Rất nhiều dự án xử lý nước thải hiện nay gặp khó khăn do chọn sai công nghệ, không tính toán kỹ công suất xử lý, hoặc thiếu linh hoạt trong vận hành. Điều này không chỉ dẫn đến chi phí phát sinh, mà còn tiềm ẩn rủi ro môi trường nghiêm trọng.
Hiểu rõ trạm xử lý nước thải là gì, chúng hoạt động ra sao, và lựa chọn công nghệ nào là bước đầu tiên để đảm bảo mọi dự án hạ tầng đạt hiệu quả dài hạn. Cùng naphoga.shop tìm hiểu kỹ hơn qua bài viết sau đây.
Trạm xử lý nước thải là gì?
Trạm xử lý nước thải là công trình kỹ thuật chuyên dùng để tiếp nhận, xử lý và làm sạch nước thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, y tế,… Trạm thường được thiết kế theo công suất xử lý phù hợp với nhu cầu cụ thể, có thể dao động từ vài chục đến hàng nghìn mét khối nước mỗi ngày.
Tùy theo quy mô và tính chất nước thải, các trạm xử lý nước thải sinh hoạt, trạm xử lý nước thải công nghiệp, hoặc trạm xử lý nước thải tập trung sẽ được thiết kế riêng biệt với từng dòng công nghệ như MBR, SBR, UASB hay AAO. Mục tiêu chính là đảm bảo nước sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT hoặc các quy chuẩn tương ứng trước khi xả thải ra môi trường tự nhiên hoặc đưa vào tái sử dụng.
Cấu trúc một trạm tiêu chuẩn bao gồm: bể thu gom, bể điều hòa, bể lắng sơ cấp, hệ thống xử lý sinh học hiếu khí/kỵ khí, bể lắng thứ cấp, thiết bị đo pH, và hệ thống khử trùng bằng UV hoặc clo. Đối với các mô hình công nghệ cao như trạm MBR, còn có tích hợp thêm màng lọc sinh học và hệ thống tự động hóa xử lý nước toàn phần bằng SCADA hoặc IoT.
Vai trò của trạm xử lý nước thải
Trong bối cảnh áp lực ô nhiễm môi trường ngày càng tăng, trạm xử lý nước thải đóng vai trò cực kỳ quan trọng ở nhiều cấp độ, cả về kỹ thuật lẫn pháp lý:
Bảo vệ nguồn nước và hệ sinh thái
Nước thải chưa xử lý chứa hàng loạt chất gây hại như BOD₅, COD, TSS, vi khuẩn, vi rút, dầu mỡ và kim loại nặng. Nếu không có hệ thống xử lý đạt chuẩn, những chất này sẽ xâm nhập vào nguồn nước ngầm, ao hồ, sông suối, gây hủy hoại hệ sinh thái và đe dọa sức khỏe con người.
Tuân thủ quy định pháp luật
Các văn bản như QCVN 40:2011/BTNMT, Luật bảo vệ môi trường, hoặc yêu cầu trong báo cáo ĐTM (Đánh giá tác động môi trường) quy định rõ: mọi dự án từ 50 m³/ngày trở lên đều bắt buộc có hệ thống xử lý nước thải. Việc không có trạm xử lý hoặc trạm hoạt động không đúng chuẩn sẽ bị xử phạt hành chính hoặc buộc ngừng hoạt động.
Tái sử dụng nước – tiết kiệm tài nguyên
Với sự phát triển của công nghệ MBR, nước đầu ra từ trạm xử lý có thể đạt độ tinh khiết cao và được tái sử dụng cho tưới cây, rửa đường, sản xuất hoặc làm mát thiết bị. Đây là bước đi chiến lược giúp doanh nghiệp giảm chi phí, hướng đến sản xuất xanh và phát triển bền vững.
Tối ưu hiệu quả kinh tế dự án
Một trạm được thiết kế tối ưu không chỉ đáp ứng công suất xử lý, mà còn giúp giảm chi phí vận hành, dễ dàng tích hợp hệ thống lọc nước thải, hệ thống bơm tuần hoàn, và mở rộng linh hoạt trong tương lai. Các thiết bị xử lý nước thải hiện đại cũng giúp tiết kiệm năng lượng và nhân lực.
Góp phần xây dựng đô thị thông minh
Trong các mô hình đô thị thông minh, trạm xử lý nước thải không chỉ dừng lại ở chức năng làm sạch mà còn trở thành phần tử kết nối – tích hợp với hệ thống IoT, SCADA, tự động ghi nhận thông số, điều chỉnh lưu lượng, cảnh báo sớm sự cố hoặc rò rỉ hóa chất.
Phân loại trạm xử lý nước thải hiện nay
Phân loại trạm xử lý nước thải là bước quan trọng để lựa chọn thiết bị xử lý, công nghệ, thiết kế và phương pháp vận hành phù hợp. Theo dữ liệu phân tích từ DDD1, hiện nay có ba nhóm phân loại phổ biến:
Theo quy mô công suất xử lý
- Trạm mini (10–50 m³/ngày): ứng dụng cho quán ăn, khách sạn nhỏ, cụm nhà trọ.
- Trạm trung bình (50–500 m³/ngày): phù hợp chung cư, nhà máy nhỏ, trường học.
- Trạm lớn (>500 m³/ngày): sử dụng trong khu công nghiệp, bệnh viện, nhà máy lớn, khu chế xuất hoặc đô thị loại I.
Theo tính chất nước thải
- Nước thải sinh hoạt: chứa nhiều chất hữu cơ, dầu mỡ, vi khuẩn – ưu tiên xử lý sinh học hiếu khí, màng lọc MBR.
- Nước thải công nghiệp: đa dạng về tải lượng, chứa hóa chất, kim loại – thường kết hợp xử lý hóa – lý và sinh học.
- Nước thải y tế: có vi sinh vật và dược phẩm – cần thêm khử trùng chuyên biệt (UV, ozone).
- Nước thải chăn nuôi: hàm lượng BOD, SS cao – cần hệ thống kỵ khí UASB, xử lý mùi và hấp phụ.
Quy trình xử lý nước thải tại các trạm
Tùy vào loại nước thải và công nghệ áp dụng, quy trình xử lý nước thải tại các trạm sẽ có sự điều chỉnh linh hoạt. Tuy nhiên, về mặt kỹ thuật, mọi trạm xử lý đạt chuẩn đều tuân theo một chuỗi xử lý cơ bản theo 4 giai đoạn: cơ học – hóa lý – sinh học – xử lý nâng cao.
Giai đoạn thu gom và xử lý sơ cấp
Nước thải từ khu vực xả thải được dẫn về bể thu gom, tiếp theo qua song chắn rác để loại bỏ tạp chất lớn như túi nilon, vỏ lon, rác thải nổi. Sau đó, dòng nước đi vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm. Đây là bước tiền đề để tránh sốc tải cho các thiết bị xử lý nước thải ở giai đoạn sau.
Kế đến, bể lắng sơ cấp được sử dụng để lắng cặn lơ lửng, giúp giảm tải TSS và phần BOD dễ phân hủy.
Giai đoạn xử lý hóa lý
Tại đây, nước thải được keo tụ – tạo bông nhờ các hóa chất như PAC và polymer. Quá trình này giúp kết dính các hạt nhỏ thành bông cặn dễ tách ra khỏi nước bằng tuyển nổi hoặc lắng. Nếu nước thải có tính axit hoặc kiềm quá mạnh, sẽ được trung hòa pH bằng dung dịch kiềm hoặc axit để đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống vi sinh ở bước tiếp theo.
Giai đoạn xử lý sinh học
Đây là trái tim của hệ thống, nơi các vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ hòa tan trong nước. Tùy vào mục đích xử lý, có thể sử dụng:
- Xử lý hiếu khí (aerotank): sử dụng máy thổi khí để cung cấp oxy cho vi sinh vật phát triển.
- Xử lý kỵ khí (UASB): phù hợp cho nước thải có nồng độ BOD/COD cao, tạo khí metan.
- Xử lý bằng bùn hoạt tính: phổ biến trong trạm xử lý nước thải sinh hoạt.
- Công nghệ MBR: tích hợp bể sinh học và màng lọc, cho nước đầu ra rất sạch.
Giai đoạn xử lý nâng cao
Sau xử lý sinh học, nước thải tiếp tục qua các hệ thống lọc tinh hoặc khử trùng như:
- Khử trùng bằng đèn UV hoặc clo lỏng
- Lọc bằng than hoạt tính hoặc màng RO
- Tái sử dụng nước nếu đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải loại A
Tất cả quá trình được điều khiển và giám sát thông qua hệ thống SCADA, giúp đảm bảo hoạt động ổn định và ghi lại toàn bộ thông số đầu vào – đầu ra như BOD₅, TSS, pH, lưu lượng, v.v.
Các công nghệ xử lý nước thải hiện đại nhất
Với nhu cầu xử lý hiệu quả, tiết kiệm diện tích, giảm nhân công và đảm bảo tiêu chuẩn xả thải cao, các công nghệ xử lý nước thải hiện đại đang được ứng dụng rộng rãi tại các trạm xử lý nước thải tập trung và phân tán. Dưới đây là các công nghệ nổi bật hiện nay:
Công nghệ MBR
MBR là công nghệ xử lý nước thải tích hợp bùn hoạt tính hiếu khí và màng lọc siêu lọc (UF hoặc MF) trong cùng một hệ thống. Ưu điểm:
- Chất lượng nước sau xử lý rất cao, phù hợp để tái sử dụng.
- Diện tích lắp đặt nhỏ hơn 50% so với công nghệ truyền thống.
- Dễ tích hợp SCADA, IoT, giám sát từ xa hiệu quả.
MBR đặc biệt phù hợp với các dự án có yêu cầu cao về chất lượng nước đầu ra, như khách sạn 5 sao, khu dân cư cao cấp, bệnh viện, khu đô thị mới.
Công nghệ SBR
Đây là công nghệ xử lý theo mẻ, gồm 5 pha: nạp – phản ứng – lắng – xả – chờ. Tất cả diễn ra trong cùng một bể, điều khiển tự động hoàn toàn.
- Giảm số lượng bể, tiết kiệm diện tích.
- Phù hợp với nước thải có lưu lượng dao động, như nhà máy, khu dân cư mới.
- Có thể kết hợp xử lý Nitơ và Photpho trong cùng hệ thống.
Công nghệ AAO
AAO là công nghệ sinh học xử lý Nitơ và Photpho, giúp đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 40:2011.
- Quá trình hoàn toàn sinh học, hạn chế sử dụng hóa chất.
- Ứng dụng trong nhà máy xử lý nước thải công nghiệp nhẹ, nước thải đô thị.
- Chi phí vận hành thấp, dễ bảo trì.
Công nghệ UASB
Công nghệ kỵ khí hoạt động theo nguyên lý nước thải chảy từ dưới lên qua lớp bùn vi sinh.
- Phù hợp xử lý nước thải có hàm lượng hữu cơ cao như: chế biến thực phẩm, chăn nuôi, bia, cồn.
- Sinh ra khí metan có thể thu hồi phục vụ đốt lò hơi.
- Giảm thiểu chi phí điện năng do không cần thổi khí.
Công nghệ lọc sinh học kết hợp UV
- Sử dụng lớp lọc có chứa vi sinh vật và vật liệu như than hoạt tính, sỏi lọc.
- Kết hợp khử trùng bằng tia cực tím giúp loại bỏ 99.9% vi khuẩn gây bệnh.
- Phù hợp cho mô hình xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ, trạm biệt lập.
Kết luận
Việc đầu tư một trạm xử lý nước thải không chỉ là nghĩa vụ pháp lý mà còn là một quyết định chiến lược, ảnh hưởng đến sự bền vững của dự án và uy tín của doanh nghiệp.
Sự lựa chọn giữa các công nghệ như MBR, SBR hay MBBR phụ thuộc chặt chẽ vào các yếu tố đặc thù: quy mô dự án, đặc tính nước thải, yêu cầu về chất lượng nước đầu ra, diện tích đất khả dụng và ngân sách đầu tư.