Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi Heo

Mức độ nguy hiểm của nước thải trong chăn nuôi heo chắc hẳn ai cũng biết. Bởi vậy, nếu không xử lý sớm lượng nước thải ra môi trường ngoài sẽ ảnh hưởng trưc tiếp đến đời sống cũng như sức khỏe con người, động vật. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo như phân chuồng, công nghệ khí sinh học, hóa lý, ao sinh học...Nhằm  kiểm soát mùi, giảm lượng chất ô nhiễm có trong nước thải trước khi thải ra bên ngoài. 

Nước thải chăn nuôi lợn là gì? Mức độ nguy hiểm

Đặc tính nước thải chăn nuôi heo

Nước thải chăn nuôi heo có hàm lượng các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng cao được biểu thị qua các thông số như: COD, BOD5, SS… Ngoài ra, trong nước thải chăn nuôi heo có chứa hàm lượng N và P cao. Bên cạnh đó còn có chứa hàm lượng lớn các vi khuẩn gây bệnh dịch vô cùng nguy hiểm ảnh hướng đến sức khỏe của con người cũng như động vật khác trong khu vực.

Trong các khu trang trại chăn nuôi lợn, biện pháp dọn vệ sinh phân chuồng đơn giản tiết kiệm thời gian là sử dụng nước để rửa. Nước thải sau cùng chứa hàm lượng chất hữu cơ chiếm 70-80% gồm hidrat carbon, acid amin, protit, chất béo, cellulose và các dẫn xuất của chúng có trong phân và thức ăn thừa. Bên cạnh đó có các chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất vô cơ chiếm 20-30% gồm đất, cát, các loại muối, phân urê, chlorua, SO42-…

Đặc tính phân thải

Việc rửa chuồng trại bằng nước cũng gây khó khăn trong việc thu gom phân khô. Bên cạnh một số hộ gia đình nhà nông thường sử dụng phân chuồng khô để bón ruộng thì đa phần đều không có sự thu gom phân thải. Vì vậy mà ở hầu hết các trang trại đều phải thu gom chung phân và nước thải để xử lý. Trong phân chứa một phần rất nhỏ rác, chất độn và thức ăn dư thừa. Trong quá trình xử lí nước thải trang trại phải xử lí đồng thời cả nước thải và phân thải.

Tính cấp thiết cần xử lí nước thải chăn nuôi heo 

Tổ chức y tế thế giới (WHO) đã cảnh báo nếu không có biện pháp thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi heo một cách thỏa sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Nước thải chăn nuôi heo chứa hàm lượng chất ô nhiễm nguy hiểm, nhiều mầm bệnh, vi khuẩn và vi rút gây bệnh. Nó không chỉ tác động đến môi trường, làm ô nhiễm môi trường đất nước không khí mà còn làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Nguyên nhân chủ yếu gây ra nhiều căn bệnh về đường hô hấp, tiêu hóa như tiêu chảy, dịch tả...do trong chất thải chứa nhiều VSV gây bệnh, trứng giun…. Đặc biệt là các loại virut biến thể từ các dịch bệnh như lở mồm, long móng, dịch bệnh tai xanh có thể lây lan nhanh chóng và có thể nguy hiểm đến tính mạng của con người.

Nước thải chăn nuôi heo của các hộ gia đình chăn nuôi cũng đang làm bức xúc ảnh hưởng đến không gian sống của các hộ khác xung quanh. Vì vậy mà việc xử lí nước thải chăn nuôi heo để giảm mùi, giảm vi khuẩn và mầm bệnh là một vấn đề vô cùng cần thiết đối với các tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân, hộ gia đình nuôi heo. Nước thải chăn nuôi heo có mùi rất khó chịu, có màu và rong rêu bám vào hồ. Nước thải chăn nuôi heo nếu không được xử lí kịp thời trước khi được thải ra ngoài sông, ao, hồ sẽ gây ô nhiễm môi trường, phát sinh khí độc, các phản ứng hóa học của các chất hữu cơ trong nước sẽ làm cạn kiệt dần lượng ôxy hòa tan trong nước, gây hiện tượng phú dưỡng do dư thừa N và P, làm chết nhiều loài sinh vật khác trong nước, làm ảnh hưởng đến cây trồng và tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn gây hại phát triển.

Các phương pháp xử lí nước thải chăn nuôi lợn

1. Phương pháp xử lý cơ học

Sử dụng song chắn rác và bể lắng sơ bộ để loại bỏ những chất rắn có kích thước lớn ra khỏi nước. Mục đích của phương pháp này là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng. Ngoài ra có thể áp dụng phương pháp ly tâm hoặc lọc. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải chăn nuôi khá lớn và lắng được nên có thể lắng sơ bộ trước khi đưa sang các công đoạn xử lí tiếp theo. Còn phần chất rắn được đem đi ủ để làm phân bón.

2. Phương pháp xử lý hóa lý

      Phương pháp xử lí cơ học thông thường tốn nhiều thời gian và hiệu quả đạt được cũng không cao do nước thải chăn nuôi có chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ có kích thước nhỏ, không có khả năng lắng và một phần vi sinh vật có kích thước nhỏ, Cho nên cần áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng. Sử dụng chất keo tụ như phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.

Nguyên tắc : các hạt keo tụ(thường là các hạt nhôm hidroxit và sắt hidroxit) mang điện tích trái dấu với các chất lơ lửng có trong nước thải(thường mang điện tích âm). Trong quá trình di chuyển thì các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớn hơn và dễ dàng lắng xuống nước giúp công đoạn lọc đạt hiệu quả hơn.

3. Phương pháp xử lý sinh học

Dựa trên khả năng phân hủy các chất hữu cơ của các vi sinh vật trong môi trường hiếu khí hoặc kị khí. Chúng sử dụng chất hữu cơ và một số chất khoáng làm thức ăn và tạo ra năng lượng. Khi phân hủy thì sẽ làm giảm hàm lượng chất hữu cơ có trong nước và sẽ giúp nước sạch hơn. Tùy thuộc là vi sinh vật hiếu khí, khị khí hay hiếm khí mà thiết kế các công trình xử lí nước thải cho phù hợp. Phương pháp này thường được sử dụng trong các bể xử lí sinh học như bể Aerotank, UASB...

- Phương pháp xử lý hiếu khí: Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện có oxy.

- Phương pháp xử lý kị khí: Sử dụng vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện môi trường có rất ít hoặc không có oxi.Quá trình này trải qua 4 giai đoạn:

- Thủy phân: Dưới tác dụng của enzim do vi khuẩn tiết ra giúp phân hủy các chất hữu cơ phức tạp không tan thành những chất đơn giản có khả năng tan trong nước(axit amin. Axit béo, đường...)

•  Axit hóa: Vi khuẩn lên men hoạt động giúp chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như rượu, CH3OH, CO2, H2, NH3,...và các sinh khối mới.
•  Axetat hóa: Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn axit hóa thành axit axeat CH3COOH, CO2, H2,... và các sinh khối mới.
•  Methane hóa: Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kỵ khí. Acid acetic, H2, CO2, acid formic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới. 

Quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo

Đầu tiên, nước thải sẽ được chảy vào hầm biogas để xử lí phân lớn chất hữu cơ, giảm khí độc, diệt mầm bệnh và có thể cung cấp khí đốt giúp tiết kiệm chi phí. Tiếp theo là nước thải chảy vào bể điều hòa được khuấy trộn nhằm xáo trộn đều nồng độ và lưu lượng.

Nước thải tiếp tục từ bể điều hòa qua bể UASB nhờ các vi sinh vật kị khí phân hủy chất hữu cơ. Quá trình phân hủy tạo ra các bọt khí metan CH4 và cacbonic CO2 nổi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẫn ra khỏi bể. Quá trình xử lí nước thải tại bể UASB chỉ làm giảm lượng BOD nhưng nước thải chưa đạt theo quy chuẩn cho phép. Cần phải sử dụng thêm bể AEROTANK để xử lí triệt để hơn.

Nguyên lí: Nước đưa vào từ phía trên của bể, khí sục phía dưới bể giúp vi sinh vật và các chất hữu cơ đảo trộn và cung cấp oxi cho vi sinh vật. Trong bể các sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ theo phương trình phản ứng: 

CHC + O2 -> CO2 + H2O + NO3- + SO42- + nhiệt lượng + tế bào sinh vật.

Nước thải đưa sang bể lắng 2 để loại bỏ bông bùn hoạt tính. Một phần bùn được tuần hoàn ở bể Aerotank để duy trì mật độ vi sinh vật trong bể.

 Sau khi xử lí sinh học hiếu khí nước thải được đưa qua bể lắng đợt 2 ( Bể lắng đứng) để tách, lắng lượng sinh khối dư thừa được hình thành trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí ở bể Aerotank. Nguyên lý: Lợi dụng trọng lực, các bông sinh khối không tan trong nước sẽ lắng xuống đáy và thải qua đường thải bùn.

Sau cùng là công đoạn khử trùng tại bể khử trùng. Thường sử dụng clo lỏng để loại bỏ vi khuẩn, oxi hóa các chất hữu cơ. Clo lỏng vừa rẻ và dễ vẩn chuyển nên được sử dụng phổ biến. Ngoài ra có thể sử dụng nước Javen.

Cuối cùng nước thải được thải ra nguồn tiếp nhận theo QCVN 62-MT:2016/BTNMT về nước thải chăn nuôi.