Quy trình xử lý nước thải và Cách xây dựng hệ thống đạt chuẩn QCVN

1. Tại sao xử lý nước thải là bắt buộc và cần đạt chuẩn QCVN

Khi hoạt động sản xuất, sinh hoạt hoặc y tế diễn ra, phát sinh lượng lớn nước thải chứa chất rắn, dầu mỡ, vi sinh vật, kim loại nặng, hữu cơ và các hợp chất khó phân hủy. Nếu xả trực tiếp mà không xử lý hoặc xử lý không đạt quy chuẩn, doanh nghiệp sẽ đối mặt:

• Hệ quả môi trường: ô nhiễm nguồn nước, đất, sinh vật; chuỗi thức ăn bị ảnh hưởng.

• Hệ quả sức khỏe: bệnh tật từ nước bị ô nhiễm, vi sinh vượt chuẩn.

• Hệ quả pháp lý: Việt Nam quy định nghiêm ngặt các tiêu chuẩn via các văn bản như QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải công nghiệp) và QCVN 28:2010/BTNMT (nước thải y tế).

• Hệ quả kinh tế: bị phạt, bị đình chỉ xả thải, bị tăng phí nước thải, mất uy tín với khách hàng và đối tác.

Việc thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải đúng quy trình và chính xác công nghệ giúp tiết kiệm CAPEX/OPEX, bảo vệ môi trường và tăng lợi thế cạnh tranh cho doanh nghiệp.

2. Khảo sát đầu vào & phân loại nguồn nước thải

Trước khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải, cần thực hiện khảo sát chi tiết:

• Lưu lượng nước thải (Q): trung bình và giờ cao điểm (m³/h hoặc m³/ngày)

• Chất lượng nước thải đầu vào: BOD5, COD, TSS, dầu mỡ, kim loại nặng, vi sinh vật, pH, nhiệt độ

• Loại nguồn thải:

  • Công nghiệp: sản xuất, chế biến thực phẩm, dệt nhuộm

  • Sinh hoạt: khu dân cư, khách sạn, chung cư

  • Y tế: bệnh viện, phòng khám, nha khoa

• Biến động theo ca/ngày/tuần:

  • Có hay không sự biến tải lớn?

  • Có pha loãng (mưa) hoặc pha đặc (ngừng sản xuất tạm thời)?

Việc phân loại giúp xác định loại công nghệ phù hợp: ví dụ, nước thải có nhiều dầu mỡ → cần tách dầu mỡ trước; nước thải y tế có vi sinh đặc biệt → cần khử trùng mạnh.

3. Quy trình xây dựng hệ thống xử lý nước thải

3.1 Tiền xử lý (Pre-treatment)

Mục tiêu: Loại bỏ rác lớn, cát, dầu mỡ, cân bằng lưu lượng và nồng độ để bảo vệ các công đoạn sau.

• Song chắn rác (bar screen) – loại bỏ rác thô.

• Bể lắng cát (grit chamber) – tách cát, sạn.

• Bể tách dầu mỡ hoặc DAF (Dissolved Air Flotation) nếu nước thải chứa dầu.

• Bể điều hòa (equalization tank) – cân bằng lưu lượng & nồng độ, khuấy trộn và homogenize.

• Kiểm soát pH/ nhiệt độ ngay từ đầu nếu cần.

Việc chuẩn bị tốt tiền xử lý giúp nâng cao hiệu suất toàn hệ thống, giảm tắc nghẽn và giảm chi phí bảo trì về sau.

3.2 Xử lý chính (Primary & Secondary)

Primary treatment:

• Bể lắng sơ bộ (primary sedimentation) – giảm TSS lớn, các hạt lơ lửng.

• Giá trị giảm TSS/BOD vòng 20–40% tùy thiết kế.

Secondary (sinh học):

• Công nghệ bùn hoạt tính (Activated Sludge): thường dùng cho nhà máy công nghiệp lớn. Thông số cần rõ: HRT, SRT, MLSS, DO.

• Công nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor): vòng vận hành theo mẻ, linh hoạt hơn khi tải biến động.

• Công nghệ MBR (Membrane Bioreactor): tích hợp sinh học + màng — cho effluent rất sạch. Rất phù hợp cho nhà máy muốn tái sử dụng nước hoặc khi nước đầu ra phải cực kỳ tốt.

Ví dụ: Nếu COD đầu vào 500 mg/L, hệ MBR có thể xử lý tới <50 mg/L đầu ra, dễ đạt chuẩn QCVN cấp A hoặc tái sử dụng.

*Tìm hiểu thêm về công nghệ MBR: Công Nghệ MBR Trong Xử Lý Nước Thải: Nguyên Lý, Ưu Điểm và Ứng Dụng

3.3 Xử lý tinh & khử trùng (Tertiary & Disinfection)

Sau khi xử lý sơ và chính, để đảm bảo đạt chuẩn QCVN, cần bước xử lý tinh:

• Lọc đa tầng (sand filter, active carbon) để loại TSS còn lại/ chất hữu cơ tan.

• Màng UF/RO nếu tái sử dụng nước hoặc nếu tiêu chí đầu ra rất nghiêm ngặt.

• Khử trùng: UV, Ozone, Chlorine – tùy yêu cầu vi sinh và khả năng tạo ra sản phẩm phụ.

• Khử mùi hoặc xử lý chất độc hại nếu có (AOP – advanced oxidation processes).

4. Cách chọn công nghệ: MBR, SBR, RO, AO – khi nào dùng?

Việc chọn công nghệ đúng giúp doanh nghiệp tránh “thiết kế thừa” – nghĩa là đầu tư nhiều hơn cần thiết hoặc ngược lại “thiết kế thiếu” → không đạt chuẩn, phải nâng cấp thêm tốn kém.

5. Thiết kế kỹ thuật & thông số quan trọng

Một vài thông số kỹ thuật mà kỹ sư thiết kế hệ thống xử lý nước thải phải nắm rõ:

• Q (flow): m³/ngày hoặc m³/h – xác định lưu lượng trung bình/đỉnh.

• BOD5 & COD đầu vào (mg/L): để tính tải hữu cơ.

• TSS đầu vào (mg/L).

• HRT (Hydraulic Retention Time):

  • Bể lắng: thường 2–4h

  • Bể sinh học: 4–24h tùy tải.

• SRT (Solids Retention Time): >8–10 ngày để đảm bảo nitrification, có khi đến 20–30 ngày.

• MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): CAS thường 2.000–4.000 mg/L, MBR có thể cao hơn.

• DO (Dissolved Oxygen): ≥1.5 mg/L ở bể aeration để tránh hiện tượng bulking.

• Tỷ lệ tải hữu cơ (F/M) & tải thể tích (kg BOD/kg MLSS·day): để sizing bể aeration.

• TSS/lưu lượng sau xử lý (effluent): theo QCVN yêu cầu.

Ví dụ: Nhà máy công suất Q = 300 m³/ngày, COD = 600 mg/L → thiết kế hệ MBR với HRT = 12h, SRT = 20 ngày, MLSS = 8.000 mg/L. Môi trường thiết kế phải có khoảng dư để chế tải + 20% phòng sự cố.

6. Quản lý bùn & phụ phẩm sau xử lý nước thải

Bùn xử lý là phần không thể bỏ qua:

• Thu bùn từ các bể lắng, từ MBR (excess sludge).

• Cô đặc (thickening), ổn định (aerobic/anaerobic) nếu nhiều.

• Dewatering: ép băng tải, ép trục vít để giảm hàm lượng nước.

• Thải hợp pháp: bùn chứa kim loại nặng/phần y tế phải đưa tới đơn vị xử lý chuyên.

• Chi phí vận hành bùn (OPEX) có thể lớn, nên thiết kế ngay từ đầu để tối ưu.

7. Kiểm soát chất lượng đầu ra & nghiệm thu theo QCVN

Để hoàn tất hệ thống, doanh nghiệp cần nghiệm thu đúng theo quy định:

• Lấy mẫu đầu ra tại quyền xả thải theo hồ sơ môi trường.

• Phân tích: pH, COD, BOD5, TSS, dầu mỡ, tổng Nitrogen, tổng Phosphorus, coliforms, kim loại nặng (nếu có).

• So sánh với tiêu chuẩn: ví dụ QCVN 40:2011/BTNMT hoặc QCVN 28:2010/BTNMT.

• Hồ sơ bàn giao: kết quả thí nghiệm, biên bản nghiệm thu, hướng dẫn vận hành.

• Nếu vượt chuẩn: lập kế hoạch corrective và vận hành lại.

Doanh nghiệp nên thực hiện giám sát định kỳ (tháng/quý) để đảm bảo hệ thống luôn vận hành ổn định và tránh vi phạm xả thải.

=> Tham khảo thêm về quy địng xử lý vi phạm về xử lý nước thải mới nhất tại đây

8. Ứng dụng theo ngành: công nghiệp, y tế, sinh hoạt, khách sạn

• Công nghiệp: nhà máy sản xuất, chế biến – nước thải thường nhiều COD, dầu mỡ, kim loại – yêu cầu xử lý mạnh, effluent thấp.

• Y tế & nha khoa: nước thải chứa vi sinh vật đặc biệt, hóa chất khử trùng – cần xử lý khử trùng cao, đảm bảo tiêu chuẩn coliforms.

• Sinh hoạt & khách sạn: tải hữu cơ nhẹ hơn, nhưng lưu lượng biến động cao – nên có bể điều hòa, công nghệ phù hợp giá thành thấp hơn.

• Dệt nhuộm, thực phẩm & đồ uống: có đặc thù như màu, SS, TDS, dầu mỡ – cần công nghệ chuyên biệt như DAF, MBR + RO…

Việc hiểu đúng ngành giúp thiết kế phù hợp, tránh “giải pháp chung chung” dẫn tới chi phí lớn và vận hành kém hiệu quả.

 

9. Những sai lầm thường gặp & lời khuyên từ chuyên gia

• Thiết kế thiếu bể điều hòa → hệ dễ bị quá tải khi biến động lưu lượng.

• Thiếu tính toán OPEX → công nghệ nhìn rẻ nhưng chi phí vận hành cao (ví dụ RO màng, năng lượng).

• Bỏ qua phần bùn hoặc tính sai kích thước – dẫn tới chi phí xử lý bùn tăng cao.

• Không có bộ đo & giám sát tự động → vận hành bằng cảm quan, dễ lỗi, hiệu suất giảm.

• Xây dựng trước khi khảo sát kỹ chất lượng đầu vào → dẫn tới thiết kế sai công nghệ, phải nâng cấp thêm.

Chuyên gia khuyến nghị: Luôn có “khoảng an toàn” + thiết kế linh hoạt (modular) để mở rộng hoặc nâng cấp. Hợp tác với đơn vị có kinh nghiệm thực tế như Mizuchan giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.

10. FAQ – Những câu hỏi thường gặp

Q1: Hệ thống MBR có đắt hơn bùn hoạt tính thông thường không?
A1: Có. MBR thường đầu tư CAPEX cao hơn và OPEX cao hơn (màng, điện). Nhưng if yêu cầu đầu ra rất thấp hoặc tái sử dụng nước, thì MBR sẽ tiết kiệm chi phí xử lý sau này và footprint nhỏ hơn.

Q2: Bao lâu cần bảo trì các thiết bị quan trọng như màng, bơm, DAF?
A2: Thông thường:

• Bơm: kiểm tra hàng tháng, thay bi cổ (bearing) 1–2 năm/lần

• Màng (MBR/RO): làm vệ sinh hóa học 3–6 tháng/lần hoặc sớm hơn khi áp suất tăng >20%

• DAF: kiểm tra hoạt động hàng tuần, làm vệ sinh khoang dầu 1–2 tuần/lần

Q3: Khi nào nên nâng cấp hệ thống xử lý nước thải?
A3: Khi có: tăng sản xuất dẫn tới Q tăng >20%, thay đổi đầu vào (COD tăng), thay đổi tiêu chuẩn xả thải mới, hoặc khi vận hành chi phí OPEX quá cao so với kế hoạch — lúc đó nên đánh giá lại công nghệ hoặc tăng thêm bể.

11. Kết luận và hướng tới vận hành bền vững

Việc xây dựng một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp/sinh hoạt chuẩn không chỉ kết thúc ở việc “đạt chuẩn QCVN” mà còn phải vận hành ổn định, tiết kiệm chi phí và bền vững trong thời gian dài. Từ khảo sát, thiết kế, thi công đến vận hành và bảo trì — tất cả đều phải có định hướng hiệu suất, chi phí, và môi trường.

Với đội ngũ kỹ thuật và kinh nghiệm thực tế từ Mizuchan, bạn có thể yên tâm rằng hệ thống sẽ được thiết kế đúng công nghệ, đúng tải, và phù hợp ngành của bạn — tránh “thiết kế dư thừa” hoặc “lép vế hiệu suất”.

12. Liên hệ tư vấn kỹ thuật – Báo giá hệ thống

Nếu bạn có nhu cầu:

• Khảo sát hiện trạng nước thải

• Lập báo cáo phân tích & lựa chọn công nghệ

• Thiết kế P&ID, bản vẽ thi công

• Chạy pilot test, lựa chọn MBR/SBR/RO

• Báo giá trọn gói – thi công – vận hành
  Hãy liên hệ với Mizuchan ngay:

Hotline / Zalo: 08 1213 6111 – 08 1289 6111

Website: www.mizuchan.org

Mail: info@mizuchan.org

Chúng tôi sẽ phản hồi trong vòng 24h với giải pháp tối ưu và báo giá chi tiết.