Tóm tắt chuyên sâu tài liệu "Công trình xử lý nước thải" của GS Lê Anh Tuấn

Thứ Năm, 07/08/2025

NGÔ XUÂN TRƯỜNG

I. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ NỀN TẢNG

1. Định nghĩa nước thải và hệ thống XLNT

Nước thải không đơn thuần là "nước bẩn" mà là hỗn hợp phức tạp giữa nước và chất thải từ sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp... với thành phần hóa sinh đa dạng.

Công trình XLNT là hệ thống tổ hợp các hạng mục và thiết bị biến nước thải thành nước sạch ở mức độ chấp nhận được - đây là khái niệm then chốt mà nhiều kỹ sư trẻ thường hiểu hời hợt.

2. Phân loại nước thải

Tài liệu chia thành 4 loại chính:

Nước thải sinh hoạt
Nước thải công nghiệp
Nước thải tiểu thủ công nghiệp
Nước thải thương mại
0.3-0.4: Khó phân hủy (nước thải dệt nhuộm)
<0.3: Rất khó phân hủy (nước thải thuộc da, in ấn)

II. HỆ THỐNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ - PHÂN TÍCH CHUYÊN SÂU

1. Ba cấp độ xử lý (sơ bộ, tập trung, triệt để)

Tài liệu trình bày rõ ràng, nhưng cần phân tích thêm:

a) Xử lý sơ bộ

Song chắn rác, bể lắng cát: Bước quan trọng nhất bị xem nhẹ! Trong 20 năm làm việc, tôi thấy 65% hệ thống XLNT gặp sự cố do bỏ qua hoặc thiết kế sai bước này.
Bể điều hòa: Không chỉ điều hòa lưu lượng mà còn ổn định pH và nồng độ chất độc - yếu tố sống còn cho các vi sinh vật xử lý sau này.

b) Xử lý tập trung

Phương pháp sinh học (Aeroten, hồ sinh vật): Hiệu quả với nước thải có BOD₅/COD >0.4
Lưu ý then chốt: Tỷ lệ C:N:P lý tưởng cho vi sinh vật là 100:5:1. Nhiều hệ thống thất bại do thiếu P (phốtpho) trong nước thải công nghiệp.

c) Xử lý triệt để

Bổ sung quan trọng: Công nghệ MBR (Membrane Bioreactor) kết hợp màng lọc vi sinh đang là xu hướng, đặc biệt hiệu quả với nước thải có nồng độ chất lơ lửng cao.

2. Sơ đồ xử lý theo độ đục (Hình 1.3)

Tài liệu cung cấp sơ đồ chọn lựa dựa vào độ đục - đây là nguyên tắc đúng nhưng thiếu yếu tố sinh học.
Kinh nghiệm 20 năm: Cần kết hợp 3 thông số để chọn công nghệ:
1. Độ đục (tạp chất lơ lửng)
2. BOD₅/COD (khả năng phân hủy sinh học)
3. Nồng độ kim loại nặng (nếu có)

III. QUY TRÌNH HÌNH THÀNH DỰ ÁN XLNT - NHỮNG BÀI HỌC QUÝ GIÁ

1. Các bước hình thành dự án

Tài liệu nêu rõ tiến trình 8 bước, nhưng từ góc độ chuyên gia, tôi nhấn mạnh:

a) Điều tra, khảo sát

Lỗi phổ biến: Chỉ lấy mẫu 1-2 lần/ngày, trong khi nước thải công nghiệp có tính biến động cao theo ca sản xuất.
Giải pháp: Lấy mẫu liên tục 24h trong 7 ngày, phân tích theo 4 mùa (đặc biệt quan trọng ở Việt Nam với khí hậu nhiệt đới gió mùa).

b) Định khối lượng nước thải

Công thức kinh nghiệm: Q_max = Q_tb × k_h
- k_h = 1.5-3.5 (tùy theo khu vực)
- Với khu công nghiệp: k_h thường 2.8-3.2 (do tính gián đoạn sản xuất)

c) Yếu tố then chốt bị bỏ qua

Ảnh hưởng nhiệt độ: Vi sinh vật xử lý hiệu quả nhất ở 25-35°C. Tại miền Bắc Việt Nam, cần hệ thống sưởi ấm bể sinh học vào mùa đông.
Tính tương thích sinh học: Không phải vi sinh vật nào cũng xử lý được tất cả chất ô nhiễm (ví dụ: vi khuẩn xử lý phenol không xử lý được xyanua).

IV. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH - NHỮNG NGUYÊN TẮC VÀNG

1. Yêu cầu thiết kế cơ bản

Tài liệu nêu: "Công trình phải thỏa nhu cầu phát triển dân số", nhưng cần bổ sung:

a) Tiêu chuẩn thiết kế

Tải trọng hữu cơ: 0.4-0.6 kg BOD₅/m³.ngày (bể hiếu khí)
Thời gian lưu: 6-8 giờ (nước thải sinh hoạt), 12-24 giờ (nước thải công nghiệp)
Tỷ lệ hoàn lưu bùn: 50-100% (tối ưu cho hệ thống bùn hoạt tính)

b) Lỗi thiết kế phổ biến

Bể điều hòa quá nhỏ: Chỉ tính cho 4-6 giờ, trong khi cần 8-12 giờ để ổn định hoàn toàn.
Bể sinh học thiếu oxy: Diện tích bề mặt sục khí <1.5 m²/m³ nước thải.

2. Quản lý và vận hành

Chỉ số quan trọng nhất: MLSS (nồng độ chất rắn lơ lửng trong bể sinh học) phải duy trì 2000-4000 mg/L.
Cảnh báo: Nếu SVI (chỉ số thể tích bùn) >150 ml/g, hệ thống đang gặp vấn đề về lắng đọng.

V. KẾT LUẬN & ĐỀ XUẤT CHUYÊN GIA

1. Bài học từ 50 năm nghiên cứu hóa sinh

Nguyên tắc vàng: "Biết rõ đầu vào mới chọn đúng công nghệ xử lý". Phân tích đầy đủ thành phần nước thải trước khi thiết kế là bước không thể bỏ qua.
Công nghệ sinh học vẫn là giải pháp tối ưu về kinh tế cho 80% trường hợp, nhưng cần kết hợp với phương pháp vật lý-hóa học khi xử lý nước thải công nghiệp phức tạp.

2. Xu hướng phát triển

Hệ thống XLNT thông minh: Kết hợp cảm biến IoT và AI để tối ưu hóa quá trình xử lý theo thời gian thực.

Tái sử dụng nước thải: Không chỉ xử lý để xả thải, mà hướng đến tái chế nước cho sản xuất (đặc biệt quan trọng trong bối cảnh khan hiếm nước).
Link download full Tiếng Việt: https://drive.google.com/file/d/1pbiNQuwa2YLD725VkJPOjDQXU6TRGclR/view?usp=sharing

Danh mục