Nghiên cứu hành động giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu hành động giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ tập trung khu, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Đào Thị Thu Hƣơng
• Người hướng dẫn: TS. Bạch Quang Dũng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
• Đề tài: Nghiên cứu hành động giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nƣớc thải lò giết mổ tập trung khu vực Hà Nội - nghiên cứu điển hình tại lò giết mổ Vạn Phúc
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN, CƠ SỞ LÝ LUẬN
• 1.1. Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải giết mổ
• 1.1.1. Những nghiên cứu nước ngoài
• 1.1.2. Những nghiên cứu trong nước
• 1.1.3. Cơ sở khoa học của phương pháp xử lý nước thải giết mổ áp dụng công nghệ sinh học
• 1.1.4. Bản chất của giải pháp công nghệ sinh học. Kỹ thuật để triển khai giải pháp công nghệ trong xử lý nước thải giết mổ
• 1.1.5. Về công nghệ thu hồi khí biogas tạo năng lượng
• 1.1.6. Hiện trạng xử lý nước thải từ các lò giết mổ tập trung khu vực Hà Nội
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ từ lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội
• 2.1.1. Khảo sát lấy mẫu
• 2.1.2. Nghiên cứu phương pháp tiền xử lý nước thải giết mổ
• 2.1.3. Nghiên cứu tách loại các thành phần khó phân hủy: lông, cát, mỡ
• 2.1.4. Nghiên cứu khảo sát điều kiện xử lý tăng cường bằng phương pháp hóa lý và khả năng xử lý của vi sinh vật đối với nước thải giết mổ tại lò mổ
• 2.1.5. Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ
• 2.1.6. Nghiên cứu xử lý sinh học kị khí để xử lý nước thải giết mổ
• 2.1.7. Phương pháp nghiên cứu xử lý sinh học hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
• 2.1.8. Phương pháp nghiên cứu kết hợp xử lý sinh học kị khí và hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
• 2.1.9. Nghiên cứu phương pháp tính toán, thiết kế hệ thống thu hồi và xử lý khí sinh học
• 2.1.9.1. Hệ thống thu khí sinh học
• 2.1.9.2. Cấu tạo của hệ thống thu khí sinh học
• 2.1.9.3. Thử độ kín và thử áp lực hệ thống thu hồi khí sinh học
• 2.1.9.4. Phương pháp nghiên cứu làm sạch khí – tiền xử lý khí sinh học
• 2.1.9.5. Phương pháp nghiên cứu tiềm năng điện năng, nhiệt năng và khí nâng của khí biogas - Sử dụng khí biogas làm năng lượng tái tạo
• 2.1.9.6. Công nghệ sử dụng biogas cho hệ thống xử lý nước thải
• 2.1.9.7. Cơ sở tính toán điện năng sinh ra bởi biogas
• 2.1.9.8. Cơ sở tính toán lượng biogas phục vụ làm khí nâng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Xử lý nước thải giết mổ từ lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội
• 3.1.1. Kết quả phân tích đặc tính, thành phần nước thải lò giết mổ tập trung
• 3.1.2. Kết quả nghiên cứu tiền xử lý nước thải lò giết mổ tập trung
• 3.1.3. Kết quả nghiên cứu tách loại các thành phần khó phân hủy: lông, cát, mỡ
• 3.1.4. Kết quả khảo sát điều kiện xử lý tăng cường bằng phương pháp hóa lý và khả năng xử lý của vi sinh vật đối với nước thải giết mổ tại lò mổ
• 3.1.5. Kết quả nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ
• 3.1.6. Kết quả nghiên cứu xử lý sinh học kị khí để xử lý nước thải giết mổ
• 3.1.7. Kết quả nghiên cứu xử lý sinh học hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
• 3.1.8. Kết quả nghiên cứu kết hợp xử lý sinh học kị khí và hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
• 3.2. Thiết kế, vận hành hệ thống thu hồi và tiền xử lý khí sinh học
• 3.2.1. Hệ thống thu khí sinh học
• 3.2.2. Kết quả vận hành hệ thống thu khí sinh học
• 3.2.3. Nhận xét kết quả thu khí sinh học
• 3.2.4. Kết quả của phương pháp tiền xử lý khí sinh học
• 3.2.5. Xác định lưu lượng khí
• 3.2.6. Hiệu quả xử lý khí bằng nước
• 3.2.7. Hiệu quả xử lý khí bằng dung dịch NaOH
• 3.2.8. Bộ lọc khí sinh học từ các vật liệu tái chế
• 3.2.9. Kết quả nghiên cứu tiềm năng sử dụng khí biogas - Chuyển hóa biogas thành điện năng
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ

Nghiên cứu giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ tại Hà Nội là một chủ đề quan trọng trong bối cảnh hiện nay. Biến đổi khí hậu đang trở thành một thách thức lớn đối với môi trường và sức khỏe con người. Nước thải từ lò giết mổ chứa nhiều chất ô nhiễm, gây ra tác động tiêu cực đến môi trường. Việc áp dụng các công nghệ xử lý nước thải hiệu quả không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn góp phần vào việc giảm phát thải khí nhà kính.

1.1. Tình hình hiện tại của nước thải lò giết mổ tại Hà Nội

Nước thải từ lò giết mổ tại Hà Nội chủ yếu chứa các hợp chất hữu cơ, chất béo và vi sinh vật gây bệnh. Theo nghiên cứu, hàm lượng BOD, COD và SS trong nước thải giết mổ rất cao, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước. Việc xử lý nước thải hiện nay còn nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được tiêu chuẩn môi trường.

1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến môi trường nước

Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe cộng đồng. Nước thải từ lò giết mổ nếu không được xử lý đúng cách sẽ góp phần làm trầm trọng thêm tình trạng ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người.

II. Vấn đề và thách thức trong xử lý nước thải lò giết mổ

Xử lý nước thải lò giết mổ gặp nhiều thách thức do tính chất phức tạp của nước thải và sự thiếu hụt công nghệ hiện đại. Các lò giết mổ hiện nay thường không có hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Việc áp dụng các công nghệ mới và hiệu quả là cần thiết để giải quyết vấn đề này.

2.1. Thiếu hụt công nghệ xử lý nước thải hiện đại

Nhiều lò giết mổ tại Hà Nội vẫn sử dụng các phương pháp xử lý lạc hậu, không đáp ứng được yêu cầu về bảo vệ môi trường. Việc thiếu hụt công nghệ hiện đại dẫn đến hiệu quả xử lý nước thải thấp, không đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng.

2.2. Khó khăn trong việc quản lý và giám sát

Quản lý và giám sát hoạt động xử lý nước thải tại các lò giết mổ còn nhiều bất cập. Thiếu sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và các lò giết mổ dẫn đến việc khó khăn trong việc thực hiện các quy định về bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu và giải pháp xử lý nước thải hiệu quả

Để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu và giải pháp xử lý hiệu quả. Các công nghệ sinh học và công nghệ xử lý hiện đại có thể giúp cải thiện chất lượng nước thải và giảm phát thải khí nhà kính.

3.1. Công nghệ sinh học trong xử lý nước thải

Công nghệ sinh học là một trong những giải pháp hiệu quả trong xử lý nước thải lò giết mổ. Việc sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải giúp giảm thiểu ô nhiễm và tạo ra sản phẩm có giá trị như biogas.

3.2. Hệ thống xử lý nước thải kết hợp

Hệ thống xử lý nước thải kết hợp giữa phương pháp hóa lý và sinh học có thể mang lại hiệu quả cao. Việc kết hợp này giúp tối ưu hóa quá trình xử lý, giảm thiểu lượng chất thải và tiết kiệm chi phí.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu tại lò giết mổ Vạn Phúc

Nghiên cứu tại lò giết mổ Vạn Phúc đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải hiện đại có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Kết quả cho thấy, việc xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học đã giúp giảm đáng kể hàm lượng BOD, COD và các chất ô nhiễm khác.

4.1. Kết quả xử lý nước thải tại lò giết mổ Vạn Phúc

Kết quả nghiên cứu cho thấy, sau khi áp dụng công nghệ sinh học, hàm lượng BOD giảm từ 1800 mg/l xuống còn 300 mg/l, COD giảm từ 2700 mg/l xuống còn 500 mg/l. Điều này chứng tỏ hiệu quả của công nghệ trong việc xử lý nước thải.

4.2. Tác động tích cực đến môi trường

Việc xử lý nước thải hiệu quả không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Điều này góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng, đồng thời tạo ra nguồn năng lượng tái tạo từ biogas.

V. Kết luận và triển vọng tương lai trong xử lý nước thải

Nghiên cứu giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong xử lý nước thải lò giết mổ tại Hà Nội là một bước tiến quan trọng trong việc bảo vệ môi trường. Việc áp dụng các công nghệ hiện đại và hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Tương lai cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp xử lý nước thải bền vững.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong bảo vệ môi trường

Nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước thải mà còn góp phần vào việc giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Việc bảo vệ môi trường là trách nhiệm của tất cả mọi người.

5.2. Hướng đi tương lai cho công nghệ xử lý nước thải

Cần tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ xử lý nước thải hiện đại, thân thiện với môi trường. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả xử lý và bảo vệ sức khỏe cộng đồng trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành chăn nuôi và giết mổ gia súc tại các đô thị lớn đang tạo ra áp lực môi trường nghiêm trọng khi lượng chất thải hữu cơ phát sinh ngày càng gia tăng. Khảo sát thực tế cho thấy trung bình mỗi con lợn khi giết mổ tiêu tốn từ 60 đến 120 lít nước, làm phát sinh lượng nước thải xấp xỉ 0,5 m3/con bao gồm nước tắm, nước rửa sàn, tiết động vật, mỡ thừa và phân. Tại thành phố Hà Nội, toàn địa bàn mới chỉ có chưa đến 10 cơ sở giết mổ tập trung quy mô lớn, đáp ứng khoảng 30% nhu cầu tiêu thụ thịt lợn và 15% nhu cầu thịt gia cầm. Phần lớn các cơ sở còn lại hoạt động phân tán, thiếu hệ thống xử lý hoàn chỉnh khiến nguồn nước thải chứa tải lượng ô nhiễm cực cao xả trực tiếp ra môi trường, làm bùng phát dịch bệnh và giải phóng lượng lớn khí nhà kính như mê-tan (CH4) và cacbonic (CO2).

Vấn đề cốt lõi đặt ra là việc xử lý nước thải giết mổ không thể dừng lại ở các biện pháp đối phó truyền thống mà cần gắn liền với hành động giảm nhẹ biến đổi khí hậu thông qua thu hồi và tái tạo năng lượng. Đề tài tập trung nghiên cứu đặc tính dòng thải, thử nghiệm quy trình công nghệ sinh học tích hợp kỵ khí kết hợp hiếu khí và đánh giá tiềm năng tận thu khí sinh học tại lò giết mổ tập trung Vạn Phúc (Thanh Trì, Hà Nội). Cơ sở này có diện tích 1,4 ha, quy mô xưởng 8.000 m2 với 26 ô giết mổ, công suất thiết kế 1.500 con/ngày-đêm và công suất hoạt động thực tế đạt 600 - 900 con/ngày-đêm. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi vừa giúp chất lượng nước sau xử lý đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, vừa cắt giảm hơn 80% lượng phát thải khí nhà kính và tạo nguồn điện sạch tại chỗ phục vụ ngược lại cho hệ thống vận hành.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng thuyết phân hủy sinh học kỵ khí (Anaerobic Digestion) và thuyết xử lý sinh học hiếu khí bùn hoạt tính (Activated Sludge Process). Trong môi trường kỵ khí, các hợp chất hữu cơ phức tạp như protein, lipid và carbohydrate trải qua bốn giai đoạn chuyển hóa liên hoàn gồm thủy phân, axit hóa, axetat hóa và mê-tan hóa dưới sự hoạt động của các chủng vi khuẩn chuyên biệt như Methanosaeta, Methanosarcina và Clostridium. Sản phẩm cuối cùng của chuỗi phản ứng là hỗn hợp khí sinh học chứa 40 - 75% CH4 và 20 - 60% CO2.

Mô hình nghiên cứu tích hợp đa bậc được thiết lập bao gồm các công đoạn tiền xử lý cơ học - hóa lý, bể kỵ khí tiếp xúc thu hồi biogas, bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính và hệ thống tinh chế khí. Khung lý thuyết này vận dụng 5 khái niệm chuyên ngành then chốt: Nhu cầu oxy hóa học (COD), Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (VSS), Năng lượng sinh học tái tạo (Waste-to-Energy), và Khí nâng màng lọc sinh học (Airlift). Sự kết hợp này giải quyết triệt để bài toán phân hủy các chất hữu cơ mạch dài khó tiêu và khử nitơ, photpho trong nước thải giết mổ.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua quá trình khảo sát trực tiếp và lấy mẫu tại hệ thống cống thoát của cơ sở Vạn Phúc trong khung giờ cao điểm từ 1 giờ đến 5 giờ sáng. Phương pháp lấy mẫu tổ hợp theo thời gian thực được áp dụng nhằm đảm bảo tính đại diện cao nhất cho đặc tính dòng thải khi 23/26 ô giết mổ đồng loạt vận hành. Các thông số ô nhiễm như COD, BOD5, Tổng Nitơ (TN), Amoni (NH4+), Tổng Photpho (TP) và TSS được phân tích định kỳ hàng ngày bằng phương pháp trắc quang và chuẩn độ theo Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN).

Hệ thống mô hình thực nghiệm quy mô phòng thí nghiệm được vận hành liên tục qua các chu kỳ từ 1 đến 35 ngày. Cấu trúc hệ thống gồm bể chứa nước thải dung tích 1.000 lít, bể thiếu khí 420 lít với thời gian lưu nước 10 giờ, và bể hiếu khí 360 lít với thời gian lưu nước 8,9 giờ, duy trì nồng độ oxy hòa tan (DO) ở mức 1,5 mg/L. Việc lựa chọn phương pháp phân tích phòng thí nghiệm kết hợp mô hình dòng chảy liên tục cho phép kiểm soát chính xác tải trọng nạp hữu cơ và đánh giá chuẩn xác động học phân hủy của các chủng vi sinh vật đối với nền nước thải đặc thù.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích mẫu nước thải thô tại lò mổ Vạn Phúc cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ ở mức rất cao. Nồng độ COD trung bình đạt 2106 mg/L (dao động từ 854 đến 2621 mg/L, vượt 14 lần quy chuẩn xả thải loại A), BOD5 trung bình đạt 1099 mg/L (dao động từ 429 đến 1583 mg/L, vượt gần 22 lần giới hạn cho phép). Tỷ lệ BOD5/COD đạt khoảng 0,52 khẳng định nguồn thải có khả năng phân hủy sinh học rất thuận lợi. Đồng thời, hàm lượng tổng nitơ trung bình đạt 243 mg/L và amoni đạt 73,5 mg/L, đều vượt ngưỡng quy định nhiều lần.

Ở khâu tiền xử lý, việc sử dụng lưới lọc rác tinh kích thước mắt lưới 0,5 mm kết hợp bể lắng tách mỡ giúp loại bỏ hoàn toàn lông, cát và các hạt cặn thô. Thí nghiệm keo tụ hóa lý chỉ ra rằng phèn sắt III (FeCl3.6H2O liều lượng 50 mg/100ml) mang lại hiệu quả keo tụ vượt trội so với phèn nhôm và sắt II, làm giảm nhanh độ đục và hỗ trợ quá trình phân hủy vi sinh.

Quá trình vận hành bể kỵ khí ghi nhận hiệu suất xử lý COD đạt 86% và BOD5 đạt 91% sau 3 đến 6 ngày lưu mẫu, với giai đoạn sinh khí mạnh nhất tập trung từ ngày thứ 28 đến 35. Nước thải sau khi qua bể kỵ khí được dẫn tiếp vào bể hiếu khí, nâng tổng hiệu suất loại bỏ COD toàn hệ thống lên mức trên 95%, đồng thời xử lý triệt để hàm lượng amoni và photpho còn tồn đọng.

Hệ thống thu hồi và tinh chế khí sinh học đạt kết quả ấn tượng. Sau khi dẫn qua bình hấp thụ NaOH 5% và tháp lọc phoi sắt để tách bỏ hoàn toàn H2S và CO2, hàm lượng CH4 trong khí biogas đạt tới 81,3% thể tích. Lượng khí sạch này cấp nhiên liệu ổn định cho máy phát điện công suất 1,2 kW với mức tiêu hao 0,5 m3/giờ, đồng thời cung cấp lưu lượng khí nén 0,24 m3/giờ (áp suất 1 at) làm khí nâng chống nghẹt màng lọc.

Thảo luận kết quả

Diễn biến phân hủy trong mô hình thực nghiệm chứng minh rằng quá trình kỵ khí đóng vai trò chủ lực trong việc bẻ gãy các liên kết carbon phức tạp và chuyển hóa chúng thành mê-tan. Tuy nhiên, bể kỵ khí đơn lẻ không thể khử triệt để amoni và photpho do vi sinh vật yếm khí không có cơ chế nitrat hóa. Việc bổ sung module sinh học hiếu khí với thời gian lưu 8,9 giờ đã tạo môi trường tối ưu cho vi khuẩn hiếu khí nitrat hóa amoni thành nitrat và tổng hợp photpho vào sinh khối bùn hoạt tính.

So sánh với các nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ bằng bãi lọc thực vật cỏ Vetiver (chỉ khử được 73% chất lơ lửng và còn để lại tồn dư COD cao) hay phương pháp màng MBR đơn thuần có chi phí thay màng rất đắt đỏ, mô hình tích hợp kỵ khí - hiếu khí thu hồi năng lượng này thể hiện tính ưu việt vượt bậc về độ ổn định kỹ thuật và tính khả thi kinh tế.

Dữ liệu vận hành được mô tả trực quan qua đồ thị động học phân hủy COD suy giảm tuyến tính theo thời gian và bảng tổng hợp hiệu suất khử các chỉ tiêu hóa lý. Các bảng số liệu so sánh nồng độ đầu vào và đầu ra giữa các công đoạn minh chứng rõ nét vai trò bổ trợ không thể tách rời giữa pha xử lý yếm khí thu hồi khí và pha hiếu khí làm sạch triệt để.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hoàn thiện quy trình xử lý nước thải và giảm phát thải khí nhà kính tại các cơ sở giết mổ tập trung, nghiên cứu đưa ra 4 giải pháp trọng tâm:

1. Chuẩn hóa quy trình tiền xử lý cơ học và tách mỡ: Lắp đặt hệ thống lược rác tinh tự động với kích thước mắt lưới 0,5 mm kết hợp bể lắng cát và gạt váng dầu mỡ đa ngăn. Giải pháp này giúp loại bỏ hơn 80% tạp chất thô, giảm thiểu hiện tượng nghẹt bơm và ổn định độ pH dòng vào trong khoảng 6,5 - 7,5. Thời gian hoàn thành trong vòng 3 tháng, do đội ngũ kỹ thuật của cơ sở giết mổ trực tiếp thi công.

2. Nâng cấp và vận hành tối ưu hầm ủ sinh học kỵ khí: Hoàn thiện trạm biogas thể tích 2.200 m3 phủ bạt HDPE kín khí tuyệt đối, duy trì thời gian lưu nước từ 10 đến 12 ngày để đạt hiệu suất khử COD trên 85%. Đơn vị quản lý lò mổ phối hợp cùng doanh nghiệp tư vấn môi trường thực hiện trong thời hạn 6 tháng.

3. Lắp đặt hệ thống làm sạch biogas và trạm phát điện tuần hoàn: Xây dựng module lọc khí H2S bằng vật liệu phoi sắt tái chế kết hợp tháp rửa CO2 bằng dung dịch kiềm, nâng hàm lượng CH4 lên trên 80%. Kết nối khí biogas sau làm sạch vào máy phát điện công suất từ 1,2 kW đến 5 kW để cung cấp điện năng tự dùng cho máy sục khí và máy bơm, hoàn thành trong 6 đến 9 tháng.

4. Xây dựng hệ thống quan trắc tự động và quy chế quản lý xả thải: Cơ quan quản lý môi trường địa phương phối hợp với chủ đầu tư lắp đặt thiết bị đo lưu lượng tự động cho trạm xử lý 250 m3/ngày-đêm, kiểm soát chặt chẽ chỉ tiêu DO ở mức 1,5 - 2,0 mg/L tại bể hiếu khí, thực hiện đánh giá định kỳ hàng quý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn cao cho nhiều nhóm đối tượng:

• Chủ đầu tư và ban quản lý các lò giết mổ tập trung: Nắm bắt giải pháp công nghệ xử lý nước thải đạt chuẩn với chi phí tối ưu, tận dụng trạm xử lý 250 m3/ngày-đêm và hệ thống biogas 2.200 m3 để tự chủ một phần nguồn điện sản xuất.
• Kỹ sư môi trường và các đơn vị tư vấn thiết kế: Khai thác các thông số kỹ thuật thực nghiệm chi tiết như thời gian lưu nước 8,9 - 10 giờ, nồng độ keo tụ sắt III 50 mg/100ml và lưu lượng khí nâng 0,24 m3/giờ để ứng dụng thiết kế các công trình xử lý nước thải chế biến thực phẩm.
• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng dữ liệu thực chứng làm căn cứ khoa học để xây dựng cơ chế quản lý, giám sát và ban hành chính sách hỗ trợ tài chính cho các dự án giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên sau đại học: Tiếp cận nguồn tài liệu tham khảo chất lượng về động học xử lý sinh học kết hợp, công nghệ thu hồi khí sinh học và định lượng tiềm năng chuyển hóa rác thải thành năng lượng sạch.

Câu hỏi thường gặp

Nước thải lò giết mổ tập trung có nồng độ ô nhiễm cao hơn nước thải sinh hoạt như thế nào?
Nước thải giết mổ có tải lượng ô nhiễm hữu cơ cao gấp 10 đến 15 lần nước thải sinh hoạt. Kết quả phân tích tại lò mổ Vạn Phúc ghi nhận COD trung bình đạt 2106 mg/L và BOD5 đạt 1099 mg/L do chứa lượng lớn tiết, mỡ, dịch lòng và phân động vật, đòi hỏi quy trình xử lý chuyên sâu đa bậc.

Tại sao phương pháp xử lý kỵ khí đơn lẻ không thể đưa nước thải đạt chuẩn xả thải?
Dù bể kỵ khí khử được 86% COD và 91% BOD5, nhưng hàm lượng tổng nitơ (243 mg/L) và amoni (73,5 mg/L) hầu như không suy giảm. Nguyên nhân do môi trường yếm khí không thể diễn ra phản ứng oxy hóa nitrat hóa, bắt buộc phải kết hợp bể hiếu khí để làm sạch triệt để.

Khí biogas từ lò mổ Vạn Phúc sau tinh chế có thể ứng dụng vào những mục đích gì?
Khí sinh học sau khi loại bỏ tạp chất đạt nồng độ CH4 là 81,3%. Nguồn khí này được nạp trực tiếp cho máy phát điện công suất 1,2 kW tiêu hao 0,5 m3 khí/giờ để phát điện thắp sáng, đồng thời cấp khí nén 0,24 m3/giờ làm khí nâng cho hệ thống màng lọc.

Kích thước lưới lọc rác tinh tối ưu trong giai đoạn tiền xử lý là bao nhiêu?
Nghiên cứu khẳng định kích thước mắt lưới tối ưu là 0,5 mm. Mắt lưới lớn hơn sẽ để lọt lông lợn và cặn hữu cơ gây nghẹt đường ống, trong khi mắt lưới nhỏ hơn sẽ dễ bị tắc nghẽn bề mặt bởi màng mỡ động vật.

Hệ thống xử lý kỵ khí kết hợp hiếu khí đóng góp gì cho hành động giảm nhẹ biến đổi khí hậu?
Hệ thống giúp thu gom và chuyển hóa toàn bộ lượng khí CH4 phát sinh từ quá trình phân hủy hữu cơ thành điện năng. Khí mê-tan có tiềm năng gây nóng lên toàn cầu cao gấp 28 lần khí CO2, do đó việc thu hồi và đốt cháy mê-tan giúp cắt giảm hàng trăm tấn khí nhà kính phát thải ra khí quyển mỗi năm.

Kết luận

• Đánh giá toàn diện hiện trạng ô nhiễm nước thải tại lò giết mổ tập trung Vạn Phúc với nồng độ COD trung bình 2106 mg/L và BOD5 trung bình 1099 mg/L.
• Xác định giải pháp tiền xử lý cơ - hóa lý tối ưu bằng lưới lọc 0,5 mm và keo tụ sắt III liều lượng 50 mg/100ml.
• Thiết lập thành công mô hình sinh học tích hợp kỵ khí kết hợp hiếu khí đạt hiệu suất xử lý COD trên 95% và BOD5 trên 91%, đáp ứng quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT.
• Tinh chế hiệu quả khí sinh học đạt nồng độ CH4 81,3%, vận hành máy phát điện 1,2 kW với mức tiêu thụ 0,5 m3/giờ và cấp khí nâng màng lọc 0,24 m3/giờ.
• Cung cấp mô hình điểm về kinh tế tuần hoàn và hành động giảm nhẹ biến đổi khí hậu khả thi cho ngành giết mổ gia súc tại các đô thị Việt Nam.

Lộ trình nhân rộng công nghệ xử lý tích hợp này cần được triển khai đồng bộ tại các cơ sở giết mổ trên địa bàn Hà Nội trong 12 đến 24 tháng tới. Các doanh nghiệp và nhà quản lý môi trường hãy chủ động áp dụng mô hình công nghệ xanh này để giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm nguồn nước và chung tay thực hiện mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính quốc gia.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan, cơ sở lý luận Chương 2: Phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết quả và thảo luận Kết luận Tài liệu tham khảo 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN, CƠ SỞ LÝ LUẬN 1. Tổng quan về công nghệ xử lý nƣớc thải giết mổ 1. Những nghiên cứu nƣớc ngoài Ở các nước phát triển, hoạt động giết mổ được tập trung trong các lò giết mổ với quy mô lớn, được kiểm soát chặt chẽ về mặt an toàn thực phẩm và xử lý môi trường.

Các chất thải từ lò mổ được phân thành loại riêng và được xử lý theo các phương pháp cụ thể và ph hợp tại nguồn hoặc tại hệ thống xử lý chung. Chất thải rắn bao gồm các vụn thịt thừa, lông, da, xương, nội tạng. Chất thải lỏng bao gồm nước thải từ quá trình giết mổ (có lẫn máu động vật, cặn, vụn thịt, vụn xương,dầu mỡ, chất tẩy rửa, muối để ướp, nước tiểu của gia súc. Sau đó, chất thải rắn và chất thải lỏng được đem xử lý bằng các công nghệ xử lý chất thải riêng biệt.

Tại hầu hết các nước phát triển đều có hệ thống xử lý nước thải tập trungcho nước thải toàn thành phố (hoặc của quận, huyện). Nước thải giết mổ cũng có thể được vận chuyển đến nhà máy xử lý nước thải tập trung và được xử lý tại đây. Đối với lò giết mổ tại các thành phố hoặc các v ng nông thôn không có hệ thống xử lý nước thải tập trung, thì các nơi đó phải có các công nghệ xử lý nước thải tại nguồn. Tương tự như vậy đối với chất thải rắn, t y vào vị trí và quy mô của lò giết mổ mà chất thải rắn sẽ được đưa đến nơi xử lý tập trung hay xử lý tại nguồn.

Công ty tư vấn xử lý môi trường HUBER của Đức đã thiết kế và triển khai xây dựng hệ thống xử lý chất thải từ các lò giết mổ, nhà máy chế biến thực phẩm ở nhiều nước trên thế giới. Hệ thống này có sử dụng kết hợp giữa phương pháp hóa lý và phương pháp màng kết hợp với bể sinh học (MBR). B n thải từ quá trình xử lý hiếu khí (trong hệ thống MBR) được đưa đến nhà máy xử lý kỵ khí thu biogas để xứ lý.Hệ thống này có sử dụng MBR, một hệ thống xử lý tiến tiến có sử dụng màng lọc, chất lượng nước sau xử lý của hệ thống MBR thường đạt tiêu chuẩn rất cao. Hiệu suất xử lý của hệ thống cho lò giết mổ sau xử lý hóa lý dầu mỡ loại bỏ được 80-90%, chất rắn lơ lửng 90%, BOD 70-80%.

Sau hệ thống MBR, việc loại bỏ của các thành phần có thể đạt tới hơn 99%. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Tùy tiêu chuẩn nước mà hệ thống MBR có sử dụng hay không Lưới chắn rác Xử lý hóa lý (keo tụ, Hệ thống (MBR ) kếttủa , trung hòa) B n thải từ xử lý hiếu khí Bể biogas (xử lý kỵ khí) Hình 1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ xử lý nước thải giết mổ của HUBE [26] Công nghệ này đã được công ty áp dụng cho việc xử lý nước thải cho các lò giết mổ và nhà máy chế biến thực phẩm của nhiều nước trên thế giới như: lò mổ Ingolstad ở Đức lò giết mổ Hinwil ở Thụy Sĩ, lò giết mổ Medinat Zaved ở Các tiểu Vương quốc Ả Rập, lò giết mổ Carnes Dar ở Chi lê, nhà máy chế biến thực phẩm Pepsico ở Ác hen ti na. Ở Thái Lan, hệ thống được áp dụng cho lò giết mổ Phitsanulok của Thái Lan được kết hợp giữa hệ thống xử lý chất thải rắn và xử lý nước thải.

B n thải trong quá trình xử lý hiếu khí và kỵ khí của nước thải được đưa sang quá trình xử lý kỵ khí thu biogas trong quá trình xử lý chất thải rắn. Trong khi đó, nước thải (sau khi tách nước từ b n thải bể kỵ khí xử lý chất thải rắn) được đưa sang hệ thống xử lý nước thải để xử lý. Đây là một hệ thống có sự kết hợp đồng bộ giữa xử lý nước thải và chất thải rắn lò giết mổ, có thể mang lại hiệu quả cao. B n thải từ quá trình xử lý nước thải đưa vào bể biogas để gia tăng thêm lượng khí thu được, đồng nghĩa với việc tận thu thêm năng lượng, và xử lý triệt để vấn đề về môi trường.

Ở một số các lò giết mổ ở Bắc Mỹ (Mỹ, Canada) và một số các lò giết mổ ở Châu Âu trước đây có sử dụng hệ thống xử lý nước thải theo quy trình hóa lý: nước thải keo tụ tuyển nổi. Hệ thống này có khả năng xử lý đến 90% COD và một lượng lớn các chất hữu cơ như Nito và Phospho. Hiện nay trên thế giới, các công nghệ đang chuyển dần về khai thác ứng dụng giải pháp công nghệ sinh học, do chúng thân thiện hơn với môi trường, ít sử dụng hóa chất và không tạo ra các chất thải thứ cấp có thể gây ảnh hưởng tới môi trường. Các 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] giải pháp kỹ thuật xử lý nước thải điển hình hiện nay cho lò giết mổ tập trung trên thế giới: giải pháp bể phản ứng sinh học hiếu khí, giải pháp công nghệ phân hủy yếm khí treo b n hoạt tính, giải pháp công nghệ dạng màng sinh học, công nghệ xử lý nước thải bể sinh học kết hợp với màng lọc.

Lưới chắn Tách dầu mỡ Khuấy Bể XL Bể XL hiếu Nước rác trộn kỵkhí UASB khí Nước ra thải B n thải Nước cặn Chất thải Bể kỵ khí B n và cặn thải rắn rắn Làm phân compost Hình 1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ xử lý nước thải giết mổ của tại Phitsanulok, Thái Lan [23] 1. Những nghiên cứu trong nƣớc Ô nhiễm nước thải từ hoạt động giết mổ bao gồm cả 3 dạng là: ô nhiễm hữu cơ trực tiếp (nước tiểu gia súc trước giết mổ, nước sử dụng trong giết mổ hòa lẫn với tiết và phân gia súc, nước thải sinh hoạt cục bộ.); ô nhiễm sinh học trực tiếp (do vi sinh vật có hại và cả mầm bệnh thải ra từ các gia súc gia cầm bị giết mổ, từ nguồn nhân lực không được kiểm tra sức khỏe định kỳ ph hợp) và ô nhiễm sinh học thứ phát (do điều kiện giết mổ mất vệ sinh đã tạo ra môi trường cho hệ vi sinh vật có hại phát triển b ng phát, mầm bệnh phát triển và lây lan, nhất là các nhóm vi sinh vật nhạy cảm và các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là các loài vi sinh vật gây bệnh nguy hiểm như tả, lỵ thương hàn. Hàm lượng chất hữu cơ, chất béo và chất rắn lơ lửng trong nước thải giết mổ là khá cao.

Hàm lượng BOD, COD, SS của nước thải giết mổ trung bình lần lượt là 1800 mg/l, 2700 mg/l và 810 mg/l; lượng coliform là 25000x103 MPN/100 ml.[7] Ngoài ra nước thải giết mổ còn chứa một lượng lớn muối ăn (NaCl) và dầu mỡ phát sinh trong quy trình giết mổ. Thành phần nước thải tại các cơ sở giết mổ gia súc ở Việt Nam bao gồm: hàm lượng BOD, COD, SS, Photpho, nito khá cao, bên cạnh đó còn chứa một hàm lượng muối lớn và mầm bệnh như là vi khuẩn Samonella, Shigella, ký sinh trùng, amip, nang bào, dư lượng thuốc trừ sâu, các độc chất… từ thức ăn của gia súc còn lại trong phân và nội tạng. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chính vì vậy để cải thiện chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm cũng như vấn đề ô nhiễm môi trường thì việc triển khai xây dựng các lò giết mổ tập trung và đặc biệt là nghiên cứu, áp dụng các phương pháp xử lý chất thải giết mổ là rất cần thiết và quan trọng. Ở một số thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh.

đã và đang cho xây dựng các lò giết mổ tập trung tạo điều kiện cho công tác quản lý cả chất lượng sản phẩm trước và sau khi giết mổ cũng như xử lý chất thải thải ra từ hoạt động này trước khi xả vào môi trường. Giải pháp pháp công nghệ xử lý phổ biến do các công ty tư vấn nhà nước và tư nhân cho xử lý nước thải lò giết mổ như sau: Nước thải giết mổ gia súc Tách rác thô Bể tiếp nhận  Bể lắng cát  Bể điều hòa  Bể tuyển nổi  Bể trung gian  Bể UASB  Bể sinh học hiếu khí  Bể lắng thứ cấp Bể khử tr ng  Nước thải ra. Quá trình trên được thực hiện qua nhiều công đoạn, chí phí đầu tư và vận hành khá cao nhưng chất lượng nước thải sau khi xử lý lại dễ bị biến động và thường không đạt ngưỡng yêu cầu về chất lượng. Đối với vấn đề xử lý nước thải ở các lò giết mổ thì Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu như: Nghiên cứu xử lý nước thải lò mổ gia súc, gia cầm tập trung bằng kỹ thuật sinh học do Nguyễn Hồng Khánh và nhóm tác giả thuộc (Viện Công nghệ Môi trường, Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam thực hiện năm 2007-2008) đã phát triển được quy trình công nghệ xử lý nước thải lò giết mổ gồm: xử lý đông keo tụ, xử lý kỵ khí ABR, xử lý kỵ khí, hiếu khí và xử lý bằng thực vật lau sậy.

Nghiên cứu đã được nghiệm thu với hiệu quả xử lý cao tuy nhiên chưa được áp dụng rộng rãi do chi phí vận hành cao và chưa có giải pháp thu hồi năng lượng. “Nghiên cứu sử dụng cỏ Vertiver để xử lý nước thải từ các bãi rác và nước thải sản xuất” của thạc sĩ Huỳnh Tấn Vụ và các cộng sự có áp dụng cho cơ sở lò giết mổ và đạt một số kết quả khả quan: sau 28 tháng sử dụng chất rắn lơ lửng trong nước giảm được 73% và đạt tỉ lệ xử lý BOD, COD và SS cao[6]. Phương pháp này có ưu điểm là rẻ tiền, vốn đầu tư và vận hành thấp, thân thiện với môi trường. Tuy nhiên phương pháp này gặp một số các nhược điểm lớn là không giải quyết triệt để ô nhiễm do nước 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] thải giết mổ gây ra (hàm lượng BOD, COD sau xử lý vẫn cao), tốn nhiều diện tích để trồng cỏ và lượng cỏ phát triển sau khi hấp phụ phải đem đi chôn lấp ở tại các bãi rác hoặc đốt, do đó, có khả năng gây ô nhiễm môi trường thứ cấp.