Giới thiệu
Nhà máy xử lý nước thải của thành phố Spanish Fork (bang Utah, Mỹ) đã hoạt động từ năm 1956, với những đợt nâng cấp lớn vào giữa thập niên 1980. Theo thời gian, lượng nước thải xử lý mỗi ngày đã tăng lên khoảng 4-5 triệu gallon, khiến thành phố phải bắt đầu xây dựng một nhà máy mới. Video là một chuyến tham quan giải thích cách nhà máy hiện tại vận hành, đồng thời lý giải vì sao cần có nhà máy thay thế.
Giai đoạn 1: Loại bỏ rác thải rắn kích thước lớn
Nước thải từ các hộ gia đình (bất cứ thứ gì trôi theo đường ống) đổ về nhà máy và đi qua hệ thống song chắn rác (step screens) để loại bỏ rác thải rắn kích thước lớn.
- Những vật không nên xả xuống bồn cầu: tã, khăn ướt dù được quảng cáo là "có thể xả", băng vệ sinh, bao cao su, mỹ phẩm, quần áo hay bất kỳ vật liệu không phù hợp nào khác.
- Các vật liệu này có thể gây tắc nghẽn, hư hỏng đường ống và tốn kém chi phí sửa chữa cho hệ thống thu gom.
- Rác bị giữ lại ở song chắn sẽ được rửa sạch và chuyển đến bãi chôn lấp.
Giai đoạn 2: Bể lắng cát (Grit Chamber)
Phần nước còn lại tiếp tục chảy đến bể lắng cát, nơi các vật nặng như đất, cát, sỏi được lắng xuống đáy nhờ việc làm chậm tốc độ dòng chảy và bơm khí vào nước để hỗ trợ quá trình tách. Cặn lắng ở đáy bể cũng được bơm ra và đưa đến bãi chôn lấp. Tổng lượng rác và cặn thu được từ song chắn và bể lắng cát vào khoảng 1 tấn/tuần.
Giai đoạn 3: Bể lắng sơ cấp (Primary Clarifiers)
Nước sau đó được chia đều vào 3 bể lắng sơ cấp, hoạt động theo nguyên lý trọng lực để cho phần bùn đặc (sludge) lắng xuống đáy:
- Nước đi từ trung tâm bể ra phía thành ngoài, mất trung bình 5-6 giờ trong bể.
- Các cánh gạt phía trên và dưới bể giúp thu gom rác nổi hoặc bùn lắng, tất cả đều được bơm sang bể phân hủy (digester).
- Nhờ giai đoạn này, khoảng 90-95% chất rắn có thể lắng được và 40-60% chất rắn lơ lửng được loại bỏ khỏi nước thải.
Giai đoạn 4: Trạm bơm trung gian
Nước từ 3 bể lắng sơ cấp chảy đến trạm bơm trung gian, nơi các bơm trục vít (mỗi bơm có công suất tới 10 triệu gallon/ngày) đưa nước lên bể chứa cao hơn để tiếp tục xử lý.
Giai đoạn 5: Xử lý sinh học – bể sục khí và bể lọc nhỏ giọt
Từ trạm bơm, nước chia làm hai hướng:
- Bể lọc nhỏ giọt (trickling filter): nước được phun lên lớp vật liệu nhựa để tiếp xúc với vi khuẩn có lợi, giúp loại bỏ vi khuẩn có hại và các hóa chất như amoniac. Đây từng là phương pháp xử lý tự nhiên, tiết kiệm chi phí, nhưng hiện không còn đáp ứng được tiêu chuẩn vệ sinh hiện hành (đặc biệt là yêu cầu loại bỏ dưỡng chất/nutrient removal) — đây cũng là một lý do quan trọng khiến thành phố cần xây nhà máy mới.
- Bể sục khí (aeration basins): 4 bể lớn chứa vi sinh vật có lợi giúp phân hủy chất thải; các bánh xe lớn cung cấp oxy và khuấy trộn, trong khi chất thải trong nước đóng vai trò là "thức ăn" cho vi sinh vật. Vì có sục khí nên đây là quá trình xử lý hiếu khí (aerobic).
Giai đoạn 6: Bể lắng thứ cấp (Secondary Clarifiers)
Nước sau xử lý sinh học chảy đến 1 trong 2 bể lắng thứ cấp, hoạt động tương tự bể lắng sơ cấp: phần bùn hoạt tính (activated sludge) lắng xuống đáy, một phần được đưa trở lại bể sục khí để tái sử dụng vi sinh vật, phần dư được bơm sang bể phân hủy. Tổng thời gian nước thải lưu lại trong toàn bộ nhà máy khoảng 18-24 giờ.
Giai đoạn 7: Khử trùng bằng Clo
Nước tiếp tục chảy qua bể tiếp xúc Clo (chlorine contact basin). Bơm định lượng Clo từ bể chứa được trộn vào nước; các kênh dài trong bể giúp làm chậm dòng chảy để Clo có đủ thời gian khử trùng trước khi nước sạch được xả ra suối Dry Creek.
Xử lý phần bùn và cặn
Song song với dòng nước, phần bùn/cặn thu được ở các giai đoạn trên được đưa đến bể phân hủy (digester):
- Khác với bể sục khí (hiếu khí), bể phân hủy hoạt động theo cơ chế kỵ khí (anaerobic) — tương tự quá trình diễn ra trong hệ tiêu hóa của con người nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều.
- Bùn cần tối thiểu 15 ngày để đi qua toàn bộ 4 bể phân hủy.
- Sau đó, bùn (vẫn còn nhiều nước) được đưa qua máy ép băng tải (belt press) để tách bớt nước, giúp hàm lượng chất rắn tăng từ khoảng 4% lên gần 18%.
- Bùn khô thu được sẽ được dùng làm phân bón cho nông trại hoặc chuyển đến bãi chôn lấp; quá trình xử lý kỹ lưỡng đến mức bùn khô này không thu hút ruồi, gián, chuột hay các loài gặm nhấm khác.
Vì sao cần nhà máy mới?
Nhà máy mới sẽ giúp thành phố Spanish Fork đáp ứng tốt hơn các quy định ngày càng khắt khe về độ sạch và an toàn của nước thải, đặc biệt là khả năng loại bỏ dưỡng chất mà hệ thống lọc nhỏ giọt cũ không còn xử lý hiệu quả, đồng thời thay thế các thiết bị và quy trình đã lỗi thời.
Thông điệp gửi đến người xem
Video nhấn mạnh rằng mỗi người dân đều có vai trò trong việc giữ cho hệ thống nước thải hoạt động trơn tru — đơn giản nhất là không xả các vật liệu không phù hợp (tã, khăn ướt, băng vệ sinh, bao cao su...) xuống bồn cầu.
--- Bài viết được tóm tắt và diễn giải lại từ video "WasteWater Treatment Plant • From Beginning to End" của kênh Spanish Fork Channel 17. Xem video gốc tại: https://youtu.be/aSTFFhk3tzM
