KĨ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH CHĂN NUÔI

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
I.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Chăn nuôi là một ngành rất quen thuộc, nó đã có từ lâu trên thế giới. Ban đầu
chỉ ở quy mô hộ gia đình nhằm đảm bảo nguồn thực phẩm động vật hoặc sức
kéo cho hộ hay gia đình nhỏ. Nhưng hiện nay ngành chăn nuôi đã phất triển ở
mức độ sản xuất hàng hóa với quy mô ngày càng lớn nhằm cung cấp một số
lượng lớn thực phẩm động vật cho nhu cầu sử dụng ngày càng cao của con
người. Các tiến bộ khoa học liên tục được áp dụng nhằm tạo ra hiệu quả và chất
lượng hơn. Tuy nhiên từ quá trình chăn nuôi tập trung cao độ này đã sinh ra một
vấn đề thu hút dự quan tâm của xã hội, đó là vấn đề ô nhiễm môi trường. Khó
khăn trong việc thu gom, tồn trữ và xử lý các chất thải chăn nuôi là vấn đề đầu
tiên gắn liền với chăn nuôi tập trung.
Ở Việt Nam, môi trường của ngành chăn nuôi mới chỉ được quan tâm trong vài
năm trở lại đây khi ngành chăn nuôi hàng hóa đang ngày càng gia tăng. Một số
nghiên cứu về sử dụng phân gia súc vào mục đích kinh tế khác như làm phân
bón biogas... đã được thực hiện. Tuy nhiên chưc có nghiên cứu đánh giá toàn
diện hiện trạng ô nhiễm môi trường do chăn nuôi nhằm xây dựng các chính
sách quản lí các giải pháp kĩ thuật giảm thiểu ô nhiễm và tái sử dụng hợp lý
chất thải gia súc. Do vậy đây là một trong những vấn đề được quan tâm nhất
hiện nay tại nước ta.
II.TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHĂN NUÔI.
1.TÌNH HÌNH CHĂN NUÔI TRÊN THẾ GIỚI
Trên thế giới,chăn nuôi là ngành đang rất phát triển.Hàng năm,các sản phẩm chế
biến từ ngành chăn nuôi như thịt,trứng,sữa,da,lông…với một số lượng rất lớn cung
cấp cho người sử dụng..Phương thức chăn nuôi hiện nay của các nước trên thế giới
có ba hình thức cơ bản đó là :
- Chăn nuôi quy mô công nghiệp thâm canh công nghệ cao
- Chăn nuôi trang trại bán thâm canh

- Chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ và quảng canh
Phương thức chăn nuôi gia súc, gia cầm quy mô lớn ,thâm canh sản xuất hàng hóa
chất lượng cao chủ yếu ở các nước phát triển Châu Âu, Phi và Mỹ La Tinh. Chăn


nuôi công nghiệp thâm canh các công nghệ cao về cơ giới và tin học được áp dụng
trong chuồng trại, cho ăn, vệ sinh, thu hoạch sản phẩm, xử lý môi trường và quản
lý đàn. Các công nghệ sinh học và công nghệ sinh sản được áp dụng trong chăn
nuôi như nhân giống, lai tạo nâng cao khả năng sinh sản và điều khiển giới tính.
Chăn nuôi bán thâm canh và quảng canh gia súc gia cầm tại phần lớn các nước
đang phát triển ở Châu Á, Châu Phi, Mỹ La Tinh và các nước Trung Đông. Trong
chăn nuôi quảng canh, tận dụng, dựa vào thiên nhiên sản phẩm chăn nuôi năng
xuất thấp nhưng được thị trường xem như là một phần của chăn nuôi hữu cơ.
Chăn nuôi hữu cơ, chăn nuôi đang được thực hiện ở một số nước phát triển, sản
phẩm chăn nuôi được người tiêu dùng ưu chuộng.Do đó đang là thách thức của
nhân loại trong mở rộng quy mô và phổ cập chăn nuôi hữu cơ.
Theo số liệu thống kê của tổ chức nông lương thế giới – FAO năm 2013 số lượng
đầu gia súc và gia cầm của thế giới như sau : tổng đàn trâu 182,2 triệu con và trâu
phân bố chủ yếu ở các nước châu Á, tổng đàn bò 1.68,8 triệu con, dê 592,7 triệu
con, cừu 847,7 triệu con, gà 14.191,1 triệu con và tổng đàn vịt là 1.008,3 triệu con..
-Sản phẩm chăn nuôi:
Thịt gia súc , gia cầm : với số lượng vật nuôi như trên, tổng sản lượng thịt sản xuất
năm 2009 của thế giới trên 281 triệu tấn, trong đó thịt trâu chiếm 3,30 triệu tấn, thịt
bò 61,8 triệu tấn, thịt dê 4,9 triệu tấn, thịt cừu 8,1 triệu tấn, thịt lớn 106 triệu tấn,
thịt gà 79,5 triệu tấn, thịt gà 79,5 triệu tấn... và các loại thịt khác như thỏ, ngựa, lạc
đà, lừa.. cơ cấu về thịt của thế giới nhiều nhất là thịt lợn chiếm 37,7% , thịt gà 28,5
% thịt bò 22,6% tổng sản lương thịt , còn lại 12,7% là thịt dê, cừu, ngựa, trâu, vịt
và các vật nuôi khác.
2.Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam
Trong lĩnh vực nông nghiệp, chăn nuôi đang được coi là ngành kinh tế chịu tác

động rất lớn khi nước ta tham gia một loạt các hiệp định thương mại. Xem xét thực
trạng ngành chăn nuôi của Việt Nam hiện nay trong giai đoạn vừa qua vẫn phát
triển với quy mô nhỏ lẻ, thiếu tính thị trường, tốc độ tăng trưởng cũng đang chậm
lại.
Chăn nuôi trâu không phát triển mạnh do điều kiện bãi chăn thả bị thu hẹp, tuy vậy
ở một số địa phương người dân đã thay đổi hình thức chăn nuôi từ chăn thả rông


sang nuôi nhốt giúp cải thiện hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi.Chăn nuôi bò phát
triển do đàn bò sữa tăng mạnh,do một số doanh nghiệp tăng cường đầu tư, mở rộng
quy mô chăn nuôi.Chăn nuôi lợn phát triển tốt do giá lợn hơi có xu hướng ổn định
cho người chăn nuôi.Chăn nuôi gia cầm phát triển hơn cùng kỳ các năm trước, số
lượng ngày càng tăng vì nhu cầu sử dụng.
Quy mô từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán sang chăn nuôi tập trung theo mô hình trang
trại, gia trại, ứng dụng công nghệ khoa học kỹ thuật, tăng hiệu quả kinh tế.
Về phát triển trang trại chăn nuôi: cho thấy, trang trại chăn nuôi chiếm tỷ trọng cao
trong tổng số lượng trang trại nông nghiệp cả nước, và hiện nay tỷ trọng này đang
có chiều hướng tăng lên,hiện nay phổ biến nhất vẫn là trang trại quy mô chăn nuôi
theo hộ gia đình, nên đa số hoạt động manh mún, nhỏ lẻ. Ngoài ra, chăn nuôi tại
Việt Nam theo cả phương thức trang trại và quy mô hộ gia đình vẫn chưa tạo được
chuỗi để giảm chi phí, giá thành, nâng cao lợi nhuận.
3. Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi
- Trên thế giới
Việc xử lý chất thải chăn nuôi đã được nghiên cứu triển khai ở các nước phát triển
từ cách đây vài chục năm.Các công nghệ áp dụng cho xử lý nước thải trên thế giới
chủ yếu là các phương pháp sinh học.Ở các nước phát triển quy mô trang trại hàng
trăm hecta , trong trang trại ngoài quy mô chăn nuôi lợn lớn ( trên 10.000 con lợn),
phân lợn và chất thải lợn chủ yếu làm phân vi sinh và năng lượng Biogas cho nhà
máy phát điện,nước thải chăn nuôi được sử dụng cho mục đích tưới tiêu nông
nghiệp.Tại các nước phát triển việc ứng dụng phương pháp sinh học trong xử lý

nước thải chăn nuôi đã được nghiên cứu , ứng dụng và cải tiến trong nhiều năm
qua.
Rất nhiều các nước phát triển đã và đang áp dụng nhiều công nghệ để xử lý nước
thải chăn nuôi, có kể cả các nước đang phát triển như Việt Nam. Chăn nuôi đang là
hướng chuyển đổi , chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp nên rất được quan tâm và phát
triển.
4. Áp lực trong ngành chăn nuôi ở Việt Nam


Hiện nay, ngành chăn nuôi là tâm điểm chịu nhiều thách thức về giá cả, chất lượng
và an toàn thực phẩm. Những vấn đề môi trường trong chăn nuôi, chi phí xử lý môi
trường tạo ra nhiều áp lực trong chăn nuôi nhỏ lẻ cũng như chăn nuôi lớn. Ứng
dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật để nâng cao chất lượng ngành. Quy trình vận
chuyển gia súc, gia cầm của người chăn nuôi khi đưa đi tiêu thụ chưa đảm bảo có
kỹ thuật. Ý thức chấp hành các quy trình xử lý nước thải trong chăn nuôi hạn chế
nên khi dịch bệnh xảy ra các hộ chăn nuôi trên phải hứng chịu đầu tiên và cũng là
nơi ủ bệnh, phát tán bệnh ra môi trường.
Hiện giờ người dân gặp khó khăn trong việc mở rộng quy mô đàn gia súc gia cầm
vì nguồn vốn hạn hẹp. Điểm chung của các hộ chăn nuôi là không có hệ thống xử
lý chất thải, nằm xen trong khu dân cư và người chăn nuôi thì thiếu kiến thức cơ
bản về phòng chống dịch bệnh. Hằng ngày, nếu chất thải không được người dân
gom để nuôi cá, trồng cây thì sẽ theo hệ thống cống rãnh chạy thẳng ta kênh
mương, sông hồ. Sông gần hộ chăn nuôi không chỉ vì ô nhiễm không khí, tiếng ồn
mà còn lo mỗi khi dịch bệnh xảy ra những khúc kênh mương trong xã thường
xuyên bị ô nhiễm đổi màu vì chất thải, sông hồ cá bị chết, bốc mùi hôi thối.
5. Ảnh hưởng của nước thải ngành chăn nuôi tới môi trường
Một lượng lớn nước thải chăn nuôi không qua xử lý và đổ thẳng ra môi trường bên
ngoài đã và đang gây ra sức ép lớn đối với môi trường. Nước thải chăn đe dọa đến
cả môi trường đất nước và không khí.
- Môi trường nước:

Nước thải chăn nuôi không được xử lý hay xử lý không triệt để đổ thẳng ra ao,hồ
kênh, rạch....sẽ làm ô nhiễm nước mặt, nước ngầm.Trong nước thải chăn nuôi chứa
lượng lớn chất hữu cơ,khi thải vào trong môi trường nước,các vi sinh vật phải sử
dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất này,làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước
dẫn đến làm suy giảm chất lượng nước. Mặt khác trong nước thải chăn nuôi chứa
nhiều chất dinh dưỡng nen chúng gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa ảnh hưởng đến
đời sống của sinh vật thủy sinh trong môi trường tiếp nhận. Bên cạnh đó nước còn
là môi trường lý tưởng cho các vi sinh vật gây bệnh phát triển.
- Môi trường không khí
Ngoài lượng lớn chất hữu cơ, nước thải còn chứa các khí gây mùi khó chịu như:
NH3, H2S, CH4.... Tất cả các khí này tồn tại trong không khí quanh khu vực chăn


nuôi tạo nên mùi đặc trưng hôi thối rất khó chịu, ở nồng độ cao chúng có thể gây
ngạt, kích thích niêm mạc mắt và mũi, gây choáng váng nhức đầu, gây nổ,...
- Môi trường đất
Nước thải được thải ra chảy tràn trên mặt đất gây nên hiện tượng rửa trôi,phú
dưỡng đất, làm thoái hóa đất.Ngoài ra nước thải còn có thể ngấm xuống đất gây ô
nhiễm nguồn nước ngầm.Trong nước thải có chứa nhiều loại vi trùng, trứng giun
sán...gây bệnh cho người và động vật.Các tác nhân này có thể tồn tại lâu trong đất
nên chúng có nguy cơ phát tán vào trong không khí, nước mặt, nước ngầm, theo
chuỗi thức ăn để gây bệnh.
III.THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI
1.NGUỒN GỐC
Nước thải chăn nuôi phát sinh từ khâu vệ sinh do nước rửa chuồng trại, nước tiểu,
phân và thức ăn rơi vãi nên nồng độ ô nhiễm của chất thải chăn nuôi là rất cao:
COD, BOD, Nitơ, Photpho và đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh.
2.Thành phần và tính chất
Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng, có khả năng gây ô nhiễm
môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và vi sinh vật gây

bệnh. Nó nhất thiết phải xử lí trước khi thải ra ngoài môi trường. Lựa chọn một
quy trình xử lí nước thải chăn nuôi cho một cơ sở chăn nuôi phụ thuộc rất nhiều
vào thành phần tính chất nước thải, bao gồm:
3.1.Thành phần hữu cơ,vô cơ:
Trong thành phần chất rắn của nước thải thì thành phần hữu cơ chiếm 70-80 %
gồm các hợp chất hydrocacbon, proxit, axit amin, chất béo và các dẫn xuất của cuả
chúng có trong phân và thức ăn thừa. Chất vô cơ chiếm 20-30 % gồm cát, đất,
muối clorua, SO4..


Ngoài ra hàm lượng N,P trong nước thải tương đối cao do khả năng hấp thụ kém
của vật nuôi (Theo Jongbloes và Lenis (1992), lượng nitơ được vật nuôi ăn vào
100% có 30% lượng nitơ tạo thành sản phẩm cho cơ thể, 70% bài tiết ra goài.
Theo thời gian và sự có mặt của oxy mà lượng nitơ trong nước tồn tại ở các dạng
khác nhau NH4+, NO2-, NO3-.
Photpho được sinh ra trong quá trình tiêu thụ thức ăn của vật nuôi, lượng P chiếm
0,25 – 1,4 %, và một ít trong nước tiểu, xác chết của vật nuôi. Trong nước thải
chăn nuôi P chiếm tỉ lệ cao, tồn tại ở các dạng orthophotphate (HPO42-, H2PO4,
PO43-), metaphotphate (hay polyphotphate PO43-) và photphate hữu cơ.
3.2. Vi sinh vật:
Nước thải từ quá trình chăn nuôi chứa nhiều vi trùng và virus gây bệnh như vi
trùng gây bệnh đóng dấu Erisipelothris insidiosa có thể tồn tại 92 ngày, Brucella 74
– 108 ngày, samonella 6 – 7 tháng, Leptospiư thải còn ra 5 – 6 tháng...Ngoài ra
trong nước thải còn chứa môt lượng lớn trứng giun sán với các loại điển hình như
Fasciotahepatica, Fasciola, Fasico losis buski, Ascaris suum, Cesphagostomum sp,
Trichocephalus dentatus có thể phát triển trong giai đoạn lây nhiễm sau 6 – 28
ngày và 5 – 6 tháng. Các loại vi trùng gây bệnh như: Salmonella, Ecoli có thể xâm
nhập vào mạch nước ngầm. Salmonella có thể thấm sâu xuông lớp đất bề mặt 30 –
40 cm ở những nơi thường xuyên tiếp nhận nước thải. Trứng giun sán, vi trùng có
thể lan truyền đi rất xa và nhanh khi bị nhiễm vào nước mặt tạo thành dịch bệnh

cho người và vật nuôi.
Ví dụ về bảng thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi heo:


(Nước thải nuôi heo sau xử lý yêu cầu đạt tiêu chuẩn loại A
QCVN40:2011/BTNMT)
IV. CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI
1.1.Bể Aerotank:
Bể Aerotank cũng là một trong những phương pháp xử lý sinh học hiếu khí. Ưu
điểm của bể là rất dễ xây dựng và vận hành .Bể Aerotank có nhiều loại như bể
Aerotank truyền thống, bể Aerotank nhiều bậc,… Tuy nhiên bể Aerotank truyền
thống sử dụng đơn giản nhất.
Nguyên tắc hoạt động của bể aerotank :công nghệ aerotank là công nghệ được
sử dụng nhiều nhất và lâu đời nhất bởi tính hiệu quả của nó.Aerotank là quy trình
xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học được vi
sinh vật hiếu khí sử dụng như một chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.
Qua đó thì sinh khối vi sinh ngày càng gia tăng và nồng độ ô nhiễm của nước thải
giảm xuống. Không khí trong bể Aerotank được tăng cường bằng các thiết bị cấp
khí: máy sục khí bề mặt, máy thổi khí…
-Ưu điểm nổi bật của bể aerotank:
-Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%


– Loại bỏ được Nito trong nước thải
– Vận hành đơn giản, an toàn
– Thích hợp với nhiều loại nước thải
– Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà không phải gia tăng thể tích bể.

Bể Aerotank
1.2.Bể UASB:

Xử lý nước thải UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải
sẽ được phân phối từ dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp (v<1m/h). Cấu
tạo của bể UASB thông thường bao gồm: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử
lý và hệ thống tách pha. Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí,
tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý
của bể được quyết định bởi tầng vi sinh này.


Cấu tạo bể UASB
Hệ thống tách pha phía trên bê làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và khí, qua đó
thì các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau xử
lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo. Hiệu suất của bể UASB
bị phụ thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ, pH, các chất độc hại trong nước thải….
Với nước thải bia, quá trình lên men Acid xảy ra nhanh chóng vì vậy vào bể UASB
chỉ thực hiện công việc lên men methane, mà điều kiện để quá trình này xảy ra tốt
là pH >6 (tôt nhất là 7.5), như vậy chỉ cần điều chỉnh pH là được trong khi đó, nếu
các nước thải khác thì vấn đề này không dễ chút nào, vì bể UASB vừa lên men
acid vừa len men methane, mà khi quá trình lên men acid xảy ra pH giảm rất
thấp..dễ dẫn đến hiên tượng khó chịu trong công nghệ UASB “Lên men chua”. Và
đây là lí do thiết thực nhất mà tại sao sử dụng UASB trong xử lý nước thải bia,
rượu.
1.3.Công nghệ MBBR:


Xử lý nước thải bằng công nghệ đệm di động (MBBR).Quá trình xử lý sử
dụng các loại vi sinh vật bám dính, tuy nhiên giá thể vi sinh được sử dụng trong
công nghệ này là giá thể đệm di động có diện tích bề mặt rất lớn, do chúng luôn
chuyển động trong bể nên đã tận dụng được tối đa diện tích bề mặt của giá thể vi
sinh, do đó mật độ vinh vật trong công trình xử lý MBBR rất lớn, bên cạnh đó việc
giá thể chuyển động làm tăng khả năng hòa tan ôxi vào nước, điều này khiến hiệu

quả xử lý theo công nghệ này cao hơn nhiều so với những công nghệ khác.

Bể MBBR

-Ưu điểm:
– Diện tích công trình nhỏ.
– Hiệu quả xử lý BOD cao, có thể đạt mức A QCVN14:2008/BTNMT.


– Có thể cải tiến thành công nghệ AAO để xử lý triệt để Nito, Photpho và các hợp
chất khó phân hủy khác.
– Quá trình vận hành đơn giản.
– Chi phí vận hành thấp.
– Chi phí bảo dưỡng thấp.
– Hàm lượng bùn tạo ra thấp.
– Không phát sinh mùi trong quá trình vận hành.
– Mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao hơn so với hệ thống xử lý
bằng phương pháp bùn hoạt tính lơ lủng , vì vậy tải trọng hữu cơ của bể MBBR
cao hơn.
– Chủng loại vi sinh vật xử lý đặc trưng: Lớp màng biofilm phát triển tùy thuộc
vào loại chất hữu cơ và tải trọng hữu cơ trong bể xử lý.
– Tiết kiệm diện tích xây dựng : diện tích xây dựng MBBR nhỏ hơn so với hệ
thống xử lý nước thải hiếu khí đối với nước thải đô thị và nước thải công nghiệp.
– Điều kiện tải trọng cao: Mật độ vi sinh vật trong lớp màng biofilm rất cao , do đó
tải trọng hữu cơ trong bể MBBR rất cao.

1.4.Công nghệ AAO:
AAO cụm từ viết tắt của 3 quá trình: yếm khí ( Anaerobic), thiếu khí ( Anoxic),
hiếu khí (Oxic). Công nghệ AAO là quá trình xử lý áp quá trình xử lý sinh học liên

tục dùng nhiều hệ vi sinh vật khác nhau: hiếu khí, thiếu khí, yếm khí để xử lý nước
thải. Quá trình xử lý như vậy cho hiệu quả xử lý cao, đặc biệt với nước thải có hàm
lượng hữu cơ nito phốtpho cao. Tùy vào thành phần nước thải mà thể tích các vùng
kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí khác nhau. AAO được thiếu kế theo quy trình nghiêm
ngặt để xử lý nhiều loại nước thải: Nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước
thải công nghiệp sản xuất chế biến thực phẩm, nước thải khu công nghiệp tập
trung.

Công nghệ AAO

Ưu điểm:
– Chi phí vận hành thấp, trình độ tự động hóa cao.
– Có thể di dời hệ thống xử lý khi nhà máy chuyển địa điểm.


– Khi mở rộng quy mô, tăng công suất ta có thể nối, lắp thêm các môđun hợp khối
mà không phải dỡ bỏ để thay thế .
1.5.Công nghệ MBR:
Công nghệ xử lý nước thải sử dụng màng lọc MBR là công nghệ hiện đại và được
sử dụng khá phổ biến hiện nay vì những ưu điểm vượt trội.
Công nghệ MBR là sự kết hợp của cả phương pháp sinh học và lý học. Mỗi
đơn vị MBR được cấu tạo gồm nhiều sợi rỗng liên kết với nhau, mỗi sợi rỗng lại
cấu tạo giống như một màng lọc với các lỗ lọc rất nhỏ mà một số vi sinh không có
khả năng xuyên qua. Các đơn vị MBR này sẽ liên kết với nhau thành những
module lớn hơn và đặt vào các bể xử lý.
Cơ chế hoạt động của vi sinh vật trong công nghệ MBR cũng tương tự như bể
bùn hoạt tính hiếu khí nhưng thay vì tách bùn sinh học bằng công nghệ lắng thì
công nghệ MBR lại tách bằng màng. Vì kích thước lỗ màng MBR rất nhỏ (0.01 ~
0.2 µm) nên bùn sinh học sẽ được giữ lại trong bể, mật độ vi sinh cao và hiệu suất

xử lý tăng. Nước sạch sẽ bơm hút sang bể chứa và thoát ra ngoài mà không cần qua
bể lắng, lọc và khử trùng. Máy thổi khí ngoài cung cấp khí cho vi sinh hoạt động
còn làm nhiệm vụ thổi bung các màng này để hạn chế bị nghẹt màng.
Quy trình xử lý bể sinh học bằng màng MBR (Membrane Bio Reactor) có thể
loại bỏ chất ô nhiễm và vi sinh vật rất triệt để nên hiện nay được xem là công nghệ
triển vọng nhất để xử lý nước thải.
MBR là kỹ thuật mới xử lý nước thải kết hợp quá trình dùng màng với hệ
thống bể sinh học thể động bằng quy trình vận hành SBR sục khí 3 ngăn và công
nghệ dòng chảy gián đoạn. MBR là sự cải tiến của quy trình xử lý bằng bùn hoạt
tính, trong đó việc tách cặn được thực hiện không cần đến bể lắng bậc 2.Nhờ sử


dụng màng, các thể cặn được giữ lại trong bể lọc, giúp cho nước sau xử lý có thể
đưa sang công đoạn tiếp theo hoặc xả bỏ / tái sử dụng được ngay.

Bể MBR
Ưu điểm của hệ thống xử lý nước thải bằng màng lọc sinh học MBR:
Điều chỉnh hoạt động sinh học tốt trong quy trình xử lý nước thải.Chất lượng
đầu ra không còn vi khuẩn và mầm bệnh loại bỏ tất cả vi sinh vật có kích thước
cực nhỏ như: Coliform, E-Coli.Kích thước của hệ thống xử lý nước thải bằng
màng lọc sinh học MBR nhỏ hơn công nghệ truyền thống.Hệ thống xử lý nước
thải tăng hiệu quả sinh học 10 – 30%.Thời gian lưu nước của hệ thống xử lý
nước thải ngắn.Thời gian lưu bùn trong hệ thống xử lý nước thải dài.Bùn hoạt
tính tăng 2 đến 3 lần trong hệ thống xử lý nước bằng màng MBR không cần bể
lắng thứ cấp và bể khử trùng, tiết kiệm được diện tích hệ thống xử lý nướcthải
và dễ dàng kiểm soát quy trình điều khiển tự động của hệ thống.


1.6.Công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám:
Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám: Nguyên lý hoạt

động của bể này tương tự như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng
chỉ khác là vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể.
Do có nhiều ưu điểm vượt trội về hiệu quả xử lý cũng như giảm chi phí đầu tư
& vận hành nên hiện nay, việc áp dụng công nghệ sinh học tăng trưởng dính
bám đang được ứng dụng khá rộng rãi. Năm 2010, GREE đã phát triển và nâng
cấp cải tiến thành công công nghệ dính bám AFBR từ công nghệ FBR.

Ưu điểm:
– Hệ vi sinh cộng sinh đem lại hiệu quả xử lý tốt.


– Giảm 30% thể tích so với các công nghệ hiện có giúp giảm diện tích hệ thống,
giảm chi phí đầu tư ban đầu.
– Hệ thống sensor giúp tiết kiệm 40% điện năng tiêu thụ so với các hệ thống khác.
1.7.Công nghệ lọc sinh học (Trickling Filter):
Bể lọc sinh học trong xử lý nước thải là một thiết bị phản ứng sinh học trong
đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên lớp vật liệu lọc. Bể lọc hiện đại bao gồm
một lớp vật liệu dễ thấm nước với vi sinh vật dính kết trên đó. Nước thải đi qua lớp
vật liệu này sẽ thấm hoặc nhỏ giọt trên đó.
Vật liệu lọc thường là đá dăm hoặc hoặc khối vật liệu lọc có hình thù khác
nhau. Nếu vật liệu lọc là đá hoặc sỏi thì kích thước hạt dao động trong khoảng 0,5
-2,5 m, trung bình là 1,8 m. Bể lọc với vật liệu là đá dăm thường có dạng tròn.
Nước thải được phân phối trên lớp vật liệu lọc nhờ bộ phận phân phối. Bể lọc với
vật liệu lọc là chất dẻo có thể có dạng tròn, vuông, hoặc nhiều dạng khác với chiều
cao biến đổi từ 4 – 12 m. Ba loại vật liệu bằng chất dẻo thường dùng là (1) vật liệu
với dòng chảy thẳng đứng, (2) Vật liệu với dòng chảy ngang, (3) vật liệu đa
dạng.Chất hữu cơ sẽ bị phân huỷ bởi quần thể vi sinh vật dính kết trên lớp vật liệu
lọc. Các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0,1
– 0,2 mm và bị phân huỷ bởi vi sinh vật hiếu khí. Khi vi sinh vật sinh trưởng và
phát triển, bề dày lớp màng tăng lên, do đó, oxy đã bị tiêu thụ trước khi khuếch tán

hết chiều dày lớp màng sinh vật. Như vậy, môi trường kị khí được hình thành ngay
sát bề mặt vật liệu lọc.Khi chiều dày lớp màng tăng lên, quá trình đồng hoá chất
hữu cơ xảy ra trước khi chúng tiếp xúc với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc. Kết
quả là vi sinh vật ở đây bị phân huỷ nội bào, không còn khả năng dính bám lên bề
mặt vật liệu lọc và bị rửa trôi.


Bể lọc sinh học
Ưu điểm:
– Tiết kiệm chi phí nhân công (giảm việc trông coi).
– Tiết kiệm năng lượng (Có thể sử dụng cách thông gió tự nhiên)
1.8.Công nghệ biogas:
Biogas còn gọi là khí sinh học là một hỗn hợp khí được sản sinh từ sự phân hủy
những hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của vi khuẩn trong môi trường yếm khí. Hỗn
hợp khí này chiếm tỉ lệ gồm : CH4: 60 - 70%; CO2: 30 - 40%, phần còn lại là một
lượng nhỏ khí: N2, H2,CO,CO…CH4 chiếm lượng lớn và là khí chủ yếu tạo ra
năng lượng khí đốt. Lượng CH4 chịu ảnh hưởng bởi quá trình phân hủy sinh học
và phụ thuộc loại phân, tỉ lệ phân nước, nhiệt độ môi trường, tốc độ dòng chảy…
trong hệ thống phân hủy khí sinh học kỵ khí.


Hầm biogas chất liệu bạt HDPE màng chống thấm HDPE

Hầm bể BIOGAS chất liệu nhựa COMPOSITE


Hầm bể BIOGAS xây bằng gạch.
-Ưu điểm:
- Xử lý chất thải bằng Công nghệ biogas. Khả năng chịu tải của công trình
sinh học cao, vi sinh sau khi cấy xong thì rất ổn định, không bi sock.

- Hệ thống xử lý chất thải bằng Công nghệ biogas không sử dụng máy bơm
nước; tự chảy từ nguồn thải đến nguồn tiếp nhận.
-Thu hồi được năng lượng (khí biogas) phục vụ nhu cầu về năng lượng; thu
hồi được lượng phân hữu cơ đã oai để trồng cây.
- Vốn đầu tư thấp và nhanh thu hồi vốn.
- Chi phí vận hành bảo dưỡng hệ thống xử lý chất thải bằng Công nghệ
biogas thấp, quá trình bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng.


-Nhược điểm:
-Xử lý chất thải bằng Công nghệ biogas có chất lượng nước đầu ra không đạt
QCVN 24:2009/BTNMT;
1.9.Hồ sinh học:
Hồ sinh học còn gọi là hồ ổn định nước thải. Xử lý nước thải trong các hồ ổn định
là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ thời xa xưa. Phương
pháp này không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền, quản
lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao.
Xử lý theo phương pháp hồ sinh học khá đơn giản và được tóm tắt như sau:
Nước thải – loại bỏ rác, cát sỏi... – hồ ổn định – nước đã xử lý.


Nguyên tắc hoạt động của hồ sinh học:
Khi vào hồ, do vận tốc dòng chảy nhỏ, các loại cặn lắng xuống đáy. Các chất
hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ bị các vi sinh vật hấp thụ và oxy hóa mà sản
phẩm tạo ra là sinh khối của nó, CO2, các muối nitorat, nitorit... Khí CO2, các hợp
chất nitơ, phôtpho được rong, tảo sử dụng trong quá trình quang hợp, giải phóng
oxy cung cấp cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ của vi khuẩn. Sự hoạt động
của rong, tảo giúp ích cho quá trình trao đổi chất của vi khuẩn. Trường hợp nước
thải đậm đặc chất hữu cơ, tảo có thể chuyển từ tự dưỡng sang dị dưỡng, tham gia
vào quá trình oxy hóa chất hữu cơ. Nấm, xạ khuẩn cũng thực hiện quá trình này.

Các hợp chất nitơ, phôtpho, cacbon... trong hồ sinh học cũng được chuyển
hóa theo chu trình riêng với sự tham gia của vi khuẩn, tảo và các thực vật bậc cao
khác. Xử lý nước thải ở hồ sinh học là lợi dụng quá trình tự làm sạch của nguồn
tiếp nhận nước thải. Lượng 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.
- Ưu điểm : sinh ít bùn và không cần phải thông khí.
-Nhược điểm :phân hủy không triệt để và cần nhiệt độ cao.


V. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG MÔ HÌNH
BIOGAS
Có khá nhiều quy trình công nghệ xử lý nước thải trong chăn nuôi đang được áp
dụng ở nước ta. Việc lựa chọn công nghệ xử lý nào tùy thuộc vào điều kiện địa lý,
điều kiện kinh tế của cơ sở chăn nuôi. Mục tiêu cuối cùng của các công nghệ xử lý
là làm cho nước thải đạt quy chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường. Mô hình
Biogas là một mô hình bảo vệ môi trường phổ biến và hiệu quả nhất tại các trại
chăn nuôi ở Việt Nam. Hiệu quả bảo vệ môi trường của mô hình biogas là khống
chế ô nhiễm mùi hôi, giảm thiểu ô nhiễm do nước thải và chất thải rắn, đồng thời
sử dụng được khí sinh học để làm chất đốt.
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi biogas


Thuyết minh sơ đồ
Nước thải thoát ra khỏi bể biogas chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng cao nên được
đưa vào bể lắng sơ cấp. Trước bể lắng sơ cấp, song chắn rác được lắp đặt để loại bỏ


các tạp chất vô cơ có kích thước lớn, nhằm đảm bảo an toàn cho các máy móc thiết
bị của các công trình phía sau. Trong bể lắng sơ cấp, các hợp chất vô cơ có khả
năng lắng sẽ được lắng xuống đáy bể. Phần nước được bơm lên bể điều hòa.

Do lưu lượng và tính chất nước thải phải qua hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi ở
mỗi thời điểm là không giống nhau, vì vậy để đảm bảo hiệu suất xử lý cho công
trình phía sau thì nước thải được bơm vào bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và
nồng độ. Máy thổi khí sẽ cấp khí vào bể để hòa trộn đều nước thải, hạn chế quá
trình yếm khí xảy ra gây mùi khó chịu, đồng thời ngăn chặn hiện tượng lắng cặn
xuống đáy bể. Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên bể sinh học kỵ khí có giá
thể.
Nước thải đưa vào phân phối đều theo diện tích đáy bể đi lên tiếp xúc hệ thống giá
thể dính bám dạng sợi tạo màng vi sinh dính bám nhằm tăng cường nồng độ vi sinh
vật có trong bể sinh học kỵ khí, đẩy nhanh quá trình chuyển hóa chất hữu cơ.
Trong điều kiện không có oxy, các sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có
trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas
(CO2,CH4,H2S,NH3) theo phản ứng sau:
Chất hữu cơ+Vi sinh vật kỵ khí CO2+CH4+H2S+sinh khối mới +….
Bọt khí và bùn có khí bám vào sẽ nổi lên trên bề mặt tạo thành hỗn hợp phía trên
bể. Khi va chạm vào tấm chắn phía trên, các bọt khí vỡ ra, các hạt bùn tách ra khỏi
hỗn hợp lắng xuống đáy bể. Phần nước được thu vào hệ thống thu nước và được
dẫn sang bể sinh học hiếu khí.
Tại bể sinh học hiếu khí, hệ thống cấp khí sẽ bổ sung khí vào bể, tạo điều kiện cho
vi sinh vật hiếu khí tăng trưởng và phát triển, đồng thời xáo trộn đều nước thải và


bùn hoạt tính có trong bể. Vi sinh vật có trong bùn hoạt tính sẽ sử dụng các hợp
chất hữu cơ và chất dinh dưỡng có trong nước thải để tạo sinh khối. Đồng thời
trong bể này, vi sinh vật sẽ thực hiện quá trình chuyển hóa amoni thành nitrate,
nitrite. Phần nước sau sinh học hiếu khí, một phần được bơm tuần hoàn trở lại bể
sinh học kỵ khí để khử hoàn toàn nito, phần còn lại được dẫn sang bể lắng sinh
học.
Nước thải cùng hỗn hợp bông bùn được dẫn vào ống trung tâm của bể lắng, chảy
từ trên xuống đáy bể. Trong quá trình di chuyển, các bông bùn va chạm vào tấm

chắn ống trung tâm rồi rơi xuống đáy bể, phần nước trong dâng lên thành bể và
được thu vào hệ thống máng tràn của bể. Bùn từ bể lắng được tuần hoàn một phần
lại bể sinh học hiếu khí để bổ sung thêm hàm lượng vi sinh cho bể. Nước qua lắng
được dẫn sang hồ sinh học.
Tại hồ sinh học hiếu khí làm thoáng tự nhiên, quá trình quang hợp của tảo được
thực hiện trong toàn bộ tầng nước nên sự khuếch tán oxy qua bề mặt và quang hợp
là những yếu tố chính cung cấp oxy cho nước. Chất hữu cơ được oxy hóa chủ yếu
là nhờ hô hấp của vi khuẩn hiếu khí. Qúa trình sinh học diễn ra theo động học phản
ứng bậc nhất. Các thành phần BOD, COD và Nitơ còn lại sẽ được loại bỏ thêm
một lần nữa. Nước sau hồ sinh học được bơm lên bể keo tụ – tạo bông.
Đầu tiên nước thải được bơm vào ngăn keo tụ, tại đây hóa chất keo tụ và hóa chất
điều chỉnh pH được bổ sung vào nhằm tạo điều kiện cho quá trình keo tụ xảy ra.
Motor cánh khuấy sẽ hòa trộn hóa chất vào nước thải. Nước thải tiếp được dẫn
sang ngăn tạo bông. Các hạt keo lơ lửng có trong nước nhờ tác dụng của chất keo
tụ, chúng sẽ kết cụm lại tạo thành những bông cặn có kích thước lớn. Motor cánh