Xử lý Nước thải Công nghiệp? Toàn diện về Định nghĩa Vai trò, Quy trình và các Công nghệ phổ biến

Xử lý nước thải công nghiệp là quá trình ứng dụng các công nghệ, phương pháp vật lý, hóa học và sinh học để loại bỏ các chất ô nhiễm độc hại ra khỏi nguồn nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của nhà máy, nhà xưởng, nhằm mục đích đưa chất lượng nước sau xử lý đạt các quy chuẩn môi trường trước khi xả ra ngoài.

Vai trò chính của việc xử lý nước thải công nghiệp là bảo vệ môi trường và nguồn nước, đồng thời là một yêu cầu pháp lý bắt buộc để doanh nghiệp có thể hoạt động ổn định, tránh các rủi ro về xử phạt hành chính, đình chỉ sản xuất và xây dựng hình ảnh một doanh nghiệp phát triển bền vững.

Một quy trình xử lý nước thải công nghiệp chuẩn thường bao gồm ba giai đoạn chính: xử lý sơ bộ  để loại bỏ rác và cặn lớn, xử lý bậc hai hóa lý và/hoặc sinh học để loại bỏ các chất ô nhiễm hòa tan, và xử lý bậc ba  để khử trùng và xử lý các chất ô nhiễm khó phân hủy trước khi xả thải.

Các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp phổ biến bao gồm phương pháp hóa lý, phương pháp sinh học hiếu khí và kỵ khí, và các công nghệ tiên tiến như xử lý bằng màng lọc MBR.

1. Xử lý nước thải công nghiệp là gì?

Xử lý nước thải công nghiệp là tập hợp các hoạt động và quy trình kỹ thuật nhằm mục đích "làm sạch" nguồn nước đã bị ô nhiễm trong quá trình sản xuất tại các nhà máy, khu công nghiệp. Nước thải từ mỗi ngành sản xuất dệt nhuộm, thực phẩm, xi mạ, hóa chất… có thành phần và tính chất rất khác nhau, chứa nhiều chất độc hại như kim loại nặng, hóa chất hữu cơ, dầu mỡ, axit, kiềm... Do đó, việc xây dựng một hệ thống xử lý nước thải phù hợp không chỉ là loại bỏ các chất bẩn nhìn thấy được, mà còn là xử lý các chất độc hòa tan, đảm bảo nguồn nước sau khi xử lý không gây hại cho hệ sinh thái và sức khỏe con người khi xả ra môi trường.

2. Vai trò và Tầm quan trọng của Hệ thống xử lý nước thải

Xử lý nước thải công nghiệp là trách nhiệm pháp lý bắt buộc tuân thủ, là biện pháp bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng, đồng thời là công cụ nâng cao uy tín thương hiệu và lợi thế cạnh tranh của doanh nghiệp. Đối với một nhà xưởng công nghiệp, việc đầu tư vào một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả không phải là một chi phí, mà là một khoản đầu tư bắt buộc cho sự phát triển bền vững.

Dưới đây là vai trò và tầm quan trọng của hệ thống xử lý nước thải

• Tuân thủ quy định pháp luật: Đây là vai trò quan trọng nhất. Luật Bảo vệ Môi trường quy định tất cả các cơ sở sản xuất có phát sinh nước thải công nghiệp đều phải có hệ thống xử lý đạt chuẩn. Việc xả thải vượt quy chuẩn cho phép QCVN sẽ dẫn đến các mức phạt hành chính rất nặng, truy thu phí bảo vệ môi trường, và hình phạt cao nhất là buộc đình chỉ hoạt động sản xuất. Kết quả hoạt động của hệ thống xử lý nước thải sẽ được ghi nhận và báo cáo định kỳ cho cơ quan chức năng thông qua Báo cáo quan trắc môi trường, đây chính là bằng chứng pháp lý quan trọng nhất cho sự tuân thủ của doanh nghiệp
• Bảo vệ môi trường và cộng đồng: Nước thải công nghiệp nếu không được xử lý sẽ tàn phá hệ sinh thái nguồn tiếp nhận, gây chết thủy sinh và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của cộng đồng dân cư xung quanh.

• Nâng cao uy tín và giá trị thương hiệu: Việc vận hành một hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn cho thấy trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp. Đây là một điểm cộng lớn trong mắt các đối tác, nhà đầu tư và khách hàng, đặc biệt là các thị trường xuất khẩu khó tính yêu cầu nhà cung cấp phải có các chứng nhận về môi trường.

  Bà An, Giám đốc đối ngoại một công ty dệt may, chia sẻ: “Khi làm việc với các nhãn hàng thời trang lớn của châu Âu, một trong những điều đầu tiên họ kiểm tra là hệ thống xử lý nước thải của nhà máy. Việc chúng tôi có một hệ thống hiện đại, minh bạch là yếu tố then chốt giúp ký được hợp đồng.”

  

3. Quy trình xử lý nước thải công nghiệp chuẩn

Một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp hoàn chỉnh thường được thiết kế theo nhiều bậc xử lý nối tiếp nhau từ sơ bộ đến xử lý chính và cuối cùng là xử lý nâng cao khử trùng, mỗi bậc có một chức năng riêng biệt. Cấu trúc phân tầng này giúp loại bỏ tuần tự các loại chất ô nhiễm từ rắn lơ lửng, chất hữu cơ đến vi sinh vật gây hại, đảm bảo nước thải đầu ra đạt quy chuẩn trước khi xả ra môi trường hoặc tái sử dụng.

Chi tiết quy trình xử lý nước thải được liệt kê dưới đây: 

3.1 Bậc 1 - Xử lý sơ bộ

Mục tiêu của giai đoạn này là loại bỏ các chất thải rắn có kích thước lớn và một phần chất rắn lơ lửng. Nước thải đầu vào sẽ đi qua song chắn rác để giữ lại rác thô, sau đó vào bể lắng cát để loại bỏ cát và các chất vô cơ nặng. Tiếp theo là bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ trước khi chuyển sang bậc hai.

3.2 Bậc 2 - Xử lý chính 

Đây là giai đoạn cốt lõi, loại bỏ phần lớn các chất ô nhiễm hòa tan và chất hữu cơ.

• Phương pháp Hóa lý: Thường bao gồm việc châm hóa chất keo tụ, tạo bông để kết dính các hạt lơ lửng nhỏ lại thành các bông cặn lớn hơn, sau đó tách chúng ra bằng phương pháp lắng hoặc tuyển nổi.
• Phương pháp Sinh học: Sử dụng các vi sinh vật có ích để phân hủy các chất hữu cơ. Bể sinh học hiếu khí (bể Aerotank) cung cấp oxy cho vi sinh vật hoạt động, trong khi bể sinh học kỵ khí (bể UASB) hoạt động trong điều kiện không có oxy, phù hợp với nước thải có nồng độ ô nhiễm rất cao.

3.3 Bậc 3 - Xử lý nâng cao và Khử trùng 

Nước thải sau khi qua xử lý bậc hai sẽ được xử lý bổ sung để loại bỏ các chất ô nhiễm còn sót lại và diệt khuẩn. Giai đoạn này có thể bao gồm lọc áp lực, lọc than hoạt tính và cuối cùng là khử trùng bằng Clo, UV hoặc Ozone trước khi xả ra môi trường.

4. Các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp phổ biến

Tùy thuộc vào đặc thù của nguồn thải và yêu cầu đầu ra, các công nghệ khác nhau sẽ được lựa chọn và kết hợp có thể là Aerotank, màng MRB, kỵ khí UASB. Việc lựa chọn công nghệ xử lý phụ thuộc vào tính chất hóa–lý của nước thải, khối lượng phát sinh và quy chuẩn xả thải, từ đó quyết định sử dụng các phương pháp như sinh học hiếu khí, kỵ khí, hóa lý, hay lọc màng để đạt hiệu quả tối ưu.

Dưới đây là một vài công nghệ xử lý nước thải phổ biến: 

• Công nghệ xử lý sinh học Aerotank truyền thống: Đây là công nghệ sử dụng bể sinh học hiếu khí với các vi sinh vật lơ lửng, được sục khí liên tục để phân hủy chất hữu cơ. Công nghệ này phổ biến, chi phí vận hành hợp lý nhưng cần diện tích xây dựng lớn cho bể lắng sinh học.
• H3: Công nghệ xử lý màng MBR: Đây là công nghệ tiên tiến, kết hợp giữa xử lý sinh học và lọc màng. Thay vì dùng bể lắng, công nghệ MBR sử dụng màng lọc với kích thước lỗ siêu nhỏ (<0.4 µm) để giữ lại toàn bộ bùn sinh học và vi khuẩn. Ưu điểm của MBR là chất lượng nước sau xử lý rất cao, có thể tái sử dụng, và tiết kiệm diện tích xây dựng. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và vận hành cao hơn.

• Công nghệ xử lý kỵ khí UASB: Công nghệ này sử dụng bể sinh học kỵ khí dòng chảy ngược qua tầng bùn, rất hiệu quả để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cực kỳ cao như nước thải nhà máy bia, chế biến tinh bột sắn. Quá trình này còn tạo ra khí biogas có thể thu hồi để làm năng lượng.

  Trích dẫn chuyên gia: Theo kỹ sư công nghệ môi trường Trần Bảo Quốc: "Không có một công nghệ nào là tốt nhất cho mọi loại nước thải. Việc lựa chọn công nghệ là một bài toán tổng hòa giữa nhiều yếu tố: đặc tính nguồn thải, diện tích đất có sẵn, chi phí đầu tư, chi phí vận hành và yêu cầu của quy chuẩn xả thải. Một hệ thống hiệu quả thường là sự kết hợp thông minh của nhiều phương pháp khác nhau."