Nguyên lý hoạt động của công nghệ Johkasou trong xử lý nước thải

Công nghệ Johkasou đang ngày càng trở nên phổ biến trong lĩnh vực xử lý nước thải, đặc biệt là trong các khu vực đô thị và công nghiệp. Được phát triển từ Nhật Bản, công nghệ này mang đến một giải pháp hiệu quả, tiết kiệm và thân thiện với môi trường cho việc xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá chi tiết về công nghệ Johkasou, nguyên lý hoạt động, các lợi ích của nó, ứng dụng thực tế, và cách nó so sánh với các công nghệ khác.

Công nghệ Johkasou là gì.

Công nghệ Johkasou là một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt hiện đại. Hệ thống này được thiết kế để xử lý nước thải tại nguồn, ngay tại các hộ gia đình, biệt thự, chung cư, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện, khu công nghiệp…

Công nghệ Johkasou xuất phát từ Nhật Bản, nơi đã được phát triển và ứng dụng từ những năm 1960. Được thiết kế để giải quyết vấn đề xử lý nước thải trong các khu vực không có hệ thống thoát nước công cộng, Johkasou đã chứng minh được hiệu quả trong việc xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp.

Từ “Johkasou” trong tiếng Nhật kết hợp hai từ: “Johka,” có nghĩa là thanh lọc, và “sou,” có nghĩa là bể chứa. Quá trình phát triển của công nghệ Johkasou được mô tả như sau:

• Ban đầu, Johkasou được thiết kế như một loại bể tự hoại vào năm 1868, nhằm mục đích tách chất lỏng khỏi chất thải rắn. Loại bể này kết hợp giữa bể tự hoại và hệ thống lọc nước nhỏ giọt (sau năm 1954, còn được gọi là Johkasou Night Soil hay Tandoku-Shori Johkasou). Đây là bước đầu tiên quan trọng dẫn đến sự hình thành của hệ thống xử lý nước thải tại chỗ Johkasou mà chúng ta sử dụng ngày nay.
• Hệ thống Johkasou đầu tiên ở Nhật Bản được lắp đặt vào năm 1911. Tuy nhiên, phải đến năm 1944, sau khi các tiêu chuẩn vệ sinh tòa nhà được thiết lập, thuật ngữ Johkasou mới chính thức được đưa vào bộ tiêu chuẩn và hệ thống pháp lý của Nhật Bản.
• Vào năm 1970, các nhà nghiên cứu đã cải tiến hệ thống này để xử lý đồng thời cả nước thải đen và nước thải xám, phát triển hệ thống Gappei-Shori Johkasou.

Đặc điểm của công nghệ Johkasou

Công nghệ Johkasou cung cấp giải pháp hiệu quả cho việc xử lý nước thải sinh hoạt, bao gồm cả nước thải đen từ nhà vệ sinh và nước thải xám từ nhà tắm, nhà bếp, và các nguồn khác. Các hệ thống Johkasou sử dụng bể composite cốt thủy tinh (FRP), một loại vật liệu nổi bật với khả năng chống ăn mòn và chịu lực rất tốt.

Các bể Johkasou được thiết kế theo kiểu module, với nhiều kích cỡ khác nhau để đáp ứng các quy mô sử dụng khác nhau. Bể có thể được lắp đặt nổi hoặc chìm tùy thuộc vào điều kiện địa lý và yêu cầu của dự án, đảm bảo tính khép kín để bảo vệ môi trường xung quanh.

Công nghệ Johkasou cung cấp các model bể khác nhau tùy theo lượng nước thải cần xử lý:

• Model nhỏ: Phù hợp cho các hộ gia đình hoặc nhóm từ 5 – 10 người.
• Model vừa: Dành cho các khu dân cư hoặc cụm dân cư thưa thớt với quy mô từ 11 – 50 người.
• Model lớn: Dành cho các công trình lớn như nhà cao tầng, khu đô thị, hoặc trung tâm thương mại với quy mô từ 51 người trở lên.

Trước khi lắp đặt hệ thống Johkasou, cần phải phân tích tính chất và chất lượng nước thải để chọn model phù hợp. Mỗi model có thể được lập trình và cấu hình để xử lý các loại nước thải khác nhau một cách hiệu quả.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ Johkasou

Công nghệ Johkasou sử dụng nguyên lý vi khuẩn để phân hủy các chất thải có trong nước thải, kết hợp với hệ thống đệm sinh học, tạo ra một giải pháp hiệu quả về chi phí và hiệu suất trong việc vận hành hệ thống xử lý nước thải tại Việt Nam. Trong quá trình xử lý, nước thải được làm sạch nhờ sự hoạt động của vi sinh vật qua các giai đoạn kị khí và hiếu khí, nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm như BOD, COD, amoni, nitrate, và phosphorus.

Hệ thống xử lý kỵ khí tiếp nhận nước thải sinh hoạt và thực hiện loại bỏ hoàn toàn các chất thải lớn như bao bì nilon, vỏ hộp, giấy vệ sinh và giẻ lau. Sau đó, nước thải tiếp tục được xử lý bằng cách lắng cặn để tách bùn, đất, và cát. Trong ngăn xử lý hiếu khí, công nghệ Johkasou tiến hành khử các chất ô nhiễm BOD, nitơ và photpho thông qua các vi sinh vật hiếu khí.

Tại Nhật Bản, công nghệ Johkasou đang được cải tiến với các quy trình tiên tiến hơn, như công nghệ giá thể đệm di động (MBBR) và công nghệ màng lọc (MBR). Những công nghệ này giúp tăng mật độ vi sinh vật và diện tích tiếp xúc giữa nước thải và vi sinh vật, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý.

• Quy trình MBBR được áp dụng cho nguồn thải có nồng độ BOD cao (450 mg/l) và dung lượng từ nhỏ đến lớn. Công nghệ này có khả năng xử lý nước thải từ bệnh viện đa khoa hoặc một số viện chuyên khoa, nhưng có thể cần thêm quy trình xử lý bằng hóa chất hoặc điện hóa trong một số trường hợp đặc biệt.
• Quy trình MBBR kết hợp với điện hóa được sử dụng để xử lý nước thải từ các nhà máy sản xuất công nghiệp, đặc biệt là những nước thải chứa kim loại độc hại.
• Quy trình AO-MBR phù hợp cho tất cả các loại bệnh viện và nguồn thải có thành phần ô nhiễm phức tạp với dung lượng trên 10 m³. Đầu ra BOD có thể đạt mức 5 mg/l, nhưng công nghệ này có phần phức tạp trong vận hành và chi phí thay thế màng MBR cao, đồng thời chất lượng xử lý còn phụ thuộc vào nhà sản xuất.
• Quy trình ABR-BioF được áp dụng cho các nguồn thải với hàm lượng BOD cao tới vài nghìn mg/l và dung lượng lớn đến vài chục nghìn m³/ngày đêm.

Ưu điểm của công nghệ Johkasou trong xử lý nước thải

Công nghệ Johkasou là hệ thống xử lý nước thải ngay tại nguồn bằng công nghệ sinh học Nhật Bản. Đây là một lựa chọn hiệu quả cho việc xử lý nước thải, đặc biệt trong các khu vực cơ sở hạ tầng chưa được xây dựng hoặc có hạn chế về không gian. Dưới đây là những ưu điểm nổi bật của công nghệ Johkasou:

• Hiệu suất cao: Hệ thống Johkasou có khả năng xử lý nước thải sinh hoạt từ nhiều nguồn, bao gồm nước thải đen và nước thải xám. Vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí trong hệ thống giúp loại bỏ BOD, chất hữu cơ, vi khuẩn độc hại và các chất ô nhiễm khác.
• Tiết kiệm không gian: Johkasou không yêu cầu diện tích lớn, phù hợp cho các khu vực có hạn chế về không gian.
• Thân thiện với môi trường: Hệ thống này không gây mùi hôi khó chịu và được thiết kế thân thiện với môi trường.

Ứng dụng công nghệ Johkasou trong xử lý nước thải

Ngày nay, công nghệ Johkasou đang ngày càng được ưa chuộng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhờ vào những đặc điểm ưu việt của nó trong xử lý nước thải. Cụ thể, công nghệ Johkasou được áp dụng trong các tình huống sau:

• Hộ gia đình: Cung cấp giải pháp xử lý nước thải hiệu quả cho các hộ gia đình, đặc biệt là ở những khu vực không có hệ thống thoát nước công cộng.
• Trụ sở điều hành và văn phòng: Được sử dụng tại các trụ sở điều hành, chi nhánh, và văn phòng của tổ chức và cá nhân.
• Cơ sở rửa xe: Giúp xử lý nước thải từ các cơ sở rửa ô tô và xe máy một cách hiệu quả.
• Cơ sở y tế và dịch vụ: Áp dụng tại bệnh viện, phòng khám, nhà hàng, khách sạn, và các cơ sở sản xuất, vận hành khác.
• Khu dân cư đông đúc: Thích hợp cho các khu vực có mật độ dân cư cao, nơi nước thải được tái sử dụng cho các mục đích như nhà vệ sinh và tưới cây cảnh.
• Khu vực hạ tầng chưa có hệ thống xử lý: Dùng cho các khu biệt thự, chung cư, và các khu vực chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải.

Đây là phương pháp xử lý nước thải đơn giản nhưng hiệu quả, được công ty Hòa Bình Xanh khuyến nghị cho khách hàng để tham khảo và áp dụng trong các nhu cầu xử lý nước thải của mình.

Công nghệ Johkasou là một giải pháp tối ưu cho vấn đề xử lý nước thải sinh hoạt. Với những ưu điểm vượt trội, hệ thống đã và đang được ứng dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam.