TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI, NƯỚC CẤP SẢN XUẤT, ZLD

Tái sử dụng nước thải là việc sử dụng công nghệ và thiết bị để xử lý nước thải thành nước đạt các tiêu chuẩn về nước sạch và được sử dụng vào các mục đích khác nhau. Việc tái sử dụng nước thải làm tăng hiệu quả tuần hoàn nước giảm thiểu rủi ro cho môi trường và tăng hiệu quả việc sử dụng nước.

Theo The Lotus nước thải sau xử lý có thể được sử dụng cho việc:

– Tưới cây, duy trì mảng xanh, các hoạt động rửa/vệ sinh tolet/ công trình công cộng.
– Đưa ngược trở lại ở các giai đoạn sản xuất, hoặc tuần hoàn trở lại quy trình sản xuất.
– Tái sử dụng trong quy trình làm mát, giải nhiệt trong các nhà máy/ nghành nghề đặc thù
– Tái sử dụng cho nhu cầu cấp nước sinh hoạt hoặc sản xuất

 

Các công nghệ tái sử dụng nước thải phổ biến:

1. Công nghệ màng thẩm thấu ngược RO
Đứng đầu trong Top công nghệ tái sử dụng nước thải phổ biến hiện nay đó là công nghệ màng thấm thấu ngược RO.

Công nghệ màng được ra đời từ những năm 50 của thế kỷ trước. Nhưng không thể chối bỏ được phát minh tuyệt vời của nhà khoa học Oragin. Màng RO mỗi ngày đều được cải tiến và nâng cấp để khắc phục những nhược điểm trong quá trình vận hành.
Cơ chế lọc vật lý chỉ cho phép phân tử nước đi qua màng. Dưới tác động của áp lực cao và hệ thống tẩy rửa tự động. Đến nay, công nghệ màng RO vẫn đang là công nghệ xử lý nước phổ biến và tốt nhất.

Hình ảnh chi tiết màng RO.

Cùng chung cơ chế lọc vật lý như màng RO còn có các loại màng lọc khác như màng vi lọc (MF), màng siêu lọc (UF), màng nano (NF). Chúng chủ yếu được sử dụng phối hợp cùng với màng RO để nâng cao hiệu quả xử lý nước. MF, UF, NF khác nhau ở kích thước lỗ màng và khả năng loại bỏ vật chất.

Hình ảnh khả năng loại bỏ vật chất theo loại màng.

Hình ảnh thiết bị lọc RO

2. Vi lọc (MF)
Vi lọc (MF) là quá trình loại bỏ vật lý các chất rắn lơ lửng khỏi nước, qua màng. Vi lọc thường được sử dụng cùng với các quá trình phân tách khác như siêu lọc UF và thẩm thấu ngược RO.

Các bộ lọc được sử dụng trong vi lọc có kích thước lỗ lọc khoảng 0,1 – 10micron. Vi khuẩn và chất rắn lơ lửng là yếu tố chủ yếu có thể được loại bỏ thông qua vi lọc.
Ứng dụng điển hình cho hệ thống vi lọc (MF) là:
– Tiền xử lý cho một quá trình xử lý nước khác.
– Có thể dùng để xử lý nước thải.
– Ứng dụng để tách dầu và nước.
– Khử khuẩn đồ uống và dược phẩm mà không làm mất hương vị.
– Chế biến các sản phẩm từ sữa trong khi vẫn giữ hàm lượng protein.
3. Siêu lọc (UF)
Siêu lọc (UF) ngăn chặn vi-rút, đòi hỏi áp lực cao hơn một chút để đạt được điều này. Bộ lọc siêu lọc có kích thước lỗ khoảng 0,01 micron (hoặc nhỏ hơn).
Màng UF được sử dụng trong các quy trình sau:
– Xử lý nước tinh khiết.
– Xử lý nước thải, tái sử dụng nước thải.
 – Loại bỏ mầm bệnh từ sữa.
– Làm sạch nước ép trái cây.
Hình ảnh hệ thống lọc UF
4. Công nghệ màng lọc nano (NF)
– Màng lọc nano thường loại bỏ 30% – 50% các ion đơn trị như clorua hoặc natri. Và loại bỏ 90 – 95% các ion độ cứng Canxi, Magie.
– Thiết kế và hoạt động của các bộ lọc được sử dụng trong NF rất giống với màng lọc thẩm thấu ngược, với một số khác biệt. Những màng này không phải là màng cứng như màng RO và áp lực nước cấp thấp hơn. Bộ lọc lọc nano có kích thước lỗ khoảng 0,001 micron.
– Màng nano còn được gọi là màng lọc ‘làm mềm vì nó thường được sử dụng để lọc nước với tổng lượng chất rắn hòa tan thấp, để loại bỏ chất hữu cơ và làm mềm nước.

NF có thể được sử dụng trong các quy trình: Xử lý nước tinh khiết; Tiền xử lý trước cho RO; Nước sản xuất dược phẩm, dệt may, làm bánh, sữa, ….

5. Màng sinh học MBR
Bên cạnh các công nghệ màng còn có màng sinh học MBR. Là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng công nghệ lọc màng. Đây là công nghệ xử lý nước thải được sử dụng rộng rãi cho nước thải đô thị và công nghiệp trong các dự án lớn trên khắp Việt Nam và thế giới.
Màng MBR là một công nghệ nâng cấp của quá trình xử lý hoạt tính truyền thống (CAS). Trong đó, module màng MBR được nhúng vào bể Aerotank hoặc đặt vào bể riêng.

Ưu điểm khi sử dụng màng MBR

– Quá trình phân tách chất bẩn và vi sinh vật hoàn toàn bằng màng MBR nên không cần bể lắng thứ cấp và bể khử trùng, đồng thời tiết kiệm 50% diện tích bể sinh học.
– Hệ thống xử lý dùng màng MBR vận hành dễ dàng và được thiết lập tự động. Thông lượng nước sạch hút ra qua bơm hút được kiểm soát bởi đồng hồ đo lưu lượng.
– Chu kỳ hút/rửa hoàn toàn tự động nhờ van điện tự động đóng ngắt. không cần phải đo chỉ số SVI hàng ngày (đây là chỉ số rất quan trọng đối với quá trình thông thường) giúp tiết kiệm được nhân công vận hành.

Công nghệ màng RO có khả năng xử lý nước cao nhất. Có thể đưa độ khoáng TDS về khoảng 300 – 500 ppm. Tuy nhiên, khi mục đích sử dụng yêu cầu chất lượng nước là siêu tinh khiết có TDS < 5ppm. Chúng ta cần có sự góp sức của một số công nghệ khác như: Thiết bị bay hơi; Công nghệ trao đổi ion – exchange; …

6. Thiết bị bay hơi (Evaporators)

Thiết bị bay hơi là thiết bị sử dụng nhiệt tạo thành hơi nước và thu được nước tinh khiết. Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình xử lý có thể được phục vụ cho nhu cầu về nhiệt ở nhiều lĩnh vực khác nhau.

Hệ thống bay hơi Alpha Flash

Thiết bị bay hơi cho phép phân tách chất thải lỏng thành nước sạch tinh khiết và chất rắn. Nên sau quá trình xử lý nước bằng thiết bị bay hơi sẽ không còn nước thải để xử lý tiếp.
Ưu điểm của công nghệ là cho chất lượng nước sau xử lý siêu sạch, gần với nước cất.
Tuy nhiên, nhược điểm đó là chi phí đầu tư thiết bị bay hơi khá cao. Chủ yếu thiết bị bay hơi được các đơn vị sản xuất ứng dụng vào quy trình Zero liquid discharge – ZLD (không xả thải chất lỏng).

7. Công nghệ trao đổi ion – ion exchange
Trao đổi ion DI (Deionication) là một quá trình sử dụng hạt nhựa để xử lý nước. Dựa trên nguyên tắc ion khác cực thì hút nhau, sử dụng hạt nhựa có chứa các ion đưa vào nước thải cần xử lý. Khi đó, các ion tạp chất có trong nước sẽ được thay thế bởi các ion có trong hạt nhựa.

Các ion phổ biến trong nước thô
Cations Anions
Calcium (Ca2+) Chloride (Cl-)
Magnesium (Mg2+) Bicarbonate (HCO3-)
Sodium (Na+) Nitrate (NO3-)
Potassium (K+) Carbonate (CO32-)
Iron (Fe2+) Sulfate (SO42-)
Quá trình tinh lọc ion trong nước sẽ làm cho nước có chất lượng rất cao. Có hai loại thiết bị khử ion trong nước phổ biến đó là two-bed hoặc mixed-bed.
Ưu điểm của công nghệ trao đổi ion – ion exchange
– Hạt nhựa trao đổi Ion làm mềm nước có thể tái sinh, hiệu quả làm mềm cao.
– Thiết bị làm mềm nước dễ dàng sử dụng, vận hành tự động.
– Chi phí thấp, hiệu quả kinh tế cao do tái sinh được hạt nhựa trao đổi ion.
 

Hệ thống tái sử dụng nước thải

Hệ thống tái sử dụng nước thải công nghiệp bằng module màng TSRO.

1. Tái sử dụng nước thải trong công nghiệp:

Ngành nhiệt điện Thông thường không có tái sử dụng.
Dệt nhuộm Đạt chuẩn cho các quy trình trong sản xuất: nấu, giặt, tẩy trắng, làm bóng, nhuộm in, ….
Sản xuất giấy Quá trình nấu, rửa sau nấu, rửa thiết bị, rửa sàn ….
Xi mạ Phục vụ sản xuất, tẩy rửa bề mặt kim loại.
Điện tử Rửa linh kiện điện tử, rửa các thành phần chất bán dẩn trong sản xuất, làm sạch hoặc đông khắc, quá trình oxi hoá bề mặt silicon, chuẩn bị mạ, ….
Bia, thực phẩm, nước giải khát Nấu, đường hoá, ủ nha, lên men, vệ sinh, ….
Dược Phẩm Đạt chuẩn cho các quy trình trong sản xuất: Lò hơi, nồi hấp triệt trùng thuốc tiêm – nhỏ mắt, súc rửa chai lọ, máy móc, ….

2. Tái sử dụng nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt sau khi qua các quá trình xử lý nước có thể được sử dụng để duy trì mảng xanh, phòng cháy chữa cháy, vệ sinh đường bộ, giải trí, ….

3. Tái sử dụng nước thải khác

Nước thải nguy hại (nước thải được thải ra từ các quá trình sản xuất tạo ra chất thải nguy hại, rửa vết hàn, sản xuất bo mạch điện tử, …) Hoạt động dân sự.
Nước rỉ rác (nước thải được thu gom từ các bãi chôn lấp chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, …) Hoạt động dân sự.
Và các nhóm nước thải khó xử lý có chỉ số TDS lên đến 100.000 ppm Hoạt động dân sự.

Các quy định – tiêu chuẩn cho việc tái sử dụng nguồn nước thải

Trong Nghị định 80/2014/NĐ-CP, Điều 24 quy định việc tái sử dụng nước thải phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam (TCVN) và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam (QCVN). Được phép sử dụng nước tái chế vào các mục đích khác nhau nhưng không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và đảm bảo an toàn vệ sinh môi trường.

Một số TCVN, QCVN được tham khảo theo mục đích sử dụng nước tái chế:

Mục đích Quy chuẩn – tiêu chuẩn chất lượng nước
Tưới cây Cột B1, QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
Nước dùng cho nhà vệ sinh QCVN 01-01:2018/BTNMT.
Vệ sinh xe công nghiệp, rửa đường QCVN 40:2011/BTNMT.
Làm mát tháp giải nhiệt nhà xưởng QCVN 01-01:2018/BTNMT.
Hệ thống phòng cháy chữa cháy Tùy thuộc vào hệ thống PCCC của nhà máy, thông thường đường dẫn ống nước của hệ thống PCCC sẽ được đặt ở hồ sinh học nơi chứa nước sạch sau hệ thống xử lý.

Bên cạnh đó, Dự thảo mới về quản lý tài nguyên nước năm 2023 có quy định mới trong tuần hoàn và tái sử dụng nước thải. Nêu rõ:
Dự thảo Luật bổ sung tại Điều 58: quy định về tuần hoàn và tái sử dụng nước thải ở 3 mức độ:

– Khuyến khích áp dụng.
– Có lộ trình áp dụng và bắt buộc áp dụng.
– Phù hợp với điều kiện phát triển kinh tế-xã hội trong từng thời kỳ.
– Điều 58, 69 và 60: bổ sung chính sách ưu đãi, khuyến khích sử dụng nước tuần hoàn, tái sử dụng nước thải
 
The Lotus luôn coi trọng mô hình quản lý môi trường chuyên nghiệp trước, Chúng tôi sẽ ngồi cùng doanh nghiệp để hoàn thiện nó. Trên cơ sở đó The Lotus áp dụng các đề xuất & nghiên cứu giải pháp tái sử dụng nước thải hiệu quả cho từng nghành nghề cụ thể, cũng như thực hiện ZLD, đồng thời giảm thiểu khối lượng và nồng độ chất thải rắn đáp ứng các tiêu chí phát triển bền vững, chuyển đổi xanh, giảm phát thải CO2.