Trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng, xử lý nước thải trở thành một trong những vấn đề cấp bách cần được quan tâm. Trong số các phương pháp xử lý hiện nay, phương pháp cơ học đóng vai trò là bước xử lý sơ cấp, giúp loại bỏ các tạp chất rắn, dầu mỡ và chất lơ lửng trước khi chuyển sang các công đoạn sinh học hoặc hóa lý. Với ưu điểm thiết bị đơn giản, chi phí thấp và hiệu quả bảo vệ hệ thống phía sau, phương pháp cơ học được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp.
Phương pháp cơ học trong xử lý nước thải là tập hợp các quá trình đơn giản nhằm loại bỏ các tạp chất rắn không tan, có kích thước lớn hoặc lơ lửng trong nước thải bằng tác động vật lý như chắn, lắng, lọc hoặc tách. Đây là giai đoạn xử lý sơ cấp, có nhiệm vụ chính là giảm bớt tải lượng chất bẩn đầu vào, tạo điều kiện thuận lợi cho các bước xử lý sinh học hoặc hóa lý ở giai đoạn sau. Các thiết bị thường sử dụng trong xử lý cơ học gồm song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ, và hệ thống lọc.
Phương pháp cơ học không làm thay đổi tính chất hóa học của nước thải mà chỉ tách ra một phần chất bẩn ở dạng rắn hoặc nổi trên bề mặt. Nhờ đó, lượng chất rắn lơ lửng (SS) được loại bỏ đáng kể, đồng thời cũng góp phần giảm một phần nhỏ chỉ số ô nhiễm hữu cơ như BOD và COD. Dù hiệu quả xử lý chưa cao nếu áp dụng đơn lẻ, song đây là công đoạn bắt buộc và đóng vai trò nền tảng trong hầu hết các hệ thống xử lý nước thải hiện nay.
Phương pháp cơ học trong xử lý nước thải loại bỏ các tạp chất rắn không tan, có kích thước lớn
Song chắn rác là công trình đầu tiên trong hệ thống xử lý cơ học, có nhiệm vụ giữ lại các tạp chất rắn có kích thước lớn như cành cây, túi nylon, vỏ chai, lá cây… trong nước thải. Song chắn rác thường được làm bằng thép, đặt nghiêng và có các khe hở với kích thước khác nhau tùy theo yêu cầu xử lý (song thô, song tinh). Thiết bị này giúp bảo vệ máy bơm, đường ống và các công trình phía sau không bị tắc nghẽn, đồng thời giảm tải lượng chất rắn cần xử lý tiếp theo.
Bể lắng cát được thiết kế nhằm loại bỏ các hạt vô cơ có kích thước nhỏ như cát, sỏi, mảnh thủy tinh, xỉ than… nhờ nguyên lý lắng trọng lực. Các hạt này có khối lượng riêng lớn hơn nước nên dễ dàng lắng xuống đáy bể khi vận tốc dòng chảy được điều chỉnh thích hợp. Việc tách cát ra khỏi nước thải giúp hạn chế hiện tượng lắng đọng, mài mòn và tắc nghẽn trong hệ thống thoát nước cũng như các thiết bị bơm.
Bể lắng là công trình quan trọng dùng để tách các chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ, khó giữ lại bằng song chắn rác hoặc bể lắng cát. Trong bể, nước thải được giữ lại trong một khoảng thời gian đủ dài để các hạt rắn có tỷ trọng lớn hơn nước lắng xuống đáy, tạo thành bùn cặn. Bể lắng có nhiều dạng như bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm, tùy thuộc vào quy mô và yêu cầu xử lý. Đây là bước cơ bản giúp giảm đáng kể hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải.
Bể tách dầu mỡ được sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp có chứa dầu, mỡ, chất nổi nhẹ. Nguyên lý hoạt động dựa trên sự chênh lệch tỷ trọng: dầu mỡ nhẹ hơn nước nên nổi lên bề mặt, sau đó được gạt hoặc hút ra ngoài. Việc loại bỏ dầu mỡ ở giai đoạn này giúp giảm tắc nghẽn đường ống, hạn chế ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học phía sau, đồng thời đảm bảo an toàn cho thiết bị và môi trường.
Bể điều hòa có chức năng ổn định lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải trước khi đưa sang các công đoạn xử lý tiếp theo. Trong thực tế, lượng nước thải thải ra không đồng đều theo thời gian, cả về lưu lượng lẫn thành phần ô nhiễm. Bể điều hòa giúp trộn đều nước thải, hạn chế hiện tượng quá tải cục bộ và tăng hiệu quả cho các quá trình lắng, lọc, cũng như xử lý sinh học. Ngoài ra, bể điều hòa còn góp phần giảm mùi và hạn chế sự phân hủy yếm khí sớm gây ô nhiễm.
Các thiết bị trong phương pháp xử lý cơ học hiện nay
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học tuy không loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm hữu cơ hay độc hại, nhưng lại là bước khởi đầu bắt buộc của mọi hệ thống xử lý nước thải. Các thiết bị như song chắn rác, bể lắng, bể tách dầu mỡ hay bể điều hòa không chỉ giúp giảm tải ô nhiễm mà còn bảo vệ và nâng cao hiệu quả của các công đoạn phía sau. Chính vì vậy, phương pháp cơ học luôn giữ vai trò quan trọng, góp phần đảm bảo chất lượng xử lý nước thải và bảo vệ môi trường bền vững.
