Xử lý nước thải đô thị: Công nghệ và Quy trình hệ thống

Đặc trưng của nước thải đô thị và công nghiệp

Nước thải công nghiệp là nguồn nước phát sinh từ quá trình sản xuất công nghiệp. Vì vậy, nguồn nước này mang tính đặc trưng riêng của từng lĩnh vực.

Nước thải đô thị là nguồn nước được thải ra từ hoạt động sinh hoạt ở các thành phố, đô thị. Chúng bao gồm 4 thành phần chính là nước thải tự nhiên, nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt và nước thải thấm qua.

Nhìn chung, nước thải đô thị và công nghiệp có tính chất phức tạp và khó xử lý.

Đặc điểm của nguồn nước này phụ thuộc vào các yếu tố như sau:

• Điều kiện khí hậu.
• Tính chất và lưu lượng của nguồn nước thải theo mùa.
• Đặc trưng phát triển của từng thành phố: Số lượng nhà máy, số lượng dân cư…
• Lượng bùn, cát trong nước thải tạo ra.
• Đặc trưng của từng lĩnh vực phát triển công nghiệp.

Nước thải đô thị và công nghiệp có những thành phần cơ bản sau:

• Hàm lượng chất hữu cơ như COD, BOD cao.
• Tổng nito, photpho, Coliform cao.
• Hàm lượng các chất rắn lơ lửng trong nước lớn.
• Chứa nhiều nguyên tố vi lượng độc hại. Trong đó bao gồm các ion kim loại nặng như thuỷ ngân, đồng, chì, niken, kẽm…

Công nghệ xử lý nước thải đô thị và công nghiệp

Công nghệ sinh học

Điểm nổi bật của công nghệ sinh học là sử dụng vi sinh vật xử lý nước thải, phân huỷ chất hữu cơ, chất vô cơ trong nước thải thành năng lượng cho quá trình phát triển. Sản phẩm sau quá trình xử lý là CO2 và nước.

Công nghệ sinh học có 2 loại chính bao gồm:

• Phương pháp sinh học hiếu khí: Sử dụng nhóm vi sinh cần cung cấp đầy đủ oxy trong quá trình hoạt động.
• Phương pháp sinh học kỵ khí: Sử dụng nhóm vi sinh hoạt động trong điều kiện không có oxy.

Sục khí mở rộng

Công nghệ này thường áp dụng cho những bể như: Bể sục khí, bể lắng, bể bùn hồi lưu…

Tại đây, thời gian lưu trú của chất rắn khoảng 20 ngày và thuỷ lực khoảng 24h. Cần áp dụng công nghệ sục khí để nhằm mục đích sau:

• Tăng hiệu quả xử lý nước thải.
• Thúc đẩy quá trình nitrat hóa sinh học diễn ra mạnh mẽ để loại bỏ hết BOD.

Sử dụng phương pháp cố định

Màng cố định được áp dụng chủ yếu trong loại bỏ nitrat sinh học và BOD.

Công nghệ này có khá nhiều phương pháp khác nhau như: Bùn hoạt tính, bể phản ứng sinh học MBBR, lọc nhỏ giọt..

Cơ chế của phương pháp này là gắn cố định vi sinh vật vào vật liệu trong cá bể phản ứng thay vì để các vi sinh vật lơ lửng. Điều này sẽ giúp làm tăng hiệu quả xử lý nước thải.

Bể phản ứng sinh học màng

Bể phản ứng sinh học màng bao gồm các công trình như: Bể thiếu khí, sục khí và MBR.

Nước thải cần được xử lý lọc thô để loại bỏ tạp chất, rác thải có kích thước lớn trước khi đưa tới bể thiếu khí. Sau đó, đưa tới bể sục khí, màng MBR để xử lý BOD.

Công nghệ này có những ưu điểm nổi trội như sau:

• Không cần lọc bổ sung sau xử lý.
• Quá trình nitrat sinh học diễn ra thuận lợi, loại bỏ nitơ toàn phần.
• Thích hợp với những cả khu vực có diện tích nhỏ.

Hệ thống xử lý nước thải đô thị và công nghiệp

• Song chắn rác: Dùng để loại bỏ các vật thể lớn như rác, lá cây, và các mảnh vụn khác ra khỏi nước thải.
• Bể lắng sơ cấp: Dùng để tách các chất rắn lơ lửng ra khỏi nước thải thông qua quá trình lắng đọng.
• Bể aerotank: Cung cấp oxy cho vi khuẩn trong quá trình xử lý sinh học để phân hủy các chất hữu cơ hòa tan.
• Bể lọc sinh học: Sử dụng các vi sinh vật để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải.
• Bể lắng thứ cấp: Tách các vi sinh vật và các chất rắn sinh học ra khỏi nước thải sau quá trình xử lý sinh học.
• Thiết bị lọc cát: Dùng để loại bỏ các hạt nhỏ còn lại sau quá trình xử lý thứ cấp.
• Thiết bị xử lý hóa học: Sử dụng các hóa chất để loại bỏ các chất ô nhiễm còn lại.
• Thiết bị xử lý bằng tia cực tím (UV): Dùng để khử trùng nước thải trước khi xả ra môi trường.

Các thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nước thải được xử lý một cách hiệu quả trước khi được xả ra môi trường.

Quy trình hệ thống xử lý nước thải đô thị

Xử lý sơ bộ

• Ban đầu, nước thải đô thị và công nghiệp sẽ được đưa các song chắn rác thô. Những tạp chất có kích thước lớn, túi nilon, thức ăn thừa, rác thải sẽ được giữ lại ở song chắn. Điều này sẽ giúp giảm tải áp lực cho các hệ thống xử lý phía sau.
• Nước thải sau đó được đưa tới bơm và đưa qua các song chắn rác tinh. Tại đây, hệ thống sẽ loại bỏ các chất ô nhiễm có kích thước nhỏ hơn trước khi đưa tới bể tách dầu để xử lý.
• Bể tách dầu có nhiệm vụ loại bỏ các loại dầu mỡ, váng bọt nổi trên bề mặt nước. Điều này giúp giảm tắc nghẽn đường ống dẫn nước và không gây ảnh hưởng đến các công trình xử lý sau.
• Nước thải sau đó sẽ được chuyển đến bể điều hòa. Bể này có tác dụng ổn định lưu lượng và nồng độ của nước thải. Tại đây, 10% BOD và 10% COD cũng sẽ được loại bỏ.

Xử lý thứ cấp

Đây là giai đoạn quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đô thị và công nghiệp.

Trong giai đoạn này, các vi sinh vật hiếu khí ở bể Aerotank sẽ chuyển hóa chất hữu cơ thành năng lượng cho sự phát triển. Nhờ đó, loại bỏ các thành phần ô nhiễm trong nước thải.

Để quá trình này diễn ra ổn định, cần phải cung cấp oxy liên tục vào trong bể thông qua hệ thống máy thổi khí, sục khí…

Xử lý hoàn thiện

Sau quá trình xử lý sinh học, nước thải sẽ được chuyển tới bể lắng sinh học. Công trình này có tác dụng làm lắng, loại bỏ các bông bùn chứa xác vi sinh được tạo ra từ quá trình xử lý sinh học.

• Một phần bùn sẽ được tuần hoàn lại bể sinh học để đảm bảo sinh khối. Phần còn lại sẽ được đưa tới bể chứa bùn để thu gom và xử lý riêng.
• Nước thải sau đó sẽ chuyển tới bể trung gian để ổn định lưu lượng, nồng độ rồi đưa sang bể khử trùng.
• Tại bể khử trùng, người ta châm vào trong nước một lượng hóa chất (thường là chlorine) để tiêu diệt vi khuẩn trong nước.
• Tiếp đến, nước thải sẽ chuyển tới bồn lọc áp lực để loại bỏ các tạp chất còn sót lại của quá trình xử lý.

Trên đây là chia sẻ của các chuyên gia về hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đô thị và công nghiệp. Hy vọng những thông tin chúng tôi mang lại đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này và lựa chọn công nghệ phù hợp. Nếu bạn còn thắc mắc, hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn chi tiết từ các chuyên gia.