vệ sinh thú y

I: Giới thiệu về phương pháp kỵ khí1: Định nghĩa Khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện không có oxy 2: Phân biệt giữa kị khí và hiếu khí -Qúa trình kỵ khí sử dụng

NHÓM 2

Xử Lý Chất Thải Chăn Nuôi Bằng Phương Pháp Kỵ

Khí

I: Giới thiệu về phương pháp kỵ khí

1: Định nghĩa

Khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện không có oxy

2: Phân biệt giữa kị khí và hiếu khí

-Qúa trình kỵ khí sử dụng khí CO2 làm chất nhận điện tử không cần oxy

-Qúa trình kỵ khí sử dụng lượng bùn ít hơn 3-20 lần so với hiếu khí

-Sản sinh khí có ích là metal giúp giảm thiểu BOD trong bùn đã phân hủy

-Nhu cần năng lượng cho quá trình được giảm thiểu

3: Ưu,nhược điểm của phương pháp

a.Ưu điểm:

• Thích hợp cho các loại nước thải có độ ô nhiễm nặng

• Có thể hoạt động ở chế độ tải trọng cao

• Có thể phân hủy một số chất hóa học tổng hợp và một số chất thiên nhiên khó phân hủy như lygin

b.Nhược điểm

- Diễn ra chậm hơn so với hiếu khí

- Nhậy cảm hơn trong việc phân hủy các chất độc

- Khởi động cần nhiều thời gian

- Đòi nồng độ chất ban đầu cao

II: Qúa trình phân hủy

1:Giai đoạn thủy phân

Các chất hữu cơ trong chất thải phần lớn là những hợp chất cao phân tử như protein, chất

béo, cacbon hydrat, xelulo, ligin, một vài chất hữu cơ ở dạng không hòa tan Chất hữu cơ trong giai đoạn này sẽ bị phân hủy bởi các enzym ngoại bào do vi sinh vật sản sinh Sản phẩm của giai đoạn này là các hợp chất hữu cơ có phân tử nhỏ hơn, hòa tan, sẽ là nguyên liệu cung cấp cho các vi sinh vật ở giai đoạn sinh axit

2: Giai đoạn sinh axit

Các hợp chất hữu cơ đơn giản được tạo ra ở giai đoạn trên sẽ được chuyển hóa thành axit axetic, H2, CO2 bởi vi khuẩn Acetogenic Tỉ lệ các sản phẩm này phụ thuộc vào hệ vi sinh vật trong các hệ thống xử lý và điều kiện môi trường (nhiệt độ, pH )

3: Giai đoạn sinh metal và năng lượng

Các sản phẩm của giai đoạn sinh axit tiếp tục được chuyển hóa thành metal và một số sản phẩm khác bởi nhóm vi khuẩn metal Các vi khuẩn sinh khí metal có tốc độ sinh trưởng, phát triển chậm hơn các vi khuẩn ở giai đoạn thủy phân và giai đoạn sinh axit.

Các vi khuẩn sinh metal sử dụng axit axetic, methanol, CO2, H2 để sản xuất khí CH4 trong

đó axit axetic là nguyên liệu chính với trên 70% lượng khí metal được sản sinh từ đó Phần metal còn lại được tổng hợp từ CO2 và H2.

Hỗn hợp khí sinh ra từ quá trình trên là thường được gọi là khí sinh học hay biogas bao gồm nhiều loại khí khác nhau (CH4 khoảng 63-70%, CO2 khoảng 27-33%, H2S khoảng 1,1 – 2,3%) Hàm lượng khí metal tạo ra phụ thuộc vào lượng vật chất nền sử dụng (protein, chất béo, hydrat cacbon) Trung bình đạt từ 0,6 – 0,65m3/kg vật chất khô bị mất đi.

Metal là chất khí không màu, không mùi, dễ cháy ở 150C trong áp suất khí quyển

735mmHg, năng lượng tạo ra đạt 5.500 – 6.000kcal/m3 Khí H2S được sinh ra chủ yếu

trong quá trình phân hủy các axit amin có chứa lưu huỳnh (do vi sinh vật phân hủy), có

mùi trứng thối, có thể gây ngộ độc cho cơ thể.

II: Một số vi sinh vật tham gia vào quá trình kị khí

• Nhóm vi sinh vật thủy phân chất hữu cơ, nhóm vi sinh vật tạo axit

III: Các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men kỵ khí sinh học 1: Lượng vi sinh vật ban đầu

Qúa trình lên men kỵ khí có thể được khởi động một cách nhanh chóng nếu sử dụng chất thải của hệ thống xử lý kỵ khí sinh học đang hoạt động làm chất mồi, vì chất này có chứa

nhiều vi sinh vật đang hoạt động thích hợp cho quá trình phân hủy, sản sinh axit axetic và sản sinh khí metal

2: Nhiệt độ

Nhiệt độ là sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày hoặc các mùa trong năm gây ảnh hưởng đến tốc độ sản sinh khí sinh học Ví dụ, biên độ nhiệt từ 20 – 40oC là khoảng nhiệt độ thích hợp với các vi sinh vật ưa ẩm, từ 50 – 65oC là biên độ nhiệt của các vi sinh vật ưa nhiệt

Nói chung khi nhiệt độ tăng thì tốc độ sinh sản khí sẽ tăng nhưng ở nhiệt độ trong khoảng từ

40 – 45oC thì tốc độ sản sinh khí sẽ giảm vì nhiệt độ này không thích hợp cho các vi khuẩn kỵ khí sản sinh biogas Nhiệt độ trên 60oC, tốc độ sản sinh khí giảm và quá trình sinh khí sẽ bị kìm hãm hoàn toàn khi nhiệt độ môi trường ≥65oC

3: Độ pH

Độ pH thích hợp từ 6,6 – 7,6; tối ưu trong khoảng 7 – 7,2 (pH trung tính).Trong giai đoạn sinh axit, độ pH thích hợp từ 5- 6,5 Trong giai đoạn sinh khí metal đọ pH thích hợp trong khoảng từ 7 – 8,5.

Khi pH thấp hơn 6,6 do sự tích tụ quá độ các axit béo trong hầm ủ nạp hoặc do các chất độc hại tích tụ trong nguyên liệu gây ức chế sự hoạt động của vi khuẩn kỵ khí sinh metal Trong trường hợp này nên ngừng nạp nguyên liệu cho hệ thống xử lý đạy được tốc độ sinh khí bình

thường thì mới nạp nguyên liệu trở lại.

Trong chất thải có nhiều nước tiểu thì độ pH sẽ tăng lê, có thể đạt

pH=8 dẫn tới làm giảm quá trình sinh metal, đồng thời còn làm tăng năng lượng NH3 gây ức chế sự hoạt động của vi sinh vật.

4: Độ mặn

Nồng độ muối NaCl<0,3% không gây ảnh hưởng đến tốc độ sản sinh khí metal

5: Nhu cầu dưỡng chất

Để đảm bảo năng suất sinh khí của hầm ủ, nguyên liệu cung cấp nên phối trộn để đạt được tỷ số C/N từ 25/1 đến 30/1 bởi vì các vi khuẩn phân hủy sử dụng lượng cacbon

nhiều hơn so với nito từ 25 đén 30 lần.Các nguyên tố như P, Ca, Na, K cũng cần thiết với quá trình sinh khí, tuy nhiên tỷ lệ C/N được coi là yếu tố dưỡng chất quyết định.

Có một số chất hữu cơ ở trong phân, chất thải cần thiết cho sự phát triển của vi sinh

vật.

6: Thời gian lưu chữ

Trong trường hợp xử lý kỵ khí, ban đầu cần một thời gian tối thiểu để phân tồn tại

trong hố ủ rồi mới tiến hành quá trình phân hủy Lúc này điều kiện là môi trường phải có nước, thường từ 2 đến 6 ngày (cũng có thể từ 12 – 15 ngày) Tùy từng điều kiện mà thời gian này có thể thay đổi.

7: Trộn

Nhằm duy trì nhiệt độ đồng nhất cho toàn hệ thống và đảm bảo sự khuyeesch tán đều các hợp chất hữu cơ để gia tăng tác dụng của vi sinh vật làm quá trình phân hủy nhanh hơn, đồng thời làm giảm sự lắng đọng của các chất rắn xuống đáy của hệ thống và quá trình tạo ra các bọt, váng trên mặt hầm ủ.

IV: Một số phương pháp xử lý kỵ khí nước thải

1: Bể tự hoại

2: Bể UASB

3: Hầm biogas