Hệ thống xử lý nước thải hộ gia đình là hệ thống xử lý quy mô nhỏ, được thiết kế để thu gom và xử lý nước thải phát sinh từ nhà vệ sinh, phòng tắm, nhà bếp, khu vực giặt giũ và các hoạt động sinh hoạt khác trước khi xả thải hoặc tái sử dụng cho những mục đích phù hợp theo quy định.
1. Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt
Nước thải hộ gia đình thường phát sinh từ:
- Nhà vệ sinh: chứa chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng và vi sinh vật gây bệnh.
- Phòng tắm: chứa xà phòng, dầu gội và các chất rắn lơ lửng.
- Nhà bếp: chứa thức ăn thừa, dầu mỡ và các chất hữu cơ.
- Khu vực giặt giũ: chứa chất tẩy rửa và chất rắn lơ lửng.
- Hoạt động vệ sinh: chứa bụi bẩn và một số hóa chất gia dụng.
Đặc tính và lưu lượng nước thải phụ thuộc vào số người trong gia đình, lượng nước sử dụng và thói quen sinh hoạt hàng ngày.
2. Quy trình xử lý điển hình
Một hệ thống xử lý nước thải hộ gia đình có thể được bố trí theo quy trình:
Nước thải sinh hoạt → Song chắn rác → Bể tách dầu mỡ → Bể tự hoại/Bể điều hòa → Xử lý kỵ khí/thiếu khí → Xử lý sinh học hiếu khí → Lắng/MBR → Khử trùng → Nước sau xử lý
Đối với hệ thống đơn giản, bể tự hoại có thể được sử dụng để xử lý sơ bộ. Khi yêu cầu chất lượng nước đầu ra cao hơn, có thể bổ sung các công đoạn xử lý sinh học và khử trùng.
3. Các hạng mục chính
1. Thu gom và xử lý rác
Nước thải được thu gom thông qua hệ thống thoát nước của gia đình và đi qua song chắn rác hoặc lưới lọc.
Mục đích:
- Loại bỏ tóc, túi nilon, giấy và các chất rắn có kích thước lớn.
- Bảo vệ máy bơm và các thiết bị xử lý phía sau.
2. Bể tách dầu mỡ
Nước thải từ khu vực bếp nên được dẫn qua bể tách dầu mỡ trước khi đưa vào công đoạn xử lý sinh học.
Bể giúp tách dầu mỡ, hạn chế tình trạng tắc nghẽn đường ống và cải thiện hiệu quả xử lý sinh học.
3. Bể điều hòa
Bể điều hòa có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời nước thải, đồng thời cân bằng sự biến động về lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm.
Máy bơm chìm có thể được sử dụng để cấp nước thải liên tục vào công đoạn xử lý sinh học.
4. Xử lý kỵ khí/thiếu khí
Công đoạn này giúp giảm một phần các chất hữu cơ và, khi được thiết kế phù hợp, có thể hỗ trợ quá trình loại bỏ Nitơ.
Đối với các hệ thống hộ gia đình có quy mô lớn hơn, có thể bố trí bể thiếu khí kết hợp với hệ thống tuần hoàn nội bộ.
5. Xử lý sinh học hiếu khí
Vi sinh vật được sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.
Một số công nghệ phổ biến gồm:
- MBBR – Bể sinh học giá thể chuyển động
- Bùn hoạt tính
- SBR – Bể phản ứng sinh học theo mẻ
- MBR – Công nghệ màng lọc sinh học
Máy thổi khí và đĩa phân phối khí cung cấp oxy cho bể xử lý hiếu khí.
6. Lắng hoặc tách bằng màng
Tùy thuộc vào công nghệ được lựa chọn:
- Bể lắng: tách bùn sinh học ra khỏi nước sau xử lý.
- Màng MBR: tách chất rắn lơ lửng và vi sinh vật ra khỏi nước sau xử lý.
Công nghệ MBR có ưu điểm là diện tích xây dựng nhỏ và có thể tạo ra nước sau xử lý với chất lượng cao, phù hợp với những nơi có diện tích hạn chế.
7. Khử trùng
Công đoạn cuối có thể sử dụng:
- Đèn UV.
- Chlorine/Javen.
- Các công nghệ khử trùng phù hợp khác.
Mục đích là giảm lượng vi sinh vật gây bệnh trước khi xả thải hoặc tái sử dụng theo quy định.
8. Quản lý bùn
Bùn dư phát sinh trong quá trình xử lý sinh học cần được định kỳ loại bỏ.
Đối với hệ thống hộ gia đình, bùn có thể được lưu giữ tạm thời và định kỳ hút bằng dịch vụ hút bùn/bể phốt chuyên dụng khi cần thiết.
4. Ví dụ hệ thống xử lý cho hộ gia đình
Đối với hộ gia đình khoảng 4–6 người, quy trình xử lý có thể bố trí:
Nước thải nhà vệ sinh + phòng tắm + nhà bếp
↓
Song chắn rác
↓
Bể tách dầu mỡ
↓
Bể điều hòa/Bể tự hoại
↓
Bể thiếu khí
↓
Bể MBBR hiếu khí
↓
Bể lắng
↓
Khử trùng
↓
Nước sau xử lý
Thể tích các bể và công suất thiết bị cần được tính toán dựa trên lưu lượng nước thải thiết kế và tải lượng chất ô nhiễm thực tế.
5. Các thiết bị chính
| Thiết bị | Chức năng |
|---|---|
| Song chắn rác | Loại bỏ chất rắn thô |
| Bể tách dầu mỡ | Tách dầu mỡ |
| Bể điều hòa | Điều hòa lưu lượng |
| Máy bơm chìm | Bơm và chuyển nước thải |
| Bể thiếu khí | Hỗ trợ quá trình loại bỏ Nitơ |
| Bể MBBR | Xử lý sinh học |
| Máy thổi khí | Cung cấp oxy |
| Đĩa phân phối khí | Phân phối khí trong bể |
| Bể lắng | Tách bùn và nước |
| Thiết bị khử trùng | Giảm vi sinh vật gây bệnh |
| Bơm bùn | Hút và loại bỏ bùn dư |
| Tủ điện điều khiển | Điều khiển hệ thống tự động |
6. Ưu điểm
Một hệ thống xử lý nước thải hộ gia đình được thiết kế phù hợp có thể:
- Giảm chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng trong nước thải.
- Hạn chế mùi hôi so với việc xả nước thải không qua xử lý.
- Giảm vi sinh vật gây bệnh thông qua xử lý và khử trùng phù hợp.
- Không yêu cầu diện tích vận hành quá lớn.
- Có thể lắp đặt âm đất hoặc dạng module nhỏ gọn.
- Có khả năng tự động hóa bằng máy bơm, máy thổi khí và tủ điều khiển.
- Nước sau xử lý có thể được xem xét để tái sử dụng cho các mục đích không ăn uống nếu đáp ứng yêu cầu chất lượng và quy định hiện hành.
7. Những yếu tố quan trọng khi thiết kế
Trước khi lựa chọn hệ thống, cần xác định:
- Số lượng người sử dụng.
- Lưu lượng nước thải trung bình và cao điểm.
- Nồng độ BOD₅, COD và TSS.
- Hàm lượng Nitơ và Photpho nếu cần kiểm soát.
- Lượng dầu mỡ từ khu vực bếp.
- Diện tích lắp đặt.
- Điều kiện đất và mực nước ngầm đối với bể âm đất.
- Yêu cầu về chất lượng nước sau xử lý.
- Tần suất hút và xử lý bùn.
- Các yêu cầu, quy định môi trường hiện hành.
Đối với hộ gia đình quy mô nhỏ, bể tự hoại thông thường có thể phù hợp cho công đoạn xử lý sơ bộ trong một số trường hợp. Tuy nhiên, bể tự hoại không nên mặc nhiên được xem là tương đương với một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh. Khi yêu cầu chất lượng nước đầu ra cao hơn, cần bổ sung các công đoạn xử lý sinh học và khử trùng phù hợp.
