Công ty Cổ phần Composite và Công nghệ Ánh Duơng chuyên về sản phẩm composite và xử lý môi trường xin giới thiệu với các bạn Công nghệ xử lý nước thải giết mổ gia súc
Xử lý nước thải giết mổ gia súc thu hồi khí Biogas chạy máy phát điện, thắp sáng, nấu nướng…là công nghệ xử lý thân thiện môi trường cần khuyến khích phát triển
Thuyết minh công nghệ Xử lý nước thải giết mổ gia súc
Nước thải từ các nguồn phát sinh theo mạng lưới thu gom nước thải chảy vào hố thu của trạm xử lý. Tại đây, để bảo vệ thiết bị, hệ thống đường ống công nghệ, song chắn rác thô được lắp đặt để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải.Đối với nước thải giết mổ heo, lông heo, 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, … 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.
 |
| Bồn composite xử lý nước thải bằng composite do Công ty Ánh Dương sản xuất |
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 công trình sinh học hoạt động có hiệu quả, bể tách dầu kết hợp bể lắng cát được sử dụng trong dây chuyền công nghệ này. 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 váng dầu thu gom vào bồn chứa dầu. Lượng dầu này cũng sẽ được thu gom định kì và đem đi xử lý thích hợp. Còn cát sẽ được vận chuyển tới bể chứa bùn. Nước sau khi qua bể tách dầu kết hợp bể lắng cát sẽ tự chảy vào bể điều hòa.
Tại bể điều hòa, máy khuấy trộn chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu. Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào trạm xử lý.
Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự dao dộng của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình tiếp theo, giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình tiếp theo. Các lợi ích của việc điều hòa lưu lượng là: (1) quá trình xử lý sinh học được nâng cao do không bị hoặc giảm đến mức thấp nhất “shock” tải trọng, các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý có thể được pha loãng, pH có thể được trung hòa và ổn định; (2) chất lượng nước thải sau xử lý được cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Bơm được lắp đặt trong bể điều hòa để đưa nước lên các công trình tiếp theo.
Nước sau bể điều hòa được bơm lên bể UASB. Đây là công trình sinh học hoạt động trong điều kiện kỵ khí, xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm cao. Nước thải đi từ phía đáy bể lên trên, đi qua lớp bùn hạt và toàn bộ các quá trình sinh hóa sẽ diễn ra trong lớp bùn này, bao gồm quá trình thủy phân, acid hóa, acetate hóa và tạo thành khí methane, cũng như các sản phẩm cuối cùng khác. Khí sinh ra trong điều kiện kỵ khí (chủ yếu là methane và CO2) sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt trong bể được ổn định. Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ dính bám vào các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phía mặt bể.
 |
| Chuyên gia Nhật Bản nghiệm thu bồn composite tại bãi chứa sản phẩm của Công ty Ánh Dương |
Tại đây, quá trình tách pha khí-lỏng-rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha. Khí theo hệ thống thu khí được dẫn tới hệ thống thu khí biogas của công ty. Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống đáy bể. Nước thải theo máng tràn răng cưa dẫn đến công trình xử lý tiếp theo. pH thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao động trong khoảng 6,6-7,6. Vì ở pH < 6,2, vi sinh vật chuyển hóa methane không hoạt động được nên nước thải vào bể cần được bổ sung đủ độ kiềm (1000 – 5000 mg/L) để bảo đảm pH của nước thải luôn luôn > 6,2, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Vi sinh trong bể được lấy từ các bể tự hoại (đã để hoai). Đây là loại bùn có hoạt tính methane cao.Ưu điểm nổi bật của bể UASB sau:
· Ba quá trình: phân hủy – lắng bùn – tách khí diễn ra trong cùng một công trình;
· Tiết kiệm diện tích sử dụng;
· Hiệu suất lắng cao do các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao;
· Thiết bị sử dụng ít, năng lượng vận hành hệ thống thấp;
· Lượng bùn sau quá trình xử lý thấp, nên chi phí xử lý bùn giảm;
· Bùn sinh ra dễ tách nước;
· Nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật thấp nên chi phí bổ sung chất dinh dưỡng cho hệ thống giảm;
· Khí methane có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng xanh;
· Vì bùn kỵ khí có thể hồi phục và hoạt động được sau một thời gian ngưng không hoạt động nên bể có khả năng hoạt động theo mùa.
Nước thải sau khi qua bể UASB sẽ tự chảy vào cụm bể anoxic và bể aerotank. Bể anoxic kết hợp aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2, khử Phospho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-.
Nồng độ bùn hoạt tính trong bể dao động từ 1.000-3.000 mg MLSS/L. Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng của bể càng lớn. Oxy (không khí) được cấp vào bể aerotank bằng các máy thổi khí (airblower) và hệ thống phân phối khí có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn 10 µm. Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích: (1) cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ và ammonia thành nitrat NO3-, (2) xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý, (3) giải phóng các khí ức chế quá trình sống của vi sinh vật, Các khí này sinh ra trong quá trình vi sinh vật phân giải các chất ô nhiễm, (4) tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật. Tải trọng chất hữu cơ của bể trong giai đoạn xử lý aerotank dao động từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm. Các quá trình sinh hóa trong bể hiếu khí được thể hiện trong các phương trình sau:
Oxy hóa và tổng hợp
COHNS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí --------> CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác
Hô hấp nội bào
C5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi khuẩn ----> 5CO2 + 2H2O + NH3 + E
Bên cạnh quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành carbonic CO2 và nước H2O, vi khuẩn hiếu khí Nitrisomonas và Nitrobacter còn oxy hóa ammonia NH3 thành nitrite NO2- và cuối cùng là nitrate NO3-.
Vi khuẩn Nitrisomonas:
2NH4+ + 3O2 ----> 2NO2- + 4H+ + 2H2O
Vi khuẩn Nitrobacter:
2NO2- + O2 ----> 2 NO3-
NH4+ + 2O2 ----> NO3- + 2H+ + H2O
Lượng oxy O2 cần thiết để oxy hóa hoàn toàn ammonia NH4+ là 4,57g O2/g N với 3,43g O2/g được dùng cho quá trình nitrite và 1,14g O2/g NO2 bị oxy hóa.
Trên cơ sở đó, ta có phương trình tổng hợp sau:
NH4+ + 1,731O2 + 1,962HCO3- ----> 0,038C5H7O2N + 0,962NO3- + 1,077H2O + 1,769H+
Phương trình trên cho thấy rằng mỗi một (01)g nitơ ammonia (N-NH3) được chuyển hóa sẽ sử dụng 3,96g oxy O2, và có 0,31g tế bào mới (C5H7O2N) được hình thành, 7,01g kiềm CaCO3 được tách ra và 0,16g carbon vô cơ được sử dụng để tạo thành tế bào mới.
Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate NO3- thành nitơ dạng khí N2 đảm bảo nồng độ nitơ trong nước đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường. Quá trình sinh học khử Nitơ liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử dụng Nitrate hoặc nitrite như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy. Trong điều kiện không có DO hoặc dưới nồng độ DO giới hạn ≤ 2 mg O2/L (điều kiện thiếu khí)
C10H19O3N + 10NO3- ----> 5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 100H+
Quá trình chuyển hóa này được thực hiện bởi vi khuẩn khử nitrate chiếm khoảng 10-80% khối lượng vi khuẩn (bùn). Tốc độ khử nitơ đặc biệt dao động 0,04 đến 0,42 gN-NO3-/g MLVSS.ngày, tỉ lệ F/M càng cao tốc độ khử tơ càng lớn.
Nước thải trong trạm xử lý nước thải giết mổ gia súc, sau cụm bể anoxic – aerotank tự chảy vào bể lắng. Nước được phân phối vào ống trung tâm của bể lắng và được hướng dòng từ trên xuống. Các bông cặn vi sinh sẽ va chạm, tăng kích thước và khối lượng trong quá trình chuyển động trong ống tung tâm. Bùn lắng xuống đáy bể. Một phần được tuần hoàn lại bể anoxic, một phần được đưa đến bể chứa bùn. Nước trong chảy tràn qua máng răng cưa của bể lắng và tự chảy vào bể trung gian.
Bể trung gian lưu giữ nước trong khoảng thời gian nhất định. Sau đó, nước được bơm vào bể lọc áp lực để loại bỏ triệt để các cặn còn sót lại trong nước trước khi đi vào bể khử trùng. Nước từ bể lọc áp lực tự chảy vào bể khử trùng.
Tại bể khử trùng, nước thải được được khử trùng trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận, để xử lý triệt để các vi trùng gây bệnh trong nước như E.Coli, Coliform … Hóa chất NaOCl là chất khử trùng được sử dụng phổ biến do hiệu quả diệt khuẩn cao và giá rẻ. Quá trình khử trùng nước xảy ra qua hai giai đoạn. Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật, sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt. Nước sau bể khử trùng đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận theo quy định của pháp luật
Phần bùn dư trong bể lắng được đưa tới bể chứa bùn để lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định, sau đó được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định. Tại bể chứa bùn, không khí được cấp vào bể để tránh mùi hôi do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ.
NGỌC LÂN
