Thuyết trình công nghệ xử lý nước thải trong chăn nuôi

Trong những năm gần đây ngành chăn nuôi nước ta đang có những bước phát triển mạnh mẽ do nhu cầu ngành càng cao của thị trườngNgành chăn nuôi đang có những bước chuyển dịch từ chăn nuôi

CÔNG NGHỆ XỬ

LÝ NƯỚC THẢI TRONG CHĂN

NUÔI

Trong những năm gần đây ngành chăn nuôi nước ta đang có những bước phát triển mạnh mẽ do nhu cầu ngành càng cao của thị trường

Ngành chăn nuôi đang có những bước chuyển dịch từ chăn nuôi nông hộ sang quy mô trang trại, công

nghiệp

Ngành chăn nuôi phát triển kéo theo sự gia tăng

lượng chất thải trong chăn nuôi, trong đó có nước thải

vì vậy vấn đề xử lí nước thải trong chăn nuôi đang là một vấn đề cấp bách cần được giải quyết Có rất

nhiều phương pháp để xử lí nước thải trong chăn nuôi, trong đó thì ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lí nước thải là phương pháp được quan tâm và sử dụng nhiều nhất

I XỬ LÍ NƯỚC THẢI TRONG CHĂN NUÔI

BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS:

BIOGAS LÀ MỘT DẠNG KHÍ SINH HỌC ĐƯỢC TÁI TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY NHỮNG CHẤT THẢI CỦA CON NGƯỜI

VÀ ĐỘNG VẬT TRONG ĐIỀU KIỆN HẦM

KÍN NHỜ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC VI SINH VẬT, CÁC CHẤT THẢI SẼ LÊN MEN VÀ TẠO KHÍ ĐƯỢC SỬ DỤNG LÀM KHÍ ĐỐT VÀ

CHẠY ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

BIOGAS LÀ KHÍ SINH RA TỪ QUÁ TRÌNH

PHÂN HỦY XÁC ĐỘNG THỰC VẬT, TP GỒM CÓ:

+ METAN (CH4): 50% - 75%.

+ CARBON DIOXIDE (CO2): 25% - 50%

+ NITROGEN (N2): 0% - 10%

+ HYDROGEN SULFILDE (H2S): 0% - 3% + OXYGEN (O2): 0% - 2%

+ GIAI ĐOẠN 1: CÁC CHẤT HỮU CƠ CAO PHÂN

TỬ ĐƯỢC VI SINH VẬT CHUYỂN THÀNH CÁC

CHẤT CÓ TRỌNG LƯỢNG THẤP HƠN AXIT HỮU

CƠ, ĐƯỜNG GLYXERIN ( ĐƯỢC GỌI CHUNG LÀ HYDRATCARBON).

+ GIAI ĐOẠN 2: LÀ GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN

MẠNH CÁC LOẠI VI KHUẨN METAN ĐỂ CHUYỂN HẦU NHƯ TOÀN BỘ CÁC CHẤT HYDRAT

CACBON THÀNH CH4, CO2

1 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA HẦM BIOGAS:

- BỂ BIOGAS HOẠT ĐỘNG THEO CHU TRÌNH GỒM 2 GIAI ĐOẠN: GIAI ĐOẠN TÍCH KHÍ VÀ

GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG KHÍ

+ GIAI ĐOẠN TÍCH KHÍ: KHÍ BẮT ĐẦU SINH

RA VÀ TÍCH LẠI Ở PHẦN TRÊN CỦA BỂ PHÂN GIẢI KHI KHÍ ĐƯỢC SINH RA NHIỀU VÀ

KHÔNG SỬ DỤNG THÌ LƯỢNG DỊCH TRONG BỂ PHÂN GIẢ SẼ BỊ ÉP VÀ ĐẨY QUA BỂ ĐIỂU ÁP

+GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG KHÍ: KHI KHÍ ĐƯỢC LẤY ĐI SỬ DỤNG, BỂ MẶT DỊCH Ở BỂ ĐIỀU ÁP GIẢM XUỐNG VÀ BỀ MẶT DỊCH PHÂN GIẢI Ở

BỂ PHÂN GIẢI TĂNG DẦN LÊN  

2 QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI :

- NƯỚC THẢI TỪ CHUỒNG TRẠI ĐƯỢC THU

GOM VỀ HỐ THU TẬP TRUNG VÀ TỪ ĐÓ ĐƯỢC DẨN VÀO HẦM BIOGAS, TẠI ĐÂY HỖN HỢP

PHÂN VÀ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI ĐƯỢC PHÂN HỦY KỴ KHÍ SINH RA KHÍ GAS.

3 Sơ đồ cấu tạo hầm biogas

4 Mô hình hầm biogas cho các hộ chăn

nuôi nhỏ

 Với các hộ chăn nuôi nhỏ thì việc sử dụng

hầm biogas để xử lý nước thải chăn nuôi đem lại nhiều lợi ích: xử lý được lượng nước thải

trong quá trình chăn nuôi, giảm ô nhiễm môi trường và gây mùi hôi; cung cấp lượng chất đốt cho việc đun nấu, giảm chi phí mua nhiên liệu đun nấu ; sử dụng nước thải sau khi qua

xử lý bằng hầm biogas để bón cây giúp giảm chi phí phân bó, nâng cao năng suất

Hệ thống hầm biogas

Hầm biogas bằng vật liệu composite

5 Mô hình biogas cho các trang trại chăn

nuôi lớn

- Ở các trang trại chăn nuôi có quy mô công

nghiệp, thì lượng nước thải thải ra mỗi ngày là rất lớp vì vậy cần một xây dựng một hầm biogas đủ lớn để xử lý nhưng cần phải tiết kiệm một cách tối

ta về kinh tế Vì vậy mô hình hầm biogas phủ bạt

là một lựa chọn thích hợp

Hồ biogas khi vừa hoàn thành sau 4 tuần

Khí gas được chuyển đến

để chạy máy phát điện

phục vụ trong chăn nuôi

II Xử lí nước thải chăn nuôi sau biogas

1 Hồ sinh học:

 - Hồ sinh học còn gọi là hồ ổn định Xử lý nước thải trong các hồ ổn định là phương pháp xử lý đơn giản

và được áp dụng nhiều nhất Phương pháp

này không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền

 Nguyên tắc hoạt động của hồ sinh học:

- Khi vào hồ, do vận tốc dòng chảy nhỏ, các loại cặn lắng xuống đáy Các chất hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ bị các vi sinh vật hấp thụ và oxy hóa để tạo

ra là sinh khối của nó, CO2, các muối nitorat,

nitorit , các hợp chất nitơ, phôtpho và được tảo sử dụng trong quá trình quang hợp, giải phóng oxy

cung cấp cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ của

vi khuẩn

Cơ sở khoa học của phương pháp: 

Dựa vào khả năng tự làm sạch của nước, chủ

yếu là vi sinh vật và các thực vật thủy sinh khác, các chất nhiễm bẩn bị phân hủy thành các chất khí

và nước. Theo quá trình sinh hóa người ta chia hồ sinh học ra làm 3 loại : hồ kỵ khí, hồ hiếu khí và hồ tùy tiện

2 Các loại hồ sinh học

a) Hồ hiếu khí 

- Hoạt động dựa trên quá trình oxy hóa các chất hữu

cơ nhờ vi sinh vật hiếu khí Hồ sinh học hiếu khí được phân thành hai loại:

+ Hồ làm thoáng tự nhiên: Ô xy cung cấp cho quá

trình ô xy hóa chủ yếu do sự khuyếch tán không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của thực vật Chiều sâu hồ từ 0,3 - 0,5 m Thời gian lưu nước trong

hồ khoảng 3 - 12 ngày.

+ Hồ làm thoáng nhân tạo: nguồn ô xy cung cấp

bằng các thiết vị như bơm khí nén hay máy khuấy cơ học Do được tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu của hồ

có thể từ 2 - 4,5 m Thời gian lưu nước trong hồ chỉ

cần từ 1 - 3 ngày

quá trình hiếu khí gồm 3 giai đoạn biểu thị bằng phản ứng sau:

* Oxi hóa các chất hữu cơ:

Một số điểm cần lưu ý khi áp dụng:

- Có thể kết hợp làm hồ thả bèo, nuôi cá Điều đó

đem lại hiệu quả kinh tế và tăng cường xử lý nước thải Tuy nhiên, cần lưu ý là không nên thả bèo kín mặt hồ để đảm bảo cho ánh sáng xuyên qua

- Nước thải trước khi đưa vào hồ tuy đã được xử lý

sơ bộ, nhưng hàm lượng các chất bẩn vẫn còn cao, muốn kết hợp nuôi trồng thủy sản thì chỉ nên nuôi ở các bậc hồ thứ cấp hay những hồ đã được pha

loãng bằng nguồn nước khác có chất lượng tốt hơn

Hồ sinh học hiếu khí làm thoáng nhân tạo

+ Hồ kỵ khí làm giảm hàm lượng N, P, K và các vi sinh vật gây bệnh bằng cách tạo ra bùn và giải phóng NH3 vào không khí.

 Cấu tạo

- Chiều sâu hồ từ 2,4 - 3,6m.

- Hồ thường được thiết kế với 2 ngăn (dự phòng).

- Thời gian lưu nước về mùa hè là >1,5 ngày còn về mùa đông> 5 ngày

c) Hồ tùy tiện

Có 2 loại hồ tùy tiện

- Hồ  tùy  tiện  nguyên  thủy,  tiếp  nhận  nguồn  thải 

Trong hồ tùy tiện thường xảy ra 2 quá trình song song:

- Oxy hóa hiếu khí

- Phân hủy metan cặn lắng

Khi quá trình hoàn thành, hồ tùy tiện sẽ đáp ứng:

- Tăng cường xử lý dòng thải vào từ xử lý kỵ khí thông qua việc phân chia, phân hủy và tiêu hóa các vật chất hữu cơ.

- Xử lý hiếu khí phá vỡ hầu hết các dạng hữu cơ còn lại ở gần bề mặt hồ.

- Làm giảm số lượng vi sinh vật có khả năng gây bệnh

Cấu tạo hồ tùy tiện

 Hồ có cấu tạo 3 lớp: lớp hiếu khí, lớp trung gian

và lớp kỵ khí

Chiều sâu hồ tùy tiện 0,9-1,5 m

3 Xử lý nước thải sau biogas bằng bãi lọc

thực vật

Xử lý nước thải bằng bãi lọc trồng các loài thực vật sống dưới nước đã và đang được áp dụng rộng rãi, với nhiều ưu điểm: rẻ tiền, dễ vận hành, khả năng

xử lý ô nhiễm cao

- Khái niệm bãi lọc thực vật: bãi lọc thực vật là

những vùng đất trong đó có mức nước cao hơn

hoặc ngang bằng so với mặt đất trong thời gian

dài, đủ để duy trì tình trạng bão hòa của đất và sự phát triển của các vi sinh vật và thực vật sống

trong môi trường đó

a) Đặc điểm của bãi lọc thực vật xử lý nước thải

bãi lọc thực vật trồng cây có thể phân thành hai

nhóm chính

+ Bãi lọc trồng cây ngập nước

+ Bãi lọc trồng cây với dòng chảy ngang hay dòng chảy thẳng đứng

Chức năng của thực vật trong bão lọc xử lý nước thải:

- ổn định đất và bùn cặn

- hấp thụ CO2 và thải O 2 trong quá trình hô hấp

- loại bỏ chất dinh dưỡng ra khỏi nước mặt và các chất hữu cơ trong nước nhờ quá trình hấp phụ sinh học và hút bám bề mặt

- tạo môi trường cần thiết cho nhiều chủng loại vi sinh vật sống thông qua việc cung cấp oxi và chất dinh dưỡng cho lớp đất và lớp bùn

- Một số loài thực vật thường được trồng phổ biến để xử

lý nước thải như: cỏ nến, sậy, cói, bất, lách, môn nước,

cỏ vetiver… Trong đó cỏ vetiver là đối tượng đang được nghiên cứu và ứng dụng nhiều trong xử lý nước thải.

b) Đôi nét về cỏ vetiver

Đôi nét về cỏ vetiver

Cỏ Vetiver là một loại thực vật có bộ rễ rất phát triển, mọc rất nhanh và ăn rất sâu, bám chắc vào trong lòng đất Chúng có đặc tính là chịu hạn và chịu nước rất tốt, đặc biệt là chúng có thể sống và sinh trưởng được trong vùng ngập nước có mức độ

ô nhiễm cao

Rễ của chúng có thể ăn sâu vào trong lòng đất tới 3,6m trên nền đất tốt Bộ rễ rất lớn và dài chính

là điều kiện tốt cho sự phát triển và sinh trưởng

của các loài vi khuẩn và nấm, giúp cho quá trình phân hủy và hấp thụ các chất hữu cơ, Nitơ, phốt

pho, kim loại nặng

SƠ ĐỒ TÓM TẮT QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI