Hiện nay có nhiều hệ thống xử lý nước thải hoạt động lâu năm và rơi vào tình trạng xuống cấp. Vì vậy, nhiều doanh nghiệp băn khoăn nên cải tạo hệ thống xử lý nước thải hay xây mới để đáp ứng yêu cầu xả thải ngày càng nghiêm ngặt. Mỗi lựa chọn đều có ưu nhược điểm riêng, tùy thuộc vào hiện trạng công trình, chi phí đầu tư và mục tiêu sử dụng. Việc đánh giá đúng tình trạng hệ thống hiện có sẽ giúp chủ đầu tư đưa ra quyết định phù hợp, đảm bảo hiệu quả xử lý và tiết kiệm chi phí lâu dài. Vậy khi nào nên cải tạo hệ thống xử lý nước thải và khi nào nên xây mới hệ thống?
Nội dung bài viết:
1. Khi nào nên cải tạo hệ thống xử lý nước thải?
Việc cải tạo hệ thống xử lý nước thải thường được thực hiện khi hệ thống hiện hữu vẫn còn hoạt động được nhưng hiệu quả chưa đạt yêu cầu.
Cụ thể như sau:
- Hệ thống xuống cấp nhẹ: Các thiết bị, bơm, máy thổi khí, bể lắng... hư hỏng cục bộ, chỉ cần sửa chữa hoặc thay thế một phần.
- Chất lượng nước đầu ra chưa đạt quy chuẩn: Do công nghệ cũ, cần nâng cấp quy trình xử lý hoặc bổ sung công đoạn như lọc, khử trùng, MBR, RO...
- Lưu lượng hoặc tải lượng nước thải tăng nhẹ: Nhà máy mở rộng quy mô nhỏ, có thể cải tạo để tăng công suất mà không cần xây mới toàn bộ.
- Thay đổi tính chất nước thải: Thay đổi nguyên liệu, quy trình sản xuất dẫn đến nước thải có thành phần khác, cần điều chỉnh công nghệ xử lý.
- Hệ thống hoạt động không ổn định: Do thiết kế ban đầu chưa tối ưu, cần hiệu chỉnh, bổ sung thiết bị hoặc thay đổi phương pháp vận hành.
- Muốn tiết kiệm chi phí đầu tư: Khi chi phí cải tạo thấp hơn đáng kể so với xây mới mà vẫn đảm bảo hiệu quả xử lý.
- Không đủ diện tích để xây mới: Cải tạo là giải pháp phù hợp cho các khu vực hạn chế mặt bằng như bệnh viện, nhà máy trong khu dân cư.
- Hệ thống cần tự động hóa hoặc giám sát từ xa: Nâng cấp hệ thống điều khiển, thêm cảm biến, tủ điện PLC, SCADA...
Ví dụ về trường hợp cải tạo hệ thống xử lý nước thải
Một tòa nhà chuyên về dịch vụ tổ chức sự kiện trung tâm hội nghị, thương mại, văn phòng (không có căn hộ) cao 21 tầng đã xây hệ thống xử lý nước thải với công suất 60m3/ngày.đêm. Hiện nay do nhu cầu lượng khách đến tham gia hội nghị tăng lên nên tòa nhà tiến hành cải tạo, nâng công suất hệ thống xử lý nước thải tập trung từ 60m3 /ngày.đêm lên 80m3 /ngày.đêm để xử lý nước thải. Toàn bộ lượng nước thải phát sinh tại dự án được dẫn về hệ thống xử lý nước thải công suất 80m3 /ngày.đêm được đặt tại tầng hầm B3 tòa nhà, nắp thăm của bể tại tầng hầm B2 để xử lý nước thải đảm bảo đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B, K=1 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt được đấu nối vào hệ thống cống chung tại địa phương.
Tòa nhà không thay đổi vị trí, công nghệ, kết cấu các bể của hệ thống xử lý nước thải hiện hữu mà chỉ lắp đặt thêm máy móc thiết bị để nâng công suất xử lý của hệ thống xử lý nước thải. Vì vậy sơ đồ công nghệ và quy trình xử lý nước thải sau khi cải tạo, nâng cấp không thay đổi so với hệ thống trước đây.
Sơ đồ công nghệ
Nước thải từ các nguồn phát sinh > Song chắn rác + Bể điều hòa > Bể Anoxic > Bể Aerotank > Bể lọc sinh học MBR > Bể khử trùng > Nguồn tiếp nhận
Một số máy móc, thiết bị được bổ sung vào hệ thống bao gồm: Đĩa phân phối khí, màng MBR, khung màng, phụ kiện.
2. Khi nào nên xây mới hệ thống xử lý nước thải?
Việc xây mới hệ thống xử lý nước thải thường được thực hiện khi hệ thống cũ không còn khả năng đáp ứng hoặc chi phí cải tạo gần bằng, thậm chí cao hơn xây mới.
Cụ thể gồm:
- Hệ thống đã hư hỏng nghiêm trọng: Kết cấu bể nứt, sụt lún, thiết bị hư hỏng toàn bộ, không thể tái sử dụng.
- Công suất xử lý không đáp ứng nhu cầu hiện tại: Lưu lượng nước thải tăng gấp nhiều lần, hệ thống cũ quá nhỏ so với quy mô mới.
- Nước thải có tính chất hoàn toàn khác: Do thay đổi ngành nghề, sản phẩm hoặc quy trình sản xuất (ví dụ từ cơ khí sang thực phẩm).
- Không đạt yêu cầu quy chuẩn xả thải mới: Khi tiêu chuẩn môi trường nâng cao từ cột B lên cột A, công nghệ cũ không thể cải thiện bằng cách nâng cấp.
- Hệ thống cũ thiết kế sai hoặc bố trí không hợp lý: Khi các bể không đủ thể tích, dòng chảy không đúng quy trình, gây tắc nghẽn và hiệu suất thấp.
- Doanh nghiệp chuyển địa điểm hoặc quy hoạch lại mặt bằng: Cần xây mới hệ thống phù hợp với hạ tầng mới.
- Cần áp dụng công nghệ hiện đại, thân thiện môi trường hơn: Như chuyển sang công nghệ MBR, MBBR, AAO, SBR thay thế cho công nghệ lạc hậu.
- Chi phí cải tạo gần bằng chi phí xây mới: Khi tính toán tổng thể cho thấy xây mới hiệu quả hơn, bền vững hơn trong dài hạn.
Ví dụ về trường hợp xây mới hệ thống xử lý nước thải
Một dự án xây dựng nhà máy sản xuất phụ liệu ngành giày dép nằm trong KCN Hòa Bình, tỉnh Tây Ninh (Long An cũ). Để tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường và đưa nhà máy đi vào hoạt động, chủ đầu tư đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải với công suất 300 m3/ngày.đêm để xử lý nước thải trong quá trình hoạt động.
- Chức năng: Xử lý toàn bộ nước thải nước thải sinh hoạt phát sinh;
- Công suất thiết kế: 130m³/ngày.
- Công nghệ: Công nghệ sinh học.
- Chế độ vận hành: Liên tục trong thời gian hoạt động của cơ sở.
Sơ đồ công nghệ
Nước thải sinh hoạt > Ngăn chứa > Ngăn lắng > Ngăn lọc > Ngăn thoát > Hệ thống xử lý nước thải công suất 130m3/ngày.đêm > Nguồn tiếp nhận
Thuyết minh quy trình xử lý
- Bể thu gom: Thu gom nước thải phát sinh hàng ngày, bể thu gom có giỏ lược rác để giữ lại rác
- Bể điều hòa: Điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ nước thải. Trong bể điều hòa có hệ thống phân phối khí giúp xáo trộn nước thải liên tục, nhờ vậy chất ô nhiễm phân bổ đồng đều khắp bể, tránh tình trạng sốc tải trọng khi đi vào các công trình xử lý tiếp theo.
- Bể thiếu khí Anoxic:
Mục đích: Thực hiện quá trình khử các hợp chất N và P và chất hữu cơ trong nước thải. Ổn định chất dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng trước khi vào bể sinh học hiếu khí. Xử lý nitrat chuyển NH₄⁺ thành NO₃⁻ và NO₃⁻ thành N₂, đồng thời làm giảm hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh thiếu khí. Quá trình diễn ra như sau:
Quá trình khử nitrat:
Các loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn khử nitrat sẽ tách oxy của nitrat (NO₃⁻) thành nitrit (NO₂⁻) và nitrit thành N₂.
NO₃⁻ > NO₂⁻ > NO > N₂O > N₂
Khử nitrat:
NO₃⁻ + 1,08CH₃ + H⁺ > 0,065C₅H₇O₂N + 0,47N₂ + 0,76CO₂ + 2,44H₂O
Khử nitrit:
NO₂⁻ + 0,67CH₃OH + H⁺ > 0,04C₅H₇O₂N + 0,48N₂ + 0,47CO₂ + 1,7H₂O
Để khử nitrat và photpho hóa thuận lợi tại bể xử lý thiếu khí (Anoxic) có bơm chìm tuần hoàn từ bể Aerotank về. Quá trình xáo trộn nước thải và bùn vi sinh với nhau tạo điều kiện thích hợp để hỗn hợp trở thành môi trường khử.
- Bể hiếu khí – Aerotank
Bể xử lý sinh học hiếu khí là công trình đơn vị xử lý những chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học và chuyển hóa Nitơ ở dạng ammonium (NH₃) sang NO₂⁻ và NO₃⁻.
Oxy hóa các chất hữu cơ:
CₓHᵧOᵧ + O₂ > Enzyme > CO₂ + H₂O + ΔH
Tổng hợp tế bào mới:
CₓHᵧOᵧ + NH₃ + O₂ > Enzyme > Tế bào vi khuẩn
Quá trình Nitrat hóa:
2NH₃ + 3O₂ > 2HNO₂ + 2H₂O
2HNO₂ + O₂ > 2HNO₃ (thực hiện bởi: Nitrobacter)
Phân hủy nội bào:
C₅H₇NO₂ + 5O₂ > Enzyme > 5CO₂ + 2H₂O + NH₃ + ΔH
Nước sau khi ra khỏi bể sinh học kết hợp sẽ tự chảy theo sự chênh lệch cao độ sang bể lắng để tiếp tục quá trình xử lý.
- Bể lắng sinh học
Bể lắng có nhiệm vụ tách cặn vi sinh trong nước thải từ bể sinh học hiếu khí mang sang. Nước thải ra khỏi bể lắng có hàm lượng cặn (SS) giảm đến 80 - 90%. Một phần bùn lắng ở đáy ngăn lắng sẽ được bơm bùn bơm tuần hoàn về bể sinh học, phần còn lại sẽ được bơm về bể chứa bùn. Phần nước trong sẽ tự chảy tràn sang bể khử trùng thông qua hệ thống máng thu nước răng cưa.
- Bể khử trùng
Nước thải sau khi qua bể lắng tự chảy sang bể khử trùng để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh. Hóa chất được sử dụng là Javel, đây là chất oxy hóa mạnh do bất cứ dung dịch Khử Javel tiếp xúc với nước sẽ tạo ra phản ứng HOCl có tác dụng khử trùng rất mạnh.
Cl₂ + H₂O ↔ HOCl + HCl
Lượng Javen dùng để khử trùng nước thải được pha chế và định lượng chính xác nhờ hệ thống bơm định lượng, đảm bảo lượng Javel dư trong nước sau xử lý không vượt quá giới hạn cho phép quy định theo tiêu chuẩn.
- Bể chứa bùn
Tại đây nước tách bùn sẽ được tuần hoàn đến bể điều hòa để tiếp tục xử lý. Bùn dư sẽ được phân hủy nhờ các vi sinh vật có sẵn trong bùn. Sau một thời gian phân hủy, bùn được hút định kỳ đem bán cho các cơ sở làm phân bón hoặc đem xử lý đúng nơi quy định.
Tóm lại, việc lựa chọn "nên cải tạo hay xây mới hệ thống xử lý nước thải" cần dựa trên tình trạng thực tế và mục tiêu của doanh nghiệp. Nếu hệ thống vẫn hoạt động ổn định, chỉ cần nâng cấp để đạt hiệu quả cao hơn thì cải tạo là giải pháp tối ưu. Ngược lại, khi công nghệ đã lạc hậu hoặc không đáp ứng quy chuẩn hiện nay, xây mới là hướng đi lâu dài và bền vững hơn. Lựa chọn đúng đắn sẽ giúp tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu quả xử lý và bảo vệ môi trường một cách toàn diện.
Hệ thống xử lý nước thải của Anh/Chị đang cần cải tạo hay xây mới? Hãy liên hệ trực tiếp Zalo/Hotline: 0938.857.768 hoặc gửi thư mời chào giá về Email: congthongtin@moitruonghopnhat.com để được tư vấn, khảo sát và lên phương án phù hợp.
