Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho gia đình, công ty

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt công đồng như tắm giặt, vệ sinh...Được thải ra từ các cơ quan, trường học, bệnh viện, nhà dân... Vì thế, nước thải sinh hoạt cần được xử lý trước khi đưa ra môi trường nhằm giảm sự ảnh hưởng của nó đến sức khỏe và mọi hoạt động của con người.

Các phương pháp xử lý nước thải thân thiện với môi trường được tổng hợp lại dưới đây, hy vọng những phương pháp xử lý nước thải này sẽ giúp ích cho vấn đề mà bạn đang gặp. 

Nước thải sinh hoạt là gì? Tại cần xử lý nước thải?

Nước thải sinh hoạt là nước được thải ra từ các hoạt động, mục đích sinh hoạt như tắm giặt, vệ sinh, nấu nướng, tẩy rửa, lau dọn... từ các cơ quan, trường học, bệnh viện, nhà dân, khu vực cộng đồng.

Nước thải sinh hoạt được chia thành 3 loại chính: 

• Nước thải từ khu vực nhà vệ sinh, toilet

• Nước thải từ nhà bếp, nấu nướng

• Nước thải từ tắm giặt

Nước thải sinh hoạt thường được thải ra sông, suối, ao, hồ,… dẫn đến việc gây ô nhiễm nguồn nước. Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắc các bệnh cấp và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày càng tăng.

Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong sinh hoạt. Ngoài ra, ô nhiễm nguồn nước còn gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng thủy sản

Các đặc tính của nước thải sinh hoạt và giới hạn xả

Nước thải sinh hoạt có đặc trưng ô nhiễm bởi các thành phần chất hữu cơ mà biểu hiện bằng hàm lượng COD và BOD cao. Bên cạnh đó là các chất dinh dưỡng khác như: nito, phốt pho và vi sinh vật...

Bảng đặc tính của nước thải sinh hoạt và các giới hạn xả:

Các phương pháp xử lý nước thải

1. Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp kị khí tự động

Quy trình công nghệ xử lý gồm năm công đoạn chính, gồm: thu gom, điều hòa, xử lý kị khí trong các môđun, xử lý mùi và lắng. Theo đó, nước thải được đưa về bể thu gom; sau đó bơm lên bể điều hòa, để lắng cặn sơ bộ; rồi được bơm vào các môđun kỵ khí có gắn chất mang vi sinh vật bằng polyetylen qua hệ thống khuấy bổ trợ và được đưa vào bể lắng tiếp theo để xử lý mùi, kết hợp với lắng cặn. Sau quá trình xử lý, nước thải nhiễm hữu cơ đạt tiêu chuẩn môi trường.

Xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí tự động.

Tuy nhiên, phương pháp hiếu khí chỉ xử lý được nước thải có mức độ ô nhiễm thấp, chi phí vận hành cao và tạo ra nhiều bùn thải. Đối với phương pháp xử lý kỵ khí thì cần phải thời gian dài, lại không chủ động về nhiệt độ môi trường nước, hàm lượng vi sinh vật, nước sau xử lý vẫn còn mùi hôi thối.

Để khắc phục các nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí và kỵ khí nêu trên, hiện nay đã có quy trình công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ bằng phương pháp kỵ khí điều khiển tự động.

2. Phương pháp tuần hoàn tự nhiên

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tuần hoàn tự nhiên dựa trên nguyên tắc hoạt động của các vi sinh vật có sẵn để phân hủy các hợp chất hữu cơ cũng như các quá trình vật lý và hóa học tương tự như các quá trình xảy ra trong tự nhiên để làm sạch nước thải. 

Hệ thống có thể xử lý với hiệu quả cao các chất ô nhiễm hữu cơ dễ phân hủy, hợp chất nitơ, phốtpho, các chất hoạt động bề mặt, vi khuẩn, các chất rắn lơ lửng, màu và mùi có trong nước thải.

3. Sử dụng bột than hoạt tính

Bột than hoạt tính và nước thải (thường là nước thải sau xử lý sinh học) được cho vào một bể chứa, sau một thời gian than hoạt tính hấp phụ các tạp chất, các chất gây ô nhiễm sẽ được lắng hoặc lọc. Do than hoạt tính rất mịn nên phải sử dụng thêm các chất trợ lắng polyelectrolyte.

Sử dụng than hoạt tính để xử lý 

Bột than hoạt tính còn được cho vào bể Aeroten để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Than hoạt tính sau khi sử dụng thường được tái sinh để xử dụng lại, phương pháp hữu hiệu để tái sinh bột than hoạt tính chưa được tìm ra, đối với than hoạt tính dạng hạt người ta tái sinh trong lò đốt để oxy hóa các chất 10% hạt¸hữu cơ bám trên bề mặt của chúng, trong quá trình tái sinh 5  than bị phá hủy và phải thay thế bằng các hạt mới.

4. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng đất sét, rơm rạ, trấu, xơ dừa,...

4.1 Bằng đất sét

Từ thành phần chủ yếu là đất sét, thạc sĩ Lê Ngọc Ninh, công tác tại Trường cao đẳng công nghiệp Phúc Yên, Vĩnh Phúc, đã chế ra một loại nguyên liệu xử lý mùi, màu và giảm ô nhiễm nước có tên là Kabenlis.

Chất Kabenlis là hỗn hợp làm từ đất sét cao lanh với chất xúc tác lis - một hỗn hợp nước biển hay muối ăn với chất CaO được điều chế theo một tỷ lệ nhất định.

Kabenlis chứa nhiều SiO2, Al2O3, MgO - là các thành phần cơ bản tạo ra nhân keo chủ đạo, giúp hút các ion kim loại và các hợp chất lơ lửng không tan trong nước. Hợp chất này lành tính, không ảnh hưởng đến động thực vật thủy sinh. Nước ô nhiễm được xử lý qua Kabenlis sẽ trở nên trong, không mùi, giữ sự sống bình thường cho các động vật dưới nước.

Quy trình xử lý nước ô nhiễm bằng chất này rất đơn giản, chỉ việc hòa tan nó vào nước. Giá thành Kabenlis lại rất rẻ, 1kg sản phẩm Kabenlis có giá từ 500 đến 1.000 đồng.

Sử dụng đất sét để xử lý nước thải sinh hoạt

4.2. Xử lý Crôm trong nước thải bằng rơm rạ

Từ phế phẩm của nông nghiệp là rơm, rạ, sinh viên Trần Thị Kiều Chinh, khoa Hóa của Trường đại học Sư phạm Quy Nhơn, Bình Định, đã thực hiện thành công đề tài nghiên cứu khoa học: "Thăm dò khả năng xử lý crôm trong nước thải bằng rơm rạ".

Là một nguyên tố kim loại nặng có trong nước thải, crôm và các hợp chất của chúng đều độc, đặc biệt các hợp chất có bậc ôxy hóa cao như cromat, biromat,v.v... Vì vậy, mục đích ban đầu của đề tài là hướng đến xử lý các chất thải này bằng các vật liệu tự nhiên và nếu có hiệu suất cao thì có thể ứng dụng vào thực tế.

Theo tác giả, rơm, rạ chính là dạng phế phẩm nông nghiệp rất gần gũi với người nông dân, có quá nhiều ở miền đất nông nghiệp mà phần lớn hiện đang có một công dụng đơn giản là đun bếp.. Vì thế, tác giả đã hoàn thành giải pháp xử lý crôm, loại bỏ bớt được sự độc hại của nguyên tố này trong nước thải.

Qua phân tích thành phần hóa học trong rơm, rạ, cho thấy thành phần chính của rạ là xenlulôza, nếu tính theo khối lượng khô thì trong rơm có từ 3 - 4,5% chất có đạm, 1,2 - 2% chất béo, 30% các chất dẫn xuất không chứa đạm, 35 - 36% xenlulôza và 14-15% chất khoáng. Sau khi phân tích các thành phần hóa học của rơm, rạ, và rơm, rạ có khả năng hấp thụ crôm rất tốt. Phương pháp này vừa rẻ tiền, vừa có hiệu quả xử lý rất cao.

Sử dụng rơm rạ để xử lý crom trong nước thải

4.3. Bằng than xỉ

Với việc dùng than xỉ làm các vách ngăn trong bể tự hoại, hiệu suất của bể xử lý nước thải được nâng lên rõ rệt với chi phí thấp. Đây là giải pháp của tiến sĩ Nguyễn Việt Anh, Đại học Xây dựng Hà Nội.

Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Việt Anh đã cải tiến thành công các bể tự hoại truyền thống bằng việc thay đổi cấu tạo bể, thêm các vách ngăn mỏng hướng dòng chảy thẳng đứng trong bể. Theo quy trình này, nước thải không đi qua bể theo chiều ngang mà chuyển động từ dưới lên trên, đi xuyên qua lớp bùn đáy bể. Các vi khuẩn kỵ khí có rất nhiều trong lớp bùn cặn đáy sẽ hấp thu, phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải. Các vách ngăn còn cho phép tăng hệ số sử dụng thể tích bể, tránh được các vùng nước chết.

Ngăn lọc kỵ khí được bố trí ở cuối bể, tiếp tục lọc các chất lơ lửng và hữu cơ còn trong nước thải. Nước thải đầu ra lại được xử lý bằng bãi lọc trồng các loài cây thủy sinh. Vì thế chất lượng nước sau xử lý luôn đạt tiêu chuẩn môi trường.

Các hộ gia đình chỉ cần xây bể một ngăn lắng và hai ngăn có dòng chảy hướng lên. Còn ngăn lọc kỵ khí chỉ nên áp dụng đối với trường hợp bể được xây ngoài nhà, phục vụ đông người, vì ngăn lọc cho phép tách cặn lắng, tránh tắc trong quá trình xử lý nước thải phân tán nên phải bảo dưỡng, làm vệ sinh cho nó.

Sử dụng than xỉ để xử lý nước thải với chi phí thấp

4.4. Dùng xơ dừa

Các vật liệu dùng làm giá thể cho sinh vật bám trong quy trình xử lý nước thải sinh học thường có ít nhất một trong 4 điểm yếu sau: đắt tiền, trọng lượng lớn, chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy. Xơ dừa là một vật liệu có thể tránh được những bất lợi đó. 

Theo Thạc sĩ Nguyễn Ngọc Bích (Viện Nghiên cứu cao su VN), một trong những biện pháp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học là nâng cao mật độ vi sinh vật trong hệ thống. Khi xử lý nước thải bằng quá trình sinh trưởng lơ lửng (không có giá thể cho sinh vật bám), thì nước thải qua xử lý đi ra ngoài, đã mang theo một lượng đáng kể vi sinh vật.

Từ kết quả trên, thạc sĩ Bích đã khẳng định khả năng và hiệu quả sử dụng xơ dừa thô trong bể xử lý kỵ khí để xử lý nước thải ngành chế biến cao su. Ngoài ra, có thể áp dụng công nghệ trên trong việc xử lý các loại nước thải có chứa chất ô nhiễm hữu cơ cao. Xơ dừa là một vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở nhiều vùng trong nước ta, nên đây có thể được coi như một hướng phát triển các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và rẻ tiền.

Dùng xơ dừa để làm nơi bám cho vi sinh 

4.5. Bằng vỏ lạc (đậu phộng)

Vỏ của củ lạc, một trong phế phẩm công nghiệp thực phẩm lớn nhất, có thể được sử dụng để tách các ion đồng có hại cho môi trường ra khoải nước thải, theo các nhà nghiên cứu Thổ Nhĩ Kỳ.

Các nhà khoa học kết luận rằng, cả vỏ của củ lạc, một phế phẩm rẻ tiền của công nghiệp thực phẩm và mụn cưa của cây thông từ công nghiệp gỗ có thể dùng để làm sạch nước để làm giảm lượng đồng độc hại một cách đáng kể.

4.6. Sử dụng cây để lọc nước nhiễm bẩn.

Đây là phát minh của nhóm sinh viên đến từ ĐHKHTN (ĐHQG Hà Nội). Ngọc Anh - cô sinh viên năm cuối khoa Môi trường ĐHKHTN và là một thành viên trong nhóm luôn bức xúc về một giải pháp xử lý vấn đề ô nhiễm cho hồ. Có lần tình cờ Ngọc Anh đọc được bài báo viết về cách trồng những loài cây thủy sinh có khả năng lọc nước nhiễm bẩn ở Trung Quốc của GS Nguyễn Lân Dũng, ý tưởng về một giải pháp cho hồ B52 đã hình thành. 

Chắt lọc từ hàng chục giống hoa Ngọc Hà, 3 loại cây là loa kèn, thủy trúc, rong diềng được nhóm nghiên cứu lựa chọn do có khả năng sống cao, có thể trồng thủy canh. Để chuyển cây từ môi trường đất sang môi trường nước, cả nhóm phải mất rất nhiều công sức chăm sóc cây trồng qua nhiều giai đoạn. 

Cây chuối hoa có khả năng lọc nước nhiễm bẩn

Giúp cây có thể thích nghi trong môi trường mới, cây phải được trồng trong nước hồ qua nhiều lần pha loãng. Khi những bè cây vẫn xanh tươi trong nước hồ, qua trực quan nước trong lên trông thấy. Phân tích cho thấy các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước đã giảm rõ rệt. Đem bè hoa thả thí nghiệm trên hồ Tây, những gương mặt trẻ bừng lên khi cây sống mạnh khỏe trong điều kiện nước hồ ô nhiễm nặng. 

Kế hoạch của nhóm là tiếp tục nghiên cứu đề tài nhằm tìm những giải pháp tốt hơn, tìm thêm nhiều loài hoa đẹp hơn, phong phú hơn. Các nhà nghiên cứu trẻ mong muốn khi ra trường sẽ có điều kiện đưa đề tài ứng dụng vào thực tiễn để những cây hoa không chỉ nở trên hồ B52 mà còn rực rỡ ở những hồ nước ô nhiễm.

4.7. Bằng chế phẩm sinh học

Trung tâm Phát triển Công nghệ, Tài nguyên và Môi trường (Liên hiệp các Hội KHKT Việt Nam) vừa nghiên cứu sản xuất thành công chế phẩm sinh học xử lý nước thải chăn nuôi. Nghiên cứu đã được ứng dụng tại trang trại ông Trần Văn Thanh, thông Đông Hưng, phường Đồng Tâm, TP. Vĩnh Yên (Vĩnh Phúc).

Sau khi được xử lý bằng chế phẩm sinh học mật độ vi sinh vật gây bệnh trong nước thải chăn nuôi giảm hàng chục lần, riêng hàm lượng COD nguy hại giảm 4-5 lần; nước thải có thể xả thẳng ra môi trường xung quanh mà không gây hại đến sức khoẻ người dân. Đặc biệt, chế phẩm có giá thành rẻ 18.000đ/kg, tác dụng lâu dài (2 tháng).

Thạc sỹ Trần Cẩm Phong, chủ đề tài nghiên cứu, cho biết: Nguyên liệu sản xuất chế phẩm sinh học gồm: Cám gạo (bột ngô) 30%, tham bùn 65%, đường vàng 5%, một chút muối NaCl, muối C7H5NaO2. Trung bình 1kg chế phẩm xử lý từ 5-10m2 nước thải.

Bài viết có tham khảo từ nhiều nguồn trên mạng lẫn sách báo.