Xử lý nước thải sinh hoạt không còn là việc quá xa lạ đối với chúng ta. Tuy nhiên, để tái sử dụng nguồn nước thải ấy cho các hoạt động khác cụ thể là tưới cây thì cần sử dụng công nghệ nào? Các bước tiến hành xử lý như thế nào? Hãy cùng Đại Nam tham khảo qua thông tin dưới đây.

 

Các bước tiến hành xử lý nước thải sinh hoạt 

Nước thải từ các nguồn phát sinh theo hệ thống tự chảy về hố thu gom. Trước khi vào bể, nước thải được đưa qua thiết bị lược rác nhằm loại bỏ các cặn rác có kích thước lớn tránh gây nghẹt bơm, tắc nghẽn đường ống,… cho các công trình phía sau. Nước thải sau bể thu gom được bơm lên bể điều hòa.

Hình ảnh Thiết bị lược rác

Bể điều hòa

Bể điều hòa được thiết kế với thời gian lưu đủ lớn để điều hòa về lưu lượng và nồng độ các thành phần ô nhiễm có trong nước thải.

Một số ưu điểm của việc thiết kế bể điều hòa cụ thể như sau:

- Lưu trữ nước thải phát sinh vào những giờ cao điểm và phân phối đều cho các bể xử lý phía sau;

- Kiểm soát các dòng nước thải có nồng độ ô nhiễm cao;

- Tránh gây quá tải cho các quá trình xử lý phía sau;

- Có vai trò là bể chứa nước thải khi hệ thống dừng lại để sửa chữa hay bảo trì.

Hệ thống đĩa phân phối khí được bố trí dưới đáy bể nhằm giúp khuấy trộn đều nước thải, tránh tạo điều kiện cho quá trình phân hủy kỵ khí do đó hạn chế phát sinh mùi hôi.

 

Hình ảnh Bể Điều hòa

Nước thải sau bể điều hòa được bơm về bể Anoxic.

Tại bể Anoxic, diễn ra quá trình khử nitrat, nitrit giải phóng khí Nitơ ra môi trường. Nước thải giàu nitrat, nitrit sẽ được bổ sung vào bể nhờ dòng tuần hoàn nước từ bể sinh học phía sau, bùn hoạt tính cũng được tuần hoàn từ bể lắng sinh học để bổ sung bùn đầy đủ trong quá trình xử lý nước thải.

Phương trình khử nitrat từ bsCOD (biodegradable soluble Chemical Oxygen Demand):

C₁₀H₁₉O₃N + 10 NO₃ ® 5N₂ + 10 CO₂ + 3 H₂O + NH₃ + 10 OH^-

Máy khuấy chìm được lắp đặt trong bể nhằm tạo sự khuấy trộn giữa nước thải và lớp bùn vi sinh, giúp quá trình xử lý diễn ra hiệu quả hơn.

 

Hình ảnh bể Anoxic                                

Hình ảnh máy khuấy chìm

Nước thải từ bể Anoxic sẽ tự chảy qua bể sinh học hiếu khí.

 

Nước từ bể Anoxic sau đó sẽ chảy qua bể sinh học hiếu khí gồm cụm bể MBBR và Aerotank.

Bể MBBR là bể xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính hiếu khí trên các giá thể lơ lửng. Vi sinh dính bám trên giá thể có chức năng xử lý hoàn thiện các hợp chất hữu cơ trong nước thải.

Các giá thể được làm từ nhựa, dạng dĩa tròn, dẹp và được đặt ngập trong nước. Các giá thể này có diện tích bề mặt lớn để các vi sinh vật xử lý nước dính bám trong điều kiện hiếu khí. Do đó, duy trì nồng độ sinh khối cao trong bể phản ứng, giúp tăng hiệu quả xử lý sinh học và giảm thiểu diện tích đất xây dựng.

Máy thổi khí được sử dụng để cung cấp lượng oxy cần thiết cho quá trình xáo trộn giữa vi sinh vật và các chất ô nhiễm có trong nước thải. Khi đó, vi sinh vật sẽ phát triển và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ thành các hợp chất vô cơ đơn giản.

Các quá trình xử lý sinh học diễn ra trong bể MBBR bao gồm:

a. Quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ  – BOD, COD

Quá trình oxy hóa (quá trình dị hóa) được thực hiện như sau:

(COHNS) + O₂ + vi khuẩn hiếu khí          CO₂ + NH₄⁺ + sản phẩm khác + năng lượng + chất hữu cơ đơn giản.

Quá trình tổng hợp (hay đồng hóa)

(COHNS) + O₂ + vi khuẩn hiếu khí        C₅H₇O₂N + năng lượng.

b. Quá trình nitrate hóa

Trong bể này diễn ra quá trình nitrate hóa với sự tham gia của 2 loại vi khuẩn tự dưỡng theo cơ chế sau:

Bước 1: Ammonia chuyển hóa thành NO₂^-với sự có mặt của vi khuẩn Nitrosomonas

NH₄⁺ + 1,5 O₂® NO₂^- + 2 H⁺ + H₂O

Bước 2: NO₂^-được chuyển hóa thành NO₃^- với sự có mặt của vi khuẩn Nitrobacter

NO₂^- +0,5 O₂® NO₃^-

Tổng hợp cả 2 phản ứng trên:        

NH₄⁺ + 2 O₂®  NO₃^-  + 2 H⁺ + H₂O

c. Việc hấp thụ Nitơ/ Phospho bên trong tế bào vi khuẩn

Một phần của Nitơ/ Phospho sẽ giảm đi vì theo bùn dư thải ra ngoài trong quá trình xử lý sinh học.

Sau quá trình xử lý sinh học, hầu như chất hữu cơ đã được loại bỏ và nước thải được dẫn đến bể lắng sinh học.

Một phần của Nitơ/ Phospho sẽ giảm đi vì theo bùn dư thải ra ngoài trong quá trình xử lý sinh học.

Máy thổi khí được sử dụng để cung cấp lượng oxy cần thiết cho quá trình xáo trộn giữa vi sinh vật và các chất ô nhiễm có trong nước thải. Khi đó, vi sinh vật sẽ phát triển và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ thành các hợp chất vô cơ đơn giản.

Hình ảnh Bể sinh học hiếu khí và Hệ thống phân phối khí đã được Đại Nam thi công thực tế

Ngoài ra, để tránh tình trạng hao hụt bùn sinh học tại bể hiếu khí, quá trình bổ sung bùn được thực hiện nhờ quá trình hồi lưu bùn từ bể lắng về bể anoxic. Bể hiếu khí được bố trí bơm tuần hoàn nhằm hồi lưu nước về lại bể Anoxic, cung cấp nguồn nitrat cho quá trình khử nitrat.

Tiếp theo, nước thải tự chảy vào bể lắng để tiến hành quá trình phân tách bùn và nước thải.

Nước thải sau quá trình xử lý sinh học chứa nhiều bùn vi sinh. Do vậy cần phải tách chúng ra khỏi nước trước khi qua quá trình xử lý tiếp theo. Bể lắng được thiết kế nhằm mục đích tách loại bông bùn vi sinh ra khỏi nước sau xử lý bằng quá trình lắng trọng lực.

Bể lắng được chia làm 3 phần: Phần nước trong, phần lắng và phần chứa bùn.

Nước đưa vào ống trung tâm rồi từ đó phân phối đều khắp bể. Dưới tác dụng của trọng lực và tấm chắn hướng dòng các bông bùn vi sinh lắng xuống đáy, nước trong di chuyển lên trên. Phần nước trong sẽ được thu gom qua hệ thống máng tràn tiếp tục chảy sang bể trung gian.

Bùn được lắng xuống dưới đáy bể. Một phần bùn được tuần hoàn lại bể thiếu khí, phần bùn dư sẽ được đưa về bể chứa bùn.

 

Hình ảnh bể lắng ngang                           

Hình ảnh bể lắng tròn

 

Hình ảnh bể khử trùng

Nước trong bể trung gian được bơm lên cột lọc cát. Hệ lọc cát thông thường là một hoặc nhiều bồn chứa các vật liệu lọc: cát thạch anh kích thước từ 0,8 – 1,3mm, sỏi đỡ kích thước từ 3 - 4,3 mm. Các loại vật liệu lọc được xếp thành nhiều lớp xen kẽ nhau. Nước nguồn được cấp từ trên, đi qua lớp vật liệu lọc và phần nước đã qua xử lý được thu ở đáy bồn. Loại bỏ các cặn lơ lửng, độ đục của nước, giảm các chỉ số TSS. Nước sau quá trình rửa lớp vật liệu tự chảy về bể chứa bùn.

Nước thải sau cột lọc cát tiếp tục chảy sang cột lọc than.

Loại bỏ các chất hữu cơ, giảm độ đục, mùi hôi và clo dư có trong nước. Hệ lọc than thường chứa các vật liệu lọc: than hoạt tính, sỏi đỡ kích thước từ 3 - 4,3 mm. Các loại vật liệu lọc được xếp thành nhiều lớp xen kẽ nhau. Nước nguồn được cấp từ trên, đi qua lớp vật liệu lọc và phần nước đã qua xử lý được thu ở đáy bồn. Nước sau quá trình rửa lớp vật liệu tự chảy về bể chứa bùn.

Nước thải sau cột lọc cát tự chảy sang bồn trung gian. Nước từ bồn trung gian được bơm lên 2 cột trao đổi ion.

Tại đây, loại bỏ các ion Anion, Cation, kim loại có trong nước thải.

Cột trao đổi ion hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi ion giữa các hạt nhựa, thay thế các ion gốc tự do gây hại cho sức khỏe bằng các ion vô hại. Các hạt nhựa trao đổi ion trong hệ thống này loại bỏ các chất khoáng không cần thiết trong nước. Các hạt nhựa này bản chất là các vật liệu có cấu trúc phân tử, không hòa tan, chứa các gốc bazơ hoặc gốc axit có thể thay thế được và không gây ảnh hưởng đến tính chất vật lý của hạt.

Nước thải đi qua cột lọc trao đổi Cation sau đó đi vào cột lọc trao đổi Anion. Nước thải sau xử lý được đưa về bể chứa nước tưới cây.

Sử dụng các dung dịch hoàn nguyên muối, sút để tái sinh các hạt nhựa không còn khả năng trao đổi ion. Nước sau quá trình rửa lớp vật liệu tự chảy về bể tiếp xúc.

Quá trình khử trùng nước xảy ra qua hai giai đoạn:

- Đầu tiên là khuếch tán chất khử trùng qua vỏ tế bào vi sinh vật;

- Sau khi xâm nhập vào tế bào, chất khử trùng sẽ phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.

Nước thải sau bể tiếp xúc tự chảy sang bể chứa nước sau xử lý.

Nước sau xử lý được đưa vào bể chứa đạt cột B1, QCVN 08:2015/BTNMT dùng cho mục đích sử dụng nước tưới cây.

Bùn dư từ bể lắng sinh học sẽ được đưa về bể chứa bùn. Tại đây xảy ra quá trình phân hủy bùn. Phần nước tách bùn tự chảy về bể điều hòa.

Kết quả của quá trình phân huỷ bùn:

- Tăng nồng độ chất rắn trong bùn;

- Giảm thành phần chất hữu cơ trong bùn, giúp ổn định bùn;

- Giảm thể tích bùn trước khi đưa đi xử lý.

Định kỳ, bùn trong bể chứa bùn sẽ được thu gom và xử lý theo qui định.

 

 

Hình ảnh Bể chứa bùn          

Hình ảnh Thiết bị sục khí chìm (option)

 

Hệ thống được trang bị hệ thống quạt hút ly tâm và tháp hấp phụ, mục đích thu gom và xử lý lượng hơi, mùi phát sinh từ hệ thống, đảm bảo không phát sinh mùi hôi gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

Hình ảnh Tháp khử mùi

Ưu điểm của công nghệ

• Hệ thống bể được bố trí hợp lý với mặt bằng tổng thể và dễ dàng cho việc nâng cao công suất sau này
• Các bể xử lý chính được bố trí hợp khối tối ưu nhằm tiết kiệm chi phí xây dựng và chi phí đường ống đấu nối
• Tối đa hóa các dòng tự chảy giữa các bể do độ chênh lệch áp suất thủy tĩnh nên sẽ tiết kiệm được các bơm và chi phí điện năng tiêu thụ
• Hệ thống được điều khiển tự động hoàn toàn, chi phí nhân công vận hành thấp và sẽ giảm thiểu rủi ro hệ thống bị sự cố do lỗi vận hành

Trên đây là tất cả các bước xử lý nước thải sinh hoạt có thể tái sử dụng cho việc tưới cây nhằm tiết kiệm nguồn tài nguyên nước cho toàn xã hội. Nếu còn thắc mắc gì về công nghệ xử lý nước thải này này, Quý khách hàng vui lòng liên hệ với Đại Nam thông qua hotline: 0909 378 796 để được tư vấn và giải đáp thắc mắc kịp thời.