Các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả

Để xử lý hiệu quả và triệt để lượng nước thải công nghiệp ngày một quá tải do các nhà máy tạo ra trong quá trình sản xuất, và nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường nước, thì việc trang bị các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp tiên tiến rất cấp thiết.

Hiện nay, có rất nhiều công nghệ nhằm xử lý các loại nước thải với tính chất và số lượng khác nhau, hay được dùng trong một giai đoạn lọc nước nhất định. Trong bài dưới đây, hãy cùng RX Tradex tìm hiểu các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả hiện nay.

Các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả.

1. Công nghệ oxy hóa nâng cao AOPs (Advanced Oxidation Technology).

AOPs là gì? AOP là tập hợp các quy trình xử lý hóa học được thiết kế để loại bỏ các chất hữu cơ (hoặc vô cơ) trong nước và nước thải bằng quá trình oxy hóa thông qua phản ứng với các gốc hydroxit (OH). Gốc OH là chất oxy hóa rất mạnh, có thể phản ứng không chọn lọc với các chất ô nhiễm, giúp chuyển hóa các chất này thành những phân tử nhỏ hơn. Các gốc hydroxit được tạo ra với sự trợ giúp của một hoặc nhiều chất oxy hóa chính như: Oxi, ozon, hydro peroxide H2O2, và/hoặc các nguồn năng lượng như: Tia cực tím, chất xúc tác titan dioxit TiO2.

Lợi ích của công nghệ xử lý nước thải công nghiệp bằng AOP:

• Giảm các chất gây ô nhiễm hóa học và độc tính để làm sạch nước thải đến mức có thể hòa lại vào hệ thống xử lý nước thải cơ bản hoặc tái sử dụng cho một số quy trình công nghiệp.
• Nếu được áp dụng phù hợp, AOPs có thể làm giảm nồng độ chất gây ô nhiễm đáng kể, nhất là COD và TOC, khiến phương pháp này được công nhận là “Quy trình xử lý nước của thế kỷ 21”. [1]
• AOP đặc biệt hữu ích để làm sạch các vật liệu độc hại về mặt sinh học hoặc không thể phân hủy như nước thải công nghiệp có thành phần gồm: Dầu mỏ, chất thơm, thuốc trừ sâu và các hợp chất dễ bay hơi,…
• Ngoài ra, AOP có thể được sử dụng để xử lý nước thải cấp ba (sau bước xử lý thứ cấp), hầu hết các chất ô nhiễm được chuyển thành hợp chất vô cơ ổn định như: CO2, nước và muối (gọi là quá trình khoáng hóa).

2. Xử lý sinh học hiếu khí với công nghệ màng sinh học MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor).

Công nghệ màng sinh học MBBR là gì? MBBR là phương pháp lò phản ứng màng sinh học di động, diễn ra trong một bể sục khí với bùn hoạt tính và sử dụng các “chất mang” bằng nhựa tái chế nổi lơ lửng để màng sinh học có thể phát triển trên đó. Có nhiều loại chất mang nhựa được sử dụng trong quá trình này, chúng khác nhau về diện tích bề mặt, hình dạng và cả ưu nhược điểm. Diện tích bề mặt lớn rất quan trọng giúp hình thành màng sinh học trên các chất mang đó vì dễ dàng tiếp xúc với nước, không khí, vi khuẩn và chất dinh dưỡng. Các chất mang sẽ được trộn đều trong bể nhờ hệ thống sục khí, tạo điều kiện cho sự tiếp xúc tốt giữa các giá thể có trong nước thải đầu vào và sinh khối trên các chất mang. Hiện nay, vật liệu dùng làm chất mang được ưa chuộng nhất là polyetylen mật độ cao (HDPE) do mật độ, tính dẻo và độ bền của nó.

Có nhiều hệ thống xử lý nước thải hiếu khí được sử dụng thay cho MBBR, phụ thuộc vào nước thải đầu vào, không gian có sẵn, mục tiêu xử lý và ngân sách, ví dụ như: Lò phản ứng theo mẻ tuần tự SBR, màng phản ứng sinh học MBR, bùn hoạt tính màng cố định tích hợp, bộ lọc sục khí chìm SAF,…

Lợi ích của công nghệ xử lý nước thải công nghiệp MBBR:

• Kích thước hệ thống nhỏ gọn, ít tốn không gian nhưng lại có thể sử dụng được với khối lượng nước thải lớn, dễ bảo trì hay mở rộng và chi phí xử lý nước thải rẻ.
• Các hệ thống MBBR không cần tái chế bùn.
• Tái sử dụng nước và loại bỏ hoặc phục hồi các chất dinh dưỡng có trong đó, lúc này nước thải sẽ không còn bị coi là rác thải mà là một dạng tài nguyên hữu dụng.
• Thời gian lưu bùn hiệu quả (SRT) cao hơn, thuận lợi cho quá trình nitrat hóa.
• Đáp ứng biến động tải mà không cần sự can thiệp của người vận hành.
• Hiệu suất xử lý độc lập với bể lắng thứ cấp (do không có đường hồi lưu bùn).

3. Xử lý sinh học kỵ khí với công nghệ EGSB (Expanded granular sludge bed).

Công nghệ EGSB là gì? EGSB là phương pháp lò phản ứng xử lý nước thải kị khí với lớp bùn dạng hạt mở rộng, trong đó các vi sinh vật phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ trong điều kiện không có oxy. Thiết kế EGSB phù hợp với nước thải hòa tan có nồng độ thấp hoặc chứa các hạt lơ lửng, khó phân hủy sinh học (độc hại ở nồng độ cao). Điểm mới của công nghệ EGSB là việc bơm trở lại một phần dòng nước thải, làm cho vận tốc của dòng nước thải đi lên, qua lớp bùn hạt mở rộng có thể đạt trên 6m/h, cao hơn nhiều so với tốc độ dòng lên 0,5-1,5 m/h của các hệ thống trước đó. [2]

Lợi ích của công nghệ xử lý nước thải công nghiệp EGSB:

• Không cần tốn thời gian và công sức để xáo trộn vì lớp bùn hạt được mở rộng, giúp cải thiện sự tiếp xúc giữa nước thải và quần thể sinh vật chứa trong đó, làm các chất hữu cơ có thể thấm sâu vào lớp bùn hạt.
• Diện tích xây dựng hệ thống xử lý vừa phải, đỡ tốn vốn đầu tư, phù hợp với nhà máy có mặt bằng vừa và nhỏ.
• Hoạt động ổn định cao ngay cả trong những điều kiện không thuận lợi.
• Yêu cầu năng lượng để vận hành thấp.
• Hiệu quả xử lý COD cao với thời gian lưu lại thấp.
• Tạo ra khí metan tinh khiết cao.

4. METCLEAN loại bỏ kim loại nặng mà không tạo bùn.

Công nghệ Metclean là gì? Metclean là một quy trình được cấp bằng sáng chế có khả năng loại bỏ các kim loại nặng như: Asen, cadmium, chì, kẽm, niken, sắt, mangan, asen, uranium,… khỏi các loại nước thải khác nhau, bao gồm cả nước thải công nghiệp và sinh hoạt. Công nghệ Metclean của Veolia Water Technologies đã được cấp bằng sáng chế, sử dụng quy trình hấp phụ trong lò phản ứng tầng sôi để loại bỏ nhiều loại kim loại khỏi dung dịch.

Lợi ích của công nghệ xử lý nước thải công nghiệp Metclean:

• Cung cấp khả năng xử lý tới 99% nước hoặc nước thải, do đó đáp ứng chỉ thị về nước uống của EU. [3]
• Sản phẩm chất thải là các hạt mịn có liên kết kim loại mạnh và ổn định, có hàm lượng chất rắn khô từ 80-90%, còn cặn lắng cuối cùng chỉ chiếm khoảng 10% thể tích bùn thông thường. [3]
• Khoản tiết kiệm được trong chi phí xử lý chất thải thông thường sẽ đủ để tài trợ vốn và chi phí vận hành cho nhà máy ứng dụng công nghệ MetClean.
• Lượng chất thải (theo trọng lượng) được tạo ra ít hơn 20 lần bằng cách sử dụng MetClean. [3]
• Dấu chân (footprint) của quy trình MetClean tương đối nhỏ, khiến nó trở thành một giải pháp tiết kiệm chi phí cho một số ứng dụng.

5. Thẩm thấu ngược RO (Reverse osmosis).

Thẩm thấu ngược RO là gì? RO là một trong số các công nghệ màng tiên tiến hiện nay, chủ yếu được sử dụng để tách các chất hòa tan ra khỏi nước, đặc biệt liên quan đến việc loại bỏ muối và các chất ô nhiễm. Để hiểu rõ về thẩm thấu ngược, trước hết cần biết về thẩm thấu là gì? Thẩm thấu là quá trình nước di chuyển từ dung dịch có nồng độ thấp sang dung dịch có nồng độ cao hơn, làm cân bằng tỉ lệ hòa tan dung môi. Trong khi thẩm thấu ngược, áp suất được tạo ra để chỉ có nước di chuyển qua màng bán thấm từ dung dịch sang dung môi nguyên chất, giữ lại toàn bộ muối và các chất ô nhiễm khác để thải ra ngoài.

Lợi ích của công nghệ xử lý nước thải công nghiệp RO:

• Loại bỏ hiệu quả nhiều loại hạt hóa học hòa tan và lơ lửng cũng như các thực thể sinh học như vi khuẩn ra khỏi nước.
• Chất lượng nước được xử lý xong rất cao, gần giống như nước cất.
• Cần ít không gian để xây dựng hệ thống xử lý nước thải RO.
• Khi sử dụng trung bình, màng RO có tuổi thọ một đến hai năm.
• Giúp cho các hệ thống tạo nước tinh khiết, ngăn ngừa bệnh tật, khử muối trong nước biển.

Ngoài các công nghệ trên, còn rất nhiều phương pháp tiên tiến khác đóng góp vào các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp riêng của mỗi doanh nghiệp, có thể kể đến như: Lọc nano NF, siêu lọc UF, tuyển nổi không khí hòa tan DAF, trao đổi ion, khử ion điện dung, bộ lọc than hoạt tính sinh học, khử nước bằng bùn trọng lực, hấp phụ than hoạt tính dạng hạt, các loại khử trùng bằng ozon, clo, tia cực tím,…

Tổng kết.

Như vậy bài viết trên đã cung cấp thông tin về các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả hiện nay. Mỗi công nghệ này có thể chỉ là một phần hoặc toàn bộ quy trình xử lý nước thải công nghiệp tại một cơ sở sản xuất tùy theo quy mô hoạt động, số lượng và thành phần bên trong nước thải. Nhằm đảm bảo lựa chọn được giải pháp phù hợp sẽ cần có sự tư vấn của các chuyên gia, kỹ thuật viên về lĩnh vực xử lý nước thải. Tại Triển lãm Công nghệ xử lý và Tái chế chất thải, quý doanh nghiệp có cơ hội tham khảo trực tiếp các công nghệ, các ứng dụng tiên tiến trong các công trình lớn cũng như gặp gỡ các chuyên gia đầu ngành sẽ giải đáp những băn khoăn khi xây dựng hệ thống xử lý nước thải công nghiệp. Bên cạnh đó RX Tradex cũng đồng tổ chức các Triển lãm Quốc tế Vietnam Manufacturing Expo, METALEX Vietnam, và NEPCON Vietnam nhằm cung cấp các giải pháp, công nghệ cho các lĩnh vực công nghiệp khác.

Chú thích:

[1] AOP – Quy trình xử lý nước của thế kỷ 21.

[2] Thông tin về EGSB.

[3] Thông tin về Metclean.