M 2: N−ớc thải tổng hợp tr−ớc khi thải ra môi tr−ờng xung quanh.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận.
4.4. xuất quy trình công nghệ xử lý n−ớc thải, cặn thải làng nghề Cao Xá Hạ.
Cao Xá Hạ.
4.4.1. Quy trình xử lý n−ớc thải
Cơ sở của việc đề xuất qui trình công nghệ:
• Cao Xá Hạ là làng thuần nông với hiện trạng đất chật, ng−ời đông, hoàn cảnh kinh tế phân bố không đồng đều nên đòi hỏi công nghệ xử lý n−ớc thải phải đơn giản, rẻ tiền và dễ vận hành.
• N−ớc thải làng Cao Xá Hạ tải một l−ợng chất thải chăn nuôi khá lớn (khoảng 730 tấn phân lợn/ năm) có mùi hôi thối do sự phân huỷ cặn thải trên hệ thống cống rãnh, ao, m−ơng. Muốn lấy lại sự trong sạch cho môi tr−ờng, biện pháp triệt để nhất là thu hồi và xử lý cặn thải từ mỗi gia đình nhằm chặn đứng nguồn gây ô nhiễm đồng thời tạo nguyên liệu chế phân hữu cơ bón cho lúa và cây trồng.
• Do nhu cầu xây dựng nông nghiệp bền vững trên nền tảng sinh thái học cũng nh− chủ tr−ơng cho phép chuyển đổi cơ cấu cây trồng của Nhà n−ớc, có thể chuyển 5 ha ruộng trồng lúa cạnh thôn (khu bãi rác hiện tại) thành v−ờn sinh thái cấu trúc theo kiểu nhiều tầng để cải thiện môi tr−ờng.
• Hệ thống ao (ao Giang) hiện tại có dung tích 7.000 m3 đủ sức chứa l−ợng n−ớc thải hàng ngày và l−u lại trong thời gian 4 - 5 ngày.
Thuyết minh qui trình công nghệ:
Bản chất n−ớc thải làng Cao Xá Hạ
• Nhóm n−ớc thải kiềm bao gồm n−ớc tắm, rửa, giặt quần áo có thành phần cặn không đáng kể. Nhóm này trực tiếp dẫn ra hệ thống ao trung tâm. • Nhóm n−ớc thải hữu cơ l−ợng cặn lớn bao gồm n−ớc giải và phân ng−ời,
n−ớc thải từ chăn nuôi, n−ớc thải từ làm nghề. Nhóm này cần đ−ợc xử lý tách cặn lắng sau đó mới đ−a ra cống thoát đổ vào ao m−ơng trung tâm rồi ra hệ thống ao nuôi cá, t−ới v−ờn...
Xây dựng hệ thống 3 loại bể xử lý cặn lắng: bể tự hoại, bể biogas và bể lắng trong đó bể biogas đóng vai trò chủ lực.
• Bể tự hoại: Xử lý và thu hồi cặn lắng từ phân ng−ời và n−ớc giải ng−ời. • Bể biogas: Xử lý và thu hồi cặn lắng từ phân ng−ời, nguồn thải chăn nuôi.
Sản phẩm thu đ−ợc gồm:
- Khí đốt phục vụ cho đun nấu, làm nghề.
- Bã thải lỏng một phần đ−ợc chứa vào hố ủ, cho thêm chất độn nh−
rơm rác, cỏ, bèo, lá cây...và che m−a nắng để hạn chế tổn thất đạm dùng chế tạo phân hữu cơ; phần còn lại đ−ợc múc t−ới cây hoặc thải vào ao sinh học.
• Bể lắng: Thu hồi các loại cặn lắng từ hoạt động nghề và một phần chất thải từ chăn nuôi.
Tổ chức hệ thống bể thu hồi cặn lắng:
• Bể tự hoại: Xây dựng theo đơn vị gia đình, cửa thu hồi cặn lắng đặt ở vị trí dễ tiếp cận nhất.
• Bể biogas: áp dụng với các gia đình có nghề chăn nuôi và giết mổ gia súc. • Bể lắng: bao gồm hai nhóm áp dụng cho các gia đình không sử dụng bể
biogas:
- Ga lắng cá nhân: Mỗi gia đình xây một ga lắng riêng ở vị trí dễ thu hồi cặn . - Ga lắng nhóm gia đình: 5 - 6 gia đình xây một ga lắng chung nằm ở vị trí đ−ờng đi chung của nhóm gia đình đó.
Tổ chức gom n−ớc thải: Gồm hai nhóm
• N−ớc thải từ tắm giặt: nhóm này đ−ợc đ−a từ cống của từng hộ gia đình dẫn vào cống nhóm gia đình, đ−a vào cống nhánh, đổ vào hệ thống ao m−ơng trung tâm.
• N−ớc thải sau thu hồi cặn lắng: N−ớc thải này đ−ợc dẫn từ bể phốt, bể biogas, bể lắng nhóm gia đình dẫn vào cống nhóm gia đình và hoà chung với n−ớc tắm giặt đổ vào ao chứa.
Làm sạch n−ớc thải và sử dụng n−ớc đã làm sạch:
N−ớc thải sau thu gom chảy về ao chứa. Tại đây n−ớc đ−ợc xử lý bằng ph−ơng pháp sinh học (ao sinh học) để đạt tiêu chuẩn n−ớc t−ới cho nông nghiệp.
Ao sinh học có dung tích 7.000 m3 đủ sức chứa n−ớc thải hàng ngày của cả làng và l−u khoảng 4 - 5 ngày. Trên ao đ−ợc trồng 3 loài cây: ven bờ là cây ngổ dại, mặt ao có lớp bèo Nhật Bản xen với lớp bèo cái. N−ớc từ ao sinh học đ−ợc sử dụng làm 4 h−ớng:
- Một phần dùng t−ới v−ờn cây
- Một phần hoà vào hệ thống thủy lợi của vùng.
Tổ chức gom và chế biến cặn lắng.
Cần hình thành một nhóm vệ sinh môi tr−ờng và chế biến phân bón. Nhóm này đ−ợc trang bị xe chuyên dụng hàng ngày thu gom cặn lắng từ các bể lắng và phân từ các gia đình, định kỳ gom cặn lắng từ bể phốt và bể biogas. Phân và cặn lắng chuyển ra khu chế biến đ−ợc bố trí gần kề với khu v−ờn sinh thái. Biomas lấy từ hồ sinh học (thân cây ngổ dại, thân bèo nhật bản và bèo cái) đ−ợc ủ lẫn với các loại cặn lắng thu gom và các chất bổ sung cần thiết để chế thành phân bón cung cấp cho việc trồng cây ở v−ờn sinh thái. Tiền bán phân cộng với phí vệ sinh dùng để thù lao cho những ng−ời trong nhóm vệ sinh môi tr−ờng.
V−ờn sinh thái:
Chuyển 5 ha ruộng của làng Cao Xá Hạ thành v−ờn sinh thái theo tỷ lệ 40% ao và 60% v−ờn với hệ thống khép kín.
- Hệ thống ao nuôi các loài cá n−ớc ngọt: cá rôphi lai, rôphi đơn tính, cá trôi
ấn Độ, cá trê lai.
- Hệ thống v−ờn trồng các loài cây: điền trúc, lục trúc, b−ởi, táo, khế, nhót ngọt, cam, các loài rau và các loài hoa...theo kiểu cấu trúc nhiều tầng.
Hình 3. Sơ đồ hệ thống xử lý n−ớc thải làng Cao Xá Hạ.
N−ớc tắm giặt N−ớc thải sinh hoạt N−ớc thải chăn nuôi N−ớc thải làm nghề Bể tự hoại Tách cặn lắng Bể Biogas Ga lắng N−ớc thải tách cặn Cặn lắng Thu gom Chế biến thành phân bón Hồ sinh học N − ớc t − ới V−ờn sinh thái Ruộng lúa Chế phẩm EM Chế phẩm EM
Hình 4. Sơ đồ xử lý và sử dụng n−ớc thải đã tách cặn.
4.4.2. qui trình chế tạo phân bón hữu cơ từ cặn n−ớc thải
Cơ sở của việc đề xuất qui trình công nghệ:
• Bản chất cặn lắng n−ớc thải làng Cao Xá Hạ mang nguồn gốc hữu cơ hình thành từ các nguồn phân lợn, phân ng−ời, chất thải do giết mổ gia súc, chất thải của nghề làm bún... Cặn thải không chứa những chất độc hại cho cây. • L−ợng thải −ớc tính cho 1 năm vào khoảng 730 tấn phân lợn, 60 tấn cặn
thải từ phân ng−ời, 50 tấn chất thải từ việc giết mổ gia súc (theo số liệu tính toán).
• Có thể xây dựng x−ởng chế biến phân hữu cơ cạnh v−ờn sinh thái.
• Hiện nay đã có sẵn mô hình v−ờn cây ao cá tại một số tỉnh nh− Hà Nội, Hà Tây, Vĩnh Phú, Thái Bình... nên khả năng chuyển đổi cơ cấu cây trồng của làng Cao Xá Hạ là hoàn toàn có tính khả thi.
Thuyết minh công nghệ ủ phân compost
Bản chất cặn lắng làng nghề Cao Xá Hạ.
Đa số cặn lắng làng nghề Cao Xá Hạ có nguồn gốc hữu cơ. Thành phần cặn lắng chủ yếu là phân lợn, các phế thải từ làm nghề, phế thải từ bể tự hoại của các hố tiêu, phế thải thu đ−ợc từ bể biogas...Qua số liệu phân tích, các dạng cặn lắng này đạt tiêu chuẩn chất l−ợng làm phân hữu cơ, rất thích hợp để bón cho lúa, rau, hoa, cây cảnh và nhóm cây ăn quả.
Hồ sinh học N−ớc t−ới Ao cá Ruộng lúa V−ờn cây Hệ thống thủy lợi
Tổ thu gom cặn lắng đ−ợc trang bị dụng cụ chuyên dụng th−ờng xuyên thu gom phân từ các hộ chăn nuôi, cặn lắng từ các bể lắng cá nhân, bể lắng nhóm hộ và định kỳ thu gom cặn lắng từ các bể tự hoại, bể biogas để vận chuyển tập kết tại x−ởng chế biến.
X−ởng chế biến.
Là khu đất bằng phẳng bố trí gần khu v−ờn sinh thái. X−ởng bao gồm sân và nhà trống: sân là nơi tập kết vật liệu, nhà trống là nơi phối nguyên liệu chính với nguyên liệu phụ và ủ thành phân.
Phối trộn các loại cặn tạo nguyên liệu chính.
Các loại cặn thu về đ−ợc trộn đều với nhau để tạo ra nguyên liệu chính (thành phần cơ bản của phân) có độ đồng đều theo yêu cầu.
Nguyên liệu phụ
Nguyên liệu phụ là chất độn. Chất độn có tác dụng cân bằng tỷ lệ C/N để thúc đẩy quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong thành phần của nguyên liệu tạo ra chất mùn. Bản thân nguyên liệu phụ cũng bị phân huỷ để tạo thành mùn và các chất dinh d−ỡng ở dạng dễ tiêu. Nguyên liệu phụ gồm rơm rạ và biomas thu hồi từ hồ làm sạch sinh học (bèo Nhật bản, bèo cái, ngổ dại).
Phụ gia.
Phụ gia góp phần hạn chế bớt sự mất đạm và góp phần cân đối thành phần dinh d−ỡng của phân sản xuất ra. Phụ gia thúc đẩy quá trình phân huỷ trong đống phân ủ. Phụ gia cơ bản ở đây là supe lân chiếm 2% tổng khối l−ợng nguyên liệu.
Phối trộn
Nguyên liệu chính đ−ợc tạo ra bằng cách trộn đều các thành phần của cặn lắng. Nguyên liệu phụ đ−ợc cắt nhỏ theo kích th−ớc tối −u: rơm rạ cắt theo độ dài 10 cm, các loại bèo cắt theo kích th−ớc 5cm. Hai loại nguyên liệu này đ−ợc trộn đều cùng với nguyên liệu chính và phụ gia đồng thời ủ sơ cấp trong bể ủ phân khoảng 5 - 7 ngày để chất độn hút n−ớc từ nguyên liệu chính tạo ra phân sơ cấp.
Phân sơ cấp.
Sự kết hợp, phân huỷ sơ cấp của các loại nguyên liệu trong bể ủ tạo ra phân sơ cấp. Đây là phân chuồng song giá trị sử dụng của nó còn rất thấp.
ủ nóng.
Phân sơ cấp đ−ợc chất thành đống cao 0,8 - 1m không nén có bổ sung chế phẩm EM. Phân đ−ợc phân giải trong điều kiện háo khí, chất hữu cơ phân giải mạnh làm nhiệt độ đống phân tăng cao đến 60 - 700C trong thời gian 3- 4ngày. ở nhiệt độ này các loại nấm bệnh, trứng giun, hạt cỏ sẽ bị tiêu diệt.
Phân sơ chế.
Phân sau khi ủ nóng đạt tiêu chuẩn phân sơ chế. Các chất hữu cơ đã đ−ợc phân huỷ xong đang ở giai đoạn đầu tiên, các thành phần trong phân đã phối kết với nhau.
ủ nguội .
Phân sơ chế đ−ợc nén thành lớp chặt tạo ra đống phân cao 2m hoặc đ−ợc nén trong bể ủ. Nguyên liệu bị khô cần t−ới n−ớc thật đẫm để tạo ra tình trạng yếm khí tạo điều kiện cho các vi sinh vật yếm khí hoạt động tiếp tục phân giải nguyên liệu thành phân. ở công đoạn này tiếp tục cung cấp EM để thúc đẩy nhanh quá trình chuyển hoá và tạo ra phân có chất l−ợng cao hơn. Đống phân đ−ợc trát kín bằng bùn trộn rơm.
Kiểm tra.
Phân ủ nguội xung quanh 10 - 15 ngày cần kiểm tra. Nếu khối phân đạt tiêu chuẩn nửa hoai thì đạt yêu cầu sử dụng. Khối phân đ−ợc lấy ra và vận chuyển ngay đến nơi sử dụng để bón cho cây trồng.
Hình 5. Sơ đồ nguyên tắc chế tạo phân hữu cơ từ cặn lắng n−ớc thải. Cặn từ bể lắng Cặn từ bể tự hoại Cặn từ bể biogas Thu gom X−ởng chế biến Phối trộn các loại cặn Nguyên liệu chính Nguyên liệu phụ Phụ gia Cắt nhỏ Phối trộn ủ sơ cấp trong bể ủ ủ nóng Phân sơ chế ủ nguội Kiểm tra Phân thành phẩm V−ờn sinh thái Ruộng lúa Chế phẩm EM Chế phẩm EM Phân sơ cấp
Biện pháp hữu hiệu giải quyết nguồn phân hữu cơ chế từ cặn thải.
• Tận dụng mọi chỗ trống trồng cây kinh tế ngay trong khu vực nhà ở. Mỗi nhà nên có: 3 bụi tre măng, 1 - 2 cây khế, 1 - 2 cây b−ởi, 1 giàn thiên lý. • Phát động lại phong trào trồng cây dọc đ−ờng làng. Tập trung vào cây sấu,
cây nhãn, cây dừa.
• Xây dựng v−ờn sinh thái (5 - 6 ha).
• Chuyển đổi cơ cấu cây trồng: thay lúa bằng cây khoai sọ, cây rau cần, cây ngô lai.
• Thay lúa thuần bằng thâm canh lúa lai.
Sự tiêu thụ phân hữu cơ của một số loài cây.
Mỗi loài cây có mức sử dụng phân khác nhau nh− ví dụ đ−a ra ở bảng 9. Bảng 9. Mức sử dụng phân hữu cơ của một số loài cây.
TT Loài cây L−ợng phân hữu cơ cần dùng
1 Cây b−ởi trồng phân tán 400kg/ cây
2 Cây tre măng 400kg/ hốc
3 Cây nhãn riêng lẻ 1500kg/ cây
4 Cây khế 200kg/ cây
5 Cây xà cừ 500kg/ cây
6 Cây sấu 1000kg/ cây
7 Cây si 500kg/ cây
8 Cây lúa lai 25 tấn/ ha/vụ
9 Cây ngô lai 30 tấn/ ha/ vụ
10 Cây khoai sọ 55 tấn/ ha
11 Cây rau cần 80 tấn/ ha/ vụ
12 V−ờn sinh thái 100 tấn/ ha/ năm