I. Đánh giá nước thải sau biogas
Nghiên cứu tập trung vào đánh giá nước thải sau quá trình xử lý bằng công nghệ biogas tại xã Diễn Thái, huyện Diễn Châu, Nghệ An. Mục tiêu chính là phân tích chất lượng nước thải đầu ra từ các hầm biogas quy mô hộ gia đình, so sánh với tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT. Kết quả cho thấy, mặc dù biogas giúp giảm thiểu ô nhiễm, nước thải sau xử lý vẫn chứa các chỉ tiêu vượt ngưỡng cho phép, đặc biệt là COD, N tổng, và P tổng. Điều này cho thấy hệ thống biogas chưa phải là giải pháp xử lý cuối cùng để đảm bảo an toàn môi trường.
1.1. Phân tích nước thải
Nghiên cứu tiến hành lấy mẫu nước thải từ 3 hộ gia đình sử dụng biogas. Các chỉ tiêu được phân tích bao gồm pH, COD, N tổng, P tổng, Coliform, và độ màu. Kết quả cho thấy, COD dao động từ 5000-12000 mg/l, vượt ngưỡng cho phép. N tổng và P tổng cũng ở mức cao, gây nguy cơ ô nhiễm nguồn nước mặt. Điều này cho thấy cần có giải pháp bổ sung để xử lý triệt để nước thải sau biogas.
1.2. Tác động môi trường
Nước thải sau biogas nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây tác động môi trường nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước mặt và đất. Các chất dinh dưỡng dư thừa như N và P có thể gây hiện tượng phú dưỡng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh. Nghiên cứu đề xuất cần có các biện pháp quản lý và kỹ thuật để cải thiện chất lượng nước thải, bảo vệ môi trường.
II. Công nghệ biogas và hiệu quả
Công nghệ biogas được áp dụng rộng rãi tại xã Diễn Thái nhằm xử lý chất thải chăn nuôi và tạo ra năng lượng tái tạo. Hệ thống biogas giúp giảm thiểu mùi hôi, tiêu diệt mầm bệnh, và cung cấp khí đốt cho hộ gia đình. Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ ra rằng hiệu quả xử lý nước thải của biogas còn hạn chế, đặc biệt là với các chỉ tiêu COD, N tổng, và P tổng. Điều này cho thấy cần nâng cao nhận thức và kỹ thuật sử dụng biogas để đạt hiệu quả tối ưu.
2.1. Nguyên lý hoạt động
Hệ thống biogas hoạt động dựa trên nguyên lý phân hủy kỵ khí, biến chất thải hữu cơ thành khí methane và CO2. Quá trình này gồm hai giai đoạn: phân hủy chất hữu cơ và tạo khí methane. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả bao gồm nhiệt độ, pH, tỷ lệ C/N, và thời gian lưu. Nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ tối ưu cho quá trình là 35°C, và tỷ lệ C/N lý tưởng là 25-30/1.
2.2. Hiệu quả kinh tế và môi trường
Biogas mang lại lợi ích kép: giảm chi phí năng lượng và bảo vệ môi trường. Tại xã Diễn Thái, các hộ gia đình tiết kiệm được khoảng 2-3 triệu đồng/năm nhờ sử dụng khí đốt từ biogas. Tuy nhiên, hiệu quả môi trường còn hạn chế do nước thải sau biogas chưa đạt tiêu chuẩn. Nghiên cứu đề xuất cần kết hợp các phương pháp xử lý bổ sung để nâng cao hiệu quả tổng thể.
III. Giải pháp cải thiện chất lượng nước thải
Nghiên cứu đề xuất các giải pháp để cải thiện chất lượng nước thải sau biogas tại xã Diễn Thái. Các giải pháp bao gồm nâng cao nhận thức người dân, cải tiến kỹ thuật vận hành hệ thống biogas, và áp dụng các phương pháp xử lý bổ sung như hồ sinh học hoặc lọc sinh học. Những giải pháp này không chỉ giúp đạt tiêu chuẩn xả thải mà còn góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
3.1. Nâng cao nhận thức
Cần tăng cường tuyên truyền về lợi ích và cách vận hành hiệu quả hệ thống biogas. Người dân cần được hướng dẫn cách kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống định kỳ để đảm bảo hiệu quả xử lý. Ngoài ra, cần khuyến khích sử dụng nước thải sau biogas cho tưới tiêu, giảm thiểu xả thải trực tiếp ra môi trường.
3.2. Cải tiến kỹ thuật
Nghiên cứu đề xuất cải tiến hệ thống biogas bằng cách lắp đặt thêm các bể lắng và bể lọc sinh học để xử lý triệt để các chỉ tiêu COD, N tổng, và P tổng. Các giải pháp này giúp nâng cao hiệu quả xử lý và đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường.
