Các loại nước thải và phương pháp xử lý

 Nước thải công nghiệp rất đa dạng, khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình công nghiệp, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện đại của công nghệ, tuổi thọ của thiết bị, trình độ quản lý của cơ sở và ý thức cán bộ công nhân viên. Cơ sở để nhận biết và phân loại như sau:

Nước thải được sản sinh từ nước không được dùng trực tiếp trong các công đoạn sản xuất, nhưng tham gia các quá trình tiếp xúc với các khí chất lỏng hoặc chất rắn trong quá trình sản xuất. Loại này có thể phát sinh liên tục hoặc không liên tục, nhưng nói chung nếu sản xuất ổn định thì có thể dễ dàng xác định được các đặc trưng của chúng.

Nước thải được sản sinh ngay trong bản thân quá trình sản xuất. Vì là một thành phần của vật chất tham gia quá trình sản xuất, do đó chúng thường là nước thải có chứa nguyên liệu, hoá chất hay phụ gia của quá trình và chính vì vậy những thành phần nguyên liệu hoá chất này thường có nồng độ cào và trong nhiều trường hợp có thể được thu hồi lại. Ví dụ như nước thải này gồm có nước thải từ quá trình mạ điện, nước thải từ việc rửa hay vệ sinh các thiết bị phản ứng, nước chứa amonia hay phenol từ quá trình dập lửa của công nghiệp than cốc, nước ngưng từ quá trình sản xuất giấy. Do đặc trưng về nguồn gốc phát sinh lên loại nên loại nước thải này nhìn chung có nồng độ chất gây ô nhiễm lớn, có thể mang tính nguy hại ở mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào bản thân quá trình công nghệ và phương thức thải bỏ. Nước thải loại này cũng có thể có nguồn gốc từ các sự cố rò rỉ sản phẩm hoặc nguyên liệu trong quá trình sản xuất, lưu chứa hay bảo quản sản phẩm, nguyên liệu.

Thông thường các dòng nước thải sinh ra từ các công đoạn khác nhau của toàn bộ quá trình sản xuất sau khi được sử lý ở mức độ nào đó hoặc không được xử lý, được gộp lại thành dòng thải cuối cùng để thải vào môi trường (hệ thống cống, lưu vực tự nhiên như sông, ao hồ...). Có một điều cần nhấn mạnh: thực tiễn phổ biến ở các đơn vị sản xuất, do nhiều nguyên nhân, việc phân lập các dòng thải (chất thải lỏng, dòng thải có nồng độ chất ô nhiễm cao với các dòng thải có tải lượng gây ô nhiễm thấp nhưng lại phát sinh với lượng lớn như nước làm mát, nước thải sinh hoạt, nước mưa chảy tràn...) cũng như việc tuần hoàn sử dụng lại các dòng nước thải ở từng khâu của dây chuyền sản xuất, thường ít được thực hiện. Về mặt kinh tế, nếu thực hiện tốt 2 khâu này sẽ giúp doanh nghiệp giảm đáng kể chi phí sản xuất, chi phí xử lý nước thải.

Hóa chất vina xin giới thiệu một vài sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của một vài ngành công nghiệp đang được dùng phổ biến hiện nay.

1 - Công nghệ dệt may

Trong công nghệ dệt may (bao gồm cả nhuộm) thì công đoạn nhuộm - in phát sinh ra nước thải đáng chú ý nhất bởi nước thải có chứa nhiều loại hoá chất như thuốc nhuộm và hoá chất tẩy. Các đặc trưng ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm chủ yếu đánh giá qua các thông số sau đây: pH, BOD, COD, TDS (tổng chất tan) và SS (chất lơ lửng)

Nước thải của ngành này có những đặc tính đáng lưu ý sau:

Ô nhiễm chất hữu cơ được đặc trưng chủ yếu bởi trị số COD và BOD. Đáng lưu ý là trong nguyên liệu nếu dùng nhiều sợi tổng hợp càng nhiều thì khi xử lý hoàn tất càng phải xử dụng các chất hữu cơ thuộc nhóm COD bấy nhiêu, có nghĩa là hoá chất và thuốc nhuộm càng khó phân huỷ vi sinh bấy nhiêu. Thí dụ nước thải từ công đoạn sử dụng thuốc nhuộm hoạt tính (thí dụ Cibarcon Blue P-3R) để in hoa có thể có BOD khoảng xấp xỉ 0, nhưng COD đạt tới cơ trên dưới 900 mg/L. Tỷ lệ COD/BOD một mặt thể hiện đặc trưng ô nhiễm hữu cơ của nước thải dệt nhuộm, đồng thời thể hiện tính khả thi của công nghệ vi sinh trong giai đoạn xử lý sau này.

Đặc trưng thứ hai của nước thải dệt nhuộm là pH: nhìn chung do đặc trưng công nghệ, nước thải dệt nhuộm có tính kiềm là chính (pH trong khoảng 9 - 11). Tuy nhiên pH này không phù hợp với xử lý vi sinh.

Đặc trưng thứ ba của nước thải dệt nhuộm là ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu do sử dụng hoá chất tẩy và thuốc nhuộm dưới dạng các hợp chất kim loại. Một trong những nguồn ô nhiễm kim loại là pigment, mà hiện nay sử dụng phổ biến các pigment hầu hết có gốc là các hợp chất cơ kim dạng halogen hoá (thí dụ: clorua phta loxiamin đồng)

Độ dẫn điện cao hay tổng chất rắn hoà tan cao (TDS) cũng là đặc trưng nước thải dệt nhuộm do sử dụng các muối tan khá lớn, thí dụ Na2SO4, NaCl.

Đặc trưng nữa của nước thải dệt nhuộm, nhất là nhuộm và in là độ màu. Ô nhiễm màu phụ thuộc vào mức độ gắn màu giữa thuốc nhuộm và sợi dệt. Mức độ không gắn màu phụ thuộc vào mức độ gắn màu giữa thuốc nhuộm và sợi dệt. Mức độ không gắn màu (%) thay đổi tuỳ theo thuốc nhuộm: lớn là hoạt tính (15-40%) và trực tiếp (10-30%), nhỏ nhất là loại bazơ (1-5%). Như vậy nếu càng sử dụng nhiều thuốc nhuộm hoạt tính thì nước thải càng bị ô nhiễm màu. Ô nhiễm mầu còn phụ thuộc phần nào vào thiết bị và trình độ vận hành công nghệ của từng cơ sở sản xuất.


2- Công nghệ Giấy - bột giấy

Tại nước ta hiện áp dụng chủ yếu 3 công nghệ sản xuất giấy:

Sản xuất bột giấy theo công nghệ sulfat sử dụng hỗn hợp NaOH và Na2S để tách cellulose từ gốm tre nứa. Công nghệ này được sử dụng chủ yếu ở các cơ sở sản xuất có quy mô lớn.

Sản xuất bột giấy theo công nghệ kiềm nóng (130-1600C) hay lạnh không thu hồi hoá chất. Công nghệ này thường có những nhà máy đã xây dựng quá lâu đời.

Sản xuất bột giấy bằng giấy tái sinh, chiếm tỷ lệ khoảng 15-18% sản lượng bột hiện nay. Công nghệ này sản sinh ít chất thải hơn, nhưng quá trình tẩy mực tạo ra rất nhiều độc tố cho môi trường nước.

Gây ô nhiễm chủ yếu của nước thải sản xuất- bột giấy là:

Chất lơ lửng (xơ sợi cellulose và hemicellulose)

Các chất tẩy trắng chủ yếu là hợp chất clo vô cơ

Dãy lignin và phenol

Các dẫn xuất của hydrocarbon clo hoá, đặc biệt là các hợp chất vòng thơm

Các muối vô cơ, đặc biệt là muối Ca và Na

Nhựa thông, cao lanh, polimer, phèn nhôm và các chất màu


Khi phải đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải, các cơ sở sản xuất giấy thường gặp khó khăn về chi phí đầu tư mà một trong những nguyên nhân là do lượng nước sử dụng quá cao (thường gấp 3-10 lần so với các nước khác)

Lượng tiêu hoa nước cao bơi 3 nguyên nhân sau:

Công nghệ và thiết bị máy móc lạc hậu.

Quản lý công nghệ, tổ chức sản xuất chưa tốt, nhất là đối với các cơ sở nhỏ.

Quy mô sản xuất nhỏ.

Hệ quả của 3 nguyên nhân này là tỷ lệ thất thoát nguyên liệu lớn và không được thu hồi để sử dụng lại.

Một hệ thống xử lý nước thải tốt có thể góp phần giảm chi phí sản xuất.

3 - Công nghệ xử lý nước thải ngành cơ khí-mạ

Nước thải từ các xí nghiệp cơ khí chế tạo-mạ điện cần được xử lý các thành phần gây ô nhiễm sau:

pH

Kim loại nặng

Độc tố chủ yếu là CN

Chất hoạt động bề mặt (không nhiều)

Dầu

Chất rắn lơ lửng

Vì vậy thông thường hệ thống xử lý cho nước thải loại này thường gồm các khối sau:

Tách sơ bộ dầu mỡ khoáng

Kiểm soát pH

Kết tủa và keo tụ tách kim loại nặng

Oxy hoá khử để xử lý CN, Cr, Fe, Mn, As...

4 - Công nghệ xử lý nước thải ngành công nghiệp thực phẩm

Công nghệ thực phẩm bao gồm rất nhiều phân ngành:

Sữa và các sản phẩm từ sữa

Rượu - bia - nước giải khát

Dầu thực vật

Bánh kẹo

Chế biến thực phẩm ăn nhanh

Chế biến thịt thuỷ hải sản

Đường và các sản phẩm từ đường

Chế biến đồ hộp

Tuy nhiên nước thải thường có đặc tính chung:

Chủ yếu chứa các chất hữu cơ ít độc có nguồn gốc thực vật hoặc động vật. Chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật đa phần là các bon - hydrat chứa ít chất béo và protein nên dễ dàng bị phân huỷ bởi vi sinh, trong khi đó chất thải có nguồn gốc động vật có thành phần chủ yếu là protein và chất béo khó bị phân huỷ bởi vi sinh vật hơn. Vì vậy các thông số chính gây ô nhiễm cần xử lý là: Dầu mỡ béo, chắn rắn lơ long, BOD, COD, vi khuẩn gây tai hại. Đáng lưu ý tại các cơ sở chế biến thực phầm thường gây ô nhiễm mùi và nước thải trong nhiều trường hợp cũng góp phần quan trọng gây ô nhiễm mùi. Vì vậy khi tiến hành xây dựng hệ thống xử lý nước thải cần lưu ý đến vấn đề này.

Dưới đây là giới thiệu một vài công nghệ hay được sử dụng trong ngành chế biến thực phẩm.

Xử lý hiếu khí

Xử lý yếm khí

Xử lý yếm khí thường được áp dụng đối với nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao.

Lọc sinh học

Lọc sinh học cũng khá phù hợp và hiện đang được sử dụng nhiều trong xử lý nước thải thực phẩm.

Xử lý sinh học nói chung rất phù hợp đối với các loại nước thải công nghiệp thực phẩm do bản chất dễ thối rữa và dễ phân huỷ của chất ô nhiễm. Vấn đề là nên sử dụng hệ thống thiết bị xử lý hiếu khí - yếm khí đồng bộ hay tự nhiên bằng các hồ sơ sinh học phụ thuộc rất nhiều vào quy mô thải và quy mô đầu tư. Với các xí nghiệp quy mô nhỏ nên sử dụng các hồ xử lý yếm khí tự nhiên. Với các xí nghiệp quy mô lớn, nhất là các xí nghiệp đông lạnh, xí nghiệp đường hay nấu rượu nên xử lý yếm khí kết hợp với các chất thải rắn hữu cơ sinh ra từ trong quá trình sản xuất. Khi đó cần thiết kế hệ thống thiết bị đồng bộ.