Hệ thống quan trắc nước thải và quy trình xử lý chuẩn hiện nay tại Việt Nam

Trong bối cảnh ô nhiễm nguồn nước gia tăng và tình trạng khan hiếm nước sạch ngày càng trở nên nghiêm trọng, việc ứng dụng các hệ thống xử lý nước thải tiên tiến kết hợp với quy trình quan trắc liên tục là yêu cầu cấp thiết của ngành môi trường. Sự kết hợp này không chỉ đảm bảo nước đầu ra đạt tiêu chuẩn theo quy định của Nhà nước mà còn tối ưu hóa quá trình tái sử dụng nguồn nước đã qua xử lý, góp phần bảo vệ hệ sinh thái và nâng cao hiệu quả sản xuất công nghiệp.

Khái niệm về xử lý nước thải và hệ thống quan trắc nước thải

Xử lý nước thải là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải nhằm tạo ra nước đủ tiêu chuẩn trước khi xả trở lại môi trường hoặc tái sử dụng. Trong khi đó, hệ thống quan trắc nước thải là giải pháp giám sát liên tục các chỉ số chất lượng nước (như pH, nhiệt độ, BOD, COD, TSS, TDS, nitrat, phosphat…), từ đó cung cấp dữ liệu kịp thời để điều chỉnh và tối ưu hóa quá trình xử lý. Mục tiêu chung của hệ thống là:

• Đảm bảo nước đầu ra đạt chuẩn an toàn về mặt vi sinh, hóa học và sinh thái.
• Giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
• Tối ưu hóa chi phí vận hành, bảo trì và nâng cấp hệ thống theo biến động nhu cầu xử lý.

Thành phần cơ bản của hệ thống xử lý nước thải tiêu chuẩn

Một hệ thống xử lý nước thải hiện đại thường được cấu thành bởi các thành phần sau:

• Thanh chắn rác (Screening): Dùng để loại bỏ các mảnh vụn, chất rắn lớn và vật liệu không tan trong nước thải.
• Bể lắng sơ bộ (Primary Sedimentation Tank): Tạo điều kiện cho các hạt rắn lơ lửng có trọng lượng khác nhau lắng đọng theo trọng lực.
• Bể lắng (Sedimentation Tank): Thiết kế với tốc độ chảy thấp nhằm phân tách chất rắn nhẹ (ví dụ: dầu mỡ, bọt khí) và chất rắn nặng (bùn) dựa trên khác biệt về mật độ.
• Bể hiếu khí (Aeration Tank): Cung cấp oxy hòa tan bằng hệ thống sục khí nhằm kích thích hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, xử lý các chất hữu cơ (đo lường qua chỉ số BOD và COD).
• Bể kỵ khí (Anaerobic/Anoxic Tank): Áp dụng điều kiện thiếu oxy để thúc đẩy quá trình phân hủy của các chất hữu cơ và xử lý bùn, đồng thời hỗ trợ quá trình tái sinh vi sinh vật.
• Nguồn cấp hóa chất: Cung cấp các hóa chất keo tụ (coagulants), đông tụ (flocculants) và kết tủa (precipitants) nhằm tạo điều kiện cho các hạt bẩn kết hợp, tăng kích thước, dễ dàng tách ra khỏi nước thải.
• Điều chỉnh pH: Sử dụng các dung dịch kiềm hoặc axit để cân bằng pH, tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng hóa học xử lý.
• Hệ thống khử trùng bằng hóa chất (Disinfection): Thêm các chất khử trùng như NaCl, hypochlorite, hoặc các hợp chất oxy hoá khác để tiêu diệt vi sinh vật, đảm bảo an toàn sinh học cho nước đầu ra.
• Hệ thống khử trùng bằng tia UV (UV Disinfection): Sử dụng tia cực tím để phá hủy cấu trúc ADN của vi sinh vật.
• Bể xử lý bùn (Sludge Treatment): Áp dụng quá trình làm đặc (thickening), ổn định (stabilization) và sấy khô để xử lý bùn, chuyển hoá thành sản phẩm có giá trị (ví dụ: phân bón sinh học) hoặc xử lý bằng phương pháp đốt tạo năng lượng.
• Tủ điều khiển (Control Panel): Tích hợp cảm biến, bộ điều khiển và phần mềm giám sát để đảm bảo quá trình xử lý diễn ra ổn định, tự động điều chỉnh các tham số vận hành theo yêu cầu kỹ thuật.

Các thành phần cơ bản như trên đã đủ đáp ứng yêu cầu của một hệ thống xử lý nước thải cơ bản. Tuy nhiên, doanh nghiệp có yêu cầu xử lý nước thải ở mức độ cao hơn, có thể sẽ phải bổ sung thêm công nghệ hoặc tính năng ở một số giai đoạn.

Ví dụ: Đối với một số doanh nghiệp sản xuất thực phẩm, nước uống trái cây… thì công nghệ áp dụng cho hệ thống xử lý nước thải sẽ tập trung vào việc loại bỏ các chất hữu cơ. Như vậy, cần xem xét, tính toán kỹ lưỡng để đầu tư các thành phần phục vụ cho giai đoạn xử lý sinh học…

Hệ thống xử lý nước thải có thể loại bỏ chất bẩn nào?

Một hệ thống xử lý nước thải cơ bản được thiết kế phù hợp để loại bỏ các chấ bản có trong nước thải như:

• Kim loại: chủ yếu có trong nước thải công nghiệp luyện kim, xi mạ… Trong quá trình sản xuất, nước thải ra chứa nồng độ kim loại rất cao. Với đặc tính không phân hủy nếu không được xử lỹ, sau khi xả thải, các tạp chất này sẽ tích tụ gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và sinh vật.
• Mầm bệnh: là các virus, nấm, mầm bệnh, vi khuẩn, vi sinh vật… trong nước thải, có thể gây ra nhiều căn bệnh nguy hiểm. Nếu không được xử lý, nước thải ra môi trường có thể làm lây lan dịch bệnh như: tả, nhiễm khuẩn, viêm gan…
• Nitrat và Phosphat: nếu nước thải chứa Nitrat và Phosphat không được xử lý thải ra môi trường, nó có thể làm tăng nồng độ BOD trong nước, làm tảo – cỏ dại – sinh vật phù du… phát triển mạnh mẽ, gây ra tình trạng phú dưỡng, thiếu oxy trong một vùng nước làm chết sinh vật, tạo ra vùng nước chết.
• Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): chỉ số BOD trong nước càng lớn sẽ làm oxy trong nước giảm nhanh, dẫn đến các sinh vật khác dưới nước không thể tồn tại.
• Tổng chất rắn hòa tan (TDS): nếu nước thải chưa TDS thải ra môi trường không được xử lý, nó có thể gây ra các vấn đề đối với sinh vật dưới nước, hệ thống tưới tiêu và ảnh hưởng đến mua màng. Ngoài ra chúng có thể ngấm vào mạch nước ngầm, người sử dụng trong thời gian dài sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe.
• Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): chỉ số TSS làm giảm lượng oxy có trong môi trường nước dẫn đến sinh vật bị tiêu diệt. TSS có thể gây đóng cặn và tạo mùi hôi trong đường ống – máy móc.
• Hóa chất tổng hợp khác: Các loại hóa chất có thể gây hại đến sức khỏe con người, sinh vật, gây biến đổi hormone như: thuốc trừ sâu, dioixin, DDT, PCB…

Quy trình xử lý nước thải tiêu chuẩn hiện nay

Tùy thuộc vào đặc điểm và tính chất của mỗi loại nước thải mà quy trình sẽ khác nhau. Tuy nhiên, về tổng quan thì quy trình xử lý nước thải hiện đại được thiết kế thành các giai đoạn liên tiếp, mỗi bước nhằm loại bỏ hiệu quả các nhóm chất ô nhiễm khác nhau và đảm bảo nước đầu ra đạt tiêu chuẩn an toàn cho môi trường. Cụ thể, quy trình gồm các công đoạn sau:

Giai đoạn xử lý sơ bộ (Preliminary Treatment):

• Sàng lọc cơ học: Nước thải ban đầu được đưa qua hệ thống sàng, lưới lọc hoặc thanh chắn rác để loại bỏ các mảnh vụn, rác thải, cát, và các vật liệu không tan. Giai đoạn này giúp loại bỏ những chất rắn lớn, bảo vệ các thiết bị và hệ thống xử lý tiếp theo không bị tắc nghẽn.
• Lắng sơ cấp: Sau quá trình sàng lọc, nước thải được chuyển vào bể lắng sơ cấp, nơi trọng lực được sử dụng để tách các hạt rắn lơ lửng. Các hạt nặng sẽ lắng đọng ở đáy tạo thành bùn sơ cấp, trong khi phần nước trong được chuyển sang bước xử lý tiếp theo.

Quy trình xử lý sơ cấp và sinh học (Primary and Biological Treatment):

• Bể lắng thứ cấp: Nước thải sau sơ cấp được chuyển qua bể lắng thứ cấp nhằm loại bỏ các hạt rắn nhỏ còn sót lại. Công đoạn này giúp giảm tải cho hệ thống xử lý sinh học bằng cách loại bỏ các chất rắn có thể làm cản trở quá trình phân hủy hữu cơ.
• Xử lý sinh học: Giai đoạn này thường bao gồm hai loại bể chính:
  • Bể hiếu khí: Nước thải được đưa vào bể có cung cấp oxy hoặc không khí để kích thích hoạt động của các vi sinh vật (như vi khuẩn và protozoa). Những vi sinh vật này phân hủy các chất hữu cơ hòa tan, giúp giảm các chỉ số ô nhiễm như BOD (nhiệt độ tiêu thụ oxy) và COD (độ tiêu thụ oxy hóa học).
  • Bể kỵ khí: Bùn sinh học được chuyển sang bể kỵ khí, nơi các vi sinh vật kỵ khí hỗ trợ quá trình khử nitơ và khử phospho. Qua đó, không những xử lý bùn mà còn giảm tải các chất dinh dưỡng gây ô nhiễm cho nguồn nước thải sau cùng.

Quy trình xử lý hóa học và khử trùng (Chemical Treatment and Disinfection):

• Xử lý hóa học: Để loại bỏ các hạt siêu nhỏ và các chất hòa tan còn tồn đọng, hóa chất được bổ sung vào nước thải nhằm kích hoạt các phản ứng keo tụ, đông tụ và kết tủa. Các phản ứng này tập trung các hạt nhỏ lại thành những cục lớn hơn, giúp việc loại bỏ chúng qua quá trình lắng dễ dàng hơn.
• Khử trùng: Sau khi xử lý hóa học, nước thải được khử trùng để tiêu diệt các vi sinh vật gây hại. Phương pháp khử trùng có thể sử dụng hóa chất (như clo, ozone) hoặc tia cực tím (UV). Giai đoạn này đảm bảo rằng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn vi sinh an toàn, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

Quy trình xử lý bùn và chất thải rắn (Sludge Treatment and Disposal):

• Xử lý bùn: Bùn thu được từ các bể lắng sơ cấp và thứ cấp được đưa vào quy trình xử lý riêng. Quá trình này bao gồm các bước làm đặc, ổn định hóa (thường thông qua quá trình tiêu vi sinh) và sấy khô bùn. Mục tiêu là giảm thể tích và khối lượng bùn, đồng thời đảm bảo an toàn cho môi trường trước khi tiến hành các bước xử lý hoặc tiêu hủy tiếp theo.
• Xử lý chất thải rắn: Ngoài bùn, các chất rắn thu gom từ quá trình sàng lọc được phân loại và xử lý theo quy định hiện hành. Các chất này có thể được tái chế, tái sử dụng hoặc tiêu hủy an toàn, nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

Hệ thống quan trắc nước thải

Để đảm bảo hiệu quả của quy trình xử lý, việc quan trắc nước thải đóng vai trò then chốt trong giám sát liên tục chất lượng nước và điều chỉnh hoạt động vận hành. Các hệ thống quan trắc hiện đại bao gồm:

• Cảm biến trực tuyến: Đo lường các chỉ số quan trọng như pH, nhiệt độ, BOD, COD, TSS, TDS, nitrat, phosphat… ngay tại chỗ.
• Chỉ thị sinh học: Sử dụng các chỉ số sinh học như Chlorophyll và sự phát triển của vi tảo nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm và tình trạng phú dưỡng của nguồn nước.
• Giám sát từ xa: Hệ thống điều khiển tích hợp phần mềm giám sát tự động cho phép thu thập dữ liệu theo thời gian thực, từ đó cảnh báo sớm khi có dấu hiệu vượt ngưỡng an toàn.
• Báo cáo và phân tích dữ liệu: Giúp nhà quản lý theo dõi hiệu suất hoạt động của hệ thống xử lý, lập kế hoạch nâng cấp, bảo trì kịp thời, đảm bảo an toàn môi trường.

Thiết bị giám sát quy trình rửa ngược trong nhà máy

Công nghệ tiên tiến trong xử lý và quan trắc nước thải tại Việt Nam

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại hệ thống xử lý nước thải khác nhau. Một số phương pháp xử lý nước thải thông thường như hệ thống keo tụ và tạo bông cặn sử dụng hóa chất nhôm clorua và polyelectrolytes. Phong pháp xử lý hóa lý này tạo ra một lượng lớn bùn gây ô nhiễm môi trường.

Trong tình hình biến đổi khí hậu, ô nhiễm nước đang xảy ra ngày một nghiêm trọng: “hầu như các nước phát triển cũng như đang phát triển đều có các quy định nghiêm ngặt về quản lý nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt”.

Trong những năm gần đây, nhờ sự tiến bộ khoa học và cải tiến công nghệ, nhiều phương pháp xử lý nước thải mới đã được ứng dụng rộng rãi:

• Kết hợp sinh học – AAO, MBR: Được ứng dụng trong xử lý nước thải y tế và các ngành công nghiệp đòi hỏi hiệu suất cao.
• Công nghệ kết tủa hóa học, lọc nano: Giúp loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm siêu nhỏ, đồng thời giảm thiểu tạo bùn phụ.
• Thẩm thấu ngược, trao đổi ion, siêu lọc và phương pháp hấp thụ sinh học: Hỗ trợ xử lý nước thải chứa hóa chất tổng hợp và kim loại nặng.
• Quan trắc bằng chỉ thị sinh học và các hệ thống giám sát tự động: Nâng cao độ chính xác trong việc theo dõi chất lượng nước, góp phần đưa ra các giải pháp điều chỉnh kịp thời.

Dịch vụ xử lý nước thải uy tín tại Việt Nam

Trên thị trường hiện nay có nhiều đơn vị cung cấp giải pháp xử lý và quan trắc nước thải với ưu điểm và thế mạnh riêng. Công ty Reecotech – đơn vị tiên phong với hơn 12 năm kinh nghiệm trong thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống quan trắc môi trường. Các dịch vụ của Reecotech bao gồm:

• Tư vấn – Thiết kế hệ thống quan trắc nước thải;
• Xây dựng – Thi công – Lắp đặt;
• Vận hành – Bảo trì – Bảo dưỡng
• Cung cấp Hóa chất và thiết bị.

Với Reecotech, chúng tôi cam kết cung cấp các giải pháp phân tích và giám sát nước thải tất cả các nghành nghề với tiêu chuẩn và chất lượng đạt chuẩn Châu Âu. Các giải pháp này được áp dụng cho nhiều lĩnh vực như:

• Nước thải sinh hoạt tòa nhà, chung cư, công ty, nhà máy, xưởng sản xuất;
• Nước thải nhà hang, khu du lịch, khu nghỉ dưỡng, trung tâm thương mại;
• Sơn tĩnh điện;
• Xi mạ, gia công cơ khí;
• Công nghiệp hóa chất, hóa dầu và nhà máy lọc dầu;
• Y tế, bệnh viện;
• Chế biến thực phẩm và đồ uống;
• Dệt nhuộm, in ấn;
• Sản xuất giấy, mực in;
• Chăn nuôi, thủy sản;
• Và nhiều lĩnh vực khác.

Trên thị trường hiện có rất nhiều đơn vị cung cấp dịch quan trắc nước thải; mỗi đơn vị sẽ có ưu điểm và thế mạnh riêng của mình. Reecotech mong muốn đem đến các giải pháp tốt nhất cho khách hàng, trở thành người đồng hành gắn bó với mọi khách hàng mà chúng tôi đã làm việ cùng.