Có hai cấp độ xử lý nước thải chính: xử lý sơ cấp và xử lý thứ cấp .

Trong giai đoạn sơ cấp, chất rắn được phép lắng và loại bỏ khỏi nước thải. Giai đoạn thứ cấp sử dụng các quá trình sinh học để làm sạch hơn nữa nước thải. Đôi khi các giai đoạn này được kết hợp với nhau, và trong một số trường hợp, xử lý bổ sung như xử lý bậc ba và xử lý nước thải tiên tiến được sử dụng.

Xử lý nước thải sơ cấp

Xử lý sơ cấp loại bỏ vật liệu sẽ nổi hoặc dễ dàng lắng ra ngoài nhờ trọng lực. Quá trình xử lý này bao gồm các quy trình vật lý là sàng lọc, làm sạch – tán nhỏ làm giảm vật liệu thành các hạt hoặc mảnh vụn nhỏ – loại bỏ sạn và lắng cặn.

Khi nước thải đi vào một nhà máy để xử lý, nó sẽ chảy qua một tấm chắn. Thao tác này sẽ loại bỏ các vật nổi lớn, chẳng hạn như giẻ lau và que, làm tắc nghẽn đường ống hoặc làm hỏng thiết bị. Khi nước thải đã được sàng lọc, nó sẽ đi vào một khoang chứa sạn, nơi các hạt cặn, cát và đá nhỏ lắng xuống đáy.

Khi quá trình sàng lọc hoàn tất và sạn đã được loại bỏ, nước thải vẫn chứa các chất hữu cơ và vô cơ cùng với các chất rắn lơ lửng khác.

Các chất rắn này có thể được loại bỏ trong bể lắng. Chất rắn sinh học thường được loại bỏ khỏi bể chứa bằng cách bơm.

Việc xử lý sơ cấp ngày càng không thể đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng nước của nhiều cộng đồng. Do đó, các thành phố và ngành công nghiệp thường xử lý nó ở mức xử lý thứ cấp và trong một số trường hợp, sử dụng phương pháp xử lý nước thải hiêu quả tiên tiến để loại bỏ chất dinh dưỡng và các chất gây ô nhiễm còn lại.

Xử lý nước thải thứ cấp

Xử lý thứ cấp loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan thoát ra khỏi xử lý sơ cấp.

Xử lý thứ cấp cũng loại bỏ nhiều chất rắn lơ lửng hơn, thường bằng các quá trình sinh học, trong đó vi sinh vật tiêu thụ các tạp chất hữu cơ làm thức ăn và sau đó chuyển đổi chúng thành carbon dioxide, nước và năng lượng.

Loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan tại nhà máy xử lý giúp bảo vệ sự cân bằng oxy hòa tan của dòng tiếp nhận, sông hoặc hồ.

Giai đoạn xử lý thứ cấp loại bỏ khoảng 85% chất hữu cơ trong nước thải bằng cách tận dụng vi khuẩn trong đó,

Các kỹ thuật xử lý thứ cấp chính được sử dụng trong xử lý thứ cấp là lọc nhỏ giọt và xử lý bùn hoạt tính.

Sau khi nước thải ra khỏi bể lắng ở giai đoạn sơ cấp, nó sẽ chảy hoặc được bơm đến cơ sở sử dụng một trong các quy trình này. Mọi người có xu hướng sử dụng quá trình bùn hoạt tính thay vì các bộ lọc nhỏ giọt, vì quá trình bùn hoạt tính tăng tốc độ hoạt động của vi khuẩn.

Sau khi nước thải ra khỏi bể lắng sơ cấp được bơm sang bể sục khí. Trong thời gian này, vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ thành các sản phẩm phụ vô hại.

Bùn bây giờ được kích hoạt với hàng tỷ vi khuẩn và các sinh vật nhỏ khác và có thể được sử dụng lại bằng cách đưa nó trở lại bể sục khí để trộn với không khí và nước thải mới.

Từ bể chứa, nước thải đã qua xử lý một phần chảy sang bể lắng khác để loại bỏ vi khuẩn dư thừa. Để hoàn thành quá trình xử lý thứ cấp, nước thải từ bể lắng thường được khử trùng bằng clo trước khi thải ra ngoài.

Nhiều thành phố hiện nay cũng yêu cầu loại bỏ clo dư thừa trước khi thải ra vùng nước mặt bằng một quá trình được gọi là khử clo.

Các phương pháp mới để loại bỏ các chất ô nhiễm đang được phát triển, bao gồm xử lý chất thải tiên tiến, lọc, hấp phụ carbon, chưng cất và thẩm thấu ngược RO.