Nghiên cứu quy trình và thiết kế xử lý chất thải để đạt tiêu chuẩn ngành đối với trại chăn nuôi 2
MỤC LỤC
MỤC LỤC
Trang
Trang
I. Khử trùng bằng phương pháp vật lý ...................................................... 3
1. Phương pháp nhiệt.............................................................................................. 3
2. Khử trùng bằng tia cực tím............................................................................... 3
3. Khử trùng bằng siêu âm ................................................................................... 4
II. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học ........................................ 4
1. Trung hoà nước thải .......................................................................................... 4
2. Phương pháp hấp phụ ....................................................................................... 5
3. Phương pháp quang xúc tác ............................................................................. 6
4. Phương pháp kết tủa ......................................................................................... 7
5. Phương pháp oxi hoá khử ................................................................................ 7
III. Xử lý chất thải hữu cơ bằng biện pháp sinh học ............................... 9
1. Công nghệ sản xuất phân hữu cơ .................................................................... 9
2. Kỹ thuật sản xuất giun đất từ phân gia súc ...................................................12
3. Sản xuất sinh khối tảo làm sạch môi trường .................................................14
4. Ứng dụng tảo ......................................................................................................19
IV. Tổng quan về tình hình sử dụng và ưu điểm biogas .........................21
1. Khái niệm chung và quá trình phát triển .......................................................23
2. Một hệ thống năng lượng khép kín gồm ........................................................24
3. Các loại hầm khí sinh vật được áp dụng ........................................................25
• Loại hầm ủ nắp cố định, có vòm đúc ......................................................25
• Loại hầm ủ nắp vòm cầu do chương trình phát triển khí sinh học
quốc gia phổ biến ....................................................................................................25
• Các loại túi biogas ......................................................................................27
V. Tiểu chuẩn về xử lý chất thải với ngành chăn nuôi ..........................28
1. Khái niệm về COD ............................................................................................29
2. Phương pháp xác định COD ............................................................................29

và acid citric (0,15%) là dung dịch hữu hiệu để tẩy rửa các chất bám trên nguồn
sáng (với thời gian tẩy rửa qua đêm). Các vi khuẩn chết có thể là vật chắn tia UV
cho các vi khuẩn còn sống, do đó khả năng khử trùng bằng tia UV cũng có giới hạn.
Giới hạn tối đa cho việc xử lý bằng tia UV là 1000 coliform tổng số/100mL và 100
fecal coliform/100 mL.
Để khử trùng bằng tia UV có hiệu quả, đôi khi chúng ta cần phải sử dụng hệ
thống tiền xử lý để khử màu, độ đục và các hạt hữu cơ. Nước có chứa nhiều khoáng
có thể đóng cặn trên đèn, do đó cần phải có hệ thống xử lý nước cứng để đề phòng
trường hợp này.
I.3. Khử trùng bằng siêu âm
Đây là một phương pháp khử trùng triệt để nhưng tốn kém.
Dưới tác dụng của sóng siêu âm giết chết các tế bào thực, động vật, các vi sinh
và cả những cơ thể lớn hơn rất độc có trong nước uống và nước kỹ thuật

II. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học
1. Trung hoà nước thải
Nước thải thường có pH không thích hợp cho các quá trình xử lý sinh học hoặc
thải ra môi trường, do đó nó cần phải được trung hòa. Có nhiều cách để tiến hành
quá trình trung hòa
 Trộn lẫn nước thải có pH acid và nước thải có pH bazơ. Bằng cách trộn lẫn
hai
loại nước thải có pH khác nhau, chúng ta có thể đạt được mục đích trung hòa. Quá
trình này đòi hỏi bể điều lưu đủ lớn để chứa nước thải.
 Trung hòa nước thải acid: người ta thường cho nước thải có pH acid chảy
qua một
Nghiên cứu quy trình và thiết kế xử lý chất thải để đạt tiêu chuẩn ngành đối với trại chăn nuôi 5
lớp đá vôi để trung hoà; hoặc cho dung dịch vôi vào nước thải, sau đó vôi được tách
ra bằng quá trình lắng.
 Trung hòa nước thải kiềm: bằng các acid mạnh (lưu ý đến tính kinh tế). CO
2

: khả năng hấp phụ tối đa của than hoạt tính dạng hạt, lb/lb hoặc g/g
(thực tế, bằng khoảng 25 ¸ 50% giá trị lý thuyết)
X
b
: trọng lượng của chất hữu cơ bị hấp phụ bởi các hạt than hoạt tính lb hoặc g
M
c
: trọng lượng than hoạt tính sử dụng cho cột lọc
Q: lưu lượng nước thải, Mgal/d
C
i
: hàm lượng chất hữu cơ của nước thải, mg/L
C
b
: hàm lượng chất hữu cơ bị hấp phụ (lý thuyết), mg/L
t
b
: thời gian cần thiết cho quá trình hấp phụ
3.Phương pháp quang xúc tác
Quá trình quang xúc tác là quá trình kích thích các phản ứng quang hóa bằng
chất xúc tác, dựa trên nguyên tắc chất xúc tác Cat nhận năng lượng ánh sáng sẽ
chuyển sang dạng hoạt hóa * Cat, sau đó * Cat sẽ chuyển năng lượng sang cho chất
thải và chất thải sẽ bị biến đổi sang dạng mong muốn. Quá trình có thể tóm tắt như
sau:
Cat + nlgás  * Cat
* Cat + chất thải  * chất thải + Cat
* Chất thải  sản phẩm
Hoặc:
*Cat + chất thải  (chất thải)
-

nm (Carey and Oliver, 1980). Đầu tiên CN
-
bị oxy hóa thành CNO
-
. Sau đó hàm
lượng CNO
-
giảm dần chứng tỏ nó tiếp tục bị oxy hóa.
Quá trình quang xúc tác xảy ra với bức xạ có bước sóng nhỏ hơn 4200
o
A tạo
nên oxy hoạt tính phân hủy hoàn toàn các chất thải hữu cơ thành CO
2
và nước
(Nemerow và Dasgupta, 1991).
4.Phương pháp kết tủa
Khả năng hấp phụ tối đa của than hoạt tính dạng hạt được tính bằng công
thức: bột than hoạt tính và nước thải (thường là nước thải sau xử lý sinh học) được
cho vào một bể tiếp xúc, sau một thời gian nhất định bột than hoạt tính được cho
lắng, hoặc lọc. Kết tủa là phương pháp thông dụng nhất để loại bỏ các kim loại nặng
ra khỏi nước thải. Thường các kim loại nặng được kết tủa dưới dạng hydroxide. Do
đó, để hoàn thành quá trình này người ta thường cho thêm các base vào nước thải để
cho nước thải đạt đến pH mà các kim loại nặng cần phải loại bỏ có khả năng hòa tan
thấp nhất. Thường trước quá trình kết tủa, người ta cần loại bỏ các chất ô nhiễm
khác có khả năng làm cản trở quá trình kết tủa. Quá trình kết tủa cũng được dùng để
khử phosphate trong nước
5.Phương pháp oxi hoá khử
Nghiên cứu quy trình và thiết kế xử lý chất thải để đạt tiêu chuẩn ngành đối với trại chăn nuôi 8
Quá trình oxy hóa khử cũng được sử dụng để xử lý các chất thải độc hại. Hai
bảng sau liệt kê các chất oxy hóa khử và các loại chất thải thường được áp dụng

bột sắt, bột nhôm, bột kẽm.
Nghiên cứu quy trình và thiết kế xử lý chất thải để đạt tiêu chuẩn ngành đối với trại chăn nuôi 9
Chất thải có chứa thủy
ngân
NaBH
4
Tetra-alkyl-lead NaBH
4
Bạc NaBH
4
III. Xử lý chất thỉa hữu cơ bằng biện pháp sinh học
1. Công nghệ sản xuất phân hữu cơ
Phân gia súc (PGS) là nguyên liệu chứa nhiều chất hữu cơ có giá trị dinh dưỡng
cho cây trồng rất cao tuy nhiên có hai vấn đề cần giải quyết trước khi dung chúng
như một loại phân bón:
• Làm giảm lượng nước có trong phân gia súc.
• Vi sinh vật gây bệnh có trong phân không bị tiêu diệt, chúng sẽ theo phân
phát
tán bệnh tật ra ngoài môi trường.
Việc sử dụng phân gia súc làm nguyên liệu sản xuất phân bón có những ích lợi
sau:
• Tận dụng toàn bộ lượng chất hữu cơ có trong chất thải, chuyển chúng
thành
những chất có giá trị dinh dưỡng cao cho cây trồng.
• Việc sử dụng chất thải từ phân gia súc để tái sản xuất trong nông nghiệp
còn
có một ý nghĩa rất lớn là làm sạch môi trường, loại trừ các tác động xấu do chúng
gây ra.
Công nghệ sản xuất phân hữu cơ nhờ VSV
Phân gia súc

thiết kế loại bể ủ không có hệ thống thổi khí mà chỉ láp đặt hệ thống đảo trộn.
Quá trình lên men là quá trình sinh học do các VSV có sẵn trong chất thải tiến
hành. Quá trình này bao gồm:
• Quá trình tăng sinh khối VSV có trong khối ủ
Đây là quá trình hiếu khí nên trong khối ủ các loài VSV hiếu khí phát triển, các
loài vi sinh vật yếm khí bị ức chế và bị tiêu diệt, các loại bào tử của vi khuẩn yếm
khí vẫn còn tồn tại trong khối lên men.
Quá trình tăng sinh khối được thúc đẩy không chỉ nhờ quá trình thổi khí mà còn
được thúc đẩy nhờ quá trình đảo trộn nhờ máy đảo trộn được lắp đặt trên khối ủ.
Nhờ có đảo trộn mà các vi sinh vật ở trên bề mặt và ở dưới đáy bể ủ đều có cơ hội
tiếp xúc với oxy không khí như nhau và phát riển với tốc độ như nhau. Mặt khác,
các loại chất hữu cơ sẽ được chuyển hóa ở cùng một mức độ, các loại khí, hơi nước
được thoát ra ngoài nhanh hơn.
Ở những bể ủ không có lắp đặt hệ thống phân phối kí, người ta thường lắp đặt
hệ thống quạt gió công nghiệp.quạt gió có tác dụng làm tăng mức độ cung cấp
không khí cho khối ủ và làm hạ nhiệt độ của khối ủ xuống để tránh ảnh hưởng xấu
đến quá trình ủ.
• Quá trình chuyển hóa vật chất
Quá trình ủ kéo dài trong khoảng 10 - 15 ngày, các chất proten, polysaccharit,
lipit và những chất khác nhanh chóng bị phân hủy bởi enzyme của VSV và quá trình
tạo mùn xảy ra. Chất thải nhanh chóng chuyển sang trạng thái ổn định.
Bên cạnh quá trình phân giải bởi các enzyme phân giả, trong khối ủ chất thải gia
súc có nhiều vi khuẩn tham gia quá trình vô cơ hóa chất hữu cơ. Quá trình này rất
có lợi cho cây trồng khi được bón loại phân ủ từ chất thảỉ gia súc.
• Quá trình ủ là quá trình mất chất dinh dưỡng do quá trình phân hủy
Nghiên cứu quy trình và thiết kế xử lý chất thải để đạt tiêu chuẩn ngành đối với trại chăn nuôi 12
quá mạnh của enzyme protease amylase và những enzyme khác
Quá trình phân giải trong ủ chất thải được coi là hiệu quả khi sự phân giải này
xảy ra không triệt để. Nếu xảy ra quá trình phân giải triệt để sẽ tạo thành NH
3

quá trình tạo khí thối.
2. Kỹ thuật sản xuất giun đất từ phân gia súc
Trong nhiều loài giun hiện đang có trong thiên nhiên, người ta thường sử dụng
giun tròn và giun quế để xử lý chất thải hữu cơ.
Nghiên cứu quy trình và thiết kế xử lý chất thải để đạt tiêu chuẩn ngành đối với trại chăn nuôi 13
Giun đất chứa hàm lượng protein rất cao, các kết quả phân tích cho thấy hàm
lượng protein của giun có thể đạt đến 70% trọng lượng khô. Các acid amin trong
protein của giun đất khá đầy đủ và cân đối. Đặc biệt trong sinh khối của giun quế
chứa rất nhiều vitamin như: thiamin, niacine, acid pantotenic, vitamin B
12
,
pyrodocine, acid polic, biotin.
Kỹ thuật xử lý phân gia súc để thu nhận sinh khối giun quế:
• Nguyên liệu:
Nguyên liệu được sử dụng để nuôi giun quế là các loại phân gia súc, gia cầm.
Ngoài các loại phân gia súc, gia cầm, giun quế còn có khả năng tiêu hủy chất thải
sinh học, do đó ta có thể trộn
phân gia súc, gia cầm với
chất thải sinh học để nuôi
giun quế.
Hình: Nguyên liệu thô
sau khi xử lý bằng men vi
sinh đang được nghiền
thành bột
• Kỹ thuật sản xuất
Tùy theo điều kiện, người ta xây dựng những bể xi măng hình chữ nhật có chiều
cao thành là 0,5 m cũng có thể đóng các bể bằng gỗ hình khối chữ nhật. thành bể có
thể cao hơn 0,5 m để tránh hiện tượng giun thoát ra khỏi bể.
Phân gia súc được nghiền nhỏ, được điều chỉnh độ ẩm đến 70% và trải đều vào
bể với kích thước chiều cao là 20m, trộn đều với giống. Dùng bao bố phủ kín bề