Than sinh học xử lý nước thải ngành chăn nuôi

Chăn nuôi quy mô lớn là hướng phát triển kinh tế nông nghiệp mới và là phương thức quan trọng giúp nâng cao hiệu quả kinh tế. Nhưng chăn nuôi quy mô lớn thường tạo ra lượng nước thải lớn, đặc biệt việc phát thải nhiều chất hữu cơ, kim loại nặng, nito, photpho làm môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng. 

Theo điều tra thì nguồn ô nhiễm nông nghiệp, chăn nuôi là nguyên nhân chính khiến nguồn nước bị suy thoái nghiêm trọng. Và hiện nay việc xử lý chất ô nhiễm trong xử lý nước thải chăn nuôi trở thành trọng tâm phát triển và BVMT bền vững trong tương lai.

Đặc tính của than sinh học xử lý nước thải chăn nuôi

Than sinh học đóng vai trò là chất hấp phụ vô cùng hiệu quả, thân thiện với môi trường với chi phí thấp nên chúng thường dùng để làm chất điều hòa, làm nhiên liệu sinh học. Gần đây, nó được chú ý nhiều trong lĩnh vực xử lý nước thải.

Nhiều thí nghiệm chỉ ra rằng than sinh học hấp phụ tốt chất ô nhiễm trong nước thải với ưu điểm chi phí thấp, diện tích bề mặt cao, thể tích lỗ xốp lớn và ổn định hơn trong môi trường. Hơn nữa, nó có thể tái sử dụng do hiệu quả xử lý cao và khả năng thu hồi tài nguyên. Và than sinh học hứa hẹn sẽ trở thành phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi nói riêng và nước thải nông nghiệp nói chung điển hình và nổi trội hơn trong tương lai.

Than sinh học giàu cacbon được sản xuất bằng các vật liệu sinh học. Nguyên liệu thô của than sinh học chủ yếu là sinh khối (rơm rạ, phân hoặc bùn) không chỉ có lợi trong việc sử dụng tài nguyên mà còn giúp giảm thiểu sự suy thoái môi trường. Bên cạnh xử lý có hiệu quả chất ô nhiễm điển hình đối với nước thải chăn nuôi, than sinh học còn có khả năng hấp phụ nito và photpho tốt nên nó có thể dùng làm phân bón rất thân thiện với môi trường nông nghiệp.Cơ chế hấp phụ của than sinh học

Cấu trúc hữu cơ

Than sinh có cấu tạo gồm 2 lớp gồm lớp graphene xếp chồng lên nhau và cấu trúc thơm nằm xen kẽ giúp tăng diện tích bề mặt riêng (hấp phụ vật lý) và cấu trúc lỗ xốp phong phú (hấp phụ tốt chất hữu cơ).

Đặc tính điện bề mặt

Khả năng hút tĩnh điện trên bề mặt than sinh học đóng vai trò quan trọng trong hấp phụ chất ô nhiễm. Than sinh học tích điện âm nên chúng có khả năng hấp phụ tốt ion dương như amoniac, kim loại nặng. Trường hợp than sinh học biển đổi bề mặt tích điện dương thì các anion như photphat cũng bị hấp phụ. Nhiều nghiên cứu cho thấy, than sinh học hấp phụ tốt nito amoniac trong khi đó hấp phụ photphat thì rất yếu.

Các thành phần khoáng chất

Than sinh học chứa CO3, PO3,.. tăng hiệu quả hấp phụ. Quá trình này chủ yếu diễn ra bằng cách cố định lỗ rỗng và lực hút tĩnh điện từ các nhóm chức hữu cơ. Hấp phụ kim loại nặng chủ yếu nhờ lực hút tĩnh điện, trao đổi ion hoặc phản ứng tạo phức của nhóm chức trên bề mặt. Trong đó quá trình kết tủa, hấp phụ nito và photpho chủ yếu nhờ lực hút tĩnh điện kết hợp đồng thời với kết tủa hóa học.

Khả năng xử lý chất ô nhiễm của than sinh học

Chất ô nhiễm hữu cơ

Hiện nay, trong lĩnh vực xử lý môi trường thì than sinh học được ứng dụng để hấp phụ nhiều chất ô nhiễm hữu cơ như kháng sinh, phenol, thuốc diệt cỏ,... Cacbon sinh học giữ vai trò hấp phụ chất kháng sinh nhờ liên kết hydro và cation. Đặc biệt, nó có thể hấp phụ sulfamethoxazole nhiệt phân ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, nó còn loại bỏ nhiều chất hữu cơ có hàm lượng crom cao, phenol trong pha lỏng và liên quan đến cơ chế hấp phụ vật lý và hóa học.

• Hấp phụ vật lý phụ thuộc vào chức năng của lực tĩnh điện và lực hấp dẫn giữa các phân tử than sinh học và chất ô nhiễm hữu cơ.
• Hấp phụ hóa học nhờ quá trình tương tác hóa học giữa than sinh học và chất ô nhiễm nhờ liên kết hydro,…

Chất ô nhiễm kim loại nặng

Kim loại có độc tính cao và không thể phân hủy sinh. Sự hấp phụ ion kim loại nặng chủ yếu phụ thuộc nhiều vào việc trao đổi ion trên bề mặt than sinh học, liên kết hóa học giữa ion và nhóm chức trên bề mặt. Đa phần, than sinh học có thể hấp phụ tốt Ni (II), Cu (II), Pb (II) và Cd (II) ở nhiệt độ bình thường. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc loại bỏ kim loại nặng phụ thuộc nhiều vào nguồn nguyên liệu, điều kiện, nhiệt độ hấp phụ cùng nhiều vấn đề khác.

Các chất ô nhiễm nito và photpho

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều chất dinh dưỡng gồm nito và photpho. Vì thế than sinh học hấp phụ những chất này giúp giảm thiểu hiện tượng phú dưỡng, vừa giúp tái chế, tái sử dụng vào đất, tăng cường độ phì nhiêu. Đối với than sinh học biến tính có khả năng hấp phụ mạnh đối với photpho, và sau đó người ta có thể sử dụng nó để tái sử dụng làm phân bón cho cây trồng.

Nếu Quý Doanh nghiệp cần tìm đơn vị tư vấn thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải, vui lòng liên hệ ngay Hotline 0938.857.768 để được tư vấn miễn phí nhé!