0102030405
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Thiết bị xử lý Nhà máy quản lý nước thải
Xử lý nước thải sinh hoạt là việc xử lý nước thải phát sinh trong đời sống của cư dân đô thị sao cho đạt tiêu chuẩn xả thải và không gây ô nhiễm môi trường. Tầm quan trọng của việc xử lý nước thải sinh hoạt là hiển nhiên, liên quan đến sức khỏe con người và sự phát triển bền vững của môi trường.
Trước hết, nước thải sinh hoạt chứa một lượng lớn chất hữu cơ và vi sinh vật, nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho vùng nước. Những chất hữu cơ và vi sinh vật này sẽ tiêu thụ oxy trong nước, dẫn đến suy giảm chất lượng nước và ảnh hưởng đến sự sống sót của đời sống thủy sinh. Ngoài ra, nước thải sinh hoạt còn chứa một lượng lớn nitơ, phốt pho và các chất dinh dưỡng khác nếu thải vào nguồn nước sẽ dẫn đến hiện tượng phú dưỡng nước, gây tảo nở hoa, ảnh hưởng đến chất lượng nước và cân bằng sinh thái.
Thứ hai, nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều loại chất có hại như kim loại nặng, chất hữu cơ, dư lượng thuốc, v.v. Các chất này nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nguồn nước, đất, gây hại cho hệ sinh thái và sức khỏe con người. Vì vậy, xử lý hiệu quả nước thải sinh hoạt là biện pháp quan trọng để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
Ngoài ra, xử lý nước thải sinh hoạt cũng có thể tận dụng được nguồn tài nguyên. Nước thải sinh hoạt chứa một lượng lớn chất hữu cơ và chất dinh dưỡng, có thể chuyển đổi thành phân bón hữu cơ, khí sinh học và các tài nguyên khác sau khi xử lý thích hợp, để thực hiện tái chế tài nguyên và giảm tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên.
Nước thải sinh hoạt Trên thực tế, chỉ một phần nhỏ nước thải được xử lý, phần lớn được thải trực tiếp ra sông mà không qua xử lý. Nó tồi tệ hơn ở các thành phố nhỏ hơn.
Phân, v.v. thường không được thải ra trực tiếp, nhưng có các biện pháp thu gom.
Thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải vô cùng phức tạp và đa dạng, khó có phương pháp xử lý nào đạt được mục đích làm sạch hoàn toàn và thường cần một số phương pháp để hình thành hệ thống xử lý đáp ứng yêu cầu xử lý.
Theo mức độ xử lý khác nhau, hệ thống xử lý nước thải có thể được chia thành xử lý sơ cấp, xử lý thứ cấp và xử lý nâng cao.
Việc xử lý sơ bộ chỉ loại bỏ chất rắn lơ lửng trong nước thải, chủ yếu bằng phương pháp vật lý và nước thải đã xử lý nhìn chung không đạt tiêu chuẩn xả thải.
Đối với hệ thống xử lý thứ cấp, xử lý sơ cấp là tiền xử lý. Phương pháp xử lý thứ cấp được sử dụng phổ biến nhất là xử lý sinh học, có thể loại bỏ đáng kể chất keo và chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, để nước thải đáp ứng tiêu chuẩn xả thải. Tuy nhiên, sau khi xử lý thứ cấp, vẫn còn một lượng chất lơ lửng nhất định, chất hữu cơ hòa tan, chất vô cơ hòa tan, nitơ và phốt pho và các chất dinh dưỡng tăng sinh tảo khác, đồng thời chứa virus và vi khuẩn.
Do đó, nó không thể đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn xả thải cao hơn, chẳng hạn như xử lý dòng chảy nhỏ, khả năng pha loãng kém của sông có thể gây ô nhiễm, không thể sử dụng trực tiếp làm nguồn nước máy, nước công nghiệp và nguồn bổ sung nước ngầm. Xử lý bậc ba là loại bỏ thêm các chất ô nhiễm không thể loại bỏ bằng cách xử lý thứ cấp, chẳng hạn như phốt pho, nitơ và các chất ô nhiễm hữu cơ, các chất ô nhiễm vô cơ và mầm bệnh khó phân hủy bằng sinh học. Xử lý bậc ba nước thải là phương pháp "xử lý nâng cao", sử dụng thêm phương pháp hóa học (oxy hóa hóa học, kết tủa hóa học, v.v.) và phương pháp vật lý và hóa học (hấp phụ, trao đổi ion, công nghệ tách màng, v.v.) để loại bỏ một số chất ô nhiễm cụ thể trên cơ sở xử lý thứ cấp. Rõ ràng, xử lý nước thải bậc ba rất tốn kém nhưng có thể tận dụng tối đa nguồn nước.
Nước thải và nước thải công nghiệp thải vào nhà máy xử lý nước thải có thể được xử lý vô hại bằng nhiều công nghệ phân tách và chuyển đổi khác nhau.
Nguyên tắc cơ bản
Các vật tư tiêu hao được sử dụng phổ biến nhất trong các nhà máy xử lý nước thải
Trong quá trình xử lý nước thải chúng ta nên sử dụng các tác nhân sau:
(1) Chất oxy hóa: clo lỏng hoặc clo dioxide hoặc hydro peroxide,
(2) Chất khử bọt: lượng rất nhỏ;
(3) Chất keo tụ: polyalumin clorua hoặc polyacrylamide anion và cation, còn được gọi là pam anion hoặc pam cation,
(4) Chất khử: sắt sunfat hydrat, v.v.;
(5) Trung hòa axit-bazơ: axit sulfuric, vôi sống, xút, v.v.
(6) Chất loại bỏ phốt pho hóa học và các chất khác.
Phương pháp làm sạch & kỹ thuật phổ biến
Phương pháp vật lý: loại bỏ các chất rắn lơ lửng không hòa tan và dầu trong nước thải bằng tác động vật lý hoặc cơ học; Lọc, kết tủa, tách ly tâm, nổi, v.v.
Phương pháp hóa học: thêm các chất hóa học, thông qua các phản ứng hóa học, làm thay đổi tính chất hóa học hoặc vật lý của các chất ô nhiễm trong nước thải, làm thay đổi trạng thái hóa học hoặc vật lý, sau đó loại bỏ khỏi nước; Trung hòa, oxy hóa, khử, phân hủy, keo tụ, kết tủa hóa học, v.v.
Phương pháp vật lý hóa học: sử dụng các tác động toàn diện về mặt vật lý và hóa học để làm sạch nước thải; Tước, tước, hấp phụ, chiết, trao đổi ion, điện phân, chạy thận điện, lọc máu ngược, v.v.
Phương pháp sinh học: sử dụng quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, quá trình oxy hóa và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải thành các chất vô hại hay còn gọi là phương pháp xử lý sinh hóa, là phương pháp quan trọng nhất để xử lý nước thải hữu cơ; Bùn hoạt tính, bể lọc sinh học, bàn quay sống, bể oxy hóa, phân hủy kỵ khí,..
Trong đó, phương pháp xử lý sinh học nước thải dựa trên phương pháp vi sinh vật biến đổi chất hữu cơ phức tạp thành chất đơn giản và chất độc thành chất không độc thông qua hoạt động của enzyme. Theo các yêu cầu oxy khác nhau của các vi sinh vật có vai trò trong quá trình xử lý, xử lý sinh học có thể được chia thành hai loại: xử lý sinh học khí tốt (oxy) và xử lý sinh học kỵ khí (oxy). Xử lý sinh học khí tốt là có sự hiện diện của oxy, nhờ vai trò của mao quản khí tốt để thực hiện. Thông qua các hoạt động sống của chúng - oxy hóa, khử, tổng hợp và các quá trình khác, vi khuẩn oxy hóa một phần chất hữu cơ được hấp thụ thành chất vô cơ đơn giản (CO2, H2O, NO3-, PO43-, v.v.) để thu được năng lượng cần thiết cho sự tăng trưởng và hoạt động và chuyển đổi phần còn lại của chất hữu cơ thành chất dinh dưỡng cần thiết cho sinh vật để sinh trưởng và sinh sản. Xử lý sinh học kỵ khí được thực hiện trong điều kiện không có oxy do hoạt động của các vi sinh vật kỵ khí. Khi vi khuẩn kỵ khí phân hủy chất hữu cơ, chúng cần lấy oxy từ CO2, NO3-, PO43-, v.v để duy trì nhu cầu vật chất về oxy, do đó sản phẩm phân hủy của chúng là CH4, H2S, NH3, v.v. Để xử lý nước thải bằng quá trình sinh học, trước hết cần phân tích khả năng phân hủy sinh học của các chất ô nhiễm trong nước thải. Chủ yếu có ba khía cạnh: khả năng phân hủy sinh học, điều kiện xử lý sinh học và nồng độ giới hạn cho phép của các chất ô nhiễm có tác dụng ức chế hoạt động của vi sinh vật trong nước thải. Khả năng phân hủy sinh học đề cập đến mức độ mà thông qua các hoạt động sống của sinh vật, cấu trúc hóa học của các chất ô nhiễm có thể bị thay đổi, do đó làm thay đổi các tính chất hóa học và vật lý của các chất ô nhiễm. Để xử lý sinh học khí tốt đề cập đến khả năng các chất ô nhiễm được chuyển đổi thành CO2, H2O và các chất sinh học bởi vi sinh vật thông qua các chất chuyển hóa trung gian và tốc độ chuyển đổi các chất ô nhiễm đó trong điều kiện khí tốt. Vi sinh vật chỉ có thể phân hủy hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ trong một số điều kiện nhất định (điều kiện dinh dưỡng, điều kiện môi trường, v.v.). Việc lựa chọn đúng điều kiện dinh dưỡng và môi trường có thể giúp quá trình phân hủy sinh học diễn ra suôn sẻ. Thông qua nghiên cứu quá trình xử lý sinh học, có thể xác định phạm vi của các điều kiện này, chẳng hạn như độ pH, nhiệt độ và tỷ lệ cacbon, nitơ và phốt pho.
Trong nghiên cứu tái chế tài nguyên nước, người ta rất chú trọng đến việc loại bỏ các chất ô nhiễm hạt nano-micron khác nhau. Các chất ô nhiễm hạt nano-micron trong nước là các hạt mịn có kích thước nhỏ hơn 1um. Thành phần của chúng cực kỳ phức tạp, chẳng hạn như các loại khoáng sét mịn, chất hữu cơ tổng hợp, mùn, dầu và các chất tảo, v.v. Là chất mang có lực hấp phụ mạnh, khoáng sét mịn thường hấp phụ các ion kim loại nặng độc hại, các chất ô nhiễm hữu cơ, vi khuẩn gây bệnh và chất ô nhiễm khác trên bề mặt. Các chất mùn và tảo trong nước tự nhiên có thể tạo thành chất gây ung thư hydrocarbon clo hóa bằng clo trong quá trình khử trùng bằng clo trong xử lý lọc nước. Sự tồn tại của các chất ô nhiễm hạt nano-micron này không chỉ có tác động có hại trực tiếp hoặc tiềm ẩn đến sức khỏe con người mà còn làm suy giảm nghiêm trọng điều kiện chất lượng nước và làm tăng khó khăn trong việc xử lý nước, chẳng hạn như trong quy trình xử lý nước thải đô thị thông thường. Kết quả là các bông cặn của bể lắng nổi lên trên và bể lọc dễ bị thẩm thấu dẫn đến chất lượng nước thải bị suy giảm và chi phí vận hành tăng cao. Công nghệ xử lý thông thường truyền thống không thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm nano micron này trong nước và một số công nghệ xử lý tiên tiến như màng siêu lọc và thẩm thấu ngược khó được sử dụng rộng rãi do chi phí và đầu tư cao. Vì vậy, nhu cầu cấp thiết là phải nghiên cứu và phát triển công nghệ xử lý nước mới, hiệu quả và kinh tế.
Thiết bị chế biến
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đòi hỏi nhiều loại thiết bị, sau đây là các thiết bị xử lý được sử dụng phổ biến:
1. Lưới tản nhiệt: dùng để loại bỏ các hạt có kích thước lớn trong nước thải như giấy, vải, v.v.
2. Bể lắng cát: dùng để loại bỏ cát, cát và các hạt rắn khác có trong nước thải.
3. Bể lắng: dùng để xử lý sơ cấp, các chất rắn lơ lửng và cặn lơ lửng trong nước thải được kết tủa bởi trọng lực.
4. Bể tuyển nổi không khí: dùng để xử lý sơ cấp, các chất lơ lửng trong nước thải nổi lên dưới tác dụng của bong bóng, sau đó được loại bỏ bằng máy cạo.
5. Lọc: dùng để xử lý sơ cấp, qua môi trường lọc để loại bỏ chất rắn lơ lửng và chất hữu cơ có trong nước thải
6. Bể phản ứng bùn hoạt tính: dùng để xử lý trung gian, bằng cách bổ sung thêm bùn hoạt tính và oxy để vi sinh vật có khả năng giải nén các chất hữu cơ có trong nước thải.
7. Bể phân hủy kỵ khí: dùng để xử lý trung gian, thông qua hoạt động của vi sinh vật trong điều kiện yếm khí, các chất hữu cơ có trong nước thải được chuyển hóa thành khí sinh học.
8. Lò phản ứng màng sinh học: dùng để xử lý trung gian, các chất hữu cơ có trong nước thải bị phân hủy dưới tác dụng của màng sinh học.
9. Bộ lọc sâu: được sử dụng để xử lý nâng cao nhằm loại bỏ các chất hữu cơ dạng vết khỏi nước thải thông qua vật liệu lọc 10. Chất hấp phụ than hoạt tính: được sử dụng để xử lý nâng cao để loại bỏ chất hữu cơ khỏi nước thải bằng cách hấp phụ than hoạt tính.
11. Lò phản ứng oxy hóa ozone: dùng để xử lý tiên tiến, thông qua quá trình oxy hóa ozone để loại bỏ các chất hữu cơ có trong nước thải.
mô tả2