Xử Lý Nước Thải Toàn Diện: Khái Niệm, Quy Trình, Công Nghệ & Giải Pháp

Khi Nước Thải Không Còn Là Gánh Nặng

Nước – nguồn tài nguyên thiết yếu nuôi dưỡng sự sống và thúc đẩy mọi hoạt động kinh tế – xã hội. Thế nhưng, chính dòng chảy phát triển không ngừng lại tạo ra một hệ lụy không thể tránh khỏi đó là: nước thải. Từ những giọt nước xám của sinh hoạt gia đình, dòng thải công nghiệp phức tạp đến nguồn nước tiềm ẩn nguy cơ từ các cơ sở y tế, tất cả đều cần được quản lý và xử lý một cách khoa học và có trách nhiệm.

Tại Green Star, chúng tôi tin rằng xử lý nước thải không chỉ là việc loại bỏ chất bẩn, mà là một sứ mệnh tái sinh nguồn nước, bảo vệ môi trường và kiến tạo tương lai bền vững.

Ô nhiễm nguồn nước đang là vấn đề cấp bách trên toàn cầu, đặc biệt tại Việt Nam, quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ. Xử lý nước thải hiệu quả là chìa khóa để bảo vệ môi trường, sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững. Green Star tự hào là đơn vị hàng đầu cung cấp giải pháp xử lý nước thải toàn diện, chuyên nghiệp, đáp ứng mọi nhu cầu của doanh nghiệp và hộ gia đình.

Xử lý nước thải bao gồm một loạt các phương pháp nhằm loại bỏ chất ô nhiễm từ nước thải và làm cho nước trở nên sạch và để tái sử dụng hoặc xả trực tiếp ra môi trường.

Bỏ qua hoặc xử lý nước thải một cách sơ sài đồng nghĩa với việc chúng ta đang tự đầu độc nguồn nước mặt, nước ngầm, hủy hoại hệ sinh thái và đe dọa sức khỏe của chính mình.

Đó là lý do vì sao việc hiểu rõ và áp dụng các giải pháp xử lý nước thải hiệu quả trở thành yêu cầu cấp bách hơn bao giờ hết, đặc biệt trong bối cảnh Việt Nam năm 2025 với những quy định môi trường ngày càng nghiêm ngặt (như QCVN 14:2025, QCVN 40:2025…).

Bài viết này, được biên soạn bởi đội ngũ chuyên gia của Green Star, sẽ là một cẩm nang toàn diện, dẫn dắt bạn khám phá thế giới xử lý nước thải: từ những lý do cốt lõi cần phải xử lý, cách nhận diện các “kẻ thù” ô nhiễm, phân loại nguồn thải, đi sâu vào quy trình và các công nghệ xử lý tiên tiến, cho đến việc lựa chọn giải pháp tối ưu nhất.

1. Tại Sao Xử Lý Nước Thải Là Nhiệm Vụ Sống Còn ?

1.1. “Vấn nạn” Ô Nhiễm Từ Nước Thải Chưa Xử Lý:

Việc trốn tránh xử lý hoặc xả trộm nước thải mang đến những hệ lụy khôn lường, tác động đa chiều đến cuộc sống và môi trường:

• Hủy hoại hệ sinh thái nước: Gây phú dưỡng hóa (tảo nở hoa, nước thiếu oxy), ô nhiễm hữu cơ làm chết thủy sinh vật, tích tụ kim loại nặng và hóa chất độc hại trong chuỗi thức ăn, ô nhiễm nhiệt ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh.
• Đe dọa sức khỏe cộng đồng: Là nguồn lây lan các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm qua đường nước (tả, lỵ, thương hàn, viêm gan…), gây ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính do tiếp xúc với hóa chất độc hại trong nước ngầm hoặc thực phẩm bị ô nhiễm.
• Thiệt hại kinh tế – xã hội: Giảm khả năng khai thác và sử dụng tài nguyên nước cho sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp; tăng chi phí khổng lồ cho việc xử lý nước cấp và khám chữa bệnh; ảnh hưởng đến du lịch và giá trị cảnh quan.
• Rủi ro pháp lý: Vi phạm các quy định về bảo vệ môi trường dẫn đến các khoản phạt nặng, đình chỉ hoạt động và tổn hại uy tín doanh nghiệp.

1.2. Tia Sáng Từ Giải Pháp Xử Lý Nước Thải Hiệu Quả:

Ngược lại, việc đầu tư nghiêm túc vào một hệ thống xử lý nước thải hiện đại, hiệu quả mang lại những lợi ích vàng không thể phủ nhận:

• Lá chắn bảo vệ môi trường: Duy trì sự trong sạch của nguồn nước, bảo tồn đa dạng sinh học.
• Nâng cao chất lượng sống: Đảm bảo nguồn nước an toàn, giảm thiểu nguy cơ bệnh tật.
• Tuân thủ pháp luật: Đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của QCVN về nước thải, hoạt động bền vững trong khuôn khổ pháp lý.
• Tối ưu hóa tài nguyên: Mở ra cơ hội tái sử dụng nước cho nhiều mục đích, giảm chi phí khai thác nước sạch.
• Thu hồi giá trị: Có thể thu hồi năng lượng từ biogas (xử lý kỵ khí), thu hồi chất dinh dưỡng làm phân bón (N, P), hoặc thậm chí cả kim loại quý.
• Xây dựng thương hiệu xanh: Nâng cao hình ảnh doanh nghiệp có trách nhiệm với cộng đồng và môi trường.

2.Các Thành Phần Ô Nhiễm Nguy Hại Chính Cần Xử Lý

Để thiết kế một “phương án” xử lý hiệu quả và chi tiết, trước hết cần biết chính xác các thành phần gây ra ô nhiễm trong nước thải, các thành phần ô nhiễm chính trong nước thải như sau.

pH: Thể hiện tính acid hay bazo của nước thải, nếu pH thấp thể hiện nước thải có tính acid, nếu pH cao thể hiện nước thải có tính bazo.

SS: Chất rắn lơ lửng trong nước, các hạt này có kích thước từ 0.1 – 10 µm, do kích thước nhỏ, trọng lượng thấp nên cân bằng giữa trọng lực và lực đẩy Accimet nên cứ tồn tại dạng lơ lững không lắng, cũng không nổi, gây ô nhiễm nguồn nước, mất mỹ quan, cản trở quá trình hoạt động của các sinh vật trong nước thải.

COD: Nhu cầu Oxy hóa học, các chất gây ô nhiễm trong nước đều có thể oxy hóa bằng pháp hóa học, thông qua phương pháp xác định lượng Oxy dùng để oxy hóa các chất ô nhiễm này, có thể xác định được mức độ ô nhiễm nguồn nước.

BOD: Nhu cầu Oxy sinh hóa, các chất hữu cơ trong nước thải sẽ được vi sinh vật phân giải thành các chất đơn giản, ít gây ô nhiễm, thông qua phương pháp xác định lượng Oxy được dùng bơi vi sinh vật để phân giải các chất hữu cơ, có thể xác định được mức độ ô nhiễm nguồn nước, khả năng ứng dụng xử lý bằng các phương pháp sinh học.

TN, TP, Amoni: Tổng Nitơ, Tổng Photpho, các hợp chất của Nitơ tồn tại trong nước thải gây ra hiện tượng ”phú dưỡng hóa”. Được gọi các chất ô nhiễm dạng “dinh dưỡng”, khi TN và TP cao, thúc đẩy sự phát triển của tảo, giảm nồng độ Oxy hòa tan trong nước, làm mất mỹ quan, gây mùi khó chịu, cản trở các quá trình sinh trưởng và phát triển của sinh vật trong nước.

Amoni cao gây ngộ độc cho cá, tôm, làm giảm pH nước. Chuyển hóa thành Nitrate tích lũy trong thực vật gây ngộ độc thứ cấp.

Mùi hôi thối: Từ chủ yếu đến từ các khí bay hơi sinh ra trong quá trình phân hủy yếm khí (thiếu oxy) các chất hữu cơ và lưu huỳnh có trong nước thải. Các khí chính bao gồm: CH4, H2S, VOCs, NH3.

3. Phân Loại Nước Thải: Hiểu Đúng Nguồn Gốc – Chọn Đúng Giải Pháp

Nước thải không giống nhau. Việc phân loại chính xác giúp Green Star lựa chọn công nghệ và thiết kế quy trình xử lý phù hợp nhất:

• Nước Thải Sinh Hoạt: Từ hộ gia đình, văn phòng, trường học… Đặc tính: Giàu hữu cơ dễ phân hủy (BOD/COD cao), giàu N, P, chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh. Công nghệ xử lý chính: Sinh học (hiếu khí/kết hợp), khử trùng. Tiêu chuẩn áp dụng: QCVN 14:2025/BTNMT.
• Nước Thải Công Nghiệp: Từ nhà máy, khu công nghiệp… Đặc tính: Cực kỳ đa dạng, phụ thuộc ngành nghề. Có thể chứa kim loại nặng, hóa chất độc, pH cực đoan, màu đậm, nhiệt độ cao, COD cao nhưng khó phân hủy. Công nghệ xử lý: Thường phức tạp, kết hợp nhiều phương pháp hóa lý, sinh học, bậc cao; thiết kế “may đo” theo từng ngành. Tiêu chuẩn áp dụng: QCVN 40:2025/BTNMT (lưu ý Phụ lục 2 về thông số đặc trưng ngành).
• Nước Thải Y Tế: Từ bệnh viện, phòng khám… Đặc tính: Hỗn hợp nguy hiểm gồm thành phần sinh hoạt + mầm bệnh (vi khuẩn kháng thuốc, virus), dược phẩm, hóa chất khử trùng. Công nghệ xử lý: Ưu tiên khử trùng tuyệt đối, thường dùng công nghệ sinh học hiệu quả cao như MBR kết hợp khử trùng mạnh (Ozone, UV). Quản lý bùn nghiêm ngặt.
• Nước Thải Chăn Nuôi: Từ trang trại… Đặc tính: BOD, COD, N, P, TSS cực cao, mùi hôi nồng nặc, nhiều mầm bệnh. Công nghệ xử lý: Thường ưu tiên tách rắn cơ học, xử lý kỵ khí (tạo biogas), sau đó xử lý hiếu khí/tùy nghi và khử trùng. Tiêu chuẩn áp dụng: QCVN 62:2025/BTNMT.
• Nước Thải Đô Thị: Là hỗn hợp nước thải sinh hoạt từ các hộ dân, cơ sở dịch vụ và có thể cả nước thải công nghiệp (đã qua xử lý sơ bộ) và nước mưa (nếu là hệ thống cống chung). Lưu lượng lớn, thành phần phức tạp, cần nhà máy xử lý quy mô lớn. Tiêu chuẩn áp dụng: QCVN 14:2025/BTNMT.

4. Hành Trình làm sạch: Khám Phá Các Giai Đoạn Xử Lý Nước Thải Tiêu Chuẩn

Một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh hoạt động như một dây chuyền tinh vi, đưa nước bẩn trải qua các giai đoạn thanh lọc tuần tự:

Giai Đoạn Tiền Xử Lý (Preliminary Treatment): Loại Bỏ Vật Cản: Nước thải đầu vào được loại bỏ rác thô, vật rắn lớn qua song chắn/lưới lọc và loại bỏ cát sỏi nặng tại bể lắng cát. Mục đích chính là bảo vệ các thiết bị bơm và công trình xử lý phía sau.

Giai Đoạn Xử Lý Sơ Cấp (Primary Treatment): Lắng Ban Đầu: Nước thải được đưa vào bể lắng sơ cấp, nơi các chất rắn hữu cơ lơ lửng nặng hơn lắng xuống đáy (tạo bùn sơ cấp) và dầu mỡ nhẹ hơn nổi lên bề mặt được thu gom. Giai đoạn này giúp giảm đáng kể tải lượng TSS và một phần BOD. (Bể điều hòa thường được đặt trước hoặc sau giai đoạn này để ổn định dòng chảy).

Giai Đoạn Xử Lý Thứ Cấp (Secondary Treatment): Bộ máy Sinh Học/Hóa Lý: Đây là giai đoạn xử lý cốt lõi nhằm loại bỏ phần lớn các chất ô nhiễm hòa tan và dạng keo.

• Thường là xử lý sinh học: Sử dụng vi sinh vật (hiếu khí, kỵ khí, thiếu khí) để phân hủy BOD/COD và chuyển hóa N, P. Kết thúc bằng bể lắng thứ cấp để tách bùn sinh học.
• Hoặc xử lý hóa lý: Sử dụng keo tụ, tạo bông, kết tủa… đặc biệt cho nước thải công nghiệp khó xử lý sinh học.

Giai Đoạn Xử Lý Bậc Cao (Tertiary/Advanced Treatment): Công cụ Hoàn Thiện: Áp dụng khi cần chất lượng nước đầu ra rất cao (đáp ứng Cột A QCVN hoặc tái sử dụng). Sử dụng các công nghệ như lọc cát, lọc áp lực, hấp phụ than hoạt tính, lọc màng (MF, UF, NF, RO), oxy hóa nâng cao (AOPs)… để loại bỏ triệt để các chất ô nhiễm còn sót lại.

Giai Đoạn Khử Trùng (Disinfection): Đảm Bảo An Toàn Vi Sinh: Bước cuối cùng trước khi xả thải hoặc tái sử dụng, nhằm tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh bằng Clo, UV hoặc Ozone.

Giai Đoạn Xử Lý Bùn (Sludge Treatment): Bùn thải từ các giai đoạn lắng được thu gom, cô đặc, ổn định (thường bằng phân hủy kỵ khí tạo biogas), khử nước và xử lý cuối cùng một cách an toàn, bền vững.

5. Quy trình Xử Lý Nước Thải: Hiệu quả Các Phương Pháp & Công Nghệ Chính

Để thực hiện các giai đoạn trên, các kỹ sư của Green Star sử dụng một “quy trình” đa dạng gồm các phương pháp và công nghệ:

5.1. Phương Pháp Cơ Học (Vật Lý)

Nhóm phương pháp này sử dụng lực vật lý để tách các tạp chất không hòa tan, đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn tiền xử lý và sơ cấp:

• Song chắn/Lưới tách rác(Screening): Thiết bị có các khe hoặc lỗ với kích thước khác nhau, giữ lại rác thô (túi nilon, giấy, lá cây,…) khi dòng nước đi qua, bảo vệ các thiết bị bơm, đường ống phía sau.
• Bể lắng cát (Grit Chamber): Nước thải được giảm tốc độ dòng chảy, cho phép các hạt vô cơ nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ lắng xuống đáy dưới tác dụng trọng lực, tránh mài mòn thiết bị cơ khí.
• Bể lắng sơ cấp : Tiếp tục giảm tốc độ dòng chảy trong thời gian dài hơn, cho phép các hạt hữu cơ lơ lửng (phân, cặn thực phẩm…) lắng xuống thành bùn sơ cấp. Có thể loại bỏ 50-70% TSS và 25-40% BOD.
• Bể tách dầu mỡ (Grease Trap/Oil Separator): Dựa trên sự chênh lệch tỷ trọng, dầu mỡ nhẹ hơn sẽ nổi lên bề mặt và được thu gom bằng thiết bị gạt hoặc thấm hút. Rất cần thiết cho nước thải nhà ăn, nhà máy thực phẩm, cơ khí…
• Lọc cơ học (Filtration): Sử dụng các lớp vật liệu lọc (cát, sỏi, than…) hoặc màng lọc (MF, UF) để giữ lại các hạt rắn lơ lửng mịn hơn sau các giai đoạn xử lý khác.

5.2. Phương Pháp Hóa Học & Hóa Lý

Nhóm phương pháp này sử dụng các phản ứng hóa học để loại bỏ hoặc biến đổi chất ô nhiễm, đặc biệt hiệu quả với các chất vô cơ, kim loại nặng, màu sắc và chất hữu cơ khó phân hủy sinh học:

Trung hòa (Neutralization): Điều chỉnh pH của nước thải về khoảng trung tính (6.5-8.5) bằng cách thêm axit (H₂SO₄, HCl) nếu nước thải có tính kiềm, hoặc thêm bazơ (NaOH, Ca(OH)₂) nếu nước thải có tính axit. Việc này cần thiết để bảo vệ thiết bị, tạo điều kiện tối ưu cho xử lý sinh học hoặc đạt tiêu chuẩn xả thải.

Keo tụ – Tạo bông (Coagulation – Flocculation): Quá trình gồm 2 bước:

• Keo tụ: Châm hóa chất keo tụ (phèn nhôm, phèn sắt, PAC…) vào nước thải và khuấy nhanh, thường khuấy ở tốc độ 1/30 . Các hóa chất này trung hòa điện tích của các hạt keo mịn lơ lửng (nguyên nhân gây đục, màu), làm chúng mất ổn định và kết dính lại thành các hạt nhỏ li ti (micro-flocs).
• Tạo bông: Khuấy chậm ở tốc độ 1/40 dòng nước sau keo tụ, thường kết hợp châm thêm chất trợ keo tụ (polymer). Quá trình này giúp các hạt nhỏ li ti liên kết với nhau thành những bông cặn (flocs) lớn hơn, nặng hơn và dễ lắng hơn. Phương pháp này rất hiệu quả để loại bỏ TSS, độ đục, độ màu, photpho và một phần kim loại nặng.

Kết tủa hóa học (Chemical Precipitation): Thêm hóa chất (thường là vôi, phèn, muối sắt) để phản ứng với các chất ô nhiễm hòa tan (như ion kim loại nặng, photphat) tạo thành các hợp chất rắn không tan (kết tủa) và lắng xuống. Ví dụ: loại bỏ Photpho bằng phèn nhôm/sắt hoặc vôi.

Oxy hóa/Khử (Oxidation/Reduction):

• Oxy hóa: Sử dụng các chất oxy hóa mạnh như Clo (Cl₂), Hypochlorite (NaClO), Ozone (O₃), Hydro Peroxide (H₂O₂), hoặc các quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs) như Fenton (Fe²⁺/H₂O₂), UV/H₂O₂, UV/Ozone… để phá vỡ cấu trúc phân tử của các chất hữu cơ độc hại(như thuốc trừ sâu), khó phân hủy sinh học, khử màu, khử mùi và khử trùng.
• Khử: Sử dụng các chất khử để chuyển hóa các chất độc hại thành dạng ít độc hơn (ví dụ: khử Cr⁶⁺ thành Cr³⁺).

Hấp phụ (Adsorption): Cho nước thải tiếp xúc với các vật liệu có diện tích bề mặt lớn và khả năng hút bám cao (như than hoạt tính, zeolite, nhựa tổng hợp…). Các chất ô nhiễm hòa tan (màu, mùi, COD trơ, kim loại nặng…) sẽ bị giữ lại trên bề mặt vật liệu hấp phụ.

Trao đổi ion (Ion Exchange): Sử dụng các hạt nhựa trao đổi ion để loại bỏ các ion hòa tan không mong muốn (kim loại nặng, muối gây độ cứng, amoni…) ra khỏi nước bằng cách trao đổi chúng với các ion khác (như H⁺, Na⁺, OH⁻, Cl⁻) trên bề mặt nhựa.

5.3. Phương Pháp Sinh Học: Sức Mạnh Của Vi Sinh Vật

Nhóm các phương pháp này dựa vào khả năng của vi sinh vật để chuyển hóa sinh hóa các chất ô nhiễm, đặc biệt hiệu quả với chất hữu cơ và dinh dưỡng. đây là phương pháp thân thiện với môi trường và hiệu quả cực cao.

5.3.1. Nguyên Lý Cơ Bản:

Tạo môi trường thuận lợi cho các nhóm vi sinh vật khác nhau phát triển và sử dụng chất ô nhiễm làm nguồn thức ăn/năng lượng sau đó phát triển tạo sinh khối. Tùy thuộc vào sự có mặt của oxy và chất nhận điện tử khác mà chia thành các quá trình chính:

• Hiếu khí (Aerobic): Cần Oxy dồi dào, DO hòa tan thường ở mức trên 3mg/l. Vi sinh vật hiếu khí sử dụng Oxy để phân hủy chất hữu cơ thành CO₂, H₂O và sinh khối mới; đồng thời thực hiện quá trình Nitrat hóa (NH₄⁺ → NO₃⁻).
• Kỵ khí (Anaerobic): Hoàn toàn không có Oxy. Vi sinh vật kỵ khí phân hủy chất hữu cơ thành khí Metan (CH₄), CO₂ và sinh khối. Hiệu quả với nước thải hữu cơ đậm đặc.
• Thiếu khí (Anoxic): Thiếu Oxy hòa tan, nhưng có Nitrat (NO₃⁻) hoặc Nitrit (NO₂⁻). Vi sinh vật thiếu khí sử dụng NO₃⁻/NO₂⁻ làm chất nhận điện tử để phân hủy chất hữu cơ, đồng thời chuyển hóa chúng thành khí N₂ (quá trình Khử Nitrat).

5.3.2. Công Nghệ Sinh Học Hiếu Khí Phổ Biến:

Bùn Hoạt Tính Truyền Thống (CAS) & Bể Aerotank: Là công nghệ nền tảng. Nước thải được trộn với bùn hoạt tính (chứa vi sinh vật hiếu khí) và sục khí liên tục trong bể Aerotank. Vi sinh vật lơ lửng phân hủy BOD/COD và thực hiện Nitrat hóa. Sau đó hỗn hợp được đưa sang bể lắng thứ cấp để tách bùn, một phần bùn tuần hoàn lại bể Aerotank.

• Ưu điểm: phổ biến, chi phí đầu tư vừa phải, dễ vận hành.
• Nhược điểm: cần diện tích lớn, tạo nhiều bùn, nhạy cảm với sốc tải.

Công Nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor): Thực hiện tuần tự các pha Làm đầy – Phản ứng (sục khí/khuấy trộn) – Lắng – Rút nước – Chờ trong cùng một bể. Linh hoạt điều chỉnh thời gian các pha để xử lý BOD, N, P. Ưu điểm: tiết kiệm diện tích, linh hoạt.

• Nhược điểm: cần hệ thống điều khiển tự động phức tạp hơn.

Công Nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor): Thêm các giá thể nhựa có diện tích bề mặt lớn vào bể phản ứng hiếu khí (hoặc thiếu khí/kỵ khí). Vi sinh vật phát triển thành lớp màng biofilm trên giá thể, tăng mật độ vi sinh xử lý lên nhiều lần.

• Ưu điểm: tăng hiệu quả xử lý, giảm thể tích bể, chống sốc tải tốt, dễ nâng cấp, dễ vận hành và bảo trì.
• Nhược điểm: chi phí giá thể cao, cần thiết kế hệ thống giữ giá thể.

Công Nghệ MBR (Membrane Bioreactor): Thay thế hoàn toàn bể lắng thứ cấp bằng cụm màng lọc MF/UF đặt trong bể sinh học hoặc bể riêng. Màng lọc giữ lại toàn bộ bùn và vi khuẩn, cho phép duy trì nồng độ vi sinh (MLSS) rất cao và SRT dài.

• Ưu điểm: chất lượng nước đầu ra cực tốt (có thể tái sử dụng), loại bỏ vi khuẩn/virus, diện tích xây dựng nhỏ gọn nhất.
• Nhược điểm: chi phí đầu tư và vận hành màng cao (năng lượng, rửa màng, thay thế), khó vận hành và kiểm soát phốt pho.

5.3.3. Công Nghệ Sinh Học Kỵ Khí Phổ Biến:

Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Nước thải chảy từ dưới lên qua lớp bùn hạt kỵ khí mật độ cao. Vi sinh vật trong bùn hạt phân hủy chất hữu cơ thành biogas (CH₄, CO₂). Phù hợp nước thải hữu cơ nồng độ rất cao (>2000 mg/L COD). Ưu điểm: tạo năng lượng (biogas), ít bùn. Nhược điểm: nhạy cảm với nhiệt độ, chất độc, thời gian khởi động dài.

5.3.4. Công Nghệ Sinh Học Thiếu Khí (Anoxic):

Bể Anoxic: Thường đặt trước bể hiếu khí (Aerotank) trong các quy trình xử lý Nitơ. Nước thải đầu vào (chứa BOD) và dòng nước tuần hoàn từ bể Aerotank (chứa NO₃⁻) được đưa vào bể Anoxic và khuấy trộn (không sục khí). Vi sinh vật thiếu khí sẽ sử dụng BOD làm nguồn cacbon và NO₃⁻ làm chất nhận điện tử, chuyển hóa NO₃⁻ thành khí N₂ thoát ra.

5.3.5. Công Nghệ Kết Hợp (AO, AAO, A2O…):

Công nghệ AAO (Anaerobic – Anoxic – Oxic): Là quy trình phổ biến để loại bỏ đồng thời BOD, Nitơ và Photpho. Gồm bể Kỵ khí (vi khuẩn PAO tích lũy P và một phần BOD), bể Thiếu khí (khử Nitrat), và bể Hiếu khí (xử lý BOD, Nitrat hóa, vi khuẩn PAO hấp thụ P). Yêu cầu tuần hoàn bùn và nước thải giữa các bể.

5.4. Bảng So Sánh Các Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thông Dụng

Tiêu Chí	MBBR	MBR	AAO	SBR
Nguyên Lý	Giá thể di động (HDPE) cho vi sinh vật bám dính	Kết hợp bùn hoạt tính + màng lọc sợi rỗng	Kết hợp 3 giai đoạn: Kỵ khí (Anaerobic) – Thiếu khí (Anoxic) – Hiếu khí (Oxic)	Xử lý theo mẻ (5 pha: làm đầy, sục khí, lắng, rút nước, nghỉ)
Hiệu Suất	– BOD/COD: 85–95% – Nitơ: 80–90%	– BOD/COD: 95–99% – TSS: <5 mg/L	– BOD/COD: 85–95% – Nitơ/Photpho: 80–90%	– BOD/COD: 80–90% – Nitơ: 70–85%
Ưu Điểm	– Linh hoạt, dễ nâng cấp – Chịu tải trọng cao	– Diện tích nhỏ – Nước đầu ra chất lượng cao	– Xử lý đồng thời nitơ, photpho – Ổn định	– Tiết kiệm năng lượng – Ít bùn thải
Nhược Điểm	– Giá thể dễ tắc – Cần kiểm soát DO	– Chi phí màng lọc cao – Dễ tắc màng	– Phức tạp vận hành – Thời gian lưu dài	– Diện tích lớn – Đòi hỏi tự động hóa
Ứng Dụng	Khu đô thị, công nghiệp thực phẩm	Chung cư, bệnh viện, nước tái sử dụng	Nước thải đô thị, công nghiệp giàu nitơ	Khu dân cư, khu công nghiệp quy mô vừa
Chi Phí	Đầu tư: Trung bình Vận hành: Thấp	Đầu tư: Cao Vận hành: Cao	Đầu tư: Trung bình–Cao Vận hành: Trung bình	Đầu tư: Thấp–Trung bình Vận hành: Thấp

6. Quy trình vận hành – Các thông số cần kiểm soát

6.1 Kiểm soát chất lượng nước thải vào

Khi lưu lượng và chất lượng nước thải tiếp nhận thay đổi, thì môi trường của bể Khử Nitrat, bể Nitrat hoá và bể lắng thay đổi theo. Nếu quá trình bùn hoạt tính bể Nitrat hoá được thiết lập tốt, BOD và SS sau khi xử lý phải nhỏ hơn 20mg/ l. Nếu lưu lượng vào hoặc nồng độ chất ô nhiễm trong dòng vào tăng đáng kể (quá 10%), cần phải điều chỉnh các thông số vận hành.

Lưu lượng: Kiểm tra lưu lượng nước thải là cần thiết cho sự duy trì hoạt động ổn định của hệ thống. Lưu lượng cùng với nồng độ BOD, COD xác định tải trọng của bể Nitrat hoá.

BOD, COD: Kiểm tra nồng độ BOD/COD để kiểm soát các quá trình trong bể. Tỉ số BOD/COD cho biết tỉ lệ các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học có trong nước thải. BOD là thông số thể hiện lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hoá bằng vi sinh vật. Chỉ số COD thể hiện toàn bộ chất hữu cơ bị oxy hóa thuần tuý bằng tác nhân hóa học. Tỷ số BOD/COD dùng kiểm soát nồng độ chất hữu cơ thích hợp cho quá trình xử lý sinh học.

Các chất dinh dưỡng: Nitơ, phospho là hai thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất cho sự phát triển của vi sinh vật.

Nitơ và phospho cần có số lượng đủ để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của các vi sinh vật. Tỷ lệ BOD : N : P trong bể cân bằng cần duy trì 100 : 5 : 1 là đáp ứng tương đối đủ cho nhu cầu phát triển của các vi sinh vật.

pH : Quá trình xử lý sinh học hiếu khí hoạt động tốt ở pH = 6.5 – 8.5. Nếu pH thay đổi thì cần phải bổ sung axit/xút để đưa pH của bể về môi trường thích hợp cho vi sinh vật hoạt động.

Nhiệt độ : Xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí thực chất là quá trình oxy hóa chất hữu cơ bởi các vi sinh vật. Do đó yêu cầu kiểm tra nhiệt độ của nước tạo điều kiện cho các vi sinh vật phát triển để nâng cao hiệu quả xử lý của bể. Điều kiện tốt nhất là duy trì nhiệt độ của dòng nước thải trong khoảng 25 – 35oC (đây là khoảng nhiệt độ bình thường tại Việt Nam).

6.2. Kiểm soát bể Khử Nitrat

Do tỷ lệ BOD:N:P Bị chênh lệch quá nhiều nên cần phải bổ sung Chất hữu cơ (Mật rỉ đường, Đường cát, Cồn công nghiệp) để vi sinh có thể xử lý Nitơ (cụ thể là quá trình khử Nitrate).

Độ kiềm và pH cần được duy trì, sử dụng NaHCO3 duy trì độ kiềm trong nước thải sao cho pH đầu ra bể Khử Nitrat từ 7.5 – 8.

6.3. Kiểm soát bể Nitrat hoá.

pH: Giá trị pH của nước thải ảnh hưởng đến quá trình hóa sinh của vi sinh vật, quá trình tạo bùn và lắng. Quá trình xử lý sinh học hiếu khí hoạt động tốt với giá trị pH trong khoảng 6.5 – 8.5.

Trong bể xử lý sinh học, do có các hoạt động phân hủy của các sinh vật và quá trình giải phóng CO2 nên pH của các bể luôn thay đổi. Giá trị pH thay đổi theo chiều hướng tăng là do: quá trình biến đổi các axit thành khí CO2.

Bảng khoảng giá trị pH

STT	Khoảng Giá Trị pH	Cách Đánh Giá
1	pH = 6.5 – 8.5	Khoảng pH tối ưu nhất cho vi sinh hoạt động
2	pH < 6.5	Phát triển chủng vi sinh dạng nấm
3	pH > 8.5	Ức chế quá trình phân hủy chất hữu cơ

Tải trọng hợp chất hữu cơ COD, BOD: Tải trọng hữu cơ ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình xử lý sinh học hiếu khí.

Do đó cần có sự kiểm soát BOD, COD để giữ cho tải trọng bể ổn định và đạt hiệu suất tối ưu.

Sự quá tải dẫn đến:

Giảm hiệu suất quá trình.

Tăng hàm lượng BOD, COD của nước sau khi xử lý.

Trương bùn.

Nồng độ oxy hòa tan – DO: Nồng độ oxy hòa tan tối ưu là từ 3.0 – 5.0 mg/l. Nhu cầu oxy tùy thuộc vào tải trọng hữu cơ (BOD; COD) và nồng độ bùn (MLSS) trong bể phản ứng. Nồng độ oxy hòa tan nên được đo thường xuyên và tại nhiều vị trí khác nhau trong bể Nitrat hoá.

Sự thiếu oxy trong bể phản ứng dẫn đến :

Giảm hiệu suất xử lý và chất lượng nước sau xử lý.

Giảm khả năng lắng, tăng số lượng vi khuẩn dạng sợi.

Ức chế quá trình oxy hóa .

Nồng độ oxy cao dẫn đến :

Phá vỡ bông bùn

Giảm khả năng lắng, nước sau xử lý bị đục.

Tốn năng lượng.

Kiểm soát bùn: Đối với bể Nitrat hoá, cần phải theo dõi chặt chẽ sự hình thành bùn trong bể. Tính quan trọng của bùn là khả năng tạo bông.

Bùn trong bể Nitrat hoá thường có tuổi lớn, từ 3 – 15 ngày.

Hoạt tính của bùn giảm theo tuổi của bùn.

SV/SVI là chỉ tiêu đánh giá khả năng lắng và chất lượng của bùn hoạt tính.

SV là một điều cần kiểm soát và phải theo dõi hằng ngày. Đây là chỉ số thể hiện thể tích bùn hoạt tính có trong nước thải, sử dụng dụng cụ ống Imhoff, múc đầy định mức của ống (thông thường là 1000 ml), để lắng tự nhiên trong 30 phút (hay còn gọi là SV30). Xác định phần bùn lắng là bao nhiêu phần trăm.

SVI là tỷ số SV30/MLVSS. MLVSS được xác định tại phòng thí nghiệm.

Lượng bùn ngày một gia tăng do sự phát triển của các vi sinh vật cũng như việc tách các chất bẩn ra khỏi nước thải. Số lượng bùn dư không giúp ích cho việc xử lý nước thải ngược lại nếu không lấy đi còn là trở ngại lớn. Lượng bùn dư này được bơm sang bể nén bùn để tăng nồng độ chất rắn, sau đó được bơm về bể chứa bùn và được tiếp tục bơm lên máy ép bùn tiếp đó qua máy sấy bùn sau đó bùn được đóng bao đem đi xử lý hàng ngày.

Sau khi đã tính được chỉ số SVI, dựa vào giá trị SVI mà ta có thể chuẩn đoán được “bệnh” của hệ thống bùn bể hiếu khí như:

SVI < 100: Bùn già: có thể trên bề mặt sẽ có bùn nhỏ như đầu mũi kim, đầu ra sẽ bị đục.

100 < SVI < 250: Bùn hoạt động tốt, lắng tốt, đầu ra ít đục. Thông thường, SVI từ 100 – 120 là tốt nhất.

SVI > 250: Bùn khó lắng, đầu ra bị đục.

Mùi – màu: Mỗi loại nước thải có màu và mùi đặc trưng, tùy thuộc vào thành phần hóa học của nước thải ấy. Sự thay đổi

của những tính chất này có thể do thành phần nước thải thay đổi và nó ảnh hưởng đến quá trình sinh học.

Bùn sinh học thường có màu vàng nâu. Khi quá tải hoặc không đủ oxy thì màu vàng nâu này sẽ trở thành màu xám hay đen. Khi thiếu oxy, quá trình sinh học yếm khí xảy ra và sinh ra mùi khó chịu của H2S, mercaptans…

Trong bể Nitrat hoá, mẫu bùn hoạt tính lấy từ độ cao khác nhau có màu vàng nâu thể hiện bể hoạt động tốt. Nếu có lớp bùn bông màu đen cần lập tức kiểm tra các thông số liên quan và tìm biện pháp khắc phục.

7. Các tiêu chí của một hệ thống xử lý nước thải

1. Chi phí rẻ, dễ thực hiện, dễ vận hành, dễ di chuyển.
2. Dễ bảo trì và bảo dưỡng, an toàn với kỹ sư vận hành
3. Bền với môi trường của nước thải, đặc biệt các loại nước thải chứa hóa chất ăn mòn như Xút NaOH, hay Axit.
4. Thiết kế linh hoạt, có thể thay đổi theo quy mô và mục đích sử dụng mà không tốn quá nhiều chi phí cải tạo.
5. Áp dụng các công nghệ tiên tiến nhất hiện nay trong xử lý nước thải như lọc màng MBR, bể MBBR, hoặc các công nghệ như fenton hay quy trình feammox hoặc các bể ô xy hóa bậc cao.
6. Nước thải đầu ra có thể tái sử dụng cho các mục đích như: Tưới cây, làm mát máy, rửa đường,…
7. Luôn ổn định trong quá trình sử dụng, không có các lỗi kỹ thuật gây ảnh hưởng tới chất lượng nước thải đầu ra.
8. Độ bền cao, đặc biệt có thể chống chịu được với môi trường khắc nghiệt

8. Quy Chuẩn, Quy Định Về Xử Lý Nước Thải Tại Việt Nam

Việc tuân thủ các quy chuẩn về xử lý nước thải là trách nhiệm pháp lý và đạo đức của mọi tổ chức, doanh nghiệp và cá nhân. Tại Việt Nam, hệ thống quy chuẩn về nước thải được quy định chặt chẽ bởi Bộ Tài nguyên và Môi trường, nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Một số tiêu chuẩn, quy chuẩn quan trọng cần tuân thủ:

• QCVN 14:2025/BTNMT  – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.
• QCVN 40:2025/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
• QCVN 62:2025/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi

9. Các dự án tiêu biểu đã thực hiện

1. 1. Công Ty TNHH Kt Dv Chí Phú – Cn Bình Phước – Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo 500m3/ngày.
   2. Công Ty CP Dệt May Thắng Lợi – Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 200m3/ngày.
   3. Công Ty TNHH DSR Vina – 02 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 40m3/ngày.
   4. Công ty TNHH Hwaseung Vina – Cải tạo hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 450m3/ngày.
   5. Công Ty TNHH Hyunlogos Vina – Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 30m3/ngày.
   6. Công Ty TNHH Terraco – Hệ thống xử lý nước thải sản xuất sơn 15m3/ngày.
   7. Công Ty TNHH Farlands Apparel Việt Nam – Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 10m3/ngày.
   8. Công Ty TNHH Thép Hải Trí – Hệ thống xử lý nước thải tẩy rửa thép 15m3/ngày.
   9. Công Ty TNHH Minh Tiến Hưng Yên – Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi gà 30m3/ngày.
   10. Công Ty TNHH Phân Bón Việt F A R M – Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp 30m3/ngày.
   11. Công Ty TNHH In Nhãn Bao Bì Hoàng Hà – Hệ thống xử lý nước thải mực in 10m3/ngày.
   12. Chi Nhánh Nhà Máy Chế Biến Gỗ Satimex – Hệ thống xử lý nước thải sản xuất 30m3/ngày.
   13. …. Và nhiều dự án khác .

10. Dịch Vụ Xử Lý Nước Thải Chuyên Nghiệp Tại Green Star: Đáp Ứng Mọi Nhu Cầu

Green Star tự hào cung cấp đa dạng các dịch vụ xử lý nước thải, đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng:

• Tư vấn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải: Tư vấn miễn phí, khảo sát, thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp với từng loại hình, quy mô và yêu cầu của khách hàng.
• Thi công, lắp đặt hệ thống xử lý nước thải: Thi công trọn gói hệ thống xử lý nước thải, từ công đoạn xây dựng đến lắp đặt thiết bị, đảm bảo chất lượng và tiến độ.
• Vận hành, bảo trì hệ thống xử lý nước thải: Cung cấp dịch vụ vận hành, bảo trì hệ thống định kỳ, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
• Nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lý nước thải: Nâng cấp, cải tạo các hệ thống xử lý nước thải cũ, lạc hậu để tăng hiệu quả xử lý, đáp ứng tiêu chuẩn mới.
• Cung cấp vật tư, thiết bị xử lý nước thải: Cung cấp vật tư, thiết bị chính hãng, chất lượng cao cho hệ thống xử lý nước thải.
• Quan trắc, phân tích nước thải: Thực hiện quan trắc, phân tích chất lượng nước thải định kỳ, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và đạt tiêu chuẩn xả thải.

Dịch vụ của Green Star áp dụng cho đa dạng các loại hình nước thải:

• Xử lý nước thải sinh hoạt: Khu dân cư, tòa nhà, chung cư, nhà hàng, khách sạn, trường học, bệnh viện, khu du lịch…
• Xử lý nước thải công nghiệp: Nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp thuộc các ngành dệt may, hóa chất, thực phẩm, giấy, da giày, điện tử, cơ khí…
• Xử lý nước thải y tế: Bệnh viện, phòng khám, trung tâm y tế, cơ sở chăm sóc sức khỏe…

Xử lý nước thải không còn là một lựa chọn mà là một yêu cầu thiết yếu trong thế giới hiện đại, một lĩnh vực đòi hỏi sự kết hợp giữa khoa học, công nghệ và trách nhiệm môi trường. Việc hiểu rõ các khái niệm cơ bản, quy trình xử lý chuẩn mực và các công nghệ tiên tiến là bước đầu tiên giúp chúng ta đưa ra những quyết định đầu tư và vận hành đúng đắn.

Đầu tư vào một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, được thiết kế bởi các chuyên gia, chính là đầu tư cho sự phát triển bền vững của doanh nghiệp, cho sức khỏe cộng đồng và cho một hành tinh xanh sạch hơn.

Bạn đang trăn trở tìm kiếm giải pháp cho vấn đề nước thải của mình? Bạn cần một hệ thống xử lý hiệu quả, tiết kiệm và tuân thủ quy định ?

Đừng ngần ngại, hãy liên hệ ngay với Môi Trường Green Star ! Với kinh nghiệm dày dặn và đội ngũ chuyên gia tâm huyết, chúng tôi sẵn sàng cung cấp cho bạn dịch vụ tư vấn chuyên sâu, hoàn toàn miễn phí. Green Star sẽ cùng bạn phân tích, đánh giá và tìm ra giải pháp xử lý nước thải tối ưu nhất, được thiết kế dành riêng cho nhu cầu và điều kiện của bạn.