Nghiên Cứu Hành Động Giảm Nhẹ Biến Đổi Khí Hậu Trong Xử Lý Nước Thải Lò Giết Mổ Tập Trung Khu Vực Hà Nội

• Tác giả: Đào Thị Thu Hương
• 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 nước thải tại lò giết mổ Vạn Phúc
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

• 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
• 1.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ từ lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội
• 1.2.2. Khảo sát lấy mẫu
• 1.2.3. Nghiên cứu phương pháp tiền xử lý nước thải giết mổ
• 1.2.4. Nghiên cứu tách loại các thành phần khó phân hủy: lông, cát, mỡ
• 1.2.5. 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
• 1.2.6. Phương pháp nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ
• 1.2.7. Nghiên cứu xử lý sinh học kị khí để xử lý nước thải giết mổ
• 1.2.8. Phương pháp nghiên cứu xử lý sinh học hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
• 1.2.9. Phương pháp nghiên cứu kết hợp xử lý sinh học kị khí và hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
• 1.2.10. Nghiên cứu phương pháp tính toán, thiết kế hệ thống thu hồi và xử lý khí sinh học
• 1.2.10.1. Hệ thống thu khí sinh học
• 1.2.10.2. Cấu tạo của hệ thống thu khí sinh học
• 1.2.10.3. Thử độ kín và thử áp lực hệ thống thu hồi khí sinh học
• 1.2.10.4. Phương pháp nghiên cứu làm sạch khí – tiền xử lý khí sinh học
• 1.2.10.5. 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
• 1.2.11. Công nghệ sử dụng biogas cho hệ thống xử lý nước thải
• 1.2.12. Cơ sở tính toán điện năng sinh ra bởi biogas
• 1.2.13. Cơ sở tính toán lượng biogas phục vụ làm khí nâng
• 1.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 1.3.1. Xử lý nước thải giết mổ từ lò giết mổ tập trung Vạn Phúc, Hà Nội
• 1.3.1.1. Kết quả phân tích đặc tính, thành phần nước thải lò giết mổ tập trung
• 1.3.1.2. Kết quả nghiên cứu tiền xử lý nước thải lò giết mổ tập trung
• 1.3.1.3. Kết quả nghiên cứu tách loại các thành phần khó phân hủy: lông, cát, mỡ
• 1.3.1.4. 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
• 1.3.1.5. Kết quả nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ
• 1.3.1.6. Kết quả nghiên cứu xử lý sinh học kị khí để xử lý nước thải giết mổ
• 1.3.1.7. Kết quả nghiên cứu xử lý sinh học hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
• 1.3.1.8. Kết quả nghiên cứu kết hợp xử lý sinh học kị khí và hiếu khí để xử lý nước thải giết mổ
• 1.3.2. Thiết kế, vận hành hệ thống thu hồi và tiền xử lý khí sinh học
• 1.3.2.1. Hệ thống thu khí sinh học
• 1.3.2.2. Kết quả vận hành hệ thống thu khí sinh học
• 1.3.2.3. Nhận xét kết quả thu khí sinh học
• 1.3.2.4. Kết quả của phương pháp tiền xử lý khí sinh học
• 1.3.2.5. Xác định lưu lượng khí
• 1.3.2.6. Hiệu quả xử lý khí bằng nước
• 1.3.2.7. Hiệu quả xử lý khí bằng dung dịch NaOH
• 1.3.2.8. Bộ lọc khí sinh học từ các vật liệu tái chế
• 1.3.2.9. Kết quả nghiên cứu tiềm năng sử dụng khí biogas - Chuyển hóa biogas thành điện năng
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Lò Giết Mổ Vạn Phúc

Bài viết này tập trung vào nghiên cứu giảm nhẹ biến đổi khí hậu thông qua xử lý nước thải tại lò giết mổ Vạn Phúc. Hoạt động giết mổ tạo ra lượng lớn nước thải ô nhiễm, chứa nhiều chất hữu cơ và vi sinh vật gây hại. Việc xử lý hiệu quả không chỉ bảo vệ môi trường mà còn góp phần giảm phát thải khí nhà kính. Nghiên cứu này xem xét các phương pháp xử lý khác nhau, từ công nghệ truyền thống đến các giải pháp tiên tiến, nhằm tìm ra giải pháp tối ưu cho lò giết mổ Vạn Phúc. Mục tiêu là đạt được hiệu quả xử lý cao, chi phí hợp lý và thân thiện với môi trường, đồng thời thúc đẩy kinh tế tuần hoàn thông qua thu hồi biogas.

1.1. Tổng Quan Về Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Giết Mổ Hiện Nay

Công nghệ xử lý nước thải lò mổ ngày càng được chú trọng. Các phương pháp truyền thống như lắng, lọc, và xử lý hóa học vẫn được sử dụng, nhưng các công nghệ sinh học như xử lý kỵ khí và hiếu khí đang trở nên phổ biến hơn. Các công nghệ tiên tiến như màng lọc (MBR) cũng được áp dụng để nâng cao hiệu quả xử lý. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm nước thải, yêu cầu về chất lượng nước sau xử lý, và chi phí đầu tư, vận hành. Các nghiên cứu gần đây tập trung vào việc kết hợp các công nghệ khác nhau để đạt hiệu quả tối ưu và giảm thiểu ô nhiễm.

1.2. Các Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Lò Mổ Trên Thế Giới

Nhiều quốc gia đã có các nghiên cứu và ứng dụng thành công trong xử lý nước thải lò mổ. Các nước phát triển thường áp dụng công nghệ tiên tiến như MBR và thu hồi biogas. Các nước đang phát triển tập trung vào các giải pháp chi phí thấp và dễ vận hành. Ví dụ, công ty HUBER của Đức đã triển khai hệ thống xử lý kết hợp hóa lý và sinh học MBR ở nhiều nước. Tại Thái Lan, hệ thống xử lý kết hợp chất thải rắn và nước thải được áp dụng tại lò giết mổ Phitsanulok. Các nghiên cứu này cung cấp kinh nghiệm quý báu cho việc áp dụng tại Việt Nam.

II. Thực Trạng Phát Thải Thách Thức Xử Lý Nước Thải Lò Mổ

Hoạt động giết mổ gia súc tạo ra lượng lớn nước thải ô nhiễm, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Nước thải chứa nhiều chất hữu cơ, chất béo, chất rắn lơ lửng, và vi sinh vật gây bệnh. Việc xả thải trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, và góp phần vào biến đổi khí hậu. Các lò giết mổ nhỏ lẻ thường không có hệ thống xử lý nước thải hoặc hệ thống hoạt động kém hiệu quả. Việc quản lý và xử lý nước thải từ các lò giết mổ là một thách thức lớn đối với các cơ quan quản lý môi trường.

2.1. Tác Động Môi Trường Từ Nước Thải Lò Giết Mổ Vạn Phúc

Nước thải lò giết mổ Vạn Phúc chứa hàm lượng cao các chất ô nhiễm như BOD, COD, SS, Photpho, nito, muối và mầm bệnh. Việc xả thải không qua xử lý gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe người dân. Ngoài ra, quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải tạo ra khí nhà kính như CH4 và CO2, góp phần vào biến đổi khí hậu. Cần có giải pháp xử lý hiệu quả để giảm thiểu tác động tiêu cực này.

2.2. Khó Khăn Trong Xử Lý Nước Thải Lò Mổ Hiện Nay Tại Hà Nội

Việc xử lý nước thải lò mổ gặp nhiều khó khăn do đặc điểm nước thải phức tạp và sự thiếu hụt về cơ sở hạ tầng. Các hệ thống xử lý hiện tại thường không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng nước sau xử lý. Chi phí đầu tư và vận hành hệ thống xử lý cũng là một rào cản lớn đối với các lò giết mổ nhỏ lẻ. Cần có sự hỗ trợ từ các cơ quan quản lý nhà nước để nâng cao năng lực xử lý nước thải cho các lò giết mổ trên địa bàn Hà Nội.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Giảm Nhẹ Biến Đổi Khí Hậu Tại Vạn Phúc

Nghiên cứu này áp dụng phương pháp tiếp cận toàn diện, kết hợp giữa khảo sát thực tế, phân tích mẫu, và thử nghiệm công nghệ. Đầu tiên, tiến hành khảo sát và lấy mẫu nước thải tại lò giết mổ Vạn Phúc để xác định thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm. Sau đó, các phương pháp xử lý khác nhau được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và trên quy mô pilot. Cuối cùng, đánh giá hiệu quả xử lý, chi phí, và khả năng áp dụng thực tế của từng phương pháp. Mục tiêu là tìm ra giải pháp xử lý nước thải tối ưu, vừa đảm bảo hiệu quả, vừa giảm phát thải carbon.

3.1. Quy Trình Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Lò Giết Mổ Chi Tiết

Quy trình nghiên cứu bao gồm các bước: (1) Khảo sát và lấy mẫu nước thải tại lò giết mổ Vạn Phúc. (2) Phân tích thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm trong mẫu nước thải. (3) Nghiên cứu các phương pháp tiền xử lý như tách chất rắn và dầu mỡ. (4) Thử nghiệm các phương pháp xử lý sinh học như kỵ khí và hiếu khí. (5) Đánh giá hiệu quả xử lý của từng phương pháp. (6) Thiết kế và vận hành hệ thống thu hồi và xử lý biogas. (7) Đánh giá tiềm năng sử dụng biogas làm năng lượng tái tạo.

3.2. Các Phương Pháp Xử Lý Nước Thải Được Thử Nghiệm

Nghiên cứu thử nghiệm các phương pháp xử lý nước thải sau: (1) Xử lý cơ học (lắng, lọc). (2) Xử lý hóa lý (keo tụ, tạo bông). (3) Xử lý sinh học kỵ khí (UASB). (4) Xử lý sinh học hiếu khí (bể Aerotank). (5) Kết hợp xử lý kỵ khí và hiếu khí. (6) Nghiên cứu thu hồi biogas từ quá trình xử lý kỵ khí. Các phương pháp này được lựa chọn dựa trên tính khả thi, hiệu quả, và chi phí phù hợp với điều kiện thực tế của lò giết mổ Vạn Phúc.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Ứng Dụng Tại Lò Giết Mổ Vạn Phúc

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng kết hợp các phương pháp xử lý nước thải mang lại hiệu quả cao. Tiền xử lý giúp loại bỏ phần lớn chất rắn và dầu mỡ, giảm tải cho các công đoạn xử lý tiếp theo. Xử lý sinh học kỵ khí giúp phân hủy chất hữu cơ và thu hồi biogas. Xử lý sinh học hiếu khí giúp loại bỏ các chất ô nhiễm còn lại. Hệ thống thu hồi và xử lý biogas giúp tận dụng nguồn năng lượng tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính. Các kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện bền vững môi trường.

4.1. Đánh Giá Hiệu Quả Xử Lý Nước Thải Sau Nghiên Cứu

Sau khi áp dụng các phương pháp xử lý nước thải, chất lượng nước thải đầu ra đã đạt tiêu chuẩn quy định. Hàm lượng BOD, COD, SS giảm đáng kể. Nước thải sau xử lý có thể được tái sử dụng cho các mục đích khác như tưới cây hoặc rửa chuồng trại, góp phần tiết kiệm nước và giảm thiểu ô nhiễm. Việc đánh giá tác động môi trường cho thấy hệ thống xử lý đã giảm thiểu đáng kể tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh.

4.2. Tiềm Năng Sử Dụng Biogas Từ Xử Lý Nước Thải Lò Mổ

Quá trình xử lý kỵ khí tạo ra lượng lớn biogas, có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho các hoạt động khác. Biogas có thể được đốt để phát điện, cung cấp nhiệt cho quá trình giết mổ, hoặc sử dụng làm nhiên liệu cho xe cộ. Việc sử dụng biogas giúp giảm phát thải khí nhà kính, tiết kiệm năng lượng, và tạo ra nguồn thu nhập mới cho lò giết mổ Vạn Phúc. Cần có các nghiên cứu sâu hơn về công nghệ sử dụng biogas để tối ưu hóa hiệu quả.

V. Giải Pháp Giảm Nhẹ Biến Đổi Khí Hậu Từ Xử Lý Nước Thải

Nghiên cứu này đề xuất một số giải pháp để giảm nhẹ biến đổi khí hậu thông qua xử lý nước thải tại lò giết mổ Vạn Phúc. Các giải pháp bao gồm: (1) Áp dụng công nghệ xử lý hiệu quả, kết hợp giữa tiền xử lý, xử lý sinh học, và thu hồi biogas. (2) Tái sử dụng nước thải sau xử lý để tiết kiệm nước. (3) Sử dụng biogas làm năng lượng tái tạo. (4) Nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường cho người lao động và cộng đồng. (5) Xây dựng chính sách môi trường khuyến khích các lò giết mổ áp dụng công nghệ xanh.

5.1. Đề Xuất Mô Hình Xử Lý Nước Thải Tối Ưu Cho Lò Mổ Vạn Phúc

Mô hình xử lý nước thải tối ưu cho lò giết mổ Vạn Phúc bao gồm các bước: (1) Tách rác thô và chất rắn lơ lửng. (2) Tách dầu mỡ. (3) Bể điều hòa. (4) Xử lý kỵ khí (UASB). (5) Xử lý hiếu khí (bể Aerotank). (6) Bể lắng thứ cấp. (7) Khử trùng. (8) Thu hồi biogas. Mô hình này đảm bảo hiệu quả xử lý cao, chi phí hợp lý, và khả năng áp dụng thực tế. Cần có sự đầu tư và hỗ trợ từ các cơ quan quản lý để triển khai mô hình này.

5.2. Chính Sách Hỗ Trợ Xử Lý Nước Thải Thu Hồi Biogas

Cần có các chính sách môi trường khuyến khích các lò giết mổ áp dụng công nghệ xử lý nước thải và thu hồi biogas. Các chính sách có thể bao gồm: (1) Hỗ trợ tài chính cho việc đầu tư hệ thống xử lý. (2) Ưu đãi thuế cho các doanh nghiệp sử dụng công nghệ xanh. (3) Tăng cường kiểm tra và xử phạt các hành vi vi phạm quy định về xử lý nước thải. (4) Nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường cho cộng đồng. Các chính sách này sẽ tạo động lực cho các lò giết mổ cải thiện hoạt động và giảm thiểu ô nhiễm.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Xử Lý Nước Thải

Nghiên cứu này đã thành công trong việc đề xuất giải pháp xử lý nước thải hiệu quả cho lò giết mổ Vạn Phúc, góp phần giảm nhẹ biến đổi khí hậu. Các kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện bền vững môi trường và phát triển kinh tế tuần hoàn. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu sâu hơn, như tối ưu hóa công nghệ xử lý biogas, đánh giá lợi ích kinh tế của việc tái sử dụng nước thải, và xây dựng mô hình xử lý nước thải phù hợp với các lò giết mổ khác.

6.1. Tóm Tắt Các Kết Quả Chính Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã đạt được các kết quả chính sau: (1) Xác định thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải lò giết mổ Vạn Phúc. (2) Đề xuất mô hình xử lý nước thải hiệu quả, kết hợp giữa tiền xử lý, xử lý sinh học, và thu hồi biogas. (3) Đánh giá hiệu quả xử lý và tiềm năng sử dụng biogas làm năng lượng tái tạo. (4) Đề xuất các chính sách môi trường khuyến khích các lò giết mổ áp dụng công nghệ xanh. Các kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện bền vững môi trường.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Mở Rộng Về Xử Lý Nước Thải Lò Mổ

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào: (1) Tối ưu hóa công nghệ xử lý biogas để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí. (2) Nghiên cứu các phương pháp tái sử dụng nước thải sau xử lý cho các mục đích khác nhau. (3) Xây dựng mô hình xử lý nước thải phù hợp với các lò giết mổ có quy mô và điều kiện khác nhau. (4) Đánh giá lợi ích kinh tế và tác động xã hội của việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải và thu hồi biogas. Các nghiên cứu này sẽ góp phần hoàn thiện giải pháp xử lý nước thải cho ngành giết mổ và thúc đẩy phát triển bền vững.

Tổng quan nghiên cứu

Hoạt động giết mổ gia súc tại các lò giết mổ tập trung khu vực Hà Nội tạo ra lượng nước thải lớn với thành phần ô nhiễm phức tạp, gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và phát thải khí nhà kính như CH4, CO2. Ước tính mỗi con heo giết mổ thải ra gần 0,5 m³ nước thải chứa nhiều hợp chất hữu cơ, mỡ, lông, cặn bẩn và các chất ô nhiễm khác. Nước thải này có hàm lượng BOD5 trung bình 1099 mg/L, COD 2106 mg/L, vượt xa tiêu chuẩn cho phép, đồng thời chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh. Mục tiêu nghiên cứu là khảo sát thành phần nước thải tại lò giết mổ Vạn Phúc, đề xuất hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, đồng thời thu hồi khí mêtan làm năng lượng tái tạo, góp phần giảm nhẹ biến đổi khí hậu. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào lò giết mổ tập trung tại Hà Nội, với thời gian khảo sát và thí nghiệm trong năm 2015-2016. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả xử lý nước thải giết mổ, giảm phát thải khí nhà kính, đồng thời tận dụng nguồn năng lượng tái tạo từ khí biogas, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ngành chăn nuôi.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình xử lý nước thải sinh học, bao gồm:

• Công nghệ xử lý sinh học kị khí (Anaerobic Digestion): Vi sinh vật kị khí phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành khí mêtan (CH4) và cacbonic (CO2), đồng thời giảm tải ô nhiễm hữu cơ trong nước thải. Quá trình này giúp thu hồi năng lượng dưới dạng khí biogas.

• Công nghệ xử lý sinh học hiếu khí (Aerobic Treatment): Vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy để phân hủy các chất hữu cơ thành CO2 và nước, giúp xử lý triệt để các chất ô nhiễm còn lại sau giai đoạn kị khí.

• Phương pháp tiền xử lý cơ học và hóa lý: Bao gồm tách rác, tách dầu mỡ, điều chỉnh pH và sử dụng các chất keo tụ như Fe3+ để loại bỏ các thành phần khó phân hủy, nâng cao hiệu quả xử lý sinh học.

Các khái niệm chính gồm: BOD5, COD, vi sinh vật kị khí và hiếu khí, khí biogas, hiệu suất xử lý ô nhiễm, và công nghệ MBR (Màng sinh học kết hợp bể sinh học).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ khảo sát thực tế tại lò giết mổ Vạn Phúc, Hà Nội, bao gồm lấy mẫu nước thải trong quá trình giết mổ, phân tích các chỉ tiêu môi trường như pH, BOD5, COD, NH4, PO4, tổng N, tổng P, TSS, VSS. Phương pháp phân tích áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945:2005.

Phương pháp nghiên cứu gồm:

• Tiền xử lý nước thải bằng cơ học (lọc rác, tách dầu mỡ) và hóa lý (keo tụ bằng Fe3+).

• Xử lý sinh học kị khí trong bể UASB quy mô phòng thí nghiệm, theo dõi các thông số COD, BOD, NH4, TN, TP hàng ngày.

• Xử lý sinh học hiếu khí tiếp theo để xử lý triệt để các chất ô nhiễm còn lại.

• Kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí để tối ưu hiệu quả xử lý.

• Nghiên cứu thu hồi khí biogas, tiền xử lý khí bằng hấp thụ nước, dung dịch NaOH và phoi sắt để loại bỏ CO2, H2S.

• Tính toán và thiết kế hệ thống thu hồi khí, chuyển hóa khí biogas thành điện năng và khí nâng phục vụ hệ thống xử lý.

Cỡ mẫu lấy mẫu nước thải được thực hiện nhiều lần trong các đợt giết mổ ban đêm, đảm bảo đại diện cho đặc điểm nước thải thực tế. Phân tích số liệu sử dụng phương pháp thống kê mô tả và so sánh hiệu suất xử lý qua các giai đoạn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc tính nước thải lò giết mổ Vạn Phúc: Nước thải có pH dao động 6,02 – 8,87, BOD5 trung bình 1099 mg/L, COD trung bình 2106 mg/L, NH4 trung bình 73,5 mg/L, tổng N 243 mg/L, tổng P 21,42 mg/L, vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Tỉ lệ BOD5/COD cao (~0,52) cho thấy nước thải chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.

2. Hiệu quả tiền xử lý: Sử dụng lưới lọc rác kích thước 0,5 mm loại bỏ hiệu quả lông, cát, mỡ, giảm nguy cơ tắc nghẽn hệ thống xử lý sinh học. Phèn nhôm và Fe3+ được thử nghiệm làm chất keo tụ, trong đó Fe3+ cho hiệu quả giảm COD cao nhất, giảm COD từ khoảng 1200 mg/L xuống dưới 400 mg/L sau 60 phút lắng.

3. Phân hủy sinh học: Vi sinh vật hiếu khí phân hủy khoảng 90% COD trong 4 ngày sục khí liên tục. Vi sinh vật yếm khí giảm COD khoảng 75% sau 6-7 ngày, tốc độ phân hủy nhanh trong ngày đầu và chậm dần sau đó.

4. Hiệu suất xử lý sinh học kị khí: Bể kị khí đạt hiệu suất xử lý COD 86%, BOD 91%, tuy nhiên xử lý tổng N, NH4 và tổng P chưa hiệu quả, cần xử lý tiếp bằng hệ thống hiếu khí.

5. Hiệu suất xử lý sinh học hiếu khí: Sau bể hiếu khí, COD tiếp tục giảm 86%, giúp nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải. Hệ thống kết hợp kị khí – hiếu khí cho hiệu quả xử lý tổng thể cao hơn, xử lý triệt để các chất ô nhiễm hữu cơ và một phần các chất dinh dưỡng.

6. Thu hồi và xử lý khí biogas: Khí biogas thu được có thành phần CH4 chiếm 81,3%, H2S 0,527%. Tiền xử lý khí bằng dung dịch NaOH 5% và phoi sắt hiệu quả trong loại bỏ CO2 và H2S, nâng cao chất lượng khí biogas phục vụ sản xuất điện năng và khí nâng.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy nước thải giết mổ tại lò Vạn Phúc có đặc điểm ô nhiễm cao, phù hợp với xử lý sinh học do hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy lớn. Việc áp dụng tiền xử lý cơ học và hóa lý giúp loại bỏ các thành phần khó phân hủy, giảm tải cho hệ thống sinh học, đồng thời bảo vệ thiết bị vận hành.

Hiệu suất xử lý sinh học kị khí cao về COD và BOD, phù hợp với đặc điểm nước thải giàu hữu cơ, đồng thời thu hồi được khí mêtan làm năng lượng tái tạo, góp phần giảm phát thải khí nhà kính. Tuy nhiên, xử lý kị khí chưa hiệu quả với các chất dinh dưỡng như N và P, do đó cần kết hợp xử lý hiếu khí để hoàn thiện chất lượng nước thải đầu ra.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, hiệu suất xử lý đạt mức tương đương hoặc cao hơn nhờ kết hợp đồng bộ các công đoạn tiền xử lý, xử lý kị khí và hiếu khí. Việc thu hồi và xử lý khí biogas cũng được nghiên cứu kỹ, đảm bảo khí đạt chất lượng sử dụng cho phát điện và khí nâng, nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ hiệu suất xử lý COD, BOD, TN, NH4, TP qua từng giai đoạn xử lý, biểu đồ thành phần khí biogas trước và sau xử lý, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả các công đoạn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng hệ thống tiền xử lý đồng bộ: Áp dụng lưới lọc rác kích thước 0,5 mm, bể tách dầu mỡ và điều chỉnh pH để loại bỏ triệt để các thành phần khó phân hủy, giảm thiểu tắc nghẽn và tăng hiệu quả xử lý sinh học. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng. Chủ thể: Ban quản lý lò giết mổ và đơn vị tư vấn kỹ thuật.

2. Triển khai hệ thống xử lý sinh học kết hợp kị khí – hiếu khí: Thiết kế và vận hành bể UASB kị khí kết hợp bể hiếu khí để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải, đồng thời thu hồi khí biogas làm năng lượng tái tạo. Thời gian thực hiện: 12-18 tháng. Chủ thể: Công ty môi trường, đơn vị vận hành lò giết mổ.

3. Xây dựng hệ thống thu hồi và xử lý khí biogas: Lắp đặt hệ thống thu khí kín, xử lý khí bằng dung dịch NaOH và phoi sắt để loại bỏ CO2, H2S, nâng cao chất lượng khí phục vụ phát điện và khí nâng. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng. Chủ thể: Đơn vị kỹ thuật môi trường, nhà đầu tư.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức cho nhân viên vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo về vận hành hệ thống xử lý nước thải và thu hồi khí biogas, đảm bảo vận hành hiệu quả, giảm thiểu thất thoát khí và ô nhiễm môi trường. Thời gian thực hiện: liên tục. Chủ thể: Ban quản lý lò giết mổ, các tổ chức đào tạo.

5. Theo dõi, đánh giá và cải tiến liên tục: Thiết lập hệ thống giám sát chất lượng nước thải và khí biogas định kỳ, phân tích số liệu để điều chỉnh quy trình xử lý phù hợp, nâng cao hiệu quả và giảm chi phí vận hành. Thời gian thực hiện: liên tục. Chủ thể: Ban quản lý, đơn vị vận hành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và vận hành lò giết mổ: Nhận biết đặc điểm nước thải, áp dụng các giải pháp xử lý hiệu quả, giảm thiểu ô nhiễm và phát thải khí nhà kính, đồng thời tận dụng nguồn năng lượng tái tạo.

2. Chuyên gia môi trường và kỹ sư xử lý nước thải: Tham khảo các phương pháp xử lý sinh học kị khí – hiếu khí kết hợp, kỹ thuật thu hồi và xử lý khí biogas, áp dụng trong thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải công nghiệp.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành biến đổi khí hậu, môi trường: Tài liệu tham khảo về nghiên cứu thực nghiệm xử lý nước thải giết mổ, đánh giá hiệu quả giảm nhẹ biến đổi khí hậu qua thu hồi khí mêtan.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và phát triển bền vững: Cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn quản lý nước thải, khí thải từ các cơ sở giết mổ tập trung.

Câu hỏi thường gặp

1. Nước thải giết mổ có đặc điểm gì nổi bật?
   Nước thải giết mổ chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ dễ phân hủy (BOD5 ~1099 mg/L, COD ~2106 mg/L), nhiều chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, lông, cặn bẩn và vi sinh vật gây bệnh, làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không xử lý đúng cách.

2. Tại sao cần kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí?
   Xử lý kị khí hiệu quả trong phân hủy chất hữu cơ và thu hồi khí mêtan nhưng chưa xử lý tốt các chất dinh dưỡng như nitơ, photpho. Xử lý hiếu khí tiếp theo giúp xử lý triệt để các chất ô nhiễm còn lại, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải.

3. Làm thế nào để thu hồi và sử dụng khí biogas hiệu quả?
   Khí biogas thu từ bể kị khí được xử lý loại bỏ CO2, H2S bằng dung dịch NaOH và phoi sắt để nâng cao chất lượng, sau đó sử dụng làm nhiên liệu phát điện hoặc khí nâng trong hệ thống xử lý nước thải, góp phần tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính.

4. Phương pháp tiền xử lý nước thải gồm những bước nào?
   Tiền xử lý bao gồm lọc rác kích thước 0,5 mm để loại bỏ lông, cát, mỡ; tách dầu mỡ bằng bể tách trọng lực; điều chỉnh pH và sử dụng chất keo tụ Fe3+ để giảm tải các chất khó phân hủy, bảo vệ hệ thống xử lý sinh học phía sau.

5. Hiệu quả xử lý nước thải đạt được sau nghiên cứu là bao nhiêu?
   Hệ thống xử lý kết hợp kị khí – hiếu khí đạt hiệu suất xử lý COD và BOD lên đến 86-91%, giảm đáng kể các chất ô nhiễm hữu cơ, đồng thời xử lý một phần các chất dinh dưỡng, giúp nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải theo quy định.

Kết luận

• Nước thải giết mổ tại lò Vạn Phúc có hàm lượng ô nhiễm cao, phù hợp xử lý sinh học kết hợp kị khí – hiếu khí để đạt hiệu quả xử lý tối ưu.
• Tiền xử lý cơ học và hóa lý đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các thành phần khó phân hủy, bảo vệ hệ thống xử lý sinh học.
• Hệ thống xử lý kị khí thu hồi khí biogas làm năng lượng tái tạo, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và tiết kiệm năng lượng vận hành.
• Xử lý hiếu khí tiếp theo giúp xử lý triệt để các chất ô nhiễm còn lại, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và giải pháp thực tiễn cho việc xử lý nước thải giết mổ tập trung tại Hà Nội, hướng tới phát triển bền vững và giảm nhẹ biến đổi khí hậu.

Hành động tiếp theo: Triển khai áp dụng hệ thống xử lý đồng bộ tại các lò giết mổ tập trung, mở rộng nghiên cứu ứng dụng công nghệ thu hồi và sử dụng khí biogas, đồng thời nâng cao năng lực vận hành và quản lý môi trường. Đề nghị các đơn vị liên quan phối hợp thực hiện để bảo vệ môi trường và phát triển ngành chăn nuôi bền vững.