23 Tháng Tư 2025
28 sự thật cần thiết về xử lý nước thải mà mọi nhà khai thác nên biết
Trong thời đại khan hiếm nước ngày càng tăng và các quy định nghiêm ngặt về môi trường, xử lý nước thải không còn chỉ là mối quan tâm về kỹ thuật - đó là một phần quan trọng để đạt được các hoạt động bền vững và tuân thủ. Từ hệ thống thành phố đến nhà máy công nghiệp, hiểu các nguyên tắc cơ bản của nước thải có thể giúp giảm chi phí, cải thiện hiệu suất hệ thống và đảm bảo bảo vệ môi trường.
Bài viết này biên soạn 28 sự thật cần thiết về xử lý nước thải mà mọi người quản lý cơ sở, kỹ sư quy trình hoặc nhân viên phát triển bền vững nên biết. Cho dù bạn đang vận hành một hệ thống xử lý quy mô lớn hay chỉ tìm hiểu những điều cơ bản, những thông tin chi tiết này sẽ hướng dẫn bạn thông qua các khái niệm, phương pháp và công nghệ chính thúc đẩy việc tái sử dụng nước hiệu quả và kiểm soát ô nhiễm.
Hiểu các loại và nguồn nước thải
Nước thải là bất kỳ loại nước nào đã bị ảnh hưởng xấu bởi việc sử dụng của con người. Nó thường chứa các chất ô nhiễm vật lý, hóa học và sinh học, khiến nó không thích hợp để thải trực tiếp ra môi trường mà không được xử lý. Tùy thuộc vào nguồn, nước thải có thể thay đổi đáng kể về thành phần và yêu cầu xử lý.
1. Nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp được tạo ra trong quá trình sản xuất, chế biến hoặc làm sạch trong các nhà máy. Nó thường chứa nồng độ hóa chất, kim loại nặng, dầu và dư lượng quá trình cao. Do tính chất phức tạp và thay đổi của nó, nước thải công nghiệp thường yêu cầu hệ thống xử lý tùy chỉnh để loại bỏ các chất gây ô nhiễm có hại trước khi xả hoặc tái sử dụng.
2. Nước thải sinh hoạt (đô thị)
Còn được gọi là Sewage, nước thải sinh hoạt bao gồm nước từ hộ gia đình, văn phòng, tòa nhà thương mại. Danh mục này bao gồm rác thải nhà bếp, giặt ủi, nước phòng tắm và chất thải của con người. Mặc dù tương đối loãng so với nước thải công nghiệp, nhưng nó chứa chất hữu cơ, nitơ, phốt pho và vi sinh vật gây bệnh phải được xử lý trước khi đưa trở lại tự nhiên.
3. Dòng chảy nông nghiệp
Nước thải nông nghiệp phát sinh từ dòng chảy hồi tưới tiêu, chăn nuôi và thoát nước của đất phân bón. Nó có thể chứa thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, chất thải động vật và trầm tích. Mặc dù ít độc hại hơn khí thải công nghiệp, nhưng nó góp phần gây ô nhiễm chất dinh dưỡng và có thể dẫn đến phú dưỡng nếu không được quản lý đúng cách.
Ba phương pháp xử lý nước thải chính
Hiệu quả xử lý nước thải dựa vào sự kết hợp của các phương pháp khoa học để loại bỏ các chất gây ô nhiễm và bảo vệ môi trường. Các phương pháp này được phân loại rộng rãi thành ba loại: vật lý, sinh học và hóa học. Mỗi loại có bộ công nghệ, ứng dụng và ưu điểm riêng tùy thuộc vào loại chất ô nhiễm liên quan.
1. Phương pháp điều trị vật lý
Xử lý vật lý liên quan đến việc loại bỏ cơ học chất rắn và chất lơ lửng mà không làm thay đổi thành phần hóa học của chúng. Các quy trình phổ biến bao gồm sàng lọc, lắng, lọc và tuyển nổi. Các bước này thường là giai đoạn đầu tiên trong bất kỳ hệ thống xử lý nào, được thiết kế để giảm tải cho các quy trình hạ nguồn.
2. Phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Điều này thường đạt được thông qua tiêu hóa hiếu khí hoặc kỵ khí. Xử lý sinh học là lý tưởng để loại bỏ các chất ô nhiễm có thể phân hủy sinh học như chất béo, dầu, protein và carbohydrate. Các hệ thống sinh học phổ biến bao gồm bùn hoạt tính, lò phản ứng hàng loạt giải trình tự (SBR) và lò phản ứng sinh học màng (MBR).
3. Phương pháp xử lý hóa chất
Xử lý hóa học liên quan đến việc thêm các chất phản ứng với các chất ô nhiễm để trung hòa hoặc chuyển đổi chúng thành các dạng có thể tháo rời. Điều này bao gồm đông máu, keo tụ, kết tủa và oxy hóa. Nó đặc biệt hiệu quả để loại bỏ kim loại nặng, phốt phát và mầm bệnh, và thường được sử dụng như một công đoạn đánh bóng hoặc khử trùng trong các nhà máy hiện đại.
Các thành phần cốt lõi của hệ thống xử lý nước thải
Một nhà máy xử lý nước thải hiệu quả không chỉ là một hệ thống lọc. Đó là sự kết hợp của các thành phần chuyên dụng hoạt động cùng nhau để tách biệt, trung hòa và loại bỏ các chất ô nhiễm từng bước. Dưới đây là một số đơn vị thiết yếu thường thấy trong các cơ sở điều trị hiện đại.
1. Đơn vị sàng lọc (Lưới)
Phòng thủ đầu tiên trong bất kỳ hệ thống điều trị nào, màn hình hoặc lưới loại bỏ chất rắn lớn và các mảnh vụn trôi nổi khỏi nước thải đi vào. Những điều này ngăn ngừa hư hỏng và tắc nghẽn trong thiết bị hạ lưu. Các cơ sở thường sử dụng màn hình thô, sau đó là màn hình mịn để đảm bảo bảo vệ tối đa.
2. Bể cân bằng
Một bể cân bằng giúp điều tiết lưu lượng và nồng độ nước thải đi vào quá trình xử lý. Nó hấp thụ sự dao động đột ngột về thể tích nước, nhiệt độ và độ pH, cung cấp đầu vào nhất quán cho các giai đoạn sinh học hoặc hóa học. Điều này cải thiện hiệu quả điều trị và bảo vệ các thiết bị nhạy cảm khỏi tải trọng va đập.
3. Tuyển nổi không khí hòa tan (DAF)
Hệ thống DAF là các đơn vị tách vật lý tiên tiến bơm bọt khí mịn vào nước thải, làm cho chất rắn lơ lửng và dầu nổi lên bề mặt. Chúng sau đó được hớt sạch dưới dạng bùn. DAF đặc biệt hữu ích trong việc xử lý nước thải công nghiệp có hàm lượng chất béo hoặc dầu cao, chẳng hạn như từ các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm hoặc hóa dầu.
4. Bể lắng thứ cấp (Clarifier)
Còn được gọi là Máy làm sạch thứ cấp, đơn vị này cho phép các bông sinh học được hình thành trong giai đoạn sục khí lắng xuống từ nước đã qua xử lý. Nước trong sau đó được thải ra hoặc đánh bóng thêm, trong khi bùn lắng được tuần hoàn hoặc loại bỏ. Đây là một giai đoạn quan trọng trong bùn hoạt tính và hệ thống A2/O.
Xử lý nước thải sinh học: Bùn hoạt tính và các quy trình tiên tiến
Xử lý sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy và ổn định các chất ô nhiễm hữu cơ. Đây là một trong những phương pháp tiếp cận được sử dụng rộng rãi và thân thiện với môi trường trong cả xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Trong số này, Quy trình bùn hoạt tính là nền tảng cho nhiều hệ thống sinh học hiện đại.
1. Quy trình bùn hoạt tính
Hệ thống này bao gồm một bể sục khí, nơi nước thải được trộn với bùn giàu vi sinh vật trong điều kiện oxy hóa, tiếp theo là bể lắng để tách sinh khối. Quá trình này có hiệu quả cao trong việc loại bỏ chất hữu cơ và có thể thích ứng với các điều kiện tải khác nhau.
2. Quy trình AB (Hấp phụ – Phân hủy sinh học)
Các Quy trình AB chia xử lý sinh học thành hai giai đoạn: bể hấp phụ ban đầu để thu giữ chất hữu cơ, tiếp theo là bể hiếu khí thông thường để phân hủy sinh học. Thiết kế hai bước này giúp cải thiện sự lắng đọng bùn và giảm nhu cầu oxy trong các giai đoạn sau.
3. Lò phản ứng hàng loạt giải trình tự (SBR)
Các Hệ thống SBR hoạt động theo chu kỳ dựa trên thời gian trong một bể duy nhất, xử lý cân bằng, sục khí, lắng và xả tuần tự. Điều này làm cho nó phù hợp với các cơ sở nhỏ hơn, hoạt động theo mùa hoặc các khu vực có lưu lượng nước vào thay đổi.
4. Quy trình A2 / O (Kỵ khí – Thiếu oxy – Oxic)
Được thiết kế cho Loại bỏ chất dinh dưỡng, Quy trình A2 / O có ba vùng sinh học để loại bỏ nitơ và phốt pho một cách hiệu quả. Nó được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy thành phố tìm cách tuân thủ các quy định xả thải nghiêm ngặt.
5. Mương oxy hóa
Một mương oxy hóa là một quy trình bùn hoạt tính đã được sửa đổi bằng cách sử dụng một kênh vòng liên tục, nơi nước thải lưu thông và được sục khí bằng các cánh quạt hoặc bộ khuếch tán bề mặt. Được biết đến với sự ổn định hoạt động và bảo trì thấp, phương pháp này lý tưởng cho các thị trấn nhỏ và các cơ sở xử lý phi tập trung.
Xử lý hóa chất trong nước thải: Giải thích về sự đông tụ và keo tụ
Trong hiện đại xử lý nước thải, các quy trình hóa học thường được áp dụng để loại bỏ chất rắn lơ lửng mịn, kim loại nặng, phốt pho và các hợp chất hữu cơ không thể xử lý hiệu quả chỉ bằng phương pháp vật lý hoặc sinh học. Các giai đoạn xử lý hóa chất phổ biến nhất bao gồm đông máu và keo tụ.
1. Đông máu: Trung hòa phí hạt
Đông máu liên quan đến việc thêm các hóa chất mang điện tích dương (chất đông tụ) chẳng hạn như nhôm sunfat hoặc clorua sắt để trung hòa các điện tích bề mặt âm của các hạt keo. Điều này làm mất ổn định các hạt, cho phép chúng kết hợp với nhau và tạo thành microfloc.
2. Keo tụ: Xây dựng các hạt lớn hơn
Keo tụ là quá trình trộn nhẹ nước sau khi đông tụ để khuyến khích hình thành các bông lớn hơn, có thể nhìn thấy được. Chúng được tạo ra với sự trợ giúp của các polyme trọng lượng phân tử cao, chẳng hạn như polyacrylamide (PAM), hoạt động như cầu nối giữa các hạt.
3. Hệ thống định lượng hóa chất
Chính xác và tự động Liều lượng hóa chất là điều cần thiết để đảm bảo hiệu quả phản ứng tối ưu và ngăn ngừa quá liều hóa chất. Hệ thống định lượng thường được tích hợp với các cảm biến thời gian thực theo dõi độ đục, độ pH và tốc độ dòng chảy để điều chỉnh động lượng tiêm thuốc thử.
4. Các hóa chất phổ biến được sử dụng trong xử lý nước thải
Các hóa chất điển hình được sử dụng bao gồm:
- Axit: Axit sunfuric, axit clohydric (để điều chỉnh pH)
- Tác nhân kiềm: Vôi, natri hydroxit
- Chất đông tụ: Clorua sắt, nhôm sunfat
- Chất keo tụ: Polyme anion/cation (ví dụ: PAM)
- Chất oxy hóa: Hydrogen peroxide, natri hypochlorite
- Chất khử bọt và chất chelator kim loại: Đối với các ứng dụng đặc biệt
Tại STARK, tích hợp của chúng tôi Giải pháp định lượng hóa chất được thiết kế để hỗ trợ cả độ chính xác và độ bền, đảm bảo chất lượng nước ổn định trong các điều kiện đầu vào khác nhau. Cho dù bạn đang định lượng polyme để làm đặc bùn hay điều chỉnh độ pH để loại bỏ kim loại, hệ thống của chúng tôi đều được tối ưu hóa về hiệu suất và độ an toàn.
Duy trì sự cân bằng vi sinh vật trong xử lý nước thải sinh học
Hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động của quần thể vi sinh vật. Để hỗ trợ phân hủy và loại bỏ chất dinh dưỡng tối ưu, người vận hành phải kiểm soát một số thông số môi trường và hóa học chính trong phạm vi lý tưởng.
1. Chỉ số thể tích bùn (SVI)
Chỉ số khối lượng bùn (SVI) là thước đo mức độ lắng đọng của bùn hoạt tính trong bể lắng. Nó được tính bằng cách chia thể tích (tính bằng mL) bùn lắng trong 30 phút cho khối lượng (tính bằng gam) chất rắn khô. SVI khỏe mạnh thường dao động từ 50 đến 300 mL / g. Các giá trị nằm ngoài phạm vi này có thể cho thấy sự phát triển dạng sợi, sự hình thành floc kém hoặc tăng bùn.
2. Nhiệt độ
Hầu hết các vi khuẩn xử lý nước thải phát triển mạnh giữa 16 ° C và 30 ° C. Hoạt động sinh học chậm lại đáng kể dưới 10°C và có thể bị ức chế trên 40°C. Đối với mỗi 10°C tăng trong phạm vi tối ưu, quá trình chuyển hóa của vi sinh vật - và do đó loại bỏ COD - tăng khoảng 10%.
3. Phạm vi pH
Chuyển hóa vi sinh vật rất nhạy cảm với pH. Trong các hệ thống hiếu khí, độ pH lý tưởng dao động từ 6,5 đến 8,5. Đối với tiêu hóa kỵ khí, phạm vi chặt chẽ hơn 6.7 đến 7.4 được ưu tiên. Các sai lệch có thể ức chế hoạt động của enzym hoặc dẫn đến sự sinh sôi của các sinh vật không mong muốn (ví dụ: nấm dạng sợi ở độ pH thấp).
4. Cân bằng chất dinh dưỡng (tỷ lệ BOD: N: P)
Để duy trì sự phát triển sinh khối lành mạnh, nước thải phải chứa đủ chất dinh dưỡng. Tỷ lệ lý tưởng của chất hữu cơ phân hủy sinh học (BOD) so với nitơ (N) và phốt pho (P) là xấp xỉ 100:5:1. Tỷ lệ không cân bằng có thể dẫn đến hiệu quả điều trị kém, hình thành bọt hoặc căng thẳng thiếu chất dinh dưỡng đối với quần thể vi sinh vật.
STARK hiện đang phát triển Giải pháp giám sát thông minh liên tục phân tích các thông số này trong thời gian thực, cho phép kiểm soát dự đoán và giảm thiểu rủi ro hoạt động. Khi sự ổn định của vi sinh vật quan trọng, việc ra quyết định dựa trên dữ liệu trở thành đồng minh tốt nhất của người vận hành.
Hóa chất thiết yếu được sử dụng trong xử lý nước thải
Trong khi các hệ thống vật lý và sinh học thực hiện phần lớn việc loại bỏ chất ô nhiễm, các tác nhân hóa học đóng một vai trò quan trọng trong việc tinh chỉnh chất lượng nước, đáp ứng các mục tiêu tuân thủ và giải quyết các thách thức xử lý cụ thể. Hiểu mà hóa chất xử lý áp dụng - và khi nào - là điều cần thiết để duy trì hoạt động hiệu quả và tiết kiệm.
1. Hóa chất điều chỉnh pH
Axit (ví dụ: axit sunfuric, axit clohydric) và kiềm (ví dụ: vôi, natri hydroxit) được sử dụng để điều chỉnh độ pH của dòng chảy và xử lý để tối ưu hóa hoạt động của vi sinh vật hoặc phản ứng hóa học.
2. Chất đông tụ và chất keo tụ
Như đã thảo luận trước đây, chất đông tụ (như nhôm sunfat hoặc clorua sắt) làm mất ổn định các hạt lơ lửng, trong khi chất keo tụ (polyme như PAM) kết hợp chúng để loại bỏ dễ dàng hơn. Bước này thường rất quan trọng trước khi lắng hoặc lọc.
3. Chất loại bỏ chất dinh dưỡng
Thuốc thử chuyên dụng như Chất loại bỏ phốt pho và Hóa chất tước amoniac giúp các cơ sở nước thải đáp ứng các giới hạn nước thải nghiêm ngặt. Những điều này ngày càng được yêu cầu theo các chính sách giảm chất dinh dưỡng ở nhiều quốc gia.
4. Chất nhặt rác và chất khử trùng kim loại
Chất kết tủa kim loại nặng và Chất chelat liên kết và loại bỏ các ion độc hại như chì, đồng hoặc kẽm. Chúng đặc biệt quan trọng đối với nước thải mạ điện, khai thác mỏ và điện tử.
5. Hóa chất đặc biệt
Một loạt các Phụ gia đặc biệt Phục vụ các vai trò thích hợp:
- Chất khử bọt Ngăn chặn bọt dư thừa trong quá trình sục khí
- Chống đóng cặn bảo vệ màng RO khỏi bị bám bẩn
- Chất khử nhũ tương Giúp phá vỡ nhũ tương dầu-nước
- Chất tẩy màu thuốc nhuộm mục tiêu và tannin
Tại STARK, Dung dịch hóa học có công thức tùy chỉnh được phát triển với hiệu suất dành riêng cho ứng dụng. Cho dù bạn đang giải quyết vấn đề khử màu trong nước thải dệt may hay giảm amoniac trong nhà máy chế biến thực phẩm, hệ thống định lượng và thuốc thử của chúng tôi được thiết kế để mang lại kết quả có thể đo lường được với tác động môi trường tối thiểu.
Từ cái nhìn sâu sắc đến hành động: Xây dựng hệ thống xử lý nước thải thông minh hơn
Nắm vững các nguyên tắc cơ bản của xử lý nước thải là bước đầu tiên hướng tới việc thiết kế và vận hành các hệ thống không chỉ tuân thủ mà còn tiết kiệm chi phí và có trách nhiệm với môi trường. Từ sàng lọc và lắng đến định lượng hóa chất và kiểm soát vi sinh vật, mỗi thành phần đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả và ổn định lâu dài.
Cho dù bạn là người vận hành nhà máy, kỹ sư môi trường hay nhà hoạch định cơ sở, luôn cập nhật về công nghệ quy trình và các thông số hiệu suất là rất quan trọng. Những 28 sự thật cần thiết về xử lý nước thải đóng vai trò là tài liệu tham khảo thực tế và nền tảng cho việc cải tiến hệ thống liên tục.
Tại STARK, chúng tôi chuyên về Giải pháp nước thải tùy chỉnh phù hợp với nhu cầu của các ứng dụng công nghiệp, đô thị và chuyên biệt. Đội ngũ kỹ sư và chuyên gia quy trình của chúng tôi luôn sẵn sàng trợ giúp bạn:
- Nâng cấp hệ thống lỗi thời hoặc hoạt động kém hiệu quả
- Chọn hóa chất và chiến lược định lượng phù hợp
- Triển khai giám sát và tự động hóa thông minh để thành công lâu dài
Nếu bạn đang lên kế hoạch cho một dự án mới hoặc muốn tăng cường cơ sở hạ tầng hiện có, Liên hệ với nhóm của chúng tôi để bắt đầu xây dựng một giải pháp phù hợp - cho hoạt động, ngân sách và môi trường của bạn.