III. Quy trình xử lý nước thải chăn nuơi tại cơ sở:
4.1.Tính tốn và thiết kế hệ thống xử lý mới
Bể biogas sẽ được giữ nguyên
Theo số liệu phân tích nước thải đầu ra của bể Biogas
Bảng 4.1 thơng số chất lượng nước sau khi ra khỏi bể Biogas
Chỉ số SS quá cao 1700 – 3218 mg/l nên nước thải sau khi ra khỏi bể biogas phải được đưa vào bê lắng để giảm lượng SS.
Sau bể lắng là bể điều hịa, ở bề này ta sục khí máy thổi khí sẽ cấp khí và hịa trộn đồng đều khơng khí trên tồn diện tích bể việc này qua bể này BOD sẽ giảm đi 10%
Tỉ lệ BOD : N : P 100 : 5 : 1
𝑇ℎ𝑒𝑜 𝐵𝑂𝐷: 2466 𝑚𝑔/𝑙 𝑡ℎì 𝑐ầ𝑛 123.3 𝑚𝑔/𝑙 𝑁𝑖𝑡𝑜 𝑣à 24.66 𝑚𝑔/𝑙 𝑃ℎ𝑜𝑡𝑝ℎ𝑜 Theo thự tế lượng N và P trung bình cĩ trong nước thải đầu vào lơn hơn lượng N, P nhu cầu cho xử lý BOD nên ta khơng cần bổ sung thêm trong quá trình xử lý. Qua bể điều hịa xử lý đc 10% BOD
𝐵𝑂𝐷 𝑐ị𝑛 𝑙ạ𝑖 2466 × 90% = 2219.4 𝑚𝑔/𝑙 Tương tự N cịn lại 110.97 mg/l . P cịn lại 22.194 mg/l
32 𝐵𝑂𝐷
𝐶𝑂𝐷 =
2466
3794.5 = 0.65 𝑚𝑔/𝑙
Cần xử lý sinh học, BOD > 500 mg/l sử dụng phương pháp sinh học kỵ khí Bể xử lý sinh học kỵ khí hiệu suất xử lý của bề kỵ khí là 85%
𝐵𝑂𝐷 𝑐ị𝑛 𝑙ạ𝑖 2219.4 × 15% = 332.91 𝑚𝑔/𝑙 Tương tự N cịn lại 16.5 mg/l, P cịn lại 3.33 mg/l
BOD cịn lại > 50 mg/l (QCVN 40:2011/BTNMT cột B) -> cần xử lý tiếp BOD < 500 mg/l -> sử dụng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí.
Bể xử lý sinh học hiếu khí cĩ hiệu suất xử lý BOD là 75% BOD cịn lại 332.91 × 25% = 83.23 mg/l Tương tự N cịn lại 4.125mg/l, P cịn lại 0.83 mg/l
Vì BOD cịn lại > 50 mg/l nên tiếp tục xử lý bậc hiếu khí bậc 2 BOD cịn lại 83.23 × 25% = 20.8 mg/l ( đạt chuẩn)
N cịn lại 1 mg/l, P cịn lại 0.2 mg/l
Lượng N trung bình trong nước thải đầu vào là 553 mg/l, P 37.9 mg/l . qua quá trình xử lý BOD lượng N và P cịn lại tương ứng là 430.7 mg/l và 13.44 mg/l đều lớn hơn QCVN 40:2011/BTNMT cột B nên phải tiếp tục xử lý bằng hồ sinh học
33
Sơ đồ cơng nghệ đề xuất
Hình 4.1 : Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải đề xuất
Đường hĩa chất Đường Bùn Chú Thích Đường Khí Chất Keo Tụ Chỉnh pH Cl2 Bể lắng sinh học Hồ sinh học
Keo tụ tạo bơng
Bể lắng
Bể khử trùng
Nguồn tiếp nhận Máy thổi khí
Bể chứa bùn Nước sau hầm Biogas
Lắng sơ cấp
Bể điều hịa
Bể kỵ khí giá thể (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bể hiếu khí Bâc 1
34
Thuyết minh cơng nghệ
Nước thải ở các trại được thu gom về các hầm biogas 4 ngăn với thời gian lưu nước là 20 ngày. Qua biogas, loại bỏ được khoảng 50-60% COD và 70%-80% lượng lớn cặn lơ lửng.
Nước thải nuơi heo thốt ra khỏi bể biogas chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng cao nên được đưa vào bể lắng sơ cấp. Ở bể này các chất rắng lơ lửng cịn lại sẽ được lắng. Trước bể lắng sơ cấp, song chắn rác được lắp đạt để loại bỏ các tạp chất vơ cơ cĩ kích thước lớn, nhằm đảm bảo án tồn cho các máy mĩc thiết bị của các cơng trình phía sau. Trong bể lắng sơ cấp, các hợp chất vơ cơ cĩ khả năng lắng sẽ được lắng xuống đáy bể. Phần nước được bơm lên bể điều hịa.
Do lưu lượng và tính chất nước thải phải qua hệ thống xử lý nước thải chăn nuơi heo ở mỗi thời điểm là khơng giống nhau, vì vậy để đảm bảo hiệu suất xử lý cho cơng trình phía sau thì nước thải được bơm vào bể điều hịa để điều hịa lưu lượng và nồng độ. Máy thổi khí sẽ cấp khí vào bể để hịa trộn đều nước thải, hạn chế quá trình yếm khí xảy ra gây mùi khĩ chịu, đồng thời ngăn chặn hiện tượng lắng cặn xuống đáy bể. Quá trình cấp khí này cũng giúp cĩ các vi sinh vật hoạt động và lượng BOD qua bể điều hịa sẽ đượng giảm đi 10%.Nước thải từ bể điều hịa được bơm lên bể sinh học kỵ khí cĩ giá thể.
Ở bể sinh học kỵ khí, nước thải đưa vào phân phối đều theo diện tích đáy bể đi lên tiếp xúc hệ thống giá thể dính bám dạng sợi tạo màng vi sinh dính bám nhằm tăng cường nồng độ vi sinh vật cĩ trong bể sinh học kỵ khí, đẩy nhanh quá trình chuyển hĩa chất hữu cơ. Trong điều kiện khơng cĩ oxy, các sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ cĩ trong nước thải thành các chất vơ cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO2, CH4, H2S, NH3…), theo phản ứng sau: Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí CO2 + CH4 + H2S + sinh khối mới +…. Bọt khí và bùn cĩ khí bám vào sẽ nổi lên trên bề mặt tạo thành hỗn hợp phía trên bể. Khi va chạm vào tấm chắn phía trên, các bọt khí vỡ ra, các hạt bùn tách ra khỏi hỗn hợp lắng xuống đáy bể. Phần nước được thu vào hệ thống thu nước và được dẫn sang bể sinh học hiếu khí.
35
Tại bể sinh học hiếu khí, hệ thống cấp khí sẽ bổ sung khí vào bể, tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí tăng trưởng và phát triển, đồng thời xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính cĩ trong bể. Vi sinh vật cĩ trong bùn hoạt tính sẽ sử dụng các hợp chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cĩ trong nước thải để tạo sinh khối. Đồng thời trong bể này, vi sinh vật sẽ thực hiện quá trình chuyển hĩa amoni thành nitrate, nitrite. Phần nước sau sinh học hiếu khí, một phần được bơm tuần hồn trở lại bể sinh học kỵ khí để khử hồn tồn nito, phần cịn lại được dẫn sang bể lắng sinh học.
Nước thải cùng hỗn hợp bơng bùn được dẫn vào ống trung tâm của bể lắng, chảy từ trên xuống đáy bể. Trong quá trình di chuyển, các bơng bùn va chạm vào tấm chắn ống trung tâm rồi rơi xuống đáy bể, phần nước trong dâng lên thành bể và được thu vào hệ thống máng tràn của bể. Bùn từ bể lắng được tuần hồn một phần lại bể sinh học hiếu khí để bổ sung thêm hàm lượng vi sinh cho bể. Nước qua lắng được dẫn sang hồ sinh học.
Tại hồ sinh học hiếu khí làm thống tự nhiên, quá trình quang hợp của tảo được thực hiện trong tồn bộ tầng nước nên sự khuếch tán oxy qua bề mặt và quang hợp là những yếu tố chính cung cấp oxy cho nước. Chất hữu cơ được oxy hĩa chủ yếu là nhờ hơ hấp của vi khuẩn hiếu khí. Qúa trình sinh học diễn ra theo động học phản ứng bậc nhất. Các thành phần BOD, COD và Nitơ cịn lại sẽ được loại bỏ thêm một lần nữa. Nước sau hồ sinh học được bơm lên bể keo tụ – tạo bơng.
Đầu tiên nước thải được bơm vào ngăn keo tụ, tại đây hĩa chất keo tụ và hĩa chất điều chỉnh pH được bổ sung vào nhằm tạo điều kiện cho quá trình keo tụ xảy ra. Motor cánh khuấy sẽ hịa trộn hĩa chất vào nước thải. Nước thải tiếp được dẫn sang ngăn tạo bơng. Các hạt keo lơ lửng cĩ trong nước nhờ tác dụng của chất keo tụ, chúng sẽ kết cụm lại tạo thành những bơng cặn cĩ kích thước lớn. Motor cánh khuấy được điều chỉnh với mức độ thích hợp, tránh khuấy động mạnh làm vỡ bơng cặn. Hỗn hợp bơng cặn và nước thải được dẫn sang bể lắng hĩa lý.
Tại bể lắng hĩa lý, nước thải được dẫn vào ống trung tâm của bể lắng, di chuyển từ trên xuống đáy ngăn lắng. Trong quá trình di chuyển, các bơng cặn va chạm vào tấm chắn của ống trung tâm, bị mất lực và rơi xuống đáy bể, phần nước trong dâng lên thành bể và được thu vào hệ thống máng thu nước của bể. Nước sau lắng được dẫn qua bể khử trùng.
36
Tại bể khử trùng, hệ thống châm hĩa chất sẽ bổ sung hĩa chất nhằm loại bỏ các chất độc hại, các vi trùng gây hại trong nước thải. Nước sau khử trùng được bơm áp lực đưa lên thiết bị lọc áp lực để loại hàm lượng chất lơ lửng cịn sĩt lại trong nước thải. Nước được xả ra nguồn tiếp nhận. Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B QCVN 40 : 2011/BTNMT. Bùn từ bể lắng sơ cấp, lắng hĩa lý và phần bùn dư từ bể sinh học kỵ khí, lắng sinh học được dẫn vào bể chứa bùn và được xử lý theo yêu cầu.