4.3.1. Ƣu điểm, nhƣợc điểm của quy trình cơng nghệ đề xuất
Dây chuyền cơng nghệ đã đề xuất cĩ các ưu điểm và nhược điểm sau:
Bể Biogas
Đây là phương pháp xử lý kỵ khí khá đơn giản, thấy ở hầu hết các cơ sở chăn nuơi quy mơ trang trại, kể cả quy mơ hộ gia đình. Ưu điểm của bể Biogas là cĩ thể sản xuất được nguồn năng lượng khí sinh học để thay thế được một phần các nguồn năng lượng khác.
Tính ưu việt của bể biogas trong xử lý chất thải chăn nuơi heo đã được chứng minh qua rất nhiều nghiên cứu. Vì vậy, đây là lựa chọn khơng thể thiếu trong quá trình xử lý chất thải chăn nuơi heo.
Bể lọc kỵ khí giá thể xơ dừa
+ Ưu điểm
-Đơn giản trong vận hành;
-Chịu được biến động lớn về tải lượng ơ nhiễm; vận hành ở tải trọng cao -Khơng phải kiểm sốt lượng bùn nổi
-Cĩ khả năng phân hủy các chất hữu cơ phân hủy chậm; -Thời gian lưu bùn rất cao (khoảng 100 ngày)
+ Nhược điểm
-Khơng điều khiển được sinh khối.
-Sau một thời gian hoạt động cĩ khả năng tắt màng, cần cĩ phương án tránh tắt màng sinh học.
Bể Anoxic
+ Ưu điểm
-Giảm sự hình thành vi khuẩn dạng sợi, gây ảnh hưởng đến quá trình lắng của bùn sinh học sau bể lắng 2.
+ Nhược điểm
-Tăng chi phí xây dựng cơng trình.
-Chi phí năng lượng để duy trì khuấy trộn cao.
Bể Aerotank
Đây là phương pháp truyền thống để xử lý nước thải. Bể aerotank cĩ thể áp dụng cho nhiều loại nước thải khác nhau.
+ Ưu điểm
-Đơn giản trong vận hành;
-Hiệu suất xử lý COD, BOD, Amoni rất cao
+ Nhược điểm
-Tốn nhiều diện tích xây dựng. -Chi phí vận hành cao.
-Hiệu suất xử lý nitrat thấp
Hồ sinh học tùy nghi
Đây là phương pháp được ứng dụng nhiều ở những nơi cĩ diện tích lớn
+ Ưu điểm
-Đơn giản, dễ thi cơng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-Khơng cần địi hỏi năng lượng cung cấp trong quá trình vận hành
+ Nhược điểm
-Tốn nhiều diện tích xây dựng. -Hiệu suất xử lý thấp.
Dưới đây là bảng so sánh quy trình cơng nghệ xử lý nước thải của các trang trại chăn nuơi heo quy mơ cơng nghiệp với quy trình cơng nghệ đề xuất.
Bảng 4.4. So sánh quy trình hiện tại và quy trình cơng nghệ đề xuất
Quy trình xử lý hiện tại Quy trình cơng nghệ
đề xuất
Xử lý sơ bộ
Biogas:
Tất cả các trang trại đều cĩ bể biogas để xử lý chất thải. Đây là phương pháp xử lý hiệu quả đã được nghiên cứu qua nhiều năm. Vì vậy, đây là lựa chọn đầu tiên trong quy trình cơng nghệ
Biogas và bể điều hịa:
+ Ưu điểm:
- Vẫn giữ được ưu điểm của bể biogas - Điều hịa lưu lượng cho các cơng trình phía sau, tránh gây ra hiện tượng sốc tảo. -
Xử lý kỵ khí Quy trình cơng nghệ hiện tại khơng cĩ xử lý kỵ khí phía sau bể biogas
Bể lọc kỵ khí giá thể xơ dừa:
+ Ưu điểm:
- Đơn giản trong vận hành
- Chịu được biến động lớn về tải lượng ơ nhiễm; vận hành ở tải trọng cao
- Khơng phải kiểm sốt lượng bùn nổi - Cĩ khả năng phân hủy các chất hữu cơ phân hủy chậm;
- Thời gian lưu bùn rất cao (khoảng 100 ngày) Nhược điểm
- Khơng điều khiển được sinh khối. - Sau một thời gian hoạt động cĩ khả năng tắt màng, cần cĩ phương án tránh tắt màng sinh học.
Xử lý hiếu khí
Bể Aeroten:
+ Ưu điểm:
- Tải trọng chất hữu cơ cao
- Xử lý được triệt để COD, BOD.
+ Nhược điểm:
- Khơng xử lý được N, P (chỉ một lượng nhỏ đi vào sinh khối).
- Tốn năng lượng cho sục khí (cường độ sục lớn).
- Bùn vi sinh sau bể aerotank khĩ lắng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bể Aerotank và bể anoxic: + Ưu điểm: - Kết hợp xử lý C, N và P. - Bùn vi sinh sau bể aerotank dễ lắng trong bể lắng 2 + Nhược điểm: - Tốn thêm chi phí năng lượng khuấy trộn
Hồ sinh học:
Sau các quá trình xử lý nĩi chung nước thải đạt tiêu chuẩn TCN-678: 2006. Tuy nhiên cần phải khảo sát thêm.
Hồ sinh học:
Sau các quá trình UASB, mương oxy hĩa. Hiệu quả xử lý N, P cao hơn sơ đồ 1 và sơ đồ 2 (do hiệu quả của các cơng trình UASB và mương oxy hĩa xử lý N, P). Xây dựng hồ kết hợp dự trữ nước, nuơi trồng thủy sản và ổn định nước thải.
4.3.2. Sự phù hợp của quy trình cơng nghệ đề xuất đối với địa bàn tỉnh Bình Phước
Do điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội của Bình Phước, nên quy trình cơng nghệ đề xuất phải đáp ứng các tiêu chí chính sau:
Thứ nhất, quy trình cơng nghệ đề xuất phải cĩ các cơng trình đơn vị khơng
chỉ cĩ khả năng xử lý được COD, BOD mà cịn xử lý được các chất N,P trong nước thải chăn nuơi heo. Đây là yêu cầu bắt buộc mà các cơ sở chăn nuơi trên địa bàn tỉnh Bình Phước phải tuân theo. Bởi vì, do điều kiện địa hình, Bình phước nằm trên thượng lưu 3 con sơng lớn. Các con sơng này là nguồn cung cấp nước sinh hoạt tưới tiêu quan trọng cho các tỉnh hạ lưu như Đồng Nai, Bình Dương, Thành Phố Hồ Chí Minh. Nếu nguồn chất thải phát sinh từ hoạt động chăn nuơi heo khơng được xử lý triệt để trước khi thải ra mơi trường, thì sẽ ảnh hưởng rất lớn tới hoạt động sản xuất và sinh hoạt của cộng đồng dân cư.
Các con sơng lớn ở Bình Phước như sau:
Sơng Bé: Chảy dài dọc theo trung tâm tỉnh theo hướng Bắc Nam, chảy qua các huyện Phước Long, Bù Đốp, Lộc Ninh, Bình Long, Chơn Thành, Đồng Phú và chảy về tỉnh Bình Dương. Trên dịng sơng Bé đã quy hoạch 4 cơng trình thủy lợi lớn theo 4 bậc thang: thủy điện Thác Mơ, Cần Đơn, Srok Phú Miêng và Phước Hịa. Hiện nay cơng trình thủy điện Thác Mơ (1,47 tỷ m3) đã đưa vào sử dụng từ năm 1995. Các cơng trình đã thi cơng xây dựng: Srock Phú Miêng, Cần Đơn; cơng trình Phước Hịa đang trong giai đoạn xây dựng.
Sơng Sài Gịn (rạch Chàm): Là ranh giới giữa tỉnh Bình Phước, tỉnh Tây Ninh và tỉnh Bình Dương. Trên sơng này đã hình thành hồ Dầu Tiếng, một hồ tưới lớn nhất vùng Đơng Nam Bộ với diện tích mặt hồ khoảng 20.000 ha và dung tích khoảng 1,5 tỷ m3
nước.
Sơng Đồng Nai: Là ranh giới giữa tỉnh Bình Phước và tỉnh Lâm Đồng. Trên dịng sơng này hình thành thủy điện Trị An.
Nhận xét:
Quy trình cơng nghệ đề xuất cĩ chọn lựa đồng thời các cơng trình nhằm giảm nồng độ BOD, COD ( Biogas, bể kỵ khí giá thể sơ dừa, bể aerotank) đồng thời cũng giảm lượng N,P ( Anoxic)
Thứ hai, do điều kiện kinh tế của các hộ gia đình và của các trang trại chăn
nuơi heo quy mơ cơng nghiệp cịn khĩ khăn. Vì vậy, địi hỏi cơng nghệ đề xuất cần phải cĩ chi phí đầu tư thấp và chi phí vận hành thấp. Cĩ như vậy thì mới được áp dụng vào thực tiễn.
Nhận xét:
Quy trình cơng nghệ đề xuất bể lọc kỵ khí sơ dừa được phủ bằng HDPE và hồ sinh học. Bể kỵ khí cĩ khả năng giảm một lượng lớn COD, BOD mà chi phí năng lượng để vận hành khơng đáng kể. Bên cạnh đĩ, khi thi cơng bằng vật liệu HDPE sẽ tiết kiệm được nhiều chi phí so với dùng bê tơng. Trong khi đĩ, vật liệu sơ dừa rẻ tiền và cĩ thể được cung cấp tại địa phương.
Thứ ba, do đặc thù của tỉnh Bình Phước là tỉnh đất rộng người thưa. Nên hầu
hết các trang trại chăn nuơi heo đều cĩ diện tích rất lớn. Đây là điều kiện thích hợp cho việc ứng dụng các cơng trình xử lý nước thải tự nhiên như hố sinh học.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
A. KẾT LUẬN
1. Hầu hết các hộ gia đình và các trang trại chăn nuơi heo quy mơ cơng nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Phước đều cĩ bể biogas để xử lý chất thải chăn nuơi heo. Qua khảo sát phân tích nước thải trước và sau bể biogas cho thấy
- Hiệu suất xử lý của bể biogas tại các cơ sở chăn nuơi hộ gia đình rất thấp và cĩ sự chênh lệch lớn với các cơ sở khác nhau. Các chỉ tiêu COD, BOD5 , TSS, tổng coliform chỉ được giảm từ 7,5 – 38,6%.
- Hiệu suất xử lý của bể biogas tại các trang trại chăn nuơi heo quy mơ cơng nghiệp chưa cao. Các chỉ tiêu COD, BOD5 , tổng coliform chỉ được giảm từ 28,3 – 70,6%.
- Hiệu suất xử lý COD, BOD5 , tổng coliform của bể aerotank tại các hệ thống xử lý nước thải trang trại chăn nuơi heo quy mơ cơng nghiệp cao. Nhưng hiệu xuất xử lý N,P cịn thấp.
Do đĩ, chất lượng nước đầu sau xử lý cảu các cơ sở chăn nuơi cịn cao gấp nhiều lần so với quy chuẩn xả thải.
1. Tính tốn được cơng thức tổng quát để thiết kế bể biogas và bể lọc kỵ khí sơ dừa dựa vào chủng loại và số lượng heo nuơi trong một cơ sở chăn nuơi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. Đề xuất sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải chăn nuơi heo cho các hộ gia đình và các trang trại chăn nuơi heo quy mơ cơng nghiệp.
B. KIẾN NGHỊ
Do nội dung nghiên cứu của luận văn chỉ tập trung vào cơng nghệ xử lý nước thải. Do đĩ, trong thời gian tới cần điều tra, bổ sung thêm các nghiên cứu nhứng nguồn ơ nhiễm khác như khí thải, chất thải rắn để hồn thiện quy trình cơng nghệ xử lý chất thải của nghành chăn nuơi.
Ngồi các biện pháp cơng nghệ để xử lý chất thải trong quá trình chăn nuơi thì các biện pháp quản lý hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu chất ơ nhiễm, kiểm sốt ơ nhiễm mơi trường tốt hơn. Nên hai phương pháp này cần được tiến hành song song nhằm đạt hiệu quả quản lý chất thải chăn nuơi heo tốt nhất.
Cần phải cĩ chương trình giám sát mơi trường định kỳ chặt chẽ, cĩ như vậy mới đánh giá chất lượng nước thải chính xác. Từ đĩ, đưa ra những biện pháp kịp thời, phù hợp nhằm quản lý tốt nhất nguồn ơ nhiễm. Bên cạnh đĩ, các cơ quan quả lý mơi trường cần kết hợp với ngành y tế để theo dõi diễn biến sức khỏe cộng đồng xung quanh khu vực chăn nuơi nhằm đề phịng dịch bệnh lây lan.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]Stanley E.manahan, Fundamental of enviromental chemistry, nineth edition, Boca Raton, NXB Press LLC, 2011, 546 - 554.
[2]Nguyễn Văn Phước, Giáo trình xử lý nước thải và sinh hoạt bằng phương pháp sinh học, Hà Nội, NXB Xây dựng, 2007, 210 - 215.
[3]Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, Cơng nghệ sinh học mơi
trường / Cơng nghệ xử lý nước thải, Thành Phố Hồ Chí Minh, NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2003, 153 - 164.
[4]Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp/ Tính tốn thiết kế cơng trình , Tái bản lần thứ 3, TP. Hồ Chí Minh, NXB Đại Học Quốc Gia, 2006, 110 - 127.
[5]George Techobanoglous, Franklin R. Burton, H. David Stensel, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, fourth edition ( Tái bản cĩ sữa chữa, NewYork, NXB Metcalf & Eddy, 2003), 356 - 398.
[6]Ahn Young-Ho, Sustainable nitrogen elimination biotechnologies: A review, Process Biochemistry, 2006, 1709-1721.
[7]Tơn Thất Lãng: Bùn hạt và những phương pháp đẩy nhanh quá trình tạo bùn hạt, 2004.
[8]Nguyễn Thị Hoa Lý: Một số vấn đề liên quan đến việc xử lý nước thải chăn nuơi, lị mổ, Tạp chí khoa học nơng nghiệp, năm 2005, số 5.
[9]E. Vaiopoulou, P. Melidis, A. Aivasidis. An activated sludge treatment plant for integrated removal of carbon, nitrogen and phosphorus, 2007, 192 – 199.
[10] Anthonisen A., Loehr C., Prakasam R. C., Srinath T. B., E. G., Inhibition of nitrification by ammonia and nitrous acid, J Water Pollut Control Fed, 1976, 835-852.
[11] Lawrence K. Wang, Norman C. Fereira, Yung – Tse Hung. Biological
[12] W. Gujer, A. J. B. Zenhnder. Conversion process in anaerobic digestion, Wat. Sci. Technol. Vol. 15. No.1, (1982) .127-135.
[13] Wiesmann U., 1994, Biological nitrogen removal from wastewater. Adv Biochem Eng Biotechnol, 51:113-154.
[14] A.C.Van Haandel,G.Lettinga: Anaerobic sewage: established
technologies and perspectives. Wat. Sci. Technol. Vol.45.No.10, (2002) pp181-186]
[15] The Society for engineering in agricultura, food and biological systems: Comparison of Plastic Trickling Filter Media for the Treatment of Swine Lagoon Effluent, 2001.
[16] Trịnh Xuân Lai: Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải, Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2000, 124 – 176.
[17] W. Gujer, A. J. B. Zenhnder. Conversion process in anaerobic digestion, Wat. Sci. Technol. Vol. 15. No.1, (1982) pp.127-135.
[18] J.Yan, Y.Y. Hu. Partial nitrification to nitrite for treating ammonium- rich organic wastewater by immobilized biomass system. Bioresource Technology 100 (2009) 2341-2347.
[19] Fuerst J. A., Intracellular compartmentation in planctomycetes, Annu Rev Microbiol, 2005, 299-328.
[20] D. K. Lee, Mechanism and kinetics of the catalytic oxidation of aqueous ammonia to molecular nitrogen, Environ. Sci. Technol, 2003. 5745-5749.
[21] Đỗ Hồng Lan Chi, Lâm Minh Triết,, Vi sinh vật mơi trường, (tái bản
PHỤ LỤC (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
PHỤ LỤC 1: HÌNH ẢNH QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
Hình 1: Bể lắng 2 hệ thống xử lý nước thải trang trại heo Bù Gia Mập
Hình 3: Bể Aerotank hệ thống xử lý nước thải trang trại Bù Gia Mập
Hình 5: Nước thải sau hầm Biogas trại heo hộ Lê Thị Trang