Nghiên cứu hành động giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ tập trung khu vực hà nội nghiên cứu điển hình tại lò giết mổ vạn phúc

Đối với vấn đề xử lý nước thải ở các lò giết mổ thì Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu như: Nghiên cứu xử lý nước thải lò mổ gia súc, gia cầm tập trung bằng kỹ thuật sinh học do

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

ĐÀO THỊ THU HƯƠNG

NGHIÊN CỨU HÀNH ĐỘNG GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRONG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÒ GIẾT MỔ TẬP TRUNG KHU VỰC HÀ NỘI -

NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH TẠI LÒ GIẾT MỔ VẠN PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Hà Nội – 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU HÀNH ĐỘNG GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRONG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÒ GIẾT MỔ TẬP TRUNG KHU VỰC HÀ NỘI -

NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH TẠI LÒ GIẾT MỔ VẠN PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: TS Bạch Quang Dũng

TS Đinh Thái Hưng

Hà Nội – 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Bạch Quang Dũng, TS Đinh Thái Hưng, không sao chép của người khác Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách

Đào Thị Thu Hương

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Biến đổi khí hậu “Nghiên cứu hành động giảm

nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ tập trung khu vực Hà Nội –

nghiên cứu điển hình tại lò giết mổ Vạn Phúc” đã hoàn thành tháng 10 năm 2015

Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được

rất nhiều sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia đình

Trước hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo TS

Bạch Quang Dũng, TS Đinh Thái Hưng đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ trong quá

trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Thầy, Cô giáo Khoa Sau đại học

– Đại học Quốc gia Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và hướng

dẫn trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Tác giả cũng chân thành cám ơn anh chị đồng nghiệp, bạn bè ở Trung tâm Biến

đổi khí hậu, Trung tâm Nghiên cứu Đào tạo Việt Nam – Hàn Quốc – Viện Khoa học

Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã hỗ trợ chuyên môn, thu nhập tài liệu liên

quan để luận văn được hoàn thành.Xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo Công ty

TNHH An Thịnh – lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội đã tạo điều kiện cho tác giả

trong việc khảo sát, lấy mẫu phục vụ đề tài luận văn

Trong khuôn khổ một luận văn, do thời gian và điều kiện hạn chế nên không

tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóp góp

quý báu của các thầy cô và các đồng nghiệp

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả

Đào Thị Thu Hương

i

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN, CƠ SỞ LÝ LUẬN 3

1.1.Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải giết mổ 3

1.1.1.Những nghiên cứu nước ngoài 3

1.1.2.Những nghiên cứu trong nước 5

1.2.Cơ sở khoa học của phương pháp xử lý nước thải giết mổ áp dụng công nghệ sinh học 7

1.2.1.Bản chất của giải pháp công nghệ sinh học 7

1.2.2.Kỹ thuật để triển khai giải pháp công nghệ trong xử lý nước thải giết mổ 8

1.2.3.Về công nghệ thu hồi khí biogas tạo năng lượng 11

1.3.Hiện trạng xử lý nước thải từ các lò giết mổ tập trung khu vực Hà Nội 12

CHƯƠNG 2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1.Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ từ lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội 15

2.1.1.Khảo sát lấy mẫu 15

2.1.2.Nghiên cứu phương pháp tiền xử lý nước thải giết mổ 15

2.1.2.1.Nghiên cứu tách loại các thành phần khó phân hủy: lông, cát, mỡ 16

2.1.2.2.Nghiên cứu khảo sát điều kiện xử lý tăng cường bằng phương pháp hóa lý và khả năng xử lý của vi sinh vật đối với nước thải giết mổ tại lò mổ 17

2.1.3.Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ 20

2.1.3.1.Nghiên cứu xử lý sinh học kị khí để xử lý nước thải giết mổ 20

2.1.3.2.Phương pháp nghiên cứu xử lý sinh học hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ 22

2.1.3.3.Phương pháp nghiên cứu kết hợp xử lý sinh học kị khí và hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ 23

ii

2.2.Nghiên cứu phương pháp tính toán, thiết kế hệ thống thu hồi và xử lý khí sinh

học 25

2.2.1.Hệ thống thu khí sinh học 25

2.2.1.1.Cấu tạo của hệ thống thu khí sinh học 25

2.2.1.2.Thử độ kín và thử áp lực hệ thống thu hồi khí sinh học 26

2.2.2.Phương pháp nghiên cứu làm sạch khí –tiền xử lý khí sinh học 26

2.3.Phương pháp nghiên cứu tiềm năng điện năng, nhiệt năng và khí nâng của khí biogas - Sử dụng khí biogas làm năng lượng tái tạo 27

2.3.1.Công nghệ sử dụng biogas cho hệ thống xử lý nước thải 27

2.3.2.Cơ sở tính toán điện năng sinh ra bởi biogas 28

2.3.3.Cơ sở tính toán lượng biogas phục vụ làm khí nâng 29

CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.1.Xử lý nước thải giết mổ từ lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội 31

3.1.1.Kết quả phân tích đặc tính, thành phần nước thải lò giết mổ tập trung 31

3.1.2.Kết quả nghiên cứu tiền xử lý nước thải lò giết mổ tập trung 32

3.1.2.1.Kết quả nghiên cứu tách loại các thành phần khó phân hủy: lông, cát, mỡ 32

3.1.2.2.Kết quả khảo sát điều kiện xử lý tăng cường bằng phương pháp hóa lý và khả năng xử lý của vi sinh vật đối với nước thải giết mổ tại lò mổ 32

3.1.3.Kết quả nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ 35

3.1.3.1.Kết quả nghiên cứu xử lý sinh học kị khí để xử lý nước thải giết mổ 35

3.1.3.2.Kết quả nghiên cứu xử lý sinh học hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ 38

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……… 41

3.2.Thiết kế, vận hành hệ thống thu hồi và tiền xử lý khí sinh học 44

3.2.1.Hệ thống thu khí sinh học 44

3.2.1.1.Kết quả vận hành hệ thống thu khí sinh học 44

3.2.1.2.Nhận xét kết quả thu khí sinh học 48

3.2.2.Kết quả của phương pháp tiền xử lý khí sinh học 48

3.2.2.1.Xác định lưu lượng khí 48

iii

3.2.2.2.Hiệu quả xử lý khí bằng nước 49 3.2.2.3.Hiệu quả xử lý khí bằng dung dịch NaOH 50 3.2.2.4.Bộ lọc khí sinh học từ các vật liệu tái chế 51

3.3.Kết quả nghiên cứu tiềm năng sử dụng khí biogas - Chuyển hóa biogas thành điện năng 52 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1.Sơ đồ nguyên lý công nghệ xử lý nước thải giết mổ của HUBE[26] 4

Hình 1.2.Sơ đồ nguyên lý công nghệ xử lý nước thải giết mổ của tại Phitsanulok, Thái Lan [23] 5

Hình 2.1.Hoạt động của lò giết mổ tập trung 15

Hình 2.2.Hệ thống lưới tách chất chất lơ lửng từ nước thải giết mổ 17

Hình 2.3.Thí nghiệm nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chất keo tụ 18

Hình 2.4.Thí nghiệm nghiên cứu sự nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinhvật hiếu khí đối với nước thải tại lò giết mổ 19

Hình 2.5.Thí nghiệm nghiên cứu sự nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinhvật yếm khí đối với nước thải tại lò giết mổ 20

Hình 2.6.Sơ đồ xử lý kị khí các hợp chất hữu cơ 21

Hình 2.7.Mô hình hệ thống xử lý kị khí nước thải giết mổ gia súc được thiết kế trong phòng thí nghiệm 22

Hình 2.8.Mô hình hệ thống xử lý hiếu khí nước thải giết mổ gia súc được thiết kế trong phòng thí nghiệm 23

Hình 2.9.Mô hình kết hợp hệ thống xử lý kị khí và hệ thống xử lý hiếu khí nước thải giết mổ gia súc được thiết kế trong phòng thí nghiệm 25

Hình 2.10.Phương pháp nghiên cứu tiền xử lý khí sinh học 27

Hình 2.11.Sơ đồ công nghệ chuyển đổi biogas thành khí nâng và điện năng 28

Hình 3.1.Ảnh hưởng của các chất keo tụ đối với nước thải giết mổ 33

Hình 3.2.Ảnh hưởng của vi sinh vật hiếu khí đến nước thải giết mổ 34

Hình 3.3.Ảnh hưởng của vi sinh vật yếm khí phân hủy nước thải lò mổ 35

Hình 3.4.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý COD sau bể kị khí 36

Hình 3.5.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý BOD sau bể kị khí 36

Hình 3.6.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TN sau bể kị khí 37

Hình 3.7.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý NH4 sau bể kị khí 37

Hình 3.8.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TP sau bể kị khí 38

v

Hình 3.9.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý COD sau sau hệ thống hiếu khí 39

Hình 3.10.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý BOD sau hệ thống hiếu khí 39

Hình 3.11.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TN sau hệ thống hiếu khí 40

Hình 3.12.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý NH4 sau hệ thống hiếu khí 40

Hình 3.13.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TP sau hệ thống hiếu khí 41

Hình 3.14.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý COD sau hệ thống kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí 42

Hình 3.15.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý BOD sau hệ thống kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí 43

Hình 3.16.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TN sau hệ thống kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí 43

Hình 3.17.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý NH4 sau hệ thống kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí 44

Hình 3.18.Biểu đồ biểu thị kết quả xử lý TP sau hệ thống kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí 44 Hình 3.19.Đồ thị biểu diễn tỷ lệ thành phần khí sinh ra 45

Hình 3.20.Thành phần khí trong giai đoạn phân hủy mạnh nhất (ngày thứ 28 - 35) 45

Hình 3.21.Hấp thụ khí CO2 và H2S trong quá trình phân tích hàm lượng 49

Hình 3.22.Hiệu quả xử lý CO2 bằng phương pháp hấp thụ vào nước 50

Hình 3.23.Hiệu quả xử lý H2S bằng dung dịch NaOH 50

Hình 3.24.Hiệu quả xử lý CO2 bằng dung dịch NaOH 51

Hình 3.25.Đồ thị hiệu quả xử lý H2S bằng phoi sắt 51

Hình 3.26.Tỷ lệ lượng điện so với biogas và CH4 phát sinh hàng ngày 53

vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.Phát sinh nước thải và thành phần nước thải 13

Bảng 2.1.Thành phần các chất trong thí nghiệm nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chất keo tụ 17

Bảng 2.2.Thành phần các chất trong thí nghiệm nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinh vật hiếu khí đối với nước thải tại lò giết mổ 18

Bảng 2.3.Thành phần các chất trong thí nghiệm nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinh vật yếm khí đối với nước thải tại lò giết mổ 19

Bảng 2.4.Các thông số thời gian lưu nước, thời gian lưu b n và lưu lượng cấp khí cho phương pháp 25

Bảng 2.5.Yêu cầu chất lượng thành phần khí biogas sau xử lý theo mục đích sử dụng26 Bảng 2.6.Thành phần biogas sau khi xử lý 28

Bảng 3.1.Đặc điểm của nước thải giết mổ 32

Bảng 3.2.Giá trị các khí thành phần trong biogas thu được 46

Bảng 3.3.Thành phần khí sinh ra của quá trình xử lý nước thải lò giết mổ 48

Bảng 3.4.Lượng điện tiêu thụ cho hệ thống xử lý nước thải công suất 52

vii

DANH MỤC BẢNG PHỤ LỤC

Bảng 1.Kết quả xử lý COD sau hệ thống xử lý kị khí 59

Bảng 2.Kết quả xử lý BOD sau hệ thống xử lý kị khí 61

Bảng 3.Kết quả xử lý TN sau hệ thống xử lý kị khí 63

Bảng 4.Kết quả xử lý TP sau hệ thống xử lý kị khí 65

Bảng 5.Kết quả xử lý NH4 sau hệ thống xử lý kị khí 66

Bảng 6.Kết quả xử lý COD sau hệ thống xử lý hiếu khí 68

Bảng 7.Kết quả xử lý BOD sau hệ thống xử lý hiếu khí 70

Bảng 8.Kết quả xử lý TN sau hệ thống xử lý hiếu khí 72

Bảng 9.Kết quả xử lý NH4 sau hệ thống xử lý hiếu khí 74

Bảng 10.Kết quả xử lý TP sau hệ thống xử lý hiếu khí 76

Bảng 11.Kết quả xử lý COD sau hệ thống xử lý kị khí kết hợp hiếu 77

Bảng 12.Kết quả xử lý BOD sau hệ thống xử lý kị khí kết hợp hiếu khí 79

Bảng 13.Kết quả xử lý TN sau hệ thống xử lý kị khí kết hợp hiếu khí 81

Bảng 14.Kết quả xử lý TP sau hệ thống xử lý kị khí kết hợp hiếu khí 83

Bảng 15.Kết quả xử lý NH4 sau hệ thống xử lý kị khí kết hợp hiếu khí 85

Bảng 16.Hàm lượng BOD và COD trong nước thải giết mổ 87

Bảng 17.Hàm lượng COD và BOD trong nước thải giết mổ sau khi xử lý qua hệ thống kị khí kết hợp hiếu khí 88

Bảng 18.Lượng biogas, CH4, điện năng sinh ra trong từng ngày 88

1

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Phát thải khí nhà kính không chỉ do hoạt động sản xuất, sinh hoạt của con người

mà xảy ra ngay cả trong quá trình xử lý chất thải ô nhiễm, đặc biệt là đối với chất thải hữu cơ từ bệnh viện, làng nghề, sinh hoạt, lò giết mổ… Quá trình xử lý chất thải nói chung và nước thải nói riêng thường sinh ra một lượng lớn khí CH4, CO2 – là những khí gây ra sự nóng lên của trái đất – là một trong những nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu

Đối với việc giết mổ gia súc, các nguồn phát sinh nước thải trong hoạt động giết mổ như: nước rửa chuồng trại, nước nóng cạo lông, nước mổ có lẫn máu, nước làm lòng Hầu hết các công đoạn trong quá trình giết mổ đều sử dụng nước Do lượng nước sử dụng nhiều nên lượng nước thải thải ra môi trường là rất lớn (ước tính trung bình mỗi con heo giết mổ thải ra gần 0,5m3 nước thải)

Nước thải chủ yếu từ các cơ sở giết mổ bao gồm cả thịt, mỡ, một số phụ phẩm xương, nội tạng, da lông của các loại gia sức, gia cầm vì thế nên chứa nhiều thành phần hợp chất hữu cơ, các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính chất khác nhau Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nước đổ vào nguồn hoặc đưa tái sử dụng

Để đạt được những mục đích đó chúng ta thường dựa vào những đặc điểm của từng loại nước thải để chọn lựa phương pháp xử lý thích hợp Hiện nay tại các lò giết mổ gia súc hầu như đều không có hệ thống xử lý nước thải hoặc xây dựng mang tính chất đối phó Đó là những hệ thống xử lý rất đơn giản, đã xuống cấp hoặc không đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng Vì vậy việc nghiên cứu các phương pháp xử lý một cách triệt để, hiệu quả, có tính ứng dụng cao và thân thiện với môi trường là rất cần thiết

Vì vậy để không gây ô nhiễm môi trường, giảm phát thải khí nhà kính thì ngoài việc xử lý nước thải giết mổ hiệu quả cần có biện pháp nhằm thu khí mêtan thoát ra từ hoạt động này làm năng lượng tái tạo Luận văn được xây dựng với hướng nghiên cứu là: “Nghiên cứu hành động giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ tập trung khu vực Hà Nội – nghiên cứu điển hình tại lò giết mổ Vạn Phúc”

2

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Khảo sát, phân tích được thành phần, tỉ lệ các chất ô nhiễm trong nước thải của lò giết mổ Vạn Phúc, Hà Nội

- Nghiên cứu, đề xuất, xây dựng hệ thống xử lý nước thải của lò giết mổ

- Nghiên cứu thu hồi khí mêtan làm năng lượng tái tạo

3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu

Nước thải từ lò giết mổ gia súc tập trung

Chương 1: Tổng quan, cơ sở lý luận

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Kết luận

Tài liệu tham khảo

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN, CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.1 Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải giết mổ

1.1.1 Những nghiên cứu nước ngoài

Ở các nước phát triển, hoạt động giết mổ được tập trung trong các lò giết mổ với quy mô lớn, được kiểm soát chặt chẽ về mặt an toàn thực phẩm và xử lý môi trường Các chất thải từ lò mổ được phân thành loại riêng và được xử lý theo các phương pháp cụ thể và ph hợp tại nguồn hoặc tại hệ thống xử lý chung Chất thải rắn bao gồm các vụn thịt thừa, lông, da, xương, nội tạng Chất thải lỏng bao gồm nước thải từ quá trình giết mổ (có lẫn máu động vật, cặn, vụn thịt, vụn xương,dầu mỡ, chất tẩy rửa, muối để ướp, nước tiểu của gia súc ) Sau đó, chất thải rắn và chất thải lỏng được đem xử lý bằng các công nghệ xử lý chất thải riêng biệt Tại hầu hết các nước phát triển đều có hệ thống xử lý nước thải tập trungcho nước thải toàn thành phố (hoặc của quận, huyện) Nước thải giết mổ cũng có thể được vận chuyển đến nhà máy xử lý nước thải tập trung và được xử lý tại đây Đối với lò giết mổ tại các thành phố hoặc các v ng nông thôn không có hệ thống xử lý nước thải tập trung, thì các nơi đó phải có các công nghệ xử lý nước thải tại nguồn Tương tự như vậy đối với chất thải rắn, t y vào vị trí và quy mô của lò giết mổ mà chất thải rắn sẽ được đưa đến nơi xử lý tập trung hay xử lý tại nguồn

Công ty tư vấn xử lý môi trường HUBER của Đức đã thiết kế và triển khai xây dựng hệ thống xử lý chất thải từ các lò giết mổ, nhà máy chế biến thực phẩm ở nhiều nước trên thế giới Hệ thống này có sử dụng kết hợp giữa phương pháp hóa lý và phương pháp màng kết hợp với bể sinh học (MBR) B n thải từ quá trình xử lý hiếu khí (trong hệ thống MBR) được đưa đến nhà máy xử lý kỵ khí thu biogas để xứ lý.Hệ thống này có sử dụng MBR, một hệ thống xử lý tiến tiến có sử dụng màng lọc, chất lượng nước sau xử lý của hệ thống MBR thường đạt tiêu chuẩn rất cao Hiệu suất xử lý của hệ thống cho lò giết mổ sau xử lý hóa lý dầu mỡ loại bỏ được 80-90%, chất rắn lơ lửng 90%, BOD 70-80% Sau hệ thống MBR, việc loại bỏ của các thành phần có thể đạt tới hơn 99%

4

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý công nghệ xử lý nước thải giết mổ của HUBE [26]

Công nghệ này đã được công ty áp dụng cho việc xử lý nước thải cho các lò giết mổ và nhà máy chế biến thực phẩm của nhiều nước trên thế giới như: lò mổ Ingolstad ở Đức lò giết mổ Hinwil ở Thụy Sĩ, lò giết mổ Medinat Zaved ở Các tiểu Vương quốc Ả Rập, lò giết mổ Carnes Dar ở Chi lê, nhà máy chế biến thực phẩm Pepsico ở Ác hen ti na

Ở Thái Lan, hệ thống được áp dụng cho lò giết mổ Phitsanulok của Thái Lan được kết hợp giữa hệ thống xử lý chất thải rắn và xử lý nước thải B n thải trong quá trình xử lý hiếu khí và kỵ khí của nước thải được đưa sang quá trình xử lý kỵ khí thu biogas trong quá trình xử lý chất thải rắn Trong khi đó, nước thải (sau khi tách nước

từ b n thải bể kỵ khí xử lý chất thải rắn) được đưa sang hệ thống xử lý nước thải để xử

lý Đây là một hệ thống có sự kết hợp đồng bộ giữa xử lý nước thải và chất thải rắn lò giết mổ, có thể mang lại hiệu quả cao B n thải từ quá trình xử lý nước thải đưa vào bể biogas để gia tăng thêm lượng khí thu được, đồng nghĩa với việc tận thu thêm năng lượng, và xử lý triệt để vấn đề về môi trường

Ở một số các lò giết mổ ở Bắc Mỹ (Mỹ, Canada) và một số các lò giết mổ ở Châu Âu trước đây có sử dụng hệ thống xử lý nước thải theo quy trình hóa lý: nước thải keo tụ tuyển nổi Hệ thống này có khả năng xử lý đến 90% COD và một lượng lớn các chất hữu cơ như Nito và Phospho

Hiện nay trên thế giới, các công nghệ đang chuyển dần về khai thác ứng dụng giải pháp công nghệ sinh học, do chúng thân thiện hơn với môi trường, ít sử dụng hóa chất và không tạo ra các chất thải thứ cấp có thể gây ảnh hưởng tới môi trường Các

Lưới chắn rác Xử lý hóa lý (keo tụ,

kếttủa , trung hòa) Hệ thống (MBR )

Tùy tiêu chuẩn nước mà hệ thống MBR có sử dụng hay không

B n thải từ xử lý hiếu khí

Bể biogas

(xử lý kỵ khí)

5

giải pháp kỹ thuật xử lý nước thải điển hình hiện nay cho lò giết mổ tập trung trên thế giới: giải pháp bể phản ứng sinh học hiếu khí, giải pháp công nghệ phân hủy yếm khí treo b n hoạt tính, giải pháp công nghệ dạng màng sinh học, công nghệ xử lý nước thải bể sinh học kết hợp với màng lọc

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý công nghệ xử lý nước thải giết mổ của tại Phitsanulok, Thái Lan [23]

1.1.2 Những nghiên cứu trong nước

Ô nhiễm nước thải từ hoạt động giết mổ bao gồm cả 3 dạng là: ô nhiễm hữu cơ trực tiếp (nước tiểu gia súc trước giết mổ, nước sử dụng trong giết mổ hòa lẫn với tiết

và phân gia súc, nước thải sinh hoạt cục bộ ); ô nhiễm sinh học trực tiếp (do vi sinh vật có hại và cả mầm bệnh thải ra từ các gia súc gia cầm bị giết mổ, từ nguồn nhân lực không được kiểm tra sức khỏe định kỳ ph hợp) và ô nhiễm sinh học thứ phát (do điều kiện giết mổ mất vệ sinh đã tạo ra môi trường cho hệ vi sinh vật có hại phát triển b ng phát, mầm bệnh phát triển và lây lan, nhất là các nhóm vi sinh vật nhạy cảm và các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là các loài vi sinh vật gây bệnh nguy hiểm như tả, lỵ thương hàn ) Hàm lượng chất hữu cơ, chất béo và chất rắn lơ lửng trong nước thải giết mổ là khá cao Hàm lượng BOD, COD, SS của nước thải giết mổ trung bình lần lượt là 1800 mg/l, 2700 mg/l và 810 mg/l; lượng coliform là 25000x103

MPN/100 ml.[7] Ngoài ra nước thải giết mổ còn chứa một lượng lớn muối ăn (NaCl) và dầu mỡ phát sinh trong quy trình giết mổ Thành phần nước thải tại các cơ sở giết mổ gia súc ở Việt Nam bao gồm: hàm lượng BOD, COD, SS, Photpho, nito khá cao, bên cạnh đó còn chứa một hàm lượng muối lớn và mầm bệnh như là vi khuẩn Samonella, Shigella,

ký sinh trùng, amip, nang bào, dư lượng thuốc trừ sâu, các độc chất… từ thức ăn của gia súc còn lại trong phân và nội tạng

6

Chính vì vậy để cải thiện chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm cũng như vấn

đề ô nhiễm môi trường thì việc triển khai xây dựng các lò giết mổ tập trung và đặc biệt

là nghiên cứu, áp dụng các phương pháp xử lý chất thải giết mổ là rất cần thiết và quan trọng

Ở một số thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh đã và đang cho xây dựng các lò giết mổ tập trung tạo điều kiện cho công tác quản lý cả chất lượng sản phẩm trước và sau khi giết mổ cũng như xử lý chất thải thải ra từ hoạt động này trước khi xả vào môi trường Giải pháp pháp công nghệ xử lý phổ biến do các công ty tư vấn nhà nước và tư nhân cho xử lý nước thải lò giết mổ như sau:

Nước thải giết mổ gia súc Tách rác thô Bể tiếp nhận  Bể lắng cát  Bể điều hòa  Bể tuyển nổi  Bể trung gian  Bể UASB  Bể sinh học hiếu khí  Bể lắng thứ cấp Bể khử tr ng  Nước thải ra

Quá trình trên được thực hiện qua nhiều công đoạn, chí phí đầu tư và vận hành khá cao nhưng chất lượng nước thải sau khi xử lý lại dễ bị biến động và thường không đạt ngưỡng yêu cầu về chất lượng

Đối với vấn đề xử lý nước thải ở các lò giết mổ thì Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu như:

Nghiên cứu xử lý nước thải lò mổ gia súc, gia cầm tập trung bằng kỹ thuật sinh

học do Nguyễn Hồng Khánh và nhóm tác giả thuộc (Viện Công nghệ Môi trường,

Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam thực hiện năm 2007-2008) đã phát triển được quy trình công nghệ xử lý nước thải lò giết mổ gồm: xử lý đông keo tụ, xử lý kỵ khí ABR, xử lý kỵ khí, hiếu khí và xử lý bằng thực vật lau sậy Nghiên cứu đã được nghiệm thu với hiệu quả xử lý cao tuy nhiên chưa được áp dụng rộng rãi do chi phí vận hành cao và chưa có giải pháp thu hồi năng lượng

“Nghiên cứu sử dụng cỏ Vertiver để xử lý nước thải từ các bãi rác và nước thải sản xuất” của thạc sĩ Huỳnh Tấn Vụ và các cộng sự có áp dụng cho cơ sở lò giết mổ và đạt một số kết quả khả quan: sau 28 tháng sử dụng chất rắn lơ lửng trong nước giảm được 73% và đạt tỉ lệ xử lý BOD, COD và SS cao[6] Phương pháp này có ưu điểm là

rẻ tiền, vốn đầu tư và vận hành thấp, thân thiện với môi trường Tuy nhiên phương pháp này gặp một số các nhược điểm lớn là không giải quyết triệt để ô nhiễm do nước

7

thải giết mổ gây ra (hàm lượng BOD, COD sau xử lý vẫn cao), tốn nhiều diện tích để trồng cỏ và lượng cỏ phát triển sau khi hấp phụ phải đem đi chôn lấp ở tại các bãi rác hoặc đốt, do đó, có khả năng gây ô nhiễm môi trường thứ cấp

“ Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng quá trình sinh học hiếu khí thể bám trên vật liệu polyme tổng hợp” của nhóm tác giả trường Đại học Khoa học, Đại học Huế đã thu được một số kết quả đáng chú ý Với mức pha loãng đến nồng độ COD đầu vào 560 mg/l, hệ thống đã đạt hiệu quả loại COD gần 90%, cho đầu ra đạt loại B và xấp xỉ loại A theo TCVN 5945:2005

Thực tế, việc xử lý nước thải cho các lò giết mổ ở Việt Nam nói chung vẫn chưa được chú ý đúng mức Các công nghệ xử lý ngoài thực tiễn và kể cả trong các đề tài nghiên cứu vẫn chưa đồng bộ và chưa đạt được hiệu quả ứng dụng như mong muốn Bởi vậy việc nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải từ lò mổ áp dụng công nghệ sinh học, thân thiện với môi trường và mang tính ứng dụng cao đặc biệt là tận thu được năng lượng, giảm phát thải là một nghiên cứu mang tính cấp thiết

1.2 Cơ sở khoa học của phương pháp xử lý nước thải giết mổ áp dụng công nghệ sinh học

1.2.1 Bản chất của giải pháp công nghệ sinh học

Giải pháp công nghệ sinh học là giải pháp khai thác thác năng lực của các đối tượng sinh học (trong đó chiếm ưu thế là vi sinh vật) để chuyển hóa các chất ô nhiễm thành các cấu tử thứ cấp ít ô nhiễm hơn đến hoàn toàn thân thiện với môi trường, hoặc qua đó tạo ra điều kiện công nghệ ph hợp hơn để dễ dàng loại bỏ chất ô nhiễm khỏi môi trường Các cấu tử hữu cơ ô nhiễm trong các cơ sở giết mổ được cấu thành chủ yếu từ protit, gluxit, lipit và các cấu tử cấu thành tương ứng của chúng, dưới dạng các cấu tử hòa tan và các cấu tử không hòa tan Vi sinh vật chỉ có thể hấp thu và chuyển hóa được các cấu tử thức ăn hòa tan trong môi trường [9, 15] Vì vậy, quá trình chuyển hóa sinh học ba thành phần cơ bản này khi ở dạng chưa hòa tan bao giờ cũng bắt đầu

từ quá trình thủy phân ngoại bào vật liệu hữu cơ trên thành các đơn vị cấu trúc tương ứng hòa tan trong môi trường (các loại đường, axit amin, glyxerin và các axit béo ) Tiếp theo, các loài vi sinh vật tương ứng sẽ hấp thu và chuyển hóa tiếp tục các vật liệu dinh dưỡng này thành các cấu tử thứ cấp (để qua đó vi sinh vật thu nhận vật liệu cấu trúc cơ thể và năng lượng cho nhu cầu sống, sinh trưởng - phát triển và hoạt động sinh

8

sản) và một phần thành các cấu tử thoát ra khỏi môi trường chuyển hóa (cấu tử khí bay lên, hay cặn kết tủa bền) T y thuộc vào đặc tính sinh học của chủng vi sinh vật và điều kiện môi trường xử lý, quan hệ hấp thu và chuyển hóa của chủng vi sinh vật – cấu

tử bị chuyển hóa hết sức đa dạng; Nghĩa là các loài vi sinh vật khác nhau trong điều kiện sống nhất định hấp thu và chuyển hóa được những cấu tử tương ứng khác nhau

Để chuyển hóa triệt để và hiệu quả các cấu tử hữu cơ ô nhiễm cần có sự tham gia của nhiều loài vi sinh vật khác nhau tồn tại và phát triển trong các hệ thống xử lý tương ứng Cơ chế quá trình chuyển hóa này có thể là các chuyển hóa sinh học trực tiếp (do

vi sinh vật sử dụng được chất ô nhiễm làm nguồn cung cấp năng lượng hay vật liệu để xây dựng tế bào), phân hủy gián tiếp (do quá trình trao đổi chất của vi sinh vật đã tạo

ra các chất hoặc tạo ra môi trường làm phân hủy kéo theo chất ô nhiễm, thí dụ: tạo kết tủa trực tiếp, tạo phức với ái lực hấp phụ tạo b n cao, hay phản ứng tạo sản phẩm bay hơi), do quá trình tích tụ (do vi sinh vật hấp thu và tích lũy trong tế bào, hay chỉ hấp phụ giữ lại trên bề mặt tế bào); hoặc nhờ các chuyển hóa tích hợp của các hiệu ứng trên [9, 20] Hệ vi sinh vật tự nhiên và phát triển thuận lợi trong môi trường chất thải hữu cơ từ các cơ sở giết mổ chiếm vị thế chủ đạo thường là vi khuẩn, với ưu thế cả về

số lượng và năng lực phân giải Người ta đã xác định được nhiều loài vi khuẩn có năng lực chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ điển hình như: các chủng vi khuẩn thuộc các giống: Bacillus, Lactobacillus, Pseudomonas, Algaligenes, Clostridium, Flavobacterium, Cytophaga, Micrococcus, Ruminococcus, Methalobacterium, Arthrobacter, Achromobacter, Spirochaeta [20, 21]

1.2.2 Kỹ thuật để triển khai giải pháp công nghệ trong xử lý nước thải giết mổ

Trong hầu hết các hệ thống xử lý nước thải hiện nay trên thế giới, giải pháp sinh họcthường được thiết kế giữ vai trò trung tâm cho hệ thống, kết hợp với một số

giải pháp kỹ thuật phụ trợ khác như cơ học, hóa học, hóa lý Các giải pháp kỹ thuật

xử lý nước điển hình hiện nay cho lò giết mổ tập trung trên thế giới:

+ Giải pháp bể phản ứng sinh học hiếu khí (aerated Reactor [27]): Ưu điểm lớn của dạng khai thác năng lực của hệ vi sinh vật hiếu khí là có thể chuyển hóa hoàn toàn chất hữu cơ thành sản phẩm cuối là CO2 và H2O Bể phản ứng sinh học hiếu khí là phương pháp khá cổ điển, tuy nhiên có thể cho hiệu quả khá cao Bể phản ứng hiếu khí được áp dụng cho xử lý nước thải giết mổ của lò giết mổ phía nam Quebec, Canada

9

vào năm 1985 Với BOD đầu vào từ 1500-3000 mg/L, BOD đầu ra luôn nhỏ hơn 50mg/l Tuy nhiên, giải pháp này tiêu tốn nhiều năng lượng vào khâu sục khí - khuấy trộn Trong thực tiễn, các cơ sở xử lý nước thải áp dụng giải pháp công nghệ hiếu khí này thường phối hợp với giải pháp phân hủy kỵ khí, dưới dạng xây dựng đồng thời một (hay một số) bể lên men hiếu khí tích cực nối tiếp hoặc song song, với các bể lên men kỵ khí (triệt để hoặc ở chế độ vi hiếu khí)

+ Giải pháp công nghệ phân hủy yếm khí treo b n hoạt tính (UASB - Upflow Anaerobic Sludge Blanket digestion technology [22]): Phương pháp này có những ưu điểm như: tiêu tốn ít năng lượng (do không phải sục khí), có thể thu được khí sinh học (năng lượng), có khả xử lý nước thải có hàm lượng BOD cao Tuy nhiên, với phương pháp này khả năng phân hủy thường không triệt để, thời gian lưu nước (xử lý) lâu hơn

so với bể hiếu khí Trong thực tiễn, giải pháp phân hủy UASB này có thể áp dụng riêng rẽ để phân hủy sơ bộ nguồn nước thải ô nhiễm cục bộ trong các nhà máy trước khi dẫn vào dòng thải chung, hay phối hợp với giải pháp bể phản ứng hiếu khí nêu trên trong các hệ thống xử lý nước thải với công suất xử lý đủ lớn, và có thể kết hợp thu khí sinh học Bể UASB là bể khá thống dụng và được áp dụng trên nhiều nơi trên thế giới đặc biệt là những nơi có điều kiện nắng ấm thuận lợi cho việc vận hành bể này Bởi vậy các nước lạnh như Canada không d ng bể kỵ khí để xử lý nước

+ Giải pháp thiết bị phản ứng khối tuần tự gián đoạn (SBR - Sequencing Batch Reactors [21]): là giải pháp khai thác năng lực phân hủy chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật trong b n hoạt động xử lý gián đoạn khép kín theo mẻ, tuần tự qua sáu giai đoạn chính nối tiếp nhau là: xử lý vi hiếu khí, xử lý hiếu khí, phản ứng tương tác, lắng gạn

và tách phân ly b n Ưu điểm của công nghệ này là giảm mức tiêu hao năng lượng vận hành hơn so với dạng thiết bị phản ứng hiếu khí tích cực và tiết kiệm diện tích xây dựng bể lắng thứ cấp; Tuy nhiên hiệu quả khai thác năng lực thiết bị cấp khí hạn chế,

do chỉ vận hành trong phần thời gian cần cung cấp ôxy cho quá trình Giải pháp này được sử dụng cho các lò giết mổ trên khắp nơi trên thế giới, trong đó có các lò giết mổ

ở các nước như Hoa Kỳ, Úc

+ Giải pháp công nghệ dạng màng sinh học (Biofilter system [23]): Các thiết bị dạng màng sinh học hiếu khí thường gặp là dạng th ng lọc sinh học (với nước thải được tưới chảy màng trên bề mặt vật liệu đệm /Trickling Filter system/; hay dạng có

10

thổi khí vào lớp vật liệu đệm cố định ngập trong nước thải /Aerated Upflow Fixed Bed Reactor/; hoặc dạng có thổi khí vào lớp vật liệu đệm lơ lửng trong nước thải /Aerated Moving Bed Reactor/) và dạng đĩa quay tiếp xúc (Rotating biological Contractor) Dạng thiết bị màng sinh học kỵ khí điển hình là màng sinh học kỵ khí cố định (Anaerobic Fixed Film Reactor) Mỗi dạng thiết bị phản ứng sinh học trên mang những đặc trưng riêng; Điểm chung của các thiết bị dạng màng là có đòi hỏi riêng về vật liệu đệm và yêu cầu đặc th khi xác lập chế độ làm việc cân bằng động cho hệ thống Các thiết bị phản ứng dạng màng nêu trên thường được ứng dụng để xử lý cục

bộ nước thải, hoặc đóng vai trò là một công đoạn trong hệ thống xử lý hiếu khí - vi hiếu khí và/hoặc kỵ khí phối hợp

+ Công nghệ xử lý nước thải bể sinh học kết hợp với màng lọc (MBR): Công nghệ MBR là công nghệ kết hợp giữa bể sinh học và màng lọc (thường là màng lọc ultra (UF) hoặc màng micro (MF)) Công nghệ MBR được giới thiệu trong xử lý nước thải từ những năm 1960, ngay sau khi công nghệ màng bắt đầu phát triển và có thể sản xuất được màng lọc UF và MF, và đã trở nên phổ biến trong xử lý nước thải hiện nay trên thế giới nhờ các tính năng ưu việt so với các phương pháp truyền thống như: thiết

kế gọn nhẹ, dễ vận hành và vận hành ổn định, loại bỏ được tất cả các chất rắn và chất

lơ lửng trong nước, duy trì được nồng độ sinh khối cao trong bể sinh học bởi vậy tăng hoạt động sinh học trong bể, loại bỏ được vi khuẩn và cho chất lượng nước cao hơn so với công nghệ truyền thống Thị trường công nghệ MBR trên thế giới tăng từ 216 tỷ đô

la Mỹ năm 2006 lên 363 tỷ đô la Mỹ năm 2010 Công nghệ MBR hiện nay được ứng dụng rộng rãi, và có triển vọng phát triển hơn nữa trong nhiều năm tới trên thế giới tuy nhiên ngành công nghệ này vẫn đối mặt với các thách thức, đặc biệt là thách thức trong việc ứng dụng của công nghệ này cho các nước đang phát triển, do chi phí năng lượng cho vận hành hệ thống (bơm tạo áp suất qua màng) và chi phí thay màng lọc (do đặc tính màng lọc bị tắc, lỗi phải thay thế sau một thời gian sử dụng) Hiện nay trên thế giới, đang có rất nhiều các nghiên cứu để nghiên cứu giải quyết vấn đề này nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống MBR và đồng thời xử lý nước hiệu quả cao hơn Hiện nay hệ thống MBR được ứng dụng khá nhiều nơi trên thế giới cho xử lý nước thải nói chung và xử lý nước thải lò giết mổ nói riêng Công ty Huber của Đức đã sử dụng công nghệ MBR cho nhiều lò giết mổ trên thế giới và đạt hiệu suất cao Trong quy mô phòng thí nghiệm, nhóm tác giả Gurel và Buyukunko đã chứng minh việc sử

11

dụng công nghệ MBR có thể xử lý tốt nước thải giết mổ với hiệu suất xử lý COD, tổng các bon hữu cơ (TOC), tổng nito và tổng phospho là 97%, 96%, 45% và 60%

1.2.3 Về công nghệ thu hồi khí biogas tạo năng lƣợng

Việc sử dụng phương pháp kỵ khí để chuyển hóa các chất hữu cơ tạo ra khí sinh học đã được nghiên cứu từ những năm cuối của thế kỷ 17 Kể từ khi đó, kỹ thuật tạo biogas từ phương pháp vi sinh kỵ khí ngày càng phát triển và được áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như: xử lý chất thải rắn hữu cơ, xử lý nước thải, tạo năng lượng từ các vật chất hữu cơ dễ phân hủy từ nông nghiệp Tại các nước như Thái Lan, Tanzania, Mỹ, Úc và các nước châu Âu, việc xử lý chất thải lò giết mổ và các chất thải hữu cơ khác bằng phương pháp kỵ khí thu biogas đã rất phổ biến Thành phần các khí chính trong chuyển hóa các chất hữu cơ bằng quá trình kỵ khí là CH4,

CO2, H2, N2 và H2S Trong đó thành phần chủ đạo là khí mêtan CH4 và CO2, tùy vào bản chất và thành phần vật liệu và điều kiện của quá trình kỵ khí mà tỷ lệ thành phần giữa các khí trong hỗn hợp khí sinh học trên có thay đổi Thường thì CH4 chiếm 40-75%, CO2 chiếm 20-60% thành phần khí biogas [24] Trên thế giới, kỹ thuật lên men thu biogas khá phổ biến và việc khai thác ứng dụng lên men kỵ khí các nguồn thải hữu

cơ thu biogas làm nguồn năng lượng tái tạo đang ngày càng phát triển Các nước công nghiệp phát triển trên thế giới, đặc biệt là Mỹ đang đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng năng lượng tái tạo từ biogas, thí dụ chương trình W2E (biến nước thải thành năng lượng); tại Đức, các nhà nghiên cứu đã tính ra được tiềm năng cho việc sử dụng khí biogas từ các lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, bãi rác, nước thải, chất thải công nghiệp, phân gia súc cho năng lượng là 1,15 x108MWh (tương đương với 417J/a)

Khí biogas có thể được sử dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau: sản xuất điện, đốt thu nhiệt, phục vụ mục tiêu sinh hoạt Với lĩnh vực ứng dụng chủ đạo là làm nhiên liệu phát điện và đốt thu nhiệt, thì nhiệt trị của biogas hay thành phần các cấu tử mang nhiệt trị cao trong hỗn hợp khí trong khí sinh học thu được là rất quan trọng Để nâng cao hiệu suất tạo năng lượng cho khíbiogas, hướng nâng cao nồng độ của khí mê tan bằng loại bỏ CO2, H2S hay N2 đang được triển khai, tuy nhiên, đây vẫn đang là thách thức công nghệ không hề nhỏ Trong khi đó, con đường lên men sinh học kỵ khí cũng

có thể thu được sản phẩm khí trực tiếp là H2, một khí có enthalpy cao hơn so với CH4,

đã được khẳng định và có triển vọng phát triển rất khả quan, để nâng cao hiệu suất đốt

12

của khí biogas [16].Người ta đã biết rất nhiều chủng vi sinh vật có năng lực lên men

tạo hydro thuộc các giống: Enterobacter, Bacillus và Clostridium; hoặc các loài vi khuẩn ưa nhiệt cực đoan như Anaerocellum, Caldicellulosiruptor, Clostridium,

Dictyoglomus, Fervidobacterium, Spirocheta, Thermotoga và Thermoanaerobacter

Hướng nghiên cứu này sẽ góp phần nâng cao chất lượng khí biogas thu được từ xử lý chất thải rắn từ lò giết mổ nói riêng, và các xử lý kỵ khí chất hữu cơ nói chung

Tóm lại, việc quản lý chất thải rắn và lỏng từ lò giết mổ tại các nước trên thế giới (các nước có nền kinh tế phát triển hơn Việt Nam) là khá nghiêm ngặt Các hệ thống xử lý chất thải rắn và lỏng từ lò giết mổ đều xử lý đạt tiêu chuẩn cao Các phương pháp xử lý của các nước này rất đa dạng bao gồm các phương pháp hóa lý, phương pháp sinh học hoặc kết hợp các 2 phương pháp Nhìn chung hiện nay, thế giới đang hạn chế sử dụng phương pháp hóa lý có sử dụng nhiều hóa chất trong việc đơn lẻ

xử lý chất thải Các phương pháp sinh học và phương pháp sinh học kèm hóa lý (như

hệ thống MBR) đang càng trở nên được ưa chuộng d ng để xử lý nước thải nói chung

và xử lý nước thải giết mổ nói riêng

1.3 Hiện trạng xử lý nước thải từ các lò giết mổ tập trung khu vực Hà Nội

Là một nước nông nghiệp, có nhu cầu tiêu d ng các mặt hàng thực phẩm có nguồn gốc từ các sản phẩm chăn nuôi ngày càng cao nên vấn đề giết mổ gia súc, gia cầm để cung ứng đủ lượng thịt cho nhu cầu sử dụng hàng ngày là một vấn đề lớn Hầu hết ở các tỉnh thành phố việc giết mổ gia súc được hình thành tự phát trong các khu dân cư hoặc ngay tại nơi chăn nuôi; giết mổ gia cầm thì có thể thấy ngay trong các khu chợ hoặc tại gia đình Ở một số địa phương có sự hình thành các xóm hay cả làng chuyên làm nghề giết mổ gia súc, gia cầm, thí dụ: làng Phúc Lâm (Việt Yên, Bắc Giang), làng giết mổ trâu bò vàsơ chế da Quang Lãng và Tri Thủy (Phú Xuyên, TP Hà Nội), các lò giết mổ tại Trung Văn (Từ Liêm, Hà Nội), làng giết mổ Cao Hạ (Hoài Đức, Hà Nội), khu lò giết mổ tại Minh Tân, Nghi Kim, Hưng Dũng, Hưng Hòa (TP Vinh, Nghệ An) Tại các lò giết mổ này hầu như không có hệ thống xử lý chất thải rắn hay nước thải ô nhiễm, gây ra vẫn nạn ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng

Trên địa bàn thành phố Hà Nội có rất nhiều các cơ sở giết mổ quy mô nhỏ và vừa và rất nhiều các lò giết mổ tự phát Tại hầu hết các lò giết mổ này không đảm bảo điều kiện về vệ sinh an toàn thực phẩm, không quan tâm đến nguồn gốc của gia súc

13

gia cầm, không có điều kiện giết mổ đảm bảo, không có hệ thống thu gom và xử lí chất thải do quá trình giết mổ nên gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Bảng 1.1 Phát sinh nước thải và thành phần nước thải

Các chất thải được xả tràn lan trong khi giết mổ hay được đổ thẳng xuống sông, cống thoát nước Các cơ sở giết mổ thực hiện ngay dưới nền nhà, nền sân, giết mổ ngay cạnh sông bên cạnh đó còn chưa kể đến sử dụng ngay nước sông đó để rửa thịt,

xả trực tiếp chất thải xuống sông gây ô nhiễm môi trường nước và nguy cơ phát tán dịch bệnh từ gia súc gia cầm Các chất thải rắn như lông, ruột, phân cũng không được

xử lí tốt Ngoài ra, một số hộ tiêu thụ không hết số xương tươi đã đóng bao, đem vứt ở mương khiến nguồn nước sinh hoạt của khu vực bị ô nhiễm nặng Tình trạng này kéo dài và ngày càng lan rộng sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động – thực vật, mỹ quan và hệ sinh thái của khu vực giết mổ và làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng hơn

Hiện nay, Hà Nội mới có chưa đến 10 lò giết mổ tập trung quy mô lớn (giết mổ công nghiệp:công suất thiết kế 200 tấn/ngày, giết mổ tập trung: công suất 250 tấn/ngày), có thể sản xuất, cung ứng tới 59,7% nhu cầu thịt lợn và 88,7% nhu cầu thịt

Nước thải

Mỡ

Lông, da

Phân, nước tiểu

Hóa chất sử dụng trong giết mổ

Tiết đọng

………

Cơ sở này đi vào hoạt động từ cuối năm 2012 Sau hơn 3 tháng đi vào hoạt động, lò giết mổ đã sử dụng 23/26 ô với công suất đạt 600 – 700 con/ ngày – đêm, cao điểm đạt

900 con/ ngày – đêm, đạt trên 50% công suất của lò mổ Cơ sở Vạn Phúc là một mô hình tập trung hiệu quả, góp phần đáp ứng nhu cầu sử dụng thực phẩm gia súc, gia cầm cho dân sinh Tuy nhiên hiện nay, do khó khăn về kih phí nên công ty mới xây dựng trạm xử lý biogas 2.200m3 có 2 bể lắng vớt rác sau đó xả vào hầm biogas với kinh phí 1,2 tỷ đồng Để xử lý nước thải hiện cơ sở mới làm đường ống tạm thời nhưng kinh phí đầu tư đã tới 800 triệu đồng Do chưa có hệ thống hoàn chỉnh nên nguồn nước thải mới qua kênh dẫn xuống ao lắng tạm và dẫn ra sông Hồng Để khắc phục tình trạng này công ty đã ký hợp đồng với Công ty TNHH Môi trường Thăng Long xây dựng trạm xử lý nước thải, với kinh phí 1,5 tỷ đồng, công suất 250m3/ngày-đêm Dự kiến, cuối tháng 5, khi trạm xử lý này hoạt động sẽ giải quyết dứt điểm vấn

đề nước thải tại cơ sở giết mổ Tổng mức đầu tư các công trình xử lý ô nhiễm môi trường, và phúc lợi xã hội khác để bảo đảm cho cơ sở vận hành đã lên tới 22 tỷ đồng, trong khi ban đầu chỉ dự kiến khoảng 7 tỷ đồng Vì vậy hoạt động xử lý của công ty vẫn mang tính cầm chừng do chi phí vận hành và quản lý

15

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ từ lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội

2.1.1 Khảo sát lấy mẫu

Việc khảo sát cơ sở giết mổ được tiến hành vào ban đêm do các cơ sở giết mổ đều triển khai giết mổ từ 1 đến 5 giờ sáng Tại cơ sở giết mổ Vạn Phúc, khu vực giết

mổ có sân rộng nước thải được thu gom xuống cống và dẫn đến trạm xử lý Nước thải phần lớn là tiết lợn kèm theo các chất thải từ lòng ruột lợn như, lông, mỡ, phân, nước tiểu, thức ăn thừa từ dạ dày… được thải ra Các mẫu được tiến hành lấy ở các điểm là các cống thải ra từ khu giết mổ tại thời điểm đang tiến hành giết mổ Các chỉ tiêu môi trường được phân tích như là: độ mặn, độ đục, độ dẫn, TDS, TSS, COD, BOD, DO, KLN, NO3, PO4, NH4…

Hình 2.1 Hoạt động của lò giết mổ tập trung

2.1.2 Nghiên cứu phương pháp tiền xử lý nước thải giết mổ

Theo các công nghệ truyền thống, đối với nước thải giết mổ gia súc, lông, các chất lơ lửng, … có hàm lượng lớn trong nước thải Các chất này cần được loại bỏ khỏi nước thải để nâng cao hiệu suất xử lý của các công trình xử lý phía sau Do đó, nước thải từ hố thu được bơm qua song thiết bị lược rác tinh trước khi vào bể tách dầu kết hợp

bể lắng cát Lưới của thiết bị lược rác tinh sẽ giữ hầu hết các lông heo, các chất lơ lửng,

16

… trên bề mặt lưới Thiết bị tách rác hoạt động liên tục và rác được đưa vào các thùng chứa rác Hàng ngày, lượng rác này được công ty thu gom và xử lý thích hợp Nước thải sau khi qua thiết bị lược rác tinh sẽ tự chảy qua bể tách dầu kết hợp bể lắng cát

Nước thải có pH cũng không ổn định do các hóa chất được sử dụng trong giết

mổ vì thế điều chỉnh pH cũng rất quan trọng trong xử lý loại nước thải này

Ngày nay do sự phát triển chung của xã hội các lò mổ cũng sử dụng nhiều chất tẩy tr ng, tẩy uế trong quá trình giết mổ gia súc gia cầm để đảm bảo vệ sinh nơi giết

mổ Tuy nhiên những chất tẩy uế này cũng đi vào nước thải Có thể thành phần các chất này ít nhiều ảnh hưởng tới khả năng của vi sinh vật trong quá trình xử lý vì thế một biện pháp hiệu quả để giảm sự ảnh hưởng của các chất tẩy uế cũng cần được nghiên cứu

Như vậy, quá trình tiền xử lý nước thải lò giết mổ gia súc là khâu rất quan trọng trước khi đưa vào các hệ thống xử lý tiếp theo, đặc biệt là hệ thống xử lý vi sinh Có thể tóm lược các khâu tiền xử lý như sau: tách rác và cặn, tách dầu mỡ, ổn định pH, loại bỏ chất ức chế vi sinh, ngoài ra trong quá trình tiền xử lý các thành phần khác như COD, TSS…cũng có thể được loại bỏ một phần

2.1.2.1 Nghiên cứu tách loại các thành phần khó phân hủy: lông, cát, mỡ

Đối với nước thải giết mổ lợn nói chung và gia súc nói chung, lông, cát, chất lơ lửng… có hàm lượng tương đối lớn trong nước thải Các chất này cần được loại bỏ khỏi nước thải để nâng cao hiệu suất xử lý của các công trình xử lý phía sau Do đó, nước thải từ hố thu được lọc qua thiết bị tách rác tinh trước khi vào bể tách dầu kết hợp bể lắng cát Lưới của thiết bị lược rác tinh sẽ giữ hầu hết các lông heo, các chất lơ lửng… trên bề mặt lưới Thiết bị tách rác hoạt động liên tục và rác được đưa vào các

th ng chứa rác, hoặc đưa sang hệ thống xử lý chất thải rắn Nước thải sau khi qua thiết

bị lược rác tinh sẽ tự chảy qua bể tách mỡ kết hợp bể lắng cát

17

Hình 2.2 Hệ thống lưới tách chất chất lơ lửng từ nước thải giết mổ

Cát, đất, dầu mỡ được xem là các tác nhân gây ảnh hưởng cho hệ thống xử lý sinh học, vì các chất này hạn chế khả năng sử dụng chất hữu cơ của vi sinh vật Do đó,

để hệ thống bể sinh học hoạt động có hiệu quả, bể tách mỡ kết hợp bể lắng cát được phải được sử dụng trong dây chuyền công nghệ Phương pháp trọng lực được áp dụng

để tách dầu mỡ và cát ra khỏi nước thải Dầu mỡ có trọng lượng riêng nhỏ hơn nước nên dầu mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt bể và được hệ thống gạt vớt váng dầu thu gom vào bồn chứa dầu mỡ và chuyển sang hệ thống xử lý chất thải rắn Lượng váng này cũng

sẽ được thu gom định kì và xử lý thích hợp Còn cát sẽ được tách và chuyển tới bể chứa bùn

2.1.2.2 Nghiên cứu khảo sát điều kiện xử lý tăng cường bằng phương pháp hóa lý

và khả năng xử lý của vi sinh vật đối với nước thải giết mổ tại lò mổ

1) Thí nghiệm nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chất keo tụ

Chuẩn bị 3 cốc thủy tinh 250ml, thêm các chất như bảng sau:

Bảng 2.1 Thành phần các chất trong thí nghiệm nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chất keo tụ

18

Hình 2.3 Thí nghiệm nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chất keo tụ

Tiến hành khuấy trộn trong 1 phút rồi để lắng sau 30 phút và 60 phút lấy mẫu

để kiểm tra Mẫu nước được lấy và kiểm tra hàm lượng COD biến đổi trong các điều

kiện keo tụ khác nhau tại c ng điều kiện nghiên cứu

2) Thí nghiệm nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinh vật hiếu khí đối với nước thải tại lò giết mổ tập trung

Nghiên cứu ngày được tiến hành trong 2 bình 1000ml như hình 2.4 và thêm các chất theo bảng sau:

Bảng 2.2 Thành phần các chất trong thí nghiệm nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinh vật hiếu khí

đối với nước thải tại lò giết mổ

Vi sinh vật Đường glucose Nước thải Nước cất

19

Hình 2.4 Thí nghiệm nghiên cứu sự nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinh vật hiếu khí đối với nước

thải tại lò giết mổ

Nguồn vi sinh vật lấy từ bể xử lý hiếu khí của hệ thống nước thải chăn nuôi gia súc từ các nghiên cứu trước đây

Tiến hành sục khí liên tục với mỗi bình cho đến khi kết thúc thí nghiệm

Hàng ngày tiến hành lấy mẫu và phân tích COD để nghiên cứu sự đổi kết quả COD theo thời gian phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí

3).Thí nghiệm nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinh vật yếm khí đối với nước thải tại lò giết mổ tập trung

Các thí nghiệm được tiến hành như bảng dưới đây, trong bình 350ml

Bảng 2.3 Thành phần các chất trong thí nghiệm nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinh vật yếm khí

đối với nước thải tại lò giết mổ

Tên Nước thải

giết mổ (ml)

VSV yếm khí Nước cất Đường

Gluco

Máy lắc ngang

20

Hình 2.5 Thí nghiệm nghiên cứu sự nghiên cứu sự phân hủy bằng vi sinhvật yếm khí đối với nước

thải tại lò giết mổ

Sau khi lấy mẫu vào ống 15ml bảo quản bằng 2 giọt H2SO4 (1:2)

Hàng ngày tiến hành lấy mẫu và phân tích COD để nghiên cứu sự thay đổi kết quả COD theo thời gian phân hủy bởi vi sinh vật kỵ khí

2.1.3 Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ

2.1.3.1 Nghiên cứu xử lý sinh học kị khí để xử lý nước thải giết mổ

Trong tự nhiên có một số loài vi khuẩn có khả năng phân hủy các chất hữu cơ

trong điều kiện kị khí như methanosaeta, methanosarcina, methanobacterium,

methanobrevibacter, methanococcus… Sản phẩm cuối c ng của quá trình phân hủy kị

khí (còn gọi là yếm khí) là khí mêtan CH4 và khí cacbonic CO2

21

Thủy phân

Axit hóa

Hình 2.6 Sơ đồ xử lý kị khí các hợp chất hữu cơ

Xử lý nước thải giết mổ bằng phương pháp kị khí được thiết kế trong nghiên cứu này theo các bước như sau:

(1) Chuẩn bị trang thiết bị phục vụ cho xử lý kị khí quy mô phòng thí nghiệm: các bể

kị khí, máy đo DO, pH, hóa chất

(2) Tiền xử lý nước thải giết mổ tại phòng thí nghiệm trước khi đưa vào bể xử lý kị khí quy mô phòng thí nghiệm

(3) Lắp đặt hệ thống xử lý và cấy vi sinh vật kị khí

(4) Lấy mẫu, phân tích các thông số cần nghiên cứu COD,BOD, TN, Amoni, TP, VSS

hàng ngày tính từ ngày đầu tiên cấy vi sinh vật

Các hợp chất hữu cơ phức tạp carbohydrates, proteins, lipids

Các chất hữu cơ đơn giản đường, amino acids,

22

Hình 2.7 Mô hình hệ thống xử lý kị khí nước thải giết mổ gia súc được thiết kế trong phòng thí nghiệm

2.1.3.2 Phương pháp nghiên cứu xử lý sinh học hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí là phương pháp sử dụng các tập đoàn vi sinh vật hiếu khí, loại vi sinh vật hoạt động trong môi trường có ôxi phân tử để phân hủy các chất hữu cơ thành dạng không độc hại như CO2 và H2O Một phần lớn ( 40 – 60%) chất hữu cơ được vi sinh vật sử dụng làm cơ chất để phát triển thành sinh khối (tế bào) dạng rắn, có thể dễ dàng tách khỏi nước bằng các biện pháp thích hợp như lắng, lọc hoặc ly tâm

Xử lý nước thải giết mổ bằng phương pháp hiếu khí được thiết kế trong nghiên cứu này theo các bước như sau:

(1) Chuẩn bị trang thiết bị phục vụ cho xử lý hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm: các

bể hiếu khí loại 20 lít, máy đo DO, pH, máy sục khí, hóa chất

23

(2) Nước thải giết mổ đã xử lý qua hệ thống kị khí trước khi đưa vào bể xử lý hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm

(3) Lắp đặt hệ thống xử lý và cấy vi sinh vật hiếu khí

(4) Lấy mẫu, phân tích các thông số cần nghiên cứu COD,BOD, TN, Amoni, TP, VSS hàng ngày tính từ ngày đầu tiên cấy vi sinh vật

Hình 2.8 Mô hình hệ thống xử lý hiếu khí nước thải giết mổ gia súc được thiết kế trong phòng thí nghiệm

2.1.3.3 Phương pháp nghiên cứu kết hợp xử lý sinh học kị khí và hiếu khí để xử lý

nước thải giết mổ

Vì 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 kị khí kết hợp hiếu khí 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 Trong giai đoạn xử lý

24

kị khí xảy ra quá trình phân hủy chất hữu cơ hòa 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 hòa 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% đến 90%

Nước thải sau hệ thống kị khí chảy sang hệ thống xử lý sinh học hiếu khí, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan được tiếp tục chuyển hóa Nước thải từ hệ thống

kị khí chảy liên tục vào hệ thống hiếu khí, trong đó có cunng cấp oxi liên tục để vi sinh vật hiếu khí tiếp tục phân hủy chất hữu cơ Vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ, tăng trưởng sinh khối và kết thành bông b n

Xử lý nước thải giết mổ bằng phương pháp kết hợp kị khí và hiếu khí được thiết

kế trong nghiên cứu này theo các bước như sau:

(1) Chuẩn bị trang thiết bị phục vụ cho xử lý hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm: hệ thống bể kị khí kết hợp với hệ thống bể hiếu khí, máy đo DO, pH, máy sục khí, hóa chất

Nước thải nghiên cứu là nước thải được lấy từ lò giết mổ gia súc tập trung Mẫu nước thải lấy về được pha loãng bằng nước máy đến nồng đồ COD xác định, được tiền

xử lý qua công đoạn lọc rác, loại bỏ các thành phần rác vô cơ Nước thải đã được tiền xử

lý và pha loãng được chứa trong bể chứa và tiếp tục được xử lý đến độ pH thích hợp (2) Tiền xử lý nước thải giết mổ tại phòng thí nghiệm trước khi đưa vào bể xử lý hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm

Nước thải được tiền xử lý qua lưới lọc rác, loại bỏ các thành phần vô cơ được bơm vào bể chứa Nước thải tiếp tục được bơm tự động vào bể thiếu khí, bể kị khí có chứa b n hoạt tính Sau đó nước thải tiếp tục được xử lý ở bể sinh học hiếu khí có chứa b n hoạt tính

(3) Lắp đặt hệ thống xử lý và cấy vi sinh vật hiếu khí vào bể hiếu khí, vi sinh vật kị khí vào bể kị khí

Nước thải đã được xử lý đầu ra được chứa vào bể lắng

25

Bảng 2.4 Các thông số thời gian lưu nước, thời gian lưu b n và lưu lượng cấp khí cho phương pháp

Thông số Bể chứa nước thải

đầu vào

Bể thiếu khí Bể hiếu khí

2.5mg/l (4) Lấy mẫu, phân tích các thông số cần nghiên cứu COD, TN, Amoni, TP, VSS hàng ngày tính từ ngày đầu tiên cấy vi sinh vật

Trong quá trình chạy hệ thống tại phòng thí nghiệm Mẫu nước thải đầu ra được lấy định kỳ 1 ngày/ lần Mẫu được phân tích ngay tại phòng thí nghiệm sau khi lọc Các chỉ tiêu phân tích bao gồm pH, TSS, VSS, DO, BOD5, COD, NH4, PO4, tổng N và tổng P Các chỉ tiêu được phân tích theo các tiêu chuẩn Việt Nam

Hình 2.9 Mô hình kết hợp hệ thống xử lý kị khí và hệ thống xử lý hiếu khí nước thải giết mổ gia

súc được thiết kế trong phòng thí nghiệm

2.2 Nghiên cứu phương pháp tính toán, thiết kế hệ thống thu hồi và xử lý khí sinh học

2.2.1 Hệ thống thu khí sinh học

2.2.1.1 Cấu tạo của hệ thống thu khí sinh học

- Hệ thống thu khí: bao gồm các van và đường ống nhựa mềm dẫn khí từ bể xử

lý khí vào và ra khỏi các thiết bị đo lượng khí và thành phần khí sinh ra

- Đo lượng khí mêtan sinh ra: thành phần khí sinh học bao gồm khí mêtan, CO2

và lượng nhỏ các khí khác Khi cho khí sinh ra đi qua dung dịch NaOH 20% thì CO2, hơi nước, H2S bị giữ lại Khí còn lại thoát ra là mêtan được xác định bằng phương pháp đẩy nước ra khỏi bình kín

2.2.1.2 Thử độ kín và thử áp lực hệ thống thu hồi khí sinh học

- Kiểm tra độ kín khí: Nếu qua kiểm tra và kết luận thiết bị có chỗ rò khí, có thể phát hiện những chỗ xì khí bằng cách dung xà phòng quét vào những chỗ nghi ngờ

để xem các bọt khí có xì ra không Đối với những đường ống cao su hoặc ống nhựa thì

có thể thổi hoặc bơm khí vào ống rồi nhúng vào bể nước để thử

- Kiểm tra áp lực khí đối với các thiết bị xử lý khí: d ng bơm chân không với đồng hồ đo áp lực khí, thử với các áp lực khí khác nhau để kiểm tra độ bền của thiết bị

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu làm sạch khí –tiền xử lý khí sinh học

Hai thành phần chính trong khí sinh học cần phải xử lý trước khi đưa vào sử dụng là: CO2 và H2S Trong đó CO2 làm giảm nhiệt lượng của khí sinh học còn H2S là chất độc hại có m i hôi thối, khi cháy sẽ tạo thành SOx làm ăn mòn các thiết bị, vật

dụng làm bằng kim loại

Thành phần khí biogas sau xử lý t y theo mục đích sử dụng mà yêu cầu chất lượng phải đảm bảo như bảng sau:

Bảng 2.5 Yêu cầu chất lượng thành phần khí biogas sau xử lý theo mục đích sử dụng

Loại hình sử dụng biogas Yêu cầu chất lượng biogas

bỏ hơi nước (đối với bếp đun H2S<10ppm)

27

Loại hình sử dụng biogas Yêu cầu chất lượng biogas

bỏ hơi nước, siloxanes

Pin nhiên liệu

- PEM: CO<10ppm, loại bỏ H2S

- PAFC: H2S<20ppm, CO<10ppm, halogen<4ppm

- MCFC: H2S<10ppm, halogen<1ppm

- SOFC: H2S<1ppm, halogen < 1ppm

Cải tạo thành khí thiên nhiên

H2S<4ppm, CH4>95%, CO2<2%, H2O<0.0001kg/MMscf, loại bỏ siloxane và

bụi, áp suất >3000kPa

Khí sinh học được tiến hành tiền xử lý theo quy mô phòng thí nghiệm như sau: -Tiền xử lý khí sinh học bằng phương pháp hấp thụ bằng nước: khí sinh học sinh

ra từ bể xử lý nước thải của lò giết mổ sẽ được hấp thụ qua bình chứa nước Khí vào và

ra khỏi bình hấp thụ sẽ được phân tích thành phần để xác định hiệu quả hấp thụ

-Hấp thụ bằng dung dịch NaOH 5%: tiến hành thí nghiệm như phương pháp hấp thụ bằng nước nhưng thay nước bằng dung dịch NaOH 5% để hấp thụ

-Tiền xử lý khí sinh học bằng phương pháp d ng phoi sắt để xử lý H2S: thiết bị hấp phụ khí được thiết kế hình trụ đường kính 160mm, chiều cao 600mm chia làm 3 lớp Mỗi lớp vật liệu dày 150mm

Hình 2.10 Phương pháp nghiên cứu tiền xử lý khí sinh học

(a, hấp thụ bằng nước; b, hấp thụ bằng NaOH 5%; c, xử lý bằng phoi sắt)

2.3 Phương pháp nghiên cứu tiềm năng điện năng, nhiệt năng và khí nâng của khí biogas - Sử dụng khí biogas làm năng lượng tái tạo

2.3.1 Công nghệ sử dụng biogas cho hệ thống xử lý nước thải

Khí biogas sau khi tiền xử lý được lưu lại trong túi chứa khí Khí từ túi chứa khí

sẽ chia làm hai phần: một phần cấp cho máy phát điện công suất 1,2kW cung cấp một

28

phần cho điện phục vụ hệ thống xử lý nước thải và một phần cấp cho máy nén khí Khí nén được tích trữ đủ áp yêu cầu được cấp vào hệ màng với vai trò làm khí nâng

Hình 2.11 Sơ đồ công nghệ chuyển đổi biogas thành khí nâng và điện năng

2.3.2 Cơ sở tính toán điện năng sinh ra bởi biogas

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:

Bảng 2.6 Thành phần biogas sau khi xử lý