Xử lý nước thải là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm từ nước thải nhằm đảm bảo sức khỏe con người và môi trường. Các loại nước thải khác nhau bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải y tế. Để đạt được hiệu quả tối ưu, quá trình này thường sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như vật lý, hóa học và sinh học.

Phương pháp xử lý nước thải tốt nhất hiện có

Xử lý nước thải là một phần quan trọng trong việc loại bỏ chất ô nhiễm và bảo vệ môi trường. Những phương pháp được liệt kê dưới đây là những phương pháp xử lý nước thải hiệu quả nhất hiện nay và chúng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước thải trên toàn cầu.

1.Công nghệ Anoxic-Aerobic-Oxic (AAO)

công nghệ anoxic-aerobic-oxic-aao

Công nghệ Anaerobic-Anoxic-Oxic (AAO) là một phương pháp xử lý nước thải sinh học tiên tiến được sử dụng phổ biến để loại bỏ các chất ô nhiễm, đặc biệt là photphát và nitơ. Để tối ưu hóa quá trình phân hủy chất hữu cơ và cải thiện chất lượng nước thải, phương pháp này kết hợp ba giai đoạn xử lý: kỵ khí, thiếu oxy và hiếu khí.

Nguyên Lý Hoạt Động

• Giai đoạn kỵ khí (anaerobic): Nước thải được thêm vào bể kỵ khí, nơi vi sinh vật kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ mà không cần oxy. Trong quá trình này, BOD giảm và biogas, một sản phẩm phụ, được tạo ra.
• Giai đoạn thiếu oxy, còn được gọi là "giai đoạn anoxic": Nước thải sau đó được chuyển đến bể thiếu oxy, nơi vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ còn lại bằng cách sử dụng các hợp chất nitrat và nitrit. Điều này hỗ trợ quá trình khử nitrat và loại bỏ nitơ.
• Giai đoạn Hiếu khí (Oxic): Cuối cùng, nước thải được đưa vào bể hiếu khí. Đó là nơi vi sinh vật hiếu khí tiếp tục phân hủy các chất hữu cơ còn lại và sử dụng nitrification để biến ammoniac thành nitrat. Đồng thời, photphat từ nước thải cũng được vi sinh vật hấp thụ.

Ưu điểm của Công nghệ AAO 

• Hiệu Quả Cao: Công nghệ AAO có khả năng đạt được tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt bằng cách loại bỏ đến 90% BOD, 70% tổng nitơ và 90% photphát trong nước thải.
• Giảm Sản Phẩm Bùn Thải: Do sự phân hủy hiệu quả của vi sinh vật kỵ khí và thiếu oxy, AAO sản xuất ít bùn thải hơn so với các phương pháp thông thường khác.
• Chi phí vận hành thấp: Hệ thống này thường có chi phí ban đầu thấp hơn so với nhiều công nghệ khác, và nó cũng tiêu tốn ít điện hơn khi hoạt động.
• Dễ Dàng Vận Hành: Công nghệ AAO dễ dàng điều chỉnh và có thể tự động hóa, giúp giảm thiểu công sức quản lý.

Nhược điểm của Công nghệ AAO

• Hệ thống AAO thường yêu cầu rất nhiều diện tích để xây dựng nhiều bể xử lý, điều này có thể là một hạn chế trong các khu vực đô thị chật chội.
• Chất lượng nước xả ra không ổn định: Chất lượng nước sau xử lý có thể không ổn định do một số yếu tố. Những yếu tố này bao gồm nhiệt độ, nồng độ hữu cơ và tải trọng thủy lực trong nước thải đầu vào, cũng như nồng độ chất lỏng liên tục (MLSS).
• Nhạy Cảm Với Các Chất Độc Hại: Việc xử lý nước thải bằng công nghệ AAO có thể bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của kim loại nặng hoặc các hợp chất độc hại khác trong nước thải.

Ứng dụng

Công nghệ AAO thường được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải công nghiệp và đô thị, đặc biệt là trong các lĩnh vực như chăn nuôi, thực phẩm, chế biến nông sản và dệt nhuộm. Công nghệ này đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và tài nguyên nước nhờ khả năng xử lý hiệu quả các chất dinh dưỡng như photphát và nitơ.

2. Công nghệ Membrane Bioreactor (MBR)

Công nghệ membrane-bioreactor-mbr

Công nghệ MBR kết hợp công nghệ sinh học và kỹ thuật lọc màng để xử lý nước thải hiện đại. Để loại bỏ các chất ô nhiễm một cách hiệu quả và đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cao, công nghệ này đã được sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động

• Nguyên lý dẫn đến công nghệ MBR là sự kết hợp của quá trình phân hủy sinh học và lọc màng. Trong hầu hết các trường hợp, quy trình này bao gồm các bước chính sau:
• Phân hủy sinh học: Nước thải được đưa vào bể phản ứng sinh học, nơi vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ. Oxy được cung cấp liên tục cho vi sinh vật để thúc đẩy sự phát triển và hoạt động của chúng.
• Lọc Màng: Sau khi phân hủy, nước thải đi qua một lỗ nhỏ (thường là 0,03 đến 0,4 μm) trong màng lọc. Màng lọc này giữ lại các chất rắn lơ lửng, vi khuẩn và virus, cho phép nước sạch đi qua. Quá trình này giúp loại bỏ hoàn toàn bùn hoạt tính và các tạp chất khác.
• Tái Sử Dụng Nước: Nước đã qua xử lý có thể được tái sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như tưới cây, làm mát hoặc rửa đường.

Ưu Điểm của Công Nghệ MBR

• Chất lượng nước sau xử lý cao: Nước sau xử lý bằng công nghệ MBR có hàm lượng chất rắn rất thấp (<5 mg/L), hàm lượng BOD và COD cũng rất thấp, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt.
• Tiết kiệm diện tích: Do khả năng vận hành với nồng độ bùn hoạt tính cao (MLSS từ 8.000 đến 12.000 mg/L), công nghệ MBR giúp giảm diện tích bể cần thiết so với các phương pháp truyền thống.
• Giảm chi phí vận hành: Hệ thống MBR sử dụng ít nhân lực hơn trong quá trình hoạt động, đồng thời sử dụng ít điện hơn.
• Dễ Dàng Bảo Trì: Các module màng có thể được thay thế dễ dàng khi cần thiết, và quy trình làm sạch màng cũng đơn giản hơn so với các công nghệ khác.

Nhược điểm của Công nghệ MBR

• Chi phí Đầu Tư Ban Đầu Cao: Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống MBR có thể cao hơn so với các công nghệ truyền thống mặc dù chi phí vận hành thấp.
• Khả năng nghẹt màng: Hiện tượng nghẹt màng do bùn hoặc chất ô nhiễm tích tụ trên bề mặt màng là một trong những vấn đề lớn nhất đối với công nghệ MBR. Để duy trì hiệu suất, phải có kế hoạch bảo trì và làm sạch thường xuyên.

Ứng dụng

• Công nghệ MBR được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như:
• Xử lý nước thải sinh hoạt: được sử dụng tại các nhà máy xử lý nước thải trong các thành phố.
• Xử lý nước thải công nghiệp: phù hợp với các lĩnh vực như thực phẩm, dệt nhuộm và chế biến hóa chất.
• Tái sử dụng nước: Nước sau xử lý có thể được tái sử dụng để tiết kiệm nước.

3. Công nghệ MBBR

Công nghệ mbbr

Công nghệ MBBR, còn được gọi là Rạp biofilm di chuyển, là một phương pháp xử lý nước thải tiên tiến kết hợp kỹ thuật lọc màng và quá trình sinh học. Công nghệ này đã được phát triển từ những năm 1980 và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp và đô thị.

Nguyên lý hoạt động

Công nghệ MBBR dựa trên nguyên lý làm tăng sự phát triển của vi sinh vật trong bể xử lý bằng cách sử dụng các giá thể nổi, còn được gọi là biofilm carriers. Các bước chính sau đây bao gồm quá trình này:

• Nước thải vào bể: Nước thải được thải vào bể phản ứng, nơi có các giá thể nổi bằng nhựa hoặc các vật liệu khác. Vi sinh vật bám vào và phát triển biofilm trên bề mặt được cung cấp bởi các giá thể này.
• Vi sinh vật hoạt động như sau: Với việc tiêu hóa các chất hữu cơ có trong nước thải, vi sinh vật trong biofilm giảm nồng độ nitơ, BOD (biochemical oxygen demand), COD (chemical oxygen demand) 
• Cung cấp oxy: Hệ thống sục khí cung cấp oxy cần thiết cho vi sinh vật, đồng thời giúp các giá thể di chuyển tự do trong bể, tăng cường tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải.
• Tách nước sạch: Sau khi xử lý, nước thải được tách ra khỏi các giá thể và xả ra ngoài, trong khi bùn hoạt tính sẽ được giữ lại trong hệ thống để tiếp tục quá trình xử lý.

Ưu Điểm của Công Nghệ MBBR

• Hiệu suất cao: Ngay cả khi nồng độ tải cao, MBBR vẫn có thể loại bỏ các chất ô nhiễm như BOD, COD, nitơ và photphát một cách hiệu quả.
• Tiết kiệm diện tích: Do khả năng vi sinh vật tập trung trên các giá thể nổi, công nghệ này yêu cầu diện tích nhỏ hơn so với các hệ thống xử lý truyền thống như chất thải đã được khởi động.
• Dễ dàng bảo trì: Do biofilm tự điều chỉnh và không cần tái tuần hoàn bùn như các hệ thống khác, hệ thống MBBR thường yêu cầu ít bảo trì hơn.
• Khả năng chịu tải biến động: MBBR có khả năng chịu đựng tốt với các biến động tải trọng và lưu lượng nước thải, giúp duy trì hiệu suất ổn định.

Nhược điểm của MBBR

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống MBBR thường cao hơn so với một số công nghệ truyền thống khác, mặc dù chi phí vận hành thấp.
• Khả năng nghẹt màng: Biofilm có thể dày lên quá mức nếu không được quản lý đúng cách, dẫn đến nghẹt màng hoặc giảm hiệu suất xử lý.
• Chất lượng nước xả ra không ổn định: Có một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến chất lượng nước sau xử lý, bao gồm nhiệt độ, nồng độ chất lỏng liên tục (MLSS) và tải trọng thủy lực trong nước thải đầu vào.

Ứng dụng

• Nhiều lĩnh vực khác nhau sử dụng công nghệ MBBR
• Xử lý nước thải sinh hoạt: Phù hợp với các nhà máy xử lý nước thải trong các khu vực đô thị.
• Xử lý nước thải công nghiệp: được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm dệt nhuộm, chế biến hóa chất và thực phẩm.
• Tái sử dụng nước: Sau khi xử lý, nước có thể được tái sử dụng để tưới cây hoặc làm mát.

4. Công nghệ hóa lý trong xử lý

Công nghệ lý hóa 

Công nghệ xử lý hóa lý là một phương pháp quan trọng để loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải thông qua các quá trình vật lý và phản ứng hóa học. Nước thải chứa các chất độc hại, kim loại nặng và các hợp chất khó phân hủy sinh học thường được xử lý bằng phương pháp này. Dưới đây là một tổng quan về các phương pháp xử lý hóa lý hiện đang được sử dụng.

Nguyên lý hoạt động

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý liên quan đến việc các hóa chất tương tác với các tạp chất có trong nước thải để thực hiện các phản ứng hóa học nhằm loại bỏ hoặc biến chúng thành các dạng ít độc hại hơn. Các kỹ thuật này bao gồm:

• Kết tủa: Loại bỏ kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác bằng cách sử dụng các hóa chất như phèn nhôm hoặc phèn sắt. Thông thường, quá trình này diễn ra trong bể lắng.
• Keo Tụ – Tạo Bông: Hóa chất keo tụ được thêm vào nước thải để liên kết các hạt nhỏ thành bông lớn hơn, dễ dàng tách ra khỏi nước bằng phương pháp lắng hoặc tuyển nổi.
• Hấp Phụ: Sử dụng vật liệu như than hoạt tính để hấp phụ các chất ô nhiễm hòa tan trong nước, giúp loại bỏ mùi vị và màu sắc không mong muốn.
• Trao Đổi Ion: Phương pháp này thay thế các ion không mong muốn trong nước thải bằng các ion khác từ vật liệu trao đổi ion, giúp loại bỏ kim loại nặng và các hợp chất độc hại.
• Trích Ly: Sử dụng dung môi hữu cơ để tách và khử sạch các chất bẩn và độc hại trong nước thải, đặc biệt hiệu quả với các hợp chất như phenol và dầu mỡ.

Ưu điểm của Phương pháp Xử lý Hóa lý 

• Hiệu quả Cao: Phương pháp hóa lý có khả năng loại bỏ hoàn toàn nhiều loại chất ô nhiễm, bao gồm cả những chất khó phân hủy sinh học.
• Thời gian xử lý ngắn: Do nhu cầu xử lý nước thải gấp rút, các quy trình hóa lý thường diễn ra nhanh chóng.
• Khác với phương pháp sinh học, hiệu suất của phương pháp hóa lý không phụ thuộc vào nhiệt độ.
• Dễ vận hành: Hệ thống xử lý hóa lý thường có quy trình vận hành đơn giản, dễ kiểm soát và không yêu cầu kỹ thuật cao.

Nhược điểm

• Việc sử dụng hóa chất có thể làm tăng chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải.
• Tác động Môi Trường: Nếu không được quản lý đúng cách, một số hóa chất được sử dụng trong quá trình xử lý có thể gây hại cho môi trường.

Ứng dụng

Nhiều lĩnh vực sử dụng công nghệ xử lý hóa lý:

• Xử lý nước thải công nghiệp: Nước thải từ chế biến thực phẩm, dệt nhuộm và sản xuất hóa chất rất tốt.
• Xử lý nước thải sinh hoạt: Giúp cải thiện chất lượng nước thải trước khi nó xả ra môi trường.
• Tái Sử Dụng Nước: Nước sau xử lý có thể được tái sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như tưới cây hoặc làm mát trong công nghiệp

5. Công nghệ của UASB

Công nghệ của UASB

Công nghệ UASB, còn được gọi là Upflow Anaerobic Sludge Blanket, là một phương pháp xử lý nước thải hiệu quả sử dụng quá trình tiêu hóa kỵ khí để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Công nghệ này đã được phát triển từ những năm 1970 và hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động 

Công nghệ UASB dựa trên nguyên lý dòng chảy ngược (upflow) qua một lớp bùn kỵ khí, nơi các chất hữu cơ bị vi sinh vật phân hủy:

• Dòng chảy ngược: Lớp bùn kỵ khí chứa nước thải chảy lên trên từ đáy bể. Các chất hữu cơ sẽ bị vi sinh vật trong lớp bùn này tiêu hóa và biến thành biogas, chủ yếu là methane và carbon dioxide.
• Lớp Bùn Kỵ Khí: Lớp bùn này được tạo thành từ các hạt bùn nhỏ, tạo thành một "tấm đệm" giúp giữ các chất rắn và vi sinh vật lơ lửng trong đó.Quá trình này cho phép nước thải được xử lý hiệu quả trong khi vẫn giữ lại bùn để tiếp tục quá trình phân hủy.
• Sản Xuất Biogas: Biogas được sản xuất trong quá trình tiêu hóa có thể được thu hồi và sử dụng như một nguồn năng lượng tái tạo, giúp giảm thiểu chi phí năng lượng cho nhà máy xử lý.

Ưu điểm của Công nghệ UASB

• Hiệu suất Cao: UASB có khả năng loại bỏ từ 80% đến 90% nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) trong nước thải, làm giảm nồng độ ô nhiễm.
• Tiết kiệm diện tích: Do khả năng tập trung vi sinh vật trong lớp bùn kỵ khí, UASB yêu cầu diện tích nhỏ hơn so với các phương pháp xử lý truyền thống.
• Sản xuất năng lượng: Quá trình xử lý tạo ra biogas có thể được sử dụng để tạo ra điện hoặc làm nhiên liệu, giúp giảm chi phí vận hành.
• Chi Phí Vận Hành Thấp: Do không cần cung cấp oxy cho quá trình xử lý, hệ thống UASB thường có chi phí vận hành thấp.

Nhược điểm của Công nghệ UASB

• UASB bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, pH và tải trọng hữu cơ. Hiệu suất của vi sinh vật và quá trình xử lý có thể bị ảnh hưởng bởi những biến động này.
• Khả Năng Loại Bỏ Dinh Dưỡng Thấp: Công nghệ này không loại bỏ được các chất dinh dưỡng như photphát và nitơ, do đó cần thêm các bước xử lý để đạt được tiêu chuẩn xả thải.
• Thời gian khởi động dài: Quá trình phát triển lớp bùn granule có thể mất nhiều ngày để đạt được hiệu suất cao nhất, thường là 100 ngày.

Ứng dụng

Công nghệ UASB được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Xử lý nước thải công nghiệp: Các ngành như thực phẩm, đồ uống, dệt nhuộm và chế biến giấy đặc biệt hiệu quả.
• Xử lý nước thải sinh hoạt thường là bước đầu tiên trong quá trình xử lý hiếu khí.
• Xử lý chất thải từ chăn nuôi: Giúp xử lý phân gia súc và giảm ô nhiễm môi trường.

ECLIM VIỆT NAM tự hào là đơn vị cung cấp  giải pháp, công nghệ xử lý, ,máy lọc tổng hàng đầu Việt Nam. Liên hệ ngay với chúng tôi để được giải đáp thắc mắc hoàn toàn miễn phí!!!

CÔNG TY CỔ PHẦN MÔI TRƯỜNG ECLIM VIỆT NAM 

Địa chỉ: số 383 Phạm Văn Đồng, Xuân Đỉnh, Bắc Từ Liêm, Hà Nội 

zalo: 0968.279.976 hotline: 0941.113.286

Website: eclim.vn

Bài viết: Tại Đây

Pagefacebook: môi trường eclim viet nam

Email: antam@eclim.vn