THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU CÔNG NGHIỆP

Kỹ thuật – công nghệ – tính toán – yêu cầu pháp lý – xu hướng mới

Nước thải công nghiệp là một trong những nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng nhất tại Việt Nam, đặc biệt trong bối cảnh tốc độ phát triển nhanh của các khu công nghiệp (KCN). Tính đến năm 2025, cả nước có hơn 400 KCN đang hoạt động, nhưng không phải tất cả đều có hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) tập trung đạt chuẩn. Việc thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải KCN không chỉ là yêu cầu pháp lý theo Luật Bảo vệ môi trường 2020, mà còn là điều kiện tiên quyết để thu hút đầu tư, bảo đảm an toàn môi trường và phát triển bền vững.

Hệ thống xử lý nước thải cho KCN mang tính chất tổng hợp – đa nguồn – đa thành phần ô nhiễm, đòi hỏi giải pháp thiết kế tối ưu, linh hoạt và có khả năng thích ứng với các ngành nghề đặc thù. Bài nghiên cứu này phân tích toàn diện các nguyên tắc thiết kế, cấu trúc công nghệ, thông số tính toán và mô hình quản lý hiệu quả nhất hiện nay.

II. Đặc điểm nước thải KCN và yêu cầu thiết kế

1. Nguồn phát sinh nước thải

Một KCN điển hình phát sinh nước thải từ 4 nhóm nguồn chính:

1.    Nước thải sản xuất
– chiếm 60–80%, đặc trưng theo từng ngành: dệt may, chế biến thực phẩm, giấy, cơ khí, hóa chất…

2.    Nước thải sinh hoạt
– từ công nhân, nhà ăn, nhà vệ sinh.

3.    Nước thải từ hoạt động thương mại – dịch vụ
– khu văn phòng, kho bãi, trạm cân.

4.    Nước mưa chảy tràn
– cuốn theo dầu mỡ, bùn đất, kim loại nặng.

2. Đặc tính nước thải

Các thông số ô nhiễm phổ biến:

·        BOD5: 200–1.000 mg/L

·        COD: 400–1.500 mg/L

·        TSS: 200–1.000 mg/L

·        N-NH4+: 20–60 mg/L

·        Dầu mỡ: 10–100 mg/L

·        Kim loại nặng: Pb, Cr6+, Zn, Ni, Cu…

·        Coliform: 10⁵–10⁶ MPN/100 mL

Do sự đa dạng ngành nghề, nước thải KCN luôn không đồng nhất, yêu cầu hệ thống có khả năng tiếp nhận – san bằng tải lượng – xử lý linh hoạt.

3. Yêu cầu pháp lý

Theo Luật BVMT 2020 và Nghị định 08/2022:

·        Mỗi KCN bắt buộc có hệ thống XLNT tập trung.

·        Chủ nguồn thải phải xử lý sơ bộ đảm bảo đạt QCVN trước khi đấu nối.

·        Hệ thống XLNT KCN phải đáp ứng QCVN 40:2011/BTNMT – Cột A hoặc B tùy vị trí xả thải.

·        Có thiết bị quan trắc tự động – truyền dữ liệu 24/7 về Sở TNMT.

III. Quy trình thiết kế hệ thống xử lý nước thải KCN

1. Xác định công suất thiết kế

Phương pháp tính

Công suất HTXLNT được xác định theo:

·        Số lượng và cơ cấu ngành

·        Lượng nước cấp của từng doanh nghiệp

·        Hệ số nước thải m³/tấn sản phẩm

·        Tỷ lệ đấu nối – dự phòng 20–30%

Ví dụ: KCN 200 ha với 70% diện tích cho thuê → doanh nghiệp tiêu thụ ~ 12.000–15.000 m³/ngày
→ Công suất XLNT đề xuất: 10.000–12.000 m³/ngày (đợt 1)
→ Nâng cấp lên 15.000–20.000 m³/ngày (đợt 2) theo quy hoạch.

2. Lựa chọn công nghệ xử lý

Hệ thống XLNT KCN gồm 4 nhóm công nghệ chính:

A. Xử lý cơ học (vật lý)

 Mục đích: loại bỏ rác thô – cặn lơ lửng.

Các công trình:

·        Song chắn rác

·        Bể lắng cát

·        Bể điều hòa

·        Tách dầu mỡ

·        Tuyến thu gom tách riêng nước mưa – nước thải

Bể điều hòa đặc biệt quan trọng vì nước thải KCN dao động lớn, nếu không điều hòa sẽ gây shock tải cho các bể sinh học.

B. Xử lý hóa lý

 Áp dụng cho: nước thải chứa dầu mỡ, kim loại nặng.

·        Keo tụ – tạo bông

·        Tuyển nổi DAF

·        Trung hòa pH

·        Hấp phụ than hoạt tính

Giúp giảm: TSS, dầu mỡ, độ màu, kim loại, chất hoạt động bề mặt.

C. Xử lý sinh học

Đây là trái tim của hệ thống.

Các công nghệ thường dùng:

1.    AAO (Anaerobic – Anoxic – Oxic)
→ xử lý Nito – Photpho tốt

2.    MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)
→ giá thể nhựa, tải trọng hữu cơ cao

3.    SBR (Sequencing Batch Reactor)
→ phù hợp KCN nhỏ

4.    UASB + Aerotank
→ áp dụng cho ngành hữu cơ cao (thực phẩm, tinh bột)

Hiện nay, 60% KCN mới chọn MBBR + AAO vì:

·        Hiệu suất cao

·        Ít bùn

·        Vận hành ổn định

·        Dễ nâng công suất

D. Xử lý nâng cao – khử trùng

·        Lọc áp lực / lọc cát – than

·        Khử trùng bằng chlorine hoặc UV

·        Ozone đối với nước có độ màu cao

·        RO (hiếm, chỉ khi yêu cầu tái sử dụng cao)

3. Sơ đồ công nghệ điển hình

Dây chuyền chuẩn cho 10.000 m³/ngày đêm

1.    Song chắn rác →

2.    Bể thu gom →

3.    Bể điều hòa →

4.    Bể keo tụ – tạo bông →

5.    Bể DAF →

6.    Bể thiếu khí (Anoxic) →

7.    Bể Aerotank / MBBR (hiếu khí) →

8.    Bể lắng sinh học →

9.    Bể khử trùng →

10.Hồ sinh học – xả ra suối/kênh tiếp nhận

Bùn thải: nén → ép bùn → chuyển giao đơn vị xử lý CTNH.

IV. Tính toán thiết kế các công trình chủ đạo

1. Bể điều hòa

·        Thời gian lưu: 6–8 giờ

·        Sục khí phân phối đều

·        Có hệ thống đo pH – DO – lưu lượng tự động

 Tác dụng: cân bằng lưu lượng, nồng độ, ổn định tải trọng hữu cơ.

2. Bể keo tụ – tạo bông – DAF

·        Tối ưu hóa hóa chất PAC/PAM

·        Tốc độ nâng bọt DAF: 10–12 m/h

·        Loại bỏ 60–90% TSS, 50–70% COD lơ lửng

3. Bể sinh học MBBR – AAO

Bể kỵ khí – thiếu khí (Anoxic)

Xử lý Nitrat/Nitrit, Photpho.

Bể hiếu khí (MBBR Aerotank)

·        Tải trọng hữu cơ: 1,0–3,0 kgBOD/m³.ngày

·        Giá thể biochip chiếm 40–55% thể tích

·        Hiệu suất xử lý COD → 85–95%

4. Bể lắng sinh học

·        Tải trọng bề mặt: 0,6–1,0 m³/m².h

·        Thời gian lắng: 2,5–3 giờ

5. Bể khử trùng

·        Dùng Chlorine 2–5 mg/L

·        Thời gian tiếp xúc: 30 phút

·        Đảm bảo Coliform ≤ 3.000 MPN/100 mL (Cột B)

V. Hệ thống thu gom – phân dòng – đo đếm nước thải

Đây là phần rất quan trọng trong thiết kế KCN hiện đại.

1. Thu gom tách riêng theo ngành

·        Nước thải dệt may → tuyến riêng

·        Nước thải thực phẩm → tuyến riêng

·        Nước thải cơ khí → tuyến riêng

→ Ngăn ngừa shock tải – ô nhiễm chéo – kim loại nặng lan truyền.

2. Đồng hồ đo lưu lượng – kết nối online

Theo luật, tất cả DN trong KCN phải:

·        Có đồng hồ đo lưu lượng nước thải

·        Truyền dữ liệu về Ban Quản lý KCN

·        Có điểm xả đo mẫu thuận tiện

3. Yêu cầu về xử lý sơ bộ của từng doanh nghiệp

DN phải xử lý đạt:

·        QCVN 40:2011 – Cột C trước khi đấu nối, hoặc

·        Theo tiêu chuẩn riêng do KCN quy định

Đảm bảo HTXLNT tập trung hoạt động ổn định.

Quản lý bùn thải – vấn đề thường bị bỏ quên

Bùn thải của KCN thường chứa:

·        Dầu mỡ

·        Kim loại nặng

·        Hóa chất keo tụ

→ Được xếp vào CTNH mã 07 02, 12 01, phải:

·        Lưu kho <6 tháng

·        Có mái che – sàn chống thấm

·        Có sổ theo dõi CTNH

·        Chuyển giao đơn vị xử lý có phép

Tích hợp quan trắc tự động – bắt buộc

HTXLNT KCN cần có hệ thống quan trắc:

·        Lưu lượng

·        COD

·        TSS

·        Amoni

·        pH

·        Nhiệt độ

Kết nối 24/7 về:

Sở TNMT – Tổng cục Môi trường – Ban quản lý KCN.

Đây là yêu cầu bắt buộc theo Thông tư 10/2021/BTNMT.

 Xu hướng công nghệ xử lý nước thải KCN trong tương lai

1. Công nghệ sinh học màng (MBR)

Ưu điểm:

·        COD < 20 mg/L

·        TSS ~ 0 mg/L

·        Tái sử dụng cho sản xuất – tưới cây

2. Công nghệ tái sử dụng nước thải – tuần hoàn nước

Nhiều KCN mới thiết kế hệ thống:

·        Lọc màng UF

·        RO 1 cấp

·        RO 2 cấp
→ tái sử dụng 30–60% lượng nước thải.

3. Chuyển đổi số và IoT trong quản lý

·        AI dự đoán tải trọng nước thải

·        IoT giám sát công trình 24/7

·        Dashboard cảnh báo sự cố

4. Mô hình KCN “Zero Liquid Discharge” (ZLD)

Không xả thải → tất cả được thu hồi – tái chế.
Áp dụng tại Ấn Độ, Trung Quốc và một số KCN Việt Nam.

Kết luận

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải KCN là một nhiệm vụ phức tạp, đòi hỏi:

·        Hiểu rõ đặc tính – cơ cấu ngành

·        Đánh giá chính xác tải lượng ô nhiễm

·        Lựa chọn công nghệ phù hợp

·        Thiết kế có dự phòng mở rộng

·        Tích hợp quản lý bùn – quan trắc – vận hành

Một hệ thống tốt không chỉ ngăn ngừa ô nhiễm mà còn trở thành yếu tố cạnh tranh quan trọng trong thu hút đầu tư, thúc đẩy kinh tế xanh và bảo đảm phát triển bền vững của địa phương.

 

GỌI NGAY – 0903649782 - 028 35146426 

ĐỂ ĐƯỢC TƯ VẤN 

CÔNG TY CP TV ĐẦU TƯ VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG

Địa chỉ: 28 B Mai Thị Lựu, P Đa Kao, Q 1, TPHCM

Chi nhánh: 2.14 Chung cư B1,số 2 Trường Sa, P 17, Q Bình Thạnh, TPHCM

ĐT: (08) 35146426 - (08) 22142126  – Fax: (08) 39118579 - Hotline 090 3649782 - 0907957895