Các phương pháp xử lý nước thải thủy sản

  Phương pháp cơ học.

Bao gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ không thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó. Mục đích nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các công trình xử lý phía sau.

Các công trình xử lý như: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng cát, vớt dầu mỡ, bể lắng đợt một.

Song chắn rác, lưới chắn rác làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thô

Bể lắng cát nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ chủ yếu là cát chứa trong nước thải

Bể lắng (đợt một) làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất lắng và tạp chất nổi chứa trong nước thải.
Phương pháp sinh học

Cơ sở của phương pháp xử lý sinh học nước thải là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên và chính là nguồn thức ăn của chúng.

Những công trình xử lý sinh học được phân thành 2 nhóm:

Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học… thường quá trình xử lý diễn ra chậm.

Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo: bể lọc sinh học (bể Biophin), bể làm thoáng sinh học (bể aerotank),… Do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn.

Những quá trình chủ yếu xảy ra ứng dụng xử lý bao gồm :

        Quá trình hiếu khí

Tăng trưởng lơ lửng: quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, phân hủy hiếu khí…

Tăng trưởng bám dính: lọc nhỏ giọt, tiếp xúc sinh học quay, bể phản ứng tầng vật liệu cố định…

         Quá trình kết hợp tăng trưởng lơ lửng và tăng trưởng bám dính: lọc nhỏ giọt kết hợp với bùn hoạt tính.

 Quá trình thiếu khí

Tăng trưởng lơ lửng: tăng trưởng lơ lửng khử nitrat.

Tăng trưởng bám dính: tăng trưởng bám dính khử nitrat.

Quá trình kị khí

Tăng trưởng lơ lửng: quá trình kỵ khí tiếp xúc, phân hủy kỵ khí.

Tăng trưởng bám dính: kỵ khí tầng vật liệu cố định và lơ lửng.

Bể kỵ khí dòng chảy ngược: xử lý kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn (UASB).

Kết hợp: lớp bùn lơ lửng dòng hướng lên/ tăng trưởng bám dính dòng hướng lên.

Quá trình kết hợp hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí

Tăng trưởng lơ lửng: quá trình một hay nhiều bậc, mỗi quá trình có đặc trưng khác nhau.

Kết hợp: quá trình một hay nhiều bậc với tầng giá thể cố định cho tăng trưởng bám dính.

Thông thường giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học. Bể lắng đặt sau giai đoạn xử lý cơ học gọi là bể lắng I. Bể lắng dùng để tách màng sinh học (đặt sau bể biophin) hoặc tách bùn hoạt tính (đặt sau bể aerotank) gọi là bể lắng II.

Trong trường hợp xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính thường đưa một phần bùn hoạt tính quay trở lại (bùn tuần hoàn) để tạo điều kiện cho quá trình sinh học hiệu quả. Phần bùn còn lại gọi là bùn dư, thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể tích trước khi đưa tới các công trình xử lý cặn bằng phương pháp sinh học.

Quá trình xử lý trong điều kiện nhân tạo không loại trừ triệt để các loại vi khuẩn, nhất là vi trùng gây bệnh và truyền nhiễm. Bởi vậy, sau giai đoạn xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo cần thực hiện khử trùng nước thải trước khi xả vào môi trường.

Trong quá trình xử lý nước thải bằng bất kỳ phương pháp nào cũng tạo nên một lượng cặn bã đáng kể (=0.5 – 1% tổng lượng nước thải). Nói chung các loại cặn giữ lại ở trên các công trình xử lý nước thải đều có mùi hôi thối rất khó chịu (nhất là cặn tươi từ bể lắng I) và nguy hiểm về mặt vệ sinh.

Để giảm hàm lượng chất hữu cơ trong cặn và để đạt các chỉ tiêu vệ sinh thường sử dụng phương pháp xử lý sinh học kỵ khí trong các hố bùn ( đối với các trạm xử lý nhỏ), sân phơi bùn, thiết bị sấy khô bằng cơ học, lọc chân không, lọc ép…( đối với trạm xử lý công suất vừa và lớn). Khi lượng cặn khá lớn có thể sử dụng thiết bị sấy nhiệt.

Phương pháp xử lý bùn cặn

Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải) là:

-         Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn

-         Ổn định cặn

-        Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau

Rác (gồm các tạp chất không hoà tan kích thước lớn: Cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau…) được giữ lại ở song chắn rác có thể được chở đến bãi rác (nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý.

Cát từ các bể lắng cát được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào các mục đích khác.

Cặn tươi từ các bể lắng đợt I được dẫn đến bể mêtan để xử lý.

Một phần bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt II được dẫn trở lại bể Aeroten để tiếp tục tham gia quá trình xử lý (gọi là bùn hoạt tính tuần hoàn) được dẫn đến bể nén bùn để làm giảm độ ẩm và thể tích, sau đó được dẫn vào bể mêtan để tiếp tục xử lý.

Đối với các trạm xử lý nước thải sử dụng bể Biophin với sinh vật bám dính, thì bùn lắng được gọi là màng vi sinh vật và được dẫn đến bể mêtan.

Cặn ra khỏi bể mêtan có độ ẩm 96 – 97%. Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: Sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo như: Thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép, thiết bị ly tâm cặn…Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55 – 75%.

Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng thiết bị khác nhau: Thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải…Sau khi sấy độ ẩm còn 25 – 30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển.

Đối với các trạm xử lý nước thải có công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: Nén và sau đó làm ráo nước ở sân phơi bùn.

Phương pháp khử trùng nước thải

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi sinh vật trong nước thải bị tiêu diệt. Khi xử lý sinh học trong công trình nhân tạo (Aeropin hay Aeroten) số lượng vi khuẩn giảm xuống còn khoảng 5%, trong hồ sinh học hoặc cánh đồng lọc còn lại khoảng 1 ÷ 2%, nhưng để tiệt tiêu hoàn toàn vi khuẩn gây bệnh thì nước thải cần phải được khử trùng trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

Dùng các hóa chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán,…để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn tiếp nhận hoặc tái sử dụng. Khử khuẩn hay sát khuẩn có thể dùng hóa chất hoặc các tác nhân vật lý, như ozon, tia tử ngoại,…

Hóa chất sử dụng để khử khuẩn phải đảm bảo có tính độc đối với vi sinh vật trong một thời gian nhất định, sau đó phải được phân hủy hoặc được bay hơi, không còn dư lượng gây độc cho người sử dụng hoặc các mục đích sử dụng khác.

Tốc độ khử trùng càng nhanh khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng. Tốc độ khử trùng chậm đi rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và các chất khử khác.

Trong quá trình xử lý nước thải công đoạn khử khuẩn thường được sử dụng ở cuối quá trình, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn.

Các chất sử dụng để khử khuẩn thường là: Khí hoặc nước clo, nước javel, vôi clorua, các hipoclorit.

Một số công trình thường sử dụng từng bước xử lý nước thải

 

Các bước	Nhiệm vụ	Công trình điển hình
Tiền xử lý hay xử lý sơ bộ	Bảo vệ máy bơm, loại bỏ cặn nặng, vật nổi…có thể gây cản trở, tắc nghẽn cho công trình xử lý tiếp theo	Song chắn rác, máy nghiền cắt vụn rác, bể lắng cát, bể vớt dầu mỡ, bể làm thoáng sơ bộ, bể điều hòa lưu lượng và nồng độ
Xử lý sơ cấp (bậc I)	Loại bỏ bớt một phần cặn lơ lửng và các chất nổi như dầu mỡ. Có thể đồng thời với việc phân hũy kỵ khí cặn lắng ở phần dưới của các công trình ổn định cặn	Các loại bể lắng: lắng hai vỏ, lắng ngang, lắng đứng, lắng radian…
Xử lý thứ cấp (bậc II)	Phân hủy sinh học các chất hữu cơ dạng phức, mạch vòng hay dạng polyme thành các chất hữu cơ monome, hữu cơ ổn định, các đơn chất vô cơ, các chất này sau phân hủy kết thành bông cặn để loại bỏ ra khỏi nước thải.	Bể Arrotank, lọc sinh học, bể SBR, mương oxy hóa, bể lắng đợt II…
Khử trùng	Đảm bảo loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh chứa trong nước thải, khử màu, khử mùi trước khi xả vào nguồn tiếp nhận	Có thể tiến hành khử trùng bằng Clo, ozone, tia cực tím…nhưng cần cân nhắc kỹ về mặt kinh tế. phổ biến là dùng Clo và hợp chất chứa Clo
Xử lý cặn	Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn, ổn định cặn, khử trùng và xử dụng cặn	Chứa cặn vô cơ trong đầm hồ, khu đất trống. Khi điều kiện về mặt bằng hạn chế dùng các thiết bị làm khô cặn trên máy lọc chân không, máy quay ly tâm, máy lọc ép chân không.