Xử lý nước thải chăn nuôi [phần 5] công nghệ hóa lý kết hợp MBR.

Tiếp nối chuỗi bài viết về công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo, SACOTEC xin cung cấp công nghệ hóa lý + MBR, đây là công nghệ chỉ để tham khảo do không có tính ứng dụng cao trong nước thải chăn nuôi heo, vì chi phí đầu tư và bảo trì cao.
Xem thêm bài viết trong serie:









Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải phát sinh từ các trang trại chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi lợn là Hàm lượng các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng được biểu thị qua các thông số như: COD, BOD5, TN, TP, SS…những thông số này là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường chính. Đây là những thành phần dễ phân hủy, gây mùi hôi thối, phát sinh khí độc, làm sụt giảm lượng ôxy hòa tan trong nước và đặc biệt nếu không được xử lý khi thải ra nguồn tiếp nhận sẽ gây ô nhiễm môi trường, gây phì dưỡng hệ sinh thái, làm ảnh hưởng đến cây trồng và là nguồn dinh dưỡng quan trọng để các vi khuẩn gây hại phát triển. Ngoài ra trong nước thải của trang trại chăn nuôi heo có chứa hàm lượng lớn các vi khuẩn gây bệnh dịch, đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người cũng như động vật trong khu vực.

Trong các khu trang trại chăn nuôi lợn việc dọn dẹp phân chuồng bằng nước được sử dụng rộng rãi tạo ra một khối lượng nước thải khá lớn. Trong nước thải hợp chất hữu cơ chiếm 70-80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidrat carbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân và thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, urê, amonium, muối, chlorua, SO42-… Các hợp chất hóa học trong phân và nước thải dễ dàng bị phân hủy, đặc trưng ô nhiễm được thể hiện cụ thể trong bảng sau:

Stt Chỉ tiêu phân tích Đơn vị
Kết quả



QCVN 62:2016/BTNMT (Cột B)
1. pH – 6,5 5,5 – 9
2. COD mg/l 2100 100
3. BOD5(200C) mg/l 1000 50
4. Chất rắn lơ lửng mg/l 200 100
5. Tổng N mg/l 600 30
6. Tổng P mg/l 40 6
7. Coliform * MPN/100ml 110.000 5000





Thuyết minh quy trình xử lý nước thải chăn nuôi heo
Nước thải từ trại chăn nuôi heo đươc dẫn vào hố thu gom. Sau đó nước thải tự chảy vào hầm biogas, phần lớn trong nước thải chăn nuôi chứa các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học .Vì vậy, nước thải sau khi qua biogas có thể loại bỏ được khoảng 60% COD, 80% cặn lơ lửng.
Nước thải trại heo sau biogas được dẫn vào bể lắng sơ cấp. nước thải sau khi qua bể lắng, các hợp chất hữu cơ, cặn có kích thước lớn sẽ được giữ lại tại bể lắng, mục đích của việc thiết kế thêm bể lắng nhằm đảm bảo được sự hoạt động ổn định của các thiết bị phía sau.

Nước được dẫn đến bể điều hòa kết hợp với máy sục khí nhằm làm giảm được 1 phần khí metan NH3 được tạo ra trong quá trình kị khí , xáo trộn hoàn toàn nước thải tránh tình trạng bị lắng cặn , ổn định được lưu lượng, chất lượng nước . Do nồng độ COD, BOD trong nước thải chăn nuôi tại từng thời điểm không ổn định, nên nước thải cần đưa vào bể điều hòa

Nước thải sau bể điều hòa được đưa vào cụm bể keo tụ tạo bông. Tại bể keo tụ tạo bông , châm hóa chất polymer và PAC tăng hiệu quả xử lí BOD,COD . Cụm bể hóa lí gồm 3 ngăn keo tụ +tạo bông+lắng , hóa chất sẽ được châm vào ngăn thứ nhất keo tụ , ở ngăn này nước thải sẽ được khuấy trộn đều với hóa chất , thời gian khuấy trộn xảy ra ngắn nhất và tốc độ khuấy nhanh nhất trong 3 ngăn. Sau đó sẽ được qua ngăn 2 : tạo bông . hóa chất tiếp tục châm , giảm tốc độ khuấy và thời gian khuấy. lúc này sẽ hình thành các bông cặn lớn nên giảm tốc độ khuấy vì dễ làm vỡ bông cặn . nước được chảy qua ngăn 3: Lắng , tại đây các bông cặn sẽ lắng phần nước trong được dẫn đến bể anoxic, còn phần bông cặn sẽ được dẫn đến bể chứa bùn.

Việc thiết kế bể anoxic đặt trước MBR là vì trong quá trình xử lí không cần phải bổ sung thêm chất hữu cơ giúp quá trình xử lý nito trong nước thải tốt hơn, ít phải bổ sung nguồn C bên ngoài. Nước thải từ bể lắng hóa lý sẽ tự chảy về bể anoxic

Bể thiếu khí Anoxic

Quá trình phản ứng nitrat

NH3 NO3 NO2 NO N2O N2(GAS)

Qúa trình phản ứng phôtphorit

PO4-3 Microorganism (PO4-3) Salt => sludge

Nước thải sẽ được dẫn đến bể MBR. Với cơ chế màng vi lọc MBR dạng tấm phẳng, kích thước lỗ màng MBR siêu nhỏ 0.01-0.2 mm. Nước thải sau quá trình sinh học thấm qua màng. Bùn và vi sinh vật gây hại như ( Coliform, Ecoli…) sẽ được giữ lại, chỉ có nước thấm qua. Hệ thống dùng công nghệ màng MBR sử dụng mật độ bùn vi sinh ( MLSS) cao hơn => giảm thể tích bể sinh học, tăng hiệu quả xử lí, giảm sốc tải .

Sau đó nước thải sẽ được dẫn đến hồ sinh học lợi dụng quá trình tự làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải. Lượng oxy cho quá trình sinh hóa chủ yếu là do không khí xâm nhập qua mặt thoáng của hồ và do quá trình quang hợp của thực vật nước.

Hệ động thực vật của hồ sinh học thường có các vi sinh vật: vi sinh vật, nguyên sinh động vật, tảo, rêu, bèo… Các vi sinh vật trong hồ là các vi sinh vật kỵ khí, yếm khí, hiếu khí hay tuỳ tiện như interobacterium, streptococus, clostridium, achromobacter, cytophaga, micrococus, pseu-domonas, bacillus, lactobacillus…

Thực vật trong hồ sinh học sử dụng các dinh dưỡng ( N,P), kim loại nặng (Cu, Cd, Zn..) đê phát triển sinh khối. Đồng thời trong hồ sinh học, thì các vi khuẩn luôn tiến hóa, thích nghi cao trong từng loại nước thải. Vì vậy ở các điều kiện khác nhau thì các nhóm thủy vật, thủy sinh sẽ được hình thành khác nhau. Tuy nhiên chỉ có 1 số những tính chất phù hợp cho việc xử lý môi trường nước ô nhiễm.

Hiện nay tại hồ sinh học, người ta thường sử dụng bèo tây, rau muống để xử lý nước thải. Tuy nhiên điều sai lầm lớn nhất trong việc xử lý là đề lục bình (bèo tây), rau muống mọc che kín toàn bộ mặt hồ. Trong quá trình xử lý, thì việc cung cấp oxi cho thực vật, vi khuẩn có lợi là vô cùng quan trọng, chính vì vậy, việc che kín mặt hồ làm giảm đi lượng oxy cung cấp cần thiết. SACOTEC khuyến nghị mật độ che phủ mặt hồ rơi vào 25-50% tùy điều kiện thực tế.

Bùn sinh ra trong quá trình xử lí sẽ được thải bỏ về bể chứa bùn. Bể chứa bùn có nhiệm vụ lắng bùn, tách bùn với nước. bùn sau khi tách nước sẽ được bơm hút định kì để xử lí

Phân tích công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi.

Ưu điểm:

– Chi phí vận hành thấp

– Tiết kiệm được chi phí xây dựng cụm bể Lắng-Trung gian-Lọc-Khử trùng

– Dễ dàng kiểm soát lượng DO

– Tăng hiệu quả xử lý sinh học 10-30% do MLSS tăng 2-3 lần so với Aerotank truyền thống.

– Giảm được triệt để SS và BOD .Hiệu suất xử lý của MBR tính theo COD, BOD đạt khoảng 90-95%

Khuyết điểm:

Tuy nhiên do hàm lượng cặn quá lớn nên thường xuyên gây nghẽn bề mặt màng lọc làm mất nhiều thời gian và công sức để vệ sinh màng lọc , khoảng 3-4h phải vệ sinh màng lọc. Do đó màng lọc nhanh hư hỏng gây tốn kém khi phải thay thế thường xuyên.
Hàm lượng BOD,COD quá cao , xử lí không triệt để. Gây sốc tải và làm ngộ độc cho vi sinh trong thời gian dài.
Người vận hành cần phải có kiến thức chuyên môn để nắm rõ quy trình xử lý và vận hành cho MLSS tăng nhanh và liên tục.
Kết luận

Với quy trình công nghệ trên, SACOTEC khuyến cáo không nên sử dụng công nghệ này vì chi phí cao, vận hành khó,chi phí nhân công cao, chi phí bảo trì cao, gây ngộ độc cho vi sinh và vấn đề bảo trì thiết bị không được đảm bảo.