Nước thải sản xuất hay công nghiệp có thể phân chia thành các nhóm sau: nước thải rất bẩn đậm đặc, nước thải loãng ít bẩn, nước qui ước sạch; dung dịch công nghệ nguyên thể, nước dùng lại hay dùng cho hệ thống cấp nước tuần hoàn; nước thải sinh hoạt.

Trong điều kiện lý tưởng, ở mỗi xí nghiệp nên có mạng lưới thoát nước riêng biệt để dẫn và xử lý riêng từng loại nước thải trên. Song hầu hết các xí nghiệp thiết kế – xây dựng mới không thể có hệ thống thoát nước lý tưởng đó được. Kết quả là một hỗn hợp nước thải với số lượng nhiều mà không một phương pháp nào có thể xử lý được. Chẳng hạn một dung dịch công nghệ nào đó, đáng ra chỉ phải xử lý với một lượng rất ít thì phải pha loãng với nước ít bẩn thành một hỗn hợp bẩn – đậm đặc mà dù bằng phương pháp hóa học hoặc sinh học nào cũng không thể xử lý được.

Vì thế khi xử lý nước thải công nghiệp, nhất là phải dùng đến những phương pháp phức tạp, đắt tiền như phương pháp hóa học thì phải hết sức thận trọng. Để chọn phương pháp xử lý hợp lý, kinh tế cũng như chọn sơ đồ công nghệ một cách chuẩn xác, đầu tiên phải tìm hiểu khảo sát về công nghệ sản xuất, về sự hình thành nước thải, số lượng và thành phần tính chất của nó… Nội dung của việc tìm hiểu khảo sát đối với các xí nghiệp đang hoạt động là:

– Làm quen với mạng lưới thoát nước bên trong và bên ngoài các phân xưởng sản xuất, lập sơ đồ mặt bằng của các mạng lưới;

– Làm quen với dây chuyền công nghệ sản xuất để biết về việc sử dụng và thải nước của các máy móc công nghệ;

– Chọn vị trí để phân tích các chỉ tiêu lý – hóa, vi sinh vật cũng như vị trí đo lưu lượng nước thải;

– Làm sáng tỏ và có kết luận chung về tình trạng vệ sinh của xí nghiệp.

Có thể xác định lưu lượng và các chỉ tiêu hóa học theo công nghệ nhưng phải biết nhiều yếu tố, phải có nhiều số liệu nền phức tạp.

Mỗi xí nghiệp thường phải có hai tài liệu:

1. Tổng mặt bằng các xí nghiệp hoặc vị trí các phân xưởng sản xuất với mạng lưới thoát nước bên ngoài. Ở đó có các vị trí giếng thăm, miệng xả nước thải từ phân xưởng và vị trí cống xả ra sông hồ hoặc mạng lưới thoát nước thành phố.

2. Sơ đồ công nghệ sản xuất với các công đoạn riêng biệt, ở mỗi công đoạn đều có số liệu sơ bộ về lượng, thành phần, tính chất nước thải.

Để đánh giá chính xác về tất cả các loại nước thải sản xuất nên gộp hai tài liệu trên thành một sơ đồ chung, như vậy mới chọn đúng các vị trí đo lưu lượng và lấy mẫu phân tích hóa lý.

Trên cơ sở đo lưu lượng theo các giờ trong ngày đêm sẽ xác định được lưu lượng lớn nhất, nhỏ nhất (cả thời điểm cũng như khoảng thời gian diễn ra các giá trị lưu lượng đó), xác định chu kỳ thải nước và hệ số không điều hòa. Những số liệu này rất cần để xác định dung tích và khả năng vận chuyển của các công trình làm sạch.

Để phân tích các chỉ tiêu hóa lý, nên lấy mẫu ở vị trí đo lưu lượng. Số lần lấy mẫu ít nhất một lần trong một ca hoặc tốt nhất là mỗi giờ một lần.

Ở mỗi điểm lấy mẫu có thể có mẫu trung bình của một ca hay mẫu trung bình của một ngày, đối với mẫu trung bình ca thì cứ 30 phút lấy mẫu một lần với dung tích nhất định như nhau và chứa chung vào một lọ hay chai. Đối với mẫu trung bình ngày cứ 1h hay 2h lấy mẫu một lần với dung tích như nhau. Có thể lấy những mẫu tỷ lệ trung bình. Đó là hỗn hợp của những mẫu lấy qua khoảng thời gian như nhau nhưng với lượng tỷ lệ với lưu lượng nước thải. Người ta chỉ dùng những mẫu tỉ lệ trung bình khi lưu lượng và thành phần nước thải dao động quá nhiều.

Ngày nay ở nhiều nơi trên thế giới người ta đã sử dụng các máy đo tự động về lưu lượng và một số chỉ tiêu hóa lý của nước thải, hoặc các máy tự động lấy mẫu thay cho người. Dù cho có phương pháp lấy mẫu tự động hay phải có người thường trực, thì hỗn hợp mỗi mẫu trung bình ở mỗi điểm phải lấy ít nhất là 10 lít mới đủ để phân tích hóa học.

Khi bắt đầu vào phân tích phải biết áng chừng về thành phần định tính và định lượng của mẫu nước. Nếu chưa biết thì chưa nên phân tích, sẽ uổng công vô ích, các số liệu thu được sau phân tích hóa học nhất thiết phải so sánh kiểm tra với công nghệ sản xuất vì nếu không sẽ cho số liệu quá sai.

Khối lượng các chỉ tiêu cần phân tích tùy thuộc vào mục đích phân tích, có thể có 3 mục đích sau:
1. Phân tích nước thải công nghiệp để xác định thành phần và chọn phương pháp xử lý.
2. Phân tích nước sông, nước suối ở trên và dưới miệng xả nước thải để làm sáng tỏ ảnh hưởng việc xả nước thải đối với nước sông nước suối, xác định điểm xáo trộn hoàn toàn, khả năng tự làm sạch của sông, suối và khoảng cách vùng bị nhiễm bẩn.
3. Phân tích kiểm tra sự làm việc của các công trình xử lý, hiệu suất công tác của công trình và mức độ cần thiết làm sạch.
Ngoài ra khối lượng phân tích còn phụ thuộc vào công nghệ sản xuất và đặc điểm của nó. Những chất bẩn đặc trưng trong thành phần nước thải được chia thành những chất dễ thay đổi, những chất không thay đổi hoặc những chất cần cố định khi bảo quản chuyên chở mẫu nước.
Trên cơ sở các số liệu khảo sát phân tích, người ta sẽ phân biệt được các loại nước thải, số lượng, thành phần, tính chất của nó, xác định mức độ cần thiết xử lý, chọn phương pháp và sơ đồ công nghệ xử lý nước thải. Phải chọn phương pháp xử lý sao cho có khả năng dùng lại các chất quí trong nước thải hợp lý nhất.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
Để xử lý nước thải công nghiệp người ta dùng các phương pháp như khi xử lý nước thải sinh hoạt. Ngoài ra còn dùng các phương pháp hóa học, lý học như trong công nghệ xử lý nước thiên nhiên và công nghệ hóa học.
1. Phương pháp xử lý cơ học
Phương pháp này thường là giai đoạn sơ bộ, ít khi là giai đoạn kết thúc quá trình xử lý nước thải sản xuất.
Phương pháp này dùng để loại các tạp chất không tan (còn gọi là tạp chất cơ học) trong nước. Các tạp chất này có thể ở dạng vô cơ hay hữu cơ.
Các phương pháp cơ học thường dùng là: lọc qua lưới, lắng, xiclon thủy lực, lọc qua lớp vật liệu cát và quay li tâm.
2. Phương pháp hóa học và lý học
Phương pháp này dùng để thu hồi các chất quí hoặc để khử các chất độc hoặc các chất có ảnh hưởng xấu đối với giai đoạn làm sạch sinh hóa sau này.
Các phương pháp lý học và hóa học thường dùng là: oxy hóa, trung hòa, keo tụ (đông tụ), tuyển nổi, đializ – màng bán thấm… Thông thường đi đôi với trung hòa có kèm theo quá trình keo tụ và nhiều hiện tượng vật lý khác.
3. Phương pháp sinh hóa
Phương pháp này thường để loại các chất phân tán nhỏ, keo và hòa tan hữu cơ (đôi khi cả vô cơ) khỏi nước thải. Phương pháp này dựa vào khả năng sống của vi sinh vật. Chúng sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng như carbon, nitơ, phốt pho, kali…
Trong quá trình dinh dưỡng các vi sinh vật sẽ nhận các chất để xây dựng tế bào và sinh năng lượng nên sinh khối của nó tăng lên.

Tất cả các phương pháp xử lý nước thải có thể chia ra làm hai nhóm: nhóm các phương pháp phục hồi và nhóm các phương pháp phân hủy. Đa số các phương pháp hóa lý được dùng để thu hồi các chất quí trong nước thải và thuộc nhóm các phương pháp phục hồi. Còn các phương pháp hóa học và sinh học thuộc nhóm các phương pháp phân hủy. Gọi là phân hủy vì các chất bẩn trong nước thải sẽ bị phân hủy chủ yếu theo các phản ứng oxi hóa và một ít theo các phản ứng khử. Các sản phẩm tạo thành sau khi phân hủy sẽ được loại khỏi nước thải ở dạng khí, cặn lắng hoặc còn lại trong nước nhưng không độc.
Những phương pháp phục hồi và cả phương pháp hóa học thường chỉ dùng để xử lý các loại nước thải đậm đặc riêng biệt, còn đối với các loại nước loãng với số lượng nhiều thì dùng các phương pháp đó không thích hợp.
Nước thải công nghiệp sau khi xử lý bằng phương pháp sinh hóa có thể xả ra nguồn sông hồ nếu bảo đảm được các tiêu chuẩn vệ sinh và nuôi cá. Nhiều khi có thể dùng lại được trong các dây chuyền sản xuất.
Hỗn hợp nước thải sinh hoạt và sản xuất có thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa nhưng trước đó phải qua xử lý sơ bộ bằng phương pháp cơ học. Có thể xử lý sơ bộ chung hoặc riêng đối với từng loại nước thải đó. Nhất thiết phải xử lý sơ bộ riêng biệt nếu nước thải sản xuất chứa chủ yếu là các chất vô cơ hoặc chúng phải qua xử lý sơ bộ bằng phương pháp hóa học. Việc tính toán các công trình xử lý cơ học riêng biệt đối với nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt được thực hiện theo các chỉ dẫn thiết kế thoát nước bên ngoài của xí nghiệp công nghiệp. Trong đó còn phải xét đến hiện tượng dao động lưu lượng và nồng độ nước thải và phải đặt các bể điều hòa nếu cần thiết.
Việc xử lý nước thải sinh hoạt và sản xuất chỉ có lợi khi nước thải sản xuất tương tự như nước thải sinh hoạt chứa chủ yếu là các chất hữu cơ dễ bị oxy hóa, không đòi hỏi phải xử lý sơ bộ đặc biệt gì. Đôi khi phải dùng nước thải sinh hoạt để pha loãng nước thải sản xuất, tạo điều kiện cho quá trình sinh hóa sau đó diễn ra bình thường.
Nếu sau khi xử lý sinh hóa mà vẫn không đáp ứng được yêu cầu vệ sinh và nuôi cá thì người ta phải xử lý triệt để bằng một phương pháp như: lọc qua vật liệu cát, hấp thụ bằng than hoạt tính, ozon hóa…
Đối với những loại nước thải, nếu không thể dùng phương pháp xử lý trên hoặc không lợi về kinh tế kỹ thuật thì có thể dùng phương pháp cô đặc, nung, đốt cháy…
Trong mọi trường hợp phải chọn phương pháp xử lý và sử dụng nước thải một cách hiệu quả nhất về xây dựng và quản lý.