Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp heo giống Đông Á công suất 200m3/ngày đêm

CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

• THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO .1 Phaân
• ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO HOẠT ĐỘNG CHAÊN NUOÂI HEO
• CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI

Schistosoma sp Phuứ chaõn (Billarzia) Dracumculus medimansis Beọnh giun Guinea. Trong chất thải gia súc, gia cầm có rất nhiều chất dinh dưỡng nếu bón vào đất sẽ làm tăng độ phì nhiêu của đất. Tuy nhiên do chứa nhiều chất hữu cơ, hợp chất chứa nitơ, phospho. Nếu thải vào đất không hợp lý hoặc dùng phân tươi bón cho cây trồng với liều lượng qúa mức cây sẽ có tác dụng ngược lại. Lượng nitơ, phospho sẽ gây hiện tượng phú dưỡng hóa hay lượng nitơ thừa sẽ được chuyển hóa thành nitrat làm nồng độ nitrat trong đất cao gây độc cho cây cũng như hệ sinh vật hữu dụng sống trong đất. Thêm vào đó, một lượng nitrat theo nước mưa ngấm xuống đất gây ô nhiễm nước ngầm. Lượng nitơ,phospho trong đất tăng cao sẽ làm tăng số lượng vi sinh vật ưa nitơ và phospho gây ức chế các vi sinh vật khác, dẫn đến mất cân bằng hệ sinh thái đất. Ngoài ra, chất thải chăn nuôi còn gây tích lũy kim loại nặng và làm giảm oxy hòa tan trong đất. 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI. Thành phần chủ yếu của chất thải chăn nuôi là chất hữu cơ, vô cơ tồn tại ở dạng hòa tan, phân tán nhỏ hay kích thước lớn và nhiều loại vi sinh vật. Tùy theo loại hình chăn nuôi, điều kiện về đất đai, quy mô chăn nuôi hay mục đích sử dụng chất thải mà có thể áp dụng các phương pháp khác nhau. Bảng 2.9: các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi. PHƯƠNG PHÁP XỬ Lí CễNG ĐOẠN Cể THỂ ÁP DUẽNG. Cơ học Lắng căn, Lọc qua lưới, Làm thoáng, Khử khí, Khuấy trôn pha. Hóa học Khử trùng. Sinh học Xử lý hiếu khí, xử lý yếm khí, xử lý thieáu khí. Mục đích là tách các chất rắn ra khỏi nước thải bằng cách thư gom phân heo riêng, nước thải riêng hay tách phân ra khỏi nước thải bằng phương pháp cơ học như sử dụng song chắn rác, lắng sơ bộ trước khi đưa nướn thải vào các công trình xử lý tiếp theo, nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm và giảm được chi phí xử lý nước thải. Ngoài ra, để tách riêng phần rắn và phần nước trong phân heo có thể sử dụng phương pháp ly tâm hay lọc. Sau khi tách chất lỏng và rắn riêng, chất lỏng được đưa vào hệ thống xử lý nước thải, chất rắn dùng ủ làm phân bón. phương pháp này thường được áp dụng đối với các cơ sở chăn nuôi qui mô lớn, trang trại hay cỏc hộ chăn nuụi cú điều kiện xõy dựùng hệ thống xử lý chất thải. Những công trình xử lý cơ học bao gồm:. Song chắn rác thường dùng để giữ rác và các tạp chất có kích thước lớn hơn 5mm có trong nước thải, còn các tạp chất có kích thước nhỏ hơn thì dùng lưới chắn rác. Song chắn rác được đặt trên các máng dẫn nước thải trước khi vào trạm bơm hoặc công trình xử lý nước thải khác tiếp theo. Song chắn rác có thể chia làm hai loại di động và cố định. Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt nghiêng một góc 60 – 900 theo hướng dòng chảy. Nếu lượng rác giữ lại trên song chăn rác lớn hơn 0,1 m3/ngđ thì rác được vớt bằng cơ giới. Rác sau đó được vận chuyển ra khỏi trạm xử lý nước thải hoặc được đưa đến máy nghiền rác. Thanh song chắn có thể có tiết diện tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Dựa vào khoảng cách giữa các thanh, người ta có thể chia song chắn rác thành:. - Song chắn tinh khoảng cách giữa các thanh nhỏ hơn 10mm. Bể lắng cát dùng tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng của nước thải như xỉ than, cát.. ra khỏi nước thải. Cát từ bể lắng cát được đưa đi phơi và cát này thường được sử dụng lại trong mục đích xây dựng. Bể lắng để tách các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt I trước công trình xử lý sinh học, bể lắng đợt II sau công trình xử lý sinh học. Theo cấu tạo có thể phân biệt bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm. - Bể lắng ngang: có dạng hình chữ nhật trên mặt bằng. Trong bể lắng, nước thải chuyển động theo phương ngang. Nước trong được thu ở cuối bể và được dẫn đến công trình tiếp theo. Các loại bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên 15000m3 /ngđ. Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bể lắng không được chọn lớn hơn 0,01m/s, thời gian lưu từ 1- 3h. - Bể lắng đứng: có dạng hình trụ hoặc hình hộp với đáy hình chóp, nước thải được dẫn vào ống trung tâm và từ đây nước chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng. Nước trong được thu nhờ máng chảy tràn. Bể lọc nhằm để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ ra khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được chúng. Người ta tiến hành qúa trình lọc này nhờ các vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và giữ pha phân tán lại. Qúa trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hay áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất chân không sau vách ngăn. Thường áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ, tách các tạp chất nhẹ. Nhược điểm: của phương pháp này là chỉ loại bỏ được các tạp chất rắn thô, 60%. các huyền phù và giảm BOD đến 20% nhưng không tách được các chất gây ô nhiễm ở dạng keo và dạng hòa tan. Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng các chất oxy hoá mạnh như Clo để oxy hoá các chất ô nhiễm trong nước thải, trong đó có vi sinh vật truyền bệnh. Phương pháp này thường dùng để khử trùng nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. a) Phương pháp trung hòa. Nước thải có chứa axit hoặc kiềm cần được trung hòa với pH = 6,5 – 8,5 trước khi thải vào hệ thống cống chung hoặc trước khi dẫn đến các công trình xử lý khác. Trung hoà nước thải được thưc hiện bằng nhiều cách:. - Trung hoà bằng cách trộn lẫn chất thải: khi có hai loại nước thải một mang tính chất axit và một mang tính kiềm ta có thể hoà trộn hai dòng nước này với nhau bằng cách có hoặc không có cánh khuấy, cũng có thể hòa trộn bằng cách sục khí với vận tốc ở đường ống cấp vào bằng 20 đến 40 m/s. - Trung hoà bằng cách bổ xung các tác nhân hoá học: tùy thuộc tính chất, nồng độ của từng loại nước thải mà ta lựa chọn các tác nhân để trung hòa cho phù hợp. NaOH ở dạng phế thải do giá thành rẻ. Thời gian tiếp xúc của nước thải với tác nhân hoá học trong thiết bị phản ứng không được dưới 5phút và đối với nước thải axit có chứa các muối kim loại nặng cần không được dưới 30phút. Thời gian lưu trong bể lắng khoảng 2h. + Để trung hòa nước thải kiềm người ta sử dụng các axit khác nhau hoặc khí thải mang tính axit. Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất oxy hoá mạnh như Clo ở dạng khí và hoá lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kali, bicromat kali, oxy khoâng khí, ozon.. Trong qúa trình oxy hoá các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước. Qúa trình này tiêu tốn một năng lượng lớn các tác nhân hoá học. Do đó quá trình oxy hoá học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác. Do trong nước thải chăn nuôi heo chứa một số chất có kích thước nhỏ, không thể tách ra được bằng phương pháp cơ học, do tốn nhiều thời gian và hiệu qủa không cao. Vì vậy, để tách những chất này ra khỏi nguồn nước có thể dùng các chất keo tụ như: phèn sắt, phèn nhôm, chất trợ keo tụ. Thực chất của phương pháp này là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hay gây ô nhiễm môi trường. Phương pháp hoá lý loại được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải. Tuy nhiên, chi phí đầu tư xây dựng và vận hành cao. a) Phương pháp đông tụ và keo tụ. Đông tụ: là quá trình thô hoá các hạt phân tán vá các chất nhũ tương. sự đụng tụ xảy ra dưới tách động của chất bổ sung gọi là chất đông tụ. Chất đông tụ thường được sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt hoặc hỗn hợp của chúng. Các chất này ở trong nước chúng sẽ trung hòa điện tích và tạo thành các bông hydroxyt kim loại lắng nhanh. Keo tụ: là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng, khi cho các hợp chất cao phân tử vào nước, sự keo tụ được tiến hành để thúc đẩy qúa trình tạo bông hydroxyt nhôm và sắt với mục đích tạo thành những bông lớn hơn làm tăng vận tốc lắng, chất keo tụ có thể là hợp chất tự nhiên hoặc tổng hợp. b) Quựa trỡnh tuyeồn noồi. Quá trình này được ứng dụng để loại ra khỏi nước các tạp chất phân tán không tan và khó lắng. Người ta sử dụng phương pháp này để xử lý nước thải trong các ngành sản xuất như chế biến dầu mỡ, da.. và dùng để tách bùn hoạt tính sau xử lý sinh học. Qúa trình này được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các khí đó kết hợp với các hạt lơ lửng và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên trên mặt nước tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước lúc ban đầu. c) Quựa trỡnh haỏp phuù. - Giai đoạn 1: Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành hai pha lỏng. Một pha là chất trích với chất trích còn pha kia là nước thải với chất trích. - Giai đoạn 2: Phân chia hai pha lỏng nói trên. - Giai đoạn 3: Tái sinh chất trích. Để giảm nồng độ tạp chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích. • Việc ứng dụng các phương pháp này để xử lý nước thải so với phương pháp sinh học có những ưu điểm sau:. - Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hoá sinh học. - Hiệu qủa xử lý cao hơn và ổn định hơn. - Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hẹp. - Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trong thấp hơn. - Có thể tự động hoá hoàn toàn. - Động học của các quá trình hoá lý đã được nghiên cứu sâu hơn. - Phương phỏp hoỏ lý khụng cần theo dừi cỏc hoạt động của sinh vật. - Có thể thu hồi các chất có giá trị kinh tế. Bản chất của phương pháp sinh học xử lý nước thải chăn nuôi là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ. Các vi sinh vật sử dụng một số hợp chất hữu cơ, một số chất khoáng trong nước thải làm làm. thức ăn giúp chúng sinh trưởng, sinh sản và phát triển làm tăng sinh khối. Do vậy, xử lý nước thải chăn nnuôi bằng phương pháp sinh học được áp dụng rộng rãi nhất trong thực tế, phương pháp này có chi phí đầu tư kinh phí thấp, dễ áp dụng và tận dụng được sản phẩm sau xử lý. Thực chất của qúa trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là qúa trình khoáng hoá các chất hữu cơ ở dạng hoà tan, keo và phân tán với sự tham gia của vi sinh vật. a) Xử lý nước thải trong điều kiện hiếu khí.

NGHIÊN CỨU – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

• KHẢO SÁT THIẾT KẾ
• PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP HEO GIỐNG ĐÔNG Á

Với đàn vật nuôi như hiện nay một ngày thải ra lượng nước thải không nhỏ nhưng hệ thống xử lý nước thải của Xí nghiệp chỉ có mấy ngăn lắng nước thải vừa nhỏ, vừa sơ sài không có nắp che đậy, mương dẫn nước từ các chuồng đến nơi xử lý có chỗ bị bể; cỏ mọc che khuất không được kiểm tra tu sửa, đường ống dẫn nước thải ra nguồn là mương hở việc xử lý nước thải không triệt để đã tạo điều kiện cho mùi hôi phát tán gây ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến người dân sống gần đó. Mục đích của việc làm thoáng sơ bộ là để tăng hiệu quả xử lý cặn lơ lửng trong nước ở bể lắng 1, nhằm làm giảm lượng cặn lơ lửng không vượt qúa 150mg/l trước khi đưa vào aerôten làm sạch sinh học hoàn toàn hoặc vào các bể lọc sinh học.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI TRẠI HEO GIỐNG ĐÔNG Á

Song chắn được chế tạo từ những thanh kim loại và được đặt trên đường chảy của mương dẫn nước vào bể tiếp nhận.Với lưu lượng nước thải của Xí nghiệp ta chọn song chắn rác thủ công. Kết qủa trên cho thấy hàm lượng chất lơ lửng trôi theo nước ra khỏi bể lắng đứng đến công trình xử lý sinh học tiếp theo là C = 216mg/l, vượt qúa 150mg/l như đã nêu ở điều 6.5.3 – TCXD – 51-84.Trong trường hợp này ta chọn thêm công trình xử lý bổ sung bể làm thoáng sơ bộ trước khi vào lắng.

TÍNH KINH TEÁ

• TỔNG KINH PHÍ DỰ TOÁN .1 Các công trình cơ bản
• PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

- Lượng cặn,cát, bùn thu được tại song chắn rác, bể làm thoáng, bể lắng - Năng lượng điện tiêu thụ cung cấp cho nhu cầu xử lý. Phải lờn kế hoạch theo dừi định kỳ thời gian lấy mẫu nước thải trước và sau xử lý đem phân tích kiểm tra sự biến đổi khác thường trong các công trình xử lý để có biện pháp khắc phục kịp thời.