1. Tổng quan ngành chăn nuôi
Công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang diễn ra ngày một mạnh mẽ, đất nước đang ngày một thay đổi, phương thức làm ăn truyền thống, manh mún nhỏ lẻ đang dần mất đi, nhường chỗ cho phương thức sản xuất công nghiệp hàng hóa, phù hợp với thị trường.
Ngành chăn nuôi cũng dần thay đổi. Trước kia, người nông dân chủ yếu chăn nuôi gia súc gia cầm theo quy mô hộ gia đình, tranh thủ thức ăn sẵn có, lao động lúc nông nhàn. Giờ đây, để đáp ứng nhu cầu thị trường về các sản phẩm thịt ngày càng lớn và khắt khe hơn, các trang trại chăn nuôi với quy mô công nghiệp dần ra đời, ứng dụng khoa học kĩ thuật, phương thức sản xuất công nghiệp vào chăn nuôi, các trang trại nuôi lợn, quy mô có thể lên đến ngàn con, đem đến lợi ích to lớn cho người nông dân.
Tuy nhiên, trang trại chăn nuôi theo quy mô lớn phát sinh một lượng lớn nước thải chăn nuôi, để quản lý và xử lý nước thải này thì cần có công nghệ xử lý thích hợp. Đặc trưng của loại nước thải này là thành phần các chất hữu cơ ô nhiễm cao từ việc vệ sinh chuồng trại, tắm heo và phân heo…Nhiều câu hỏi của vấn đề này được quan tâm đến như sau:
1/ Quy trình công nghệ xử lý nước thải trang trại nuôi heo công nghiệp như thế nào?
2/ Hệ thống xử lý nước thải ngành chăn nuôi ra sao để đạt hiệu quả cao, kinh phí hợp lý?
3/ Công nghệ xử lý nước thải ngành chăn nuôi?
4/ Hệ thống xử lý nước thải ngành chăn nuôi có tận dụng thu hồi khí biogas để sử dụng cho việc nấu thức ăn cho heo không?
5/ Phương pháp thu hồi khí biogas trong hệ thống xử lý nước thải ngành chăn nuôi?
6/ Nước thải ngành chăn nuôi yêu cầu xử lý đạt theo quy chuẩn nào?
Để trả lời những câu hỏi và sự quan tâm đến lĩnh vực này của khách hàng công ty môi trường Nguốn Sống Xanh chúng tôi xin đề xuất quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải ngành chăn nuôi.
Trước tiên đi vào công nghệ ta tìm hiểu sơ lược về ngành chăn nuôi heo theo hình thức công nghiệp được áp dụng phổ biến nhất ở Việt Nam hiện nay.
Hình: Trang trại nuôi heo
Chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020, trong đó đặc biệt nhấn mạnh việc phát triển chăn nuôi công nghiệp trong nông thôn, nhằm góp phần giải quyết vấn đề tam nông (nông nghiệp, nông thôn và nông dân), tạo việc làm, tăng thu nhập và phát triển kinh tế khu vực nông thôn. Đến năm 2020, tổng sản lượng thịt sản xuất đạt 5,5 triệu tấn, trong đó thịt lợn chiếm 63%, tương đương 3,5 triệu tấn, tăng 49% so với năm 2007.
Hiện nay chăn nuôi lợn công nghiệp theo hướng trang trại chỉ mới đáp ứng được 15% sản lượng thịt lợn cả nước, trong đó 60% cung cấp cho thị trường các TP lớn trong nước như TPHCM và Hà Nội. Để tiến nhanh tới một nền chăn nuôi lợn công nghiệp chiếm 50%-60% tổng sản phẩm chăn nuôi lợn và có thể đáp ứng 80%-90% lượng thịt lợn cho các TP lớn là từ trang trại chăn nuôi công nghiệp, bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm, thì hình thức chăn nuôi gia công là một giải pháp được lựa chọn. Và hình thức này hiện nay được áp dụng phổ biến ở các trang trại nuôi heo của các tỉnh nông thôn Việt Nam.
Trong quá trình nuôi heo lấy thịt từ giai đoạn tạo giống cho đến phát triển, tăng trưởng thì phát sinh một lượng nước thải rất lớn. Để vệ sinh thoáng mát trang trại, sạch sẽ không ảnh hưởng đến sức khỏe vật nuôi và tránh gây ô nhiễm môi trường xung quanh thì phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh và đạt quy chuẩn trước khi xả thải ra khu vực.
2. Đặc điểm nước thải ngành chăn nuôi
Nước thải ngành chăn nuôi bắt nguồn từ các công đoạn tắm rửa, vệ sinh cho vật nuôi, vệ sinh làm sạch chuồng trại, máng ăn, các dụng cụ chăn nuôi, đảm bảo bảo vệ cho đàn heo tăng trưởng phát triển. Tùy theo quy mô chăn nuôi, và thời kì phát triển mà sử dụng nước. Tuy nhiên thực tế là việc tắm rửa vệ sinh chuồng trại phải diễn ra hàng ngày nên lượng nước thải chăn nuôi heo là đáng kể. Nếu không được xử lý thì ảnh hưởng rất lớn tới môi trường xung quanh.
Nước thải chăn nuôi heo có hàm lượng hữu cơ, vô cơ, khoáng cao. Hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải chăn nuôi heo chiếm khoảng 70 - 80 %, bao gồm protein, lipid, hydrocacbon và các dẫn xuất như cellulose, acid amin. Hàm lượng các chất vô cơ chiếm từ 20 - 30% bao gồm đất, cát, bụi muối phosphate, muối nitrat, ion Cl-, SO4 2-, PO4 3-…, lượng Nitơ, Photpho lớn, mùi, màu. Ngoài ra, trong loại nước thải này chứa nhiều vi khuẩn, vi trùng gây bệnh cho con người, ảnh hưởng tới môi trường như E.coli, samonella, shigenla…chúng là tác nhân gây nên bệnh tả, thương hàn, kiết lỵ…đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh trên gia súc như lở mồm long móng, tai heo xanh… Vì vậy, rất cần thiết phải xử lý nước thải ngành chăn nuôi, trước khi thải ra môi trường. Sau đây là bảng tổng hợp nồng độ các chất thải để đánh giá ô nhiễm trong nước thải ngành chăn nuôi.
Bảng: Nồng độ ô nhiễm nước thải chăn nuôi heo
(Nguồn: Trương Thanh Cảnh và cộng tác viên)
Nước thải chăn nuôi heo có nồng độ ô nhiễm lớn, hàm lượng chất hữu cơ cao, lượng BOD, COD lớn, lượng chất dinh dưỡng lớn, N, P vượt nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép, với đặc điểm trên việc áp dụng các công nghệ xử lý sinh học, kết hợp với xử lý N, P là hợp lý, đảm bảo hiệu quả xử lý hữu cơ cao.
3. Quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi
4. Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo
- Nước thải chăn nuôi heo là hỗn hợp của phân tươi và nước từ việc tắm rửa heo, vệ sinh chuồng trại. Tất cả được gom lại và chảy về túi biogas. Túi biogas ứng dụng quá trình lên men kị khí. Trong điều kiện kín, yếm khí, hàm lượng oxi thấp. Các vi sinh vật kị khí bắt đầu lên men, chúng sử dụng lượng chất hữu cơ dồi dào trong nước thải chăn nuôi, sinh trưởng, phát triển, tạo ra hỗn hợp biogas gồm chủ yếu là khí CH4 và CO2 và các khí khác như H2S với hàm lượng nhỏ. Chất lượng biogas sinh ra cũng như quá trình lên men kị khí phụ thuộc nhiều điều kiện khác nhau như thành phần nước thải, pH, nhiệt độ. Thông thường hàm lượng CH4 chiếm từ 70 – 90%.Hỗn hợp biogas này sinh ra bay lên phía trên trên bể và được thu bằng hệ thống ống thu khí phía trên nắp túi. Lượng khí này là nguồn khí đốt rất tốt, có thể sử dụng, phục vụ các công việc khác, giúp giảm chi phí dùng gas, tiết kiệm nhiên liệu.
- Sau quá trình yếm khí trong bể biogas, nước thải được bơm qua bể Anoxic để xử lý hàm lượng Nitơ và Photpho. Tại bể Anoxic diễn ra quá trình thiếu khí. Hệ vi sinh vật thiếu khí xử lý N và P thông quá trình Nitrat hóa và Photphoril.
Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau: Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter. Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa:
NO3- → NO2- → N2O → N2↑
Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài.
- Quá trình Photphorit hóa: Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter. Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí.
- Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp. Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển. Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học để hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh trưởng và phát triển.
- Sau quá trình thiếu khí ở bể Anoxic, nước thải được bơm vào bể Aerotank, bắt đầu quá trình xử lý hiếu khí, xử lý hàm lượng BOD, COD. Trong điều kiện hiếu khí do hệ thống cung cấp khí được lắp đặt phía dưới đáy bể, các vi sinh vật hiếu khí dùng các chất hữu cơ làm thức ăn để tăng trưởng, phát triển, tạo ra lượng bùn, sinh khối mới. Bể Aerotank cho hiệu quả xử lý hữu cơ rất cao, có thể đạt từ 70 – 90 %.
- Sau quá trình hiếu khí, tạo các bông bùn, xử lý các chất hữu cơ, nước thải được dẫn chảy qua bể lắng nhằm tách bùn, các chất hữu cơ. Nước thải được dẫn qua bể lắng, bùn nặng hơn sẽ lắng xuống đáy bể, còn nước mặt nổi lên trên và được dẫn đi xử lý tiếp. Phía dưới bể lắng đặt ống thu bùn, dẫn bùn lắng xuống ra ngoài bể chứa bùn.
- Nước thải sau tách bùn được dẫn qua bể khử trùng, nước thải chăn nuôi chứa nhiều vi khuẩn, vi trùng gây bệnh nên nhất thiết phải khử trùng trước khi thải ra môi trường. Hóa chất NaClO được thêm vào nhằm oxy hóa, tiêu diệt các vi trùng, vi khuẩn tồn tại trong nước.
- Sau công đoạn khử trùng, nước thải đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột B.
Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo nói trên được công ty thiết kế với nhiều ưu điểm. Nước thải đầu ra đảm bảo tiêu chuẩn môi trường, chi phí xây dựng công trình thấp, hiệu quả lâu dài. Do ứng dụng công nghệ bể Biogas màng HDPE, tiết kiệm được chi phí xây dựng, khả năng chịu tải cao, bền hơn bể xi măng. Hệ thống cũng được thiết kế đảm bảo xử lý chất Nitơ, Phospho, mùi hữu cơ, giúp nâng cao hiệu quả xử lý, không gây ảnh hưởng tới môi trường.
Qúy khách hàng có nhu cầu về hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo, để được biết thêm chi tiết và được tư vấn miễn phí về các lĩnh vực môi trường, xử lý nước thải ngành chăn nuôi. Vui lòng liên hệ công ty tư vấn môi trường Nguồn Sống Xanh.
CÔNG TY TNHH XÂY DỰNG DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG NGUỒN SỐNG XANH
53A Nơ Trang Long, phường 7, quận Bình Thạnh, Tp. Hồ Chí Minh
Hotline: Ms Hải 0909 773 264 hoặc 0283 5100 127
Email: greenlife@nguonsongxanh.vn
Website: khoahocmoi.vn - nguonsongxanh.vn
