Máy phát điện được chọn ở đây với các thông số kỹ thuật:
- Công suất chạy Biogas (W) 1200 W - 1300 W (220v)
- Công suất chạy Gas đun bếp (W) 1800 W - 2000 W (220v) - Tần số (Hz) – Hiệu điện thế (V) – Dòng (A) 50 Hz – 220V – 8.3A - Điều chỉnh điện áp Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp (AVR) - Công suất động cơ CC170F chạy bằng Biogas hoặc Gas (LPG) - Loại động cơ Động cơ đốt trong, 4 thì, quạt gió làm mát
- Chế độ khởi động: Đề điện và Giật tay - Độ ồn cách 7 m (dB) 72
- Dung tích dầu nhớt động cơ 0.6 lít (loại nhớt 4T d ng xe máy) - Tiêu hao nhiên liệu Gas 0.35 kg/kW .h, biogas 1.5 m3/1h - Tổng trọng lượng 62 kg
- Kích thước (D x R x C) : 72cm × 46cm ×51cm Thành phần các khí trong biogas sau khi đã xử lý:
Thành phần khí Tỷ lệ (%V)
H2S 0.083
Các khí cịn lại 3.527
Thời điểm ban đầu, khi lượng khí biogas sinh ra ít thì điện phục vụ hệ thống được lấy từ điện lưới. Khi lượng khí sinh ra đủ lớn được tích lại để chạy máy phát điện thì một phần điện chạy hệ thống sẽ được lấy từ đầu ra của máy phát điện.
Túi khí có thể tích 2m3 khi được chứa đầy biogas thì bắt đầu cung cấp cho máy phát điện. Lượng điện sinh ra từ máy phát sẽ được định mức bằng công tơ điện lắp đặt ngay đầu ra của máy phát điện. Trên cơ sở công suất lý thuyết của máy phát c ng với lượng điện sinh ra hiển thị trên công tơ và thời gian chạy máy phát được ghi lại. Ta sẽ tính được cơng suất thực tế cũng như lượng điện được sinh ra từ khí biogas.
Một số u cầu đặt ra đối với q trình chuyển hóa biogas thành điện năng: - Về phần túi chứa khí và ơng dẫn khí: phải đảm bảo kín khí, có thể kiểm tra bằng cách thổi khí bằng máy nén khí và d ng bọt xà phịng xịt vào các chỗ nối. Vị trí đặt phải ở nơi thống mát, tránh xa các nơi đặt máy có phát sinh nhiệt gây cháy. Tốt nhất là được treo lên trên cao.
- Về phần máy phát điện: trước khi đưa vào chạy với biogas phải chạy trước với khí bình gas cho ổn định và thay dầu lần đầu, đảm bảo nguồn điện đầu ra ổn định. Trong quá trình chạy phải kiểm tra bảo dưỡng định kỳ và theo dõi công suất thực tế của máy. Tránh việc biogas bị thất thốt ra ngồi ảnh hưởng đến năng suất chuyển hóa biogas thành điện năng cũng như kết quả nghiên cứu.
2.3.3. Cơ sở tính tốn lƣợng biogas phục vụ làm khí nâng
Từ mơ hình thí nghiệm quy mơ phịng thí nghiệm cơng suất 100lít/ngày, nghiên cứu đã chỉ ra rằng: lượng khí cấp vào màng tối ưu để tránh tắc màng và tăng năng suất lọc của màng là 0,2 lít/phút. Áp dụng vào hệ xử lý nước thải quy mơ 1m3/ngày, thì lượng khí cần cấp phải đạt 4 lít/phút quy ra 0,24m3/giờ.
Khí biogas sinh ra ở bể phân hủy yếm khí sẽ được đấu nối vào máy nén khi để tăng áp đến tối thiểu là 1at và đưa vào hệ màng qua ống dẫn mềm.
- Model: 2535 - Hãng sản xuất: ERGEN - Công suất: 2.5 HP - Nguồn điện: 220V/50hz - Lưu lượng khí: 0.12 (m3/phút) - Chỉ số nén: 0.8 mpa - Dung tích bình nén: 35l - Trọng lượng: 31kg
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xử lý nƣớc thải giết mổ từ lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội
3.1.1. Kết quả phân tích đặc tính, thành phần nƣớc thải lò giết mổ tập trung
Nước thải giết mổ là hỗn hợp bao gồm cả tiết, nước tiểu, nước rửa, lơng, mỡ, cát. Nước thải giết mổ cịn có thể chứa một lượng lớn phân, thức ăn đang tiêu hóa mà trong q trình giết mổ thải ra. Nước thải là dạng chất thải chiếm khối lượng lớn nhất trong chăn nuôi. Theo khảo sát của chúng tôi các cở sở giết mổ sử dụng một khối lượng lớn nước cho giết mổ gia súc. Mỗi con lợn phải sử dụng từ 60 đến 120 lít nước. Lượng nước lớn này có nguồn gốc từ các hoạt động tắm cho gia súc trước khi giết mổ, rửa gia súc khi đã giết mổ, làm sạch lòng ruột lợn trước khi đem bán… Việc xử dụng nước rửa cho các quá trình này làm tăng lượng nước thải đáng kể, gây khó khăn cho việc thu gom và xử lý nước thải sau này.
Thành phần của nước thải rất phong phú, chúng bao gồm các chất rắn ở dạng lơ lửng, các chất hòa tan hữu cơ hay vơ cơ, trong đó nhiều nhất là các hợp chất chứa nitơ và photpho. Nước thải giết mổ còn chứa rất nhiều vi sinh vật, ký sinh tr ng, nấm, nấm men và các yếu tố gây bệnh sinh học khác. Do ở dạng lỏng và giàu chất hữu cơ nên khả năng bị phân hủy vi sinh vật rất cao. Chúng có thể tạo ra các sản phẩm có khả năng gây ô nhiễm cho cả mơi trường đất, nước và khơng khí.
Nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải phụ thuộc vào thành phần của phân, nước tiểu gia súc, máu, lượng thức ăn trong dạ dày, mức độ và phương thức thu gom (số lần thu gom, vệ sinh cơ sở), lượng nước d ng tắm rửa gia súc trước và sau giết mổ…
Bảng 3.1. Đặc điểm của nước thải giết mổ STT Thông số Khoảng STT Thông số Khoảng giá trị Trung bình TCVN (40:2011/BTNMT) 1 pH 6,02 – 8,87 6,9 5,5-9 3 BOD5 (mg/L) 429 - 1583 1099 50 4 COD (mg/L) 854 - 2621 2106 150 5 NH4 (mg/L) 5,3 – 189,4 73,5 10 6 PO4 (mg/L) 1,1 – 7,5 3,7 - 7 TổngN (mg/L) 104 - 381 243 40 8 Tổng P (mg/L) <24,55 21,42 6 9 Nhiệt độ (0C) 31,7 – 28,4 30,6
Nồng độ COD và BOD5 của nước thải từ lò giết mổ gia súc đều rất cao, nên đây là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng. Tỉ lệ BOD5/COD khá cao, cho thấy nước thải giết mổ gia súc có hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao, rất ph hợp với xử lý sinh học. Ngồi ra, hàm lượng các chất ơ nhiễm khác (SS, nitơ) trong nước thải cũng rất cao, đều vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần.
3.1.2. Kết quả nghiên cứu tiền xử lý nƣớc thải lò giết mổ tập trung
3.1.2.1. Kết quả nghiên cứu tách loại các thành phần khó phân hủy: lơng, cát, mỡ
Nước thải sau khi xử lý tách loại lông, cát, mỡ và điều chỉnh pH về giá trị mong muốn phục vụ cho hệ thống xử lý đạt hiệu quả cao, chống tắc nghẽn trong tồn bộ q trình xử lý thiếu khí, yếm khí và háo khí. Khi tách các vật liệu trên nên d ng lưới có kích cỡ lỗ khoảng 0,5mm, nếu lưới thưa hơn thì các cặn hữu cơ thơ có thể lọt qua và khó phân hủy gây tắc nghẽn, nêu kích cỡ lỗ lưới nhỏ hơn thường gây tắc nghẽn.
Nước thải giết mổ được nghiên cứu với những ảnh hưởng của các chất keo tụ khác nhau. Trong nghiên cứu này chúng tôi chọn các chất keo tụ như: phèn chua, Fe2+ và Fe3+. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chất keo tụ thể hiện qua biểu đồ sau:
Hình 3.1. Ảnh hưởng của các chất keo tụ đối với nước thải giết mổ Trong các giải pháp tiền xử lý thì sử dụng Fe3+ Trong các giải pháp tiền xử lý thì sử dụng Fe3+
trong trường hợp này là giải pháp hiệu quả trong xử lý chất thải giết mổ. Nước thải tại lò giết mổ tập trung hồn tồn có khả năng phân hủy hiếu khí và yếm khí cho d một số hoạt chất tẩy uế có thể đã được d ng.
2)Sự phân hủy bằng vi sinh vật hiếu khí đối với nước thải tại lị giết mổ tập trung
Sau 4 ngày sục khí khoảng 90% COD trong hỗn hợp nước thải + đường gluco có thể được phân hủy. Hiệu quả xử lý bởi vi sinh vật hiếu khí được thể hiện qua biểu đồ sau: 0 200 400 600 800 1000 1200 Ban đầu 30' lắng 60' lắng C O D m g/ L
Ảnh hưởng của phèn nhôm
0 200 400 600 800 1000 1200 Ban đầu 30' lắng 60' lắng C O D m g/ L Ảnh hưởng của Sắt II 0 200 400 600 800 1000 1200 Ban đầu 30' lắng 60' lắng C O D m g/ L
Hình 3.2. Ảnh hưởng của vi sinh vật hiếu khí đến nước thải giết mổ
Kết quả biểu đồ 3.2 cho thấy vi sinh vật hiếu khí phát triển một cách bình thường trong điều kiện có mặt của chất thải giết mổ. Như vậy giả thiết một số chất tẩy uế có trong nước thải có thể làm giảm hầu hết oxy trong nước thải nhưng với điều kiện sục khí tốt sự hoạt động của vi sinh vật hiếu khí vẫn được duy trì. Kết quả này cho thấy chất thải giết mổ với hàm lượng các chất hữu cơ cao hồn tồn có khả năng phân hủy hiếu khí trong thời gian ngắn.
3)Sự phân hủy bằng vi sinh vật yếm khí đối với nước thải tại lò giết mổ tập trung
Kết quả phân hủy yếm khí được thể hiện trong biểu đồ sau
0 500 1000 1500 2000 1 2 3 4 5 6 7 C O D m g/ L Ngày
Ảnh hưởng của VSV hiếu khí
0% NTGM 20% NTGM
Hình 3.3. Ảnh hưởng của vi sinh vật yếm khí phân hủy nước thải lị mổ
COD phần lớn giảm hơn 2/3 sau từ 3 đến 6 ngày trong các nghiên cứu phân hủy yếm khí. Hàm lượng chất thải giết mổ càng tăng thì khả năng xử lý yếm khí vẫn diễn ra một cách bình thường. Tốc độ phân hủy yếm khí đối với chất thải giết mổ diễn ra tương đối nhanh trong ngày đầu. Tuy nhiên tốc độ phân hủy COD lại chậm lại trong những ngày sau đó. Kết quả này cũng cho thấy sau khoảng một tuần phân hủy yếm khí COD giảm được 75%. Kết quả này có thể chưa phản ánh tồn bộ q trình phân hủy yếm khí do tiến hành trong hệ nghiên cứu nhỏ và khó kiểm sốt các điều kiện tối ưu cho phân hủy yếm khí.
3.1.3. Kết quả nghiên cứu xử lý nƣớc thải giết mổ
3.1.3.1. Kết quả nghiên cứu xử lý sinh học kị khí để xử lý nước thải giết mổ
1) Hiệu suất xử lý COD sau hệ thống kị khí
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 1 2 3 6 7 CO D m g/ L Ngày
Phân hủy yếm khí khí có nước thải
YK0 YK1 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 1 2 3 6 7 CO D m g/ L Ngày
Phân hủy yếm khí khí có nước thải
YK0 YK2 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 1 2 3 6 7 CO D m g/ L Ngày
Phân hủy yếm khí khí có nước thải
YK0 YK3
% CODbị xử lý=[(CODđầu vào – CODđầu ra)/CODđầu vào]x100%
Theo số liệu bảng 1 phần phụ lục kết quả cho thấy hiệu suất xử lý COD sau bể khí lên đến 86%. Tuy nhiên vì nước thải đầu vào có hàm lượng chất hữu cơ quá cao nên nước thải cần được tiếp tục xử lý bằng cơng nghệ sinh học hiếu khí để đạt tiêu chuẩn xả thải.
Hình 3.4. Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý COD sau bể kị khí
2) Hiệu suất xử lý BOD sau hệ thống kị khí
Theo bảng 2 phần phụ lục, kết quả cho thấy hiệu suất xử lý BOD sau bể kị khí lên đến 91%. Tuy nhiên vì nước thải đầu vào có hàm lượng chất hữu cơ quá cao, cần được xử lý bằng cơng nghệ sinh học hiếu khí để đạt tiêu chuẩn xả thải.
Kết quả xử lý hàm lượng tổng N được thể hiện trong bảng 3 phần phụ lục cho thấy hiệu suất xử lý hàm lượng tổng N của nước thải giết mổ sau hệ thống kị khí khơng cao.
Hình 3.6. Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TN sau bể kị khí
4) Hiệu suất xử lý H4 sau hệ thống kị khí
Kết quả xử lý hàm lượng amoni được thể hiện trong bảng 5 phần phụ lục, kết
quả cho thấy amoni chưa được xử lý hiệu quả qua hệ thống kị khí
Hình 3.7. Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý NH4 sau bể kị khí
5). Hiệu suấtxử lý T sau hệ thống kị khí
Kết quả xử lý hàm lượng tổng photpho được thể hiện trong bảng 4 phần phụ lục, kết quả cho thấy hàm lượng tổng photpho chưa được xử lý qua hệ thống kị khí
Hình 3.8. Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TP sau bể kị khí
3.1.3.2. Kết quả nghiên cứu xử lý sinh học hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
Sau hệ thống xử lý sinh học kị khí, hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải giết mổ đã được xử lý với hiệu xuất cao. Nước thải giết mổ được xử lý qua hệ thống xử lý kị khí đã xử lý được 86% hàm lượng COD và tới 91% hàm lượng BOD. Nhưng do hàm lượng các hợp chất hữu cơ trong nước thải giết mổ quá cao (bảng 16, hàm
lượng BOD và COD trong nước thải giết mổ), vì vậy nước thải xử lý qua hệ thống kị
khí vẫn chưa đủ tiêu chuẩn để thải ra mơi trường. Thêm vào đó hàm lượng tổng nitơ, amoni và photpho không được xử lý nhiều qua hệ thống kị khí vì vậy cần xử lý tiếp qua hệ thống hiếu khí nhằm đạt được nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải cho phép.
1) Hiệu suất xử lý COD sau hệ thống hiếu khí
Theo số liệu bảng 6 phần phụ lục kết quả cho thấy hiệu suất xử lý COD sau hệ thống hiếu khí đạt 86%. Hàm lượng COD sau hệ thống xử lý kị khí tiếp tục được xử lý với hiệu suất cao qua hệ thống hiếu khí.
Hình 3.9. Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý COD sau sau hệ thống hiếu khí.
2) Hiệu suất xử lý BOD sau hệ thống hiếu khí
Theo bảng 7 phần phụ lục, kết quả cho thấy hiệu xuất xử lý BOD sau hệ thống hiếu khí đạt tới 97%.Vì vậy hàm lượng BOD trong nước thải giết mổ còn lại sau khi xử lý qua hệ thống kị khí đã tiếp tục được xử lý với hiệu suất rất cao ở hệ thống hiếu khí.
Hình 3.10. Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý BOD sau hệ thống hiếu khí
3) Hiệu suất xử lý T sau hệ thống hiếu khí
Kết quả xử lý hàm lượng tổng nitơ được thể hiện trong bảng 8 phần phụ lục. Hiệu suất xử lý hàm lượng tổng nitơ của nước thải giết mổ sau hệ thống hiếu khí đạt 94%. Phần lớn hàm lượng tổng nitơ trong nước thải giết mổ đã được xử lý qua hệ thống hiếu khí.
Hình 3.11. Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TN sau hệ thống hiếu khí.
4) Hiệu suất xử lý H4 sau hệ thống hiếu khí
Kết quả xử lý hàm lượng amoni được thể hiện trong bảng 10 phần phụ lục, kết quả cho thấy amoni được xử lý qua hệ thống hiếu khí đạt 98%. Cũng như hàm lượng tổng nitơ trong nước thải giết mổ, hàm lượng amoni cũng được xử lý phần lớn qua hệ thống xử lý hiếu khí.
Hình 3.13. Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TP sau hệ thống hiếu khí
3.1.3.3. Kết quả nghiên cứu kết hợp xử lý sinh học kị khí và hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ.
Nước thải giết mổ gia súc, gia cầm có hàm lượng chất hữu cơ cao nên phương pháp xử lý thích hợp là xử lý sinh học. Nước thải giết mổ sau khi được xử lý bằng phương pháp cơ học (loại bỏ rác) và phương pháp hóa lý (điều chỉnh pH) sẽ được đưa vào hệ thống xử lý sinh học kị khí kết hợp hiếu khí. Trong giai đoạn xử lý kị khí xảy ra q trình phân hủy chất hữu cơ hịa tan và dạng keo trong nước thải với sự tham gia của các vi sinh vật yếm khí. Vi sinh vật yếm khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hịa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí ( khoảng 70% đến 80% là khí metan, 20% đến 30% là khí cacbonic). Hiệu quả xử lý BOD và COD đạt từ 70%