TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO
1.1.1 Khối lượng chất thải chăn nuôi heo
Khối lượng chất thải chăn nuôi heo sinh ra phụ thuộc vào chủng loại, giống, giai đoạn sinh trưởng, chế độ dinh dưỡng và phương thức vệ sinh chuồng trại Ngoài ra, nước vệ sinh chuồng trại, nước tắm heo, lượng thức ăn rơi vãi cũng làm tăng khối lượng chất thải
Bảng 1.1: Lượng phân heo và nước tiểu thải ra trong một ngày đêm LOẠI HEO LƯỢNG PHÂN (KG/NGÀY) NƯỚC TIỂU (LÍT/NGÀY)
Nguoàn: Nguyeãn Thò Hoa Lyù, 1994
1.1.2 Thành phần của chất thải chăn nuôi heo
Chất thải chăn nuôi heo chủ yếu là phân heo, nước tiểu heo, nước vệ sinh chuồng trại và tắm rửa heo, thức ăn thừa rơi vãi, xác động vật chết Thành phần chất thải chăn nuôi heo bao gồm các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, các chất dinh dưỡng (nitơ, phospho), các chất khoáng, vi sinh vật gây bệnh Thành phần chất thải thay đổi phụ thuộc vào từng chủng loại heo, giai đoạn sinh trưởng và chế độ dinh dưỡng của heo
Phân heo là những chất liệu từ trong thức ăn, nước uống mà cơ thể heo không sử dụng hay không tiêu hóa được và thải ra ngoài cơ thể Ở mỗi giai đoạn sinh trưởng của heo, nhu cầu về dinh dưỡng cho heo rất khác nhau Chính vì thế mà thành phần của phân phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của heo, chủng loại và chế độ dinh dưỡng cho heo Nhưng nhìn chung thành phần của phân heo goàm:
▪ Các chất dinh dưỡng chiếm tỷ lệ cao tùy thuộc khẩu phần ăn mà tỷ lệ nước chiếm từ 56 - 83%, chất hữu cơ không tiêu hóa được (chất xơ, protein, acid amin…) từ 4 - 2,26%, nitrogen 0,32 - 1,6%, phosphat 0,25 - 1,4%, kali 0,15 - 0,95%, canxi 0,09 - 0,34%
▪ Các khoáng chất dư thừa cơ thể không sử dụng như P2O2, K2O, CaO, MgO phần lớn xuất hiện trong phân
▪ Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin …)
▪ Các mô tróc ra từ các niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài
▪ Vật chất dính vào thức ăn như bụi, tro
▪ Các lọai vi sinh vật bị nhiễm trong thức ăn, ruột bị tống ra ngoài
▪ Nhiều loại vi trùng, virus và trứng giun sán gây bệnh
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của phân heo có trọng lượng 70 - 100 kg
STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ NỒNG ĐỘ
8 Các acid béo mạch ngắn g/kg 3,83 - 4,47
Nguồn: Trương Thanh Cảnh & ctv, 1997, 1998
Nước thải chăn nuôi heo gồm nước tiểu heo, nước tắm heo, nước rửa chuồng trại Do nước thải này chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, các chất dinh dưỡng, các chất rắn lơ lửng, nhiều vi sinh vật, trứng ấu trùng giun sán gây bệnh, độ màu cao nên khi thải ra môi trường có kèm theo các khí gây mùi hôi thối, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái xung quanh Nồng độ các chất có trong nước thải này phụ thuộc vào lượng thức ăn thừa rơi vãi, mức độ và phương pháp thu gom chất thải trong chuồng, lượng nước sử dụng khi vệ sinh chuồng trại hoặc tắm rửa heo
Thành phần hoá học của nước thải chăn nuôi gồm:
▪ Các chất vô cơ chiếm 20 - 30% gồm cát, đất, muối, urê, amonium, muối clorua, muoái sulphat…
▪ Các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy (chiếm 70 - 80%) gồm hydratcarbon và các daãn xuaát cuûa chuùng, protein, lipid, cellulose
Tùy điều kiện hiếu khí hay kỵ khí, các hợp chất hóa học trong phân và nước thải có thể phân hủy tạo ra các sản phẩm khác nhau như CH4, N2, NH3, H2S, …
Bảng 1.3: Thành phần nước thải chăn nuôi
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
3 Cặn lơ lửng SS mg/L 180 - 450
Nước tiểu heo: Thành phần nước tiểu heo chủ yếu là nước (chiếm trên 90%) và nitơ (dạng urê) Urê trong nước tiểu dễ dàng phân hủy trong điều kiện có oxy tạo thành khí amoniac có mùi hôi
Bảng 1.4: Thành phần hóa học của nước tiểu heo có trọng lượng 70 - 100 kg
STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ NỒNG ĐỘ
Nguồn: Trương Thanh Cảnh & ctv, 1997, 1998
Khí thải gồm bụi và các hợp chất hữu cơ gây mùi Bụi từ thức ăn hay phân mang vi sinh vật gây bệnh hấp phụ các khí độc, các chất hóa học đi vào đường hô hấp, gây dị ứng, gây xáo trộn hô hấp Các hợp chất hữu cơ gây mùi được tạo thành do hoạt động của vi sinh vật phân hủy trong điều kiện hiếu khí hay kỵ khí 1.1.2.4 Thức ăn thừa
Thành phần thức ăn thừa chính là thành phần các chất hữu cơ dễ phân hủy như cám, ngũ cốc, bột cá, tôm, khoáng chất… có trong thức ăn cung cấp cho heo, nó phụ thuộc vào lượng thức ăn thừa và giai đoạn sinh trưởng của heo
Thành phần hóa học của thức ăn thừa là protein, hydratcarbon, lipid, muối khoáng, vitamin Trong tự nhiên các chất này bị phân hủy sinh ra mùi khó chịu 1.1.2.5 Xác động vật chết
Xác động vật chết do bệnh cũng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường, các tác nhân gây bệnh sẽ truyền cho con người và vật nuôi.
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO
- Các loại nước thải sinh ra trong quá trình hoạt động chăn nuôi:
▪ Nước thải chăn nuôi (nước thải tắm heo và vệ sinh chuồng trại) chứa nhiều chất hữu cơ, chất cặn bã, chất dinh dưỡng (nitơ, phospho), vi sinh vật
▪ Nước mưa chảy tràn theo mặt bằng chuồng trại
Bảng 1.5: Tính chất nước thải chăn nuôi heo STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ NỒNG ĐỘ
Nguồn: Trương Thanh Cảnh & ctv, 1997, 1998
- Ảnh hưởng của một chất ô nhiễm đến môi trường nước:
▪ Chất hữu cơ: có nguồn gốc từ một số chất trong thức ăn chưa được heo đồng hóa, hấp thụ và được bài tiết ra ngoài theo phân, nước tiểu cùng các sản phẩm trao đổi chất hoặc từ thức ăn thừa, xác động vật chết không được xử lý Sự phân hủy các chất dễ phân hủy sinh học tạo ra các hợp chất khác nhau như axit amin, axit béo và các khí gây mùi hôi khó chịu và độc hại Tùy theo điều kiện tồn tại oxy có trong nước mà có các sản phẩm khí khác nhau như CO2, CH4, NH3, H2S…
▪ Chất dinh dưỡng: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước thải tương đối cao do khả năng hấp thụ nitơ và phospho của heo khá thấp nên phần lớn chúng được bài tiết ra ngoài Nếu không xử lý sẽ gây hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái dưới nước Trong nước thải, nitơ thường tồn tại ở dạng amonium, amoniac, nitrit, nitrat và nitơ tự do; phospho thường tồn tại ở dạng H2PO4 -, HPO4 2-, phosphat, polyphosphat, phospho hữu cơ (axit phytic, muối phytate)
▪ Hệ vi sinh vật: Vi sinh vật phát triển tốt trong môi trường có độ ẩm cao, vệ sinh chuồng trại kém gồm các vi sinh vật có hại như vi khuẩn, virus, trứng giun sán gây bệnh cho người và gia súc
Bảng 1.6: Một số vi sinh vật gây bệnh qua nguồn nước
VI SINH VẬT KHẢ NĂNG GÂY BỆNH
Salmonella typhi Sốt thương hàn
Salmonella sp Viêm dạ dày ruột
Escherichia coli Viêm dạ dày ruột
Diphyllobothrium latum Bệnh giun sán
1.2.2 Ô nhiễm môi trường không khí
- Các nguồn gây ô nhiễm: Phân và nước tiểu của heo; thức ăn thừa của heo bị lên men; quá trình chế biến thức ăn cho heo
- Cơ chế: Trong hoạt động chăn nuôi, dưới tác dụng của vi sinh vật, nước tiểu, phân heo và các thức ăn thừa của heo được phân hủy sinh ra nhiều loại khí khác nhau gây ra mùi hôi đặc trưng Tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ môi trường, phương thức thu gom, quản lý chất thải, phương pháp xử lý chất thải mà có các loại khí khác nhau như CO2, CH4, NH3, H2S…
- Các khí sinh ra từ hoạt động chăn nuôi được chia ra các nhóm khí sau:
▪ Nhóm khí gây kích thích: gây tổn thương hệ hô hấp, đặc biệt là niêm mạc đường hô hấp, gây kích thích thị giác, làm giảm thị lực như H2S, NH3, indol, phenol, scatol
- H2S được sinh ra do sự phân huỷ các hợp chất chứa lưu huỳnh trong quá trình lưu trữ, ủ phân hay thoát ra từ các bể phân hủy kỵ khí H2S làm tổn thương lá, rụng lá và giảm sinh trưởng Đối với con người và động vật, H2S gây nhiễm độc toàn thân, ức chế men hô hấp có thể gây tử vong Ở nồng độ thấp (0,24 - 0,36 mg/L), H2S kích thích lên mắt và đường hô hấp Ở nồng độ 150 ppm, H2S gây tổn thương hệ hô hấp và màng nhầy Ở nồng độ 500 ppm, tiếp xúc trong khoảng 15 - 20 phút sẽ gây bệnh tiêu chảy và viêm cuống phổi Ở nồng độ 700 -
900 ppm, tiếp xúc trong thời gian ngắn sẽ nhanh chóng xuyên qua màng túi phổi, thâm nhập vào mạch máu, có thể gây tử vong
- NH3 là khí sinh ra nhiều nhất từ hoạt động chăn nuôi Trong phân và nước tiểu chứa một lượng nitơ dưới dạng urê khi thải vào môi trường chuyển hóa thành NH3 Nồng độ NH3 phụ thuộc vào lượng NH3 và pH (ở pH cao NH3 sẽ tan vào nước và tồn tại ở dạng NH4 +, ở pH thấp NH3 tồn tại ở dạng khí và bốc hơi vào không khí, gây mùi khó chịu) NH3 là khí độc có khả năng gây kích thích mạnh lên đường hô hấp và niêm mạc, gây bỏng do phản ứng kiềm hóa kèm theo tỏa nhiệt, làm mô thực vật bị gãy giòn, lá bị úa vàng Ở nồng độ cao, NH3 làm lá cây trắng bạch, đốm lá và hoa, cây thấp đi và bị thâm tím, tỷ lệ hạt giống nảy mầm giảm
▪ Nhóm khí gây ngạt: gồm các khí như CO, CO2 ,CH4
- CO là khí độc gây ngạt do CO kết hợp với hemoglobin của hồng cầu máu tạo thành phức chất cacboxyhemoglobin (Hb-CO) Phức chất này rất bền vững, không vận chuyển được oxy làm ngăn cản quá trình thu nhận và sử dụng oxy của các mô bào
- CO2 là sản phẩm chủ yếu được tạo ra từ quá trình hô hấp và phân hủy các chất hữu cơ trong chất thải Nồng độ CO2 trong khu vực chăn nuôi phụ thuộc vào số lượng gia súc nuôi, nhiệt độ và độ ẩm Ở nồng độ cao sẽ làm giảm khả năng tiếp nhận oxy của quá trình hô hấp và gây ngạt Đối với con người và động vật,
CO2 gây rối loạn hô hấp và tế bào Ở nồng độ 50.000 ppm gây nhức đầu, khó thở Ở nồng độ 100.000 ppm có thể gây tình trạng ngạt thở, ngất
- CH4 được tạo ra từ quá trình phân hủy kỵ khí của các vi sinh vật yếm khí trong điều kiện không có oxy Nồng độ CH4 trên 45% gây ngạt do thiếu oxy Khi hít phải khí CH4 thường có các triệu chứng như say, co giật, ngạt, viêm phổi
▪ Nhóm khí gây mê: là các hydrocacbon khi được hấp thu vào máu chúng có tác dụng như là một chất gây mê
▪ Nhóm các khí khác: có thể là các nguyên tố hóa học hay một số chất độc dễ bay hơi, khi được hấp thụ vào cơ thể sẽ gây độc
Bảng 1.7: Tính chất, nồng độ giới hạn và tác hại của một số khí thải LOẠI
1000 ppm Gây uể oải, nhức đầu, có thể gây ngạt dẫn đến tử vong ở nồng độ cao
CH4 Muứi hoõi Nheù hụn khoâng khí
1000 ppm Gây nhức đầu gây ngạt, gây nổ ở nồng độ 5 - 15% trong không khí
NH3 Muứi khai haêng xoác
20 ppm Kích thích mắt và đường hô hấp trên, gây ngạt ở nồng độ cao dẫn đến tử vong
10 ppm Là khí độc, gây nhức đầu, buồn nôn dẫn đến tử vong
Trong quá trình tiêu hóa thức ăn, phần lớn các chất dinh dưỡng chưa được tiêu hóa và hấp thụ hết Heo chỉ có khả năng tiêu hóa khoảng 30 - 55% nitơ, 20 - 50% phospho nghĩa là phần còn dư thừa khoảng 45 - 70% nitơ, 50 - 80% phospho sẽ được thải ra ngoài môi trường theo phân, nước tiểu Vì thế lượng nitơ, phospho trong chất thải chăn nuôi heo tương đối cao Lượng nitơ thừa sẽ chuyển hóa thành nitrat làm cho nồng độ nitrat trong đất tăng cao, làm tăng số lượng vi sinh vật ưa nitơ gây ức chế các vi sinh vật khác làm mất cân bằng hệ sinh thái đất Ngoài ra, trong đất có nitrat cao khi mưa xuống sẽ ngấm theo mạch nước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước ngầm Nhiều phospho sẽ thúc đẩy sự phát triển của các loài tảo và các thực vật thủy sinh phát triển mạnh sẽ làm tắc nghẽn dòng chảy của nguồn nước và làm giảm lượng oxy trong nước, làm chết sinh vật dưới nước.
HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUOÂI HEO
HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC TRANG TRẠI 20 2.2 HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TẠI CÁC CƠ SỞ CHĂN NUÔI
Bên cạnh những tác động có lợi, quá trình hình thành và hoạt động của các trang trại đã và đang gây ra những tác động có hại tới môi trường Cho đến nay hầu như rất ít công trình nghiên cứu liên quan đến công nghệ bảo vệ môi trường tại các trang trại Sau đây là một số công nghệ thích hợp đã được nghiên cứu và ứng dụng nhằm xử lý nước thải chăn nuôi giảm thiểu ô nhiễm:
- Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp hóa lý Để giảm bớt diện tích công trình xử lý, nước thải sau khi thải ra bể tiếp nhận, lắng sơ bộ, có thể dùng các chất keo tụ như phèn sắt hay phèn nhôm để loại bớt chất rắn ở dạng lơ lửng và dạng keo trước khi đưa vào công trình xử lý sinh học rồi thải ra nguồn tiếp nhận
- Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học yếm khí kết hợp với hiếu khí
Chất thải chăn nuôi được xử lý bằng cộng nghệ sinh học ứng dụng cả hai phương pháp xử lý yếm khí và hiếu khí nhằm tận dụng triệt để các ưu điểm của các phương xử lý, hiệu quả xử lý cao Nước thải sau khi xử lý được khử trùng đảm bảo nguồn nước không chứa vi trùng gây bệnh
Nguoàn tieáp nhận Phân bón
Phân và nước thải Xử lý yếm khí Xử lý hiếu khí Khử trùng
Nước thải Bể tiếp nhận Lắng sơ bộ Keo tụ Xử lý sinh học
- Xử lý chất thải chăn nuôi bằng bể Biogas cũng như ứng dụng mô hình Biogas xử lý phân gia súc
Phân gia súc được hốt để xử lý riêng Nước thải chăn nuôi sau khi xử lý có thể dùng để tưới cho cây trồng Phân ủ và cặn lắng thu được từ hầm ủ biogas ngoài việc làm phân bón có thể cho cá ăn hoặc nuôi giun
- Sử dụng chế phẩm EM (Effective Microorganisms)
Chế phẩm EM có khả năng làm sạch nước thải, làm giảm khí mêtan và các khí độc, xử lý mùi hôi ở các trang trại chăn nuôi, thúc đẩy quá trình phân giải các bã hữu cơ, giảm được số lượng ruồi nhặng, cải thiện chất lượng phân…
2.2 HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TẠI CÁC CƠ SỞ CHĂN NUÔI HEO VỪA VÀ NHỎ
Loại hình này phân bố rải rác trong các khu dân cư đô thị, nông thôn, công nghệ thủ công hoặc bán thủ công, mặt bằng hẹp, vốn đầu tư ít Tình hình ô nhiễm do nước thải, khí thải, mùi hôi, chất thải rắn… tại phần lớn các cơ sở chăn nuôi vừa và nhỏ là rất nghiêm trọng, gây ô nhiễm cho các khu vực dân cư xung quanh, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng Theo kết quả điều tra, khảo sát của Trần Thị Ngọc Diệu (2001) cho thấy vấn đề ô nhiễm môi trường là do các nguyeân nhaân sau:
- Trong phân và nước tiểu chứa một lượng lớn các chất hữu cơ, hợp chất chứa nitơ, phospho và các chất khoáng, đặc biệt là vi sinh vật gây bệnh như E.coli, Salmonella Những chất ô nhiễm này sẽ gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt Khoảng cách nguồn nước càng gần hố chứa chất thải hay chuồng nuôi thì
Nước thải Bể Biogas Nguồn tiếp nhận
Cặn lắng Cặn lắng Phân Ủ phân Phân bón
Beồ laộng Biogas khả năng gây ô nhiễm càng cao Theo thống kê, hiện nay các hộ chăn nuôi do diện tích đất hẹp nên khoảng cách này rất gần, ảnh hưởng lớn đến chất lượng nguồn nước
Bảng 2.1: Khoảng cách từ chuồng nuôi và hố chứa chất thải đến các nguồn nước
Sông rạch (%) 17,51 6,91 6,68 8,66 60,29 Từ hố chứa chất thải đến
Nguồn: Trần Thị Ngọc Diệu ,2001
- Tỷ lệ số hộ có khoảng cách từ chuồng nuôi và hố chứa chất thải đến các nguồn nước trên 20 m lại khá cao, chiếm 60,29% và 65,46% Trong khi đó, tỷ lệ số hộ có khoảng cách dưới 2 m là 17,51% và 10,09% Theo thống kê có đến 29,5% hộ chăn nuôi có thói quen thải thẳng phân gia súc ra sông rạch; 19% hộ chăn nuôi heo không có mương dẫn chất thải Điều này rất nguy hại nếu các cơ sở chăn nuôi thải trực tiếp chất thải vào nguồn nước mặt mà không qua xử lý
- Có 54% số hộ chăn nuôi không hề chứa chất thải trong bể chứa (phân thải ra môi trường là phân tươi hoàn toàn cùng với những thành phần có hại của chúng như trứng giun sán, vi sinh vật gây bệnh, mùi hôi …
- 73,85% hộ nuôi trung bình từ 10 - 50 con heo có bể chứa chất thải 10,11% hộ nuôi dưới 10 con heo và 16% hộ nuôi trên 50 heo lại không hoặc ít có bể chứa chất thải Chỉ những hộ nuôi trên 10 con heo mới có nắp đậy bể chứa phân chiếm 78% Ở quận 12 có 96% hộ chăn nuôi có bể chứa phân ngoài chuồng trong đó có 85% không có nắp đậy.
TÌNH HÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Trong thời gian qua, ngành công nghệ môi trường được phát triển thành một ngành kinh tế quan trọng tại nhiều quốc gia phát triển (Mỹ, Nhật, Canada, Anh, Singapore, Đài Loan, Hàn Quốc ) và một số quốc gia đang phát triển (Thái Lan, Ấn Độ, Malaysia ) Trong số các công nghệ đã được áp dụng, có nhiều công nghệ áp dụng các phương pháp cơ học, hóa học, hóa lý, hóa sinh, sinh học được sử dụng để xử lý nước thải Sau đây là một số quy trình công nghệ xử lý nước thải được áp dụng trong và ngoài nước:
2.3.1 Qui trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công nghiệp vừa và nhỏ ở Thái Lan ệu ủieồm:
- Sử dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ của nhóm vi sinh vật kỵ khí
- Thiết kế đơn giản, chi phí vận hành thấp
- Nhu cầu năng lượng thấp và có khả năng thu hồi năng lượng
Beồ Biogas Bể lắng đợt II
Xả ra nguồn tiếp nhận Beồ UASB Hồ cá Phaân
- Công trình xây dựng yếm khí phải đảm bảo kín (không có oxy)
- Nước thải sau khi xử lý ở bể UASB nếu còn chứa nhiều vi sinh vật mà dùng để nuôi cá thì sẽ gây ô nhiễm môi trường nuôi và làm giảm hiệu quả kinh tế
Tóm lại: Quy trình công nghệ xử lý đơn giản, đòi hỏi vốn đầu tư ít, thu được nguồn năng lượng, sử dụng dược các sản phẩm sau xử lý (phân bón, khí đốt, nguồn nước có thể dùng nuôi cá)
2.3.2 Qui trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công nghiệp vừa và lớn ở Phillipines ệu ủieồm:
- Nước thải sau khi xử lý ở bể biogas sử dụng để nuôi tảo Tảo được dùng để chế biến thành chế phẩm có chứa nhiều chất dinh dưỡng làm thức ăn cho gia súc Nước thải sau khi ra khỏi hồ nuôi tảo có thể tái sử dụng làm nước rửa chuồng, tưới cây, nuôi cá…
- Thu được nguồn năng lượng từ khí bigas làm khí đốt
- Bùn thải ra dùng làm phân bón cho cây trồng rất tốt
Rửa chuồng Nước thải từ trại chăn nuôi Beồ laộng Beồ Biogas Bể nuôi tảo
Thức ăn gia súc Tảo
Nhược điểm: Đối với cơ sở vừa và lớn, lượng chất hữu cơ cần phân hủy tại bể biogas rất lớn nên thể tích xây dựng của bể sẽ rất lớn
Tóm lại: Sinh khối của chất hữu cơ trong phân và nước thải chăn nuôi được thực hiện triệt để Mô hình xử lý nước thải này cũng có thể áp dụng ở vùng nông thôn do có diện tích mặt bằng rộng và nước sau xử lý có thể được sử dụng triệt để do đó có thể tiết kiệm được một lượng nước dùng cho sinh hoạt và sản xuất
2.3.3 Qui trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo của Đài Loan Ưu điểm: Tận dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ ở cả hai nhóm vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí nhằm nâng cao hiệu quả xử lý
- Trước khi xả ra nguồn tiếp nhận nguồn nước chưa được khử trùng thì không đảm bảo sạch khuẩn do sau khi xử lý hiếu khí còn chứa nhiều các loại vi sinh vật gaõy beọnh
- Chưa tận dụng lượng bùn lắng thu được từ quá trình lắng sau khi xử lý ở hệ thống xử lý kỵ khí và hiếu khí để thu gom sản xuất phân bón và một phần được cho tuần hoàn trở lại hệ thống xử lý hiếu khí để bổ sung vi khuẩn cho hệ thống để quá trình xử lý đạt hiệu quả hơn
Tóm lại: Có thể thiết kế quy trình công nghệ này để xử lý nước thải ở nước ta đối với các cơ sở sản xuất lớn có mặt bằng sản xuất rộng Tuy nhiên cần phải tận dụng tối đa các sản phẩm sinh ra trong và sau quá trình xử lý (như khí biogas làm khí đốt, bùn làm phân bón) để đạt hiệu quả xử lý cao, giảm chi phí xử lý Phân và nước thải Bể lắng 1 Bể Bể lắng 2 yeám khí Nguoàn tiếp nhận Beồ hieáu khí
2.3.4 Qui trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo tại xí nghiệp chaên nuoâi heo 3/2 ệu ủieồm:
- Tận dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ ở cả vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí
- Nguồn nước thải sau khi xử lý hiếu khí được đưa qua bể tiếp xúc clorine để khử trùng trước khi xả ra nguồn tiếp nhận nên đảm bảo sạch khuẩn
- Chưa tận dụng lượng bùn lắng thu được từ quá trình lắng sau khi xử lý ở hệ thống xử lý kỵ khí và hiếu khí để thu gom sản xuất phân bón và một phần được cho tuần hoàn trở lại hệ thống xử lý hiếu khí để bổ sung vi khuẩn cho hệ thống để quá trình xử lý đạt hiệu quả hơn
- Cần phải có diện tích mặt bằng rộng
- Chí phí xây dựng và vận hành tương đối cao
Bể tiếp nhận nước thải
Bể lắng đợt I Beồ UASB Hoà tuứy tieọn Hoà hieáu khí
Beồ tieỏp xuực Clorine Xả ra nguồn
Saõn phụi buứn Bể lắng cát
Nước tách cát Nước tách bùn
Tóm lại: Quy trình công nghệ này có thể áp dụng cho việc xử lý nước thải ở các cơ sở chăn nuôi lớn có mặt bằng rộng Tuy nhiên cần phải tận dụng tối đa các sản phẩm sinh ra trong và sau quá trình xử lý (như khí biogas làm khí đốt, bùn làm phân bón) để đạt hiệu quả xử lý cao, giảm chi phí xử lý
2.3.5 Qui trình công nghệ xử lý nước thải của Trung tâm chăn nuôi heo Bình Thaéng Ưu điểm: Quản lý đơn giản, ít tốn năng lượng
- Phương pháp này đòi hỏi phải có diện tích mặt bằng rộng
Tóm lại: Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng hồ sinh học thực vật là rất khả thi, phù hợp với điều kiện nông thôn Việt Nam
Nước thải Bể gạn và lắng cặn phân Bể
UASB Hoà tùy tiện Hồ thực vật hieáu khí
Beồ tieỏp xuực Clorine Xả ra nguồn Beồ meõtan
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI
CÁC CẤP ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Công đoạn này có nhiệm vụ khử các vật rắn nổi có kích thước lớn và các tạp chất rắn có thể lắng ra khỏi nước thải để bảo vệ bơm và đường ống
Gồm các quá trình xử lý sơ bộ và lắng Bắt đầu từ song chắn rác và kết thúc sau lắng đợt I Hầu hết các chất rắn lơ lửng lắng ở bể lắng đợt I Ở đây thường gồm các quá trình lọc qua song chắn rác, lắng, tuyển nổi, tách dầu mỡ, trung hòa
Công đoạn này có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất có kích thước nhỏ hơn và tạo bùn
Gồm các quá trình sinh học khử hầu hết các tạp chất hữu cơ hòa tan Đó là các quá trình: hoạt hóa bùn, lọc sinh học hay oxy hóa sinh học và phân hủy yếm khí Tất cả các quá trình này đều sử dụng khả năng của vi sinh vật chuyển hóa các chất thải hữu cơ về dạng ổn định và năng lượng thấp Đôi khi dùng cả quá trình hóa học với phương pháp keo tụ để kết lắng loại bỏ bớt một phần các vật theồ gaõy oõ nhieóm
Công đoạn này có nhiệm vụ loại bỏ hoàn toàn hoặc phần lớn các chất còn lại với kớch thước nhỏ hơn 1 àm
Gồm các quá trình: vi lọc, kết tủa hóa học và đông tụ, hấp phụ bằng than hoạt tính, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, điện thẩm tích, các quá trình khử các chất dinh dưỡng, clo hóa và ozon hóa.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học nhằm mục đích tách các chất không hòa tan và một phần các chất lơ lửng không hòa tan có trong nước thải bằng các phương pháp lắng, lọc ra khỏi nước thải Nước thải sau khi qua xử lý cơ học sẽ không thay đổi tính chất hóa học và sinh học Việc chọn phương pháp phụ thuộc vào kích thước hạt lơ lửng, tỷ trọng và các tính chất đặc trưng của từng loại chất không hòa tan, nồng độ các chất lơ lửng, lưu lượng nuớc thải và độ sạch caàn thieát
Bảng 3.1: Phân loại tạp chất theo kích thước hạt
1 Tạp lơ lửng > 10 -1 Huyền phù và nhũ tương
2 Dung dịch keo 10 -2 - 10 -1 Tro và dung dịch hợp chất cao phân tử
3 Dung dịch phân tử 10 -2 - 10 -1 Khí hòa tan, các chất hữu cơ hòa tan
4 Dung dòch ion < 10 -3 Muoái, kieàm, axit
Nguồn: Nguyễn Văn Phước, Kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp, tập 13
3.2.1.2 Các công trình đơn vị
3.2.1.2.1 Song chắn rác,lưới chắn rác
- Đây là công trình xử lý sơ bộ đầu tiên trong xử lý nước thải
- Mục đích: Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải để tránh tắt nghẽn hệ thống, đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo xử lý đạt hiệu quả
- Vị trí đặt thiết bị: Song chắn rác được đặt trước các công trình làm sạch hoặc đặt trước miệng cống xả
- Thiết kế: Song chắn rác thường là những thanh đan bằng gỗ, tre, kim loại (thường là kim loại), sắp xếp cạnh nhau và được đặt chắn ngang dòng nước chảy với độ nghiêng 60 - 75 o Khoảng cách giữa các thanh 10 - 25 mm để giữ vật có kích thước nhỏ và khoảng 60 - 100 mm để giữ những vật có kích thước lớn Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới Rác được vận chuyển ra khỏi trạm xử lý nước thải, có thể đưa đến máy nghiền để nghiền nhỏ và đưa vào xử lý cùng bùn cặn
- Phân loại: Có hai loại: Song chắn rác di động và song chắn rác cố định (loại này được sử dụng nhiều hơn)
- Mục đích: Bể lắng làm nhiệm vụ tách các tạp chất lắng và các tạp chất nổi ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước xuống dưới đáy bể nhờ tác dụng của trọng lực
❖ Theo chức năng: có hai loại:
- Mục đích: Tách các tạp chất hữu cơ không hòa tan lơ lửng; các chất lơ lửng lắng được; tách dầu mỡ, các chất nổi khác nhằm giảm tải trọng hữu cơ đảm bảo cho các công trình xử lý sinh học tiếp theo diễn ra ổn định
- Vị trí đặt thiết bị: Đặt trước bể xử lý sinh học
- Xử lý cặn của bể lắng đợt I ở bể mêtan
- Mục đích: Tách bùn được tạo thành trong quá trình xử lý sinh học nước thải (trong bể sinh học hiếu khí hoặc kỵ khí) Một phần bùn tách được đưa trở về bể xử lý sinh học (được gọi là bùn hoạt tính tuần hoàn) Phần còn lại là bùn dư được tách nước ở bể nén bùn
- Vị trí đặt thiết bị: Đặt sau bể xử lý sinh học
❖ Theo cấu tạo: có hai loại:
✓ Bể lắng ngang: có dạng hình chữ nhật dài 8 - 12 m, rộng 3 - 6 m, sâu 1,5 - 4 m Trong bể thường chia thành từng ngăn bằng các vách ngăn Nước thải chuyển động theo phương ngang Nước trong thu ở cuối bể, chuyển sang các công trình tiếp theo Tốc độ dòng chảy trong bể thường áp dụng là 0,01 m/giây Thời gian lưu nước là 1 - 3 giờ Bể lắng ngang được thiết kế và lắp đặt cho những công trình có lưu lượng nước thải trên 15.000 m 3 /ngày.đêm và áp dụng cho những nơi đất yếu Hiệu suất lắng của loại bể này là 60%
✓ Bể lắng đứng: có dạng hình hộp hay hình trụ, đáy hình chóp Nước thải được đưa vào từ dưới lên và phân phối ở ống trung tâm Tốc độ dòng chảy trong bể là 0,5 - 0,6 m/s Chiều cao vùng lắng là 4 - 5 m Thời gian lưu nước là 45 - 120 phút và được xả ra ngoài bằng áp lực thủy tĩnh Cát và bùn được lấy ra từ đáy phễu Bể lắng đứng được thiết kế và lắp đặt cho những công trình có lưu lượng nước thải từ 30.000 - 50.000 m 3 /ngày đêm Hiệu quả xử lý 40 - 50%
- Ưu điểm của bể lắng đứng:
▪ Chiếm ít diện tích xây dựng
▪ Thuận tiện trong công tác xả cặn
▪ Tách các tạp chất vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng của nước thải (chủ yếu là cát) ra khỏi nguồn nước Cát từ bể lắng cát được đem phơi và dùng làm cát xây dựng
▪ Tránh những ảnh hưởng xấu của các công trình khác như khó xả cặn từ bể lắng; khó xử lý cặn ở bể mêtan
- Mục đích: Tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ ra khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được
- Nguyên tắc hoạt động: Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng, áp suất cao trước vách ngăn, áp suất chân không sau vách ngăn Vách ngăn xốp có tác dụng cho phép chất lỏng đi qua và giữ pha phân tán ở lại
- Mục đích: Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất bẩn có trong nước thải
- Để tránh sự lắng đọng, cần thực hiện xáo trộn cơ khí, không khí nén
- Vị trí đặt thiết bị: Đặt trước bể lắng
3.2.1.2.6 Bể làm thoáng sơ bộ
- Mục đích: Tách dầu mỡ, giảm mùi, tăng hiệu quả xử lý, phân bố đều các chất lơ lửng, các chất nổi
- Thời gian lưu nước 30 phút
- Lượng khí nén 0,75 - 3 m 3 không khí / m 3 nước
- Vị trí đặt thiết bị: Đặt trước bể lắng
Sử dụng các chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất ô nhiễm trong nước thải và khử trùng nước thải trước khi đưa ra nguồn tiếp nhận
- Mục đích: Trung hòa nước chứa axit hoặc kiềm trước khi thải vào nguồn tiếp nhận hoặc đến các công trình xử lý khác
- Yêu cầu: Nước thải sau khi trung hòa phải có giá trị trung tính hoặc gần giá trị trung tính
- Có nhiều cách trung hòa nước thải:
✓ Trộn nước thải có tính axit với nước thải có tính kiềm: Phương pháp này được thực hiện trong bể điều hòa Dung tích của bể được thiết kế theo lượng nước thải trong ngày và đêm
✓ Trung hòa nước thải bằng hóa chất: Tùy theo tính chất và nồng độ của từng loại nước thải mà ta lựa chọn các tác nhân để trung hòa cho phù hợp
+ Để trung hòa nước thải có tính axit:
Nước thải có tính axit mạnh chứa H 2 SO 4 , H 2 CO 3 và các muối canxi của các axit này không tan trong nước: Sử dụng các chất có tính kiềm mạnh mhư
Ca(OH)2, CaCO3, NaOH, Na2CO3 Người ta thường sử dụng NaOH hoặc Na2CO3 vì chúng có tác dụng mạnh, tạo ra các sản phẩm cuối cùng là các chất hòa tan trong nước và không làm thay đổi độ cứng của nước như khi sử dụng Ca(OH)2, CaCO3
Nước thải có tính axit và muối của các axit HCl, HNO 3 dễ tan trong nước: Sử dụng bất kỳ loại kiềm trên để trung hòa
Nước thải có tính axit yếu như các axit hữu cơ CH 3 COOH: Sử dụng bất kỳ loại kiềm trên để trung hòa
✓ Trung hòa bằng khói hoặc khí thải: Người ta thổi trực tiếp khói hay khí thải vào nước thải, khói có chứa khoảng 14% CO2, khi tan trong nước chúng sẽ tạo thành H2CO3
3.2.2.2.2 Phương pháp oxy hóa khử
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ PHÂN
3.3.1 Coõng duùng cuỷa phaõn heo
Người ta sử dụng phân heo cho nhiều mục đích khác nhau:
- Làm phân bón cho đất: Phân heo cung cấp các chất dinh dưỡng nitơ, phospho, kali và một số nguyên tố vi lượng cần thiết cho đất, làm giàu khoáng chất và cấu tạo đất, làm tăng độ màu mỡ của đất, tăng cường khả năng giữ ẩm cho đất
- Làm thức ăn cho cá: Trong phân heo có một lượng lớn chất hữu cơ là nguồn dinh dưỡng thích hợp cho cá Tuy nhiên cần sử dụng với một liều lượng thích hợp, tránh làm ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước
- Làm nguyên liệu sản xuất khí đốt: Phân heo sau khi được xử lý kỵ khí thu khí biogas dùng làm khí đốt
Trong thực tế người ta thường dùng phân để bón cho cây trồng, vừa tận dụng được nguồn dinh dưỡng vừa xử lý được lượng chất thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường
3.3.2 Phương pháp xử lý phân heo
Nguyên tắc của quá trình ủ phân: Dựa trên hoạt động của vi sinh vật để chuyển hóa các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn, cây trồng dễ haỏp thuù
Phân tươi đổ đống, đắp đất lên nhằm tạo nhiệt độ 80 - 90 o C và hạn chế được ruồi muỗi và côn trùng gây bệnh
- Ưu điểm: là phương pháp nhanh, đơn giản
- Nhược điểm: thất thoát một lượng lớn đạm nitơ do bị rửa trôi hoặc tiếp xúc với ánh nắng mặt trời
Phân tươi đổ đống, đắp đất lên, nén chặt Nhiệt độ ủ là 35 - 50 o C
- Ưu điểm: thất thoát đạm nitơ ít hơn
- Nhược điểm: thời gian ủ dài
Phân tươi đổ đống, đắp đất lên, không nén Nhiệt độ ủ là 50 - 60 o C Sau đó nén lại rồi ủ nguội Phương pháp này khắc phục được nhược điểm của 2 phương pháp trên.
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MÙI
Mùi hôi sinh ra trong chăn nuôi là sản phẩm của quá trình phân hủy các chất thải từ phân, nước tiểu, thức ăn thừa và quá trình hô hấp của gia súc Những chất cấu tạo nên mùi là amoniac, hydrosulfua, indol, các amin, mecaptan…
Cường đụù mựi sinh ra phụ thuộc vào mức độ vệ sinh chuồng trại, thành phần thức ăn, điều kiện môi trường
3.4.2 Nguyeõn taộc cuỷa khoỏng cheỏ muứi
Mùi là những phức hợp được hình thành, tỏa vào khí quyển và được chuyển về phía tiếp nhận Nếu một bước nào đó trong ba bước trên bị ức chế, mùi sẽ mất Sự hình thành phức hợp mùi nói chung là sản phẩm của sự phân huỷ sinh học Do đó ức chế sự hình thành mùi chính là ức chế hoạt tính sinh học bằng cách giảm độ ẩm, clo hóa, điều chỉnh pH, khống chế nhiệt độ…
3.4.3 Phương pháp làm giảm bớt mùi hôi
- Vệ sinh chuồng trại thường xuyên, bảo đảm chuồng trại khô ráo Chất thải phải được thu gom hằng ngày, tránh tập trung chất thải, ẩm thấp, chất thải và thức ăn thừa ứ đọng trong chuồng nuôi
- Chuồng trại phải thông thoáng, tạo sự trao đổi không khí bên ngoài và trong chuoàng nuoâi toát
- Sử dụng mái chuồng bằng vật liệu cách nhiệt Tránh nhiệt độ cao tăng khả năng phân huỷ chất thải tạo ra các sản phẩm gây mùi
- Sử dụng các chế phẩm vi sinh trộn vào thức ăn nhằm làm giảm các chất ô nhiễm gây ra mùi trong phân, nước tiểu và hô hấp của vật nuôi Sử dụng các chế phẩm vi sinh trộn vào phân nhằm thay đổi quá trình phân hủy của phân, không tạo ra các sản phẩm có mùi
- Bể chứa phân phải kín, tránh các khí ô nhiễm thoát ra môi trường
- Sử dụng chất phụ gia để hạn chế sự phát sinh mùi (chất kháng mùi) hay các chất ngụy trang có mùi mạnh hơn để giảm cảm giác khó chịu về mùi
- Sử dụng các chất trung hòa mùi có tác động qua lại với mùi và làm giảm cường độ mùi
- Giảm lượng khí H2S thoát ra không khí bằng cách sử dụng vôi để làm tăng độ hòa tan của khí H2S trong nước
- Sử dụng phương pháp hấp thụ bằng dung dịch hoá chất có khả năng oxy hóa mạnh như natri carbonat, anion carbonat, kali phosphat, ôzôn, H2O2 để oxy hóa các chất gây mùi hoặc bằng than hoạt tính, silicagen….dạng bột được rải trên bề mặt rắn để ngăn ngừa sự bốc hơi của các khí
- Sử dụng phương pháp ngưng tụ làm lạnh để ngưng tụ chất gây mùi, hạn chế bay hôi
- Sử dụng các enzym có tác dụng thay đổi những hoạt động sinh học nhằm khoỏng cheỏ muứi
- Pha loãng (làm giảm nồng độ) khí thải có mùi bằng cách sục không khí vào bằng hệ thống thông gió, thông khí (quạt) hoặc bằng cách nâng cao ống khói, tăng tốc độ thải…
- Thiêu hủy các chất gây mùi bằng các lò đốt trực tiếp hoặc các lò phản ứng xúc tác để xử lý các khí có mùi với nồng độ cao.
CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO CÔNG SUAÁT 10 M 3 /NGÀY.ĐÊM
Phân và nước thải chăn nuôi được xử lý ở bể biogas cung cấp khí đốt, là một nguồn nguyên liệu sạch và dễ sử dụng Phần nước thải sau xử lý ở hệ thống biogas sử dụng để nuôi tảo Tảo được dùng để chế biến chế phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng làm thức ăn cho gia súc ệu ủieồm:
- Hệ thống xử lý đơn giản
- Sinh khối của chất hữu cơ trong phân gia súc và nước thải chăn nuôi được tận dụng triệt để
Nước thải từ các cống xả sẽ được đưa qua bể UASB sau khi qua song chắn rác Trong bể UASB, nước thải sẽ được phân phối từ đáy bể lên trên qua lớp bùn lơ lưởng Lớp bùn này chính là các vi sinh vật kỵ khí, chúng giữ vai trò trong việc phân giải các chất hữu cơ Các chất hữu cơ một phần sẽ được chuyển thành các khí sinh học như CH , CO phần còn lại sẽ được chuyển thành các sản phẩm Phân và nước thải Bể Biogas Hồ nuôi tảo Nguồn tiếp nhận tảo Biogas
Phân và nước thải Bể UASB
Bể Aerotank Bể khử trùng trung gian để phân hủy và sẽ tiếp tục được xử lý tại bể Aerotank Tại bể Aerotank, các chất hữu cơ còn lại sẽ được vi sinh vật hiếu khí khoáng hóa gần như hoàn toàn Sau đó nước thải sẽ được đưa vào bể khử trùng bằng dung dịch Chlorine để đảm bảo an toàn về mặt vi sinh vật gây bệnh trước khi thải ra nguồn tiếp nhận Bùn từ bể UASB và bùn hoạt tính dư từ bể Aerotank sẽ được đưa vào bể nén bùn để giảm độ ẩm và thể tích sau đó đem phơi dùng làm phân bón
Nước thải từ hệ thống cống thoát nước bẩn dẫn đến mương, nơi được bố trí song chắn rác với góc nghiêng so với mặt phẳng ngang một góc 60 o - 75 o Song chắn rác được làm bằng những thanh kim loại Tại đây các chất bẩn có kích thước lớn được giữ lại tại song chắn rác và được thu gom định kỳ Nước thải sau đó tiếp tục chảy đến bể điều hòa Hiệu quả khử BOD5, COD, SS lần lượt là 5%, 5%, 15%
Phân bón Bể điều hòa
Tại bể điều hòa kết hợp lắng một phần, các tạp chất lơ lửng trong nước thải được loại bỏ Trong bể các tạp chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng lơ lửng của nước sẽ lắng xuống đáy, nước tiếp tục chảy sang bể UASB Hiệu quả khử BOD5, COD, SS lần lượt là 35%, 40%, 61%
Nước từ bể điều hòa tiếp tục chảy vào bể UASB theo chiều từ dưới lên trên, nơi tiếp giáp giữa đáy hình nón và hình trụ của bể Ở đây nước thải được phân bố đều với diện tích thiết diện của bể bởi hệ thống phân phối nước Khí thoát ra tập trung tại phần đỉnh của bể theo ống dẫn khí thoát ra ngoài qua hệ thống thu khí dẫn vào hệ thống bếp Nước trong được chuyển lên trên, tiếp tục cho chảy vào bể Aerotank Hiệu quả khử BOD5, COD, SS lần lượt là 75%, 65%, 70% Nước thải sau khi xử lý ở bể UASB được dẫn đến bể Aerotank để xử lý bằng bùn hoạt tính vi sinh vật lơ lửng Trong bể Aerotank được cung cấp một lượng bùn hoạt tính ban đầu và không khí được phân phối đều khắp bể bằng hệ thống khí nén Trong thời gian cuối của quá trình khi bùn bắt đầu ổn định ta phải hạ thấp mức độ nén khí để tăng quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa làm giảm nitơ có trong nước thải Hiệu quả khử BOD5, COD, SS lần lượt là 80%, 80%, 60% Bể mêtan tiếp nhận toàn bộ lượng bùn được xả ra từ bể điều hòa, bể UASB và bể aerotank Quá trình lên men yếm khí các hợp chất hữu cơ phức tạp trong bùn thành các chất đơn giản ở dạng khí hoặc hòa tan nhờ các vi sinh vật kỵ khí phân hủy yếm khí Ta thu khí sinh học sinh ra làm nhiên liệu đốt Bùn sau một thời gian xử lý ở bể metan được lấy ra phơi khô nước, có thể làm phân bón Nước thải từ bể Aerotank được xử lý tiếp ở hồ sinh học thực vật Hồ sinh học là công trình xử lý hiếu kỵ khí tùy nghi Ở đây ta chọn thực vật thủy sinh là lục bình Do lục bình có một số ưu điểm như lục bình thích hợp ở các vùng nóng đặc biệt ở miền nam nước ta và thích hợp để xử lý nước thải chăn nuôi Lục bình phát triển rất tốt trên nước thải chăn nuôi heo đã qua xử lý yếm khí (khoảng
99,5% N - NH4 + bị hấp thụ bởi thực vật thủy sinh) Bộ rễ của lục bình tạo ra giá thể cho vi sinh vật bám vào và họat động phân hủy chất hữu cơ và làm giảm đáng kể các vi khuẩn gây bệnh trong nước Ngoài ra, trong thành phần dinh dưỡng của lục bình có chứa 7,6% chất khô, 0,8% protêin thô, 0,3% lipid thô, 1,5% chất xơ thô nên lục bình có thể dùng làm thức ăn nuôi heo, làm nguyên liệu để sản xuất nấm rơm, nguyên liệu sản xuất các mặt hàng xuất khẩu có giá trị như túi xách, nón, thảm…
3.5.4 KẾT LUẬN (chọn phương án để thiết kế)
- Thành phần và tính chất nước thải đầu vào:
Trong nước thải chăn nuôi hộ gia đình qui mô vừa và nhỏ có chứa hàm lượng chất ô nhiễm chủ yếu là chất hữu cơ với nồng độ cao
- Yêu cầu về chất lượng nước thải sau xử lý:
Nước thải sau xử lý thải ra nguồn tiếp nhận phải đạt tối thiểu là loại B theo TCVN 5495_1995
- Điều kiện giới hạn về diện tích mặt bằng: Áp dụng cho các cơ sở chăn nuôi có diện tích mặt bằng nhỏ
- Qui mô công suất: vừa và nhỏ Ở đây cần thiết kế cho công suất trung bình 10m 3 /ngày.đêm
- Kinh phí đầu tư thấp
Như vậy dựa vào các điều kiện thiết kế trên em nhận thấy có thể lựa chọn qui trình công nghệ xử lý nước thải cho các cơ sở chăn nuôi hộ gia đình với công suất 10m 3 /ngày.đêm theo phương án 3 là thích hợp hơn cả.
TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
THÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
- Lưu lượng trung bình ngày đêm:
- Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ:
- Lưu lượng nước thải lớn nhất tính theo giờ: trong đó:Kh là hệ số không điều hòa theo giờ, có giá trị từ 1,5 - 3,5 chọn Kh = 2,5
- Lưu lượng nước thải lớn nhất tính theo ngày:
- Lưu lượng nước thải lớn nhất tính theo giây:
4.1.2 Các chỉ tiêu ban đầu của nước thải cần xử lý
Bảng 4.1: Các chỉ tiêu ban đầu của mẫu nước thải cần xử lý
STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ ĐẦU VÀO
4.1.3 Hiệu quả xử lý qua từng công trình đơn vị
Bảng 4.2: Hiệu quả xử lý SS, BOD 5 , COD qua các công trình đơn vị
Bảng 4.3: Hiệu quả xử lý một số chỉ tiêu ở hồ sinh học
STT CHặ TIEÂU HIEÄU SUAÁT
TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
- Đối với công suất nhỏ và lượng rác không lớn nên chọn song chắn rác làm sạch baèng thuû coâng
- Tính toán song chắn rác bao gồm:
▪ Xác định kích thước mương đặt song chắn
▪ Xác định kích thước song chắn rác
▪ Xác định tổn thất áp lực dòng chảy qua song chắn rác
Bảng 4.4: Các thông số tính toán cho song chắn rác làm sạch bằng thủ công
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
1 Kích thước song chắn rác: Rộng
2 Khe hở giữa các thanh mm 25 – 50
3 Độ dốc theo phương ngang Độ 45 – 60
4 Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn m/s 0,3 – 0,6
5 Tổn thất áp lực cho phép mm 150
- Chọn tốc độ dòng chảy trong mương: v1 = 0,3 m/s
- Chiều cao lớp nước trong mương:
- Thanh chắn rác có nhiều dạng nhưng thường chọn loại có tiết diện hình chữ nhật Chọn kích thước của thanh rộng b x dày d = b x d = 5 mm x 25 mm
- Giả sử khoảng cách giữa các thanh: w = 25 mm
- Gọi n là số thanh của song chắn rác
- Mối quan hệ giữa chiều rộng mương B, chiều rộng thanh b và khoảng cách giữa các thanh w như sau:
- Chọn n = 9, vậy khoảng cách giữa các thanh chắn là:
- Tổng tiết diện các khe song chắn:
- Vận tốc dòng chảy qua song chắn:
- Tổn thất áp lực qua song chắn:
K1: Hệ số tính để tăng trở lực do song chắn bị bịt kín bởi rác thải, K1 = 2 - 3 Chọn K1 = 3 g : Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s 2
: Trở lực cục bộ của song chắn rác
Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn
Bảng 4.5: Hệ số β để tính sức cản cục bộ của song chắn
Tiết diện của các thanh a b c d e
Dựa vào bảng trên ta có
Góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng ngang,
(Tổn thất áp lực cho phép là 150 mm)
- Chiều cao xây dựng ngăn đặt song chắn rác:
- Chiều dài đoạn mở rộng trước song chắn:
: Góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy
- Chiều dài phần mở rộng sau song chắn:
- Chiều dài xây dựng của phần mương lắp đặt song chắn rác:
❖ Hàm lượng các chất còn lại sau khi qua song chắn rác:
Bảng 4.6: Các thông số thiết kế song chắn rác
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
1 Tốc độ dòng chảy trong mương, v1 m/s 0,3
3 Chiều cao lớp nước trong mương, h mm 3,24
5 Khoảng cách giữa các thanh, w mm 25,5
7 Vận tốc dòng chảy qua song chắn, v2 m/s 0,36
8 Tổn thất áp lực dòng chảy qua song chắn, hp mm 40 l mgSS
SS ra =(1−0,15)×500B5 / l mg BOD ra =(1−0,05)×151034,5 / l mg COD ra =(1−0,05)×2405"84,8 / ϕ tg
- Mục đích: Nhằm ổn định về lưu lượng dòng thải và nồng độ các chất, ổn định về pH trước khi nước thải đến các công trình xử lý tiếp theo
- Thường bể có dạng hình chữ nhật, chiều sâu không quá 5 m
- Để xác định dung tích, kích thước của bể điều hòa phải xác định được thể tích và thời gian lưu nước trong bể
- Để nước thải được trộn đều khi cần, phải khuấy trộn bằng hệ thống bơm khí nén kết hợp
- Tính toán bể điều hòa bao gồm:
▪ Xác định thể tích bể điều hòa
▪ Tính toán công suất của máy nén khí
- Thể tích hữu ích của bể đđiều hòa:
- Chọn hệ số an toàn là 1,2
- Kích thước của bể điều hòa: Dài L x Rộng B x Cao H = 2 m x 1,05 m x 3 m
- Thể tích xây dựng thực tế của bể: V= 6,3 m 3
- Tốc độ khí nén: R = 11 L/m 3 phút = 0,011 m 3 /m 3 phút
- Lượng khí nén cần thiết cho khuấy trộn:
- Khối lượng dòng không khí:
Khối lượng riêng của không khí = 1,29 kg/m 3
- Tổng áp lực khi máy nén khí hoạt động:
Trong đó: h1 = hd + hcb ≤ 0,4 m , chọn h1 = 0,4 m
Trong đó hd: là tổn thất áp lực do chiều dài đường ống hcb: là tổn thất cục bộ h2 là tổn thất áp lực qua tấm xốp phân phối khí vào nước thải, h2 = 0,5 m
- Công suất của máy nén khí: trong đó: G: Khối lượng của dòng không khí, G = 1,25.10 -3 kg/s
R: Hằng số khí Đối với không khí R = 8,314 kJ/kmol o K
T1: Nhiệt độ tính theo o K ta có 30 o C + 273 = 303 o K
P1: Áp suất đầu vào của không khí P1 =1 at
P2: Áp suất đầu ra của không khí
(đối với không khí K = 1,395) η: Hiệu suất của mát nén, chọn η=0,9
Vậy công suất của máy nén khí:
- Chọn hệ thống cấp khí bằng PVC gồm 4 ống đặt dọc theo chiều dài bể (2m), các ống cách nhau 0,4 m
- Lưu lượng khí trong mỗi ống:
- Vận tốc khí trong ống vống từ 10 - 15 m/s Chọn vống = 10 m/s
- Đường kính ống dẫn khí:
- Hàm lượng các chất ô nhiễm ra khỏi bể điều hòa:
Bảng 4.7: Các thông số thiết kế bể điều hòa
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
3 Thể tích xây dựng bể, V m 3 6,3
4 Tốc độ khí nén, R L/m 3 phút 11
5 Lượng khí nén cần thiết m 3 /phút 0,058
6 Công suất của máy nén khí kW 0,04
- Áp dụng các điều kiện sau để tính toán bể UASB
- Tổ soỏ MLVSS : MLSS cuỷa buứn trong beồ = 0,75
- Ở tải trọng thể tích LC O D = 3 kgCOD/ m 3 ngày, hiệu quả khử COD đạt 65% và BOD đạt 75%
- Lượng bùn phân hủy kỵ khí cho vào ban đầu có TS = 5% l mgSS
C SS =(1−0,61)×4255,75 / l mg BOD ra =(1−0,35)×1434,52,43 / l mg COD ra =(1−0,40)×2284,7570,85 / mm
- Thời gian lưu bùn trung bình: ngày
- Tải trọng bề mặt phần lắng LA = 12 m 3 /m 2 ngày
- Diện tích bề mặt phần lắng:
- Tốc độ nước đi lên trong bể:
- Tải trọng thể tích LC O D = 3 kg COD/ m 3 ngày
- Thể tích ngăn phản ứng của bể:
- Chiều cao làm việc của bể:
- Hàm lượng COD ra khỏi bể UASB:
- Thể tích xử lý yếm khí:
Chọn hệ số an toàn là 1,2 nên thể tích xây dựng phần xử lý yếm khí là:
Chiều cao phần xử lý yếm khí:
- Kích thước bể UASB: Dài L x Rộng B = 2 m x 1,05 m
- Chọn góc α tạo bởi mặt ngang với mặt nghiêng là 30 o
- Chiều cao phần đáy tam giác:
- Chieàu cao pheãu thu khí, hp = 1,5 m
- Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m
- Chiều cao tổng cộng của bể UASB:
- Vậy kích thước xây dựng bể UASB:
- Thể tích xây dựng bể: V = 15,75 m 3
- Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể :
Hàm lượng bùn trong bể UASB, kg/m 3
Thể tích phần xử lý yếm khí, m 3
Hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu, %
- Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày:
- Lượng bùn dư bơm vào bể mêtan mỗi ngày: c d r v x k
- Lượng chất rắn từ buứn dư:
- Lượng cặn tích tụ sau quá trình tự nén ở đáy bể hình nón:
Khối lượng riêng của bùn = 1,004 kg/m 3
- Thể tích khí mêtan sinh ra trong một ngày:
350,84 : Hệ số chuyển ủổi lyự thuyết lượng khớ meõtan sản sinh từ 1 kg BOD chuyển hoàn toàn thành khí mêtan và một ít khí carbonic, lít CH4/ kg BOD
- Vận tốc khí trong ống vống từ 10 - 15 m/s Chọn vống = 10 m/s
- Đường kính ống dẫn khí ở bể UASB:
- Hàm lượng các chất ô nhiễm ra khỏi bể UASB:
L mg BOD ra =(1−0,75)×932,43#3 / mm v m d V CH 0,0033 3,3
Bảng 4.8: Các thông số thiết kế bể UASB
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
1 Tải trọng bề mặt phần lắng, LA m 3 /m 2 ngày 12
3 Thể tích xây dựng bể, V m 3 15,75
4 Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vào bể, Mb kgSS/ngày 22,3
5 Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày, Px kgVS/ngày 0,47
6 Lượng bùn dư bơm vào bể mêtan mỗi ngày, Qw m 3 /ngày 0,028
7 Thời gian lưu bùn ngày 60
8 Thời gian xả cặn ngày 21
10 Thể tích khí mêtan sinh ra trong một ngày m 3 /ngày 7,581
❖ Xác định thể tích bể aerotank:
- Phụ thuộc vào thời gian làm thoáng của bể
- Thể tớch ngăn tỏi sinh bựn bằng ẳ thể tớch bể aerotank
❖ Xác định lượng bùn hoạt tính hồi lưu:
- Phụ thuộc vào tính chất nước thải, chất hữu cơ có trong nước thải là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học hay khó bị phân huỷ sinh học
- Phụ thuộc vào hiệu suất khử BOD của bể aerotank, lượng bùn hồi lưu
❖ Xác định lượng nước tuần hoàn:
❖ Tính toán hệ thống làm thoáng:
- Hệ thống làm thoáng bằng khí nén: là dùng máy bơm để bơm khí từ không khí vào bên trong bể aerotank với áp suất lớn, khí cung cấp cho bể thường ở dạng bọt khí, khuấy động và được đưa vào từ đáy bể thông qua các tấm xốp, các ống đục lỗ
Nước thải vào bể aerotank không được chứa hơn 150 mg/L các hạt lơ lửng, nhiệt độ vào khoảng 6 – 30 o C, pH khoảng 6,5 – 9
❖ Áp dụng các điều kiện sau để tính toán quá trình bùn hoạt tính xáo trộn hoàn toàn:
- BOD5 sau lắng còn lại 20 mg/L
- BOD5 đầu ra cần đạt được là 50 mg/L
- Hiệu quả xử lý BOD5 của Aerotank:
So: Nồng độ BOD5 vào bể Aerotank, So = 233 mg/L
S : Nồng độ BOD5 ra khỏi bể Aerotank, S = 50 mg/L
Vậy lấy E = 80% Với E = 80% thì hàm lượng BOD5 ra khỏi bể Aerotank là:
❖ Xác định BOD5 hòa tan:
- Giả sử nước thải sau khi ra khỏi bể Aerotank chứa 20 mg/L cặn sinh học trong đó có 65% cặn dễ phân hủy sinh học
- Hàm lượng cặn sinh học dễ phân huỷ: 0,65 x 20 = 13 mg/L
- BODL của cặn lơ lửng dễ phân hủy sinh học của nước thải sau bể Aerotank:
13 mg/L x 1,42 mg O2 tiêu thụ /mg tế bào bị oxy hóa = 18,46 mgO2/L
Ta có: Tỉ số BOD5 : BODL = 0,68 nên suy ra BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau bể Aerotank là: 18,46 x 0,68 = 12,55 mg/L
Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan + BOD5 của cặn lơ lửng
→ BOD5 hòa tan = Tổng BOD5 – BOD5 của cặn lơ lửng
❖ Xác định kích thước bể: trong đó:
Thời gian lưu bùn trung bình, ngày
Y: Hệ số sản lượng bùn tối đa, Y = 0,5 mgVSS/mgBOD5
X : Nồng độ bùn hoạt tính được duy trì trong bể, X = 3000 mg/L kd : Hệ số phân huỷ nội bào, kd = 0,05 ngày -1
- Thời gian lưu nước của bể Aerotank:
- Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3 m
- Chiều cao tổng cộng: H = h + hbv = 4 + 0,3 = 4,3 m
- Kich thước bể: Dài L x Rộng B x Cao H = 1,4 m x 0,9 m x 4,3 m
- Thể tích xây dựng bể: Vtt = 5,4 m 3
❖ Tính lượng bùn thải ra mỗi ngày:
- Tốc độ tăng trưởng của bùn hoạt tính:
- Lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo VSS:
- Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS:
- Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày:
- Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lý mỗi ngày:
- Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể có hàm lượng chất rắn là 0,8% và khối lượng riêng là 1,008 kg/l
Vậy lưu lượng buứn dư cần xử lyự:
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bể: MLVSS = 3000 mg/L
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bể Aerotank:
- Nồng độ bùn tuần hoàn Xu = 8000 mg/L
- Lưu lượng bùn tuần hoàn:
- Tải trọng thể tích của bể:
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép: 0,8 ÷ 19 kgBOD /m 3 ngày ngаy kgVSS BOD
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép: 0,2 ÷ 0,6 ngày -1
❖ Tính lượng khí cần thiết cho quá trình bùn hoạt tính:
Biết rằng hiệu suất chuyển hóa oxygen của thiết bị khuyếch tán khí là E = 8% Hệ số an toàn f = 2
- Khối lượng BODL tiêu thụ trong quá trình sinh học bùn hoạt tính:
- Nhu cầu oxy cần cho quá trình:
- Không khí có 23,2 % trọng lượng O2 ; khối lượng riêng không khí là 1,2 kg/m 3 Vậy lượng không khí lý thuyết cho quá trình:
- Lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn:
Giá trị này nằm trong khoảng cho phép: 20 ÷ 40 L/m 3 phút
- Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí:
- Khối lượng dòng không khí:
Khối lượng riêng của không khí = 1,29 kg/m 3
- Tổng áp lực khi máy nén khí hoạt động:
Trong đó: h1 = hd + hcb ≤ 0,4 m , chọn h1 = 0,4 m
Trong đó hd: là tổn thất áp lực do chiều dài đường ống hcb: là tổn thất cục bộ h2 là tổn thất áp lực qua tấm xốp phân phối khí vào nước thải, h2 = 0,5 m
- Công suất của máy nén khí: trong đó:
G: Khối lượng của dòng không khí, G = 0,0075 kg/s
R: Hằng số khí Đối với không khí R = 8,314 kJ/kmol o K
T1: Nhiệt độ tính theo o K ta có 30 o C + 273 = 303 o K
P1: Áp suất đầu vào của không khí P1 =1 at
P2: Áp suất đầu ra của không khí
(đối với không khí K = 1,395) η:Hiệu suất của mát nén, chọn η=0,9
Vậy công suất của máy nén khí:
Chọn hệ thống ống cấp khí bằng PVC gồm 4 ống đặt dọc theo chiều dài bể (1,4 m), các ống cách nhau 0,28 m
Lưu lượng khí trong mỗi ống:
Vận tốc khí trong ống v từ 10 - 15 m/s Chọn v = 10 m/s
K n K Đường kính ống dẫn khí:
- Hàm lượng các chất ra khỏi bể Aerotank:
Bảng 4.9: Các thông số thiết kế bể Aerotank
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
2 Thể tích xây dựng bể, Vtt m 3 5,4
3 Diện tích xây dựng bể m 2 1,26
5 Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí m 3 /phút 0,35
6 Công suất của máy nén khí kW 0,3
Bảng 4.10: Các chỉ tiêu của nước thải đạt được sau quá trình xử lý
TIEÂU ĐƠN VỊ SAU KHI RA KHỎI BỂ
Nhận xét: Nước thải sau khi ra khỏi bể Aerotank đạt tiêu chuẩn thải của Việt Nam TCVN 5945-1995, loại B Nước thải này được xả ra nguồn tiếp nhận là hồ sinh học Còn bùn dư được chuyển vào bể mêtan để phân hủy kỵ khí và thu khí mêtan làm khí đốt
- Bể mêtan được thiết kế để xử lý sinh học kỵ khí các loại cặn sau đây của trạm xử lý nước thải:
▪ Cặn tươi từ bể điều hòa
▪ Bùn xả từ bể UASB
▪ Bùn hoạt tính dư sau khi đã lắng ở bể Aerotank
- Tính toán bể mêtan gồm:
▪ Xác định lượng cặn dẫn đến bể mêtan
▪ Tính toán kích thước bể mêtan
▪ Xác định lượng khí đốt sinh ra mỗi ngày
- Lượng cặn tươi từ bể điều hòa: trong đó:
C’tc : Hàm lượng SS vào bể điều hòa
E : Hiệu quả xử xử lý SS tại bể điều hòa, E = 61% k : Hệ số tính đến khả năng tăng lương cặn do có cỡ hạt cặn lớn, k = 1,1 ÷ 1,2 chọn k = 1,1
P : Độ ẩm của cặn tươi, P = 93% ngаy
- Lượng bùn thải ra từ bể UASB và lượng bùn dư thải ra từ bể aerotank là:
Vậy trung bình một ngày đêm tổng lượng bùn vào bể mêtan là:
- Lượng chất khô trong cặn tươi của bể điều hòa: (với độ ẩm P = 95%)
- Lượng chất khô trong bùn hoạt tính dư: (với độ ẩm P = 97,3%)
- Độ ẩm trung bình của hỗn hợp cặn:
Khi độ ẩm của hõn hợp cặn Phh > 94% , ta chọn chế độ lên men ấm với nhiệt độ từ 30 - 35 o C Chọn t = 33 o C
Bảng 4.11: Liều lượng cặn ngày đêm dẫn vào bể mêtan, %
Chế độ lên men Với độ ẩm của hỗn hợp cặn, %
Với t = 33 o C, Phh = 97% thì liều lượng cặn ngày đêm dẫn vào bể mêtan d = 11%
Chọn hệ số an toàn là 1,2 suy ra thể tích của bể mêtan là
- Thời gian phân hủy bùn:
- Kích thước xây dựng bể mêtan:
- Thể tích xây dựng bể: 3,388 m 3
- Góc tạo bởi mặt nghiêng đáy với mặt ngang là α = 30 o C
- Chiều cao phần đáy hình nón của bể mêtan:
- Lượng khí đốt thu được: a: Khả năng lên men lớn nhất của chất không tro trong hỗn hợp cặn dẫn vào bể mêtan,% Giá trị a phụ thuộc vào thành phần hóa học của cặn: chất béo, hydrat carbon, protein…
Co: Lượng chất không tro trong cặn tươi từ bể điều hòa: trong đó: Ck : Lượng chất khô trong cặn tươi, Ck = 0,005 m 3 /ngđ
Ac : Độ ẩm háo nước của cặn tươi, Ac = 5%
Tc : Tỷ lệ độ tro trong cặn tươi, Tc = 25%
Bo: Lượng chất không tro trong bùn hoạt tính dư: trong đó: Bk : Lượng chất khô trong bùn hoạt tính dư, Bk = 0,0056 m 3 /ngđ
Ab : Độ ẩm háo nước của bùn hoạt tính dư, Ab = 6%
Tb : Tỷ lệ độ tro trong bùn hoạt tính dư, Tb = 27%
Vậy n: Hệ số phụ thuộc vào độ ẩm của cặn và chế độ lên men cặn, theo bảng 4.12 laáy n = 0,4
Bảng 4.12: Giá trị n phụ thuộc vào độ ẩm và chế độ lên men cặn
Chế độ lên men Với độ ẩm của hỗn hợp cặn, %
Vậy: Lượng khí đốt thu được:
- Lượng khí đốt sinh ra từ bể mêtan trong một ngày:
Bảng 4.13: Các thông số thiết kế bể mêtan
STT Thông số Đơn vị Giá trị
Chiều dài bể, L Chiều rộng bể, B Chieàu cao beồ, H Chiều cao phần đáy hình nón, h m m m m
2 Thể tích xây dựng bể, V m 3 3,388
4 Thời gian phân hủy bùn, T ngày 9
5 Lượng khí sinh ra mỗi ngày kg/ngày 0,7
- Giả sử hiệu quả làm sạch của hồ là 50% suy ra hàm lượng BOD5 sau xử lý thải ra nguồn là:
- Thể tích hồ sinh học:
- Chiều sâu của hồ là H = 0,5 m
- Diện tích của hồ sinh học:
- Kích thước bể: Dài L x Rộng B x Cao H =6,25 m x 2 m x 0,5 m
S = V = - Mối liên hệ giữa thời gian lưu nước t và hàm lượng BOD5 vào và ra hồ sinh học: trong đó: Lo : Hàm lượng BOD5 vào hồ sinh học, Lo = 46,6 mg/L
Lp : Hàm lượng BOD5 ra hồ sinh học
KT : Tốc độ phân hủy ở nhiệt độ
Bảng 4.14: Tốc độ phân hủy ở nhiệt độ trong ngày t o ( o C) 5 10 15 20 25 30
- Hiệu suất xử lý BOD của hồ sinh học:
Bảng 4.15: Các thông số thiết kế hồ sinh học
STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
1 Kích thước hồ sinh học :- Dài, L
2 Thể tích xây dựng bể, V m 3 6,25
3 Diện tích xây dựng bể, S m 2 12,5
TÓM LẠI Bảng 4.16: Kết quả xử lý nước thải theo phương án 3 STT CHặ
TIEÂU ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ ĐẦU
KHÁI TOÁN KINH TẾ
KINH PHÍ CÁC CÔNG TRÌNH CƠ BẢN
5.1.1 Kích thước xây dựng các công trình cơ bản
Bảng 5.1 Kích thước các công trình đơn vị
STT COÂNG TRÌNH ẹễN Về
Tổng diện tích xây dựng cơ bản: 19,17 m 2
Tổng thể tích xây dựng cơ bản: 37,088 m 3
5.1.2 Dự trù kinh phí xây dựng tối thiểu
* 9 thanh (Rộng = 5mm, Dày = 25 mm, Dài = 0,35 m)
→ Chiều dài cần thiết để tạo nên 1 bộ song chắn rác gồm 9 thanh (rộng = 5 mm, dày = 25 mm) và khung là : 6,27 m → 6,27 m x 10.000 đ/m = 62.000 đ
* Ngăn đặt song chắn rác có kích thước dài 1,21 m, rộng 0,3 m, cao H 0,35 m Vậy thể tích ngăn đặt song chắn rác: 0,13 m 3
Chi phí xây dựng ngăn đặt song chắn rác:
Vậy chi phí cho song chắn rác và mương đặt song chắn rác là:
Bảng 5.2 Kinh phí dự trù cho các công trình đơn vị STT COÂNG TRÌNH ẹễN Về ĐƠN GIÁ (ẹ/M 3 )
Vậy kinh phí xây dựng cơ bản: (A) : 192.000 + 48.214.000 = 48.406.000 đ
- Máy nén khí dùng cho bể điều hòa: Công suất 0,04 kW
- Máy nén khí dùng cho bể Aerotank: Công suất 0,3 kW
Chi phí cho máy nén khí: 20.000.000 đ
✓ Heọ thoỏng oỏng daón khớ :
- Chọn ống dẫn khí làm bằng inox
- Đối với máy nén khí: sử dụng ống với đường kính d = 5 mm cho bể điều hòa và d = 15 mm cho beồ Aerotank
- Đối với bộ thu khí :
Chọn đường kính ống dẫn khí ở bể UASB và bể mêtan: d = 5 mm
Chi phớ cho heọ thoỏng oỏng daón khớ: 1.000.000 ủ
✓ Hệ thống đường ống dẫn nước:
- Chọn ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC có đường kính D = 21 mm
Chi phí cho hệ thống ống dẫn nước: 1.000.000 đ
Vậy kinh phí cho phần thiết bị: (B):
KHÁI TOÁN KINH TẾ CHO DỰ ÁN
(1) Tổng chi phí xây dựng cơ bản và phần thiết bị:
(2) Chi phí nhân công: 3 người * 1.000.000/tháng x 2 tháng = 3.000.000 đ
(3) Chi phí thiết kế: 5% * 70.406.000 = 3.520.000 đ (làm tròn)
Tổng chi phí xây dựng (C): (1) + (2) + (3) = 70.406.000 + 3.000.000 + 3.520.000 = 76.926.000 đ (làm tròn)
- Chi phí khaáu hao: n: Niên hạn thiết kế, n = 15 năm
Vậy: Chi phí khấu hao: 14.050 đ/ngày
- Chi phớ ủieọn naờng: 0,04 kW + 0,3 kW = 0,34 kW x 24 h = 8,16 kWh
- Giá thành xử lý 1m 3 nước thải trong một ngày:
Vậy: Giá thành xử lý 1m 3 nước thải trong một ngày là 1.100 đ/m 3 (làm tròn)