Phần lớn các trạm xử lý nước thải hiện nay đều được xây dựng dựa trên nguyên tắc truyền thống, đó là thu gom sau đó xử lý tập trung. Việc thu gom nước thải đôi khi gặp nhiều khó khăn do hệ thống đường ống thu gom khá xa với khu dân cư; công nghệ xử lý tại nhiều nhà máy đã tương đối lạc hậu; tổng lượng nước thải được xử lý triệt để đảm bảo các yêu cầu phục vụ tái sử dụng nước còn thấp. Không những thế, nhiều nhà máy xử lý nước thải được xây dựng trong thời gian dài đã ảnh hưởng không ít đến việc xử lý khối lượng nước thải đang ngày càng tăng tại các khu đô thị cũng như ảnh hưởng đến môi trường sống của người dân do ảnh hưởng của mùi, tiếng ồn…

Trạm xử lý nước thải truyền thống

Giải pháp khắc phục đối với bài toán xử lý nước thải khu vực đô thị hiện nay là sử dụng công nghệ xanh. Công nghệ xanh là giải pháp áp dụng nguyên lý “xanh” giúp tạo ra những nhà máy xử lý nước thải không có vùng đệm hoặc vùng đệm nhỏ, thu gọn diện tích xây dựng nhà máy, tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải, giảm hiệu ứng nhà kính, tạo ra kiến trúc cảnh quan xanh, hài hòa với thiên nhiên và môi trường sống xung quanh và giảm mùi so với các trạm xử lý nước thải truyền thống.

Công nghệ xanh hoạt động theo đặc điểm sử dụng kết hợp giá thể nhân tạo và giá thể tự nhiên giúp tăng cường khả năng xử lý, giảm thiểu lượng bùn thải và năng lượng tiêu thụ.

Công nghệ xanh sử dụng kết hợp giá thể nhân tạo và giá thể tự nhiên

Công nghệ xanh được ưu tiên áp dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt đô thị vì đặc thù nước thải sinh hoạt đô thị thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, rác, dầu mỡ, các chất hữu cơ hòa tan (COD, BOD5), các chất dinh dưỡng (Ni tơ, phốt pho…) và các vi trùng gây bệnh. Giải pháp công nghệ xanh có thể triệt để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ nhờ vi sinh vật hoạt động theo quy trình: Loại bỏ rác, dầu mỡ, hạt dễ lắng trong công trình tiền xử lý => Oxy hóa bằng vi sinh vật các chất hữu cơ hòa tan với việc sử dụng bùn hoạt tính và giá thể cố định Công nghệ xanh => Lắng cặn và khử trùng.

Ngoài xử lý tốt nước thải sinh hoạt đô thị, công nghệ xanh còn có thể sử dụng trong xử lý nước thải công nghiệp và sản xuất.

Nguyên lý hoạt động cơ bản của công nghệ xanh

Công nghệ xanh hoạt động theo đặc điểm sử dụng kết hợp giá thể nhân tạo và giá thể tự nhiên giúp tăng cường khả năng xử lý, giảm thiểu lượng bùn thải và năng lượng tiêu thụ.

Trước giai đoạn xử lý sinh học là giai đoạn xử lý sơ bộ để tách cặn, rác, dầu mỡ và các tạp chất thô có trong nước thải. Sau xử lý sinh học là công đoạn khử trùng để đảm bảo chỉ tiêu vi sinh trong nước sau xử lý.

Quy trình xử lý nước thải ứng dụng công nghệ xanh cơ bản bao gồm 3 công đoạn: xử lý sơ bộ; xử lý sinh học và khử trùng,

Mô tả quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ xanh

Giai đoạn 1: Xử lý sơ bộ

Tách rác thô: Nước thải trước khi vào Hố bơm đầu vào sẽ được đưa qua mương tách rác thô để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn như cành, lá cây, túi ni lông nhằm tránh làm tắc đầu hút của bơm, giảm công suất xử lý của hệ thống.

Tách rác tinh: Từ hố bơm đầu vào, nước thải sẽ được bơm qua mương đặt máy tách rác tinh để loại bỏ tiếp các tạp chất có đường kính lớn hơn 5mm nhằm giảm thiểu mức độ ảnh hưởng của chúng đối với các công đoạn xử lý phía sau.

Tách cát và tách dầu mỡ: Nước thải sau khi đã được loại bỏ rác + tạp chất kích thước lớn sẽ được đưa qua Bể tách cát và tách dầu mỡ để loại bỏ cát cũng như dầu mỡ nổi.

Giai đoạn 2: Xử lý sinh học

Mục đích của cụm xử lý trong giai đoạn này là xử lý các thông số ô nhiễm: BOD, COD, chất rắn lơ lửng, nitơ, phốt pho nhờ sử dụng kết hợp giá thể sinh học cố định của Công nghệ Xanh và sinh khối lơ lửng trong khối bể xử lý hiếu khí, thiếu khí cũng như hệ sinh thái của thảm thực vật.

Trong các bể xử lý thiếu khí và Hiếu khí hệ thống cây thủy sinh cũng được tuyển chọn để sử dụng nhằm mục đích vận chuyển oxy đến bộ rễ nhằm tăng hoạt động của bộ giá thể sinh học, đồng thời chúng còn tiêu thụ các chất ô nhiễm trong nước như nguồn thức ăn cho quá trình phát triển. Điều này rất có ích khi lượng nước thải cấp vào nhỏ hoặc nồng độ ô nhiễm thấp giúp duy trì lượng vi khuẩn trong hệ thống, dẫn đến một quần thể vi khuẩn lớn hơn và đa dạng hơn khi lưu lượng nước thải ổn định. Từ đó, công nghệ xanh có tính linh hoạt và khả năng phục hồi cao hơn so với các công nghệ bùn hoạt tính hoàn toàn thông thường.

Nước thải sau khi xử lý tại các bể hiếu khí, thiếu khí sẽ được chuyển sang bể lắng sinh học để tách bùn ra khỏi nước. Tại đây hóa chất keo tụ PAC được bơm vào với mục đích tăng khả năng lắng của bông bùn và xử lý photpho trong nước thải. Một phần bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn về bể thiếu khí. Phần còn lại được chuyển đến bể chứa bùn và bị loại bỏ khỏi giai đoạn xử lý sinh học, giúp duy trì nồng độ bùn ở mức hợp lý.

Giai đoạn 3: Khử trùng

Giai đoạn này đặt sau các bể lắng sinh học để tiếp tục xử lý các chất ô nhiễm còn lại trong nước thải trước khi xả ra môi trường. Nước thải sau khi được xử lý ở các công đoạn trước tiếp tục được đưa qua bể khử trùng để tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh, đảm bảo nước thải đầu ra đạt các tiêu chuẩn; quy chuẩn quốc gia về môi trường. Đồng thời, thông qua hệ quan trắc tự động - hệ thống sẽ đo và ghi nhận trực tiếp các thông số chất lượng nước thải, giúp kiểm soát thông số nước đầu ra, đảm bảo đạt cột A, QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả ra môi trường.

Ứng dụng công nghệ xanh trong thực tế

Việc nghiên cứu chuyển giao ứng dụng công nghệ xanh trong triển khai tại các khu vực đô thị hiện nay đang được nhiều đơn vị chuyên xử lý nước thải, nước cấp triển khai thực hiện đặc biệt tại các Khu công nghiệp và Khu đô thị. Có thể kể đến một vài doanh nghiệp như: Công ty TNHH ECOBA Công nghệ Môi trường; Công ty Môi trường Hành trình xanh…

Dự án Trạm xử lý nước thải số khu đô thị Vinhomes Grand Park (Tp. Hồ Chí Minh), Công suất: 13.500 m3/ngày

Các đơn vị chuyên xử lý nước thải, nước cấp này dù sử dụng các công nghệ có đôi chút khác biệt nhưng phần lớn đều dựa trên Nguyên lý hoạt động cơ bản của công nghệ xanh. Các dự án xử dụng công nghệ xanh đã được triển khai ngày càng nhiều hơn trong thực tế và mang lại hiệu quả kinh tế, cũng như mỹ quan đô thị. Có thể kể đến các Dự án: Trạm xử lý nước thải số 1 khu đô thị Vinhomes Smart City (Tp. Hà Nội), Công suất: 10.800 m³/ngày; Trạm xử lý nước thải số 2 khu đô thị Vinhomes Smart City (Tp. Hà Nội), Công suất: 17.000 m³/ngày; Trạm xử lý nước thải số khu đô thị Vinhomes Grand Park (Tp. Hồ Chí Minh), Công suất: 13.500 m³/ngày; Trạm xử lý nước thải Tp. Bắc Giang (tỉnh Bắc Giang), Công suất: 10.000 m³/ngày; Trạm xử lý nước thải KĐT Vinhomes Ocean Park…

Hệ thực vật phong phú tại trạm xử lý nước thải ứng dụng công nghệ xanh góp phần thay đổi cảnh quan, hạn chế mùi trong quá trình xử lý