Xử lý nước thải là gì? Quy trình và cách vận hành hệ thống

Hiện nay, giải pháp xử lý nước thải đang rất được quan tâm trong quá trình xây dựng và vận hành nhà máy, nhà xưởng hay tại các khu công nghiệp. Để hiểu rõ chi tiết hơn về giải pháp làm sạch nước thải, hãy cùng Tuấn Hưng phát Valve theo dõi ngay bài viết sau nhé!

Xử lý nước thải là gì? Hiệu quả như thế nào?

Xử lý nước thải là một quy trình kỹ thuật phức tạp, bao gồm việc áp dụng các biện pháp khác nhau để loại bỏ hoặc biến đổi các chất ô nhiễm có trong nước thải, nhằm mục đích làm sạch nước thải và đảm bảo an toàn cho môi trường trước khi xả thải hoặc tái sử dụng. Quá trình này thường sử dụng kết hợp các phương pháp vật lý, hóa học và sinh học để đạt được hiệu quả xử lý tối ưu.

Kết quả của quá trình xử lý nước thải là nước thải đã được làm sạch, đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải theo quy định của pháp luật. Tuy nhiên, quá trình này cũng tạo ra một lượng chất thải rắn hoặc bùn, chứa các chất ô nhiễm đã được loại bỏ khỏi nước thải. Bùn thải này cần phải được xử lý tiếp theo bằng các phương pháp như ủ phân compost, đốt hoặc chôn lấp hợp vệ sinh để tránh gây ô nhiễm thứ cấp.

Xử lý nước thải hiệu quả mang lại những lợi ích gì?

• Giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ hệ sinh thái và đa dạng sinh học.
• Ngăn ngừa các bệnh lây truyền qua đường nước, đảm bảo nguồn nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất.
• Tạo ra nguồn nước sạch có thể tái sử dụng cho các mục đích khác nhau như tưới tiêu, rửa xe, hoặc thậm chí là cấp nước cho công nghiệp sau khi đã qua xử lý nâng cao.
• Đáp ứng các quy định về xả thải nước thải, tránh bị xử phạt và nâng cao uy tín của doanh nghiệp.
• Góp phần vào mục tiêu bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế – xã hội bền vững.

Các bước trong quy trình xử lý nước thải hiện nay

Mỗi một hệ thống làm sạch nước thải của mỗi công trình sẽ được thiết kế khác nhau, nhưng quá trình thực hiện xử lý nước bẩn đều gồm 7 bước cơ bản sau đây:

Bước 1: Nước thải từ nhiều nguồn khác nhau sẽ chuyển về bể chứa tại nhà máy xử lý hoặc các điểm thu gom trong hệ thống đường ống.

Bước 2: Loại bỏ rác thải, mảnh vụn,… bằng hệ thống lọc rác.

Bước 3: Sử dụng phương pháp bơm chìm tách cặn bã, dầu mỡ ra khỏi nước thải.

Bước 4: Sử dụng hóa chất để điều chỉnh độ pH, loại bỏ chất cặn lơ lửng, chất vô cơ và kim loại.

Bước 5: Sục khí vào bể liên tục để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ cùng các chất ô nhiễm khác như Nito, Photpho,… Đồng thời, tạo môi trường thuận lợi cho các sinh vật hiếu khí phát triển và tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải, tạo ra hạt nặng để loại bỏ.

Bước 6: Khử trùng với hóa chất như thuốc tẩy, Clo, tia cực tím hoặc Ozone…

Bước 7: Thải ra nguồn tiếp nhận như ao hồ, sông suối khi nước đạt chuẩn yêu cầu.

Ngoài ra, đối với rác thải được lọc ra ở bước 2 sẽ được mang đi xử lý hoặc chôn lấp. Đối với bùn được lắng ở bể tại bước 3, bước 4 và bước 5, sẽ được làm đặc và phân hủy hoặc sử dụng làm phân bón.

Cấu tạo trong hệ thống xử lý nước thải

Hệ thống xử lý nước thải bao gồm nhiều công nghệ xử lý riêng lẻ kết hợp lại với nhau, đem đến hiệu quả xử lý nước đã qua sử dụng đạt chuẩn yêu cầu. Mỗi một loại nước thải sẽ có cách thức xử lý khác nhau nhưng trong một hệ thống xử lý và làm sạch đều bao gồm các thành phần cơ bản:

• Bể lắng, song chắn,…: Loại bỏ các chất rắn lơ lửng trong hoạt động xử lý nước bẩn.
• Đồng hồ nước thải hoặc đồng hồ đo lưu lượng: Đo lường và kiểm soát lưu lượng dòng chảy của nước thải.
• Nguồn cấp hóa chất: Thực hiện quá trình đông tụ, kết tủa để xử lý các chất vô cơ, chất hữu cơ, chất lơ lửng nhỏ hay kim loại nặng,…
• Keo tụ, tụ bông: Loại bỏ hết những chất rắn lơ lửng còn sót lại sau khi qua hệ thống song chắn, bể lắng,…
• Điều chỉnh độ pH: Sử dụng phương pháp xử lý hóa học để cân bằng độ pH, đưa ra nguồn nước có độ pH đạt chuẩn.
• Bộ điều khiển: Tùy thuộc vào thiết kế và hoạt động vận hành của hệ thống xử lý.

Cách vận hành hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn

Để quá trình vận hành đạt hiệu quả và theo đúng như kế hoạch đề ra, bạn cần hiểu rõ cách vận hành hệ thống xử lý nước thải, cụ thể như sau:

Bước 1: Kiểm tra hệ thống

Nhân viên sẽ tiến hành kiểm tra kỹ thuật toàn diện trước khi hệ thống bắt đầu hoạt động, bao gồm:

• Kiểm tra hệ thống điện, chỉ số Ampe kế, Vol kế.
• Kiểm tra hoạt động máy thổi khí về đường ống và buồng thổi khí, kết hợp kiểm tra dầu, mỡ bôi trơn để máy hoạt động trơn tru khi vận hành. 
• Kiểm tra hệ thống hóa chất còn trong thùng chứa có đủ vận hành trong thời gian dự kiến hay không.
• Kiểm tra mực nước trong bể xử lý và xác định hoạt động của điện cực mực nước. Đồng thời, kiểm tra buồng bơm nước thải có bị nghẹt rác hay không.

Bước 2: Bắt đầu chạy hệ thống

Khởi động hệ thống. Lưu ý, nếu phát hiện vấn đề bất thường trong khi vận hành, cần đưa ra giải pháp phù hợp hoặc báo cáo cho người có trách nhiệm.

Bước 3: Tạo hóa chất

Tiến hành pha hóa chất cẩn thận theo đúng công thức để tránh những phản ứng không mong muốn và nhân viên đeo đầy đủ trang thiết bị tránh dính phải hóa chất. 

Ví dụ, đối với hóa chất khử khí Nitơ là Methanol 99%, bạn sẽ pha theo công thức: Giả sử thể tích bồn chứa xử lý nước thải là 100 lít. Dùng Methanol 99% pha loãng thành dung dịch Methanol 10% theo cách tính sau: 100 x (10%)/(99%) (lít ) ≈ 10 lít. 

Bước 4: Kiểm tra chỉ số của các bể

Tiến hành xem xét các thông số hoạt động gồm độ pH, SV30, màu, khả năng keo tụ, độ lớn bông bùn, COD, Nitơ tổng, Photpho tổng trong bể hiếu khí, bể kỵ khí, bể lắng, bể keo tụ, bể tụ bông và bể khử trùng.

• Độ pH: Điều chỉnh trong khoảng dưới 7,0 – 8,0 độ.
• SV30: Duy trì nồng độ bùn ở mức 30%.
• Màu: Thường có màu vàng nhạt tại bể hiếu khí, kỵ khí và nước trong tại bể lắng, bể tạo bông, bể khử trùng.
• Khả năng keo tụ, Độ lớn bông bùn: Tạo bông bùn có khả năng lắng cao nhất.
• COD, Nitơ tổng, Photpho tổng: ≤ Tiêu chuẩn cho phép (mg/l).

Bước 5: Kiểm tra chất lượng nước đã xử lý

Đánh giá chất lượng nước định kỳ dựa vào chất lượng nước đầu ra của nước thải sinh hoạt hay nước thải công nghiệp theo quy chuẩn Việt Nam tại cột A hoặc cột B. 

Nếu chất lượng nước đạt chuẩn yêu cầu sẽ duy trì vận hành hệ thống, còn nếu chất lượng nước chưa đạt chuẩn yêu cầu thì phải lên phương án vận hành hệ thống thay thế.

Bước 6: Ghi chép lại số liệu vận hành

Ghi chép lại thông số vận hành đồng thời báo cáo tình trạng hệ thống định kỳ với đơn vị có trách nhiệm.

Các phương pháp xử lý nước thải áp dụng phổ biến hiện nay

Xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý

Đây là phương pháp nằm trong giai đoạn đầu của quá trình xử lý nước đã qua sử dụng. Phương pháp xử lý lý học để loại bỏ các rác thải dạng lơ lửng, có kích thước lớn và gồm 4 cách sau:

• Song chắn rác: Song chắn rác có kích thước từ thô, trung bình đến mịn tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh. Giúp loại bỏ các rác trôi nổi có kích thước lớn như vỏ hộp, cây, bao nilon, giẻ,… hạn chế tình trạng tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. 
• Bể lắng cát: Gồm bể đứng và bể ngang và sử dụng tác các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải và lớp cặn được tạo ra nhờ quá trình keo tụ, tạo bông. Hỗ trợ bơm và các đường ống phía sau không bị tắc.
• Tuyển nổi: Thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng, các bọt khí sẽ dính vào hạt cặn giúp tách các hợp chất thể rắn hoặc thể lỏng phân tán không tan ra khỏi nước bẩn. Góp phần khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học.
• Keo tụ, Tạo bông: Tạo thành liên kết giữa các hạt rắn lơ lửng, khiến chúng kết tụ, tạo thành cục bông lớn, nặng và lắng xuống bể.

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Phương pháp xử lý nước thải sinh học là phương pháp sử dụng để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô cơ như H2S, Nitơ, Sunfit,… thông qua hoạt động của các vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí để phân hủy những chất hữu cơ gây ô nhiễm.

• Giải pháp kỵ khí: Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí hoạt động trong điều kiện không có oxy.
• Giải pháp hiếu khí: Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí hoạt động trong điều kiện thổi khí oxy liên tục .

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Là phương pháp xử lý quan trọng trong hệ thống xử lý nước đã qua sử dụng, phương pháp này có khả năng loại bỏ các kim loại nặng, các chất độc, chất gây ô nhiễm mà phương pháp khác không thể xử lý. Trong đó, có 3 phương pháp xử lý hóa học thường được ứng dụng:

• Trung hòa: Điều chỉnh nước thải có độ pH về khoảng dưới tiêu chuẩn bằng cách trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm hoặc hấp thụ khí axit bằng nước kiềm, hấp thụ amoniac bằng nước axit hoặc sử dụng thành phần hóa học hỗ trợ cân bằng.
• Kết tủa: Sử dụng cả 2 quá trình kết tủa là canxi cacbonat và hydroxit để loại bỏ kim loại nặng như Ni, Cu, Mg bằng hóa chất kết tủa như phèn nhôm, phèn sắt, vôi,… Các chất cặn sau khi kết tủa được xử lý bằng cách lắng cặn. 
• Oxy hóa – khử: Sử dụng Clo (khí/lỏng), CaClO, NaCIO, Ozone,… để chuyển hóa các chất độc hại sang chất ít độc hại ra khỏi nước thảm. Giúp xử lý nước thải khỏi các chất gây hại và gây ô nhiễm.

Các khái niệm liên quan đến xử lý nước thải

Câu 1: Nước thải là gì?

Nước thải là nước đã qua sử dụng và bị ô nhiễm bởi các hoạt động sinh hoạt, sản xuất, kinh doanh hoặc các hoạt động khác của con người và động vật.

Câu 2: Bể xử lý nước thải là gì?

Bể xử lý nước thải là một công trình đơn lẻ được thiết kế để thực hiện một hoặc một vài công đoạn xử lý nước thải, ví dụ như bể lắng, bể lọc, bể Aerotank,…

Câu 3: Trạm xử lý nước thải là gì?

Trạm xử lý nước thải là một tổ hợp các công trình và thiết bị được xây dựng để xử lý nước thải từ một khu vực nhất định (khu dân cư, khu công nghiệp). Trạm xử lý thường bao gồm nhiều bể xử lý khác nhau, cùng với các thiết bị bơm, thổi khí, khử trùng…

Câu 4: Hệ thống xử lý nước thải là gì?

Hệ thống xử lý nước thải là một mạng lưới phức tạp bao gồm các trạm xử lý nước thải, đường ống dẫn nước thải, trạm bơm và các công trình phụ trợ khác, được thiết kế để thu gom, vận chuyển và xử lý nước thải từ một khu vực rộng lớn.

Câu 5: Công suất xử lý nước thải là gì?

Công suất xử lý nước thải là khả năng xử lý một lượng nước thải nhất định trong một đơn vị thời gian của một trạm hoặc hệ thống xử lý nước thải. Đơn vị thường dùng là mét khối/ngày (m³/ngày) hoặc lít/giây (l/s).

Xử lý nước thải hiện nay là hoạt động vô cùng cần thiết và quan trọng trong sinh hoạt thường ngày hay tại các nhà máy, khu công nghiệp. Bên cạnh một quy trình xử lý bài bản thì cách vận hành hệ thống cũng quan trọng không kém giúp kết quả làm sạch nước bẩn được tốt nhất.