Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành nông nghiệp Việt Nam giữ vai trò quan trọng trong cơ cấu kinh tế - xã hội với khoảng 65,6% dân số sinh sống tại khu vực nông thôn. Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi gia súc, đặc biệt là chăn nuôi heo, có sự gia tăng mạnh mẽ về cả số lượng đàn và quy mô tập trung nhờ ưu điểm tăng trọng nhanh, vòng đời ngắn và cung cấp nguồn phân bón cho trồng trọt. Tuy nhiên, sự phát triển này làm phát sinh lượng chất thải lớn gây ô nhiễm môi trường, chủ yếu gồm chất thải rắn, xác gia súc và chất thải lỏng. Nước thải chăn nuôi heo chứa hàm lượng rất cao các hợp chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng (nitơ, photpho), vi khuẩn gây bệnh (Salmonella, Leptospira, Clostridium tetani...), trứng giun sán và phát sinh các khí độc mùi hôi như $\text{NH}_3$, $\text{CO}_2$, $\text{CH}_4$, $\text{H}_2\text{S}$. Nguồn nước thải chưa qua xử lý xả ra môi trường có nguy cơ làm ô nhiễm tầng nước mặt, nước ngầm và bùng phát dịch bệnh.
Trước thực tế đó, đồ án tốt nghiệp tập trung giải quyết bài toán xử lý chất thải lỏng thông qua đề tài: "Thiết kế trạm xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo New Hope Bình Phước công suất 300.000 con".
Mục tiêu nghiên cứu: Thiết kế hoàn chỉnh trạm xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo của Công ty TNHH Chăn nuôi New Hope Bình Phước với quy mô công suất 300.000 con/năm, đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt quy chuẩn xả thải hiện hành.
Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Xác định các thành phần, chỉ tiêu hóa lý đặc trưng của nước thải chăn nuôi phát sinh tại trang trại.
- Thu thập, tổng hợp thông tin và cơ sở dữ liệu về các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi từ tài liệu, sách báo chuyên ngành.
- Đề xuất, phân tích và lựa chọn phương án công nghệ xử lý tối ưu về mặt kỹ thuật và kinh tế.
- Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải và dự toán chi phí đầu tư, vận hành.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Nguồn nước thải phát sinh từ hoạt động chăn nuôi heo (nước vệ sinh chuồng trại, nước tắm rửa gia súc, nước vệ sinh dụng cụ và chế biến thức ăn) tại trang trại New Hope Bình Phước.
- Phạm vi không gian: Trang trại chăn nuôi New Hope Bình Phước, diện tích 75 hecta tại Ấp Hưng Phát, xã Tân Hưng, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước (phía Đông Nam giáp sông Mã Đà, phụ lưu của sông Bé).
- Phạm vi kỹ thuật và giới hạn đề tài: Tính toán công nghệ xử lý chất thải lỏng với quy mô công suất 300.000 con. Đồ án không tính toán cho nước thải từ các nguồn khác; chất thải rắn và khí thải phát sinh không thuộc phạm vi tính toán thiết kế chi tiết trong nghiên cứu này.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung tiêu chuẩn kỹ thuật và tài liệu tham khảo
Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng và môi trường của Việt Nam cùng các tài liệu chuyên khảo:
- Tiêu chuẩn dùng nước: TCVN 3772-1983 (Tiêu chuẩn dùng nước cho chăn nuôi gia súc).
- Tiêu chuẩn thiết kế mạng lưới thoát nước và công trình: TCXD 51:2008 / TCXD 51-2008 (Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài và công trình).
- Tiêu chuẩn vận tốc và thủy lực đường ống: TCVN 8423:2010.
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường: QCVN 62-MT:2016/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi), áp dụng giới hạn giá trị Cột A cho nguồn nước sau xử lý.
- Tài liệu chuyên ngành: Sách xử lý nước thải đô thị và công nghiệp (Lâm Minh Triết), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải (Trịnh Xuân Lai), Wastewater Engineering Treatment and Reuse (Metcalf & Eddy, 2003), tài liệu Anaerobic Sewage Treatment.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp kế thừa: Kế thừa các kết quả nghiên cứu, mô hình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi đã được công bố trong và ngoài nước.
- Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu: Thu thập dữ liệu khí tượng thủy văn, điều kiện tự nhiên khu vực xã Tân Hưng, huyện Hớn Quản; tổng hợp số liệu tính chất và thành phần nước thải chăn nuôi của Công ty TNHH Chăn nuôi New Hope Bình Phước.
- Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến chuyên môn của giảng viên hướng dẫn trong quá trình xác lập dây chuyền công nghệ và lựa chọn thông số tính toán.
- Phương pháp tính toán kỹ thuật: Sử dụng công thức toán học, thủy lực và công nghệ môi trường để tính toán thể tích, kích thước hình học, thông số thiết bị của từng công trình đơn vị và lập dự toán chi phí.
Nguồn dữ liệu
- Số liệu thành phần hóa lý nước thải đầu vào tham khảo từ Công ty Môi trường Kim Hoàng Hiệp.
- Tỷ lệ phối trộn nước thải và phân heo tham khảo từ tài liệu hướng dẫn của Trung tâm Khuyến nông tỉnh Bình Phước.
- Dữ liệu quy trình chăn nuôi và quy mô đàn do Công ty TNHH Chăn nuôi New Hope Bình Phước cung cấp.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về đề tài
Chương 1 trình bày tổng quan về cơ sở chăn nuôi New Hope Bình Phước, điều kiện tự nhiên - kinh tế địa phương và phương pháp quản lý trại:
- Quy mô trang trại: Tổng diện tích 75 ha, quy mô đàn đạt 13.500 con vào quý I/2020 và đạt công suất thiết kế 300.000 con heo xuất chuồng mỗi năm vào năm 2021. Địa hình khu vực tương đối bằng phẳng, mạng lưới sông suối dày đặc 0,7 - 0,8 $\text{km/km}^2$ thuộc hệ thống sông Đồng Nai. Nhiệt độ bình quân ổn định $25,8 - 26,2^\circ\text{C}$, tổng số giờ nắng đạt 2.400 - 2.500 giờ/năm.
- Phương thức vận hành: Quản lý riêng biệt giữa trang trại lợn nái và trang trại vỗ béo heo con, trang bị hệ thống tự động hóa cho ăn và làm sạch chuồng.
- Quy trình sinh trưởng: Heo nái phối giống nhân tạo $\rightarrow$ heo con $\rightarrow$ cai sữa $\rightarrow$ heo thịt $\rightarrow$ xuất chuồng sau khoảng 6 tháng.
- Phân loại dòng thải: Nước rửa chuồng (chứa nhiều phân) được thu gom riêng qua hố lắng dẫn về hầm Biogas; nước tắm rửa gia súc, vệ sinh dụng cụ và chế biến thức ăn chảy vào máng thu dẫn về hồ điều hòa.
Chương 2: Tổng quan về công nghệ xử lý
Chương này khảo sát cơ sở lý thuyết của các phương pháp xử lý nước thải:
- Phương pháp cơ học: Song chắn rác (thô $>2\text{ mm}$, tinh $<2\text{ mm}$), bể tách mỡ, bể điều hòa, bể lắng cát, bể lọc nhằm loại bỏ tạp chất không tan và ổn định lưu lượng.
- Phương pháp sinh học:
- Hiếu khí: Phân hủy chất hữu cơ nhờ bùn hoạt tính lơ lửng (Aerotank), giá thể dính bám (MBBR), lọc sinh học cao áp, bể lọc nhỏ giọt và bể phản ứng theo mẻ (SBR).
- Thiếu khí (Anoxic): Quá trình nitrat hóa và khử nitrat để loại bỏ nitơ kết hợp khử photpho.
- Kỵ khí: Diễn ra qua 4 giai đoạn (thủy phân, acid hóa, acetate hóa, methane hóa); ứng dụng qua hầm Biogas (thời gian lưu 30 - 60 ngày), bể tự hoại và bể phản ứng kỵ khí dòng nước đi từ dưới lên (UASB).
- Hồ sinh học: Tự làm sạch nhờ chuỗi dinh dưỡng thực vật thủy sinh, tảo và vi sinh vật.
- Phương pháp hóa lý: Keo tụ - tạo bông, tuyển nổi, hấp phụ than hoạt tính, trao đổi ion và trung hòa pH.
- Đánh giá các sơ đồ thực tế: Phân tích ưu nhược điểm của các trạm xử lý tại Trại Xuân Thọ III (dùng hồ kỵ khí, lọc xơ dừa, hồ lục bình), Trại Đắk Nông (Biogas $\rightarrow$ hồ tùy nghi $\rightarrow$ Anoxic $\rightarrow$ Aerotank $\rightarrow$ lắng $\rightarrow$ hồ sinh học) và một trang trại chăn nuôi áp dụng cụm lắng sinh học - lọc áp lực.
Chương 3: Lựa chọn công nghệ xử lý
Chương 3 xác định công suất, tải lượng ô nhiễm và so sánh hai phương án công nghệ:
- Lưu lượng thiết kế: Dựa trên TCVN 3772-1983, định mức nước cho lợn thịt là 20 L/con/ngày, chu kỳ 6 tháng. Công suất trạm xử lý được xác định: $$\text{Lưu lượng} = \frac{20 \times 300.000 \times 6}{1.000 \times 12} = 3.000 \text{ m}^3/\text{ngày}$$
- Đặc trưng nước thải đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra:
| Thông số | Đơn vị | Nồng độ đầu vào (Trung bình) | Tiêu chuẩn Cột A QCVN 62-MT:2016/BTNMT |
|---|---|---|---|
| $\text{pH}$ | - | 6,5 - 8,5 | - |
| $\text{BOD}_5$ | $\text{mg/L}$ | 1.750 | 40 |
| $\text{COD}$ | $\text{mg/L}$ | 2.400 | 100 |
| $\text{TSS}$ | $\text{mg/L}$ | 525 | 50 |
| $\text{Tổng Nitơ (N)}$ | $\text{mg/L}$ | 175 | 50 |
| $\text{Tổng Photpho (P)}$ | $\text{mg/L}$ | 30 | - |
| $\text{Coliforms}$ | $\text{MPN/100mL}$ | 55.000 | 3.000 |
- So sánh hai phương án đề xuất:
- Phương án 1: Hầm Biogas $\rightarrow$ Bể tiếp nhận $\rightarrow$ Hồ điều hòa $\rightarrow$ Bể UASB $\rightarrow$ Bể Anoxic $\rightarrow$ Bể Aerotank $\rightarrow$ Bể lắng 2 $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận. Xử lý bùn bằng Bể nén bùn và Máy ép bùn đa đĩa trục vít.
- Phương án 2: Hầm Biogas $\rightarrow$ Bể tiếp nhận $\rightarrow$ Hồ điều hòa $\rightarrow$ Bể UASB $\rightarrow$ Mương oxy hóa $\rightarrow$ Bể lắng 2 $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận.
- Kết luận lựa chọn: Lựa chọn Phương án 1 do mang lại hiệu quả xử lý cao, ổn định, kích thước cụm bể sinh học nhỏ hơn, xử lý nitơ và photpho triệt để hơn dù chi phí vận hành thiết bị sục khí cao hơn.
Chương 4: Tính toán chi tiết các công trình
Chương 4 tính toán kích thước hình học, thông số công nghệ và thiết bị cơ khí cho từng công trình đơn vị thuộc Phương án 1:
- Hầm Biogas: Lượng phân tối đa $244.500\text{ kg/ngày}$ (tính theo đàn 150.000 con tại một thời điểm với tỷ lệ phân bổ trọng lượng 4:3:3). Tỷ lệ nước : phân = 1:3; thời gian lưu nước $T = 40\text{ ngày}$. Thể tích yêu cầu $29.340\text{ m}^3$, thiết kế chia thành 7 đơn nguyên ($N=7$). Kích thước mỗi đơn nguyên: dài $L = 35\text{ m}$, rộng $W = 20\text{ m}$, chiều cao nước $H = 6\text{ m}$, chiều cao an toàn $H_{at} = 0,5\text{ m}$; tổng thể tích thực tế $V_{tt} = 29.400\text{ m}^3$. Ống vào và ra $D = 250\text{ mm}$, sử dụng túi chứa khí Biogas HDPE.
- Bể tiếp nhận: Lưu lượng trung bình $Q_{tbh} = 125\text{ m}^3/\text{h}$, hệ số không điều hòa $K_{0\max} = 1,8$, lưu lượng lớn nhất $Q_{\max h} = 225\text{ m}^3/\text{h}$. Thời gian lưu $t = 30\text{ phút}$, thể tích thiết kế $V = 112,5\text{ m}^3$. Kích thước: dài $L = 7,4\text{ m}$, rộng $B = 5,4\text{ m}$, chiều cao hữu ích $h = 3\text{ m}$, chiều cao bảo vệ $h_{bv} = 1\text{ m}$ ($V_{tt} = 120\text{ m}^3$). Trang bị song chắn rác thô rộng $5,4\text{ m}$, nghiêng $30^\circ$, khe hở $25\text{ mm}$ và 2 bơm chìm APP DSK-50T công suất 5 HP (1 chạy, 1 dự phòng).
- Hồ điều hòa: Thời gian lưu $t = 8,5\text{ giờ}$, thể tích $V = 1.062\text{ m}^3$. Kích thước: dài $L = 15,5\text{ m}$, rộng $B = 11,5\text{ m}$, chiều sâu nước $h = 6\text{ m}$, chiều cao bảo vệ $h_{bv} = 0,5\text{ m}$ ($V_{tt} = 1.069,5\text{ m}^3$). Trang bị 4 máy khuấy chìm Evergush EFM-30T công suất 3 HP ($N_0 = 8\text{ W/m}^3$) và 3 bơm chìm APP DSK-30T công suất 3 HP dẫn nước sang UASB qua ống PVC $D = 120\text{ mm}$.
- Bể UASB: Tải trọng khử $\text{COD} = 3,5\text{ kgCOD/m}^3\cdot\text{ngày}$, thời gian lưu nước $\text{HRT} = 9\text{ giờ}$. Thể tích tính toán $1.117,5\text{ m}^3$, thể tích thực tế $V_{tt} = 1.121\text{ m}^3$. Kích thước: dài $L = 15,5\text{ m}$, rộng $W = 10,8\text{ m}$, chiều cao tổng cộng $H = 7,6\text{ m}$ (chiều cao phản ứng $H_1 = 6,7\text{ m}$, phễu thu khí $H_2 = 0,4\text{ m}$, bảo vệ $H_3 = 0,5\text{ m}$). Lắp đặt 8 tấm chắn khí nghiêng $45^\circ$ bằng thép không gỉ X18H10T dày 20 mm; hệ thống phân phối nước gồm 104 điểm (11 ống nhánh $D=50\text{ mm}$, đục lỗ $20\text{ mm}$, cách nhau $1,2\text{ m}$); lượng khí methane thu gom $1.304,7\text{ m}^3/\text{ngày}$ qua ống $D = 40\text{ mm}$. Bùn xả chu kỳ 10 ngày ($11,3\text{ m}^3/\text{chu kỳ}$) bằng 2 bơm trục ngang NTP HCP225-1.25 265 công suất 1/3 HP.
- Cụm bể Anoxic, Aerotank, Bể lắng 2, Bể khử trùng và Xử lý bùn: Tiếp tục xử lý nitrat hóa, khử nitrat, phân hủy hiếu khí, lắng cặn và khử trùng vi sinh vật bằng hóa chất $\text{NaOCl}$. Bùn dư được thu gom về bể nén bùn và đưa qua máy ép bùn đa đĩa trục vít để ép thành bùn khô làm phân bón.
Chương 5: Tính toán chi phí
Chương 5 lập bảng kê và dự toán các hạng mục chi phí của trạm xử lý:
- Chi phí mua sắm và lắp đặt máy móc, thiết bị công nghệ (bơm, máy khuấy chìm, máy thổi khí, máy ép bùn, đường ống, phụ kiện).
- Chi phí xây dựng các hạng mục công trình bể bằng bê tông cốt thép.
- Chi phí vận hành thường xuyên (điện năng tiêu thụ tính theo biểu giá điện cho nhóm khách hàng sử dụng cấp điện áp trên 110 kV, chi phí hóa chất khử trùng $\text{NaOCl}$, chi phí nhân công và bảo dưỡng).
- Phân tích và so sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án.
Chương: Kết luận – Kiến nghị
Tổng kết toàn bộ các kết quả tính toán thiết kế của hệ thống, khẳng định tính khả thi của dây chuyền công nghệ đã chọn và đưa ra các đề xuất về quản lý vận hành thực tế tại trang trại New Hope Bình Phước.
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán công nghệ
Hệ thống xử lý được thiết kế theo Phương án 1 đảm bảo hiệu suất suy giảm nồng độ các chất ô nhiễm qua từng công trình đơn vị:
| Công trình | Hiệu suất $\text{BOD}_5$ (%) | Nồng độ $\text{BOD}_5$ ra ($\text{mg/L}$) | Hiệu suất $\text{COD}$ (%) | Nồng độ $\text{COD}$ ra ($\text{mg/L}$) | Hiệu suất $\text{TSS}$ (%) | Nồng độ $\text{TSS}$ ra ($\text{mg/L}$) | Hiệu suất $\text{N}$ (%) | Nồng độ $\text{N}$ ra ($\text{mg/L}$) | Hiệu suất $\text{Coliform}$ (%) | $\text{Coliform}$ ra ($\text{MPN/100mL}$) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nước vào | - | 1.750 | - | 2.400 | - | 525 | - | 175 | - | 55.000 |
| Hầm Biogas | 30 | 1.225 | 30 | 1.680 | 70 | 158 | 0 | 175 | 0 | 55.000 |
| Hồ điều hòa | 3 | 1.188 | 3 | 1.630 | 5 | 150 | 10 | 158 | 0 | 55.000 |
| Bể UASB | 80 | 238 | 80 | 326 | 15 | 127 | 5 | 150 | 0 | 55.000 |
| Anoxic - Aerotank - Lắng | 85 | 36 | 75 | 81 | 70 | 38 | 85 | 22 | 0 | 55.000 |
| Bể khử trùng | 0 | 36 | 0 | 81 | 0 | 38 | 0 | 22 | 95 | 2.750 |
| QCVN 62 Cột A | - | 40 | - | 100 | - | 50 | - | 50 | - | 3.000 |
Giải pháp và kiến nghị của tác giả
- Đề xuất quy trình công nghệ kết hợp kỵ khí (Biogas + UASB), thiếu khí (Anoxic), hiếu khí (Aerotank), lắng trọng lực, khử trùng $\text{NaOCl}$ và ép bùn trục vít.
- Khuyến khích các trang trại quy mô vừa và lớn áp dụng mô hình này nhằm đáp ứng quy chuẩn bảo vệ nguồn nước tiếp nhận (sông Mã Đà, sông Bé).
- Tận dụng sản phẩm phụ: lượng khí sinh học $\text{CH}_4$ thu hồi từ hầm Biogas và bể UASB ($1.304,7\text{ m}^3/\text{ngày}$) làm chất đốt phục vụ sinh hoạt; bùn ép khô được sử dụng làm phân bón nông nghiệp; nước sau xử lý có thể nghiên cứu tuần hoàn để tái sử dụng cho mục đích rửa chuồng.
Đóng góp của đề tài
- Cung cấp bộ hồ sơ tính toán thiết kế công nghệ chi tiết từ khâu thu gom, phân lập dòng thải đến các công trình xử lý sinh học bậc cao cho một trang trại nuôi heo quy mô công nghiệp lớn ($300.000\text{ con/năm}$, lưu lượng $3.000\text{ m}^3/\text{ngày}$).
- Tích hợp giải pháp module hóa công trình kỵ khí dung tích lớn (chia hầm Biogas $29.400\text{ m}^3$ thành 7 đơn nguyên) giúp tăng tính khả thi trong thi công và linh hoạt trong vận hành, bảo trì.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Nghiên cứu chỉ tập trung giải quyết thành phần chất thải lỏng chăn nuôi heo, chưa tích hợp hệ thống xử lý khí thải mùi hôi chuồng trại và xử lý triệt để chất thải rắn phát sinh.
- Các thông số tính toán dựa trên số liệu tham khảo và giả định thiết kế lý thuyết, chưa có số liệu đo đạc thực nghiệm đối chứng từ trạm xử lý thực tế sau khi xây dựng hoàn thiện.
- Hướng mở:
- Nghiên cứu cơ chế kiểm soát và tự động hóa sâu hơn đối với quá trình tuần hoàn bùn và nước thải từ bể Aerotank/Lắng về bể Anoxic.
- Nghiên cứu phương án tối ưu hóa tinh chế khí biogas để phát điện phục vụ trực tiếp cho hệ thống máy thổi khí và bơm của trạm xử lý.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng thụ hưởng:
- Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Kỹ thuật Cấp thoát nước tham khảo phương pháp tính toán công nghệ xử lý nước thải công nghiệp/nông nghiệp.
- Kỹ sư thiết kế, cán bộ quản lý môi trường tại các doanh nghiệp chăn nuôi quy mô trang trại tập trung.
- Nội dung tham khảo giá trị:
- Phương pháp phân chia dòng thải (dòng phân đậm đặc vào Biogas, dòng tắm rửa vào bể tiếp nhận/hồ điều hòa).
- Trình tự tính toán thủy lực và kết cấu chi tiết của bể UASB (tấm chắn khí 3 pha, 104 điểm phân phối nước, hệ thống thu khí).
- Bảng tổng hợp hiệu suất xử lý qua từng công đoạn theo chuỗi công nghệ sinh học tích hợp.
Câu hỏi thường gặp
1. Lưu lượng nước thải thiết kế của trạm xử lý được xác định bằng bao nhiêu và dựa trên cơ sở nào?
Lưu lượng nước thải thiết kế của trạm là $3.000\text{ m}^3/\text{ngày}$. Giá trị này được tính toán dựa trên định mức dùng nước cho lợn thịt theo TCVN 3772-1983 ($20\text{ L/con/ngày}$), quy mô đàn $300.000\text{ con/năm}$ và chu kỳ sinh trưởng của heo là 6 tháng.
2. Cụm công trình kỵ khí trong đồ án được thiết kế với quy mô và kích thước như thế nào?
Cụm kỵ khí gồm hai công trình:
- Hầm Biogas: Dung tích thực tế $29.400\text{ m}^3$, chia làm 7 đơn nguyên độc lập. Mỗi đơn nguyên có kích thước $L \times W \times H = 35\text{ m} \times 20\text{ m} \times 6\text{ m}$ (chiều cao an toàn $0,5\text{ m}$), thời gian lưu nước 40 ngày.
- Bể UASB: Dung tích thực tế $1.121\text{ m}^3$, kích thước $L \times W \times H = 15,5\text{ m} \times 10,8\text{ m} \times 7,6\text{ m}$, thời gian lưu nước 9 giờ, tải trọng khử $\text{COD}$ đạt $3,5\text{ kgCOD/m}^3\cdot\text{ngày}$.
3. Vì sao sơ đồ công nghệ Phương án 1 được lựa chọn thay vì Phương án 2?
Phương án 1 (sử dụng cụm bể Anoxic kết hợp Aerotank và Lắng 2) được chọn vì mang lại hiệu quả xử lý cao, ổn định, xử lý tốt cả nitơ và photpho, diện tích xây dựng bể hiếu khí nhỏ hơn và tuổi thọ công trình cao hơn so với việc sử dụng mương oxy hóa ở Phương án 2 (vốn tốn diện tích, xử lý photpho kém và hiệu quả thấp hơn).
4. Hệ thống phân phối nước và thu khí của bể UASB có thông số kỹ thuật ra sao?
Bể UASB được thiết kế với 104 điểm phân phối nước thải (mỗi điểm phục vụ diện tích khoảng $1,6\text{ m}^2$). Nước dẫn qua ống chính $D = 180\text{ mm}$ chia vào 11 ống nhánh $D = 50\text{ mm}$ có đục lỗ $D = 20\text{ mm}$ cách nhau $1,2\text{ m}$. Hệ thống thu khí gồm 8 tấm chắn khí bằng thép không gỉ X18H10T nghiêng $45^\circ$, thu gom khoảng $1.304,7\text{ m}^3\text{ CH}_4/\text{ngày}$ qua đường ống $D = 40\text{ mm}$ đưa về túi chứa HDPE.
5. Chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn nào trước khi xả ra nguồn tiếp nhận?
Nước thải sau khi qua toàn bộ hệ thống xử lý (kết thúc tại bể khử trùng châm $\text{NaOCl}$) đạt các chỉ tiêu: $\text{BOD}_5 = 36\text{ mg/L}$, $\text{COD} = 81\text{ mg/L}$, $\text{TSS} = 38\text{ mg/L}$, $\text{Tổng N} = 22\text{ mg/L}$, $\text{Coliforms} = 2.750\text{ MPN/100mL}$. Toàn bộ các giá trị này đều thấp hơn ngưỡng giới hạn cho phép của Cột A, QCVN 62-MT:2016/BTNMT.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp đã hoàn thành việc tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi heo New Hope Bình Phước quy mô 300.000 con với công suất $3.000\text{ m}^3/\text{ngày}$. Dây chuyền công nghệ lựa chọn kết hợp hầm Biogas, hồ điều hòa, bể UASB, cụm Anoxic - Aerotank, lắng trọng lực và khử trùng bằng $\text{NaOCl}$, đi kèm hệ thống ép bùn trục vít và thu hồi khí sinh học. Chất lượng nước đầu ra sau xử lý đáp ứng quy chuẩn Cột A của QCVN 62-MT:2016/BTNMT, đảm bảo an toàn môi trường cho nguồn tiếp nhận sông Mã Đà. Công trình thể hiện tính khả thi về mặt kỹ thuật, hợp lý về mặt kinh tế và có giá trị áp dụng thực tiễn cho các trang trại chăn nuôi gia súc quy mô công nghiệp.