Phương pháp xử lý nước thải công nghiệp an toàn và hiệu quả

Trong quá trình sản xuất, nhà máy sẽ thải ra một lượng lớn nước thải. Nếu không được xử lý đúng cách thì có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Vấn đề xử lý nước thải công nghiệp luôn là mối quan tâm hàng đầu của xã hội. Cùng tìm hiểu những phương pháp xử lý nước thải được ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam trong bài viết dưới đây của Long Hậu!

Khái quát về nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp là loại nước sinh ra trong quá trình sản xuất của nhà xưởng, vệ sinh máy móc và sinh hoạt của công nhân. Nước thải công nghiệp cũng được chia làm nhiều loại dựa vào hoạt động sản xuất, công nghệ xử lý,...

Phần lớn nước thải công nghiệp đều chứa các ion kim loại như Pb2+, Fe3+, Hg2+,... các chất rắn hữu cơ và vô cơ. Tùy vào ngành nghề mà quy chuẩn về nước thải công nghiệp sẽ khác nhau, doanh nghiệp sẽ cần phải tuân thủ các quy chuẩn nhất định trong quá trình sản xuất.

Thời điểm hiện tại thì tình trạng ô nhiễm do nước thải công nghiệp ở nước ta đã đạt mức báo động. Theo nguồn tin của Bộ Tài Nguyên Môi Trường thì tổng lượng nước thải xả ra từ các khu công nghiệp đạt khoảng 3000000 m3/1 ngày đêm. Đồng thời, có đến 70% nước thải chưa qua xử lý được xả trực tiếp ra sông, suối, ao hồ,ẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước, môi trường xung quanh nhà máy. Để bảo vệ môi trường và các loại sinh vật, cần phải có biện pháp xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả.

Tổng quan về nước thải tại các khu công nghiệp.

Phân loại nước thải công nghiệp theo tính chất

Nước thải công nghiệp vô cơ

Nước thải công nghiệp vô cơ xuất hiện trong các ngành công nghiệp than, thép, khoáng sản và sản xuất kim loại. Trong nước thải vô cơ chứa một lượng lớn chất lơ lửng. Để loại bỏ chúng cần phải tiến hành quá trình lắng cặn và kết tủa hóa học.

Nước thải công nghiệp vô cơ ngoài các chất rắn và dầu thì còn chứa các chất hòa tan gây hại như xyanua, axit, florua và dung dịch kiềm. 

Nước thải công nghiệp hữu cơ

Nước thải công nghiệp hữu cơ thường sinh ra trong quá trình sản xuất của ngành công nghiệp hóa chất và công trình hóa chất sử dụng chất hữu cơ để phản ứng hóa học. Đa phần các chất hữu cơ trong nước thải được loại bỏ bằng cách xử lý sơ bộ và xử lý sinh học.

Hai loại nước thải công nghiệp theo tính chất.

Quy định về xử lý nước thải công nghiệp

Xử lý nước thải là quá trình loại bỏ các chất gây ô nhiễm có trong nước. Nó bao gồm quá trình xử lý hóa học, vật lý và sinh học. Trong quá trình thực hiện cần phải tuân thủ các quy định về xử lý nước thải công nghiệp như sau:

• Trường hợp nhà máy nằm trong khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải tập trung, mỗi khi xả nước thải không cần phải xin giấy phép. Bởi khu công nghiệp đã xin giấy phép xả thải, trong đó có cả nhà máy của bạn.

• Đối với nhà máy tại khu công nghiệp nhưng không có hệ thống thu gom và xử lý nước thải công nghiệp tập trung thì cần phải thực hiện thủ tục xin giấy phép xả thải. Tùy vào tỉnh thành mà cơ quan xin phép xả thải sẽ khác nhau.

5 công nghệ xử lý nước thải tiên tiến nhất hiện nay

Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp AO

Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp AO là một quá trình khử nitrat có trong nước thải. Công nghệ này được bắt nguồn từ Mỹ được nghiên cứu bởi hai kỹ sư Ludzack và Ettinger. Dựa vào nguyên lý hoạt động thì công nghệ AO được phân thành hai vùng là hiếu khí và thiếu khí. Điểm nổi bật của công nghệ xử lý nước thải AO là:  

• Có khả năng xử lý hoàn toàn hàm lượng chất hữu cơ có trong nước.

• Chi phí đầu tư và vận hành cho công nghệ AO là khá thấp. Chi phí bảo trì hệ thống cũng rất hợp lý.

• Có khả năng tự động hóa cao, hệ thống vận hành luôn được giữ ở chế độ hoạt động ổn định nhất. 

Công nghệ AO xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả.

Công nghệ xử lý nước thải hóa lý

Công nghệ xử lý nước thải hóa lý dùng hóa chất để giúp các chất ô nhiễm keo tụ gắn kết thành những bông bùn lớn và tách ra khỏi nước thải sau một thời gian lắng cặn. Công nghệ này thích hợp dùng để xử lý nước thải công nghiệp bị ô nhiễm hóa chất, kim loại nặng và độ màu cao. Các hóa chất sử dụng để keo tụ cặn bẩn trong nước thải là PAC (phèn nhôm) và chất trợ lắng là Polymer.

Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR

Công nghệ xử lý nước thải MBBR hay Moving bed bioreactor sẽ áp dụng kĩ thuật vi sinh dính bám trên lớp vật liệu mang di chuyển. Công nghệ này là sự kết hợp giữa kỹ thuật Aerotank truyền thống và phương pháp lọc sinh học hiếu khí. Mật độ vi sinh trong bể xử lý sẽ cao hơn nhiều so với kỹ thuật bùn hoạt tính phân tán do dùng vật liệu mang theo vi sinh. Để sử dụng công nghệ này thì cần phải trang bị giá thể Hel-X Biochip 30 trong bể sinh học thiếu khí và bể sinh học hiếu khí. Ưu điểm của công nghệ xử lý nước thải công nghiệp này là:

• Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp tối ưu diện tích lắp đặt.

• Loại bỏ được chất nitơ có trong nước thải.

• Có hiệu suất xử lý lên đến 90% đối với BOD.

• Tiết kiệm được diện tích.

Sử dụng giá thể di động MBBR để xử lý nước thải công nghiệp.

Công nghệ xử lý sinh học màng MBR

MBR là viết tắt từ Membrane Bioreactor có thể hiểu công nghệ này sự kết hợp giữa vi sinh có trong bể bùn hoạt tính lơ lửng và công nghệ màng lọc sợi rỗng. Cơ chế vi lọc của màng với kích thước nhỏ (µm) sẽ giúp giữ lại bùn có trong bể sinh học. Nước thải sau khi ra khỏi màng sẽ đạt chất lượng tốt hơn. 

Công nghệ màng lọc MBR được xem là công nghệ mới, với khả năng loại bỏ chất thải khá triệt để. Nước được xử lý và thải ra đạt chất lượng tốt do loại bỏ được vi khuẩn, kể cả kích thước nhỏ như Coliform và E-Coli. Màng lọc MBR được phủ một lớp polymer thấm nước nên tuổi thọ cao và đảm bảo sự ổn định của hệ thống.

Công nghệ xử lý sinh học theo mẻ SBR/ ASBR

SBR là công nghệ xử lý nước thải bằng các phản ứng sinh học theo mẻ. Bao gồm 2 cụm chính là cụm bể Selector và cụm bể C – tech. Công nghệ này phù hợp để xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị và nước thải tại các khu công nghiệp. Ưu điểm công nghệ xử lý nước thải công nghiệp SBR/ASBR là:

• Kết cấu hệ thống xử lý đơn giản và có độ bền cao.

• Quá trình vận hành đơn giản và dùng ít sức người hơn.

• Dễ dàng mở rộng thêm hệ thống nhờ cách lắp đặt từng phần.

• Hiệu quả xử lý chất ô nhiễm trong nước tốt.

• Khả năng khử được Nitơ và Photpho trong nước tốt.

• Vẫn đảm bảo sự ổn định và linh hoạt khi thay đổi tải trọng.

Hệ thống xử lý nước thải là gì? Có công dụng như thế nào?

Hệ thống xử lý nước thải là một phần không thể thiếu tại các nhà máy sản xuất. Hệ thống xử lý nước được hình thành từ nhiều công nghệ và hóa chất khác nhau nhằm loại bỏ các chất gây ô nhiễm có trong nước thải. Một hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn cần phải giải quyết được những vấn đề sau:

• Phải xử lý được những chất gây hại có trong nước thải, đảm bảo chất lượng nước thải đạt chuẩn theo BYT.

• Chi phí xây dựng tối ưu nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước thải sau khi xử lý.

• Cơ cấu dễ dàng nâng cấp khi nhu cầu sử dụng thay đổi. 

• Có thể tăng giảm lượng hóa chất xử lý nước thải.

Giới thiệu về hệ thống xử lý nước thải công nghiệp.

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp sẽ loại bỏ những gì?

Một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp được tạo nên từ nhiều công nghệ xử lý nước khác nhau. Nước thải sau khi đi qua hệ thống sẽ loại bỏ được các chất sau:

• Các loại chất rắn có thể hòa tan.

• Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)

• Chất Nitrat và Phosphat. 

• Các ký sinh trùng và mầm bệnh có trong nước thải công nghiệp.

• Các cặn kim loại thâm nhập vào nước trong quá trình sản xuất.

• Các chất lơ lửng trong nước.

• Các loại hóa chất tổng hợp hòa tan và không hòa tan.

Quy trình xử lý nước thải công nghiệp cơ bản

Quy trình xử lý nước thải công nghiệp có tác dụng thúc đẩy việc cải thiện chất lượng nước. Giảm thiểu hàm lượng các chất độc hại trộn lẫn với nước, nhờ đó có thể tái sử dụng nước và không gây hại đến môi trường. Sau đây là một số giai đoạn xử lý nước thải phổ biến nhất tại các nhà xưởng:

• Quy trình xử lý nước thải công nghiệp cơ học, vật lý: Trong nước thải công nghiệp có chứa các chất không tan với kích thước lớn tồn tại ở dạng lơ lửng.  Do đó, bước đầu tiên của quy trình xử lý nước thải là cần tách các chất này ra khỏi nước thải. Có thể áp dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác, lưới chắn rác, lắng cát, tuyến nổi,... để loại bỏ các chất lơ lửng này.

• Quy trình xử lý nước thải công nghiệp hóa học, lý hóa: Sau khi loại bỏ chất thải lơ lửng, không hòa tan thì bước tiếp theo loại bỏ các chất kim loại. Có thể áp dụng các phương pháp xử lý hóa học như trung hòa pH hoặc keo tụ. 

• Quy trình xử lý nước thải công nghiệp sinh học: Xử lý sinh học nằm ở cuối cùng của quá trình xử lý nước thải công nghiệp. Bước này sẽ loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan như H2S, Natri Sunfit, Amoniac và Nitơ ra khỏi nước. Phương pháp được dùng chủ yếu là kỵ khí và hiếu khí.

Quy trình xử lý nước thải công nghiệp.

Các hệ thống xử lý nước thải phổ biến tại các khu công nghiệp

Hệ thống xử lý nước công nghiệp điều lưu

Điều lưu là quá trình hạn chế biến động về đặc tính của nước thải, tạo điều kiện lý tưởng cho bước xử lý nước thải tiếp theo. Quá trình điều lưu diễn ra để bằng cách cho nước thải vào một bể chứa, rồi tiến hành bơm định lượng nước thải vào các bể khác. Quá trình điều lưu được dùng để xử lý nước thải khu công nghiệp như sau:

• Điều chỉnh sự thay đổi về lưu lượng của nước thải qua từng thời điểm trong ngày.

• Duy trì sự ổn định của hàm lượng chất vô cơ có trong nước thải để tránh làm thay đổi vi khuẩn trong các bể xử lý.

• Tạo điều kiện tốt nhất cho các quá trình xử lý sinh học và hóa học sau đó bằng cách kiểm soát độ pH trong nước.

• Cuối cùng bể điều lưu cũng là nơi cố định các chất độc làm giảm hiệu suất xử lý của quá trình xử lý sinh học phía sau.

Hệ thống xử lý nước bằng trung hòa

Nước thải ra từ các nhà máy thường có pH không phù hợp với quá trình xử lý sinh học hoặc thải ra môi trường. Do đó, cần phải có hệ thống xử nước thải công nghiệp trung hòa. Một số cách dùng để thực hiện trung hòa nồng độ pH có trong nước:

• Tiến hành trộn lẫn nước thải có pH acid với nước thải có pH bazơ. Phương pháp trộn lẫn nước thải có tính chất pH khác nhau, cũng là một cách trung hòa hiệu quả và đơn giản. Để thực hiện được phương pháp này thì cần phải có một bể điều lưu lớn để chứa 2 loại nước thải. 

• Đối với nước thải pH Acid thì có thể trung hòa bằng cách để nó chảy qua một lớp đá vôi. Nếu không có đá vôi thì có thể thay thế bằng cách cho nước vôi vào nước thải, sau quá trình lắng thì vôi sẽ được tách ra.

• Phương pháp trung hòa nước thải pH bazơ hay nước thải kiềm bằng acid mạnh có độ nguy hiểm và chi phí cao. Có thể thay thế bằng phương án sục CO2 vào nước thải để tạo thành Acid carbonic để trung hòa.

Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp trung hòa

Hệ thống xử lý nước bằng công nghệ keo tụ và tạo bông cặn

Keo tụ và tạo bông cặn giúp các chất lơ lửng kết dính lại thành các hạt có kích thước lớn hơn. Nước thải công nghiệp có chứa các hạt keo có mang điện tích, thông thường là điện tích âm. Điện tích này sẽ ngăn cản các hạt keo này kết hợp lại với nhau, duy trì sự ổn định trong nước.

Việc cho thêm các chất như phèn, ferrous chloride,... vào nước thải làm mất đi sự ổn định, đẩy nhanh sự kết hợp giữa các hạt để tạo thành bông cặn lớn. Chỉ cần trải qua quá trình lắng cặn và lọc thì có thể loại bỏ những bông cặn này.  

Hệ thống xử lý nước bằng kết tủa

Để loại bỏ các kim loại nặng trong quá trình xử lý nước thải thì kết tủa là phương pháp thông dụng nhất. Thông thường các kim loại nặng sẽ được kết tủa dưới dạng hydroxide. Vì vậy, tiến hành kết tủa thì cần phải cho thêm bazơ vào nước thải để thay đổi độ pH mà chất kim loại nặng phải loại bỏ có khả năng hòa tan. Quá trình kết tủa cũng có thể áp dụng để khử phosphate trong nước thải.

Áp dụng công nghệ tuyển nổi xử lý nước thải

Công nghệ tuyển nổi dùng để loại bỏ các chất có khả năng nổi trong nước như dầu, mỡ, chất rắn lơ lửng,... Nước thải sẽ được tạo một lực áp suất nhất định bằng không khí. Khi nước thải trở về mức áp suất bình thường sẽ tạo nên những bọt khí. Những bọt khí này kết dính với dầu mỡ, chất lơ lửng và nổi lên mặt nước. Khi nước thải được đưa đến ngăn khác sẽ bị một thanh gạt chặn các bọt khí lại, loại bỏ các chất rắn ra khỏi nước thải.

Công nghệ tuyển nổi xử lý nước thải công nghiệp.

Bể lắng trong hệ thống xử lý nước thải

Quá trình lắng cặn ứng dụng sự khác nhau về tỉ trọng của nước với chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm khác trong nước. Các cặn bẩn, chất ô nhiễm có khối lượng nặng hơn sẽ chìm xuống đáy và nhẹ hơn thì nổi lên bề mặt nước. Sau quá trình lắng thì các chất bẩn sẽ được thanh gạt loại bỏ ra khỏi nước, rồi bị đưa ra bên ngoài. Có hai dạng bể lắng là bể hình chữ nhật và bể tròn.

Hệ thống xử lý nước bằng công nghệ sinh học hiếu khí

Phần lớn các chất hữu cơ trong nước thải công nghiệp đã bị phân hủy bằng oxy khi quá trình sinh học hoạt động. Bên cạnh chất hữu cơ có trong nước thải và oxygen thì còn có nitơ và photpho với một hàm lượng phù hợp cho quá trình phân hủy sinh học.

Một số loại nước thải công nghiệp có sự chênh lệch về nồng độ thì cần bổ xung thêm photpho và nitơ vi khuẩn kỵ khí để hoạt động có hiệu quả. Những yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học như nhiệt độ, pH cũng cần căn chỉnh cho phù hợp.

Có nhiều kiểu thiết kế bể xử lý sinh học hiếu khí nhưng loại được lựa chọn nhiều nhất là bể bùn than hoạt tính. Bể này hoạt động khá đơn giản, các vi khuẩn phân sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và tạo thành các bông cặn lớn sau đó đi đến quá trình lắng.

Xử lý nước thải công nghiệp bằng công nghệ sinh học hiếu khí.