Trong xử lý nước thải, việc lựa chọn phương pháp phù hợp đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Hai phương pháp phổ biến hiện nay là xử lý sinh học và xử lý hóa học, mỗi phương pháp có đặc điểm và ứng dụng riêng. Hiểu rõ sự khác biệt giữa chúng sẽ giúp doanh nghiệp lựa chọn được giải pháp tối ưu cho từng loại nước thải. Bài viết sau sẽ giúp bạn phân biệt rõ ràng hai phương pháp này một cách dễ hiểu và ngắn gọn.
1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là gì?
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là quá trình sử dụng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật này sẽ “ăn” các hợp chất ô nhiễm (như chất béo, protein, carbohydrate…), biến chúng thành các chất đơn giản hơn như CO₂, nước và bùn vi sinh.
Phương pháp này thường được áp dụng cho nước thải sinh hoạt, nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao và ít độc hại. Có hai dạng xử lý chính:
- Hiếu khí: Vi sinh vật cần oxy để hoạt động (ví dụ: bể aerotank, bùn hoạt tính…).
- Kỵ khí: Vi sinh vật sống trong môi trường không có oxy (ví dụ: bể UASB, hầm biogas…).
Ưu điểm của phương pháp sinh học là thân thiện với môi trường và chi phí vận hành thấp, tuy nhiên cần thời gian xử lý dài và điều kiện nuôi cấy vi sinh phù hợp.
2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học là gì?
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học là quá trình sử dụng các chất phản ứng hóa học để loại bỏ hoặc chuyển hóa các chất ô nhiễm có trong nước thải. Phương pháp này thường được áp dụng để xử lý các thành phần không thể loại bỏ bằng cơ học hoặc sinh học, như kim loại nặng, hợp chất vô cơ độc hại, chất màu, hoặc các chất diệt khuẩn.
Một số quá trình hóa học phổ biến bao gồm:
- Keo tụ – tạo bông: Dùng phèn nhôm, PAC, hoặc polymer để gom các hạt lơ lửng lại thành bông cặn và lắng xuống.
- Trung hòa: Dùng axit hoặc bazơ để điều chỉnh pH nước thải về mức trung tính.
- Oxy hóa – khử: Dùng hóa chất oxy hóa (như clo, H₂O₂, KMnO₄) để phá hủy các chất hữu cơ độc hại hoặc khử các kim loại nặng.
- Kết tủa: Dùng hóa chất để tạo ra các chất không tan (như hydroxide kim loại) và tách chúng ra khỏi nước.
- Khử trùng: Dùng clo để loại bỏ vi khuẩn có trong nước thải.
3. Khác biệt giữa xử lý nước thải sinh học và hóa học
Dưới đây là những khác biệt giữa của phương pháp xử lý nước thải sinh học và xử lý nước thải hóa học
3.1. Về cách xử lý
Phương pháp sinh học:
- Sử dụng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải.
- Có hai hình thức chính: hiếu khí (cần oxy) và kỵ khí (không cần oxy).
- Phù hợp với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như nước thải sinh hoạt, nước thải chế biến thực phẩm, chăn nuôi, y tế,…
Phương pháp hóa học:
- Dùng các hóa chất để phản ứng với các chất ô nhiễm nhằm kết tủa, trung hòa, oxi hóa – khử hoặc khử trùng.
- Thường áp dụng các quá trình như keo tụ – tạo bông, trung hòa pH, oxy hóa hóa học, khử trùng bằng Clo,…
- Phù hợp với nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng, hóa chất độc hại, độ pH cao/thấp bất thường,…
3.2. Về chi phí
Phương pháp sinh học:
- Chi phí vận hành tương đối thấp (do ít dùng hóa chất).
- Chi phí đầu tư ban đầu trung bình đến cao (tùy quy mô hệ thống và công nghệ vi sinh sử dụng).
- Cần đầu tư vào hệ thống cấp khí, bể sinh học, duy trì vi sinh.
Phương pháp hóa học:
- Chi phí vận hành cao do phải mua và cấp liên tục các loại hóa chất.
- Chi phí đầu tư ban đầu có thể thấp hơn (với hệ thống đơn giản).
- Phải xử lý thêm lượng bùn hóa học phát sinh, gây tốn kém về lâu dài.
3.3. Về khả năng, hiệu quả xử lý chất ô nhiễm
Phương pháp sinh học
- Hiệu quả cao với chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (BOD, COD).
- Không hiệu quả với kim loại nặng, hợp chất độc, chất vô cơ.
- Phụ thuộc vào điều kiện môi trường: nhiệt độ, pH, nồng độ ô nhiễm, thời gian lưu.
Phương pháp hóa học
- Xử lý hiệu quả các chất vô cơ, kim loại nặng, độ pH bất thường, chất khó phân hủy.
- Hiệu quả xử lý nhanh chóng, ít phụ thuộc vào điều kiện môi trường.
- Không phù hợp xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ (COD, BOD) nếu không kết hợp với phương pháp khác.
3.4. Về năng lượng sử dụng
Phương pháp sinh học
- Cần tiêu tốn điện năng (đặc biệt trong hệ thống hiếu khí – cấp khí).
- Một số hệ thống kỵ khí có thể tạo ra khí sinh học (biogas) để tận dụng ngược lại làm năng lượng.
Phương pháp hóa học
- Tiêu tốn ít điện năng.
- Chủ yếu tiêu hao năng lượng gián tiếp qua sản xuất và sử dụng hóa chất.
- Không tạo ra năng lượng tái sử dụng.
Trong thực tế, một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả thường là sự kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm cơ học, hóa học và sinh học. Mỗi giai đoạn xử lý có vai trò riêng biệt:
- Xử lý cơ học: Loại bỏ rác thô, cát, dầu mỡ bằng song chắn rác, bể lắng, bể tách dầu…
- Xử lý hóa học: Áp dụng để điều chỉnh pH, keo tụ – tạo bông, kết tủa kim loại nặng hoặc khử trùng nước thải.
- Xử lý sinh học: Loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan và chất dinh dưỡng bằng vi sinh vật (hiếu khí hoặc kỵ khí).
Việc kết hợp các phương pháp giúp tối ưu hiệu suất xử lý, đảm bảo nước đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải. Đồng thời, nó cũng giúp linh hoạt xử lý nhiều loại nước thải khác nhau như nước thải sinh hoạt, công nghiệp, y tế, thực phẩm, v.v.
Trên đây là một số thông tin về sự khác biệt giữa xử lý nước thải sinh học và hóa học. Tùy vào tính chất, mức độ ô nhiễm của nước thải mà các đơn vị xử lý nước thải sẽ thiết kế sơ đồ công nghệ xử lý phù hợp. Nếu bạn cũng đang có nhu cầu xử lý nước thải, xin vui lòng liên hệ Hotline: 0938.857.768 để được hỗ trợ nhanh chóng.
