Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp là gì?

Trong hành trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa vẫn cần phải đảm bảo sự an toàn cho con người và môi trường sống, nhu cầu xử lý nước thải công nghiệp ngày càng phải kịp theo sự phát triển của chuỗi nhà máy tại các khu công nghiệp. Do sự phức tạp trong thành phần, số lượng nước thải công nghiệp, nếu chỉ một vài sự điều chỉnh về máy móc hay công nghệ không thể xử lý được triệt để các chất ô nhiễm, mà cần thay đổi cả một hệ thống dây chuyền sản xuất. Trong bài viết dưới đây, RX Tradex sẽ chia sẻ về chủ đề “Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp là gì?”.

1. Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp là gì?

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp bao gồm một số công nghệ xử lý nước thải công nghiệp, thiết bị máy móc riêng lẻ nhằm giải quyết các nhu cầu xử lý nước thải cụ thể của mỗi cơ sở sản xuất. Xử lý nước thải hiếm khi là một quy trình cố định, vì vậy một hệ thống xử lý nước thải cần được thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp để đáp ứng các thay đổi về nhu cầu lọc nước, giúp tránh được việc thay thế hay nâng cấp tốn kém trong tương lai.

Một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, có thiết kế tốt sẽ giải quyết được các vấn đề sau:

• Linh hoạt điều chỉnh để thích ứng với sự thay đổi của các loại chất ô nhiễm có trong nước thải công nghiệp.
• Sự thay đổi về nhu cầu sử dụng các chất hóa học để xử lý nước thải công nghiệp và việc điều chỉnh khối lượng hóa chất cần thiết.
• Những thay đổi về số lượng chất ô nhiễm.

2. Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp cơ bản bao gồm những gì?

Tùy theo nhu cầu sử dụng, đặc tính nước thải, không gian nhà máy, và khả năng mở rộng trong tương lai, hệ thống xử lý nước thải cơ bản thường bao gồm một số thành phần sau:

• Song hay lưới chắn để sàng lọc thô các loại rác lớn như: Phụ phẩm nông nghiệp, vải, gỗ, giấy,… giúp giảm tải cho các giai đoạn xử lý sau.
• Bể lắng để giải quyết các chất rắn lơ lửng có trong nước suốt quá trình xử lý.
• Nguồn cấp hóa chất giúp tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình kết tủa, keo tụ hoặc đông tụ của bất kỳ kim loại và chất rắn lơ lửng nào.
• Bể lọc hoặc thiết bị lọc để loại bỏ tất cả chất rắn lơ lửng còn sót lại, mức độ lọc sẽ phụ thuộc vào yêu cầu hàm lượng chất bẩn tối đa ở đầu ra của nước thải, đủ để vượt qua các quy định xả thải của địa phương.
• Các thiết bị hoặc hóa chất điều chỉnh độ pH sau cùng và các xử lý khác.
• Bảng điều khiển (tùy thuộc vào mức độ vận hành tự động).

Đây là các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp theo tiêu chuẩn vừa đủ, tuy nhiên nếu nhà máy của doanh nghiệp yêu cầu nhiều tùy chỉnh hơn, thì sẽ cần thêm một số tính năng hoặc công nghệ xử lý nước thải. Ví dụ: Đối với các nhà máy sản xuất thực phẩm và đồ uống, sẽ phát sinh nhu cầu hệ thống xử lý sinh học để giảm BOD (nhu cầu oxy sinh hóa),…

3. Một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thường loại bỏ những gì?

Một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp với thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả và tối ưu sẽ loại được hầu hết các chất ô nhiễm do nhà máy của doanh nghiệp tạo ra. Cụ thể, một số chất có khả năng được loại thải ra là:

1. Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biochemical oxygen demand).

Nhu cầu oxy sinh hóa BOD, liên quan đến lượng oxy hòa tan cần thiết cho các sinh vật hiếu khí để phân hủy chất hữu cơ thành các phân tử nhỏ hơn. Nồng độ BOD cao cho thấy hàm lượng lớn các chất ô nhiễm hữu cơ như: Chất thải phân, xác động thực vật do việc làm sạch và rửa trôi từ quá trình chế biến thực phẩm hoặc phân bón.

2. Nitrat và phốt phát.

Nếu một lượng lớn nitrat, phốt phát không được loại bỏ khỏi nước thải và đưa ra môi trường có thể dẫn đến tăng BOD cũng như sự phát triển của cỏ dại, tảo và thực vật phù du. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoặc khử oxy trong một vùng nước, giết chết các sinh vật và có thể dẫn đến tình trạng thiếu oxy hoặc ô nhiễm môi trường.

3. Mầm bệnh.

Các mầm bệnh như vi khuẩn, vi rút, nấm hoặc bất kỳ vi sinh vật nào khác có trong nước thải, gây ra các vấn đề sức khỏe nếu không được xử lý triệt để. Ví dụ: Các loại bệnh cấp tính, bệnh tiêu hóa tả, kiết lỵ, viêm gan A, ngộ độc,…

4. Kim loại.

Chủ yếu được tìm thấy trong nước thải từ một số ngành công nghiệp đặc biệt như: Ngành sắt thép, khai thác quặng,… Khi để lại ở nồng độ cao, kim loại có thể gây ra nhiều thiệt hại cho môi trường và sức khỏe con người vì không có khả năng phân hủy cũng như xu hướng tích tụ.

5. Tổng chất rắn lơ lửng TSS.

Tổng chất rắn lơ lửng TSS (Total suspended solids) trong nước thải là các chất rắn hữu cơ và vô cơ lơ lửng trong nước, cũng giống như nhiều chất gây ô nhiễm khác được liệt kê, có thể gây hại cho đời sống thủy sinh. TSS có thể làm giảm lượng oxy trong môi trường nước và tiêu diệt côn trùng, hoặc đóng cặn, gây tắc nghẽn, hôi đường ống và máy móc. Do đó, cần xử lý triệt để nước thải công nghiệp, loại bỏ tối đa TSS trước khi tái sử dụng cho quy trình khác, hoặc xả ra môi trường, các hệ thống thoát nước,…

6. Chất rắn tan hoàn toàn TDS.

Tổng chất rắn hòa tan TDS (Total dissolved solids) là bao gồm: Ion điện âm (anion), ion điện dương (cation), kim loại, khoáng chất hoặc muối nào có trong nước thải. Chúng có thể gây ra các vấn đề đối với hệ sinh vật thủy sinh, hệ thống tưới tiêu và mùa màng, ngấm vào nguồn nước ngầm. TDS có thể được tạo ra trong nước thải từ bất kỳ ngành công nghiệp nào.

7. Hóa chất tổng hợp.

Khi thuốc trừ sâu và các hóa chất khác được sử dụng hoặc tạo ra trong quá trình sản xuất, có thể gây hại cho môi trường và sức khỏe con người thông qua nước thải. Một số hóa chất phổ biến được tìm thấy trong nước thải bao gồm: Diethylstilbestrol, dioxin, PCB, DDT và các loại thuốc trừ sâu khác. Những “chất gây rối loạn nội tiết” này có thể ngăn chặn các hormone trong cơ thể và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe.

4. Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp hoạt động như thế nào?

Tùy theo quy mô, công nghệ xử lý nước thải công nghiệp của mỗi hệ thống xử lý nước thải mà các bước vận hành sẽ khác nhau, tuy nhiên thường sẽ có các giai đoạn cơ bản sau:

Đông tụ.

Đông tụ là quá trình các hóa chất khác nhau được thêm vào bể phản ứng để loại bỏ khối lượng lớn chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm khác. Quy trình xử lý nước thải công nghiệp này bắt đầu với một loạt lò phản ứng trộn, bổ sung các hoạt chất cụ thể để loại bỏ tất cả các hạt mịn hơn trong nước bằng cách đông tụ chúng lại thành các hạt nặng hơn và lắng xuống. Các chất keo tụ thường được sử dụng hỗ trợ cho quá trình đông đặc này dựa trên nhôm như: Phèn chua và polyaluminum clorua; hoặc bằng việc điều chỉnh độ pH nhẹ cũng sẽ giúp làm đông lại các hạt lơ lửng.

Keo tụ.

Khi quá trình đông tụ hoàn tất, nước đi vào buồng keo tụ nơi các hạt keo tụ được khuấy từ từ cùng với các polime chuỗi dài (các ion tích điện kéo tất cả các hạt keo và keo tụ lại với nhau), tạo ra các hạt nặng, có thể nhìn thấy được, lắng xuống.

Bồi lắng.

Thiết bị lắng trọng lực thường là một dụng cụ hình tròn lớn, nơi vật liệu keo tụ và nước chảy vào buồng sẽ tuần hoàn từ trung tâm ra ngoài. Quá trình lắng rất chậm, nước dâng lên trên cùng và tràn ra chu vi của bể lắng, cho phép các chất rắn lắng xuống đáy bể lắng thành một lớp bùn. Các chất rắn sau đó được cào từ giữa bể lắng vào một ống hình trụ, nơi diễn ra quá trình trộn chậm và bùn được bơm ra khỏi đáy vào hoạt động xử lý bùn hoặc khử nước.

Quá trình khử nước lấy toàn bộ nước ra khỏi bùn bằng bộ lọc hoặc máy ép đai, tạo ra một bánh rắn. Nước bùn được đưa lên máy ép chạy giữa 2 băng tải ép nước ra ngoài, sau đó bùn được đưa vào phễu lớn đưa đến bãi chôn lấp hoặc nơi tái sử dụng bùn. Nước từ quá trình này thường được tái sử dụng và thêm vào phần đầu của bể lắng.

Lọc.

Bước tiếp theo thường là đưa nước tràn vào bộ lọc cát trọng lực. Bộ lọc này chiếm diện tích lớn, đặt tới 0,6-1,2m cát, là loại cát silic được nghiền mịn với các cạnh lởm chởm. Cát thường được đặt vào bộ lọc ở độ sâu từ 0,6-1,2m và nén chặt, nước thải sẽ đi qua trong khi các hạt bẩn được giữ lại.

Trên các hệ thống công nghiệp nhỏ hơn, có thể sử dụng bộ lọc đa phương tiện áp suất tầng đóng gói (packed-bed) thay cho lọc cát trọng lực. Đôi khi, tùy vào nguồn nước có nhiều sắt không để sử dụng bộ lọc cát xanh thay bộ lọc cát, nhưng phần lớn, bước lọc trong xử lý nước thải thông thường là lọc cát.

Siêu lọc (UF) cũng có thể được sử dụng sau bể lắng thay vì lọc cát trọng lực, hoặc thay thế toàn bộ quá trình lắng. Công nghệ màng đã trở thành giải pháp xử lý mới nhất, bơm nước trực tiếp từ nguồn nước thải qua UF (sau khử trùng bằng clo) giúp lượt bớt toàn bộ hệ thống làm sạch và lọc.

Khử trùng.

Sau khi nước chảy qua bộ lọc cát trọng lực, bước tiếp theo thường là khử trùng bằng clo hoặc cách khác để tiêu diệt vi khuẩn trong nước.

Đôi khi bước này được thực hiện trước khi lọc để các bộ lọc cũng được khử trùng và giữ sạch không có vi khuẩn và ít bám bẩn. Lúc này sẽ cần sử dụng thêm chất khử trùng. Nếu vi khuẩn nằm trong các tầng, có thể phát triển chất bẩn và phải rửa ngược các bộ lọc thường xuyên hơn. Vì vậy, tất cả phụ thuộc vào cách hệ thống của mỗi doanh nghiệp vận hành, nghĩa là bộ máy được thiết lập để clo hóa đầu nguồn (trước khi lọc) hay xuôi dòng (sau khi lọc).

Phân bổ nước.

Nếu doanh nghiệp tái sử dụng nước thải trong quy trình sản xuất công nghiệp, nước sẽ được bơm vào một bể chứa để dùng theo nhu cầu của mỗi nhà máy. Nếu để sử dụng cho đô thị, nước được bơm vào hệ thống phân phối gồm: Tháp nước, thiết bị thu gom và phân phối khác nhau trong một vòng lặp khắp thành phố.

5. Tổng kết.

Như vậy bài viết trên đây đã chia sẻ một số khía cạnh xung quanh chủ đề hệ thống xử lý nước công nghiệp là gì. Hy vọng các thông tin này giúp doanh nghiệp hiểu rõ hơn về những thiết bị, công nghệ xử lý nước thải công nghiệp cơ bản thường có mặt trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, cũng như cách bộ máy này hoạt động và loại bỏ các loại chất ô nhiễm như thế nào. Để mục sở thị các giải pháp, công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực xử lý chất thải và đặc biệt là nước thải công nghiệp, doanh nghiệp có thể tham khảo thêm tại Triển lãm Quốc tế về Công nghệ xử lý và Tái chế chất thải. Đồng thời trong năm 2023, doanh nghiệp còn có thể tham gia các triển lãm hàng đầu về các lĩnh vực máy móc thiết bị và công nghiệp hỗ trợ như: Vietnam Manufacturing Expo, METALEX Vietnam, và NEPCON Vietnam.