Trong nước thải chăn nuôi (NTCN) lợn bao gồm hỗn hợp nước tiểu, nước rửa chuồng, nước tắm vật nuôi với khối lượng nước thải rất lớn. NTCN là một trong những loại nước thải rất đặc trưng, có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và sinh vật gây bệnh. Vì vậy, phát triển công nghệ xử lý NTCN lợn có hiệu quả và kinh tế đang là sự quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
TRAO ĐỔI - THẢO LUẬN LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ LỌC SINH HỌC SỤC KHÍ LUÂN PHIÊN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NI LỢN TẠI THANH HĨA TS Lê Sỹ Chính1 ThS Lê Ngọc Hào2 Trong nước thải chăn nuôi (NTCN) lợn bao gồm hỗn hợp nước tiểu, nước rửa chuồng, nước tắm vật nuôi với khối lượng nước thải lớn NTCN loại nước thải đặc trưng, có khả gây nhiễm mơi trường cao hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P sinh vật gây bệnh Vì vậy, phát triển cơng nghệ xử lý NTCN lợn có hiệu kinh tế quan tâm đặc biệt nhà khoa học giới Việt Nam Cơ sở khoa học lựa chọn cơng nghệ Nước thải có đặc trưng chứa thành phần hữu cơ, N, P cao nên việc lựa chọn công nghệ xử lý phải đáp ứng tiêu chí: (1) Cơng nghệ xử lý phù hợp với đặc trưng nước thải nhằm xử lý có hiệu thành phần ô nhiễm BOD, COD, SS, N, P chất lượng nước xử lý đảm bảo đạt yêu cầu cách ổn định; (2) Mức độ cần thiết xử lý nước thải lưu lượng thải; (3) Công nghệ xử lý phù hợp với điều kiện Việt Nam: Tiên tiến không phức tạp, dễ vận hành, bảo dưỡng, đảm bảo tính ổn định cao; (4) Tiết kiệm mặt xây dựng, chi phí đầu tư hợp lý, chi phí xử lý thấp; (5) Chi phí đầu tư xây dựng khơng cao chi phí vận hành thường xuyên thấp; (6) Tự động hoá điều khiển nhằm đảm bảo q trình xử lý có tính ổn định cao, đơn giản hoá thao tác cho người vận hành; (7) Điều kiện sở hạ tầng: Cấp điện, cấp nước, giao thơng; (8) Điều kiện mặt bằng, địa hình khu vực xây dựng hệ thống xử lý; (9) Điều kiện vận hành quản lý hệ thống xử lý nước thải; (10) Đảm bảo thẩm mỹ, an toàn vệ sinh môi trường (biện pháp khử mùi hôi thối nước thải) Hiệu phương pháp Do đặc trưng NTCN có chứa thành phần chất hữu cơ, N P cao nên phương pháp ứng dụng để xử lý NTCN phòng thí nghiệm nhóm phương pháp phải đáp ứng yêu cầu Tiến hành nghiên cứu ba phương pháp phòng thí nghiệm bao gồm: Phương pháp SBR, lọc sinh học sục khí ln phiên, mương ơxy hóa Từ trình nghiên cứu dựa vào tiêu chí lựa chọn cơng nghệ nhận thấy, phương pháp mương ôxy hóa cho hiệu xử lý chất hữu cơ, N P thấp ba phương pháp, thời gian lưu lớn (khoảng ngày) khoảng tải lượng chất hữu cơ, N, P thấp Ngoài ra, phương pháp mương ơxy hóa đòi hỏi diện tích xây dựng lớn nên trang trại hay hộ gia đình đáp ứng Do điều kiện nên so sánh lựa chọn hai phương pháp lọc sinh học sục khí luân phiên SBR 2.1 Về mặt hiệu Đối với phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến hiệu xử lý COD, N, P Cả hai phương pháp cho hiệu suất xử lý chất hữu cơ, N, P khoảng tải lượng gần tương đương Tuy nhiên, phương pháp SBR điều kiện cấp nước hai lần, MLSS khoảng 4.000 - 5.000 mg/l, DO lúc sục khí - mg/l, thời gian lưu ngày đạt hiệu xử lý COD, T-N, T-P cao so với phương pháp lọc sinh học Còn phương pháp lọc sinh học sục khí luân phiên đạt hiệu xử lý COD, N, P thấp phương pháp SBR cấp nước hai lần lại hoạt động điều kiện tải trọng COD, N, P cao (tương ứng 1,0 ± 0,4 kg/m3/ngày so với 0,6 ± 0,3 kg/ m3/ngày 0,28 ± 0,10 kg/m3/ngày so với 0,16 ± 0,06 kg/m3/ngày) Trường Đại học Hồng Đức Trung tâm Môi trường nông thôn Chuyên đề I, tháng năm 2018 13 2.2 Về tính ổn định Từ q trình nghiên cứu cho thấy, với hai phương pháp mang tính ổn định cao Tuy nhiên, phương pháp SBR vi sinh vật phát triển dạng lơ lửng dễ nhạy cảm biến động bên ảnh hưởng thay đổi nước thải vào, điều kiện thời tiết, DO, pH Phương pháp lọc sinh học sục khí luân phiên vi sinh vật sinh trưởng theo kiểu dính bám vào vật liệu phần nhỏ sinh trưởng lơ lửng nên thích nghi với thay đổi môi trường hơn, có tác động vi sinh vật chưa bị sốc hệ vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng 2.3 Khả vận hành, điều khiển Hai phương pháp khơng gặp khó khăn q trình điều khiển tự động Tuy nhiên, phương pháp SBR hoạt động theo mẻ nên bao gồm giai đoạn, việc lập trình tự động yêu cầu cao người vận hành phải có kiến thức định xử lý nước thải Vận hành phương pháp SBR phức tạp hơn, chế độ cấp nước hai lần (cấp nước gián đoạn cấp hai lần mẻ làm việc) mà với tỷ lệ hai lần cấp nước khơng u cầu nhiều bơm Đối với phương pháp lọc sinh học, cấp nước liên tục, có sục khí sục gián đoạn nên cần điều khiển tự động chu kỳ sục khí - ngừng sục khí Đối với phương pháp SBR, bùn sinh trưởng phát triển nhanh nên phải thường xuyên kiểm tra nồng độ bùn, bùn trì q cao tốn ơxy cấp vào hệ thống hiệu xử lý không cao, cần phải tháo rút bùn thường xuyên Phương pháp lọc sinh học sục khí luân phiên, vận hành đơn giản hơn, điều khiển dễ dàng Mặc khác, tốc độ sinh trưởng bùn hệ dính bám chậm nên bùn sinh Tuy nhiên, phải định kỳ rửa ngược đệm để thải bùn tránh tượng bít tắc đệm Ngồi ra, phương pháp SBR giống bùn hoạt tính phải lưu ý tượng bùn nổi, không lắng trình vận hành phải tìm hiểu nguyên nhân để khắc phục (do tải, tỷ lệ COD:N:P không hợp lý ) Lựa chọn công nghệ xây dựng mơ hình pilot Từ phân tích tổng kết so sánh ưu, nhược điểm số thông số khác hai phương pháp thể Bảng sau: Bảng So sánh ưu, nhược điểm phương pháp SBR lọc sinh học sục khí luân phiên Thông số Công nghệ xử lý SBR Lọc sinh học hiếu – thiếu khí kết hợp Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản, trình diễn gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu xử lý nước thải cao Có thể khử N, P cách điều chỉnh chế độ cung cấp ôxy - Không cần bể lắng đợt hai, nhiều trường hợp người ta bỏ qua bể lắng bể điều hoà - Vận hành đơn giản, tiết kiệm chi phí tiêu hao lượng thấp - Tính ổn định cao, bị nhạy cảm biến đổi thành phần nước thải hay điều kiện bên Nhược điểm - Thời gian lưu nước bể kéo dài nên - Dễ bị tắc nghẽn thiết bị bùn bám vào sử dụng với công suất xử lý nước thải vật liệu đệm, nên phải định kỳ sục rửa vật nhỏ liệu lọc - Đòi hỏi người vận hành phải có trình độ phức tạp q trình điều khiển, vận hành - Lượng bùn dư có tính ổn định thấp Chi phí đầu tư Cao Cao Tính đơn giản thiết kế Thiết kế phức tạp Thiết kế đơn giản Yêu cầu tự động hóa Cao Trung bình u cầu lắng bậc Khơng Khơng u cầu nhân viên vận hành có Cao trình độ 14 Chun đề I, tháng năm 2018 Trung bình TRAO ĐỔI - THẢO LUẬN Thông số Công nghệ xử lý SBR Lọc sinh học hiếu – thiếu khí kết hợp Đào tạo người vận hành Yêu cầu người vận hành phải học nhiều Dễ dàng đào tạo nhân viên vận hành thời gian dài để hiểu hết vần đề thời gian ngắn Kiểm sốt thủ cơng Khơng thể vận hành thủ cơng Dễ dàng kiểm sốt thủ cơng người vận hành có kỹ cao, cấp chuyên gia Yêu cầu thiết bị công nghệ Phức tạp, quy trình đòi hỏi phải dự Phức tạp, quy trình đòi hỏi phải dự trữ phụ tùng thiết bị trữ phụ tùng thiết bị Khả chịu sốc tải Trung bình lượng Tốt Yêu cầu diện tích mặt Thấp Thấp Khả xử lý N, P Đòi hỏi phải có kỹ thuật tiên tiến Khả xử lý tốt xếp thời gian sau đầu tư hệ thống xử lý phức sục khí – ngừng sục khí hợp lý tạp, nhiên thay đổi cách xếp vận hành để xử lý dưỡng chất đạt yêu cầu Bể lắng thứ cấp Không yêu cầu Không yêu cầu Khả xử lý Cao Cao Khả lắng bùn Cao, nhiên phải lưu ý có Cao tượng bùn Kết luận định hướng pháp triển Từ q trình phân tích, so sánh hiệu xử lý, tính ổn định khả vận hành điều khiển hai phương pháp cho thấy, cơng nghệ lọc sinh học sục khí ln phiên để xây dựng mơ hình pilot là phù hợp Do cơng nghệ lọc sinh học sục khí ln phiên đáp ứng đầy đủ yếu tố: Hiệu suất xử lý đạt tương đối cao COD, N, P; tính ổn định cao; vận hành đơn giản; chi phí đầu tư xây dựng không cao, công tác quản lý vận hành đơn giản, chi phí vận hành thường xuyên thấp, thỏa mãn tiêu chuẩn môi trường ngành chăn nuôi■ Chuyên đề I, tháng năm 2018 15 ... pháp cho thấy, công nghệ lọc sinh học sục khí luân phiên để xây dựng mơ hình pilot là phù hợp Do cơng nghệ lọc sinh học sục khí luân phiên đáp ứng đầy đủ yếu tố: Hiệu suất xử lý đạt tương đối... sinh học sục khí luân phiên Thông số Công nghệ xử lý SBR Lọc sinh học hiếu – thiếu khí kết hợp Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản, trình diễn gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu xử lý nước thải cao... SBR vi sinh vật phát triển dạng lơ lửng dễ nhạy cảm biến động bên ảnh hưởng thay đổi nước thải vào, điều kiện thời tiết, DO, pH Phương pháp lọc sinh học sục khí luân phiên vi sinh vật sinh trưởng