước từ cơ bản đến nâng cao, nhằm loại bỏ chất ô nhiễm và đảm bảo nước thải đầu ra đáp ứng tiêu chuẩn môi trường. Việc áp dụng đúng quy trình không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tận dụng được nguồn tài nguyên từ nước thải (bùn, khí methane). Tùy thuộc vào loại nước thải và yêu cầu cụ thể, có thể lựa chọn công nghệ và quy trình xử lý phù hợp.