[Chia sẻ] 5+ Giải pháp xử lý nước thải hữu cơ hiệu quả nhất

Xử lý nước thải hữu cơ là quá trình loại bỏ các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm trong nước thải từ các nguồn như sinh hoạt, công nghiệp chế biến thực phẩm, và sản xuất. Nước thải hữu cơ thường có hàm lượng BOD, COD cao, chứa nhiều chất dinh dưỡng và vi sinh vật có khả năng gây hại cho môi trường nếu không được xử lý đúng cách. Bởi vậy, yêu cầu các giải pháp xử lý nước thải hữu cơ cao là yêu cầu cấp thiết để giảm gánh nặng môi trường từ hoạt động sinh hoạt và sản xuất công nghiệp. Bài viết này sẽ chia sẻ 5+ giải pháp xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao hiệu quả nhất được nhiều chuyên gia môi trường đánh giá cao.

Tìm hiểu nguồn gốc phát sinh và đặc tính của nhóm nước thải hữu cơ

Nguồn gốc hình thành

Nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ cao thường xuất phát từ các nguồn như nước thải sinh hoạt của hộ gia đình, trường học, bệnh viện hoặc các cơ sở kinh doanh như nhà hàng, khách sạn… Bên cạnh đó, nước thải từ các hoạt động sản xuất thực phẩm, chế biến thủy sản, hay sản xuất bia và rượu cũng có nồng độ hữu cơ đáng kể.

Đặc tính nổi bật

Dòng nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao thường chứa các hợp chất hữu cơ ít độc hại, chủ yếu có nguồn gốc từ thực vật và động vật. Trong đó, cacbohydrat, protein và chất béo là các thành phần chiếm tỷ lệ lớn. Đồng thời, nồng độ chất rắn lơ lửng, COD và BOD trong loại nước thải này cũng đạt mức khá cao.

Các đặc điểm này của nước thải hữu cơ đang vượt ngưỡng cho phép, và nếu không được xử lý kịp thời, chúng sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường, đồng thời gián tiếp ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người.

Một số chỉ số đánh giá chất lượng nước thải hữu cơ

10 chỉ số quan trọng làm cơ sở trong quá trình xử lý nước thải hữu cơ gồm:

• Chỉ số pH: Sự biến đổi của thành phần nước thải ảnh hưởng trực tiếp đến độ pH. Đây là yếu tố quyết định đến việc thúc đẩy hay ức chế các phản ứng hóa học và sinh học trong hệ thống.
• Độ đục: Phản ánh mật độ các hạt lơ lửng trong nước thải. Độ đục càng cao, mức độ ô nhiễm càng nghiêm trọng.
• Màu sắc: Nước thải có màu thường xuất phát từ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong xác thực vật, động vật hoặc từ các hợp chất như sắt và mangan trong nước.
• Hàm lượng chất rắn: Bao gồm chất rắn vô cơ (muối hòa tan hoặc không hòa tan như đất, huyền phù) và chất hữu cơ (vi sinh vật, hợp chất tổng hợp, chất thải công nghiệp). Chỉ số này quyết định lượng hóa chất và vi sinh cần sử dụng trong quá trình xử lý.
• Hàm lượng oxy hòa tan (DO): Là yếu tố cần thiết để các vi sinh vật hiếu khí hoạt động, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải.
• Chỉ số COD: Biểu thị nhu cầu oxy hóa học cần để phân hủy chất hữu cơ thành CO2 và H2O. COD thường cao hơn BOD.
• Chỉ số BOD: Là lượng oxy sinh hóa cần thiết cho quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ vi sinh vật hiếu khí và yếm khí.
• Tổng nitơ: Gồm các hợp chất như amoni, nitrat, nitrit…, liên quan đến chỉ số BOD5 và photpho trong quy trình xử lý.
• Hàm lượng photpho: Tồn tại dưới các dạng như H2PO4–, HPO4–, PO43-, và các polyphosphat. Đây là tác nhân chính gây hiện tượng phú dưỡng, làm ô nhiễm nước. Tỷ lệ BOD5:N:P rất quan trọng trong việc lựa chọn công nghệ bùn hoạt tính phù hợp.
• Chỉ tiêu vi sinh: Phản ánh sự hiện diện của các vi khuẩn chỉ thị, là nguồn gây bệnh lây lan qua nước thải.

Giải pháp xử lý nước thải hữu cơ triệt để, tiết kiệm

Nhà vận hành có thể tham khảo một trong các giải pháp xử lý nước thải hữu cơ sau đây.

Công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính hiếu khí

Bùn hoạt tính sẽ được kết hợp với dầu và khối sinh học chứa vi khuẩn cùng động vật nguyên sinh. Quá trình này giúp cung cấp oxy cho hỗn hợp nước thải đã qua xử lý sơ bộ hoặc lọc. Sau đó, các sinh vật này sẽ tham gia vào việc hình thành một khối sinh học gồm các vi khuẩn phân hủy và nitrobacteria, giúp khử nitơ và giảm lượng chất ô nhiễm hữu cơ, đồng thời chuyển đổi sinh học amoniac trong nước thải.

Công nghệ này có khả năng loại bỏ hiệu quả các chất hữu cơ và nitrogen khi cung cấp đủ O2. Tuy nhiên, nước ô nhiễm thường thiếu oxy và chứa nhiều bùn cặn, do đó cần tích hợp thêm thiết bị sục khí để tối ưu hiệu quả xử lý.

Công nghệ xử lý sinh học màng

Công nghệ MBR (Màng sinh học màng lọc) là sự kết hợp giữa quá trình lọc qua màng vi lọc hoặc siêu lọc và hệ thống lò phản ứng sinh học lơ lửng. Công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý nước thải của các khu vực đô thị và công nghiệp.

Phương pháp MBR hoạt động tương tự như công nghệ bùn hoạt tính, nhưng sử dụng màng lọc đem lại hiệu quả cao hơn và ít phụ thuộc vào nồng độ oxy trong nước. MBR có khả năng xử lý hiệu quả các chất hữu cơ và amoniac, đặc biệt là đối với nước thải có nồng độ chất rắn lơ lửng cao. Tuy nhiên, màng lọc thường xuyên bị tắc nghẽn, do đó cần phải làm sạch và thay thế định kỳ để duy trì hiệu quả hoạt động.

Bể xử lý sinh học kỵ khí UASB

Với phương pháp này, nước thải được cấp vào từ dưới lên và đi qua lớp bùn kỵ khí, nơi các vi sinh vật sẽ phân hủy các chất hữu cơ. Để nâng cao hiệu quả xử lý, một số chế phẩm vi sinh kỵ khí sẽ được bổ sung nhằm tăng cường số lượng vi sinh vật hoạt động.

Hệ thống tách pha phía trên bể giúp phân tách các pha rắn, lỏng, khí, ngăn chặn việc mất sinh khối bùn do khí thải và nước xả. Các chất khí sẽ thoát lên và được thu hồi, trong khi phần bùn sẽ lắng xuống đáy bể. Nước sau khi xử lý sẽ chảy qua máng lắng để tiếp tục quá trình khử khuẩn.

Hệ thống xử lý nước thải bể UASB này có ưu điểm trong việc loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ, đồng thời duy trì nồng độ sinh khối cao mà không cần sử dụng vật liệu hỗ trợ, giúp giảm thiểu chi phí.

Bộ lọc sinh học kỵ khí

Hệ thống bao gồm bộ tách ba pha: khí, chất rắn và chất lỏng. Phần dưới của lớp bùn và đáy bùn. Khu vực bùn thải tiếp nhận bùn từ đáy lò phản ứng, nơi quá trình phân hủy kỵ khí hoàn toàn diễn ra. Chất hữu cơ bị phân hủy thành các vi sinh vật kỵ khí và biogas. Sau quá trình xử lý, có thể chuyển hóa tới 80% chất hữu cơ thành mêtan.

Mương oxy hóa kết hợp phân hủy sinh học hiếu khí và kỵ khí

Mương Oxy hóa được thiết kế theo hình oval, với độ sâu từ 1m đến 1,5m và vận tốc dòng nước dao động từ 0,1m/s đến 0,4m/s. Để tối ưu hóa sự tiếp xúc giữa bùn, nước và oxy, hệ thống khuấy trộn dạng guồng quay trục ngang sẽ được lắp đặt. Bùn hoạt tính được bổ sung vào mương để các vi sinh vật xử lý các chất ô nhiễm. Mương Oxy hóa có ưu điểm là vận hành dễ dàng, chi phí thấp và hoạt động ổn định, tuy nhiên, nhược điểm là yêu cầu diện tích lớn.

Xử lý nước thải hữu cơ là một bước quan trọng để bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Việc áp dụng các công nghệ hiện đại và tối ưu hóa quy trình không chỉ giúp đạt hiệu quả cao mà còn giảm thiểu chi phí vận hành. Hãy cùng chung tay xây dựng một môi trường sống trong lành và bền vững hơn!