CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG ADC VIỆT NAM

Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo

Được đăng: Thứ hai, 26 Tháng 6 2023 08:19

Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo ( lợn ) được coi là nguồn nước thải cực kỳ khó xử lý, do các tạp chất ô nhiễm cao, sự mất cân bằng của các chỉ số giữa tổng N, Tổng P và tổng C vì vậy cần công nghệ xử lý sinh hóa lý kết hợp.

xem vi deo tại: Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo

Tham khảo thêm các sản phẩm khác.

I: Đặc điểm chung nước thải chăn nuôi.

Nước thải chăn nuôi thường phát sinh từ 02 nguồn chính.

Nước thải được chia thành 2 loại:

  1. Nước thải phát sinh từ quá trình rửa chuồng trại. Nguồn nước này bao gồm cả nước thải của vật nuôi…
  2. Nước thải phát sinh từ quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân viên.

Nước thải từ quá trình rửa chuồng trại thường là nguồn nước thải chứa nhiều các tập chất lơ lửng ( SS ), các hợp chất hữu cơ ( COD, BOD ) và có hàm lượng NH4 cao do quá trình đào thải của động vật. Nguồn nước thải này được coi là nguồn ô nhiễm nhất trong nước thải chăn nuôi

Nước thải từ quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân viên tuy không ô nhiễm bằng nguồn nước thải từ khu chăn nuôi, nhưng chúng có đặc điểm là thường có nhiều dầu mỡ và các loại rác thải, hàm lượng TSS, COD, BOD, NH4 cũng tương đối cao.

Bể Biogas.

Bể Biogas là khâu xử lý đầu tiên trong công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi. Vì vậy thời gian lưu trong bể Biogas được tính toán phải đủ thời gian lưu sẽ giúp cho các vi sinh vật kỵ khí có thể phân hủy và bẻ gẫy các mạch hữu cơ khó phân hủy.

Dung tích bể Biogas số 1 là 3.645m3 tương ứng với thời gian lưu là 20 – 21 ngày. Thời gian lưu 20 – 21 ngày giúp khả năng xử lý các tạp chất có trong nước thải chăn nuôi như COD, BOD, tổng N xuống từ 50 – 60%.

Bể lắng sơ cấp.

Nước sau khi qua bể Biogas sẽ được thu qua bể trung gian, bể này có chức năng ổn định dòn chảy sang bể điều hòa.

Bể trung gian có dung tích chứa 6m3được coi là bể ổn định dòng chảy trước khi đưa sang bể điều hòa. Bể này được xây dựng, bịt miệng bằng tấm bê tông. Nước sau bể trung gian sẽ được dẫn sang bể điều hòa bằng ống nhựa uPVC DN 200mm được đặt chéo giúp dòng nước đi sâu xuống đáy bể lắng.

Bể sinh học yếm khí là đơn vị được đặt sau bể lắng sơ cấp, bể này có chức năng gần giống bể Biogas nhưng chủ yếu sử dụng lớp bùn lơ lửng để loại bỏ tạp chất có trong nước thải chăn nuôi.

Bể sinh học yếm khí được lót bạt HDPE, bên trên được phủ lớp bạt, có chức năng thu lượng khí gas do vi sinh phân hủy tạo ra, Lượng khí Gas sẽ được thu gom theo đường ống nhựa cung cấp làm chất đốt cho các gia đình lân cận.

  Bể điều hòa:

Thời gian lưu nước của bể điều hòa từ  6 - 10h là thời gian lưu lý tưởng cho bể điều hòa ở các hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi.

Công suất thiết kế hệ thống là: Qmax = 180m3/ngày đêm.

Chọn thời gian lưu là T.

Chọn thời gian lưu tối đa là: Qmax.

Lưu lượng trung bình bằng: Qtb .

Lưu lượng xả thải : Qmax : 24h = 7,5 m3/giờ.

Vậy ta có:

 Qtb x T = 7,5 x 6 = 45m3. ( Thời gian lưu 6h )

Qmax x T = 7,5 x 10 = 75m3. ( Thời gian lưu 10h )

Từ những thông số tính toán trên ta sẽ tính ra dung tích bể chứa cho bể điều hòa cần thiết là: 

Bể điều hòa có diện tích là:

H x L x B = 4,2 x 5 x 5 = 105m3.

Đối với bể điều hòa ta lựa chọn sử dụng 80% dung tích chứa của bể.

Ta có: 105 x 80% = 84m3.

Vậy với thời gian lưu của bể điều hòa là với 10 giờ là 75m3, bể xây dựng với dung tích 84m3 là hoàn toàn đáp ứng được với nhu cầu sử dụng của hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi công suất 180m3/ngày đêm.

Giới thiệu sơ bộ về bể điều hòa.

Bể điều hòa là đơn vị xử lý được đặt phía sau bể lắng sơ bộ, bể điều hòa có các chức năng chính sau:

  1. Ổn định lưu lượng nước cấp vào một cách đột ngột gây quá tải.
  2. Là đơn vị xử lý đầu tiên giúp chuyển hóa một phần COD thành BOD.
  3. Hòa trộn đồng đều các chất gây ô nhiễm của các dòng thải khác nhau.

Để tránh trường hợp nước cấp vào đột ngột gây quá tải cho hệ thống xử lý, bể điều hòa sẽ được thiết kế với dung tích đủ lớn giúp lượng nước thải tràn về ồ ạt không gây quá tải cho hệ thống xử lý.

Ở bể điều hòa sẽ được lắp đặt hệ thống đĩa phân phối khí. Quá trình nước lưu trữ ở bể điều hòa được tính bằng nhiều giờ chính vì vậy ở đây sẽ được tập kết một lượng vi sinh vật hòa trộn trong bùn, tuy không cao nhưng cũng có khả năng xử lý được phần nào chất ô nhiễm để giảm tải cho các đơn vị phía sau.

Bể điều hòa với đặc thù là bể có khả năng chứa lớn, hàm lượng ô xy cung cấp nhiều giúp hòa trộn các dòng thải với nhau đồng đều để ổn định mức độ ô nhiễm trong dòng thải giúp hệ thống xử lý phía sau hoạt động ổn định hơn.

Lượng nước thải ở bể điều hòa được máy bơm đặt chìm sẽ bơm lên sang bể vi sinh kỵ khí. Máy bơm được điều tiết với lưu lượng bơm 7.5 – 7.8 m3/giờ nhằm ổn định lưu lượng xử lý cho hệ thống.

Thông số máy bơm:

  • Công suất: 400W.
  • Điện áp: 380v/50Hz.
  • Lưu lượng: 12 – 18m3/giờ.
  • Số lượng: 2 chiếc chạy luân phiên.

Máy bơm có công suất 18m3/giờ ở độ cao 5m vì vậy có công suất bơm lớn hơn nhiều lưu lượng xử lý. Vì vậy ở đường ống được lắp đặt hệ thống van điều tiết và van xả hồi giúp cho lưu lượng bơm sang bể xử lý kỵ khí được hiệu chỉnh lưu lượng nhất định.

Đường ống được lắp đặt dẫn nước là ống nhựa uPVC DN 60mm.

Bể vi sinh kỵ khí khí.

Bể vi sinh kỵ khí là đơn vị xử lý được đặt phía sau bể điều hòa. Nước được máy bơm chìm ở bể điều hòa đưa lên bể vi sinh kỵ khí với lưu lượng được tính toán. Lượng nước thải này sẽ được bơm vào đường ống nhựa uPVC DN 110mm nhằm đưa toàn bộ lượng nước thải đi xuống đáy bể xử lý.

Tính toán bể kỵ khí ( UASB ).

Lưu lượng 180m3/ngày đêm.

Đối với nước thải chăn nuôi ta cần sử dụng thời gian lưu gấp đôi so với thời gian xử lý của nước thải thông thường, do sự ức chế của hàm lượng tổng N rất cao, vì vậy dung tích bể được sử dụng tăng gấo 2 lần.

Hiệu quả xử lý N và P trong bể UASB.

Tỷ lệ BOD : N : P Tốt nhất cho nước thải chăn nuôi là: 100 : 5 : 1.

Trong nước thải chăn nuôi quá trình khử N rất khó, do sự mất cân bằng giữa bùn hoạt tính và tổng N bị chênh lệch rất lớn, chính vì vậy vi sinh thường bị ức chế và gây nên hiện tượng nổi bọt trên bề mặt bể.

Trong bể kỵ khí sẽ xảy ra quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hòa tan và các chất hữu cơ dạng keo có trong nước thải với sự tham gia của các hệ vi sinh vật kỵ khí. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển các vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển chúng thành các hợp chất ở dạng khí.

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh vật kỵ khí qua phương trình sau:

  • Chất hữu cơ + vi khuẩn kỵ khí ==> CO2 + H2S + CH4 + Các chất khác + Năng lượng.
  • Chất hữu cơ + Vi khuẩn kỵ khí + năng lượng ==> C5H7O2N ( Tế bào vi khuẩn mới ).

Quá trình phân hủy chất hữu cơ kỵ khí được chia làm 3 giai đoạn:

  1. Các chất hữu cơ cao phân tử.
  2. Tạo các acid.
  3. Tạo thành khí Methane.

Đối với nước thải chăn nuôi, ngoài quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ chúng sẽ diễn ra quá trình nitrat hóa và photphorit để chuyển hóa thành N và P.

Quá tình Nitrat hòa được diễn ra như sau: No3- ==> NO2- ==> N2O ==> N2. Quá trình nitrat hóa sẽ chuyển thành khí nito.

Quá trình photphorit hóa: Các hợp chất hữu cơ có chứa photpho  sẽ được các vi khuẩn kỵ khí chuyển hòa thành các hợp chất mới không chứa photpho hoặc các hợp chất có chứa photpho nhưng ở dạng dễ phân hủy đối với vi sinh hiếu khí.

Sơ đồ biểu thị quá trình phân hủy trong bể kỵ khí.

Trong bể kỵ khí được diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ vì vậy để tăng cường khả năng xử lý, chúng tôi lắp đặt thêm máy bơm giúp tuần hoàn dòng nước được sao trộn trong bể xử lý, giúp cho lượng bùn hoạt tính có khả năng hòa trộn đồng đều với nguồn nước thải.

Máy bơm có chức năng khuấy trộn đồng đều trong bể xử lý giúp bùn hoạt tính được trộn đều vào dòng thải.

Ngoài ra do sự mất cân bằng của nộng động COD, BOD, và tổng N lên chúng tôi cung cấp thêm mật rỉ đường để cân bằng nông độ ô nhiễm trong hệ thống xử lý.

 Bể vi sinh hiếu khí.

Nước sau khi đi qua bể vi sinh kỵ khí nước sẽ thu trên bề mặt bể xử lý rồi dẫn theo đường ống nhựa uPVC DN 125mm dẫn xuống đáy bể xử lý.

Bể vi sinh hiếu khí  có chức năng xử lý các tạp chất gây hại có trong nước thải như COD, BOD và N. Các chất này sẽ bị các vi sinh vật hiếu khí phân hủy từ chất này thành chất khác.

Dưới đáy bể xử lý được lắp đặt hệ thống phân tán khí nhằm cung cấp khi tưới cho vi sinh vật hoạt động và phát triển.

Tính toán bể xử lý kỵ khí Aerotank.

Thời gian lưu bùn từ 10 – 15 ngày Chọn Oc = 10 ngày.

Hệ số sản lượng Y = 0,5 Kg BOD.

Lượng cặn có thể phân hủy sinh học có trong cặn lơ lửng đầu ra khỏi bể lắng là.

Với thông số tính toán này hoàn toàn đáp ứng thời gian lưu và khả năng xử lý đối với nước thải chăn nuôi. 

Bể vi sinh hiếu khí được lắp đặt hệ thống đĩa phân tán khí dưới đáy bể, do vậy chúng sẽ cung cấp một lượng ô xy cực lớn giúp cho các vi sinh vật sinh trưởng và phát triển. Việc cung cấp ô xy là chúng ta đang mô phỏng quá trình xử lý cơ học, khi dòng chảy trong tự nhiên sẽ cung cấp khí vào trong nước, thay cho việc sử dụng một diện tích cực lớn, chúng ta sử dụng máy thổi khí để cung cấp lượng khí cần thiết để xử lý hiệu quả các tạp chất.

 Ở trong bể vi sinh hiếu khí được cung cấp các giá thể vi sinh dạng cầu, dạng xốp có diện tích bề mặt lớn, điều này giúp tăng diện tích bề mặt xử lý cho hệ thống. các giá thể di động được cung cấp có chức năng làm nơi cư chú cho các vi sinh vật bám dính và phát triển.

 Vật liệu mang vi sinh được lựa chọn là loại vi sinh dạng xốp có diện tích bề mặt cực lớn, diện tích lớn nhất có thể đạt 3000 - 8000m2/m3 vì vậy gúp tăng cường diện tích của bể lên đáng kể. Khi có mật độ dày đặc vật liệu vi sinh, điều này giúp cho các vi sinh vật hiếu khí có nhiều nơi cư chú, việc này giúp cho quá trình xử lý diễn ra hiệu quả hơn.

 Bể lắng bùn hoạt tính.

Nước sau khi đi qua 02 bể xử lý hiếu khi nối tiếp nhau sẽ được dẫn về bể lắng bùn hoạt tính. Lượng nước được thu trên bề mặt bể sau đó thu vào đường ống nhựa uPVC DN 125mm rồi dẫn xuống đáy bể lắng bùn. Ở đường ống dẫn sang được cung cấp vôi để ổn định pH trong nước thải, bơm vôi được chạy theo nồng độ pH trong nước thải, máy bơm được điều khiển theo bộ pH online. Khi pH xuống dưới 5.9 máy bơm sẽ hoạt động, khi pH lên trên 7,5 sẽ tự động ngắt máy bơm. Hiện tại pH đầu bể điều hòa vào từ 8.3 – 9.4 vì vậy sau khi ra khỏi bể xử lý pH từ 6 – 6.6 vì vậy hệ thống bơm vôi rất ít khi hoạt động.

Bể lắng bùn được xây vát góc nhằm giúp lượng bùn có thể thu về một điểm. Lượng bùn này lắng đọng sẽ được máy bơm bùn tuần hoàn bơm ngược lại bể kỵ khí nhằm tăng cường khả năng xử lý.

Để tránh hiện tượng phân hủy ngược của bùn tạo ra tổng N vì vậy chúng tôi đã bố trí thêm hệ thống đường ống sục khí ở vài điểm nhằm hạn chế quá trình chuyển hóa ngược bùn thành tổng N.

Nước thải sau hệ thống xử lý sinh học sẽ được đưa vào hệ thống bể lắng bùn hoạt tính, bể lắng bùn có chức năng loại bỏ một lượng bùn nổi, bùn hoạt tính có tính chất dễ lắng sẽ lắng xuống đáy bể. Dưới đáy bể được thiết kế vát góc nhằm thu được lượng bùn hoạt tính về nơi đặt máy bơm, máy bơm bùn hoạt tính sẽ hoàn lưu lượng bùn đó về bể kỵ khí nhằm tăng cường dinh dưỡng cho vi sinh vật.

Tính toán bể lắng bùn hoạt tính.

 Từ những thông số tính toán ở trên, phần bể lắng hiệu dụng là 45m3 vậy với thể tích 46,9m3 được thiết kế, bể lắng hoàn toàn đáp ứng được thời gian lắng và khả năng lắng bùn hoạt tính.

 Bể lắng cặn hóa lý.

Nước sau khi được đi qua bể lắng bùn hoạt tính sẽ được dẫn sang bể lắng hóa lý bằng ống nhựa uPVC Dn 125mm. Nước đưa dẫn vào ngăn phản ứng, ở đây được cung cấp hóa chất PAC nhằm keo tụ các bông cặn có trong nước thải chăn nuôi. Ở bể phản ứng được lắp đặt máy khuấy đặt cạn.

Bể lắng hóa lý có chức năng loại bỏ các cặn lơ lửng, làm giảm nồng độ BOD5 còn tồn tại trong cặn bùn lơ lửng, do vậy bể lắng hóa lý được sử dụng thêm hóa chất keo tụ để tăng cường khả năng lắng cho hệ thống xử lý.

Tính toán bể lắng bùn hóa lý

Nước sau khi qua hệ thống xử lý sinh học sẽ được cung cấp một lượng phèn, khi có phèn đưa vào nước thải các bông cặn lơ lửng có trong nước thải sẽ tạo thành các bông cặn có kích thước lớn lắng dần xuống đáy bể. Lượng nước sạch sẽ được thu  gom trên mặt bể và đưa vào bể khử trùng.

 Dòng nước thải sẽ được đi vào ngăn phản ứng được đặt motor khuấy, ngăn này được cung cấp PAC sẽ giúp cho dòng nước thải được hòa trộn đồng đều với hóa chất, tạo thành phản ứng keo tụ dạng bông mắt thường có thể nhìn thấy được. Nước sau khi được tạo bông sẽ đi theo ống lắng trung tâm đi xuống gần đáy bể, rồi từ đáy bể sẽ đi ngược lên trên. Khi dòng nước chảy ngược lên, các bông cặn có kích thước lớn hơn tỉ trọng của nước sẽ được lắng xuống đáy bể lắng.

Lượng bùn lắng được máy bơm bùn xả bỏ theo định kỳ về bể tách bùn.

Mọi thắc mắc xin liên hệ.

Công ty TNHH Công Nghệ Môi Trường ADC Việt Nam.

Hỗ trợ kỹ thuật:  033 337 5696.

Website: loccongnghiep.vn

Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Trân trọng.

//