Hệ thống xử lý nước thải là một quá trình để loại bỏ chất bẩn, chất ô nhiễm ra khỏi nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải bệnh viện…) nhằm mục đích bảo vệ môi trường và tái sử dụng nguồn nước thải đã được xử lý.
Xử lý nước thải có thể dùng nhiều biện pháp khác nhau như: vật lý, hoá học, sinh học – Tuỳ vào từng loại nước thải mà việc áp dụng công nghệ phù hợp để đạt hiệu quả cao nhất.
I- Hệ thống xử lý nước thải
Với các công ty sản xuất, nước thải là thành phần không thể thiếu sau mỗi quá trình hoạt tính. Vì thế, các công ty cần có ít nhất một hệ thống xử lý nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho công nhân và môi trường, đặc biệt là tuân thủ theo quy định xả thải của nhà nước.
Hệ thống xử lý nước thải tốt sẽ không gây hại cho môi trường, sức khỏe con người và sản phẩm của công ty (trong trường hợp nước thải đang được tái sử dụng). Ngoài ra, các hệ thống xử lý nước thải còn giúp công ty hạn chế các khoản tiền phạt do xả thải nhiễm bẩn ra ngoài môi trường.
Vậy Hệ thống xử lý nước thải là gì? Hệ thống xử lý nước thải sẽ loại bỏ những gì? Và hệ thống xử lý nước thải nào tối ưu nhất hiện nay?
Hệ thống xử lý nước thải
1. Hệ thống xử lý nước thải là gì?
Hệ thống xử lý nước thải có tên tiếng anh là Waste water treatment system – là hệ thống được hình thành bởi nhiều công nghệ và hóa chất khác nhau nhằm giải quyết các vấn đề có trong nước thải. Từ đó tạo thành một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh.
Hệ thống xử lý nước thải tốt là hệ thống xử lý nước thải được thiết kế để phù hợp với sự thay đổi của nhu cầu xử lý nước thải, có thể tồn tại lâu, bền nhằm tránh tốn kém chi phí trong việc thay thế hoặc nâng cấp thiết bị.
Một hệ thống xử lí nước thải chuẩn, cần xử lý được những vấn đề sau:
– Thứ nhất: Xử lý được những thành phần độc hại có trong nước thải, đáp bảo chất lượng nước thải theo BYT (QCVN về nước thải)
– Thứ hai: Chi phí xây dựng, lắp đặt hợp lý nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước thải.
– Thứ ba: Nâng cấp dễ dàng khi có thay đổi về chất lượng nước sau này
– Thứ tư: Tùy ý thêm lượng hóa chất xử lý nước thải
2. Một hệ thống xử lý nước thải bao gồm những quy trình nào?
Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải trước khi đưa ra môi trường là việc làm cần thiết đối với bất cứ cơ quan, doanh nghiệp hay cá nhân nào. Việc xử lý nước thải bao gồm rất nhiều công đoạn như hóa học, vật lý, sinh học xảy ra.
Các quá trình này có tác dụng thúc đẩy việc cải thiện chất lượng nước, giúp giảm thiểu tối đa hàm lượng độc hại thải ra môi trường để có thể sử dụng lại và không gây ô nhiễm. Dưới đây là một số công đoạn của các hệ thống xử lý nước thải phổ biến nhất hiện nay.
Hệ thống xử lý nước thải trước khi đưa ra môi trường
Quy trình xử lý cơ học, vật lý
Trong nước thải thường chứa các chất không tan, có kích thước lớn ở dạng lơ lửng nên đầu hệ thống xử lí nước thải cần tác các chất này ra khỏi nước thải. Để tách chúng ra khỏi nước thải, chúng ta cần dùng các phương pháp như: lọc qua song chắn rác. lưới chắn rác, lắng cát, tuyến nổi,… Tùy thuộc vào kích thước, tính chất lý hóa, đặc điểm của chất lơ lửng mà lựa chọn công nghệ thích hợp
Quy trình xử lý hóa học, lý hóa
Sau khi loại bỏ chất thải có kích thước lớn trong nước thải, quy trình tiếp theo của hệ thống là xử lý hóa học như: trung hòa pH, keo tụ tạo bông,… để điều chỉnh pH, loại bỏ các chất lơ lửng kích thước nhỏ, kim loại nặng trong nước và các chất vô cơ
Quy trình xử lý sinh học:
Xử lý sinh học chủ yếu bao gồm các phương pháp: kỵ khí, hiếu khí,… nhằm loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan trong nước tải như H2S, Sunfit, Ammonia, Nito,…
3. Hệ thống xử lý nước thải loại bỏ được những gì?
Một hệ thống xử lý nước thải chuẩn sẽ được tạo thành từ những công nghệ cần thiết để xử lý, loại bỏ các chất thải sau đây:
- – Tổng chất rắn hòa tan (TDS)
- – Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)
- – Nitra và Phốt phát
- – Mầm bệnh có trong nước thải
- – Kim loại nặng, nhẹ tồn tại trong nước thải
- – Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
- – Các loại hóa chất tổng hợp
4. Các hệ thống xử lý nước thải tối ưu nhất hiện nay
Hình ảnh hệ thống xử lý nước thải tiên tiến trên thế giới
Để đạt được hiệu quả cao nhất, tiết kiệm chi phí nhất trong quá trình xử lý nước thải, trong bài viết này, Adoco.vn sẽ cung cấp cho các bạn những hệ thống xử lý nước thải với hiệu quả cao nhất.
| Các hệ thống xử lý nước thải | Tác dụng |
| 1. Hệ thống xử lý nước thải điều lưu | Kiểm soát biến động của nước thải |
| 2. Hệ thống xử lý nước thải trung hòa | Cân bằng độ pH |
| 3. Hệ thống xử lý nước thải keo tụ và tạo bông cặn | Cải thiện khả năng tạo bông cặn |
| 4. Hệ thống xử lý nước thải kết tủa | Loại bỏ kim loại nặng ra khỏi nước thải |
| 5. Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ tuyến nổi | Loại bỏ các chất có khẳ năng nổi trên mặt nước |
| 6. Bể lắng trong hệ thống xử lý nước thải | Loại bỏ chất rắn lơ lửng, chất ô nhiễm ra khỏi nước |
| 7. Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học hiếu khí | Phân hủy, hòa tan các chất hữu cơ có trong nước |
| 8. Hệ thống xử lý nước thải cấp 3 | Loại bỏ chất độc hại có trong nước ra ngoài |
Hệ thống xử lý nước thải điều lưu
Điều lưu là quá trình giảm thiểu hoặc kiểm soát các biến động về đặc tính của nước thải nhằm tạo điều kiện tối ưu cho các quá trình xử lý nước thải kế tiếp. Quá trình điều lưu được tiến hành bằng cách trữ nước thải lại trong một bể lớn, sau đó bơm định lượng chúng vào các bể xử lý kế tiếp.
Hệ thống bể điều lưu xử lý nước thải trong công nghiệp
Quá trình điều lưu được sử dụng:
- Điều chỉnh sự biến thiên về lưu lượng của nước thải theo từng giờ trong ngày.
- Tránh sự biến động về hàm lượng chất hữu cơ làm ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn trong các bể xử lý sinh học.
- Kiểm soát pH của nước thải để tạo điều kiện tối ưu cho các quá trình sinh học, hóa học sau đó.
- Khả năng chứa của bể điều lưu cũng góp phần giảm thiểu các tác động đến môi trường do lưu lượng thải được duy trì ở một mức độ ổn định.
- Ngoài ra, bể điều lưu còn là nơi cố định các độc chất đối với quá trình xử lý sinh học làm cho hiệu suất của quá trình này tốt hơn.
Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ trung hoà
Nước thải thường có pH không thích hợp cho các quá trình xử lý sinh học hoặc thải ra môi trường. Do đó, nó cần phải được trung hòa. Có nhiều cách để tiến hành quá trình trung hòa:
– Trộn lẫn nước thải có pH acid và nước thải có pH bazơ. Bằng cách trộn lẫn hai loại nước thải có pH khác nhau, chúng ta có thể đạt được mục đích trung hòa. Quá trình này đòi hỏi bể điều lưu đủ lớn để chứa nước thải.
– Trung hòa nước thải Acid: người ta thường cho nước thải có pH acid chảy qua một lớp đá vôi để trung hoà; hoặc cho dung dịch vôi vào nước thải, sau đó vôi được tách ra bằng quá trình lắng.
– Trung hòa nước thải kiềm: bằng các acid mạnh (lưu ý đến tính kinh tế). CO2 cũng có thể dùng để trung hòa nước thải kiềm, khi sục CO2 vào nước thải, nó tạo thành acid carbonic và trung hòa với nước thải.
Xử lý nước thải bằng công nghệ keo tụ và tạo bông cặn
Hai quá trình hóa học này kết tụ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo để tạo nên những hạt có kích thước lớn hơn. Nước thải có chứa các hạt keo có mang điện tích (thường là điện tích âm).
Chính điện tích của nó ngăn cản không cho nó va chạm và kết hợp lại với nhau làm cho dung dịch được giữ ở trạng thái ổn định. Việc cho thêm vào nước thải một số hóa chất (phèn, ferrous chloride…) làm cho dung dịch mất tính ổn định và gia tăng sự kết hợp giữa các hạt để tạo thành những bông cặn đủ lớn để có thể loại bỏ bằng quá trình lọc hay lắng cặn.
Các chất keo tụ thường được sử dụng là muối sắt hay nhôm có hóa trị 3. Các chất tạo bông cặn thường được sử dụng là các chất hữu cơ cao phân tử như polyacrilamid. Việc kết hợp sử dụng các chất hữu cơ cao phân tử với các muối vô cơ cải thiện đáng kể khả năng tạo bông cặn.
Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp kết tủa
Kết tủa là phương pháp thông dụng nhất để loại bỏ các kim loại nặng ra khỏi nước thải. Thường các kim loại nặng được kết tủa dưới dạng hydroxide. Do đó, để hoàn thành quá trình này người ta thường cho thêm các base vào nước thải để cho nước thải đạt đến pH mà các kim loại nặng cần phải loại bỏ có khả năng hòa tan thấp nhất.
Thường trước quá trình kết tủa, người ta cần loại bỏ các chất ô nhiễm khác có khả năng làm cản trở quá trình kết tủa. Quá trình kết tủa cũng được dùng để khử phosphate trong nước thải.
Ứng dụng công nghệ tuyển nổi xử lý nước thải
Quá trình này dùng để loại bỏ các chất có khả năng nổi trên mặt nước thải như dầu, mỡ, chất rắn lơ lửng. Trong bể tuyển nổi người ta còn kết hợp để cô đặc và loại bỏ bùn. Đầu tiên nước thải, hay một phần của nước thải được tạo áp suất với sự hiện diện của một lượng không khí đủ lớn. Khi nước thải này được trả về áp suất tự nhiên của khí quyển, nó sẽ tạo nên những bọt khí. Các hạt dầu, mỡ và các chất rắn lơ lửng sẽ kết dính với các bọt khí và với nhau để nổi lên trên và bị một thanh gạt tách chúng ra khỏi nước thải.
Sử dụng bể tuyển nổi trong hệ thống xử lý nước thải hiện nay
Bể lắng trong xử lý nước thải công nghiệp
Quá trình lắng áp dụng sự khác nhau về tỉ trọng của nước, chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm khác trong nước thải để loại chúng ra khỏi nước thải. Đây là một phương pháp quan trọng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng.
Bể lắng thường có dạng chữ nhật hoặc hình tròn. Đối với dạng bể lắng hình chữ nhật ở đáy bể có thiết kế thanh gạt bùn theo chiều ngang của bể, thanh gạt này chuyển động về phía đầu vào của nước thải và gom bùn về một hố nhỏ ở đây, sau đó bùn được thải ra ngoài.
Có hai loại bể lắng hình tròn:
- Loại 1 nước thải được đưa vào bể ở tâm của bể và lấy ra ở thành bể
- Loại 2 nước thải được đưa vào ở thành bể và lấy ra ở tâm bể.
- Loại bể lắng hình tròn có hiệu suất cao hơn loại bể lắng hình chử nhật.
Quá trình lắng còn có thể kết hợp với quá trình tạo bông cặn khi đưa thêm vào một số hóa chất xử lý nước thải để cải thiện rõ rệt hiệu suất lắng.
Giải pháp xử lý nước thải công nghiệp bằng công nghệ xử lý sinh học hiếu khí
Phần lớn các chất hữu cơ trong nước thải bị phân hủy bởi quá trình sinh học. Trong quá trình xử lý sinh học các vi sinh vật sẽ sử dụng oxy để phân hủy chất hữu cơ và quá trình sinh trưởng của chúng tăng nhanh. Ngoài chất hữu cơ (hiện diện trong nước thải), oxygen (do ta cung cấp) quá trình sinh học còn bị hạn chế bởi một số chất dinh dưỡng khác. Ngoại trừ nitơ và photpho, các chất khác hiện diện trong chất thải với hàm lượng đủ cho quá trình xử lý sinh học. Nước thải sinh hoạt chứa các chất này với một tỉ lệ thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Một số loại nước thải công nghiệp như nước thải nhà máy giấy có hàm lượng carbon cao nhưng lại thiếu phospho và nitơ, do đó cần bổ sung hai nguồn này để vi khuẩn hoạt động có hiệu quả. Những yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học là nhiệt độ, pH và các độc tố.
Có nhiều thiết kế khác nhau cho bể xử lý sinh học hiếu khí, nhưng loại thường dùng nhất là bể bùn hoạt tính, nguyên tắc của bể này là vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tạo thành các bông cặn đủ lớn để tiến hành quá trình lắng dễ dàng. Sau đó các bông cặn được tách ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng cơ học. Như vậy một hệ thống xử lý bùn hoạt tính bao gồm: một bể bùn hoạt tính và một bể lắng.
Hình ảnh về công nghệ xử lý nước thải sinh học hiếu khí
Ứng dụng máy sục khí trong Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp
Quá trình sục khí không những cung cấp oxy cho vi khuẩn hoạt động để phân hủy chất hữu cơ, nó còn giúp cho việc việc khử sắt, magnesium. Ngoài ra còn kích thích quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ khó phân hủy bằng con đường sinh học và tạo lượng DO đạt yêu cầu để thải ra môi trường. Có nhiều cách để hoàn thành quá trình sục khí: bằng con đường khuếch tán khí hoặc khuấy đảo.
Hệ thống xử lý nước thải cấp 3
Lọc
Quá trình lọc nhằm loại bỏ các chất rắn lơ lửng hoặc các bông cặn (từ quá trình keo tụ hoặc tạo bông cặn), bể lọc còn nhằm mục đích khử bớt nước của bùn lấy ra từ các bể lắng. Quá trình lọc dựa trên nguyên tắc chủ yếu là khi nước thải đi qua một lớp vật liệu có lổ rỗng, các chất rắn có kích thước lớn hơn các lổ rỗng sẽ bị giữ lại. Có nhiều loại bể lọc khác nhau nhưng ít có loại nào sử dụng tốt cho quá trình xử lý nước thải. Hai loại thường sử dụng trong quá trình xử lý nước thải là bề lọc cát và trống quay.
Hấp phụ
Quá trình hấp phụ thường được dùng để loại bỏ các mảnh hữu cơ nhỏ trong nước thải công nghiệp (loại này rất khó loại bỏ bằng quá trình hệ thống xử lý sinh học). Nguyên tắc chủ yếu của quá trình là bề mặt của các chất rắn (sử dụng làm chất hấp phụ) khi tiếp xúc với nước thải có khả năng giữ lại các chất hòa tan trong nước thải trên bề mặt của nó do sự khác nhau của sức căng bề mặt.
Chất hấp phụ thường được sử dụng là than hoạt tính (dạng hạt). Tùy theo đặc tính của nước thải mà chúng ta chọn loại than hoạt tính tương ứng. Quá trình hấp phụ có hiệu quả trong việc khử COD, màu phenol… Than hoạt tính sau một thời gian sử dụng sẽ bảo hòa và mất khả năng hấp phụ, chúng ta có thể tái sinh chúng lại bằng các biện pháp tách các chất bị hấp phụ ra khỏi than hoạt tính thông qua: nhiệt, hơi nước, acid, base, ly trích bằng dung môi hoặc oxy hóa hóa học.
Trao đổi ion
Trao đổi ion là quá trình ứng dụng nguyên tắc trao đổi ion thuận nghịch của chất rắn và chất lỏng mà không làm thay đổi cấu trúc của chất rắn. Quá trình này ứng dụng để loại bỏ các cation và anion trong nước thải. Các cation sẽ trao đổi với ion hydrogen hay sodium, các anion sẽ trao đổi với ion hydroxyl của nhựa trao đổi ion.
Hầu hết các loại nhựa trao đổi ion là các hợp chất tổng hợp. Nó là các chất hữu cơ hoặc vô cơ cao phân tử đính kết với các nhóm chức. Các nhựa trao đổi ion dùng trong hệ thống xử lý nước thải là các hợp chất hữu cơ cao phân tử có cấu trúc không gian 3 chiều và có lổ rỗng. Các nhóm chức được đính vào cấu trúc cao phân tử bằng cách cho hợp chất này phản ứng với các hóa chất chứa nhóm chức thích hợp.
Khả năng trao đổi ion được tính bằng số nhóm chức trên một đơn vị trọng lượng nhựa trao đổi ion. Hoạt động và hiệu quả kinh tế của phương pháp này phụ thuộc vào khả năng trao đổi ion và lượng chất tái sinh cần sử dụng. Nước thải được cho chảy qua nhựa trao đổi ion cho tới khi các chất ion cần loại bỏ biến mất.
Khi nhựa trao đổi ion đã hết khả năng trao đổi ion, nó sẽ được tái sinh lại bằng các chất tái sinh thích hợp. Sau quá trình tái sinh các chất tái sinh sẽ được rửa đi bằng nước và bây giờ nhựa trao đổi ion đã sẳn sàng để sử dụng cho chu trình kế.
II- Phân loại hệ thống xử lý nước thải
Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế dựa trên thành phần chất thải có trong nước thải. mỗi loại nước thải khác nhau có thành phần khác nhau như: chất thải lỏng và chất thải rắn được thải ra từ những căn hộ, nhà máy công nghiệp, và các cơ sở nông nghiệp…. Nước thải chứa một loạt các chất gây ô nhiễm ở các nồng độ khác nhau.
Các đặc tính của nước thải khác nhau tùy thuộc vào nguồn. Các loại nước thải bao gồm: nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình, nước thải ý tế, thực phẩm, nước thải đô thị và nước thải công nghiệp.
1. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt có thể được lắp đặt tại các hộ dân, khu văn phòng, trường học, bệnh viện hay những nơi công cộng khác…
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt được phân thành các cấp độ:
Quy mô nhỏ: như các hộ gia đình, được thiết kế hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước đầu ra vào hệ thống nước thải chung
Quy mô trung bình: các khu chung cư, công ty, khu văn phòng, nhà cao tầng có hệ thống xử lý nước thải tập trung cho nhiều khu xả thải nhỏ đảm bảo vệ sinh môi trường.
Quy mô lớn: Khu đô thị, khu dân cư,… với hệ thống được xây dựng kỹ lưỡng, phức tạp và cần được khảo sát cẩn thận trước khi xây dựng.
Đặc điểm nước thải sinh hoạt thay đổi theo đổi theo giờ, theo ngày, với lưu lượng phụ thuộc vào mức độ sử dụng nước bình quân đầu người theo thói quen, chế độ ăn uống, mức sống và lối sống.
Về mặt hóa học, nước thải bao gồm các hợp chất hữu cơ (70%) và vô cơ (30%) cũng như các loại khí khác nhau. Các hợp chất hữu cơ bao gồm chủ yếu là carbohydrate (25%), protein (65%) và chất béo (10%), xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp, và các sản phẩm phân hủy của chúng. Thành phần vô cơ có thể bao gồm: kim loại nặng, nito, photpho, pH, lưu huỳnh , Clorua, kiềm, hợp chất độc hại,…. Khí thường hòa tan trong nước thải là hydro sunfua, metan, amoniac, oxy, carbon dioxide và nito. Hàm lượng chất thải rắn của nước thải thô sinh hoạt rất thấp, trung bình khoảng 0,1%. Điều này thường bao gồm chất hữu cơ thải, một số chất rắn vô cơ, kim loại nặng, cát và đá vụn và mảnh vụn trôi nổi.
2. Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp
Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp là một phần không thể thiếu trong dây chuyền nhà máy công nghiệp. Khác với nước thải sinh hoạt hay đô thị, nước thải công nghiệp là một sản phẩm phụ trong hoạt động công nghiệp hoặc thương mại có thể chứa:
- Thành phần kim loại nặng như ở các ngành luyện kim, xi mạ
- Thành phần hữu cơ, như trong ngành: công nghiệp thực phẩm
- Hóa chất hữu cơ phức tạp như các ngành: thuốc trừ sâu, dược phẩm, sơn, thuốc nhuộm, hóa dầu,….
Nước thải tạo ra trong quá trình sản xuất, tẩy rửa máy móc,… chứa chất đặc trưng của ngành công nghiệp đó cần được xử lý trước khi xã vào mạng lưới thoát nước chung tránh gây tình trạng ô nhiễm môi trường. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp như: chăn nuôi, y tế, dệt nhuộm, bệnh viện, thủy sản…. Với mỗi hệ thống sẽ có thiết kế và quy trình vận hành khác nhau phù hợp với đặc điểm chất thải.
Hình ảnh xử lý nước thải công nghiệp
3. Hệ thống xử lý nước thải y tế
Xử lý nước thải y tế là một trong những khâu quan trọng trong chuỗi những giải pháp bảo vệ môi trường nhằm tránh được những tác dộng xấu của chất thải y tế, nước thải bệnh viện, rác thải…đối với môi trường và cuộc sống hiện nay. Đây đang nhận được sự quan tâm lớn của xã hội.
4. Hệ thống xử lý nước thải có chất hữu cơ cao như sinh hoạt, thực phẩm
Mục tiêu chính của xử lý nước thải nói chung là cho phép nước thải sinh hoạt và công nghiệp được xử lý mà không gây nguy hiểm cho sức khỏe con người hoặc thiệt hại đối với môi trường tự nhiên. Việc thiết kế các hệ thống xử lý nước thải thường đặc điểm nguồn nước thải. Các quy trình nên được lựa chọn và thiết kế phù hợp khả thi về mặt kĩ thuật và kinh tế. Xử lý nước thải thông thường bao gồm sự kết hợp của các quá trình và hoạt động vật lý, hóa học và sinh học để loại bỏ chất rắn, chất hữu cơ từ nước thải cơ bản gồm những phần sau:
4.1 Bể tiếp nhận:
Song chắn rác: thường làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại các tạp chất vật thô như giẻ, rác, bao nilon, và các vật thải khác được giữ lại, để bảo vệ các thiết bị xử lý như bơm, đường ống, mương dẫn…
Bể gom: là nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước khi đi vào các công trình xử lý nước thải tiếp theo. Bể gom thường được làm bằng bê tông, xây bằng gạch.
4.2 Bể điều hòa:
Được dùng để duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như không đổi, quan trọng là điều chỉnh độ pH đến giá trị thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể, pha loãng nồng độ các chất độc hại nếu có. Ngoài ra còn có thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi. Tại bể điều hòa nước thải được về trạng thái trung tính, tức pH vào khoảng 6.5 – 8.5.
4.3 Bể xử lý sinh học kỵ khí:
Tại đây diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải khi không có oxy. Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ và các chất hữu cơ, vô cơ được tiêu thụ ở đây.
Quá trình chuyển hóa các chất bẩn trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo ba bước:
- Giai đoạn 1: một nhóm các vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như monosacarit, amino acid để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động.
- Giai đoạn 2: nhóm vi khuẩn tạo men acid biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các acid hữu cơ thường là acid acetic, acid butyric, acid Propionic. Ở giai đoạn này pH của dung dịch giảm xuống.
- Giai đoạn 3: các vi khuẩn tạo metan chuyển hóa hiđrô và acid acetic thành khí metan và cacbonic pH của môi trường tăng lên.
Hình ảnh bể kỵ khí
4.4 Bể sinh học hiếu khí
Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-,… Vi sinh vật tồn tại trong bùn hoạt tính của bể sinh học bao gồm Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas và Nitrobacter. Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix, và Geotrichum cũng tồn tại.
Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan, chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính như sau:
- Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật;
- Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào;
- Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.
Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ các chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất, mật độ vi sinh vật và mức độ ổn định lưu lượng của nước thải ở trạm xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng… Tải trọng chất hữu cơ của bể sinh học hiếu khí truyền thống thường dao dộng từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm. Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải ở bể sinh học hiếu khí cần được luôn luôn duy trì ở giá trị lớn hơn 2,5 mg/l.
4.5 Bể lắng
Nước thải sau khi qua bể xử lý sinh học hiếu khí được phân phối vào vùng phân phối nước của bể lắng. Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng thông qua máng tràn, bùn vi sinh được lắng và thu gom về bể hiếu khí, 1 phần bùn tuần hoàn về bể chứa bùn
4.6 Hệ thống khử trùng
Quá trình xử lý trong điều kiện nhân tạo không loại trừ triệt để các loại vi khuẩn, nhất là vi trùng gây bệnh và truyền nhiễm. Bởi vậy, sau giai đoạn xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo cần thực hiện khử trùng nước thải trước khi xả vào môi trường. Khi cho Chlorine vào nước, Chlorine là có tính oxi hóa mạnh sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào vi sinh vật làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
Công nghệ vi sinh trong xử lý nước thải
4.7 Bể chứa bùn thải
Bùn ở bể lắng sẽ được chuyển về bể thu gom và sẽ được hút bỏ định kì bằng xe chuyên dụng giải pháp xử lý nước thải công nghiệp
