CÔNG TRÌNH: Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
CÔNG SUẤT: 1000m3/ ngày.đêm
CHỦ ĐẦU TƯ: HỘ KINH DOANG MINH ANH PHÁT
Địa chỉ: Xã Định An, Huyện Dầu Tiếng, tỉnh Bình Dương.
Bảng 2.1 Thành phần nước thải đầu vào & đầu ra HTXL
Nguồn: Kết quả tham khảo từ Báo cáo tổng hợp “Điều tra, khảo sát, đo đạc lưu lượng, chất lượng nước thải các doanh nghiệp chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Bình Dương”, QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi.
Dựa theo kết quả tham khảo và tổng hợp từ các công trình tương tự về nước thải công nghiệp lần lượt các chỉ tiêu ô nhiễm bao gồm BOD5, COD, TSS, Nitơ tổng, Coliforms với nồng độ cao so với quy chuẩn xả thải cho phép. Cụ thể như:
– BOD5 vượt quy chuẩn 10 lần;
– COD vượt quy chuẩn 5 lần;
– TSS vượt quy chuẩn 6 lần;
– Nitơ tổng vượt quy chuẩn 6 lần;
– T-Coliforms vượt quy chuẩn 10 lần.
Mục tiêu hướng đến của công nghệ xử lý là nước thải sau khi xử lý được thải vào nguồn tiếp nhận cần đảm bảo đạt được các quy chuẩn xả thải theo quy định về môi trường của
địa phương và của nhà nước hiện hành. Nước thải sau xử lý phải đạt quy chuẩn QCVN 62MT:2016/BTNMT, cột A, kq = 0,6; kf = 1,2 (quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi) mới được xả ra nguồn tiếp nhận.
♠ Sơ đồ công nghệ:
II.2 Thuyết minh công nghệ đề xuất
♦ Bể điều hòa
Nước thải từ quá trình chăn nuôi heo của công ty sau khi tách phân qua các hầm biogas và sinh hoạt chảy về bể điều hòa.
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải một cách ổn định trước khi đưa vào các công trình đơn vị phía sau, đặc biệt là cụm bể sinh học giúp cho các vi sinh có thể thích nghi với nước thải trong điều kiện ổn định, tránh được tình trạng vi sinh bị sốc tải. Bên cạnh đó, bể điều hòa lưu lượng và nồng độ giúp cho các quá trình sử dụng hóa chất cũng như chế độ hoạt động của các thiết bị cơ khí như bơm, máy thổi khí được duy trì một cách ổn định. Bể điều hòa được thiết kế dàn ống phân phối khí nhằm xáo trộn liên tục để phân hủy một phần chất hữu cơ trong nước thải và ngăn chặn quá trình lắng cặn trong bể ngoài ra tại đây sẽ là công đoạn tiền nitrat hóa để giúp cho quá trình xử lý nito được tối ưu hơn.
Nước thải sau khi được ổn định lưu lượng và nồng độ tại Bể điều hòa sẽ được Bơm chìm bơm vào Bể anoxic.
♦ Bể Anoxic
Bể Anoxic là nơi tiếp nhận nước thải ra sau bể điều hòa, bùn tuần hoàn từ bể sinh học hiếu khí và ngăn lắng. NO3 trong nước thải sinh ra từ quá trình Nitrification ở trong ngăn hiếu khí sẽ được bơm về lại ngăn Anoxic, cùng với bùn hoạt tính. Trong điều kiện thiếu oxy (anoxic), vi sinh oxy hoá chất hữu cơ trong nước thải bằng nguồn oxy từ NO3. Nhờ kết hợp với 02 quá trình nitrification và denitrification, hàm lượng Nitơ trong nước thải giảm xuống dưới mức cho phép.
Quá trình khử Nitơ sẽ được mô tả theo các phản ứng sau đây:
Bước 1: Quá trình Nitrification: Xảy ra trong bể sinh học hiếu khí
Các chủng vi sinh vật Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus, Nitrosolobus, sẽ tham gia chuyển hoá Amonia theo phản ứng sau:
NH4+ + 3/2O2 → NO2– + H2O + 2H+
NO2– + 1/2O2 → NO3–
Đây là quá trình oxy hoá N-NH3 trong điều kiện dư oxy. Kết quả là toàn bộ NH3, NH4 trong nước thải sẽ được chuyển về dạng N-NO3, hàm lượng Nitơ tổng không thay đổi, do Nitơ trong nước thải chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác.
Bước 2: Quá trình Denitrification: Diễn ra trong bể thiếu khí (Anoxic)
Dưới tác dụng của các vi sinh vật Nitrobater, Microccocus, Archromobacter, Thiobacillus và Bacillus sẽ chuyển hoá Nitrit và Nitrat thành khí N2 theo phản ứng sau:
NO3– → NO2– → NO → N2O → N2 ↑
Quá trình này NO3 trong nước thải sinh ra từ quá trình Nitrification ở trong ngăn hiếu khí, sau đó được bơm tuần hoàn về lại ngăn thiếu khí, cùng với bùn hoạt tính, trong điều kiện thiếu oxy (anoxic) và có đủ hàm lượng chất hữu cơ, vi sinh thực hiện quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong nước thải bằng nguồn oxy từ NO3. Kết quả là NO3 sẽ bị khử thành N2 tự do, và giải phóng ra ngoài không khí, hàm lượng tổng Nitơ trong nước thải sẽ giảm.
- Bể sinh học hiếu khí có giá thể
Tại đây, xảy ra đồng thời hai quá trình xử lý các chất bẩn hữu cơ trong nước thải nhờ các vi sinh dị dưỡng và quá trình oxy hóa nitơ (nitrification) nhờ các vi sinh tự dưỡng.
Bể xử lý sinh học hiếu khí cũng được lắp đặt giá thể vi sinh làm tăng bề mặt tiếp xúc của nước thải và vi sinh vật lên hàng vài chục lần nhờ cấu trúc của giá thể có diện tích riêng lên đến 150 m2/m3. Giá thể vi sinh cố định này tạo ra môi trường thuận lợi để vi sinh vật phát triển tốt.
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ theo phản ứng sau:
Sử dụng công nghệ FBR ngoài khả năng giải quyết tốt các chỉ tiêu COD, BOD, một phần Nitơ cũng bị khử trong vùng hiếm khí. Quá trình khử Nitơ trong vùng được minh họa như hình vẽ dưới đây:
Trong xử lý sinh học hiếu khí, hệ thống đĩa phân phối khí được lắp cố định dưới đáy ngăn. Hệ thống này thông qua máy thổi khí có tác dụng cung cấp Oxy cho quá trình phát triển của vi sinh vật. Ngoài ra có tác dụng đảo trộn nước thải với vi sinh vật trong ngăn và giúp Oxy hoà tan trong nước thải dễ dàng hơn, tạo điều kiện để các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải thành CO2, H2O,… một phần được chuyển hoá phát triển thành sinh khối – Biomass và oxy hoá hợp chất Nitơ thành NO3. Nước thải sau khi qua bể hiếu khí FBR B-03 tiếp tục chảy sang Bể lắng sinh học.
- Bể lắng sinh học
Tiếp tục, nước sau bể sinh học hiếu khí chảy sang bể lắng sinh học. Tại đây, bùn cặn (xác vi sinh bị chết) được tách ra theo cơ chế tỉ trọng, làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải. Phần bùn từ đáy bể được bơm về bể tách phân, một phần được bơm tuần hoàn về bể Anoxic để duy trì một hàm lượng bùn cố định trong bể Anoxic. Phần nước trong chảy sang bể khử trùng.
- Bể khử trùng
Nước thải sau được tách pha nước trong sẽ tự chảy sang bể khử trùng. Dung dịch clorine pha chế từ bồn chứa hóa chất được bơm định lượng bơm vào để khử trùng nước, nó sử dụng phổ biến do hiệu quả diệt khuẩn cao và giá thành tương đối rẻ. Quá trình khử trùng sẽ được diễn ra trong bể bao gồm 2 giai đoạn: đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật, tiếp đến chất khử trùng phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
- Hệ thống lọc áp lực
Sau đó, nước thải được bơm qua hệ thống lọc áp lực gồm 02 cột lọc có chứa than hoạt tính sẽ giữ lại các cặn nhỏ ly ti và hấp thụ mạnh chất ô nhiễm hữu cơ, vô cơ có trong nước thải.
- Hồ sinh học và trạm quan trắc
Nước sau khi được xử lý ở hệ thống lọc áp lực sẽ qua trạm quan trắc tự động sau đó nước sẽ chảy qua hồ sinh học với mục đích tái sử dụng.
Kết thúc quy trình xử lý
Nước sau khi xử lý với sơ đồ công nghệ trên đạt Quy chuẩn Việt Nam: QCVN 62MT:2016/BTNMT cột A.