Xử lý nước thải bằng công nghệ DEWATS - Xử lý nước thải phân tán, tại chỗ cho làng nghề

Giải pháp xử lý nước thải phân tán DEWATS (Decentralized Wastewater Treatment Solutions) được nghiên cứu và phát triển bởi Hiệp hội nghiên cứu và Phát triển Quốc tế Bremen (BORDA), Cộng hòa Liên bang Đức. Hiện nay, DEWATS đã được áp dụng để xử lý nước thải nhằm cải thiện điều kiện vệ sinh cho cộng đồng tại nhiều khu vực trên thế giới như Nam Phi, Nam Á và đặc biệt là Đông Nam Á. Tại khu vực Đông Nam Á, DEWATS rất phát triển tại Indonesia và từng bước phát triển tại quốc gia khác trong khu vực như Philippines, Laos, Cambodia…

Quá trình nghiên cứu ra công nghệ

Trong chương trình hợp tác giữa BORDA và Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam về phổ biến một số công nghệ phù hợp trong chương trình “Quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên khu vực Đông Nam Á”, giải pháp DEWATS đã từng bước được áp dụng vào điều kiện Việt Nam thông qua dự án “Phổ biến một số công nghệ phù hợp nhằm cải thiện đời sống kinh tế-xã hội cho người dân ở nông thôn miền  núi Việt Nam” do Bộ NN và PTNT phê duyệt và Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam thực hiện bởi PGS.TS. Nguyễn Tùng Phong là chủ nhiệm dự án. Dự án này bao gồm hai giai đoạn: giai đoạn 1 từ năm 2008 đến năm 2010 và giai đoạn 2 từ năm 2011 đến năm 2013.

Qua việc thực hiện dự án, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã từng bước nắm bắt được công nghệ và ứng dụng cho các lĩnh vực ứng dụng khác nhau như: nước thải sinh hoạt, nước thải làng nghề chế biến bún, nước thải chăn nuôi, nước thải giết mổ gia súc…

Ưu điểm (XEM VIDEO VỀ CÔNG NGHỆ TRÊN VTV 14)

- Hệ thống thu gom nhỏ nên chi phí xây dựng không cao so với các giải pháp xử lý tập trung.

- Các quá trình kị khí kết hợp hiếu khí xảy ra tự nhiên dựa trên lớp bùn hoạt tính phù hợp với từng loại nước thải.

- Không sử dụng năng lượng và hóa chất trong quá trình xử lý nên chi phí vận hành thấp và thân thiện với môi trường.

- Hiệu quả ngay cả đối với hàm lượng ô nhiễm hữu cơ cao.

- Không đòi hỏi trình độ cao ở người vận hành, người dân được đào tạo có thể tự vận hành

- Tạo cảnh quan đẹp cho môi trường xung quanh.

Quy trình công nghệ  

DEWATS là giải pháp xử lý nước thải phân tán được được nghiên cứu và phát triển với một cách tiếp cận tổng hợp với mục đích cung cấp một giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, thân thiện với môi trường, chi phí thấp, hoạt động tin cậy, ít phải bảo dưỡng, có thể tái sử dụng các sản phẩm sau xử lý...

DEWATS có khả năng xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ với quy mô dưới 1000m3/ngày đêm, với ưu điểm là hiệu quả xử lý cao, hoạt động tin cậy, lâu dài, thích ứng với sự dao động về lưu lượng, không cần tiêu thụ điện năng cho quá trình xử  lý, công nghệ xử lý thân thiện với môi trường, xử lý nước thải nhờ các vi sinh vật có trong nước thải hoặc nhờ quá trình tự nhiên mà không sử dụng đến hoá chất và đặc biệt là yêu cầu vận hành và bảo dưỡng đơn giản và chi phí vận hành-bảo dưỡng rất thấp.

Về công nghệ xử lý: DEWATS sử dụng phương pháp xử lý cơ học kết hợp quá trình xử lý sinh học kỵ khí và hiếu khí với các giai đoạn xử lý khác nhau. Hệ vi sinh vật trong các module được phát triển từ nguồn nước thải nên độ thích ứng với môi trường của nguồn thải và tính bền vững cao. Công nghệ xử lý đơn giản nên phù hợp với mọi trình độ của người vận hành.

- Xử lý sơ bộ bậc một (tiền xử lý): Quá trình lắng loại bỏ các cặn lơ lửng có khả năng lắng được, giảm tải cho các công trình xử lý phía sau.

- Xử lý bậc hai (Quá trình xử lý kị khí): Quá trình xử lý nhờ các vi sinh vật kị khí để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và hoà tan trong nước thải. Giai đoạn này có hai công nghệ được áp dụng là bể phản ứng kị khí vách ngăn dòng hướng lên (Anaerobic Baffle Reactor - ABR) và bể lắng kị khí Anarobic Filter (AF).

Bể phản ứng kị khí với các vách ngăn giúp cho nước thải chuyển động lên xuống. Dưới đáy mỗi ngăn, bùn hoạt tính được giữ lại và duy trì, dòng nước thải vào liên tục được tiếp xúc và đảo trộn với lớp bùn hoạt tính có mật độ vi sinh vật kị khí cao, nhờ đó mà quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong nước thải được diễn ra mạnh mẽ giúp làm sạch nước thải hiệu quả hơn các bể tự hoại thông thường.

Bể lọc kị khí với vật liệu lọc có vai trò là giá đỡ cho các vi sinh vật phát triển, tạo thành các màng vi sinh vật. Các chất ô nhiễm hoà tan trong nước thải được xử lý hiệu quả hơn khi đi qua các lỗ rỗng của vât liệu lọc và tiếp xúc với các màng vi sinh vật này.

Toàn bộ phần kị khí nằm sâu dưới đất nên không gian phía trên có thể sử dụng làm sân chơi, bãi để xe... Điều này rất thích hợp với các khu vực thiếu diện tích xây dựng.

- Xử lý bậc ba (Quá trình xử lý hiếu khí):  Công nghệ áp dụng chủ yếu của bước này là bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang. Ngoài quá trình lắng và lọc tiếp tục xảy ra trong bãi lọc thì hệ thực vật trồng trong bãi lọc góp phần đáng kể trong xử lý nước thải nhờ khả năng cung cấp ô xy qua bộ rễ của cây xuống bãi lọc tạo điều kiện hiếu khí cho các vi sinh vật lớp trên cùng của bãi lọc. Bộ rễ của thực vật cũng là môi trường sống thích hợp cho các vi sinh vật có khả năng tiêu thụ các chất dinh dưỡng có trong nước thải, tăng hiệu quả xử lý của bãi lọc. Ngoài ra thực vật trong bãi lọc hấp thụ các chất dinh dưỡng như Nitơ và Phốtpho. Nước sau bãi lọc trồng cây thường không còn mùi hôi thối như đầu ra của các công trình xử lý kị khí. Sau một thời gian vận hành hệ thực vật trong bãi lọc sẽ tạo nên một khuôn viên đẹp cho toàn bộ hệ thống xử lý.

- Khử trùng (Sau xử lý): hồ chỉ thị với chiều sâu lớp nước nông được thiết kế để loại bỏ các vi khuẩn gây bệnh nhờ bức xạ mặt trời xuyên qua lớp nước trong hồ. Tuy nhiên, đối với nước thải có lượng vi sinh vật gây bệnh cao thì việc sử dụng hoá chất khử trùng là điều cần thiết.

Về hệ thống hỗ trợ: Với trung tâm là công trình xử lý nước thải (giải pháp công trình), giải pháp DEWATS còn có một hệ thống các công cụ hỗ trợ (giải pháp phi công trình) nhằm hỗ trợ việc thiết kế, xây dựng, quản lý, vận hành, bảo dưỡng và đánh giá các khía cạnh kinh tế, xã hội như: Hệ thống quản lý chất lượng (QMS), Hệ thống giám sát và đánh giá hoạt động (Monev), Hướng dẫn quản lý nước thải tại nguồn (IWM), Công cụ đánh giá sức khỏe (HIA), Bản đồ vệ sinh (SANMAP)…

Về hiệu quả xử lý: DEWATS được nghiên cứu và phát triển để xử lý các nguồn nước thải bị ô nhiễm hữu cơ nên hiệu quả xử lý được đánh giá thông qua các chỉ tiêu COD, BOD5, TSS là chủ yếu. Tại các địa điểm áp dụng DEWATS thì các chỉ tiêu này đều đạt qui định trong QCVN 40:2011/BTNMT.