XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ GIA SÚC

admin Chưa phân loại, Chức năng, Xử lý nước thải

1/ Tổng quan về đặc trưng nước thải giết mổ gia súc

Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải từ các cơ sở giết mổ gia súc đang ở trong tình trạng báo động. Đặc biệt là từ những cơ sở giết mổ chui không giấy phép. Nước thải được thải trực tiếp ra ao hồ sông suối gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe người dân xung quanh. Ngoài ra, lượng chất thải này còn có thể gây ra nhiều bệnh dịch, ký sinh trùng bám vào sản phẩm giết mổ, gây ngộ độc thực phẩm cho người tiêu dùng.

Thành phần hữu cơ và Nitơ chiếm tỉ lệ lớn trong nước thải từ các lò mổ. Nồng độ cao các chất gây ô nhiễm trong nước thải thường có nguồn gốc từ khâu làm lòng gia súc và xử lý chất thải máu. Trong máu chứa nhiều chất hữu cơ và có hàm lượng Nitơ rất cao. Vì máu chiếm 6% trọng lượng của động vật sống nên phương pháp xử lý và loại bỏ máu có ý nghĩa rất quan trọng đối với lượng chất gây ô nhiễm được tạo ra. 

Việc xử lý nước thải giết mổ gia súc trước khi thải bỏ ra ngoài môi trường nhằm đáp ứng được các tiêu chuẩn của BTNMT. Ngoài ra việc xử lý nước thải còn tạo niềm tin cho khách hàng, người tiêu dùng khi sử dụng sản phẩm của cơ sở. Và từ đó lợi nhuận thu được sẽ tăng lên rất nhiều so với mức chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống xử lý nước thải.

Công ty Trần-Đông A đề xuất công nghệ xử lý nước thải giết mổ gia súc như sau:

2/ Mô tả công nghệ

Nước thải các nguồn được dẫn vào Hố thu gom. Đầu hố thu gom, bố trí một giỏ lọc rác để giữ lại các loại rác thô có kích thước lớn nhằm tránh gây tắc nghẽn đường ống và bơm trong quá trình vận hành.

Nước sau khi qua hố thu gom, sẽ chảy tràn qua bể tuyển nổi. Tại đây, cấp khí từ 02 máy thổi khí nhằm đẩy các chất béo, dầu mỡ nổi lên trên. Dầu mỡ sau khi được phân tách sẽ được thải bỏ về bể chứa dầu mỡ. Nước trong sau khi tách mỡ sẽ theo ống hướng dòng qua bể điều hòa.

Tại bể điều hòa, nước thải sẽ được khuấy trộn bởi hệ thống đĩa khí thô đặt dưới đáy bể được trích từ 02 máy thổi khí đặt cạn. Bố trí 02 bơm chìm nước thải dưới đáy bể, hoạt động luân phiên với nhiệm vụ chuyển nước thải sang bể kế tiếp (bể Kị khí UABR). Ngoài ra, phía trên bể được bố trí 1 ống chảy tràn phía trên vách ngăn giữa bể điều hòabể UABR đề phòng trường hợp 02 bơm nước thải gặp sự cố, nước thải sẽ chảy tràn trực tiếp qua bể UABR, tránh tình trạng tràn nước tại bể điều hòa. Bể điều hòa có chức năng điều hòa về nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải, trước khi qua bể UABR để bắt đầu quá trình xử lý vi sinh, giúp quá trình sinh học được nâng cao, giảm nhẹ quá tải, pha loãng các chất gây ức chế sinh học và giúp pH được ổn định.

Nước thải tiếp tục được dẫn vào các ngăn của bể kỵ khí UABR, quá trình phân hủy kỵ khí trong bể kỵ khí UABR diễn ra theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí  => CO+ CH4 + H2S + Sinh khối mới + …

Quá trình phân hủy trải qua 4 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử.

Giai đoạn 2: Axit hóa. Giai đoạn này, các chất hữu cơ đơn giản lại bị chuyển hóa thành axit acetic, H2 và CO2. Các axit hữu cơ dễ bay hơi chủ yếu là axit acetic, axit lactic và axit propionic. Ngoài ra, CO2 và H2O, các ancol đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch hydratcacbon. Vi sinh vật phân giải metan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2+ H2, format,acetat, metylic, CO. Sự hình thành các axit có thể làm pH giảm.

Giai đoạn 3: Acetate hóa. Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn axit hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới.

Giai đoạn 4: Methane hóa. Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân hủy kỵ khí. Acid axetic,CO2, H2, HCHO và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới. Đây là giai đoạn mà COD giảm, trong các giai đoạn trước hầu như COD không giảm

Nước thải đi vào bể Anoxic để bắt đầu quá trình xử lý thiếu khí. Tại bể Anoxic, bố trí 02 máy khuấy chìm, thay phiên nhau hoạt động liên tục nhằm khuấy trộn nâng cao hiệu quả xử lý nito tại đây, đồng thời tránh tình trạng đọng bùn trong quá trình xử lý. Quá trình khử nitrat là quá trình hô hấp hiếu khí nhưng thay vì sử dụng oxy, vi sinh vật sử dụng nitrat, nitrit khi môi trường không có oxy cho chúng. Vì vậy quá trình khử nitrat xảy ra chỉ trong điều kiện thiếu khí oxy (anoxic). Trong môi trường thiếu oxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat sẽ tách ôxy của nitrat (NO3 ) và nitrit (NO2)  để ôxy hóa chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.

+ Khử nitrat: NO3  + 1,08 CH3OH + H+  -> 0,065 C5H7NO2+ 0,47 N2 + 0,76 CO2 + 2,44 H2O

+ Khử nitrit: NO2 + 0,67 CH3OH + H+  -> 0,04 C5H7NO2 + 0,48 N2 + 0,47 CO2 + 1,7H2O

Nước thải từ bể Anoxic sẽ tiếp tục chảy tràn vào bể hiếu khí FBBR. Nước thải tại đây sẽ tiếp tục được xử lý các thành phần hữu cơ còn lại. Tại bể hiếu khí FBBR, bố trí 02 bơm chìm thay phiên nhau hoạt động để hoàn lưu nước thải về lại bể Anoxic cung cấp Nitrat, Nitrit cho phản ứng thiếu khí, nhằm tiếp tục xử lý N ra khỏi nước thải tại bể Anoxic.Thiết bị thổi khí được vận hành liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động. Trong điều kiện thổi khí liên tục, quần thể vi sinh vật hiếu khí tồn tại ở trạng thái lơ lửng và đặc biệt là bám dính.

+ Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp chất vô cơ theo phản ứng sau:

Giai đoạn 1: Oxy hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào:

CxHyOzN + (x+y/4+z/3+3/4)O2 -> xCO2 + (y-3/2)H2O + NH3 + Tế bào vi sinh vật mới

Giai đoạn 2: Quá trình đồng hóa – Tổng hợp để xây dựng tế bào:

CxHyOzN  + NH3 + O2 -> xCO2 + C5H7NO2

Giai đoạn 3: Qúa trình dị hóa – Hô hấp nội bào

C5H7NO2 + 5O2  -> CO2 + H2O

NH3 + O2 -> O2 + HNO2 -> HNO3

+ Quá trình Nitrat hóa từ NH4+ được chia làm hai bước. Ở giai đoạn đầu tiên amoni được chuyển thành NO2  và ở bước thứ hai NO2 được chuyển thành NO3:

NH4+ + 1,5 O2 -> NO2 + 2H+ + H2O

NO2  + 0,5 O2 -> NO3

Các vi khuẩn Nitrosomonas và Vi khuẩn Nitrobacter sử dụng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau:

NH4+ + 2 O2 -> NO3  + 2H+ + H2O

Quá trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình sau:

4CO2 + HCO3 + NH4+ + H2O -> C5H7NO2 + 5 O2

C5H7NO2 tạo thành sinh khối. Toàn bộ quá trình oxy hóa và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau:

NH4+ + 1,83 O2 + 1,98 HCO3 -> 0,021 C5H7NO2 + 0,98 NO3  +  1,041  H2O + 1,88 H2CO3

Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước từ bể hiếu khí FBBR sẽ tự chảy tràn qua bể lắng theo ống hướng dòng từ trên xuống dưới. Nước thải trong bể lắng di chuyển từ dưới lên (ngược chiều với dòng bùn lắng xuống) theo phương thẳng đứng, sau đó tràn qua máng thu nước răng cưa, theo ống chảy tràn để đi qua bể khử trùng. Phần bùn cặn lắng dưới đáy bể sẽ được 02 bơm bùn đặt chìm luân phiên nhau, một phần được đưa tuần hoàn về lại bể hiuees khí FBBRbể Anoxic để duy trì và khôi phục mật độ vi sinh vật tối ưu cho hệ thống trong suốt quá trình xử lý, một phần sẽ xả bỏ về bể chứa bùn.

Hai bơm định lượng lắp đặt tại nhà điều hành hút hóa chất thay phiên nhau hoạt động, liên tục nạp hóa chất khử trùng vào bể khử trùng, để nước thải tiếp xúc với hóa chất trong thời gian tối thiểu là 30 phút, đủ để diệt các vi khuẩn gây bệnh trước khi xả ra môi trường. Trong bể khử trùng có bố trí các vách ngăn zigzag để sự hòa trộn nước thải với hóa chất khử trùng đạt hiệu quả cao hơn.

Nước thải sau khi qua bể khử trùng sẽ được 2 bơm đặt cạn luân phiên hút đẩy qua hệ thống lọc áp lọc. Dòng nước sẽ đi từ dưới lên trên, qua các lớp vật liệu lọc, cặn lơ lửng sẽ được giữ lại trên bề mặt, phần nước trong sẽ theo đường ống dẫn về bể chứa nước sau xử lý. Trong bồn lọc bao gồm các lớp vật liệu lọc: sỏi, cát thạch anh, cát magan, than hoạt tính. Sau mỗi chu kỳ lọc, cặn dính bám trên bề mặt lớp vật liệu lọc, chúng được lấy ra bằng phương pháp sục rửa ngược được điều chỉnh bằng van tay. Quá trình sục ngược làm lớp cặn bẩn được xới tung lên và các hạt vật liệu lọc va chạm, ma sát vào nhau sẽ tự làm sạch bề mặt của chúng, nước nhiễm bẩn được tháo ra khỏi bồn lọc bằng đường thải riêng biệt, dẫn về hố thu gom.

Nước thải sau xử lý đảm bảo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT sẽ xả ra nguồn tiếp nhận