Xử lý nước thải sinh hoạt
Mô tả
Xử lý nước thải là quá trình loại bỏ chất ô nhiễm ra khỏi nước thải như nước thải hộ gia đình, thương mại và cơ quan. Nó bao gồm các quá trình vật lý, hóa học, và sinh học để loại bỏ các chất ô nhiễm và sản xuất nước thải được xử lý an toàn với môi trường. Một sản phẩm của xử lý nước thải thường là một chất thải bán rắn hoặc bùn, mà cần phải xử lý hơn nữa trước khi được thải ra hoặc được áp dụng đất. (thường là phân bón cho nông nghiệp).
Đối với hầu hết các thành phố, các hệ thống thoát nước cũng sẽ mang theo một tỷ lệ nước thải công nghiệp tới các nhà máy xử lý nước thải mà thường đã nhận được tiền xử lý tại các nhà máy để giảm tải ô nhiễm. Nếu hệ thống thoát nước là một hệ thống thoát nước kết hợp thì nó cũng sẽ mang theo dòng chảy đô thị (nước mưa) đến nhà máy xử lý nước thải.
Hiện nay với việc sử dụng công nghệ tiên tiến có thể tái sử dụng nước thải thành nước uống, mặc dù vấn đề này vẫn còn gây tranh cãi.
Nguồn gốc của nước thải
Nước thải được sinh ra bởi khu dân cư, tổ chức, cơ sở thương mại và công nghiệp. Nó bao gồm dòng chất thải gia đình từ nhà vệ sinh, phòng tắm, nhà bếp, bồn rửa và được thải bỏ thông qua hệ thống cống rãnh.
Trong nhiều lĩnh vực, nước thải còn bao gồm chất thải lỏng từ ngành công nghiệp và thương mại.
Tổng quan về quy trình
Nước thải có thể được xử lý gần với nơi nó được tạo ra, một hệ thống phi tập trung (trong bể tự hoại, lọc sinh học hoặc các hệ thống xử lý hiếu khí), được thu gom và vận chuyển bằng một mạng lưới đường ống và trạm bơm đến nhà máy xử lý của thành phố, một hệ thống tập trung (hệ thống thoát nước,ống dẫn, cơ sở hạ tầng).. Thu gom và xử lý nước thải thường theo các quy định và tiêu chuẩn địa phương, tiểu bang và liên bang. Nguồn nước thải công nghiệp thường yêu cầu quy trình xử lý đặc biệt (xem xử lý nước thải công nghiệp). Nhìn chung bao gồm ba giai đoạn, được gọi là xử lý sơ cấp, thứ cấp và hoàn thiện.
Phương pháp xử lý sơ bộ bao gồm lưu giữ nước thải tạm thời trong bể tĩnh tại đây các chất rắn nặng có thể lắng xuống đáy trong khi dầu, mỡ và nhẹ hơn các chất rắn nổi lên bề mặt.Lắng cặn và các vật liệu nổi được loại bỏ và các chất lỏng còn lại có thể được thải hoặc bị xử lý thứ cấp.
Xử lý thứ cấp loại bỏ các chất hoà tan và vật chất sinh học lơ lửng. Xử lý thứ cấp thường được thực hiện bởi người bản xứ, sử dụng các vi sinh vật sống trong nước. Xử lý thứ cấp có thể đòi hỏi một quá trình tách để loại bỏ các vi sinh vật từ nước đã xử lý trước khi xả thải hoặc xử lý hoàn thiện.
Xử lý hoàn thiện đôi khi được định nghĩa là được sử dụng khi xử lý sơ cấp và thứ cấp không có khả năng thực hiện, cho phép xử lý trước khi đưa vào một hệ sinh thái rất nhạy cảm hoặc mong manh mà không thể tiếp nhận nguồn thải (cửa sông, sông có dòng chảy thấp, rạn san hô,...)
Nước đã xử lý có thể được khử trùng hóa học hay vật lý (ví dụ, bởi đầm phá và vi lọc) trước khi thải vào một dòng suối, sông, vịnh, vũng, đất ngập nước, hoặc có thể được sử dụng cho tưới tiêu của sân golf, cây xanh hoặc công viên. Nếu nó là đủ sạch sẽ, cũng có thể được sử dụng bổ sung cho nguồn nước ngầm hoặc các mục đích nông nghiệp.
Xử lý
Trong giai đoạn lắng sơ cấp, nước thải được chảy qua các bể chứa lớn, thường được gọi là "Bể lắng ban đầu", "bể lắng sơ cấp" hay "bể lắng chính".Các bể được sử dụng để tách bùn trong khi dầu mỡ nổi lên bề mặt và được thu gom. Bể lắng sơ cấp thường được trang bị máy cào bùn được điều khiển hoạt động liên tục, bùn được thu bằng một phễu đặt trong đáy của bể, tại đó bùn được bơm về nơi xử lý. Mỡ và dầu được thu hồi có thể là nguyên liệu để xà phòng hóa.
Xử lý thứ cấp được sử dụng để làm giảm đáng kể hàm lượng các chất sinh học trong nước thải có nguồn gốc từ chất thải của con người, chất thải thực phẩm, xà phòng và chất tẩy rửa. Phần lớn các nhà máy ở các thành phố xử lý nước thải sử dụng quá trình sinh học hiếu khí. Để có hiệu quả, các sinh vật cần được cung cấp oxy và thức ăn để sống. Các vi khuẩn và sinh vật đơn bào phân hủy sinh học tiêu thụ các chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan (ví dụ như đường, chất béo, các phân tử carbon ngắn chuỗi hữu cơ, …) và gắn kết nhiều của các phân ít hòa tan dưới dạng kết tủa.Hệ thống xử lý thứ cấp được phân loại là màng lọc cố định và hệ thống phát triển sinh vật lơ lửng.
Màng cố định hay hệ thống phát triển kèm theo bao gồm bể lọc, tháp sinh học, và tiếp xúc sinh học, nơi sinh khối phát triển trong môi trường, nước thải đi qua bề mặt của nó. Nguyên tắc màng cố định đã tiếp tục phát triển với quá trình xử lý bằng lớp màng biofilm với sinh khối phát triển trên giá thể mà những giá thể này lại di chuyển tự do trong bể phản ứng và được giữ bên trong bể phản ứng MBBR và Công nghệ IFAS (Intergrated fixed film activated sludge): Là công nghệ kết hợp đồng thời hai kĩ thuật xử lý bằng vi sinh: một là, kĩ thuật vi sinh dính bám trên vật liệu mang cố định (fixed film); hai là, kĩ thuật bùn hoạt tính phân tán (dispended activated sludge). Với việc ghép nối hai kĩ thuật này trong một hệ thiết bị xử lý sẽ làm tăng cường lượng vi sinh xử lý nitơ trên vật liệu mang vi sinh cùng với việc tăng hiệu quả xử lý BOD bằng bùn hoạt tính phân tán.
Reverse Osmosis