Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3ngày

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Giới thiệu 1.2. Tính cấp thiết của đề tài 1.3. Mục tiêu nghiên cứu 1.4. Nội dung nghiên cứu 1.5. Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1. Thành phần, tính chất của nƣớc thải chăn nuôi 2.1.1. Các chất hữu cơ và vô cơ 2.1.2. N và P 2.1.3. Vi sinh vật gây bệnh 2.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo 2.2.1. Các nƣớc trên thế giới 2.2.2. Ở Việt Nam 2.3. Các phương pháp xử lý nướcc thải chăn nuôi heo 2.3.1. Phương pháp xử lý cơ học 2.3.2. Phương pháp xử lý hóa lý 2.3.3. Phương pháp xử lý sinh học 2.3.3.1.Phương pháp xử lý hiếu khí 2.3.3.2.Phương pháp xử lý kỵ khí 2.3.3.3.Các hệ thống xử lý nhân tạo bằng phương pháp sinh học a. Xử lý theo phương pháp hiếu khí b. Xử lý theo phương pháp kỵ khí

Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Giới thiệu Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Thành phần, tính chất nƣớc thải chăn nuôi 2.1.1.Các chất hữu vô 2.1.2.N P 2.1.3.Vi sinh vật gây bệnh 2.2 Các nghiên cứu nước xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo 2.2.1.Các nƣớc giới 2.2.2 Ở Việt Nam 2.3 Các phương pháp xử lý nướcc thải chăn nuôi heo 2.3.1.Phương pháp xử lý học 2.3.2.Phương pháp xử lý hóa lý 2.3.3.Phương pháp xử lý sinh học 2.3.3.1.Phương pháp xử lý hiếu khí 2.3.3.2.Phương pháp xử lý kỵ khí 2.3.3.3.Các hệ thống xử lý nhân tạo phương pháp sinh học a Xử lý theo phương pháp hiếu khí b Xử lý theo phương pháp kỵ khí 2.3.3.4 Các hệ thống xử lý tự nhiên phương pháp sinh học a Hồ sinh học b Cánh đồng tưới c Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối 2.3.3.5 Ứng dụng thực vật nƣớc để xử lý nƣớc thải Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI CÔNG SUẤT 1000M3/NGÀY ĐÊM 3.1 Cơ sở lựa chọn phƣơng án xử lý nước thải CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CHI TIẾT CÁC CƠNG TRÌNH Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu Từ ngàn năm sống người nông dân Việt Nam gắn liền với lúa chăn nuôi gia súc Chăn nuôi heo không cung cấp phần lớn thịt tiêu thụ ngày, nguồn cung cấp phân hữu cho trồng, mà chăn ni heo cịn tận dụng thức ăn thu hút lao động dư thừa nông nghiệp Với đặc tính riêng tăng trọng nhanh, vịng đời ngắn chăn ni heo ln quan tâm trở thành vật khơng thể thiếu sống ngày hầu hết gia đình nơng dân Trong năm gần đời sống nhân dân ta không ngừng cải thiện nâng cao, nhu cầu tiêu thụ thịt chủ yếu thịt heo ngày tăng số lượng chất lượng thúc đẩy ngành chăn nuôi heo bước sang bước phát triển Hiện nước ta xây dựng nhiều mô hình chăn trại chăn ni heo với quy mơ lớn, chủ yếu phân bố vùng trọng điểm Mộc Châu (Sơn La), Hà Nội vùng phụ cận, khu vực TPHCM tỉnh xung quanh, Lâm Đồng số tỉnh duyên hải miền Trung Bên cạnh mặt tích cực, vấn đề mơi trường ngành chăn nuôi gây dư luận nhà làm công tác môi trường quan tâm Ở nước có chăn ni cơng nghiệp phát triển mạnh Hà Lan, Anh, Mỹ, Hàn Quốc,… nguồn gây ô nhiễm lớn Ở Việt Nam, khía cạnh mơi trường ngành chăn nuôi quan tâm vài năm trở lại tốc độ phát triển chăn nuôi ngày tăng, lượng chất thải chăn nuôi đưa vào môi trường ngày nhiều, đe dọa đến môi trường đất, nước, khơng khí xung quanh cách nghiêm trọng 1.2 Tính cấp thiết đề tài Nguồn nước thải chăn ni nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước có nguy gây nhiễm tầng nước mặt, nước ngầm trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn ni 1000m3/ngày Đồng thời lây lan số bệnh cho người ảnh hưởng đến mơi trường xung quanh nước thải chăn ni chứa nhiều mầm bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,…nếu khơng xử lý kịp thời Bên cạnh cịn có nhiều loại khí tạo hoạt động vi sinh vật NH3, CO2, CH4, H2S, Các loại khí gây nhiễm độc khơng khí nguồn nước ngầm ảnh hưởg đến đời sống người hệ sinh thái Chính mà việc hiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trại chăn nuôi heo hoạt động cần thiết 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Xác định tiêu hố lý nước thải chăn ni để làm sở cho việc đề xuất phương án xử lý lựa chọn phương án khả thi để tính tốn thiết kế 1.4 Nội dung nghiên cứu Xác định thành phần, số tiêu hóa lý,… nước thải chăn nuôi Thu thập thông tin phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo từ tài liệu Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi heo lựa chọn phương án khả thi Tổng hợp số liệu, tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị 1.5 Phạm vi nghiên cứu Chỉ áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuôi heo công suất 1000m3/ngđ Không áp dụng cho nước thải ngành khác Chất thải rắn khí khơng tính đến đồ án Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Thành phần, tính chất nƣớc thải chăn ni Nước thải chăn nuôi 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 Nó thiết phải xử lý trước thải ngồi mơi trường Lựa chọn quy trình xử lý nước thải cho sở chăn nuôi phụ thuộc nhiều vào thành phần tính chất nước thải, bao gồm: 2.1.1 Các chất hữu vô Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu chiếm 70–80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon dẫn xuất chúng có phân, thức ăn thừa Hầu hết chất hữu dễ phân hủy Các chất vô chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,… 2.1.2 N P Khả hấp thụ N P loài gia súc, gia cầm kém, nên ăn thức ăn có chứa N P chúng tiết ngồi theo phân nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N P cao Hàm lượng N-tổng nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/L, Photpho từ 39 – 94 mg/L 2.1.3 Vi sinh vật gây bệnh Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus trứng ấu trùng giun sán gây bệnh Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày 2.2 Các nghiên cứu nƣớc xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo 2.2.1 Các n ớc giới Ở Châu Á, nước như: Trung Quốc, Thái Lan,… nước có ngành chăn ni cơng nghiệp lớn khu vực nên quan tâm đến vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi Nhiều nhà nghiên cứu Trung Quốc tìm nhiều cơng nghệ xử lý nước thải thích hợp là:  Kỹ thuật lọc yếm khí  Kỹ thuật phân hủy yếm khí hai giai đoạn  Bể Biogas tự hoại Hiện Trung Quốc bể Biogas tự hoại sử dụng rộng rãi phần phụ trợ cho hệ thống xử lý trung tâm Bể Biogas phần thiếu hộ gia đình chăn ni heo vừa nhỏ vùng nơng thơn, vừa xử lý nước thải giảm mùi hôi thối mà tạo lượng để sử dụng Trong lĩnh vực nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo Thái Lan trường đại học Chiang Mai có nhiều đóng góp lớn  HYPHI (hệ thống xử lý tốc độ cao kết hợp với hệ thống chảy nút): hệ thống HYPHI gồm có thùng lắng, bể chảy nút bể UASB Phân heo tách làm đường, đường thứ chất lỏng có chất rắn tổng số, đường thứ hai phần chất rắn với nồng độ chất rắn tổng số cao, kỹ thuật xây dựng cho trại heo trung bình lớn Ở Nga nhà nghiên cứu nghiên cứu xử lý nước thải phân heo, phân bò điều kiện ưa lạnh ưa nóng điều kiện khí hậu Nga Một số tác giả Úc cho chiến lược giải vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi heo sử dụng kỹ thuật SBR (sequencing batch reactor) Ở Ý loại nước thải giàu Nitơ Phospho nước thải chăn ni heo phương pháp xử lý thơng Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày thường đạt tiêu chuẩn cho phép hàm lượng Nitơ Phospho nước sau xử lý Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi giàu chất hữu Ý đưa SBR giảm 97% nồng độ COD, Nitơ, Phospho Nhận xét chung công nghệ xử lý nước thải giàu chất hữu sinh học giới áp dụng tổng thể đồng thành tựu kỹ thuật lên men yếm khí, lên men hiếu khí lên men thiếu khí, nhằm đáp ứng yêu cầu kinh tế xã hội bảo vệ môi trường Trên sở đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể Sơ đồ khái quát sau sở lựa chọn mơ hình xử lý thích hợp Sơ đồ tổng quát xử lý nước thải giàu chất hữu sinh học Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày 2.2.2 Ở Việt Nam Ở Việt Nam, nước thải chăn nuôi heo coi nguồn nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng Việc mở rộng khu dân cư xung quanh xí nghiệp chăn ni heo không giải thỏa đáng gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng gây vấn đề mang tính chất xã hội phức tạp Nhiều nguyên cứu lĩnh vực xử lý nước thải chăn nuôi heo quan tâm mục tiêu giải vấn đề ô nhiễm môi trường, đồng thời với việc tạo lượng Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo Việt Nam tập trung vào hai hướng chính, hướng thứ sử dụng thiết bị yếm khí tốc độ thấp bể lên mem tạo khí Biogas kiểu Trung Quốc, Ấn độ, Việt Nam, dùng túi PE Phương hướng thứ nhằm mục đích xây dựng kỹ thuật xử lý yếm khí nước thải chăn ni heo hộ gia đình chăn ni heo với số đầu heo khơng nhiều Hướng thứ hai xây dựng quy trình cơng nghệ thiết bị tương đối hoàn chỉnh, đồng nhằm áp dụng xí nghiệp chăn ni mang tính chất cơng nghiệp Trong nghiên cứu quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chăn ni heo công nghiệp đưa số kiến nghị sau: Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi công nghiệp tiến hành sau: (1) xử lý học: lắng 1; (2) xử lý sinh học: bắt đầu sinh học kị khí UASB, sinh học hiếu khí (Aerotank hồ sinh học); (3) khử trùng trước thải ngồi mơi trường Nhìn chung nghiên cứu hướng, tiếp cận công nghệ giới quan tâm nhiều Tuy nhiên số lượng nghiên cứu chất lượng nghiên cứu cần nâng cao hơn, nhằm nhanh chóng áp dụng thực tế sản xuất CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NI THAM KHẢO  Đối với quy mơ hộ gia đình Do lượng chất thải chăn ni thải ngày cịn nên sở chăn ni hộ gia đình thu gom qt dọn chuồng thường xuyên Có thể áp dụng số biện pháp xử lý chất thải theo sơ đồ sau : Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn ni 1000m3/ngày * Quy trình * Quy trình  Đối với sở chăn ni quy mô nhỏ Tại sở chăn nuôi quy mô nhỏ, lượng phân gia súc thải ngày khoảng vài trăm kg, việc sử dụng túi biogas để xử lý phân không khả thi tốn nhiều diện tích cơng xây dựng Trường hợp ta tách riêng q trình xử lý phân nước thải Nước thải chăn nuôi xử lý hệ thống biogas, phân thu gom xử lý riêng trình làm phân bón Cặn lắng từ khâu xử lý nước thải thu gom xử lý chung với phân nước rỉ q trình ủ phân đưa ngược trở lại hệ thống xử lý nước thải Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn ni 1000m3/ngày  Quy trình  Đối với sở chăn nuôi quy mô vừa lớn Với quy mô vừa trở lên, việc đầu tư cho hệ thống xử lý chất thải chăn ni thực Tùy vào trường hợp cụ thể mà áp dụng số quy trình sau  Quy trình  Quy trình Đối với sở chăn ni có quy mơ lớn, để rút ngắn thời gian xử lý tăng hiệu xử lý, thêm khâu tiền xử lý trước khâu xử lý sinh học kết hợp xử lý sinh học với xử lý bậc cao 10 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày lớn lên cung cấp oxy hấp thụ chất hữu làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng phát triển Bùn hoạt tính tập hợp vi sinh vật khác nhau, chủ yếu vi khuẩn, bên cạnh cịn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, giun, sán,… kết thành dạng với trung tâm hạt lơ lửng nước Trong bùn hoạt tính ta thấy có lồi Zoogelea khối nhầy Chúng có khả sinh bao nhầy xung quanh tế bào, bao nhầy polymer sinh học với thành phần polysaccharide có tác dụng kết tế bào vi khuẩn lại tạo thành bơng Một số cơng trình hiếu khí phổ biến xây dựng sở xử lý sinh học bùn hoạt tính: + Bể aeroten thơng thường Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug-flow), chiều dài bể lớn so với chiều rộng Trong bể, nước thải vào phân bố nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hồn đưa vào đầu bể Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể Quá trình phân hủy nội bào xảy cuối bể + Bể aeroten xáo trộn hồn tồn Địi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí khí (motour cánh khuấy) thiết bị khuếch tán khí thường sử dụng Bể thường có dạng trịn vng, hàm lượng bùn hoạt tính nhu cầu oxy đồng tồn thể tích bể +Bể aeroten mở rộng: Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp chất lượng nước cao Thời gian lưu bùn cao so với bể khác (20-30 ngày) + Mương oxy hóa: Là mương dẫn dạng vịng có sục khí để tạo dịng chảy mương có vận tốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính Vận tốc mương thường thiết kế lớn 3m/s để tránh lắng cặn Mương oxy hóa kết hợp trình xử lý N + Bể hoạt động gián đoạn (SBR): Bể hoạt động gián đoạn hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy xả cặn Quá trình xảy bể SBR tương tự bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, có điều tất trình xảy bể thực theo bước: (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả cặn, (5) ngưng Q trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám Khi dịng nước thải qua lớp vật liệu rắn làm giá đỡ, vi sinh vật bám dính lên bề mặt Trong số vi sinh vật có lồi sinh polysaccaride có tính chất polymer sinh học có khả kết dính tạo thành màng Màng dày thêm với sinh khối vi sinh vật dính bám hay cố định màng Màng tạo thành từ hàng triệu 15 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày đến hàng tỉ tế bào vi khuẩn, với mật độ vi sinh vật cao Màng có khả oxy hóa hợp chất hữu cơ, tiếp xúc với chất nhận O2 chuyển sang phân hủy kỳ khí, sản phẩm biến đổi kỳ khí acid hữu cơ, alcol,…Các chất chưa kịp khuếch tán bị vi sinh vật khác sử dụng Kết lớp sinh khối phát triển liên tục lớp bên lại bị phân hủy hấp thụ chất bẩn lơ lửng có nước chảy qua tiếp xúc với màng 16 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày b Xử lý theo phương pháp kỵ khí Q trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng + Bể xử lý lớp bùn kỵ khí với dịng nước từ lên (UASB) Về cấu trúc : Bể UASB bể xử lý với lớp bùn đáy, có hệ thống tách thu khí, nước phía Khi nước thải phân phối từ phía lên qua lớp bùn, vi sinh vật kỳ khí có mật độ cao bùn phân hủy chất hữu có nước thải Bên bể UASB có chắn có khả tách bùn bị lơi kéo theo nước đầu Về đặc điểm : Cả ba trình phân hủy - lắng bùn - tách khí lắp đặt cơng trình Sau hoạt động ổn định bể UASB hình thành loại bùn hạt có mật độ vi sinh cao, hoạt tính mạnh tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng Bể UASB - Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc Hỗn hợp bùn nước thải khuấy trộn hoàn toàn bể kín, sau đưa sang bể lắng để tách riêng bùn nước Bùn tuần hoàn trở lại bể kỳ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường tốc độ sinh trưởng vi sinh vật chậm 17 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày Bể phản ứng tiếp xúc thực bể biogas cải tiến với cánh khuấy tạo điều kiện cho vi sinh vật tiếp xúc với chất ô nhiễm nước thải 18 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn ni 1000m3/ngày Q trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám + Bể lọc kỵ khí Bể lọc kỳ khí bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu chứa nhiều cacbon nước thải Nước thải dẫn vào bể từ lên từ xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu có vi sinh vật kỳ khí sinh trưởng phát triển + Bể phản ứng có dịng nước qua lớp cặn lơ lửng lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định Là dạng kết hợp trình xử lý kỳ khí lơ lửng dính bám 2.3.3.4 Các hệ thống xử lý tự nhiên phương pháp sinh học a Hồ sinh học Người ta ứng dụng quy trình tự nhiên ao, hồ để xử lý nước thải Trong hồ, hoạt động vi sinh vật hiếu khí, kỳ khí, trình cộng sinh vi khuẩn tảo trình sinh học chủ đạo Các trình lý học, hóa học bao gồm tượng pha lỗng, lắng, hấp phụ, kết tủa, phản ứng hóa học… diễn Việc sử dụng ao hồ để xử lý nước thải có ưu điểm tốn vốn đầu tư cho trình xây dựng, đơn giản vận hành bảo trì Tuy nhiên, chế xử lý diễn với tốc độ tự nhiên (chậm) địi hỏi diện tích đất lớn Hồ sinh học thích hợp với nước thải có mức độ nhiễm thấp Hiệu xử lý phụ thuộc phát triển vi khuẩn hiếu khí, kỳ khí, tùy nghi, cộng với phát triển loại vi nấm, rêu, tảo số loài động vật khác Hệ hồ sinh học phân loại sau: (1) Hồ hiếu khí (Aerobic Pond); (2)Hồ tùy nghi (Facultative Pond); (3) Hồ kỳ khí (Anaerobic Pond); (4) Hồ xử lý bổ sung  Hồ hiếu khí (Aerobic Pond)  Hồ làm thống tự nhiên Oxy cung cấp cho q trình oxy hóa chất hữu chủ yếu khuếch tán không khí qua mặt nước q trình quang hợp thực vật nước (rong, tảo,…) Chiều sâu hồ phải bé (thường lấy khoảng 30-40 cm) để đảm bảo cho điều kiện hiếu khí trì tới đáy hồ Trong hồ, nước thải xử lý trình cộng sinh tảo vi khuẩn, động vật bậc cao nguyên sinh động vật xuất hồ nhiệm vụ chúng làm nước thải (ăn vi khuẩn) Các nhóm vi khuẩn, tảo hay nguyên sinh động vật diện hồ tùy thuộc vào yếu tố lưu lượng nạp chất hữu cơ, khuấy trộn, pH, dưỡng chất, ánh sáng nhiệt độ Hiệu suất chuyển hóa BOD5 hồ cao, lên đến 95% Tuy nhiên, có BOD5 dạng hịa tan bị loại khỏi nước thải đầu vào, nước thải đầu chứa nhiều tế bào tảo vi khuẩn, phân tích tổng BOD5 lớn tổng BOD5 nước thải đầu vào Nhiều thông số khống chế nên 19 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày người ta thường thiết kế theo lưu lượng nạp đạt từ mơ hình thử nghiệm Việc điều chỉnh lưu lượng nạp phản ánh lượng oxy đạt từ quang hợp trao đổi khí qua bề mặt tiếp xúc nước, khơng khí Do độ sâu nhỏ, thời gian lưu nước dài nên diện tích hồ lớn Vì hồ thích hợp kết hợp việc xử lý nước thải với ni trồng thủy sản cho mục đích chăn ni cơng nghiệp  Hồ hiếu khí làm thống nhân tạo Nguồn oxy cung cấp cho trình sinh học từ thiết bị bơm khí nén hay máy khuấy học Vì tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu hồ từ - 4,5 m Sức chứa tiêu chuẩn khoảng 400 kg/(ha.ngày) Thời gian lưu nước hồ 1-3 ngày Hồ hiếu khí làm thống nhân tạo có chiều sâu hồ lớn, mặt khác việc làm thống khó đảm bảo tồn phần phần lớn hồ làm việc hồ hiếu-kỳ khí, nghĩa phần hiếu khí, phần kỳ khí  Hồ tùy nghi ( Facultative Pond ) Việc xử lý nước thải tốt hoạt động vi sinh vật hiếu khí, kỳ khí tùy nghi Từ xuống đáy hồ có khu vực + Khu vực thứ (hay khu vực hiếu khí) đặc trưng hệ cộng sinh vi khuẩn tảo Nguồn oxy cung cấp oxy khí trời thơng qua q trình trao đổi tự nhiên qua bề mặt hồ, oxy tạo qua trình quang hợp tảo Oxy vi khuẩn sử dụng để phân hủy chất hữu tạo nên dưỡng chất CO2, tảo sử dụng sản phẩm để quang hợp + Khu vực trung gian (hay khu vực kỳ khí không bắt buộc) đặc trưng hoạt động vi khuẩn kỳ khí khơng bắt buộc + Khu vực thứ ba (hay khu vực kỳ khí) đặc trưng hoạt động vi khuẩn kỳ khí phân hủy chất hữu lắng đọng đáy bể 20 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày Hồ tùy nghi  Hồ kỵ khí ( Anaerobic Pond ) Hồ kỳ khí sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất rắn cao Thông thường ao sâu (có thể đến 9,1 m) với ống dẫn nước thải đầu vào đầu bố trí cách hợp lý Điều kiện kỳ khí trì suốt chiều sâu bể Việc ổn định nước thải tiến hành thơng qua q trình kết tủa, phân hủy kỳ khí vi sinh vật Hiệu khử BOD5 thường mức 70% lên đến 85% điều kiện môi trường đạt tối ưu  Hồ xử lý bổ sung Có thể áp dụng sau trình xử lý sinh học (aerotank, bể lọc sinh học sau hồ sinh học hiếu khí, tùy nghi,…) để đạt chất lượng nước cao hơn, đồng thời thực q trình nitrat hóa Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinh lại hồ sống giai đoạn hô hấp nội bào amoniac chuyển hóa thành nitrat Thời gian lưu nước hồ khoảng 18 - 20 ngày Tải trọng thích hợp 67 - 200kg BOD5/ha.ngày b Cánh đồng tưới Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất cánh đồng tưới, dùng bơm ống phân phối phun nước thải lên mặt đất Một phần nước bốc hơi, phần lại thấm vào đất để tạo độ ẩm cung cấp phần chất dinh dưỡng cho cỏ sinh trưởng Phương pháp dùng hạn chế nơi có khối lượng nước thải nhỏ, vùng đất khô cằn xa khu dân cư, độ bốc cao đất thiếu độ ẩm Ở cánh đồng tưới khơng trồng rau xanh thực phẩm vi khuẩn, virus gây bệnh nước thải chưa loại bỏ gây tác hại cho sức khỏe người sử dụng loại rau thực phẩm c Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối Nước thải xả vào nơi vận chuyển chứa nước có sẵn tự nhiên để pha loãng chúng tận dụng khả tự làm nguồn Đối với nước thải chăn nuôi heo, biện pháp thường khơng áp dụng gây mùi hôi thối nghiêm trọng giết chết loài thủy sinh vật sống nước Mặc dù nước ta, phần lớn nước thải chăn nuôi thường xả vào hệ thống sông, hồ gần khu vực chăn nuôi sau xử lý biện pháp thơ sơ hầm biogas, hồ lắng,… Ngồi phương pháp sinh học tự nhiên trên, người ta sử dụng phương pháp vùng đất ngập nước (wetland), xử lý đất (land treatment),… Hiện người ta 21 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày áp dụng việc sử dụng loài thực vật nước để làm tăng hiệu xử lý tự nhiên ao hồ, đặc biệt thích hợp với nước thải chăn ni 22 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày 2.3.3.5 Ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải Thực vật nước thuộc loài thảo mộc, thân mềm Q trình quang hợp lồi thủy sinh hoàn toàn giống thực vật cạn Vật chất có nước chuyển qua hệ rễ thực vật nước lên Lá nhận ánh sáng mặt trời để tổng hợp thành vật chất hữu Các chất hữu với chất khác xây dựng nên tế bào tạo sinh khối Thực vật tiêu thụ chất vô hòa tan Vi sinh vật phân hủy hợp chất hữu chuyển chúng thành chất hợp chất vơ hịa tan để thực vật sử dụng chúng để tiến hành trao đổi chất Q trình vơ hóa VSV q trình hấp thụ chất vơ hịa tan thực vật nước tạo tượng giảm vật chất có nước Vì người ta ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải Có lồi thực vật nước chính: + Thực vật nước sống chìm : Loại thực vật nước phát triển mặt nước phát triển nguồn nước có đủ ánh sáng Chúng gây nên tác hại làm tăng độ đục nguồn nước, ngăn cản khuếch tán ánh sáng vào nước Do lồi thực vật nước khơng hiệu việc làm nước thải + Thực vật nước sống trôi : Rễ thực vật không bám vào đất mà lơ lửng mặt nước, thân phát triển mặt nước Nó trơi mặt nước theo gió dịng nước Rễ chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy nước thải + Thực vật sống nửa chìm nửa : Loại thực vật có rễ bám vào đất thân phát triển mặt nước Loại thường sống nơi có chế độ thủy triều ổn định 23 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày Loại Thực vật nước sống chìm Tên Thơng Thường Tên Khoa Học Hydrilla Hydrilla verticillata Water milfoil Myriophyllum spicatum Lục bình Eichhornia crassipes Thực vật nước sống Bèo Wolfia arrhiga Bèo tai tượng Pistia stratiotes Cattails(cỏ đuôi mèo) Typha spp Thực vật nước sống Bulrush(cỏ lõi bấc) Scirpus spp nửa chìm nửa Reed(lau sậy) Phragmites communis Một số thực vật nước phổ biến (Chongrak Polprasert, 1997) 2.3.3.6 Ứng dụng lục bình để xử lý nước thải Lục bình có tên khoa học Eichhoria crassipes Ở nước ta lục bình cịn có tên bèo Tây, bèo Nhật Bản Cây Lục Bình Lục bình thân thảo, trơi mặt nước Thân gồm trục mang nhiều lóng ngắn đốt mang rễ 24 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày Rễ sợi, cố định, không phân nhánh, mọc thành chùm dài, chiếm 20 – 50% trọng lượng tùy theo môi trường sống nhiều hay chất dinh dưỡng Lá mọc theo dạng hoa thị, cuống phồng lên thành phao Cây phao ngắn phồng to, già phao kéo dài tới 30 cm Tính lục bình tỉ lệ cao khí cuống (chiếm 70% thể tích) Hoa khơng đều, màu xanh nhạt tím Đài cánh hoa màu dính liền với gốc, cánh hoa có đốm vàng Lục bình sinh trưởng phát triển nhiệt độ 10oC - 40oC mạnh nhiệt độ 20oC – 30oC, nước ta lục bình sống quanh năm Phần thể Nhiệm vụ Lá giá bám cho vi khuẩn phát triển Rể và/hoặc thân Lọc hấp phụ chất rắn Hấp thụ ánh sáng mặt trời ngăn cản phát triển tảp Thân và/hoặc mặt nước phía Làm giảm ảnh hưởng gió lên hồ xử lý mặt nước Làm giảm trao đổi nước khí Chuyển oxy từ xuống rễ Vai trò phận thực vật nước hệ thống xử lý (Chongrak Polprasert, 1997) Hệ thống xử lý nước thải hồ lục bình xem bể lọc sinh học nhỏ giọt, vận tốc thấp có dịng chảy theo chiều ngang Cơ chế loại chất ô nhiễm hệ thống chủ yếu lắng phân hủy sinh học, rễ chúng có tác dụng lọc học tạo giá bám cho vi sinh vật Oxy dùng để oxy hóa chất hữu hồ cung cấp khuếch tán khơng khí, quang hợp tảo giải phóng từ rễ lục bình thơng qua lớp biofilm Hai trình chuyển đổi oxy trực tiếp bên nước, trình thứ ba oxy giải phóng thơng qua lớp biofilm Sự khuếch tán khơng khí liên quan đến hiệu trình di chuyển oxy qua lại Oxy di chuyển qua bề mặt hồ khoảng 0.5-1.5g/m3.ngày (Imhoff etal 1971) Trong hồ lục bình, di chuyển lục bình che phủ mặt hồ chuyển động khơng gió 25 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày Mặt khác tảo khơng tham gia q trình oxy hóa lục bình che phủ bề mặt nên oxy có quang hợp tảo giảm đáng kể(Gee&Jensen, 1980, trích dẫn R.Sooknah, 1999) Nguồn oxy chủ yếu giải phóng từ rễ lục bình Oxy từ rễ lục bình di chuyển vào nước thơng qua lớp biofilm Giả thuyết cấu trúc lớp biofilm đề nghị Timberlake (Timberlake et al, 1988) Theo tác giả, lớp biofilm có vùng cho vi khuẩn hoạt động, lớp nitrat hóa nằm gần vùng cung cấp, lớp lên men yếm khí nằm gần bề mặt chất lỏng lớp trung gian khử nitrat oxy hóa hectotrophic Do nồng độ oxy nước giảm theo chiều sâu  Cơ chế loại chất hữu BOD5 Trong hồ xử lý, chất rắn lắng lắng xuống đáy tác dụng trọng lực sau bị phân hủy vi sinh vật kỳ khí Các chất rắn lơ lửng hữu hòa tan loại hoạt động vi sinh vật nằm lơ lửng nước bám vào thân rễ lục bình Vai trị việc loại chất hữu hoạt động vi sinh vật, việc hấp thu trực tiếp lục bình khơng đáng kể lục bình tạo giá bám cho vi sinh vật thực vai trị   Cơ chế loại N Bị hấp thụ lục bình sau lục bình thu hoạch N loại khỏi hệ thống   Sự bay amoniac Q trình nitrat hóa khử nitrat hóa vi sinh vật Trong q trình nitrat hóa khử nitrat hóa góp phần lớn Lục bình cung cấp giá bám cho vi khuẩn nitrat hóa Để q trình nitrat hóa xảy ra, hàm lượng DO phải mức 0,6–1,0 mg/L Do độ sâu mà q trình nitrat hóa xảy quan hệ mật thiết với lưu lượng nạp BOD tốc độ chuyển hóa oxy vào nước Q trình khử nitrat hóa diễn điều kiện thiếu khí (anoxic) trình cần phải cung cấp thêm nguồn carbon cho vi sinh vật tổng hợp tế bào pH phải trì mức trung tính  Cơ chế loại P P nước thải khử lục bình hấp thụ vào thể, bị hấp phụ hay kết tủa Trong chế khử P, tượng kết tủa hấp phụ góp phần quan trọng (Whigram etal, 1980 trích dẫn Lê Hoàng Việt, 2000) Tuy nhiên, hiệu suất q trình khó tiên đốn Quá trình hấp phụ kết tủa phụ thuộc vào nhân tố pH, khả oxy hóa khử, hàm lượng sắt, nhôm, canxi thành phần sét 26 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày Cuối cùng, P loại bỏ khỏi hệ thống qua việc :  Thu hoạch lục bình  Vét bùn lắng đáy Cơng dụng lục bình Lục bình thực vật nước có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất, khả cạnh tranh dinh dưỡng yếu tố cần thiết cho sống lục bình cao hẳn so với thực vật nước khác Trong thời gian ngắn, lục bình phát triển sinh khối làm kín mặt hồ Người dân thường thu hoạch lục bình tận dụng vào mục đích sau :  Làm nguyên liệu cho ngành thủ công Hiện Việt Nam, lục bình thiếu nghề đan giỏ xuất khẩu, giá lục bình khơ 6,500-7000đ/kg Lục bình có giá trị kinh tế   Làm thực phẩm cho gia súc Làm phân xanh Lục bình nguyên liệu dùng sản xuất phân xanh có hiệu thành phần dinh dưỡng lục bình cao  Dùng sản xuất khí sinh học biogas Lục bình vi sinh vật kỳ khí phân giải tạo thành sản phẩm cuối q trình phân hủy khí CH4, khí tận dụng làm khí đốt việc tạo lượng cho sinh hoạt hay cho ngành sản xuất 27 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI CÔNG SUẤT 1000M3/NGÀY ĐÊM Phương án 1: 28 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày Phương án 29 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 ... 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI CÔNG SUẤT 1000M3/NGÀY ĐÊM Phương án 1: 28 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi. .. Đồ án xử lý nước thải chăn ni 1000m3/ngày 11 Nhóm 13 - Lớp 14DMT02 Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi Việc xử lý nước thải chăn nuôi heo nhằm.. .Đồ án xử lý nước thải chăn nuôi 1000m3/ngày CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI CÔNG SUẤT 1000M3/NGÀY ĐÊM 3.1 Cơ sở lựa chọn phƣơng án xử lý nước thải CHƯƠNG