tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo công ty tnhh dịch vụ thương mại hòa an, công suất 200m3 ngày đêm

Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi bao gồm hầm tiếp nhận, bể điều hòa, bể lắng 1, bể UASB, bể Anoxic, bể Aerotank, bể lắng 2, bể khử trùng, bể nén bùn và máy ép bùn được thiết kế theo c

phẩm chủ yếu cho tiêu dùng trong nước, mà sản phẩm thịt heo còn là nguồn thực phẩm xuất khẩu có giá trị Bên cạnh việc phát triển ngành chăn nuôi là một lớn chất thải phát sinh từ quá trình chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đặc biệt là ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người Việc xử lý nước thải là cần thiết để giảm thiểu và loại bỏ chất thải

Nôi dung của đồ án tốt nghiệp là tìm hiểu về quy trình chăn nuôi và thành phần tính chất nước thải của Công ty TNHH Dịch vụ Thương Mại Hòa An Từ đó, đề xuất hệ thống xử lý nước thải phù hợp Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi bao gồm hầm tiếp nhận, bể điều hòa, bể lắng 1, bể UASB, bể Anoxic, bể Aerotank, bể lắng 2, bể khử trùng, bể nén bùn và máy ép bùn được thiết kế theo công nghệ University of Cape Town (UTC) nhằm giảm thiểu tối đa ảnh hưởng của nitrat trong dòng vào vùng tiếp xúc kỵ khí Nước thải đầu ra đạt QCVN 62-MT:2016/BTNMT, cột B

for domestic consumption, but pork products are also a valuable source of export food

In addition to the livestock sector development, a large amount of waste generated from livestock production causes serious environmental pollution, especially direct effects on human health Waste water treatment is necessary to minimize and eliminate waste

The content of the graduation project is to learn about the breeding process and composition of waste water of Hoa An Trading Service Co., Ltd From there, propose suitable wastewater treatment system Livestock wastewater treatment process includes receiving tunnel, regulating tank, settling tank 1, UASB tank, Anoxic tank, Aerotank, sedimentation tank 2, disinfection tank, slurry tank and mud press University of Cape Town (UTC) technology to minimize the effects of nitrate in the stream entering the anaerobic contact area Waste water output reached QCVN 62-MT: 2016 / BTNMT, column B

DANH MỤC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1

3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1

4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

5 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 2

CHƯƠNG 1: 3

TỔNG QUAN VỀ TRANG TRẠI CHĂN NUÔI HEO CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI HÒA AN 3

1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI HÒA AN 3

1.2 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ CỦA TRANG TRẠI CHĂN NUÔI HEO 3

1.3 QUY TRÌNH CHĂN NUÔI HEO 4

1.3.1 Nhu cầu nguyên liệu và sử dụng nước cho hoạt động chăn nuôi 4

1.3.2 Quy trình chăn nuôi heo 7

1.4 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI HÒA AN 8

1.5 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO ĐẾN CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG 8

CHƯƠNG 2: 10

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 10

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHĂN NUÔI HEO Ở VIỆT NAM 10

2.1.1 Tình hình chăn nuôi heo ở Việt Nam 10

2.1.2 Những đặc trưng cơ bản của nước thải chăn nuôi heo 10

2.2 CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI 11

2.2.1 Các chỉ tiêu lý học 11

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 15

2.3.1 Phương pháp xử lý cơ học 16

2.3.2 Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý 23

2.3.3 Phương pháp xử lý sinh học 27

2.3.4 Phương pháp khử trùng mước thải 46

2.3.5 Phương pháp xử lý bùn cặn của nước thải 48

2.4 NHỮNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG HIỆN NAY 50

CHƯƠNG 3: 52

ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO 52

3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN 52

3.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 52

3.2.1 Phương án 1 52

3.2.2 Phương án 2 55

3.3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 56

3.3.1 Hiệu suất xử lý 56

3.3.2 Phân tích lựa chọn phương án xử lý 60

CHƯƠNG 4: 61

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO 61

4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 61

4.2 TÍNH TOÁN TỪNG CÔNG TRÌNH CHÍNH 61

4.2.1 Hầm tiếp nhận 61

4.2.2 Bể điều hòa 63

4.2.3 Bể lắng 1 66

4.2.4 Bể chứa trung gian 72

4.2.5 Bể UASB 73

4.2.6 Bể Anoxic 80

4.2.8 Bể lắng 2 86

4.2.9 Bể khử trùng 92

4.2.10 Bể nén bùn 94

4.2.11 Máy ép bùn 97

CHƯƠNG 5: 99

KHAI TOÁN KINH TẾ CHO CÔNG TRÌNH 99

5.1 CHI PHÍ XÂY DỰNG 99

5.2 CHI PHÍ THIẾT BỊ 100

5.3 CHI PHÍ VẬN HÀNH 101

5.3.1 Chi phí điện năng 101

5.3.2 Chi phí hóa chất 102

5.3.3 Chi phí nhân công 102

5.3.4 Chi phí bảo trì, bảo dưỡng 102

CHƯƠNG 6: 103

VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 103

6.1 VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 103

6.1.2 Vận hành khởi động 103

6.1.3 Vận hành duy trì ổn định 104

6.2 SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 104

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107

1 KẾT LUẬN 107

2 KIẾN NGHỊ 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO 108

PHỤ LỤC 111

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Bình Phước 4

Hình 1.2 Quy trình chăn nuôi heo nái 7

Hình 2.1 Song chắn rác 16

Hình 2.2 Bể lắng cát ngang 17

Hình 2.3 Bể lắng đứng 18

Hình 2.4 Bể lắng ngang 19

Hình 2.5 Bể lắng ly tâm 20

Hình 2.6 Bể điều hòa 20

Hình 2.7 Bể tách dầu mỡ và bể lắng cát 21

Hình 2.8 Bể lọc áp lực 23

Hình 2.9 Bể trung hòa nước thải có tính axit 24

Hình 2.10 Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn 26

Hình 2.11 Sơ đồ hồ sinh học tùy nghi 28

Hình 2.12 Mô hình đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang 31

Hình 2.13 Cánh đồng tưới – cánh đồng lọc 32

Hình 2.14 Bể bùn hoạt tính (Aerotank) 33

Hình 2.15 Công nghệ mương oxy hóa 34

Hình 2.16 Sơ đồ bể SBR 35

Hình 2.17 Sơ đồ hệ thống MBR 37

Hình 2.18 CP – Quá trình lai tạo màng MBR cho xử lý nước thải chăn nuôi 37

Hình 2.19 Bể lọc sinh học nhỏ giọt 39

Hình 2.20 Bể MBBR hiếu khí và thiếu khí 39

Hình 2.21 Sơ đồ lồng quay sinh học yếm khí 41

Hình 2.22 Các giai đoạn trong quá trình xử lý kết hợp kỵ khí và thiếu khí/hiếu khí 43

Hình 2.23 Bể kỵ khí UASB 45

Hình 2.24 Mô hình USBF 46

Hình 2.26 Cơ chế tạo ozone khử trùng nước 47

Hình 2.27 Hệ thống đèn UV 48

Hình 2.28 Sân phơi bùn 49

Hình 2.29 Quy trình XLNT trại chăn nuôi heo Xuân Thọ II 50

Hình 2.30 Quy trình XLNT trại chăn nuôi heo Bình Thắng 51

Bảng 1.1 Nhu cầu nguyên liệu 5

Bảng 1.2 Nhu cầu sử dụng nước cho hoạt động chăn nuôi 6

Bảng 1.3 Thành phần của nước thải chăn nuôi heo sau Biogas 8

Bảng 2.1 Thành phần nước thải trại chăn nuôi heo Xuân Thọ II 50

Bảng 2.2 Thành phần nước thải trại chăn nuôi heo Bình Thắng 51

Bảng 3.1 Hiệu suất xử lý phương án 1 56

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý phương án 2 58

Bảng 4.1 Thông số thiết kế hầm tiếp nhận 63

Bảng 4.2 Thông số thiết kế bể điều hòa 66

Bảng 4.3 Thông số thiết kế bể lắng 1 71

Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể chứa trung gian 73

Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể UASB 80

Bảng 4.6 Thông số thiết kế bể Anoxic 82

Bảng 4.7 Thông số thiết kế bể Aerotank 86

Bảng 4.8 Thông số thiết kế bể lắng 2 92

Bảng 4.9 Thông số thiết kế bể khử trùng 93

Bảng 4.10 Thông số thiết kế bể nén bùn 97

Bảng 4.11 Thông số thiết kế máy ép bùn 98

Bảng 5.1 Chi phí xây dựng 99

Bảng 5.2 Chi phí thiết bị 100

Bảng 5.3 Chi phí điện năng 101

Bảng 5.4 Chi phí hóa chất sử dụng 102

Bảng 6.1 Sự cố và cách khắc phục 104

TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT

EPS Extracellular polymeric substance Plolymer ngoại bào

F/M Food/Micro – organism Tỷ số lượng thức ăn và lượng vi

MLSS Mixed Liquor Suspended Solid Chất rắn lơ lửng trong bùn, mg/l

PHẦN MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

 Việt Nam là một trong những nước nông nghiệp với khoảng 70% số dân ở vùng nông thôn Sản xuất nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế - xã hội nước ta Trong những năm qua, ngành chăn nuôi phát triển khá mạnh về cả

số lượng lẫn quy mô trong đó có ngành chăn nuôi heo Chăn nuôi heo không chỉ là nguồn cung cấp thực phẩm chủ yếu cho tiêu dùng trong nước, mà sản phẩm thịt heo còn là nguồn thực phẩm xuất khẩu có giá trị

 Bên cạnh việc phát triển ngành chăn nuôi là một lớn chất thải phát sinh từ quá trình chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng; đặc biệt là ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất bị giảm, tăng các chi phí phòng trị bệnh, hiệu quả kinh tế chăn nuôi không cao, Sức đề kháng của gia súc giảm sút sẽ là nguy cơ gây nên bùng phát dịch bệnh

 Đối với dự án trang trại chăn nuôi heo của Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An: số lượng heo trung bình có trong trang trại là 2.400 con heo nái sinh sản, 25 con heo đực và 3.000 con heo con Dự kiến mỗi năm sẽ có khoảng 40.000 – 50.000 con heo con được xuất chuồng Với số lượng heo dự kiến xuất chuồng trên một năm là rất lớn, đòi hỏi phải có một lượng lớn nguồn thức ăn cung cấp và nước sử dụng cho hoạt động chăn nuôi Vì thế, dự kiến lượng chất thải phát sinh từ quá trình chăn nuôi heo là rất nhiều

 Trước vấn đề trên, việc xây dựng hệ thống XLNT chăn nuôi cho Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An là cần thiết

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

 Thiết kế hệ thống XLNT chăn nuôi heo Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An, công suất 200m3/ngày đêm Đảm bảo đạt tiêu chuẩn chất lượng lượng nước đầu ra đạt cột B (QCVN 62 – MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi) [1]

 Thiết kế phải đảm bảo tính thực tiễn của hệ thống, đảm bảo quy mô của hệ thống phù hợp với quỹ đất và điều kiện kinh tế của dự án

3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

 Đối tượng của đề tài:

- Nước thải chăn nuôi heo của Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An (Tìm hiểu các thông số đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra của nguồn nước thải)

- Các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo (Tìm hiểu nguyên lý cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu và nhược điểm của từng công nghệ thiết bị)

- Hệ thống XLNT chăn nuôi heo Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An (Đề xuất và tính toán hệ thống XLNT, chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng)

- Cách vận hành, các sự cố và cách xử lý khi xảy ra

 Phạm vi và địa điểm thực hiện:

- Diện tích sử dụng của trang trại: 100.000 m2

- Quy mô số heo nái sinh sản: 2.400 con

- Địa điểm: Khoảnh 4 tiểu khu 97, Ban quản lý rừng phòng hộ Lộc Ninh, xã Lộc Tấn, huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước

 Thông tin về Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An:

- Chủ đầu tư: Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An

- Trụ sở chính: Tổ 1, ấp Bàu Teng, xã Quang Minh, huyện Chơn Thành, Tỉnh Bình Phước

- Loại hình doanh nghiệp: Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại

4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Đề tài thực hiện gồm những nội dung sau:

 Giới thiệu tổng quan về trang trại chăn nuôi heo của Công ty TNHH Dịch vụ

Thương mại Hòa An

 Tìm hiểu nguồn gốc phát sinh nước thải

 Giới thiệu tổng quan các phương pháp XLNT chăn nuôi heo

 Lựa chọn công nghệ, tính toán, thiết kế hệ thống XLNT chăn nuôi heo Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An, công suất 200m3/ngày đêm

 Tính toán, dự trù kinh phí cho công trình

 Nêu cách vận hành, các sự cố và cách xử lý

5 Ý NGHĨA THỰC TIỄN

 Khoa học: Đề xuất được hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo mới cho Công

ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An

 Môi trường: Nước thải chăn nuôi heo sau xử lý đạt QCVN 62 – MT:2016/BTNMT Cột B, góp phần cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường tại trang trại chăn nuôi heo

 Kinh tế: Đề xuất được hệ thống xử lý với chi phí xây dựng, vận hành và bảo dưỡng hợp lý nhất

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ TRANG TRẠI CHĂN NUÔI HEO CÔNG TY TNHH

DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI HÒA AN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI HÒA

AN

 Tên Công ty: Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An

 Trụ sở chính: Tổ 1, Ấp Bàu Teng, xã Quang Minh, huyện Chơn Thành, tỉnh Bình Phước

 Đại diện: Ông Đoàn Duy Anh (Giám Đốc)

 Loại hình doanh nghiệp: Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại

 Ngày thành lập: 16/10/2014

 Ngành nghề chính: chăn nuôi gia súc, gia cầm

1.2 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ CỦA TRANG TRẠI CHĂN NUÔI HEO

 Địa điểm trang trại: Khoảnh 4 tiểu khu 97, Ban Quản lý rừng phòng hộ Lộc Ninh, xã Lộc Tấn, huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước

 Hiện trạng: trang trại nằm trong khu vực đất trồng cây cao su 4 năm tuổi Địa hình tương đối bằng phẳng

 Vị trí tiếp giáp:

- Phía Đông: Giáp vườn cao su

- Phía Tây: Giáp vườn cao su

- Phía Bắc: giáp vườn cao su

- Phía Nam: đường đi vào trang trại và vườn cao su

 Trang trại cách quốc lộ 13B khoảng 799m về hướng Đông Bắc, cách đồn biên phòng Chiu Riu khoảng 2,1km, cách suối Lầy về hướng Tây Bắc khoảng 310m

và cách suối Bông về hướng Đông Bắc khoảng 2,4km

 Thuận lợi: lợi thế ngành sản xuất chăn nuôi heo của tỉnh Bình Phước là khu vực không có dân cư sinh sống, vì vậy không tác động đến đời sống của người dân

 Khó khăn: trang trại nằm trong khu vực rừng cao su, do đó, giao thông khó khăn

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Bình Phước

1.3 QUY TRÌNH CHĂN NUÔI HEO

1.3.1 Nhu cầu nguyên liệu và sử dụng nước cho hoạt động chăn nuôi

1.3.1.1 Nhu cầu nguyên liệu

 Nhu cầu nguyên liệu phục vụ cho trang trại chăn nuôi chủ yếu là thức ăn và thuốc phòng bệnh Thức ăn là dạng thức ăn đã được đóng gói sẵn, chỉ việc đổ cho heo ăn, không cần pha chế phối trộn Thức ăn được lưu chứa trong các xilo cám, đảm bảo cho heo dùng trong vài ngày, khi hết, thức ăn sẽ được vận chuyển từ kho chứa cám đến đổ vào xilo, vận chuyển bằng xe rùa đẩy tay [2]

 Một số loại thuốc thú y: Pest vaccin Auto for MerialClomoxyl LA, Febralgira Corpuesta, Gentamicin Oxytesracyline, Aujeszky, chế phẩm EM dùng cho khử trùng, các loại vaccine phòng bệnh [2]

 Lượng heo trung bình có trong trang trại là 2.400 con heo nái sinh sản, heo đực

25 con, heo con là 3.000 con (do trang trại cho tiến hành cho heo nái đẻ xoay vòng, trung bình 20 ngày xuất heo con 1 lần) [2]

 Nhu cầu thức ăn cho heo (cám heo): 6.362,5 kg/ngày, tương đương 190.875 kg tháng [2]

Bảng 1.1 Nhu cầu nguyên liệu

STT Nguyên liệu

lượng/ngày

Số lượng/tháng Đơn vị Số lượng

2 Thức ăn cho heo đực

 Nguồn nước cấp là nguồn nước giếng khoan của công ty Sử dụng hệ thống cấp nước từ 3 giếng khoan bơm vào bể nước ngầm sau đó được bơm lên đài rồi từ đài nước được truyền đến các thiết bị cần cung cấp Trang trại chăn nuôi heo theo công nghệ mới nhằm tiết kiệm nước, phun rửa chuồng trại bằng máy phun nước áp lực cao [2]

Bảng 1.2 Nhu cầu sử dụng nước cho hoạt động chăn nuôi

STT

(lít/con/ngày)

4 Nước tắm rửa cho heo, rửa chuồng trại, nước phun chế

(Nguồn: [2])

 Với nhu cầu sử dụng nước như trên, ước tính lượng nước thải phát sinh gần khoảng 200m3/ngày đêm Vậy lượng nước thải cần phải xử lý lấy bằng 200m3/ngày đêm

1.3.2 Quy trình chăn nuôi heo

Quy trình chăn nuôi heo nái được mô tả theo hình 1.2 [2]

Hình 1.2 Quy trình chăn nuôi heo nái

 Mô tả quy trình chăn nuôi heo nái [2]:

- Heo giống mua về theo chọn lọc đặc biệt, kiểm tra nghiêm ngặt, được chủng ngừa, Qua một hoặc hai chu kỳ sinh sản lại được tiến hành thanh lọc, loại ra thay thế con giống không đạt Heo giống mua về cách ly tối thiểu 7 ngày để theo dõi Nuôi heo khoảng 3 tháng thì cho phối nhân tạo sau đó mang thai (thời gian heo mang thai khoảng 144 ngày kể từ lúc bắt đầu phối) Sau thời gian mang thai, mỗi con heo nái sinh sản khoảng 10 – 12 con heo con Thời kỳ này heo con sống nhờ bú sữa mẹ nên lớn rất nhanh Khoảng 2 tuần bắt đầu tập cho heo con ăn thức ăn thô kết hợp với bú sữa mẹ, khi trọng lượng heo con có thể lên đến 12kg/con, lúc này có thể đem xuất bán Theo dự tính, mỗi năm sẽ có khoảng 40.000 – 50.000 heo con được xuất chuồng Số lượng heo trung bình có trong trang trại là 2.400 con heo nái sinh sản, 25 con heo đực và 3.000 con heo con

Heo nái nhập từ Công ty C.P

Tiêm ngừa, cung cấp thức ăn cho heo Heo nái

Nuôi heo khoảng 3 tháng thì phối

giống

Cung cấp thức ăn cho heo

Khoảng 114 ngày heo nái sinh sản

Cung cấp thức ăn cho heo

Chuẩn bị dụng cụ để đỡ cho heo đẻ

Nuôi heo con khoảng 20 – 30 ngày thì

xuất chuồng

Cung cấp thức ăn cho heo

Tiêm ngừa cho heo con lẫn heo mẹ

Heo nái phối + Mang thai

Heo nái sinh sản + heo con

Heo con 12kg Cung cấp cho thị trường

Các vỏ chai, kim tiêm, CTR, nước thải, tiếng

ồn

CTR (phân heo, heo chết, các chai lọ đựng tinh trùng), nước thải, tiếng

ồn,

CTR (phân heo, nhau heo và một phần heo con chết ), nước thải, tiếng

ồn,

CTR (phân heo, dụng cụ tiêm ngừa cho heo, heo con chết ), nước thải, tiếng ồn,

- Qua 7 hoặc 8 chu kỳ sinh sản heo nái lại được tiến hành kiểm tra, thanh lọc, những con giống không đạt tiêu chuẩn sẽ bị loại Những heo nái loại sau 7 – 8 chu kỳ sinh sản sẽ bán cho các đơn vị có nhu cầu thu mua

1.4 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO

CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ THƯƠNG MẠI HÒA AN

 Nước thải chăn nuôi heo phát sinh chủ yếu từ quá trình tắm rửa cho heo, vệ sinh chuồng trại,

 Thành phần, tính chất nước thải chăn nuôi heo Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Hòa An được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.3 Thành phần của nước thải chăn nuôi heo sau Biogas

QCVN MT:2016/BTNMT (Kq = 0,9, Kf = 1,1) cột B

1.5 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO ĐẾN CON

NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG

 Ảnh hưởng đến con người: Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khía cạnh: Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường khí, môi trường đất và các sản phẩm nông nghiệp Đây chính

là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh Đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như: lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và

có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người Theo báo cáo tổng kết của Viện Chăn nuôi (Bộ NN&PTNT), nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn nuôi cao hơn mức cho phép khoảng 30 - 40 lần Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần Ngoài ra, nước thải chăn nuôi còn

chứa Coliform, E.coli, COD và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép [3]

 Ảnh hưởng đến môi trường [2]:

- Môi trường đất: trong nước thải chăn nuôi heo có nhiều dinh dưỡng như Nitơ, photpho gây phú dưỡng đất Phú dưỡng đất làm bảo hòa và quá bảo hòa dinh dưỡng gây mất cân bằng sinh thái và thoái hóa đất Đây là một trong những nguyên nhân làm giảm năng suất và sản lượng cây trồng Ngoài ra trong đất thừa dinh dưỡng sẽ dẫn đến hiện tượng rửa trôi và thấm vào gây ô nhiễm nước mặt và nước ngầm

- Môi trường không khí: môi trường không khí khu vực chuồng trại và xung quanh cơ sở chăn nuôi luôn có mùi rất đặc trưng và đây sẽ là một tác nhân ô nhiễm khó chịu nếu không có biện pháp quản lý đúng cách Các khí gây mùi chủ yếu từ quá trình phân hủy yếm khí chất thải như NH3, H2S, các hợp chất của metan

- Môi trường nước: nước thải chăn nuôi chứa nhiều chất dinh dưỡng nên chúng gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa gây ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh vật trong môi trường tiếp nhận Bên cạnh đó môi trường nước còn là nơi thuận lợi

để mầm bệnh gây bệnh phát triển, không những thế chúng còn thấm xuống mạch nước ngầm nhất là giếng mạch nông nằm gần chuồng gia súc hay hồ chứa chất thải mà không có hệ thống thoát nước an toàn

CHƯƠNG 2:

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHĂN NUÔI HEO Ở VIỆT NAM

2.1.1 Tình hình chăn nuôi heo ở Việt Nam

 Theo kết quả điều tra sơ bộ tại thời điểm 1/4/2014 của Tổng cục Thống kê, cả nước có 9.897 trang trại chăn nuôi tương ứng 26,39 triệu con lợn, tăng nhẹ (0,3%) so với cùng kỳ Hiện tại chăn nuôi lợn khá thuận lợi do giá lợn hơi tăng

và dịch lợn tai xanh không xảy ra đã kích thích người chăn nuôi đầu tư tái đàn Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng 6 tháng đầu năm ước tính đạt 1.963,3 nghìn tấn, tăng 1,65% so với cùng kỳ năm trước Theo USDA, năm 2014 nhu cầu tiêu thụ thịt lợn của Việt Nam vào khoảng 2,245 triệu tấn, tăng 1,8% so với năm

2013 Sản lượng thịt lợn của Việt Nam năm 2014 dự kiến ở mức 2,26 triệu USD, đảm bảo cho Việt Nam xuất khẩu khoảng 15 nghìn tấn thịt lợn [4]

 Đến năm 2016, có 12.888 trang trại, tăng trên 30,2% so với năm 2014; sản phẩm của chăn nuôi trang trại chiếm 55% tổng sản lượng thịt [4]

 Những tháng đầu năm 2017 chăn nuôi lợn gặp khó khăn dẫn đến giá thịt lợn hơi sụt giảm sâu, người chăn nuôi phải chịu thua lỗ nặng Hiện tại, giá thịt lợn đang tăng dần trở lại nhưng không nhiều, đang tiệm cận với giá thành chăn nuôi (37.000 – 40.000đ/kg) [3] Mặt khác tuy bị thua lỗ nhưng các hộ gia trại và trang trại vẫn cố gắng duy trì hoặc giảm nhẹ quy mô đàn do chuồng trại và con giống có sẵn, chỉ những hộ nuôi nhỏ lẻ sau khi xuất chuồng bị thua lỗ mới giảm đàn Theo Tổng cục Thống kê ước tính số lượng lợn hiện tại của cả nước tăng khoảng 1,5-2% so với cùng kỳ năm 2016 [4]

2.1.2 Những đặc trưng cơ bản của nước thải chăn nuôi heo

 Nước thải chăn nuôi heo bao gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ; Nitơ và Photpho; vi sinh vật gây bệnh Các thành phần này hầu hết đều có trong phân

và nước tiểu của heo

 Thành phần phân heo chủ yếu gồm nước (56% - 83%) và các chất hữu cơ, ngoài ra còn có các chất dinh dưỡng N, P, K dưới dạng các hợp chất hữu cơ và

vô cơ Phân heo nói chung được xếp vào loại phân lỏng hoặc hơi Phân heo có chứa nguồn dinh dưỡng có giá trị, cây trồng dễ hấp thu và góp phần cải tạo đất nếu sử dụng hợp lý Ngoài ra còn chứa nhiều virus, ấu trùng, trứng giun sán, các loại này có thể tồn tại vài ngày đến vài tháng trong phân, trong nước thải và trong đất [2]

 Nước tiểu heo có thành phần chủ yếu là nước có chứa lượng lớn Nitơ (chủ yếu

là dạng ure) và Photpho [2]

2.1.2.1 Các chất hữu cơ và vô cơ

 Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70 – 80% gồm cellulose, protit, axit amin, chất béo, hidrocarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân, thức ăn thừa Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy Các chất vô cơ chiếm

20 – 30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,

2.1.2.2 Nitơ (N) và Photpho (P)

 Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn thức

ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao Hàm lượng N – tổng trong nước thải chăn nuôi 217 – 1026 mg/l P – tổng từ 39 – 94 mg/l

2.1.2.3 Vi sinh vật gây bệnh

 Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, trứng ấu trùng giun sán gây bệnh,

các loại virus như: corona virus, poio virus, aphtovirurrus,

2.2 CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI

 Mùi:

- Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra cảm giác khó chịu, nhưng hoạt động các hợp chất gây mùi khó chịu sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới các điều kiện yếm khí Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là hydrosulfua (H2S – mùi trứng thối) Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol,

skavol, cadaverin và mercaptan, được tạo thành dưới các điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S [5] Nước thải công nghiệp có thể có các mùi đặc trưng của từng loại hình sản xuất và sự phát sinh mùi mới trong quá trình xử lý nước thải công nghiệp Điều đặc biệt quan tâm đối với việc thiết

kế các công trình xử lý nước thải là tránh các điều kiện mà ở đó sẽ tạo ra các mùi khó chịu

 Nhiệt độ:

- Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn nhiệt độ của nước cấp do việc xả các dòng nước nóng hoặc ấm từ các hoạt động sinh hoạt, thương mại hay công nghiệp và nhiệt độ của nước thải thường thấp hơn nhiệt độ của không khí

- Nhiệt độ của nước thải là một trong những thông số quan trọng bởi vì phần lớn các sơ đồ công nghệ xử lý nước thải điều ứng dụng các quá trình xử lý sinh học

mà các quá trình đó thường bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiệt độ Nhiệt độ của nước thải ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật, đến sự hòa tan của oxy trong nước Nhiệt độ còn là một trong những thông số công nghệ quan trọng liên quan đến quá trình lắng các hạt cặn, do nhiệt độ có ảnh hưởng đến độ nhớt của chất lỏng và do đó có liên quan đến lực cản của quá trình lắng các hạt cặn trong nước thải

- Nhiệt độ của nước thải thường thay đổi theo mùa và vị trí địa lý Ở những vùng khí hậu lạnh, nhiệt độ của nước thải có thể thay đổi từ 7 – 180C, trong khi đó ở những vùng khí hậu ấm áp hơn, nhiệt độ của nước thải có thể thay đổi trong khoảng từ 13 – 240C Ở Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh phía nam, nhiệt độ của nước thải đô thị thường dao động ở mức 24 – 290C, đôi khí lên đến trên

300C [5]

 Độ màu:

- Độ màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ Đơn vị đo độ màu thông dụng là Platin - Coban (Pt – Co)

- Độ màu là một thông số thường mang tính chất định tính, có thể được sử dụng

để đánh giá trạng thái chung của nước thải Nước thải sinh hoạt để chưa quá 6 giờ thường có màu nâu nhạt Màu xám nhạt đến trung bình là đặc trưng của các loại nước thải đã bị phân hủy một phần Nếu xuất hiện màu xám sẫm hoặc đen, nước thải coi như đã bị phân hủy hoàn toàn bởi các vi khuẩn trong điều kiện kỵ khí (không có oxy) Hiện tượng nước thải ngã màu đen thường là do sự tạo thành các sulfide khác nhau, đặc biệt là sunfide sắt Điều này xảy ra khi

hydrosulfua được sản sinh ra dưới điều kiện kỵ khí kết hợp với một kim loại hóa trị hai có trong nước thải, chẳng hạn như sắt [5]

- Đối với nước thải sinh hoạt, pH thường dao động trong khoảng 6,9 ÷ 7,8 [5] Nước thải của một số ngành công nghiệp có thể khác nhau Để xử lý các loại nước thải này cần thực hiện biện pháp trung hòa nước thải để nâng pH lên đến giá trị thích hợp

 Nhu cầu oxy hóa học – NOH (COD):

- Nhu cầu oxy hóa học (viết tắt là NOH hay COD – Chemical Oxygen Demand)

là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong nước thải, kể

cả các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học và được xác định bằng phương pháp bicromat trong môi trường axit sunfuric có thêm chất xúc tác – sunfat bạc Đơn vị đo của NOH (COD) là mgO2/l hay đơn giản là mg/l

 Nhu cầu oxy sinh hóa – NOS (BOD):

- Nhu cầu oxy sinh hóa là một trong những thông số cơ bản đặc trưng cho mức

độ ô nhiễm nước thải bởi các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa sinh hóa (các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học) NOS được xác định bằng lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ dạng hòa tan, dạng keo và một phần dạng lơ lửng với

sự tham gia của các vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí, được tính bằng mgO2/l hay đơn giản là mg/l Trong thực tế, thường sử dụng thông số NOS5 (BOD5) (5 ngày ủ)

 Nitơ:

- Nitơ có trong nước thải ở dạng các liên kết hữu cơ và vô cơ Trong nước thải sinh hoạt, phần lớn các liên kết hữu cơ là các chất có nguồn gốc protit, thực phẩm dư thừa Còn nitơ trong các liên kết vô cơ gồm các dạng khử NH4+, NH3

và dạng oxy hóa: NO2- và NO3- Tuy nhiên trong nước thải chưa xử lý, về nguyên tắc thường không có NO2- và NO3- [5]

 Chất hoạt động bề mặt:

- Chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm hai phần: kỵ nước và ưa nước tạo nên sự hòa tan của các chất đó trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong công nghiệp

- Sự có mặt của chất hoạt động bề mặt trong nước thải có ảnh hưởng đến tất cả các giai đoạn xử lý Các chất này làm cản trở quá trình lắng của các hạt lơ lửng, tạo nên hiện tượng sủi bọt trong các công trình xử lý, kiềm hãm các quá trình

xử lý sinh học

 Oxy hòa tan (DO):

- DO là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí Lượng oxy hòa tan trong nước thải ban đầu dẫn vào trạm xử lý thường bằng không hoặc rất nhỏ Trong khi đó, trong các công trình xử lý sinh học hiếu khí thì lượng oxy hòa tan cần thiết không nhỏ hơn 2 mg/l

- Trong nguồn nước thải sau xử lý, lượng oxy hòa tan không được nhỏ hơn 4 mg/l đối với nguồn nước dùng để cấp nước (loại A) và không nhỏ hơn 6 mg/l đối với nguồn nước dùng để nuôi cá [5]

 Kim loại nặng và các chất độc hại:

- Các kim loại nặng độc hại gồm: niken, đồng, chì, coban, crom, thủy ngân, cadimi Ngoài ra, có một nguyên tố độc hại khác không phải kim loại nặng như: Xianua, Stibi (Sb), Bo,…Trong nước thải, chúng thường tồn tại dưới dạng cation và trong các liên kết với các chất hữu cơ và vô cơ

- Lượng chất hữu cơ có khả năng oxy hóa sinh hóa có thể đánh giá bằng hiệu số: NOH – NOS, còn tỷ số NOS/NOH đặc trưng cho khả năng oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Khi tính đến nhu cầu chất dinh dưỡng (N, P) cho quá trình xử lý sinh học, tỷ lệ NOS:N:P cần phải duy trì ở mức 100:5:1 [5]

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

 Nước thải chăn nuôi chủ yếu là: BOD, COD, SS, N tổng, P tổng, Coliform Hầm biogas là mô hình xử lý chất thải chăn nuôi heo được khuyến khích sử dụng ở các nông hộ chăn nuôi và ở các trang trại chăn nuôi qui mô lớn nhưng các chỉ số nước thải ở hầm biogas vẫn chưa đạt hiệu quả là do số lượng gia súc vượt quá khả năng xử lý theo thiết kế của hầm ủ [6] Ví dụ hiệu quả xử lý các hầm biogas được khảo sát ở Thừa Thiên Huế là: 84,7% COD; 76,3% BOD5; 86,1% SS; 85,4% VSS; 51,2% VSV gây bệnh; N tổng và P tổng chỉ xử lý được một phần tương ứng 11,8% và 7,0% So với QCVN 40:2011/BTNMT [7] thì các chỉ số trên vẫn chưa xử lý đạt [8] Vì thế cần phải có các hệ thống xử lý sau biogas để nước thải được xử lý hiệu quả đạt chuẩn đầu ra

 Hệ thống XLNT sẽ có một số công trình xử lý chủ yếu:

- Xử lý cơ học: SCR, bể lắng cát, bể lắng đợt 1, bể lọc các loại, bể tách dẫu mỡ Giai đoạn xử lý cơ học nước thải công nghiệp thông thường có bể điều hòa để điều hòa về lưu lượng và nồng độ bẩn của nước thải Về nguyên tắc, xử lý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi xử lý tiếp theo

- Xử lý hóa học và hóa lý: các phương pháp xử lý hóa học và hóa lý gồm: trung hòa – kết tủa cặn, oxy hóa khử, keo tụ bằng phèn nhôm, phèn sắt, hấp phụ, tuyển nổi, trao đổi ion,…

- Xử lý sinh học: xử lý sinh học là giai đoạn xử lý bậc hai (thứ cấp) sau xử lý cơ học hoặc sau xử lý hóa học Cơ sở của phương pháp xử lý sinh học là dựa vào khả năng oxy hóa và phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải của vi sinh vật trong điều kiện tự nhiên hoặc trong điều kiện nhân tạo

 Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm có: hồ sinh vật; hồ sinh học với thực vật nước (lục bình, lau, sậy, tảo,…); cánh đồng tưới; cánh

đồng lọc; bãi lọc trồng cây; đất ngập nước,…

 Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo gồm có:

a) Với quá trình vi sinh vật hiếu khí lơ lửng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải ở trạng thái lơ lửng: bể bùn hoạt tính (aerotank); mương oxy hóa; bể bùn hoạt tính từng mẻ (SBR); Uniten; hồ sinh học thổi khí

b) Với quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám với các giá thể (vật liệu lọc dính bám) oxy hóa các chất hữu cơ với sự tham gia của màng sinh học dính bám tại giá thể:

- Các loại bể lọc sinh học: bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể lọc sinh học cao tải, tháp lọc sinh học

- Bể tiếp xúc sinh học quay (RBC)

c) Ngoài ra còn ứng dụng quá trình vi sinh vật kỵ khí lơ lửng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như: bể UASB và cũng có ứng dụng quá trình vi sinh vật kỵ khí dính bám như các loại bể lọc sinh học kỵ khí

2.3.1 Phương pháp xử lý cơ học

2.3.1.1 Song chắn rác và lưới chắn rác

 Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác … được gọi chung là rác Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ, sau đó được chuyển tới bể phân hủy cặn (bể mêtan) Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác [9]

 Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục… tiết diện 5 × 20 mm đặt cách nhau 20 – 50 mm, dễ dàng trượt lên xuống dọc theo 2 khe ở thành mương dẫn, vận tốc nước qua song vmax

≤ 1m/s (ứng với Qmax) [9] Song chắn rác có thể phân thành các nhóm:

- Theo khe hở SCR: loại thô (30 – 200 mm) và loại trung bình (5 – 25 mm) [9]

- Theo đặc điểm cấu tạo: loại di động hoặc cố định

- Theo phương pháp lấy rác: có thể thu gom rác bằng thủ công hoặc cơ khí

 Lưới chắn rác thường được đặt nghiêng một góc 450 – 60 0 so với phương thẳng đứng, vận tốc qua lưới vmax ≤ 0,6 m/s Khe rộng của mắt lưới thường từ 10 – 20

mm [9] Làm sạch song chắn và lưới chắn bằng thủ công, hay bằng các thiết bị

cơ khí tự động hoặc bán tự động Ở trên hoặc bên cạnh mương đặt song, lưới chắn rác phải bố trí sàn thao tác đủ chổ để thùng rác và đường vận chuyển

Hình 2.1 Song chắn rác

2.3.1.2 Bể lắng cát

 Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa, đặt trước bể lắng đợt 1 Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát, ra khỏi nước thải; bảo vệ các trang thiết bị cơ khí (bơm) tránh mài mòn; giảm cặn lắng trong ống, mương dẫn và bể phân hủy; giảm tần suất làm sạch bể phân hủy

 Trên trạm XLNT việc cát lắng lại trong các bể lắng gây khó khăn cho công tác lấy cặn Ngoài ra trong cặn có cát thì có thể làm cho các ống dẫn bùn của các bể lắng không hoạt động được, máy bơm chóng hỏng Số lượng cát dao động từ 0,0037 đến 0,22 m3 cát trong 1000 m3 nước thải [10]

 Theo đặc tính chuyển động của nước, bể lắng cát phân biệt thành: bể lắng cát ngang nước chảy thẳng, chảy vòng; bể lắng cát đứng nước dâng từ dưới lên; bể lắng cát nước chảy xoắn ốc

 Nguyên lý hoạt động: các hạt cát và những hạt nhỏ không hòa tan trong nước thải khi đi qua bể lắng cát sẽ rơi xuống đáy dưới tác dụng của lực hấp dẫn bằng tốc độ tương ứng với độ lớn và trọng lượng riêng của nó Đối với bể lắng cát ngang vmax = 0,3 m/s, vmin = 0,15 m/s và thời gian lưu nước lại từ 30 đến 60 giây

Hình 2.2 Bể lắng cát ngang

2.3.1.3 Bể lắng

 Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn

- Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1 trước

công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học

- Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắng như: bể

lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục

- Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bể

- Khi nước thải dâng lên theo thân bể thì cặn lắng thực hiện chu trình ngược lại, như vậy cặn chỉ lắng được trong trường hợp tốc độ lắng được trong trường hợp tốc độ lắng U0 lớn hơn tốc độ nước dâng Vd (U0 > Vd) Thời gian lắng phụ thuộc vào mức độ yêu cầu xử lý và chọn khoảng 30 phút (trước cánh đồng tưới, bãi lọc) đến 1,5 giờ (trước bể Aerotank và bể lọc sinh học) Cặn lắng xuống phần chứa tính với dung tích lưu lại không quá 2 ngày Cặn xả ra khỏi bể nhờ ống xả bùn dưới áp xuất thủy tĩnh 1,2 – 2,0m Để cặn tự chảy tới hố thu thì góc tạo bởi tường đáy bể và mặt nằm ngang không làm nhỏ hơn 450

- Ưu điểm: thuận tiện trong công tác xả cặn, chiếm ít diện tích xây dựng

- Nhược điểm: chiều sâu xây dựng lớn làm tăng giá thành xây dựng (đặc biệt những nơi đất đai không thuận lợi), số lượng bể nhiều và hiệu suất lắng thấp

- Độ dốc của hố thu cặn không nhỏ hơn 450 Xả cặn ra khỏi bể thường bằng áp lực thủy tĩnh với cột nước không nhỏ hơn 1,5m đối với bể lắng đợt 1 và 0,9m

(sau bể Aerotank) hoặc 1,2m (sau bể Biophin) đối với bể lắng đợt 2

- Nhược điểm: bể có nhiều hố thu cặn không kinh tế Ngoài ra trên những hố thu nước thường tạo thành những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt

cặn

 Bể lắng ly tâm: Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng Bể lắng ly tâm

được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ngày đêm [10] Trong bể lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục một góc 450 Đáy bể thường được thiết kế với

độ dốc i = 0,02 – 0,05 Dàn quay với tốc độ 2-3 vòng trong 1 giờ Nước trong

được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía trên

- Giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lý sinh học tiếp theo

- Tiết kiệm hóa chất để khử trùng nước thải

 Điều kiện sử dụng:

- Lưu lượng thay đổi theo thời gian, còn nồng độ ổn định suốt thời gian làm việc của nhà máy trong ngày

- Khi lưu lượng nước thải lớn theo giờ trong ngày

- Lưu lượng vào bể không thay đổi suốt thời gian làm việc nhưng nồng độ chất ô nhiễm thay đổi theo giờ trong một chu kỳ làm việc

Hình 2.6 Bể điều hòa

2.3.1.5 Bể tách dầu mỡ

 Mục đích:

- Loại bỏ các chất nổi (dầu mỡ, hạt nhựa nhẹ, ) có ra khỏi nước thải → không

gây ảnh hưởng đến công trình xử lý hóa lý, sinh học phía sau

- Tiết kiệm hóa chất keo tụ, giảm tải trọng chất bẩn và giữ ổn định cho các quá

trình xử lý tiếp sau

 Tách dầu ra khỏi nước thải bằng hai quá trình [10]:

- Tách dầu trọng lực: các hạt dầu mỡ có tỷ trọng (ρ’) nhẹ hơn nước (ρ) sẽ nổi lên mặt nước và gạt ra ngoài, còn các hạt cặn dính dầu nặng hơn nước sẽ lắng

xuống đáy và được tháo ra ngoài

- Dùng lực nhân tạo: lực ly tâm (cyclone thủy lực), lọc qua lớp vật liệu có khả

 Công trình này dùng để tách các phần lơ lửng, phân tán có trong nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ, Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc

 Để lọc nước thải, người ta có thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau Thiết bị lọc có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân không (áp suất 0,085 MPa), lọc áp lực (từ 0,3 đến 1,5 MPa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng

 Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau:

- Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học

- Quá trình lắng tạo bông

 Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết

bị lọc nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở dao động trong khoảng 1-2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 – 1

m

(1) Vỏ bể (2) Cát lọc (3) Sàn chụp lọc (4) Phễu đưa nước vào bể (5) Ống dẫn nước vào bể (6) Ống dẫn nước đã lọc (7) Ống dẫn nước rửa lọc (8) Ống xả nước rửa lọc (9) Ống gió rửa lọc (10)Van xả khí (11) Van xả kiệt (12) Lỗ thăm

Hình 2.8 Bể lọc áp lực

2.3.2 Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý

2.3.2.1 Trung hòa

 Nước thải công nghiệp chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa

pH về khoảng 6,5 ÷ 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo [11] Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm

- Bổ sung các tác nhân hóa học

- Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa

- Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước axit

 Để trung hòa nước thải chứa axit có thể sử dụng các tác nhân hóa học như NaOH, KOH, Na2CO3, nước ammoniac NH4OH, CaCO3, MgCO3, đôlômit CaCO3.MgCO3 và xi măng [11] Song tác nhân rẻ nhất là vôi sữa 5-10% Ca(OH)2, tiếp đó là sôđa và NaOH ở dạng phế thải

 Trong trường hợp trung hòa nước thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa, vật liệu lọc sử dụng có thể là manhêtit (MgCO3), đôlômit, đá

vôi, đá phấn, đá hoa và các chất thải rắn như xỉ và xỉ tro Khi lọc nước thải chứa HCl và HNO3 qua lớp đá vôi, thường chọn tốc độ lọc từ 0,5 – 1 m/h Trong trường hợp lọc nước thải chứa tới 0,5% H2SO4 qua lớp đôlômit, tốc độ lọc lấy

từ 0,6-0,9 m/h Khi nồng độ H2SO4 lên đến 2% thì tốc độ lọc lấy bằng 0,35 m/h

 Để trung hòa nước thải kiềm có thể có thể dùng khí axit (chứa CO2, SO2, NO2,

N2O3,…) Việc sử dụng khí axit không những cho phép trung hòa nước thải mà đồng thời tăng hiệu quả làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại Axit mạnh nào cũng có thể được sử dụng hiệu quả cho quá trình trung hòa nhưng do yếu tố kinh tế H2SO4 và HCl thường được sử dụng hơn, tốc độ trung hòa thường diễn ra rất nhanh [11]

 Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ thải nước và chi phí hóa chất sử dụng hệ thống xử lý nước thải công nghiệp

Hình 2.9 Bể trung hòa nước thải có tính axit

2.3.2.2 Oxy hóa

 Để làm sạch nước thải trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, có thể sử dụng các tác nhân oxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, hydroperoxyt (H2O2), oxy của không khí, ozon, pyroluzit (MnO2) [11] Quá trình oxy hóa là chuyển hóa các hợp chất hữu cơ không thể xử lý bằng sinh học trực tiếp hoặc

có tính độc hại và ngăn cản quá trình phát triển của vi sinh và các chất gây màu, mùi, trước khí cho nước thải vào xử lý bằng vi sinh Khi dùng chất oxy hóa để oxy hóa nước thải trước quy trình xử lý sinh học, không cần dùng với liều lượng đầy đủ để oxy hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ thành chất vô cơ (CO2

và H2O) mà chỉ cần dùng liều nhỏ để oxy hóa các chất không hoặc khó phân hủy và các chất độc hại cho quá trình xử lý sinh học kế tiếp thành các chất dễ phân hủy không gây độc hại

2.3.2.3 Keo tụ - tạo bông

 Nguyên tắc: Khi hóa chất nào đó cho vào nước thô chứa cặn lắng chậm/không lắng được, hạt keo, và một số thành phần ô nhiễm hòa tan: kết tụ với nhau thành các bông cặn lớn và nặng; bông cặn có thể tách khỏi nước bằng lắng trọng lực

 Mục tiêu: Giảm độ đục, khử màu, khử chất ô nhiễm hòa tan (kim loại nặng), cặn lơ lững và vi sinh

 Cơ chế của quá trình keo tụ: Cơ chế chính: hấp phụ và tạo cầu nối; cơ chế phụ: trung hòa điện tích

 Những chất keo tụ: Thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm [11] như:

Al2(SO4)3, Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Kal(SO4)2.12H2O,

NH4Al(SO4)2.12H2O, FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O

 Chất trợ keo tụ:

- Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ (flucculant) Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

- Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà các chất trợ đông tụ có điện tích

âm hoặc dương như polyacrylic axit (CH2CHCOO)n hoặc amon

polydiallyldimetyl Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thí nghiệm Jartest [11]

Ứng dụng keo tụ - tạo bông loại bỏ sinh khối tảo từ nước thải chăn nuôi:

Hai chất keo tụ hóa học được dùng: FeCl3 và Fe2(SO4)3 và 5 chất để tạo bông: Drewfloc 447, Flocudex CS/5000, Flocusol CM/78, Chemifloc CV/300 và

Chitosan Ứng với các loại tảo Chloralla, S.obliquus, Chloro – coccum và

C.sorokiniana thì nồng độ COD giảm hàng tuần là: 66%, 49%, 78% và 65%;

nồng độ N-NH4+ giảm: 77%, 81%, 80%, 79% [12]

2.3.2.4 Tuyển nổi

 Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học

 Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau

đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

 Ưu điểm: Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt

 Các loại bể tuyển nổi: tuyển nổi bằng thiết bị cơ khí, tuyển nổi chân không, tuyển nổi không áp lực, tuyển nổi áp lực

Hình 2.10 Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn

2.3.2.5 Hấp phụ

 Nguyên tắc: Hiện tượng chuyển hóa khối lượng: chất bẩn lỏng/rắn được giữ lại trên bề mặt chất rắn; một số chất hòa tan nào đó có khả năng cố định trên bề mặt chất rắn Khả năng hấp phụ của 1 chất phụ thuộc vào: diện tích bề mặt của chất hấp phụ, hàm lượng chất bị hấp phụ (chất hữu cơ), đặc tính thủy động học (vận tốc giữa 2 pha), cơ chế cầu nối lý/hóa (phụ thuộc vào pH)

 Chất hấp phụ vô cơ: Tự nhiên: sét/Alumina (50 – 200 m2/mg); zeolites; silicagel Nhựa trao đổi ion: công nghiệp (Macromolecular Resins (polymer gel

300 m2/g)); than hoạt tính (1000 – 1500 m2/g) [11]

 Chất bị hấp phụ: Chất tẩy rửa; thuốc nhuộm (khử màu); hợp chất Chlorinated; dẫn xuất phenol hoặc hydroxyl; hợp chất sinh mùi và vị; chất ô nhiễm vi lượng (thuốc trừ sâu); kim loại nặng; etc [11]

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ: Khuấy trộn; tính chất hấp phụ; tính hòa tan của chất bị hấp phụ; pH; nhiệt độ; kích thước phân tử chất bị hấp phụ [11]

2.3.2.6 Trao đổi ion

 Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước

 Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit, những chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và chúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion gọi là các ionit lưỡng tính

 Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, M ,…v…v…, các hợp chất của Asen, photpho, Cyanua và các chất phóng xạ

 Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau … vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxit khó tan và hydroxit của một

số kim loại như nhôm, crom, ziriconi … Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân

 Dòng nước thải ra khỏi hồ thường giàu dinh dưỡng do nồng độ tảo lớn

 Số lượng các VSV gây bệnh và các VSV nguồn gốc từ chất thải sinh hoạt trong dòng ra khỏi hồ sinh học giảm đáng kể

- Hiệu quả cao: các hệ thống hồ được thiết kế đúng có thể đạt hiệu suất xử lý theo BOD >90%, nitơ từ 70 ÷ 90% và photpho là 30 ÷ 50% [10]

- Có khả năng xử lý các loại VSV gây bệnh cao và có thể đáp ứng được các tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới đối với chất lượng nước tưới cây

- Kết hợp nuôi cá, trồng tảo mang lại hiệu quả kinh tế cao

- Phát sinh mùi hôi và khó kiểm soát quá trình

Hình 2.11 Sơ đồ hồ sinh học tùy nghi

Sử dụng lục bình trong xử lý nước thải chăn nuôi heo: Mô hình nghiên cứu

gồm 3 ao: ao 1 tiếp nhận nước thải từ hầm biogas, ao 2 và 3 tiếp nhận nước thải từ chuồng heo Thời gian nhân đôi của lục bình là từ 12 – 15 ngày, khi lục bình phủ đầy ao thì phải thu hoạch ½ ao Khi lục bình phủ đầy ao thì hiệu quả

xử lý BOD5 của lục bình là ao 1: 96%, ao 2: 93%, ao 3: 96%; hiệu quả xử lý COD là ao 1: 98%, ao 2: 96%, ao 3: 97% [12] Ngoài ra nồng độ SS giảm khoảng 25,9 lần; N tổng giảm 5,8 lần; P tổng giảm 3,62 lần so với nồng độ ban đầu [6]

Sử dụng bèo tây Eichhornia crassipes (Mart.) Solms để xử lý Nitơ và

Photpho trong nước thải chăn nuôi lợn sau công nghệ Biogas : [14]

 Hệ thống xử lý nước thải sử dụng bèo tây được áp dụng chủ yếu ở vùng khí hậu

ấm vì nó mẫn cảm với nhiệt độ thấp và băng giá Bèo tây thuộc họ lục bình (Pontederiaceae) Rễ của thực vật này không bám vào đất mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá phát triển trên mặt nước Nó trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy nước thải

 So với hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn trồng cây sậy theo công nghệ dòng mặt và hệ thống dòng ngầm trồng cỏ vetiver ở cùng tải lượng , khả năng loại bỏ tổng nitơ và photpho của bèo tây cao hơn Ở tải lượng 50 l/m2.ngày, hiệu suất xử ý các chất ô nhiễm TN, NO3-, NH4+, và TP lần lượt là 65,79%; 73,48%; 78,70% và 55,19%

Ao thâm canh tảo Spirulina sp [15]

 Tảo được sử dụng để xử lý nước thải vì nó có khả năng phát triển trong nước thải, chịu đựng được các thay đổi của môi trường, có tốc độ sinh trưởng nhanh, tạo ra sinh khối có giá trị dinh dưỡng cao Một số loài tảo đã được ứng dụng để

xử lý nước thải như Chlorella, Scenedesmus, Spirulina… trong đó tảo Spirulina

sp có giá trị dinh dưỡng cao và dễ hấp thụ hơn các loài khác

 Chất lượng nước thải sau xử lý qua ao tảo:

- Giá trị pH có chiều hướng tăng đến ngưỡng phù hợp cho hoạt động sinh trưởng phát triển của tảo 8,5 – 11

- Nồng độ BOD5, COD, TP, TKN đều giảm nhưng SS lại cao hơn