Mô tả
Thiết bị xử lý nước thải chăn nuôi có chức năng loại bỏ các tạp chất gây ô nhiễm môi trường có trong nước thải chăn nuôi. Nguồn nước thải chăn nuôi chứa rất nhiều các loại Protein vì vậy có hàm lượng ô nhiễm chủ đạo là COD, BOD, Tổng N là các chỉ số rất khó để xử lý, vì vậy phương án xử lý nước thải chăn nuôi cần căn cứ vào thành phần và tính chất nguồn nước thải chăn nuôi.
I: Giới thiệu sơ bộ về nước thải chăn nuôi.
1.1: Đặc điểm chung nước thải chăn nuối
Nước thải chăn nuôi thường phát sinh từ 02 nguồn chính.
Nước thải được chia thành 2 loại:
- Nước thải phát sinh từ quá trình rửa chuồng trại. Nguồn nước này bao gồm cả nước thải của vật nuôi…
- Nước thải phát sinh từ quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân viên.
Nước thải từ quá trình rửa chuống trại thường là nguồn nước thải chứa nhiều các tập chất lơ lửng ( SS ), các hợp chất hữu cơ ( COD, BOD ) và có hàm lượng NH4 cao do quá trình đào thải của động vật. Nguồn nước thải này được coi là nguồn ô nhiễm nhất trong nước thải chăn nuôi
Nước thải từ quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân viên tuy không ô nhiễm bằng nguồn nước thải từ khu chăn nuôi, nhưng chúng có đặc điểm là thường có nhiều dầu mỡ và các loại rác thải, hàm lượng TSS, COD, BOD, NH4 cũng tương đối cao.
1.2: Đặc điểm vật lý của nước thải chăn nuôi.
Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước sẽ được thay đổi theo từng mùa trong năm. Tuy nhiên nước thải tồn tại trên bề mặt nông vì vậy nhiệt độ dao động từ 14,3-33,50C. Tuy vào từng thời điểm trong năm nhiệt độ sẽ thay đổi. VD: như mùa đông ở miền bắc nước ta, khi mua đông về nhiệt độ ngoài trời có thời điểm xuống tới 8oC tuy không nhiều nhưng cũng không phải không xuất hiện. Trong nước thải chăn nuôi phần nhiệt độ ảnh hưởng nhất đến nước thải là nguồn nước mưa khi thời tiết lạnh, nguồn nước mưa có nhiệt độ rất thấp, vì vậy nếu hòa trộn với nước thải chăn nuôi sẽ ảnh hưởng rất lớn đến hệ vi sinh vật. Việc nhiệt độ hạ xuống đột ngột sẽ làm hệ vi sinh vật bị ức chế và có thể bị chết.
Hàm lượng chất rắn
Nước chiếm 97% trong nước thải, còn lại 3% là các thành phần rắn khiến nước thải chăn nuôi xuất hiện màu. Một số chỉ tiêu thể hiện hàm lượng chất rắn trong dòng thải lỏng như Độ đục, tổng rắn lơ lửng (TSS), tổng rắn hòa tan (TDS). Hàm lượng chất rắn trong nước thải chăn nuôi luôn là bài toán khó, vì vậy việc lắp đặt máy tách phân để loại bỏ phân trong nước thải là vô cùng cần thiết.
1.3: Đặc điểm hóa học của nước thải chăn nuôi.
Độ pH.
Hàm lượng ion H+ là một chỉ tiêu quan trọng trong nước và nước thải. Đây là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và phương pháp sinh học. Giống như nước, nước thải có thể được chia thành nước trung tính, nước mang tính axit hoặc kiềm phụ thuộc vào độ pH của dòng thải:
pH = 7: dòng thải trung tính
pH > 7: dòng thải mang tính kiềm
pH < 7: dòng thải mang tính axit
Trong đó dòng thải chăn nuôi thường có độ pH từ 5 – 11.
Oxy hòa tan (DO)
Oxy hòa tan trong nước cần thiết cho quá trình hô hấp của các sinh vật thủy sinh và quá trình tự làm sạch của nước. Oxy hòa tan được tạo ra nhờ quá trình hòa tan của oxy khí quyển vào nước và nhờ quá trình quang hợp của tảo và các loài thực vật thủy sinh. Nồng độ DO phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, áp suất khí quyển, tốc độ dòng chảy và đặc biệt là sự có mặt của các chất hữu cơ và vi sinh vật. Khi DO thấp, các loài thủy sinh giảm hoạt động hoặc chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá độ ô nhiễm của nước.
Thực tế, độ oxy hòa tan có ảnh hưởng nhiều đến đặc tính của nước thải. Nếu dòng nước thải có DO quá thấp thường có mùi hôi thối, và sẫm mầu (thường có mầu đen).
Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD)
Nhu cầu oxy hóa sinh học là nhu cầu oxy sinh học thường viết tắt là BOD, là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật hiếu khí. Như vậy BOD là chỉ tiêu để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học và là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước thải.
Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD)
Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và nước. Chỉ số COD được sử dụng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên.
COD và BOD đều là các chỉ số định lượng chất hữu cơ trong nước có khả năng bị oxy hóa nhưng BOD chỉ cho biết lượng các chất hữu cơ dễ bị phân hủy bằng vi sinh vật trong nước, còn COD cho biết tổng lượng các chất hữu cơ có trong nước bị oxy hóa bằng tác nhân hóa học. Do đó tỷ số COD:BOD luôn lớn hơn 1.
Hàm lượng nitơ
Nito có trong nước thải chăn nuôi thường là các hợp chất protein và các sản phẩm phân hủy như amoni, nitrit, nitrat. Chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước, Trong nước rất cần thiết có một lượng nito thích hợp, đặc biệt là trong nước thải, mối quan hệ giữa BOD với N và P có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và khả năng oxy hóa của bùn hoạt tính. Vì vậy, trong nước thải, các chỉ số như tổng nitơ, amoni, nitrit và nitrat là chỉ số quan trọng cần được xác định trước khi đưa ra lựa chọn công nghệ xử lý.
Hàm lượng photpho (P)
Photpho tồn tại trong nước ở các dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, các polyphosphate và Na3(PO3)6 và photpho hữu cơ. Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật thủy sinh, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực. Hàm lượng P thừa trong nước thải làm cho các loại tảo và thực vật lớn phát triển nhanh chóng, làm che lấp bề mặt các thủy vực, hạn chế lượng oxy không khí hòa tan vào trong nước. Sau đó tảo và thực vật thủy sinh tự chết và phân hủy gây thiếu oxy hòa tan và làm cho các sinh vật thủy sinh bị tiêu diệt.
Trong nước thải chăn nuôi, chỉ số tổng photpho hoặc phosphate được xác định để đánh giá chất lượng nước thải và đưa ra lựa chọn công nghệ xử lý nước thải thích hợp.
Hàm lượng kim loại nặng
Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với người và động vật. Nước thải có chứa kim loại nặng thường là các dòng thải công nghiệp với một số kim loại như asen (As), chì (Pb), cadimi (Cd), crom (Cr), v.v.
II: Thuyết minh hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi..
Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi được xử lý qua các đơn vị xử lý sau: nước thải chăn nuôi ==> Bể Biogas ==> Bể gom nước thải ==> Bể điều hòa ==>> Máy bơm đặt chìm ==> Bể vi sinh kỵ khí 1 ==> Bể vi sinh hiếu khí 1 ==> Bể lắng sinh học ==> Mương ô xy hóa sinh học ==> Bể vi sinh kỵ khí 2 ==> Bể vi sinh hiếu khí 2 ==> Bể vi sinh hiếu khí 3 ==> Bể khử trùng ==> Xả thải ra môi trường.
Nước thải của trang trại sẽ được dẫn qua hệ thống bể biogas, sau đó được chứa vào bể lắng sơ bộ. Bể lắng sơ bộ được lót bạt HDPE có dung tích chứa lớn, ở đây được bố trí hai máy bơm đặt chím để đưa nước thải vào bể điều hòa, máy bơm được điều chỉnh bằng phao điện, khi đủ nước sẽ kích hoạt máy bơm hoạt động.
2.1: Bể điều hòa:
Bể điều hòa là đơn vị xử lý được đặt phía sau bể gom nước thải.
Bể điều hòa có các chức năng chính sau:
- Ổn định lưu lượng nước cấp vào một cách đột ngột gây quá tải.
- Là đơn vị xử lý đầu tiên giúp chuyển hóa một phần COD thành BOD.
- Hòa trộn đồng đều các chất gây ô nhiễm của các dòng thải khác nhau.
Để tránh trường hợp nước cấp vào đột ngột gây quá tải cho hệ thống xử lý, bể điều hòa sẽ được thiết kế với dung tích đủ lớn ( Thời gian lưu từ 4 – 8h ) giúp lượng nước thải tràn về ồ ạt không gây quá tải cho hệ thống xử lý.
Ở bể điều hòa sẽ được lắp đặt hệ thống phân phối khí. Quá trình nước lưu trữ ở bể điều hòa được tính bằng nhiều giờ chính vì vậy ở đây sẽ được tập kết một lượng vi sinh vật hòa trộn trong bùn, tuy không cao nhưng cũng có khả năng xử lý được phần nào chất ô nhiễm để giảm tải cho các đơn vị phía sau.
Bể điều hòa với đặc thù là bể có khả năng chứa lớn, hàm lượng ô xy cung cấp nhiều giúp hòa trộn các dòng thải với nhau đồng đều để ổn định mức độ ô nhiễm trong dòng thải giúp hệ thống xử lý phía sau hoạt động ổn định hơn.
2.2: Bể vi sinh kỵ khí khí 1:
Bể vi sinh yếm khí là đơn vị xử lý được đặt phía sau bể điều hòa. Nước được máy bơm chìm ở bể điều hòa đưa lên bể vi sinh yếm khí với lưu lượng được tính toán.
Trong bể kỵ khí sẽ xảy ra quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hòa tan và các chất hữu cơ dạng keo có trong nước thải với sự tham gia của các hệ vi sinh vật kỵ khí. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển các vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển chúng thành các hợp chất ở dạng khí.
Quá trình phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh vật kỵ khí qua phương trình sau:
- Chất hữu cơ + vi khuẩn kỵ khí ==> CO2 + H2S + CH4 + Các chất khác + Năng lượng.
- Chất hữu cơ + Vi khuẩn kỵ khí + năng lượng ==> C5H7O2N ( Tế bào vi khuẩn mởi ).
Quá trình phân hủy chất hữu cơ kỵ khí được chia làm 3 giai đoạn:
- Các chất hữu cơ cao phân tử.
- Tạo các acid.
- Tạo thành khí Methane.
Đối với nước thải chăn nuôi, ngoài quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ chúng sẽ diễn ra quá trình nitrat hóa và photphorit để chuyển hóa thành N và P.
Quá tình Nitrat hòa được diễn ra như sau: No3- ==> NO2- ==> N2O ==> N2. Quá trình nitrat hóa sẽ chuyển thành khí nito.
Quá trình photphorit hóa: Các hợp chất hữu cơ có chứa photpho sẽ được các vi khuẩn kỵ khí chuyển hòa thành các hợp chất mới không chứa photpho hoặc các hợp chất có chứa photpho nhưng ở dạng dễ phân hủy đối với vi sinh hiếu khí.
Sơ đồ biểu thị quá trình phân hủy trong bể kỵ khí.
2.3: Bể sinh học hiếu khí số 1.
Bể vi sinh hiếu khí là đơn vị xử lý đặt phía sau hệ thống bể kỵ khí. Phương pháp vi sinh hiếu khí được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoặc vô cơ hòa tan trong nước thải như: H2S, NH3,NH4, Photpho,nito… dựa trên các tính chất hoạt động của các chủng loại vi sinh vật, các chủng vi sinh vật sẽ sử dụng các chất ô nhiễm làm thức ăn để phát triển.
Trong bể vi sinh hiếu khí sẽ được sử dụng cầu vi sinh, cầu vi sinh có diện tích bề mặt lớn mục địch là làm nơi cứ trú cho các vi sinh vật hoạt động. Trong các hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi, vật liệu mang vi sinh là cực kỳ quan trọng, bởi chúng làm giảm diện tích xây dựng cho hệ thống xử lý cực lớn, mà chất lượng nước sau xử lý luôn đạt chuẩn.
Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật được gọi là quá trình ô xy hóa sinh học. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan sẽ được phân tán nhỏ và đi vào các nhân tế bào vi sinh theo ba giai đoạn:
- Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật.
- Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trông và ngòai tế bào.
- Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.
Tốc độ quá trình ô xy hóa sinh học phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải mới được cấp vào. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng ô xy trong nước thải, nhiệt độ, PH.
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí gồm ba giải đoạn sau:
Ô xy hóa chất hữu cơ:
Quá trình tổng hợp tế bào mới:
Quá trình phân hủy nội bào:
Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể sảy ra trong tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các hệ thống xử lý nhân tạo, người ta tạo ra môi trường lý tưởng nhất cho các vi sinh vật hoạt động.
2.4: Bể lắng sinh học.
Nước sau khi qua bể sinh học hiếu khí số 1, các chất ô nhiễm đã được xử lý một phần. Tuy nhiên trong nước thải chăn nuôi còn nhiều cặn lơ lửng, các chỉ tiêu như COD, BOD, N rất khó xử lý bể lắng sinh học sẽ giúp lắng đọng bớt một phần bùn có trong nước thải.
Ở bể này sẽ được lắp đặt máy bơm đặt cạn, máy bơm có chức năng hút nước từ bể lắng đưa vào hệ thống xử lý kế tiếp phía sau.
2.5: Mương ô xy hóa sinh học.
Nước thải được cung cấp vào mương ô xy hóa, mương này được thiết làm 3 ngăn cách biệt nhằm tận dụng lượng ô xy được chảy tràn qua các ngăn bể khác nhau. Lượng nước cấp lên bể sẽ được phân tán đồng đều qua dàn mưa giúp tang khả năng hấp thụ ô xy có trong nước, việc lắp dàn phun mưa giúp cho quá trình ô xy hóa được diễn ra hiệu quả, tận dụng lượng ô xy có trong không khí để giảm tải điện năng cho hệ thống.
Ngoài lượng ô xy được cung cấp thì ở mương ô xy hóa sinh học còn được cung cấp thêm lượng bùn hoàn lưu từ bể vi sinh hiếu khí quay vòng, lượng bùn này giúp cho quá trình xử lý được diễn ra hiệu quả hơn.
2.6: Bể xử lý kỵ khí cấp 2.
Nước sau khi được ô xy hóa và cung cấp bùn vi sinh, lượng bùn hoạt tính được hoàn lưu quay hồi giúp cho các vi sinh vật hòa đồng đều vào trong nước thải. Lượng nước thải sẽ được dẫn xuống đáy bể kỵ khí thông qua đường ống dẫn trung tâm DN 110 uPVC.
Ở trong bể kỵ khí được lắp đặt hệ thống máy khuấy trộn đặt chìm, máy khuấy trộn đặt chìm có chức năng khuấy trộn nước thải có trong bể kỵ khí, quá trình khuấy trộn giúp cho lượng nước thải được hòa đồng đều với nhau, mặt khác giúp các vi sinh vật kỵ khí có điều kiện lý tưởng để sinh trưởng và hoạt động.
Máy khuấy trộn chìm được lắp đặt 2 máy đối diện nhau, điều này giúp cho quá trình khuấy trộn được hiệu quả hơn. Trong hai máy sẽ hoạt động luân phiên, 1 máy chạy, 1 máy nghỉ giúp cho motor hoặt động bề bỉ hơn. Hệ thống máy khuấy trộn chìm được đặt theo thanh định vị bằng inox sus 304, vì vậy sau này bảo dưỡng chỉ cần kém lên vệ sinh mà không cần hút cạn nước có trong bể.
2.7: Bể vi sinh hiếu khí sô 2 và 3.
Bể vi sinh hiếu khí cấp 2 và cấp 3 có chức năng xử lý các tạp chất gây hại có trong nước thải như COD, BOD và N. Các ion này sẽ bị các vi sinh vật hiếu khí phân hủy từ chất này thành chất khác.
Bể vi sinh hiếu khí được lắp đặt hệ thống đĩa phân tán khí dưới đáy bể, do vậy chúng sẽ cung cấp một lượng ô xy cực lớn giúp cho các vi sinh vật sinh trưởng và phát triển.
Ở trong bể vi sinh hiếu khí được cung cấp các giá thể vi sinh dạng cầu, dạng xốp giúp tang diện tích bề mặt xử lý cho hệ thống. các giá thể di động được cung cấp có chức năng làm nơi cư chú cho các vi sinh vật bám dính và phát triển.
Vật liệu mang vi sinh được lựa chọn là loại vi sinh dạng xốp có diện tích bề mặt cực lớn, diện tích lớn nhất có thể đạt 8000m2/m3 vì vậy tang cường diện tích của bể lên đáng kể. Khi có mật độ dày đặc vật liệu vi sinh, điều này giúp cho các vi sinh vật hiếu khí có nhiều nơi cư chú, việc này giúp cho quá trình xử lý diễn ra hiệu quả hơn.
2.8: Bể lắng hóa lý.
Nước sau khi qua hệ thống xử lý sẽ được cung cấp phèn để keo tụ các cặn lơ lửng có trong nước thải chăn nuôi.
Loại phèn sử dụng: PAC 31%.
Tỉ lệ pha: 50Kg/1m3.
Lưu lượng bơm hóa chất: 35 lít/giờ.
Hệ thống máy bơm định lượng sẽ cung cấp một lượng PAC vào bể lắng, việc này sẽ giúp keo tụ các cặn lơ lửng trong nước thải. Việc keo tụ bằng PAC không giúp làm giảm chỉ số COD nhưng có khả năng làm giảm hàm lượng BOD tương đối cao, ngoài ra thì PAC còn giúp loại bỏ hàm lượng TSS có trong nước thải chăn nuôi.
2.9: Bể khử trùng.
Nước sau khi được lắng hóa lý các tạp chất đã được loại bỏ. Tuy nhiên các vi khuẩn có trong nước thải còn nhiều. Vì thế nước sau hệ thống xử lý sẽ được đưa qua thiết bị khử trùng. Trong hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi việc châm Clo để loại bỏ vi khuẩn là việc vô cùng cần thiết. Việc dùng clo sẽ loại bỏ các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thải trước khi được xả ra ngoài.
Mọi chi tiết xin liên hệ.
Công ty TNHH Công Nghệ Môi Trường ADC Việt Nam.
Địa chỉ: Số 16, ngõ 295, Yên Duyên, Yên Sở, Hoàng Mai, Hà Nội.
Hotline: 0982 779 311 – 033 337 5696.
Cảm ơn quý bạn đọc đã quan tâm sản phẩm công ty chúng tôi.
Chúc quý khách hàng luôn mạnh khỏe và thành công.
Trân trọng.
Đánh giá
Chưa có đánh giá nào.