Xử lý nước thải là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi nước thải, được tạo ra bởi các hoạt động của con người như các hoạt động sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp. Mục tiêu của xử lý nước thải là tạo ra nước đã qua xử lý an toàn để thải ra môi trường hoặc tái sử dụng.
Có một số giai đoạn liên quan đến xử lý nước thải, có thể bao gồm:
xử lý sơ bộ:
Xử lý sơ bộ là giai đoạn đầu tiên của xử lý nước thải và liên quan đến việc loại bỏ vật lý các chất rắn và mảnh vụn lớn ra khỏi nước thải. Điều này được thực hiện để bảo vệ các quá trình xử lý tiếp theo, ngăn ngừa tắc nghẽn đường ống và thiết bị, nâng cao hiệu quả của các giai đoạn xử lý tiếp theo.
Sau đây là các phương pháp phổ biến được sử dụng trong xử lý sơ bộ:
Sàng lọc: Nước thải chảy qua lưới lọc với các lỗ có kích thước khác nhau để loại bỏ các vật thể lớn như que, giẻ, nhựa và các mảnh vụn khác. Các vật liệu được thu thập sau đó được xử lý trong một bãi rác.
Loại bỏ sạn: Nước thải được đưa qua buồng chứa sạn để loại bỏ các chất rắn vô cơ như cát, sỏi và các vật liệu nặng khác. Điều này được thực hiện để ngăn chặn sự hao mòn của thiết bị hạ lưu.
Cân bằng dòng chảy: Đây là một quá trình giúp làm dịu các biến động về tốc độ dòng chảy của nước thải. Nó liên quan đến việc sử dụng một bể chứa để chứa nước thải trong thời gian có tốc độ dòng chảy cao và xả nước thải trong thời gian có tốc độ dòng chảy thấp.
Loại bỏ chất béo, dầu và mỡ (FOG): FOG được loại bỏ bằng cách sử dụng bẫy mỡ, là thiết bị tách và thu gom FOG từ nước thải. Điều này ngăn FOG làm tắc nghẽn đường ống và thiết bị ở hạ lưu.
Sau khi xử lý sơ bộ, nước thải đã sẵn sàng để xử lý tiếp thông qua quy trình xử lý bậc hai và bậc ba để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan và lơ lửng cũng như các chất gây ô nhiễm có hại trước khi thải ra ngoài hoặc tái sử dụng.
điều trị chính:
Xử lý sơ cấp là giai đoạn thứ hai của xử lý nước thải và bao gồm việc loại bỏ các chất rắn lắng và lơ lửng bằng phương pháp vật lý và hóa học khỏi nước thải. Mục đích của xử lý sơ cấp là loại bỏ càng nhiều chất rắn hữu cơ và vô cơ càng tốt trước khi nước thải được xử lý cấp hai hoặc cấp ba. Sau đây là các phương pháp phổ biến được sử dụng trong xử lý sơ cấp:
Lắng: Nước thải được giữ trong bể lắng hoặc bể lắng, cho phép các chất rắn có thể lắng được lắng xuống đáy bể. Các chất rắn lắng đọng, được gọi là bùn sơ cấp, sau đó được loại bỏ và đưa đến quy trình xử lý bùn. Chất lỏng được làm rõ, được gọi là nước thải, được gửi để xử lý thêm.
Đông tụ và kết bông: Trong quá trình này, các hóa chất được thêm vào nước thải để giúp các hạt đông lại và tạo thành các khối lớn hơn, được gọi là flocs. Các bông cặn sau đó có thể được loại bỏ dễ dàng hơn bằng cách lắng hoặc lọc. Các hóa chất được sử dụng trong keo tụ và keo tụ bao gồm nhôm sunfat (phèn) và sắt clorua.
Cân bằng: Cân bằng là quá trình cân bằng dòng nước thải vào nhà máy xử lý. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng bể chứa để lưu trữ tạm thời nước thải trước khi đưa vào quy trình xử lý. Điều này giúp giảm lưu lượng đỉnh và giúp duy trì các điều kiện nhất quán cho các quy trình xử lý ở hạ nguồn.
Điều chỉnh pH: Điều chỉnh pH có thể cần thiết nếu độ pH của nước thải quá cao hoặc quá thấp. Thêm axit hoặc bazơ có thể giúp điều chỉnh độ pH đến phạm vi tối ưu để điều trị.
Sau khi xử lý sơ cấp, nước thải được xử lý thứ cấp, bao gồm xử lý sinh học các vật liệu hữu cơ hòa tan và lơ lửng, hoặc xử lý cấp ba, bao gồm các quy trình xử lý tiên tiến để loại bỏ các chất gây ô nhiễm cụ thể.
Điều trị thứ cấp:
Xử lý thứ cấp là giai đoạn thứ ba của xử lý nước thải và liên quan đến việc loại bỏ sinh học các chất hữu cơ hòa tan và lơ lửng khỏi nước thải. Mục đích của xử lý thứ cấp là xử lý thêm nước thải đã trải qua quá trình xử lý sơ cấp và để chuẩn bị cho việc xả thải hoặc tái sử dụng. Sau đây là các phương pháp phổ biến được sử dụng trong xử lý thứ cấp:
Quá trình bùn hoạt tính: Trong quá trình này, nước thải được trộn với một nền vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn và nấm, chúng tiêu thụ và phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Hỗn hợp, được gọi là bùn hoạt tính, sau đó được tách ra khỏi nước đã xử lý bằng bể lắng. Nước được xử lý sau đó có thể được đưa đi xử lý tiếp hoặc thải ra ngoài.
Bộ lọc nhỏ giọt: Trong quá trình này, nước thải được phun lên một lớp đá hoặc chất dẻo, trên đó một màng sinh học của vi sinh vật đã phát triển. Các vi sinh vật tiêu thụ vật liệu hữu cơ trong nước thải khi nó chảy qua vật liệu lọc. Nước được xử lý sau đó được thu thập ở dưới cùng của bộ lọc và được gửi để xử lý tiếp.
Công tắc sinh học quay: Trong quá trình này, nước thải được phun lên một đĩa hoặc trống quay, được bao phủ bởi một màng sinh học của vi sinh vật. Khi đĩa quay, vi sinh vật sẽ tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải. Nước được xử lý sau đó được thu thập và gửi đi để xử lý tiếp.
Lò phản ứng theo mẻ tuần tự: Trong quy trình này, nước thải được xử lý theo mẻ, nơi nó trải qua một số giai đoạn xử lý sinh học. Mỗi giai đoạn liên quan đến một nhóm vi sinh vật khác nhau phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Nước được xử lý sau đó được thu thập và gửi đi để xử lý tiếp.
Sau khi xử lý thứ cấp, nước thải thường được xử lý cấp ba, bao gồm các quy trình xử lý tiên tiến để loại bỏ các chất gây ô nhiễm cụ thể. Điều này được thực hiện để đảm bảo rằng nước thải sau xử lý đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cần thiết để thải ra hoặc tái sử dụng.
Điều trị bậc ba:
Quá trình bùn hoạt tính là một quá trình xử lý sinh học phổ biến được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải để loại bỏ các chất hữu cơ, nitơ và phốt pho khỏi nước thải. Đây là một loại xử lý thứ cấp tuân theo các quy trình xử lý chính, chẳng hạn như sàng lọc, loại bỏ sạn và lắng đọng.
Trong quy trình bùn hoạt tính, nước thải được trộn với vi sinh vật được gọi là "bùn hoạt tính" trong bể sục khí. Bùn hoạt tính là hỗn hợp các vi sinh vật, chẳng hạn như vi khuẩn, động vật nguyên sinh và nấm, tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải và chuyển hóa thành sinh khối vi sinh vật, carbon dioxide và nước.
Bể sục khí thường được trang bị các thiết bị sục khí khuếch tán hoặc máy sục khí cơ học để cung cấp oxy cho vi sinh vật, thúc đẩy sự phát triển và hoạt động của chúng. Quá trình sục khí thường kéo dài vài giờ và đòi hỏi hàm lượng oxy hòa tan cao để hỗ trợ quá trình trao đổi chất hiếu khí của vi sinh vật.
Sau quá trình sục khí, nước thải được dẫn đến bể lắng thứ cấp hoặc bể lắng, tại đây bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng còn lại được phép lắng ra ngoài. Bùn lắng sau đó được đưa trở lại bể sục khí để tiếp tục quá trình xử lý, trong khi nước được làm sạch được dẫn đến các quy trình xử lý tiếp theo, chẳng hạn như xử lý bậc ba hoặc khử trùng, trước khi thải ra ngoài hoặc tái sử dụng.
Để duy trì hiệu quả của quá trình bùn hoạt tính, việc nuôi cấy vi sinh vật phải được theo dõi và kiểm soát cẩn thận. Các yếu tố như nồng độ oxy hòa tan, lượng dinh dưỡng sẵn có, pH và nhiệt độ phải được duy trì trong một phạm vi cụ thể để thúc đẩy sự phát triển và hoạt động của vi sinh vật và đảm bảo nước thải có chất lượng cao. Ngoài ra, bùn dư thừa phải được loại bỏ định kỳ khỏi quy trình để ngăn chặn sự tích tụ chất rắn trơ và duy trì quần thể vi sinh vật mong muốn.
Sau khi xử lý, nước thải thường được xả vào nguồn tiếp nhận nước hoặc được tái sử dụng cho các mục đích không thể uống được như tưới tiêu hoặc quy trình công nghiệp.
Xử lý nước thải là một quá trình quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Xử lý đúng cách giúp ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh lây truyền qua đường nước, giảm ô nhiễm nguồn nước và bảo tồn tài nguyên nước.