tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo

Mục đích, ý nghĩa của việc nghiên cứu - Đưa ra công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo hợp lý, áp dụng kết hợpcác phương pháp xử lý theo nguyên tắc cơ học – hóa lý – sinh học.. Các chất

Trang 1

KHOA: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

& CN SINH HỌC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Trần Thị Lanh MSSV : 08B1080037

Ngành : Kỹ thuật Môi Trường Lớp : 08HMT1

1 Đầu đề đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo – Công ty cổ phần chăn nuôi Phú Sơn, xã Bắc Sơn, huyện Trảng Bom, Tỉnh Đồng Nai – Công suất 340 m3/ngàyđêm

2 Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

 Tổng quan

 Xác định đặc tính nước thải, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải

 Tính toán thiết kế và dự toán kinh phí đầu tư

 Thể hiện các công trình đơn vị trên bản vẽ A3

3 Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 19/04/2010

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12/07/2010

5 Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn:

TS Nguyễn Xuân Trường ………

Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn Ngày tháng năm 2010 CHỦ NGHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ):………

Đơn vị:………

Ngày bảo vệ:………

Điểm tổng kết:………

Nơi lưu trữ đồ án tốt nghiệp:………

Trang 2

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô trường Đại Học KỹThuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh, những người đã dìu dắt em tận tình, đãtruyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian

em học tập tại trường

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất cả các Thầy, Cô Khoa Môi Trườngvà Công Nghệ Sinh Học đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thểhoàn thành tốt đồ án

Em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Xuân Trường đã hướng dẫn và chỉbảo tận tình trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Tôi xin cảm ơn gia đình, những người thân đã cho tôi những điều kiện tốtnhất để học tập trong suốt thời gian qua

Ngoài ra tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những người bạn của tôi, nhữngngười đã gắn bó, cùng học tập và giúp đỡ tôi trong những năm qua cũng như trongquá trình thực hiện đồ án này

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2010

Sinh viên Trần Thị Lanh

Trang 4

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỒ ÁN 1

2 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN 2

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2

2.2 Mục đích, ý nghĩa của việc nghiên cứu 2

2.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY CHĂN NUÔI PHÚ SƠN 3

1.1.1 Thông tin chung về công ty 3

1.1.2 Quy trình công nghệ và nhu cầu sử dụng nước của công ty 3

1.1.3 Nguồn gốc phát sinh nước thải 5

1.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY 5

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO 6

2.1 NHỮNG ĐẶT TRƯNG CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI 7

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO 10

2.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 11

2.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý 11

2.2.2.1 Keo tụ – tạo bộng 11

2.2.2.2 Tuyển nổi 12

2.2.2.3 Khử trùng 12

2.2.3 Phương pháp xử lý sinh học 13

2.2.3.1 Các hệ thống xử lý nhân tạo bằng phương pháp sinh học 14

2.2.3.2 Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng phương pháp sinh học 17

2.3 MỘT SỐ HỆ THỐNG TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI 21

2.3.1 Trại chăn nuôi heo Bình Thắng 21

Trang 5

2.3.2 Trại chăn nuơi heo vừa và lớn ở Philippin 21

2.3.3 Trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở Thái Lan 22

2.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 23

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 26

3.1 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 1 27

3.1.1 Song chắn rác 28

3.1.2 Hố thu gom 31

3.1.3 Bể điều hoà 32

3.1.4 Bể lắng I 36

3.1.5 Bể UASB 42

3.1.6 Bể Aerotank 52

3.1.7 Bể lắng II 61

3.1.8 Bể khử trùng 65

3.1.9 Bể nén bùn 67

3.1.10 Bể chứa bùn 69

3.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 2 70

3.2.1 Song chắn rác tính tương tự phương án 1 71

3.2.2 Hố thu gom tính tương tự phương án 1 71

3.2.3 Bể điều hòa tính tương tự phương án 1 71

3.2.4 Bể lắng 1 tính tương tự phương án 1 71

3.2.5 Bể UASB tính tương tự phương án 1 71

3.2.6 Bể lọc sinh học với vật liệu ngập trong nước 72

3.2.7 Bể lắng 2 tính tương tự phương án 1 76

3.2.8 Bể khử trùng tính tương tự phương án 1 76

3.2.9 Bể nén bùn tính tương tự phương án 1 76

3.2.10 Bể chứa bùn tính tương tự phương án 1 76

GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường

SVTH : Trần Thị Lanh

Trang 6

CHƯƠNG 4 KHÁI TOÁN CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

XỬ LÝ 76

4.1 VỐN ĐẦU TƯ CHO TỪNG HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH TRONG PHƯƠNG ÁN 1 76

4.1.1 Vốn đầu tư ban đầu 77

4.1.2 Chi phí quản lý và vận hành 79

4.1.3 Tổng chi phí đầu tư 80

4.2 VỐN ĐẦU TƯ CHO TỪNG HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH TRONG PHƯƠNG ÁN2 80

4.2.1 Vốn đầu tư ban đầu 80

4.2.2 Chi phí quản lý và vận hành 83

CHƯƠNG 5 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI. .86

5.1 CHẠY THỬ 86

5.2 VẬN HÀNH HÀNG NGÀY 86

5.3 CÁC SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 87

5.4 MỘT SỐ SỰ CỐ Ở CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ NHƯ 87

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89

6.1 KẾT LUẬN 89

6.2 KIẾN NGHỊ 89

Trang 7

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng phân tích nồng độ ô nhiễm nước thải tại công ty 6

Bảng 2.1 Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày 7

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân heo từ 70 – 100 kg 8

Bảng 2.3 Thành phần hoá học và nguyên tố đa lượng của gia súc và gia cầm (%) 9 Bảng 2.4 Thành phần hóa học của phân heo 9

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của nước tiểu heo (70 – 100 kg) 10

Bảng 3.1 Các thông số thiết kế song chắn rác 31

Bảng 3.2 Các thông số thiết kế hố thu gom 32

Bảng 3.3 Các thông số thiết kế bể điều hòa 36

Bảng 3.4 Các thông số thiết kế bể lắng I 42

Bảng 3.5 Các thông số thiết kế bể UASB 52

Bảng 3.6 Các thông số tính toán bể Aerotank 53

Bảng 3.7 Các thông số thiết kế bể Aerotank 61

Bảng 3.8 Các thông số thiết kế bể lắng II 66

Bảng 3.9 Các thông số thiết kế bể khử trùng 68

Bảng 3.10 Các thông số thiết kế bể nén bùn 70

Bảng 3.11 Bảng tra thông số  ,  74

Bảng 3.12 Các thông số thiết kế bể Lọc sinh học 77

Bảng 4.1 Vốn đầu tư phần xây dựng và thiết bị phương án 1 79

Bảng 4.2 Chi phí điện năng 1 năm của phương án 1 82

Bảng 4.3 Vốn đầu tư phần xây dựng và thiết bị phương án 2 83

Bảng 4.4 Chi phí điện năng 1 năm của phương án 2 86

SVTH : Trần Thị Lanh

Trang 8

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ sản xuất chăn nuôi heo tại công ty chăn nuôi Phú Sơn 4

Hình 1.2 Quy trình sản xuất thức ăn cho heo 5

Hình 2.1 Sơ đồ xử lý nước thải chăn nuôi heo Bình Thắng 21

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở Philippin .22

Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải ở các trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở Thái Lan Tháii Lan (do bà Pacharin Dumronggittigule và ông Weerapan Kiatpadee đề xuất) 23

Hình 3.1 Song chắn rác 31

Hình 3.2 Tấm chắn khí 44

Hình 3.3 Tấm hướng dòng 45

Trang 9

PHẦN MỞ ĐẦU

Là một trong nhiều xí nghiệp, công ty hoạt động trong lĩnh vực chăn nuôi,công ty cổ phần chăn nuôi Phú Sơn đóng góp một sản lượng lớn heo thịt trên thịtrường trong và ngoài tỉnh

Công ty chăn nuôi Phú Sơn được thành lập vào tháng 3/1976 theo Quyếtđịnh số 41/UBT của UBND Tỉnh Đồng Nai trên cơ sở trại heo tư nhân có tênKYCANOCO Khi mới thành lập, Công ty có tên là Quốc doanh chăn nuôi heoPhú Sơn - đơn vị hạch toán độc lập thuộc Ty nông nghiệp Đồng Nai

Trại heo Phú Sơn đóng trên địa bàn ấp Phú Sơn, xã Bắc Sơn, huyện TrảngBom, tỉnh Đồng Nai Với tổng diện tích công ty 363000 m2, trong đó diện tíchchuồng trại là34000m2

Với quy mô hoạt động tương đối lớn: Tổng lao động hiện có 150 người (80nư), tổng đàn heo 25000 con trong đó có 3000 heo nái, 22000 heo nái sinh sản, sốlượng thức ăn hỗn hợp chăn nuôi heo 7000 – 7500 tấn/năm Hằng năm cung cấpmột sản lượng thịt lớn và chất lượng cho thị trường, tuy nhiên trong quá trình hoạtđộng của công ty đã phát sinh một lượng lớn các chất ô nhiễm, ảnh hưởng đếnmôi trường (nước, không khí, đất…), đồng thời gây ảnh hưởng đến sức khỏe củacông nhân và người dân xung quanh

Trước vấn đề trên, cần thiết phải có các biện pháp tối ưu để giảm thiểunguồn ô nhiễm phát sinh như: mùi, nước thải, chất thải rắn…, nhằm cải thiện môitrường, đảm bảo sức khỏe cho công nhân và người dân sống gần đó

Vì giới hạn về thời gian nên đồ án chỉ tập trung chủ yếu vào vấn đề xử lýnước thải tại công ty

SVTH : Trần Thị Lanh Trang 1

Trang 10

2 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Nước thải chăn nuôi heo – Công ty cổ phần chăn nuôi Phú Sơn

2.2 Mục đích, ý nghĩa của việc nghiên cứu

- Đưa ra công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo hợp lý, áp dụng kết hợpcác phương pháp xử lý theo nguyên tắc cơ học – hóa lý – sinh học

- Đảm bảo đạt tiêu chuẩn thải ra sông (QCVN 24 – 2009/BTNMT)

- Nhằm giảm thiểu các nguồn ô nhiễm do các nghành chăn nuôi gây ra đốivới môi trường (đất, nước, không khí…) và các hệ sinh thái trong vùng ảnhhưởng

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Điều tra thực địa, thu thập số liệu về các hoạt động của công ty, lấy mẫunước thải tại nguồn xa thải

- Phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm, đánh giá mức độ ô nhiễm tại các nguồnthải

- Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử ly phù hợp

- Tính toán và thiết kế công nghệ đã lựa chọn

Trang 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY CHĂN NUÔI PHÚ SƠN

1.1.1 Thông tin chung về công ty

Đến nay Công ty chăn nuôi heo Phú Sơn có 04 cơ sở:

- Trại heo Phú Sơn đóng trên địa bàn ấp Phú Sơn, xã Bắc Sơn, huyện TrảngBom, tỉnh Đồng Nai

- Trại heo Đông Phương đóng trên địa bàn phường Hố Nai, thành phố BiênHòa, tỉnh Đồng Nai

- Trại heo Long Thành đóng trên địa bàn xã Long An, huyện Long Thành,tỉnh Đồng Nai

- Trại gà Phú Sơn đóng trên địa bàn xã hố nai 3, huyện Trảng Bom, TỉnhĐồng Nai

Quy mô sản xuất công ty

Sản xuất, kinh doanh heo giống chất lượng cao và heo thịt

Sản xuất thức ăn gia súc, kinh doanh nguyên liệu làm thức ăn gia súc

Kinh doanh dịch vụ chăn nuôi thú y, phục vụ nhu cầu chăn nuôi tại địaphương gồm: cố vấn kỹ thuật, chuyển giao công nghệ chăn nuôi, thụ tinh nhântạo cho heo Thiết kế chuồng trại và bán sản phẩm chuồng cá thể

Quy trình sản xuất

Công ty tập trung 2 hướng chính:

Trang 12

Cung cấp heo thịt và heo giống.

Cung cấp thức ăn gia súc

1.1.2 Quy trình công nghệ và nhu cầu sử dụng nước của công ty

Quy trình chăn nuôi heo của công ty

Công ty cung cấp 2 loại heo thịt và heo giống Quy trình chăn nuôi được thể

hiện ở sơ đồ sau:

Hình 1.1 Sơ đồ sản xuất chăn nuôi heo tại công ty chăn nuôi Phú Sơn

Với hình thức và quy mô như trên, lượng nước cần thiết cho quá trình xả rửa

chuồng trại rất nhiều, cộng với lượng nước tiểu của gia súc dẫn đến lượng nước

thải đầu ra tương đối lớn (312,5 m3/ngày)

Qui trình sản xuất thức ăn gia súc, nguyên liệu làm thức ăn gia súc

Ngoài việc cung cấp các loại heo thịt và heo giống, công ty còn sản xuất

thức ăn gia súc Sơ đồ sản xuất được tóm tắt như sau:

các giống

Nuôi heo thịt Heo thịt

Heo giống các loại

Nước thải, chất thải rắn

Nước thải, chất thải rắn Nước thải, chất thải rắn

Nước thải, chất thải rắn

Trang 13

Hình 1.2 Quy trình sản xuất thức ăn cho heoTrong quy trình sản xuất trên, chủ yếu là phát sinh bụi, nhiệt… ảnh hưởng chủyếu đến môi trường không khí, lượng nước thải phát sinh trong giai đoạn này làkhông đáng kể.

1.1.3 Nguồn gốc phát sinh nước thải

Có 2 nguồn chủ yếu:

Nước thải sinh hoạt của công ty: bao gồm nước thải tắm rửa, giặt giũ… củakhoảng 180 công nhân và quản lý công ty (27,5m3/ngày)

Nước thải vệ sinh chuồng trại: nước thải tắm rữa, nước tiểu và phân gia súc…(312 m3/ngày)

1.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY

Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải rất đặc trưng, có khảnăng gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P

Phụ gia

t0, bụi

Bụi

Trang 14

và sinh vật gây bệnh Nó nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra ngoài môitrường

Thành phần nước thải tại 2 nguồn thải chủ yếu của công ty:

- Nước thải chăn nuôi heo bao gồm: Chất hữu cơ (tương đối cao), NH3, P, SS,VSV…

- Nước thải sinh hoạt bao gồm: BOD, COD, P, SS, …

Việc xả thải chung nước thải chăn nuôi và nước thải sinh hoạt vào cùng mộthệ thống hố thu gom làm cho thành phần và tính chất của nước thải tại công tykhá phức tạp

Kết quả thu được sau khi khảo sát và lấy mẫu phân tích tại nguồn xả (hố thugom) (bảng 1.1):

Bảng 1.1 Bảng phân tích nồng độ ô nhiễm nước thải tại công ty

Trang 15

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ

LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO

2.1 NHỮNG ĐẶT TRƯNG CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI

Các chất hữu cơ và vô cơ

Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% gồm cellulose,protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân,thức ăn thừa Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy Các chất vô cơ chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,…

N và P

Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ănthức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu.Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao Hàm lượngN-tổng trong nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/L, Photpho từ 39 – 94 mg/L

Vi sinh vật gây bệnh

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giunsán gây bệnh

Phân và nước tiểu gia súc

Lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vàogiống, loài, tuổi, khẩu phần thức ăn, trọng lượng gia súc Lượng phân và nướctiểu các loài gia súc thải ra trong ngày đêm được trình bày ở bảng 2.1

Số lượng chất thải của một số loài gia súc gia cầm

Bảng 2.1 Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày

Loài gia súc, gia cầm Lượng phân (kg/ngày) Lượng nước tiểu (kg/ngày)GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường

Trang 16

Trâu bò lớn 20 – 25 10 – 15

-Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý, 1994, (trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh, 2002)

Phân heo được xếp vào loại phân lỏng, hàm lượng nước chiếm 56 - 83%,phần còn lại là chất khô gồm các chất hữu cơ, hợp chất NPK dưới dạng chất vô

cơ Thành phần của phân heo từ 70 – 100 kg được trình bày ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân heo từ 70 – 100 kg

Vật chất khô gram/kg 213 - 342

Thành phần hoá học, khoáng đa lượng của phân gia súc gia cầm được trình bày

ở bảng 2.3

Trang 17

Bảng 2.3 Thành phần hoá học và nguyên tố đa lượng của gia súc và gia cầm

Nguồn: Nguyễn Chí Minh (2002).

Thành phần nguyên tố vi lượng trong phân thay đổi phụ thuộc lượng và loạithức ăn Ví dụ: Bo = 5 – 7 ppm, Mn = 30 – 75 ppm, Co = 0,2 - 0,5 ppm, Cu = 4 – 8ppm, Zn = 20 – 45 ppm, Mo = 0,8 - 1,0 ppm Trong quá trình ủ phân, các vi sinhvật phân giải những nguyên liệu này, giải phóng chất khoáng hòa tan cho câytrồng hấp thu

Thành phần dinh dưỡng của phân heo được trình bày trong bảng 2.4

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của phân heo

Trang 18

Nguồn: Trần Tấn Việt và ctv, 2001, (trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh, 2002)

Về mặt hóa học, các chất trong phân chuồng có thể chia làm hai nhóm: –Hợp chất chứa nitơ ở dạng hòa tan và không hòa tan

–Hợp chất không chứa nitơ bao gồm hydratcarbon, lignin, lipid…

Tỷ lệ C/N có vai trò quyết định đối với quá trình phân giải và tốc độ phângiải các hợp chất hữu cơ trong phân chuồng

Nước tiểu của heo có thành phần chủ yếu là nước, ngoài ra còn có hàmlượng nitơ và urê khá cao dùng để bổ sung đạm cho đất và cây trồng (bảng 2.5)

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của nước tiểu heo (70 – 100 kg)

Đặc tính Đơn vị tính Giá trị

Vật chất khô gram/kg 30,9 - 35,9

Trang 19

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO

Với thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi như trên, có thể áp dụng cácphương pháp xử lý sau:

- Phương pháp cơ học

- Phương pháp hóa lý

- Phương pháp sinh học

Trong các phương pháp trên ta chọn xử lý sinh học là phương pháp chính, vìtrong nước thải chăn nuôi heo thành phần hữu cơ là chủ yếu Công trình xử lýsinh học thường được đặt sau các công trình xử lý cơ học, hóa lý

2.2.1 Phương pháp xử lý cơ học

Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thugom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễlắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo.Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc Hàm lượng cặn lơ lửng trongnước thải chăn nuôi khá lớn (khoảng vài ngàn mg/L) và dễ lắng nên có thể lắng

sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau

Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chấtrắn được đem đi ủ để làm phân bón

2.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý

2.2.2.1 Keo tụ – tạo bộng

Mục đích nhằm loại bỏ các chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thướcnhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vìtốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ

Trang 20

để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phènbùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.

Nguyên tắc của phương pháp này là: cho vào trong nước thải các hạt keomang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồngốc silic và chất hữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhômhidroxid và sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương) Khi thế điện độngcủa nước bị phá vỡ, các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bôngcặn có kích thước lớn hơn và dễ lắng hơn

Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) tại trại chăn nuôi heo 2/9:phương pháp keo tụ có thể tách được 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có trongnước thải chăn nuôi heo

Ngoài keo tụ còn loại bỏ được P tồn tại ở dạng PO43- do tạo thành kết tủaAlPO4 và FePO4

2.2.2.2 Tuyển nổi

Mục đích của việc tuyển nổi là để tách các tạp chất rắn không tan, hoặc tancó khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên, hoặc cácchất lỏng có tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng của chất lỏng làm nền, trong nước thảichăn nuôi, tuyển nổi được áp dụng nhằm tách các chất rắn có kích thước nhỏ,lắng kém

Các loại bể tuyển nổi thường gặp:

- Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ hoc (tuabin hướng trục)được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực khai khoáng cũng như trong lĩnh vựcxử lý nước thải, các thiết bị kiểu này cho phép tao bọt khí khá nhỏ

Trang 21

- Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén: qua các vòi phun(xử lý nước thải chưa các tạp chất dễ ăn mòn vật liệu chế tạocác thiết bị cơgiới với các chi tiết chuyển động), qua các tấm xốp…

- Tuyển nổi với tách không khí từ nước (tuyển nổi chân không, tuyển nổikhông áp, tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước): được xử dụng rộngrãi với nước thải chứa chất bẩn kích thước nhỏ vì nó cho phép tạo bọt khírất nhỏ

- Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học, tuyển nổi hóa học

2.2.2.3 Khử trùng

Mục đích của việc khử trùng là nhằm loại bỏ các vi sinh vật (có nhiều trongnước thải chăn nuôi) có khả năng gây ảnh hưởng đến môi trường tiếp nhận và sứckhỏe con người

Một số phương pháp và hóa chất khử trùng thường gặp:

Phương pháp Chlor hoá

Là phương pháp được áp dụng phổ biến hiện nay Chlor cho vào nước thảidưới dạng hơi hoặc Clorua vôi Lượng Clor hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thểtích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lýsinh học hoàn toàn Clor phải được trộn đều với nước và để đảm bảo hiệu quảkhử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước và hoá chất là 30 phút trước khi nước thải

ra nguồn Hệ thống Clor hoá nước thải Clor hơi bao gồm thiết bị Clorato, mángtrộn và bể tiếp xúc Clorato phục vụ cho mục đích chuyển Clor hơi thành dungdịch Clor trước khi hoà trộn với nước thải và được chia thành 2 nhóm: nhóm chânkhông và nhóm áp lực Clor hơi được vận chuyển về trạm xử lý nước thải dướidạng hơi nén trong banlon chịu áp Trong trạm xử lý cần phải có kho cất giữ cácbanlon này Phương pháp dùng Clor hơi ít được dùng phổ biến

Phương pháp Ozon hoá

Trang 22

Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoábằng Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước Bằng Ozonhoá có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, thuốc nhuộm

… Sau quá trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99% Ngoài ra,Ozon còn oxy hoá các hợp chất Nitơ, Photpho … Nhược điểm chính của phươngpháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nướccấp

2.2.3 Phương pháp xử lý sinh học

Mục đích của việc xử ký sinh học là nhằm loại bỏ các chất hữu cơ có khảnăng phân hủy sinh hoc (đặc trưng của nước thải chăn nuôi)

Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phânhủy các chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chấtkhoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Tùy theo nhóm vi khuẩn sửdụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau Và tùytheo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh họchoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý

2.2.3.1 Các hệ thống xử lý nhân tạo bằng phương pháp sinh học

a Xử lý theo phương pháp hiếu khí

Xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí nhân tạo dựa trên nhu cầu oxycần cung cấp cho vi sinh vật hiếu khí có trong nước thải hoạt động và phát triển.Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ, các nguồn N và P cùng với mộtsố nguyên tố vi lượng khác làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào mới, pháttriển tăng sinh khối Bên cạnh đó quá trình hô hấp nội bào cũng diễn ra songsong, giải phóng CO2 và nước Cả hai quá trình dinh dưỡng và hô hấp của vi sinh

Trang 23

vật đều cần oxy Để đáp ứng nhu cầu oxy hòa tan trong nước, người ta thường sửdụng hệ thống sục khí bề mặt bằng cách khuấy đảo hoặc bằng hệ thống khí nén.

Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng (bùn hoạt tính)

Quá trình này sử dụng bùn hoạt tính dạng lơ lửng để xử lý các chất hữu cơhòa tan hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng Sau một thời gian thích nghi, các tếbào vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng và phát triển Các hạt lơ lửng trong nước thảiđược các tế bào vi sinh vật bám lên và phát triển thành các bông cặn có hoạt tínhphân hủy các chất hữu cơ Các hạt bông cặn dần dần lớn lên do được cung cấpoxy và hấp thụ các chất hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, bêncạnh đó còn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, giun, sán,…kết thành dạng bông với trung tâm là các hạt lơ lửng trong nước Trong bùn hoạttính ta thấy có loài Zoogelea trong khối nhầy Chúng có khả năng sinh ra một baonhầy xung quanh tế bào, bao nhầy này là một polymer sinh học với thành phần làpolysaccharide có tác dụng kết các tế bào vi khuẩn lại tạo thành bông

Một số công trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằngbùn hoạt tính :

Bể aerotank thông thường:

Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug-flow), khi đó chiều dài bể rất lớn so vớichiều rộng Trong bể, nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài,bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dàibể Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể

Bể aerotank xáo trộn hoàn toàn:

Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí

cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng

Trang 24

Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxyđồng nhất trong toàn bộ thể tích bể

Bể aerotank mở rộng:

Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùnthấp và chất lượng nước ra cao hơn Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác(20 -30 ngày)

Mương oxy hóa:

Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong mương có vậntốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính Vận tốc trong mương thường được thiết kế lớn hơn3m/s để tránh lắng cặn Mương oxy hóa có thể kết hợp quá trình xử lý N

Bể hoạt động gián đoạn (SBR):

Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theokiểu làm đầy và xả cặn Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùnhoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bểvà được thực hiện lần lượt theo các bước: (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4)xả cặn, (5) ngưng

Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

Khi dòng nước thải đi qua những lớp vật liệu rắn làm giá đỡ, các vi sinh vậtsẽ bám dính lên bề mặt Trong số các vi sinh vật này có loài sinh ra cácpolysaccaride có tính chất như là một polymer sinh học có khả năng kết dính tạothành màng Màng này cứ dày thêm với sinh khối của vi sinh vật dính bám hay cốđịnh trên màng Màng được tạo thành từ hàng triệu đến hàng tỉ tế bào vi khuẩn,với mật độ vi sinh vật rất cao Màng có khả năng oxy hóa các hợp chất hữu cơ,trong do ít tiếp xúc với cơ chất và ít nhận được O2 sẽ chuyển sang phân hủy kỵkhí, sản phẩm của biến đổi kỵ khí là các acid hữu cơ, các alcol,…Các chất này

Trang 25

chưa kịp khuếch tán ra ngoài đã bị các vi sinh vật khác sử dụng Kết quả là lớpsinh khối ngoài phát triển liên tục nhưng lớp bên trong lại bị phân hủy hấp thụcác chất bẩn lơ lửng có trong nước khi chảy qua hoặc tiếp xúc với màng.

b Xử lý theo phương pháp kỵ khí

Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng

Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)

- Về cấu trúc: Bể UASB là một bể xử lý với lớp bùn dưới đáy, có hệ thốngtách và thu khí, nước ra ở phía trên Khi nước thải được phân phối từ phía dưới lênsẽ đi qua lớp bùn, các vi sinh vật kỵ khí có mật độ cao trong bùn sẽ phân hủy cácchất hữu cơ có trong nước thải Bên trong bể UASB có các tấm chắn có khả năngtách bùn bị lôi kéo theo nước đầu ra

- Về đặc điểm: Cả ba quá trình phân hủy - lắng bùn - tách khí được lắp đặt

trong cùng một công trình Sau khi hoạt động ổn định trong bể UASB hình thànhloại bùn hạt có mật độ vi sinh rất cao, hoạt tính mạnh và tốc độ lắng vượt xa sovới bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc

Hỗn hợp bùn và nước thải được khuấy trộn hoàn toàn trong bể kín, sau đóđược đưa sang bể lắng để tách riêng bùn và nước Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵkhí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật kháchậm Bể phản ứng tiếp xúc thực sự là một bể biogas cải tiến với cánh khuấy tạođiều kiện cho vi sinh vật tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong nước thải

Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

Bể lọc kỵ khí

Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứanhiều cacbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trênxuống, tiếp xúc với lớp vật liệu có các vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển.GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường

Trang 26

Bể phản ứng có dòng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định

Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám

2.2.3.2 Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng phương pháp sinh học

a Hồ sinh học

Người ta có thể ứng dụng các quy trình tự nhiên trong các ao, hồ để xử lýnước thải Trong các hồ, hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí, quá trình cộngsinh của vi khuẩn và tảo là các quá trình sinh học chủ đạo Các quá trình lý học,hóa học bao gồm các hiện tượng pha loãng, lắng, hấp phụ, kết tủa, các phản ứnghóa học … cũng diễn ra tại đây Việc sử dụng ao hồ để xử lý nước thải có ưu điểmlà ít tốn vốn đầu tư cho quá trình xây dựng, đơn giản trong vận hành và bảo trì.Tuy nhiên, do các cơ chế xử lý diễn ra với tốc độ tự nhiên (chậm) do đó đòi hỏidiện tích đất rất lớn Hồ sinh học chỉ thích hợp với nước thải có mức độ ô nhiễmthấp Hiệu quả xử lý phụ thuộc sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùynghi, cộng với sự phát triển của các loại vi nấm, rêu, tảo và một số loài động vậtkhác nhau

Hệ hồ sinh học có thể phân loại như sau:

(1) Hồ hiếu khí (Aerobic Pond); (2)Hồ tùy nghi (Facultative Pond); (3) Hồ

kỵ khí (Anaerobic Pond); (4) Hồ xử lý bổ sung

Hồ hiếu khí (Aerobic Pond):

Hồ làm thoáng tự nhiên:

Oxy được cung cấp cho quá trình oxy hóa chất hữu cơ chủ yếu do sự khuếchtán không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của các thực vật nước (rong,tảo,…) Chiều sâu của hồ phải bé (thường lấy khoảng 30-40 cm) để đảm bảo chođiều kiện hiếu khí có thể duy trì tới đáy hồ Trong hồ, nước thải được xử lý bởiquá trình cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn, các động vật bậc cao hơn như nguyên

Trang 27

sinh động vật cũng xuất hiện trong hồ và nhiệm vụ của chúng là làm sạch nướcthải (ăn các vi khuẩn) Các nhóm vi khuẩn, tảo hay nguyên sinh động vật hiệndiện trong hồ tùy thuộc vào các yếu tố như lưu lượng nạp chất hữu cơ, khuấy trộn,

pH, dưỡng chất, ánh sáng và nhiệt độ

Hiệu suất chuyển hóa BOD5 của hồ rất cao, có thể lên đến 95% Tuy nhiên,chỉ có BOD5 dạng hòa tan mới bị loại khỏi nước thải đầu vào, và trong nước thảiđầu ra chứa nhiều tế bào tảo và vi khuẩn, do đó nếu phân tích tổng BOD5 có thểsẽ lớn hơn cả tổng BOD5 của nước thải đầu vào Nhiều thông số không thể khốngchế được nên hiện nay người ta thường thiết kế theo lưu lượng nạp đạt từ các môhình thử nghiệm Việc điều chỉnh lưu lượng nạp phản ánh lượng oxy có thể đạtđược từ quang hợp và trao đổi khí qua bề mặt tiếp xúc nước, không khí

Do độ sâu nhỏ, thời gian lưu nước dài nên diện tích của hồ lớn Vì thế hồ chỉthích hợp khi kết hợp việc xử lý nước thải với nuôi trồng thủy sản cho mục đíchchăn nuôi và công nghiệp

Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo:

Nguồn oxy cung cấp cho quá trình sinh học từ các thiết bị như bơm khí nénhay máy khuấy cơ học Vì được tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu của hồ có thể từ

2 - 4,5 m Sức chứa tiêu chuẩn khoảng 400 kg/(ha.ngày) Thời gian lưu nước tronghồ 1-3 ngày

Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo do có chiều sâu hồ lớn, mặt khác việc làmthoáng cũng khó đảm bảo toàn phần vì thế một phần lớn của hồ làm việc như hồhiếu-kỵ khí, nghĩa là phần trên hiếu khí, phần dưới kỵ khí

Hồ tùy nghi ( Facultative Pond ):

Việc xử lý nước thải tốt là do hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí, kỵ khívà tùy nghi Từ trên xuống đáy hồ có 3 khu vực chính

Khu vực thứ nhất (hay là khu vực hiếu khí) được đặc trưng bởi hệ cộng sinhgiữa vi khuẩn và tảo Nguồn oxy được cung cấp bởi oxy khí trời thông qua quáGVHD: TS Nguyễn Xuân Trường

Trang 28

trình trao đổi tự nhiên qua bề mặt hồ, và oxy được tạo ra qua quá trình quang hợpcủa tảo Oxy được vi khuẩn sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ tạo nên cácdưỡng chất và CO2, tảo sử dụng các sản phẩm này để quang hợp.

Khu vực trung gian (hay là khu vực kỵ khí không bắt buộc) đặc trưng bởi cáchoạt động của các vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc

Khu vực thứ ba (hay là khu vực kỵ khí) đặc trưng bởi các hoạt động của các

vi khuẩn kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ lắng đọng dưới đáy bể

Hồ kỵ khí ( Anaerobic Pond ) :

Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất rắn cao Thôngthường đây là một ao sâu (có thể đến 9,1 m) với các ống dẫn nước thải đầu vàovà đầu ra được bố trí một cách hợp lý Điều kiện kỵ khí được duy trì suốt chiềusâu của bể Việc ổn định nước thải được tiến hành thông qua quá trình kết tủa,phân hủy kỵ khí của vi sinh vật Hiệu quả khử BOD5 thường ở mức 70% và có thểlên đến 85% khi các điều kiện môi trường đạt tối ưu

Hồ xử lý bổ sung :

Có thể áp dụng sau quá trình xử lý sinh học (aerotank, bể lọc sinh học hoặcsau hồ sinh học hiếu khí, tùy nghi,…) để đạt chất lượng nước ra cao hơn, đồng thờithực hiện quá trình nitrat hóa Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinh còn lại trong hồnày sống ở giai đoạn hô hấp nội bào và amoniac chuyển hóa thành nitrat Thờigian lưu nước trong hồ này khoảng 18 - 20 ngày Tải trọng thích hợp 67 - 200kgBOD5/ha.ngày

b Cánh đồng tưới

Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm vàống phân phối phun nước thải lên mặt đất Một phần nước bốc hơi, phần còn lạithấm vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏsinh trưởng Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượng

Trang 29

nước thải nhỏ, vùng đất khô cằn xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếuđộ ẩm

Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn,virus gây bệnh trong nước thải chưa được loại bỏ có thể gây tác hại cho sức khỏecủa con người sử dụng các loại rau và thực phẩm này

c Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối

Nước thải được xả vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵn trong tựnhiên để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồn Đốivới nước thải chăn nuôi heo, biện pháp này thường không được áp dụng vì nó gâymùi hôi thối rất nghiêm trọng và giết chết các loài thủy sinh vật sống trong nước.Mặc dù vậy ở nước ta, phần lớn nước thải chăn nuôi thường xả vào các hệ thốngsông, hồ gần khu vực chăn nuôi sau khi xử lý bằng những biện pháp thô sơ nhưhầm biogas, hồ lắng,…

Ngoài các phương pháp sinh học tự nhiên trên, người ta còn sử dụng cácphương pháp vùng đất ngập nước (wetland), xử lý bằng đất (land treatment),…Hiện nay người ta đã áp dụng việc sử dụng các loài thực vật nước để làm tănghiệu quả xử lý tự nhiên của các ao hồ, đặc biệt thích hợp với nước thải chăn nuôi

2.3 MỘT SỐ HỆ THỐNG TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI

2.3.1 Trại chăn nuôi heo Bình Thắng

Bể tiếp xúc Clorine Ra nguồn

Bể Mêtan

Bãi rác Đốt

Thiết bị ép bùn

Phân bónCặn phân

Trang 30

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Bình Thắng

Nhận xét: Nhìn chung với công nghệ xử lý này thì chất lượng nước đầu ra có

thể gần đạt tiêu chuẩn xả thải, nhưng diện tích sử dụng cho khu xử lý là rất lớn,điều này không thể áp dụng cho thực tế công ty

2.3.2 Trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở Philipin

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở

Philippin

Trại chăn nuôi

Bể biogasBể lắng

Bể nuôi tảo

Hồ thực vật kết

Tái sử dụng làm nước rửa chuồng

Trang 31

Nhận xét: Trong công nghệ này, tảo và vi khuẩn cộng sinh với nhau cùng

phát triển.Vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ cung cấp CO2 cho tảo quang hợp, ngượclại tảo quang hợp cung cấp nguồn O2 cho vi sinh vật Các loại tảo sử dụng ở đây

là Ankistrodesmas, Scenedesmas, Pediastrum Tảo sau khi thu hoạch được đưa đi

làm thức ăn cho gia súc Nước được đưa đi tưới tiêu phục vụ nông nghiệp Đây là

1 phương pháp mới để xử lý nước thải chăn nuôi do tổ chức bảo vệ sức khoẻOMS đưa ra Với công nghệ trên, hầu như nước thải được tuần hoàn nhằm phụcvụ nhu cầu cho hoạt động sản xuất của trang trại, do đó mặc dù có khả năng nướcthải không đạt tiêu chuẩn xả thải nhưng vẫn áp dụng thành công đối với quy trìnhhoạt động của trang trại

Với thực tế công ty thì điều này khó áp dụng, một phần vì diện tích khá lớn,đồng thời phải đạt tiêu chuẩn cho phép của nguồn tiếp nhận nước thải

2.3.3 Trại chăn nuôi heo vừa và lớn ở Thái Lan

Hồ nuôi cá

Bể lắng 2Bể UASBCặn

gas

Trang 32

Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải ở các trại chăn nuôi heo vừa và lớn ởThái Lan (do bà Pacharin Dumronggittigule và ông Weerapan Kiatpadee đề xuất)

Nhận xét: Với quy mô chăn nuôi vừa và lớn thì sơ đồ công nghệ trên chưa

đạt chuẩn tiêu chuẩn xả thải ở Việt Nam (QCVN 24 – 2009/BTNMT) Diện tíchsử dụng cho công trình xử lý nước thải tương đối lớn, không phù hợp với đa sốcông ty ở các đô thị lớn của Việt Nam

2.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Thông số thiết kế:

– Loại nước thải : Nước thải chăn nuôi heo

– Lưu lượng nước thải : 312.5 m3/ngày

– Lưu lượng dự phòng : 27.5 m3/ngày

– Lưu lượng thiết kế : 340 m3/ngày = 14.16 m3/giờ

Với thành phần và tính chất nước thải (được nêu ở trang 6 - Chương 1).

Áp dụng nguyên tắc xử lý cơ học – hóa lý – sinh học, phương án này đưa ra nhằm giảm thiểu nồng độ ô nhiễm đến mức cho phép thải ra sông (QCVN 24 – 2009/BTNMT)

Trang 33

Phương án 1

Nguồn thải

Hố thu gom

Bể điều hòa

Bể chứa

Bể UASB

Bể Aerotank

Bể Lắng 2Bể lắng 1

Bể Khử trùng

Nguồn thải(QCVN 24-2009/BTNMT)

Song chắn rác

Máy thổi khí

Bể Nén bùn

Bùn thải

Bùn tuần hoànBùn thải

Đường hóa chất

Bể chứa bùn

Trang 34

Phương án 2

Phương án 2

Nguồn thải

Hố thu gom

Bể điều hòa

Bể chứa

Bể UASB

Bể lọc sinh học

Bể Lắng 2Bể lắng 1

Bể Khử trùng

Nguồn thải(QCVN 24 – 2009/BTNMT)

Song chắn rác

Máy thổi khí

Bể Nén bùn

Bùn thải

Bùn tuần hoànBùn thải

Trang 35

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Các thông số thiết kế

Trang 36

3.1 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 1 Thuyết minh quy trình công nghệ

Toàn bộ nước thải từ công ty được dẫn theo cống thoát nước thải của công tytới hố thu gom qua song chắn rác để giữ lại và loại bỏ các loại rác và phân tươicó kích thước lớn Sau đó, nước thải tiếp tục được bơm vào bể điều hoà Tại bểđiều hoà, nước thải sẽ được ổn định về lưu lượng, nồng độ Do thời gian lưu nướclà 6 giờ, nên ở bể điều hoà có hệ thống xáo trộn bằng khí nén Sau thời gian lưunước, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 1 Tại đây, những tạp chất thôkhông hoà tan, có khả năng lắng sẽ được lắng xuống ở đáy bể nhờ trọng lượngriêng của các tạp chất thô lớn hơn trọng lượng riêng của nước Nước thải lưu trongbể lắng đợt 1 thời gian được bơm vào bể UASB, bùn lắng được bơm ra sân phơibùn Tại bể UASB, nước thải được bơm vào bể và được phân bố đều từ dưới lên,nước thải tiếp xúc với bùn hạt có trong bể, các chất hữu cơ sẽ được phân hủy nhờcác vi sinh vật kỵ khí, trong bể có lắp tấm chắn khí – lỏng - rắn, khí sẽ theo ốngthu khí ra ngoài, dòng nước theo máng thu ra ngoài, bùn sau khi tách pha sẽ đượclắng xuống lại, nước thải theo máng chảy tràn qua bể Aerotank

Tại bể Aerotank, lượng nước thải kết hợp với bùn hoạt tính tuần hoàn từ bểlắng đợt 2 và lượng oxy cho vào bể nhờ máy thổi khí để thực hiện quá trình oxyhoá những chất hữu cơ dễ bị oxy hoá

Sau thời gian làm việc là 7 giờ, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt

2 Tại bể này, lượng bùn cặn sẽ lắng xuống và được bơm vào bể nén bùn, mộtphần lượng bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank đảm bảo lượng vi sinhtrong bể Sau khi ra khỏi bể lắng đứng đợt 2, nước thải sẽ được khử trùng bằngchlorua và được tiếp xúc với thời gian lưu nước là 30 phút Sau khi ra khỏi bể tiếpxúc khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải sau đó được xả vào nguồn tiếpnhận

Trang 37

Bùn thải từ các bể sẽ được đưa vào bể nén bùn, tại đây độ ẩm sẽ giảmxuống một lượng lớn, nước tách bùn sẽ được tuần hoàn về hố thu gom, bùn thảisẽ được đưa về hố thu bùn và sẽ được các đơn vị thu gom định kỳ.

3.1.1 Song chắn rác

Theo tài liệu “Xử lý nước thải_Lâm Minh Triết&Trần Hiếu Nhuệ năm 1978”

thì song chắn rác được tính như sau:

- Chiều sâu lớp nước trong mương đặt song chắn được lấy bằng chiều sâu lớpnước trong mương dẫn h1 = 0,03 m

- Số khe hở n giữa các thanh song chắn rác được xác định theo công thức:

q = W.vs = b.n.h1.vs

n =

s

v h b

qmax : Lưu lượng tối đa của nước thải, m3/s qmax= 3,9.10-3 m3/s

b : Chiều rộng khe hở giữa các thanh, chọn b = 0,016m

W : Tiết diện ướt của song chắn, m2

vs : Tốc độ nước qua song chắn rác, m/s Chọn vs = 0,7 m/s

h1 : Chiều sâu lớp nước qua song chắn, m Chọn h1 = 0,03 m

Công thức trên không tính tới độ thu hẹp của dòng chảy khi dùng cào Đểtính tới độ thu hẹp ta dùng hệ số k0 = 1,05

Khi đó :

n =

s

v h b

Bs = s.( n – 1) + b.nGVHD: TS Nguyễn Xuân Trường

Trang 38

Trong đó:

s: Chiều dầy mỗi thanh Ta chọn thanh hình chữ nhật với s = 0,008m

Suy ra: Bs = 0,008.( 13 – 1) + 0,016 13 = 0,304m

Chọn B s = 0,4m.

Tổn thất áp lực qua song chắn rác:

Tổn thất áp lực hs qua song chắn có thể xác định theo công thức:

hs =  2v g2 KTrong đó :

v: Tốc độ nước chảy trong mương trước song chắn, m/s (ứng với lưulượng lớn nhất ); v= 0,7 m/s

K: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất áp lực do vướng mắc rác

Ta có : K = 3,36.vs – 1,32

= 3,36 0,7 – 1,32 = 1,032g: Gia tốc trọng trường, g= 9,82 m/s2 : Hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn rác, phụ thuộc vào hìnhdạng, tiết diện của thanh

: Góc nghiêng đặt song chắn,  = 600

s : Chiều dầy mỗi thanh, s = 0,008m

b : Chiều rộng mỗi khe hở, b = 0,016m  : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của song chắn rác Chọn  =

2,42 (theo “bảng 4-1, trang 69” tài liệu Xử lý nước thải_Lâm Minh Triết&Trần Hiếu Nhuệ năm 1978)

Suy ra :

Trang 39

 = 2,42 (00,,016008)3 sin600 = 0,83Tổn thất áp lực được xác định như sau :

hs = 0,83 20.9,7,812 1,032 = 0,21mChiều sâu xây dựng mương đặt song chắn rác là :

H = h1 + hs + hbvTrong đó :

h1 : Chiều sâu lớp nước qua song chắn, m , h1 = 0,3m

hs : Tổn thất áp lực của song chắn, hs = 0,021m

hbv: Chiều sâu bảo vệ, chọn hbv = 0,3m