Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và các công nghệ ứng dụng hiện nay

Với khu dân cư, xử lý nước thải sinh hoạt là một việc rất quan trọng cần được xây dựng hệ thống bài bản và sử dụng công nghệ tân tiến để đạt hiệu quả xử lý tốt nhất. Vậy đâu là hệ thống và công nghệ xử lý nguồn nước thải sinh hoạt lý tưởng? Hãy tìm hiểu ngay sau đây!

Tại sao cần phải xử lý nước thải sinh hoạt?

Nước thải sinh hoạt là nguồn nước phát sinh từ hoạt động thường ngày trong khu dân cư, khu vui chơi, khu cung cấp dịch vụ công cộng,… chủ yếu đến từ quá trình tắm rửa, nấu ăn, ăn uống và hoạt động vệ sinh. Trong đó, nước thải sinh hoạt chiếm hàm lượng chất hữu cơ cao và có nhiều vi khuẩn, dầu mỡ và hóa chất tẩy rửa.

Và nếu nước thải sinh hoạt không được xử lý và thải trực tiếp ra ngoài ao hồ, sông suối, kênh rạch,… có thể làm ảnh hưởng nặng nề đến môi trường sống xung quanh, cụ thể như:

• Ô nhiễm nguồn nước, bốc mùi hôi khó chịu, rác thải nổi lềnh bềnh gây mất mỹ quan đô thị.
• Gây hại cho sức khỏe của con người về đường hô hấp, bệnh ngoài da hay các bệnh truyền nhiễm do tiếp xúc với những vi khuẩn, mầm bệnh phát triển trong không khí từ nguồn nước bẩn.
• Ảnh hưởng đến sự sống và phát triển của các sinh vật trong tự nhiên.
• Chất lượng cuộc sống của người dân bị thuyên giảm.

Đặc biệt, theo luật BVMT 2014, luật BVMT 2020 và nghị định 45/2022/NĐ-CP, nếu xả nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý ra ngoài môi trường có thể chịu phạt lên tới gần 1 tỷ đồng hoặc bị đình chỉ hoạt động, tước quyền sử dụng giấy phép môi trường và phải khắc phục tình trạng ô nhiễm như quy định.

Với những lý do trên, hoạt động xử lý nước thải sinh hoạt cần phải được xây dựng và quản lý với một hệ thống chặt chẽ cùng những công nghệ xử lý nước thải hiệu quả cao.

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đạt chuẩn chất lượng

Hệ thống xử lý nước thải từ sinh hoạt là tổng hợp của nhiều công nghệ xử lý với mục đích loại bỏ các chất gây hại, gây ô nhiễm,… và đưa ra nguồn nước đạt chuẩn đầu ra theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 14:2008/BTNMT đối với nước thải sinh hoạt. 

Tùy thuộc vào công nghệ ứng dụng trong hệ thống xử lý nguồn nước thải sinh hoạt sẽ có các thành phần xử lý khác nhau. Về cơ bản, một hệ thống xử lý đều có các thành phần sau:

• Bể điều hòa: Hệ thống chứa nguồn nước thải sinh hoạt gồm bể chứa, đường ống, đồng hồ nước thải (đồng hồ đo lưu lượng). Ngăn ngừa hiện tượng sinh mùi và giúp kiểm soát và quản lý lượng nước thải để quá trình phía sau hoạt động ổn định hơn.

• Bể lắng: Thiết kế gồm song chắn rác, bể lắng có nhiệm vụ lắng cát, loại bỏ các rác thải, cặn hữu cơ, cặn sinh học và các tụ bông sau khi xử lý bằng phương pháp hóa học.

• Bể xử lý hiếu – khí: Cung cấp không khí hoặc môi trường vô khí giúp các sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí sinh sống và phát huy công dụng chuyển những hóa chất gây hại, ô nhiễm sang cặn, bùn để loại bỏ.

• Bể khử trùng: Sử dụng hóa chất Clo, Ozone, đèn UV diệt khuẩn,… để khử trùng và đem đến nguồn nước đạt tiêu chuẩn.

• Bể chứa bùn: Ép các chất hữu cơ, chất cặn, bùn,.. từ bể lắng thành bùn để xử lý làm phân bón hoặc đem đi chôn lấp.

• Hệ thống điều khiển và vận hành: Giúp quá trình hệ thống hoạt động và điều chỉnh khi cần thiết được hiệu quả và trơn tru hơn.

Mỗi một thành phần trong hệ thống đều có chức năng riêng biệt nhưng chúng hoạt động song song hoặc nối tiếp nhau với mục đích hỗ trợ lẫn nhau và cùng đưa ra một kết quả là chất lượng nước đạt chuẩn.

>> Xem thêm: Xử lý nước thải – Quy trình và cách vận hành hệ thống an toàn, chất lượng

5 Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tân tiến hiện nay

Hiện nay, công nghệ xử lý nguồn nước thải sinh hoạt khá đa dạng, trong đó công nghệ ứng dụng nhiều trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tiêu biểu như AO, AAO, MBR, SBR, MBBR. 

Điểm chung của 5 công nghệ này là sự kết hợp với phương pháp vật lý, phương pháp sinh học và phương pháp hoa học nhằm đưa ra kết quả xử lý nguồn nước tốt nhất. Để hiểu rõ ưu nhược điểm của từng công nghệ, bạn hãy tìm hiểu ngay sau đây:

Công nghệ AO

Công nghệ AO (Anoxic – Oxic) là một trong những công nghệ được ứng dụng phổ biến rộng rãi không chỉ ở Việt Nam mà còn trên khắp thế giới. Công nghệ này phù hợp với nước thải sinh hoạt bởi cơ chế hoạt động nhờ hệ sinh vật thiếu khí và hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ.

Nhờ quá trình Nitrat ở bể thiếu khí và khử Nitrat hóa ở bể hiếu khí, công nghệ AO sẽ tạo ra chuyển hóa khử chất Nitơ có trong nước thải. Với công nghệ được sử dụng nhiều như hiện nay, chúng vẫn có một vài ưu, nhược điểm như sau:

Ưu điểm:

• Chi phí hoạt động và xây dựng hệ thống thấp
• Hệ thống vận hành ổn định, dễ dàng và có khả năng tự động hóa.
• Hệ thống thiết kế dạng module hợp khối nên dễ tăng công suất khi cần thiết, tiết kiệm diện tích xây dựng.
• Giúp loại bỏ tốt hàm lượng chất hữu cơ BOD và chất dinh dưỡng P, N trong nước thải. 
• Chi phí bảo dưỡng thấp.

Nhược điểm:

• Chỉ xử lý tốt với nguồn nước thải có nồng độ ô nhiễm thấp và ổn định như nước thải sinh hoạt.
• Hạn chế trong quá trình loại bỏ chất Photpho có trong nước thải.

Công nghệ AAO

AAO là viết tắt của cụm từ Anaerobic – Anoxic – Oxic, mang hàm nghĩa miêu tả về 3 phương pháp xử lý nước thải trong công nghệ này. Đây là công nghệ sử dụng phương pháp sinh học 3 bậc nhờ sự sinh trưởng và phát triển của 3 hệ vi sinh vật gồm kỵ khí – thiếu khí – hiếu khí để phân hủy những chất gây hại, ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt.

Ưu điểm:

• Loại bỏ triệt để các chất hữu cơ COD/BOD, chất gây hại, ô nhiễm trong nước thải.
• Phù hợp với đa dạng các loại nước thải, đặc biệt với nguồn nước thải có mức độ ô nhiễm trung bình hoặc cao.
• Dễ dàng trang bị thêm thiết bị mới khi cần thiết mà không cần phải tháo dỡ.
• Hệ thống xử lý nước thải có thể di dời khi chuyển địa điểm khu công nghệ, khu trung tâm thương mại,…

Nhược điểm:

• Chi phí xây dựng cao và cần khoảng diện tích lớn.
• Quy trình phức tạp nhiều bước nên cần phải chuyên môn và kỹ thuật cao khi vận hành hệ thống.
• Khả năng xử lý nồng độ bùn thấp nên phải duy trì nồng độ bùn khoảng 3 – 5g/l.
• Bắt buộc phải khử trùng nước trước khi thải ra ngoài môi trường.

Công nghệ SBR

Công nghệ SBR viết tắt của cụm từ Sequencing Batch Reactor có nghĩa là phương pháp xử lý nước thải theo mẻ. Bản chất của SBR là sử dụng bùn hoạt tính hiếu khí để quá trình xử lý sinh học hiếu khí và quá trình lắng đồng thời diễn ra trong cùng 1 bể, hoạt động theo từng mẻ liên tục.

Chu trình hoạt động của giải pháp SBR là theo một chu kỳ tuần hoàn với 5 giai đoạn gồm làm đầy, sục khí, lắng, rút nước và xả bùn giúp khử các chất hữu cơ BOD, chất dinh dưỡng N, P có trong nước. 

Ưu điểm:

• Không phải tuần hoàn bùn hoạt tính vì bùn sử dụng trong bể không bị hao hụt.
• Hệ thống vận hành tự động, dễ dàng hoạt động và không tốn nhiều nhân sự.
• Hệ thống thiết kế lắp đặt đơn giản, dễ dàng mở rộng nâng cấp và bảo dưỡng.
• Hiệu quả xử lý nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ, chất ô nhiễm, gây hại tốt, phù hợp với nước thải sinh hoạt, chăn nuôi, công nghiệp thực phẩm,…

Nhược điểm:

• Cần nhân viên kỹ thuật cao để vận hành hệ thống.
• Lưu lượng xử lý nước thải thấp và ngắt quãng do công nghệ SBR hoạt động theo mẻ.
• Quá trình sục khí dưới đáy bể dễ bị tắc nghẽn do bùn.

Công nghệ MBR

MBR (Membrane Bioreactor) là công nghệ sử dụng hệ thống xử lý bằng màng lọc với sự kết hợp giữa vi sinh trong bể bùn hoạt tính cùng công nghệ màng lọc sợi rỗng để lượng nước thải sau khi ra khỏi màng có chất lượng tốt nhất. 

Ưu điểm:

• Dễ dàng khi gia tăng công suất xử lý mà không cần thêm diện tích bể.
• Công nghệ vận hành đơn giản, tiết kiệm diện tích xây dựng.
• Khả năng loại bỏ chất rắn vô cơ, chất hữu cơ, chất ô nhiễm chỉ trong một lần thông qua màng lọc.
• Nước thải sau khi xử lý đã đạt chuẩn cột B trong bảng QCVN và có thể sử dụng trong tưới cây, vệ sinh môi trường,…

Nhược điểm:

• Cần phải vệ sinh màng lọc thường xuyên để hạn chế tình trạng tắc nghẽn.
• Khoản đầu tư xây dựng ban đầu khá lớn.

Công nghệ MBBR 

Công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là quá trình xử lý nhân tạo, sử dụng giá thể để vi sinh bám dính và sinh trưởng trong bể nhằm phân hủy hết các chất hữu cơ trong nước thải. 

Đồng thời, công nghệ MBBR là sự kết hợp giữa quá trình bùn than hoạt tính và màng sinh học nên sử dụng hầu hết cho các loại nước thải bị ô nhiễm hữu cơ và không tốn nhiều diện tích.

Ưu điểm:

• Tiết kiệm chi phí, diện tích xây dựng và điện năng tiêu thụ.
• Dễ dàng vận hành và nâng cấp hệ thống khi cần thiết.
• Hệ sinh vật tồn tại bền vững và dễ phục hồi nhờ màng MBBR sinh học.
• Công nghệ xử lý ít phát sinh ra bùn cặn, hạn chế tình trạng nghẹt bơm.
• Khả năng xử lý nguồn nước thải ô nhiễm, nguồn nước thải có nồng độ chất hữu cơ, P, N,… cao.

Nhược điểm:

• Cần vệ sinh công trình lọc thường xuyên để đạt tiêu chuẩn đầu ra của dòng nước thải.
• Sau một thời gian, các giá thể sẽ bị cũ và cần phải thay đổi giá thể MBBR định kỳ.

Kết luận:

Quá trình xử lý nước thải sinh hoạt có thể đưa ra nguồn nước tưới tiêu hoặc nguồn nước sạch để tái sử dụng, giúp bảo vệ môi trường sống của sinh vật cũng như con người. Chính vì thế, việc xây dựng một hệ thống xử lý nước thải bài bản trong sinh hoạt thường ngày là điều cần thiết phải làm.

Hy vọng bài viết trên của Tuấn Hưng Phát Valve có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về tầm quan trọng trong xử lý nước thải từ sinh hoạt. Đồng thời, xây dựng một hệ thống với công nghệ xử lý chất lượng cao để mang tới không gian xanh và nguồn nước chất lượng nhé!