Lọc sinh học nhỏ giọt cấp khí tự nhiên – Giải pháp xử lý nước thải chi phí thấp, tiềm năng ứng dụng cho việc xử lý nước thải sinh hoạt nông thôn

LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT CẤP KHÍ TỰ NHIÊN – GIẢI PHÁP
XỬ L NƢỚC THẢI CHI PHÍ THẤP, TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG
CHO VIỆC XỬ L NƢỚC THẢI SINH HOẠT NÔNG THÔN
TS. Trịnh Văn Tuyên49

1. Mở đầu
Hiện nay, chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao, nhu cầu xử l nước
thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện và nước thải đô thị ngày càng tăng. Tuy nhiên, một
trong những nguyên nhân là do chi phí đầu tư và chi phí xử l nước thải của một số
công nghệ còn khá cao nên nhiều địa phương còn khó khăn trong việc đầu tư và duy trì
các hệ thống xử l nước thải. Việc đề xuất giải pháp lựa chọn công nghệ phù hợp, tức
là chi phí xử l thấp, bảo trì bảo dưỡng đơn giản là công việc cấp thiết hiện nay.
Ở nước ta có bốn nhóm công nghệ chính để xử l nước thải sinh hoạt, đô thị và
nước thải bệnh viện, đó là: công nghệ bùn hoạt tính truyền thống trong các bể aeroten
dạng hở; lọc sinh học trong thiết bị hợp khối CN2000 và của công ty PETECH; công
nghệ AO hoặc AAO theo kiểu Jokashou Nhật Bản, BASTAF và của nhiều công ty
trong nước; ao sinh học và lọc sịnh học nhỏ giọt IET-BF của Viện Công nghệ Môi
trường.
Các công nghệ đều có những ưu và nhược điểm nhất định. Ví dụ: công nghệ bùn
hoạt tính tuần hoàn không cần chi phí cho việc lắp đệm, việc ứng dụng tương đối đơn
giản, nhưng phải đầu tư bơm tuần hoàn bùn và máy thổi khí và chi phí điện năng rất
lớn. Ngoài ra, do là thiết bị dạng hở nên khi vận hành có thể phát tán bọt do các hoá
chất tẩy rửa hoặc phát tán vi khuẩn do quá trình sục khí. Công nghệ lọc sinh học cần
lớp đệm sinh học nhằm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật, các chất hữu cơ và chất
dinh dưỡng có trong nước thải, như vậy kích thước bể phản ứng có thể nhỏ đi; ngoài ra
có thể không cần bơm tuần hoàn bùn về bể phản ứng. Tuy nhiên vẫn cần máy cung cấp
không khí, oxy cho quá trình phân huỷ sinh học nên chi phí vận hành vẫn cao... Thiết
bị hợp khối tiện lợi cho việc lắp đặt thi công, giảm suất đầu tư về đất đai, tuy nhiên đối
với hệ thống công suất lớn thì khó khăn cho vận chuyển và chế tạo, vì thế phải lắp đặt
nhiều mô đun xử l . Ngoài ra cũng như các nhược điểm có ở 2 công nghệ trên là chi
phí điện rất cao cho quá trình xử l và phát tán ô nhiễm thứ cấp. Ao sinh học là giải

pháp ít tốn kém nhất cả về đầu tư cũng như chi phí vận hành, nhưng lại cần diện tích
lớn, đặc biệt không thể đáp ứng được khi mùa mưa hoặc nước thải có độc tính cao.
Thiết bị AO hoặc AAO Jokashou có chất lượng xử l tốt, có thể đặt ngầm dưới lòng
đất, thời gian lắp đặt nhanh, tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của thiết bị này là giá thành
rất cao, chí phí bảo hành và bảo dưỡng đắt và chi phí vận hành vẫn cao do nhiều thiết
bị bơm và thổi khí vv...
2. Mô tả công nghệ
Qua khảo sát hàng loạt các hệ thống xử l nước thải hiện nay trên khắp đất
nước, kết hợp với kinh nghiệm nhiều năm qua trong công tác nghiên cứu ứng dụng
triển khai, Viện Công nghệ môi trường đưa ra công nghệ xử l nước thải phù hợp hơn
– đó là công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt cấp khí tự nhiên (xem Hình 1).
49

Viện trưởng Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam

147


Nƣớc thải
Hố thu – Song
chắn rác
Bể điều hòa

Hóa chất
keo tụ

Thiết bị keo tụ lắng

Bùn

Tháp lọc sinh học
nhỏ giọt cấp khí tự nhiên

Bùn
Bể lắng Lamell

Hóa chất khử trùng
Bể phân
hủy bùn

Bể khử trùng

Nƣớc đã xử lý

Công ty môi trƣờng đô thị thu gom

Hình 1. Sơ đồ công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt IET-BF
Đặc điểm khác biệt của công nghệ này so với các công nghệ khác là thiết bị
dạng tháp kín. Việc cấp khí được thiết kế để lấy không khí tự nhiên mà không cần máy
thổi khí.
3. Các ƣu điểm của công nghệ IET-BF
Các ưu điểm chính của công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt cấp khí tự nhiên như sau:
- Chi phí đầu tư thấp do không phải trang bị máy thổi khí và bơm bùn tuần hoàn
như các công nghệ khác.
- Chi phí vận hành thấp và chi phí điện năng chủ yếu là cho bơm cấp nước thải,
không cần chi phí điện năng cho máy thổi khí. Ngoài ra,hệ thống hoạt động không gây
tiếng ồn do không cần máy thổi khí.
- Hệ thống tự hút khí tự nhiên từ đáy tháp nên cả khi bị mất điện hệ thống vẫn
không bị ảnh hưởng. Nếu hệ bùn hoạt tính hoặc lọc sinh học ngập nước thì hệ sinh học
sẽ chết khi mất điện kéo dài không cung cấp không khí cho vi sinh vật hiếu khí.

- Tháp lọc sinh học là hệ kín nên không gây mùi như những hệ mở như bể
aerotank thông thường.
- Tháp lọc sinh học không tích nước trong tháp nên trọng lượng nhỏ, có thể thiết
kế đặt trên các bể nên không tốn nhiều diện tích đất đai cho hệ thống.
- Vì công nghệ theo dạng modun nên dễ dàng mở rộng tăng công suất khi cần thiết.
- Hệ thống vận hành đơn giản và ít hỏng hóc do ít các thiết bị điện so với các
công nghệ khác.
148


4. Các giải thƣởng cho công nghệ
Công nghệ IET-BF đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường tặng giải thưởng năm
2011. Năm 2012, IET-BF đã được Bộ Khoa học và Công nghệ trao giải thưởng cúp
vàng tại TECHMART Hà Nội. Năm 2013, Cục sở hữu trí tuệ, Bộ Khoa học Công nghệ
đã cấp bằng sáng chế số 11841.

Giải thưởng Bộ KHCN, 2012

Bằng sáng chế, 2013

Giải thưởng Trần Đại Nghĩa, 2019

Bằng khen của Bộ TNMT, 2011

Hình 2. Một số ảnh giải thưởng và Bằng độc quyền sáng chế cho công nghệ
lọc sinh học nhỏ giọt IET-BF.
5. Tiềm năng ứng dụng
Một trong các mục tiêu của chương trình xây dựng nông thôn mới là cải thiện vệ
sinh môi trường nông thôn, khắc phục và xử lý ô nhiễm môi trường. Công nghệ xử lý
nước thải IET-BF của Viện Công nghệ Môi trường hoàn toàn có thể đáp ứng được nhu

cầu xử l nước thải sinh hoạt nông thôn, góp phần nâng cao sức khỏe và chất lượng
sống của người dân.
Đến nay, Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam đã triển khai công nghệ xử l nước thải IET-BF cho nhiều bệnh viện ở các
địa phương trên cả nước như Tuyên Quang, Thái Nguyên, Hưng Yên, Sơn La, Bắc
Ninh, Thái Bình, Nghệ An, Quảng Bình, Đồng Tháp, Hà Nội, Thanh Hóa… Các thiết
bị hoạt động tốt và có tính ổn định cao. Đặc biệt chi phí xử lý rất thấp.
Hệ thống thiết bị này cóthể ứng dụng cho việc xử l nước thải sinh hoạt và các
loại hình nước thải khác nhau như nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm như sữa,
sản xuất bia, nước thải sinh hoạt, nước thải chăn nuôi vv.
149


6. Kết luận
Hiện nay, việc xây dựng các hệ thống xử l nước thải ở nước ta đã được các cấp
quản l quan tâm đầu tư. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và chi phí xử lý của một số công
nghệ tương đối cao. Chính vì vậy, việc lựa chọn công nghệ có chi phí thấp, hoạt động
hiệu quả và ổn định sẽ giúp cho các doanh nghiệp và cơ sở sử dụng hoàn thành nghĩa
vụ bảo vệ môi trường đối với đất nước.

150