Ứng dụng công nghệ xanh trong xử lý nước thải tại Việt Nam
Hiện nay, số lượng người dân ở các khu đô thị cùng với tốc độ đô thị hóa ngày càng tăng cao, kéo theo đó vấn đề ô nhiễm môi trường cũng đáng lo ngại. Để đảm bảo sức khỏe cộng đồng và bảo vệ môi trường thì việc xử lý nước thải sinh hoạt đô thị là cấp thiết
Để đảm bảo sức khỏe cộng đồng và bảo vệ môi trường thì việc xử lý nước thải sinh hoạt đô thị là cấp thiết.
Nước thải sinh hoạt không được xử lý mà xả thẳng ra môi trường bên ngoài, gây nhiều tác động xấu đến tinh thần, sức khỏe và làm trì trệ kinh tế khu vực. Chính vì vậy, việc áp dụng các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt là vô cùng cấp thiết.
Ban biên tập Môi trường và Đô thị Việt Nam xin giới thiệu về nước thải sinh hoạt và các công nghệ xử lý tối ưu nhất của Ecoba ENT
Đặc tính của nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt đô thị là gì?
Nước thải sinh hoạt được sinh ra từ hoạt động hàng ngày của con người như: tắm giặt, ăn uống, vệ sinh… Ngoại trừ các hộ gia đình riêng lẻ hiện nay chưa có quy định về xử lý nước thải sinh hoạt, còn tại các khu đô thị, tòa nhà, chung cư, trung tâm thương mại, khu nghỉ dưỡng, nhà hàng… đều cần xử lý theo tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT.
Thành phần nước thải sinh hoạt
Qua quá trình nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng nước thải thường xuất phát từ 2 nguồn gốc chính đó là chất bài tiết của con người, động vật và các hoạt động sinh hoạt khác như tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, nấu nướng,…
Từ 2 nguồn gốc này, có thể thấy được nước thải sinh hoạt thường chứa các thành phần chính như chất hữu cơ phân hủy sinh học, vô cơ, chất tẩy rửa, dầu mỡ, vi sinh vật,…
Trong đó, chất hữu cơ là thành phần lớn nhất trong nước thải sinh hoạt, bao gồm các hợp chất protein, hydro carbon và lượng lớn chất khó bị phân hủy. Nồng độ hữu cơ luôn đạt ngưỡng 150 – 450 mg/l, không tốt cho sự tồn tại và phát triển của hệ sinh thái tự nhiên.
Thành phần nước thải sinh hoạt và đô thị chứa một lượng lớn các hợp chất hữu cơ và vô cơ như:
- Chứa hàm lượng lớn chất lơ lửng: Là thành phần có nhiều trong nước thải đô thị, dạng hạt, gồm khoảng 25% chất khoáng và 75% chất hữu cơ.
- Các chất rắn không tan: Gồm các chất như nito hữu cơ, amoniac, photpho hữu cơ và photpho vô cơ.
- Các vi sinh vật, vi khuẩn, vi trùng có hại.
- Nước thải đô thị cũng chứa nhiều rong rêu, tảo, rác, bùn lầy.
Lượng nước thải sinh hoạt của một đô thị
Lượng nước thải sinh hoạt sẽ phụ thuộc vào mật độ dân số, đặc điểm kinh doanh, sản xuất ở khu vực đó. Hiện nay, các dòng nước thải đều được xả ra hệ thống cống thoát nước chung rồi chảy thẳng ra sông, hồ, kênh, rạch mà không qua xử lý. Lượng nước thải tích tụ ngày càng nhiều, gây nên tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng đến chất lượng đời sống và sức khỏe của con người, sinh vật.
Trước tình trạng ô nhiễm này, việc xây dựng các hệ thống xử lý nước thải ở khu dân cư, thành thị, công trình công cộng là điều hết sức cấp bách.
Tác hại của nước thải sinh hoạt
Hàng ngàn mét khối nước thải không qua xử lý đang được xả thẳng vào sông, hồ, kênh, rạch mỗi ngày, gây ra “tổn thương” nghiêm trọng cho môi trường.
- Ảnh hưởng sức khỏe: Bốc mùi hôi thối, gây cảm giác khó chịu, ngột ngạt cho người dân xung quanh. Mùi hôi thối mang theo nhiều mầm bệnh, vi khuẩn lơ lửng trong không khí, trở thành nguy cơ lớn gây ra các bệnh về da, đường hô hấp.
- Gây mất mỹ quan đô thị: biểu hiện đầu tiên của một dòng nước bị ô nhiễm đó chính là màu đen sánh đặc, rác nổi lềnh bềnh, gây mất mỹ quan khu vực.
- Gây mất vệ sinh: Các vùng nước bẩn tích tụ lâu ngày sẽ là môi trường lý tưởng cho ruồi, nhặng, côn trùng sinh sôi và phát triển, gây mất vệ sinh nghiêm trọng. Đồng thời, chúng cũng là vật trung gian mang đến các loại bệnh truyền nhiễm.
- Giảm chất lượng cuộc sống: Chất lượng đời sống của người dân bị giảm sút, cơ sở hạ tầng, kinh tế đều bị tụt hậu dần, do không ai muốn đầu tư vào một vị trí mà xung quanh bị ô nhiễm.
- Ảnh hưởng sản xuất – kinh tế: Đối với khu vực nông thôn, nguồn nước sạch bị nhiễm bẩn sẽ ảnh hưởng đến mùa màng, chất lượng nông sản, lưu lượng kim loại nặng nhiều trong nước cũng ảnh hưởng lớn đến sức khỏe nếu con người dùng cho việc tưới tiêu, vệ sinh chuồng trại,…
Tầm quan trọng của việc xử lý nước thải sinh hoạt gia đình
Với những dẫn chứng trên, có thể thấy được tầm quan trọng của việc xử lý nước thải đúng cách và bài bản. Việc này sẽ giúp cải thiện chất lượng nguồn nước và đời sống của người dân khu vực xung quanh. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải trong các khu dân cư, chung cư, bệnh viện, trường học cũng là một trong những tiêu chí để đánh giá chất lượng của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
Việc xây dựng hệ thống ứng dụng công nghệ xử lý nước thải là rất quan trọng. Vì vậy, trước khi tiến hành lựa chọn và lắp đặt, cần kiểm tra một số tiêu chí:
- Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt là gì?
- Hiệu suất xử lý có tốt không?
- Chi phí đầu tư có tương xứng với kết quả nhận được hay không?
- Thời gian hoàn thiện thiết kế và lắp đặt.
- Cách vận hành hệ thống ra sao?
- Tuổi thọ của công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có đáp ứng nhu cầu hay không?
Công nghệ xử lý có đáp ứng đúng QCVN 14:2008/BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường hay không?
Nếu đáp ứng đủ các tiêu chí trên thì mới có thể áp dụng hệ thống xử lý nước thải trong khu công nghiệp và dân cư.
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt chuẩn quốc gia
Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phổ biến tại Ecoba ENT
Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt gia đình được dùng phổ biến hiện nay tại Ecoba ENT được chia làm 2 loại chính đó là xử lý sinh và hóa học.
Do đặc tính nước thải sinh hoạt đô thị thường có tỷ lệ BOD/COD ≥ 0.2 lần, nước thải có thể xử lý hiệu quả bằng vi sinh, vì vậy phương pháp xử lý phổ biến nhát hiện là xử lý bằng vi sinh. Phương pháp xử lý hóa lý có thể sẽ được bổ sung tùy thuộc vào giải pháp của từng công nghệ sử dụng.
Hiện nay, các công nghệ đang được ứng dụng phổ biến là công nghệ xử lý nước thải lý hóa kết hợp sinh học, công nghệ AAO, màng lọc sinh học MBR và công nghệ xử lý nước thải MBBR.
Công nghệ xử lý nước thải AAO
Công nghệ xử lý nước thải AAO ngày càng được hoàn thiện về kỹ thuật cũng như quy trình công nghệ và trở thành một trong các công nghệ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải AAO ứng dụng cho các loại nước thải có tỷ lệ BOD/COD > 0.5 và có hàm lượng hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao. Công nghệ này cũng có thể xử lý triệt để hàm lượng các chất dinh dưỡng.
Ưu điểm của công nghệ AAO:
– Chi phí vận hành thấp
– Có thể di dời hệ thống xử lý khi nhà máy muốn chuyển địa điểm
– Khi lượng nước thải tăng, có thể tăng công suất bằng cách nối lắp thêm các modun hợp khối mà không cần dỡ bỏ để thay thế.
Với ưu điểm là vận hành ổn định, dễ thực hiện, công nghệ AAO trở thành là công nghệ xử lý nước thải ưu việt tại Việt Nam hiện nay.
Công nghệ xử lý nước thải MBR
Công nghệ MBR (Membrane Bio-Reactor) là công nghệ sử dụng bể lọc màng sinh học. Màng lọc này có kích thước lỗ màng
Quá trình xử lý nguồn nước thải sinh hoạt diễn ra trong bể lọc màng sinh học và tương tự như trong bể sinh học hiếu khí bình thường. Tuy nhiên, bể lọc màng MBR không cần có bể lắng sinh học và bể khử trùng.
Màng lọc với kích thước rất nhỏ của phương pháp MBR có khả năng giữ lại các phân tử bùn vi sinh, các loại cặn lơ lửng và vi sinh vật gây bệnh ra khỏi dòng nước thải.
Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR
Nói đến các công nghệ xử lý nước thải hiện nay không thể không kể đến công nghệ MBBR. Đây là công nghệ sử dụng phương pháp vi sinh với các giá thể được dính bám lơ lửng.
Quá trình xử lý thực hiện bằng phương pháp vi sinh hiếu khí kết hợp các giá thể đặt chìm trong bể sinh học hiếu khí. Trên bề mặt các giá thể, vi sinh vật sẽ bám vào và tạo thành lớp bùn vi sinh.
Tại lớp trong cùng của bể mặt giá thể, những loại vi sinh vật kỵ khí phát triển mạnh mẽ và xử lý các hợp chất hữu cơ cao phân tử. Ở lớp gần ngoài cùng, những vi sinh thiếu khí phát triển mạnh để khử Nitrat thành N2 và thoát ra khỏi môi trường nước thải.
Lớp bùn ngoài cùng của giá là vi sinh vật hiếu khí sẽ làm tăng hiệu quả xử lý chất hữu cơ, amoni trong nước thải. Với công nghệ này, hiệu quả xử lý BOD, COD sẽ tăng gấp 1.5 – 2 lần so với bể sinh học hiếu khí bình thường.
Công nghệ Xanh
Đây là một trong những sự lựa chọn hàng đầu cho lượng nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư. Công nghệ Xanh xử lý nước thải là giải pháp được sử dụng để khắc phục những vấn đề ô nhiễm. Khi áp dụng nguyên lý “xanh”, sẽ tạo ra những “nhà máy” xử lý nước thải không có vùng đệm hoặc vùng đệm nhỏ. Giúp thu gọn diện tích xây dựng nhà máy, tiết kiệm chi phí vận hành, giảm hiệu ứng nhà kính, tạo ra kiến trúc cảnh quan xanh, hài hòa với thiên nhiên và môi trường sống xung quanh.
Công nghệ Xanh sử dụng cụm “rễ sinh học” để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có thể phân hủy sinh học. Trước giai đoạn xử lý sinh học là tiền xử lý để tách cặn, rác, dầu mỡ và các tạp chất thô có trong nước thải. Sau xử lý sinh học là công đoạn khử trùng để đảm bảo chỉ tiêu vi sinh trong nước.
Công nghệ Xanh được ưu tiên áp dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt đô thị vì đặc thù nước thải sinh hoạt đô thị thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, rác, dầu mỡ, các chất hữu cơ hòa tan (COD, BOD5), các chất dinh dưỡng (Ni tơ, phốt pho…) và các vi trùng gây bệnh… Giải pháp công nghệ Xanh nhằm mục đích phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ nhờ vi sinh vật hoạt động theo quy trình:
– Loại bỏ rác, dầu mỡ, hạt dễ lắng trong công trình tiền xử lý
– Oxy hóa bằng vi sinh vật các chất hữu cơ hòa tan với việc sử dụng bùn hoạt tính và giá thể cố định Công nghệ Xanh
– Lắng cặn và khử trùng
Ecoba ENT là đơn vị tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ Xanh trong xử lý nước thải tại Việt Nam. Công nghệ Xanh đã được Ecoba ENT áp dụng cho Nhà máy xử lý nước thải của 3 đại đô thị của chủ đầu tư Vingroup:
- Nhà máy xử lý nước thải khu đô thị Vinhomes Ocean Park – Công suất 38.000 m3 một ngày đêm.
- Nhà máy xử lý nước thải khu đô thị Vinhomes Smart City – Công suất:10.800 m3 một ngày đêm.
- Nhà máy xử lý nước thải khu đô thị Vinhomes Grand Park – Công suất: 13.500m3 một ngày đêm.
Ngoài xử lý tốt nước thải sinh hoạt đô thị, Công nghệ Xanh còn có thể sử dụng trong xử lý nước thải công nghiệp và sản xuất.
Công nghệ SBR/ ASBR
Đây là công nghệ xử lý nước thải theo mẻ, ứng dụng sự hoạt động của các vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ. Toàn bộ quá trình xử lý đều được thực hiện trong 1 bể và cho nước thải đi qua lần lượt theo từng mẻ.
Hệ thống công nghệ xử lý nước thải này hoàn toàn tự động, giúp giảm thiểu khối lượng công việc cho kỹ sư và việc theo dõi, xử lý số liệu cũng dễ dàng hơn.
Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt
Xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt gia đình là một vấn đề cấp thiết cần làm ngay trong bối cảnh ô nhiễm ngày càng tăng cao. Việc áp dụng các công nghệ xử lý sẽ trở nên có hiệu quả hơn nhờ kết hợp với quy trình gồm nhiều bước bài bản.
Bước 1: Sàng lọc
Nước thải đầu vào đi qua thiết bị sàng lọc để loại bỏ các vật thể như vải vụn, mảnh gỗ, nhựa và dầu mỡ. Vật liệu loại bỏ được rửa và ép và xử lý trong bãi chôn lấp. Nước thải được sàng lọc sau đó được bơm sang bước tiếp theo: loại bỏ sạn.
Bước 2: Loại bỏ sạn
Trong bước này, các vật liệu nặng nhưng mịn như cát và sỏi được loại bỏ khỏi nước thải.
Bước 3: Xử lý sơ cấp
Vật liệu sẽ lắng, nhưng với tốc độ chậm hơn bước hai, được đưa ra ngoài bằng các bể tròn lớn gọi là bể lắng. Vật liệu lắng, được gọi là bùn sơ cấp, được bơm từ đáy và nước thải ra khỏi bể từ trên. Các mảnh vụn trôi nổi như dầu mỡ được lướt khỏi mặt trên và được đưa đi cùng với vật liệu lắng xuống các thiết bị phân hủy. Ở bước này cần phải thêm các hóa chất để loại bỏ photpho.
Bước 4: Sục khí
Trong bước này, nước thải được xử lý gần hết. Các chất ô nhiễm được vi sinh vật tiêu thụ và chuyển hóa thành mô tế bào, nước và nitơ. Hoạt động sinh học xảy ra trong bước này rất giống với những gì xảy ra ở đáy hồ và sông, nhưng ở những khu vực này, sự phân hủy sinh phải mất nhiều năm mới hoàn thành.
Bước 5: Xử lý thứ cấp
Các bể tròn lớn được gọi là bể lắng thứ cấp cho phép nước thải sau xử lý tách khỏi bể sinh học từ bể sục khí ở bước này, tạo ra nước thải, hiện đã được xử lý hơn 90%. Sinh học (bùn hoạt tính) được bơm liên tục từ đáy bể lắng và quay trở lại bể sục khí ở bước 4.
Bước 6: Lọc
Nước thải đầu ra được làm sạch được bằng cách lọc qua môi trường polyester 10 micron. Vật liệu bám trên bề mặt của bộ lọc đĩa được rửa ngược định kỳ và đưa trở lại nhà máy để xử lý.
Bước 7: Khử trùng
Để đảm bảo nước thải sau xử lý hầu như không có vi khuẩn, khử trùng bằng tia cực tím được sử dụng sau bước lọc. Quá trình xử lý bằng tia cực tím tiêu diệt vi khuẩn còn sót lại ở mức trong giấy phép xả thải của chúng tôi.
Bước 8: Hấp thụ oxy
Nước đã qua xử lý, hiện ở trạng thái chất lượng cao rất ổn định, được sục khí nếu cần thiết để đưa lượng oxy hòa tan lên mức cho phép. Sau bước này, nước đã qua xử lý sẽ đi qua đầu ra của nước thải. Nước thải ra sông phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt. Loại bỏ chất ô nhiễm được duy trì ở mức 98% hoặc cao hơn.
Các yếu tố của nước thải được hệ thống xử lý
– Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Đây là lượng oxy cần thiết cho vi sinh vật phá vỡ cấu trúc của các chất hữu cơ trong điều kiện thiếu khí, yếm khí và hiếu khí. Nồng độ BOD tỷ lệ thuận với lượng chất thải hữu cơ được phân hủy sinh học.
– Nhu cầu oxy hóa học (COD): Đây là lượng oxy cần thiết để phân hủy các chất hữu cơ và vô cơ. Nồng độ càng cao thì chứng tỏ nước thải càng ô nhiễm, khó xử lý.
– Nitrat và Photphat: Đây là nguyên nhân chính gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa đất đai, tạo môi trường thuận lợi cho các loài tảo phát triển, phá hoại mùa màng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
– Lượng vi khuẩn, virus và mầm bệnh: Nguy cơ lây lan các loại bệnh dịch tả, kiết lỵ, nhiễm khuẩn đều xuất phát từ nguồn nước bẩn. Chính vì vậy, xử lý nước thải đồng nghĩa với việc loại bỏ hoàn toàn các mầm bệnh, vi khuẩn trước khi xả thải ra môi trường.
– Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): Hàm lượng chất rắn hữu cơ và vô cơ khó phân hủy, không chìm sẽ lơ lửng trong nước. Hàm lượng TSS càng cao thì nguy cơ gây hại đến các sinh vật sống càng lớn.
– Hóa chất tổng hợp: Thuốc trừ sâu, hóa chất bảo vệ thực vật sẽ góp phần làm ô nhiễm nguồn nước. Vì vậy, nếu loại bỏ được chúng, độ pH trong nước sẽ đạt mức cân bằng, ngoài ra cũng hạn chế việc bốc mùi hôi thối, ảnh hưởng đến chất lượng sống của con người.
Việc lắp đặt các hệ thống xử lý nước thải luôn được đặt lên hàng đầu, bởi nhiều năm qua, chất lượng đời sống của con người, hệ sinh thái thủy sinh đã bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Điều này tác động không nhỏ đến sự phát triển cơ sở hạ tầng, kinh tế của khu vực.
