Công nghệ MBBR là một công nghệ mới nhất hiện nay trong lĩnh vực xử lí nước thải vì tiết kiệm được thể tích và đem lại hiệu quả cao. Đây là sự kết hợp giữa bể Aerotank truyền thống và lọc sinh học hiếu khí .Công ty TNHH CNKT SACOTEC xin giới thiệu với quý khách hàng về công nghệ này .

Xem thêm: 

Xử lý nước thải chăn nuôi heo [phần 1]công nghệ Aerotank.

Xử lý nước thải chăn nuôi heo [phần 2]công nghệ hóa lý + SBR.

Xử lý nước thải chăn nuôi heo [phần 3]công nghệ hóa lý + AO.

  1. Tính chất nước thải nước thải chăn nuôi heo 

Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải phát sinh từ các trang trại chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi lợn là Hàm lượng các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng được biểu thị qua các thông số như: COD, BOD5, TN, TP, SS…những thông số này là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường chính. Đây là những thành phần dễ phân hủy, gây mùi hôi thối, phát sinh khí độc, làm sụt giảm lượng ôxy hòa tan trong nước và đặc biệt nếu không được xử lý khi thải ra nguồn tiếp nhận sẽ gây ô nhiễm môi trường, gây phì dưỡng hệ sinh thái, làm ảnh hưởng đến cây trồng và là nguồn dinh dưỡng quan trọng để các vi khuẩn gây hại phát triển. Ngoài ra trong nước thải của trang trại chăn nuôi có chứa hàm lượng lớn các vi khuẩn gây bệnh dịch, đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người cũng như động vật trong khu vực.

Trong các khu trang trại chăn nuôi lợn việc dọn dẹp phân chuồng bằng nước được sử dụng rộng rãi tạo ra một khối lượng nước thải khá lớn. Trong nước thải hợp chất hữu cơ chiếm 70-80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidrat carbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân và thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, urê, amonium, muối, chlorua, SO42-…        

xu ly nuoc thai chan nuoi heo bang mbbr
xu ly nuoc thai chan nuoi heo bang mbbr

                     

Thuyết minh công nghệ hóa lý kết hợp MBBR xử lý nước thải chăn nuôi heo

Nước thải từ trang trai nuôi heo chảy vào các rảnh thu nước rửa chuồng trại và được dẫn đến hố thu của hệ thống xử lí. Tại đây thiết kế thêm song chắn rác để lược bỏ bớt các thành phần có kích thước lớn. Mục đích của việc thiết kế SCR để bảo vệ cho trang thiết bị, hệ thống đường ống tránh bị tắc nghẽn…

 Nước thải được dẫn vào hầm Biogas , trong hầm Biogas phân và các chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật trong môi trường yếm khí sẽ phân hủy thành các chất hòa tan và các chất khí. Qua nhiều giai đoạn các chất khí này được chuyển hóa thành metan và khí cacbonic, và 1 phần là khí nitơ , photpho. Hỗn hợp khí này có tên là Biogas.

Tham khảo quy trình xử lý kị khí trong biogas tại đây:

Cơ chế xử lý trong bể kị khí

Nước thải sau hầm Biogas dẫn qua bể lắng sơ cấp. Nhiệm vụ của bể lắng sơ cấp là lắng cấc cặn lơ lửng trong nước thải. Sau đó mương thải thải được dẫn vào bể điều hòa kết hợp với máy sục khí nhằm làm giảm được 1 phần khí metan NH4 được tạo ra trong quá trình kị khí , xáo trộn hoàn toàn nước thải tránh tình trạng bị lắng cặn , ổn định được lưu lượng, chất lượng nước… Do nồng độ COD, BOD khác nhau tại từng thời điểm nên việc điều hòa lưu lượng trong nước thải chăn nuôi heo là vô cùng quan trọng.

Nước thải sau bể điều hòa được đưa vào cụm bể keo tụ tạo bông. Tại bể keo tụ tạo bông , châm hóa chất polymer và PAC tăng hiệu quả xử lí BOD,COD, P . Cụm bể hóa lí gồm 3 ngăn keo tụ +tạo bông+lắng ,  hóa chất sẽ được châm vào ngăn thứ nhất keo tụ , ở ngăn này nước thải sẽ được khuấy trộn đều với hóa chất , thời gian khuấy  trộn xảy ra ngắn nhất và tốc độ khuấy nhanh nhất  trong 3 ngăn. Sau đó sẽ được qua ngăn 2 : tạo bông . hóa chất tiếp tục châm , giảm tốc độ khuấy  và thời gian khuấy. lúc này sẽ hình thành các bông cặn lớn nên giảm tốc độ khuấy vì dễ làm vỡ bông cặn . nước được chảy qua ngăn 3: Lắng , tại đây các bông cặn sẽ lắng phần nước trong được dẫn đến bể Anoxic.

Quá trình khử nitơ cần cung cấp cacbon để tổng hợp tế bào

55NH4 + 76O2 + 5CO2—Nitrosomonat—>C5H7NO2 + 54NO2 + 52H2O + 109H+  (quá trình nitrit hóa)

400NO2– +10 O2 + NH3 + 2H2O + 5CO2 —Nitrobacter—> C5H7NO2 + 400 NO3– (quá trình nitrat hóa)

Quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng photpho

Photpho xuất hiện trong nước thải ở dạng PO43- hoặc Poli photphat P2O7 hoặc dạng photpho liên kết hữu cơ. Các dạng photpho này chiếm khoảng 70% trong nước thải. Vi khuẩn Acinetobacter là 1 trong những sinh vật đầu tiên khử P, chúng có khả năng tích lũy poliphotphat trong sinh khối lớn. Nước thải sau Anoxic được đưa vào bể sinh học MBBR.

Trong giai đoạn keo tụ này, người vận hành cần nắm bắt yếu tố, chủ đích thiết kế của người thiết kế, tránh keo tụ với lượng hóa chất lớn làm giảm đi hàm lượng C đưa vào hệ thống, thì phải bổ sung C từ bên ngoài vào.

Bể sinh học MBBR, phải cung cấp hệ thống cấp khí được cung cấp để tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển. Đồng thời còn đảm bảo được các vật liệu luôn trong trạng thái lơ lửng và chuyển động xáo trộn xuyên suốt qua trình. Vi sinh vật có khả năng phân giải các chất hữu cơ sẽ bám dính và sinh trưởng trên bề mặt vật liệu, VSV sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ thành sinh khối. Lúc này các VSV phát triển nhanh trở thành quần xả vi sinh vật sẽ phát triển nhanh và dày lên nhanh chóng làm suy giảm các chất hữu cơ trong nước thải. Quần xả VSV phát triển nhanh mà lượng thức ăn trong nước thải không đủ để đảm bảo sự sống .Do đó phần lớn quần xả VSV này sẽ chết và không có khả năng bán dính vào vật liệu. Chúng sẽ bị bong và rơi xuống, một phần nhỏ trong quần xã VSV sống sót sẽ tiếp tục phát triển và hình thành quần xã mới. Ngoài ra tại bể MBBR sẽ xảy ra quá trình nitrate hóa và denitrate, giúp loại bỏ các hợp chất nitơ, photpho trong nước thải . Ngoài ra bể MBBR còn có nhiệm vụ loại bỏ các hợp chất hữu cơ trong nước thải . Sau đó nước thải sẽ được đưa vào bể Aerotank, tại bể hiếu khí xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử amoni, khử nitrat-> nitơ phân tử, khử photpho. Qúa trình oxi hóa các chất bẩn hữu cơ trong Aerotank xảy ra qua 3 giai đoạn:
Giai đoạn thứ nhất: tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này bùn
hoạt tính hình thành và phát triển. Hàm lượng oxi cần cho vi sinh vật sinh trưởng, đặc biệt ở thời gian đẩu tiên thức ăn dinh dưỡng cho nước thải hết sức phong phú, lượng sinh khối trong thời gian này rất ít. Sau cùng, vi sinh vật thích nghi với môi trường, chúng sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy, lượng tiêu thụ oxi cao dần.
Giai đoạn hai: vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi ở mức gần như ít
thay đổi. Chính ở giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất. Hoạt lực enzim của bùn hoạt tính trong giai đoạn này cũng đạt gần tới mức cực đại và kéo dài trong một thời gian tiếp theo. Điểm cực đại của enzim oxi hóa trong bùn hoạt tính thường đạt ở thời điểm sau khi lượng bùn hoạt tính (sinh khối vi sinh vật) tới mức ổn định. Tốc đô tiêu thụ oxy ở giai đoạn thứ nhất cao gấp 3 lần giai đoạn thứ hai.

VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSV mới

 Giai đoạn ba: sau một thời gian khá dài, tốc độ oxi hóa cầm chừng hầu như ít thay đổi) và có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên. Đây là giai đoạn nitrat các muối amon Trong nước thải hàm lượng chất dinh dưỡng cũng rất quan trọng, tỉ lệ chất dinh dưỡng phù hợp cho nước thải xử lý bằng hiếu khí là: BOD:N:P = 100:5:1.

Quá trình nitrate hóa:

Quá trình Nitrate hóa là quá trình oxy hóa các hợp chất chứa Nitơ, đầu tiên là Ammonia thành Nitrite sau đó oxy hóa Nitrite thành Nitrate. Quá trình Nitrate hóa ammonia diễn ra theo 2 bước liên quan đến 2 loại vi sinh vật tự dưỡng Nitrosomonas và Nitrobacter.

Bước 1: Ammonium được chuyển thành nitrite được thực hiện bởi Nitrosomonas:

NH4+ + 1.5 O2 → NO2–  +  2 H+  +  H2O

Bước 2 :  Nitrite được chuyển thành nitrate được thực hiện bởi loài Nitrobacter:

NO2– + 0.5 O2 → NO3-

Nước thải sau Aerotank sẽ được đưa vào bể lắng 2 có chức năng loại bỏ bùn hoạt tính ra khỏi nước thải nhờ trọng lực. Một phần bùn lắng tại đáy bể dược tuần hoàn lại bể Aerotank. Phần bùn dư còn lại được bơm tới bể chứa bùn và được hút bỏ định kì. Nước thải được đưa qua bể trung gian, sau đó tự chảy về hồ sinh học, để đảm bảo tiếp tục xử lý thêm COD,BOD, N nhằm đảm bảo đạt theo QCVN 62:2016 BTNMT, quá trình xử lý trong hồ sinh học được mô tả như sau:

Xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật: Hệ động thực vật của hồ sinh học thường có các vi sinh vật: vi sinh vật, nguyên sinh động vật, tảo, rêu, bèo… Các vi sinh vật trong hồ là các vi sinh vật kỵ khí, yếm khí, hiếu khí hay tuỳ tiện như interobacterium, streptococus, clostridium, achromobacter, cytophaga, micrococus, pseu-domonas, bacillus, lactobacillus…

Thực vật trong hồ sinh học sử dụng các dinh dưỡng ( N,P), kim loại nặng (Cu, Cd, Zn..) đê phát triển sinh khối. Đồng thời trong hồ sinh học, thì các vi khuẩn luôn tiến hóa, thích nghi cao trong từng loại nước thải. Vì vậy ở các điều kiện khác nhau thì các nhóm thủy vật, thủy sinh sẽ được hình thành khác nhau. Tuy nhiên chỉ có 1 số những tính chất phù hợp cho việc xử lý môi trường nước ô nhiễm.

Hiện nay tại hồ sinh học, người ta thường sử dụng bèo tây, rau muống để xử lý nước thải. Tuy nhiên điều sai lầm lớn nhất trong việc xử lý là đề lục bình (bèo tây), rau muống mọc che kín toàn bộ mặt hồ. Trong quá trình xử lý, thì việc cung cấp oxi cho thực vật, vi khuẩn có lợi là vô cùng quan trọng, chính vì vậy, việc che kín mặt hồ làm giảm đi lượng oxy cung cấp cần thiết. SACOTEC khuyến nghị mật độ che phủ mặt hồ rơi vào 25-50% tùy điều kiện thực tế.

Nước thải sau xử lý từ hồ sinh học được bơm lên cột lọc áp lực, để giảm hàm lượng chất rắn lơ lửng do sinh khối cũng như từ lá, cây, rễ từ thực vật trên hồ chết và phân hủy rơi xuống. Sau đó nước sẽ được qua bể khử trùng.

 Nước thải sau đó được đưa đến bể khử trùng để châm clorine, đảm bảo nguồn nước đã được diệt khuẩn, và tránh bị tái nhiễợng oxy cho quá trình sinh hóa chủ yếu là do không khí xâm nhập qua mặt thoáng của hồ và do quá trình quang hợp của thực vật nước. Nguồn nước đảm bảo chất lượng và đạt QCVN 62:2016

Phân tích

Ưu điểm hệ thống hóa lý kết hợp MBBR trong xử lý nước thải trại heo sau biogas:

  • Tiết kiệm được diện tích
  • Chi phí đầu tư vừa phải
  • Hiệu quả xử lí cao
  • Dễ dàng vận hành cho người không chuyên.
  • Mật độ vi sinh vật trong lớp màng biofilm rất cao, do đó tải trọng hữu cơ trong bể cao
  • Không bị nghẹt bùn trong thời gian dài

Nhược điểm hệ thống hóa lý kết hợp MBBR trong xử lý nước thải trại heo sau biogas:

 -Trên thị trường hiện nay, hàng giả được bán trà trộn với hàng thật , các nhà đầu tư rất khó để phân biệt và thấy rất bực mình khi hiệu quả xử lí không như mình mong muốn mà giá cả lại đắt đỏ

– SACOTEC khuyến cáo trong nước thải chăn nuôi nên dùng giá thể Biochip, hoặc giá thể có mật độ xử lý cao. Tuy nhiên SACOTEC thường dùng giá thể tổ ong do qua trình dính bám bùn cũng như vận hành tương đối ổn định, tùy thuộc vào chi phí đầu tư.

– Chưa thể xử lý triệt để Nito trong hệ thống để đảm bảo đạt cột A QCVN 62:2016 BNTMT.

Kết luận

Với quy trình cộng nghệ trên, SACOTEC khuyến cáo nên sử dụng công nghệ này. Vì công nghệ này có rất nhiều ưu điểm đáng để chú ý  và đảm bảo nguồn nước đầu ra đạt QCVN 62:2016

Mọi thông tin cần thiết các bạn có thể comment bên dưới, hoặc liên hệ:

Công Ty TNHH Công Nghệ Kỹ Thuật SACOTEC
Địa chỉ: Số 25, Đường số 7, Phường 7, KDC Cityland , Gò Vấp, TP. HCM
MST: 0314671217 E-mail: tan.hoang.sacotec@gmail.com
Điện thoại: 0898.873.889 – 0869.357.596
Hotline: 0974.285.153

Website: http://sacotec.vn

Gửi phản hồi