Nước thải ngành dược chứa các hợp chất không dễ bị loại bởi các phương pháp xử lý thông thường. Do đó, việc lựa chọn công nghệ tốt nhất để xử lý sẽ phụ thuộc vào từng trường hợp cụ thể. Bài viết trình bày 3 cách xử lý nước thải dược phẩm điển hình.

1. Xử lý nước thải dược phẩm bằng quá trình sinh học hiếu khí dính bám (MBBR)

Công nghệ MBBR

Khi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, công nghệ MBBR là lựa chọn hiệu quả nhất. Công nghệ này giúp tăng mật độ của vi sinh vật nhờ giá thể di động. Hệ thống này hiệu quả hơn so với bể Aerotank nhờ màng sinh học trên các giá thể. Vi khuẩn bám dính vào giá thể sẽ khó bị trôi ra ngoài hệ thống.

Công nghệ MBBR tiết kiệm diện tích hơn so với bể Aerotank nhờ diện tích bề mặt cao. Mật độ vi sinh nhiều nên khả năng xử lý được COD cao nhưng cũng cần lượng lớn DO. Nhiều hệ thống Bùn sinh ra quá nhiều làm cho DO < 1mg/L, bùn chuyển màu đen.

Vi sinh vật hiếu khí trong công nghệ MBBR

Các vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ để phát triển thành sinh khối. Vi sinh nhiều lên nhanh chóng sẽ làm giảm COD trong nước thải. Khi đạt đến mật độ nhất định vi sinh sẽ không tăng lên nữa. Lớp vi sinh phía trong do không tiếp xúc được dinh dưỡng nên chúng sẽ bị chết. khả năng bám vào vật liệu không còn chúng sẽ bung ra.

Khi các vi sinh này không bám được lên bề mặt giá thể nữa sẽ bị bong ra. Một lượng vi sinh vật còn bám trên bề mặt giá thể sẽ tiếp tục sinh sản. Từ đó hình thành một hệ vi sinh vật mới.

Men vi sinh gốc cũng nên bổ sung định kỳ để tăng hiệu suất hệ thống. Vì trong thực tế các chất độc sẽ làm vòng đời vi sinh ngắn lại. Chu kỳ sống có thể được từ 1-2 tuần trong hệ thống. Vi sinh hiếu khí IMWT có thể chịu được COD cao, mật độ 10 tỷ vi khuẩn/gram nên sẽ sống được. Khi cần duy trì bổ sung liều lượng từ 2-3gram cho 1m3 nước thải 1 lần.

2. Xử lý nước thải dược phẩm bằng quá trình phân hủy kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí mang lại hiệu quả và kinh tế hơn quá trình sinh học hiếu khí. Vì xử lý kỵ khí không chỉ tiết kiệm chi phí sục khí mà còn tạo ra khí sinh học có thể chuyển đổi dễ dàng thành nhiệt và điện. Các hợp chất thơm mạch vòng có thể bị bẻ gãy trong môi trường kỵ khí. Sau khi chuyển thành các hợp chất đơn giản vi sinh hiếu khí sẽ làm phần việc còn lại. 

Vấn đề khó là thành phần diệt khuẩn trong nước thải dược sẽ làm chết vi sinh. Hoặc COD quá cao do thời điểm thải bỏ hàng lỗi khiến vi sinh bị sốc. Vì vậy cần phải có quá trình hóa lý phía trước bể sinh học kỵ khí để tăng độ an toàn hệ thống.

Vi sinh kỵ khí AD Boost sẽ sống tốt trong bể kỵ khí. Do kỵ khí ít cần nhu cầu dinh dưỡng nên vi sinh sẽ tồn tại lâu hơn khi gặp điều kiện bất lợi. Bể kỵ khí có thể khó vận hành nhưng về chi phí xử lý thì nó luôn tốt hơn tất cả.

3. Xử lý bằng quá trình oxy hóa bậc cao

Khi nước thải chứa nồng độ cao các hợp chất bền (ổn định về mặt hóa học) hoặc các chất độc, các trường hợp này có khả năng phân hủy sinh học rất thấp. Quá trình oxy hóa bậc cao là cần thiết để loại bỏ chất ô nhiễm này. Quá trình oxy hóa bậc cao có hiệu quả đặc biệt trong việc loại bỏ các hydrocacbon halogen (benzen, toluene, phenol, v.v.), chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, v.v …

Phổ biến nhất trong số các phương pháp oxy hóa bậc cao là ozon, Fenton, quang xúc tác, kết hợp UV/Fenton,… Tất cả đều là những công nghệ có thể xử lý ở tải trọng cao và loại bỏ bất kỳ chất ô nhiễm nào nhờ tính không chọn lọc của gốc hydroxyl tự do. Tuy nhiên, đây đều là những công nghệ đắt tiền, chúng được dành riêng cho những loại ô nhiễm hóa học là chủ yếu.

Lượng bùn sinh ra nhiều sau quá trình oxy hóa bậc cao cũng là phần khó xử lý. Nên nhiều hệ thống sẽ cân nhắn đặt quá trình này sau quá trình sinh  học. Mục đích là khi hệ thống cần thì hoạt động còn chủ yếu là xử lý sinh học.  

Lựa chọn phương pháp nào cho hệ thống của bạn?

Khi các chất ô nhiễm là chất dễ phân hủy sinh học thì kỵ khí + MBBR là lựa chọn tốt. Khi tỉ lệ BOD/COD thấp, nước có độc tố thì cần có quá trình oxy hóa bậc cao. Lắp oxy hóa trước hay sau sinh học là sự lựa chọn và tính toán của người thiết kế. Tất cả các phương án đều dựa vào tính kinh tế và kỹ thuật nên không hệ thống nào giống nhau. Nói chung, sự lựa chọn công nghệ xử lý nước thải dược phẩm phụ thuộc vào thành phần nước thải từng nhà máy cụ thể.

Trong đó, phương án xử lý sinh học vẫn được ưu tiên lựa chọn. Để khắc phục những sự cố và ổn định hệ thống cần thường xuyên bổ sung vi sinh gốc. Nhằm tăng cường mật độ vi sinh và khả năng chống chịu với các chất độc hại.