Quy trình xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả, tiên tiến nhất hiện nay

Hiện nay, xử lý nước thải công nghiệp là vấn đề được các doanh nghiệp, người dân quan tâm. Bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, môi trường sống cũng như sự phát triển của kinh tế, xã hội. Do vậy để giải quyết vấn đề đó việc áp dụng các quy trình xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả, nhanh chóng là việc làm cấp thiết. Cụ thể chi tiết chúng tôi sẽ tổng hợp, giới thiệu qua bài viết dưới đây, cùng tham khảo nhé!

Nước thải công nghiệp là gì?

Nước thải công nghiệp là nguồn nước thải được sinh ra từ các công đoạn trong quá trình sản xuất, trong các hoạt động phục vụ sản xuất của các nhà máy, khu công nghiệp… Ngoài ra, nước thải này còn có nguồn gốc từ sinh hoạt, vệ sinh của các công, nhân viên.

Nước thải công nghiệp rất đa dạng, phụ thuộc vào từng loại hình công nghiệp, thành phần, công nghệ sử dụng, tuổi thọ của thiết bị, cách quản lý và ý thức của doanh nghiệp. Nhìn chung, hiện nay được chia thành 2 loại chính:

• Nước thải sản xuất bẩn: được sinh ra từ hoạt động sản xuất, từ việc rửa máy móc, thiết bị, từ sinh hoạt hàng ngày của công nhân viên… Nói chung là chứa nhiều chất độc hại, vi khuẩn, virus, tạp chất gây ô nhiễm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cong người.
• Nước thải sản xuất không bẩn: được sản sinh từ hoạt động làm nguội thiết bị, ngưng tụ hơi nước, giải nhiệt tại các trạm làm lạnh… thường được quy ước là nước sạch.

Thành phần nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp theo phân tích gồm rất nhiều thành phần các hợp chất, cụ thể như sau:

• Chất rắn: gồm các chất rắn hữu cơ, vô cơ, chất rắn hòa tan, chất rắn không hòa tan trong nước.
• Chất dinh dưỡng: gồm Nitơ và photpho tồn tại ở dạng các hợp chất hữu cơ và vô cơ.
• Dầu mỡ: gồm các phân tử hữu cơ có hàm lượng Cacbon và Hidro cao, đây cũng chính là yếu tố tạo nên tổng COD trong nước thải.
• Kim loại nặng: có dạng hòa tan, chất rắn hoặc liên kết với các hợp chất cụ thể, dạng phức hợp
• Clo dư: là chất khử trùng, tẩy rửa trong nước thải, hợp chất hoạt động là clo khi phản ứng kết thúc Các ion Clo sẽ còn dư lại trong nước sau xử lý.
• Acid béo: là một phần của tổng COD hòa tan trong nước thải, chúng được sinh ra từ quá trình lên men hoặc trong phản ứng yếm khí dưới dạng chất trung gian.

Phân loại nước thải công nghiệp

Như đã phân tích ở trên, nước thải công nghiệp được phân loại khá đa dạng dựa vào thành phần cũng như môi trường, lĩnh vực sản xuất, lượng nước thải đưa ra ngoài môi trường. Cụ thể dưới đây là 3 loại nước thải công nghiệp phổ biến nhất hiện nay tại các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất…:

• Nước thải công nghiệp vô cơ

Là nguồn nước thải được sản sinh từ hoạt động sản xuất liên quan đến ngành công nghiệp nặng như khai thác than, khai thác kim loại nặng, khoáng sản… Với đặc điểm nổi bật là chứa một lượng lớn các chất lơ lửng tuy nhiên có thể loại bỏ dễ dàng bằng phương pháp lắng cặn, keo tụ hóa học. Ngoài ra, nước thải vô cơ cũng có loại có chứa nhiều dầu khoáng để xử lý cần dùng phương pháp tách dầu, tạo váng và dùng gạt để gạt bỏ lớp dầu bên trên trước khi đưa qua các khâu xử lý tiếp theo.

•  Nước thải công nghiệp hữu cơ

Là nguồn nước thải có nguồn gốc từ các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp liên quan đến hóa chất, các chất hóa học có tính độc hại. Ví dụ trong sản xuất, chế biến thực phẩm, dược phẩm, sản xuất thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa, sản xuất và lên men bia, sản xuất giấy, công nghiệp dệt nhuộm… Xét về tính độc hại so với loại nước thải vô cơ độc hại hơn nhiều.

Chính vì thế, với loại nước thải này khi lắp đặt, vận hành hệ thống xử lý nước thải cần đặc biệt chú trọng, quan tâm nhiều hơn. Mục đích để đảm bảo an toàn, giải quyết tốt nhất tình trạng ô nhiễm nước thải, bảo vệ môi trường sống, sức khỏe con người cũng như góp phần vào sự phát triển kinh tế của xã hội.

•  Nước thải sinh hoạt tại các khu công nghiệp

Là nước thải có nguồn gốc từ các hoạt động phục vụ sinh hoạt hàng ngày của công nhân viên trong khu công nghiệp, xí nghiệp. Ví dụ như tắm rửa, giặt giũ quần áo, nấu ăn, vệ sinh cá nhân… Với đặc điểm chứa nhiều chất gây ô nhiễm cao như rác thải, vi khuẩn, virus… ảnh hưởng xấu đến nguồn nước đang sử dụng và mạch nước ngầm tại những khu vực xung quanh.

Ngoài ra, nước thải sinh hoạt cũng được sản sinh từ quá trình sản xuất, từ nước không dùng trực tiếp trong sản xuất . Tuy nhiên nguồn nước này lại tham gia vào quá trình tiếp xúc với chất khí, chất lỏng, chất rắn…

Quy chuẩn về nước thải công nghiệp

Hiện nay, bộ Tài nguyên và môi trường đã công bố, ban hành QCVN 40 với những quy định chung về nước xả thải công nghiệp. Với đầy đủ các đối tượng được áp dụng, các đối tượng thực hiện, các phương pháp xác đinh, các quy định về mặt kỹ thuật.

Bên cạnh đó, quy định về nước thải công nghiệp được ban hành vào năm 2015 – 14-MT:2015/BTNMT cũng được áp dụng với nước thải sinh hoạt từ các nhà máy sản xuất kinh doanh liên quan đến hoạt động công nghiệp.

Với tiêu chuẩn này, đây chính là điều kiện tiên quyết, là yêu cầu mà bộ tài nguyên và môi trường đặt ra cho các doanh nghiệp hoạt động trong các lĩnh vực liên quan đến công nghiệp phải tuân thủ nghiêm ngặt. Cụ thể tiêu chuẩn nước thải được phân loại chi tiết:

• Loại A: là các chỉ số của các chất gây ô nhiễm tối đa có thể cho phép xả vào những nguồn nước được dùng cho mục đích cung cấp nước phục vụ sinh hoạt hàng ngày.
• Loại B: là các chỉ số của các chất gây ô nhiễm tối đa có thể cho phép xả vào những nguồn nước không được dùng cho mục đích cung cấp nước phục vụ sinh hoạt hàng ngày.

Quy trình xử lý nước thải công nghiệp

Dưới đây là sơ đồ quy trình xử lý nước thải công nghiệp cơ bản, được sử dụng nhiều trong các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất với hiệu quả cao:

Thuyết minh chi tiết:

1. Song chắn rác

Ban đầu, nước thải công nghiệp từ nhà máy, khu công nghiệp sẽ được thu gom đưa về một bể tập trung. Sau đó, toàn bộ sẽ được dẫn qua song chắn rác thô với các thiết bị cào rác và gạt rác để loại bỏ tạp chất thô, rác thải, cặn bẩn, túi nilon, đá… có kích cỡ lớn. 

2. Bể thu gom

Được xây dựng bằng xi măng, thiết kế âm bên dưới mặt đất với chức năng thu gom nước thải từ nhà máy để bơm lên hệ thống xử lý và để lắng cặn, lọc đi các tạp chất, cặn, cát trong nước thải. Đồng thời tại đây sẽ được gắn đồng hồ đo lưu lượng nước thải ở đầu vào và 3 máy bơm chìm để luân phiên hoạt động bơm nước thải lên hệ thống xử lý trong khoảng 30 phút 1 lần bơm. 

3. Lọc rác tinh

Nước thải sau khi được bơm lên bể thu gom sẽ được cho đi qua lọc rác tinh trước khi cho vào hệ thống xử lý nước thải. Tại đây sẽ có hai chiếc máy bơm với chức năng lọc rác tinh giúp giữ lại các tạp chất, rác, cặn có kích cỡ từ 0.75 mm trong nước thải trước khi chuyển lên bể tách dầu mỡ.

4. Bể tách dầu mỡ

Bể tách dầu mỡ có chức năng tách các phần tử dầu mỡ ra khỏi nước thải nhờ hệ thống máng gạt trên bề mặt nước thải. Vì theo nguyên lý khối lượng riêng của dầu mỡ sẽ nhẹ hơn nước nên nó sẽ nổi lên trên bề mặt và dễ gạt bỏ. Khi phần dầu mỡ được hệ thống máng gạt gạt sẽ được gom vào bể chứa dầu. Sau đó phần này sẽ được đưa đến công ty xử lý và khử trùng các thành phần độc hại trước khi đưa vào các khâu sử dụng tiếp theo. Ngoài ra phần nước thải sau khi được gạt bỏ bớt dầu mỡ sẽ được đưa qua bể điều hòa.

5. Bể điều hòa

Được xây dựng, thiết kế âm bên dưới bể tách dầu bằng chất liệu xi măng. Tại đây sẽ có hệ thống gồm 2 máy khuấy trộn cộng 2 máy bơm chìm vận hành liên tục để điều hòa chất lượng nước thải. Và bơm nước thải lên các bể SBR. Ưu điểm của bể điều hòa là giúp nước thải giảm bớt thành phần BOD, ổn định pH mà không cần sử dụng hóa chất. Đồng thời còn giúp bơm nước thải liên tục vào bể SBR trong trường hợp các phân xưởng sản xuất không xả nước thải.

Ngoài ra, bể điều hòa còn có tác dụng giúp tăng cường hiệu quả xử lý nước thải theo phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật. Vì cơ chế vận hành của bể là giảm thiểu tối đa các chất có thể gây ức chế quá trình sinh trưởng, phát triển của hệ vi sinh vật. Và giúp giảm tối đa khả năng giảm tốc cho bể SBR do tải trọng đột ngột.

6. Bể SBR

Tại bể SBR, quá trình xử lý nước thải sẽ được diễn ra theo 5 giai đoạn chính đó là: cấp nước, cấp nước, sục khí, sục khí và lắng chắt nước trong. Cụ thể như sau:

• Cấp nước: thực hiện 2 lần, mỗi lần 60 phút, nước thải sẽ được bơm từ bể điều hòa đến bể SBR. Khi đủ một lượng phù hợp theo định mức hệ thống sẽ ngừng bơm.
• Sục khí: diễn ra 2 lần, mỗi lần 150 phút, nhiệm vụ sục khí bằng máy bơm khí để cung cấp oxy cho các phản ứng sinh hóa bên trong. Ví dụ như quá trình phân hủy chất hữu cơ, quá trình sinh trưởng, phát triển của hệ vi sinh vật, quá trình sinh tổng hợp tế bào…
• Lắng chắt nước trong: Trong giai đoạn sục khí sẽ tạo thành các bông bùn và chúng sẽ được lắng xuống bên dưới đáy bể nhờ trọng lực tác động. Nếu môi trường càng tĩnh thì quá trình lắng sẽ được thực hiện nhanh hơn và đạt hiệu quả cao hơn.
• Nước thải sau đó sẽ được xả ra khỏi bể nhờ thiết bị thu nước bề mặt Decanter. Thống kê thời gian trung bình cho việc xả nước thải là 60 phút. Theo đó tổng thời gian cho chu kỳ hoạt động của bể SBR là 360 phút.

Thông thường toàn bộ 5 giai đoạn sẽ được thực hiện liên tục trong cùng 1 bể hoặc luân phiên ở 2 bể. Ưu điểm xử lý nước thải nhanh, hiệu quả không cần bể lắng, không cần quá trình tuần hoàn bùn. Bên cạnh đó còn giúp tiết kiệm chi phí, vận hành tự động, xử lý ổn định, giảm thiểu ảnh hưởng bởi BOD đầu vào trong quá trình xử lý. 

Tuy nhiên, nhược điểm của bể SBR chính là đòi hỏi sự ổn định của nước thải trước khi xử lý bằng công nghệ sinh học. Theo thực tế chứng minh, nếu có sự thay đổi đột ngột tính chất nước thải như pH tăng cao hoặc giảm quá thấp, hàm lượng kim loại nặng cao… sẽ làm ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý. Thậm chí còn làm ức chế sự phát triển của hệ vi sinh vật, gây ra nhiều sự cố, gián đoạn trong quy trình xử lý nước thải.

7. Bể khử trùng

Phần nước thải sau khi được xử lý qua bể SBR sẽ được đưa qua bể khử trùng được thiết kế dạng vách ngăn với các tấm chắn. Mục đích trộn đều hóa chất clorua vôi (CaOCl2), hàm lượng phụ thuộc vào tín hiệu cảm ứng báo từ đầu dò. Khi cho nước thải vào bể khử trùng này Clorua vôi sẽ làm nhiệm vụ khử trùng nước thải. Sau đó đưa qua bể khử trùng đạt loại B.

8. Bể chứa bùn

Bùn được bơm hút từ bể SBR sau mỗi mẻ xử lý sang bể chứa bùn. Bể chứa bùn có dạng hình phễu và bên dưới có thiết bị  gom bùn, từ bể chứa bùn được chuyển qua máy ép bùn bằng bơm bùn nén dạng trục vít để dóng thành bánh bùn. Trong quá trình chuyển bùn sang máy ép bùn thì bùn được trộn với một hàm lượng polymer tạo khả năng gắn kết của bánh bùn.

Một số lưu ý trong quy trình xử lý nước thải công nghiệp

Trong quy trình xử lý nước thải công nghiệp theo phân tích, mỗi loại nước thải có nguồn gốc khác nhau sẽ có những công nghệ xử lý nước thải khác nhau. Bởi đặc trưng, tính chất của những loại nước thải này cũng khác nhau. Theo đó, cần kết hợp một cách sáng tạo các công đoạn, phương pháp. 

Ví dụ với loại nước thải có chứa các chất tẩy rửa, chất bùn có thể nổi sau khi keo tụ thì nên dùng phương pháp tuyến nối, không nên dùng bể lắng. Mục đích tránh  mất thời gian, hiệu quả xử lý cao hơn.

Ngoài ra, tùy thuộc vào từng lĩnh vực sản xuất, hoạt động kinh doanh công nghiệp và đặc tính của  nước thải cũng sẽ có những giai đoạn trong quy trình được biến đổi phù hợp. Để nắm rõ được điều này cần khảo sát, phân tích thành phần nước thải cẩn thận. Cụ thể:

• Nước thải ngành sơn

Thành phần nước thải của ngành sơn sẽ chứa nhiều chất ô nhiễm mạch vòng và mạch lớn. Với đặc tính khó phân hủy  do đó trong quy trình xử lý nước thải ngành sơn cần quá trình oxy hóa nâng cao để phân cắt mạch. Từ đó giúp nâng cao hiệu quả phân hủy các chất gây ô nhiễm có trong nước thải.

Bên cạnh đó, nếu doanh nghiệp của bạn có kinh phí hạn hẹp hay bạn muốn tiết kiệm chi phí đầu tư. Khi thiết kế, lắp đặt hệ thống xử lý nước thải ngành sơn chỉ cần dùng các phương pháp Keo tụ – lắng – lọc. Mục đích để đảm bảo đủ nước cho quá trình tuần hoàn nước để dập bụi sơn.

• Nước thải chăn nuôi

Như đã phân tích ở trên, với nước thải chăn nuôi trong quy trình xử lý bậc 3 sẽ là đưa qua xử lý sinh học sử dụng hệ vi sinh vật kỵ khí, hiếu khí. Mục đích để hệ vi sinh vật phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải và kết quả tách lớp bùn cặn có trong nước thải. 

Đồng thời, nên thiết kế thêm một bước xử lý lắng cặn và phân hủy bằng UASB để loại bỏ cặn, nồng độ các chất gây ô nhiễm. Sau đó mới đưa vào xử lý sinh học vì nước thải chăn nuôi sau khi xử lý bằng bể Biogas sẽ chứa nhiều cặn lơ lửng, chất ô nhiễm nồng độ cao. Hệ quả thường gây shock tải tại bể thiếu khí, hiếu khí.

• Nước thải chứa chất rắn dạng hạt mịn hoặc các chất huyền phù

Cụ thể là các ngành sản xuất công nghiệp gạch, gạch men, nước thải mài kính… với đặc trưng chung là có chứa các chất huyền phù, các chất rắn dạng hạt mịn. Theo đó trong quy trình xử lý nước thải sau khi trải qua công đoạn keo tụ để giải quyết triệt để chất ô nhiễm cần thiết kế thêm công đoạn lọc áp lực và hấp phụ bằng than hoạt tính.

Kết luận

Bài viết trên đây chúng tôi đã tổng hợp những thông tin chi tiết về quy trình xử lý nước thải công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Hy vọng sẽ giúp các doanh nghiệp, đơn vị áp dụng thành công, hiệu quả, xử lý triệt để vấn đề nước thải. Từ đó góp phần bảo đảm an toàn cho sức khỏe con người, môi trường sống trong lành cũng như góp phần vào sự phát triển bền vững của xã hội.