Xử lý nước thải, xử lý nước thải sinh hoạt, xử lý nước thải công nghiệp, xử lý nước thải khách sạn hay hệ thống xử lý nước thải, công ty xử lý nước thải đều mô tả quy trình bao gồm nhiều bước, công nghệ để xử lý nước thải trong quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp, một sản phẩm phụ không mong muốn. Nước thải sau khi xử lý, đạt tiêu chuẩn để thải ra môi trường hoặc tái sử dụng.
Bảng dịch vụ xử lý nước thải công nghiệp & dân dụng
Dịch vụ xử lý nước thải, nước cấp sinh hoạt từ A tới Z. Full hồ sơ, hệ thống, lắp đặt, hệ thống đảm bảo Quy chuẩn & tiêu chuẩn quốc gia.
Tư vấn môi trường, giải pháp xử lý nước thải công nghiệp
Thiết kế thi công hệ thống xử lý nước thải, nước sinh hoạt, nước thải sinh hoạt, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện,…
Xử lý môi trường, khủng hoảng môi trường doanh nghiệp
Tư vấn & làm hồ sơ môi trường : Khai thác khoáng sản, lập báo cáo, hồ sơ số chủ nguồn thải, hồ sơ cấp phép xả thải, quan trắc môi trường, tư vấn đánh giá tác động môi trường,…
Nâng cấp sửa chữa hệ thống xử lý môi trường.
Cung cấp thiêt bị, phụ kiện & máy móc xử lý nước thải.
Bia là một loại đồ uống lên men có nồng độ cồn thấp được làm từ nhiều loại ngũ cốc. Lúa mạch chiếm ưu thế, nhưng lúa mì, ngô và các loại ngũ cốc khác cũng có thể được sử dụng. Các nhà máy bia thường tiêu thụ nước dao động trong khoảng 4-8 m3 nước trên 1 m3 bia được sản xuất. Sản sinh lượng nước thải từ 3-5m3 trên 1 m3 bia đã bán (không bao gồm nước làm mát). Nước thải không được xử lý thường chứa khoảng 106060 mg/l chất rắn, nhu cầu oxy hóa sinh hóa ((BOD) trong khoảng 1.0001.500 mg/l, nhu cầu oxy hóa học (COD) trong khoảng 1.800 – 3.000 mg/l, và nitơ trong phạm vi 30 – 100 mg/l, phốt pho trong phạm vi 10 – 30 mg/l.
Nước thải nhà máy bia Sài Gòn tại Củ Chi
Các chất thải từ các bước quy trình khác nhau sẽ khác nhau. Ví dụ, rửa chai tạo ra một lượng lớn nước thải, tuy nhiên, chỉ chứa một phần nhỏ trong tổng số chất hữu cơ thải ra từ nhà máy bia. Nước thải từ quá trình lên men và lọc có nhiều chất hữu cơ và BOD nhưng khối lượng thấp, chiếm khoảng 3% tổng lượng nước thải nhưng 97% của BOD. Độ pH trung bình khoảng 7 nhưng có thể dao động từ 3 đến 12 tùy thuộc vào việc sử dụng các chất tẩy rửa axit và kiềm. Nhiệt độ trung bình khoảng 30°C.
Ngành công nghiệp sữa bao gồm chế biến sữa tươi thành các sản phẩm như sữa tiêu dùng, bơ, phô mai, sữa chua, sữa đặc, sữa khô (sữa bột) và kem, sử dụng các quy trình như làm lạnh, thanh trùng và đồng nhất hóa. Các sản phẩm phụ điển hình bao gồm bơ sữa, váng sữa và các dẫn xuất của chúng.
Nước thải sữa chứa đường hòa tan và protein, chất béo, và có thể dư lượng phụ gia. Các thông số chính là nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), trong nước thải chưa được xử lý, BOD trung bình dao động từ 0,8 đến 2,5 kg/tấn sữa, nhu cầu oxy hóa học (COD), thường là gấp khoảng 1,5 lần mức BOD; tổng chất rắn lơ lửng, ở mức 100.000 mg/l ; tổng chất rắn hòa tan: phốt pho 10 – 100 mg/l) và nitơ khoảng 6% mức BOD. Sản xuất kem, bơ, phô mai và váng sữa là nguồn cung cấp BOD chính trong nước thải. Cụ thể, 1 kg chất béo sữa = 3 kg COD; 1 kg đường sữa = 1,13 kg COD; và 1 kg protein = 1,36 kg COD. Nước thải có thể chứa mầm bệnh từ các vật liệu bị ô nhiễm hoặc quá trình sản xuất. Một loại sữa thường tạo ra mùi và trong một số trường hợp bao gồm cả bụi, cần được kiểm soát. Hầu hết các chất thải rắn có thể được xử lý thành các sản phẩm phụ khác.
Ngành công nghiệp giấy và bột giấy là một trong những ngành công nghiệp cốt lõi và lâu đời nhất thế giới. Tầm quan trọng kinh tế xã hội của giấy có giá trị riêng đối với sự phát triển của đất nước vì nó liên quan trực tiếp đến sự tăng trưởng kinh tế và công nghiệp của đất nước. Sản xuất giấy là một ngành công nghiệp sử dụng nhiều vốn, năng lượng và nước. Đây cũng là một quá trình gây ô nhiễm cao và đòi hỏi đầu tư đáng kể vào thiết bị kiểm soát ô nhiễm.
Nước thải ngành công nghiệp giấy. Ảnh tại nhà máy giấy tại Quan Sơn – Thanh Hóa
Nhà máy bột giấy và giấy sử dụng một lượng lớn vật liệu lignocellulose (là thành phần chính của thực vật thân gỗ và các thực vật khác như cỏ, lúa, ngô… gồm 3 hợp phần chính là cellulose, hemicellulose và lignin) và nước trong quá trình sản xuất, giải phóng axit lignosulphonic clo hóa, axit nhựa clo hóa, phenol clo hóa và hydrocarbon clo hóa trong nước thải. Khoảng 500 hợp chất hữu cơ clo hóa khác nhau đã được xác định bao gồm chloroform, chlorate, axit nhựa, hydrocarbon clo hóa, phenol, catechol, guaiacol, furan, dioxins, syringol, vanillins,… Các hợp chất này được hình thành do phản ứng giữa lignin còn lại từ gỗ sợi và hợp chất clo được sử dụng để tẩy trắng. Việc nghiền và sản xuất gỗ của các sản phẩm giấy tạo ra một lượng chất ô nhiễm đáng kể, đặc trưng bởi nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), Nhu cầu oxy hóa học (COD), Chất rắn lơ lửng (SS), độc tính và màu sắc khi nước thải không được xử lý hoặc xử lý kém được thải ra độc hại đối với các sinh vật dưới nước, gây đột biến mạnh và suy yếu sinh lý.
Việc sản xuất sắt từ quặng liên quan đến các phản ứng khử mạnh trong lò cao. Nước làm mát bị ô nhiễm với các sản phẩm đặc biệt là amoniac và xyanua. Sản xuất than cốc từ than đá trong các nhà máy luyện cốc cũng đòi hỏi phải làm mát nước và sử dụng nước trong tách sản phẩm phụ. Ô nhiễm dòng chất thải bao gồm các sản phẩm khí hóa như benzen, naphtalen, anthracene, xyanua, amoniac, phenol, cresol cùng với một loạt các hợp chất hữu cơ phức tạp hơn được gọi chung là hydrocarbon thơm đa vòng (PAH).
Việc chuyển đổi sắt hoặc thép thành tấm, dây hoặc thanh đòi hỏi các giai đoạn biến đổi cơ học nóng và lạnh thường sử dụng nước làm chất bôi trơn và làm mát. Chất gây ô nhiễm bao gồm dầu thủy lực, mỡ động vật và chất rắn hạt. Khâu xử lý cuối cùng các sản phẩm sắt và thép bao gồm ngâm trong axit khoáng mạnh để loại bỏ rỉ sét, chuẩn bị bề mặt để mạ thiếc hoặc crom hoặc sử dụng các phương pháp xử lý bề mặt khác như mạ điện hoặc sơn. Hai axit thường được sử dụng là axit hydrochloric và axit sulfuric. Nước thải bao gồm nước rửa có tính axit cùng với axit thải. Mặc dù nhiều nhà máy vận hành các hệ thống thu hồi axit (đặc biệt là các nhà máy sử dụng axit Hydrochloric), trong đó axit khoáng được đun sôi từ muối sắt, vẫn còn một lượng lớn sắt sunfat hoặc clorua sắt có tính axit cao được xử lý. Nhiều chất thải công nghiệp thép bị ô nhiễm bởi dầu thủy lực còn được gọi là dầu hòa tan.
Nước thải liên quan đến mỏ và mỏ đá bắt nguồn từ bùn của các hạt đá trong nước. Chúng phát sinh từ việc rửa các bề mặt tiếp xúc, quá trình rửa đá và phân loại. Khối lượng nước có thể rất cao, đặc biệt là trong những đợt có mưa tại cả mỏ đá lớn. Một số hoạt động phân tách chuyên biệt, như rửa than để tách than khỏi đá tự nhiên bằng cách sử dụng gradient có thể tạo ra nước thải bị ô nhiễm bởi haematite hạt mịn và chất hoạt động bề mặt. Dầu và dầu thủy lực cũng là những chất gây ô nhiễm phổ biến. Nước thải từ các mỏ kim loại và các nhà máy thu hồi quặng chắc chắn bị ô nhiễm bởi các khoáng chất có trong thành tạo đá tự nhiên. Sau khi nghiền và chiết xuất các vật liệu mong muốn, các vật liệu không mong muốn có thể bị ô nhiễm trong nước thải. Đối với các mỏ kim loại, điều này có thể bao gồm các kim loại không mong muốn như kẽm và các vật liệu khác như asen. Khai thác các kim loại có giá trị cao như vàng và bạc có thể tạo ra chất nhờn chứa các hạt rất mịn trong đó việc loại bỏ vật chất gây ô nhiễm đặc biệt khó khăn.
Nước thải được tạo ra từ các hoạt động nông nghiệp và thực phẩm có những đặc điểm khác biệt với nước thải đô thị thông thường được quản lý bởi các nhà máy xử lý nước thải công cộng hoặc tư nhân trên toàn thế giới. Nó có khả năng phân hủy sinh học và không độc hại, nhưng có nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) cao và bị đình chỉ chất rắn (SS). Thành phần của nước thải thực phẩm và nông nghiệp thường rất phức tạp để dự đoán do sự khác biệt về BOD và pH trong nước thải từ rau, trái cây và các sản phẩm thịt.
Chế biến thực phẩm từ nguyên liệu thô đòi hỏi khối lượng lớn nước cao cấp. Rửa rau tạo ra nước có nhiều chất hạt và một số chất hữu cơ hòa tan. Nó cũng có thể chứa chất hoạt động bề mặt.
Việc giết mổ và chế biến động vật tạo ra chất thải hữu cơ rất mạnh từ chất lỏng cơ thể, chẳng hạn như máu và chất trong đường ruột. Nước thải này thường xuyên bị ô nhiễm bởi mức độ đáng kể của kháng sinh và hormone tăng trưởng từ động vật và bởi nhiều loại thuốc trừ sâu được sử dụng để kiểm soát ký sinh trùng bên ngoài. Dư lượng thuốc trừ sâu trong phân là một vấn đề đặc biệt trong việc xử lý nước.
Chế biến thực phẩm tạo ra chất thải từ nấu ăn thường giàu chất hữu cơ thực vật và cũng có thể chứa muối, hương liệu, chất tạo màu và axit hoặc kiềm. Một lượng rất đáng kể dầu hoặc chất béo cũng có thể có mặt.
Một loạt các ngành công nghiệp sản xuất hoặc sử dụng các hóa chất hữu cơ phức tạp. Chúng bao gồm thuốc trừ sâu, dược phẩm, sơn và thuốc nhuộm, hóa dầu, chất tẩy rửa, nhựa, ô nhiễm giấy,… Nước thải có thể bị ô nhiễm bởi nguyên liệu thức ăn chăn nuôi, sản phẩm phụ, nguyên liệu sản phẩm ở dạng hòa tan hoặc hạt, chất tẩy rửa và làm sạch , dung môi và các sản phẩm giá trị gia tăng như chất hóa dẻo.
Công nghệ Ozone được sử dụng phổ biến trong xử lý nước sinh hoạt, nước cấp & nước thải công nghiệp trong giai đoạn khử trùng nước, xử lý màu nước, oxy hóa chất có trong nước. Mỗi hệ thống xử lý nước chúng tôi thường sử dụng máy Ozone công nghiệp thương hiệu Dr.Ozone của Công ty TNHH Phát triển Công nghệ & Dịch vụ HSVN Toàn Cầu, có đầy đủ chứng nhận Vinacontrol CE, tiêu chuẩn ISO 9001:2008. Ưu điểm công nghệ sử dụng máy tạo khí Ozone công nghiệp là tuổi thọ cao, không tốn hóa chất đầu vào, dễ dàng tích hợp vào hệ thống, dễ dàng vận hành, thích hợp cho mọi hệ thống xử lý nước.
Máy Ozone công nghiệp Dr.Ozone sử dụng trong hệ thống xử lý nước công nghiệp
Ngoài ra, Ozone còn là thành phần không thể thiếu để trong quá trình Oxy hóa nâng cao AOP, phương pháp oxi hóa nâng cao tạo ra các gốc -OH (Hydroxyl) tự do có tính oxy hóa cực mạnh (Thế oxy hóa khử E° = 2,7 V/ESH) có khả năng loại bỏ, oxy hóa tất cả các chất ô nhiễm, VOC, BOD, chất ô nhiễm hưu cơ bền (POPs – Persistant Organic Pollutants), cả các chất khó bị phân hủy sinh học.
Nhiều ngành công nghiệp có nhu cầu xử lý nước để có được nước đạt chất lượng rất cao, phục vụ cho các mục đích đòi hỏi khắt khe. Xử lý nước tạo ra bùn hữu cơ và khoáng chất từ quá trình lọc và bồi lắng. Trao đổi ion bằng nhựa tự nhiên hoặc tổng hợp sẽ loại bỏ các ion canxi, magiê và cacbonat khỏi nước, thay thế chúng bằng các ion hydrohydrogen và hydroxyl. Sự tái sinh của các cột trao đổi ion với axit và kiềm mạnh tạo ra một loại nước thải chứa nhiều ion cứng dễ bị kết tủa, đặc biệt là khi trộn lẫn với các chất tẩy rửa khác.
Hầu hết các chất rắn có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng các kỹ thuật bồi lắng đơn giản. Các chất rắn nói chung và chất rắn rất mịn nói riêng, với mật độ gần với mật độ của nước gây ra các vấn đề đặc biệt. Giải pháp xử lý nước được ưu tiên tin dùng là siêu lọc, một số giải pháp khac có thể được áp dụng là keo tụ, muối phèn hoặc bổ sung polyelectrolytes.
Việc loại bỏ dầu và mỡ hiệu quả phụ thuộc vào đặc tính của dầu về trạng thái huyền phù và kích thước giọt, do đó sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn công nghệ phân tách. Dầu trong nước thải công nghiệp có thể là dầu nhẹ tự do, dầu nặng, có xu hướng chìm và dầu nhũ hóa, thường được gọi là dầu hòa tan. Trong hầu hết các trường hợp, điều này đạt được bằng cách hạ thấp độ pH trong nước.
Hệ thống tách lọc dầu mỡ xử lý nước thải
Hầu hết các công nghệ phân tách sẽ có một phạm vi kích thước giọt dầu tối ưu có thể được xử lý hiệu quả. Phân tích nước dầu để xác định kích thước giọt có thể được thực hiện với máy phân tích hạt. Mỗi công nghệ phân tách sẽ có đường cong hiệu suất riêng, phác thảo hiệu suất tối ưu dựa trên kích thước giọt dầu. Các thiết bị phân tách phổ biến nhất là bể trọng lực, bộ tách dầu API hoặc xử lý hóa học qua DAF, máy ly tâm, bộ lọc phương tiện và hydrocyclones.
Bộ tách dầu API là một thiết bị tách trọng lực được thiết kế bằng cách sử dụng Luật Stokes để xác định tốc độ tăng của các giọt dầu dựa trên mật độ và kích thước của chúng. Thiết kế dựa trên chênh lệch trọng lực riêng giữa dầu và nước thải vì chênh lệch đó nhỏ hơn nhiều so với chênh lệch trọng lực riêng giữa chất rắn lơ lửng và nước. Các chất rắn lơ lửng lắng xuống đáy của thiết bị phân tách dưới dạng lớp trầm tích, dầu nổi lên trên cùng của thiết bị phân tách và nước thải được làm sạch là lớp giữa giữa lớp dầu và chất rắn.
Thông thường, lớp dầu được tách ra và sau đó được xử lý lại, và lớp trầm tích dưới cùng được loại bỏ bằng một số thiết bị chuyên dụng và bơm bùn. Nước được đưa đến bước xử lý tiếp theo để loại bỏ thêm dầu dư và sau đó đến một số loại đơn vị xử lý sinh học để loại bỏ các hợp chất hóa học hòa tan không mong muốn.
Giai đoạn xử lý sinh học được áp dụng công nghệ AO ( Thiếu khí – hiếu khí kết hợp) đảm bảo xử lý được hàm lượng các chất hữu cơ và Nito có trong nước thải. Xử lý sinh học hiếu khí là quá trình oxy hoá và phân huỷ chất hữu cơ trong nước thải bằng các chủng vi sinh vật hiếu khí trong điều kiện cấp khí. Các vi sinh vật này sử dụng Oxy có trong nước thải để Oxy hoá các chất hữu cơ tạo thành CO2, nước, giải phóng năng lượng và tạo thành các tế bào vi sinh vật mới gọi là bùn hoạt tính.
Quá trình tiêu thụ chất hữu cơ, chất dinh dưỡng để tổng hợp tế bào mới được thể hiện bằng phương trình dưới đây:
Chất hữu cơ + chất dinh dưỡng + vi sinh vật + Oxy -> vi sinh vật mới + CO2 + H2O
Ngoài quá trình tổng hợp tế bào mới, xảy ra phản ứng hô hấp nội sinh đối với tế bào già, có thể tóm tắt quá trình này như sau:
Vi sinh vật (bùn hoạt tính) + O2 -> Bùn trơ + CO2 + H2O + NH3 + năng lượng
Ngoài ra, trong nước thải có chứa Nitơ ở dạng Amoni – NH4+ hoặc NH3 chúng sẽ bị các chủng vi sinh vật Nitrosomonas và Nitrobacter Oxy hóa tạo thành Nitrit và cuối cùng thành Nitrat. Để xử lý lượng Nitrit và nitrat này hỗn hợp bùn lỏng ở cuối bể hiếu khí sẽ được tuần hoàn về bể thiếu khí. Bể thiếu khí sẽ xảy ra quá trình denitrate hóa. Quá trình denitrification là bước tiếp theo để khử N được thực hiện bởi các chủng vi sinh vật dị dưỡng sử dụng nitrate làm chất nhận điện tử trong điều kiện thiếu khí. Quá trình denitrification bao gồm nhiều giai đoạn chuyển hóa nitrate thành khí nitrogen thông qua các chất trung gian
Công nghệ FBBR (Fixed Bed Biological Reactor) là bước tiến lớn của kỹ thuật xử lý nước thải, các loại giá thể sử dụng trong hệ này có diện tích tiếp xúc vi sinh vật lớn (bề mặt riêng) lớn 500 – 1.000 m2/ m3. Sinh trưởng của vi sinh vật trên giá thể tạo thành màng sinh học có hoạt tính cao (có thể kể cả vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng) đồng thời tiêu thụ các chất ô nhiễm cần xử lý và tạo ra lượng bùn dư nhất định. Nước sau xử lý được dẫn ra sang bể lắng, bùn dư được lắng xuống dưới đáy, còn phần nước trong sẽ qua bể khử trùng.
Nước thải là nước được thải ra sau khi đã sử dụng, hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn có giá trị trực tiếp đối với quá trình đó nữa. Nước thải có thể có nguồn gốc từ hoạt động của các hộ gia đình, công nghiệp, thương mại, nông nghiệp, nước chảy tràn bề mặt, nước mưa bão, dòng vào cống ngầm,…
Nước thải sinh hoạt là nước thải có nguồn gốc từ các hoạt động như sử dụng nhà vệ sinh, rửa, tắm, làm sạch thực phẩm và giặt ủi.
Nước thải công nghiệp là nước thải quá trình có nguồn gốc từ sản xuất, kinh doanh thương mại, khai thác, sản xuất và chế biến nông nghiệp, nước thải bắt nguồn từ dầu mỏ và hóa chất. Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường tất cả nước thải không được xác định là nước thải sinh hoạt được coi là nước thải công nghiệp.
Bài tiết của con người ( phân, nước tiểu, máu và các chất dịch cơ thể khác) thường được trộn với giấy vệ sinh đã sử dụng hoặc khăn ướt ; đây được gọi là nước đen nếu nó được thu thập từ nhà vệ sinh xả nước
Nước rửa (vệ sinh cá nhân, quần áo, sàn nhà, bát đĩa, ô tô,…), còn được gọi là nước xám hoặc nước thải
Thặng dư sản xuất chất lỏng từ các nguồn trong nước (đồ uống, dầu ăn, thuốc trừ sâu , dầu bôi trơn, sơn, chất tẩy rửa,…)
Dòng chảy đô thị từ đường cao tốc, đường bộ, đường ray, bãi đỗ xe, mái nhà, vỉa hè (chứa dầu, phân động vật, chất thải thực phẩm, rác, xăng, dầu diesel hoặc cao su từ lốp xe, xà phòng, kim loại từ khí thải xe cộ, thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu,…)
Thành phần của nước thải rất khác nhau. Đây là danh sách một phần các chất ô nhiễm có thể có trong nước thải:
Các chất ô nhiễm hóa học hoặc vật lý
Kim loại nặng, bao gồm thủy ngân, chì và crôm
Các hạt hữu cơ như phân , lông , chất thải thực phẩm , chất nôn , sợi giấy, nguyên liệu thực vật, mùn,…
Vật liệu hữu cơ hòa tan như urê, đường trái cây, protein hòa tan, thuốc, dược phẩm,…
Các hạt vô cơ như cát, hạt kim loại, cặn cao su từ lốp xe, gốm sứ,…
Vật liệu vô cơ hòa tan như amoniac, muối đường, muối biển, xyanua, hydro sunfua, thiocyanate, thiosulfates,…
Các chất rắn vĩ mô như băng vệ sinh, tã, bao cao su, kim tiêm, đồ chơi trẻ em, động vật hoặc thực vật chết,…
Các loại khí như hydro sunfua, carbon dioxide, metan,…
Các loại nhũ tương như sơn, chất kết dính, mayonnaise, chất tạo màu tóc, dầu nhũ hóa,…
Các chất độc như thuốc trừ sâu, chất độc, thuốc diệt cỏ,…
Dược phẩm, các hợp chất phá vỡ nội tiết, kích thích tố, các hợp chất perfluorated, siloxan, thuốc lạm dụng và các chất độc hại khác
Microplastic như polyethylen và polypropylen, polyester và polyamide
Ô nhiễm nhiệt từ các nhà máy điện và nhà sản xuất công nghiệp
Các chất ô nhiễm sinh học
Nếu nước thải chứa phân người, như trường hợp nước thải, thì nó cũng có thể chứa mầm bệnh của một trong bốn loại:
Vi khuẩn (ví dụ Salmonella, Shigella, Campylobacter, Vibrio cholerae ),
Virus (ví dụ viêm gan A, rotavirus, enterovirus )
Động vật nguyên sinh (ví dụ Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum)
Ký sinh trùng như giun sán và trứng của chúng (ví dụ giun đũa, Ancylostoma (giun móc) và Trichuris (giun đũa))
Nó cũng có thể chứa vi khuẩn và động vật không gây bệnh như côn trùng, động vật chân đốt và cá nhỏ.
Vì tất cả các nguồn nước tự nhiên đều chứa vi khuẩn và chất dinh dưỡng nên hầu như hợp chất nước thải nào được đưa vào nguồn nước cũng phản ứng sinh hóa. Nhu cầu oxy hóa sinh hóa (BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD) là hai thuật ngữ phổ biến. Cả hai xét nghiệm BOD và COD đều là thước đo mức độ ô nhiễm chất thải. Thử nghiệm BOD đo lường nhu cầu oxy của phân hủy sinh học các chất ô nhiễm trong khi xét nghiệm COD đo nhu cầu oxy của các chất ô nhiễm oxy hóa.
Ở cấp độ toàn cầu, khoảng 80% nước thải sản xuất được thải ra môi trường không được xử lý, gây ô nhiễm nước trên diện rộng . Có rất nhiều quy trình có thể được sử dụng để làm sạch chất thải tùy thuộc vào loại và mức độ ô nhiễm. Nước thải có thể được xử lý trong các nhà máy xử lý nước thải bao gồm các quá trình xử lý vật lý, hóa học và sinh học. Nước thải thành phố được xử lý trong các nhà máy xử lý nước thải. Nước thải nông nghiệp có thể được xử lý trong các quy trình xử lý nước thải nông nghiệp, nước thải công nghiệp được xử lý trong các quy trình xử lý nước thải công nghiệp .
Một loại hệ thống xử lý hiếu khí là quá trình bùn hoạt tính, dựa trên việc duy trì và tuần hoàn một sinh khối phức tạp bao gồm các vi sinh vật có thể hấp thụ các chất hữu cơ trong nước thải. Các quy trình xử lý nước thải kỵ khí ( UASB, EGSB ) được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp và bùn sinh học.
Ở nhiều thành phố, nước thải đô thị được dẫn cùng với nước mưa trong một hệ thống thoát nước kết hợp đến một nhà máy xử lý nước thải. Ở một số khu vực đô thị, nước thải đô thị được đưa vào trong cống vệ sinh và dòng chảy từ đường phố được đưa vào trong cống thoát nước mưa.
Trong thời kỳ mưa lớn, một hệ thống cống kết hợp có thể gặp phải sự cố tràn, khiến nước thải không được xử lý mà chảy trực tiếp vào vùng nước tiếp nhận. Điều này có thể gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng và môi trường xung quanh.
Ở các khu vực kém phát triển hoặc nông thôn, nước thải có thể chảy trực tiếp vào các lưu vực chính mà không cần xử lý tối thiểu. Điều này thường có tác động nghiêm trọng đến chất lượng môi trường và sức khỏe con người, gây ra một loạt các bệnh. Một số hóa chất gây ra rủi ro ngay cả ở nồng độ rất thấp và có thể vẫn là mối đe dọa trong thời gian dài vì tích lũy sinh học trong mô động vật hoặc người.
Nước thải từ các nhà máy điện và nhà máy công nghiệp cần phải xử lý nước đạt chuẩn theo quy định trước khi tiến hành xả thải. Một số cơ sở như giếng dầu và khí đốt có thể được phép bơm nước thải dưới lòng đất thông qua giếng phun.
Nước thải đã xử lý có thể được tái sử dụng trong công nghiệp (ví dụ trong tháp giải nhiệt), tái tạo nước nhân tạo, trong nông nghiệp và phục hồi hệ sinh thái tự nhiên (ví dụ ở vùng đất ngập nước). Trong một số trường hợp, nó cũng được sử dụng để tăng nguồn cung cấp nước uống. Một số công nghệ được sử dụng để xử lý nước thải tái sử dụng. Sự kết hợp của các công nghệ này có thể đáp ứng các tiêu chuẩn xử lý nghiêm ngặt và đảm bảo rằng nước được xử lý an toàn vệ sinh, nghĩa là không có vi khuẩn và virus. Những công nghệ hiện đại và tân tiến đó bao gồm ozone hóa, xử lý hiếu khí, thẩm thấu ngược, oxy hóa nâng cao .
Nước xả thải từ hoạt đống sinh hoạt bắt nguồn từ bồn tắm và vòi hoa sen có thể không cần xử lý vẫn có thể tái sử dụng cho một số hoạt động.
Tưới bằng nước thải tái chế cũng có thể phục vụ cho việc bón phân cho cây nếu nó chứa các chất dinh dưỡng, chẳng hạn như nitơ, phốt pho và kali. Ở các nước đang phát triển, ngành nông nghiệp đang sử dụng nước thải chưa được xử lý để tưới, nhưng đây có thể là giải pháp không an toàn, có thể ảnh hưởng đáng kể đối với sức khỏe.
Có 4 quy trình xử lý nước thải hiệu quả Với sự phát triển của các ngành sản xuất, bên cạnh việc mang đến các sản phẩm hữu ích, giúp cuộc sống trở nên tiện nghi và chất lượng hơn, có một vấn đề tồn đọng gây quan ngại đó là nước thải, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người.
Bằng việc sử dụng các công nghệ xử lý nước thải, loại bỏ hóa chất và các chất gây ô nhiễm, nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường ngoài hoặc có thể đưa vào tái sử dụng. Bốn cách phổ biến để xử lý nước thải bao gồm xử lý nước vật lý, xử lý nước sinh học, xử lý hóa học và xử lý bùn thải.
Xử lý nước vật lý
Phương pháp vật lý được sử dụng để làm sạch nước thải với các quy trình như sàng lọc, bồi lắng để loại bỏ chất rắn, không sử dụng hóa chất trong quá trình này. Một trong số những kỹ thuật chính của xử lý nước thải vật lý là bồi lắng, khi các hạt không hòa tan nặng và lắng xuống đáy, có thể tách được nước tinh khiết. Ngoài ra, có thể sử dụng các bộ lọc, màng lọc nhằm tách các chất ô nhiễm và hạt không hòa tan ra khỏi nước. Bộ lọc cát là bộ lọc được sử dụng phổ biến nhất.
Xử lý nước sinh học
Phương pháp này sử dụng các quá trình sinh học khác nhau để phá vỡ các chất hữu cơ có trong nước thải, như xà phòng, chất thải của con người, dầu và thực phẩm. Vi sinh vật chuyển hóa chất hữu cơ trong nước thải bằng xử lý sinh học. Nó có thể được chia thành ba loại:
Các quá trình hiếu khí: Vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ và chuyển đổi nó thành carbon dioxide mà thực vật có thể sử dụng. Oxy được sử dụng trong quá trình này.
Các quá trình kỵ khí: Ở đây, quá trình lên men được sử dụng để lên men chất thải ở nhiệt độ cụ thể. Oxy không được sử dụng trong quá trình kỵ khí.
Các quá trình trộn: Một loại quy trình hiếu khí trong đó nước thải được xử lý bằng cách trộn nó với mùn cưa hoặc các nguồn carbon khác.
Xử lý thứ cấp loại bỏ hầu hết các chất rắn có trong nước thải, tuy nhiên, một số chất dinh dưỡng hòa tan như nitơ và phốt pho có thể vẫn còn.
Xử lý nước hóa học
Giống như tên gọi của nó, phương pháp xử lý này liên quan đến việc sử dụng hóa chất trong nước. Clo được sử dụng phổ biến để tiêu diệt vi khuẩn trong nước, tuy nhiên với những nguy cơ độc hại và tồn dư để lại sau quá trình xử lý, Clo ngày càng bị hạn chế hơn. Ozone – một chất oxy hóa mạnh trở thành giải pháp xử lý nước được ưa chuộng, thân thiện với môi trường khi không cần cấp nguyên liệu hóa chất đầu vào. Cấu trúc không bền nên nhanh chóng phân rã và tái tạo nên oxy tinh khiết, không để lại dư lượng độc hại.
Ngoài ra, trung hòa cũng là một giải pháp xử lý nước hóa học khi sử dụng một axit hoặc bazo để đưa nước về độ pH tự nhiên là 7. Hóa chất ngăn chặn vi khuẩn sinh sản trong nước, giải quyết vấn đề ô nhiễm.
Xử lý bùn thải
Các nhà máy, doanh nghiệp và xưởng sản xuất hiện nay thường thu gom bùn thải và xả ra những địa điểm vô định, nhất là các vùng hẻo lánh để giảm thiểu tối đa chi phí xử lý bùn. Phớt lờ hậu quả nghiêm trọng có thể gây ra cho môi trường cũng như sức khỏe của cộng đồng.
Tiếp đến là bùn thải từ những hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và từ các khu vực chăn nuôi gia súc, thực phẩm, các sản phẩm từ nhựa, giấy không có chất thải nguy hại. Còn bùn dư từ những ngành công nghiệp như mỹ phẩm, sơn, hóa chất, dệt nhuộm và các ngành cơ khí…có chứa rất nhiều chất độc hại do đặc thù trong quá trình sản xuất có sử dụng nhiều hóa chất nguy hại. Những loại bùn dư này nếu không được thu gom và xử lý một cách phù hợp sẽ có thể gây ra tác động rất tiêu cực đến môi trường.
Xử lý bùn thải là quá trình tách chất lỏng – rắn. Giải pháp này yêu cầu về độ ẩm dư trong pha rắn, và dư lượng hạt rắn thấp trong pha lỏng. Một thiết bị chuyên dụng được dùng để tách các dung dịch ở thể huyền phù chất lỏng – rắn là máy ép bùn ly tâm, được sử dụng để xử lý nước thải của những ngành đặc thù chẳng hạn nước thải của ngành công nghiệp khai khoáng. Đây là một ngành sản xuất với sản lược nước thải thải ra hàng ngày rất lớn, thành phần nước thải khá độc hại và có chứa nhiều hóa chất không tốt đối với môi trường cũng như con người. Máy ép bùn ly tâm là sự lựa chọn hoàn hảo cho khâu cuối cùng của công tác xử lý nước thải ngành khai khoáng.
Nước thải có rất nhiều tác động đến thế giới tự nhiên và điều quan trọng là phải xử lý nó một cách hiệu quả. Bằng cách xử lý nước thải, không chỉ cứu những sinh vật mà còn bảo vệ toàn bộ môi trường sống và sức khỏe con người.
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn nước tiếp nhận nước thải không vượt quá giá trị Cmax được tính toán như sau:
Cmax = C x K
Trong đó:
Cmax là nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn nước tiếp nhận, tính bằng miligam trên lít nước thải (mg/l);
C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm theo quy định.
K là hệ số tính tới quy mô, loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư theo quy định.
Không áp dụng công thức tính nồng độ tối đa cho phép trong nước thải cho thông số pH và tổng coliforms.
Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt.
Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép Cmax trong nước thải sinh hoạt khi thải ra các nguồn nước tiếp nhận nước thải được quy định tại Bảng 1.
Bảng 1 – Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt
TT
Thông số
Đơn vị
Giá trị C
A
B
1
pH
–
5-9
5-9
2
BOD5 (20oC)
Trong đó:
– Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán
giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột A1 và A2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất l ượng nước mặt).
– Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột B1 và B2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt hoặc vùng nước biển ven bờ).
Để đánh giá chất lượng môi trường nước người ta phải căn cứ vào một số chỉ tiêu như chỉ tiêu vật lý, hóa học, sinh học. Qua các thông số trong nước sẽ cho phép ta đánh gia mức độ ô nhiễm hoặc hiệu quả của phương pháp xử lí.
Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết hay môi trường của khu vực. Nhiệt độ nước thải công nghiệp đặc biệt là nước thải của nhà máy nhiệt điện, nhà máy hạt nhânthường cao hơn từ 10-150C so với nước thường. Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lý. Vùng có khí hậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của vi sinh vật và các quá trình phân hủy. Nhưng ở những vùng nhiệt đới nhiệt độ cao của nước sông hồ sẽ làm thay đổi quá trình sinh, hóa, lý học bình thường của hệ sinh thái nước, làm giảm lượng oxy hòa tan vào nước và tăng nhu cầu oxy của cá lên 2 lần. Một số loài sinh vật không chịu được nhiệt độ cao sẽ chết hoặc di chuyển đi nơi khác, nhưng có một số loài khác lại phát triển mạnh ở nhiệt độ thích hợp;
Màu sắc: Nước có thể có màu, đặc biệt nước thải thường có màu đenhoặc nâu – Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành; – Nước có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hòa tan; – Nước có chất thải công nghiệp (crom, tannin, lignin); Màu của nước thường được phân thành hai dạng: màu thực do các chất hòa tan hoặc dạng hạt keo, màu biểu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nước tạo nên. Trong thực tế người ta xác định màu thực của nước, nhưng thường dùng ở đây là phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn là clorophantinat coban;
Độ đục: Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơphân hủy hoặc do giới thủy sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng khả năng quang hợp của các sinh vật tự dưỡng trong nước, gây giảm thẩm mỹ và làm giảm chất lượng của nước khi sử dụng. Vi sinh vật có thể bị hấp phụ bởi các hạt rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn. Độ đục càng cao nước nhiễm bẩn càng lớn;
Mùi vị: Nước sạch là nước không mùi vị. Khi bắt đầu có mùi thì đó là biểu hiển của hiện tượng ô nhiễm. Trong nước thải mùi rất đa dạng tùy thuộc vào lượng và đặc điểm của chất gây ô nhiễm.
Độ pH: Giá trị pH của nước thải có ý nghĩ quan trọng trong quá trình xử lý. Giá trị pH cho phép ta lựa chọn phương pháp thích hợp hoặc điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý nước. Các công trình xử lý nước bằng phương pháp sinh học thường hoạt độ pH từ 6,5 – 9. Môi trường tối ưu để vi khuẩn phát triển thường là 7 – 8. Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH khác nhau;
Chỉ số DO: Là lượng oxi hòa tan để duy trì sự sống cho các sinh vật dưới nước. Bình thường oxi hòa tan trong nước khoảng 8 – 10 mg/l, chiếm 70 – 80% khi oxi bão hòa. Mức oxi hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, các hoạt động của thế giới thủy sinh, các hoạt động hóa sinh, hóa học và vật lý của nước. Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được dùng nhiều cho các quá trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm trọng;
Chỉ số BOD (nhu cầu oxy hóa sinh học-Biochemical Oxygen Demand): Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí. Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa sinh học. Một quá trình đòi hỏi thời gian dài ngày vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, vào chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước. Bình thường 70% nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày đầu nên thường phân tích là BOD5, 20% trong 5 ngày tiếp theo, 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21;
Chỉ số COD (nhu cầu oxy hóa học-Chemical oxygen Demand): Là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O bởi một tác nhân oxi hóa mạnh. COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxy hóa bằng con đường hóa học. Chỉ số COD có giá trị cao hơn BOD vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng vi sinh vật. Có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp trắc quang với lượng dư dung dịch K2Cr2O7 là chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất hữu cơ trong môi trường axit với xúc tác là Ag2SO4. Ngoài ra, có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp độ chuẩn, ở phương pháp này lượng CrO2 dư được chuẩn bằng dung dịch Feroin;
Chỉ số vệ sinh (E-coli): trong nước thải đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải vùng du lịch, dịch vụ, khu chăn nuôi,… nhiễm nhiều vi sinh vật có sẵn trong phân người và phân xúc vật. Trong đó có thể có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh đặc biệt là bệnh về đường tiêu hóa như: tả, lị, thương hàn, các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm. E-coli là vi khuẩn phổ biến trong nước thải, nó có thể sông trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường ngoài cũng như trong phòng thí nghiệm. Chính vì vậy người ta đã chọn E-coli là chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải
Có nhiều quá trình được sử dụng để làm sạch nước thải tùy theo loại và mức độ nhiễm bẩn. Nước thải có thể được xử lí trong các nhà máy xử lý trong các nhà máy xử lí nước thải bao gồm các quy trình xử lí vật lý, hóa học và sinh học.
