Quy trình xử lý nước thải từng bước
Nước thải, còn được gọi là nước thải thô bao gồm nhưng không giới hạn ở nước từ phòng tắm, nhà vệ sinh nhà bếp và các chất thải công nghiệp khác.

Xử lý nước thải là một quá trình loại bỏ các vi sinh vật, chất gây ô nhiễm và bất kỳ chất ô nhiễm nào khác khỏi nước thải.

Nước thải hàng ngày từ nhà ở, nhà vệ sinh trường học, cơ sở kinh doanh và thậm chí cả nhà máy của chúng ta đi xuống và chảy vào hệ thống cống rãnh của Thành phố.

Ngoài ra, dòng chảy từ mưa, tuyết tan và nước rửa đường phố chảy vào các lưu vực hứng nước và sau đó đến cống rãnh.

Về cơ bản, xử lý nước thải là một quá trình đơn giản để chuyển nước thải thành nước la canh, sau đó có thể thải trở lại môi trường.

Nước thải này chứa đầy các chất gây ô nhiễm như hóa chất, vi khuẩn và các chất độc khác. Lý do chính của việc xử lý là để đảm bảo rằng nguồn nước này được xử lý ở mức độ chấp nhận được và an toàn để thải trở lại môi trường.

Quá trình xử lý nước thải cũng là một quá trình mà các chất gây ô nhiễm và các chất ô nhiễm khác được loại bỏ khỏi nước thải bằng các thiết bị và phương pháp tiên tiến.

Như từ đó cho thấy, làm sạch nước thải thô là một quá trình. Nó được thực hiện trong các giai đoạn cho đến giai đoạn cuối cùng, nơi nước được xả vào sông.

Giai đoạn một - Sàng lọc quán bar
Loại bỏ các hạng mục lớn khỏi đầu ra để tránh làm hỏng máy bơm, van và các thiết bị khác của cơ sở.
Quá trình xử lý và thu hồi nước từ nước thải (bất kỳ loại nước nào đã được sử dụng trong gia đình, chẳng hạn như xả nhà vệ sinh, rửa bát hoặc tắm rửa và một số nước từ sử dụng công nghiệp và cống thoát nước mưa) bắt đầu với kỳ vọng rằng sau khi xử lý xong. sẽ đủ sạch để tái nhập môi trường.

Chất lượng của nước được quy định bởi Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) và Đạo luật Nước sạch, và các cơ sở nước thải hoạt động theo các giấy phép quy định của Hệ thống Loại bỏ Xả Ô nhiễm Quốc gia (NPDES). Theo EPA, Đạo luật Nước sạch (CWA) thiết lập cấu trúc cơ bản để điều chỉnh việc thải các chất ô nhiễm vào các vùng biển của Hoa Kỳ và quy định các tiêu chuẩn chất lượng cho các vùng nước mặt. Theo CWA, EPA đặt ra các tiêu chuẩn nước thải cho ngành công nghiệp. EPA cũng đã phát triển các khuyến nghị về tiêu chí chất lượng nước quốc gia đối với các chất ô nhiễm trong nước mặt. Hệ thống loại bỏ chất thải gây ô nhiễm quốc gia (NPDES) của EPA cho phép chương trình kiểm soát việc xả thải.

Ví dụ về các tiêu chuẩn dự kiến, Nhu cầu Oxy Sinh hóa (BOD) của nước thải đầu ra trung bình là 200 mg / L và nước thải sau khi xử lý dự kiến ​​là> 30 mg / L. Điều quan trọng là một cơ sở xử lý nước thải đáp ứng được những kỳ vọng này hoặc có nguy cơ bị phạt nặng.

Quy trình xử lý nước thải vật lý bắt đầu bằng việc sàng lọc các vật thể lớn đã lọt vào hệ thống cống, và nếu không được loại bỏ, có thể làm hỏng máy bơm và cản trở dòng chảy của nước. Một tấm chắn thanh thường được sử dụng để loại bỏ các vật phẩm lớn khỏi đầu ra và cuối cùng được đưa đến một bãi chôn lấp.

Giai đoạn hai - Sàng lọc
Loại bỏ sạn bằng cách cho dòng chảy qua / qua buồng chứa sạn.
Cần phải loại bỏ cặn mịn lọt vào ống dẫn nước để tránh làm hỏng máy bơm và thiết bị ở hạ nguồn (hoặc ảnh hưởng đến dòng nước). Quá nhỏ để được sàng lọc ra ngoài, sạn này cần được loại bỏ khỏi buồng chứa sạn. Có một số loại buồng chứa sạn (nằm ngang, tạo khí hoặc xoáy) kiểm soát dòng chảy của nước, cho phép sạn nặng rơi xuống đáy buồng; nước và chất hữu cơ tiếp tục chảy sang giai đoạn tiếp theo của quá trình. Hạt sạn được loại bỏ vật lý từ đáy của buồng và loại bỏ.

Giai đoạn ba - Bộ làm rõ chính
Bước đầu tách chất hữu cơ rắn ra khỏi nước thải.
Các chất rắn được gọi là chất hữu cơ / bùn chìm xuống đáy bể và được bơm đến thiết bị phân hủy bùn hoặc khu vực xử lý bùn, được làm khô và kéo đi. Tốc độ lắng thích hợp là một chỉ số quan trọng cho việc bể lắng hoạt động tốt như thế nào. Điều chỉnh tốc độ dòng chảy vào bể lắng có thể giúp người vận hành điều chỉnh tốc độ và hiệu quả lắng.

Sau khi loại bỏ sạn, đầu vào đi vào bể lắng sơ cấp lớn tách ra từ 25% đến 50% chất rắn trong đầu vào. Những bể lắng lớn này (đường kính 75 feet, 7½ inch ở rìa và 10½ feet ở trung tâm làm ví dụ) cho phép các chất rắn nặng chìm xuống đáy và dòng chảy của đầu ra sạch hơn. Hiệu quả của quá trình lọc sơ cấp là vấn đề của lưu lượng nước thích hợp. Nếu dòng nước chảy quá nhanh, các chất rắn không có thời gian chìm xuống đáy dẫn đến tác động tiêu cực đến chất lượng nước ở hạ lưu. Nếu dòng nước chảy quá chậm, nó sẽ ảnh hưởng đến quá trình lên dòng.

Các chất rắn rơi xuống đáy bể lắng được coi là bùn và được bơm ra ngoài thường xuyên để đảm bảo không ảnh hưởng đến quá trình tách. Bùn sau đó được loại bỏ sau khi loại bỏ hết nước và thường được sử dụng làm phân bón.

Giai đoạn bốn - Sục khí
Không khí được bơm vào bể / bể sục khí để khuyến khích chuyển hóa NH3 thành NO3 và cung cấp oxy cho vi khuẩn tiếp tục nhân giống và phát triển.
Sau khi chuyển đổi thành NO3, vi khuẩn loại bỏ / tách các phân tử oxy khỏi các phân tử nitrat và nitơ (N) được tạo ra dưới dạng N2 ↑ (khí nitơ).

Trọng tâm của quá trình xử lý nước thải là sự khuyến khích và tăng tốc quá trình tự nhiên của vi khuẩn, phá vỡ các chất hữu cơ. Quá trình này bắt đầu trong bể sục khí. Chức năng chính của bể sục khí là bơm oxy vào bể để khuyến khích sự phân hủy của bất kỳ chất hữu cơ nào (và sự phát triển của vi khuẩn), cũng như đảm bảo có đủ thời gian để chất hữu cơ bị phân hủy. Quá trình sục khí có thể được thực hiện bằng cách bơm và làm tan không khí vào bể hoặc thông qua việc khuấy mạnh để thêm không khí vào nước. Quá trình này được quản lý để tạo điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của vi khuẩn. Mức độ khí oxy [O2] dưới 2 ppm sẽ tiêu diệt vi khuẩn, làm giảm hiệu quả của cây trồng. Việc giám sát oxy hòa tan trong giai đoạn này của nhà máy là rất quan trọng. Các phép đo amoniac và nitrat thường dùng để đo hiệu quả của vi khuẩn trong việc chuyển đổi NH3 thành N2 ↑.

Một thông số quan trọng để đo lường trong xử lý nước thải là Nhu cầu Oxy Sinh hóa (BOD). BOD là một chỉ số đại diện cho lượng vật chất hữu cơ hiện có và được sử dụng để xác định hiệu quả của quá trình phân hủy vật chất hữu cơ. Có một số thử nghiệm khác được sử dụng để đảm bảo sự phân hủy vật chất hữu cơ tối ưu (và giảm BOD) như đo pH, nhiệt độ, Oxy hòa tan (DO), Tổng chất rắn lơ lửng (TSS), Thời gian lưu giữ thủy lực (tốc độ dòng chảy), Thời gian lưu giữ chất rắn (khoảng thời gian vi khuẩn ở trong buồng sục khí) và Hỗn hợp Chất rắn lơ lửng trong rượu. Việc giám sát liên tục và chính xác là rất quan trọng để đảm bảo BOD đầu ra cuối cùng được yêu cầu.

Giai đoạn năm - Bộ làm rõ thứ cấp
Nước thải đã qua xử lý được bơm vào bể lắng thứ cấp để cho phép lắng cặn hữu cơ còn lại ra khỏi dòng nước đã xử lý.
Khi nước thải ra khỏi quá trình sục khí, nó chảy vào bể lắng thứ cấp, giống như bể lắng sơ cấp, bất kỳ chất rắn (hoặc hạt mịn) rất nhỏ nào cũng chìm xuống đáy bể. Những chất rắn nhỏ này được gọi là bùn hoạt tính và bao gồm hầu hết là vi khuẩn hoạt động. Một phần bùn hoạt tính này được đưa trở lại bể sục khí để tăng nồng độ vi khuẩn, giúp nhân giống và đẩy nhanh quá trình phân hủy vật chất hữu cơ. Phần thừa được bỏ đi.

Nước chảy từ bể lắng thứ cấp về cơ bản đã giảm đáng kể chất hữu cơ và phải đạt được các thông số kỹ thuật đầu ra dự kiến.

Giai đoạn sáu - Clo hóa (Khử trùng)
Clo được thêm vào để tiêu diệt bất kỳ vi khuẩn nào còn sót lại trong khoang tiếp xúc.
Với việc tăng cường nồng độ vi khuẩn như một phần của giai đoạn sục khí, cần phải kiểm tra nước thải đầu ra xem có hoặc không có vi khuẩn và để khử trùng nước. Điều này đảm bảo rằng vi khuẩn ở nồng độ cao hơn quy định sẽ không bị thải ra ngoài môi trường. Khử trùng bằng clo là loại khử trùng phổ biến và rẻ tiền nhất nhưng khử trùng bằng ozon và tia UV cũng đang ngày càng phổ biến. Nếu sử dụng chorine, điều quan trọng là phải kiểm tra nồng độ clo tự do để đảm bảo chúng ở mức chấp nhận được trước khi thải ra môi trường.

Giai đoạn thứ bảy - Phân tích và kiểm tra nước
Kiểm tra mức độ pH thích hợp, amoniac, nitrat, phốt phát, oxy hòa tan và clo dư để tuân theo giấy phép NPDES của nhà máy là rất quan trọng đối với hiệu suất của nhà máy.
Mặc dù việc kiểm tra diễn ra liên tục trong suốt quá trình xử lý nước thải để đảm bảo lưu lượng nước, lọc và sục khí tối ưu, nhưng kiểm tra cuối cùng được thực hiện để đảm bảo nước thải ra khỏi nhà máy đáp ứng các thông số kỹ thuật của giấy phép. Các nhà máy không đáp ứng mức xả thải cho phép sẽ bị phạt tiền và có thể bị bắt giam bởi người điều hành phụ trách.

Giai đoạn 8 - Xử lý nước thải
Sau khi đáp ứng tất cả các thông số kỹ thuật của giấy phép, nước sạch được đưa trở lại môi trường.
Mặc dù việc kiểm tra diễn ra liên tục trong suốt quá trình xử lý nước thải để đảm bảo lưu lượng nước, lọc và sục khí tối ưu, nhưng kiểm tra cuối cùng được thực hiện để đảm bảo nước thải ra khỏi nhà máy đáp ứng các thông số kỹ thuật của giấy phép. Các nhà máy không đáp ứng mức xả thải cho phép sẽ bị phạt tiền và có thể bị bắt giam bởi người điều hành phụ trách.

Bước 1: Sàng lọc và bơm
Nước thải đầu vào đi qua thiết bị sàng lọc để loại bỏ các vật thể như vải vụn, mảnh gỗ, nhựa và dầu mỡ. Vật liệu loại bỏ được rửa và ép và xử lý trong một bãi chôn lấp. Nước thải được sàng lọc sau đó được bơm sang bước tiếp theo: loại bỏ sạn.
TStep_2.jpg
Bước 2: Loại bỏ sạn
Trong bước này, vật liệu nặng nhưng mịn như cát và sỏi được loại bỏ khỏi nước thải. Vật liệu này cũng được xử lý tại một bãi rác.
TStep_3.jpg
Bước 3: Giải quyết chính
Vật liệu sẽ lắng, nhưng với tốc độ chậm hơn bước hai, được đưa ra ngoài bằng cách sử dụng các bể tròn lớn gọi là bể lắng. Vật liệu lắng, được gọi là bùn sơ cấp, được bơm từ đáy và nước thải ra khỏi bể từ trên. Các mảnh vụn trôi nổi như dầu mỡ được lướt khỏi mặt trên và được gửi cùng với vật liệu lắng xuống các thiết bị phân hủy. Trong bước này, hóa chất cũng được thêm vào để loại bỏ phốt pho.
TStep_4.jpg
Bước 4: Sục khí / Bùn hoạt tính
Trong bước này, nước thải được xử lý gần hết. Thông qua quá trình suy thoái sinh học, các chất ô nhiễm được vi sinh vật tiêu thụ và chuyển hóa thành mô tế bào, nước và nitơ. Hoạt động sinh học xảy ra ở bước này rất giống với hoạt động xảy ra ở đáy hồ và sông, nhưng ở những khu vực này, quá trình suy thoái phải mất nhiều năm mới hoàn thành.
TStep_5.jpg
Bước 5: Giải quyết thứ cấp
Các bể tròn lớn được gọi là bể lắng thứ cấp cho phép nước thải sau xử lý tách khỏi bể sinh học từ bể sục khí ở bước này, tạo ra nước thải đầu ra, hiện đã được xử lý hơn 90%. Sinh học (bùn hoạt tính) được bơm liên tục từ đáy bể lắng và quay trở lại bể sục khí ở bước 4.
TStep_6.jpg
TStep_7.jpg
Bước 6: Lọc
Nước thải đầu ra được làm rõ được đánh bóng trong bước này bằng cách lọc qua phương tiện polyester 10 micron. Vật liệu bám trên bề mặt của bộ lọc đĩa được rửa ngược định kỳ và đưa trở lại nhà máy để xử lý.
Bước 7: Khử trùng
Để đảm bảo nước thải sau xử lý hầu như không có vi khuẩn, phương pháp khử trùng bằng tia cực tím được sử dụng sau bước lọc. Quá trình xử lý bằng tia cực tím tiêu diệt vi khuẩn còn sót lại ở mức trong giấy phép xả thải của chúng tôi.
TStep_8.jpg
Bước 8: Hấp thụ oxy
Nước đã qua xử lý, hiện ở trạng thái chất lượng cao rất ổn định, được sục khí nếu cần thiết để đưa lượng oxy hòa tan lên mức cho phép. Sau bước này, nước đã qua xử lý sẽ đi qua đầu ra của chất thải, nơi nó nhập vào sông Oconomowoc. Nước thải ra sông phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt do DNR đặt ra. Loại bỏ chất ô nhiễm được duy trì ở mức 98% hoặc cao hơn.
TStep_9.jpg
Xử lý bùn
Bùn sơ cấp được bơm từ đáy của bể lắng sơ cấp ở bước ba, cùng với dòng chảy liên tục của bùn hoạt tính thải từ quá trình sục khí / bùn hoạt tính ở bước bốn, phải được xử lý để giảm thể tích và tạo ra sản phẩm cuối cùng có thể sử dụng được. Quy trình xử lý bùn bao gồm bốn bước như được mô tả ở đây.