- Tâi sử dúng ñađy lă giại phâp kinh tí nhđt, vừa đạm bạo an toăn cho mođi trường lâi thu được lợi ích từ h thơng xử lý chđt thại, tảng doanh thu cho trâi.
2.7.4.4 Phương phâp sinh hóc
- Xử lý chđt thại chn nuođi baỉng phương phâp sinh hĩc dựa tređn hốt đng sơng cụa vi sinh vt cĩ trong nước, chụ yíu lă vi khuaơn dị dưỡng hối sinh.
- Phương phâp xử lý sinh hĩc được âp dúng rng rêi nhđt trong thực tí, chi phí thđp, tính oơn định cao, đaịc bit hiu quạ xử lý rđt cao ở thời gian lưu ngaĩn đơi với câc lối nước thại chứa câc chđt hữu cơ deơ phađn huỷ sinh hĩc, deơ âp dúng vă tn dúng được sạn phaơm sau xử lý mt câch hiu quạ.
a). Xử lý phađn
- Phađn gia súc, gia caăm cĩ theơ sử súng cho nhieău múc đích khâc nhau như lăm thức n cho câ, bĩn cađy, lăm nguyeđn liu sạn xuđt khí đođt.
Sử dúng lăm phađn bĩn: Trong phađn gia súc, gia caăm chứa mt lượng lớn nitơ, phơtpho, kali vă câc nguyeđn tơ vi lượng khâc cung cđp dinh dưỡng chính cho cađy troăng. Ngoăi ra, phađn cịn cung cđp chđt hữu cơ, tng cường khạ nng bạo toăn chđt dinh dưỡng vă đ aơm cụa đđt.
Ụ phađn: phađn gia súc, gia caăm cĩ theơ ụ trước khi bĩn đeơ giạm bớt cường đ sinh hĩc, oơn
định noăng đ dinh dưỡng hoaịc giạm khạ nng bơc mùi hođi.
- Nguyeđn taĩc cụa quâ trình ụ phađn lă dựa tređn hốt dng cụa vi sinh vt đeơ chuyeơn hĩa câc chđt hữu cơ phức tâp thănh câc chđt đơn giạn. Ngoăi ra, ụ phađn cịn oơn định được hăm lượng chđt dinh dưỡng cĩ trong phađn. Đaịc bit lă tieđu dit được mt lượng vi sinh vt truyeăn bnh cĩ trong phađn. Chđt lượng phađn vă thời gian ụ phú thuc văo phương phâp ụ.
Đoă ân tơt nghip GVHD: PGS.TS. Phùng Chí Sỹ
Hình 2.1: Cơng nghệ xử lý phđn heo theo phương phđp ủ
- Phương phâp ụ nĩng: Phađn tươi được đoơ đơng, cĩ theơ đaĩp đđt leđn tređn đeơ tâo nhit đ trong đơng phađn đât khoạng 80 – 900C vă hân chí được ruoăi mui, cođn trùng truyeăn bnh. Phương phâp năy nhanh vă đơn giạn.
- Phương phâp ụ ngui: Phađn tươi được đoơ đơng, đaĩp đđt phía tređn vă nĩn chaịt xng. Nhit đ ụ khoạng 35 – 500C. Phương phâp năy kĩo dăi thời gian, nhưng do cĩ lớp đđt phía tređn được nĩn chaịt neđn lượng đâm hao hút ít hơn ụ nĩng.
- Phương phâp hn hợp: Phađn tươi được đoơ đơng, beđn tređn cĩ lớp đđt, nhưng khođng nĩn đeơ nhit đ phađn hụy chđt hữu cơ khoạng 50 – 600C, sau đĩ nĩn đơng phađn lâi, tiíp túc ụ ngui. Phương phâp năy khaĩc phúc được nhược đieơm cụa hai phương phâp tređn.
Bạng2.9 : Đaịc đieơm vă hiu quạ xử lý q trình ụ phađn
Tính Chđt Đơn Vị Tính Trước Khi Ụû
Sau Khi Ụ
Ụ Nĩng Ụ Hn
Hợp
Ụ Ngui
Thời gian ụ ngày 60 - 65 80 - 90 170
Nhit đ ụ 0C 65 - 70 53 40,5 Aơm đoơ % 81 60 65 78 HỐ Ủ PHĐN SĐN PHƠI THÙNG SẤY HỆ THỐNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI NƯỚC RỈ PHĐN HEO TƯƠI BIOGAS PHĐN HỮU CƠ THĂNH PH NẦ
Chđt hữu cơ % 16 26 26 29,9 Ntoơng % 0,56 0,52 0,6 0,75 Ptoơng % 0,34 0,5 0,4 0,4 K2O % 0,2 0,45 0,32 0,42 CaO % 0,09 0,12 0,10 0,12 E.coli MPN/100mg 40.107 0,7.102 7.103 0,9.102
Vi khuaơn yím khí Khuaơn lâc/g 0,2.106 2.107 10,2.108 50.109
Coliform MPN/100mg 14.109 7,9.103 7,5.105 6,2.103
Trứng giun sâng Trứng/10g 5 - 25 0 0 0
Nguoăn: Nguyn Thị Hoa Lý,1994.
Dùng lăm thức n cho câ: Trong chđt thại chứa mt lượng lớn chđt hữu cơ, đađy lă
nguoăn dinh dưỡng cho đng vt dưới nước. Do đĩ, phađn từ chn nuođi thường được sử dúng lăm thức n cho câ, giun đđt: phương phâp năy đem lâi hiu quạ kinh tí cho người chn nuođi, đoăng thời gĩp phaăn bạo v mođi trường. Phađn sau khi xử lý ở beơ Biogas văn được sử dúng cho câ n. Sơ lượng vi trùng, ký sinh trùng đeău giạm rõ rt đín mức an toăn cho câ vă người sử dúng. Tuy nhieđn, níu cho mt lượng lớn chđt thại văo ao câ, câ sử dúng khođng hít sẽ lăm ođ nhim nguoăn nước vă ạnh hưởng đín sinh vt dưới nước.
b). Xử lý nước thại
- Nước thại chn nuođi bao goăm nước tieơu, nước v sinh chuoăng trâi, cĩ thănh phaăn thay đoơi tùy theo phương thức thu gom chđt thại, chụng lối gia súc, chí đ dinh dưỡng cho vt nuođi. Trong thănh phaăn nước thại chứa mt lượng lớn chđt ođ nhim ở noăng đ cao. Do đĩ, phại xử lý trước khi đưa ra nguoăn tiíp nhn đeơ trânh ạnh hưởng đín mođi trường. Đeơ xử lý nước thại năy phương phâp xử lý baỉng sinh hĩc được âp dúng rng rêi trong thực tí, do cĩ nhieău tính ưu vit cụa nĩ. Đơi với nước thại chn nuođi cĩ theơ xử lý trong đieău kin tự nhieđn hay nhađn tâo, tùy theo đieău kin đaău tư vă din tích đđt dùng cho chản nuođi.
Xử lý nước thại trong đieău kin tự nhieđn
- Cơ sở cụa phương phâp năy lă dựa tređn khạ nng tự lăm sâch cụa đđt vă nguoăn nước. Vic xử lý nước thại chn nuođi thường thực hin tređn câc cođng trình: cânh đoăng tưới , bêi lĩc, hoă
Đoă ân tơt nghip GVHD: PGS.TS. Phùng Chí Sỹ
sinh hĩc thường cađy troăng lă: cỏ nín, sy, thụy trúc, mai nướùc đeău phât trieơn tơt trong câc mođ hình xử lý.
- Trong nước thại chn nuođi cĩ câc thănh phaăn dinh dưỡng cho cađy troăng. Đađy lă nguoăn phađn bĩn chứa mt lượng lớn nitơ, phơt pho vă kali giúp cho thực vt phât trieơn tơt.
- Khi cho nước thại thđm qua lớp đđt beă maịt thì caịn được giữ lâi, nhờ cĩ oxy vă vi khuaơn hiíu khí mă quâ trình oxy hĩa din ra. Như vy, sự cĩ maịt oxy trong câc mao quạn đđt, đâ lă đieău kin caăn thiít cho q trình xử lý nước thại. Căng đi sađu xuơng lượng oxy căng giạm daăn. Cuơi cùng ở mt đ sađu năo đĩ chư din ra q trình khử nitrât. Đơi với cânh đoăng tưới vă bêi lĩc, nhờ vi sinh vt trong đđt chuyeơn hĩa chđt hữu cơ, hoaịc câc hợp chđt chứa nitơ, phơt pho thănh chđt dinh dưỡng cho cađy troăng. Thực tí q trình xử lý nước thại qua lớp đđt beă maịt chư din ra ở mức đ sađu đín 1,5m. Vì vy cânh đoăng tưới vă bêi lĩc thường được xađy dựng ở những nơi cĩ mực nước ngaăm thđp hơn 1,5m tính từ maịt đđt.
- Ngoăi ra, những h chn nuođi cĩ sẵn hoă tự nhieđn cũng cĩ theơ sử dúng đeơ xử lý nước thại. Ngoăi nhim vú xử lý nước thại, hoă sinh hĩc cịn cĩ theơ nuođi câ, tạo đeơ lăm thức n cho gia súc hay lưu trữ đeơ tưới cho cađy troăng. Hoă sinh hĩc khođng địi hỏi vơn đaău tư cao, vn hănh đơn giạn, khođng caăn người quạn lý thường xuyeđn vă tn dúng ao, hoă tự nhieđn.
Xử lý nước thại trong đieău kin nhađn tâo
- Thực chđt cụa quâ trình xử lý nước thại baỉng phương phâp sinh hĩc lă q trình khơng hĩa câc chđt hữu cơ ở dâng hịa tan, keo vă phađn tân với sự tham gia cụa vi sinh vt.
Xử lý nước thại trong đieău kin hiíu khí:
- Đađy lă q trình khơng hĩa câc chđt hữu cơ nhờ vi sinh vt hiíu khí. Q trình năy sạy ra qua câc giai đốn sau:
- Giai đốn 1: đađy lă giai đốn khuyích tân vă hđp phú câc chđt phađn tân nhỏ, ở dâng keo hay hịa tan leđn beă maịt tí băo vi sinh vt.
- Giai đốn 2: giai đốn phađn hụy câc chđt đê hđp phú vă khuyích tân qua măng văo beđn trong tí băo vi sinh vt.
- Giai đốn 3: chuyeơn hĩa câc chđt đê được khuch tân vă hđp phú ở trong tí băo vi sinh vt, sinh ra nng lượng vă toơng hợp câc chđt mới cụa tí băo.
Dựa văo câc đieău kin sinh trưởng cụa vi sinh vt, trong xử lý nước thại baỉng sinh hĩc hiíu khí cĩ mt sơ cođng trình sau:
- Vi sinh được dính bâm văo vt liu lĩc thănh măng mỏng được thực hin tređn cođng trình gĩi lă beơ lĩc sinh hĩc.
- Thực hin thơng giĩ câc bođng cn lơ lững trong nước thại tređn cođng trình gĩi lă beơ bùn hốt tính.
Sơ lượng vă chđt lượng quaăn theơ vi sinh vt cụa bùn hốt tính vă măng vi sinh vt phú thuc văo nhieău u tơ: thănh phaăn nước thại, khơi lượng chđt nhim baơn tính theo lượng bùn trong đơn vị thời gian, lượng oxy hịa tan… Sơ lượng vi khuaơn trong bùn thường dao đng 108- 1012/mg chđt khođ.
- Bùn hốt tính, măng vi sinh vt cĩ ý nghĩa quan trĩng khi xử lý nước thại baỉng phương phâp sinh hĩc. Chúng lă tp hợp câc vi sinh vt cĩ khạ nng hđp phú câc chđt hữu cơ chứa trong nước thại leđn beă maịt cụa chúng vă khơng hĩa câc chđt hữu cơ đĩ.
- Vn tơc cụa qúa trình khơng hĩa phú thuc văo sơ lượng vă chđt lượng bùn (phú thuc văo beă maịt tiíp xúc giữa vi sinh vt vă chđt hữu cơ), quâ trình xâo trn vă lựợng oxy cung cđp.
Đoă ân tơt nghip GVHD: PGS.TS. Phùng Chí Sỹ
- Quâ trình xử lý khi cho nước thại tưới leđn beă maịt cụa vt liu beơ vă thđm qua lớp vt liu lĩc. Ở beă maịt vt liu lĩc vă câc khe hở giữa chúng câc caịn baơn được giữ lâi vă tâo thănh măng gĩi lă măng vi sinh. Lượng oxy caăn thiít đeơ oxy hĩa chđt baơn hữu cơ được thađm nhp văo beơ cùng với nước thại khi tưới hoaịc qua khe hở thănh beơ hoaịc qua h thơng thu nước. Những măng vi sinh vt đê sẽ cùng với nước thại ra khỏi beơ vă được giữ lâi ở beơ laĩng đợt 2.
Beơ bùn hốt tính
- Bùn lă lối bùn xơp chứa nhieău vi sinh cĩ khạ nng khơng hĩa câc chđt hữu cơ chứa trong nước thại.
- Đeơ giữ cho bùn ở trâng thâi lơ lững vă đeơ đạm bạo oxy dùng cho q trình oxy hĩa câc chđt hữu cơ thì phại đạm bạo vic thơng giĩ. Sơ lượng bùn tuaăn hoăn vă sơ lượng khođng khí caăn cđp phú thuc văo đ aơm vă mức đ yeđu caău xử lý nước thại. Thời gian lưu nước trong beơ bùn hốt tính khođng quâ 12 giờ ( thường 4 - 8 giờ).
- Nước thại vă bùn hốt tính tuaăn hoăn sau khi qua beơ bùn hốt tính cho qua beơ laĩng đợt 2. Ở đađy bùn laĩng mt phaăn đưa lâi beơ bùn hốt tính, phaăn khâc đưa tới beơ nĩn bùn ( bùn dư lă q trình tng sinh khơi cụa vi sinh vt, níu khođng tâch ra sẽ gađy trở ngâi). Đ aơm cụa bùn hốt tính khoạng 98 – 99 %, trước khi đưa văo beơ međtan caăn giạm lượng nước cĩ trong bùn.
Beơ tiíp xúc sinh hĩc quay hay đĩa sinh hĩc
- Trong khi vn hănh, vi sinh vt sinh trưởng được gaĩn kít văo beă maịt câc đĩa vă sẽ hình thănh lớp măng mỏng tređn beă maịt đĩa. Khi đĩa quay, laăn lượt lăm cho măng sinh hĩc tiíp xúc với chđt hữu cơ trong nước thại vă khí quyeơn đeơ hđp thú oxy. Đĩa quay sẽ ạnh hưởng đín sự vn chuyeơn oxy vă đạm bạo cho vi sinh vt toăn tâi trong đieău kin hiíu khí, lăm tng khạ nng tiíp xúc giữa vi sinh vt vă chđt hữu cơ trong nước thại.
Xử lý nước thại trong đieău kin kỵ khí
- Đađy lă q trình khơng hĩa câc chđt hữu cơ nhờ vi sinh vt, trong đieău kin kỵ khí đeơ tâo ra câc sạn phaơm như: khí međtan, cacbonic, hydro sunfua vă nước. Hn hợp khí sinh ra được lối bỏ tâp chđt vă thu khí međtan dùng lăm nhieđn liu. Q trình chuyeơn hĩa câc chđt hữu cơ qua câc giai đơn:
Giai đơn 1: Leđn men axít
Trong giai đốn năy câc chđt hữu cơ phức tâp bị phađn hụy thănh câc chđt đơn giạn như protit chuyeơn thănh peptit vă câc axít amin, chđt bĩo chuyeơn thănh glycerine vă axít bĩo, cacbonhydrat thănh đường phađn đơn giạn.
Sau đĩ câc chđt trung gian bị chuyeơn hĩa thănh những chđt đơn giạn hơn, chụ yíu lă câc axít hữu cơ ( chiím 99%), goăm axít butyric, axít propionic, axít axetic, câcaldehyt, alcol vă câc chđt vođ cơ như NH4OH (kieăm), H2S, CO2… Những sạn phaơm tâo ra lăm cho nước thại cĩ PH thđp neđn gĩi lă giai đốn leđn men axít.
Giai đơn 2:leđn men kieăm
Câc sạn phaơm cụa giai đốn mt tiíp túc được chuyeơn hĩa thănh CH4, CO2, H2O với sự tham gia cụa vi khuaơn međtan như: Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcina. Câc sạn phaơm tâo thănh lăm cho PH cụa nước thại tng vă đât khoạng 6,7 – 7,4, gĩi lă giai đốn leđn men kieăm.
Đoă ân tơt nghip GVHD: PGS.TS. Phùng Chí Sỹ
Đeơ beơ leđn men đât hiu quạ cao, nhit đ tơi ưu cụa quâ trình leđn men lă 30 – 47oC, khạ nng tiíp xúc giữa cơ chđt vă vi sinh vt tơt, lieău lượng chđt hữu cơ cho văo thích hợp. Hiu quạ cụa q trình leđn men được đaịt trưng bởi hai u tơ chính lă chđt lượng nước thại trước vă sau xử lý, lượng khí đơt tâo ra từ 1g chđt hữu cơ được xử lý. Tùy theo dâng phát trieơn cụa vi sinh vt kỵ khí trong cođng trình xử lý, cĩ theơ chia thănh câc dâng sau:
Beơ tự hối: lă lối thiít bị xử lý nước đơn giạn nhđt. Câc vi sinh vt sinh trưởng vă phât trieơn beđn trong beơ, phađn hụy chđt hữu cơ cĩ trong nước thại, đoăng thời sử dúng chđt hữu cơ đeơ sạn xuđt tí băo mới. Trong thiít bị cĩ khuđy trn, nhaỉm phađn bơ đeău câc vi sinh vt cĩ trong beơ, tng hiu quạ xử lý cụa beơ. Tuy nhieđn đơi với beơ tự hối, dịng nước thại chư văo beơ mt laăn, khođng tâi sử dúng sinh khơi vi sinh vt trong dịng ra, do đĩ vừa lêng phí vừa giạm chđt lượng nước dịng ra. rau xanh, giúp tâo theđm thu nhp gia đình. Mt haăm khí sinh hĩc mi nm sạn sinh.
Beơ UASB ( Upflow Anaerobic Sludge Blanket ): Đađy lă cođng trình xử lý sinh hĩc kỵ khí dịng nước chạy ngược dịng từ dưới leđn tređn, xuyeđn qua lớp bùn kỵ khí lơ lửng ở dâng bođng bùn mịn, tng khạ nng tiíp xúc giữa vi sinh vt vă chđt baơn trong nước, nhaỉm tng hiu quạ xử lý. Nước thại đê xử lý thơt ra mâng trăn dĩc theo thănh beơ vă theo ơng dăn ra ngoăi. Theo nghieđn cứu xử lý nước thại chn nuođi từ xí nghip chn nuođi heo Vĩnh An được thực hin ở vin CEFINA tređn mođ hình kỵ khí UASB đơi với nước thại nguyeđn thuỷ cho thđy: ở tại trĩng 2 – 5 kg COD/m3.ngăy, hiu quạ xử lý đât 70 – 72 % cịn ở tại trĩng 5 – 6 kg COD/m3.ngăy thì hiu quạ khoạng 48%. Hoă sinh vt kỵ khí: trong đieău kin kỵ khí, câc chđt hữu cơ cĩ trong nước thại sẽ bị
phađn hụy dưới tâc dúng cụa vi sinh vt kỵ khí phađn huỷ chđt hữu cơ thănh câc sạn phaơm cuơi cùng lă CO2, CH4, H2S.... Hoă sinh vt kỵ khí đơn giạn vă cĩ kích thước lớn, do đĩ tơc đ nước qua beơ chm. Hoă sinh vt kỵ khí thường dùng đeơ laĩng vă phađn huỷ caịn ở vùng đây. Cĩ khạ nng chịu được tại cao. Thời gian lưu nước từ 20 – 50 ngăy.
Beơ hai vỏ: do dịng nước chạy cĩ theơ xâo trn chđt baơn cĩ trong beơ, ạnh hưởng đín đ sâch cụa dịng ra, beơ hai vỏ được thiít kí theđm mt ngn laĩng beđn tređn, lăm cho câc chđt hữu cơ chưa phađn hụy vă sinh khơi vi sinh vt tích tú lâi, nađng cao chđt lượng dịng nước ra.
Taăng sođi: cĩ cđu tâo tương tự beơ lĩc sinh hĩc kỵ khí nhưng câc giâ theơ lă lối vt liu nhĩ, neđn cĩ theơ chuyeơn đng lơ lững khi cĩ dịng nước chạy ngược dịng từ dưới leđn tređn tâo thành taăng sođi.
Taăng tưnh ( beơ lĩc sinh hĩc kỵ khí ): cĩ cđu tâo tương tự như beơ lĩc sinh hĩc hiíu khí. Tuy nhieđn, trong beơ lĩc sinh hĩc kỵ khí, nước thại cĩ theơ được chạy ngược dịng hoaịc xuođi dịng, đoăng thời thiít bị được lăm kín vă khođng cĩ oxy boơ sung nhaỉm tâo đieău kin cho vi sinh vt hốt đng.
c). Sạn xuđt khí đơt (Biogas)
- Bạn chđt cụa quâ trình sạn xuđt Biogas lă xử lý kỵ khí chđt thại chn nuođi, chúng goăm