Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Heo Sau Biogas

Ở nước ta, chăn nuôi heo là lĩnh vực chủ lực, đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của nền nông nghiệp. Song song với mặt tích cực, đây cũng là ngành phát sinh lượng nước thải lớn gây ô nhiễm môi trường xếp thứ 3 (đứng sau ngành công nghiệp và y tế). Vì vậy, các cơ sở, trang trại chăn nuôi cần trang bị hệ thống xử lý nước thải để bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Dưới đây mời các bạn cùng tham khảo hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas.

1. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas

Tùy vào quy mô hoạt động, lưu lượng nước thải, mức độ ô nhiễm và mục đích sử dụng nước thải sau khi xử lý mà sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas tại mỗi cơ sở, trang trại sẽ được thiết kế khác nhau, dưới đây là một sơ đồ công hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi công suất 250m3/ngày.  

Nước thải vệ sinh chuồng trại + nước thải sau khi qua máy tách phân --- > Bể lắng – tách phân --- > Hầm biogas --- > Bể điều hòa --- > Bể khử anoxic --- > Bể sinh học hiếu khí --- > Bể lắng sinh học --- > Bể trộn/phản ứng --- > Bể tạo bông --- > Bể lắng hóa lý --- >Bể trung gian --- > Bể khử trùng --- > Cột lọc áp lực --- > Nước thải sau xử lý đạt loại A – QCVN 62:2016/BTNMT 

2. Quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi

Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas được thực hiện theo các bước như sau:

Bước 1: Tách chất hữu cơ bằng bể lắng ly tâm và hệ thống ép phân làm phân hữu cơ

Nước và phân chảy ra bể lắng, tại bể lắng, phần cặn và phân sẽ chìm xuống dưới đáy bể, còn hỗn hợp nước thải phía trên sẽ chảy qua bể biogas.

Hỗn hợp phân lắng dưới đáy hố lắng sẽ được bơm vào hệ thống máy ép phân mỗi ngày. Tại đây, máy sẽ tách phân heo và nước, khối lượng phân sẽ được đóng bao và tạm giữ trong nhà chứa phân và bán cho các đơn vị có nhu cầu mua là phân bón hoặc trộn với các phụ phẩm nông nghiệp khác, còn phần nước sẽ bơm về bể biogas để tiếp tục xử lý.

Máy tách phân có vai trò tách phân ra khỏi hỗn hợp nước thải, nhờ đó, lượng chất thải rắn hữu cơ và các hợp chất khác được giảm đi đáng kể. Hỗn hợp nước thải sau khi tách phân được đưa vào hệ thống biogas.

Bước 2: Xử lý phân hủy và thu hồi khí gas tại bể biogas

Bể biogas ứng dụng công nghệ ủ sinh học vi sinh yếm khí trong xử lý phân và chất thải chăn nuôi. Tại bể, các vi sinh vật yếm khí như Methanobacterium thermoaceticum, Methananosarcisa barkeri hấp thu/phân hủy chất hữu cơ và giảm bớt mùi hôi trong nước thải.  Đồng thời, bể biogas còn có vai trò phân hủy lượng chất hữu cơ còn lại trong nước thải, chuyển hóa từ các chất hữu cơ có hại sang chất hữu cơ có cấu tạo tế bào vi sinh vật hoặc các chất hữu cơ hòa tan khác. Bể cũng là nơi sinh khí gas, tạo nguồn năng lượng mới cho các hoạt động như vận hành máy phát điện, sử dụng bếp gas, lò sưởi,…

Sau quá trình phân hủy yếm khí và tạo khí gas trong hệ thống biogas, nước thải được dẫn vào hệ thống hồ sinh học.

Bước 3: Ổn định nước thải và xử lý sinh học

Nước thải sau giai đoạn xử lý trong bể biogas thì chảy qua bể điều hòa nhằm điều hòa lưu lượng, giảm bớt nhiệt độ và ổn định nồng độ các chất ô nhiễm để tránh gây sốc tải cho các công trình xử lý phía sau. Tiếp theo, nước thải được dẫn qua cụm bể xử lý sinh học thiếu khí và hiếu khí.

Bể xử lý thiếu khí

Tại bể thiếu khí, diễn ra quá trình khử nitrat thành khí N2. Cụ thể là các vi khuẩn dị dưỡng cần nguồn cacbon như là nguồn thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Vi khuẩn khử nitrat sử dụng nguồn oxy từ các phân tử nitrat cho hoạt động của mình.

Quá trình xử lý thiếu khí khử nitrat diễn ra hiệu quả khi DO thấp hơn 0,5 mg/l, lý tưởng hơn cả là DO thấp hơn 0,2 mg/l. Khi đó vi khuẩn bẻ gãy liên kết trong ion nitrat để lấy oxy. Kết quả là nitrat bị khử thành N2O và cuối cùng là N2, sản phẩm cuối cùng thân thiện với môi trường,

Quá trình khử nitrat thể hiện qua phương trình:

6NO3- + 5CH3OH --- > 3N2 + 5CO2 + 7H2O + 6OH

Bể xử lý hiếu khí

Dưới sự cung cấp oxy không khí từ hệ thống máy thổi khí, các vi sinh vật hiếu khí sẽ sinh trưởng và phát triển thành sinh khối nhờ vào quá trình tiêu thụ các chất hữu cơ ô nhiễm, cụ thể như sau:

Không khí được đưa vào bằng máy thổi khí, lượng oxy hòa tan trong nước thải luôn được duy trì trong khoảng 2 – 4mg/l nhằm đảm bảo cung cấp đủ lượng oxy cho sinh vật sống tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải. Tại đây, các chất hữu có ô nhiễm được vi sinh vật sử dụng làm nguồn thức ăn để tạo nên tế bào mới. Sản phẩm của quá trình này chủ yếu là CO2, H2O và khối vi sinh vật. Trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, vi sinh vật cũng tiêu tốn một lượng nhỏ Nitơ và Photpho. Do đó, hỗn hợp

NPK cũng được bơm vào tại đây để cung cấp cơ chất cho vi sinh phát triển.

Quá trình này được thực hiện theo sơ đồ:

(CHO)nNS --- > CO2 + H2O + Tế bào mới + Các sản phẩm dự trữ + NH4-  + H2S + Năng lượng

Quá trình oxy hóa tạo nitrit, nitrat từ amoni nhờ vào hoạt động của vi sinh cụ thể như sau:

Dưới tác dụng của vi khuẩn nitroso:

2NH4+ + 3O2 --- > 2NO2- + 4H+ + 2H2O

Dưới tác dụng của vi khuẩn nitro:

2NO2- + O2 --- > 2NO3-

Dòng chứa nitrit, nitrat sẽ được tuần hoàn về bể thiếu khí để tiếp tục khử thành khí nitrogen

Bể lắng sinh học

Hỗn hợp nước + bông bùn sinh học từ bể hiếu khí chảy sang bể lắng. Tại đây, bùn sinh học sẽ được lắng lại còn nước tiếp tục chảy qua máng thu nước sau bể phản ứng. Phần bùn tại bể lắng được chia thành hai dòng như sau: Dòng tuần hoàn trở lại bể sinh học để duy trì nồng độ sinh khối giúp quá trình khử BOD đạt hiệu quả cao và dòng bùn đưa về sân phơi bùn để tiếp tục xử lý.

Bước 4: Xử lý bằng phương pháp hóa học

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học được thực hiện qua các bể sau đây:

Bể phản ứng

Nước thải sau khi đi qua hệ thống xử lý sinh học để xử lý hết các hợp chất hữu cơ hòa tan sẽ tiếp tục dẫn qua bể phản ứng để tiếp tục xử lý các cặn lơ lửng chưa được loại bỏ trong quá trình xử lý sinh học. Dung dịch PAC được bơm vào bể để thực hiện quá trình keo tụ. Quá trình keo tụ là quá trình nén lớp điện tích kép, đòi hỏi thêm vào nồng độ các cao các ion trái dấu để trung hòa điện tích, giảm thế điện động Zeta. Hóa chất keo tụ PAC sau khi thêm vào bể phản ứng sẽ thủy phân, tạo ra các ion dương, các ion dương mang điện tích trái dấu sẽ phá vỡ tính bền của hệ keo, thu hẹp điện thế Zeta về mức thế 0. Khi đó, lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt bằng 0 giúp tăng khả năng kết dính của các hạt keo, tạo ra các hạt có kích thước lớn hơn. Nước thải sau quá trình keo tụ sẽ dẫn sang bể tạo bông.

Bể tạo bông

Để tách các hạt cặn nhỏ sinh ra ở quá trình keo tụ tạo bông dễ dàng hơn, nước thải được dẫn qua bể tạo bông và dung dịch Polymer sẽ được thêm vào nước thải nhằm tạo ra các cầu nối để bắt giữ các bông cặn nhỏ này, tạo thành các bông cặn lớn hơn dễ tách ra khỏi nước. Nước thải sau quá trình keo tụ - tạo bông sẽ được dẫn sang bể lắng hóa lý.

Bể lắng hóa lý

Nước thải sau quá trình xử lý hóa lý chứa nhiều bông bùn, vì vậy cần được tách ra khỏi bể lắng trước khi nước thải đi vào công đoạn xử lý tiếp theo. Bể lắng bông bùn được thiết kế gồm 3 phần: Phần nước trong, phần lắng và phần chứa bùn.

Tại bể lắng, nước đưa vào ống trung tâm rồi phân phối đều khắp bể. Dưới tác dụng của trọng lực và tấm chắn hướng dòng, các bông bùn sẽ lắng xuống đáy bể, phần nước trong di chuyển lên trên và được thu gom qua hệ thống máng chảy tràn, phần bùn lắng sẽ được đưa đến sân phơi bùn để xử lý.

Bước 5: Lọc và khử trùng nước thải

Cột lọc áp lực: Khử các chất rắn lơ lửng không lắng được và xử lý chất hữu cơ còn sót lại trong nước thải sau quá trình xử lý.

Bể khử trùng: Nước thải sau khi lọc chảy qua bể khử trùng và được khử trùng bằng NaOCl trước khi xả ra nguồn tiếp nhận nhằm loại bỏ vi khuẩn, vi trùng còn sót lại.

Trên đây là sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas điển hình. Trên thực tế, tùy thuộc vào loại hình, quy mô chăn nuôi và chi phí đầu tư hệ thống và yêu cầu chất lượng nước đầu ra mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải sẽ được điều chỉnh linh hoạt khác nhau.

Công ty Cổ phần Xây dựng và Công nghệ Môi trường Hợp Nhất là nhà thầu chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và lắp đặt các hệ thống xử lý nước thải hơn 10 năm kinh nghiệm.

Quý Khách có nhu cầu tư vấn, thiết kế và thi công hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas vui lòng ĐỂ LẠI CÂU HỎI hoặc liên hệ qua Hotline: 0938.857.768.