Quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đạt chuẩn giá rẻ

Ngày tạo: 14/04/2022 - Lượt xem: 496

1.Nước thải sinh hoạt là gì?

Nước thải sinh hoạt là loại nước được thải ra từ hoạt động sinh hoạt hàng ngày của người dân ở các khu vực: đô thị, trung tâm thương mại, khu vui chơi giải trí, nhà hàng, cơ quan, cộng đồng dân cư…

Hiện nay tại các thành phố lớn, vấn đề nước thải sinh hoạt lượng lớn gây ô nhiễm đang ngày càng nghiêm trọng. Nguyên nhân là do trong nước thải sinh hoạt chứa nồng độ cao BOD₅, COD, Nitơ và Phốt pho, mầm bệnh được lây truyền bởi các loại virus, vi khuẩn có trong phân….Và khi cách xử lý nước thải sinh hoạt không đúng tạo điều kiện để vi khuẩn, virus, mầm bệnh ngày một phát triển, tấn công sức khỏe con người.

2.Đặc tính nước thải sinh hoạt

Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:

Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh

Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học. Ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm.

3.Tính chất nước thải sinh hoạt

Tính chất vật lý

• Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết hay môi trường của khu vực.
• Màu sắc: Nước có thể có màu, đặc biệt nước thải thường có màu đen hoặc nâu…
• Độ đục: Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giới thủy sinh gây ra. Độ đục càng cao nước nhiễm bẩn càng lớn.
• Mùi vị: Trong nước thải mùi rất đa dạng tùy thuộc vào lượng và đặc điểm của chất gây ô nhiễm;
• Tính chất hóa học
• Độ pH: Giá trị pH của nước thải có ý nghĩ quan trọng trong quá trình xử lý. Giá trị pH cho phép ta lựa chọn phương pháp thích hợp hoặc điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý nước.
• Chỉ số DO: Là lượng oxi hòa tan để duy trì sự sống cho các sinh vật dưới nước. Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được dùng nhiều cho các quá trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm trọng;
• Chỉ số BOD (nhu cầu oxy hóa sinh học - Biochemical Oxygen Demand): Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí. Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa sinh học.
• Chỉ số COD (nhu cầu oxy hóa học - Chemical oxygen Demand): Là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO₂ và H₂O bởi một tác nhân oxi hóa mạnh. COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxy hóa bằng con đường hóa học. Chỉ số COD có giá trị cao hơn BOD vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng vi sinh vật.
• Thành phần sinh học

Bao gồm các vi sinh vật : Nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn…

4. Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt?

Nước thải sinh hoạt bắt nguồn từ sinh hoạt của con người tại các căn hộ, cơ quan, xí nghiệp, trường học, bệnh viện, chợ, các công trình công cộng hay từ các cơ sở sản xuất.

Cụ thể:

• Chất thải của con người
• Rò rỉ bể phốt, xả bể phốt
• Nước cống, nước rửa (cá nhân, quần áo, sàn nhà, nấu ăn,…) và bùn rác
• Do bài tiết của con người như: Phân, nước tiểu, máu, chất dịch cơ thể, giấy vệ sinh đã sử dụng, khăn ướt… Nước thải từ nguồn này được gọi là nước đen.
• Nước rửa: Nguồn từ các hoạt động như vệ sinh cá nhân, giặt giũ quần áo, lau sàn nhà, rửa bát đĩa, vật dụng trong nhà, rửa xe… Nước này được gọi là nước xám.
• Các chất lỏng tồn dư trong nguồn nước như: Dầu ăn, đồ uống, thuốc trừ sâu, dầu bôi trơn, sơn, chất tẩy rửa … vv. Các chất này còn gọi là chất thặng dư dạng lỏng tồn đọng.

4. Các chất ô nhiễm là gì?

• Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra.
• COD, BOD: Sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H₂S, NH₃, CH₄,..làm cho nước có mùi hôi thúi và làm giảm pH của môi trường.
• SS: Lắng đọng ở nguồn tếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
• Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thuỷ sinh vật nước.
• Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…
• Amoni, Photpho: Đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá ( sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra ).
• Màu: mất mỹ quan.
• Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.

5. Quy trình xử lý như thế nào?

Thuyết minh quy trình

Bước 1: Bể tách mỡ sẽ tiếp nhận nước thải từ nhà bếp: rửa chén, nấu ăn; bể phốt sẽ tiếp nhận nước thải từ hoạt động tắm gội, giặt dũ, vệ sịnh. Sau đó nước thải từ bể tách mỡ và bể phốt sẽ được bơm qua bể điều hòa.

Bước 2: Tại bể điều hòa nước thải được xáo trộn và thổi khí thường xuyên nhằm tránh tình trạng lắng cặn xảy ra. Bể điều hòa giúp hạn chế được tình trạng quá tải nguồn nước thải, ổn định nồng độ pH trong suốt quá trình xử lý nước thải. Nước thải tại bể điều hòa sau đó sẽ được bơm vào bể thiếu khí (Anoxic).

Bước 3: Tại bể Anoxic, dùng các vi sinh vật thiếu khí xử lý toàn bộ lượng Amoni và Phốt pho có trong nước thải. Trong bể thiếu khí thì hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển mạnh, xử lý N, P trong nước thải qua quy trình như sau:

Quá trình Nitrat hóa được xảy ra theo phương trình sau:

NH3 → NO₃- → NO₂- → NO → N₂O → N₂ (khí)

Quá trình khử Amoni được thực hiện bởi 2 chủng vi sinh vật là Nitrosonas và Nitrobacter. Thành phần Amoni có trong nước thải sẽ được chuyển hóa hoàn toàn thành N2 và thoát ra môi trường. Nhờ đó mà thành phần Nitơ có trong nước thải giảm xuống.

Quá trình Photphorit hóa được xảy ra theo phương trình sau:

PO4^-3 Microorganism (PO4^-3)dạng muối => Bùn

Chủng vi sinh vật tham gia vào quá trình trên là Acinetobacter. Các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ được chuyển hóa thành hợp chất không chứa phốt pho hoặc các hợp chất có chứa phốt pho nhưng dễ bị phân hủy với vi sinh vật hiếu khí ở quá trình tiếp theo.

Nhằm tăng quá trình tiếp xúc cũng như tăng hiệu quả quá trình phản ứng. Thì trong bể Anoxic được bố trí các cánh khuấy chìm. Ngoài ra, nhằm thúc đẩy quá trình phản ứng thì trong thực tế còn sử dụng giá thể từ nhựa, đệm sinh học. Nhằm tạo môi trường cho vi sinh vật phát triển thuận lợi.

Bước 4: Bể Aerotank (hay còn gọi là bể sinh học hiếu khí) là bể dùng cho quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo. Bể Aerotank hoạt động dựa trên các chủng vi sinh xử lý nước thải có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Tại bể Aerotank các chất thải hữu cơ sẽ được các vinh sinh vật có lợi phân hủy bằng cách là các vi sinh này dùng các chất thải hữu cơ để làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.

Nguyên lý hoạt động bể Aerotank được diễn ra với 3 quy trình cơ bản như sau:

Đầu tiên là quá trình oxi hóa các chất hữu cơ:

Quá trình này có thể diễn giải bằng phương trình sau:

C_xH_yO_z + O₂ — Enizyme —> CO₂ + H₂O + H

Trong giai đoạn này, những bùn hoạt tính được hình thành và phát triển nhanh chóng. Tốc độ oxi hóa càng cao thì tốc độ tiêu thụ khí oxi cũng diễn ra càng nhanh. Ở thời điểm này, lượng dinh dưỡng trong các chất thải cao nên tốc độ sinh trưởng phát triển của vi sinh rất lớn. Cũng vì vậy mà nhu cầu tiêu thụ oxi trong bể Aeroten rất lớn.

Quá trình tổng hợp tế bào mới:

C_xH_yO_z + NH₃ + O₂ — Enizyme —> CO₂ + H₂O + C₅H₇NO₂ – H

Ở quá trình thứ 2 này, các vi sinh vật đã phát triển ổn định và nhu cầu tiêu thụ oxi của chúng cũng không có sự thay đổi quá nhiều. Cũng tại đây, các chất hữu cơ được phân hủy nhiều nhất. Đồng thời, hoạt lực của Enzym trong bùn hoạt tính cũng đạt mức cực đại.

Quá trình phân hủy nội bào:

C₅H₇NO₂ + 5O₂ — Enizyme —> 5CO₂ + 2H₂O + NH₃  ± H

Trong giai đoạn này, tốc độ tiêu thụ oxi trong bể lại tiếp tục tăng cao. Theo nguyên lý làm việc của bể Aerotank thì giai đoạn này là lúc Nitrat hóa các muối Amoni. Ngay sau đó thì nhu cầu tiêu thụ oxi lại tiếp tục giảm xuống.

Bước 5: Tại bể lắng nước thải sẽ được chứa nhằm giúp cho nguồn nước ổn định được độ trong, đồng thời loại bỏ các cặn bùn nhanh chóng, hiệu quả. 

Bước 6: nước sạch sal khi tách khỏi bùn tại bể lắng sẽ chảy sang bể trung gian, tại đây nước sẽ được khử trùng và thải ra nguồn tiếp nhận.

Bước 7: Phần bùn từ bể lắng sẽ được đưa về bể chứa bùn. Tại đây, một phần bùn sẽ được bơm về bể thiếu khí nhằm ổn định mật độ vi sinh vật trong bể thiếu khí, phần nước tách bùn sẽ được đưa về bể điều hòa và phần bùn còn lại sẽ được xử lý.

7. Ưu nhược điểm

8. Phạm vi áp dụng

Có thể áp dụng để xử lý nước thải khu dân cư, nước thải nhà hàng, nước thải bệnh viện,...